Đánh giá hiện trạng sử dụng phân bón và khả năng phát thải khí nhà kính trong sản xuất ngô và đề xuất giải pháp canh tác bền vững, các bon thấp thích ứng với biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHUẤT ANH TUẤN ĐÁNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG PHÂN BÓN VÀ KHẢ NĂNG PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN XUẤT NGÔ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CANH TÁC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHUẤT ANH TUẤN

ĐÁNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG PHÂN BÓN VÀ KHẢ NĂNG PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN XUẤT NGÔ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CANH TÁC BỀN VỮNG, CÁC BON THẤP THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI

XÃ MINH SƠN, HUYỆN NGỌC LẶC, TỈNH THANH HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên, năm 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHUẤT ANH TUẤN

ĐÁNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG PHÂN BÓN VÀ KHẢ NĂNG PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN XUẤT NGÔ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CANH TÁC BỀN VỮNG, CÁC BON THẤP THÍCH ỨNG VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU TẠI

XÃ MINH SƠN, HUYỆN NGỌC LẶC, TỈNH THANH HÓA

Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên và Môi trường

Mã số: 885 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Ngô Văn Giới

Chữ ký GVHD

Thái Nguyên, năm 2020

LỜI CAM ĐOAN

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

dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Ngô Văn Giới Các số liệu, kết quả

trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng Kết quả nghiên cứu của luận văn chưa từng được công bố trong bất kỳ một nghiên cứu nào khác

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện nghiên cứu đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày tháng… năm 2020

Tác giả

Khuất Anh Tuấn

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 Trường Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trường cùng các thầy cô đã dạy và hướng dẫn tôi hoàn thành nội dung học tập và làm Luận văn;

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

Văn Giới người hướng dẫn khoa học đã tận tình hướng 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 chương trình Chương trình ‘Khoa học và công nghệ ứng phó với biến đổi khí hậu, quản lý Tài nguyên và môi trường giai đoạn 2016-2020” đã tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn này;

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

Khuất Anh Tuấn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Đóng góp của đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tổng quan về phát thải KNK trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới 3

1.1.2 Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp tại Việt Nam 6

1.1.3 Kiểm kê phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp 9

1.2 Tổng quan về sử dụng phân bón trong sản xuất nông nghiệp 19

1.3 Phân bón và phát thải khí nhà kính 22

1.3.1 Phân hữu cơ và phát thải khí CH4 22

1.3.2 Phân bón hóa học và sự phát thải khí N2O 23

1.3.3 Những yếu tố ảnh hưởng tới sự phát thải khí N2O từ việc bón phân 25

1.4 Hiện trạng canh tác ngô tại Việt Nam 26

1.5 Công nghệ các bon thấp 28

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu 30

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu: 30

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 30

2.1.3 Nội dung nghiên cứu 30

2.2 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Phương pháp luận nghiên cứu 31

2.2.2 Phương pháp thu thập và kế thừa tài liệu 32

2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng 33

2.2.4 Phương pháp lấy mẫu 35

2.2.5 Phương pháp phân tích và tính toán 37

2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu và so sánh kết quả 38

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 39

3.1.1 Đặc điểm vị trí địa lý 39

3.1.2 Địa chất 40

3.1.3 Địa hình 41

3.1.4 Tài nguyên thiên nhiên 43

3.1.5 Thực trạng phát triển nông nghiệp tại khu vực nghiên cứu 49

3.2 Hiện trạng sử dụng phân bón và năng suất ngô tại khu vực nghiên cứu 51

3.3 Kết quả đo phát thải khí nhà kính N2O từ quá trình canh tác ngô 53

3.3.1 Phát thải khí nhà kính nitơ ôxit (N2O) từ quá trình canh tác ngô tại Nghệ An 53

3.3.2 Phát thải khí nhà kính nitơ ôxit (N2O) từ quá trình canh tác ngô tại Thanh Hóa 58

3.4 Một số giải pháp canh tác bền vững giảm phát thải khí nhà kính 60

3.4.1 Giải pháp quản lý 60

3.4.2 Giải pháp kỹ thuật 61

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

IPCC Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu

SSNM Quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù

UNDP Chương trình phát triển Liên Hiệp Quốc

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Dự tính phát thải KNK trong lĩnh vực nông nghiệp (1000 tấn CO2tđ) 8

Bảng 1.2 Phát thải KNK năm 2013 trong lĩnh vực nông nghiệp 9

Bảng 1.3 Hệ số phát thải được sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh tác lúa tại Ấn Độ 11

Bảng 1.4 Hệ số phát thải được sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh tác lúa tại Ấn Độ 11

Bảng 1.5 Hệ số phát thải được sử dụng để tính toán phát thải KNK trong canh tác lúa tại Phillipines 11

Bảng 1.6 Hệ số phát thải của lúa đã áp dụng trong kiểm kê KNK tại Việt Nam 18

Bảng 1.7 Năng suất, diện tích và sản lượng ngô theo các vùng sinh thái 28

Bảng 2.1 Thông tin, địa điểm, quy mô các thí nghiệm 33

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 37

Bảng 3.1 Các nhóm đất chính của tỉnh Thanh Hóa 43

Bảng 3.2 Mức phát thải khí N2O tại các điểm nghiên cứu theo thơi gian quan trắc và theo các giai đoạn sinh trưởng của cây ngô tại Thanh Hóa 54

Bảng 3.3 Mức phát thải khí N2O tại các điểm nghiên cứu theo thơi gian quan trắc và theo các giai đoạn sinh trưởng của cây ngô tại Nghệ An 56

Bảng 3.4 Tổng lượng phát thải N2O và CO2-e tính theo kg/ha/vụ 59

Bảng 3.5 Đề xuất hệ số phát thải N_N2O từ quá trình canh tác ngô 60

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Tỷ lệ % tăng/giảm phát thải CH4 và N2O từ hoạt động nông nghiệp 4

(năm 2020 so với 1990) [US-EPA, 2006] 4

Hình 1.2 Mức thải N2O từ hoạt động sản xuất nông nghiệp (1000-2000)[31] 6

Hình 1.3 Xu thế phát thải/hấp thụ KNK trong các kỳ kiểm kê [MONRE, 2017] 7

Hình 1.4 Bản đồ hiện trạng diện tích canh tác ngô phân theo địa phương năm 2017 28

Hình 1.5 Tỷ lệ diện tích canh tác ngô theo vùng sinh thái 28

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hộp đo khí cây ngô 34

Hình 2.2 Bản vẽ thiết kế hộp đo phát thải cho cây trồng cạn và chân hộp 35

Hình 3.1 Bản đồ hành chính tỉnh Thanh Hóa 39

Hình 3.3 Diễn biến phát thải khí N2O từ canh tác ngô hè thu tại Nghệ An 57

Hình 3.4 Diễn biến phát thải khí N2O từ canh tác ngô hè thu tại Thanh Hóa 58

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu đang là vấn đề lớn được toàn thế giới quan tâm đặc biệt Hiện tại nồng độ khí nhà kính (CO2, CH4 và N2O và Halocarbons) đã tăng lên kể từ trước cách mạng công nghiệp do hoạt động của con người Nồng độ CO2 trong khí quyển tăng từ 280 ppm vào năm 1750 lên

