Lượng phát thải khí CH4 trên ruộng tưới ngập thường xuyên

3 17/8/2013 29,38 4 4 19/8/2013 19,99 4 5 24/8/2013 25,32 4 6 26/8/2013 16,10 4,5 7 31/8/2013 10,27 4 8 02/9/2013 21,12 4,5 9 07/9/2013 22,89 2 10 09/9/2013 20,21 2 11 14/9/2013 13,25 3 12 16/9/2013 10,34 3 13 21/9/2013 4,87 5 14 23/9/2013 5,56 5 15 28/9/2013 3,78 4 16 30/9/2013 2,27 4 17 05/10/2013 1,52 3 18 12/10/2013 1,11 3 19 18/10/2013 1,09 3

Hình 3.7. Biểu đồ diễn biến lượng phát thải CH4 trên ruộng tưới ngập thường xuyên Bảng 3.7. Tổng lượng phát thải khí CH4 trên ruộng tưới ngập thường xuyên

Xử lý thí nghiệm Lượng phát thải trung bình (mg/m2/ngày)

Lượng phát thải cả mùa (kg/ha)

Tưới ngập thường xuyên +

phân hoá học 302,8 287,66

Nhận xét:

- Trong trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng xuyên, lƣợng CH4 phát thải có xu thế giảm dần từ khi cấy đến khi thu hoạch và dao động tƣơng đối lớn,

mg/m2/giờ, ứng với mực nƣớc trên ruộng là 4 cm và giảm xuống vào giai đoạn sau khi trỗ bông 15 ngày, lƣợng phát thải là 5,56 mg/m2/giờ, ứng với mực nƣớc trên ruộng là 5 cm, Đặc biệt, sau khi lúa chín đỏ đi, lƣợng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa xuống thấp nhất, chỉ đạt 1,09 mg/m2/giờ, ứng với mực nƣớc trên ruộng là 3 cm, Lƣợng phát thải trung bình 302,8 mg/m2/ngày, tổng lƣợng phát thải cả mùa là 287,66 kg/ha,

Qua các kết quả thực nghiệm trên cho thấy, các giai đoạn sinh trƣởng phát triển của cây lúa và mực nƣớc trên ruộng có ảnh hƣởng rất lớn đến lƣợng phát thải khí CH4,

b) Lƣợng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa trong trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi

Kết quả nghiên cứu ghi ở bảng 3.8, 3.9 và hình 3.8 nhƣ sau:

Bảng 3.8. Lượng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa tưới nông lộ phơi

STT Ngày CH4 (mg/m2/h) Mực nƣớc trên ruộng (cm)

1 5/8/2013 16,52 2 2 12/8/2013 14,78 0 3 17/8/2013 21,44 0 4 19/8/2013 14,45 0 5 24/8/2013 13,15 4 6 26/8/2013 13,10 4,5 7 31/8/2013 18,03 4 8 02/9/2013 17,59 4,5 9 07/9/2013 23,78 2 10 09/9/2013 21,83 2 13 14/9/2013 12,45 2 12 16/9/2013 6,81 0 13 21/9/2013 4,45 0 14 23/9/2013 2,42 0 15 28/9/2013 1,41 3 16 30/9/2013 1,39 4 17 05/10/2013 1,46 3 18 12/10/2013 1,16 3 19 18/10/2013 1,33 3

Hình 3.8. Biểu đồ diễn biến lượng phát thải khí CH4 trên ruộng tưới nơng lộ phơi

Bảng 3.8. Tổng lượng phát thải khí CH4 (tưới nơng lộ phơi)

Xử lý thí nghiệm Lượng phát thải trung bình (mg/m2/ngày)

Lượng phát thải cả mùa (kg/ha)

Tưới theo thời đoạn +

Nhận xét :

- Các kết quả nghiên cứu cho thấy, với chế độ tƣới nông lộ phơi, lƣợng CH4 phát thải dao động tƣơng đối lớn trong quá trình sinh trƣởng từ khi cấy đến khi thu hoạch, nhƣng thấp hơn so với tƣới ngập thƣờng xuyên. Lƣợng phát thải trung bình là 259,64 mg/m2/ngày, tổng lƣợng phát thải cả mùa là 246,66 kg/ha.

