Luận văn Thạc sĩ Quản lý Tài nguyên và Môi trường: Nghiên cứu phát thải khí nhà kính do hoạt động canh tác lúa nước trên đất cát ven biển xã Nghi Thạch, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An và đề xuất một số biện pháp giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong sản xuất lúa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

La Cao Cƣờng

NGHIÊN CỨU PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH DO HOẠT ĐỘNG CANH TÁC LÚA NƢỚC TRÊN ĐẤT CÁT VEN BIỂN XÃ

NGHI THẠCH, HUYỆN NGHI LỘC, TỈNH NGHỆ AN VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG SẢN XUẤT LÚA

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG

Thái Nguyên, năm 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LA CAO CƢỜNG

NGHIÊN CỨU PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH DO HOẠT ĐỘNG CANH TÁC LÚA NƢỚC TRÊN ĐẤT CÁT VEN BIỂN XÃ

NGHI THẠCH, HUYỆN NGHI LỘC, TỈNH NGHỆ AN VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIẢM NHẸ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TRONG SẢN XUẤT LÚA

Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên và Môi trƣờng

Mã số: 885 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Mai Văn Trịnh

Thái Nguyên, năm 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện,

dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS. Mai Văn Trịnh. Các số liệu, kết quả

trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Kết quả nghiên cứu của

luận văn chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một nghiên cứu nào khác.

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện nghiên cứu đã đƣợc cám ơn và các

thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 6 năm 2020

Tác giả

i

La Cao Cƣờng

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài này, tác giả xin cảm ơn sự

quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Khoa học – Đại học Thái

Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trƣờng cùng các thầy cô đã

dạy và hƣớng dẫn tôi hoàn thành nội dung học tập và làm Luận văn;

Xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất tới PGS.TS. Mai

Văn Trịnh ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã tận tình hƣớng dẫn, đóng góp quan

trọng cho sự thành công của luận văn;

Luận văn là một phần nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ số

phát thải khí nhà kính quốc gia cho cây lúa và các loại cây trồng cạn chủ yếu

phục vụ kiểm kê khí nhà kính và xây dựng các giải pháp giảm nhẹ phát thải khí

nhà kính của ngành Nông nghiệp”, Mã số: BĐKH.21/16-20 do PGS.TS. Mai

Văn Trịnh là chủ nhiệm đề tài. Tác giả xin chân thành cảm ơn nhóm đề tài cùng

Ban quản lý chƣơng trình Chƣơng trình „Khoa học và công nghệ ứng phó với

biến đổi khí hậu, quản lý Tài nguyên và môi trƣờng giai đoạn 2016-2020” đã tạo

điều kiện cho tác giả hoàn thành luân văn này;

Tác giả cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ của các cán bộ Viện Môi trƣờng

Nông nghiệp tạo điều kiện cho tác giả có các nguồn tài liệu, tƣ liệu và các công

trình nghiên cứu liên quan trong suốt quá trình nghiên cứu.

Nhân dịp này, tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành

tới gia đình, cơ quan công tác và anh, chị đồng nghiệp đã tạo điều kiện để tác giả

hoàn thành bản luận văn này.

Tác giả

ii

La Cao Cƣờng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii

MỤC LỤC ............................................................................................................ iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... v

DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................. vi

DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................. vii

MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP ................................................................ 2

1.1. Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu ................................................................... 2

1.2. Tổng quan tài liệu ........................................................................................... 2

1.2.1. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam .. 2

1.2.2. Hiện trạng nghiên cứu phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa thế giới và

Việt Nam ............................................................................................................... 8

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU NỘI DUNG ................................. 27

VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 27

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................... 27

2.2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 27

2.3. Nội dung thực hiện ....................................................................................... 27

2.4. Phƣơng pháp thực hiện ................................................................................. 27

2.4.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp .................................................. 27

2.4.2. Phƣơng pháp chọn điểm quan trắc KNK .............................................. 28

2.4.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm .............................................................. 28

2.3.4. Phƣơng pháp lấy mẫu ............................................................................ 31

2.3.5. Phƣơng pháp phân tích .......................................................................... 31

2.3.6. Phƣơng pháp tính toán số liệu khí phát thải .......................................... 32

CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 34

3.1. Điều kiên tự nhiên – kinh tế xã hội vùng nghiên cứu .................................. 34

iii

3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 34

3.1.2. Địa hình địa mạo ................................................................................... 34

3.1.3. Khí hậu và thời tiết ................................................................................ 35

3.1.4. Diện tích và dân số ................................................................................ 36

3.2. Phát thải khí nhà kính từ quá trình canh tác lúa ........................................... 37

3.2.1. Phát thải CH4 từ quá trình canh tác lúa trên đất cát .............................. 37

3.2.2. Phát thải N2O từ quá trình canh tác lúa trên đất cát .............................. 38

3.2.3. Tổng phát thải khí nhà kính tính theo CO2 tƣơng đƣơng ..................... 38

3.2.4. Đề xuất Hệ số phát thải cho canh tác lúa .............................................. 39

3.3. Thảo luận ...................................................................................................... 40

3.4. Đề xuất một số giải pháp thích ứng và tiềm năng giảm thiểu với biến đổi khí

hậu trong sản xuất lúa tại vùng nghiên cứu......................................................... 42

3.4.1. Giải pháp quản lý nhà nƣớc .................................................................. 42

3.4.2. Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu tác động của BĐKH ................... 43

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................................ 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 46

iv

PHỤ LỤC ............................................................................................................ 51

AP AWD

: Active Promotion (Kịch bản hành động giảm thiểu chủ động) : Alternate Wetting - Drying (Tƣới ƣớt khô xen kẽ, tƣới nông lộ phơi)

BAU

: Business as Usual (Kịch bản hành động thông thƣờng)

BĐKH

CO2tđ DNDC

: Biến đổi khí hậu : CO2 equivalent (CO2 tƣơng đƣơng) : DeNitrification-DeComposition (Mô hình sinh địa hóa)

DOC

: Dissolve Organic Carbon (Các bon hữu cơ hòa tan)

EF Eh

: Emission Factor (Hệ số phát thải khí) : Điện thế ôxy hóa khử

FAO

GIS

: Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức Nông lƣơng Liên Hiệp Quốc) : Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý).

ĐX

: Đông Xuân

GWP

: Global Warming Potential (Tiềm năng gây ấm toàn cầu)

EF

: Emision Factor (Thông số phát thải)

IAE

: Institute of Agricultural Enviroment (Viện Môi trƣờng Nông nghiệp)

IFA

: International Fertilizer Asociation (Hiệp hội phân bón quốc tế)

IPCC

IRRI KNK

: The Intergovernmental Panel on Climate Change (Ủy banliên chính phủ về biến đổi khí hậu) : International Rice Research Institute (Viện Nghiên cứu lúa quốc tế) : Khí nhà kính

MONRE

: Bộ Tài Nguyên Môi trƣờng

RMSE

: Root mean square error (Sai số bình phƣơng trung bình quân phƣơng)

SRI

: System of Rice Intensification (Hệ thống canh tác lúa cải tiến)

SOC/OC

: Soil Organic Carbon (Các bon hữu cơ trong đất)

TN TTK

: Tƣới ngập : Tƣới tiết kiệm

TPCG UNFCCC

: Thành phần cơ giới : United Nations Framework Convention on Climate Change (Công ƣớc

khung của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu)

US EPA

: United States Environmental Protection Agency (Cục Bảo vệ Môi

trƣờng Hoa Kỳ)

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Phát thải KNK năm 2013 trong lĩnh vực nông nghiệp ......................... 7

Bảng 1.2: Dự tính phát thải KNK trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2020 ............ 7

và 2030 (1000 tấn CO2tđ) ...................................................................................... 7

Bảng 1.3: Mức độ phát thải từ canh tác lúa ........................................................ 13

Bảng 1.4: Hệ số phát thải đƣợc sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh

tác lúa tại Ấn Độ .................................................................................................. 14

Bảng 1.5: Hệ số phát thải đƣợc sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh

tác lúa tại Philipin ................................................................................................ 14

Bảng 1.6: Diện tích canh tác lúa của Việt Nam năm 2013 (1000 ha) ................ 18

Bảng 1.7: Diện tích lúa ngập nƣớc thƣờng xuyên và ngập gián đoạn năm 2013 ... 18

Bảng 1.8: Phát thải KNK từ canh tác lúa tại Việt Nam năm 2013 ..................... 19

Bảng 1.9: Hệ số phát thải của lúa đã áp dụng trong kiểm kê KNK tại Việt Nam ....... 25

Bảng 2.1: Thông tin, địa điểm, quy mô các thí nghiệm đƣợc lựa chọn quan trắc

khí nhà kính cho cây lúa ...................................................................................... 28

Bảng 2.2: Các chỉ tiêu và phƣơng pháp phân tích .............................................. 31

Bảng 3.1: Tiềm năng nóng lên toàn cầu từ canh tác lúa tại các điểm quan trắc ....... 39

Bảng 3.2: Số liệu cấu thành năng suất của từng điểm quan trắc phát thải KNK ...... 39

vi

Bảng 3.3: Hệ số phát thải từ canh tác lúa ............................................................ 40

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Tỷ lệ % tăng/giảm phát thải CH4 và N2O từ hoạt động nông nghiệp

(năm 2020 so với 1990) (US-EPA, 2006) ............................................................. 3

Hình 1.2: Xu thế phát thải/hấp thụ KNK trong các kỳ kiểm kê (MONRE, 2017) ...... 6

Hình 1.3: Thiết bị đo khí nhà kính cho lúa và cây trồng cạn tại Ấn Độ ............. 12

Hình 1.4: Thiết bị đo khí nhà kính cho lúa tại Nhật Bản .................................... 12

Hình 2.1: Thƣớc, ống đo mực nƣớc .................................................................... 29

Hình 2.2.: Bản vẽ thiết kế hộp đo phát thải cho cây lúa và chân hộp ................. 30

Hình 3.1: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu ........................................................ 34

Hình 3.4: Diễn biến phát thải khí CH4 từ canh tác lúa trên đất cát qua các thời kỳ

sinh trƣởng vụ hè thu năm 2018 tại điểm xã Nghi Thạch, Nghi Lộc, Nghệ An . 37

Hình 3.5: Diễn biến phát thải khí N2O từ canh tác lúa trên đất cát qua các thời kỳ

vii

sinh trƣởng vụ hè thu năm 2018 tại điểm xã Nghi Thạch, Nghi Lộc, Nghệ An . 38

MỞ ĐẦU

Biến đổi khí hậu (BĐKH) trong thời gian qua đã gây ra nhiều tác động

tiêu cực đến nƣớc ta. Một trong những nguyên nhân chủ yếu làm xuất hiện và

gia tăng BĐKH là khí nhà kính (KNK) với các quá trình tăng nhiệt độ của toàn

cầu. Có nhiều ngành sản xuất tham gia vào phát thải KNK. Khí nhà kính chủ

yếu phát sinh từ ngành công nghiệp và năng lƣợng, tiếp đến là phát sinh từ sản

xuất nông nghiệp. Tại Việt Nam, kiểm kê KNK năm 2000 cho thấy, nông

nghiệp đóng góp 43,1% tổng phát thải KNK. Các hoạt động trong nông nghiệp

nhƣ canh tác lúa, lên men dạ cỏ gia súc nhai lại, sử dụng đất nông nghiệp, quản

lý chất thải chăn nuôi, xử lý phụ phẩm nông nghiệp là những nguồn phát thải

KNK chủ yếu.

Các nghiên cứu cho thấy, canh tác lúa ở điều kiện ngập nƣớc tạo điều kiện

môi trƣờng khử, và thế ô xy hóa khử (Eh) của đất giảm xuống dƣới 0 là điều

kiện thuận lợi cho các loại vi sinh vật phân giải chất hữu cơ đất và sinh khí mê

tan, phát thải vào khí quyển. Với phân đạm kể cả trong điều kiện yếm khí, cũng

có thể phát sinh các sản phẩm của quá trình phản đạm hóa nhƣ NO, N2O và N2.

Tuy nhiên, trong điều kiện ô xy hoá thì quá trình chuyển hoá đạm mạnh hơn và

phát thải N2O cao hơn.. Trong canh tác lúa nƣớc, khi nhiệt độ cao, một lƣợng

đạm không nhỏ bay hơi ở dạng NH3, mà NH3 cũng có thể chuyển hoá thành

N2O trong không khí. Ngoài ra, việc đốt các loại tàn dƣ cây trồng và vệ sinh

đồng ruộng sẽ sinh các loại khí CO2, CO và một lƣợng nhỏ CH4 phát thải trực

tiếp vào không khí.

Hiện tại đã và đang có các nghiên cứu khác nhau về khả năng phát thải

khí nhà kính do hoạt động canh tác lúa nƣớc ở các vùng đồng bằng lớn của nƣớc

ta tuy nhiên đối với khu vực đồng bằng duyên hải miền trung thì chƣa có nhiều

nghiên cứu về vấn đề này. Do đó đề tài“Nghiên cứu phát thải khí nhà kính do

hoạt động canh tác lúa nước trên đất cát ven biển xã Nghi Thạch, huyện Nghi

Lộc, tỉnh Nghệ An và đề xuất một số biện pháp giảm nhẹ biến đổi khí hậu

1

trong sản xuất lúa.” đƣợc thực hiện là cần thiết.

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN

XUẤT NÔNG NGHIỆP

1.1. Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu

Báo cáo kiểm kê KNK quốc gia cho năm 2014 trong thông báo quốc gia

lần thứ 3 cho thấy, tổng phát thải từ lĩnh vực nông nghiệp: 89.751,8 nghìn tấn

CO2 tƣơng đƣơng (CO2tđ). Nguồn phát thải lớn nhất là CH4 từ quá trình canh tác

lúa, chiếm tới 49,4% tổng phát thải của ngành nông nghiệp. Nguồn phát thải

KNK chính thứ 2 là từ canh tác cây trồng cạn là khí N2O từ đất nông nghiệp.

Tiểu lĩnh vực này đóng góp tới 27,8% tổng phát thải từ lĩnh vực nông nghiệp.

Tuy nhiên, việc tính toán kiểm kê KNK của Việt Nam chủ yếu vẫn dựa trên cơ

sở là các hệ số phát thải mặc định do Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

(IPCC) đƣa ra, mà không có các HSPT riêng đặc trƣng cho từng lĩnh vực của

ngành và quốc gia, do vậy độ tin cậy và chính xác của kết quả tính toán không

cao. Do vậy nhu cầu xây dựng bộ hệ số phát thải đặc trƣng cho các KNK từ quá

trình canh tác lúa cũng nhƣ sử dụng đất nông nghiệp cho các cây trồng cạn chủ

lực là rất cần thiết để đảm bảo tính chính xác, thống nhất và minh bạch cũng nhƣ

đáp ứng các yêu cầu của IPCC trong tƣơng lại cụ thể là việc áp dụng bộ hƣớng

dẫn phiên bản IPCC 2006 với việc khuyến khích sử dụng các bộ hệ số phát thải

cho từng lĩnh vực của quốc gia.

Từ những yêu cầu thực tế trên tôi đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu phát

thải khí nhà kính do hoạt động canh tác lúa nước trên đất cát ven biển xã

Nghi Thạch, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An và đề xuất một số biện pháp giảm

nhẹ biến đổi khí hậu trong sản xuất lúa.”

1.2. Tổng quan tài liệu

1.2.1. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1.1. Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới

Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng đối với của hầu hết các quốc gia trên

2

thế giới, đặc biệt là các nƣớc đang phát triển. Hơn 60% dân số thế giới sống ở

nông thôn và các sản phẩm nông nghiệp giúp duy trì an ninh lƣơng thực. Tuy

nhiên, các hoạt động nông nghiệp cũng ảnh hƣởng đến môi trƣờng toàn cầu

thông qua các tác động đến khí quyển, môi trƣờng đất, nƣớc và các hệ sinh thái

tự nhiên. Liên quan đến sự ấm lên toàn cầu, nhiều nghiên cứu gần đây đã khẳng

định rằng nông nghiệp chính là một trong những nguồn phát thải KNK chính và

là bể chứa các bon.

