Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới cho lúa đến sự phát thải khí metan ở đất trồng lúa huyện bố trạch tỉnh quảng bình

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới cho lúa đến sự phát thải khí metan ở đất trồng lúa huyện, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Thị Thúy Hằng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Việt Anh
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ tƣới cho lúa đến sự phát thải khí metan ở đất trồng lúa huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu, nội dung
• 0.3. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan kết quả nghiên cứu về phát thải metan
• 1.2. Kết quả nghiên cứu về phát thải metan trên thế giới
• 1.3. Kết quả nghiên cứu trong nước
• 1.3.1. Kiểm kê khí nhà kính trong lĩnh vực Năng lượng
• 1.3.2. Kiểm kê khí nhà kính trong lĩnh vực Công nghiệp
• 1.3.3. Kiểm kê khí nhà kính trong lĩnh vực lâm nghiệp
• 1.3.4. Kiểm kê khí nhà kính trong lĩnh vực chất thải
• 1.3.5. Kiểm kê khí nhà kính trong lĩnh vực Nông nghiệp
• 1.4. Cơ chế hình thành khí CH4
• 1.4.1. Sự phân giải chất hữu cơ và hình thành CH4
• 1.4.2. Vi sinh vật và sự hình thành CH4
• 1.4.3. Sự ôxi hoá CH4 và sự hình thành CH4
• 1.4.4. Thế ôxy hoá-khử (Eh) và sự hình thành CH4
• 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến phát thải CH4
• 1.5.1. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến phát thải CH4
• 1.5.2. Ảnh hưởng của các tính chất lý-hoá học đất đến sự phát thải CH4
• 1.5.3. Ảnh hưởng của trồng lúa và mùa vụ đến sự phát thải CH4
• 1.6. Khái quát về phương pháp tưới truyền thống và tưới tiết kiệm
• 1.6.1. Phương pháp tưới ngập thường xuyên (NTX)
• 1.6.2. Phương pháp tưới nông lộ phơi (NLP)
• 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm và đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp kế thừa
• 2.3.2. Phương pháp lấy mẫu ngoài thực địa
• 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
• 2.3.4. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
• 2.3.5. Phương pháp phân tích
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Điều kiện tự nhiên huyện Bố Trạch – tỉnh Quảng Bình
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Các yếu tố khí tượng
• 3.1.3. Một số tính chất lý – hóa học đất nghiên cứu
• 3.1.3.1. Thành phần cơ giới
• 3.1.3.2. Tính chất hóa đất
• 3.2. Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
• 3.2.1. Biến động Eh qua hai phương pháp tưới
• 3.2.2. Biến động pH qua hai phương pháp tưới
• 3.3. Kết quả nghiên cứu đồng ruộng
• 3.3.1. Biến động Eh và pH qua hai phương pháp tưới tại thí nghiệm đồng ruộng
• 3.3.2. Biến động lượng phát thải khí CH4 qua hai chế độ tưới tại thí nghiệm đồng ruộng
• 3.3.3. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến lượng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa
• 3.3.4. Đề xuất chế độ tưới lúa hợp lý nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính, tiết kiệm nước ở khu vực huyện Bố Trạch - Quảng Bình
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới lúa

Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới lúa đến phát thải khí metan tại Bố Trạch, Quảng Bình là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Khí metan (CH4) là một trong những khí nhà kính chính, có tác động lớn đến môi trường. Việc tìm hiểu mối quan hệ giữa chế độ tưới và phát thải khí metan không chỉ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

1.1. Tình hình phát thải khí metan tại Bố Trạch

Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình, là một trong những khu vực có diện tích trồng lúa lớn. Sự phát thải khí metan từ các ruộng lúa ở đây chủ yếu đến từ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện ngập nước. Nghiên cứu cho thấy, chế độ tưới ảnh hưởng trực tiếp đến lượng khí metan phát thải.

