Các kết quả nghiên cứu cho thấy, đối với lĩnh vực trồng lúa nước, vấn đề môi trường không chỉ đến từ lượng phân bón, thuốc BVTV… mà còn đến từ chế độ ngập nước kéo dài tạo nên quá trình phân giải chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí làm phát thải khí Mê tan (CH4) một loại khí nhà kính gây nên tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu.Theo kết quả thống kê năm 2000, tại Việt Nam, lượng phát thải khí nhà kính khu vực nông nghiệp chiếm 43,1% tổng lượng phát thải khí nhà kính quốc gia. Trong tổng số lượng khí nhà kính phát thải của ngành Nông nghiệp, khu vực trồng lúa nước chiếm đến 57,5%, chăn nuôi chiếm 17,18%, đất nông nghiệp 21,85%, còn lại là các nguồn phát thải khác. Nguồn phát thải khí nhà kính khu vực trồng lúa nước chủ yếu là khí CH4, mà nguyên nhân chính là do chế độ ngập nước trên ruộng lúa kéo dài từ 710 ngày trở lên. Theo TS Nguyễn Việt AnhTrường Đại học Thủy Lợi, để giảm phát thải khí nhà kính khu vực trồng lúa nước, một trong những biện pháp quan trọng là áp dụng chế độ tưới tiết kiệm nước, hay còn gọi là chế độ ngậpkhô xen kẽ. Đây cũng chính là cơ sở để chuyển từ mô hình “1 phải, 5 giảm” thành “1 phải, 6 giảm” (phải sử dụng giống cấp xác nhận trở lên; giảm giống, phân bón, thuốc BVTV, giảm thất thoát sau thu hoạch, giảm nước và giảm phát thải khí nhà kính). Đại biểu, nhà khoa học tham quan mô hình tưới tiết kiệm nước ảnh Xuân Trường.Cũng theo TS Nguyễn Việt Anh, mô hình sản xuất lúa áp dụng kỹ thuật tưới lúa tiết kiệm nước, giảm phát thải khí nhà kính đã được nhóm nghiên cứu, ứng dụng cho kết quả cao tại khu vực trồng lúa nước lớn là Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long. Thực chất đây chính là mô hình sản xuất theo kiểu “ngậpkhô xen kẽ” đã được nông dân Sóc Trăng và các tỉnh ứng dụng trong quy trình “1 phải, 5 giảm”, nhưng được thực hiện một cách triệt để hơn, nhằm giảm tối đa lượng khí CH4 phát thải ra môi trường. TS Nguyễn Việt Anh giải thích: “Việc rút nước phơi ruộng ở các giai đoạn thích hợp sẽ làm giảm độc tố trong đất, giúp bộ rễ lúa phát triển, cây lúa không bị đổ ngã, thuận tiện cho việc thu hoạch bằng máy. Đó là cái lợi trước mắt mà nông dân dễ nhìn thấy được, còn cái lợi lâu dài là hạn chế được quá trình phân giải chất hữu cơ trên đồng rộng trong điều kiện yếm khí, làm giảm lượng khí CH4 phát thải vào môi trường, góp phần hạn chế tình trạng biến đổi khí hậu”.Kết quả ứng dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm cho cây lúa được nhóm nghiên cứu của TS Nguyễn Việt Anh thực hiện tại xã Bình Hòa, huyện Châu Thành (An Giang) với quy mô diện tích 100ha cho thấy, lượng CH4 phát thải giảm 19,5731,56%, năng suất lúa tăng 2,7%, tiết kiệm 2025% lượng nước tưới và lợi nhuận tăng 19,732% so với tập quán canh tác ngập sâu truyền thống. Tại Sóc Trăng, hiện nhóm nghiên cứu đang thực hiện trong vụ HèThu 2013 trên diện tích 1,5 ha tại trại giống Long Phú và 2 ha ở thị trấn Ngã Năm. Đây là 2 mô hình đầu tiên được Trường Đại học Thủy Lợi phối hợp với Sở NNPTNT Sóc Trăng thực hiện, nhằm thực hiện Chương trình mục tiêu quốc giá về ứng phó biến đổi khí hậu. Hiện nay, ruộng mô hình tại trại giống Long Phú lúa đang vào độ chín, rất đồng đều, không đổ ngã và ước đạt năng suất cao và nhóm nghiên cứu cũng đã tổ chức lớp tập huấn chuyển giao kỹ thuật tưới tiết kiệm nước cho cán bộ và nông dân trong tỉnh vào ngày 198 vừa qua. Trực tiếp tham quan ruộng mô hình, đồng chí Quách Văn NamGiám đốc Sở NNPTNT Sóc Trăng đánh giá cao thành công bước đầu của mô hình, nhằm giúp Sóc Trăng hướng đến một nền sản xuất nông nghiệp bền vững, vừa tăng thu nhập cho nông dân, vừa góp phần bảo vệ môi trường, nhất là việc giảm phát thải khí nhà kính trong quá trình sản xuất lúa.Trao đổi về điều kiện để áp dụng mô hình trên diện rộng, TS Nguyễn Việt Anh cho biết, vấn đề đầu tiên là cần phải có hệ thống công trình thủy lợi, nhằm chủ động nguồn nước tưới, tiêu. Do đó, để áp dụng mô hình này trên diện rộng, cần rà soát, bổ sung các công trình thủy lợi