ĐẠI H ỌC QU ỐC GIA HÀ N ỘI · ĐẠi h Ọc qu Ốc gia hÀ n Ội tr ƯỜng ĐẠ i h Ọc khoa h Ọc t Ự nhiÊn nguy ễn th ị th ơm nghiÊn c Ứu xÁc ĐỊ nh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

Nguyễn Thị Thơm

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ PHÁT THẢI CH4 TRÊN ĐẤT

PHÙ SA SÔNG HỒNG TRỒNG LÚA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2012

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------


NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ PHÁT THẢI CH4 TRÊN ĐẤT

PHÙ SA SÔNG HỒNG TRỒNG LÚA

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 60.85.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. PHẠM QUANG HÀ

Hà Nội – Năm 2012

3

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn Thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu xác định mức độ

phát thải CH4 trên đất phù sa sông Hồng trồng lúa”, trước tiên tôi xin trân trọng

cảm ơn PGS. TS. Phạm Quang Hà đã hướng dẫn tận tình, chu đáo, giúp đỡ tạo

mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám đốc Viện Môi trường Nông nghiệp,

đặc biệt là các cán bộ nghiên cứu Bộ môn Hóa Môi trường – Viện Môi trường

Nông nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình học và thực hiện đề tài.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo trong Khoa Môi trường

– Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã truyền đạt cho tôi những bài giảng bổ

ích và quý giá.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã chia sẻ,

động viên tôi rất nhiều trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Tác giả


4

MỤC LỤC

Danh mục các bảng biểu, hình vẽ ............................................................................... 6

Ký hiệu viết tắt ............................................................................................................ 8

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 9

1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 9

2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................ 10

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................. 11

Chương 1 - TỔNG QUAN ...................................................................................... 12

1.1. Biến đổi khí hậu (BĐKH) và sự phát thải khí nhà kính (KNK) ...................... 12

1.1.1. Biến đổi khí hậu ........................................................................................ 12

1.1.2. Sự phát thải khí nhà kính .......................................................................... 19

1.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sự phát thải CH4 trong canh tác lúa

nước .............................................................................................................. 23

1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài .................................................................. 23

1.2.2. Các nghiên cứu trong nước ...................................................................... 33

1.3. Canh tác lúa nước trên đất phù sa sông Hồng ................................................. 35

1.3.1. Đặc điểm khí hậu, thủy văn vùng đồng bằng sông Hồng ......................... 35

1.3.2. Đặc điểm, tính chất đất phù sa sông Hồng .............................................. 37

1.3.3. Canh tác lúa vùng đồng bằng sông Hồng ................................................ 40

Chương 2 - VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 45

2.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 45

2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 45

2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 45

Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 50

3.1. Đặc điểm, tính chất đất khu vực nghiên cứu ................................................... 50

3.2. Sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa ...................................................... 50

5

3.3. Kết quả nghiên cứu sự phát thải CH4 từ hoạt động trồng lúa trên đất phù sa

sông Hồng (khu vực Từ Liêm – Hà Nội) vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012 ... 53

3.3.1. Phát thải CH4 theo vụ xuân và vụ mùa ..................................................... 53

3.3.2. Quan hệ giữa phát thải CH4 và nhiệt độ đất ............................................ 58

3.3.3. Quan hệ giữa phát thải CH4 và điện thế oxi hóa khử (Eh) của đất .......... 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 65

1. Kết luận ................................................................................................................. 65

2. Kiến nghị ............................................................................................................... 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 67

6

Danh mục các bảng biểu, hình vẽ

Bảng 1.1. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình năm (0C), lượng mưa trung bình năm

(% và mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999

Bảng 1.2. Tỷ lệ % diện tích có nguy cơ bị ngập (so với diện tích vùng) và tỷ lệ % số

dân có nguy cơ bị ảnh hưởng (so với tổng dân số vùng) theo các mực nước biển

dâng

Bảng 1.3. Bảng hệ số quy đổi CO2 tương đương

Bảng 1.4. Kết quả kiểm kê quốc gia KNK năm 2000 theo lĩnh vực của Việt Nam

Bảng 1.5. Ước tính lượng phát thải KNK của Việt Nam năm 2010, 2020, 2030

Bảng 1.6. Phát thải CH4 ở một số nơi trồng lúa trên thế giới

Bảng 1.7. Kết quả kiểm kê khí nhà kính khu vực nông nghiệp năm 2000 của Việt

Nam

Bảng 1.8. Tính chất đất phù sa hệ thống sông Hồng không được bồi, không glây

(phẫu diện lấy tại Đội 5, thôn Dương Tảo, xã Vân Tảo, huyện Thường Tín, Hà Tây

(nay là Hà Nội))

Bảng 1.9. Diện tích và năng suất lúa theo các vùng sinh thái năm 2011

Bảng 1.10. Lượng phân bón tại một số khu vực canh tác trên đất phù sa sông Hồng

Bảng 1.11. Các giống lúa thường sử dụng ở đồng bằng sông Hồng những năm gần

đây

Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng đất khu vực thí nghiệm

Bảng 3.2. Số liệu một số yếu tố khí tượng đặc trưng thu thập tại trạm Láng trong vụ

mùa 2011 và vụ xuân 2012

Bảng 3.3. Sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa thí nghiệm

Bảng 3.4. Mức độ phát thải CH4 trong vụ mùa 2011

Bảng 3.5. Mức độ phát thải CH4 trong vụ xuân 2012

Bảng 3.6. Phát thải CH4 và nhiệt độ đất

7

Bảng 3.7. Phát thải CH4 và Eh đất

Hình 2.1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012 tại khu thực nghiệm

của Viện Môi trường Nông nghiệp – Từ Liêm – Hà Nội

Hình 2.2. Đo Eh đất

Hình 2.3. Lấy mẫu khí

Hình 3.1. Diễn biến cường độ phát thải CH4 vụ mùa 2011

Hình 3.2. Diễn biến cường độ phát thải CH4 vụ xuân 2012

Hình 3.3. Mối quan hệ của cường độ phát thải CH4 và nhiệt độ đất

Hình 3.4. Diễn biến cường độ phát thải CH4 vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012

Hình 3.5. Diễn biến nhiệt độ đất vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012

Hình 3.6. Diễn biến Eh đất vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012

Hình 3.7. Mối quan hệ của cường độ phát thải CH4 và Eh đất

8

Ký hiệu viết tắt

BĐKH : Biến đổi khí hậu

ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long

FAO : Tổ chức nông lương thế giới

GDP : Tổng sản phẩm quốc nội

GWP : Tiềm năng nóng lên toàn cầu

IPCC : Ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu

IRRI : Viện nghiên cứu lúa quốc tế

KNK : Khí nhà kính

LULUCF : Sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp

TNMT : Tài nguyên và Môi trường

WMO : Tổ chức Khí tượng Thế giới

9

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Báo cáo của Liên minh các chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental

Panel on Climate Change - IPCC) đã chỉ ra rằng loài người đang phải đối mặt với

hiện tượng biến đổi khí hậu (BĐKH) toàn cầu mà nguồn gốc dẫn đến từ sự tăng lên

nhanh chóng lượng khí nhà kính (KNK) trong khí quyển (CO2, CH4, N2O, O3,

CFCs, ...) làm mất cân bằng năng lượng bức xạ trái đất. Sự tăng lên nhanh chóng

của KNK trong khí quyển từ giữa Thế kỷ 18 đến nay được đóng góp chủ yếu từ các

hoạt động của con người như khai thác mỏ, sử dụng năng lượng hóa thạch trong

giao thông, công nghiệp và sinh hoạt, đốt phá rừng, và các hoạt động sản xuất nông

nghiệp (IPCC, 2007). BĐKH đang tác động đến mọi hoạt động kinh tế - xã hội của

tất cả các quốc gia trên thế giới.

CH4 là một trong các khí nhà kính đóng góp nhiều nhất vào việc làm mất cân

bằng bức xạ. Tổng áp lực bức xạ gây ra bởi các KNK trong khí quyển là +2,63 W

m–2, trong đó gây ra bởi CH4 là 0,48 W m–2 (18%). Nồng độ CH4 trong khí quyển đã

tăng từ 0,700 ppmV năm 1750 lến 1,774 ppmV năm 2005 [25]. Tuy nhiên theo báo

cáo của IPCC, 2007 thì CH4 trong suốt hai thập kỷ qua đã không tăng và nguyên

nhân của hiện tượng này vẫn chưa được biết. Một đơn vị khối lượng CH4 phát thải

hiện nay vào khí quyển có tiềm năng gây ấm lên toàn cầu (Global Warming

Potential - GWP) gấp 21 lần 1 đơn vị khối lượng CO2 tăng lên (tính cho chu kỳ 100

năm). CH4 tăng lên trong suốt thế kỷ qua được đóng góp chủ yếu từ canh tác lúa, từ

chăn nuôi trong nông nghiệp và một phần từ phát thải khí tự nhiên. Ruộng lúa nước

đóng góp khoảng 15-20% tổng CH4 phát thải toàn cầu [15]. Trong đất lúa, CH4 là

một sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy các vật chất hữu cơ bởi vi sinh vật

trong điều kiện yếm khí. Một phần CH4 sau khi được tạo ra bị oxi hóa bởi các vi

khuẩn methanotroths (methanotrophic bacteria) trong lớp đất mặt (dày 1-3 mm)

xung quanh rễ cây, phần còn lại phát thải vào khí quyển chủ yếu bằng con đường

10

khuếch tán qua hệ thống mạch thông khí của thực vật - hệ thống cung cấp oxi cho

quá trình hô hấp [17].

Diện tích gieo trồng lúa hàng năm ở Việt Nam là khoảng 7,4 triệu ha (2009),

trong đó chủ yếu là canh tác lúa nước trên các nhóm đất khác nhau, phần lớn là đất

phù sa. Các thông báo bước đầu của Việt Nam cho thấy rằng mức độ phát thải khí

nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2000 là 65.090,7 nghìn tấn CO2 tương

đương (chiếm 43,1%), ước tính năm 2010 là 65,8 triệu tấn, năm 2020 tăng lên 69,5

và năm 2030 là 72,9 triệu tấn CO2 tương đương (thông báo quốc gia lần thứ hai của

Việt Nam cho công ước khung của Liên hợp quốc về BĐKH); việc tính toán mức

độ phát thải hiện nay mới chủ yếu chỉ dựa vào công thức lý thuyết, thiếu các hệ số

điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của mỗi vùng, mỗi loại đất, mỗi điều kiện

canh tác. Mặt khác các sai sót trong quá trình lấy mẫu, thời điểm phân tích, phương

pháp phân tích là khá lớn do đó có thể các ước tính không sát với thực tế. Các nước

như Nhật bản, Indonesia, Thái Lan đều bước đầu nghiên cứu phương pháp chuẩn để

tính toán mức độ phát thải. Ngay cả IRRI cũng đang làm vấn đề này với sự đầu tư

rất cao và vẫn đang có nhiều tranh cãi. Ở Việt Nam các nghiên cứu loại này còn rất

ít.

Do vậy nghiên cứu xác định hệ số phát thải CH4 trên ruộng lúa nước trong

các điều kiện canh tác, mùa vụ, trên các nhóm đất khác nhau là rất cần thiết nhằm

cung cấp cơ sở khoa học đánh giá đúng lượng phát thải, từ đó có biện pháp điều

chỉnh chế độ canh tác thích hợp, vừa bảo đảm an ninh lương thực vừa góp phần

giảm phát thải khí nhà kính.

Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Khoa học Môi trường,

chúng tôi đề xuất đề tài: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ PHÁT THẢI CH4

TRÊN ĐẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG TRỒNG LÚA.

2. Mục tiêu của đề tài

Xác định mức độ phát thải CH4 từ ruộng lúa nước trên đất phù sa sông Hồng

(nghiên cứu tại Từ Liêm – Hà Nội) theo thời kỳ sinh trưởng của lúa, theo mùa vụ.

11

Tìm hiểu mối quan hệ của sự phát thải CH4 với các điều kiện nhiệt độ đất, mức độ

oxi hóa khử ruộng lúa, mùa vụ canh tác.

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Góp phần cung cấp số liệu đủ tin cậy để tính toán mức độ phát thải CH4

trong hoạt động canh tác lúa nước trên đất phù sa sông Hồng.

Từ đó định lượng phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa nước trên đất phù

sa sông Hồng; định hướng lựa chọn phương pháp canh tác lúa nước bảo đảm năng

suất nhưng đồng thời giảm phát thải khí nhà kính trên đất phù sa sông Hồng trồng

lúa nói riêng và trong canh tác lúa nước nói chung ở Việt Nam.

12

Chương 1 - TỔNG QUAN

1.1. Biến đổi khí hậu (BĐKH) và sự phát thải khí nhà kính (KNK)

1.1.1. Biến đổi khí hậu

1.1.1.1. Biểu hiện của biến đổi khí hậu toàn cầu

Hiện nay, biến đổi khí hậu là vấn đề toàn cầu đang được loài người quan tâm

sâu sắc. BĐKH đang tác động đến mọi hoạt động kinh tế - xã hội của tất cả các

quốc gia trên thế giới. Phần lớn các nhà khoa học đều khẳng định rằng BĐKH, với

các biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu, chủ yếu là do các hoạt động của con

người gây phát thải quá mức các khí gây hiệu ứng nhà kính vào khí quyển làm mất

cân bằng năng lượng bức xạ trái đất. Sự tăng lên nhanh chóng của KNK trong khí

quyển từ giữa Thế kỷ 18 đến nay được đóng góp chủ yếu từ các hoạt động của con

người như khai thác mỏ, sử dụng năng lượng hóa thạch trong giao thông, công

nghiệp và sinh hoạt, đốt phá rừng, và các hoạt động sản xuất nông nghiệp [25].

Đánh giá khoa học của IPCC cho thấy, việc tiêu thụ năng lượng do đốt nhiên liệu

hoá thạch trong các ngành sản xuất năng lượng, công nghiệp, giao thông vận tải,

xây dựng... đóng góp khoảng 46% vào sự nóng lên toàn cầu, phá rừng nhiệt đới

đóng góp khoảng 18%, sản xuất nông nghiệp khoảng 9%, các ngành sản xuất hoá

chất (CFC; HCFC) khoảng 24%, còn lại (khoảng 3%) là từ các hoạt động khác.

Theo báo cáo của Chương trình Sáng kiến về Tính dễ Tổn thương do Khí hậu

(DARA) năm 2012 thì Biến đổi khí hậu và ô nhiễm gây thiệt hại 1.200 tỷ USD,

khiến tăng trưởng GDP toàn cầu sụt giảm 1,6% hàng năm. Nếu không được kiểm

soát, tình trạng nóng lên của toàn cầu có thể sẽ cắt giảm tăng trưởng GDP toàn cầu

3,2%/năm vào năm 2030. Nhiều cộng đồng nghèo, đặc biệt ở những vùng tiềm ẩn

thiên tai, có thể gặp nhiều rủi ro và tổn thất nghiêm trọng. Tình trạng đói nghèo ở

nhiều quốc gia đang phát triển và chậm phát triển có nguy cơ gia tăng do biến đổi

khí hậu. Nam Á và châu Phi sẽ bị tác động nặng nề nhất của biến đổi khí hậu. Ấn

Độ chiếm khoảng 26% số dân nghèo nhất này, Trung Quốc có hơn 16% và các

nước châu Á khác chiếm 18%, phần còn lại thuộc về châu Phi cận Sahara. Biến đổi

13

khí hậu sẽ gây hạn hán ở nhiều nơi trên thế giới, đẩy thêm khoảng 50 triệu người

vào cảnh nghèo đói do hạn hán trong vài thập kỷ tới [25].

Sự nóng lên của hệ thống khí hậu trái đất hiện nay là chưa từng có và rất rõ

ràng, được minh chứng từ những quan trắc về sự tăng lên của nhiệt độ không khí và

đại dương trung bình toàn cầu, sự tan băng và tuyết trên diện rộng, sự dâng lên của

mực nước biển trung bình toàn cầu. Các quan trắc cho thấy rằng nhiệt độ tăng trên

toàn cầu và tăng nhiều hơn ở các vĩ độ cực Bắc. Trong 100 năm qua (1906-2005),

nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng khoảng 0,740C, tốc độ tăng của nhiệt độ trong

50 năm gần đây gần gấp đôi so với 50 năm trước đó [25].

Nhiệt độ trung bình ở Bắc cực đã tăng với tỷ lệ 1,50C/100 năm, gần gấp đôi

tỷ lệ tăng trung bình toàn cầu, nhiệt độ trung bình ở Bắc cực trong 50 năm cuối thế

kỷ 20 cao hơn bất kỳ nhiệt độ trung bình của 50 năm nào khác trong 500 năm gần

đây và có thể là cao nhất, ít nhất là trong 1300 năm qua. Nhiệt độ trung bình ở đỉnh

lớp băng vĩnh cửu ở Bắc bán cầu đã tăng 30C kể từ năm 1980 [25].

Trong thế kỷ 20 cùng với sự tăng lên của nhiệt độ không khí có sự suy giảm

khối lượng băng trên phạm vi toàn cầu. Từ năm 1978 đến nay, lượng băng trung

bình hàng năm ở Bắc Băng Dương giảm khoảng 2,1-3,3% mỗi thập kỷ, lượng giảm

lớn hơn trong mùa hè từ 5,0 – 9,8% mỗi thập kỷ [25].