379 ppm năm 2005, và nồng độ N2O tăng từ 270 ppb đến 319 ppb trong cùng thời gian, còn khí CH4 trong năm 2005 rất nhiều, vào khoảng 1774 ppb, tăng hơn gấp đôi nồng độ của nó ở thời kỳ tiền công nghiệp là 750 ppb (Solomon et al., 2007) Các chất khí này hấp thụ ánh sáng trong vùng hồng ngoại và do đó, giữ các bức xạ nhiệt, dẫn đến tình trạng hâm nóng không khí toàn cầu Hiện nay, 40% diện tích đất của hành tinh này được sử dụng cho canh tác nông nghiệp và đồng cỏ (Foley et al., 2005) Hệ thống cây trồng quan trọng nhất trên phạm vi toàn cầu, nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực và thực phẩm trong tương lai, là cây lương thực như lúa, lúa mì và ngô Lúa và ngô mỗi loại được trồng trên hơn 155 triệu ha (FAOSTAT, 2009) Một trong nguyên nhân làm ra tăng khí nhà kính là

sử dụng phân bón trong sản xuất nông nghiệp trong đó có cây ngô

Trong hơn 30 năm qua, nông nghiệp tăng trưởng mạnh mẽ đã làm thay đổi tình trạng kinh tế xã hội của Việt Nam: cải thiện tình hình an ninh lương thực, giảm đói nghèo, đẩy mạnh xuất khẩu nông nghiệp và tạo sinh kế cho gần một nửa lực lượng lao động cả nước Năng suất một số cây trồng như lúa, ngô,

cà phê, cao su, điều, chè và hạt tiêu của Việt Nam cao hơn nhiều so với các nước láng giềng trong khu vực Đông Nam Á Tuy nhiên, tăng trưởng sản xuất nông nghiệp cũng tạo ra những tác động đáng kể đến môi trường Việc lạm dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu và nước tưới nhằm gia tăng năng suất đã khiến nông nghiệp trở thành nguồn phát thải khí nhà kính (KNK) lớn thứ hai sau ngành năng lượng Sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt, các đợt lạnh tăng cường ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ, xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long và hạn hán ở Tây Nguyên cho thấy biểu hiện của biến đổi khí hậu ngày càng rõ rệt hơn ở Việt Nam Chuyển đổi thực hành sản xuất nông nghiệp

truyền thống sang hướng thích ứng với biến đổi khí hậu (BĐKH) và bền vững với môi trường sẽ giúp ngành nông nghiệp khắc phục được những thách thức liên quan đến biến đổi khí hậu Do sự đa dạng về địa hình, thổ nhưỡng và đặc điểm khí hậu, ảnh hưởng của BĐKH cũng thay đổi theo từng hệ thống sản xuất

và vùng sinh thái nông nghiệp Dưới tác động của BĐKH, mức xuất khẩu ròng của các sản phẩm gạo, cà phê và sắn được dự báo sẽ giảm đi do năng suất các cây trồng này có xu hướng giảm mạnh hơn so với trường hợp không có tác động của BĐKH Để duy trì sản xuất nông nghiệp trong bối cảnh rủi ro khí hậu ngày càng gia tăng, nhiều thực hành nông nghiệp đã được xác định là có khả năng thích ứng tốt với BĐKH Tuy nhiên, mức độ áp dụng các công nghệ nhìn chung vẫn ở mức thấp hoặc trung bình

Thanh Hóa là tỉnh thuộc khu vực Bắc Trung Bộ, hiện tại nông nghiệp vẫn

là thành phần kinh tế chiếm tỷ trong lớn nhất trong vùng, trong đó ngô vẫn là một trong các cây lương thực chủ đạo

Mặt khác hiện tại đã và đang có nhiều nghiên cứu về phát thải khí nhà kính trong sản xuất nông nghiệp với các loại cây trồng khác nhau trên các loại đất với chế độ canh tác khác nhau nhưng nghiên cứu phát thải khí nhà kính với cây ngô còn rất hạn chế Với các lý do như vậy đề tài “Đánh giá hiện trạng sử dụng phân bón và khả năng phát thải khí nhà kính trong sản xuất ngô và đề xuất các mô hình canh tác bền vững, các bon thấp thích ứng với biến đổi khí hậu tại

xã Minh Sơn, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa” được tiến hành thực hiện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá khả năng phát thải KNK trong sản xuất ngô tại xã Minh Sơn, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

- Đề xuất các giải pháp canh tác bền vững giảm phát thải khí nhà kính thích ứng với biến đổi khí hậu

1.3 Đóng góp của đề tài

Đánh giá được sơ bộ hiện trạng sử dụng phân bón và khả năng phát thải KNK trong sản xuất ngô của khu vực nghiên cứu từ đó đề xuất các giải pháp canh tác bền vững, các bon thấp thích ứng với biến đổi khí hậu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về phát thải KNK trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới

và Việt Nam

1.1.1 Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới

Nghị định Kyoto đã xác định có 6 loại khí nhà kính (KNK) có tiềm năng gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu (GWP) gồm khí carbon dioxide (CO2), nitrous oxide (N2O), methane (CH4), hydro fluorocarbons (HFCs), per fluorocarbon (PFCs) và sulfur hexafluoride (SF6) Trong đó, CH4 và N2O là nguồn KNK phát thải chủ yếu từ hoạt động sản xuất nông nghiệp Với hoạt động nông nghiệp, nguồn phát thải KNK chính từ canh tác cây trồng cạn (như ngô, sắn, mía, chè, …) là khí N2O từ đất trồng Hơn 60% dân số thế giới sống ở nông thôn và các sản phẩm nông nghiệp giúp duy trì an ninh lương thực Tuy nhiên, các hoạt động nông nghiệp cũng ảnh hưởng đến môi trường toàn cầu thông qua các tác động đến khí quyển, môi trường đất, nước 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 được quan tâm nhất trong nông nghiệp là CO2 (45%), CH4 (44%) và N2O (11%); trong đó 57,5% phát thải từ canh tác lúa nước; 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, lượng phát thải KNK trung bình từ canh tác lúa là 20 tấn CO2tđ/ha, từ mía là 28 tấn CO2tđ/ha, từđậu tương

là 17 tấn CO2tđ/ha, từ sắn là 12 tấn CO2tđ/ha, từ lạc là 10 tấn CO2tđ/ha, từ ngô là

7 tấn CO2tđ/ha… [dẫn bởi Nguyễn Văn Bộ và nnk, 2016] Theo tính toán của US-EPA (2006), đến năm 2020, lượng 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 1.3)

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, nhưng lại là nguồn phát thải khí CH4 và khí N2O chính [Watson và nnk, 1995] Ước 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 lượng 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 ước tính của FAO, khoảng 25% CO2 trong khí quyển được 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 nước 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 cầu hàng năm và sẽ tăng lên cùng với việc sử dụng phân bón nitơ ngày càng nhiều để tăng năng suất cây trồng, đáp ứng nhu cầu nuôi sống con người Theo số liệu của Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), hàng năm riêng sản xuất lúa sử dụng gần 20% tổng lượng phân bón N toàn cầu do vậy phát thải lượng N2O đáng kể vào khí quyển [Wassmann và Dobermann, 2006] Smith và nnk (2007) ước tính nông nghiệp thải ra khoảng 60% lượng N2O và khoảng 50% lượng CH4 nhân tạo Đất nông nghiệp được biết đến là một nguồn quan trọng của phát thải N2O, đóng góp 6,1% vào sự ấm lên toàn cầu do con người gây ra

[IPCC, 2007] Theo Denman và nnk (2007), hoạt động con người (nông nghiệp, công nghiệp, đốt nhiên liệu hóa thạch) đóng góp 38% tổng khí thải N2O), trong

đó đất nông nghiệp được coi là nguồn phát thải N2O chính vào khí quyển, đóng góp 67% lượng khí thải do con người tạo ra Căn cứ vào dự báo nhu cầu tiêu thụ phân khoáng nitơ và diện tích đất canh tác, Hiệp hội phân bón quốc tế (IFA) và

Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc (FAO) ước tính lượng phát thải N2O từ sản xuất nông nghiệp có thể tăng tới 90% trong giai đoạn từ 1996-2026 [IFA và FAO, 2001].trong nông nghiệp [FAO, 2001] Một nghiên cứu khác của Mosier

và nnk (1991) cho thấy khí N2O thải ra từ chăn nuôi và trồng trọt chiếm xấp xỉ 70% nguồn N2O nhân tạo toàn