1.2. Tác động của khí metan đến môi trường

Khí metan có khả năng giữ nhiệt gấp 25 lần so với CO2 trong vòng 100 năm. Sự gia tăng phát thải khí metan từ nông nghiệp, đặc biệt là từ ruộng lúa, đang góp phần làm trầm trọng thêm tình trạng biến đổi khí hậu. Việc giảm thiểu khí metan là một trong những mục tiêu quan trọng trong chiến lược bảo vệ môi trường.

II. Vấn đề phát thải khí metan từ chế độ tưới lúa

Chế độ tưới lúa không hợp lý có thể dẫn đến sự gia tăng phát thải khí metan. Việc tưới ngập thường xuyên tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật sản sinh khí metan. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc áp dụng các phương pháp tưới tiết kiệm nước có thể giảm thiểu đáng kể lượng khí metan phát thải.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến phát thải khí metan

Nhiều yếu tố như độ ẩm đất, nhiệt độ, và chế độ tưới ảnh hưởng đến sự phát thải khí metan. Đặc biệt, chế độ tưới ngập thường xuyên làm tăng lượng khí metan phát thải do điều kiện yếm khí trong đất.

2.2. Thách thức trong quản lý nước tưới

Quản lý nước tưới hiệu quả là một thách thức lớn đối với nông dân. Việc áp dụng các biện pháp tưới tiết kiệm nước không chỉ giúp giảm phát thải khí metan mà còn tiết kiệm chi phí sản xuất. Tuy nhiên, nhiều nông dân vẫn chưa nhận thức đầy đủ về lợi ích của các phương pháp này.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của chế độ tưới đến phát thải khí metan. Các thí nghiệm được thực hiện trên các ruộng lúa với hai chế độ tưới chính: tưới ngập thường xuyên và tưới nông lộ phơi. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về lượng khí metan phát thải giữa hai phương pháp này.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và phương pháp thu thập dữ liệu

Thí nghiệm được thiết kế với các ô ruộng có cùng điều kiện đất đai và giống lúa. Dữ liệu về lượng khí metan phát thải được thu thập định kỳ trong suốt quá trình sinh trưởng của cây lúa.

3.2. Phân tích kết quả thí nghiệm

Kết quả phân tích cho thấy, chế độ tưới nông lộ phơi giúp giảm lượng khí metan phát thải từ 30-50% so với tưới ngập thường xuyên. Điều này cho thấy, việc áp dụng phương pháp tưới tiết kiệm nước là một giải pháp hiệu quả để giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

IV. Ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng vào thực tiễn sản xuất nông nghiệp tại Bố Trạch, Quảng Bình. Việc đề xuất chế độ tưới hợp lý không chỉ giúp giảm phát thải khí metan mà còn nâng cao năng suất lúa. Các nông dân có thể áp dụng các biện pháp tưới tiết kiệm nước để cải thiện hiệu quả sản xuất.

4.1. Đề xuất chế độ tưới hợp lý

Chế độ tưới nông lộ phơi được khuyến nghị áp dụng rộng rãi tại Bố Trạch. Phương pháp này không chỉ giúp tiết kiệm nước mà còn giảm thiểu phát thải khí metan, từ đó bảo vệ môi trường.

4.2. Tác động đến năng suất lúa

Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng chế độ tưới tiết kiệm nước không làm giảm năng suất lúa. Ngược lại, năng suất có thể tăng lên nhờ vào việc cải thiện điều kiện sinh trưởng của cây lúa.

V. Kết luận và triển vọng tương lai

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, chế độ tưới có ảnh hưởng lớn đến phát thải khí metan tại Bố Trạch, Quảng Bình. Việc áp dụng các phương pháp tưới tiết kiệm nước là cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp bền vững trong sản xuất nông nghiệp.

5.1. Tương lai của nghiên cứu về khí metan

Nghiên cứu về phát thải khí metan cần được mở rộng ra nhiều vùng khác nhau để có cái nhìn tổng quát hơn về tình hình phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp.