Mực nước biển toàn cầu đã tăng trong thế kỷ 20 với tốc độ ngày càng cao.

Hai nguyên nhân chính làm tăng mực nước biển là sự giãn nở nhiệt của đại dương

và sự tan băng. Số liệu quan trắc mực nước biển trong thời kỳ 1961- 2003 cho thấy

tốc độ tăng của mực nước biển trung bình toàn cầu khoảng 1,8 ± 0,5mm/năm, trong

đó đóng góp do giãn nở nhiệt khoảng 0,42 ± 0,12mm/năm và tan băng khoảng 0,70

± 0,50mm/năm. Số liệu đo đạc từ vệ tinh TOPEX/POSEIDON trong giai đoạn 1993

- 2003 cho thấy tốc độ tăng của mực nước biển trung bình toàn cầu là 3,1 ±

0,7mm/năm, nhanh hơn đáng kể so với thời kỳ 1961 - 2003 [1].

Hạn hán xuất hiện thường xuyên hơn ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ

năm 1970. Nguyên nhân chính của sự gia tăng này là lượng mưa giảm và nhiệt độ

14

tăng dẫn đến bốc hơi tăng. Khu vực thường xuyên xảy ra hạn hán là phía Tây Hoa

Kỳ, Úc, Châu Âu [25].

Hoạt động của các cơn bão mạnh gia tăng từ những năm 1970 và ngày càng

có xu hướng xuất hiện nhiều hơn các cơn bão có quỹ đạo bất thường. Điều này có

thể thấy trên cả Ấn Độ Dương, Bắc và Tây Bắc Thái Bình Dương, số cơn bão ở Đại

Tây Dương ở mức trung bình trong khoảng 10 năm gần đây.

Theo kết quả dự báo của IPCC thì vào thập kỷ cuối cùng của thế kỷ 21 (2090

– 2099) nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên ít nhất 1,80C (phạm vi có thể là 1,1 –

2,90C) theo kịch bản phát thải thấp B1 và nhiều nhất là 4,00C (phạm vi có thể là 2,4

– 6,40C) theo kịch bản phát thải cao A1F1, tương ứng mực nước biển dâng lên ít

nhất 0,18 – 0,38m và nhiều nhất 0,26 - 0,59m.

Báo cáo lần thứ tư của IPCC đã ước tính mực nước biển dâng khoảng 26-

59cm vào năm 2100, tuy nhiên không loại trừ khả năng tốc độ cao hơn do vì còn

nhiều điều chưa biết rõ về sự đóng góp của băng Greenland và Nam cực. Các

nghiên cứu gần đây cho thấy mực nước biển đã dâng nhanh hơn so với nhận định

của IPCC. Kết quả thực đo những năm gần đây cho thấy mực nước nằm ở cận trên

của kịch bản nước biển dâng của IPCC trong cùng thời kỳ [2].

1.1.1.2. Biểu hiện của biến đổi khí hậu ở Việt Nam

Theo Ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu, Việt Nam là một trong năm

nước trên thế giới bị ảnh hưởng rất nghiêm trọng bởi biến đổi khí hậu. Biến đổi khí

hậu gây ra nhiều thiệt hại cho nền kinh tế Việt Nam (khoảng 1% GDP) như hạn

hán, mưa bất thường và lạnh kéo dài, bão nhiệt đới, thiên tai ... Nông nghiệp sẽ chịu

hậu quả nhiều nhất do tác động của biến đổi khí hậu. Nước biển dâng cao và mưa

bất thường dẫn đến xâm nhập mặn và đất nông nghiệp bị mất khoảng 2 triệu ha

trong tổng số 4 triệu ha đất canh tác lúa. Tính trung bình, nông nghiệp bị mất

khoảng 800 tỷ đồng mỗi năm trong giai đoạn 1995-2007 do thiên tai (bão, lũ lụt,

hạn hán, nóng, lạnh bất thường,..), có 38,9% diện tích đất tự nhiên và 32,16% diện

15

tích đất nông nghiệp sẽ bị ảnh hưởng nặng nề trong trường hợp mực nước biển dâng

1m, sản lượng lúa có thể giảm tới 40,52% vào năm 2100 ở ĐBSCL [10].

Ở Việt Nam, kết quả phân tích các số liệu khí hậu cho thấy biến đổi của các

yếu tố khí hậu và mực nước biển có những điểm đáng lưu ý sau [1]:

Nhiệt độ: Trong 50 năm qua (1958 - 2007), nhiệt độ trung bình năm ở Việt

Nam tăng lên khoảng từ 0,50C đến 0,70C. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt

độ mùa hè và nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn ở các vùng khí

hậu phía Nam. Nhiệt độ trung bình năm của 4 thập kỷ gần đây (1961 - 2000) cao

hơn trung bình năm của 3 thập kỷ trước đó (1931-1960).

Lượng mưa: Trên từng địa điểm, xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình

năm trong 9 thập kỷ vừa qua (1911- 2000) không rõ rệt theo các thời kỳ và trên các

vùng khác nhau: có giai đoạn tăng lên và có giai đoạn giảm xuống. Lượng mưa năm

giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở các vùng khí hậu phía Nam. Tính trung

bình trong cả nước, lượng mưa năm trong 50 năm qua (1958-2007) đã giảm khoảng

2%.

Bão: Những năm gần đây, bão có cường độ mạnh xuất hiện nhiều hơn. Quỹ

đạo bão có dấu hiệu dịch chuyển dần về phía Nam và mùa bão kết thúc muộn hơn,

nhiều cơn bão có đường đi dị thường hơn.

Mực nước biển: Số liệu mực nước đo đạc từ vệ tinh từ năm 1993 - 2010 cho

thấy, xu thế tăng mực nước biển trên toàn Biển Đông là 4,7mm/năm, phía Đông của

Biển Đông có xu thế tăng nhanh hơn phía Tây. Chỉ tính cho dải ven bờ Việt Nam,

khu vực ven biển Trung Trung Bộ và Tây Nam Bộ có xu hướng tăng mạnh hơn,

trung bình cho toàn dải ven biển Việt Nam tăng khoảng 2,9mm/năm [2].

Việt Nam đã xây dựng kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng nhằm đưa

ra những thông tin cơ bản về xu thế biến đổi khí hậu, nước biển dâng của Việt Nam

trong tương lai, tương ứng với các kịch bản khác nhau về phát triển kinh tế - xã hội

toàn cầu dẫn đến tốc độ phát thải khí nhà kính khác nhau. Các dự báo quan trọng

trong kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng của Việt Nam là [2]:

16

- Về nhiệt độ

Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình

năm tăng từ 1,6 - 2,20C trên phần lớn diện tích phía Bắc lãnh thổ và dưới 1,60C ở

đại bộ phận diện tích phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào).

Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung

bình tăng từ 2 - 30C trên phần lớn diện tích cả nước, riêng khu vực từ Hà Tĩnh đến

Quảng Trị có nhiệt độ trung bình tăng nhanh hơn so với những nơi khác. Nhiệt độ

thấp nhất trung bình tăng từ 2,2 - 3,00C, nhiệt độ cao nhất trung bình tăng từ 2,0 -

3,20C. Số ngày có nhiệt độ cao nhất trên 350C tăng từ 15 - 30 ngày trên phần lớn

diện tích cả nước.

Theo kịch bản phát thải cao (A2): Đến cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình

năm có mức tăng phổ biến từ 2,5 đến trên 3,70C trên hầu hết diện tích nước ta.

- Về lượng mưa

Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm tăng

phổ biến khoảng trên 6%, riêng khu vực Tây Nguyên có mức tăng ít hơn, chỉ vào

khoảng dưới 2%.

Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Đến cuối thế kỷ 21, lượng mưa năm

tăng trên hầu khắp lãnh thổ. Mức tăng phổ biến từ 2 - 7%, riêng Tây Nguyên, Nam

Trung Bộ tăng ít hơn, dưới 3%. Xu thế chung là lượng mưa mùa khô giảm và lượng

mưa mùa mưa tăng. Tuy nhiên, ở các khu vực khác nhau lại có thể xuất hiện ngày

mưa dị thường với lượng mưa gấp đôi so với kỷ lục hiện nay.

Theo kịch bản phát thải cao (A2): Lượng mưa năm vào cuối thế kỷ 21 tăng

trên hầu khắp lãnh thổ nước ta với mức tăng phổ biến khoảng từ 2 - 10%, riêng khu

vực Tây Nguyên có mức tăng ít hơn, khoảng từ 1 - 4%.

- Về nước biển dâng

Theo kịch bản phát thải thấp (B1): Vào cuối thế kỷ 21, mực nước biển dâng

cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 54 đến 72 cm; thấp

17

nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 42 đến 57cm. Trung

bình toàn Việt Nam, mực nước biển dâng trong khoảng từ 49 đến 64 cm.

Theo kịch bản phát thải trung bình (B2): Vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng

cao nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62 đến 82 cm, thấp

nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 49 đến 64 cm. Trung


Theo kịch bản phát thải cao (A1FI): Vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao

nhất ở khu vực từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 85 đến 105 cm; thấp

nhất ở khu vực từ Móng Cái đến Hòn Dấu trong khoảng từ 66 đến 85 cm. Trung


Bảng 1.1. Mức thay đổi nhiệt độ trung bình năm (0C), lượng mưa trung bình năm

(%) và mực nước biển dâng (cm) so với thời kỳ 1980-1999

Kịch bản phát thải

Nhiệt độ (0C) Lượng mưa (%) Nước biển dâng

(cm)

Năm 2020

Năm 2050

Năm 2100

Năm 2020

Năm 2050

Năm

2100

Năm 2020

Năm 2050

Năm 2100

Thấp (B1) 0,3-0,6 0,8-1,4 1,1 -1,9 0,3 -1,6 0,7 -3,9 1,0 -5,2 11 28 65

Trung bình (B2)

0,3-0,5 0,8 -1,5 1,6 -2,8 0,3 -1,6 0,7 -4,1 1,4 -7,9 12 30 75

Cao (nhiệt độ và lượng mưa là A2, nước biển dâng là A1FI)

0,3-0,6 0,8 -1,5 2,1 -3,6 0,3 -1,8 0,7 -3,8 1,8-10,1 12 33 100

Nguồn: Bộ tài nguyên và Môi trường (2009)

Nếu mực nước biển dâng 1m, diện tích ngập lụt hàng năm của Việt Nam có

thể trên 40.000km2; sẽ có khoảng 39% diện tích đồng bằng sông Cửu Long, trên

10% diện tích vùng đồng bằng sông Hồng và Quảng Ninh, trên 2,5% diện tích thuộc

các tỉnh ven biển miền Trung và trên 20% diện tích Thành phố Hồ Chí Minh có

nguy cơ bị ngập [2].

18

Mực nước biển dâng dẫn đến nguy cơ xâm nhập mặn vào các dòng sông và

hệ thống nước ngầm, gây thiệt hại nặng nề cho kinh tế - xã hội. Nước biển dâng kết

hợp với bão tố với cường độ gia tăng cũng đồng thời làm nghiêm trọng hơn sự xói

lở bãi biển và bờ biển. Đến năm 2100 nếu nước biển dâng 1m thì vùng Trung Bộ và

Nam Bộ có thể bị thiệt hại về giá trị sản xuất nông nghiệp ước tính là 1.423.481 tỷ

VNĐ; diện tích nuôi trồng thủy sản có thể bị ngập 345 km2 và thiệt hại trong lĩnh

vực này ước tính là 4.048.826 tỷ VNĐ [2].

Bảng 1.2.Tỷ lệ % diện tích có nguy cơ bị ngập(so với diện tích vùng), tỷ lệ % số dân

có nguy cơ bị ảnh hưởng(so với tổng dân số vùng) theo các mực nước biển dâng

Mực nước biển dâng (m)

Đồng bằng sông Hồng và Quảng

Ninh

Ven biển miền Trung

Thành phố Hồ Chí Minh

Đồng bằng sông Cửu Long

% diện

tích bị ngập

% dân số bị ảnh

hưởng

% diện tích bị ngập


hưởng



hưởng



hưởng

0,50 4,1 3,4 0,7 2,4 13,3 4,5 5,4 5,3

0,60 5,3 4,1 0,9 3,5 14,6 5,0 9,8 9,3

0,70 6,3 5,2 1,2 4,4 15,8 5,4 15,8 14,7

0,80 8,0 6,5 1,6 6,0 17,2 5,9 22,4 20,4

0,90 9,2 7,9 2,1 7,5 18,6 6,5 29,8 26,8 1,00 10,5 9,4 2,5 8,9 20,1 7,0 39,0 34,6

Nguồn: Bộ tài nguyên và Môi trường (2012)

Đối với sản xuất nông nghiệp, cơ cấu cây trồng, vật nuôi và mùa vụ có thể bị

thay đổi ở một số vùng, trong đó vụ đông ở miền Bắc có thể bị rút ngắn lại; vụ mùa

kéo dài hơn. Nhiệt độ tăng và tính biến động của nhiệt độ lớn hơn, kể cả các nhiệt

độ cực đại và cực tiểu, cùng với biến động của các yếu tố thời tiết khác và thiên tai

làm tăng khả năng phát triển sâu bệnh, dịch bệnh dẫn đến giảm năng suất và sản

lượng, tăng nguy cơ và rủi ro đối với nông nghiệp và an ninh lương thực.

Dự báo năng suất lúa của vụ xuân và vụ mùa đều có xu hướng giảm, thể hiện

rõ nhất ở khu vực Bắc Bộ. Năm 2050, năng suất lúa vụ xuân ở Bắc Bộ có thể giảm

12,5%, năm 2070 có thể giảm 16,5%, trong khi ở Trung Bộ và Nam Bộ năng suất

19

có thể giảm 10% và 8%. Trong cả nước, năng suất lúa mùa giảm song tỷ lệ giảm ít

hơn so với vụ xuân, khoảng 2 - 4% vào năm 2050, và 3 – 6% vào năm 2070 [3].

Biến đổi khí hậu sẽ làm cho các thiên tai (bão, lũ lụt, hạn hán, mưa lớn, nắng

nóng, tố lốc …) trở nên ác liệt hơn và có thể trở thành thảm họa, gây rủi ro lớn cho

phát triển kinh tế, xã hội. Những vùng/khu vực được dự tính chịu tác động lớn nhất

của các hiện tượng khí hậu cực đoan nói trên là dải ven biển Trung Bộ, vùng núi

phía Bắc và Bắc Trung Bộ, vùng đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long.

1.1.2. Sự phát thải khí nhà kính

Khí nhà kính được xem là nguyên nhân trực tiếp đẩy nhanh sự thay đổi của

khí hậu toàn cầu. Sự tăng lên nhanh chóng về lượng các khí nhà kính (KNK) trong

khí quyển hiện nay (CO2, CH4, N2O, O3, CFCs, ...) được cho là có nguồn gốc chủ

yếu từ các hoạt động của con người. Để đánh giá khả năng gây biến đổi khí hậu của

các loại khí nhà kính khác nhau, người ta thường quy về lượng CO2 tương đương.

Bảng 1.3. Bảng hệ số quy đổi CO2 tương đương

Loại khí Công thức

hóa học Hệ số quy đổi

CO2 tương đương

20 năm 100 năm 500 năm Carbon dioxide CO2 1 1 1

Methane CH4 56 21 6,5 Nitrous oxide N2O 280 310 170

HFC-23 CHF3 9.100 11.700 9.800 HFC-32 CH2F2 2.100 650 200 HFC-41 CH3F 490 150 45

Sulphur hexafluoride SF6 16.300 23.900 34.900 Perfluoromethane CF4 4.400 6.500 10.000 Perfluoroethane C2F6 6.200 9.200 14.000

Perfluoropropane C3F8 4.800 7.000 10.100 Perfluorobutane C4F10 4.800 7.000 10.100 Perfluoropentane C5F12 5.100 7.500 11.000 Perfluorohexane C6F14 5.000 7.400 10.700

Nguồn: UNFCCC

20

Khí cacbon dioxit (CO2) là loại khí nhà kính chiếm tới một nửa khối lượng

các KNK và đóng góp tới 60% việc làm tăng nhiệt độ khí quyển. CO2 đã tăng từ

280 ppmV năm 1750 lên 379 ppmV năm 2005 (đặc biệt giai đoạn 1995 – 2005 tăng

1,9 ppmV/năm). Việc gia tăng sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong giao thông, sinh

hoạt, sản xuất công nghiệp ... đã dẫn đến nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên

nhanh chóng. Việc đốt phá rừng cũng thải ra CO2 và giảm sự hấp thu CO2 của thực

vật. Quá trình phân hủy của vật chất hữu cơ trong đất cũng thải một lượng CO2 vào

khí quyển. Việc tăng giảm hàm lượng các bon trong đất sẽ quyết định đất là bể chứa

hay là nguồn thải CO2 vào khí quyển. Cũng theo dự báo của IPCC, đến cuối thế kỷ

21, hàm lượng khí CO2 trong khí quyển sẽ đạt 540 - 970ppm theo các kịch bản khác

nhau về phát thải khí nhà kính, nghĩa là tăng ít nhất gấp đôi so với thời kỳ tiền công

nghiệp [25].

Mê tan (CH4) là KNK quan trọng thứ hai sau CO2 trong việc làm khí hậu

toàn cầu ấm lên, đã tăng từ 0,700 ppmV năm 1750 lến 1,774 ppmV năm 2005 [25].