Theo IPCC, 3 loại KNK đƣợc quan tâm nhất trong nông nghiệp là CO2

(45%), CH4 (44%) và N2O (11%); trong đó 57,5% phát thải từ canh tác lúa

nƣớc; 21,8% phát thải từ đất; 17,2% phát thải từ chăn nuôi; 3,5% từ đốt phụ

phẩm nông nghiệp, đốt đồng cỏ… Trong trồng trọt, lƣợng phát thải KNK trung

bình từ canh tác lúa là 20 tấn CO2tđ/ha, từ mía là 28 tấn CO2tđ/ha, từ đậu tƣơng

là 17 tấn CO2tđ/ha, từ sắn là 12 tấn CO2tđ/ha, từ lạc là 10 tấn CO2tđ/ha...(dẫn

bởi Nguyễn Văn Bộ và nnk, 2016). Theo tính toán của US-EPA (2006), đến năm

2020, lƣợng phát thải khí CH4 và N2O từ nông nghiệp sẽ tăng từ 10-40% so với

năm 1990, chủ yếu ở các quốc gia đang phát triển (Hình 1.1).

3

Hình 1.1: Tỷ lệ % tăng/giảm phát thải CH4 và N2O từ hoạt động nông nghiệp (năm 2020 so với 1990) (US-EPA, 2006)

Nông nghiệp không phải là nguồn phát thải CO2 chủ yếu, nhƣng lại là

nguồn phát thải khí CH4 và khí N2O chính (Watson và nnk, 1995). Ƣớc tính

30% CH4 và 90% N2O trong khí quyển có nguồn gốc từ hoạt động sản xuất

nông nghiệp (Bouwman, 1990). Theo một thống kê khác, nông nghiệp phát thải

84% tổng lƣợng phát thải N2O và 47% tổng phát thải CH4 (IPCC, 2007). FAO

báo cáo rằng nông nghiệp chịu trách nhiệm một phần ba sự nóng lên toàn cầu và

sự thay đổi khí hậu. Theo ƣớc tính của FAO, khoảng 25% CO2 trong khí quyển

đƣợc tạo ra từ các hoạt động nông nghiệp; hầu hết khí CH4 trong khí quyển là từ

các động vật nhai lại, cháy rừng, canh tác lúa nƣớc và sự phân hủy các sản phẩm

phế thải; 70% khí N2O phát thải từ canh tác nông nghiệp truyền thống và sử

dụng phân bón. Trong khi nhu cầu sử dụng phân bón nói chung vàphân đạm nói

riêng sẽ tăng lên ngày càng nhiều để tăng năng suất cây trồng, đáp ứng nhu cầu

nuôi sống con ngƣời. Theo số liệu của Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), hàng

năm riêng sản xuất lúa sử dụng gần 20% tổng lƣợng phân đạm trên toàn cầu do

vậy phát thải lƣợng N2O đáng kể vào khí quyển (Wassmann và Dobermann,

2006). Trong phƣơng pháp kiểm kê KNK, IPCC chia N2O phát thải từ nông

nghiệp thành 2 dạng phát thải trực tiếp và gián tiếp. Phát thải N2O trực tiếp là

phát thải có nguồn gốc từ phân đạm vô cơ và phân hữu cơ, đƣợc dự báo là sẽ

tăng do nhu cầu sử dụng phân bón tăng lên. Phát thải N2O gián tiếp bao gồm 3

phần: từ quá trình tổng hợp N từ khí quyển, chất thải/phân của vật nuôi và con

ngƣời, và N bị mất do rửa trôi, xói mòn. Dạng N2O phát thải gián tiếp chiếm 1/3

- bị thất thoát do rửa trôi và NH4

tổng lƣợng N2O phát thải từ nông nghiệp, trong đó 75% đến từ các vùng đồng + bị nitrat hóa chuyển thành N2O bằng, nơi NO3

và N2 (Zaman và nnk, 2012.).

Khoảng 45% khí thải CH4 có nguồn gốc từ các hoạt động nông nghiệp,

trong khi 90% khí thải N2O bắt nguồn từ quá trình nitrat hóa và phản nitrat trong

đất, một phần là do việc sử dụng phân bón vô cơ ngày càng tăng lên (Steven,

1998). Theo báo cáo mới nhất của Tổ chức khí tƣợng thế giới (WMO), hoạt

động của con ngƣời (chăn nuôi, canh tác lúa, sử dụng nhiên liệu hóa thạch, đốt

4

phế phụ phẩm nông nghiệp, chôn lấp rác thải) tạo ra 60% tổng lƣợng CH4 phát

thải toàn cầu. Mê-tan phát thải từ hoạt động trồng lúa, phân hủy chất thải động

vật và đốt sinh khối đóng góp 8-10% tổng lƣợng CO2tđ và N2O từ trồng trọt (đốt

nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu sinh học và bón phân) đóng góp 3-5% tổng

lƣợng CO2tđ. Thêm vào đó, khoảng 30% lƣợng khí CO2 trong khí quyển tăng

hàng năm là do sự mất cácbon trong đất liên quan đến phá rừng, làm đất canh

tác và các mục đích khác (WMO, 2016)

Giám sát sự phát thải KNK từ hoạt động của nông nghiệp là một chiến

lƣợc quan trọng giúp các nhà hoạch định chính sách kiểm soát và đáp ứng các

nghĩa vụ quốc tế trong cắt giảm phát thải KNK trên quy mô toàn cầu

1.2.2.2.Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp tại Việt Nam

Trong giai đoạn từ 1994 đến 2013, tổng lƣợng phát thải KNK ở Việt Nam

(bao gồm cả lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp -

LULUCF) tăng hơn hai lần, từ 103,8 triệu tấn CO2tđ lên 259,0 triệu tấn CO2tđ.

Phát thải trong lĩnh vực năng lƣợng tăng nhanh nhất (gấp gần sáu lần từ 25,6 triệu

tấn CO2tđ lên 151,4 triệu tấn CO2tđ) do nhu cầu năng lƣợng tăng nhanh chóng.

Xu thế phát thải/hấp thụ KNK qua các kỳ kiểm kê đƣợc thể hiện tại Hình 1.2

(MONRE, 2017).

Theo kết quả kiểm kê KNK năm 1994, lƣợng KNK phát thải trong lĩnh

vực nông nghiệp là 52,45 triệu tấn CO2tđ, chiếm 50,50% tổng lƣợng KNK phát

thải của cả nƣớc; trong lĩnh vực lâm nghiệp & thay đổi sử dụng đất là 19,38

triệu tấn CO2tđ, chiếm 18,70% tổng lƣợng KNK phát thải của cả nƣớc. Đến năm

2005, lƣợng KNK phát thải trong lĩnh vực nông nghiệp là 80,58 triệu tấn CO2tđ,

chiếm 49,37% tổng lƣợng KNK phát thải của cả nƣớc (trong đó, phát thải từ

trồng lúa chiếm 44,49%; từ đất nông nghiệp 32,22%; từ lên men tiêu hóa của

động vật nhai lại là 11,54%, còn lại là từ quản lý phân bón, đốt phụ phẩm nông

nghiệp và đốt đồng cỏ); trong lĩnh vực lâm nghiệp, thay đổi sử dụng đất hấp thụ

5

36,67 triệu tấn CO2tđ.

Hình 1.2: Xu thế phát thải/hấp thụ KNK trong các kỳ kiểm kê (MONRE, 2017)

Năm 2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam là 246,8 triệu

tấn CO2tđ (bao gồm cả sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp -

LULUCF) hoặc 266 triệu tấn CO2tđ (không bao gồm LULUCF), trong đó phát

thải KNK từ ngành nông nghiệp chiếm 36,7% tổng lƣợng phát thải KNK quốc

gia, là nguồn phát thải KNK lớn thứ 2 ở Việt Nam (88,35 triệu tấn CO2tđ), tiếp

sau là ngành năng lƣợng với 57,2% (141,2 triệu tấn CO2tđ).

Tổng lƣợng KNK phát thải trong năm 2010 từ nông nghiệp là 88,35 triệu

tấn CO2tđ , trong đó canh tác trồng lúa đóng góp 44,8 triệu tấn CO2tđ (chiếm

50,49%); còn lại 10,72% tổng lƣợng KNK phát thải từ quá trình lên men của

động vật nhai lại trong chăn nuôi:, 9,69% từ phân chuồng, 26,95% từ đất nông

nghiệp và 2,15% từ phế phụ phẩm nông nghiệp.

Đến năm 2013, lƣợng KNK phát thải trong lĩnh vực nông nghiệp là

89,407 triệu tấn CO2tđ, tƣơng đƣơng 34,6% tổng lƣợng KNK phát thải quốc gia;

Lĩnh vực LULUCF đã chuyển từ phát thải sang hấp thụ KNK vào năm 2010 và

tiếp tục tăng hấp thụ lên 34,2 triệu tấn CO2tđ vào năm 2013 do thực hiện tốt các

6

hoạt động trồng rừng và bảo vệ rừng trong thời gian gần đây (MONRE, 2017).

Bảng 1.1: Phát thải KNK năm 2013 trong lĩnh vực nông nghiệp

Các nguồn phát thải Tổng CH4 N2O

Tiêu hóa thức ăn Quản lý chất thải chăn nuôi Canh tác lúa Đất canh tác nông nghiệp Đốt đồng cỏ (savana) Đốt phụ phẩm nông nghiệp ngoài đồng

Tổng (1000 tấn CO2tđ) - 5.816 - 24.045 0,1 415 30.276 10.328 2.087 44.741 - 1,0 1.972 59.131 10.328 7.904 44.741 24.045 1,1 2.387 89.407

(Nguồn: MONRE, 2017)

Phát thải KNK từ ngành nông nghiệp chủ yếu từ trồng lúa, đất nông nghiệp và lên men tiêu hóa trong chăn nuôi. Theo tính toán của Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng, từ năm 2010, hoạt động chăn nuôi và đất nông nghiệp sẽ có lƣợng KNK phát thải và tỷ lệ đóng góp tăng lên trong tổng lƣợng phát thải KNK của ngành nông nghiệp. Canh tác lúa dự kiến sẽ giảm lƣợng KNK phát thải từ 50,5% năm 2010 (44,6 triệu tấn CO2tđ) xuống còn 39,1% năm 2020 (39,4 triệu tấn CO2tđ - mặc dù diện tích đất lúa vẫn tăng chậm từ 2010 đến nay) và 36,5% vào năm 2030 (39,9 triệu tấn CO2tđ). Tuy nhiên thực tế thì diện tích lúa không giảm theo kế hoạch, thậm chí còn tăng và đạt cao nhất vào năm 2015 với diện tích khoảng 7,8 triệu ha. Việc đốt cháy phế phụ phẩm nông nghiệp có thể sẽ gia tăng lƣợng KNK phát thải nhƣng tỷ lệ đóng góp vào tổng lƣợng phát thải không lớn, dao động từ 2,1-2,4% (Bảng 1.2).

Bảng 1.2: Dự tính phát thải KNK trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2020 và 2030 (1000 tấn CO2tđ) 2020 Nguồn 2010 2030

18.030 44.614 23.812 20,4 50,5 27,0 - 24.948 39.360 33.947 24,8 39,1 33,6 - 29.322 39.949 37.397 26,8 36,5 34,3 -

1.899 2,1 2.504 2,5 2.673 2,4 Chăn nuôi Canh tác lúa Đất nông nghiệp Đốt nƣơng Đốt phụ phẩm nông nghiệp ngoài đồng

88.355 100 100.758 100 109.342 100 Tổng

7

(Nguồn: MONRE, Báo cáo Việt Nam 2 năm 1 lần cho UNFCCC (BUR1), 2014)

1.2.2. Hiện trạng nghiên cứu phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa thế giới

và Việt Nam

1.2.2.1. Hiện trạng nghiên cứu kiểm kê phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa thế giới

Từ năm 1996, Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) cũng

công bố bộ tài liệu về hệ số phát thải trên trang điện tử của IPCC. Tại Mỹ, việc

xây dựng bộ hệ số phát thải đã đƣợc tiến hành và áp dụng rộng rãi từ rất sớm với

bộ tài liệu AP-42: “Tổng hợp về hệ số phát thải ô nhiễm không khí”. Bộ tài liệu

đƣợc xuất bản từ năm 1972 này là một tài liệu chính thống về thông tin hệ số

phát thải, bao gồm hệ số phát thải và thông tin các quá trình của hơn 200 nguồn

ô nhiễm không khí. Sau đó Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US EPA) xuất bản thêm

phụ trƣơng và cập nhật thêm thông tin trong tập 1, nguồn điểm tĩnh và nguồn

mặt vào lần xuất bản lần thứ 5 (1995). Ở Châu Âu, cũng đã đƣa ra bộ tài liệu về

hệ số phát thải Hƣớng dẫn kiểm kê phát thải ô nhiễm không khí (phiên bản mới

nhất năm 2009) của Cục bảo vệ môi trƣờng Châu Âu (EEA) cung cấp và hƣớng

dẫn tính toán tải lƣợng phát thải từ cả các nguồn tự nhiên và nhân tạo. Tài liệu

này gồm hai phần: Phần A là các hƣớng dẫn chung và phần B là hƣớng dẫn các

ngành cụ thể.

Hiện nay việc thực hiện kiểm kê KNK của các quốc gia thƣờng theo các

hƣớng dẫn của IPCC (IPCC 1996, 2006). Tuỳ từng mức độ sẵn có của số liệu đầu

vào mà mỗi quốc gia có thể lựa chọn phƣơng pháp tính toán (Tier) khác nhau.

Hƣớng dẫn kiểm kê KNK của IPCC (2006) giới thiệu 3 Tier, với mức độ phức tạp

và yêu cầu về dữ liệu và độ chính xác gia tăng. Các Tier này cho kết quả kiểm kê

KNK với sai số trong kiểm kê từ mức độ tối đa tới mức độ tối thiểu.

Phƣơng pháp bậc 1 (Tier 1): Là hƣớng dẫn đơn giản và cơ bản nhất và

yêu cầu ít dữ liệu nhất. Dữ liệu tính toán và các hệ số phát thải đƣợc lấy từ

nguồn dữ liệu công bố toàn cầu. Sử dụng Tier 1 để kiểm kê cacbon thì kết quả

8

có độ sai số khá cao.

Phƣơng pháp bậc 2 (Tier 2): Tier 2 sử dụng phƣơng pháp tiếp cận giống nhƣ

Tier 1 nhƣng áp dụng hệ số thay đổi phát thải dựa trên dữ liệu của từng quốc gia cụ

thể với độ phân giải và chi tiết cao hơn, kết quả có độ chính xác hơn Tier 1.

Phƣơng pháp bậc 3 (Tier 3): là phƣơng pháp tính toán bậc cao nhất, bao

gồm dữ liệu từ hệ thống quan trắc phát thải đồng bộ trên thực địa và/hay có thể

áp dụng các mô hình để tính toán cho từng trƣờng hợp cụ thể, với dữ liệu có độ

phân giải cao đƣợc chi tiết hoá ở cấp vùng sinh thái, tỉnh hoặc huyện. Phƣơng

pháp bậc này sẽ cho kết quả ƣớc tính với độ chắc chắn cao hơn Tier 1 và Tier 2.

Lúa là cây lƣơng thực chính của gần 50% dân số thế giới (Fageria và nnk,

2011). Gần 90% sản lƣợng lúa gạo của thế giới đƣợc sản xuất và tiêu thụ ở Châu

Á (FAO, 1998). Sản xuất lúa gạo đƣợc dự báo sẽ tăng trong những thập kỷ tới

để đảm bảo an ninh lƣơng thực trƣớc áp lực gia tăng dân số thế giới. Tuy nhiên,

do nhiệt độ toàn cầu tăng, chế độ mƣa thay đổi và biến đổi thời tiết theo hƣớng

khắc nghiệt hơn đƣợc dự báo sẽ ảnh hƣởng đến năng suất và sản lƣợng lúa toàn

cầu (Wassmann và nnk, 2010).