Trong phương 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 bón N vô cơ và phân hữu cơ, được 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 người, và N bị mất do rửa trôi, xói mòn Dạng N2O phát thải gián tiếp chiếm 1/3 tổng lượng N2O phát thải từ nông nghiệp, trong đó 75% đến từ các vùng đồng bằng, nơi NO3- bị thất thoát do rửa trôi và NH4+ bị nitrat hóa chuyển thành N2O

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 tượng thế giới (WMO), hoạt động của con người (chăn nuôi, canh tác lúa, sử dụng nhiên liệu hóa thạch, đốt phế phụ phẩm nông nghiệp, chôn lấp rác thải) tạo ra 60% tổng lượng 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 lượng CO2tđ và N2O từ trồng trọt (đốt nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu sinh học và bón phân) đóng góp 3-5% tổng lượng CO2tđ Thêm vào đó, khoảng 30% lượng 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]

Hình 1.2 Mức thải N 2 O từ hoạt động sản xuất nông nghiệp (1000-2000)[31]

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

1.1.2 Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp tại Việt Nam

Trong giai đoạn từ 1994 đến 2013, tổng lượng 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 lượng tăng nhanh nhất (gấp gần sáu lần từ 25,6 triệu tấn CO2tđ lên 151,4 triệu tấn CO2tđ) do nhu cầu năng lượng tăng nhanh chóng Xu thế phát thải/hấp thụ KNK qua các kỳ kiểm kê được thể hiện tại Hình 1.5 [MONRE, 2017]

Hình 1.3 Xu thế phát thải/hấp thụ KNK trong các kỳ kiểm kê [MONRE, 2017]

Theo kết quả kiểm kê KNK năm 1994, lượng KNK phát thải trong lĩnh vực nông nghiệp là 52,45 triệu tấn CO2tđ, chiếm 50,50% tổng lượng KNK phát thải của cả nước; trong lĩnh vực lâm nghiệp & thay đổi sử dụng đất là 19,38 triệu tấn CO2tđ, chiếm 18,70% tổng lượng KNK phát thải của cả nước Đến năm

2005, lượng KNK phát thải trong lĩnh vực nông nghiệp là 80,58 triệu tấn CO2tđ, chiếm 49,37% tổng lượng KNK phát thải của cả nước (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 36,67 triệu tấn CO2tđ

Năm 2010, tổng lượng 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 lượng phát thải KNK quốc gia, là nguồn phát thải KNK lớn thứ 2 ở Việt Nam (87,7 triệu tấn CO2tđ), tiếp sau là ngành năng lượng với 57,2% (141,2 triệu tấn CO2tđ)

Đến năm 2013, lượng KNK phát thải trong lĩnh vực nông nghiệp là 89,7 triệu tấn CO2tđ, tương đương 34,6% tổng lượng 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 hoạt động trồng rừng và bảo vệ rừng trong thời gian gần đây [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 trường, từ năm 2010, hoạt động chăn nuôi và đất nông nghiệp sẽ có lượng KNK phát thải và tỷ lệ đóng góp tăng lên trong tổng lượng phát thải KNK của ngành nông nghiệp Canh tác lúa dự kiến sẽ giảm lượng 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) Việc đốt cháy phế phụ phẩm nông nghiệp

có thể sẽ gia tăng lượng KNK phát thải nhưng tỷ lệ đóng góp vào tổng lượng phát thải không lớn, dao động từ 2,1-2,4% (Bảng 1.3)

Bảng 1.1 Dự tính phát thải KNK trong lĩnh vực nông nghiệp (1000 tấn CO 2 tđ)

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

Tổng lượng KNK phát thải trong năm 2010 từ nông nghiệp là 88,35 triệu tấn CO2tđ, trong đó canh tác trồng lúa đóng góp 44,6 triệu tấn CO2tđ (chiếm 50,49%); còn lại 10,72% tổng lượng 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 Tổng lượng phát thải KNK từ lĩnh vực nông nghiệptrong năm 2013 là 96,47 triệu tấn CO2tđ Nguồn phát thải lớn nhất vẫn là phát thải CH4 từ canh tác lúa là 44,7 triệu tấn CO2tđ (chiếm

50,3%) Nguồn phát thải lớn thứ hai là phát thải N2O từ đất canh tác nông nghiệp khác với 24,04 triệu tấn CO2tđ [MONRE, 2017]

Bảng 1.2 Phát thải KNK năm 2013 trong lĩnh vực nông nghiệp

(1000 tấn CO 2 tđ)

1.1.3 Kiểm kê phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp

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 được 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 được 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 trường Mỹ (US EPA) xuất bản thêm phụ trương 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 đưa ra bộ tài liệu về

hệ số phát thải Hướng dẫn kiểm kê phát thải ô nhiễm không khí (phiên bản mới nhất năm 2009) của Cục bảo vệ môi trường Châu Âu (EEA) cung cấp và hướng dẫn tính toán tải lượng phát thải từ cả các nguồn tự nhiên và nhân tạo

Hiện nay việc thực hiện kiểm kê KNK của các quốc gia thường theo các hướng dẫn của IPCC [IPCC 2000, 2006]

Ở Châu Á, việc kiểm kê KNK cũng đã được triển khai, tuy nhiên vẫn dựa vào chủ yếu hướng dẫn của IPCC, chưa có hệ số phát thải của riêng của quốc gia mình Lượng phát thải phụ thuộc vào từng giống lúa, thời tiết và quản lí cây

trồng như quản lý phân bón và lượng nước tưới, 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 hướng dẫn về phương 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 ước tính lượng 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) ước tính lượng CH4 sản sinh từ đất trồng lúa khoảng

280 triệu tấn/năm, tương đương 50% tổng lượng CH4 toàn cầu được 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) ước tính lượng 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 đưa 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) ước tính lượng CH4 phát thải từ diện tích đất lúa trên toàn thế giới khoảng 100 ± 50 triệu tấn/năm Theo số liệu của IPCC tổng lượng 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) tương đương 15% đến 20% tổng lượng CH4 do con người tạo ra, dù diện tích đất trồng lúa này chỉ chiếm 0,3% diện tích bề mặt trái đất [IPCC, 1996]

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

số phát thải cho quốc gia theo phương pháp bậc 2, tuy nhiên các nước này không ghi cụ thể hệ số phát thải áp dụng là bao nhiêu, chỉ đưa ra tổng lượng phát thải cho từng lĩnh vực cho quốc gia của mình

Thông qua nghiên cứu tài liệu, một số quốc gia đã đưa ra hệ số phát thải CH4 trong canh tác lúa cho quốc gia của mình như sau:

- Hệ số phát thải của Ấn Độ

Bảng 1.3 Hệ số phát thải được sử dụng để tính toán phát thải KNK trong

canh tác lúa tại Ấn Độ

Loại hình canh tác Hệ số phát thải CH 4

Bảng 1.4 Hệ số phát thải được sử dụng để tính toán phát thải KNK trong

canh tác lúa tại Ấn Độ

Loại hình canh tác Hệ số phát thải CH 4

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

 Hệ số phát thải của Philippines

Bảng 1.5 Hệ số phát thải được sử dụng để tính toán phát thải KNK trong

canh tác lúa tại Phillipines

Loại hình canh tác Hệ số phát thải CH 4

Không tưới+ vùi phế phụ phẩm sau thu hoạch 0,51 kgCH 4 /ngày/ha

Hệ số điều chỉnh

Chế độ nước Mùa Hệ số

Nguồn: Corton và cs 2000; Wassmann và cs 2000

 Hệ số phát thải CH 4 trong canh tác lúa của Ý

Chế độ canh tác lúa Tưới 1 lần Tưới nhiều lần

Nguồn: Kiểm kê khí nhà kính của Ý năm 2014

Mphethe Tongwane và cs (2016) đã dựa vào phần mềm ALU (version 4.5.2) để tính toán lượng phát thải khí nhà kính từ sản xuất nông nghiệp Kết quả cho thấy lượng phát thải khí nhà kính trên mỗi khu vực trồng khác nhau tùy thuộc vào loại cây trồng và phân bón sử dụng, ngành trồng trọt tại Nam Phi có tổng lượng 5,2 triệu tấn CO2-eq trong năm 2012, trong đó sản xuất rau quả có tỷ

lệ phát thải GHG tổng thể cao nhất là 1,52 t CO2-eq/ha, tiếp theo là đậu và hạt

có dầu (0,83 t CO2-eq/ha), các loại cây trồng khác (0,60 t CO2-eq/ha) và ngũ cốc

có tỷ lệ thấp nhất (0,51 t CO2-eq/ha) Ngoại trừ các cây họ đậu và hạt có dầu cố định N, tất cả các loại cây trồng có tỷ lệ phát thải cao nhất do sử dụng phân bón tổng hợp trong quá trình trồng