Tuy nhiên theo báo cáo này của IPCC thì CH4 trong suốt hai thập kỷ qua đã không

tăng và nguyên nhân của hiện tượng này vẫn chưa được biết. Một đơn vị khối lượng

CH4 phát thải hiện nay vào khí quyển có tiềm năng gây ấm lên toàn cầu (Global

Warming Potential - GWP) gấp 21 lần 1 đơn vị khối lượng CO2 tăng lên (tính cho

chu kỳ 100 năm). CH4 tăng lên trong suốt thế kỷ qua được đóng góp chủ yếu từ

canh tác lúa nước, từ chăn nuôi trong nông nghiệp và một phần từ các mỏ khai thác

nhiên liệu. Ruộng lúa nước đóng góp khoảng 15-20% tổng CH4 phát thải toàn

cầu[15].

Ôxít nitơ (N2O) là KNK quan trọng thứ ba sau CO2 và CH4, đã tăng từ 270

ppbV năm 1750 lến 319 ppbV năm 2005. Một đơn vị khối lượng N2O phát thải hiện

nay vào khí quyển có GWP gấp 310 lần 1 đơn vị khối lượng CO2 (tính cho chu kỳ

100 năm) [25]. Nguồn N2O chủ yếu hiện nay là do đốt các loại nhiên liệu, sử dụng

phân hóa học, sản xuất các chất hóa học, phá rừng ... Trong môi trường đất, N2O

được tạo ra nhờ các loài vi sinh vật, là sản phẩm phụ của quá trình nitơrát hóa hoặc

sản phẩm trung gian của quá trình phản nitơrát hóa. Đất canh tác được bón phân là

21

một nguồn phát thải N2O đáng chú ý, chiếm 13% đến 28% lượng N2O phát thải

toàn cầu hàng năm [34]. N2O phát thải từ đất canh tác xuất hiện nhiều nhất vào các

thời kỳ sau khi bón phân, sau khi mưa, tuyết tan [28], sau thu hoạch cây trồng [33],

và sau khi vùi phân chuồng [22].

Chlorofluorocarbons (CFCs): Khác với các khí nhà kính khác có nguồn gốc

từ tự nhiên, CFC hoàn toàn là sản phẩm từ con người tạo ra. Các chất CFCs được

sản xuất từ những năm 1930 và là loại hóa chất được sử dụng rộng rãi trong các

thiết bị làm lạnh như: tủ lạnh, điều hòa không khí, các loại máy lạnh, các bình xịt

mỹ phẩm, tẩy rửa linh kiện điện tử...Việc sử dụng các chất này đã tăng lên nhanh

chóng cho đến năm 1970, khi người ta phát hiện ra nó có khả năng phá hoại tầng

ôzôn và thời gian tồn tại của chúng lại rất lâu. Từ năm 1995, nồng độ khí CFC đã

tăng chậm lại hoặc có xu hướng giảm. Từ năm 2010 trở đi, sẽ ngừng sản xuất các

chất CFC trên toàn thế giới theo Nghị định thư Montreal.

Ở Việt Nam, kết quả kiểm kê quốc gia khí nhà kính năm 2000 cho thấy tổng

lượng khí phát thải năm 2000 là 150.899,7 nghìn tấn CO2 tương đương, trong đó

nông nghiệp là nguồn phát thải lớn nhất với 65.090,7 nghìn tấn CO2 tương đương,

chiếm 43,1%; tiếp theo là năng lượng với 52.773,5 nghìn tấn CO2 tương đương,

chiếm 35%; từ LULUCF (sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp) là

15.104,7 nghìn tấn CO2 tương đương, chiếm 10%; từ các quá trình công nghiệp là

10.005,7 nghìn tấn CO2 tương đương, chiếm 6,6%; từ chất thải là 7.925,2 nghìn tấn

CO2 tương đương, chiếm 5,3% [3].

Tổng lượng phát thải KNK năm 2000 là 150,9 triệu tấn CO2 tương đương,

tăng gần 1,5 lần so với năm 1994. Trong đó phát thải từ lĩnh vực năng lượng tăng

gấp 2 lần (từ 25,6 triệu tấn CO2 tương đương lên 52,8 triệu tấn CO2 tương đương).

Phát thải KNK trong lĩnh vực LULUCF lại có xu hướng giảm từ 19,4 triệu tấn CO2

tương đương xuống 15,1 triệu tấn CO2 tương đương. Phát thải KNK bình quân năm

2000 là 1,94 tấn CO2 tương đương/người, tăng 0,47 tấn CO2 tương đương/người so

với năm 1994 [3].

22

Bảng 1.4. Kết quả kiểm kê quốc gia KNK năm 2000 theo lĩnh vực của Việt Nam

Đơn vị: nghìn tấn

Lĩnh vực phát thải

CO2 CH4 N2O CO2 tương đương

Tỷ lệ (%)

Năng lượng 45.900,0 308,56 1,27 52.773,46 35,0

Các quá trình công nghiệp

10.005,72 0 0 10.005,72 6,6

Nông nghiệp 0 2.383,75 48,49 65.090,65 43,1

LULUCF 11.860,19 140,33 0,96 15.104,72 10,0

Chất thải 0 331,48 3,11 7.925,18 5,3

Tổng 67.765,91 3.164,12 53,83 150.899,73 100

Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010)

Kết quả ước tính lượng phát thải KNK trong ba lĩnh vực chính (năng lượng,

nông nghiệp, LULUCF) là khoảng 169,2 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2010,

tăng lên 300,4 triệu tấn CO2 tương đương vào năm 2020 và 515,8 triệu tấn CO2

tương đương vào năm 2030, trong đó lĩnh vực năng lượng là nguồn phát thải KNK

lớn nhất là 470,8 triệu tấn CO2 tương đương, chiếm 91,3% tổng lượng phát thải năm

2030 [3].

Bảng 1.5. Ước tính lượng phát thải KNK của Việt Nam năm 2010, 2020, 2030

Đơn vị: triệu tấn CO2 tương đương

Lĩnh vực phát

thải Năm 2010 Năm 2020 Năm 2030

Năng lượng 113,1 251,0 470,8

Nông nghiệp 65,8 69,5 72,0

LULUCF -9,7 -20,1 -27,9

Tổng 169,2 300,4 515,8


23

1.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sự phát thải CH4 trong canh

tác lúa nước

1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài

Sản xuất lúa đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực

và phát triển kinh tế – xã hội ở Việt Nam cũng như nhiều quốc gia Châu Á khác.

Diện tích đất trồng lúa của Châu Á là 130 triệu ha, chiếm 90% diện tích đất trồng

lúa thế giới và 20% diện tích cây hàng năm toàn cầu, trong đó khoảng 90% là diện

tích canh tác lúa nước [23]. Để đảm bảo an ninh lương thực sản lượng lúa ở Việt

Nam và các nước trong khu vực cần tăng khoảng 25% trong giai đoạn 2000-2025.

Về mặt môi trường, đất trồng lúa vừa là nguồn phát thải CH4, N2O và CO2

vừa là kho chứa CO2 khí quyển. Do vậy nghiên cứu ảnh hưởng của canh tác lúa

nước đến phát thải các KNK và tìm các giải pháp giảm thiểu phát thải KNK từ canh

tác lúa đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong và

ngoài nước trong suốt hơn hai thập kỷ qua. Trong đó có rất nhiều các nghiên cứu đã

tập trung vào đánh giá sự phát thải CH4 từ hoạt động canh tác lúa nước ở nhiều nơi

trên thế giới. Các nhân tố môi trường như nhiệt độ, Eh đất, pH đất, chế độ ẩm, hàm

lượng hữu cơ trong đất, vi sinh vật đất ... liên quan đến quá trình thành tạo CH4

trong đất. Điều kiện khí hậu, tính chất đất, kiểu luân canh cây trồng, chế độ bón

phân, tưới nước, phương pháp quản lý phế phụ phẩm trong các vùng sản xuất đều

có thể ảnh hưởng đến phát thải CH4 từ ruộng lúa nước.

1.2.1.1. Sự hình thành và phát thải CH4 từ ruộng lúa nước

Trong đất lúa, CH4 là một sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy các vật

chất hữu cơ bởi vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Các chất hữu cơ ban đầu có cấu

tạo phức tạp. Trong quá trình phân giải chất hữu cơ có tác động của các quá trình

hoá lý và sinh học, trong đó có sự tham gia của hàng loạt các nhóm vi khuẩn và

nấm khác nhau. Các vi sinh vật phân hủy các vật chất hữu cơ trong môi trường yếm

khí thành một số chất cơ bản là acetate, H2 và CO2. Quá trình sản sinh ra CH4 thực

sự được mang lại bởi vi khuẩn mê tan hóa Archaea (methanogenic Archaea), vi

24

khuẩn mà biến đổi acetate thành CH4 và CO2 (acetoclastic methanogenesis; quá

trình lên men acetate) hoặc biến đổi H2 và CO2 thành CH4 (hydrogenotrophic

methanogenesis; quá trình khử CO2 bằng H2). Mê tan được tạo thành bởi các con

đường khác như oxi hóa methanol chiếm tỷ lệ không đáng kể [17].

Vi khuẩn sinh mê tan được chia thành 3 nhóm: nhóm I gồm

Methanobacterium và Methanobrevibacter, nhóm II là Methanococcus, nhóm III

gồm Methanospirillum và Methanosarcina. Các vi khuẩn sinh mê tan chủ yếu sử

dụng acetate (đóng góp khoảng 80% vào sự tạo thành CH4) như một nguồn cacbon

nhưng các chất khác như H2/CO2 cũng đóng góp 10 -30% vào sự tạo thành

CH4[21].

CH3COOH → CO2 + CH4

4H2 + CO2 → CH4+ 2H2O

Năm quá trình (khuếch tán, oxy hóa, di chuyển vào nước ngầm, sự sủi bọt

khí, và vận chuyển qua trung gian thực vật) chủ yếu chi phối sự phát thải CH4 được

sinh ra trong đất vào bầu khí quyển. Từ 60 đến 90% CH4 được sinh ra trong một vụ

trồng bị oxy hóa, khi khuếch tán vào vùng rễ lúa hoặc vào vùng thiếu khí giữa mặt

đất và nước ngập phía trên [30]. CH4 sau khi được tạo ra bị oxi hóa bởi các vi khuẩn

methanotroths (methanotrophic bacteria) trong lớp đất mặt xung quanh rễ cây. CH4

cũng là một chất dinh dưỡng cho vi sinh vật, cùng với một vài loại khí gas khác

tham gia vào sự hình thành tế bào chất. Vai trò của vi khuẩn trong quá trình đồng

hoá này là sử dụng năng lượng được giải phóng bởi quá trình ôxy hoá CH4. Quá

trình oxi hóa CH4 có thể hình dung theo trình tự sau [21]:

CH4 → CH3OH → HCHO → HCOOH → CO2

Trong các ruộng lúa không bị xáo trộn có đến 90% CH4 được phát thải thông

qua cây lúa. Cây lúa vận chuyển CH4 qua hệ thống mạch thông khí (aerenchyma).

Đây là một hệ thống không gian chứa khí của lá, thân và rễ lúa; là hệ thống rất cần

thiết để cung cấp O2 cho việc hô hấp của các mô ngập nước của cây lúa, cũng đồng

thời là con đường vận chuyển CH4 từ đất vào khí quyển. CH4 trong dung dịch xung

25

quanh rễ lúa khuếch tán qua vách tế bào của vỏ rễ, qua thân cây rồi thoát ra ngoài

qua các lỗ khí của lá. Aerenchyma có sự đóng mở riêng và không liên hệ với sự trao

đổi khí của lỗ khí. Dòng khí trong aerenchyma phụ thuộc vào sự khuếch tán và lưu

lượng khối. Sự khác nhau về hệ số khuếch tán của quá trình vận chuyển CH4 từ rễ

vào thân lúa dường như đóng một vai trò quan trọng trong những khác biệt về sự

phát thải mêtan giữa các giống lúa [30].

1.2.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đất đến sự phát thải CH4

Sự hình thành CH4 trong đất lúa có liên quan tới sự hoạt động của hệ vi sinh

vật. Nhiệt độ đất có ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật đất. Hầu hết các vi

khuẩn sinh mê tan có thể hoạt động trong nhiệt độ từ 20 đến 400C [21]. Nhiệt độ tối

ưu cho sự tạo thành khí mê tan trong đất lúa là 30 đến 350C. Sự hình thành mê tan

là rất nhỏ khi nhiệt độ đất dưới 200C và trở thành số không khi ở 600C. Holzapfel

Pschom và Seiler đã có báo cáo rằng tỷ lệ phát thải mê tan tăng gấp đôi với sự gia

tăng nhiệt độ đất từ 20 đến 250C [30].

Báo cáo của Wang Bujun thì cho rằng ảnh hưởng của nhiệt độ đất đối với sự

phát thải khí mê tan là phi tuyến tính, khác nhau giữa các giống cây trồng, và thay

đổi theo các giai đoạn phát triển. Nhiệt độ đất ở mức dưới 250C có ảnh hưởng thấp

hoặc không đáng kể, từ 25 đến 400C có ảnh hưởng tăng cường đáng kể đối với sự

phát thải mê tan, đặc biệt là ở các giai đoạn phát triển về sau [32].

Trên đất lúa ở California và Tây Ban Nha, tỷ lệ phát thải CH4 tương quan

yếu với sự thay đổi nhiệt độ theo mùa hoặc theo ngày đêm. Mê tan phát thải vào

buổi chiều luôn cao hơn buổi sáng, tương quan với sự gia tăng nhiệt độ của lớp đất

bề mặt [40]. Một nghiên cứu khác trên đất lúa ở Ý lại cho thấy tỷ lệ phát thải CH4

tăng lên với sự tăng nhiệt độ đất. Tương quan thuận này đã được sử dụng để giải

thích cho những thay đổi lớn của tỷ lệ phát thải CH4 trong một ngày đêm. Tuy

nhiên, những báo cáo này không phân tích cụ thể mối quan hệ giữa sự phát thải CH4

và nhiệt độ đất theo mùa và theo ngày đêm [36].

26

Các tác giả Helmut Schütz, Wolfgang Seiler và Ralf Conrad [36] đã tiến

hành nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đất đối với sự phát thải mê tan trên đất

lúa ở Ý. Kết quả cho thấy tỷ lệ phát thải khí mêtan từ ruộng lúa nước có sự khác

nhau theo ngày đêm và theo mùa. Sự thay đổi theo mùa không có mối liên quan

chặt chẽ với nhiệt độ đất. Tuy nhiên, sự thay đổi của dòng phát thải CH4 theo ngày

đêm có tương quan đáng kể đối với sự thay đổi của nhiệt độ đất ở một độ sâu cụ thể

trong một ngày đêm. Ở độ sâu 1-5 cm, mối tương quan tốt nhất giữa sự phát thải

CH4 và nhiệt độ đất là vào tháng V, tháng VI và tháng VIII; còn ở độ sâu 10-15 cm

thì mối tương quan tốt nhất là vào tháng VI và tháng VII.

1.2.1.3. Ảnh hưởng của pH và Eh đất đến phát thải CH4

Z. P. Wang và cộng sự [38] đã tiến hành thí nghiệm trong phòng để xác định

giá trị ban đầu của Eh đất, điều kiện pH đất thuận lợi nhất, sự tác động của Eh và

pH đối với sự hình thành CH4 trong đất ngập nước. Kết quả cho thấy CH4 bắt đầu

tạo thành khi Eh ở mức từ −160 đến −150 mV. Trong khoảng Eh từ -230 đến -150

mV thì giữa lượng CH4 tạo thành và Eh đất có mối tương quan âm theo hàm số mũ.

Điều kiện pH thuận lợi nhất đối với sự tạo thành CH4 là ở mức gần trung tính. Đưa

vật liệu có tính axit vào làm pH giảm nhẹ cũng làm giảm đáng kể sự tạo thành CH4.

Tăng nhẹ pH đất (khoảng 0,2 đơn vị pH so với giá trị pH ban đầu của đất), kết quả

làm tăng sự tạo thành CH4 từ 11 – 20% và từ 24 – 25% tương ứng với giá trị Eh

được kiểm soát ở mức -250 và -200 mV. Từ kết quả này các tác giả đưa ra quan

điểm là có thể giảm sự phát thải CH4 bằng cách giảm nhẹ pH đất.

Kazuyuki Yagi và cộng sự [40] đã theo dõi sự phát thải CH4 từ ruộng lúa

nước ở Suphan Buri, Thái Lan và thấy rằng Eh đất giảm dần theo thời gian kể từ khi

ngập nước. Các giá trị thấp nhất của Eh đất quan sát được trong mùa khô và mùa

mưa tương ứng là -236 ± 32 và -241 ± 14 mV. Eh ở độ sâu 10 cm cao hơn so với Eh

ở độ sâu 5 cm và 2 cm trong tất cả các lần đo đạc. Sự phát thải CH4 tăng có tương

quan với việc giảm giá trị Eh đất. Sự phát thải cao nhất quan sát được là vào giai

đoạn cuối mùa khi Eh đất giảm xuống dưới - 200 mV ở độ sâu 2 cm và 5 cm. Giá trị

27

trung bình và giá trị phát thải CH4 tối đa quan sát được trong mùa khô là 19,5 và

46,6 mg/m2/h, còn trong mùa mưa là 32,2 và 55,9 mg/ m2/h.