Các cánh đồng lúa và các hệ thống canh tác có lúa đƣợc coi là một nguồn

phát thải KNK quan trọng (Neue và nnk, 1994, Wassmann và nnk, 1995, IPCC,

1996, Neue & Sass, 1998; Wassmann và nnk, 1998). Canh tác lúa nƣớc là nguồn

phát thải CH4 chính từ nông nghiệp nói chung và trồng trọt nói riêng (IPCC,

2007). Hệ canh tác lúa nƣớc cung cấp gần 90% sản lƣợng gạo toàn cầu (Fageria

và nnk, 2011) nhƣng đóng góp 80% tổng lƣợng CH4 phát thải từ tất cả các loại

hình canh tác lúa trên thế giới (Majumdar, 2003) và đóng góp 18% hiệu ứng

nóng lên toàn cầu (Denman và nnk, 2007). Theo báo cáo của IRRI, phát thải

CH4 từ ruộng lúa nƣớc đã đƣợc phát hiện lần đầu tiên ở Mỹ và Châu Âu. Sau đó

những nghiên cứu chi tiết đƣợc tiến hành tại Ý, Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc,

và các quốc gia Đông Nam Á.

Ở Châu Á, việc kiểm kê KNK cũng đã đƣợc triển khai, tuy nhiên vẫn dựa

chủ yếu vào hƣớng dẫn của IPCC, chƣa có hệ số phát thải của riêng của quốc gia

mình. Lƣợng phát thải phụ thuộc vào từng giống lúa, thời tiết và quản lí cây

9

trồng nhƣ quản lý phân bón và lƣợng nƣớc tƣới, do đó hệ số phát thải cho mỗi

quốc gia sẽ khác nhau. Vì vậy cần thiết đã xây dựng hệ số phát thải cho mỗi

quốc gia nhằm tăng sự chính xác cho công tác kiểm kê khí nhà kính trong canh

tác lúa. Viện Nghiên cứu Nông nghiệp của Ấn Độ (2013) cũng đã xuất bản

hƣớng dẫn về phƣơng pháp tính toán Khí Nhà Kính cho lĩnh vực nông nghiệp

(bao gồm trồng trọt, chăn nuôi và thủy sản).

Đầu những năm 1960, tác giả Koyama tiến hành nghiên cứu sự hình thành

và phát thải CH4 trong đất lúa ở Nhật Bản quy mô thí nghiệm. Từ số liệu quan

trắc tại Nhật Bản, Koyama đã ƣớc tính lƣợng CH4 từ canh tác lúa toàn cầu phát

thải vào trong khí quyển khoảng 190 triệu tấn CH4/năm. Đến giữa thập kỉ 1970,

Ehhalt và Schmidt (1978) ƣớc tính lƣợng CH4 sản sinh từ đất trồng lúa khoảng

280 triệu tấn/năm, tƣơng đƣơng 50% tổng lƣợng CH4 toàn cầu đƣợc phát thải

vào khí quyển cùng thời điểm. Dựa trên số liệu quan trắc từ các cánh đồng trồng

lúa tại California (Mỹ) năm 1980, Cicerone và Shetter (1981) ƣớc tính lƣợng

phát thải CH4 từ canh tác lúa trên thế giới khoảng 59 triệu tấn/năm. Năm 1984,

từ số liệu trong thí nghiệm ở Tây Ban Nha, Seiler đã tính toán và đƣa ra giá trị

phát thải CH4 từ trồng lúa dao động 35 - 59 triệu tấn/năm. Dựa trên các số liệu

thí nghiệm tại Italia, Schutz (1989) ƣớc tính lƣợng CH4 phát thải từ diện tích đất

lúa trên toàn thế giới khoảng 100 ± 50 triệu tấn/năm. Theo số liệu của IPCC

tổng lƣợng khí CH4 phát thải từ hoạt động canh tác lúa toàn cầu dao động từ 20-

100 triệu tấn CH4/năm (trung bình 60 triệu tấn CH4/năm) tƣơng đƣơng 15% đến

20% tổng lƣợng CH4 do con ngƣời tạo ra, dù diện tích đất trồng lúa này chỉ

chiếm 0,3% diện tích bề mặt trái đất (IPCC, 1996)

Mặc dù nhiều nghiên cứu về phát thải N2O từ canh tác lúa đƣợc thực hiện

trong 2 thập kỷ gần đây, nhƣng đến nay vẫn chƣa có số liệu chính thức về lƣợng

N2O phát thải từ canh tác lúa vào khí quyển trên quy mô toàn cầu (Majumdar,

2009_. Quan trắc phát thải N2O từ canh tác lúa không đƣợc thực hiện rộng rãi

nhƣ CH4, do N2O là sản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa và phản nitrat

hóa, rất biến động trong môi trƣờng kị khí của đất lúa ngập nƣớc và dễ dàng bị

khử thành N2. Các nỗ lực để tính toán phát thải N2O thông qua các mô hình mô

phỏng cũng đang đƣợc tiến hành nhƣng rất khó chính xác vì sự hình thành và

10

giải phóng N2O từ đất lúa chịu ảnh hƣởng của khá nhiều các yếu tố tự nhiên và

nhân tạo (Majumdar, 2009). Theo IPCC (1994), tổng lƣợng phát thải N2O từ

canh tác lúa thấp hơn nhiều tổng lƣợng phát thải N2O từ tất cả diện tích trồng

trọt (1,8–5,3 triệu tấn/năm).

Theo ƣớc tính của IPCC (2000), chỉ có dƣới 1% N bị mất thông qua thất

thoát N2O từ ruộng lúa nên tổng lƣợng phát thải N2O từ canh tác lúa sẽ thấp hơn

lƣợng phát thải CH4, loại KNK chính phát thải từ ruộng lúa. Theo hƣớng dẫn

kiểm kê KNK năm 1997, IPCC đã sử dụng hệ số phát thải (EF) mặc định tƣơng

đƣơng 1,25% lƣợng N đầu vào từ phân bón và mức phát thải nền đối với phát

thải trực tiếp từ đất nông nghiệp là 1 kg N/ha/năm (IPCC,1997). Cách tính toán

này áp dụng chung cho mọi loại hình canh tác, không phân biệt đất trồng lúa

nƣớc hay đất trồng cạn. Tuy nhiên, theo báo cáo của Bouwman và nnk (2002)

dựa vào số liệu công bố trƣớc năm 1999, mức phát thải N2O từ đất lúa (0,7 kg

N2O-N/ha/năm) thấp hơn so với đất trồng cạn, bao gồm cả đồng cỏ (1,1 đến 2,9

kg N2O-N/ha/năm). Trên cơ sở số liệu đƣợc công bố trƣớc năm 2000, Yan và

nnk (2003) ƣớc tính hệ số phát thải N2O từ ruộng lúa chỉ ở mức 0,25% tổng

lƣợng N bón vào đất (thấp hơn so với mức phát thải canh tác cây trồng cạn) và

mức phát thải nền của đất lúa nƣớc là 1,22 kg N2O-N/ha/năm. Đến năm 2006,

IPCC điều chỉnh hệ số phát thải EF xuống còn 1% tổng lƣợng N đầu vào (bao

gồm từ phân khoáng, phân/chất hữu cơ đƣợc xử lý, tàn dƣ thực vật và N đƣợc

khoáng hóa từ đất) (IPCC, 2006). Dựa vào đó, theo tính toán mới nhất của

IPCC, đất canh tác nông nghiệp trên toàn thế giới phát thải khoảng 2,8 triệu tấn

khí N2O mỗi năm, tƣơng đƣơng khoảng 42% lƣợng N2O do con ngƣời gây ra,

hoặc khoảng 16% lƣợng khí N2O toàn cầu, tuy nhiên phát thải N2O từ đất lúa

nƣớc vẫn chƣa đƣợc tách riêng khỏi đất trồng cạn (Denman và nnk., 2007). Trên

thực tế, nhiều quan trắc phát thải N2O từ đất lúa đã đƣợc thực hiện, nhƣng vẫn

còn tƣơng đối ít so với số liệu quan trắc phát thải CH4 từ đất lúa hoặc phát thải

N2O từ canh tác cây trồng cạn do những đặc thù phức tạp của hệ sinh thái đất lúa

nƣớc. Việc hoàn chỉnh bộ dữ liệu hệ số phát thải N2O để ƣớc tính mức phát thải

11

N2O từ đất lúa vẫn còn nhiều thách thức.

Tuy vẫn còn nhiều khác biệt trong tính toán tổng phát thải CH4 và N2O từ

canh tác lúa trên thế giới do có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hƣởng đến lƣợng

phát thải (Neue và nnk, 1997), nhƣng phải khẳng định rằng canh tác lúa bền

vững phải hƣớng tới mục tiêu giảm phát thải khí CH4 và N2O, đặc biệt là đối với

nền sản xuất thâm canh cao. Do đó, nếu các chiến lƣợc giảm nhẹ phù hợp không

đƣợc xây dựng và áp dụng triệt để thì việc tăng cƣờng sản xuất lúa gạo cũng sẽ

dẫn đến việc tăng phát thải khí CH4 và N2O (Xie và nnk, 2009).

Hình 1.3: Thiết bị đo khí nhà kính cho lúa và cây trồng cạn tại Ấn Độ

Viện nghiên cứu Môi trƣờng Nhật Bản (tháng 8/2015) cũng đƣa ra hƣớng

dẫn phƣơng pháp đo khí nhà kính canh tác lúa nƣớc dùng phƣơng pháp buồng

kín đo trực tiếp tại ruộng (bao gồm các thiết kế thí nghiệm, thiết kế dụng cụ đo,

phƣơng pháp phân tích, tính toán kết quả và xử lý số liệu).

12

Hình 1.4: Thiết bị đo khí nhà kính cho lúa tại Nhật Bản

Phƣơng pháp này đã đƣợc áp dụng ở nhiều nƣớc nhƣ Trung Quốc, Việt

Nam, Ấn Độ và Nhật Bản... Bên cạnh việc sử dụng phƣơng pháp buồng kín đo

trực tiếp tại đồng ruộng, các nƣớc Trung Quốc và Ấn Độ sử dụng phƣơng pháp

mô hình hóa DNDC kết hợp với viễn thám để tính toán phát thải khí nhà kính từ

canh tác lúa. Zhang et al (2001) đã ứng dụng mô hình DNDC để tính toán phát

thải KNK cho canh tác lúa, đặc biệt là methane từ đất. Phƣơng pháp này đƣợc

kết hớp với viễn thám để tính toán phát thải cho 1,44 triệu ha canh tác lúa với tổng phát thải 0,48-0,58 TgCH4-Cha-1 với sự sai khác 38.6-943.9 kg CH4-Cha-1

với số liệu đo thực tế ở miền nam Trung Quốc. Tƣơng tự, ở Ấn Độ cũng sử dụng

phƣơng pháp DNDC kết hợp với viễn thám để tính toán phát thải từ canh tác

lúa, sử dụng số liệu đo trực tiếp theo phƣơng pháp buồng kín để hiệu chỉnh

(Babu et al., 2005).

Một số nƣớc nhƣ Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Philipines cũng có

nhiều nghiên cứu phát thải KNK trong cánh tác lúa và đƣa ra đƣợc mức phát

thải cụ thể cho canh tác lúa của quốc gia mình nhƣ bảng sau đây:

Bảng 1.3: Mức độ phát thải từ canh tác lúa

STT Quốc gia Mức phát thải theo TIER 2

1 Ấn Độ

18,63 g/m2 14,33 g/m2 135 - 467kgC/ha 2 Trung Quốc 0,11 - 0,68kgN/ha

75,55 - 86,81kgC/ha 3 Philippines

4 Indonesia

5 Ý

0,64 - 0,9kg/N/ha/vụ 19 -123mgC/m2/ngày 0,16 - 0,38gC/m2/ngày -0,97 - 0,04 gC/ha/ngày 6 Mỹ 0,2 - 6,7gN/ha/ngày Khí thải CH4 N2O CH4 N2O CH4 N2O CH4 CH4 CH4 N2O

(Nguồn: Kofi K. Boateng và cs, 2017)

Theo báo cáo kiểm kê KNK gửi lên UNFCCC một số nƣớc đã sử dụng hệ

13

số phát thải cho quốc gia theo phƣơng pháp bậc 2, tuy nhiên các nƣớc này không

ghi cụ thể hệ số phát thải áp dụng là bao nhiêu, chỉ đƣa ra tổng lƣợng phát thải

cho từng lĩnh vực cho quốc gia của mình.

Thông qua nghiên cứu tài liệu, một số quốc gia đã đƣa ra hệ số phát thải

CH4 trong canh tác lúa cho quốc gia của mình nhƣ sau:

 Hệ số phát thải của Ấn Độ

Bảng 1.4: Hệ số phát thải đƣợc sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh tác lúa tại Ấn Độ

Loại hình canh tác Hệ số phát thải CH4

Tưới Ngập thƣờng xuyên Tƣới 1 lần Tƣới nhiều lần Không tưới Hạn Ngập Lụt 162 g/m2 66 g/m2 18 g/m2 66 g/m2 190 g/m2 190 g/m2

(Nguồn: Báo cáo kiểm kê phát thải KNK của Ấn Độ năm 2007)

 Hệ số phát thải của Philipin

Bảng 1.5: Hệ số phát thải đƣợc sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh tác lúa tại Philipin

Loại hình canh tác Hệ số phát thải CH4

Tƣới+ vùi phế phụ phẩm sau thu hoạch 2,08 kgCH4/ngày/ha

Không tƣới+ vùi phế phụ phẩm sau thu hoạch 0,51 kgCH4/ngày/ha

Tƣới và không vùi phế phụ phẩm 1,3 kgCH4/ngày/ha

Không tƣới+ không vùi phế phụ phẩm 0,35 kgCH4/ngày/ha

Hệ số điều chỉnh

Chế độ nƣớc Hệ số Mùa

Khô 1,46

Mƣa 2,95

14

(Nguồn: Corton và cs. 2000; Wassmann và cs. 2000)

 Hệ số phát thải CH4 trong canh tác lúa của Ý

Chế độ canh tác lúa Tƣới 1 lần Tƣới nhiều lần

0,2 0,28 Hệ số phát thải ngày (gCH4/m2/ngày)

24,72 33,54 Hệ số phát thải ngày (gCH4/m2/vụ)

(Nguồn: Kiểm kê khí nhà kính của Ý năm 2014)

 Hệ số phát thải CH4 trong canh tác lúa cho Indonesia

Indonesia vẫn áp dụng hệ số phát thải theo IPCC với hệ số phát thải cho

CH4 trong canh tác lúa nƣớc là: 143,5kgCH4/ha/vụ.

Đối với phát thải N2O trong canh tác lúa nƣớc và cây trồng cạn vẫn áp

dụng hệ số phát thải của IPCC.

1.2.2.2. Hiện trạng nghiên cứu kiểm kê phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa tại

Việt Nam

Việt Nam hiện có hơn 7 triệu ha đất nông nghiệp trong 4,2 triệu ha là đất

lúa. Sản xuất lúa gạo đóng một vai trò quan trọng trong đảm bảo an ninh lƣơng

thực, an sinh xã hội và duy trì sự ổn định nền kinh tế (tạo việc làm ở nông thôn,

thu ngoại tệ…) Việt Nam. Diện tích gieo trồng lúa hàng năm đã tăng từ 6,8 triệu

ha năm 1995 lên trên 7,8 triệu ha vào năm 2016, chiếm gần 60% tổng diện tích

gieo trồng hàng năm (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2017) và hiện giữ ổn định ở

mức này. Năm 2016, Việt Nam sản xuất đƣợc khoảng 43,6 triệu tấn lúa, tƣơng

đƣơng 28,3 triệu tấn gạo, xuất khẩu đƣợc trên 6 triệu tấn gạo (Tổng cục Thống

kê, 2017).

Trong điều kiện Việt Nam, việc kiểm kê phát thải KNK chủ yếu đƣợc tính

theo Tier 1 hoặc 2 với các hệ số phát thải mặc định áp dụng chung cho toàn

quốc, không thể hiện đƣợc sự khác nhau về địa hình, thời tiết, thổ nhƣỡng, cây

trồng, mức độ thâm canh… Việt Nam hiện chƣa thể đầu tƣ các hệ thống quan

trắc phát thải rộng khắp, lặp lại định kỳ ngoài hiện trƣờng. Do vậy, phƣơng pháp

tiếp cận mô hình hóa đang đƣợc xem xét áp dụng để nhằm mô phỏng động thái

15

và tính toán mức phát thải KNK ở mức cơ sở và mức dự báo.