Theo nghiên cứu của Maraseni TN và cộng sự (2010) cho 23 loại rau chính được trồng tại Úc, 65% lượng khí nhà kính phát thải từ tiêu thụ năng lượng cho hoạt động tưới tiêu và hoạt động sau thu hoạch tại ruộng, 17% phát thải từ đất do sử dụng phân bón N Bốn loại rau có diện tích canh tác lớn là khoai tây, rau diếp, cà chua và bông cải xanh phát thải lần lượt 29,1%, 7,9%, 5,9% và 7,2% tổng lượng phát thải từ hoạt động trồng rau

Theo nghiên cứu của Hanna Cordes và cs (2016), lượng khí nhà kính phát thải từ cây Việt Quất ở Chi Lê- đứng thứ 2 về sản xuất và xuất khẩu Việt Quất trên thế giới là 0,27 đến 0,69 kg CO2-e/kg việt quất dựa vào phương pháp ISO

14040 và hướng dẫn PAS 2050 Lượng phát thải KNK từ cây việt quất có thể giảm nếu tối ưu hóa được lượng phân bón, sử dụng các loại cây che phủ trên các vườn Việt quất

Trồng hạnh nhân ở California- nơi cung cấp 80% lượng hạnh nhân tiêu thụ ra thị trường thế giới cũng phát thải lượng khí nhà kính khá lớn khoảng 1,5kg CO2eq/1kg hạnh nhân theo nghiên cứu của Alissa Kendall và cộng sự (2015) Nghiên cứu áp dụng phương pháp đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA)

để tính toán lượng phát thải từ vườn trồng hạnh nhân Nguyên nhân phát thải chủ yếu từ viện bón phân và do tiêu thụ năng lượng qua quá trình tưới nước

Joan.J.Maina và cộng sự (2015) đã ước tính được lượng khí nhà kính phát thải từ sản phẩm cà phê tại Kenya sử dụng phần mềm tính toán phát thải đồng ruộng CFT (Cool Farm Tool) Kết quả nghiên cứu chỉ ra, mức phát thải trung bình cho 1 kg cà phê là 0,05 kg CO2-eq/1kg cà phê, 0,24 kg CO2-eq/1kg cà phê

và 0,54 kg CO2-eq/1kg cà phê lần lượt cho hộ có mức sản xuất cao (năng suất

>5kg/cây), mức sản xuất trung bình (năng suất từ 3-4,9kg) và mức sản xuất thấp (năng suất <3kg/cây)

Tanomlap Rachawat và cộng sự (2015) cũng đã sử dụng công cụ đánh giá chu kỳ sống của sản phẩm LCA (Life Cycle Assessment of the product) được cung cấp từ tổ chức quản lý khí nhà kính Thái Lan và các yếu tố phát thải được đưa ra từ sự kiểm kê chu kỳ cấp quốc gia và cơ sở dữ liệu của IPCC để tính toán phát thải GHG từ việc trồng cà phê Robusta Kết quả cho thấy phát thải GHG lớn nhất là từ phân bón chiếm 96%, tiếp theo là chất diệt cỏ chiếm 1 chiếm 1% Điểm nóng của việc phát thải khí nhà kính chính là việc sử dụng phân bón hóa học %, phân hữu cơ chiếm 2% và nhiên liệu hóa thạch đã tiêu thụ trong máy nông nghiệp

Theo nghiên cứu của B.L.Ma và cộng sự (2012) đã ước tính lượng phát thải Khí nhà kính cho ngô Bón phân N làm tăng tổng lượng phát thải và dấu

chân sinh thái trên hệ thống trồng màu Trồng ngô độc canh có lượng phát thải cao hơn hệ thống luân canh ngô với đậu tương Với lượng phân bón 100 kg N/ha, hệ luân canh ngô với cây họ đậu làm giảm 5% lượng phát thải KNK Với lượng bón 100 kg N/ha, hệ luân canh ngô với cây họ đậu có thể giảm 42% lượng KNK so với hệ thống trồng ngô độc canh với lượng phân bón 200 kgN/ha Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hệ luân canh ngô với mức bón 100 kgN/ha có thể giữ nguyên năng suất, đồng thời giảm phát thải KNK so với hệ thống độc canh ngô với mức bón 200kgN/ha

Theo Neville et al (2010) thì lượng KNK N2O phát thải ra từ ruộng ngô có tương quan không tuyến tính với lượng phân bón bón vào ruộng và tác giã đã đưa ra phương trình đẻ tính toán lượng phát thải theo lượng phân bón đầu vào như sau:

N2O (kg N2O-N/ha/năm) = 1,47 * EXP (0,0082 * N fert) kg N/ha/năm

Trong khi đó Linquist et al (2011) thì đã làm thí nghiệm đồng ruộng và

đo lượng N2O phát thải qua hơn 60 điểm thí nghiệm đã tính toán được mức N phát thải từ đất trồng ngô là khoảng 1,06% lượng đạm bón/ha/năm Harmanjit,

et al (2016) đã tiến hành đo phát thải N2O trên ruộng ngô và lúa mì với 2 công thức là đối chứng và bón phân đạm ở Punjab, Ấn Độ bằng phương pháp hộp kín

và phân tích bằng phương pháp sắc kí khí Tác giả đã tính toán được lượng phát thải N2O trên ngô không bón phân là từ 11.1 đến 61.2 N2O-N g /ha/ngày, và trên ruộng ngô có bón phân là từ 10.3 đến 129.2 N2O-N g/ha/ngày

Trong điều kiện Việt Nam, việc kiểm kê phát thải KNK chủ yếu được tính theo Tier 1 hoặc 2 với các hệ số phát thải mặc định áp dụng chung cho toàn quốc, không thể hiện được sự khác nhau về địa hình, thời tiết, thổ nhưỡng, cây trồng, mức độ thâm canh… Việt Nam hiện chưa thể đầu tư các hệ thống quan trắc phát thải rộng khắp, lặp lại định kỳ ngoài hiện trường Do vậy, phương pháp tiếp cận mô hình hóa đang được xem xét áp dụng để nhằm mô phỏng động thái

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

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 hướng an toàn, ít phát thải, phát triển bền vững, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, góp phần giảm nghèo và ứng phó có hiệu quả với BĐKH; và (ii) Đến năm 2020, giảm phát thải 20% lượng KNK trong nông nghiệp, nông thôn (tương đương với 18,87 triệu tấn CO2e); đồng thời đảm bảo mục tiêu tăng trưởng ngành và giảm tỷ

lệ đói nghèo theo chiến lược 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

Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu và số liệu tính toán chính xác về lượng phát thải N2O từ trồng trọt ở Việt Nam Tuy nhiên, với trên 10 triệu tấn phân bón các loại được sử dụng hàng năm (trên 20% sử dụng cho trồng lúa), trong đó có 2,2 triệu tấn phân urea (chưa kể lượng 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 dưới dạng NH3 và các ôxyt nitơ (NO, N2O) Không kể thất thoát xói mòn, rửa trôi thì riêng lượng phân N bị mất

do bốc hơi cũng chiếm đến 15-20% số lượng phân N còn lại, tương đương với hơn 500.000 tấn phân urê/năm Đây là số lượng 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]

Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu và số liệu tính toán chính xác về lượng phát thải N2O từ trồng trọt ở Việt Nam Tuy nhiên, với trên 10 triệu tấn phân bón các loại được sử dụng hàng năm (trên 20% sử dụng cho trồng lúa), trong đó có 2,2 triệu tấn phân urea (chưa kể lượng 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 dưới dạng NH3 và các ôxyt nitơ (NO, N2O) Không kể thất thoát xói mòn, rửa trôi thì riêng lượng phân N bị mất

do bốc hơi cũng chiếm đến 15-20% số lượng phân N còn lại, tương đương với hơn 500.000 tấn phân urê/năm Đây là số lượng 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 nước, phân bón hiệu quả, tiết kiệm và giảm phát thải khí nhà kính đang là giải pháp mang tính chiến lược trước mắt và lâu dài Kỹ thuật tưới nước ướt khô xen kẽ (hay còn gọi là ngập khô xen kẽ, nông lộ phơi - AWD) là kỹ thuật quản lý nước tiết kiệm trong trồng lúa Kỹ thuật này sử dụng chu trình rút nước và tưới nước xen kẽ nhau, giữ mực nước trong ruộng ở mức độ tốt nhất cho sự sinh trưởng của cây lúa trong suốt một vụ Kỹ thuật này đang được 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% lượng nước 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 tưới ướt 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 tưới ướt khô xen kẽ cho lúa tại Tiền Giang, nếu áp dụng triệt để đúng quy trình tưới

“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% lượng nước tưới 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: tưới ướt khô xen kẽ và tưới vừa đủ ẩm không ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa, nhưng giảm phát thải KNK

so với biện pháp tưới ngập thường xuyên Lượng phát thải CH4 ở chế độ tưới ướt khô xen kẽ giảm 19 - 34%; chế độ tưới nước vừa đủ ẩm giảm 15- 19% so với tưới ngập thường xuyên Tưới nước vừa đủ ẩm tiết kiệm 31 - 35%, tưới ướt khô xen kẽ tiết kiệm được 26-32% lượng nước tưới so với tưới ngập thường xuyên Tuy nhiên, áp dụng chế độ tưới ướt khô xen kẽ và tưới đủ ẩm sẽ tăng phát thải N2O so với tưới ngập thường xuyên từ 25-45%

Nghiên cứu của Tô Lan Phương 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 tưới ướt khô xen kẽ giúp giảm 50% lượng phân N, giảm được 3 lần bơm tưới, tiết kiệm 22% lượng nước tưới ở vụ hè thu, đồng thời làm tăng năng suất 170 kg/ha Áp dụng tưới tiết kiệm nước ngập khô xen kẽ làm giảm lượng khí CH4 sinh ra nhưng 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 được triển khai nhằm đưa ra các giải pháp giảm thiểu biến đổi khí hậu cho ngành nông nghiệp Viện Môi trường Nông nghiệp là đơn vị đầu mối trong nghiên cứu phát thải KNK Viện đã biên soạn và xuất bản sổ tay hướng dẫn phương pháp đo khí nhà kính canh tác lúa nước (bao gồm cách thiết kế thí nghiệm, thiết kế dụng cụ đo, phương pháp phân tích,tính toán kết quả và xử lý

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

đã chủ trì thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến biến đổi khí hậu, phát thải KNK; định lượng 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 trước 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 đưa 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 được, Đo đạc được và Xác minh được- viết tắt là MRV” khi thực hiện dự án giảm nhẹ KNK IPCC luôn khuyến cáo các nước 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 được đánh giá là nguồn phát thải chính như Việt Nam Hơn nữa, thực thi chương 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 quốc gia Phối hợp trong thực hiện các báo cáo kiểm kê KNK cũng chưa thuyết phục về định lượng do hạn chế cơ sở dữ liệu cũng như 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 lượng của chất ô nhiễm vào khí quyển với hoạt động phát thải các chất đó Hệ số phát thải thường ở dạng khối lượng chất ô nhiễm trên một đơn vị khối lượng, 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 ước tính phát thải từ nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau

Bảng 1.6 Hệ số phát thải của lúa đã áp dụng trong kiểm kê KNK tại Việt Nam

Cơ chê ngập thường

xuyên

Hệ số phát thải lúa ngập thường xuyên (g/m 2 )

Nguồn số liệu

Biến đổi khí hậu và phát triển bền vững

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

Hiện đối với cây ngô và các cây trông khác tại Việt Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào đã đo đạc trực tiếp tính toán phát thải khí nhà kính Các số liệu hiện mới chỉ dừng lại từ các hệ số mạc định của IPCC Vì vậy việc xây dựng và tính toán hệ số phát thải từ canh tác của cây trồng cạn là rất cần thiết trong kiểm

kê KNK trong canh tác nông nghiệp nước ta

Nhu cầu xây dựng hệ số phát thải đặc trưng cho các khí nhà kính (CH4 và N2O) để phục vụ công tác kiểm kê KNK trong canh tác lúa nước nói riêng và của ngành nông nghiệp nói chung

Theo báo cáo cập nhật 2 năm 1 lần về biến đổi khí hậu (BUR1) nhận định:

1 Hệ thống kiểm kê quốc gia KNK chưa 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 chưa đầy đủ;

2 Việc thực hiện kiểm kê KNK chưa đồng bộ và còn thiếu tính kế thừa;

3 Hầu hết các hệ số phát thải được sử dụng cho kiểm kê là các hệ số mặc định của IPCC;

4 Hoạt động QA/QC còn nhiều hạn chế, chưa có quy trình, hướng dẫn cụ thể ở trong nước;

5 Số liệu hoạt động cho kiểm kê KNK còn chưa đầy đủ Chưa có hệ thống cơ sở dữ liệu đặc thù để có thể thực hiện thường xuyên kiểm kê KNK;

6 Thiếu nguồn tài chính trong nước và chuyên gia về kiểm kê KNK;

7 Phần lớn kiểm kê quốc gia KNK được thực hiện chủ yếu thông qua các chương 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 3 và điểm 5 là đáng lưu 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 đưa 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 được, Đo đạc được và Xác minh được- viết tắt là MRV” khi thực hiện dự án giảm nhẹ KNK Do đó nhu cầu xây dựng

hệ số phát thải đặc trưng cho các khí nhà kính (CH4 và N2O) để phục vụ công tác kiểm kê KNK trong canh tác lúa nước nói riêng và của ngành nông nghiệp nói chung là rất cần thiết vì sử dụng hệ số phát thải rất thuận lợi để ước tính phát thải từ nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau

1.2 Tổng quan về sử dụng phân bón trong sản xuất nông nghiệp

a Nhu cầu phân bón:

Nhu cầu phân bón ở Việt Nam hiện nay vào khoảng trên 10 triệu tấn các loại Trong đó, Urea khoảng 2 triệu tấn, DAP khoảng 900 000 tấn, SA 850.000 tấn, Kali 950.000 tấn, phân Lân trên 1,8 triệu tấn, phân NPK khoảng 3,8 triệu tấn, ngoài ra còn có nhu cầu khoảng 400 – 500.000 tấn phân bón các loại là vi sinh, phân bón lá

b Tình hình sản xuất trong nước:

- Phân Urea, hiện tại năng lực trong nước đến thời điểm hiện tại là 2,340 triệu tấn/năm, bao gồm Đạm Phú Mỹ 800.000 tấn, Đạm Cà Mau 800.000 tấn, Đạm Hà Bắc 180.000 tấn, Đạm Ninh Bình 560.000 tấn Dự kiến cuối năm 2014, Đạm Hà Bắc nâng công suất từ 180.000 tấn lên 500.000 tấn/năm, cả nước sẽ có 2,660 triệu tấn/năm Như vậy, về Urea đến nay, sản xuất trong nước không những phục vụ đủ cho nhu cầu sản xuất nông nghiệp mà còn có lượng để xuất khẩu

- Phân DAP, hiện sản xuất trong nước tại nhà máy DAP Đình Vũ 330.000 tấn/năm, đến hết 2015 có thêm nhà máy DAP Lào Cai công suất 330.000 tấn/năm và theo kế hoạch của Thủ tướng từ nay đến hết năm 2015 sẽ có thêm một nhà máy DAP nữa hoặc nâng công suất hiện có của DAP Đình Vũ lên thêm 330.000 tấn/năm Như vậy sau 2015 sản xuất trong nước có thể đạt tới gần

1 triệu tấn DAP/năm, cơ bản đáp ứng đủ nhu cầu trong nước Hiện tại từ nay đến hết năm 2014, chúng ta vẫn phải nhập khẩu DAP thêm từ 500.000 – 600.000 tấn/năm

- Phân Lân: Hiện tại Supe Lân sản xuất trong nước có công suất 1,2 triệu tấn/năm, bao gồm nhà máy Lâm Thao công suất 800.000 tấn/năm, Lào Cai 200.000 tấn/năm và Long Thành 200.000 tấn/năm

- Sản xuất Lân nung chảy hiện tại vào khoảng 600.000 tấn/năm bao gồm nhà máy Văn Điển và nhà máy Ninh Bình Dự kiến tương lai sẽ có thêm khoảng 500.000 tấn/năm của 3 nhà máy mới (Lào Cai, Thanh Hóa,…)

- Như vậy sản xuất phân Lân trong nước cũng đáp ứng được về cơ bản cho nhu cầu sản xuất nông nghiệp trong nước

- Phân NPK: Hiện cả nước có tới cả trăm đơn vị sản xuất phân bón tổng hợp NPK các loại Về thiết bị và công nghệ sản xuất cũng có nhiều dạng khác nhau, từ công nghệ cuốc xẻng đảo trộn theo phương thức thủ công bình thường đến các nhà máy có thiết bị và công nghệ tiên tiến Về quy mô sản xuất tại các đơn vị cũng khác nhau từ vài trăm tấn/năm tới vài trăm ngàn tấn/năm và tổng công suất vào khoảng trtên 3,7 triệu tấn/năm Nói chung là sản xuất NPK ở Việt Nam vô cùng phong phú cả về thiết bị, công nghệ đến công suất nhà máy Chính

điều này đã dẫn tới sản phẩm NPK ở Việt Nam rất nhiều loại khác nhau cả về chất lượng, số lượng đến hình thức bao gói

- Phân Kali: Hiện trong nước chưa sản xuất được do nước ta không có

mỏ quặng Kali, vì vậy 100% nhu cầu của nước ta phải nhập khẩu từ nước ngoài

- Phân SA: Hiện tại nước ta chưa có nhà máy nào sản xuất SA và nhu cầu của nước ta vẫn phải nhập khẩu 100% từ nước ngoài

- Phân Hữu cơ và vi sinh: Hiện tại sản xuất trong nước vào khoảng 400.000 tấn/năm, tương lai nhóm phân bón này vẫn có khả năng phát triển do tác dụng của chúng với cây trồng, làm tơ xốp đất, trong khi đó nguyên liệu được tận dụng từ các loại rác và phế thải cùng than mùn sẵn có ở nước ta

c Tình hình nhập khẩu

Phân bón là một trong những vật tư thiết yếu trong nền sản xuất nông nghiệp hàng hóa, nó không chỉ giúp ổn định và nâng cao năng suất cây trồng mà còn tác động đến phẩm chất của nông sản, ảnh hưởng đến độ phì nhiêu đất đai Tình hình giá cả và thị trường phân bón có ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp thành phố nói riêng, và cả nền kinh tế Việt Nam nói chung

Thị trường phân bón 9 tháng đầu năm 2019 biến động bởi nhu cầu phân bón vẫn ở mức thấp; nhập khẩu phân Ure ước tính tăng sau khi tạm ngưng trong hai tháng 7 và 8/2019; ngành phân bón trong nước cạnh tranh mạnh mẽ giữa thương hiệu nhập khẩu phân bón và phân bón trong nước Theo số liệu từ Tổng cục Thống kê, tình hình sản xuất phân bón trong tháng 9/2019 tăng ở phân hỗn hợp NPK nhưng sụt giảm ở phân Ure Cụ thể, phân Ure ước đạt 139,4 nghìn tấn, giảm 24,52% so với tháng 8/2019 và giảm 29,77 so với tháng 9/2018 Tính chung 9 tháng năm 2019 đạt 1,6 triệu tấn, giảm 0,2% so với cùng kỳ năm trước Phân hỗn hợp NPK tháng 9/2019 ước đạt 255,1 nghìn tấn, tăng 1,5% so với tháng 8/2019 và tăng 9,6% so với tháng 9/2018 Nâng lượng phân hỗn hợp NPK sản xuất 9 tháng năm 2019 lên 2,1 triệu tấn, giảm 0,5% so với cùng kỳ năm

2018 Nhu cầu tăng ở Châu Âu đẩy giá Ure tại Bắc Phi tăng nhanh chóng trong nửa đầu tháng 9/2019 Tỷ trọng nhập khẩu DAP Trung Quốc của Việt Nam đã giảm dần từ năm 2013 đến nay, tuy nhiên vẫn chiếm trên 69% nên xu hướng giá

DAP Việt Nam vẫn bị chi phối bởi xu hướng giá DAP Trung Quốc Ước tính trong tháng 10/2019 có khoảng 105.000 tấn Kali (Isreal, Belarus, Nga, Lào) nhập khẩu về Việt Nam, tăng mạnh 75% so với tháng 9/2019 Hà Anh, Phú Mỹ tăng nhập khẩu Kali từ Belarus,… trong khi giảm nhập khẩu Kali từ Nga Nhập khẩu phân bón tăng chuẩn bị cho vụ Đông Xuân sắp tới Nhu cầu phân bón ở miền Bắc, miền Trung, Đông Nam Bộ & Tây Nguyên trong tháng 10/2019 vẫn

ở mức thấp Theo nhận định của các đại lý phân bón, vụ Đông Xuân năm nay tại một số khu vực sẽ xuống giống sớm hơn năm ngoái do lũ về ít và nhằm tránh tình trạng xâm ngập mặn sớm Trong tháng 10, giá DAP giao dịch tại Việt Nam

dự báo vẫn tiếp tục đi xuống do thị trường thế giới và Trung Quốc những tháng cuối năm được dự báo chưa khả quan; giá có thể sẽ đảo chiều tăng kể từ đầu năm 2020 Trong tháng 10/2019, dự kiến gia tăng lượng Kali nhập khẩu về Việt Nam tuy nhiên giá Kali có thể giảm khoảng 3-4% so với tháng 9/2019 [30]

