HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHU SỸ HUÂN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN XUẤT LÚA TỈNH THÁI BÌNH LUÀN ÁN TIÀN S) NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023 HỌC VIÞN NÔNG NGHIÞP VIÞT NAM CHU SĀ HUÂN NGHIÊN CỨU CÁC GI¾I PHÁP GI¾M PHÁT TH¾I KHÍ NHÀ KÍNH TRONG S¾N XU¾T LÚA TÞNH THÁI BÌNH Ngành: Khoa hßc đất Mã số: 9 62 01 03 Ngưßi hưßng dẫn: PGS. Mai Văn Trßnh PGS. Cao Việt Hà HÀ NÞI - 2023 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cău cāa riêng tôi, các kết quÁ nghiên cău đ°ợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và ch°a từng dùng để bÁo vệ lÃy bÃt kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đ°ợc cám ¡n, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đ°ợc chỉ rõ ngußn gốc.
Một số kết quÁ đã đ°ợc tác giÁ công bố trên t¿p chí khoa học chuyên ngành, báo cáo khoa học với sự đßng ý cāa đßng tác giÁ phù hợp với các quy định hiện hành. Việc sử dÿng các ngußn thông tin, số liệu này chỉ phÿc vÿ cho mÿc đích nghiên cău, học thuật. Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2023 Tác giÁ luÁn án Chu Sā Huân i LỜI CÀM ƠN Tr°ớc tiên, tác giÁ xin trân trọng cÁm ¡n Học Viện Nông nghiệp Việt Nam, Viện Môi tr°ßng Nông nghiệp, Ban QuÁn lý Khu Công nghệ cao Hoà L¿c – Bộ Khoa học và Công nghệ đã t¿o mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cău và hoàn thành luận án. Với lòng biết ¡n sâu sắc, tác giÁ xin gửi lßi cÁm ¡n đặc biệt tới hai thầy cô h°ớng dẫn là PGS.
Mai Văn Trịnh và PGS. Cao Việt Hà đã tận tình h°ớng dẫn từ những giai đo¿n đầu để xây dựng định h°ớng nghiên cău đến suốt quá trình triển khai nghiên cău và hoàn thiện luận án. Tác giÁ xin gửi lßi cÁm ¡n tới Táng cÿc Khí t°ợng Thāy văn, Táng cÿc QuÁn lý đÃt đai (cũ), Viện Thá nh°ỡng Nông hóa, Viện Môi tr°ßng Nông nghiệp đã cung cÃp tài liệu, số liệu cần thiết cho việc hoàn thành nghiên cău cāa luận án. Tác giÁ xin chân thành cÁm ¡n các cán bộ cāa Viện Môi tr°ßng Nông nghiệp đã giúp đỡ tác giÁ trong suốt quá trình nghiên cău.
Xin vô cùng biết ¡n các chuyên gia, các nhà khoa học từ nhiều đ¡n vị, c¡ quan, viện nghiên cău đã có những góp ý khoa học cũng nh° hỗ trợ ngußn tài liệu, số liệu cho tác giÁ trong suốt quá trình thực hiện luận án. Nghiên cău này là một phần cāa đề tài <Nghiên cău xây dựng hệ số phát thÁi khí nhà kính quốc gia cho cây lúa và các lo¿i cây trßng c¿n chā yếu phÿc vÿ kiểm kê khí nhà kính và xây dựng các giÁi pháp giÁm nhẹ phát thÁi khí nhà kính ngành nông nghiệp=. Tác giÁ xin chân thành cám ¡n ch°¡ng trình Khoa học và Công nghệ cÃp quốc gia về TNMT & BĐKH đã t¿o điều kiện cho tác giÁ thực hiện nghiên cău này. Cuối cùng, tác giÁ xin gửi lßi cÁm ¡n chân thành và sâu sắc nhÃt tới những ng°ßi thân yêu trong gia đình, b¿n bè, đßng nghiệp đã luôn á bên c¿nh, động viên về tinh thần, chia sẻ những khó khăn, t¿o điều kiện tốt nhÃt để tác giÁ hoàn thành tốt nhÃt luận án cāa mình.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2023 Tác giÁ luÁn án Chu Sā Huân ii MþC LþC Trang Lßi cam đoan. ii Mÿc lÿc. iii Danh mÿc chữ viết tắt. vii Danh mÿc bÁng.
viii Danh mÿc hình. xi Trích yếu luận án. xiii Thesis abstract. Tính cÃp thiết cāa đề tài.