Theo F.N. Ponnamperuma [35] thì Eh đất phụ thuộc vào thời gian ngập nước

và tính chất đất. Cùng thời gian ngập nước như nhau nhưng nếu đất giàu chất hữu

cơ thì sau khi ngập nước, Eh giảm nhanh và thấp nhất.

1.2.1.4. Ảnh hưởng của chế độ canh tác đến phát thải CH4

Các nghiên cứu thực nghiệm trên thế giới liên quan đến việc đo phát thải

KNK thường sử dụng phương pháp lấy mẫu buồng đóng (“closed chamber

method”). Phương pháp này sử dụng một buồng kín để chụp lên diện tích định lấy

mẫu. Mẫu khí sau khi lấy được mang vào trong phòng để phân tích. Đây là phương

pháp lấy mẫu bằng tay đơn giản. Thời gian và tần suất lấy mẫu phụ thuộc vào nhà

nghiên cứu. Việc lấy mẫu với tần suất cao hay lấy mẫu về đêm sẽ mất nhiều công

và không thuận tiện khi sử dụng phương pháp này. Các nghiên cứu gần đây với khả

năng tài chính cho phép thì sử dụng phương pháp lấy và phân tích mẫu bằng buồng

đóng tự động (standardized automated closed chamber system) ngay trên đồng

ruộng hoặc trong nhà thực nghiệm. Phương pháp này sử dụng buồng đóng mở tự

động để lấy mẫu khí và phân tích mẫu tự động bằng máy sắc ký khí (GC). Nó cho

phép lấy mẫu với tần suất cao, thuận tiện cho các thí nghiệm cần lấy mẫu cả ngày

lẫn đêm. Tuy nhiên chi phí lắp đặt hệ thống lấy và phân tích mẫu tự động lớn hơn

biện pháp lấy và phân tích bằng tay vì vậy việc lựa chọn phương pháp nào sẽ tùy

theo mức độ yêu cầu của nghiên cứu và khả năng đầu tư cho nghiên cứu.

Ruộng lúa nước là nguồn phát thải CH4 chủ yếu, do vậy nhiều tác giả đã tập

trung vào đánh giá sự phát thải CH4 từ hoạt động canh tác lúa ở nhiều nơi trên thế

giới.

28

Bảng 1.6. Phát thải CH4 ở một số nơi trồng lúa trên thế giới

Khu vực

Trung bình lượng CH4 phát thải

(g/m2/ngày)

Thời gian ngập nước

(ngày)

Tổng lượng CH4 phát thải toàn vụ (g/m2)

Tác giả

Trung Quốc

(Hangzhou)

Wang et al.

(1990)

- Vụ sớm 0,69 80-140 55-97

- Vụ muộn 0,44 120-150

Trung Quốc (Tuzu) 1,39 120 167 Khalil et al.

(1991)

Ấn Độ 0,04-0,46 60 2-28 Parashar et al.

(1991)

Italia 0,19-0,68 130 12-77 Schütz et al.

(1989a)

Nhật Bản Yagi và Minaret

(1990b, 1992)

- Ryugasaki (Đất than bùn)

0,39 115 45

- Ryugasaki (đất gley)

0,07-0,37 110 8 - 43

Tây Ban Nha 0,10 120 12 Seller et al.

(1984)

Thái Lan Yagi et al.

(1992)

- Suphan Buri 0,47-0,77 97-109 51-75

- KhlongLuang 0,09 83 7

- Chai Nat 0,04 94 4

Mỹ

- California 0,25 100 25 Cicerone et al.

(1983)

- Texas 0,05-0,36 84-85 5-31 Sass et al.

(1990, 1991)

- Louisiana 0,27-0,48 77 21-37 Lindau et al.

(1991)

Nguồn : K. Minami và H.-U. Neue [30]

29

Đo CH4 phát thải từ ruộng lúa nước đã được tiến hành ở nhiều nước như Ý,

Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Philippin, .... và Chương trình nghiên cứu quốc tế về phát

thải CH4 từ ruộng lúa nước đã được tiến hành giai đoạn 1993 – 1998 [20]. Một

trong những kết quả nghiên cứu của Chương trình đã được báo cáo bởi Corton và

cộng sự [18]. Các tác giả chỉ ra rằng trong điều kiện giống nhau về giống, mức đầu

tư phân bón và quản lý nước mặt, CH4 phát thải từ ruộng lúa nước trong mùa ẩm

cao hơn 1,5-4 lần trong mùa khô. Nghiên cứu của Akira và cộng sự [14] về ảnh

hưởng của nhiệt độ đến sự biến động của CH4 phát thải từ ruộng lúa ở Nhật Bản đã

cho thấy rằng nhiệt độ là nhân tố chính ảnh hưởng đến sự biến động CH4 phát thải

qua suốt mùa và suốt năm. CH4 phát thải suốt mùa tương quan tuyến tính với tỷ lệ

bón rơm rạ. Naser và cộng sự [31] cũng đã đánh giá ảnh hưởng của 5 mức bón rơm

rạ lúa khác nhau (từ 0 đến 219 g chất khô m-2) đến phát thải CH4 từ ruộng lúa nước

trong hệ thống luân canh lúa – bỏ hóa – lúa ở Hokkaido, Nhật Bản. Kết quả nghiên

cứu cho thấy phát thải CH4 tăng cùng với sự tăng lượng rơm rạ bón. Một đỉnh phát

thải CH4 xuất hiện cuối giai đoạn sinh trưởng sinh thực ở tất cả các ruộng được bón

rơm rạ và giảm nhanh chóng khi ruộng lúa được tháo nước để thu hoạch. Tổng CH4

phát thải dao động từ 4,04 – 40,8 g CH4–C m-2 vụ-1. Bón rơm rạ làm tăng phát thải

CH4 từ 2-10 lần so với không bón rơm rạ. Nghiên cứu ảnh hưởng của cách sử dụng

rơm rạ lúa mì đến phát thải CH4 từ ruộng lúa, Jing Ma và cộng sự [29] đã chứng

minh rằng biện pháp dùng rơm rạ lúa mì phủ trần lên trên ruộng lúa nước trước khi

canh tác lúa làm giảm thiểu CH4 phát thải nhiều nhất và không làm giảm năng suất

lúa khi so sánh với các biện pháp không sử dụng rơm rạ, vùi rơm rạ vào tầng đất

mặt, vùi sâu, và đốt.

Nghiên cứu của Inubushi K. và cộng sự [24] đã cho thấy rằng phát thải CH4

dao động khá lớn trong ngày, thường đạt giá trị cao nhất vào khoảng 13 – 15 giờ,

thời điểm thường nóng nhất trong ngày. CH4 phát thải cũng biến động theo giai

đoạn sinh trưởng của cây. Phát thải CH4 thường tăng lên dần sau khi cấy, đạt giá trị

cao nhất xung quanh thời kỳ nở hoa và giảm dần đến khi chín. Tăng CO2 không khí

trong ruộng lúa (sử dụng hệ thống FACE) đã làm tăng phát thải CH4 đáng kể (38-

30

53%). Các tác giả cho rằng điều này liên quan đến sự tăng lên các sản phẩm tiết ra

từ rễ và số nhánh lúa khi nồng độ CO2 không khí tăng lên.

Khả năng sinh trưởng phát triển của lúa hay đặc tính giống có thể ảnh hưởng

đến CH4 phát thải. Trong một thí nghiệm của Denier V. D. G. và cộng sự [20] việc

loại bỏ các hoa lúa để giảm sức chứa các bon của cây đã làm tăng CH4 phát thải. Sự

tăng lên này có thể do các bon được cố định trên mặt đất bởi quang hợp đi vào trong

đất qua rễ nhiều hơn. Điều này phần nào lý giải cho kết quả nghiên cứu của Corton

(2000). Phát thải CH4 trong mùa ẩm ướt cao hơn trong mùa khô quan sát thấy trong

nghiên cứu của Corton (2000) có thể do điều kiện ngoại cảnh mùa ẩm đã không

thích hợp cho hình thành hoa dẫn đến các bon tích lũy về rễ nhiều hơn và phát thải

CH4 từ đất tăng. Kết quả nghiên cứu gợi ý rằng việc tối ưu hóa năng suất hạt cũng

có thể là một cách giảm thiểu CH4 phát thải. Như vậy việc sử dụng giống lúa với tỷ

lệ sinh khối rễ /thân hay hệ số thu hoạch cao cũng có thể giảm bớt phát thải CH4.

Giả thiết này nên được kiểm tra.

Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật làm đất và gieo trồng góp phần giảm thiểu

phát thải KNK từ ruộng lúa đã được tiến hành ở một số nước trên thế giới. Nghiên

cứu ảnh hưởng của biện pháp làm đất và gieo hạt đến phát thải KNK từ canh tác lúa

ở Okayama, Nhật Bản từ 1998 đến 2002, Ishibashi E. và cộng sự [26] đã kết luận

rằng: (1) Ruộng lúa không làm đất kết hợp gieo thẳng (ND) dẫn đến phát thải CH4

thấp hơn nhiều ở ruộng lúa làm đất kết hợp với cấy (TT); (2) Ở ND, bón phân đạm

gây ra phát thải N2O là 2,5% trong khi ở TT là 0,48%; (3) Tổng CH4 và N2O phát

thải (quy đổi về đơn vị tương đương CO2) không khác nhau giữa 2 ruộng lúa trên;

(4) Ở ND, dòng CO2 từ đất vào không khí trong thời gian bỏ hóa hoặc khi ruộng

không ngập nước cao hơn ở TT; (5) Chất hữu cơ ở tầng đất mặt tăng dần ở ND qua

các năm; Tốc độ cố định các bon vào tầng đất mặt là 86,2 g C m-2 năm-1, bằng 30%

tổng lượng CH4 và N2O phát thải (quy đổi về đơn vị tương đương CO2); (6) Ở ND,

tổng KNK (CH4, N2O và CO2) phát thải là 811 g CO2 m-2 năm-1 năm 1998 và 648 g

CO2 m-2 năm-1năm 1999, thấp hơn 20% so với ở TT; (7) Ở ruộng canh tác 8 năm

liền không làm đất kết hợp gieo thẳng sau đó chuyển sang làm đất kết hợp vùi các

31

vật chất hữu cơ tầng mặt vào tầng canh tác cũng không thấy có sự tăng CH4 và N2O

phát thải trong 2 năm đầu. Các tác giả đã kết luận rằng áp dụng biện pháp canh tác

không làm đất cùng với gieo thẳng liên tiếp mội thời gian sau đó chuyển sang canh

tác làm đất và cấy hoặc gieo thẳng trong vài năm như là một giải pháp cho việc

giảm thiểu phát thải KNK từ canh tác lúa.

Bón phân đạm và quản lý phế phụ phẩm có thể ảnh hưởng đến phát thải

KNK từ ruộng lúa. Ba mức bón đạm (0, 200 và 270 kg N/ha) và hai mức bón rơm rạ

lúa mì (0 và 3750 kg/ha) được Ma J. và cộng sự [29] sử dụng trong nghiên cứu ảnh

hưởng của việc bón phân đạm và rơm rạ lúa mì đến phát thải CH4 và N2O ở Trung

Quốc từ 2003 đến 2005. Nghiên cứu đã chỉ ra bón phân đạm ở mức 200 kg/ha đã

làm giảm phát thải CH4 so với đối chứng không bón, nhưng mức độ ảnh hưởng đó

giảm đi khi lượng phân đạm tăng lên 270 kg/ha và sự giảm đi này trở nên rõ nét hơn

khi phân đạm được bón cùng với vùi rơm rạ lúa mì. Các tác giả đã kết luận rằng

GWP gây ra bởi CH4 và N2O phát thải từ ruộng lúa bị ảnh hưởng bởi lượng phân

đạm bón, nó tăng lên đáng kể bởi việc vùi rơm rạ lúa mì. Trong nghiên cứu này,

GWP thấp nhất khi chỉ bón phân đạm ở mức 200 kg/ha.

Chế độ nước trong ruộng lúa chi phối nhiều nhất đến phát thải KNK do bởi

nó ảnh hưởng đến tiềm năng oxi hóa khử cũng như sự phân giải các vật chất hữu cơ

trong đất. Quản lý nước mặt ruộng theo kiểu ”khô – ẩm luân phiên” (alternate

wetting and drying – AWD) hiện nay đang được áp dụng phổ biến ở Trung Quốc và

Philippin. Mô hình canh tác này vừa cho phép tiết kiệm nước, đảm bảo năng suất

lúa đồng thời giảm CH4 phát thải từ ruộng lúa tới 12%. Tuy nhiên khi tháo nước vào

thời điểm giữa vụ sẽ làm tăng phát thải N2O.

Nhóm nghiên cứu Wang Z.Y. và cộng sự [39] đã tiến hành thí nghiệm đo đạc

sự phát thải CH4 tại Bắc Kinh (Trung Quốc) từ năm 1995 – 1998: ruộng cấy 1 vụ

lúa (từ tháng 5 đến tháng 10), sau đó bỏ hoang. Đặc điểm đất thí nghiệm là đất thịt

nặng, pH=7,0, hàm lượng hữu cơ 0,99%. Trung bình tỷ lệ phát thải CH4 dao động

từ 11-364 mg/m2/ngày tùy thuộc vào mùa vụ, chế độ nước, và chế độ bón phân.

Thoát nước giữa vụ, bón phân hữu cơ và / hoặc bón phân khoáng đã cho lượng CH4

32

phát thải vào năm 1995 và 1997 tương ứng là 279 và 139 mg/m2/ngày. CH4 phát

thải mạnh trong giai đoạn đẻ nhánh, chiếm 85% tổng phát thải hàng năm. Rút cạn

nước giữa vụ có tác dụng giảm 23% lượng CH4 phát thải so với tưới ngập thường

xuyên. Với phân lợn, lượng CH4 phát thải cả vụ cao hơn 15-35 lần so với bón phân

(NH4)2SO4.

T.M. Corton và cộng sự [18] tiến hành thí nghiệm đánh giá về sự phát thải

CH4 tại Luzon (Philippines) từ năm 1994-1998 trên ruộng cấy 2 vụ lúa trong mùa

mưa và mùa khô. Đất thí nghiệm là đất sét nhẹ, độ pH=6,88, hàm lượng hữu cơ

1,32%. CH4 phát thải được đo bằng hệ thống tự động. Trên ruộng tưới ngập thường

xuyên và bón phân urê, lượng CH4 phát thải trong mùa khô là 79-184 mg/m2/ngày

và trong mùa mưa là 269-503 mg/m2/ngày. Sử dụng phân (NH4)2SO4 thay phân urê

làm giảm 25 – 36% lượng CH4 phát thải. Bón phân urê kết hợp với phân photpho

thạch cao làm giảm CH4 phát thải tới 72%. Thoát nước giữa vụ làm giảm CH4 phát

thải tới 43%, điều này có thể giải thích là do sự xâm nhập của oxi vào trong đất.

Gieo thẳng thay vì cấy làm giảm 16-54% lượng CH4 phát thải. Bón bổ sung rơm ủ

làm tăng 23 – 30% lượng CH4 phát thải, trong khi bón rơm tươi làm tăng phát thải

tới 162-250%. Bón phân gà kết hợp với urê không làm tăng lượng phát thải CH4. Lý

do là rơm tươi có tỷ lệ C/N lớn (25-45), trong khi rơm ủ có C/N từ 6-10 và phân gà

có tỷ lệ C/N là từ 5-8. Từ đó các tác giả đã đưa ra kết luận: có thể giảm lượng CH4

phát thải một cách tốt nhất bằng thực hiện kết hợp các yếu tố: (1) thoát nước giữa

vụ thay vì tưới ngập liên tục, (2) sử dụng phân bón có chứa sunphat như amoni

sunphat và photpho thạch cao kết hợp với urê, (3) gieo thẳng, (4) sử dụng phân hữu

cơ có tỷ lệ C/N thấp như phân gà hoặc rơm ủ.

Các tác giả Setyanto P., Makarim A.K., Fagi A.M., Wassman R. & Buendia

L.V. [37] đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải CH4 từ hai hệ thống canh tác là tưới

bằng nước mưa và tưới chủ động. Thí nghiệm được tiến hành tại Jakenan

(Indonesia) từ năm 1993 - 1998, trên ruộng cấy 2 vụ lúa: từ tháng 1 đến tháng 6 và

từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau, thí nghiệm trên đất thịt nhẹ, độ pH = 4,7 hàm

lượng hữu cơ 0,48%. Sử dụng kỹ thuật buồng đóng tự động để xác định lượng CH4

33

phát thải trong hai hình thức là tưới nhờ nước mưa và tưới có chủ động. Phát thải

CH4 thấp vào đầu mùa mưa và cuối mùa khô ở ruộng thí nghiệm tưới hoàn toàn

bằng nước mưa. Tưới ngập liên tục có tỷ lệ phát thải cao hơn so với tưới bằng nước

mưa ở cả hai vụ. Tưới bằng nước mưa có tỷ lệ phát thải trung bình là từ 19– 123

mg/m2/ngày và tưới ngập thường xuyên là từ 71 – 217 mg/m2/ngày. Bón phân gia

súc và bón bằng rơm rạ làm lượng CH4 phát thải cao hơn so với bón bằng phân

khoáng tương ứng là 72 và 37%.