chính nhằm nâng cao năng lực tưới tiêu của hệ thống, nhất là hệ thống điều tiết nước tại các cống và hệ thống kênh mương mặt ruộng, để đảm bảo tưới, tiêu kịp thời. Một vấn đề thứ hai là mặt ruộng phải tương đối bằng phẳng, không manh mún, nên mô hình rất phù hợp khi áp dụng cho những cánh đồng mẫu lớn. TS Nguyễn Việt Anh cho biết: “Chúng ta cần xây dựng các mô hình trình diễn, tổ chức các lớp tập huấn, hội thảo đầu bờ, tuyên truyền nâng cao nhận thức và năng lực của nông dân, cán bộ khuyến nông địa phương, để thay đổi tập quán canh tác của người nông dân. Cũng cần có cơ chế chính sách khuyến khích nông dân áp dụng khoa học công nghệ cũng như các đơn vị chuyển giao khoa học công nghệ”.Hiện nay, một trong những vấn đề nóng bỏng nhất về môi trường chính là tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu. Để chủ động ứng phó biến đổi khí hậu theo tinh thần Nghị quyết Trung ương 7 (khóa XI) về “Chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường”, Tỉnh ủy Sóc Trăng đã đề ra Chương trình hành động số 28 và UBND tỉnh có Quyết định số 182QĐUBND, ngày 2272012 ban hành kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng trên địa bàn tỉnh Sóc trăng giai đoạn 20112015. Với việc áp dụng mô hình canh tác lúa giảm phát thải khí nhà kính bằng kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, ngành Nông nghiệp Sóc Trăng đã và đang chủ động trong việc triển khai Chương trình, kế hoạch hành động của Tỉnh ủy, UBND tỉnh, để góp phần giảm phát thải khí nhà kính và hướng đến một nền nông nghiệp sản xuất bền vững..
Cây lúa phát thải khí nhà kính (27/08/2013) Các kết nghiên cứu cho thấy, lĩnh vực trồng lúa nước, vấn đề môi trường không đến từ lượng phân bón, thuốc BVTV… mà đến từ chế độ ngập nước kéo dài tạo nên trình phân giải chất hữu điều kiện yếm khí làm phát thải khí Mê tan (CH4)- loại khí nhà kính gây nên tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu Theo kết thống kê năm 2000, Việt Nam, lượng phát thải khí nhà kính khu vực nông nghiệp chiếm 43,1% tổng lượng phát thải khí nhà kính quốc gia Trong tổng số lượng khí nhà kính phát thải ngành Nông nghiệp, khu vực trồng lúa nước chiếm đến 57,5%, chăn nuôi chiếm 17,18%, đất nông nghiệp 21,85%, lại nguồn phát thải khác Nguồn phát thải khí nhà kính khu vực trồng lúa nước chủ yếu khí CH4, mà nguyên nhân chế độ ngập nước ruộng lúa kéo dài từ 7-10 ngày trở lên Theo TS Nguyễn Việt Anh-Trường Đại học Thủy Lợi, để giảm phát thải khí nhà kính khu vực trồng lúa nước, biện pháp quan trọng áp dụng chế độ tưới tiết kiệm nước, hay gọi chế độ ngập-khô xen kẽ Đây sở để chuyển từ mô hình “1 phải, giảm” thành “1 phải, giảm” (phải sử dụng giống cấp xác nhận trở lên; giảm giống, phân bón, thuốc BVTV, giảm thất thoát sau thu hoạch, giảm nước giảm phát thải khí nhà kính) Đại biểu, nhà khoa học tham quan mô hình tưới tiết kiệm nước - ảnh Xuân Trường Cũng theo TS Nguyễn Việt Anh, mô hình sản xuất lúa áp dụng kỹ thuật tưới lúa tiết kiệm nước, giảm phát thải khí nhà kính nhóm nghiên cứu, ứng dụng cho kết cao khu vực trồng lúa nước lớn Đồng sông Hồng Đồng sông Cửu Long Thực chất mô hình sản xuất theo kiểu “ngập-khô xen kẽ” nông dân Sóc Trăng tỉnh ứng dụng quy trình “1 phải, giảm”, thực cách triệt để hơn, nhằm giảm tối đa lượng khí CH4 phát thải môi trường TS Nguyễn Việt Anh giải thích: “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 Đó lợi trước mắt mà nông dân dễ nhìn thấy được, lợi lâu dài hạn chế trình phân giải chất hữu đồng rộng điều kiện yếm khí, làm giảm lượng khí CH4 phát thải vào môi trường, góp phần hạn chế tình trạng biến đổi khí hậu” Kết ứng dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm cho lúa nhóm nghiên cứu TS Nguyễn Việt Anh thực xã Bình Hòa, huyện Châu Thành (An Giang) với quy mô diện tích 100ha cho thấy, lượng CH4 phát thải giảm 19,57-31,56%, suất lúa tăng 2,7%, tiết kiệm 20-25% lượng nước tưới lợi nhuận tăng 19,7-32% so với tập quán canh tác ngập sâu truyền thống Tại Sóc Trăng, nhóm nghiên cứu thực vụ Hè-Thu 2013 diện