phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung luận văn được kết cấu thành 3 chương: Chƣơng 1: Cơ sở khoa học và tổng quan tình hình nghiên cứu về giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp ở Việt Nam Chƣơng 2: Thực trạng phát thải khí nhà kính và quản lý phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp ở Việt Nam Chƣơng 3: Định hướng, quan điểm, mục tiêu và giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp ở Việt Nam 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Chƣơng 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG LĨNH VỰC NÔNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM 1. Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp ở Việt Nam 1. Khái niệm “Khí nhà kính” Theo Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) [23], “Khí nhà kính” được định nghĩa: “là những thành phần của khí quyển, được tạo ra do tự nhiên và các hoạt động của con người. Chúng có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt Trái Đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái Đất, gây nên hiệu ứng nhà kính”.
Các khí nhà kính (KNK) cơ bản bao gồm hơi nước (H2O), cacbon điôxít (CO2), nitơôxít (N2O), mêtan (CH4) và ôzôn (O3). Tuy nhiên, với các hoạt động sản xuất và sinh hoạt, con người đang tạo ra ngày càng nhiều KNK. Trong Bộ tài liệu hướng dẫn kiểm kê KNK được IPCC đưa ra vào năm 1996, các KNK được đưa vào xem xét, tính toán bao gồm: carbon dioxit (CO2); methane (CH4); nitrous oxide (N2O); hydrofluorocarbons (HFCs); perfluorocarbons (PFCs); sulphur hexafluoride (SF6); nitrogen trifluoride (NF3); trifluoromethyl sulphur pentafluoride (SF5CF3); halogenated ethers (C4F9OC2H5, CHF2OCF2OC2F4OCHF2, CHF2OCF2OCHF2); các hợp chất flo không có trong Nghị định thư Montreal CF3I, CH2Br2 CHCl3, CHCl, CH2Cl2. 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Các khí nêu trên được IPCC chứng minh là có đóng góp vào tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWPs) trước khi đưa ra Bộ tài liệu hướng dẫn kiểm kê KNK năm 2006.
Bên cạnh đó, Bộ tài liệu hướng dẫn kiểm kê KNK 2006 của IPCC cũng đưa ra một số khí nhà kính khác. Tuy nhiên, giá trị GWP của chúng đến nay chưa xác định được, bao gồm: C3F7C(O)C2F5, C7F16, C4F6, C5F8 và c-C4F8O. Một số tiền chất khác cũng được xem xét trong một số trường hợp là: NOx, NH3, các hợp chất hữu cơ không mêtan NMVOC, CO và SO2. Các nguồn phát thải KNK trong lĩnh vực nông nghiệp Các KNK phát thải chính trong lĩnh vực nông nghiệp bao gồm: CO2, N2O và CH4.
Dòng CO2 giữa khí quyển và hệ sinh thái chủ yếu được kiểm soát nhờ sự hấp thu trong quá trình quang hợp và thải ra trong quá trình hô hấp, phân hủy và đốt cháy các chất hữu cơ. N2O thường thải ra từ các hệ sinh thái dưới dạng phụ phẩm của quá trình nitrat hóa và khử nitrat. Còn CH4 được tạo ra trong quá trình tạo khí mêtan ở điều kiện kị khí trong đất và khi lưu trữ phân bón, thông qua quá trình lên men đường ruột và đốt cháy không hoàn toàn của các chất hữu cơ. Một số khí thải từ quá trình đốt cháy và từ đất cũng đáng quan tâm như NOx, NH3, NMVOCs và CO, do chúng là tiền thân của các KNK trong khí quyển.
Sự hình thành của KNK từ các tiền chất này được xem là phát thải gián tiếp. Phát thải gián tiếp cũng có liên quan đến quá trình lọc và rửa trôi của các hợp chất nitơ, đặc biệt là NO3- thất thoát từ đất, khi đó, một phần NO3 này sẽ chuyển thành N2O dưới quá trình khử nitơ. Phát thải CH4 và N2O từ chăn nuôi Hai nguồn phát thải CH4 trong chăn nuôi là từ quá trình lên men đường ruột và quản lý phân gia súc, bao gồm: một là, CH4 là sản phẩm của quá trình lên men thức ăn trong hệ tiêu hóa của động vật (đặc biệt là động vật ăn cỏ), một quá 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com trình tiêu hóa mà cácbonhyđrát phân hủy bởi vi sinh vật thành các phân tử đơn giản để hấp thu vào máu. Số lượng CH4 được giải phóng phụ thuộc vào loại động vật, tuổi, trọng lượng của động vật, chất lượng và số lượng thức ăn, mức độ tiêu hao năng lượng của động vật; hai là, CH4 được tạo ra từ sự phân hủy của phân gia súc trong điều kiện yếm khí.
Những điều kiện này thường xảy ra khi chăn nuôi một số lượng lớn động vật trong một khu vực giới hạn, trong đó phân thường được lưu trữ thành đống lớn hoặc xử lý trong hồ, ao. Số lượng CH4 phát sinh phụ thuộc vào cách con người lưu trữ và xử lý phân gia súc trước khi đem bón vào đất, khi phân được lưu trữ và xử lý dưới dạng lỏng (trong ao, hố, bể chứa) sẽ tạo ra lượng đáng kể khí mêtan so với trường hợp lưu trữ và xử lý dưới dạng rắn (loại bỏ tối đa lượng nước). Nguồn phát thải N2O từ quản lý phân gia súc: Trong thời gian lưu trữ phân và nước tiểu gia súc, một số thành phần đạm được chuyển thành N2O. Phát thải N2O liên quan đến việc xử lý phân trước khi phân được bón vào đất.
