Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong sản xuất lúa tỉnh Thái Bình.
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 Ngành: Khoa học đất Mã số: 62 01 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023 Cơng trình hồn thành tại: HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn: PGS.TS Mai Văn Trịnh PGS.TS Cao Việt Hà Phản biện 1: PGS.TS Hồ Quang Đức – Chuyên gia độc lập Phản biện 2: PGS.TS Trần Minh Tiến – Viện Thổ nhưỡng - Nơng hóa Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Thị Hằng Nga – Trường Đại học Thủy Lợi Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện, họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi phút, ngày tháng năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Trung tâm Thông tin - Thư viện Lương Định Của, Học viện Nông nghiệp Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Là tỉnh thuộc vùng châu thổ sơng Hồng, Thái Bình vựa lúa lớn đồng Bắc Bộ Cùng với sản xuất nơng nghiệp thâm canh cao Thái Bình địa phương phát thải lượng lớn khí nhà kính vào khí tồn quốc Chính thời gian qua, nhận thức diễn biến khôn lường BĐKH gây ra, Thái Bình nỗ lực lồng ghép triển khai biện pháp nhằm giảm thiểu tác động BĐKH Đã có số cơng trình nước nghiên cứu giải pháp giảm phát thải KNK sản xuất lúa Thái Bình như: sử dụng giống lúa: Bắc thơm 7, BC15; áp dụng quy trình canh tác: cấy với mật độ 24 - 30 khóm/m2, dùng chế phẩm sinh học để xử lý rơm rạ sau thu hoạch, bón phân nén chậm tan Lục Thần Nông, đạm urea, xiết nước đợt tùy theo nhu cầu, sinh trưởng lúa (Tập đồn ThaiBinhSeed); địa bàn tỉnh Thái Bình dự án Agresults Việt Nam áp dụng giải pháp kỹ thuật như: cấy thưa, kiểm soát nước tưới cách tiết kiệm, sử dụng phân bón chậm tan NPK tổng hợp kiểm soát rơm rạ sau thu hoạch chế phẩm sinh học Tuy nhiên nghiên cứu dừng lại mức độ phạm vi nhỏ, thơng qua cách làm thí nghiệm mà chưa gắn vào mơ hình phân tích khơng gian phạm vi rộng lớn để có nhìn tổng thể thực trạng tiềm giảm phát thải giải pháp, sở yếu tố ảnh hưởng như: khí hậu, nhóm đất yếu tố canh tác Để có tranh tổng thể phát thải KNK đề xuất giải pháp giảm phát thải KNK sản xuất lúa Thái Bình, làm sở cho trình hoạch định sách, đạo sản xuất nơng nghiệp nói chung canh tác lúa nói riêng, bước lựa chọn áp dụng giải pháp giảm phát thải KNK sản xuất lúa địa bàn tỉnh, việc thực đề tài “Nghiên cứu giải pháp giảm phát thải khí nhà kính sản xuất lúa tỉnh Thái Bình” để đưa sở khoa học phát thải KNK đề xuất giải pháp giảm phát thải KNK không gian cường độ cần thiết 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tập trung vào mục tiêu sau: - Làm rõ động thái phát thải khí nhà kính đất trồng lúa; - Xây dựng đồ thể phát thải khí nhà kính đơn vị đồ tổng hợp điều kiện khí hậu, loại đất biện pháp canh tác khác nhau; - Đề xuất số giải pháp giảm phát thải khí nhà kính sản xuất lúa tỉnh Thái Bình 