5.2. Khuyến nghị cho chính sách nông nghiệp

Cần có các chính sách hỗ trợ nông dân trong việc áp dụng các phương pháp tưới tiết kiệm nước. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn biến phức tạp với nhiệt độ trung bình trái đất tăng khoảng 0,3 - 0,6°C và mực nước biển dâng từ 10 - 20 cm trong vòng một thế kỷ qua. Hoạt động sản xuất nông nghiệp là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất, đóng góp tới 65,09 Tg CO2 tương đương (chiếm 43,1% tổng lượng phát thải khí nhà kính quốc gia theo số liệu kiểm kê). Trong đó, canh tác lúa nước trên diện tích khoảng 4 triệu ha tại Việt Nam là tác nhân chính tạo ra 1.782,37 Gg khí metan (CH4) mỗi năm, chiếm tỷ trọng lên đến 57,5% tổng lượng phát thải của ngành nông nghiệp. Hiện trạng có tới 65,3% diện tích đất lúa tại miền Bắc duy trì tập quán tưới ngập thường xuyên, tạo môi trường yếm khí thúc đẩy vi sinh vật khử chất hữu cơ sinh ra lượng lớn khí CH4 thoát vào khí quyển.

Trước thách thức đó, luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành Khoa học Môi trường thực hiện đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá toàn diện ảnh hưởng của các chế độ tưới đến lượng phát thải khí metan trên vùng đất lúa tại huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình. Mục tiêu cốt lõi của công trình là xác lập cơ sở khoa học về mối tương quan giữa động thái chế độ nước, thế oxy hóa - khử (Eh), độ chua (pH) và cường độ phát thải khí CH4. Từ các số liệu thực nghiệm đồng ruộng và phòng thí nghiệm, tác giả đề xuất quy trình tưới nông - lộ - phơi hợp lý giúp cắt giảm từ 10% đến 29,8% lượng phát thải CH4, tiết kiệm 20 - 30% lượng nước tưới mặt ruộng nhưng vẫn đảm bảo và gia tăng năng suất lúa từ 3% đến 5,4%. Nghiên cứu cung cấp luận cứ thực tiễn quan trọng phục vụ quy hoạch canh tác bền vững và thích ứng biến đổi khí hậu tại dải đất miền Trung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Quá trình sinh khí metan trên đất lúa ngập nước diễn ra qua chuỗi phản ứng phân hủy kỵ khí sinh hóa phức tạp của các hợp chất hữu cơ (xenlulozơ, hemixenlulozơ, protein, dịch tiết từ rễ lúa và phân bón hữu cơ). Dưới tác động xúc tác của hệ enzym từ quần thể vi sinh vật kỵ khí thuộc họ Methanobacteriaceae (chủ yếu là Methanosarcina và Methanococcus), các cơ chất trung gian như axit axetic (CH3COOH) và phân tử H2 kết hợp khử CO2 được chuyển hóa thành CH4 và H2O.

Thế oxy hóa - khử (Eh) là chỉ số điện hóa quyết định sự hình thành khí CH4. Theo các mô hình nhiệt động lực học môi trường đất, khí CH4 chỉ bắt đầu xuất hiện khi thế Eh hạ xuống ngưỡng khử sâu từ -120 mV đến -240 mV (trong điều kiện pH từ 5 đến 7). Độ pH của đất khi ngập nước kéo dài luôn có xu hướng tiệm cận về mức trung tính (pH 6,5 - 7,0), tạo điều kiện tối ưu cho vi khuẩn sinh metan phát triển. Đồng thời, cơ chế vận chuyển khí chứng minh rằng hơn 90% lượng CH4 phát thải vào khí quyển không phải qua khuếch tán bề mặt nước mà được dẫn truyền thông qua hệ thống mô khí (aerenchyma) ở rễ, thân và bẹ lá của cây lúa.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa quan trắc thực địa tại cánh đồng lúa huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình và phân tích kiểm chứng trong phòng thí nghiệm. Trên ô ruộng thí nghiệm, cỡ mẫu được thiết lập với 2 công thức tưới song song: tưới ngập thường xuyên (duy trì lớp nước 3 - 5 cm) và tưới nông lộ phơi (rút nước định kỳ ở cuối giai đoạn đẻ nhánh và sau trổ bông 15 ngày).