Quyết định số 2359/QĐ-TTg ngày 22 tháng 12 năm 2015 của Thủ tƣớng

Chính phủ phê duyệt Hệ thống quốc gia về kiểm kê khí nhà kính. Mục tiêu

chung: Xây dựng Hệ thống quốc gia về kiểm kê khí nhà kính, tạo cơ sở pháp lý

cho công tác kiểm kê khí nhà kính tại Việt Nam, tuân thủ các quy định hiện

hành của Việt Nam có liên quan đến ứng phó với biến đổi khí hậu, đáp ứng các

yêu cầu và nghĩa vụ của một nƣớc thành viên tham gia Công ƣớc khung của

Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.

Với các mục tiêu cụ thể sau:

+ Thiết lập Hệ thống quốc gia về kiểm kê khí nhà kính đủ năng lực để

thực hiện kiểm kê khí nhà kính và xây dựng các Báo cáo quốc gia về biến đổi

khí hậu định kỳ hai năm một lần phục vụ công tác quản lý và giám sát phát thải

khí nhà kính trong nƣớc;

+ Thực hiện kiểm kê khí nhà kính định kỳ hai năm một lần và xây dựng

các Báo cáo quốc gia về biến đổi khí hậu cho Ban thƣ ký Công ƣớc khí hậu,

đảm bảo trách nhiệm của một nƣớc thành viên tham gia Công ƣớc khí hậu;

+ Phục vụ xây dựng các kịch bản phát thải thông thƣờng;

+ Giám sát các nguồn phát thải, bể hấp thụ khí nhà kính góp phần thực hiện

các mục tiêu phát triển nền kinh tế các-bon thấp, tăng trƣởng xanh tại Việt Nam;

+ Phục vụ đo đạc, báo cáo và thẩm định các hoạt động giảm nhẹ phát thải

khí nhà kính phù hợp với điều kiện quốc gia và các mục tiêu giảm nhẹ khí nhà kính

trong đóng góp do quốc gia tự quyết định của Việt Nam cho Công ƣớc khí hậu.

Mục tiêu chung của các chƣơng trình và chiến lƣợc là tăng cƣờng năng

lực thích ứng với BĐKH của con ngƣời và các hệ thống tự nhiên, phát triển nền

kinh tế các-bon thấp nhằm bảo vệ và nâng cao chất lƣợng cuộc sống, đảm bảo

an ninh và phát triển bền vững quốc gia trong bối cảnh BĐKH toàn cầu và tích

cực cùng cộng đồng quốc tế bảo vệ hệ thống khí hậu trái đất, tăng cƣờng nhận

thức và năng lực thích ứng với BĐKH, định hƣớng giảm phát thải khí nhà kính,

xây dựng nền kinh tế các-bon thấp, tích cực cùng cộng đồng quốc tế bảo vệ hệ

16

thống khí hậu trái đất; phát triển kinh tế bền vững; giảm phát thải và tăng khả

năng hấp thụ khí nhà kính dần trở thành chỉ tiêu bắt buộc và quan trọng trong

phát triển kinh tế - xã hội.

Theo đó, mục tiêu đến năm 2020, về cơ bản nƣớc ta chủ động thích ứng

với BĐKH, phòng tránh thiên tai, giảm phát thải khí nhà kính; có bƣớc chuyển

biến cơ bản trong khai thác, sử dụng tài nguyên theo hƣớng hợp lý, hiệu quả và

bền vững, kiềm chế mức độ gia tăng ô nhiễm môi trƣờng, suy giảm đa dạng sinh

học nhằm đảm bảo chất lƣợng môi trƣờng sống, duy trì cân bằng sinh thái,

hƣớng tới nền kinh tế xanh, thân thiện với môi trƣờng.

Đối với hoạt động giảm phát thải KNK ngành nông nghiệp, Bộ Nông

nghiệp và PTNT đã duyệt đề án giảm phát thải KNK trong nông nghiệp, nông

thôn đến 2020 (Quyết định số 3119/QĐ-BNN-KHCN ngày 16/12/2011, Bộ

Nông nghiệp và PTNT, 2011a). Mục tiêu của đề án giảm phát thải KNK bao

gồm: (i) Thúc đẩy phát triển sản xuất nông nghiệp xanh theo hƣớng an toàn, ít

phát thải, phát triển bền vững, đảm bảo an ninh lƣơng thực quốc gia, góp phần

giảm nghèo và ứng phó có hiệu quả với BĐKH; và (ii) Đến năm 2020, giảm

phát thải 20% lƣợng KNK trong nông nghiệp, nông thôn (tƣơng đƣơng với

18,87 triệu tấn CO2e); đồng thời đảm bảo mục tiêu tăng trƣởng ngành và giảm

tỷ lệ đói nghèo theo chiến lƣợc phát triển ngành. Nhiệm vụ giảm phát thải KNK

theo đề án của Bộ Nông nghiệp và PTNT cho 6 lĩnh vực của ngành gồm trồng

trọt, chăn nuôi, lâm nghiệp, thủy sản, thủy lợi và nông thôn

Các nguồn phát thải KNK trong lĩnh vực trồng trọt đa dạng và từ nhiều

nguồn khác nhau. Phát thải KNK chủ yếu từ canh tác lúa nƣớc (chiếm 51%).

Việc giữ nƣớc thƣờng xuyên trong ruộng gây phát thải khí metan (CH4).

Canh tác trên đất dốc, trong đó có lúa nƣơng, trồng sắn... làm cho rừng bị

tàn phá, thảm phủ bị đốt cháy, ảnh hƣởng đến quá trình hấp thụ các bon của

rừng, tăng phân hủy hữu cơ, phát thải KNK… Đốt các loại tàn dƣ cây trồng và

vệ sinh đồng ruộng sẽ sinh các loại khí CO2, CO và CH4 phát thải trực tiếp vào

17

không khí.

Bảng 1.6: Diện tích canh tác lúa của Việt Nam năm 2013 (1000 ha)

Lúa nƣớc có tƣới Lúa nƣớc tƣới Khu vực Lúa nƣơng chủ động nhờ nƣớc mƣa

Miền Bắc 1.469,4 174,5 30,3

Miền trung 1.256,1 138,0 24,0

Miền Nam 3.990,2 390,0 67,8

Tổng 6.715,7 702,5 122,1

(Nguồn: Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2013)

Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và PTNT năm 2013, diện tích canh tác

lúa nƣớc có tƣới chiếm 90% tổng diện tích các loại hình canh tác lúa, trong khi

diện tích lúa nƣớc tƣới nhờ nƣớc trời/mƣa và lúa nƣơng chỉ chiếm 10%.

Bảng 1.7: Diện tích lúa ngập nước thường xuyên và ngập gián đoạn năm 2013

Diện tích canh tác lúa (1000 ha)

Khu vực Ngập nƣớc Ngập nƣớc gián đoạn Ngập nƣớc gián đoạn

thƣờng xuyên – rút nƣớc một lần rút nƣớc nhiều lần

Miền Bắc 1.438,3 164,8 38,7

Miền Trung 1.363,7 39,5 4,8

Miền Nam 4.308,4 51,0 9,0

Tổng 7.110,4 255,3 52,5

(Nguồn: Tổng cục Thủy lợi, 2013)

Theo thống kê của Tổng cục Thủy lợi (Bộ Nông nghiệp & PTNT) năm

2013, diện tích lúa áp dụng chế độ tƣới ngập thƣờng xuyên chiếm gần 96% tổng

diện tích canh tác lúa nƣớc toàn quốc. Diện tích áp dụng ngập nƣớc gián đoạn

(rút nƣớc một lần hoặc nhiều lần) chỉ chiếm chƣa đầy 5% tổng diện tích lúa

nƣớc gieo trồng năm 2013. Phần lớn diện tích lúa nƣớc áp dụng chế độ tƣới rút

nƣớc thuộc các vùng đang áp dụng kĩ thuật canh tác cải tiến (SRI), 3 giảm-3

18

tăng, 1 phải-5 giảm…

Bảng 1.8: Phát thải KNK từ canh tác lúa tại Việt Nam năm 2013

Chế độ quản lý nƣớc Phát thải (1000 tấn CH4) Phát thải (1000 tấn N2O) Quy đổi (1000 tấn CO2tđ)

1.650,6 KTT 41.265,3 Lúa có tƣới (ngập nƣớc thƣờng xuyên)

24,5 KTT 613,2

Lúa có tƣới tiêu (ngập nƣớc gián đoạn- rút nƣớc một lần)

2,1 KTT 52,1

Lúa có tƣới tiêu (ngập nƣớc gián đoạn- rút nƣớc nhiều lần)

Lúa tƣới nhờ nƣớc mƣa 112,5 KTT 2.812,4

1.789,7 KTT 44.741,6 Tổng

(KTT: không tính toán) (Nguồn: MONRE, 2017)

Nhiều nghiên cứu về phát thải Khí Nhà Kính cho canh tác lúa nƣớc đã

đƣợc triển khai nhằm đƣa ra các giải pháp giảm thiểu biến đổi khí hậu cho

ngành nông nghiệp.

Nguyễn Mộng Cƣờng, Nguyễn Văn Tỉnh và nnk (2000) đã nghiên cứu đo

đạc sự phát thải khí mê tan trên ruộng lúa tại Trạm KTNN Hoài Đức vụ mùa

năm 2000 từ 8/8/2000 đến 7/11/2000, ứng với hai trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng

xuyên và rút nƣớc định kỳ ở hai giai đoạn cuối đẻ nhánh và sau trỗ bông 15

ngày, theo tập quán canh tác bón phân hữu cơ (phân chuồng) kết hợp vô cơ của

nông dân vùng đồng bằng sông Hồng. Kết quả cho thấy, lƣợng phát thải lớn

nhất tập trung vào giai đoạn sau cấy khoảng 25 ngày (từ 40 - 60 mg/m2/giờ) và

nhỏ nhất vào giai đoạn trỗ-chín (từ 0,60 -1,0 mg/m2/giờ). Tác giả rút ra kết luận,

trong trƣờng hợp rút nƣớc định kỳ lƣợng CH4 phát thải là 469,6 kg/ha/vụ, giảm

45,7 kg/ha/vụ (khoảng 10%) và năng suất lúa tăng 3% so với tƣới ngập thƣờng

xuyên (515,3 kg/ha/vụ).

Trong sản xuất lúa, thông qua áp dụng các chế độ quản lý nƣớc nhƣ tƣới

19

khô ƣớt xen kẽ, áp dụng các phân bón hữu cơ và cắt giảm các loại phân hoá học,

có thể giảm một lƣợng đáng kể khí nhà kính phát thải. Ảnh hƣởng của chế độ

quản lý nƣớc và phân hữu cơ đến phát thải KNK khác nhau, quy đổi sang CO2e-

tƣơng đƣơng. Thí nghiệm trong vụ mùa 2012, trên đất phù sa sông Hồng tại

Thanh Trì-Hà Nội. Kết quả nghiên cứu cho thấy Lƣợng phát thải khí nhà kính

cao nhất ở biện pháp sử dụng phân chuồng (18,3 tấn CO2e/ha); tiếp đến là áp

dụng bón phân compost (mức phát thải giao động trong khoảng 10,3-14,6 tấn

CO2e/ha ); Áp dụng biện pháp bón than sinh học cho mức phát thải thấp nhất

(6,4-7,3 tấn CO2e/ha) ở cả hai chế độ nƣớc trong cùng một thời gian (Mai Văn

Trịnh và cs, 2012-2013).

Có sự khác biệt đáng kể về tổng lƣợng phát thải khí mê tan giữa 3 hình

thức canh tác SRI chuẩn, SRI của nông dân và canh tác truyền thống (đối chứng

của nông dân) . Áp dụng biện pháp kỹ thuật SRI sẽ giảm phát thải CH4 toàn vụ

khoảng 28-58% so với hình thức canh tác lúa truyền thống (p <0.05). Thí

nghiệm Ảnh hƣởng của kỹ thuật thâm canh lúa cải tiến (SRI) đến phát thải CH4

trên ruộng lúa, thí nghiệm Vụ Xuân 2014, tại Phƣớc Sơn, Bình Định (Nguyễn

Hồng Sơn và cs 2014).

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Hữu Thành và nnk (2011) về phát thải

khí mê-tan trên đất lúa (thời kỳ lúa đẻ nhánh rộ) tại các tỉnh vùng đồng bằng

sông Hồng cho thấy: Trong vụ mùa, cƣờng độ phát thải khí CH4 đạt cao nhất ở 5 tuần sau cấy (thời kỳ đẻ nhánh rộ), dao độngtừ 66,0-72,3 mg CH4/m2/giờ, sau đó

giảm dần tới cuối vụ. Trong vụ xuân, cƣờng độ phát thải cao nhất vào 9 tuần sau cấy, đạt 44,7-53,6 mg CH4/m2/giờ. Cƣờng độ phát thải khí CH4 vụ xuân thấp

hơn 15-20% so với vụ mùa. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tốc độ phát thải mê-tan tƣơng quan nghịch với Eh (R2 từ -0,55 đến -0,85) và có tƣơng quan thuận với hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất (R2=0,6).

Theo Nguyễn Văn Tỉnh và Nguyễn Việt Anh (2006), biện pháp rút nƣớc

giữa vụ có thể giúp giảm đến 60kg CH4/ha/năm. Mục tiêu của biện pháp là chủ

động tƣới tiêu nƣớc trên ruộng theo yêu cầu sinh trƣởng của cây lúa, áp dụng

20

hình thức tƣới ngập, kết hợp rút cạn nƣớc phơi ruộng ở một số giai đoạn phát

triển của lúa, vừa thúc đẩy cây lúa phát triển đạt năng suất cao, đồng thời cản trở

và kìm hãm quá trình sản sinh CH4, làm giảm lƣợng phát thải KNK trên ruộng

lúa. Trong tất cả các giai đoạn rút cạn nƣớc phơi ruộng, lƣợng CH4 đều nhỏ hơn

so với tƣới ngập nƣớc thƣờng xuyên, nhƣng giảm rõ rệt nhất từ giai đoạn cấy

hồi xanh đến làm đòng.

Từ kết quả nghiên cứu chế độ nƣớc mặt ruộng hợp lý để giảm thiểu phát

thải khí CH4 trên ruộng lúa, Nguyễn Việt Anh (2010) đã xác định đƣợc khoảng

thế ôxy-hóa khử (Eh) tối ƣu (-176 mVđến -287 mV, điều kiện pH=7) cho phát

thải CH4 trong đất phù sa trung tính ít chua đồng bằng sông Hồng. Tác giả cũng

chỉ ra rằng nếu áp dụng tƣới nông-lộ-phơi sẽ giảm thiểu lƣợng CH4 phát thải

trung bình toàn vụ mùa là 11,25%, vụ xuân là 8,97% so với công thức tƣới ngập

thƣờng xuyên/truyền thống. Kết quả phân tích cho thấy tƣơng quan thuận và chặt (R2 từ 0,73-0,87) giữa cƣờng độ phát thải CH4 và cƣờng độ bốc thoát hơi

nƣớc giai đoạn sinh trƣởng từ cấy-hồi xanh đến đứng cái-làm đòng.

Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ tƣới cho lúa đến sự phát

thải khí CH4 ở đất trồng lúa huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình của Nguyễn Thị

Thúy Hằng (2014) cho thấy: tƣới nông-lộ-phơi sẽ giảm thiểu lƣợng CH4 phát

thải từ 15-20% so với tƣới ngập thƣờng xuyên. Các kết quả cho thấy mối tƣơng

quan nghịch chặt (R2 từ <-0,8) giữa cƣờng độ mê-tan phát thải với Eh đất và

tƣơng quan thuận với nhiệt độ.