tích 1,5 trại giống Long Phú thị trấn Ngã Năm Đây mô hình Trường Đại học Thủy Lợi phối hợp với Sở NN-PTNT Sóc Trăng thực hiện, nhằm thực Chương trình mục tiêu quốc giá ứng phó biến đổi khí hậu Hiện nay, ruộng mô hình trại giống Long Phú lúa vào độ chín, đồng đều, không đổ ngã ước đạt suất cao nhóm nghiên cứu tổ chức lớp tập huấn chuyển giao kỹ thuật tưới tiết kiệm nước cho cán nông dân tỉnh vào ngày 19/8 vừa qua Trực tiếp tham quan ruộng mô hình, đồng chí Quách Văn Nam-Giám đốc Sở NN-PTNT Sóc Trăng đánh giá cao thành công bước đầu mô hình, nhằm giúp Sóc Trăng hướng đến sản xuất nông nghiệp bền vững, vừa tăng thu nhập cho nông dân, vừa góp phần bảo vệ môi trường, việc giảm phát thải khí nhà kính trình sản xuất lúa Trao đổi điều kiện để áp dụng mô hình diện rộng, TS Nguyễn Việt Anh cho biết, vấn đề cần phải có hệ thống công trình thủy lợi, nhằm chủ động nguồn nước tưới, tiêu Do đó, để áp dụng mô hình diện rộng, cần rà soát, bổ sung công trình thủy lợi nhằm nâng cao lực tưới tiêu hệ thống, hệ thống điều tiết nước cống hệ thống kênh mương mặt ruộng, để đảm bảo tưới, tiêu kịp thời Một vấn đề thứ hai mặt ruộng phải tương đối phẳng, không manh mún, nên mô hình phù hợp áp dụng cho cánh đồng mẫu lớn TS Nguyễn Việt Anh cho biết: “Chúng ta cần xây dựng mô hình trình diễn, tổ chức lớp tập huấn, hội thảo đầu bờ, tuyên truyền nâng cao nhận thức lực nông dân, cán khuyến nông địa phương, để thay đổi tập quán canh tác người nông dân Cũng cần có chế sách khuyến khích nông dân áp dụng khoa học công nghệ đơn vị chuyển giao khoa học công nghệ” Hiện nay, vấn đề nóng bỏng môi trường tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu Để chủ động ứng phó biến đổi khí hậu theo tinh thần Nghị Trung ương (khóa XI) “Chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên bảo vệ môi trường”, Tỉnh ủy Sóc Trăng đề Chương trình hành động số 28 UBND tỉnh có Quyết định số 182/QĐ-UBND, ngày 22/7/2012 ban hành kế hoạch hành động ứng phó với biến đổi khí hậu nước biển dâng địa bàn tỉnh Sóc trăng giai đoạn 2011-2015 Với việc áp dụng mô hình canh tác lúa giảm phát thải khí nhà kính kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, ngành Nông nghiệp Sóc Trăng chủ động việc triển khai Chương trình, kế hoạch hành động Tỉnh ủy, UBND tỉnh, để góp phần giảm phát thải khí nhà kính hướng đến nông nghiệp sản xuất bền vững./ -Xuân Trường Phát thải khí nhà kính ngành nông nghiệp gia tăng Thứ ba, 15-04-2014 | 08:07:14 Ước tính FAO khí nhà kính cho thấy lượng khí thải từ nông nghiệp, lâm nghiệp thủy sản tăng gần gấp đôi vòng 50 năm qua tăng thêm 30% vào năm 2050 Đây lần FAO đưa ước tính toàn cầu riêng khí nhà kính (GHG) từ nông nghiệp, lâm nghiệp hoạt động sử dụng đất khác (AFOLU) Những số đưa vào Báo cáo đánh giá lần thứ Ủy ban Liên phủ biến đổi khí hậu (IPCC) Khí thải nông nghiệp từ sản xuất nông nghiệp chăn nuôi tăng từ 4,7 tỷ cácbon điôxit năm 2001 lên 5,3 tỷ năm 2011, tăng 14% Sự gia tăng xảy chủ yếu nước phát triển việc mở rộng sản xuất nông nghiệp Trong đó, lượng khí thải nhà kính thay đổi mục đích sử dụng đất phá rừng giảm gần 10% giai đoạn 2001-2010 xuống mức trung bình khoảng tỷ CO2/năm thập kỷ qua Đây kết việc giảm mức độ phá rừng Trung bình giai đoạn 2001-2011, lượng khí thải từ nông nghiệp, lâm nghiệp hoạt động sử dụng đất khác sau: tỷ CO2 /năm từ trồng trọt chăn nuôi gia súc; tỷ CO2/ năm phá rừng; tỷ CO2/năm từ vùng đất than bùn suy thoái Ngoài khí thải trên, khoảng tỷ CO2/năm gỡ bỏ từ khí khung thời gian tương tự nhờ việc cô lập lượng cacbon lớn khu rừng Dữ liệu FAO dựa báo cáo quốc gia cho thấy lượng phát thải từ ngành nông nghiệp tiếp tục tăng, lượng khí thải không tăng nhanh lượng khí thải từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch ngành khác, tỷ lệ khí thải ngành nông nghiệp tổng số khí thải biến động giảm theo thời gian Nguồn lớn khí thải nhà kính nông nghiệp trình lên men đường ruột - mê-tan tạo từ trình tiêu hóa gia súc Lượng khí thải chiếm 39% tổng sản lượng khí nhà kính ngành Khí thải