CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
2.3.1. Phân tích năng suất lúa
Công thức tính năng suất cho các công thức thí nghiệm. Mỗi một ô lấy 5 lần nhắc chéo góc. Mỗi lần nhắc ta đo (rộng 1m x dài 1m) = số khóm/m2 (Đầu ruộng (trái, phải), giữa ruộng, cuối ruộng (trái phải) = tổng năm lần nhắc/ 5 ta được số trung bình.
Chú ý: các điểm lấy mẫu cách bờ ruộng tối thiểu là 2m tính từ đầu bờ vào.
NS (tạ/ha) = số bông/m2 x số hạt chắc/bông x P1000/10 x 1000 Trong đó:
P1000: là trọng lượng 1000 hạt được tính bằng gam Hệ số 10: là hệ số chuyển đổi từ gam ra tạ và từ m2 ra ha.
Hệ số 1000: là hệ số chuyển đổi từ trọng lượng 1000 hạt ra trọng lượng 1 hạt.
2.3.2 Phân tích, tính toán khí nhà kính
2.3.2.1. Phương pháp lấy mẫu khí
a. Thiết bị, dụng cụ lấy mẫu khí
Thiết bị, dụng cụ lấy mấu khí bao gồm: Hộp lấy mẫu; ắc-quy; đồng hồ đo thời gian; xilanh để thu mẫu; chai đựng mẫu; thùng chứa mẫu; máy đo tự động các thông số pH, Eh và nhiệt độ trong đất; nhật ký ghi chép; máy ảnh. Trong đó, hộp lấy gồm 2 bộ phận chính: (1) Phần thân hộp được làm bằng mica, kích thước LxBxH=0,6m x 0,6m x 1,0m, hộp được gắn nhiệt kế đo nhiệt độ và quạt để khấu trộn đều không khí bên trong hộp; (2) Phần chân đế được làm bằng thép, kích thước LxBxH = 0,6m x 0,57m x 0,3m, chân đế có các lỗ đối xứng để cân bằng mực nước trên mặt ruộng và trong chân đế. Ắc-quy sử dụng loại 12V-7Ah để chạy quạt. Xilanh thu mẫu dung tích 50ml. Chai đựng mẫu bằng thủy tinh, dung tích 30ml, được hút chân không và nắp đậy bằng cao su. Thùng chứa mẫu có các ngăn chứa từng chai đựng mẫu và xốp chèn giảm tác động do va đập.
b. Quy trình và tần suất lấy mẫu Bước 1: Chuẩn bị lấy mẫu khí
- Tiến hành đổ nước và chân đế nhằm tránh tình trạng khí bên trong hộp lấy mẫu thoát ra ngoài.
- Đặt hộp lấy mẫu lên chân đế sao cho thăng bằng. - Mở van cân bằng áp trên hộp.
- Lắp ắc-quy, kiểm tra hoạt động của quạt trong hộp lấy mẫu, đồng thời đóng van cân bằng áp.
Bước 2: Tiến hành lấy mẫu
Sau khi quạt quay được ít nhất 30 giây thì tiến hành lấy mẫu khí. Mẫu khí được lấy 3 lần/ô ruộng và lấy tại 3 thời điểm khác nhau, 1 phút, 10 phút và 20 phút. Tại mỗi thời điểm khi lấy mẫu đều phải theo dõi nhiệt độ bên trong hộp khí, ghi nhật ký và chụp ảnh. Mẫu khí được lấy vào buối sáng (8:30 ÷ 11:00 giờ).
Tại thời điểm 0’30’’, dùng xilanh lấy khoảng 5ml khí trong hộp, xả khí ra ngoài môi trường để làm sạch xilanh. Tại thời điểm 1’00’’ tiến hành lấy mẫu đầu tiên. Dùng xilanh hút 30ml và bơm vào lọ đựng mẫu. Xem nhiệt độ trong hộp mica và ghi vào mẫu ghi. Các lần lấy mẫu tiếp theo tiến hành tương tự giống lần đầu tiên.