- Trong các giai đoạn sinh trƣởng phát triển của cây lúa lƣợng phát thải khí CH4 có xu thế giảm dần từ khi cấy đến khi lúa chín, phát thải khí CH4 có giá trị lớn nhất vào giai đoạn làm đòng, lƣợng phát thải là 23,78 mg/m2/giờ, ứng với mực nƣớc trên ruộng là 4,5 cm và giảm xuống thấp vào giai đoạn sau khi trỗ bông 15 ngày, lƣợng phát thải là 2,42 mg/m2/giờ, ứng với mực nƣớc trên ruộng là 0 cm. Đặc biệt, sau khi lúa chín đỏ đi thì lƣợng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa xuống thấp nhất, lƣợng phát thải là 1,16 mg/m2/giờ ứng với mực nƣớc trên ruộng là 3 cm.

Qua các kết quả thực nghiệm trên cho thấy, ở chế độ tƣới nông lộ phơi (rút cạn mực nƣớc trên ruộng vào giai đoạn lúa đẻ nhánh mọc địng và sau khi trổ bơng 15 ngày) sẽ tiết kiệm lƣợng nƣớc tƣới và giảm lƣợng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa hơn phƣơng pháp tƣới ngập thƣờng xuyên

3.5. Ảnh hƣởng của chế độ tƣới đến lƣợng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa

Từ các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong mục 3.2 và 3.3, ta có sự so sánh ảnh hƣởng của chế độ quản lý nƣớc mặt ruộng trong trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng xuyên và nông lộ phơi trên thí nghiệm đồng ruộng đƣợc thể hiện trong bảng 3,8, 3,9 và hình 3.4 nhƣ sau:

Bảng 3.8. So sánh lượng phát thải khí CH4 trên ruộng lúa trong 2 trường hợp tưới ngập thường xuyên và tưới nông lộ phơi

STT Ngày Mực nƣớc trên ruộng (cm) Dòng CH4 (mg/m2/h) CH4 Tưới ngập thường xuyên Tưới nông lộ phơi Tưới ngập thường xuyên Tưới nông lộ phơi (mg/m2/h) 1 5/8/2013 3 2 14,47 16,52 -2,05 2 12/8/2013 5 0 16,20 14,78 1,42 3 17/8/2013 4 0 29,38 21,44 7,94 4 19/8/2013 4 0 19,99 14,45 5,54 5 24/8/2013 4 4 25,32 13,15 14,17 6 26/8/2013 4,5 4,5 16,10 13,10 3,00 7 31/8/2013 4 4 10,27 18,03 -7,76 8 02/9/2013 4,5 4,5 21,12 17,59 3,53 9 07/9/2013 2 2 22,89 23,78 -0,89 10 09/9/2013 2 2 20,21 21,83 -1,62 13 14/9/2013 3 2 13,25 12,45 0,80 12 16/9/2013 3 0 10,34 6,81 3,53 13 21/9/2013 5 0 4,87 4,45 0,42 14 23/9/2013 5 0 5,56 2,42 3,14 15 28/9/2013 4 3 3,78 1,41 2,37 16 30/9/2013 4 4 2,27 1,39 0,88 17 05/10/2013 3 3 1,52 1,46 0,06 18 12/10/2013 3 3 1,13 1,16 -0,05

Bảng 3.9. So sánh tổng lượng phát thải khí Mêtan và năng suất lúa trong 2 trường hợp tưới ngập thường xuyên và tưới nông lộ phơi

Trường hợp Xử lý thí nghiệm Lượng phát thải trung bình (mg/m2/ngày) Lượng phát thải cả mùa (kg/ha) Sản lượng lúa (Tấn/ha) Tưới ngập

thường xuyên xuyên + phân hoá học Tƣới ngập thƣờng

302,8 287,66 4,25 Tưới nông lộ phơi Rút nƣớc định kỳ + phân hoá học 259,64 246,66 4,26 Chênh lệch 43,16 41 0,01

Hình 3.9 . Biểu đồ so sánh diễn biến lượng phát thải CH4 trong 2 trường hợp tưới ngập thường xuyên và nông lộ phơi

Nhận xét:

 Lƣợng phát thải CH4 trong hai trƣờng hợp có xu thế giảm dần từ khi cấy đến thu hoạch, đặc biệt ở giai đoạn lúa chín, lƣợng phát thải rất nhỏ, từ 1,09  1,33 mg CH4/m2/giờ.