từ trình lên men đường ruột gia súc tăng 11% từ năm 2001 đến năm 2011 Lượng khí thải trình sử dụng phân bón tổng hợp chiếm 13% lượng phát thải nông nghiệp vào năm 2011 nguồn phát thải khí tăng nhanh nông nghiệp với mức tăng 37% kể từ năm 2001 Khí nhà kính từ trình sinh học cánh đồng lúa tạo khí mê-tan chiếm 10% tổng lượng khí thải nông nghiệp, khí thải từ việc đốt thảo nguyên chiếm 5% Theo số liệu FAO, năm 2011, 44% khí nhà kính liên quan đến nông nghiệp phát sinh châu Á, Mỹ (25%), châu Phi (15%), châu Âu (12%), châu Đại dương (4%) Tỷ lệ tương đối ổn định thập kỷ qua Trước vào năm 1990, phát thải khí nhà kính từ ngành nông nghiệp châu Á chiếm 38%, thấp so với nay, tỷ lệ khu vực châu Âu lớn nhiều (21%) Các liệu FAO cung cấp nhìn chi tiết lượng khí thải từ việc sử dụng nguồn nhiên liệu truyền thống ngành nông nghiệp, bao gồm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch điện để vận hành máy móc nông nghiệp, máy bơm thủy lợi tàu đánh cá Lượng khí thải vượt 785 triệu CO2 năm 2010, tăng 75% kể từ năm 1990 Việc xây dựng chiến lược ứng phó với gia tăng khí thải ngành nông nghiệp yêu cầu đánh giá chi tiết liệu phát thải phương án giảm thiểu lượng phát thải Dữ liệu FAO đại diện cho nguồn thông tin toàn diện đóng góp ngành nông nghiệp trình nóng lên toàn cầu Trước đây, việc thiếu thông tin khiến nhà khoa học nhà hoạch định sách khó khăn việc đưa định chiến lược việc ứng phó với biến đổi khí hậu điều cản trở nỗ lực để giảm thiểu phát thải nông nghiệp Khí nhà kính nông nghiệp trình biến đổi Trần Văn Toàn Nhằm đối phó với tượng nóng lên toàn cầu hạn chế tác động đem lại việc tăng nhiệt độ trung bình trái đất, hội nghị liên hiệp quốc Môi trường Phát triển Rio de Janeiro, Brazil tháng 6/1992, 155 nhà nước phủ tham gia kí kết Công ước khung liên hiệp quốc biến đổi khí hậu toàn cầu (UNFCCC) nhằm mục tiêu cuối ổn định nồng độ khí nhà kính (KNK) khí mức độ ngăn ngừa can thiệp nguy hiểm người hệ thống khí hậu Nghị định thư Kyôto hiệp định kí kết khuôn khổ UNFCCC hội nghị lần thứ bên tham gia UNFCCC Kyoto - Nhật Bản tháng 12/1997 Trong nghị định thư đưa chế mềm dẻo (Buôn bán phát thải toàn cầu (IET), chế đồng thực (JI) chế (CDM), để giúp nước thực phát triển mục tiêu giảm thải khí nhà kính, góp phần đạt mục tiêu chung công ước CDM ghi điều 12 nghị định thư Kyoto, cho phép phủ tổ chức, cá nhân nước công nghiệp thực dự án giảm phát thải nước phát triển để nhận “chứng giảm phát thải”, viết tắt CERs, đóng góp cho mục tiêu giảm phát thải quốc gia CDM cố gắng thúc đẩy phát triển bền vững nước phát triển cho phép nước phát triển đóng góp vào mục tiêu giảm mật độ tập trung KNK khí Tại điều 12.2 nghị định thư có nêu “mục đích CDM trợ giúp bên không thuộc phụ lục I đạt phát triển bền vững góp phần thực mục tiêu cuối công ước giúp bên phụ thuộc phụ lục I thực cam kết giảm hạn chế phát thải điều 3” Cơ chế phát triển (CDM) công cụ linh hoạt nghị định thư Kyoto CDM bao gồm nguyên tắc cốt lõi phát triển bền vững: Phát triển kinh tế, cải thiện môi trường tiến xã hội có tiềm ứng dụng lớn nước phát triển Xem ví dụ sau: “ Chẳng hạn với nước công nghiệp phát triển Đức, Pháp nước khác Châu Âu, theo nghị định thư Kyoto họ phải cắt giảm thấp 5% lượng thải các-bon Thay phải cắt giảm sản xuất họ tiến hành đầu tư tiền cho nước Châu Á Châu Phi, tiến hành trồng rừng để hấp thụ khí các-bon, cho lượng khí hấp thụ với mức các-bon họ buộc phải cắt giảm Như vậy, nước nhận chứng nhận giảm phát thải theo nghị định thư Kyôto Như vậy, chế phát triển (CDM) nghị định thư Kyôto cho phép nhận dạng cách bảo vệ khí hậu cách linh hoạt có hiệu mặt chi phí cách tạo thị trường toàn cầu cho buôn bán chứng việc giảm thải khí nhà kính khuyến khích việc sử dụng tiềm năng, sử dụng hiệu lượng phương pháp bảo toàn lượng quốc gia CDM hội để khẳng định việc giảm thiểu phát thải khí CO2 ý nghĩa lớn cho việc bảo vệ môi trường mà có ý nghĩa mặt kinh tế Việt Nam có loại hình sử dụng đất nông nghiệp chính: Đất trồng lúa nước, đất trồng hoa mầu, Đất rừng đất