1.3 Phân bón và phát thải khí nhà kính

1.3.1 Phân hữu cơ và phát thải khí CH 4

Cường độ và cách thức phát thải khí CH4 từ ruộng lúa chủ yếu được xác định bởi chế độ nước và lượng hữu cơ bón vào, và ở một mức độ thấp hơn là do loại đất, thời tiết, cách quản lý làm đất, phế phụ phẩm, phân bón, và giống lúa Tình trạng ngập úng của đất là điều kiện tiên quyết để duy trì lượng phát thải khí CH4 Rút nước giữa vụ, thực tiễn tưới nước được áp dụng phổ biến ở các vùng canh tác lúa chính tại Trung Quốc và Nhật Bản đã làm giảm mạnh lượng khí thải CH4 Tương tự, môi trường trồng lúa không có nguồn cung cấp nước bảo đảm,

cụ thể là nguồn nước mưa, có tiềm năng phát thải khí thấp hơn so với các ruộng

có tưới Nguyên liệu hữu cơ bón vào kích thích sự phát thải khí CH4 khi ruộng lúa bị ngập úng Ngoài các yếu tố quản lý, phát thải CH4 cũng bị ảnh hưởng bởi các chỉ tiêu về đất đai và khí hậu

Mặc đã có nhiều thí nghiệm về sự phát thải khí CH4 từ các ruộng lúa nhưng các ước tính về vấn đề này vẫn chưa chắc chắn Chiến dịch đo lường tích cực đã xác định mối tương tác phức tạp của chế độ nước, một mặt, như là yếu tố chính tác động đến lượng khí thải và mặt khác là nhiều yếu tố khác có ảnh

hưởng Do sự đa dạng của hệ thống sản xuất lúa, mức độ tăng thêm của phát thải khí CH4 đòi hỏi sự khác biệt về thực tiễn quản lý và các yếu tố tự nhiên Phương pháp tiếp cận mô hình hóa đã được phát triển để mô phỏng CH4 phát thải như chức năng của một số lớn các thông số đầu vào, cụ thể là, phương thức quản lý cũng như đất và khí hậu Mặc dù có sự tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây, các mô hình có sẵn về lượng khí nhà kính phát thải từ những ruộng lúa cần được đánh giá bởi các phương pháp đánh giá theo vùng đặc thù trước khi họ có thể được sử dụng cho các tính toán đáng tin cậy của lượng khí thải

1.3.2 Phân bón hóa học và sự phát thải khí N 2 O

Theo bản tóm tắt mới nhất của IPCC (Denman et al., 2007), đất canh tác phát ra khoảng 2,8 TgN khí N2O mỗi năm, khoảng 42% lượng N2O do con người gây ra, hoặc khoảng 16% lượng khí thải N2O toàn cầu, nhưng ở đây phát thải từ ruộng lúa nước chưa được tách riêng khỏi đất cây trồng cạn Nghiên cứu ban đầu cho thấy N2O phát thải từ ruộng lúa không đáng kể (Smith et al, 1982) Tuy nhiên, nghiên cứu về sau cho rằng trồng lúa là một nguồn quan trọng không chỉ thải vào khí quyển khí CH4 mà còn có cả N2O (Cai et al., 1997) Bản hướng dẫn ban đầu của IPCC đã sử dụng một yếu tố mặc định phân bón gây ra sự phát thải (EF) 1,25% của lượng N thuần đầu vào (dựa trên phần không bay hơi của lượng N bón vào) và độ phát thải cơ sở cho sự phát thải trực tiếp từ đất nông nghiệp là 1 kg N/ha/năm (IPCC, 1997) Sau đó, IPCC 2006 (2006) sửa đổi EF cho bổ sung N từ phân khoáng, chất hữu cơ được xử lý và tàn dư thực vật và N được khoáng hóa từ đất như là một kết quả của mất mát carbon trong đất xuống 1%.Trong các hướng dẫn, ruộng lúa nước đã không được phân biệt với các thửa ruộng cây trồng cạn, nhưng Bouwman et al (2002) báo cáo trên cơ sở các dữ liệu được xuất bản trước năm 1999 có nghĩa là N2O phát thải từ ruộng lúa (0,7

kg N2O-N/ha/năm) thấp hơn so với từ các thửa ruộng cây trồng cạn, bao gồm cả đồng cỏ (1,1 đến 2,9 kg N2O- N/ha/năm) Yan và cộng sự (2003) báo cáo trên cơ

sở dữ liệu được xuất bản trước năm 2000, cho rằng EF cho ruộng lúa, ở mức 0,25% tổng số N đầu vào, cũng thấp hơn so với các thửa ruộng cây trồng cạn, và

độ căn bản của sự phát thải 1,22 kg N2O-N/ha/năm cho ruộng lúa Akiyama et

al (2005) báo cáo về cơ sở dữ liệu (113 lần đo từ 17 khu vực) được công bố trước mùa hè năm 2004, có nghĩa là phát thải N2O ± độ lệch chuẩn và có nghĩa

là hệ số phát thải do phân bón gây ra trong vụ lúa đang canh tác, tương ứng 0,341 ± 0,474 kg N/ha/vụ và 0,22 ± 0,24% đối với các thửa ruộng được bón phân và ngập nước liên tục, 0,993 ± 1,075 kg N/ha/vụ và 0,37 ± 0,35% cho các thửa ruộng được bón phân và rút nước giữa vụ, và 0,667 ± 0,885 kg N/ha/mùa

và 0,31 ± 0,31% cho tất cả các chế độ nước Cả năm ước tính phát thải nền là 1,820 kg N/ha/vụ Chúng ta có thể kết luận rằng, mặc dù vẫn còn nhiều vấn đề không chắc chắn về lượng khí thải N2O, hệ thống thủy lợi thoát nước giữa vụ có tiềm năng là một lựa chọn hiệu quả để giảm thiểu các GWP thuần từ ruộng lúa khi tồn dư rơm rạ được trả lại cho các ruộng lúa Tuy nhiên, có một nguy cơ là

sự phát thải N2O làm giảm hiệu số phát thải của CH4 hoặc hơn thế nữa mang lại GWP cao hơn lượng phát thải CH4 khi rơm rạ không được trả lạicho các ruộng lúa và khi phân N được bón ở mức cao

Lượng phân bón N tiêu thụ toàn cầu hàng năm đã được dự kiến sẽ vượt quá 100 triệu tấn vào 2007-2008 (Heffer và Prud'homme, 2007), trong khi vào năm 1965, chỉ có 20 triệu tấn Trong năm 2006, khoảng 70% số đó đã được sử dụng ở các nước đang phát triển (IFA, 2009) Trong năm 2006-2007 lúa mì và ngô mỗi thứ đóng góp 17,3% nhu cầu lương thực trên thế giới, tiếp theo là lúa với 15,8% Gộp cả ba lúa mì, ngô và lúa nước, tiêu thụ 50% lượng phân bón N được sản xuất trên thế giới (Heffer, 2009) Tuy nhiên, chỉ có phân nửa lượng phân bón N bón vào được thu giữ lại bởi cây trồng hoặc đất canh tác (Matson et al., 1997) Lượng N còn lại có thể có nhiều hình thức, gây các hậu quả khác nhau cho hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng, trước khi nó bị khử nitrit ở giai đoạn cuối (chuyển đổi hình thức N vô cơ sang dạng khí N2) Một trong những hình thức của N bị mất vào bầu khí quyển là N2O và nó được liên kết chặt chẽ với phân đạm bón cho nông nghiệp

Hầu hết các N2O có nguồn gốc như là một sản phẩmtrung gian từ quá trình nitrat hóa và khử nitrit do tác động của vi sinh vật đất Lượng phát thải N2O tiềm năng của đất gia tăng khi số lượng N có sẵn cho việc chuyển đổi của

vi sinh vật được tăng cường thông qua việc bón phân N, thu hoạch rau quả, kết hợp phân hữu cơ và tồn dư thực vật và sự khoáng hoá sinh khối đất và các hình thức khác của nguyên liệu hữu cơ trong đất Tuy nhiên, số lượng khí phát thải phụ thuộc vào sự tương tác giữa các tính chất của đất, yếu tố khí hậu và các hoạt động nông nghiệp (Granli và Bøckman, 1994) Hầu hết các nghiên cứu đã cho thấy điều kiện đất đai như lượng nước chứa trong các khoang rỗng, nhiệt độ và lượng carbon hòa tan có sẵn ảnh hưởng mạnh đến sự phát thải khí N2O Nguồn phân bón và các yếu tố quản lý cây trồng ảnh hưởng đến lượng khí thải N2O, nhưng do tương tác với các điều kiện đất đai, rất khó để kết luận chung (Snyder

et al., 2007)