Kết quả nghiên cứu về ảnh hƣởng của phân bón đến sự phát thải khí CH4

trên đất lúa nƣớc (đất thị pha cát) ở Thái Nguyên của Vũ Vân Anh (2015) cho

thấy: cƣờng độ phát thải CH4 đều đạt giá trị cao nhất trong giai đoạn đẻ nhánh rộ

và làm đòng (khoảng 45-70 ngày sau khi cấy) và thấp nhất vào giai đoạn hạt vào

chắc và chín. Bón phân đầy đủ cho lúa giúp tối ƣu hóa năng suất nhƣng cũng làm

tăng đáng kể lƣợng CH4 phát thải (353,7 kg/ha/vụ) so với không bón phân (78,7

kg/ha/vụ). Trong suốt quá trình sinh trƣởng của lúa, Eh của đất giảm dần từ đầu

vụ và đạt thấp nhất (-224 mV đến -163 mV) ở thời kỳ lúa đẻ nhánh rộ, tƣơng ứng

21

với thời điểm cƣờng độ phát thải CH4 đạt đỉnh cao nhất, sau đó tăng dần tới cuối

vụ. Tốc độ phát thải CH4 trong ruộng thí nghiệm tƣơng quan nghịch với Eh

nhƣng tƣơng quan thuận với hàm lƣợng Mn dễ tiêu và nhiệt độ môi trƣờng.

Theo nghiên cứu của Vũ Thắng và nnk, đất phù sa trồng lúa ở đồng bằng

sông Hồng có tiềm năng phát thải CH4/đơn vị diện tích lớn hơn (9%) nhƣng

lƣợng CH4 phát thải/đơn vị sản phẩm lại thấp hơn (-57%) so với đất xám bạc

màu trồng lúa miền Bắc. Bón phân cho lúa để tối ƣu năng suất làm tăng lƣợng

phát thải CH4/đơn vị diện tích (15,4% ở đất phù sa, 25,5% ở đất xám) nhƣng lại

làm giảm lƣợng phát thảiCH4/đơn vị sản phẩm (30% ở đất phù sa, 59% ở đất

xám). Do vậy, việc đầu tƣ thâm canh trong thực tế sản xuất hiện nay có thể triệt

tiêu sự khác nhau về phát thải CH4/đơn vị diện tích hoặc CH4 phát thải/đơn vị

sản phẩm giữa hai loại đất. Ở cả hai loại đất, tổng lƣợng CH4 phát thải/đơn vị

diện tích ở vụ xuân có xu hƣớng cao hơn ở vụ mùa nhƣng CH4 phát thải/đơn vị

sản phẩm không khác nhau đáng kể giữa 2 vụ. Cƣờng độ phát thải CH4 cao nhất

thƣờng xuất hiện vào khoảng 45-60 ngày sau khi cấy, giai đoạn lúa đẻ nhánh tối

đa đến kết thúc phân hóa đòng.

Việt Nam chƣa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu và số liệu tính toán chính

xác về lƣợng phát thải N2O từ trồng trọt ở Việt Nam. Tuy nhiên, với trên 10

triệu tấn phân bón các loại đƣợc sử dụng hàng năm (trên 20% sử dụng cho trồng

lúa), trong đó có 2,2 triệu tấn phân urea (chƣa kể lƣợng lớn phân đạm chứa trong

phân DAP và tổng hợp NPK các loại), hiệu suất sử dụng phân bón chỉ từ 45-

50% thì một phần không nhỏ nitơ bị thất thoát dƣới dạng NH3 và các ôxyt nitơ

(NO, N2O). Không kể thất thoát xói mòn, rửa trôi thì riêng lƣợng phân N bị mất

do bốc hơi cũng chiếm đến 15-20% số lƣợng phân N còn lại, tƣơng đƣơng với

hơn 500.000 tấn phân urê/năm. Đây là số lƣợng thất thoát khá lớn, trong đó

phần đóng góp vào phát thải khí nhà kính là rất đáng kể (Nguyễn Văn Bộ và

nnk, 2016).

Hiện nay việc áp dụng biện pháp canh tác lúa tiên tiến để sử dụng nƣớc,

phân bón hiệu quả, tiết kiệm và giảm phát thải khí nhà kính đang là giải pháp

22

mang tính chiến lƣợc trƣớc mắt và lâu dài. Kỹ thuật tƣới nƣớc ƣớt khô xen kẽ

(hay còn gọi là ngập khô xen kẽ, nông lộ phơi - AWD) là kỹ thuật quản lý nƣớc

tiết kiệm trong trồng lúa. Kỹ thuật này sử dụng chu trình rút nƣớc và tƣới nƣớc

xen kẽ nhau, giữ mực nƣớc trong ruộng ở mức độ tốt nhất cho sự sinh trƣởng

của cây lúa trong suốt một vụ. Kỹ thuật này đang đƣợc Cục Bảo vệ thực vật,

Viện Nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) và các chuyên gia trồng trọt khuyến cáo

nhiều nhất bởi vì giúp tiết kiệm 30-35% lƣợng nƣớc sử dụng, giảm phát thải khí

nhà kính 46-69% và tăng năng suất bình quân 9–15% (Mai Văn Trịnh và nnk,

2015). Tuy nhiên đến nay Việt Nam mới chỉ áp dụng biện pháp tƣới ƣớt khô xen

kẽ trên 3,22% tổng diện tích gieo trồng lúa toàn quốc (7.753.200 ha) và diện tích

áp dụng nhỏ lẻ nằm rải rác chủ yếu ở các tỉnh miền Bắc và miền Trung (Mai

Văn Trịnh và nnk, 2015).

Theo kết quả của Huỳnh Quang Tín và nnk (2015) về áp dụng tƣới ƣớt

khô xen kẽ cho lúa tại Tiền Giang, nếu áp dụng triệt để đúng quy trình tƣới

“ngập khô xen kẽ” kết hợp chăm sóc lúa đúng quy trình 1 Phải-5 Giảm (1P-5G),

sẽ giúp giảm 5,9 tấn CO2tđ/ha/vụ, tiết kiệm 50% lƣợng nƣớc tƣới và tăng năng

suất lúa 15-25%.

Kết quả nghiên cứu của Trần Đăng Hòa vào nnk (2015) tại huyện Duy

Xuyên, tỉnh Quảng Nam cho thấy: tƣới ƣớt khô xen kẽ và tƣới vừa đủ ẩm không

ảnh hƣởng đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất lúa, nhƣng giảm phát thải

KNK so với biện pháp tƣới ngập thƣờng xuyên. Lƣợng phát thải CH4 ở chế độ

tƣới ƣớt khô xen kẽ giảm 19 - 34%; chế độ tƣới nƣớc vừa đủ ẩm giảm 15- 19%

so với tƣới ngập thƣờng xuyên. Tƣới nƣớc vừa đủ ẩm tiết kiệm 31 - 35%, tƣới

ƣớt khô xen kẽ tiết kiệm đƣợc 26-32% lƣợng nƣớc tƣới so với tƣới ngập thƣờng

xuyên. Tuy nhiên, áp dụng chế độ tƣới ƣớt khô xen kẽ và tƣới đủ ẩm sẽ tăng

phát thải N2O so với tƣới ngập thƣờng xuyên từ 25-45%.

Nghiên cứu của Tô Lan Phƣơng và nnk (2012) thực hiện tại đồng bằng

sông Cửu Long cho thấy: kết hợp bón phân hữu cơ vi sinh BioGro và áp dụng

tƣới ƣớt khô xen kẽ giúp giảm 50% lƣợng phân N, giảm đƣợc 3 lần bơm tƣới,

23

tiết kiệm 22% lƣợng nƣớc tƣới ở vụ hè thu, đồng thời làm tăng năng suất 170

kg/ha. Áp dụng tƣới tiết kiệm nƣớc ngập khô xen kẽ làm giảm lƣợng khí CH4

sinh ra nhƣng làm tăng phát thải khí N2O ở giai đoạn lúa đẻ nhánh.

Tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu về phát thải KNK trong lĩnh vực trồng

trọt đã đƣợc triển khai nhằm đƣa ra các giải pháp giảm thiểu biến đổi khí hậu

cho ngành nông nghiệp. Viện Môi trƣờng Nông nghiệp là đơn vị đầu mối trong

nghiên cứu phát thải KNK. Viện đã biên soạn và xuất bản sổ tay hƣớng dẫn

phƣơng pháp đo khí nhà kính canh tác lúa nƣớc (bao gồm cách thiết kế thí

nghiệm, thiết kế dụng cụ đo, phƣơng pháp phân tích,tính toán kết quả và xử lý

số liệu) (Tháng 11/2016). Trong những năm qua, Viện Môi trƣờng Nông nghiệp

đã chủ trì thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến biến đổi khí hậu, phát thải

KNK; định lƣợng tiềm năng giảm thiểu trong lĩnh vực nông nghiệp (bao gồm cả

giảm phát thải khí nhà kính và cố định các bon) ở Việt Nam và xác định các

vùng tiềm năng về giảm thiểu cao trong nông nghiệp và xóa đói giảm nghèo

nhằm tăng hiệu quả kinh tế và giảm phát thải khí nhà kính.

Hệ số phát thải

Từ trƣớc đến nay, việc tính toán kiểm kê KNK tiểu khu của Việt Nam vẫn

dựa trên cơ sở là các hệ số phát thải (HSPT) mặc định do IPCC đƣa ra, mà

không có các HSPT riêng theo đặc tính của từng lĩnh vực của ngành, quốc gia,

do vậy độ tin cậy của kết quả tính toán không cao. Mặt khác, việc sử dụng các

HSPT mặc định của IPCC sẽ rất khó đáp ứng yêu cầu về “Báo cáo đƣợc, Đo đạc

đƣợc và Xác minh đƣợc- viết tắt là MRV” khi thực hiện dự án giảm nhẹ KNK.

IPCC luôn khuyến cáo các nƣớc xây dựng các HSPT của quốc gia mình,

nhất là đối với các quốc gia có nền kinh tế chuyển đổi và khu vực trồng trọt,

chăn nuôi, thủy sản đƣợc đánh giá là nguồn phát thải chính nhƣ Việt Nam. Hơn

nữa, thực thi chƣơng trình giảm nhẹ KNK tự nguyện đối với các lĩnh vực trong

ngành nông nghiệp có yêu cầu tài trợ của quốc tế cũng phải xây dựng hệ thống

kiểm kê KNK chính xác trên cơ sở các HSPT theo điều kiện và hoàn cảnh của

24

quốc gia.

Phối hợp trong thực hiện các báo cáo kiểm kê KNK cũng chƣa thuyết

phục về định lƣợng do hạn chế cơ sở dữ liệu cũng nhƣ quy mô sản xuất quá nhỏ

và đa dạng, gây khó khăn cho quan trắc và tính toán.

Hệ số phát thải là giá trị liên hệ giữa thải lƣợng của chất ô nhiễm vào khí

quyển với hoạt động phát thải các chất đó. Hệ số phát thải thƣờng ở dạng khối

lƣợng chất ô nhiễm trên một đơn vị khối lƣợng, một đơn vị thể tích hoặc một

đơn vị thời gian thải ra chất ô nhiễm đó. Sử dụng hệ số phát thải rất thuận lợi để

ƣớc tính phát thải từ nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau.

Bảng 1.9: Hệ số phát thải của lúa đã áp dụng trong kiểm kê KNK tại Việt Nam

Cơ chê ngập thƣờng Nguồn số liệu

Hệ số phát thải lúa ngập thƣờng xuyên (g/m2) xuyên

Miền Bắc 37,50 Trung tâm Nghiên cứu

Biến đổi khí hậu và phát Miền Trung 33,59

triển bền vững Miền Nam 21,72

(Nguồn: Bộ TNMT, Báo cáo kiểm kê KNK 2014, 2018)

Nhu cầu xây dựng hệ số phát thải đặc trƣng cho các khí nhà kính (CH4 và

N2O) để phục vụ công tác kiểm kê KNK trong canh tác lúa nƣớc nói riêng và của ngành nông nghiệp nói chung.

Theo báo cáo cập nhật 2 năm 1 lần về biến đổi khí hậu lần thứ nhất

(BUR1) nhận định:

- Hệ thống kiểm kê quốc gia KNK chƣa chính thức hình thành. Cơ sở

pháp lý về trách nhiệm của các Bộ, ngành và các bên liên quan trong hoạt động

KNK còn chƣa đầy đủ;

- Việc thực hiện kiểm kê KNK chƣa đồng bộ và còn thiếu tính kế thừa;

- Hầu hết các hệ số phát thải đƣợc sử dụng cho kiểm kê là các hệ số mặc

định của IPCC;

- Hoạt động QA/QC còn nhiều hạn chế, chƣa có quy trình, hƣớng dẫn cụ

25

thể ở trong nƣớc;

- Số liệu hoạt động cho kiểm kê KNK còn chƣa đầy đủ. Chƣa có hệ thống

cơ sở dữ liệu đặc thù để có thể thực hiện thƣờng xuyên kiểm kê KNK;

- Thiếu nguồn tài chính trong nƣớc và chuyên gia về kiểm kê KNK;

- Phần lớn kiểm kê quốc gia KNK đƣợc thực hiện chủ yếu thông qua các

chƣơng trình, dự án do quốc tế tài trợ; sự tham gia và trách nhiệm của các Bộ,

ngành, các bên liên quan còn hạn chế.

Trong các khó khăn và trở ngại này thì điểm thứ 3 và điểm thứ 5 là đáng

lƣu ý, việc tính toán kiểm kê KNK tiểu khu của Việt Nam vẫn dựa trên cơ sở là

các hệ số phát thải (HSPT) mặc định do IPCC đƣa ra, mà không có các HSPT

riêng theo đặc tính của từng lĩnh vực của ngành, quốc gia, do vậy độ tin cậy của

kết quả tính toán không cao. Mặt khác, việc sử dụng các HSPT mặc định của

IPCC sẽ rất khó đáp ứng yêu cầu về “Báo cáo đƣợc, Đo đạc đƣợc và Xác minh

đƣợc- viết tắt là MRV” khi thực hiện dự án giảm nhẹ KNK. Do đó nhu cầu xây

dựng hệ số phát thải đặc trƣng cho các khí nhà kính (CH4 và N2O) để phục vụ

công tác kiểm kê KNK trong canh tác lúa nƣớc nói riêng và của ngành nông

nghiệp nói chung là rất cần thiết vì sử dụng hệ số phát thải rất thuận lợi để ƣớc

26

tính phát thải từ nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau.

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU NỘI DUNG

VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

Đối tƣợng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là khí nhà kính do

hoạt động canh tác lúa nƣớc.

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đƣợc triển khai trên đất cát ven biển ở

Xứ đồng Trác Trên, xã Nghi Thạch, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.

Thời gian nghiên cứu: Năm 2018, thuộc đề tài cấp nhà nƣớc về phát thải

khí nhà kính, năm 2019 triển khai quan trắc KNK trên cây lúa tỉnh Nghệ An

2.2. Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định đƣợc lƣợng phát thải khí nhà kính (CH4 và N2O) do hoạt động

canh tác lúa nƣớc trên đất cát ven biển tại tỉnh Nghệ An.

- Đề xuất một số biện pháp thích ứng và tiềm năng giảm thiểu với biến đổi

khí hậu trong sản xuất lúa.

2.3. Nội dung thực hiện

- Xác định vị trí và tiến hành quan trắc phát thải khí nhà kính trong hoạt

động canh tác lúa nƣớc.

- Lấy mẫu khí từ ruộng lúa thí nghiệm và đo phát thải khí nhà kính (CH4

và N2O) do hoạt động canh tác lúa nƣớc trên đất cát ven biển ở Xứ đồng Trác

Trên, xã Nghi Thạch, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.

- Đề xuất các giải pháp thích ứng và tiềm năng giảm thiểu với biến đổi khí

hậu trong sản xuất lúa.

2.4. Phƣơng pháp thực hiện

2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp

Tổng hợp các tài liệu về các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nƣớc,

27

tổng quan vấn đề nghiên cứu

2.4.2. Phương pháp chọn điểm quan trắc KNK

Căn cứ vào sự phân bố của các vùng sinh thái và các loại đất khác nhau.

Đối với cây lúa vùng duyên hải miền Trung chọn đại diện tỉnh Nghệ An đại điện

cho vùng sinh thái Bắc Trung Bộ có cơ cấu 2 lúa; 2 lúa - 1 màu; 1 lúa-2 màu và

có 3 loại đất đặc trƣng phù sa, đất xám và đất cát biển. Tuy nhiên chỉ lựa chọn

quan trắc cơ cấu 1 lúa 2 màu tại Nghệ An vì kinh phí giới hạn.