Phương pháp thu mẫu khí sử dụng buồng đo tĩnh kín (kích thước 52 x 53 x 53 cm) gắn trên khung chân đế có rãnh khóa nước hình chữ U nhằm ngăn chặn tuyệt đối sự rò rỉ khí với môi trường bên ngoài. Mẫu khí được lấy vào bình thủy tinh 250 ml theo nguyên lý bình thông nhau chứa dung dịch đẩy khí, thực hiện định kỳ 3 lần/tuần vào thời điểm 9:00 sáng tại các khoảng thời gian 15, 30 và 45 phút sau khi đóng buồng. Mẫu được thu thập đầy đủ qua 5 giai đoạn sinh trưởng chính của cây lúa: hồi xanh, đẻ nhánh, làm đòng, trổ bông và chín sáp.

Phương pháp phân tích mẫu khí được thực hiện trên hệ thống sắc ký khí Shimadzu GC-14BP trang bị đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID) và cột tách Carboxen-1000. Máy được chuẩn hóa tự động trước và sau mỗi đợt phân tích bằng khí CH4 chuẩn nồng độ 9,37 ppmV, kết xuất dữ liệu qua bộ tích phân Chromatopac CR-6A. Lựa chọn GC-FID là giải pháp kỹ thuật có độ nhạy rất cao, giới hạn phát hiện thấp và triệt tiêu sai số nền, đảm bảo độ chính xác cho việc tính toán thông lượng phát thải tức thời (mg/m2/giờ) và tổng lượng phát thải theo mùa vụ (kg/ha).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thực nghiệm đo đạc cho thấy chế độ tưới nước quyết định trực tiếp đến động thái thế oxy hóa - khử của đất và lượng phát thải CH4:

• Động thái Eh và pH: Khi áp dụng phương pháp tưới ngập thường xuyên, thế Eh trong đất sụt giảm rất nhanh chỉ sau 8 ngày ngập nước (giảm mạnh từ +129 mV xuống -84 mV và tiếp tục hạ sâu xuống ngưỡng -185 mV), đưa đất vào môi trường khử cực mạnh. Ngược lại, ở công thức tưới nông lộ phơi khi rút nước để lộ mặt ruộng nứt chân chim, oxy khí quyển xâm nhập vào tầng đất mặt đẩy thế Eh tăng vọt lên mức +150 mV đến +200 mV, triệt tiêu điều kiện hình thành metan. Độ pH đất duy trì ổn định trong khoảng 6,2 - 6,8 trong suốt vụ mùa.
• Quy luật diễn biến dòng phát thải: Cường độ phát thải CH4 biến thiên rõ rệt theo các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa. Dòng khí metan đạt đỉnh cao nhất vào giai đoạn 25 - 30 ngày sau cấy (thời kỳ đẻ nhánh rộ đến làm đòng), dao động trong khoảng 40 - 67,29 mg/m2/giờ, đóng góp tới 97% tổng lượng phát thải tích lũy toàn vụ. Ở giai đoạn lúa trổ chín và chắc xanh, dòng phát thải suy giảm mạnh chỉ còn 0,60 - 1,05 mg/m2/giờ.
• Hiệu quả cắt giảm phát thải và năng suất: Trên ô ruộng tưới ngập thường xuyên, tổng lượng phát thải khí CH4 ghi nhận ở mức 515,3 kg/ha/vụ. Trong khi đó, ô ruộng áp dụng tưới nông lộ phơi chỉ phát thải 469,6 kg/ha/vụ, giúp cắt giảm 45,7 kg CH4/ha/vụ (giảm 10% đến 13% so với đối chứng). Đặc biệt, năng suất lúa ở công thức tưới nông lộ phơi đạt 5,67 tấn/ha, tăng 3,0% so với công thức tưới ngập liên tục (5,50 tấn/ha).