Tại thời điểm 9’30’’, tiến hành làm sạch xilanh và lấy mẫu vào thời điểm 10 phút. Theo dõi nhiệt độ và ghi vào nhật ký.
Tương tự, tại thời điểm 19’30’’ tiến hành làm sạch xilanh và lấy mẫu vào thời điểm 20 phút. Theo dõi nhiệt độ và ghi vào nhật ký.
Kết thúc quá trình lấy mẫu, cần bỏ hộp mica ra khỏi chân đế và tiến hành đo chiều cao từ mực nước trên mặt ruộng tới chân đế (đo 4 góc), đồng thời sử dụng máy đo tự động để đo pH, Eh và nhiệt động của đất vào thời điểm lấy mẫu.
Hình 2.17: Lấy mẫu khí trong mô hình lúa hàng hóa xã Phú Thịnh
Mẫu khí được lấy tại 6 ô ruộng, 4 ô ruộng trong mô hình và 2 ô ruộng ngoài mô hình để so sánh kết quả phát thải khí nhà kính. Số mẫu được lấy là 3 mẫu/lần/ô ruộng. Mẫu khí được lấy từ tuần đầu tiên sau khi cấy cho đến trước thời điểm thu hoạch 1 tuần. Số lượng mẫu khí vụ xuân cao hơn vụ mùa vì lịch sinh trưởng của cây lúa vụ xuân kéo dài hơn so với vụ mùa.
Bước 3: Vận chuyển và bảo quản mẫu
Sau khi lấy mẫu xong, sắp xếp lọ mẫu theo lô. Sau đó mẫu được sắp xếp vào hộp chuyên dùng có vách ngăn để tránh va đập giữa các lọ mẫu trong quá trình vận chuyển. Chuyển mẫu về phòng phân tích trong vòng 72h
Trong quá trình chờ phân tích mẫu được bảo quản ở nhiệt độ phòng (25oC), ẩm độ 70 ÷ 80%. Mẫu nên được phân tích sớm trong vòng 15 ngày sẽ cho kết quả chính xác, không lưu mẫu quá 30 ngày.
2.3.2.2. Phân tích tính toán khí nhà kính
Trong khuôn khổ hợp tác giữa Viện Nước, Tưới tiêu và Môi trường với Trường Đại học Kyoto và Công ty Kitai Sekkei (Nhật Bản) trong lĩnh vực tưới tiết kiệm và môi trường. Mẫu khí nhà kính lấy từ khu mô hình được Khoa nông nghiệp thuộc Trường đại học Kyoto phụ trách phân tích.
Mẫu khí được phân tích bằng hệ thống sắc ký ký (GC – Gas Chromatography). Tính toán kết quả phát thải khí CH4 và N2O dựa trên công thức (Rolston, 1986):
F= 𝜌 x (𝑉 𝐴)⁄ x (∆𝑐/∆𝑡) 𝑥 [273/(273 + 𝑇)]𝑥 (𝑃/760)𝑥 60 𝑥 24
Trong đó, F: Tốc độ phát thải khí (mg/m2/giờ); 𝜌 : Mật độ của khí (0,714 kg/m3); h: Chiều cao của buồng khí (m2); V: Thể tích buồng khí (A.h, m3); A: Diện tích bề mặt buồng kín (m2); (∆𝑐/∆𝑡 ∶ 𝑇ốc độ tăng nồng độ khí trong buồng kín (mg/m3/giờ); P: Áp suất không khí.
Kết quả quy đổi từ khí CH4 và khí N2O sang khí CO2 tương đương (CO2e) được tính toán dựa trên công thức của IPCC 2007 (Intergovernmental Panel on Climate Change): Hệ số quy đổi CH4 về CO2e = CH4 x 25
Hệ số quy đổi N2O về CO2e = N2O x 298
Tổng lượng phát thải khí nhà kính trong dự án được tính theo công thức: GWP (kg CO2e/ha) = phát thải khí CH4 x 25 + phát thải khí N2O x 298.