2.4.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

Đối với quan trắc KNK cây lúa:

Quy mô từng điểm thí nghiệm đƣợc chi tiết ở bảng sau:

Bảng 2.1: Thông tin, địa điểm, quy mô các thí nghiệm đƣợc lựa chọn quan trắc khí nhà kính cho cây lúa

Thông tin ruộng TN

1 lúa 2 màu đất cát

STT

Chủ ruộng

1

Đặng Bá Hòe

2

18°46'27.19"

Tọa độ điểm

105°42'38.13"

Xứ đồng Trác Trên, xã Nghi Thạch, Nghi Lộc, Nghệ

Địa điểm

3

An

4

1000

Diện tích m2

5

Thiên Ƣu

Giống

6

28/7/2018

Ngày sạ

7

3 kg/sào (sào 500m2)

Lượng giống gieo

8

Bón lót: 5 kg NPK Văn điển 6-11-2/sào

Quản lý phân bón

Thúc 1 : 3 kg NPK Văn điển 16-5-17/sào - thúc lần 3 kg NPK Văn điển 16-5-17/sào

Quản lý nước

9

Phụ thuộc phần nhiều vào nƣớc mƣa tự nhiên vì không đủ nƣớc hoạt động cho hệ thống kênh mƣơng của khu vực

10

01/12/2018

Thu hoạch

Năng suất:

5,9 tấn/ha

Quản lý phụ phẩm

70 % rơm đƣợc thu lại cho gia súc , 30% còn lại để lại ruông

28

Với mỗi điểm đều đảm bảo đƣợc bố trí nhƣ sau:

- Mỗi điểm quan trắc chọn 3 vị trí đặt thiết bị lấy mẫu (chân đế) cần phản

ánh đƣợc tính đại diện cho hệ thống canh tác lúa và đƣợc đặt cách bờ ruộng ít

nhất 2 m;

- Chân đế đƣợc đặt sâu dƣới mặt

đất từ 7-10 cm, trƣờng hợp các vùng

đất có tầng canh tác quá dầy thì tốt

nhất nên để chân đế chạm đƣợc tầng

đế cày;

- Chân đế nên đặt trƣớc khi lấy

mẫu lần đầu tiên 1 ngày (24h), sau đó

đặt cố định trên ruộng lúa trong suốt

quá trình lấy mẫu (cả vụ lúa);

- Đặt cầu tre (dài ít nhất 2 m) nối

từ bờ ruộng đến vị trí lấy mẫu sao cho

vị trí cầu tre cách vị trí đặt chân đế

khoảng 20 cm để thuận lợi cho quá Hình 2.1: Thước, ống đo mực nước trình thao tác lấy mẫu và tránh làm xáo

trộn tầng đất dƣới chân đế, dẫn tới ảnh hƣởng đến kết quả phát thải CH4 và N2O.

Thiết kế thước và ống đo mực nước:

+ Thƣớc đo mực nƣớc gồm 2 phần:

Phần chân: dùng cắm ruộng. Phần chân dài 20cm

Phần thƣớc đo: có vạch chia cm rõ ràng dùng đo mực nƣớc mặt tại ruộng.

Vạch 20cm nằm sát mặt ruộng. Các vạch chia từ 0-20cm.

Ống đo nƣớc: Gồm 1 ống trụ đƣờng kính 100mm trên đó có đục các lỗ nhỏ

5mm. Ống dài 30cm. Phần đóng chìm xuống ruộng 20cm, phần nổi trên mặt

ruộng 10cm và có 3 hàng lỗ nhỏ.

Thiết kế hộp đo khí

Chân hộp khí: 60cm x 40 cm x 30 cm (chiều rộng x chiều dài x chiều cao).

Buồng đo khí: 40cm x 60 cm x 100 cm (chiều rộng x chiều dài x chiều cao).

29

Bao gồm gắn quạt gió đảo khí, hệ thống điều áp, hệ thống điện, nhiệt kế.

Khay chứa nƣớc

Van thông nƣớc

Nút van

0,3 m

0,4 m

0,6 m

Hình 2.2.: Bản vẽ thiết kế hộp đo phát thải cho cây lúa và chân hộp

30

Hình 2.3: Hình ảnh chân và hộp đo khí trên đồng ruộng

2.3.4. Phương pháp lấy mẫu

a.Lấy mẫu khí nhà kính

*Quan trắc phát thải KNK của cây lúa

Đƣợc diễn ra ở các giai đoạn: Bén rễ hồi xanh, Đẻ nhánh, phát triển lóng

than, phân hoá hoa, trỗ bông, nở hoa thụ phấn, hạt chín sữa, hạt chín sáp, chín.

Cụ thể:

- Cơ cấu 1 lúa-2 màu tại Nghệ An vùng Bắc Trung Bộ

Tổng số mẫu quan trắc: 3 lần lặp/điểm quan trắc x 4 mẫu/4 mức thời gian

(0; 10; 20;30 phút) x 8 giai đoạn x 1 vụ x 1 điểm quan trắc = 96 mẫu

Tổng số mẫu quan trắc lúa là: 96 mấu đƣợc phân tích 2 chỉ tiêu CH4 và N2O

b.Lấy mẫu sinh trưởng

Chọn 3 khóm đo chiều cao, đếm số nhánh (đánh dấu vị trí cố định để theo

dõi cho đến cuối vụ)

c.Lấy mẫu đất

Lấy mẫu đất tại các điểm quan trắc 3 lần lặp/ điểm quan trắc x 2 lần (trƣớc

và sau thí nghiệm) theo quy tắc đƣờng chéo. Phân tích các chỉ tiêu: độ ẩm, thành

phần cơ giới, pHH20, pHKCL, OC, N, P2O5, K2O, CEC, P dễ tiêu, K dễ tiêu.

2.3.5. Phương pháp phân tích

Bảng 2.2: Các chỉ tiêu và phƣơng pháp phân tích

STT Chỉ tiêu Phƣơng pháp phân tích

Khí I

1 CH4 , N2O

Mẫu khí đƣợc lấy vào lọ thuỷ tinh nhỏ và gửi tới phòng thí nghiệm của trung tâm phân tích tại Viện Môi trƣờng nông nghiệp để phân tích nồng độ CH4, N2O bằng máy GC-MS. II Đất

31

1 Mẫu đất đƣợc gửi về phòng thí nghiệm của trung tâm phân tích tại Viện Môi trƣờng nông độ ẩm, thành phần cơ giới, pHH20, pHKCL, OC,

STT Chỉ tiêu Phƣơng pháp phân tích

N, P2O5, K2O, CEC, P dễ tiêu, K dễ tiêu.

nghiệp để phân tích theo đúng phƣơng pháp thử nghiệm: TCVN 4048:2011, TCVN 5779: 2007, TCVN 8941:2011, TCVN 6898:1999, TCVN 8940:2011, TCVN 8660:2011, TCVN 8661:2011, TCVN 8568:2011, TCVN 8567:2011,

Cây lúa

Sinh trưởng và năng suất

1 Chiều cao cây Đo ở các các giai đoạn thời kỳ đẻ nhánh, trỗ bông và chín

2 Số nhánh

Đếm số nhánh của khóm lúa ở các thời kỳ: Bén rễ hồi xanh, Đẻ nhánh, phát triển lóng than, phân hoá hoa, trỗ bông, nở hoa thụ phấn, hạt chín sữa, hạt chín sáp, chín

Tổng sinh khối 3

Sinh khối rễ 4

Sinh khối thân 5 Sấy khô toàn bộ các bộ phận của cây lúa ở 80oC trong 72 giờ và cân trọng lƣợng khô Sấy khô phần rễ lúa ở 80oC trong 72 giờ và cân trọng lƣợng khô Sấy khô phần thân lúa ở 80oC trong 72 giờ và cân trọng lƣợng khô

6 Năng suất Cân khối lƣợng hạt chắc sau khi đã phơi khô

7 Năng suất lý thuyết Cân trọng lƣợng 1000 hạt chắc, đếm số hạt chắc/bông và số bông/khóm

2.3.6. Phương pháp tính toán số liệu khí phát thải

Tốc độ phát thải khí CH4 hoặc N2O (mg/m2/giờ) đƣợc tính toán bằng cách sử

dụng phƣơng trình sau đây của Smith và Conen (2004)

Trong đó:

- ∆C là sự thay đổi nồng độ khí CH4 hoặc N2O trong khoảng thời gian ∆t;

32

- v và A là thể tích hộp lấy mẫu khí và diện tích đáy của hộp đo khí;

- M là khối lƣợng nguyên tử của khí đó;

- V là thể tích chiếm bởi 1 mol khí ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (22,4 L);

- P là áp suất khí quyển (mbar), P0 là áp suất tiêu chuẩn (1013 mbar);

- Tkelvin: 273+ Ttb

Ttb = (T0+ T1 + T2 + T3)/4

Tổng tích lũy phát thải của CH4 hoặc N2O trong cả vụ lúa đƣợc tính toán

bằng cách sử dụng công thức hình thang nhƣ sau:

Tổng tích lũy phát thải của CH4 hoặc N2O :

Trong đó n1, n2, n3 là ngày của lần lấy mẫu thứ 1, 2 và 3; nx là ngày lấy

mẫu thứ x trƣớc lần lấy mẫu cuối cùng, nc là ngày của lần lấy mẫu cuối cùng và

Fn1, Fn2, Fn3, Fnx, Fnc là lƣợng phát thải trung bình ngày của khí CH4 hoặc N2O (mg/m2/ngày) ứng với các ngày lấy mẫu n1, n2, n3, nx và nc.

Dựa vào cách tính của IPCC (2007), tính toán tiềm năng nóng lên toàn

cầu thông qua việc quy đổi tất cả các loại khí về CO2 tƣơng đƣơng (CO2 e).

Hệ số quy đổi CH4 về CO2e = CH4*25

Hệ số quy đổi N2O về CO2e = N2O*298

Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính đƣợc tính theo công thức sau:

33

GWP (kg CO2e /ha)= Phát thải CH4* 25 + Phát thải N2O * 298

CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Điều kiên tự nhiên – kinh tế xã hội vùng nghiên cứu

3.1.1. Vị trí địa lý

Huyện Nghi Lộc phía Đông trông ra biển Đông và giáp Thị xã Cửa Lò,

phía Đông Nam giáp huyện Nghi Xuân (Hà Tĩnh), phía Nam giáp Thành phố

Vinh và huyện Hƣng Nguyên, phía Tây Nam giáp huyện Nam Đàn, phía Tây

giáp huyện Đô Lƣơng, phía Tây Bắc giáp huyện Yên Thành và phía Bắc giáp

huyện Diễn Châu.

Khu vực nghiên cứu

Hình 3.1: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu

3.1.2. Địa hình địa mạo

Nghi Lộc là huyện đồng bằng ven biển, địa hình đa dạng, có hƣớng thấp

34

dần từ Tây sang Đông và có thể chia thành 2 vùng lớn:

* Vùng bán sơn địa

Phía Tây và Tây Bắc của huyện có nhiều đồi núi cao, địa hình chia cắt

mạnh, độ dốc lớn do chia cắt bởi những khe suối; tại những khu vực này có

những vùng đồng bằng phù sa xen kẽ tƣơng đối rộng, một số hồ đập lớn đƣợc xây

dựng nên đây cũng là vùng cung cấp lƣơng thực cho huyện, với diện tích đất tự

nhiên khoảng 18.083 ha, chiếm 52% so với tổng diện tích của cả huyện. Gồm các

xã Nghi Lâm, Nghi Công Bắc, Nghi Công Nam, Nghi Mỹ, Nghi Văn, Nghi Kiều,

Nghi Phƣơng, Nghi Hƣng, Nghi Đồng. Vùng này chiếm diện tích khá lớn nhƣng

tập trung ít dân cƣ khoảng 57.842 ngƣời chiếm 31,4% tổng dân số của cả huyện.

* Vùng đồng bằng

Khu vực trung tâm và phía Đông, Đông Nam của huyện địa hình tƣơng

đối bằng phẳng, chỉ có ít đồi núi thấp xen kẽ độc lập, độ cao chênh lệch từ 0,6-

5,0 m, với diện tích tự nhiên khoảng 16.686 ha, chiếm 48% so với diện tích của

cả huyện. Do đặc điểm địa hình và thổ nhƣỡng có thể phân thành 2 vùng:

- Vùng thấp hoặc trũng: Chủ yếu là đất phù sa của hệ thống sông Cả, có

độ cao từ 0,6- 3,5 m, địa hình thấp, nguồn nƣớc khá dồi dào, đây là vùng trọng

điểm lúa của huyện, gồm các xã Nghi Vạn, Nghi Diên, Nghi Hoa, Nghi Thuận

và một phần của Nghi Long, Nghi Tiến, Nghi Yên, Nghi Xá, Nghi Trung.

- Vùng cao: Chủ yếu là đất cát biển, có độ cao từ 1,5- 5,0 m, là vùng đất

màu của huyện, gồm các xã Nghi Trƣờng, Nghi Thịnh, Nghi Thạch, Nghi Long,

Nghi Xá, Nghi Khánh, Nghi Yên, Nghi Tiến, Nghi Thiết, Nghi Thái, Phúc Thọ,

Nghi Xuân, Nghi Phƣơng, Nghi Trung, Nghi Quang.

3.1.3. Khí hậu và thời tiết

Khí hậu huyện Nghi Lộc hàng năm mang tính chất chuyển tiếp giữa khí

hậu Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ. Nhìn chung, khí hậu chịu ảnh hƣởng của khí hâu

nhiệt đới ẩm gió mùa.

35

+ Chế độ nhiệt: Có 2 mùa rõ rệt và biên độ chênh lệch giữa hai mùa khá cao, mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ trung bình từ 23,5- 24,50C, tháng

nóng nhất là tháng 7, nhiệt độ có thể lên tới 400C. Mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trung bình từ 19,5- 20,50C, mùa này nhiệt độ có lúc xuống thấp đến 6,20C. Số giờ nắng trung bình năm là 1.637 giờ (Số liệu do trạm

khí tƣợng thủy văn Vinh cung cấp).

+ Chế độ mƣa: Lƣợng mƣa trung bình hàng năm là 1.900 mm, lớn nhất

khoảng 2.600 mm, nhỏ nhất 1.100 mm. Lƣợng mƣa phân bố không đều mà tập

trung chủ yếu vào nửa cuối tháng 8 đến tháng 10, đây là thời điểm thƣờng diễn

ra lũ lụt. Lƣợng mƣa thấp nhất từ tháng 1 đến tháng 4, chỉ chiếm 10% lƣợng

mƣa cả năm.

+ Chế độ gió: Có 2 hƣớng gió chính:

- Gió mùa Đông Bắc nằm sâu trong lục địa lạnh lẽo của vùng Sibia và

Mông Cổ từng đợt thổi qua Trung Quốc và Vịnh Bắc Bộ tràn về, bà con gọi là

gió Bắc. Gió mùa Đông Bắc thƣờng xuất hiện vào mùa Đông từ tháng 11 đến

tháng 4 năm sau

- Gió Đông Nam mát mẻ từ biển Đông thổi vào mà nhân dân gọi là gió

Nồm, xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 10.

Ngoài ra, trên địa bàn huyện còn ảnh hƣởng bởi luồng gió Tây Nam ở tận

Vịnh Băng-gan tràn qua lục địa, luồn qua dãy Trƣờng Sơn, thổi sang mà nhân dân

thƣờng gọi là gió Lào nhƣng chính là gió tây khô nóng. Gió phơn Tây Nam là một

loại hình thời tiết đặc trƣng cho mùa hạ của vùng Bắc Trung Bộ. Ở Nghi Lộc

thƣờng xuất hiện vào tháng 6, 7, 8 đã gây ra khô, nóng và hạn hán ảnh hƣởng đến

sản xuất và đời sống sinh hoạt của ngƣời dân trên phạm vi toàn huyện.

Những đặc trƣng về khí hậu là: Biên độ nhiệt độ giữa các mùa trong năm

lớn, chế độ mƣa tập trung vào mùa mƣa bão (tháng 8- tháng 10), mùa nắng nóng

có gió Lào khô hanh.