 Dao động phát thải CH4 trong trƣờng hợp rút nƣớc định kỳ (từ 1,16 mg CH4/m2/giờ đến 23,78 mg CH4/m2/giờ) thấp hơn so với trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng xuyên (từ 1,09 mg CH 2/giờ đến 29,38 mg CH 2/giờ).

 Trong hai giai đoạn rút cạn nƣớc trên ruộng, lƣợng phát thải CH4 đều nhỏ hơn so với trƣờng tƣới ngập thƣờng xuyên, chênh lệch từ 0,42 7,94 mg/m2/giờ. Từ đó có thể thấy rằng, rút cạn nƣớc phơi ruộng có tác dụng giảm thiểu sự phát thải CH4 trên ruộng lúa nƣớc.

 Sự giảm phát thải CH4 trong trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi so với tƣới ngập thƣờng xuyên thể hiện chủ yếu ở nửa đầu của quá trình sinh trƣởng của cây lúa (từ khi cấy đến cuối đẻ nhánh), ở nửa còn lại, sự giảm phát thải CH4 nhỏ hơn (sau giai đoạn trổ bông).

 Lƣợng phát thải khí CH4 trung bình tồn vụ trong trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi là 259,643 mg/m2/giờ, nhỏ hơn trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng xuyên (302,8 mg/m2/giờ) là 43,16 mg/m2/giờ. Tƣơng ứng với tổng lƣợng phát thải CH4 toàn vụ trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi là 246,66 kg/ha/vụ, giảm 41 kg/ha/vụ so với trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng xuyên (287,66 kg/ha/vụ).

 Trong trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi, năng suất lúa không giảm so với tƣới ngập thƣờng xuyên. Hơn nữa năng suất lúa trong trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi có tăng chút ít so với tƣới ngập thƣờng xun là 0,01 tấn/ha.

3.6. Đề xuất chế độ tƣới lúa hợp lý nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính, tiết kiệm nƣớc ở khu vực huyện Bố Trạch - Quảng Bình kính, tiết kiệm nƣớc ở khu vực huyện Bố Trạch - Quảng Bình

Từ kết quả nghiên cứu về cơ chế hình thành cũng nhƣ cơ chế phát thải, ảnh hƣởng của chế độ tƣới đến phát thải CH4 và năng suất lúa đã khẳng định: Biện pháp tƣới nông lộ phơi giảm phát thải CH4 rõ rệt, có tác dụng giảm độc tố, tăng khả năng linh động của các nguyên tố dinh dƣỡng, qua đó có ảnh hƣởng tốt đến sinh trƣởng và năng suất lúa. Các nghiên cứu ngoài đồng ruộng ở trên đã làm sáng tỏ cơ sở khoa học để đi đến nhận định trên.

a, Lúa xuân:

mm. Khi số nhánh đạt yêu cầu, tháo cạn nƣớc lộ mặt ruộng trong thời gian 5- 7 ngày để hạn chế đẻ nhánh vơ hiệu sau đó tƣới lên 30 mm.

- Giai đoạn làm địng đến chín: lớp nƣớc mặt ruộng 30 mm, gặp mƣa nâng lên

60 mm, để rút cạn tự nhiên, lộ mặt ruộng trong thời gian 1-3 ngày đêm, sau đó tƣới lên 30 mm. Riêng giai đoạn trổ bơng ln duy trì mực nƣớc trên ruộng 30- 60 mm.