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Phạm vi khơng gian: Nghiên cứu tiến hành tồn loại đất trồng lúa tỉnh Thái Bình - Phạm vi thời gian: Số liệu sơ cấp điều tra giai đoạn 2016 - 2017, thí nghiệm đồng ruộng thực năm 2018 Các số liệu tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh tổng hợp đến năm 2021 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Đã xác định động thái phát thải KNK sản xuất lúa theo không gian tương ứng với điều kiện khí hậu, loại đất biện pháp canh tác lúa tỉnh Thái Bình; - Xây dựng đồ phát thải KNK đất trồng lúa tỉnh Thái Bình tỷ lệ 1/50.000 phục vụ kiểm kê phát thải KNK canh tác lúa; - Đề xuất số giải pháp phù hợp giảm phát thải KNK canh tác lúa cho tồn tỉnh Thái Bình sở đánh giá mức độ thích nghi biện pháp canh tác 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1 Ý nghĩa khoa học - Xây dựng phương pháp tính tốn phát thải KNK dựa yếu tố đầu vào khí hậu, loại đất, trồng chế độ canh tác khác theo không gian; - Xác định lượng phát thải KNK sản xuất lúa tỉnh Thái Bình theo điều kiện khí hậu, loại đất chế độ canh tác; - Cung cấp sở liệu phát thải khí nhà kính yếu tố đầu vào cho tính tốn phát thải phục vụ cơng tác kiểm kê khí nhà kính xây dựng kế hoạch giảm phát thải KNK phạm vi toàn tỉnh 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Cung cấp số liệu phát thải KNK đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm phát thải KNK sản xuất lúa, góp phần phát triển sản xuất lúa ổn định, bền vững Thái Bình Kết nghiên cứu đề tài sở giúp cho đơn vị cá nhân lập, thực quy hoạch đạo sản xuất lúa theo hướng phát thải thấp, giảm nhẹ biến đổi khí hậu cho tỉnh Thái Bình, đặc biệt việc triển khai hoạt động đóng góp quốc gia giảm phát thải KNK (NDC cập nhật, 2022) kế hoạch hành động giảm phát thải khí mê tan (Quyết định 942/QĐ-TTg, 5/8/2022) theo cam kết Thủ tướng Chính phủ hội nghị COP26 PHẦN TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG NƠNG NGHIỆP TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.1.1 Phát thải khí nhà kính nơng nghiệp giới Nơng nghiệp đóng vai trị quan trọng hầu hết quốc gia giới, đặc biệt nước phát triển Hơn 60% dân số giới sống nông thôn sản phẩm nông nghiệp giúp trì an ninh lương thực Tuy nhiên, hoạt động nông nghiệp ảnh hưởng đến môi trường tồn cầu thơng qua tác động đến khí quyển, môi trường đất, nước hệ sinh thái tự nhiên 2.1.2 Phát thải khí nhà kính nông nghiệp Việt Nam Viện nghiên cứu Môi trường Nhật Bản (tháng 8/2015) đưa hướng dẫn phương pháp đo khí nhà kính canh tác lúa nước dùng phương pháp buồng kín đo trực tiếp ruộng (bao gồm cách thiết kế thí nghiệm, thiết kế dụng cụ đo, phương pháp phân tích, tính tốn kết xử lý số liệu) Phương pháp buồng kín mơ tả Rolston (1986) phương pháp phổ biến sử dụng để đo đạc lượng trao đổi khí đất khí 2.2 PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TỪ CANH TÁC LÚA NƯỚC 