3.1.4. Diện tích và dân số

- Diện tích:

Huyện Nghi Lộc hiện tại có tổng diện tích tự nhiên: 34.770,43 ha, trong đó:

36

+ Đất sản xuất nông nghiệp: 14.309,52 ha

+ Đất lâm ngghiệp: 9.329,7 ha.

+ Đất ở: 1.234,91 ha.

+ Đất chƣa sử dụng: 3.646,69 ha

3.2. Phát thải khí nhà kính từ quá trình canh tác lúa

3.2.1. Phát thải CH4 từ quá trình canh tác lúa trên đất cát

Đối với canh tác lúa trên đất cát với cơ cấu mùa vụ 1 vụ lúa 2 vụ màu đề

tài đã tiến hành quan trắc phát thải KNK ở 1 điểm tại tỉnh Nghệ An. Tại điểm

quan trắc phát thải KNK từ canh tác lúa ở Xứ đồng Trác Trên xã Nghi Thạch,

Nghi Lộc, Nghệ An chỉ canh tác lúa 1 vụ hè thu. Chế độ nƣớc tƣới phụ thuộc

gần nhƣ hoàn toàn vào nƣớc. Kết quả phân tích và tính toán cho thấy cƣờng độ

phát thải CH4 đo đƣợc trong 8 lần quan trắc theo các giai đoạn sinh trƣởng chính của cây lúa chỉ dao động từ 3,924-6,469mgCH4/m2/giờ. Ở các giai đoạn trổ bông

và thụ phấn có cƣờng độ phát thải cao hơn đáng kể so với giai đoạn đẻ nhánh và

các giai đoạn gần thu hoạch. Tích lũy phát thải CH4 cả vụ trong hè thu chỉ đạt

115,369 kg CH4/ha. Có thể thấy với mức phát thải này thấp hơn đáng kể so với

các điểm canh tác trên các loại đất khác. Thấp hơn 1,6 lần so với phát thải từ

canh tác lúa trên đất xám và đất phèn, 1,7 lần đối với đất phù sa và 2,3 lần đối

với đất mặn. Đây sẽ là một cơ sở mới đối với kiểm kê phát thải KNK từ canh tác

lúa của nƣớc ta.

37

Hình 3.2: Diễn biến phát thải khí CH4 từ canh tác lúa trên đất cát qua các thời kỳ sinh trưởng vụ hè thu năm 2018 tại điểm xã Nghi Thạch, Nghi Lộc, Nghệ An

3.2.2. Phát thải N2O từ quá trình canh tác lúa trên đất cát

Đối với canh tác lúa trên đất cát với cơ cấu mùa vụ 1 vụ lúa 2 vụ màu đề

tài đã tiến hành quan trắc phát thải KNK ở 1 điểm tại tỉnh Nghệ An. Tại điểm

quan trắc phát thải KNK từ canh tác lúa ở Xứ đồng Trác Trên, xã Nghi Thạch,

Nghi Lộc, Nghệ An chỉ canh tác lúa 1 vụ hè thu. Chế độ nƣớc tƣới phụ thuộc

gần nhƣ hoàn toàn vào nƣớc mƣa. Kết quả phân tích và tính toán cho thấy cƣờng

độ phát thải N2O đo đƣợc trong 8 lần quan trắc theo các giai đoạn sinh trƣởng chính của cây lúa chỉ dao động từ 0,14-0,28 µg/m2/giờ. Đỉnh phát thải rơi vào giai đoạn chín sữa đạt 0,26 µg/m2/giờ các giai đoạn còn lại có cƣờng độ phát thải ổn định từ 0,15-0,18 µg/m2/giờ. Tích lũy phát thải trong cả vụ hè thu đạt

0,364 kg N2O/ha.

Hình 3.3: Diễn biến phát thải khí N2O từ canh tác lúa trên đất cát qua các thời kỳ sinh trưởng vụ hè thu năm 2018 tại điểm xã Nghi Thạch, Nghi Lộc, Nghệ An

3.2.3. Tổng phát thải khí nhà kính tính theo CO2 tương đương

Từ kết quả phân tích và tính toán phát thải của từng điểm đã tính toán

đƣợc Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính của từng vụ và tiềm năng nóng lên toàn

38

cầu từ canh tác lúa của từng cơ cấu mùa vụ.

Bảng 3.1: Tiềm năng nóng lên toàn cầu từ canh tác lúa tại các điểm quan trắc

Điểm Mùa vụ

Phát thải CH4 (kg CH4/ha/vụ) 125.37a Phát thải N2O (kg N2O/ha/vụ) 0.364a Phát thải KNK (kg CO2tđ/ha/vụ) 3239.32a Cƣờng độ phát thải (CO2tđ/kg thóc) 0.45a 1 lúa 2 màu Hè thu

– đất cát LSD (0,05) 6.425 0.006 15.23 0.03 Nghệ An

Bảng 3.2: Số liệu cấu thành năng suất của từng điểm quan trắc phát thải KNK

Điểm Mùa vụ Số bông/m2 Số hạt/bông %hạt chắc/bông

1 lúa 2 Hè thu 568,06a 246,32a 86,79a Khối lƣợng 1000 hạt (g) 26,40b Năng suất lý thuyết (tấn/ha) 6,65b Năng suất thực thu (tấn/ha) 6,65a

màu – LSD đất cát 45,3 36,1 2,21 0,31 0,13 0,15 0,05 Nghệ An

Theo các bảng trên có thể thấy lƣợng phát thải khí nhà kính của từng vụ

và tiềm năng nóng lên toàn cầu từ canh tác lúa của từng cơ cấu mùa vụ. Đối với là 125.37akg/ha/vụ và N2O là 0.364akg/ha/vụ từ những thông số trên có thể

CH4 tính đƣợc lƣợng phát thải khí nhà kính tính theo CO2tđ 3239.32akg/ha/vụ.

3.2.4. Đề xuất Hệ số phát thải cho canh tác lúa

Theo IPCC, hệ số phát thải bậc 2 đặc trƣng cho quốc gia cần phản ánh

ảnh hƣởng của các điều kiện vùng/địa phƣơng khác nhau trong quốc gia đó (ví

dụ: đặc điểm đất đai, khí hậu, chế độ canh tác của vùng đó…) đến sự phát thải

khí nhà kính. Do vậy, dựa trên kết quả đo đạc, tính toán phát thải khí nhà kính

trên các vùng sinh thái theo điều kiện đất đai, khí hậu, mùa vụ, chế độ canh tác

39

đặc trƣng, nhóm nghiên cứu đề xuất hệ số phát thải cho cây lúa nhƣ sau.

Bảng 3.3: Hệ số phát thải từ canh tác lúa

Vùng Loại đất Mùa vụ Cơ cấu cây trồng

Bắc trung 1 vụ Hệ số phát thải CH4 (kg CH4/ha/ngày) 1,10-1,23 Hệ số phát thải N2O (mg N2O/ha/ngày) 3,32-3,45 Cát Vụ mùa bộ lúa/năm (1,17 ) (3,39)

Hệ số phát thải CH4 đƣợc đề xuất trong canh tác lúa trên loại đất cát vùng

Bắc trung bộ giao động từ 1,10-1,23 kg/Ha/ngày lấy trung bình là 1,17

kg/Ha/ngày và đối với N2O giao động từ 3,32-3,45 kg/Ha/ngày. Căn cứ vào hệ

số phát thải này có thể sử dụng vào công tác kiểm kê phát thải khí nhà kính cho

hoạt động canh tác lúa trên đất cát.

3.3. Thảo luận

Khí CH4 đƣợc tạo ra từ hoạt động của nhóm vi sinh vật sinh mê tan trong

đất. Đây là nhóm vi sinh vật kị khí bắt buộc (chỉ hoạt động đƣợc trong điều kiện

không có ô xy) (Nishiwaki et al., 2015; Hou et al., 2000). Lớp nƣớc trên mặt

ruộng nhƣ một lớp màng ngăn cản sự xâm nhập của ô xy từ khi quyển vào trong

đất tạo môi trƣờng cho nhóm vi sinh vật này hoạt động và phát triển (Serrano-

silva et al., 2014). Do vậy, chế độ nƣớc trong ruộng ảnh hƣởng rõ rệt đến sự

phát thải CH4. Ruộng ngập thƣờng xuyên, mực nƣớc trong ruộng cao, thời gian

ngập kéo dài phát thải CH4 cao hơn so với ruộng ít ngập, mực nƣớc trong ruộng

thấp hoặc ruộng có thực hiện rút nƣớc trong vụ do các ruộng này không thể duy

trì môi trƣờng kị khí nghiêm ngặt cho các vi sinh vật sinh mê tan hoạt động. Tại

điểm quan trắc, việc đo đếm đƣợc tiến hành trên ruộng lúa canh tác trong vụ hè

thu.. Kết quả phân tích và tính toán cho thấy cƣờng độ phát thải CH4 đo đƣợc

trong 8 lần quan trắc theo các giai đoạn sinh trƣởng chính của cây lúa chỉ dao động từ 3,924-6,469mgCH4/m2/giờ. Ở các giai đoạn trổ bông và thụ phấn có

cƣờng độ phát thải cao hơn đáng kể so với giai đoạn đẻ nhánh và các giai đoạn

gần thu hoạch. Tích lũy phát thải CH4 cả vụ trong hè thu chỉ đạt 115,369 kg

CH4/ha. Có thể thấy với mức phát thải này thấp hơn đáng kể so với các điểm

40

canh tác trên các loại đất khác đã đƣợc nghiên cứu. Thấp hơn 1,6 lần so với phát

thải từ canh tác lúa trên đất xám và đất phèn, 1,7 lần đối với đất phù sa và 2,3

lần đối với đất mặn. Đây sẽ là một cơ sở mới đối với kiểm kê phát thải KNK từ

canh tác lúa của nƣớc ta.

Việc phát thải CH4 trong vụ mùa liên quan trực tiếp tới sự khác biệt về

lƣợng mƣa và nhiệt độ. So với Vụ mùa tại miền bắc đã đƣợc nghiên cứu vào

mùa mƣa, nguồn nƣớc tƣới dồi dào và việc tháo nƣớc cho ruộng đôi khi gặp khó

khăn do mƣa lớn và kéo dài. Sự khác biệt về nhiệt độ cũng là yếu tố ảnh hƣởng

đến phát thải CH4. Husted (1994) and Moller et al. (2004) báo cáo rằng hoạt

động của các vi sinh vật sinh mê tan bị ức chế trong điều kiện nhiệt độ thấp và

kéo dài. Nhiệt độ thấp và kéo dài trong các tháng đầu vụ xuân làm cho cƣờng độ

phát thải CH4 trong giai đoạn này rất thấp. Bên cạnh đó, tập quán canh tác của

nông dân thƣờng xuyên duy trì mực nƣớc trong ruộng cao tại các thời kì sinh

trƣởng sinh dƣỡng của cây lúa là nguyên nhân chính dẫn tới việc phát thải CH4

cao hơn trong vụ mùa và sự phát thải tập trung trong các giai đoạn sinh trƣởng

sinh dƣỡng của cây. Đỉnh phát thải thƣờng rơi vào giai đoạn đẻ nhánh của cây

lúa là kết quả của việc duy trì mực nƣớc cao và kéo dài từ đầu vụ. Các giai đoạn

sau trỗ, cƣờng độ phát thải CH4 thấp và giảm dần đến khi thu hoạch đặc biệt là

vào vụ xuân do nông dân trong giai đoạn này thƣờng để ruộng cạn tự nhiên hoăc

rút nƣớc phơi ruộng để thuận lợi cho quá trình thu hoạch bằng máy.

Dữ liệu hiện trƣờng còn cho thấy, nông dân ở đây sử dụng một lƣợng lớn

phân chuồng để bón lót cho lúa và cày vùi tàn dƣ thực vật để chuẩn bị cho vụ hè

thu. Việc sử dụng phân chuồng có thể gián tiếp ảnh hƣởng đến sự phát thải CH4.

Phân chuồng cung cấp nguồn các bon thích hợp cho quá trình hoạt động và

chuyển hóa vật chất của nhóm vi sinh vật sinh mê tan trong đất (Zheng et al.,

2007; Pathal. 2015) dẫn đến sự phát thải CH4 tăng cao ngay từ đầu vụ đến giai

đoạn để nhánh của cây. Bên cạnh đó, việc cày vùi tàn dƣ thực vật làm giảm độ

thoáng khí trong đất tạo môi trƣờng thuận lợi cho nhóm vi sinh vật sinh mê tan

phát triển và hoạt động. Giai đoạn phát thải CH4 cao ứng với quãng thời gian

41

phân giải các hợp chất hữu cơ trong phân và tàn dƣ thực vật trong đất.

Khí N2O đƣợc sinh ra từ quá trình nitrat và phản nitrat hóa bởi các vi sinh

vật trong đất. Quá trình này bị ảnh hƣởng mạnh mẽ bởi các yêu tố nhiệt độ, độ

ẩm đất và phân bón (Guo et al., 2007). Đối với canh tác lúa trên đất cát, kết quả

phân tích và tính toán cho thấy cƣờng độ phát thải N2O đo đƣợc trong 8 lần quan

trắc theo các giai đoạn sinh trƣởng chính của cây lúa chỉ dao động từ 0,14-0,28 µg/m2/giờ. Đỉnh phát thải rơi vào giai đoạn chín sữa đạt 0,26 µg/m2/giờ các giai đoạn còn lại có cƣờng độ phát thải ổn định từ 0,15-0,18 µg/m2/giờ. Tích lũy phát

thải trong cả vụ hè thu đạt 0,364 kg N2O/ha. Nguyên nhân trực tiếp liên quan

đến sự khác nhau chế độ nƣớc trong ruộng. Trong vụ mùa, ruộng thƣờng xuyên

ngập tạo môi trƣờng kị khí ức chế quá trình phản nitrat hóa và gây khó khăn

trong việc chụp đƣợc đỉnh phát thải N2O trong vụ này (Zou et al; 2007). Do tập

quán canh tác, trƣớc khi bón phân, nông dân thƣờng đƣa nƣớc vào ruộng để

tránh phân đạm bị bay hơi. Do vậy, các giai đoạn phát thải N2O cao thu đƣợc

đều trong tình trạng ruộng cạn và thƣờng rơi vào các thời điểm sau bón phân vài

ngày. Nguồn N trong phân hóa học dễ bị chuyển hóa hơn nhiều so với N trong

phân chuồng hoặc trong rơm rạ (Ball et al., 2004; Cole et al., 2016).

3.4. Đề xuất một số giải pháp thích ứng và tiềm năng giảm thiểu với biến

đổi khí hậu trong sản xuất lúa tại vùng nghiên cứu

3.4.1. Giải pháp quản lý nhà nước

- Xây dựng, cập nhật kế hoạch hành động ứng phó với BĐKH

- Rà soát, điều chỉnh, bổ sung yếu tố biến đổi khí hậu trong chiến lƣợc,

chƣơng trình, quy hoạch, kế hoạch phát triển của ngành, vùng, địa phƣơng.

- Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đối với lĩnh vực, khu vực trên cơ

sở kịch bản biến đổi khí hậu Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng công bố;

- Xây dựng, lựa chọn các giải pháp cụ thể để ứng phó với biến đổi khí

hậu, bao gồm từ các chính sách, chủ trƣơng đến chƣơng trình, dự án đầu tƣ.

- Lồng ghép các hoạt động tƣơng ứng của Kế hoạch hành động vào Kế

42

hoạch phát triển kinh tế xã hội;

- Củng có và tăng cƣờng năng lực tổ chức, thể chế, chính sách về biến đổi

khí hậu.

- Nâng cao nhận thức, trách nhiệm của cộng đồng và phát triển nguồn

nhân lực.

3.4.2. Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu tác động của BĐKH

Mục tiêu trọng tâm trong ứng phó với BĐKH đối với ngành nông nghiệp

là Dự báo kịp thời và thực hiện các nghiên cứu ứng dụng để bảo vệ mùa màng,

phòng chống thiên tai, dịch bệnh, đảm bảo sản xuất nông nghiệp và an ninh

lƣơng thực.

