Bài giảng kiểm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn chương 4 phạm khắc liệu

SAN XUAT NONG NGHIEP VA BIEN DOI KHI HAU Pham Khac Liéu Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4 1... Các giải pháp nông nghiệp thích ứng với BĐKH tự học

Chương 4

SAN XUAT NONG NGHIEP VA

BIEN DOI KHI HAU

Pham Khac Liéu

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4 1

4.1 Phát thải khí nhà kính từ sản

xuât nông nghiệp

4.2 Giảm thiểu phát thải khí nhà

kính trong sản xuât nông nghiệp

4.3 Các giải pháp nông nghiệp

thích ứng với BĐKH (tự học)

= Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-2

4.1 Phát thải khí nhà kính tù sản xuất nông nghiệp

( 1) Các khí nhà kính (GHGs) và nguôn phát thải:

Agriculture releases to the atmosphere significant amounts of

CO., CH,, and N.O

CO, is released largely from microbial decay or burning of

plant litter and soil organic matter

CH, is produced when organic materials decompose in

oxygen-deprived conditions, notably from fermentative digestion by ruminant livestock, from stored manures, and from rice grown under flooded conditions

N.O is generated by the microbial transformation of nitrogen

in soils and manures, and is often enhanced where available nitrogen (N) exceeds plant requirements, especially under wet conditions

some pesticides contribute to global warming

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-3

(2) Thực trạng và xu hướng phát thải GHGs từ nông

nghiệp (IPCC, 2007)

— Agriculture accounts for an emission of 5.1 to 6.1 GtCO.-eq/yr (10-

12 % of total global anthropogenic emissions of GHGs)

— CH, contributes 3.3 GtCO,-eq/yr and NO 2.8 GtCO.-eq/yr Of global anthropogenic emissions, agriculture accounts for about

60% of N.O and about 50% of CHy,

— N,O emissions from soils and CH, from enteric fermentation constitute 38% and 32% of total non-CO, emissions from

agriculture, respectively Biomass burning (12%), rice production (11%), and manure management (7%) account for the rest

— Global agricultural CH, and N.O emissions increased by 17%, an

average annual emission increase of 58 MtCO,-eq/yr

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-5

Developing countries of South Asia Developing countries of East Asia

Mt CO,-eq

1500

Western Europe Central and Eastern Europe

(EU15, Norway and Switzerland)

Figure 8.2: Estimated historical and projected N.O

and CH, emissions in the agricultural sector of world regions during the period 1990-2020

0

SF 2

BN;O Manure IHN,O Soils IN;O Burning HCH, Rice

CH, Manure

CH, Enteric BCH, Burning

Emissions from rice production and burning of biomass were heavily concentrated in the group of

developing countries, with 97% and 92% of world totals, respectively

Manure management was the only

source for which emissions where

higher in the group of developed regions (52%) than in developing regions (48%

Projection to 2020, 2030

¢ Agricultural N,O emissions are projected to increase

by 35-60% up to 2030 due to increased nitrogen fertilizer use and increased animal manure production (FAO, 2003)

¢ US-EPA (2006) estimated:

— N;O emissions will increase by about 50% by 2020 (relative to 1990)

— combined CH, emissions from enteric fermentation and

manure management will increase by 21% between 2005 and

(3) Ước tính phát thải khí nhà kính từ sử dụng phân bón

Chuong 11, Vol 4, 2006 IPCC Guidelines for National GHG Inventories

WMO

Intergovernmental Panel on Climate Change

2006 IPCC Guidelines for

Edited by Simon Eggleston, Leandro Buendia, Kyoko Miwa, Todd Ngara and Kiyoto Tanabe

CHAPTER 11

N20 EMISSIONS FROM MANAGED

SOILS, AND CO, EMISSIONS FROM LIME AND UREA APPLICATION

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-8

Ví dụ: Ước tinh phat thai N,O từ sử dụng phân bon theo IPCC

¢ Direct and indirect emissions

The emissions of N.O that result from anthropogenic N inputs or N

mineralization occur through both a direct pathway (i.e., directly from the

soils to which the N is added/released), and through two indirect pathways: (i) following volatilization of NH, and NO, from managed soils and from

fossil fuel combustion and biomass burning, and the subsequent

redeposition of these gases and their products NH,+ and NO, to soils and

waters; and (ii) after leaching and runoff of N, mainly as NO,,, from

N2O-Ny inputs = annual direct N>O-N emissions from N inputs to managed soils, kg N>O-N yr"

Fsy = annual amount of synthetic fertiliser N applied to soils, kg N yr™

Foy = annual amount of animal manure, compost, sewage sludge and other organic N additions applied to

soils (Note: If including sewage sludge, cross-check with Waste Sector to ensure there is no double counting of N,O emissions from the N in sewage sludge), kg N yr"

Fer = annual amount of N in crop residues (above-ground and below-ground), including N-fixing crops,

and from forage/pasture renewal, returned to soils, kg N yr!