2.2.1 Thực trạng sản xuất lúa nước giới Việt Nam 2.2.1.1 Thực trạng sản xuất lúa nước giới Theo thống kê tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hợp Quốc FAO (2015), lúa chiếm vị trí quan trọng Thế giới, đặc biệt khu vực Châu Á Hiện có 114 nước giới trồng lúa, có 18 nước có diện tích sản xuất lớn 1.000.000 tập trung Châu Á, bao gồm Ấn Độ, Trung Quốc, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Myanmar, Việt Nam, Philippines Nước có diện tích trồng lúa thấp Jamaica (ở biển Caribbean-Trung Mỹ) với diện tích có ha, suất 2.000 kg/ha, sản lượng Năm 2019 diện tích gieo trồng lúa giới đạt 162,055 triệu đạt sản lượng 755,47 triệu (FAO, 2020) Theo xếp hạng Worldatlas (2019), 10 quốc gia sản xuất lúa gạo lớn hành tinh nằm châu Á Dẫn đầu danh sách Ấn Độ, với diện tích trồng lúa lên đến 43,20 triệu ha, Trung Quốc đứng thứ hai với diện tích trồng lúa 30,35 triệu ha, sau đến Indonesia 12,16 triệu ha, Bangladesh 12,00 triệu ha, Thái Lan 9,65 triệu Việt Nam đứng thứ số quốc gia sản xuất lúa gạo lớn giới với diện tích gieo trồng 7,66 triệu 2.2.1.2 Hiện trạng sản xuất lúa nước vùng Đồng sông Hồng Đồng sông Hồng (ĐBSH) vựa lúa lớn thứ nước với diện tích canh tác năm đạt khoảng 1,04 triệu ha, sản lượng 6,3 triệu tấn, chiếm 13,7% diện tích 14,3% sản lượng cấu sản xuất lúa gạo nước (Tổng cục thống kê, 2022) Diện tích canh tác lúa vùng chủ yếu đất phù sa, ngồi có diện tích nhỏ canh tác nhóm đất xám, đất phèn đất mặn, cấu chủ đạo vụ lúa vụ lúa vụ đông (rau, màu) 2.2.2 Cơ chế phát thải khí nhà kính canh tác lúa nước 2.2.2.1 Q trình oxi hóa sản sinh khí CH4 phát thải từ ruộng lúa Khí CH4 phát thải từ ruộng lúa vào khí theo ba đường là: từ bọt khí CH4 đất, khuếch tán phát thải từ lúa thơng qua khí khổng (Wassmann & cs., 2000) 2.2.2.2 Quá trình hình thành phát thải khí N2O từ ruộng lúa Khí N2O đất chủ yếu sinh kết hai hoạt động tương phản vi sinh vật q trình nitrat hóa q trình phản nitrat Q trình nitrat hóa diễn điều kiện hiếu khí N2O sản phẩm phụ q trình ơxy hóa amoni (NH4+) thành nitrit (NO2-) Trong khi, trình khử nitrat trình diễn điều kiện kỵ khí N2O sản phẩm q trình khử nitrat thành khí nitơ (N2) (Yan & cs., 2000) 2.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến phát thải khí nhà kính canh tác lúa nước 2.2.3.1 Ảnh hưởng yếu tố thời tiết, khí hậu đến phát thải khí nhà kính Nghiên cứu Inubushi & cs (1989, 2002) cho thấy phát thải CH4 dao động lớn ngày, thường đạt giá trị cao vào khoảng 13 – 15 giờ, thời điểm thường nóng ngày Tương tự, nghiên cứu Nhật Bản cho thấy, mức độ phát thải CH4 từ ruộng lúa nước mùa mưa cao 1,5 - lần mùa khô Kết nghiên cứu Akira (Akira & cs., 2000) ruộng lúa nước Nhật Bản cho thấy nhiệt độ nhân tố ảnh hưởng đến biến động phát thải CH4 qua mùa năm 2.2.3.2 Ảnh hưởng yếu tố đất đai đến phát thải khí nhà kính Tính chất mơi trường đất (thành phần giới, Eh, pH đất, vi sinh