Các giải pháp trọng tâm gồm có:

- Áp dụng mô hình canh tác lúa giảm phát thải khí nhà kính trong đó chú

ý đến bón phân hóa học đúng kỹ thuật để giảm bay hơi, đốt rơm rạ bằng kỹ thuật

đốt than Biochar, bón phân chuồng để giảm bón phân hóa học…

- Thực hiện các biện pháp giảm thiểu tác động của BĐKH tới khả năng

cung cấp nƣớc cho trồng trọt, tập trung vào:

+ Quản lý, phân phối tài nguyên nƣớc một cách khoa học và hiệu quả.

+ Xây dựng hồ đập chứa nƣớc các loại để chủ động cung cấp nƣớc cho

cây trồng trong mùa khô.

- Nâng cao nhận thức và phổ biến kiến thức về BĐKH và thích nghi với

BĐKH cho cán bộ địa phƣơng và bà con nông dân.

- Nghiên cứu và ứng dụng các biện pháp canh tác tác, bao gồm:

+ Áp dụng các biện pháp canh tác bảo vệ đất trồng trọt, độ phì nhiêu của

đất, chống xói mòn. Lựa chọn giống cây trồng thích ứng với BĐKH (chọn giống

ngắn ngày, chín sớm, giống có khả năng chống hạn, sâu bệnh…).

+ Điều chỉnh thời vụ và lịch gieo trồng thích hợp với BĐKH. Thay đổi

các biện pháp canh tác thích hợp (mật độ trồng, cách bón phân, làm cỏ, cày bừa,

43

phòng trừ sâu bệnh, luân canh cây trồng…).

+ Thay đổi cơ cấu cây trồng trên đồng ruộng thích hợp với BĐKH.

+ Lai tạo giống mới thích nghi với điều kiện BĐKH, có khả năng chịu

hạn, úng ngập, sâu bệnh…

- Áp dụng các biện pháp canh tác phù hợp trong điều kiện BĐKH:

+ Quy hoạch lại sử dụng đất, hệ thống cơ cấu cây trồng từng vùng cho

phù hợp với sự tác động của BĐKH. Bố trí cây trồng hợp lí, nhất là ở những nơi

dễ bị tổn thƣơng do BĐKH. Trên cơ sở quy hoạch, vùng đất cao có xu hƣớng bị

tác động của hạn hán sẽ chuyển sang trồng cây chịu hạn để giảm áp lực về nƣớc

tƣới, vùng thƣờng xuyên xảy ra úng ngập chuyển sang các loại hình sản xuất

cây, con có khả năng chịu úng hoặc thích nghi ngập nƣớc.

+ Tăng cƣờng công tác khuyến nông, khuyến lâm.

+ Dự tính dự báo sản lƣợng mùa màng, cảnh báo thiên tai, sâu bệnh.

+ Phát triển công tác nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông nghiệp. Xây

dựng và thực hiện cơ chế và chính sách thích ứng với BĐKH.

- Tạo công ăn việc làm và tăng thu nhập cho nông dân trong mùa mƣa lũ,

nông nhàn.

- Đào tạo nguồn nhân lực, phát triển khoa học công nghệ về giống, kỹ

thuật trồng trọt và chăn nuôi nhằm thích ứng, giảm nhẹ tác động của BĐKH.

44

- Triển khai bảo hiểm nông nghiệp để giảm rủi ro cho sản xuất.

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

Kết Luận

Kết quả đo đạc, phân tích và tính toán cho thấy phát thải khí nhà kính trên

ruộng lúa có đặc thù riêng do ảnh hƣởng từ điều kiện thời tiết và chế độ canh tác

lúa khác nhau.

Kết quả tính toán cho thấy phát thải KNK từ canh từ canh tác lúa trên đất

cát cho phát thải CH4 thấp với lƣợng phát thải là 125,37 kg CH4/ha/vụ và 0,364

kg N2O/ha/vụ hè thu. Lƣợng phát thải này là thấp nhất so với lƣợng phát thải từ

canh tác trên các loại đất khác do các nghiên cứu khác trong dự án này, thấp hơn

1,6 lần so với phát thải từ canh tác lúa trên đất xám và đất phèn, 1,7 lần đối với

đất phù sa và 2,3 lần đối với đất mặn.

Luận văn nghiên cứu đã đề xuất đƣợc hệ số phát thải CH4 đƣợc đề xuất

trong canh tác lúa trên loại đất cát vùng Bắc trung bộ giao động từ 1,10-1,23

kg/Ha/ngày lấy trung bình là 1,17 kg/Ha/ngày và đối với N2O giao động từ 3,32-

3,45 kg/Ha/ngày. Căn cứ vào hệ số phát thải này có thể sử dụng vào công tác

kiểm kê phát thải khí nhà kính cho hoạt động canh tác lúa trên đất cát.

Từ các kết quả về nghiên cứu luận văn đã đề xuất các giải pháp thích ứng

và tiềm năng giảm thiểu với biến đổi khí hậu trong sản xuất lúa.

Kiến Nghị

Từ kết quả nghiên cứu nêu trên có thể nói đây sẽ là một cơ sở mới đối

với kiểm kê phát thải KNK từ canh tác lúa của nƣớc ta. Tuy nhiên cần phân

tích đánh giá chuyên sâu để tìm ra đƣợc các biện giải khoa học. Chính vì vậy

rất cần sự quan tâm của các ngành, các cấp tạo điều kiện để có nhiều nghiên

cứu chuyên sâu hơn nữa để có thể đánh giá tổng quan và cụ thể hơn đối với

quá trình phát thải KNK trong canh tác nông nghiệp của nƣớc ta và đƣa ra

đƣợc những khuyến cáo quan trọng để góp phần phát triền bền vững trong

45

ngành nông nghiệp nói chung.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2014). Báo cáo cập nhật hai nhóm một lần thứ nhất

của Việt Nam cho công ƣớc khung của Liên hợp quốc về Biến đổi khớ hậu.

2. Nguyễn Mộng Cƣờng, Phạm Văn Khiên, Nguyễn Văn Tỉnh, Nguyễn Trung

Quế (1999). Kiểm kê khí nhà kính khu vực nông nghiệp năm 1994. Báo cáo

khoa học hội thảo 2, đánh giá kết quả kiểm kê khí nhà kính, dự án thông báo

Quốc gia về biến đổi khí hậu, Viện khí tƣợng thuỷ văn Trung ƣơng.

3. Nguyễn Văn Tỉnh (2004). Các nhân tố ảnh hƣởng đến phát thải khí metan trên

ruộng lúa. Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. T7/2004, trang 914-915.

4. Nguyễn Hữu Thành, Nguyễn Đức Hùng, Trần Thị Lệ Hà, Nguyễn Thọ

Hoàng (2012): Tình hình phát thải khí metan (CH4) do hoạt động canh tác

lúa nƣớc ở khu vực đồng bằng Sông Hồng, Tạp chí Khoa học và Phát triển,

trƣờng Đại học Nông Nghiệp Hà Nội: Tập 10, số 1: 165 -172.

5. Mai Văn Trịnh (2013): Nghiên cứu một số biện pháp thích ứng và tiềm năng

giảm thiểu với biến đổi khí hậu trong sản xuất nông nghiệp, Tạp chí Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn, tháng 3 năm 2013, tr 28-36

6. Mai Văn Trịnh, Bùi Thị Phƣơng Loan và Claudia Ringer (2013): Ảnh hƣởng

của các biện pháp canh tác giảm thiểu đến phát thải khí nhà kính trong ruộng

lúa nƣớc, Tạp chí Khoa học đất số 41, tr 46-50

7. Mai Văn Trịnh, Trần Văn Thể, Nguyễn Hồng Sơn, Bùi Thị Phƣơng Loan và

Lê Thị Thanh Huyền (2014): Phát triển hệ thống theo dõi, giám sát giảm

phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển

Nông thôn, số 12, 2014, tr 72-81.

8. Trần Văn Thể, Đỗ Thị Hồng Dung, Nguyễn Hồng Sơn, Mai Văn Trịnh, Đặng

Thị Thu Hiền, Lê Hoàng Anh và Nguyễn Thị Lan Hƣơng, 2014, Đánh giá rủi

ro của biến đổi khí hậu đến sản xuất nông nghiệp tại một số tỉnh miền núi phía

46

Bắc, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số 12, 2014, tr 135-141.

9. Mai Hạnh Nguyên, Trần Văn Thuỵ, Võ Tử Can và Mai Văn Trịnh, 2015,

Giải pháp quản lý, sử dụng đất nông nghiệp ứng phó với biến đổi khí hậu,

nƣớc biển dâng cho vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, Tạp chí Khoa học Tự

nhiên và Công nghệ, Đại học Quốc Gia, tập 31, số 3, tr 38-49.

10. Mai Văn Trịnh, Bùi Thị Phƣơng Loan, Vũ Dƣơng Quỳnh, Vũ Đình Tuấn, Lục

Thị Thanh Thêm và Nguyễn Lê Trang, (2016): Bƣớc đầu nghiên cứu ảnh

hƣởng của các loại phân bón hữu cơ khác nhau đến phát thải khi nhà kính trên

ruộng lúa vụ mùa, đất phù sa và phù sa nhiễm mặn tỉnh Nam Định, Tạp chí

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số tháng 10 năm 2016, tr 71-78.

11. Mai Văn Trịnh (chủ biên), Bùi Thị Phu o ng Loan, Vũ Du o ng Quỳnh, Cao

Va n Phụng, Trần Kim Tính, Phạm Quang Hà, Nguyễn Hồng So n, Trần Va n

Thể, Bjoern Ole Sander, Trần Tú Anh, Trần Thu Hà, Hoàng Trọng Nghĩa và

Vừ Thị Bạch Thu o ng, 2016, Sổ tay hƣớng dẫn đo phát thải khí nhà kính

trong canh tác lúa, Nhà xuất bản Nông nghiệp

Tài liệu tiếng Anh

12. B.L.Ma, B.C.Liang, Dilip K.Biswas, Malcolm J.Morrison, Neil

B.McLaughlin (2012). The carbon footprint of maize production as affected

by nitrogen and maize-legume rotations. Journal of Nutrient Cycling in

Agroecosystem, 94(1): 15-31.

13. Cole, J, C., Smith, M. W., Penn, C. J., Cheary, B. S. and Conaghan, K. J.

(2016). Nitrogen, Phosphorus, calcium and magnesium applied individual or

as a slow release or controlled release fertilizer increase growth and yield

and affect macronutrient and micronutrient concentration and content of

field-grown tomato plants. Sci Hortic 211: 420-430

14. Giltrap, Donna. L., Changsheng Li, and Surinder Saggar(2010) DNDC: A

process-based model of greenhouse gas fluxes from agricultural

47

soils, Agriculture, Ecosystems & Environment, 136, Issues 3–4,:P. 292–300.

15. Guo, J., Zhou, C., (2007). Greenhouse gas emissions and mitigation

measures in Chinese agroecosystems. Agric. For. Meteorol 142: 270 -277

16. H Pathak, RC Upadhyay, M Muralidhar, P Bhattacharyya and B

Venkateswarlu (2013). Measurement of Greenhouse Gas Emission from

Crop, Livestock and Aquaculture. Publishing by ICAR, India.

17. Hanna Cordes, Alfredo Iriarte, Pablo Villalobos (2016). Evaluating the

carbon footprint of Chilean organic blueberry production. International of

Journal of Life Cycle Assessment, 21: 281-292.

18. Hou, A. X., Chen, G. X., Wang, Z. P., Van Cleemput, O., Patrick, W. H.

(2000). Methane and nitrous oxide emissions from a rice field in relation to

soil redox and microbiological processes. Soil Science Society of America

Jounal 64: 2180 – 2186.

19. Joan.J.Maina, Urbanus.N.Mutwiwa, Gareth.M.Kituu và M.Githiru (2015).

Evaluation of Greenhouse Gas Emissions along the Small-Holder Coffee

Supply Chain in Kenya. Journal of Sustainable Research in Engineering,

2(4): 111-120.

20. Junko Nishiwaki, Masaru Mizoguchi and Kosuke Noborio (2015).

Greenhouse gas emissions from paddy fields with different organic matter

application rates and water management practices. Journal of Developments

in Sustainable Agriculture (10): 1-6.

21. Kazunori Minamikawa (NIAES), (2015). Guideline for Measuring CH4 and N2O

emissions from rice paddies by a Manually Operation Closed Chamber Method.

22. Kofi K. Boateng, George Y.Obeng and Ebenezer Mensah (2017): Rice

cultivation and Greenhouse Gas Emissions: A Review and Conceptual

Framework with Reference to Ghana. Journal of Agricultural.

23. Mai Van Trinh, Tran Van The and Dinh Vu Thanh, (2014): Climate change

48

and crop production, , Agricultural Publishing House, 153p.

24. Maraseni TN, Cockfield G, Maroulis J, Chen G, (2010): An assessment of

greenhouse gas emissions from Australian vegetables industry. Journal of

Environment Science Health, 45(6): 578-588.

25. Meng L, Ding W X, Cai Z C (2005). Long-term application of organic manure

and nitrogen fertilizer on N2O emissions, soil quality and crop production in a

sandy loam soil Soil Biology & Biochemisty (37): 2037 – 2045.

26. Mphethe Tongwane, Thandile Mdlambuzi, Mokhele Moeletsi, Mitsuru

Tsubo, Vuyo Mliswa, Lunga Grootboom (2016). Greenhouse gas emissions

from different crop production and management practices in South Africa.

Journal of Environmental Development, 19(2016): 23-35.

27. Nathan Torbick, William Salas, Diya Chowdhury, Peter Ingraham & Mai

Trinh (2017): Mapping rice greenhouse gas emissions in the Red River

Delta, Vietnam, Carbon Management, DOI: 10.1080/17583004.2016.1275816

28. Son Tran Van1, William Bill Boyd, Peter Slavich and Trinh Mai Van,

(2015): Agriculture and Climate Change: Perceptions of Provincial Officials

in Vietnam, Journal of Basic & Applied Sciences, 11, 487-500.

29. William Salas, Changcheng Li, Pete Ingraham, Mai Van Trinh, Dao The

Anh, Nguyen Ngoc Mai and Claudia Ringler, (2012): National-level Crop

Mitigation Potential for key Food Crops inVietnam, IFAD-IFPRI

Partnership Program - Climate Mitigation Activity, February 2012.

30. Zhang Xu-bo, Wu Lian-hai, Sun Nan, Ding Xue-shan, LI Jian-wei, Wang

Bo-ren and LI Dong-chu (2014). Soil CO2 and N2O emissions in Maize

growing season under different fertilizer regimes in an upland red soil region

of South China. Journal of Integrative Agriculture 13(3): 604-614.

31. Zou, J., Huang, Y., Zheng, X., Wang, Y., (2007). Quantifying direct N2O

emissions in paddy fields during rice growing season in mainland China:

49

Dependence on water regime. Atmos. Environ. 41: 8030 – 8042.

32. Ball, B. C., McTaggart, I. P. and Scott, A. (2004). Mitigation of greenhouse

gas emissions from soil under silage production by use of organic manures

or slow-release fertilizer. Soid Use Manage 20: 287-295

33. Zheng, J., Zhang, X., Li, L., Zhang, P. and Pan, G. (2007). Effect of long-

term fertilization on C mineralization and production of CH4 and CO2 under

anaerobic incubation from bulk samples and particle size fractions of a

typical paddy soil. Agr Ecosyst Environ 120: 129-138.

34. Husted, S. (1994). Seasonal variation in methane emission from stored slurry

and solid manures. J Environ Qual 23: 585-592

35. Pathak, H. (2015). Greenhouse gas emissions and mitigation in agriculture.

Greenh Gases 5: 357 – 358

36. Moller, H. B., Sommer, S. G. and Ahring, B. K. (2004). Biological

degradation and greenhouse emissions during pre-storage of liquid animal

manure. J environ Qual 33: 27-36.

37. Serrano-Silva, n., Sarria-Guzman, Y., Dendooven, L., Luna-guido, M.

(2014). Methanogenesis and Methanotrophy in soil: A review. Pedosphere

50

24: 291-307.

PHỤ LỤC

Hình ảnh bố trí thí nghiệm và đo đạc , xử lý mẫu tại các điểm quan trắc

51

Điểm 1 lúa – 2 màu trên đất cát tại Nghệ an