Fsœx = annual amount of N in mineral soils that is mineralised, in association with loss of soil C from soil

organic matter as a result of changes to land use or management, kg N yr"

EF, = emission factor for N,O emissions from N inputs, kg N>O-N (kg N input)"'(Table 11.1)

EFtrg 1s the emission factor for N2O emissions from N inputs to flooded rice, kg N»O—N (kg N input)"

(Table 11.1)

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-10

-_ Tính phát thải N„O gián tiếp:

N,O FROM ATMOSPHERIC DEPOSITION OF N VOLATILISED

Fsy = annual amount of synthetic fertiliser N applied to soils, kg N yr!

FraCgasr = fraction of synthetic fertiliser N that volatilises as NH; and NO,, kg N volatilised (kg of N

EF,= emission factor for N,O emissions from atmospheric deposition of N on soils and water surfaces,

[kg N—N:O (kg NH;-N + NO,-N volatilised)"'] (Table 11.3)

Bài giảng kiễm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-11

-_ Tính phát thải N„O gián tiếp:

N,O FROM N LEACHING/RUNOFF

N30,1)-N = (Fey + Foy + Ferp + Fer + Fou )e Fracyescu— ny & EFs

N,Og)-N = annual amount of N,O-N produced from leaching and runoff of N additions to managed

soils in regions where leaching/runoff occurs, kg N2O—N yr Fsx = annual amount of synthetic fertiliser N applied to soils in regions where leaching/runoff occurs, kg

N yr Foy = annual amount of managed animal manure, compost, sewage sludge and other organic N additions

applied to soils in regions where leaching/runoff occurs, kg N yr™

Fpgp = annual amount of urine and dung N deposited by grazing animals in regions where leaching/runoff

occurs, kg N yr" (from Equation 1 1.5) Fcạ = amount of N in crop residues (above- and below-ground), including N-fixing crops, and from

forage/pasture renewal, returned to soils annually in regions where leaching/runoff occurs, kg N yr"

Fsom = annual amount of N mineralised in mineral soils associated with loss of soil C from soil organic

matter as a result of changes to land use or management in regions where leaching/runoff occurs, kg

N yr" (from Equation 11.8)

Frac eacu.ay = fraction of all N added to/mineralised in managed soils in regions where leaching/runoff

occurs that is lost through leaching and runoff, kg N (kg of N additions)" (Table 11.3) _ EF; = emission factor for N,O emissions from N leaching and runoff, kg N,O-N (kg N leached and

S, nmoff (Table 11.3)

Bài giảng kiễm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-12

TABLE 11.1 DEFAULT EMISSION FACTORS TO ESTIMATE DIRECT N,O EMISSIONS FROM MANAGED SOILS

EF, for N additions from mineral fertilisers, organic

amendments and crop residues, and N mineralised from 001 0.003 - 0.03

mineral soil as a result of loss of soil carbon [kg N,O-N (kg l l l

N)"]

EF i¢p for flooded rice fields [kg NyO-N (kg N)"] 0.003 0.000 - 0.006

EF> cG, temp for temperate organic crop and grassland soils (kg , 2-24 N:O-N ha”)

EE¿ cơ, 1rop for tropical organic crop and grassland soils (kg 16 5-48

N;O-N ha”)

EF 2 temp, Org, r for temperate and boreal organic nutrient rich 06 016-24

forest soils (kg N3O-N ha")

EF 25 temp, Org, p for temperate and boreal organic nutrient poor 01 002-03

forest soils (kg NyO-N ha”) 02-0

EF pap so for sheep and ‘other animals’ [kg N2O-N (kg N)"] 0.01 0.003 - 0.03

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-13

EF, [leaching/runoff], kg N,O-N (kg N leaching/runoff) 0.0075 0.025

Fracgasr [Volatilisation from synthetic fertiliser], (kg NH;-N + NO,-N) (kg N

applied) Fracgasm [Volatilisation from all organic N fertilisers applied , and dung and urine deposited by grazing animals], (kg NH;-N + NO,-N) (kg N applied or 0.20 0.05 - 0.5

deposited) ™

FractzAcu-wy [N losses by leaching/runoff for regions where L(rain in rainy season) - L (PE in same period) > soil water holding capacity, OR where 0.30 0.1-08 irrigation (except drip irrigation) is employed], kg N (kg N additions or

deposition by grazing animals)