Một thí nghiệm đo đạc sự phát thải CH4 được thực hiện tại Viện nghiên cứu

nông nghiệp Ấn Độ ở New Delhi do M.C. Jain và cộng sự [27] tiến hành trên ruộng

cấy 1 vụ lúa từ năm 1994 - 1997. Đất thí nghiệm có đặc điểm: đất thịt nhẹ, độ pH =

8,2, hàm lượng hữu cơ 0,41%. Trong suốt 4 vụ, tổng lượng CH4 phát thải trên ruộng

úng ngập thường xuyên luôn cao hơn khoảng 22% so với trên ruộng được tưới liên

tục. Trong trường hợp cấy giống lúa Pusa 169, CH4 phát thải tăng 28% so với giống

IR72. Nghiên cứu tác động của phân chuồng đối với giống IR72 và giống Pusa 169

cho kết quả: bón phân chuồng kết hợp với bón urê làm tăng lượng CH4 phát thải từ

12 – 20% so với việc chỉ bón urê.

Tại Trung tâm nghiên cứu lúa gạo Prachinburi (Thái lan), các tác giả N.

Chareonsilp, C. Buddhaboon, P. Promnart, R. Wassmann và R.S. Lantin [16] đã

tiến hành nghiên cứu sự phát thải CH4 từ những cánh đồng lúa bị ngập sâu trong

nước từ năm 1994 – 1998. Thí nghiệm trên đất 1 vụ lúa (từ tháng 5 đến tháng 12).

Từ tháng 7 đến tháng 10, nước lũ ngập sâu từ 1 - 2 m. Đất thí nghiệm là đất sét, độ

pH = 3,9, hàm lượng hữu cơ 1,54 %. Lượng CH4 phát thải trung bình 4 năm của

những ruộng ngập sâu và bón tro rơm là 46mg/m2/ngày và tổng lượng phát thải là

98 kg/ha/năm. Đối với ruộng được tưới và bón tro rơm, lượng phát thải trung bình

là 79 mg/m2/ngày và tổng lượng phát thải là 74 kg/ha/năm. Mê tan phát thải lớn

nhất trên ruộng nước sâu khi kết hợp với bón rơm rạ, phân trộn rơm, không làm đất

với phủ rơm rạ, lượng phát thải là ít nhất khi kết hợp bón tro rơm.

1.2.2. Các nghiên cứu trong nước

34

Cho đến nay các nghiên cứu liên quan đến phát thải KNK trong nông nghiệp

và các giải pháp giảm thiểu phát thải KNK ở Việt Nam còn rất hạn chế. Trong Dự

án “Thông báo Quốc gia về biến đổi khí hậu”, Viện Khí tượng Thủy văn (KTTV)

xác định tổng lượng phát thải KNK năm 2004 của Việt Nam là 103,8 Tg CO2 [12].

Bảng 1.7. Kết quả kiểm kê khí nhà kính khu vực nông nghiệp năm 2000

của Việt Nam

Đơn vị: nghìn tấn

Tiểu lĩnh vực CH4 N2O CO NOx CO2

tương đương

Tỷ lệ (%)

Lên men tiêu hóa 368,12 7.730,52 11,9

Quản lý phân bón 164,16 3.447,36 5,3

Trồng lúa 1.782,37 37.429,77 57,5

Đất nông nghiệp 45,87 14.219,70 21,8

Đốt savana 9,97 1,23 261,71 4,46 590,67 0,9

Đốt các phụ phẩm nông nghiệp

59,13 1,39 1.214,68 50,28 1.672,63 2,6

Tổng 2.383,75 48,49 1.476,39 54,74 65.090,65 100


Các nhà nghiên cứu Viện KTTV [12] đã theo dõi phát thải CH4 từ các ruộng

lúa cấy các giống khác nhau trên đất phù sa sông Hồng ở Hoài Đức, Hà Nội. Các

tác giả đã chỉ ra phát thải CH4 từ ruộng lúa thường lớn nhất vào giai đoạn 70 ngày

sau khi cấy ở vụ Đông - Xuân và 20-40 ngày sau khi cấy vào vụ Mùa. Trị số phát

thải cao nhất là 42,5, 67,3 và 70,0 mg m-2 giờ-1 tương ứng với các giống P6, CR203

và Kim B.

Nguyễn Mộng Cường và cộng sự [19] cũng đã theo dõi CH4 phát thải ở các

ruộng lúa được quản lý nước theo các phương pháp khác nhau (ngập thường xuyên

và rút nước định kỳ) trên đất phù sa sông Hồng ở Hoài Đức, Hà Nội và đất phù sa

sông Cửu Long ở Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh với giống sử dụng là CR203 và

bón phân theo tập quán của nông dân trong các vùng nghiên cứu. Các tác giả cho

35

biết CH4 phát thải nhiều nhất giai đoạn đẻ rộ đến làm đòng; tưới theo phương pháp

rút nước định kỳ làm giảm CH4 phát thải 10% (469,6 kg/ha/vụ so với 515,3

kg/ha/vụ) trên đất phù sa sông Hồng và giảm 13% (184,4 kg/ha/vụ so với 217,2

kg/ha/vụ) trên đất phù sa sông Cửu Long khi so sánh với lúa ngập nước thường

xuyên. Tưới theo phương pháp rút nước định kỳ không làm giảm năng suất lúa.

Biện pháp tưới rút nước giữa (giai đoạn sau đẻ rộ) và cuối vụ (giai đoạn vào chắc)

nhằm tăng năng suất lúa đồng thời giảm phát thải CH4 cũng đã được Nguyễn Mộng

Cường trình diễn diện rộng và chuyển giao vào sản xuất lúa tại Điện Bàn, Quảng

Nam. Mô hình trình diễn cho thấy so với tưới ngập thường xuyên thì biện pháp tưới

rút nước giữa và cuối vụ đã làm giảm phát thải CH4 khoảng 10% (11% ở vụ lúa Hè

Thu: 351,1 so với 391,7 kg CH4 /ha; 9% ở vụ lúa Xuân: 255,4 so với 280,1 kg

CH4/ha) đồng thời làm tăng năng suất lúa 3 tạ/ha ở vụ Hè Thu và 3,3 tạ/ha ở vụ

Xuân. Các tác giả cũng đã khuyến cáo nên áp dụng kỹ thuật tưới tiêu nước trên vào

sản xuất lúa.

Tương tự như nghiên cứu trên, nghiên cứu của Nguyễn Văn Tỉnh và cộng

sự[9] về ảnh hưởng của các biện pháp tưới đến phát thải CH4 từ canh tác lúa trên

đất phù sa sông Hồng ở Hoài Đức, Hà Nội cho thấy tưới nông lộ phơi làm giảm

CH4 phát thải 11% trong vụ Xuân và 15% trong vụ mùa khi so với tưới ngập thường

xuyên. Các tác giả đã kiến nghị áp dụng công thức tưới nông lộ phơi cho lúa trên

đất phù sa sông Hồng để làm giảm phát thải CH4.

1.3. Canh tác lúa nước trên đất phù sa sông Hồng

1.3.1. Đặc điểm khí hậu, thủy văn vùng đồng bằng sông Hồng

- Đặc điểm khí hậu

Đồng bằng sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa hè nóng ẩm và

mùa đông lạnh - khô, làm cho cơ cấu cây trồng đa dạng. Nhiệt độ trung bình năm

khoảng 230C, tối cao trung bình khoảng trên 260C và tối thấp trung bình trên 200C.

Trong đó mùa đông lạnh nhiệt độ bình quân dưới 200C là 116 ngày (thường vào

cuối tháng XI đến giữa tháng 3 năm sau), có 3 tháng mùa đông lạnh (tháng XII, I,

II). Lượng mưa bình quân năm 1.700 - 1.800 mm nhưng phân bố không đều trong

36

các tháng. Có 5 tháng từ tháng V đến tháng IX lượng mưa trung bình tháng trên

200mm và tổng 5 tháng chiếm khoảng 80 - 85% lượng mưa cả năm, tháng 10 lượng

mưa trên 100 mm, 6 tháng có lượng mưa dưới 100 mm là những tháng thiếu nước,

nhưng do có mưa phùn vào các tháng mùa đông lạnh nên lượng mưa tháng thấp

nhất cũng đạt 32 mm (thường tháng XII và tháng I có lượng mưa thấp nhất). Độ ẩm

trung bình các tháng trong năm chênh lệch không lớn, tháng có độ ẩm cao nhất và

tháng có độ ẩm thấp nhất chênh nhau 12%. Độ ẩm trung bình tối đa là 92%, độ ẩm

trung bình tối thiểu là 80%. Độ ẩm trung bình tháng dưới 85% chỉ chiếm 35% [6].

Tính chất thất thường của thời tiết gây ra nhiều bất lợi đối với sản xuất nông

nghiệp của nông dân đồng bằng Sông Hồng như: hạn hán, bão, lũ lụt, mưa đá,

sương muối, rét hại kéo dài vào mùa đông…

Hạn hán: hạn hán xảy ra chủ yếu trong vụ đông xuân khi mực nước các sông

xuống thấp. Theo tài liệu về sản xuất nông nghiệp thì vùng hạ du sông Hồng từ năm

1980 đến 1993 có các đợt hạn đáng kể như: hạn vụ đông xuân các năm 1986, 1987,

1988, 1991, 1992; hạn vụ mùa trong các năm 1987, 1990. Các năm kể trên diện tích

bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 30.000 - 140.000 ha và diện tích mất trắng từ 1000 – 2000

ha. Năm 2004, hạn hán được đánh giá là khốc liệt nhất trong vòng 40 trở về trước,

mặc dù đã triển khai nhiều biện pháp khắc phục nhưng diện tích bị hạn vẫn lên tới

233.400 ha [6].

Rét hại vào mùa đông lạnh : theo thống kê từ năm 1961 đến nay ở Đồng

bằng sông Hồng có trên 65 đợt rét hại nhiệt độ dưới 130C kéo dài trên 3 ngày liên

tục, những đợt dài nhất kéo dài tới 10 ngày (bình quân 1 năm có 2 đợt rét hại). Phân

bố các đợt rét hại từ tuần đầu tháng XII đến tuần đầu tháng 3, trong đó tháng I

chiếm 43%, tháng II chiếm 36,5%, hai tuần cuối tháng XII chiếm 17,5%. Ở Việt

nam giá rét thường kèm theo sương muối. Những đợt rét hại này làm chết mạ và lúa

mới cấy. Đây là yếu tố hạn chế thường gặp hàng năm của thời tiết đối với sản xuất

nông nghiệp.

Bão và mưa lớn: Bão đổ bộ vào Bắc Bộ trong thời gian từ tháng VII đến

tháng X tập trung chủ yếu trong tháng VIII. Bão đổ bộ không những gây tác hại do

37

gió lớn làm thiệt hại mùa màng và tài sản nói chung mà còn kèm theo mưa lớn gây

ngập lụt. Tính chung có 72% số năm có bão gây ra lụt, 33% số năm có lụt to gây

thiệt hại cho sản xuất vụ mùa.

- Đặc điểm thủy văn

Vùng có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào, có giá trị lớn về kinh tế là hệ

thống sông Hồng và sông Thái Bình. Tổng lượng nước mặt bình quân hàng năm của

sông Hồng là 135 tỷ m3, trong đó lượng nước từ ngoài lãnh thổ đổ vào là 52,46 tỷ

m3 chiếm 38,9% lượng nước toàn lưu vực và lưu lượng nước bình quân hàng nǎm

rất lớn, tới 4.280 m3/s (tại cửa sông). Sông Hồng có lượng nước phong phú đã góp

phần bồi đắp, tạo nên đồng bằng Sông Hồng phù sa màu mỡ. Vào mùa cạn dòng chảy

nhỏ, ít phù sa và mùa lũ dòng chảy lớn, phù sa nhiều. Lũ ở hạ lưu sông Hồng thường

xuất hiện trong 5 tháng từ tháng VI đến tháng X. Với lượng dòng chảy mùa lũ

chiếm khoảng 80% tổng lượng dòng chảy năm. Ba tháng có lượng dòng chảy lớn

nhất là tháng VII – IX với tổng lượng dòng chảy chiếm trên dưới 50% tổng lượng

dòng chảy năm. Mùa kiệt trên lưu vực sông Hồng từ cuối tháng XI tới tháng V,

tháng XI là tháng chuyển tiếp mùa lũ sang kiệt. Dòng chảy bắt đầu giảm từ tháng X

và giảm nhanh vào tháng XII đến tháng IV, đạt nhỏ nhất vào tháng II, III trên dòng

chính và các sông nhánh lớn. Lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm 20% tổng lượng

dòng chảy năm. Trên sông Hồng ba tháng kiệt nhất là tháng I, II và III có tổng

lượng dòng chảy chiếm trên dưới 10% tổng lượng dòng chảy năm [6].

Thủy lợi là vấn đề đóng vai trò quan trọng đối với nông dân vùng đồng bằng

sông Hồng. Gần như toàn bộ đời sống của cư dân đều phụ thuộc vào cách giải

quyết tốt vấn đề thủy lợi. Trong những năm gần đây, do hệ thống thủy lợi được chú

trọng đầu tư, cải thiện nên việc tiêu thoát, cung cấp nước trong nông nghiệp đã chủ

động hơn. Nhờ vậy mà phần lớn đất trồng lúa của đồng bằng có khả năng canh thác

2 – 3 vụ trong năm.

1.3.2. Đặc điểm, tính chất đất phù sa sông Hồng

Ở Việt Nam, diện tích đất phù sa có gần 3,5 triệu ha, chiếm 10,3 % diện tích

38

tự nhiên cả nước, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu

Long, ngoài ra đất phù sa đều có hầu hết ở các địa phương trong cả nước. Đất phù

sa hệ thống sông Hồng có diện tích khoảng 600 nghìn ha, tập trung chủ yếu ở các

tỉnh đồng bằng Bắc Bộ như: Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Hưng Yên, Hà

Nam, Nam Định, Thái Bình .... [13].

Hệ thống sông Hồng có nhiều đặc điểm ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và

tính chất đất: hàm lượng phù sa trong nước lớn, chất lượng phù sa tốt. Nước sông

Hồng có độ đục bình quân là 1,01g/m3, ứng với lượng phù sa là 120 triệu tấn/ năm,

chất lượng đất phù sa hệ thống sông Hồng thay đổi theo mùa. Do thủy chế thất

thường, năm lũ lớn, năm lũ nhỏ nên đất phù sa sông Hồng thường có biến động lớn

về thành phần cơ giới theo chiều sâu mặt phẫu diện và theo bề mặt đồng bằng.

Nhiều vùng ta gặp xen kẽ giữa các tầng đất thịt, đất cát, đất sét phức tạp. Trong

phạm vi hẹp theo chiều ngang chừng một vài km, đất gần sông thì cao và có thành

phần cơ giới là cát pha, đất xa sông thì có thành phần cơ giới là đất thịt hoặc sét.

Tùy theo vị trí nằm trong hoặc ngoài đê do có sự bồi đắp hay không được bồi

đắp phù sa hàng năm và tuỳ theo mức độ tác động của quá trình glây, đất phù sa

sông Hồng có thể chia thành các loại như sau:

- Đất phù sa được bồi hàng năm

- Đất phù sa không được bồi, không bị glây hoá (hoặc glây yếu không đáng

kể).

- Đất phù sa không được bồi, glây trung bình hoặc glây mạnh

Bảng 1.8. Tính chất đất phù sa hệ thống sông Hồng không được bồi, không glây

(phẫu diện lấy tại Đội 5, thôn Dương Tảo, xã Vân Tảo, huyện Thường Tín, Hà Tây

(nay là Hà Nội))

Thông số

Đơn vị Độ sâu tầng đất (cm)

0-27 27-56 56-76 76-97 112-131 131-197

Dung trọng

g/cm3 1,40 1,32 1,39 1,50 1,30 1,46

Tỷ g/cm3 2,61 2,70 2,60 2,56 2,59 2,73

39

trọng

pHKCl 7,1 6,7 7,1 6,9 7,1 6,9

pHH2O 8,1 8,4 8,7 8,7 8.8 8,7

OC % 1,68 1,31 1,18 0,98 1,02 0,41

N % 0,14 0,11 0,10 0,08 0,09 0,06

P2O5 % 0,12 0,11 0,09 0,09 0,11 0,08

K2O % 1,69 1,58 1,29 1,38 1,24 1,54

P2O5 dt mg/100g 4,70 3,30 3,15 3,20 2,70 2,30

CEC cmol(+)/kg 10,24 11,48 10,57 10,82 9,49 11,37

Ca2+ cmol(+)/kg 6,60 8,55 6,65 6,47 5,13 7,57

Mg2+ cmol(+)/kg 0,43 0,43 0,41 0,46 0,48 0,51

K+ cmol(+)/kg 0,15 0,13 0,12 0,12 0,13 0,14

Na+ cmol(+)/kg 0,32 0,26 0,27 0,21 0,30 0,31

Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hóa [13]

Đất ở ngoài đê, năm nào cũng được bồi đắp một lớp phù sa mới nên luôn

luôn trẻ và màu mỡ. Đất ở trong đê, bị cắt nguồn phù sa nên tính chất biến đổi theo

các quá trình đất ở các vùng đồng bằng: Nơi trũng thì bị gley, tích tụ mùn; nơi địa

hình cao đất bị rửa trôi và trong phẫu diện hình thành tầng loang lổ đỏ vàng. So với

đất phù sa nhiều sông khác, đất phù sa sông Hồng là đất lý tưởng để trồng nhiều

loại cây như: lúa, ngô, đậu, đỗ, lạc, khoai, các loại rau và cây ăn quả…

Nhìn chung đất phù sa sông Hồng có ưu điểm nổi bật về thành phần cơ giới

cấp hạt sét < 0,002mm chiếm tới 15 - 32 % cùng với tỷ lệ limon thích hợp (0,02 -

0,002mm) chiếm khoảng 35 - 45% làm cho đất có thành phần cơ giới trung bình. Ở

một số vùng cao, đất có thành phần cơ giới nhẹ, ở những vùng thấp thường là sét

pha trung bình, một số là sét nặng. Về cấu trúc đất, độ bền trong nước của những

cấp hạt có kích thước lớn rất thấp, chủ yếu là những cấp hạt có kích thước 0,5 -

1mm. Sức chứa ẩm tối đa chiếm từ 30 - 40%. Trong khi đó độ ẩm cây héo từ 7,5 -

14,5% đó là một ưu điểm lớn cho cây trồng cạn trồng trên đất phù sa sông Hồng.