ngập nước SỰ CHUYỂN HOÁ CÁC BON Ở điều kiện thoáng khí sảy phân rã hữu hô hấp ôxy hoá trình sảy mạnh yếu hoàn toàn phụ thuộc vào độ thoáng ôxy hoá đến hoàn toàn thành CO2 H2O Trong phân rã chất hữu hô hấp thoáng khí bị hạn chế điều kiện khử đất ngập nước(ĐNN) nhiều trình kỵ khí phân rã cacbon hữu Những trình chuyển hoá cacbon điều kiện kỵ khí hiếu khí minh hoạ hình Sự men hoá chất hữu xảy chất hữu chất nhận electron hô hấp kỵ khí vi sinh vật hình thành nên axit hữu có trọng lượng phân tử nhỏ, rượu CO2 C6H12O6 ==> 2CH3CHOCOOH (axit lactic) Hoặc C6H12O6 ==> 2CH2CH2OH + CO2 (ethanol) Quá trình xảy ĐNN vi sinh vật kỵ khí không hoàn toàn bắt buộc Có ý kiến cho rằng, men hoá có vai trò trung tâm việc cung cấp chất cho sinh vật kỵ khí khác trầm tích đất bị ngập nước Nó đường chính, mà hyđrat cácbon có trọng lượng phân tử cao bị phân rã thành hợp chất hữu có trọng lượng phân tử thấp cácbon hữu hoà tan dễ tiêu sinh vật khác (Valiela, 1984), trình xảy sau: C6H12O6 2CH3CHOCOOH (axit lactic) C6H12O6 ==> CH2CH2OH + CO2 ethanol Sự sản sinh mêtan (CH4) ĐNN Quá trình xảy số vi khuẩn định (vi khuẩn mê tan) sử dụng CO nhóm metyl chất thu nhận electron để sản sinh khí mêtan (CH4) theo phương trình: 4H2 + CO2 ==> CH4 + 2H2O CH3COO- + 4H2 ==> 2CH4 + 2H2O CH4 vào khí trầm tích bị tác động gọi "khí đầm lầy" Việc sản sinh CH4 đòi hỏi điều kiện kỵ khí với Redox dao động từ - 250 - 350 mV, sau chất thu nhận electron cuối khác (O 2, NO3- SO42-) sử dụng Nhìn chung, CH4 phát nồng độ thấp đất có môi trường khử, nồng độ SO42- lớn (Valiela, 1984) Nguyên nhân tượng là: - Sự cạnh tranh chất xảy sunfua vi khuẩn mêtan - Tác động kìm hãm sunfat sunfit đến vi khuẩn mêtan - Có thể có phụ thuộc vi khuẩn mêtan đến sản phẩm vi khuẩn sản xuất sunfua Những chứng cho rằng, mêtan bị ôxy hoá đến CO sinh vật khử sunfat (Valiela, 1984) So sánh sản sinh mêtan môi trường nước nước biển cho thấy, tốc độ sản sinh mêtan môi trường nước cao lượng sunfat nước trầm tích nhỏ Sử dụng nghiên cứu khác để so sánh tốc độ sản sinh mêtan khó, tác giả sử dụng phương pháp khác tốc độ sản sinh lại phụ thuộc vào nhiệt độ thời kỳ thuỷ văn Sự sản sinh mêtan thường theo mùa vùng khí hậu ôn hoà Ví dụ, Harris (1982) cho biết, sản sinh mêtan cực đại đầm lầy nước bang Virigina vào tháng 5, theo Wiebe (1981) đầm lầy nước mặn lại vào cuối mùa hè Chu trình sunfua Chu trình sunfua quan trọng số ĐNN để ôxy hoá bon Điều với ĐNN ven biển (bãi lầy mặn, khu rừng ngập mặn) nơi giàu sunfua Vi khuẩn khử sunfua cần chất hữu cơ, nhìn chung có trọng lượng phân tử thấp, nguồn lượng để chuyển sunfat thành sunfit Quá trình men hoá đề cập phần cung cấp hợp chất hữu có trọng lượng phân tử thấp lactat Những phương trình khử sunfua cho thấy trình ôxy hoá chất hữu xảy sau: 2CH3CHOHCOO- + SO42- + 3H+ 2CH3COO- + 2CO2- + H2O + HSlactat CH3COO- + SO42- 2CO2 + 2H2O + HS- axetat Tầm quan trọng đường khử sunfua men hoá ôxy hoá bon hữu tới CO2 ĐNN mặn nhiều tác giả Anh đề cập đến Các kết nghiên cứu cho thấy, có tới 54% cacbon diôxyt giải phóng từ đầm lầy đường khử sunfua men hoá, với hô hấp hiếu khí chiếm 45% phần lại có tỷ lệ nhỏ CO2 - Đất trồng lúa phát thải khí nhà kính Theo định nghĩa công ước Ramsar toàn ĐNN Việt Nam chiếm phần không nhỏ toàn lãnh thổ Các vùng biển nông, ven biển, cửa sông, đầm phá, đồng châu thổ sông, tất sông suối ao hồ, đầm lầy tự nhiên hay nhân tạo (Trong điều kiện Việt Nam diện tích > 2ha), vùng nuôi trồng thuỷ sản canh tác lúa nước thuộc loại hình ĐNN Việt Nam nằm vùng nhiệt đới ẩm gió mùa nên vừa có thuận lợi lại vừa có thách thức Nhiệt độ nóng ẩm làm cho tốc độ sinh trưởng phát triển thực vật nhanh Mưa nhiều gây cho đất bị xói mòn nghiêm trọng, đất dốc So sánh loại hình sử dụng đất vùng nhiệt đới ẩm mưa nhiều người ta thấy có hai phương thức sử dụng đất bền vững lúa nước rừng (hoặc loại hình tương tự rừng trang trại trồng lưu niên) Người ta thường nói đến vai trò hệ canh tác lúa nước đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội đề cập đến tác động môi