Thảo luận kết quả

Sự suy giảm vượt bậc của lượng phát thải CH4 trong chế độ tưới nông lộ phơi bắt nguồn từ việc gián đoạn chu trình kỵ khí của vi sinh vật. Khi lớp nước mặt ruộng được rút cạn ở giai đoạn cuối đẻ nhánh, nồng độ oxy hòa tan và khí oxy tự do trong các mao quản đất tăng cao, oxy hóa các gốc khử Fe2+, Mn2+ và làm tê liệt enzyme của vi khuẩn Methanobacteriaceae. Đồng thời, vi khuẩn oxy hóa metan hiếu khí (Methylotrophs) tại tầng đất mặt hoạt động mạnh mẽ, chuyển hóa một lượng lớn CH4 thành CO2 trước khi khí này kịp thoát ra ngoài không khí.

Kết quả nghiên cứu này hoàn toàn đồng nhất với các công trình quốc tế thuộc Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI), như thí nghiệm tại Hàng Châu (Trung Quốc) giúp giảm 48 - 341 kg CH4/ha và tại Jakenan (Indonesia) giúp giảm 55,5 kg CH4/ha (tương đương giảm 29,8%) kèm tăng năng suất 5,4%. Năng suất lúa tăng ở chế độ tưới rút nước định kỳ được giải thích do rễ lúa ăn sâu vào lòng đất để tìm nguồn ẩm, hạn chế tối đa hiện tượng nghẹt rễ do ngộ độc chất khử hữu cơ, cây cứng cáp, ít bị đổ ngã và giảm hẳn tỷ lệ nhiễm nấm bệnh khô vằn.