Đất có pHKCl = 4,5 - 7,5. Một đặc điểm nổi bật của đất phù sa sông Hồng là

đất giàu cation kiềm thổ (Ca và Mg) phổ biến là 10 lđl/100g đất. Lân và kali cũng

40

khá cao, trung bình đạt 0,11 - 0,15% lân tổng số, kali tổng số thường từ 1,6 - 2,2%.

Với 1156 mẫu đất đem phân tích, hàm lượng hữu cơ trong đất phù sa sông Hồng

bình quân là 1,56%, phổ biến là 1,3 - 2,0%. Khi phân tích 1432 mẫu đất, trung bình

hàm lượng đạm tổng số là 0,12% [5].

1.3.3. Canh tác lúa vùng đồng bằng sông Hồng

Nghề trồng lúa là nghề truyền thống lâu đời của người Việt Nam. Sản xuất

lúa luôn chiếm vị trí trung tâm trong nông nghiệp và kinh tế Việt Nam.

Từ năm 1960 đến năm 2010, diện tích đất trồng lúa của Việt Nam tăng gấp

1,53 lần; năng suất tăng 2,51 lần và theo đó tổng sản lượng tăng 3,84 lần [10].

Năm 2011, diện tích gieo trồng lúa của Việt Nam là hơn 7,65 triệu ha; sản

lượng lúa cả năm ước đạt 42,33 triệu tấn lúa (tăng 2,3 triệu tấn so với năm 2010, là

mức tăng lớn nhất trong vòng 10 năm trở lại đây). Năng suất lúa bình quân cả nước

năm 2011 là 5,53 tấn/ha, đồng bằng sông Hồng có năng suất lúa cao nhất là 6,10

tấn/ha. Năm 2011, Việt Nam xuất khẩu 7,35 triệu tấn gạo mang về khoảng 3,5 tỉ

USD, và là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới.

Bảng 1.9. Diện tích và năng suất lúa theo các vùng sinh thái năm 2011

Vùng Diện tích lúa

(nghìn ha) Năng suất (tấn/ha)

Cả nước 7651,4 5,53

Đồng bằng sông Cửu Long 4089,3 5,67

Đồng bằng sông Hồng 1144,5 6,10

Trung du và miền núi phía Bắc 670,7 4,81

Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung 1229,2 5,30

Tây Nguyên 223,9 4,72

Đông Nam Bộ 293,8 4,64

Nguồn: Tổng cục Thống kê (2012)[11]

Nền nông nghiệp lúa nước thâm canh cao hiện nay sử dụng nhiều phân bón,

thuốc bảo vệ thực vật và đang đe dọa ô nhiễm môi trường đất và môi trường nước,

nhất là ở vùng nông nghiệp ngoại thành các thành phố lớn. Ở đồng bằng sông Hồng,

41

loại hình sử dụng đất chủ yếu dựa trên cơ cấu 2 lúa hoặc 2 lúa - 1 màu. Tuy nhiên,

cũng có những nơi chuyên màu hoặc trồng tới 4 vụ. Lượng phân bón sử dụng rất

biến động tùy từng vùng canh tác, trung bình 318,1 kg N + 210,9 kg P2O5 + 198,6

kg K2O/ha/năm. Tuy nhiên tại một số điểm trồng 2 màu - 1 lúa hoặc chuyên màu

lượng phân bón đã ở mức báo động [5]. Việc sử dụng phân bón không hợp lý, có

loại phân thừa có loại thiếu xảy ra phổ biến ở nhiều nơi. Ví dụ như canh tác lúa trên

đất phù sa glây ở Hà Nam: lượng bón trung bình của nông dân trong vụ xuân là

111±12 kg N, 90±10 kg P2O5 , 89±5 kg K2O /ha; trong khi đó lượng bón được

khuyến cáo là 92±2 kg N, 75 kg P2O5, 100 kg K2O /ha. Như vậy là nông dân đã bón

thừa đạm và lân, trong khi lượng phân kali lại bị thiếu. Do đó cần phải có những

biện pháp hỗ trợ hướng dẫn nông dân sử dụng lượng phân bón thích hợp với tính

chất đất và phù hợp với từng loại giống cây trồng. Theo số liệu tính toán của các

chuyên gia trong lĩnh vực nông hoá học ở Việt Nam, hiện nay hiệu suất sử dụng

phân đạm mới chỉ đạt từ 30-45%, lân từ 40-45% và kali từ 40-50%, tuỳ theo chân

đất, giống cây trồng, thời vụ, phương pháp bón, loại phân bón…

Bảng 1.10. Lượng phân bón tại một số khu vực canh tác trên đất phù sa sông Hồng

Khu vực Cơ cấu Lượng phân bón

(kg/ha/năm)

N P2O5 K2O

Thượng Mỗ, Đan Phượng, Hà Nội

Lúa xuân- Lúa mùa -Ngô đông 410 155 180

Vũ Hòa, Kiến Xương, Thái Bình

Lúa xuân- Lúa mùa 220 130 110

Hiển Khánh, Vụ Bản, Nam Định

Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô đông 153 94 200

Chuyên Ngoại, Duy Tiên, Hà Nam.

Lúa xuân- Lúa mùa 310 175 130

Khánh Nhạc, Yên Khánh, Ninh Bình

Lúa xuân-Lúa mùa 256 94 167

Nguồn: Phạm Quang Hà và cộng sự [5]

42

Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong nông nghiệp là vô cùng cần

thiết. Hóa chất bảo vệ thực vật được toàn thế giới cảnh báo là nguy cơ gây tác hại

lớn cho sức khỏe con người và làm ô nhiễm môi trường ... nhưng cho đến nay biện

pháp sử dụng thuốc hóa học vẫn là lựa chọn hàng đầu của nông dân bởi nó mang lại

kết quả tức thì trong sản xuất nông nghiệp. Những biến đổi thất thường của thời tiết,

việc giảm luân canh và tăng sự độc canh một số loại cây trồng theo nhu cầu của thị

trường, sự suy giảm các loài thiên địch của một số sâu bệnh do sử dụng thuốc trừ

sâu,…. khiến lượng thuốc sử dụng ngày càng tăng lên. Khi phun thuốc BVTV cho

cây trồng thì hơn 50% thuốc đi vào môi trường. Theo kết quả khảo sát của Viện

Nước tưới tiêu và Môi trường (Bộ NN&PTNT), mỗi năm cả nước sử dụng khoảng

200.000-250.000 tấn thuốc BVTV. Ở vùng đồng bằng sông Hồng, thông thường

nông dân phun thuốc theo mức độ gây hại của sâu hại. Ở nhiều nơi nông dân còn

quá lạm dụng thuốc BVTV trong phòng trừ dịch hại. Một thực trạng đáng lưu ý là

xu hướng của người dân thích sử dụng các loại thuốc rẻ tiền, công dụng mạnh,

nhưng không quan tâm đến an toàn, chưa nói đến những loại thuốc trôi nổi trên thị

trường không rõ nguồn gốc. Sử dụng thuốc không hợp lý nên hiệu quả không cao

cũng là một nguyên nhân khiến cho lượng thuốc sử dụng tăng lên. Tăng cường biện

pháp tập huấn nâng cao hiểu biết của nông dân về sử dụng thuốc bảo vệ thực vật là

việc làm thiết thực cần được đẩy mạnh hơn nữa.

Cũng như nhiều cây trồng khác, trong thâm canh lúa thì giống là một yếu tố

quan trọng đóng góp vào việc tăng năng suất và sản lượng. Theo FAO, ở các nước

Đông Nam Á giống lúa đóng góp 15-20% vào việc tăng năng suất lúa. Ở đồng bằng

sông Hồng, cơ cấu lúa 2 vụ/năm thường là lúa xuân – lúa mùa muộn với các giống

lúa chịu úng. Những vùng thâm canh lúa tốt, năng suất cao là Hà Nam, Nam Định,

Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình…

Bảng 1.11.Các giống lúa thường sử dụng ở đồng bằng sông Hồng thời gian gần đây

Vụ Giống

43

Đông xuân

KD18, Q5, Sán Ưu 63, Xi21, Xi23, C70, IRi352, Bắc Thơm 7, IR17494, Nhị ưu 63, Nhị ưu 838, Bắc ưu 903, Bắc ưu 527, ĐV108, Nếp 414, Tạp giao 5, lúa thuần TQ, X20, AYT77, DT13, DT10, U7

Vụ mùa KD18, Q5, Khâm Dục, Bắc ưu 903, Bắc ưu 527, CR203, Xi23, Tám thơm, Lưỡng quảng 164, C70, Nếp KT9, Nếp hoa vàng, Nếp lai, Nam Định 1, Nam Định 2, Dự hương, Sán Ưu 63, Tạp giao 5, ĐH60, A20

Cây lúa cần 400-450 đơn vị nước để tạo được một đơn vị thân lá, và cần 300-

350 đơn vị nước để tạo được một đơn vị hạt. Tưới tiêu chủ động đúng thời điểm,

phù hợp với nhu cầu cần thiết của cây có ý nghĩa quan trọng để tăng năng suất và

chất lượng của lúa.

Trong quá trình canh tác lúa, hầu hết nông dân đang sử dụng phương pháp

tưới truyền thống là tưới ngập gốc lúa, phổ biến ở mức từ 5-6cm. Cách tưới này

theo đánh giá là không hiệu quả, do lúa không hấp thụ kịp, dẫn đến nước bốc hơi rất

nhanh nên có ít nhất 30-50% lượng nước sử dụng trong canh tác lúa hiện nay đang

bị lãng phí một cách không cần thiết. Theo TS. Vũ Thế Hải - Giám đốc Trung tâm

Nghiên cứu thuỷ nông và cải tạo đất (Viện Khoa học thuỷ lợi), với cây lúa chỉ cần

thực hiện tưới ẩm (chỉ duy trì một lượng nước khoảng 1-2cm trên gốc lúa) là phù

hợp. Tuy nhiên, để thực hiện được phương pháp này, các nhà khoa học cho rằng cần

phải hoàn thiện được hệ thống kênh mương theo hướng kiên cố hoá để khống chế

lượng nước tưới. Đặc biệt, người dân phải nhận thức được đầy đủ về phương pháp

tưới tiết kiệm nước thông qua các biện pháp kỹ thuật tưới mới. Mới đây, theo tổng

kết và khuyến cáo cho sản xuất của Chu Thị Thơm và cs (2005) [8] thì chế độ tưới

cho lúa được tiến hành như sau:

Lúa chiêm Lớp nước tưới (mm) - Cấy – bén rễ - Đẻ nhánh - Đứng cái – làm đòng - Trỗ - phơi màu - Ngậm sữa - chắc xanh - Chín

30-60 50-100 50-100 50-100 50-100

Tháo cạn Lúa xuân

44

- Cấy – bén rễ - Đẻ nhánh - Đứng cái – làm đòng - Trỗ - phơi màu - Ngậm sữa - chắc xanh - Chín

30-50 30-50 30-50 30-50 30-50

Tháo cạn Lúa hè thu - Cấy – bén rễ - Đẻ nhánh - Đứng cái – làm đòng - Trỗ - phơi màu - Ngậm sữa - chắc xanh - Chín

60-90 60-90 60-90 60-90 60-90

Tháo cạn Lúa mùa - Cấy – bén rễ - Đẻ nhánh - Đứng cái – làm đòng - Trỗ - phơi màu - Ngậm sữa - chắc xanh - Chín

50-100 50-100 50-100 50-100 50-100

Tháo cạn

Tuy nhiên những khuyến cáo này chưa được chi tiết và mang tính khoa học,

mới dựa trên nhu cầu nước của lúa mà chưa tính đến trạng thái độ ẩm đất, tính kinh

tế và sự thân thiện môi trường.

Gần đây Viện lúa quốc tế IRRI đã cùng với Cục Bảo vệ Thực vật Bộ Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn đưa ra một quy trình tưới ướt khô xen kẽ nhằm điều

tiết được nước theo tình trạng phát triển của cây lúa, tiết kiệm nước tưới, thân thiện

môi trường vì giảm sự phát thải của các loại khí nhà kính. Quy trình tưới dựa trên

nguyên tắc: cây lúa không phải lúc nào cũng cần ngập nước và chỉ cần bơm nước

vào ruộng cao tối đa là 5cm và điều tiết theo từng thời kỳ như sau.

- Trước khi trỗ: chỉ cho mức nước vào ruộng cao 5 cm khi mực nước xuống

thấp dưới mặt đất 15 cm (đặt một ống rỗng để đo mực nước trong ruộng so với mặt

đất).

- Khi lúa trỗ: luôn giữ nước trong ruộng cao 5cm liên tục trong vòng 1 tuần

45

- Sau khi lúa trỗ: chỉ cho nước vào ruộng cao 5 cm khi mực nước xuống thấp

dưới mặt đất 15 cm.

Chương 2 - VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

Lúa giống Khang dân 18 được trồng trên đất phù sa tại khu thực nghiệm của

Viện Môi trường Nông nghiệp – Từ Liêm, Hà Nội trong hai vụ: vụ mùa 2011 và vụ

xuân 2012.

2.2. Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1:

Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước về phát thải khí nhà kính

trong canh tác lúa nước.

Nội dung 2: đánh giá sự phát thải CH4 từ canh tác lúa nước trên đất phù sa sông

Hồng.

1) định lượng hệ số phát thải CH4 ruộng lúa và tính toán lượng phát thải theo

thời kỳ sinh trưởng; vụ xuân, vụ mùa trên đất phù sa sông Hồng tại Từ Liêm,

Hà Nội.

2) tìm hiểu mối quan hệ của sự phát thải CH4 với một số chỉ tiêu theo dõi

trong thí nghiệm (Eh, nhiệt độ, mùa vụ).

2.3. Phương pháp nghiên cứu

1) Phương pháp thu thập thông tin: các thông tin về kỹ thuật canh tác lúa

nước, tính chất đất, nghiên cứu phát thải CH4 .... được thu thập thông qua các

nghiên cứu trước đây và qua tài liệu tham khảo, ý kiến chuyên gia.

2) Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng:

46

Thí nghiệm theo ô thửa với ba lần nhắc. Mỗi ô có diện tích 40m2, điều kiện

canh tác như nông dân.

- Thời gian: thí nghiệm vụ mùa năm 2011 tiến hành từ tháng 7 đến tháng 10,

vụ xuân năm 2012 thực hiện từ tháng 3 đến tháng 6.

- Địa điểm thí nghiệm: khu thực nghiệm của Viện Môi trường Nông nghiệp -

Từ Liêm, Hà Nội

- Giống lúa sử dụng: Khang dân 18, cấy 3 dảnh/khóm và mật độ 55

khóm/m2, bón phân theo mức thông thường của nông dân (100kg N, 90kg P2O5 và

70kg K2O/ha).

- Các chỉ tiêu theo dõi trong thí nghiệm:

+ Về không khí: nhiệt độ, CH4

+ Về đất: nhiệt độ, Eh

+ Về cây: chiều cao cây, số nhánh, năng suất

+ Về nước: mực nước trên mặt ruộng

10m 1,5m

4m R1T1 R2T1 R3T1

Hình 2.1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012 tại khu

thực nghiệm của Viện Môi trường Nông nghiệp – Từ Liêm – Hà Nội

Đo Eh bằng điện cực Platin và máy PRN -41, điện cực được đặt cố định ở

từng ô thí nghiệm tới độ sâu 15 – 20cm từ đầu tới cuối vụ, mỗi lần lấy mẫu khí sẽ

tiến hành đo Eh: nối điện cực với máy PRN -41 và đọc số liệu hiển thị trên máy.

Đo nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất bằng nhiệt kế trong từng lần lấy mẫu

khí.

47

Đo mực nước ruộng ở các lần lấy mẫu khí bằng thước dây gắn cố định ở các

góc của buồng lấy mẫu khí.

Hình 2.2. Đo Eh đất

3) Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu

+ Mẫu khí: lấy mẫu theo phương pháp buồng đóng đặt cố định ngoài đồng,

mỗi ô thí nghiệm có 1 buồng (kích thước của buồng lấy mẫu khí: 0,8m x 0,5m x

1m). Mẫu được lấy bằng xylanh, sau đó bơm vào lọ đựng mẫu đã rút hoàn toàn

không khí. Tần suất lấy mẫu: trong 4 tuần đầu sau khi cấy lấy mẫu khí 2 tuần/lần,

trong 6 tuần tiếp theo lấy mẫu khí 1 tuần/1 lần, trong các tuần cuối lấy mẫu khí 2

tuần/lần (tổng cộng vụ mùa 2011 đã lấy mẫu khí 9 lần, vụ xuân 2012 đã lấy 10 lần).