trường Một số ý kiến quan Phối hợp Chính sách Môi trường Nhật Bản làm rõ thêm số tác động tích cực hệ canh tác lúa nước môi trường *Hạn chế lũ lụt: Đê điều nhằm bảo vệ cánh đồng lúa khỏi bị ngập lụt mặt khác cần thấy tác động ngược lại chúng góp phần hạn chế lũ lụt Các cánh đồng lúa bao bọc hệ thống bờ vùng bờ hạn chế lượng nước chảy tràn trận mưa tạo nên lũ lụt Có thể xem vai trò cánh đồng lúa hồ chứa nước lĩnh vực bảo vệ môi trường, chúng có giá trị tương đương hồ chứa nước cánh đồng cao, phẳng *Duy trì tài nguyên nước: Các cánh đồng lúa lưu giữ lớp nước bề mặt trải rộng diện tích lớn lãnh thổ nhờ tác động tích cực đến chế độ nước ngầm Nước ngầm cánh đồng lúa trì đóng góp vào ổn định lưu lượng dòng sông mùa cạn trì mức nước ngầm cho giếng nước sinh hoạt *Làm môi trường (đất khí quyển) tạo cảnh quan đẹp cho vùng quê Các cánh đồng lúa kể đồng màu, vườn tiêu thụ sản phẩm phân giải rác thải góp phần giảm thiểu ô nhiễm đất Đối với việc làm bầu không khí chức điều tiết khí cacbônic (CO2), cánh đồng lúa hấp thu khí độc khí sunfurơ (SO2) khí nitơ ôxyt (NO2) Mỗi năm lúa hấp thu 4,86kgSO2 7,87kngO2 Nếu tính thể tích khí số làm phải kinh ngạc Như biết, cacbon diôxyt (CO2) mêtan (CH4) hợp chất chứa cacbon phong phú khí Và hàng năm lượng CH khí tăng lên khoảng 0,8 - 1,0% Trong vòng 150 năm trở lại đây, lượng CH4 khí tăng lên lần Mặc dù nồng độ tương đối thấp CH4 có tầm quan trọng đặc biệt môi trường Nó loại khí có liên quan tới khí hậu đóng góp khẳng 20% vào nóng lên khí hậu toàn cầu 0,7 0C vòng 100 năm qua Tác động tăng lên ôxy hóa CH phản ứng OH- nồng độ NOx cao dẫn tới việc hình thành ôzôn (O 3) tầng đối lưu gây ảnh hưởng tới điều kiện khí hậu Hơn nữa, nồng độ ôzôn tầng đối lưu định tiềm ôxy hóa tầng có ảnh hưởng tới phân bố tính phong phú hợp phần môi trường khác Nguồn gốc chủ yếu CH4 bề mặt Trái Đất với diện tích khoảng 150 triệu km2, thông qua qúa trình khoáng hóa chất hữu vi sinh vật điều kiện khử hoàn toàn Quá trình xảy ĐNN (đầm lầy, ruộng lúa, đầm phá, bãi rác) trình lên men máy tiêu hóa động vật loài động vật ăn cỏ khác * Phát thải khí CH4 ruộng lúa: Toàn giới có khoảng 79 triệu ha, với 43% (34 triệu ha) Đông Á (Trung Quốc, Đài Loan, Nhật, Triều Tiên), 24 triệu Nam Á 15 triệu Đông Nam Châu Á Những nước có nhiều diện tích ĐNN trồng lúa Trung Quốc (31 triệu ha), Ấn Độ (19 triệu ha); Inđônêsia (7 triệu ha) Việt Nam (4 triệu ha) (Thomas Fairhurst, 2000) Thế phát thải CH4từ ruộng lúa nguồn chủ yếu CH khí Khoảng 90% diện tích trồng lúa phân bố Châu Á Sự ngập nước làm cho đất trạng thái khử sản sinh CH4 Sự hình thành CH4 ruộng lúa ảnh hưởng đến nồng độ, phân bố CH khí Koyama nghiên cứu vào năm 1964 Dựa vào thí nghiệm phòng mẫu đất lúa Nhật Bản, tác giả ước tính hàng năm phát thải CH4 từ ruộng lúa vào khí khoảng 190 triệu năm đầu thập kỷ 60 Đến năm 1970, theo Ehhalt Schmidt (1968) ước tính khoảng 280 triệu tấn/năm Nghĩa chiếm 50% tổng lượng CH4 phát thải vào khí Thí nghiệm đo trực tiếp ruộng lúa lượng CH4 phát thải thực vào năm 1980 California (Mỹ) Cicerone Shetter (1981) cho biết, lượng phát thải CH vào khoảng 59 triệu tấn/năm Sau đó, năm 1984 Seiler lặp lại thí nghiệm Tây Ban Nha đưa giá trị tương tự từ 35 - 59 triệu tấn/năm Holzapfer Seiler (1986) đo lượng CH phát thải từ ruộng lúa Italia cho kết cao hơn, trung bình từ 12 ± 6mg/m2/giờ Căn vào diện tích đồng lúa nhiệt độ đất vùng, Schutz (1989) ước đoán lượng CH phát thải toàn cầu khoảng 100 ± 50 triệu tấn/năm Thế ảnh hưởng khí hậu, loại đất, giống trồng, quản lý đồng ruộng, loại cách sử dụng phân bón đến chưa nghiên cứu đầy đủ Điều trở nên hấp dẫn cường độ phát thải mạnh Italia Trung Quốc phản ánh biến đổi ngày đêm theo mùa, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu phương thức quản lý đồng ruộng Ở Italia, phát thải CH đạt giá trị cực đại vào nửa buổi chiều nhiệt độ đất tới sâu 5cm đạt cực đại Tương quan thuận nhiệt độ đất lượng CH4 phát thải (trong suốt thời kỳ sinh trưởng) thí nghiệm khẳng định Về giá trị trung bình theo mùa, tỷ lệ CH phát thải tăng gấp đôi, nhiệt độ tăng lên 0C Khác với Italia tỷ lệ CH phát thải ruộng lúa Trung Quốc có điểm cực đại vào giai đoạn sinh trưởng sớm lúa, nghĩa vào cuối tháng cuối tháng Trong thời kỳ sinh trưởng, tỷ lệ phát thải CH4 cực đại xảy vào buổi trưa đêm Điều ngạc nhiên tỷ lệ phát thải CH4 đạt giá trị cực đại vào ban đêm xảy thời gian muộn thời kỳ sinh trưởng, nghĩa đầu tháng đầu tháng Việc sử dụng phân khoáng có ảnh hưởng tới lượng CH4 phát thải Cicerone Shetter (1981) cho biết, sau bón amôni sunphat (NH4)SO4, lượng CH4 phát thải tăng lên gấp lần Nhiều thí nghiệm đại trà Italia cho thấy, ảnh hưởng phân bón đến phát thải CH4 lớn, phụ thuộc vào loại, liều lượng phương pháp sử dụng phân bón Việc sử dụng phân hữu phân chuồng, phân rác làm tăng lượng CH4và tăng gấp lần Ngược lại, bón sâu phối hợp với phân urê (200kg N/ha) amôni sunphat lượng CH4 phát thải lại giảm nửa Ở Việt Nam, diện tích trồng lúa khoảng 4,3 triệu ha, tăng vụ nên tính khoảng triệu Trong chăn nuôi thải khoảng 50 - 65 triệu phân chuồng, chủ yếu dùng để bón cho lúa, nên lượng phát thải CH4 ruộng lúa lớn Ngoài ra, diện tích ĐNN có rừng ngập mặn khoảng 156.000ha (Ngô Đình Quế, 2003), ĐNN có RNM phát thải khoảng 38 triệu CH4 CO2 (Nguyễn Văn Hiệu, 1997) Văn phòng ôzôn VN thử kiểm kê khí nhà kính Như vậy, CO2 CH4 loại khí nhà kính chủ yếu Việt Nam Tính đến 1993, luợng phát thải CO2 Việt Nam vào khoảng 27 - 28 triệu tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch từ hoạt động lượng lượng phát thải CH vào khoảng 3,2 triệu từ ĐNN trồng lúa Các hoạt động ngành lâm nghiệp phát thải khoảng 34,5 triệu CO chưa kể lượng phát thải CO2 đốt sinh khối Chuyển hoá nitơ Sự chuyển hoá nitơ đất bao gồm nhiều trình có tham gia vi sinh vất NH4+ dạng phổ biến nitơ khoáng hầu hết loại đất, nhiều nitơ bị liên kết chặt dạng hữu cơ, đất có hàm lượng hữu cao Sự diện tầng ôxy hoá bên tầng khử kỵ khí ngưỡng tới hạn nhiều trình Một số trình khoáng hoá chất hữu chứa nitơ Một số ion NH4+ khuyếch tán vào tầng đất ôxy hoá và lúa hút thu, bị bay hơi, bị nitrat hoá rửa trôi trở lại tầng đất khử bị nitơ dạng phân tử (N2) trình phản nitrat hoá Khi phân bón nitơ amôni (urê, amôni sunfat) bón cách rải bề mặt ruộng lúa nitơ dạng NH bay hơi.Bay NH phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ gió, biến đổi pH ngày đêm hoạt động sinh học nước ngập Một cách luân phiên, ion NH4+ khuếch tán vào tầng đất bị ôxy hoá kéo theo trình thuỷ phân lúa hút thu trực tiếp bị nitrat hoá, bị cố định hợp chất hữu Tiếp theo trình nitrat hoá NH4 - N tầng đất bị ôxy hoá, NO3 - N rễ hút thu, rửa trôi xuống tầng đất khử bị phản nitrat hoá nitơ dạng khí N2O, NO N2 Quá trình khoáng hoá nitơ chuyển hoá sinh học chất hữu chứa nitơ đến nitơ amôni (NH4 - N) Quá trình xảy hai điều kiện kỵ khí hiếu khí gọi trình amôn hoá theo phản ứng: NH2- CO- NH2 + H2O ==> NH3 + CO2 (1) (Urê) NH3 + H2O ==> NH4+ + OH- (2) Khi NH4+ tạo thành, hút thu hệ rễ thực vật, vi sinh vật lại biến đổi thành phần chất hữu Ở điều kiện khử ĐNN tồn građiên nồng độ cao NH 4+ tầng đất khử nồng độ thấp tầng đất bị ôxy hoá gây nên khuếch tán NH 4+ lên tầng NH4+ - N bị ôxy hoá vi khuẩn hoá dưỡng qua trình nitrat hoá theo hai giai đoạn: - Do vi khuẩn Nitrosomonas.sp 2NH4+ + 3O2 ==> 2NO2- + 2H2O + 4H+ + lượng (3) - Do vi khuẩn Nitrobacter sp 2NO2- + O2 ==> 2NO3- + lượng (4) NO3- linh động dung dịch đất biến đổi theo nhiều cách khác Một trình khác chiếm ưu khử NH 4+ phản nitrat hoá hoạt động vi khuẩn denitrificans điều kiện kỵ khí thành ôxyt nitơ khí nitơ phân tử C6H12O6 + NO3- ==> 6CO2 + H2O + N2 (5) Quá trình khử nitrat hoá trình quan trọng làm nitơ khỏi đất Quá trình cố định nitơ trình chuyển hoá N dạng khí thành nitơ hữu qua hoạt động vi sinh vật định với có mặt enzyme nitrogenaza Quá trình nguồn nitơ đáng kể cho số loại đất Quá trình cố định N2 diễn vi khuẩn hiếu khí có ưu nồng độ ôxy thấp nồng độ ôxy cao hoạt tính enzyme nitrogenaza bị kìm hãm (Ethrington, 1983) Cố định N2 xảy vi khuẩn sống tự vi khuẩn