Trƣớc khi thu hoạch 7-10 ngày tháo khô ruộng. b, Lúa hè thu:

- Giai đoạn cấy - hồi xanh: duy trì lớp nƣớc mặt ruộng 30 mm,

- Giai đoạn đẻ nhánh: lớp nƣớc mặt ruộng 30 mm, gặp mƣa nâng lên 60 mm, để

rút cạn tự nhiên, lộ mặt ruộng trong thời gian 2 ngày đêm, sau đó tƣới lên 30 mm. Khi số nhánh đạt yêu cầu, tháo cạn nƣớc lộ mặt ruộng trong thời gian 5- 7 ngày để hạn chế đẻ nhánh vơ hiệu sau đó tƣới lên 30 mm.

- Giai đoạn làm địng đến chín: lớp nƣớc mặt ruộng 30 mm, gặp mƣa nâng lên

60 mm, để rút cạn tự nhiên, lộ mặt ruộng trong thời gian 1-3 ngày đêm, sau đó tƣới lên 30 mm., Riêng giai đoạn trổ bông luôn duy trì mực nƣớc trên ruộng 30-60 mm.

Trƣớc khi thu hoạch 10 ngày tháo khô ruộng.

CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 1. Kết luận

- Nhiều yếu tố nhƣ: chất hữu cơ của đất, chế độ bón phân, điều kiện thời tiết, chế độ nƣớc… ảnh hƣởng đến hình thành và phát thải CH4, trong đó chế độ nƣớc có vai trị quyết định. Bón phân vơ cơ hoặc hữu cơ làm thay đổi động thái của Eh , trong đó bón rơm rạ làm Eh giảm mạnh nhất trong giai đoạn đầu ngập nƣớc .

- Tại thí nghiệm đồng ruộng, khi ngập nƣớc, tại sự có mặt của cây lúa, Eh đo đƣợc dao động ở mức -150 đến -170 mV. Sự thay đổi của chế độ nƣớc trong các giai đoạn sinh trƣởng của cây lúa dẫn đến thay đổi động thái của Eh tƣơng tự nhƣ kết quả thí nghiệm trong phịng.

- Chế độ tƣới có ảnh hƣởng lớn đến phát thải CH4 trên ruộng lúa. Trong các giai đoạn rút cạn nƣớc phơi ruộng, lƣợng phát thải khí CH4 ln ln nhỏ hơn so với trƣờng hợp tƣới ngập thƣờng xuyên, chênh lệch từ 0,427,94 mg/m2/giờ (giảm từ 9 56%).

- Lƣợng phát thải khí mê tan có xu thế giảm dần trong q trình sinh trƣởng và phát triển của cây lúa. Phát thải lớn nhất tập trung ở giai đoạn từ cấy đến cuối đẻ nhánh, từ 6,8125,32 mg/m2/h, chiếm 56%, tổng lƣợng phát thải toàn vụ., Ngƣợc lại từ giai đoạn đứng cái – làm đòng đến trổ – chín, lƣợng phát thải nhỏ từ 1,09  5,56 mg/m2/h, chiếm 44% lƣợng phát thải tồn vụ. Đặc biệt ở giai đoạn lúa chín, lƣợng phát thải rất nhỏ, chỉ từ 1,09 1,33 mg/m2

/h.

- Trong trƣờng hợp tƣới nơng lộ phơi, tổng lƣợng phát thải tồn vụ là 246,66 kg/ ha/vụ, giảm 14,3 % so với tƣới ngập thƣờng xuyên (287,66 kg/ ha/vụ).

- Trƣờng hợp tƣới nông lộ phơi tiết kiệm lƣợng nƣớc tƣới so với tƣới ngập thƣờng xuyên.