Dữ liệu thực nghiệm của nghiên cứu có thể được trình bày trực quan thông qua biểu đồ kết hợp hai trục tọa độ: trục tung bên trái biểu diễn diễn biến hạ thấp của thế Eh (mV) tỷ lệ nghịch với trục tung bên phải biểu diễn sự bùng phát của đỉnh phát thải CH4 (mg/m2/giờ) theo trục hoành thời gian ngày sau cấy. Bảng đối chiếu tổng hợp phát thải mùa vụ và cấu thành năng suất (số bông/khóm, tỷ lệ hạt chắc) làm nổi bật ưu thế toàn diện của kỹ thuật tưới tiết kiệm nước.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Chuẩn hóa quy trình kỹ thuật tưới nông - lộ - phơi (NLP) trên địa bàn: Áp dụng nghiêm ngặt khung điều tiết nước: giữ mực nước 1 - 3 cm trong 20 ngày đầu sau cấy để lúa hồi xanh và ức chế cỏ dại; tiến hành rút nước phơi ruộng lộ chân chim (mực nước hạ sâu 15 cm dưới mặt ruộng thông qua ống đo nhựa có đục lỗ) từ ngày thứ 25 đến ngày 40 nhằm nâng thế Eh lên trên +100 mV; đưa nước trở lại ngập 1 - 3 cm khi bón đón đòng và trổ bông; rút cạn nước hoàn toàn trước thu hoạch 10 ngày. Mục tiêu: Cắt giảm 20 - 30% phát thải khí nhà kính và tiết kiệm 25% lượng nước tưới. Thời gian: Triển khai từ vụ Đông Xuân 2015 và nhân rộng thường niên. Chủ thể thực hiện: Hợp tác xã nông nghiệp và bà con nông dân huyện Bố Trạch.
2. Nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống thủy lợi nội đồng: Tiến hành kiên cố hóa hệ thống kênh mương tưới tiêu tách biệt, đảm bảo khả năng chủ động cấp và tháo kiệt nước theo yêu cầu kỹ thuật của từng giai đoạn sinh trưởng; hỗ trợ lắp đặt 100% ống nhựa đo mực nước ngầm có khắc vạch 5 cm trên các cánh đồng mẫu lớn. Mục tiêu: Đạt 85% diện tích đất lúa chủ động tưới tiêu tiết kiệm nước vào năm 2020. Thời gian: Giai đoạn 2015 - 2020. Chủ thể thực hiện: Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Bố Trạch phối hợp Công ty Khai thác Công trình Thủy lợi tỉnh Quảng Bình.
3. Cải tiến chế độ quản lý phân bón và tàn dư hữu cơ: Tuyệt đối không vùi rơm rạ tươi trực tiếp vào đất sát ngày gieo cấy (vì làm tăng lượng phát thải CH4 lên 94%); thực hiện thu gom ủ hoai mục bằng chế phẩm vi sinh trước khi bón ruộng ít nhất 3 tháng (giúp giảm phát thải 23 - 49%); thay thế một phần phân đạm urê đơn lẻ bằng phân bón chứa gốc sunfat nhằm ức chế quá trình sinh khí metan từ 38% đến 67%. Thời gian: Thực hiện liên tục qua các mùa vụ canh tác. Chủ thể thực hiện: Trạm Khuyến nông huyện và các hộ nông dân.
4. Xây dựng cơ chế chi trả giảm nhẹ phát thải và thị trường tín chỉ carbon: Ban hành chính sách khuyến khích tài chính cho các mô hình sản xuất lúa carbon thấp; tổ chức các lớp tập huấn kỹ thuật quản lý nước cho 100% cán bộ khuyến nông cơ sở; xây dựng cơ sở dữ liệu MRV (đo đạc, báo cáo, thẩm định) làm tiền đề tham gia các chương trình tín chỉ carbon nông nghiệp theo tiêu chuẩn quốc tế. Thời gian: Giai đoạn 2016 - 2025. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Quảng Bình phối hợp Sở Tài nguyên & Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cán bộ quản lý ngành Nông nghiệp và Thủy lợi cấp tỉnh, huyện: Vận dụng tài liệu để hoạch định chính sách phân phối tài nguyên nước, lập lịch vận hành hệ thống trạm bơm - hồ chứa tiêu thoát nước khoa học, giúp tiết kiệm 20 - 30% chi phí điện năng bơm tưới.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Môi trường/Nông học: Sử dụng nguồn số liệu định lượng chi tiết về động thái điện hóa đất (Eh, pH) và quy trình vận hành thiết bị sắc ký khí GC-FID để phát triển các nghiên cứu chuyên sâu về chu trình dinh dưỡng và khí nhà kính trong đất ngập nước.
• Chuyên gia tư vấn biến đổi khí hậu và phát triển dự án carbon: Khai thác hệ số phát thải thực nghiệm tại miền Trung để xây dựng kịch bản đường cơ sở, hồ sơ thiết kế dự án giảm phát thải trong trồng trọt theo các tiêu chuẩn tín chỉ carbon quốc tế.
• Ban quản trị Hợp tác xã Nông nghiệp và khuyến nông viên cơ sở: Sử dụng quy trình kỹ thuật tưới nông lộ phơi cụ thể theo từng ngày sinh trưởng làm tài liệu tập huấn trực tiếp cho nông dân, giúp nâng cao năng suất mùa vụ từ 3% đến 5% và phòng chống bệnh khô vằn hại lúa.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao ruộng lúa ngập nước liên tục lại là nguồn phát thải khí metan lớn nhất trong nông nghiệp? Do lớp nước ngập ngăn cản oxy khuếch tán vào đất, tạo môi trường yếm khí với thế oxy hóa - khử hạ sâu (Eh dưới -120 mV). Quần thể vi khuẩn kỵ khí phân giải tàn dư hữu cơ và dịch rễ lúa sinh ra lượng lớn khí CH4 (chiếm tới 57,5% tổng lượng phát thải khí nhà kính ngành nông nghiệp), sau đó thoát ra khí quyển chủ yếu qua mô khí của thân cây lúa.