Mÿc tiêu nghiên cău. Ph¿m vi nghiên cău. Những đóng góp mới cāa đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn cāa đề tài.
Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn. Tổng quan các vÃn đà nghiên cąu. Phát thÁi khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới và á việt nam.
Khái niệm Khí nhà kính và hiệu ăng nhà kính. Phát thÁi khí nhà kính trong nông nghiệp trên thế giới. Phát thÁi khí nhà kính trong nông nghiệp t¿i Việt Nam. Phát thÁi khí nhà kính từ canh tác lúa n°ớc.
Thực tr¿ng sÁn xuÃt lúa n°ớc trên thế giới và á Việt Nam. C¡ chế phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa n°ớc. Những yếu tố Ánh h°áng đến phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa n°ớc. Một số ph°¡ng pháp xác định phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa n°ớc.
Ph°¡ng đo phát thÁi ngoài thực địa. Ăng dÿng mô hình hóa trong xác định phát thÁi. Các giÁi pháp nhằm giÁm thiểu phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa n°ớc. Biện pháp ph¡i ruộng.
T°ới khô °ớt xen kẽ (AWD). Canh tác tối thiểu. Công nghệ cÃy lúa hiệu ăng hàng biên. GiÁm phát thÁi thông qua chuyển đái c¡ cÃu luân canh.
GiÁm phát thÁi thông qua chuyển đái đÃt lúa kém hiệu quÁ sang các lo¿i hình sử dÿng khác. Sử dÿng các giống chín sớm (ngắn ngày) và giÁm l°ợng giống gieo trßng. Tăng c°ßng sử dÿng phân ammonia sulphate (SA) thay thế Urea. GiÁi pháp giÁm phát thÁi trong quÁn lý đÃt và sử dÿng phân bón.
Ā yếm khí phÿ phẩm nông nghiệp. Sử dÿng than sinh học. Hệ thống canh tác lúa cÁi tiến (SRI). Định h°ớng nghiên cău.
VÁt liáu và ph°¡ng pháp nghiên cąu. Đối t°ợng và vật liệu nghiên cău. Đối t°ợng nghiên cău. Vật liệu nghiên cău.
Nội dung nghiên cău. Các yếu tố tự nhiên – kinh tế xã hội tỉnh Thái Bình. Xác định động thái phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa á Thái Bình. Xây dựng bÁn đß phát thÁi khí nhà kính trong sÁn xuÃt lúa tỉnh Thái Bình.
Xây dựng các giÁi pháp giÁm phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa n°ớc tỉnh Thái Bình. Ph°¡ng pháp nghiên cău. Ph°¡ng pháp thu thập số liệu thă cÃp. Ph°¡ng pháp phỏng vÃn nông hộ.
Ph°¡ng pháp chọn điểm nghiên cău. Chế độ canh tác lúa t¿i các điểm lÃy mẫu khí. Ph°¡ng pháp lÃy mẫu đÃt và phân tích mẫu đÃt. Ph°¡ng pháp lÃy mẫu khí.
Phân tích và tính toán l°ợng phát thÁi. Ph°¡ng pháp xử lý số liệu thống kê. Ph°¡ng pháp mô hình hoá sử dÿng phần mềm DNDC để tính toán phát thÁi khí nhà kính. Ph°¡ng pháp phân tích không gian sử dÿng hệ thống thông tin địa lý.
Tính tiềm năng giÁm phát thÁi khí nhà kính áp dÿng biện pháp t°ới khô xen kẽ. Ph°¡ng pháp tính phát thÁi khia nhà kính cāa các lo¿i phân đ¿m. KÁt quÁ và thÁo luÁn. Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội tỉnh Thái Bình.
Khái quát điều kiện tự nhiên cāa tỉnh Thái Bình. Điều kiện kinh tế xã hội. C¡ cÃu, thßi vÿ và đặc điểm canh tác. Động thái phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa á Thái Bình.
Đặc tính lý hóa cāa đÃt t¿i các điểm thí nghiệm. Động thái phát thÁi khí CH4 từ ruộng lúa trên đÃt phù sa, đÃt mặn và đÃt phèn. Động thái phát thÁi khí Oxít Ni t¡ (N2O) từ ruộng lúa trên đÃt phù sa, đÃt mặn và đÃt phèn. Phát thÁi khí nhà kính theo vÿ và tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP).