cộng sinh giống Rhizobium xạ khuẩn Actinomycete Whitney (1981) cho biết, cố định vi sinh vật (VSV) đường quan trọng đất đầm lầy mặn Một mặt khác, hai loại vi khuẩn (VK) cố định N2 VK nitrat hoá hoạt tính điều kiện pH thấp Tảo xanh lục không cố định N2 cộng sinh có nhiều ĐNN nguồn đóng góp đáng kể niơ ĐNN Ở ruộng lúa có trình làm biến đổi điều kiện đất gần rễ lúa điều kiện kỵ khí - Giải phóng O2 từ rễ gây nên ôxy hoá Fe2+ tạo môi trường axit Fe2+ + O2 + 10H2O ==> 4Fe(OH)3 + 8H+ - Ion H+ từ rễ lúa vào cân hút thu cation - anion (nghĩa trì trung hoà điện tích qua giao diện đất - hệ rễ) với nitơ hút thu dạng cation NH4+ Do áp suất riêng phần CO cao xảy điều kiện kỵ khí, rễ lúa giải phóng CO2 hút thu từ đất gây nên thay đổi giá trị pH đất [...]... hữu cơ cao Sự hiện diện của tầng ôxy hoá bên trên tầng khử hoặc kỵ khí là ngưỡng tới hạn đối với nhiều quá trình Một trong số quá trình đó là sự khoáng hoá chất hữu cơ chứa nitơ Một số ion NH4+ có thể khuyếch tán vào tầng đất ôxy hoá và và được cây lúa hút thu, hoặc bị mất do bay hơi, hoặc bị nitrat hoá và rửa trôi trở lại tầng đất khử và ở đây có thể bị mất nitơ dạng phân tử (N2) do quá trình phản nitrat... đất bị ôxy hoá, thì NO3 - N hoặc được rễ hút thu, hoặc rửa trôi xuống tầng đất khử và ở đây nó bị phản nitrat hoá và mất nitơ ở dạng khí N2O, NO và N2 Quá trình khoáng hoá nitơ là sự chuyển hoá sinh học các chất hữu cơ chứa nitơ đến nitơ amôni (NH4 - N) Quá trình này xảy ra trong cả hai điều kiện kỵ khí và hiếu khí và được gọi là quá trình amôn hoá theo các phản ứng: NH2- CO- NH2 + H2O ==> 2 NH3 +... định N2 và VK nitrat hoá đều không có hoạt tính ở điều kiện pH thấp Tảo xanh lục không cố định N2 cộng sinh có nhiều ở ĐNN cũng là nguồn đóng góp đáng kể niơ trong các ĐNN Ở ruộng lúa có 3 quá trình chính làm biến đổi những điều kiện đất gần rễ lúa trong điều kiện kỵ khí - Giải phóng O2 từ rễ gây nên sự ôxy hoá Fe2+ và tạo môi trường axit 4 Fe2+ + O2 + 10H2O ==> 4Fe(OH)3 + 8H+ - Ion H+ từ rễ lúa vào cân... dung dịch đất và biến đổi theo nhiều cách khác nhau Một quá trình khác chiếm ưu thế là sự khử NH 4+ và phản nitrat hoá do hoạt động của vi khuẩn denitrificans trong điều kiện kỵ khí thành ôxyt nitơ khí và nitơ phân tử C6H12O6 + 4 NO3- ==> 6CO2 + H2O + 2 N2 (5) Quá trình khử nitrat hoá là một quá trình quan trọng làm mất nitơ khỏi đất Quá trình cố định nitơ là quá trình chuyển hoá N 2 dạng khí thành nitơ... amôni (urê, amôni sunfat) được bón bằng cách rải trên bề mặt ruộng lúa thì có thể mất nitơ ở dạng NH 3 do bay hơi.Bay hơi NH 3 phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ gió, sự biến đổi pH ngày đêm do hoạt động sinh học trong nước ngập Một cách luân phiên, những ion NH4+ khuếch tán vào tầng đất bị ôxy hoá kéo theo quá trình thuỷ phân và được cây lúa hút thu trực tiếp hoặc bị nitrat hoá, hoặc bị cố định trong hợp... rễ lúa vào cân bằng hút thu cation - anion (nghĩa là duy trì trung hoà điện tích qua giao diện đất - hệ rễ) với nitơ được cây hút thu ở dạng cation NH4+ Do áp suất riêng phần của CO 2 cao xảy ra trong điều kiện kỵ khí, rễ lúa có thể hoặc giải phóng ra CO2 hoặc hút thu nó từ đất và gây nên sự thay đổi giá trị pH của đất ... (Urê) NH3 + H2O ==> NH4+ + OH- (2) Khi NH4+ được tạo thành, nó có thể được hút thu bởi hệ rễ thực vật, hoặc vi sinh vật và cũng có thể lại biến đổi trong thành phần chất hữu cơ Ở những điều kiện khử của ĐNN và tồn tại một građiên giữa nồng độ cao của NH 4+ trong các tầng đất khử và nồng độ thấp trong tầng đất bị ôxy hoá sẽ gây nên sự khuếch tán của NH 4+ lên tầng trên NH4+ - N bị ôxy hoá bởi các vi... Quá trình này có thể là nguồn nitơ đáng kể cho một số loại đất Quá trình cố định N2 diễn ra do những vi khuẩn hiếu khí và có ưu thế ở nồng độ ôxy thấp vì ở nồng độ ôxy cao thì hoạt tính của enzyme nitrogenaza bị kìm hãm (Ethrington, 1983) Cố định N2 có thể xảy ra do vi khuẩn sống tự do và vi khuẩn cộng sinh giống Rhizobium hoặc bởi xạ khuẩn Actinomycete Whitney (1981) cho biết, cố định bởi vi sinh vật