vật ) có ảnh hưởng rõ rệt tới cân bon đất, có ảnh hưởng tới mức độ phát thải loại KNK 2.2.3.3 Ảnh hưởng kỹ thuật canh tác đến phát thải khí nhà kính Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy kỹ thuật canh tác có ảnh hưởng tới phát thải KNK gồm: phương thức gieo cấy luân canh trồng; phương thức kỹ thuật làm đất; chế độ nước; bón phân; giống lúa quản lý phế phụ phẩm đồng ruộng (Shamsudheen & cs., 2014; Linquist & cs., 2012, Ishibashi & cs., 2009; Ishibashi & cs., 2007; Mai Văn Trịnh, 2013; Nguyễn Đức Thành & cs., 2016) 2.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG CANH TÁC LÚA NƯỚC 2.3.1 Phương pháp đo phát thải ngồi thực địa Viện nghiên cứu Mơi trường Nhật Bản (2015) đưa hướng dẫn phương pháp đo KNK canh tác lúa nước phương pháp buồng kín đo trực tiếp ruộng Phương pháp buồng kín mơ tả Rolston (1986) phương pháp phổ biến sử dụng để đo đạc lượng trao đổi khí đất khí 2.3.2 Ứng dụng mơ hình hóa xác định phát thải Các mơ hình mơ chu trình KNK tự nhiên nông nghiệp giới gồm: Mô hình CANDY (Carbon-Nitrogen-Dynamics); Mơ hình sinh CASA (Carnegie-Ames-Stanford Approach); Mơ hình mơ học q trình vật lý sinh học hoạt động sản xuất nông nghiệp DAISY; Mơ hình SUNDIAL (The SimUlation of Nitrogen Dynamics In Arable Land); Mơ hình OVERSEER; Mơ hình INITIATOR/NITROGENIUS; Mơ hình ECOSYS; Mơ hình ALU; Mơ hình DAYCENT; Mơ hình SECTOR; Mơ hình DNDC (Denitrification - Decomposition) 2.4 CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM THIỂU PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG CANH TÁC LÚA NƯỚC 2.4.1 Biện pháp phơi ruộng Theo Chu Sỹ Huân & Mai Văn Trịnh (2018), việc rút nước phơi ruộng giai đoạn thích hợp làm giảm độc tố đất, giúp rễ lúa phát triển, lúa không bị đổ ngã, thuận tiện cho việc thu hoạch máy 2.4.2 Tưới khô ướt xen kẽ (AWD) Kỹ thuật Cục Bảo vệ thực vật, Viện Nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) chuyên gia trồng trọt khuyến cáo nhiều tiết kiệm 30 - 35 lượng nước sử dụng, giảm phát thải khí nhà kính 46 - 49% (Mai Văn Trịnh, 2015) tăng suất bình quân - 15% (Cục Bảo vệ thực vật, 2014) 2.4.3 Canh tác tối thiểu Hiện nay, đất dốc, vườn dài ngày, việc sử dụng phương thức canh tác tối thiểu phổ biến Dựa vào khả quản lý dinh dưỡng, chất hữu cơ, nguồn nước định tính thấy canh tác tối thiểu (khơng làm đất để giảm q trình ơxy hóa) giảm đáng kể phát thải CH4 N2O 2.4.4 Công nghệ cấy lúa hiệu ứng hàng biên Mơ hình hàng rộng hàng hẹp bắt đầu áp dụng Thái Bình từ năm 2010 Đến năm 2015 tổng diện tích áp dụng 1.200 Nhiều nơng dân Thái Bình thừa nhận hiệu phương thức này, là: giảm 30% lúa giống, tăng suất 10%, giảm sâu bệnh khơng cịn dấu hiệu bệnh vàng lùn, lùn sọc đen 2.4.5 Giảm phát thải thông qua chuyển đổi cấu luân canh Chuyển dịch từ canh tác lúa sang trồng khác có ý nghĩa giảm phát thải KNK Đặc biệt, chuyển đổi từ vụ lúa sang lúa thủy sản có tiềm giảm