Phát thải CH4 từ trồng lúa nước Quá trình phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong ruộng lúa bị ngập nước là nguyên nhân sản sinh khí mêtan. Khí mêtan phát thải vào khí quyển từ những cánh đồng lúa thông qua ba con đường: một là, khuyếch tán trên bề mặt nước; hai là, thoát ra từ các khe hở trên mặt đất (phụ thuộc vào kết cấu đất và giai đoạn trồng lúa), phát thải ít hơn đối với đất có kết cấu sét và phát thải lớn trong giai đoạn chuẩn bị đất và tăng trưởng ban đầu của cây lúa; ba là, khuyếch tán thông qua hệ thống mô khí (aerenchyma) của cây lúa trong suốt thời gian sinh trưởng và phát triển đây là con đường phát thải chủ yếu, chiếm hơn 90% tổng lượng khí mêtan phát thải từ trồng lúa nước. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Phát thải N2O từ đất canh tác nông nghiệp Phát thải N2O từ đất nông nghiệp chủ yếu là do hoạt động của các vi sinh vật trong quá trình nitơrát hóa và khử nitơ trong đất.
Cụ thể, khí N2O là sản phẩm trung gian trong chuỗi phản ứng của hai quá trình này bị rò rỉ từ các tế bào vi khuẩn vào trong đất. Các yếu tố ảnh hưởng đến các quá trình này là nhiệt độ, pH và độ ẩm đất. Có ba loại phát thải N2O từ đất nông nghiệp được thống kê trong phần này là: một là, phát thải trực tiếp từ đất nông nghiệp; hai là, phát thải trực tiếp từ đất bắt nguồn từ chất thải vật nuôi (lây lan hàng ngày chất thải vật nuôi từ chuồng trại và phát tán chất thải vật nuôi trên khu vực chăn thả); ba là, phát thải gián tiếp gây ra bởi các hoạt động trong nông nghiệp. Phát thải N2O trực tiếp từ đất nông nghiệp đến từ các nguồn: phân bón tổng hợp; nitơ từ chất thải động vật được sử dụng làm phân bón; sinh học cố định đạm; nitơ từ phụ phẩm cây trồng; trồng trọt trong đất có hàm lượng hữu cơ cao.
Phân tổng hợp và phân hữu cơ bón vào đất làm tăng lượng khí thải gián tiếp N2O thông qua hai con đường sau: Sự bay hơi và lắng đọng trong khí quyển của NH3 và NOx có nguồn gốc từ các ứng dụng phân bón; lọc nitơ và dòng chảy. Phát thải CH4, N2O từ hoạt động đốt đồng cỏ và đốt các phụ phẩm nông nghiệp Số lượng lớn các chất thải nông nghiệp được sản sinh từ các hệ thống canh tác trên toàn thế giới dưới dạng các phụ phẩm cây trồng. Các hoạt động đốt sinh khối trong sản xuất nông nghiệp bao gồm cả đốt đồng cỏ và đốt các phụ phẩm nông nghiệp đều phát sinh lượng khí thải cácbonđiôxít (CO2) đáng kể. Nhưng vì sinh khối đốt thường được tái phát triển trong mùa vụ sau đồng nghĩa với lượng 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com CO2 thải vào khí quyển sẽ được tái hấp thụ trong giai đoạn tăng trưởng của thực vật.
Do đó, lượng khí thải CO2 ròng được coi là bằng không. Tuy nhiên, các hoạt động đốt trong nông nghiệp phát sinh các loại khí CH4 và N2O là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Phát thải hoặc hấp thụ CO2 trong lĩnh vực AFOLU Phát thải hoặc hấp thụ CO2 trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp và thay đổi sử dụng đất được ước tính trên cơ sở những thay đổi dự trữ cácbon trong bể chứa hệ sinh thái, bao gồm sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất, chất hữu cơ chết (gỗ chết và rác) và chất hữu cơ trong đất. Sự mất ròng trong tổng số trữ lượng cácbon hệ sinh thái được sử dụng để ước tính lượng phát thải CO2 vào khí quyển; sự tăng thêm ròng trong tổng số trữ lượng cácbon hệ sinh thái được sử dụng để ước tính lượng hấp thụ CO2 từ khí quyển.
Phát thải hoặc hấp thụ CO2 dựa trên sự thay đổi trữ lượng cácbon trong hệ sinh thái được ước tính cho từng loại hình sử dụng đất (bao gồm các loại đất giữ nguyên và đất chuyển đổi). Khả năng hấp thụ/phát thải CO2 của các loại đất khác nhau là khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào độ che phủ của đất (trữ lượng sinh khối trên mặt đất). Theo đó, đất lâm nghiệp là loại đất có tiềm năng hấp thụ hoặc phát thải CO2 lớn nhất; rừng (đặc biệt là rừng nguyên sinh và rừng già) được coi là bể hấp thụ cácbon hiệu quả, đồng thời còn là lá phổi xanh cung cấp ôxy cho cuộc sống của con người. Thay đổi loại rừng và trữ lượng sinh khối gỗ, chuyển đổi đất rừng và đồng cỏ sang loại đất khác và ngược lại đều có tác động mạnh mẽ đến các bể dự trữ cácbon, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ/phát thải CO2.
Tóm lược các nguồn phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực AFOLU được thể hiện trong sơ đồ sau: 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.1: Các nguồn phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực AFOLU (Nguồn: Viện Chiến lược chính sách tài nguyên và Môi trường) 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực AFOLU (Nguồn: Viện Chiến lược chính sách tài nguyên và Môi trường) 1. Các yếu tố tác động đến phát thải KNK trong lĩnh vực lĩnh vực nông nghiệp và sử dụng đất 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến phát thải CH4 từ lên men đường ruột và quản lý phân gia súc.