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-14

4.2 Giảm thiêu phát thải GHGs trong sản xuất nông

nghiép (Mitigation of GHGs in agriculture)

¢ Opportunities for mitigating GHGs in agriculture fall

into three broad categories:

Reducing emissions Enhancing removals

— Avoiding (or displacing) emissions

© A variety of options exists for mitigation of GHG

emissions in agriculture

improved crop and grazing land management;

restoration of organic soils and restoration of degraded lands;

improved water and rice management;

land use change (e.g., conversion of cropland to grassland) and agro-forestry;

improved livestock and manure management

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-16

Ff fie ‘

pasture improvement Nutrient management + +/- i +

Restoration of Erosion control, organic amendments, nutrient + +/- “= “ degraded lands amendments

Livestock Improved feeding practices + + one

animal breeding

Bài giảng kiễm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-17

Figure 8.4: Global technical mitigation potential by 2030 of each agricultural management

practice showing the impacts of each practice on each GHG

Note: based on the B2 scenario though the pattern is similar for all SRES scenarios

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-18

Agricultural GHG mitigation options are found to be cost competitive with non-agricultural options (e.g., energy, transportation, forestry) in achieving long-term (i.e., 2100) climate objectives

GHG emissions could also be reduced by substituting fossil fuels with energy produced from agricultural feed stocks (e.g., crop residues, dung, energy crops), which would be counted in sectors using the energy

There are interactions between mitigation and adaptation in the agricultural sector, which may occur simultaneously, but differ in their spatial and geographic characteristics The main climate

change benefits of mitigation actions will emerge over decades, but there may also be short-term benefits if the drivers achieve other policy objectives Conversely, actions to enhance adaptation to climate change impacts will have consequences in the short and long term

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-19

„ _ Ở Việt Nam: ĐÈ ÁN GIẢM PHÁT THÁI KHÍ NHÀ KÍNH

TRONG NÔNG NGHIỆP, NÔNG THÔN ĐÉN NĂM 2020

° Thực tiễn: các mô hình canh tác lúa giảm phát thai GHGs

đang triễn khai với các biện pháp:

Tưới tiêu khô ướt xen kẽ (rút nước khỏi ruộng lúa trong những

giai đoạn không cân thiêt)

Xử lý rơm rạ bằng kỹ thuật tạo biochar

Bón phân chuông đề giảm bón phân hóa học, cải tạo đất (chỉ sử

dụng 4kg phân đạm/sào; giảm phân lân và kali đêu giảm †1-

2kg/sào)

Bón phân hóa học đúng kỹ thuật để giảm phát thải

Thực hiện 4 đúng trong sử dụng thuốc BVTV (chỉ phun thuốc

BVTV một lân duy nhất đề trừ khé van)

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-20

Ví dụ: Mô hình canh tác lúa giảm phát thải GHGs ở An Giang

n ~ T T T T T T T 1

12 20 27 33 40 45 55 61 68 75 84

Ngày sau sạ Hình §: Diễn biến cường độ phát thải khí mê-tan (CH4) của các mô hình thí nghiệm, vụ ĐX

2010-2011, Bình Hòa - An Giang

Kết quả tính toán lượng phát thải mê-tan từ các mô hình (Bảng 6) cho thấy tưới ngập khô xen kẽ đã giam tông lượng phát thải so với mô hình tưới ngập liên tục (theo truyền thong của nông dân Lượng phát thải khí mê-tan cho cả vụ biến động

từ 172,61 kg/ha đến 252,20 kg/ha Mô hình áp dụng mô hình tưới ngập khô xen kẽ kết hợp với quản lý phân đạm theo bảng so màu lá lúa (Đạm-LCC) đã giảm tông phát thải khí mê tan khoảng 31% so với đối chứng Việc áp dụng nấm Trichoderma dé giúp phân hủy rơm rạ (vùi rơm rạ) trong nghiên cứu này cho kết quả chưa khả quan về giảm phát thải Quản lý nước tốt là một mô hình tiềm năng

đề giảm thiêu phát thải từ ruộng sản xuất lúa (Neue, 1993)

Huỳnh Quang Tín và nnk._ Tạp chí Khoa học ĐH Cân Thơ, 2012:23a 31-41 [TL22.pdf]

Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn

4-21