Đánh giá phát thải khí nhà kính N2O và CH4 trên hai mô hình canh tác lúa

• Tác giả: Nguyễn Kim Thu
• Người hướng dẫn: TS. Cao Văn Phụng
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Khoa Học Đất
• Đề tài: Đánh Giá Phát Thải Khí Nhà Kính (N2O Và CH4) Trên Hai Mô Hình Canh Tác Lúa
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ nông nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3.1. ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.5. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.6. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. ĐIỀU KIỆN ĐẤT ĐAI VÀ TÌNH HÌNH CANH TÁC LÚA CỦA VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
• 2.1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA TP.
• 2.2. THỰC TRẠNG BIẾN ĐỔI KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TẠI TP.
• 2.3. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP TP.
• 2.4. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH TẠI TP.
• 2.5. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG RƠM RẠ TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
• 2.6. KHÍ NHÀ KÍNH VÀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
• 2.7. SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT THẢI KHÍ N2O VÀ CH4
• 2.7.1. Khí ôxit nitơ (N2O)
• 2.8. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHÁT THẢI KNK TRÊN RUỘNG LÚA
• 2.8.1. Đất đai và điều kiện canh tác
• 2.9. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ PHÁT THẢI KNK TRÊN RUỘNG LÚA
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. NỘI DUNG 1: NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NƯỚC ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHÁT THẢI KHÍ CH4 VÀ N2O TRONG CANH TÁC LÚA
• 3.2. NỘI DUNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ RƠM ĐẾN PHÁT THẢI CH4 VÀ N2O
• 3.3. NỘI DUNG 3: ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG PHÁT THẢI KHÍ N2O VÀ CH4 TRÊN HỆ THỐNG CANH TÁC LÚA LUÂN CANH CÂY MÀU VÀ HỆ THỐNG CANH TÁC ĐỘC CANH CÂY LÚA
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NƯỚC ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHÁT THẢI CH4 VÀ N2O TRONG CANH TÁC LÚA
• 4.1.1. Ảnh hưởng của biện pháp quản lý nước đến tốc độ phát thát thải khí CH4 và N2O trong canh tác lúa trong điều kiện nhà lưới
• 4.1.2. Mô hình kiểm chứng tác động của quản lý nước đến tiềm năng phát thải khí CH4 và N2O trong canh tác lúa
• 4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ RƠM ĐẾN PHÁT THẢI CH4 VÀ N2O
• 4.2.1. Ảnh hưởng của phân hữu cơ và các biện pháp xử lý rơm đến phát thải khí N2O và CH4 trong canh tác lúa
• 4.2.2. Mô hình kiểm chứng ảnh hưởng của các biện pháp quản lý rơm đến N2O và CH4 trong canh tác lúa
• 4.3. ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG PHÁT THẢI KHÍ CH4 VÀ N2O TRÊN HỆ THỐNG CANH TÁC LÚA LUÂN CANH CÂY MÀU VÀ HỆ THỐNG CANH TÁC ĐỘC CANH 3 VỤ LÚA
• 4.3.1. Ảnh hưởng của mô hình luân canh và độc canh lúa đến thành phần năng suất và năng suất lúa, hàm lượng dinh dưỡng trong đất cuối vụ
• 4.3.2. Ảnh hưởng của mô hình luân canh và độc canh lúa đến tốc độ phát thải khí CH4 và N2O vụ XH 2016, HT 2016 và ĐX 2016 – 2017
• 4.3.3. Ảnh hưởng của mô hình luân canh và độc canh lúa đến phát thải khí N2O sau bón phân, khí CH4 và N2O vụ HT 2016 và ĐX 2016 – 2017
• 4.3.4. Ảnh hưởng của mô hình luân canh và độc canh đến tổng phát thải khí quy đổi kgCO2e/ha/năm
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ CHƯƠNG
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Đặt Vấn Đề

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là một trong những thách thức lớn nhất đối với sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là trong canh tác lúa. Việt Nam, với Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất, cần có những biện pháp giảm thiểu phát thải khí nhà kính, đặc biệt là khí N2O và CH4. Theo nghiên cứu, sản xuất nông nghiệp chiếm khoảng 14% tổng phát thải khí nhà kính, trong đó canh tác lúa đóng góp một tỷ lệ đáng kể. Việc đánh giá và tìm kiếm các giải pháp quản lý nước, xử lý rơm rạ, và áp dụng mô hình luân canh là cần thiết để giảm thiểu khí thải trong canh tác lúa.