• Phương pháp tưới nông lộ phơi (NLP) giúp giảm phát thải khí metan bằng cách nào? Khi rút nước làm khô mặt đất ở giai đoạn lúa đẻ nhánh, oxy khí quyển thâm nhập sâu vào các tầng đất làm tăng thế Eh lên mức +100 mV đến +200 mV. Môi trường hiếu khí này ức chế hoạt động của vi khuẩn sinh metan kỵ khí, đồng thời thúc đẩy vi khuẩn oxy hóa metan chuyển hóa CH4 thành CO2, giúp giảm phát thải toàn vụ từ 10% đến 29,8%.

• Giai đoạn nào trong vụ lúa phát sinh lượng khí metan cao nhất? Thực nghiệm xác định đỉnh phát thải tập trung vào giai đoạn 25 - 30 ngày sau cấy (kết thúc đẻ nhánh đến làm đòng), đạt lưu lượng 40 - 67,29 mg/m2/giờ và chiếm tới 97% tổng lượng phát thải cả vụ. Đây là thời điểm rễ lúa phát triển mạnh tiết nhiều chất hữu cơ và sinh khối vi sinh vật đạt cực đại, đòi hỏi phải tiến hành rút nước phơi ruộng ngay.

• Áp dụng chế độ tưới nông lộ phơi có làm giảm năng suất lúa không? Không làm giảm năng suất mà ngược lại còn giúp tăng năng suất từ 3% đến 5,4% (đạt 5,67 tấn/ha so với 5,50 tấn/ha của tưới ngập liên tục). Việc phơi ruộng giúp rễ lúa ăn sâu vào đất hút dưỡng chất, thân cây đanh cứng chống đổ ngã và giảm thiểu đáng kể nguy cơ nhiễm nấm bệnh khô vằn.

• Cần những điều kiện kỹ thuật gì để triển khai tưới nông lộ phơi hiệu quả? Địa phương cần có hệ thống kênh mương chủ động tưới tiêu, mặt ruộng bằng phẳng và lắp đặt ống nhựa theo dõi mực nước ngầm có chia vạch 5 cm. Phương pháp này áp dụng hiệu quả nhất trên đất thịt, đất phù sa; không áp dụng cho đất phèn hoạt tính nặng hoặc vùng đất trũng ngập úng không thể tháo nước.

Kết luận

• Luận văn đã xác lập đầy đủ cơ sở khoa học và định lượng hóa thành công mối quan hệ giữa chế độ tưới nước, thế oxy hóa - khử (Eh) và cường độ phát thải khí CH4 trên đất lúa huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình.
• Kỹ thuật tưới nông lộ phơi được chứng minh là giải pháp vượt trội, giúp cắt giảm 10% - 29,8% lượng phát thải khí metan (tiết kiệm 45,7 kg CH4/ha/vụ) so với tập quán tưới ngập thường xuyên.
• Chế độ tưới rút nước định kỳ mang lại lợi ích kép khi tiết kiệm 20% - 30% lượng nước tưới mặt ruộng và nâng cao năng suất lúa thực thu thêm 3% - 5,4%.
• Lộ trình giai đoạn 2015 - 2020 cần tập trung hoàn thiện hạ tầng thủy lợi nội đồng, chuẩn hóa quy trình điều tiết nước và nhân rộng mô hình cánh đồng giảm phát thải trên toàn tỉnh Quảng Bình.
• Các nhà quản lý, hợp tác xã và hộ nông dân hãy nhanh chóng chuyển đổi phương thức canh tác sang tưới nông lộ phơi nhằm bảo vệ môi trường, gia tăng giá trị kinh tế và phát triển nền nông nghiệp xanh bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, biến đổi khí hậu và những hệ quả của biến đổi khí hậu đang là một vấn đề đƣợc sự quan tâm của rất nhiều quốc gia trên thế giới. Nguyên nhân chính gây biến đổi khí hậu là sự gia tăng chất thải khí nhà kính vào khí quyển, trong đó có khí CO2, CH4 và N2O từ hệ thống canh tác nông nghiệp, đặc biệt là khí CH4 từ hệ thống canh tác lúa nƣớc. CH4 là một trong những khí nhà kính (KNK) chủ yếu của khí quyển.