phát thải đến 3,2 triệu CO2tđ Chuyển đổi từ hai vụ lúa sang vụ lúa ngô/đậu/đậu tương sang trồng cạn có tác động tương tự giảm phát thải KNK 2.4.6 Giảm phát thải thông qua chuyển đổi đất lúa hiệu sang loại hình sử dụng khác Trong năm gần đây, diện tích trồng lúa ngày bị thu hẹp thay loại trồng khác, bình quân giảm 1,2%/năm năm trở lại Năm 2020, diện tích gieo trồng lúa tiếp tục giảm 228,3 ngàn ha, gần 7,25 triệu Diện lúa giảm chuyển đổi phi nông nghiệp chuyển đổi nông nghiệp (chăn nuôi, thủy sản), chuyển từ vụ lúa vụ lúa luân canh với rau màu 2.4.7 Sử dụng giống chín sớm (ngắn ngày) giảm lượng giống gieo trồng Theo Chu Sỹ Huân & Mai Văn Trịnh (2018), ứng dụng giống ngắn ngày làm cho thời gian có lúa mặt ruộng ngắn hơn, giảm thời gian tham gia phát thải trình sinh trưởng, phát triển trồng làm giảm lượng phát thải CH4 đồng ruộng Giảm lượng giống gieo trồng: Kết điều tra Cục trồng trọt cho thấy, lượng hạt giống gieo sử dụng tỉnh phía bắc giảm đạt ngưỡng tối thích với bình quân 55,0 - 60,0 kg/ha; mật độ cấy giảm dần mật độ từ 45 - 50 khóm/m2 cịn 35 - 40 khóm/m2, phương thức mạ khay, máy cấy 30 khóm/m2 2.4.8 Tăng cường sử dụng phân ammonia sulphate (SA) thay Urea Mục tiêu giải pháp giảm tích tụ phân đạm, nguyên nhân gây phát thải khí N2O (NH4)2SO4 đánh giá có khả giảm phát thải N2O so với sử dụng phân urea, giảm tác hại trồng (Linquist & cs., 2012) 2.4.9 Giải pháp giảm phát thải quản lý đất sử dụng phân bón Nguyễn Văn Bộ & cs (2016) tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng urea 46A+ (Golden-N đạm vàng) đến phát thải ruộng lúa tỉnh Nam Định vụ mùa 2014 vụ xuân Kết nghiên cứu bón urea 46A + không ảnh hưởng đến phát thải CH4 ruộng lúa vụ thí nghiệm, song lại làm giảm đáng kể phát thải NO2 ruộng lúa Ngoài ra, sử dungh ure 46A+ (đạm vàng) với liều lượng 75% lượng bón thơng thường khơng làm giảm suất lúa đất phù sa phù sa nhiễm mặn vùng Đồng sông Hồng, hay gián tiếp làm giảm chi phí phân đạm nơng dân 25%, tương ứng 2.4.10 Ủ yếm khí phụ phẩm nơng nghiệp Với tiềm 40 triệu rơm rạ hàng năm tái sử dụng rơm rạ giải pháp tận dụng lượng sinh khối tương đối lớn, cung cấp khối lượng lớn dinh dưỡng trồng giảm lượng phát thải KNK Tái sử dụng rơm rạ triển khai nhiều hình thức khác nhau: Tối ưu thu gom sản xuất phân hữu với chất thải chăn nuôi; thu gom ủ thành compost ruộng; vùi ruộng chế phẩm VSV (thường áp dụng với máy gặt đập liên hợp kết hợp chặt rơm phun ruộng) 2.4.11 Sử dụng than sinh học Phế phụ phẩm sau thu hoạch nhiệt phân với nhiệt độ cao điều kiện yếm khí để sản xuất than sinh học có hàm lượng bon từ 40 - 50% Than sinh học có hàm lượng bon cao làm tăng bon đất, có diện tích bề mặt cao, xốp làm tăng khả giữ nước dinh dưỡng đất, tăng suất trồng Than sinh học có độ phân giải chậm tăng mức độ tích trữ bon (Dominic & cs 2011) 2.4.12 Hệ thống canh tác lúa cải tiến (SRI) Năm 2015 nước có 35 tỉnh áp dụng