II. Tác Động của Quản Lý Nước đến Phát Thải Khí

Quản lý nước trong canh tác lúa đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát phát thải khí N2O và CH4. Nghiên cứu cho thấy, mô hình quản lý nước từ 0-5 cm giúp giảm phát thải khí N2O lên tới 32,1% trong vụ Hè Thu 2016 và 25,7% trong vụ Đông Xuân 2016-2017. Lượng phát thải khí CH4 cũng giảm từ 28,3% đến 38,0% so với mô hình quản lý nước truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng quản lý nước hợp lý không chỉ cải thiện năng suất lúa mà còn góp phần giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

2.1. Ảnh Hưởng của Mô Hình Quản Lý Nước

Mô hình quản lý nước không chỉ giảm phát thải khí N2O mà còn tác động tích cực đến năng suất lúa. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng phát thải khí N2O sau bón phân chiếm 41,2 – 42,4% tổng lượng khí N2O mỗi vụ. Lượng phát thải khí N2O sau các ngày bón phân cao gấp 2,67 – 3,00 lần lượng phát thải hằng ngày mỗi vụ. Điều này chỉ ra rằng việc quản lý nước có thể là một biện pháp hiệu quả để giảm thiểu khí thải trong canh tác lúa.

III. Quản Lý Rơm Rạ và Tác Động đến Phát Thải Khí

Việc xử lý rơm rạ sau thu hoạch cũng ảnh hưởng đến phát thải khí nhà kính. Nghiên cứu cho thấy lượng khí N2O phát thải sau các ngày bón phân cao gấp 2,50 – 2,57 lần lượng khí N2O phát thải hằng ngày mỗi vụ. Mô hình vùi rạ cho thấy tổng lượng phát thải khí nhà kính thấp hơn so với mô hình đốt rơm rạ. Điều này khẳng định rằng các biện pháp xử lý rơm rạ hợp lý có thể giúp giảm thiểu phát thải khí nhà kính, đồng thời bảo vệ môi trường.

3.1. So Sánh Các Biện Pháp Xử Lý Rơm

Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng phát thải khí N2O qua 2 vụ Hè Thu 2016 và Đông Xuân 2016-2017 ở mô hình vùi rạ lần lượt là 5.671 kgCO2e/ha và 5.345 kgCO2e/ha, trong khi ở mô hình đốt rơm rạ là 4.807 kgCO2e/ha. Sự khác biệt này cho thấy rằng việc vùi rạ không chỉ giảm phát thải khí nhà kính mà còn cải thiện chất lượng đất, góp phần vào sự bền vững trong canh tác lúa.

IV. Mô Hình Luân Canh và Độc Canh trong Canh Tác Lúa

Mô hình luân canh cây mè trên nền đất lúa cho thấy tiềm năng phát thải khí nhà kính thấp hơn so với mô hình độc canh 3 vụ lúa. Tổng phát thải khí N2O sau bón phân qua 3 vụ canh tác ở mô hình luân canh chiếm từ 25,1 – 65,6% tổng lượng khí N2O, trong khi đó ở mô hình độc canh chỉ chiếm 18,3 – 37,4%. Điều này cho thấy rằng mô hình luân canh không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn duy trì được năng suất lúa ổn định.

4.1. Lợi Ích của Mô Hình Luân Canh

Mô hình luân canh giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất và giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính. Kết quả cho thấy tổng phát thải khí quy đổi kgCO2e/ha/năm ở mô hình luân canh thấp hơn mô hình độc canh là 20,6%. Điều này chứng tỏ rằng áp dụng mô hình luân canh là một giải pháp bền vững cho sản xuất lúa, giúp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

V. Kết Luận và Khuyến Nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các biện pháp quản lý nước và xử lý rơm rạ hợp lý có thể giảm thiểu phát thải khí N2O và CH4 trong canh tác lúa. Mô hình luân canh cũng cho thấy tiềm năng phát thải thấp hơn so với mô hình độc canh. Các biện pháp này không chỉ góp phần giảm phát thải khí nhà kính mà còn bảo vệ môi trường và nâng cao năng suất lúa. Do đó, cần khuyến khích nông dân áp dụng các mô hình canh tác bền vững này để góp phần vào việc giảm thiểu biến đổi khí hậu.