Thực tế cho thấy NO3 - N có thể tích lũy trong đất khi phân N được bón trước khi cây trồng hấp thu hoặc khi lượng N vượt quá nhu cầu của cây trồng (Legg và Meisinger, 1982) Sự tích lũy NO3- và NH4+ này, đặc biệt là khi điều này xảy ra với cây trồng ít hoặc không có cạnh tranh hấp thu N, có xu hướng hỗ trợ sự sản sinh N2O Do đó, biện pháp quản lý thực hành nên tránh hoặc giảm thiểu sự tích tụ của N vô cơ, chủ yếu khi không có cạnh tranh hấp thu từ cây trồng, có thể góp phần giảm lượng khí thải N2O Granli và Bøckman (1994) và gần đây hơn Snyder et al (2007) đánh giá thực tiễn quản lý có thể giúp giảm thiểu phát thải N2O

1.3.3 Những yếu tố ảnh hưởng tới sự phát thải khí N 2 O từ việc bón phân

Rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng lượng N, thời gian bón, nguồn gốc và cách bón sẽ ảnh hưởng tới sự phát thải N2O

Trong một số nghiên cứu thay đổi theo vị trí, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy lượng phân N tối ưu khác nhau theo từng thửa ruộng (Cerrato và Blackmer, 1991; Schmitt và Randall, 1994; Bundy và Andraski, 1995) Do đó nhu cầu phân

N trong sản xuất ngũ cốc thay đổi mạnh từ cánh đồng này đến cánh đồng khác

và từ năm này sang năm khác Điều đó có nghĩa rằng thời gian và không gian ảnh hưởng đến liều lượng phân N tối ưu (Raun et al., 2009)

Bằng chứng hiện tại cho thấy lượng N bón vào không phải là nguyên nhân trực tiếp một cách nặng nề của sự phát thải khí N2O Thay vào đó, sự phát

thải khí N2O dường như liên quan chặt chẽ hơn đến lượng N vượt quá khả năng hấp thu của cây trồng theo thời gian (Matson et al., 1998; IFA/FAO, 2001; Snyder et al., 2007) Tuy nhiên, hình như vẫn có một số trường hợp ngoại lệ về những khảo sát này Zebarth et al (2008) đã thực hành bón N ở mức đúng với nhu cầu hoặc vượt quá nhu cầu của cây trồng, tuy nhiên, thực tiễn quản lý bón phân N bằng cách giảm lượng hoặc chia làm nhiều lần bón đã không làm giảm

sự phát thải khí N2O Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng cho thấy giảm lượng phân N và chia ra bón nhiều lần không dẫn đến giảm trực tiếp lượng khí thải N2O trong một số điều kiện (Snyder et al., 2007.)

Sử dụng loại phân bón phóng thích chậm có thể xem là một trong những giải pháp giảm phát thải N2O Giải pháp bón phân cân đối là yếu tố hứa hẹn nhất

để lập tức giảm lượng phân N (Quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (SSNM))

Mặc dù hiện nay chưa có nghiên cứu nào đo trực tiếp tác động của việc bón phân cân đối với sự phát thải khí nhà kính, nhưng các phương pháp IPCC –

đó là giảm lượng và tăng hiệu quả sử dụng phân bón N sẽ làm giảm sự phát thải khí N2O vẫn là giải pháp chủ đạo

1.4 Hiện trạng canh tác ngô tại Việt Nam

Ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau lúa, đây là cây xóa đói giảm nghèo có vai trò đặc biệt quan trọng đối với đời sống của nông dân miền núi

Do vậy, ngô được trồng rất nhiều tại khu vực trung du và miền núi phía Bắc, vùng Tây Nguyên và các tỉnh phía bắc của vùng Bắc Trung Bộ Diện tích trồng ngô của khu vực trung du và miền núi phía bắc chiếm tới 44,6% tổng diện tích canh tác ngô của cả nước tuy nhiên sản lượng chỉ chiếm 27,5% do năng suất thấp Vùng Tây Nguyên cũng có diện tích trồng ngô rất lớn và năng suất cao hơn trung bình của cả nước, chiếm 19,7% tổng diện tích trồng và 24,1% tổng sản lượng ngô của cả nướ Các vùng sinh thái còn lại có diện tích trồng nhỏ, thấp nhất là vùng đồng bằng sông Cửu Long, chỉ chiếm 3,2% Năng suất ngô cao nhất thuộc về vùng Đông Nam Bộ, đạt 64,5 tấn/ha Theo bản đồ phân bố diện tích canh tác lúa và ngô có thể thấy khu vực nào có diện tích lúa cao thì diện tích trồng ngô thấp và ngược lại (ngoại trừ tỉnh Nghệ An và Thanh Hóa)

do những khu vực trồng ngô nhiều thì canh tác lúa kém hiệu quả Theo bản đồ đất, ngô được trồng nhiều trên các loại đất xám feralit, đất xám glay và đất xám mùn trên núi

Hình 1.4 Bản đồ hiện trạng diện tích canh tác ngô phân theo địa phương

năm 2017

Hình 1.5 Tỷ lệ diện tích canh tác ngô theo vùng sinh thái

Bảng 1.7 Năng suất, diện tích và sản lượng ngô theo các vùng sinh thái

STT Vùng sinh thái Năng suất

của Việt Nam được xây dựng với sự hỗ trợ của Tổ chức Hợp tác Phát triển Đức (GIZ) và Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP) vào năm 2015, đã đề xuất 45 phương án giảm nhẹ trong 4 lĩnh vực (Năng lượng/ Giao thông vận tải, Nông nghiệp, LULUCF, Chất thải) Báo cáo cũng đặt ra mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính là 8% so với kịch bản thông thường (BAU) (năm cơ sở là 2010) bằng nguồn lực tài chính trong nước, và 25% với sự hỗ trợ của quốc tế Ngoài

ra, báo cáo này còn tóm tắt tiềm năng giảm nhẹ với ước tính chi phí cho mỗi giải pháp, cung cấp cơ sở số liệu một cách minh họa cho cơ quan thực hiện để xem xét kế hoạch hành động trong tương lai

Quá trình đánh giá công nghệ các bon thấp được thực hiện dựa trên các phương án giảm nhẹ đã được xác định trong báo cáo kỹ thuật INDC và đưa ra các phương án triển khai thông qua việc xác định các công nghệ các bon thấp có khả năng ứng dụng để cụ thể hóa hơn nữa các phương án giảm nhẹ nêu trong NDC hiện tại

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Cây ngô: giống SSC 131 trồng trên đất đỏ feralit

- Phân khoáng: phân đạm urê (46% N), phân supe phốtphát (16% P2O5), phân kali clorua (60% K2O)

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi về không gian: khu vực thực hiện thí nghiệm và quan trắc kết quả tại xã Minh Sơn, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa; huyện Nghi Lộc, Nghệ An

- Phạm vi về thời gian nghiên cứu: Vụ hè thu năm 2018

- Phạm vi về nội dung: Phát thải khí N2O

2.1.3 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập, điều tra, đánh giá hiện trạng sử dụng phân bón trong sản xuất ngô tại địa điểm nghiên cứu

- Tiến hành bố trí thí nghiệm đo phát thải khí N2O đo phát thải khí N2O

và tính toán phát thải khí N2O, đánh giá phát thải khí N2O trong canh tác ngô tại địa điểm nghiên cứu

- Đề xuất một số giải pháp và đưa ra mô hình canh tác bền vững, các bon thấp thích ứng với biến đổi khí hậu cho khu vực nghiên cứu