SRI, 23 tỉnh đồng bằng, trung du, miền núi phía Bắc tỉnh Bắc Trung bộ, tỉnh Nam Trung tỉnh Đồng sơng Cửu Long Tổng diện tích ứng dụng SRI năm 2015 436.377 ha, diện tích áp dụng lúa gieo thẳng khoảng 48.000 (11%) Số hộ nơng dân ứng dụng SRI 1.910.255 Có 12 tỉnh áp dụng SRI lúa gieo thẳng (Thái Bình, Nam Định, Bắc Giang, Tuyên Quang, Hưng Yên, Điện Biên, Lai Châu, Hải Dương, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Bình Định) 2.5 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Tổng quan phát thải KNK canh tác lúa Thực trạng sản xuất lúa nước tỉnh Thái Các phương pháp xác định KNK kiểm Bình kê KNK nước Bản đồ phát thải KNK canh tác Thí nghiệm phát thải KNK canh tác lúa nước Thái Bình lúa nước tỉnhThái Bình Bản đồ tiềm giảm phát thải KNK canh tác lúa nước tỉnh Thái Bình áp dụng GP giảm thiểu phát thải KNK Các GP giảm thiểu phát thải KNK canh tác lúa nước tỉnh Thái Bình Sơ đồ 2.1 Sơ đồ định hướng nghiên cứu PHẦN VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu lúa, sản xuất lúa Khí nhà kính (CH4 N2O) phát thải từ canh tác lúa nước 3.1.2 Vật liệu nghiên cứu - Giống lúa Hương Việt 3, BC15 DS1 Cả giống có tiềm năng suất cao, cụ thể: Hương Việt suất 55,0 – 75,0 tạ/ha, DS1 cho suất 65 - 70 tạ /ha, BC15 cho suất 70 - 75 tạ/ha - Đất: Nghiên cứu triển khai loại đất tỉnh đất phù sa, đất phèn đất mặn - Phân bón: Phân đạm Urea (hàm lượng N 46%), phân supe lân (hàm lượng P2O5 16%), phân kali clorua (hàm lượng K2O 60%) phân NPK (hàm lượng N: P2O5: K2O 16:16:8) 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.2.1 Các yếu tố tự nhiên – kinh tế xã hội có liên quan đến phát thải khí nhà kính canh tác lúa tỉnh Thái Bình Nghiên cứu đặc điểm khí hậu, tính chất đất trồng lúa, trạng hệ thống thủy lợi, tập quán canh tác kỹ thuật bón phân cho lúa tình hình canh tác lúa Thái Bình giai đoạn nghiên cứu 3.2.2 Xác định động thái phát thải khí nhà kính canh tác lúa Thái Bình - Xác định đặc tính lý hóa đất điểm thí nghiệm - Xác định động thái phát thải khí mê tan (CH4) Oxit Nitơ (N2O) từ ruộng lúa đất phù sa, đất mặn đất phèn năm 2018 - Xác định động thái phát thải khí Oxit Nitơ (N2O) từ ruộng lúa đất phù sa, đất mặn đất phèn năm 2018 - Xác định phát thải khí nhà kính theo vụ tiềm nóng lên toàn cầu (GWP) 3.2.3 Xây dựng đồ phát thải khí nhà kính sản xuất lúa tỉnh Thái Bình - Xây dựng đồ tổ hợp khí tượng - đất - sử dụng đất - Xây dựng đồ phát thải CH4, N2O, CO2tđ 3.2.4 Xác định tiềm giảm phát thải khí nhà kính Thái Bình canh tác lúa nước áp dụng số biện pháp giảm phát thải khí nhà kính - Xây dựng đồ thích nghi tưới khơ ướt xen kẽ - Tính tốn lượng giảm phát thải KNK xây dựng đồ phát thải KNK từ giải pháp tưới khơ ướt xen kẽ - Tính tốn lượng giảm phát thải KNK từ giải pháp bón phân đạm - Đề xuất giải pháp giảm thiểu phát thải KNK canh tác lúa nước 3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp - Thu thập số liệu có liên quan đến đề tài, thu thập tất số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu, số liệu canh tác, Niên giám thống kê tỉnh Thái Bình 2021; báo cáo:Kiểm kê khí nhà kính quốc gia, Báo cáo cập nhật hai năm lần Việt Nam cho UNFCCC,… 3.3.2 Phương pháp vấn nông hộ Số mẫu điều tra xác định theo cơng thức n =H*LĐ *10 (trong H: huyện, tính tốn mơ hình gần với kết đo thực địa điều kiện khí hậu, đất đai, trồng canh tác để từ có thơng số chuẩn cho mơ hình theo điều kiện điểm nghiên cứu để từ mô tốt lượng phát thái KNK cho nhóm đất khác với sai số nhỏ 3.3.9.5 Kiểm định mơ hình Mơ hình kiểm định cách so sánh kết tính tốn phát thải KNK mơ hình với số liệu kết thí nghiệm 3.3.10 Phương pháp phân tích khơng gian sử dụng hệ thống thơng tin địa lý Phương pháp tính tốn KNK theo khơng gian kết hợp mơ hình DNDC GIS (ArcGIS 10.1) 3.3.11 Tính tiềm giảm phát thải khí nhà kính áp dụng biện pháp tưới khơ xen kẽ - Thu thập liệu không gian, liệu phi không gian, số liệu thành phần giới đất… Sử dụng Phần mềm Mapinfo, ARCGIS, QGIS, Python để xây dựng mơ hình tính tốn cân nước: liệu đầu vào cho mơ hình cân nước Kết tính tốn mơ hình đồ thích nghi kỹ thuật AWD cho canh tác lúa nước Thái Bình Từ giá trị mức độ thích nghi pixels đồ tính tốn diện tích thích nghi AWD cho canh tác lúa vụ Trên sở đồ thích nghi tưới khơ ướt xen kẽ, phân loại theo mức độ thích nghi: thích nghi cao, thích nghi trung bình thích nghi thấp, luận án lựa chọn vùng có sử dụng mơ hình có kết đánh giá thích nghi cao thích nghi trung bình, sử dụng mơ hình DNDC để chạy kết tiềm giảm phát thải áp dụng biện pháp tưới khơ ướt xen kẽ Riêng phần thích nghi thấp không chạy kết không đề xuất 3.3.12 Phương pháp tính phát thải khí nhà kính loại phân đạm 1) Chỉ bón phân N dạng Urea (phương pháp bón phân truyền thống); 2) Chỉ bón đạm dạng NPK; 3) Kết hợp N Urea NPK;4) Bón phân đạm chậm tan (urea bọc agrotain) 3.3.13 Phương pháp xác định phát thải khí nhà kính nhóm giống có thời gian sinh trường khác Khí nhà kính phát thải từ nhóm giống lúa có thời gian sinh trường khác tính tốn mơ hình DNDC cho nhóm giống lúa dài ngày (161 ngày) nhóm giống lúa ngắn ngày (120 ngày) Kết tính tốn Chu Sỹ Huân Mai Văn Trịnh (2018) báo cáo với lượng phát thải khí nhà kính nhóm giống ngắn ngày thấp nhóm giống dài ngày 5% 11 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI TỈNH THÁI BÌNH 4.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên tỉnh Thái Bình 4.1.1.1.Vị trí địa lý Tỉnh Thái Bình thuộc đồng ven biển, nằm phía Nam châu thổ sơng Hồng, có ba mặt giáp sơng mặt giáp biển, địa hình tương đối phẳng có độ dốc nhỏ 1%/1km, độ cao trung bình so với mặt nước biển từ 1,0 - 1,5 m, nhìn chung địa hình thấp dần từ bắc xuống nam, khu vực có chỗ thấp trũng hay gị cao so với địa hình chung 4.1.1.2 Tình hình canh tác lúa Thái Bình giai đoạn nghiên cứu Trong giai đoạn (2015-2021), diện tích gieo trồng lúa Thái Bình có xu hướng giảm từ 161,0 nghìn năm 2015 xuống cịn 157,1 nghìn năm 2018 tiếp tục giảm xuống 153,2 nghìn năm 2021 (như từ năm 2015 đến 2021 giảm 7,8 nghìn ha, tương ứng 4,84%) 4.1.2 Cơ cấu, thời vụ đặc điểm canh tác lúa 4.1.2.1 Cơ cấu giống Theo số liệu Sở NN&PTNT tỉnh Thái Bình năm 2020: vụ Xuân giống lúa lai chiếm 16,11%, BC15 chiếm 23,15%; lúa chất lượng cao chiếm 33,7% (Bắc thơm 7, T10, RVT, nếp loại, lúa Nhật ); vụ Mùa giống lúa chất lượng cao chiếm khoảng 23,5% (Bắc thơm 7, T10, RVT, N97, nếp loại, lúa Nhật…); giống lúa suất cao chiếm 76,5% (BC15, TBR1, TBR225, Q5, lúa lai ) 4.1.2.2 Phương pháp làm đất Ở tỉnh Thái bình qua điều tra thực tế cho thấy chủ yếu người dân làm đất máy, số hộ làm đất thủ cơng ít, phần lớn ruộng có diện tích nhỏ, nằm địa khơng thuận lợi cho làm đất máy 4.1.2.3 Hiện trạng sử dụng phân bón Thái Bình Kết điều tra cho thấy vụ xn có 12% số hộ nơng dân dùng phân Urea, 30,9% dùng phân NPK, 57,1% dùng loại phân Urea NPK Trong vụ mùa có 11% dùng phân đạm đơn, 38,9% dùng phân NPK 50,1% dùng Urea NPK 4.2 ĐỘNG THÁI PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRONG CANH TÁC LÚA Ở THÁI BÌNH Theo đồ đất tỉnh Thái Bình (Viện Thổ nhưỡng Nơng hố, 2014) đất sản xuất nơng nghiệp tỉnh Thái Bình gồm loại đất phù sa, đất mặn đất phèn với tỷ lệ diện tích tương ứng 73,31%, 15,13% 9,63% diện tích tự nhiên Trên đất mặn đất phèn cơng thức ln canh vụ lúa/năm riêng đất phù sa có cơng thức luân 12 canh lúa lúa vụ đơng Trên sở chúng tơi chọn điểm thí nghiệm với nhóm đất, cơng thức ln canh 4.2.1 Đặc tính lý hóa đất điểm thí nghiệm Đất điểm thí nghiệm phân tích tiêu lý, hóa học Điểm TB1, TB2 TB3 có thành phần giới thịt thịt pha limon riêng điểm TB4 có thành phần giới thịt pha sét Đất mặn đất phù sa có phản ứng chua ít, đất phèn có phản ứng chua Cả hàm lượng hữu hàm lượng đạm tổng số tất nhóm đất mức giàu Đất có lân kali dễ tiêu mức giàu CEC đất dao động khoảng 15,826,7 cmol/kg đất 4.2.2 Động thái phát thải qua giai đoạn sinh trưởng Qua kết nghiên cứu cho thấy: Động thái phát thải khí mê tan vụ xuân tất nhóm đất tăng liên tục từ lúa bén rễ hồi xanh đạt cao thời kì đẻ nhánh Sau phát thải thay đổi phụ thuộc vào chế độ nước ruộng Với đất phèn, phát thải tăng đến tận thời kỳ trỗ với tốc độ phát thải cao đến 32 mg CH4/m2/giờ Trong vụ mùa, tất điểm đo nhóm đất có chung xu hướng tăng phát thải sau cấy đạt tốc độ phát thải tối đa đến 28 mg CH4/m2/giờ giai đoạn từ đẻ nhánh đến phân hóa hoa sau phát thải giảm dần đến thu hoạch Động thái phát thải khí N2O vụ xn nhóm đất khác theo giai đoạn sinh trưởng chế độ bón phân đạm phát thải đạt cao thời kỳ trỗ với tốc độ đến 0,4 mg N2O/m2/giờ Sau phát thải giảm dần đến thu hoạch Tổng phát thải khí nhà kính nhóm đất trồng lúa Thái Bình xếp hạng theo thứ tự tăng dần đất phù sa canh tác vụ lúa (15,43 CO2tđ /ha/năm)