Thời gian lấy mẫu là khoảng 13h30 – 14h, các ô thí nghiệm được lấy mẫu đồng thời

ở các thời điểm 0, 10 và 20 phút sau khi đóng nắp buồng lấy mẫu khí.

Phân tích mẫu khí: xác định nồng độ CH4 trong mẫu bằng máy GC-MS. Tính

lượng CH4 phát thải qua mối quan hệ giữa sự tăng lên về nồng độ CH4 trong buồng

và thời gian lấy mẫu.

Cường độ phát thải CH4 ruộng lúa được tính theo công thức sau:

48

Trong đó:

F: cường độ phát thải CH4 (mg/m2/h)

V: thể tích phần không khí trong buồng lấy mẫu khí (lit)

C1, C2: nồng độ CH4 trong buồng lấy mẫu khí ở các thời điểm lấy mẫu

(ppmV)

T1, T2: nhiệt độ trong buồng lấy mẫu khí ở các thời điểm lấy mẫu (0K)

∆t: khoảng thời gian giữa hai lần lấy mẫu (h)

S: diện tích ruộng lúa phía trong buồng lấy mẫu khí (m2)

Tổng lượng CH4 phát thải trong cả vụ (từ khi cấy đến thu hoạch) được tính

theo theo công thức sau đây:

CH4 (mg/m2/vụ) = ∑ CH4 (mg/m2/h) x 24 giờ x ��d

Với �d: khoảng cách về thời gian giữa hai lần lấy mẫu liền nhau (ngày)

Hình 2.3. Lấy mẫu khí

+ Mẫu đất: trước khi tiến hành thí nghiệm chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu đất

tầng mặt khu vực thí nghiệm và phân tích một số chỉ tiêu hóa học đặc trưng:

49

pHKCl: đo bằng pH met điện cực thuỷ tinh

OC (%): phương pháp Walkley-Black

N tổng số: phương pháp Kjeldahl

P tổng số: phương pháp so màu xanh molypden

K tổng số: phương pháp quang kế ngọn lửa

CEC: phương pháp amon axetat

Ca2+ trao đổi: phương pháp chuẩn độ bằng Trilon B

Mg2+ trao đổi: phương pháp chuẩn độ bằng Trilon B

4) Phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm Excel

50

Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đặc điểm, tính chất đất khu vực nghiên cứu

Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóa học của đất tầng mặt khu vực thí

nghiệm (Từ Liêm – Hà Nội) được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng đất khu vực thí nghiệm

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Giá trị

1 pH KCl 4,80

2 OC % 1,71

3 N % 0,18

4 P2O5 % 0,14

5 K2O % 1,84

6 CEC cmol(+)/kg 13,80

7 Ca2+ cmol(+)/kg 7,96

8 Mg2+ cmol(+)/kg 2,16

Đất khu thí nghiệm có phản ứng chua, trung bình giá trị pHKCl = 4,80. Theo

thang đánh giá của FAO – UNESCO hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số của đất ở

mức trung bình (1,71%). Hàm lượng N tổng số cũng ở mức trung bình (0,14%),

hàm lượng P2O5 tổng số ở mức giàu (0,14%), hàm lượng K2O tổng số ở mức trung

bình (1,84%). Kết quả phân tích dung tích hấp thu của đất CEC cũng ở mức trung

bình (13,80 cmol(+)/kg). Hàm lượng Ca trao đổi chiếm ưu thế hơn so với hàm

lượng Mg trao đổi.

3.2. Sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa

Chúng tôi tiến hành thí nghiệm trồng lúa Khang dân 18 trong vụ mùa 2011

và vụ xuân 2012. Số liệu một số yếu tố khí tượng trong thời gian thí nghiệm thu

thập tại trạm khí tượng Láng – Hà Nội được thể hiện trong bảng sau:

51

Bảng 3.2. Số liệu một số yếu tố khí tượng đặc trưng thu thập tại trạm Láng trong vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012

Vụ trồng

Tháng Nhiệt độ (0C) Lượng mưa

(mm) Lượng bốc hơi

(mm)

Vụ mùa 2011

6/2011 29,5 395,5 80,0

7/2011 29,9 254,4 99,6

8/2011 28,9 313,2 81,2

9/2011 27,6 247,6 75,6

10/2011 24,5 166,5 74,2

Trung bình 28,08 275,44 82,12

Vụ xuân 2012

2/2012 16,2 18,0 40,1

3/2012 20,2 16,9 51,9

4/2012 26,3 31,8 82,3

5/2012 28,9 386,7 88,1

6/2012 30,3 268,9 97,8

Trung bình 24,38 144,46 72,04

Từ bảng trên chúng ta có thể thấy trong vụ mùa 2011, nhiệt độ tương đối

thuận lợi cho sự phát triển của cây lúa. Còn trong vụ xuân 2012, nhiệt độ xuống

thấp đầu vụ đã làm cho cây lúa sinh trưởng chậm hơn so với vụ mùa.

Giống lúa Khang dân 18 mà chúng tôi sử dụng trong thí nghiệm có một số

đặc tính sinh học chung là: đây là giống lúa thuần nhập nội từ Trung Quốc, là giống

lúa ngắn ngày, thời gian sinh trưởng ở trà Xuân muộn là khoảng 135 - 140 ngày, ở

trà Mùa sớm là khoảng 105 - 110 ngày, ở trà Hè thu là khoảng 95 ngày. Chiều cao

cây trung bình 95 - 100 cm. Phiến lá cứng, rộng, gọn khóm, màu xanh vàng. Khả

năng đẻ nhánh trung bình đến kém. Trọng lượng 1000 hạt 19,5 – 20,2 gram. Năng

suất trung bình: 50 - 55 tạ/ha, năng suất cao có thể đạt: 60 - 65 tạ/ha. Khả năng

chống đổ trung bình đến kém, bị đổ nhẹ – trung bình trên chân ruộng hẩu và có khả

52

năng chịu rét khá. Khang dân 18 là giống nhiễm rầy nâu, nhiễm vừa bệnh bạc lá,

bệnh đạo ôn, nhiễm nhẹ với bệnh khô vằn.

Kết quả theo dõi sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa vụ mùa 2011 và

vụ xuân 2012 được thể hiện trong bảng 15.

Bảng 3.3. Sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa thí nghiệm

Số ngày

sau cấy

Vụ mùa 2011 Vụ xuân 2012

Số

nhánh/

m2

Chiều

cao cây

(cm)

Trọng

lượng

1000

hạt (g)

Năng

suất

(tấn/ha)

Số

nhánh/

m2

Chiều

cao cây

(cm)

Trọng

lượng

1000

hạt (g)

Năng

suất

(tấn/ha)

14 213 30,7

18,9

5,4

170 22,0

19,1

5,7

28 415 59,2 336 45,6

35 483 71,2 420 63,7

42 471 76,3 495 73,0

63 410 100,6 455 98,3

84 399 102,9 421 103,7

Số liệu đo đạc thí nghiệm trong vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012 cho thấy sự

sinh trưởng và phát triển của cây lúa là bình thường. Trong vụ xuân 2012, giai đoạn

đầu cây lúa sinh trưởng chậm hơn so với vụ mùa 2011 là do gặp điều kiện thời tiết

bất lợi, nhiệt độ xuống thấp đã làm cây lúa đẻ nhánh chậm hơn so với vụ mùa. Sau

14 ngày cấy, số nhánh lúa đạt 213 nhánh/m2 trong vụ mùa 2011, cao hơn so với

cùng khoảng thời gian sau cấy của vụ xuân 2012 (170 nhánh/m2). Thời gian cây lúa

đẻ nhánh rộ vụ xuân 2012 chậm hơn so với với vụ mùa 2011. Tuy nhiên số nhánh

tối đa của vụ xuân 2012 lớn hơn so với vụ mùa 2011 (493 nhánh/m2 so với 485

nhánh/m2). Năng suất lúa vụ mùa 2011 đạt 5,4 tấn/ha và vụ xuân 2012 cao hơn vụ

mùa 2011, đạt 5,7 tấn/ha.

53

3.3. Kết quả nghiên cứu sự phát thải CH4 từ hoạt động trồng lúa trên đất

phù sa sông Hồng (khu vực Từ Liêm – Hà Nội) vụ mùa 2011 và vụ

xuân 2012

3.3.1. Phát thải CH4 theo vụ xuân và vụ mùa

Sự phát thải CH4 trên ruộng lúa diễn ra liên tục nhưng mức độ khác nhau tuỳ

theo thời kỳ sinh trưởng của cây lúa. Chúng tôi đã tiến hành đo đạc sự phát thải CH4

trong suốt quá trình sinh trưởng của lúa trong vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012, kết

quả được thể hiện trong bảng 3.4 và bảng 3.5 dưới đây:

Bảng 3.4. Mức độ phát thải CH4 trong vụ mùa 2011

Giai đoạn sinh

trưởng

Thời gian sau

cấy (ngày)

Cường độ phát thải

CH4 (mg/m2/h)

Lượng CH4 phát thải theo giai đoạn sinh

trưởng (mg/m2)

Lượng CH4 phát thải toàn vụ (90 ngày) (kg/ha/vụ)

Lượng CO2 tương đương

toàn vụ (kg/ha/vụ)

Cấy – đẻ nhánh

14 26,58

29.912,17

494,52

10.384,92

28 37,44

35 50,01

Làm đòng

42 34,67

14.007,27 49 29,38

56 19,33

Trỗ bông 63 11,91

3.050,02 70 6,24

Vào chắc và chín

84 5,17 2.482,96

54

Hình 3.1. Diễn biến cường độ phát thải CH4 vụ mùa 2011

Kết quả thí nghiệm đồng ruộng trong vụ mùa 2011 cho thấy cường độ phát

thải CH4 dao động từ 5,17 – 50,01 mg/m2/h, trung bình toàn vụ là 24,53 mg/m2/h.

Sau 14 ngày cấy cường độ phát thải đạt 26,58 mg/m2/h, sau đó liên tục tăng và đạt

giá trị cao nhất vào 35 ngày sau cấy (50,01 mg/m2/h). Đây là giai đoạn cuối đẻ

nhánh rộ và đầu thời kỳ làm đòng. Sau đó cường độ phát thải CH4 giảm dần đến

cuối vụ và đạt giá trị 5,17 mg/m2/h ở giai đoạn cây lúa vào chắc và chín. Trong các

ruộng lúa không bị xáo trộn có đến 90% CH4 được phát thải thông qua cây lúa

(Seiler et al, 1984; Cicerone et al, 1983; Minami và Yagi, 1988). Cây lúa vận

chuyển CH4 qua hệ thống mạch thông khí (aerenchyma) (Nouchi et al, 1990). Đây

là một hệ thống không gian chứa khí của lá, thân và rễ lúa; là hệ thống rất cần thiết

để cung cấp O2 cho việc hô hấp của các mô ngập nước của cây lúa, cũng đồng thời

là con đường vận chuyển CH4 từ đất vào khí quyển. CH4 trong dung dịch xung

quanh rễ lúa khuếch tán qua vách tế bào của vỏ rễ, qua thân cây rồi thoát ra ngoài

qua các lỗ khí của lá. Aerenchyma có sự đóng mở riêng và không liên hệ với sự trao

đổi khí của lỗ khí (Nouchi et al, 1990) [30]. Xét về sự sinh trưởng của cây lúa thì ở

giai đoạn 4 - 7 tuần sau cấy, cây lúa phát triển mạnh nhất về sinh khối: tăng số

nhánh, diện tích lá và sinh khối rễ, là những yếu tố thuận lợi cho quá trình hình

thành và di chuyển CH4 từ đất vào không khí. Bộ rễ lúa phát triển huy động lượng

55

lớn chất dinh dưỡng cho cây, đồng thời bài tiết các chất hữu cơ vào đất tạo điều

kiện cho sự hình thành CH4 trong đất. Theo kết quả nghiên cứu của Wilson và cộng

sự (1989), Sass và cộng sự (1990) thì có sự tương quan rất chặt chẽ giữa lượng khí

mê tan hình thành và sinh khối rễ. Rễ lúa tiết vào vùng đất quanh gốc cây các chất

chủ yếu là chất béo, axit hữu cơ, axit amin và các hợp chất phenolic (Andal et al,

1956; MacRae & Castro, năm 1966; Marschner, 1985; Trolldenier, 1981) cung cấp

nguồn Cacbon dễ sử dụng và năng lượng cho hệ thống vi sinh vật đất [32]. Bộ rễ

lúa phát triển cũng tạo ra hệ thống mao quản thuận lợi cho sự di chuyển CH4 từ đất

vào không khí. Số nhánh và diện tích lá tăng đồng thời cũng tăng sự vận chuyển

CH4 qua cây lúa để thoát ra ngoài khí quyển.

Ước tính lượng CH4 phát thải theo giai đoạn sinh trưởng của cây lúa thì giai

đoạn cấy – đẻ nhánh có trị số cao nhất đạt 29.912,17 mg/m2, tiếp đến là giai đoạn

làm đòng đạt 14.007,27 mg/m2, giai đoạn trổ bông đạt 3.050,02 mg/m2, và thấp nhất

là giai đoạn vào chắc và chín là 2.482,96 mg/m2. Ước tính lượng CH4 phát thải toàn

vụ là 494,52 kg/ha/vụ. Để đánh giá khả năng gây biến đổi khí hậu của các loại khí

nhà kính khác nhau, người ta thường quy về lượng CO2 tương đương. Chúng tôi đã

tính toán được lượng CO2 tương đương toàn vụ là 10.384,92 kg/ha/vụ (hệ số quy

đổi: một đơn vị khối lượng CH4 trong khí quyển tăng lên bằng 21 lần một đơn vị

khối lượng CO2 tăng lên (tính cho chu kỳ 100 năm)).

Vụ xuân 2012 nền nhiệt độ thấp hơn so với vụ mùa năm 2011 nên thời gian

sinh trưởng, phát triển của cây lúa dài hơn, đồng thời hoạt động của khu hệ sinh vật

nói chung và vi sinh vật sinh mê tan nói riêng trong đất giảm. Nhìn chung cường độ

phát thải CH4 ở các thời điểm lấy mẫu đều thấp hơn so với vụ mùa 2011. Trong vụ

xuân 2012, cường độ phát thải CH4 dao động từ 4,45 – 28,62 mg/m2/h, trung bình

cả vụ là 13,20 mg/m2/h. Ở thời điểm sau cấy 2 - 4 tuần, cường độ phát thải CH4 chỉ

đạt 7,05 – 12,20 mg/m2/h, thấp hơn nhiều so với vụ mùa 2011. Cường độ phát thải

cao nhất cũng trong giai đoạn đẻ nhánh rộ đến làm đòng, tuy nhiên thời gian đạt

cường độ phát thải tối đa vào 42 ngày sau cấy, chậm hơn so với vụ mùa 2011.

Nguyên nhân là do đầu vụ xuân 2012, nhiệt độ xuống thấp làm chậm quá trình sinh

56

trưởng của cây lúa. Sau đó cường độ phát thải CH4 cũng có xu hướng giảm dần và

đạt giá trị thấp nhất vào cuối vụ.

Bảng 3.5. Mức độ phát thải CH4 trong vụ xuân 2012

Giai

đoạn

sinh

trưởng

Thời

gian sau

cấy

(ngày)

Cường độ

phát thải

CH4

(mg/m2/h)

Lượng CH4

phát thải theo

giai đoạn sinh

trưởng (mg/m2)

Lượng CH4

phát thải toàn

vụ (100 ngày)

(kg/ha/vụ)

Lượng CO2

tương đương

toàn vụ

(kg/ha/vụ)

Cấy – đẻ

nhánh

14 7,05

15.215,54

272,63

5.725,23

28 12,20

35 23,45

42 28,62

Làm

đòng

49 25,97

7.509,12 56 11,49

63 7,24

Trỗ bông 70 6,60 2.217,73

Vào chắc

và chín

84 4,91 2.320,89

98 4,45

Cũng tương tự như vụ mùa 2011, giai đoạn cấy – đẻ nhánh có lượng CH4

phát thải có trị số cao nhất đạt 15.215,54 mg/m2 nhưng thấp hơn 1,97 lần so với vụ

mùa 2011. Ước tính lượng CH4 phát thải giai đoạn làm đòng đạt 7.509,12 mg/m2,

giai đoạn trỗ bông đạt 2.217,73 mg/m2, giai đoạn vào chắc và chín đạt 2.320,89

mg/m2. Tổng lượng CH4 phát thải toàn vụ ước đạt 272,63 kg/ha/vụ, thấp hơn 1,81

lần so với vụ mùa 2011.