2. Kiến nghị

Những kết quả nghiên cứu trong luận văn mới chỉ là bƣớc đầu và còn một số hạn chế nhất định. Để có thể phát triển và ứng dụng có hiệu quả các kết quả này vào thực tế, còn đi sâu nghiên cứu những vấn đề sau:

- Lƣợng phát thải CH4 trên ruộng lúa phụ thuộc nhiều vào yếu tố vị trí địa lý và sinh thái cây trồng. Các khu vực sinh thái nông nghiệp của nƣớc ta có điều kiện tự nhiên khác nhau, vì vậy cần nghiên cứu đo đạc thực nghiệm trên các vùng khác nhau, để có trị số phát thải CH4 thích hợp cho từng vùng.

- Chế độ phân bón và quản lý nƣớc là những nhân tố quan trọng nhất có ảnh hƣởng lớn đến lƣợng phát thải CH4 trên ruộng lúa, cần nghiên cứu thực nghiệm đo đạc về ảnh hƣởng của chế độ quản lý nƣớc và phân bón (vơ cơ, hữu cơ) khác nhau đến phát thải, làm cơ sở để đề ra giải pháp giảm thiểu phát thải CH4 ruộng trồng lúa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tiếng Việt

1. Bộ nơng nghiệp – Bộ thuỷ lợi (1978), “Quy trình tưới tiêu nước cho lúa và một

số cây trồng cạn”, Hà Nội,

2. Dự án thông báo quốc gia – Việt Nam (2000), “ Các phương án giảm nhẹ khí nhà kính trong nơng nghiệp”,

3. IPCC (2007), “Báo cáo lần thứ 4 về biến đổi khí hậu”, UNEP/IUC,

4. Nguyễn Văn Tỉnh, Nguyễn Mộng Cƣờng, Nguyễn Việt Anh (2004), “Kết quả nghiên cứu bước đầu về phát thải khí Metan trên ruộng lúa khu vực TP

Hồ Chí Minh”, Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn,

5. Nguyễn Việt Anh (2009), “Nghiên cứu chế độ nước mặt ruộng hợp lý để giảm

thiểu phát thải khí metan trên ruộng lúa vùng đất phù sa trung tính ít chua đồng bằng sông Hồng“, Luận án tiến sĩ, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam,

Hà Nội,

6. Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Văn Tỉnh (2004), “Các giải pháp giảm thiểu phát

thải khí metan trong nơng nghiệp”, Nơng nghiệp và Phát triển nông thôn, 4(40), tr,582-583,

7. Tổng cục khí tƣợng thuỷ văn (1998), “Báo cáo Dự án ALGAS”, Việt Nam, 8. Tổng cục khí tƣợng thuỷ văn – Viện khí tƣợng thuỷ văn (1999), “Báo cáo khoa

học hội thảo 2 đánh giá kết quả kiểm kê khí nhà kính dự án Thơng báo quốc gia về biến đổi khí hậu”,

9. Trƣờng đại học Thủy lợi (2012), “Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu chế độ tưới thích hợp cho lúa nhằm giảm thiểu phát thải khí nhà kính trong

điều kiện không làm giảm năng suất lúa”, Hà Nội ,

10. Viện Khí tƣợng thuỷ văn (1999), “Kết quả ban đầu thực nghiệm đo phát thải mê tan trên ruộng lúa hai năm 1998 – 1999 tại Trạm Khí tượng nơng

2. Tiếng Anh

12. IRRI (1999), “World rice sotatistics International Rice Research Institute”, Los Banos, Philippines,

13. J, Doorenbos and W,O,Pruitt (1994), "Guidelines for predicting crop water requirements" Fao Irrigation and drainage,

14. Page H, (1981), “Grundlagen dộ Nahspoff-hasu Haltes Drobisher Boden, Veb,

Deutscher, Landwirtschaftverlag”, Berlin,

15. Ponnamperuma F, N, (1985), “Chemical Kineties of wetland rice soils relative

to soil fertility”, Wetland soils: characterization, classification and

utilization, IRRI, Manila, Philippines, pp,

16. Prepared by Mr, NGUYEN MONG CUONG (2000), “Report on measuring the

methane emision from irrigated rice fields under intermittent drainage

technology”,

17. Tananka A, And Tadano T, (1972), “Studies on the iron nutrition of the rice

plant Part2-Iron exclusing capacity of the rice roots”, Soil Science and