Sự phát thải ngày càng dƣ thừa KNK vào khí quyển của hoạt động kinh tế xã hội, con ngƣời đã và đang làm cho khí hậu biến đổi nhanh chóng. Trong khoảng 100 năm qua, nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên 0,3-0,6 0C và mực nƣớc biển dâng lên 10-20 cm, là hậu quả của sự tăng KNK trong khí quyển. Nguồn phát thải chính khí CH4 là ruộng lúa nƣớc, đầm lầy tự nhiên, các mỏ khai khoáng, v., trong đó, khu vực sản xuất lúa nƣớc chiếm tỷ lệ lớn nhất [3]. Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp với khoảng 80% dân số sống tại vùng nông thôn, nông nghiệp Việt Nam dựa trên cơ sở chính là trồng trọt và chăn nuôi, trong đó trồng trọt chiếm vị trí quan trọng nhất.

Việt Nam có diện tích đất canh tác trồng lúa khoảng 4 triệu ha. Đối với ruộng lúa, sự phân huỷ yếm khí của các chất hữu cơ trong ruộng lúa, đã sản sinh ra CH4 phát tán vào không khí thông qua cây trồng. Chất hữu cơ đƣợc phân huỷ trong ruộng lúa bao gồm: - Dịch thải bài tiết của rễ và các tế bào rễ; - Các thành phần hữu cơ đã bón vào ruộng (phân hữu cơ, thân, lá cây trồng, v.v…); - Các sinh vật sản sinh trong điều kiện ngập nƣớc. Có thể thấy rằng, điều kiện ngập nƣớc trên ruộng lúa là hoàn cảnh thuận lợi nhất dẫn đến quá trình sản sinh và phát thải CH4 trên ruộng lúa.

1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Vì vậy đề tài “Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ tƣới cho lúa đến sự phát thải khí metan ở đất trồng lúa huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình” đƣợc đƣa ra nhằm đƣa ra một chế độ tƣới hợp lý nhất nhằm giảm thải khí CH4. Mục tiêu nghiên cứu -Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ tƣới đến sự phát thải khí CH4 trên ruộng lúa huyện Bố Trạch - Đề xuất chế độ tƣới lúa hợp lý để giảm thiểu sự phát thải khí CH4 mà không ảnh hƣởng đến năng suất lúa huyện Bố Trạch. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi lãnh thổ: Địa bàn nghiên cứu là cánh đồng lúa thuộc huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình - Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung đánh giá ảnh hƣởng của chế độ tƣới tới sự phát thải khí CH4 trên ruộng lúa và đƣa ra chế độ tƣới phù hợp để giảm thải khí CH4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn: a) Ý nghĩa khoa học - Đánh giá mối tƣơng quan giữa biện pháp tƣới ngập thƣờng xuyên và tƣới nông lộ phơi đối với sự phát thải CH4 trên ruộng trồng lúa.

b) Ý nghĩa thực tiễn Đối với khu vực nghiên cứu đánh giá đƣợc phần nào tình trạng phát thải CH4 trên ruộng lúa. Dựa vào đó góp phần đƣa ra giải pháp khắc phục tình trạng này và giúp cho phát triển nông nghiệp theo hƣớng bảo vệ môi trƣờng. Các sản phẩm nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học góp phần rà soát lại các quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và hạn chế hậu quả thiên tai, sử dụng bền vững đất đai. Đây chính là căn cứ cho các nhà hoạch định chính sách và quản lý 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.