BÁn đß phát thÁi khí nhà kính từ sÁn xuÃt lúa tỉnh Thái Bình. Xây dựng đầu vào cho mô hình. Đánh giá độ nh¿y, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. Phát thÁi khí nhà kính tính toán bằng mô hình DNDC và đo thực tế t¿i tỉnh Thái Bình.
Xây dựng bÁn đß phát thÁi CH4, N2O và quy đái CO2 (CO2tđ). Một số giÁi pháp giÁm phát thÁi Khí nhà kính từ đÃt lúa. Lựa chọn các giÁi pháp giÁm phát thÁi khí nhà kính. GiÁi pháp t°ới °ớt khô xen kẽ (AWD).
GiÁm phát thÁi từ bón phân đ¿m và phân chậm tan (urea bọc agrotain). Đề xuÃt các giÁi pháp giÁm phát thÁi khí nhà kính trong canh tác lúa n°ớc tỉnh Thái Bình. KÁt luÁn và kiÁn nghå. 150 Danh mÿc các công trình nghiên cău liên quan đến luận án.
152 Tài liệu tham khÁo. 162 vi DANH MþC CHỮ VIẾT TÀT Chā viÁt tắt Ngh*a tiÁng Viát và tiÁng Anh AFOLU Nông nghiệp, lâm nghiệp và sử dÿng đÃt AWD T°ới khô °ớt xen kẽ (Altenative Wetting and Drying) BĐKH Biến đái khí hậu CO2tđ CO2 t°¡ng đ°¡ng (CO2 equivalent) DNDC Mô hình phÁn nitrat - phân hāy (DeNitrification-DeComposition) ĐBSH Đßng bằng sông Hßng FAO Tá chăc L°¡ng thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (Food and Agriculture Organization) FAOSTAT Ngân hàng dữ liệu trực tuyến cāa tá chăc Tá chăc L°¡ng thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) GWP Tiềm năng Ãm lên toàn cầu (Global Warming Potential) IPCC Ban liên chính phā về biến đái khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) IPPU Quy trình công nghiệp và sử dÿng sÁn phẩm IRRI Viện Nghiên cău Lúa Quốc tế (International Rice Research Institute) KNK Khí nhà kính KHCN Khoa học công nghệ LULUCF Sử dÿng đÃt, Thay đái sử dÿng đÃt và Lâm nghiệp (Land Use, Land Use Change and Forestry) NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn PPD Báo cáo về SRI, Cÿc BÁo vệ thực vật SRI Hệ thống canh tác lúa cÁi tiến (System of Rice Intensification) TN&MT Tài nguyên và môi tr°ßng 3G3T Ba giÁm, ba tăng 1P5G Một phÁi năm giÁm vii DANH MþC BÀNG TT Tên bÁng Trang 2. Tÿ lệ phần trăm các khí gây hiệu ăng nhà kính. Tiềm năng gây nóng lên toàn cầu cāa một số khí nhà kính so với CO2.
Phát thÁi khí nhà kính cāa Việt Nam trong lĩnh vực nông nghiệp. Các n°ớc có diện tích trßng lúa n°ớc lớn nhÃt thế giới năm 2019. Diện tích lúa cÁ năm phân theo vùng sinh thái cāa Việt Nam các năm 2010, 2015 và 2020. Năng suÃt lúa trung bình cÁ năm phân theo vùng sinh thái cāa Việt Nam các năm 2010, 2015 và 2020.
Thßi vÿ gieo, cÃy và thu ho¿ch cāa các trà lúa theo thßi gian sinh tr°áng. L°ợng phát thÁi khí nhà kính trong các chế độ quÁn lý n°ớc khác nhau. Tiềm năng giÁm phát thÁi khí nhà kính từ các công thăc luân canh. Diễn biến diện tích gieo trßng lúa n°ớc ta 10 năm qua (1.
Phát thÁi khí nhà kính cāa giống dài ngày và ngắn ngày. Hiện tr¿ng diện tích áp dÿng SRI t¿i các tỉnh (ha). Táng hợp địa điểm, nhóm đÃt, số hộ phỏng vÃn .