57

Hình 3.2. Diễn biến cường độ phát thải CH4 vụ xuân 2012

Tóm lại cường độ phát thải CH4 ở các thời điểm lấy mẫu (từ giai đoạn cấy –

đẻ nhánh đến làm đòng) vụ mùa 2011 nhìn chung đều cao hơn so với vụ xuân 2012

từ 1,13 – 3,77 lần. Lượng CH4 phát thải ước tính cho từng giai đoạn sinh trưởng của

cây lúa ở vụ mùa 2011 đều cao hơn vụ xuân 2012 từ 1,07 – 1,97 lần. Tổng lượng

CH4 phát thải của vụ mùa 2011 gấp 1,81 lần vụ xuân 2012. Kết quả này phù hợp

với quan điểm nghiên cứu của Corton và cộng sự (Corton và cs, 2000). Các tác giả

này chỉ ra rằng trong điều kiện giống nhau về giống, mức đầu tư phân bón và quản

lý nước mặt, CH4 phát thải từ ruộng lúa nước trong mùa ẩm cao hơn 1,5-4 lần trong

mùa khô [18].

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với quan điểm nghiên cứu của

Nguyễn Mộng Cường và cộng sự [19] trên đất phù sa trung tính ở Hoài Đức – Hà

Nội vụ mùa năm 2000: cường độ CH4 phát thải tăng dần sau khi cấy và đạt giá trị

lớn nhất trong giai đoạn cây lúa đẻ rộ đến làm đòng. Tuy nhiên, ruộng thí nghiệm

canh tác theo truyền thống nông dân của các tác giả này có lượng phát thải CH4 cả

vụ là 515,3 kg/ha/vụ, cao hơn kết quả nghiên cứu trong vụ mùa 2011 của chúng tôi

(494,52 kg/ha/vụ).

58

Kết quả nghiên cứu này cũng phù hợp với một phần kết quả nghiên cứu của

Nguyễn Hữu Thành và cộng sự [9]. Nghiên cứu trên đất lúa tại Đại học Nông

nghiệp Hà Nội (HUA) và tại Viện cây lương thực và cây thực phẩm (Hải Dương)

(HD) trong vụ lúa mùa 2010 và vụ xuân 2011 (đất tại HUA là đất phù sa trung tính

ít chua pH=5,55, đất tại HD là đất phù sa chua pH=4,52), các tác giả này cũng chỉ ra

rằng cường độ phát thải CH4 lớn nhất vào giai đoạn đẻ nhánh rộ trong vụ mùa, mức

độ phát thải CH4 trong vụ lúa mùa cao hơn vụ lúa xuân. Tuy nhiên cường độ phát

thải CH4 ở hai địa điểm nghiên cứu này đều cao hơn kết quả nghiên cứu của chúng

tôi, cụ thể: trong vụ mùa cường độ phát thải CH4 trung bình ở HUA và HD lần lượt

là 41,41 và 37,73 mg/m2/h; trong vụ xuân các giá trị tương ứng là 16,92 và 13,86

mg/m2/h. Trị số phát thải cao nhất tại HUA và HD trong vụ mùa lần lượt là: 66,0 và

72,2 mg/m2/h; trong vụ xuân các giá trị tương ứng là 44,7 và 53,6 mg/m2/h. Điều

kiện canh tác (giống lúa sử dụng, chế độ bón phân, điều kiện thời tiết ...), tính chất

đất khu vực nghiên cứu khác nhau có thế là lý do dẫn đến sự khác nhau về kết quả

nghiên cứu của các nhóm tác giả trên với kết quả nghiên cứu của chúng tôi. Điều

này cho thấy để đánh giá chính xác lượng phát thải CH4 trong lĩnh vực trồng lúa cần

tiến hành nghiên cứu trên các loại đất khác nhau, theo chế độ canh tác khác nhau

(chế độ bón phân, tưới nước, giống lúa sử dụng…).

3.3.2. Quan hệ giữa phát thải CH4 và nhiệt độ đất

Trong quá trình thí nghiệm vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012, cùng với việc đo

lượng CH4 phát thải chúng tôi cũng tiến hành theo dõi nhiệt độ đất ở các lần lấy

mẫu. Kết quả theo dõi được thể hiện trong bảng 3.6.

59

Bảng 3.6. Phát thải CH4 và nhiệt độ đất

Thời gian

sau cấy

(ngày)


Cường độ phát

thải CH4

(mg/m2/h)

Nhiệt độ đất

(0C)


thải CH4

(mg/m2/h)

Nhiệt độ đất

(0C)

14 26,58 31,0 7,05 18,4

28 37,44 28,0 12,20 20,0

35 50,01 32,7 23,45 29,2

42 34,67 34,0 28,62 25,3

49 29,38 32,5 25,97 27,0

56 19,33 27,7 11,49 23,5

63 11,91 29,0 7,24 26,5

70 6,24 30,3 6,60 29,7

84 5,17 32,0 4,91 31,5

98 4,45 34,3

Kết quả xử lý tương quan giữa cường độ phát thải CH4 và nhiệt độ đất của cả

vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012 cho thấy: cường độ phát thải CH4 tương quan yếu với

sự thay đổi của nhiệt độ đất trong quá trình thí nghiệm (hệ số tương quan là r =

0,24). Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của các tác giả Helmut Schütz,

Wolfgang Seiler và Ralf Conrad (1990) đã tiến hành nghiên cứu sự ảnh hưởng của

nhiệt độ đất đối với sự phát thải mê tan trên đất lúa ở Ý [36]. Nghiên cứu của các

tác giả này cũng đã chỉ ra rằng sự thay đổi cường độ phát thải CH4 theo mùa vụ

không có mối liên quan chặt chẽ với sự thay đổi của nhiệt độ đất. Tuy nhiên, một số

nghiên cứu trên thế giới cho thấy: sự thay đổi của dòng phát thải CH4 có tương quan

đáng kể đối với sự thay đổi của nhiệt độ đất ở một độ sâu cụ thể trong một ngày

đêm. Nghiên cứu theo hướng này có chi phí lớn vì thường áp dụng hệ thống đo đạc,

60

lấy mẫu và phân tích mẫu tự động do yêu cầu lấy mẫu với tần suất cao. Ở Việt

Nam, do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nên chưa áp dụng phương pháp này.

Chúng tôi hy vọng trong tương lai có thể dùng phương pháp lấy mẫu, đo đạc tự

động để có thể đánh giá được mối tương quan giữa sự thay đổi của dòng phát thải

CH4 và sự thay đổi của nhiệt độ đất theo ngày đêm ứng với điều kiện canh tác lúa

cụ thể ở Việt Nam.

Hình 3.3. Mối quan hệ của cường độ phát thải CH4 và nhiệt độ đất

Ngoài việc nhiệt độ có ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của lúa (đặc biệt là ở

giai đoạn đầu) từ đó ảnh hưởng đến sự phát thải CH4, sự khác nhau về cường độ

phát thải CH4 giữa hai vụ dường như có liên quan tới sự khác nhau về nền nhiệt độ:

vụ mùa 2011 có nền nhiệt độ đất cao hơn so với vụ xuân 2012. Nhiệt độ đất vụ mùa

2011 dao động trong khoảng 27,7 – 340C, trung bình là 30,80C. Nhiệt độ đất vụ

xuân 2012 dao động trong khoảng 18,4 – 34,30C, trung bình là 26,50C. Sự hình

thành CH4 trong đất lúa có liên quan tới sự hoạt động của hệ vi sinh vật. Nhiệt độ

đất có ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật đất. Theo nghiên cứu của Topp và

Pattey (1990) [21] thì hầu hết các vi khuẩn sinh mê tan có thể hoạt động trong nhiệt

độ từ 20 đến 400C. Nhiệt độ tối ưu cho sự tạo thành khí mê tan trong đất lúa là 30

đến 350C. Sự hình thành mê tan là rất nhỏ khi nhiệt độ đất dưới 200C và trở thành số

không khi ở 600C (Yamane và Sato, 1961) [30]. Như vậy nền nhiệt độ đất vụ mùa

61

thuận lợi cho sự hoạt động của sinh vật đất (trong đó có vi sinh vật sinh mê tan) hơn

so với vụ xuân. Đó chính là một trong các yếu tố tác động khiến cường độ phát thải

CH4 vụ mùa 2011 cao hơn vụ xuân 2012. Giai đoạn từ 14 – 28 ngày, nhiệt độ đất vụ

xuân 2012 ở mức ≤ 200C thấp hơn rất nhiều so với vụ mùa 2011. Với mức nhiệt độ

này hoàn toàn không thuận lợi cho hoạt động của vi khuẩn sinh mê tan, hơn nữa

sinh trưởng của lúa cũng bị chậm nên cường độ phát thải CH4 giai đoạn này của vụ

xuân thấp hơn từ 3,1 – 3,8 lần so với vụ mùa ở cùng thời điểm.

Hình 3.4. Diễn biến cường độ phát thải CH4 vụmùa 2011 và vụ xuân 2012

Hình 3.5. Diễn biến nhiệt độ đất vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012

3.3.3. Quan hệ giữa phát thải CH4 và điện thế oxi hóa khử (Eh) của đất

Eh đất cũng là một yếu tố được chúng tôi theo dõi trong quá trình thí nghiệm

ở cả hai vụ lúa. Kết quả theo dõi diễn biến Eh đất được được thể hiện trong bảng

3.7.

Trong suốt quá trình sinh trưởng của lúa ở cả 2 vụ, điều kiện ngập nước tạo

môi trường yếm khí làm Eh đất giảm dần từ đầu vụ và đạt đến giá trị thuận lợi cho

sự tạo thành CH4. Giá trị Eh đạt cực trị vào 35 ngày sau cấy (vụ mùa 2011 là -

249mV và vụ xuân 2012 là -239mV). Giá trị Eh đất ở đầu vụ mùa 2011 thấp hơn

nhiều so với vụ xuân 2012, phù hợp với sự khác nhau về cường độ phát thải CH4 ở

hai vụ. Điều này có thể do đầu vụ xuân 2012, cây lúa gặp điều kiện nhiệt độ thấp

62

nên tốc độ sinh trưởng chậm hơn so với vụ mùa 2011. Theo F.N. Ponnamperuma thì

Eh đất phụ thuộc vào thời gian ngập nước và tính chất đất, cùng thời gian ngập

nước như nhau nhưng nếu đất giàu chất hữu cơ thì sau khi ngập nước, Eh giảm

nhanh và thấp nhất [35]. Khi cây lúa phát triển mạnh thì đồng thời bộ rễ cũng tăng

bài tiết các chất hữu cơ vào đất, làm hàm lượng hữu cơ trong đất tăng và làm giảm

Eh đất. Ở các thời điểm cường độ CH4 phát thải mạnh (giai đoạn cây lúa đẻ nhánh

rộ và làm đòng), giá trị Eh hầu hết đều dưới ngưỡng -200mV. Vào giai đoạn cuối sự

phát triển của cây lúa đã ổn định, sự bài tiết các chất hữu cơ vào đất đã giảm đi và

Eh đất nhìn chung có xu hướng tăng lên. Giai đoạn cây lúa vào chắc và chín, Eh có

giá trị cao nhất (-132 mV ở vụ mùa 2011 và -121,5 mV vụ xuân 2012) tương ứng

với cường độ phát thải thấp nhất (5,17 mg/m2/h vụ mùa 2011 và 4,68 mg/m2/h vụ

xuân 2012).

Bảng 3.7. Phát thải CH4 và Eh đất

Thời gian

sau cấy

(ngày)



thải CH4

(mg/m2/h)

Eh đất (mV)

Cường độ

phát thải CH4

(mg/m2/h)

Eh đất (mV)

14 26,58 -189 7,05 -126

28 37,44 -222 12,20 -174

35 50,01 -249 23,45 -239

42 34,67 -213 28,62 -217

49 29,38 -200 25,97 -203

56 19,33 -231 11,49 -220

63 11,91 -210 7,24 -192

70 6,24 -170 6,60 -198

84 5,17 -132 4,91 -121

98 4,45 -122

63

Hình 3.6. Diễn biến Eh đất vụ mùa 2011 và vụ xuân 2012

Hình 3.7. Mối quan hệ của cường độ phát thải CH4 và Eh đất

Kết quả xử lý tương quan giữa cường độ phát thải CH4 và Eh đất đồng thời

cả 2 vụ ta có phương trình: Y= -0,236X – 26,63 (trong đó Y là cường độ phát thải

CH4 (mg/m2/h), X là Eh đất (mV)). Tương quan giữa hai đại lượng này là tương

quan nghịch, chặt với hệ số tương quan là r = -0,71, ở mức ý nghĩa α < 0,01. Như

64

vậy khi đất trồng lúa có Eh càng thấp thì cường độ phát thải CH4 càng cao, do đó

trong thực tế khi mức độ yêu cầu chính xác không cao chúng ta có thể ước tính

được lượng phát thải CH4 từ hoạt động trồng lúa thông qua theo dõi Eh đất. Tương

quan nghịch giữa cường độ phát thải CH4 và Eh đất cũng đã được kết luận trong

nghiên cứu của Z. P. Wang và cộng sự khi tiến hành thí nghiệm trong phòng [38],

nghiên cứu của Kazuyuki Yagi và cộng sự khi thực hiện thí nghiệm đồng ruộng tại

Thái Lan [40].

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng có sự phù hợp với kết quả nghiên cứu

của Nguyễn Hữu Thành và cộng sự [7] khi các tác giả này nghiên cứu sự phát thải

CH4 trên đất lúa ở Hải Dương, Thái Bình, Nam Định: trong suốt quá trình sinh

trưởng của lúa, Eh của đất giảm dần từ đầu vụ, và đạt thấp nhất ở thời kỳ lúa đẻ

nhánh rộ, tương ứng với thời điểm cường độ phát thải metan đạt đỉnh cao nhất; giữa

cường độ phát thải CH4 và Eh đất có mối tương quan cao và tương quan đó là tương

quan nghịch.

65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Sản xuất lúa đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực

và phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, ruộng lúa nước có tiềm năng phát thải CH4

lớn, là nguồn phát thải CH4 vào khí quyển chủ yếu. Điều kiện khí hậu, tính chất đất,

chế độ bón phân, tưới nước, phương pháp quản lý phế phụ phẩm trong các vùng sản

xuất … đều có thể ảnh hưởng đến phát thải CH4 từ ruộng lúa nước.

Nghiên cứu trên đất phù sa sông Hồng trồng lúa (khu vực Từ Liêm – Hà

Nội) cho thấy: mức độ phát thải CH4 khác nhau giữa vụ lúa xuân và vụ lúa mùa.

Trung bình cường độ phát thải CH4 vụ mùa 2011 cao hơn vụ xuân 2012, các giá trị

tương ứng của từng vụ là 24,53 mg/m2/h và 13,20 mg/m2/h. Lượng CH4 phát thải

ước tính cho từng giai đoạn sinh trưởng của cây lúa ở vụ mùa 2011 đều cao hơn vụ

xuân 2012 từ 1,07 – 1,97 lần. Trong cả hai vụ, cường độ phát thải CH4 đều đạt giá

trị cao nhất trong giai đoạn đẻ nhánh rộ và làm đòng và thấp nhất vào giai đoạn vào

chắc và chín. Tổng lượng CH4 phát thải ước tính của vụ mùa 2011 là 494,52

kg/ha/vụ, giá trị này cao gấp 1,81 lần vụ xuân 2012 (272,63 kg/ha/vụ).

Sự khác nhau về mức độ phát thải CH4 giữa hai vụ dường như có liên quan

đến nền nhiệt độ đất: trung bình nhiệt độ đất vụ mùa 2011 là 30,80C, cao hơn giá trị

trung bình của vụ xuân 2012 (26,50C), tương ứng với đó là phát thải CH4 vụ mùa

cao hơn so với vụ xuân. Sự thay đổi cường độ phát thải CH4 có tương quan yếu với

sự thay đổi nhiệt độ đất.

Trong suốt quá trình sinh trưởng của lúa ở cả 2 vụ, Eh đất giảm dần từ đầu

vụ và đạt cực trị vào khoảng 35 ngày sau cấy. Ở các thời điểm cường độ CH4 phát

thải mạnh (giai đoạn cây lúa đẻ nhánh rộ và làm đòng), giá trị Eh hầu hết đều dưới

ngưỡng -200 mV. Giữa cường độ phát thải CH4 và Eh đất có mối tương quan cao và

tương quan đó là tương quan nghịch (Eh đất giảm thì cường độ phát thải CH4 tăng).

66

2. Kiến nghị

Sự phát thải CH4 là khác nhau ở các thời điểm trong ngày, ở các ngày khác

nhau. Việc lấy mẫu vào một thời điểm trong ngày và khoảng cách giữa các lần lấy

mẫu quá xa sẽ dẫn đến sai số lớn trong việc ước tính lượng CH4 phát thải trong

ngày, trong một vụ và cả năm. Với điều kiện nghiên cứu còn hạn chế như ở Việt

Nam thì việc lấy mẫu bằng buồng đóng tự động là khó thực hiện. Do đó có thể áp

dụng phương pháp buồng đóng lấy mẫu bằng tay, việc lấy mẫu cần tiến hành ít nhất

2 lần trong ngày và khoảng cách giữa các lần lấy mẫu cũng phải phù hợp để đảm

bảo có cơ sở ước tính tổng lượng CH4 phát thải qua toàn vụ.

Ngoài việc nghiên cứu sự phát thải CH4, nên tiến hành đồng thời nghiên cứu

sự phát thải NO2, CO2 từ hoạt động canh tác lúa nước. Từ đó sẽ có cơ sở đánh giá

toàn diện về sự phát thải khí nhà kính từ lĩnh vực trồng lúa, do đó sẽ có những định

hướng giảm phát thải khí nhà kính trên đất phù sa sông Hồng trồng lúa nói riêng và

trong canh tác lúa nước ở Việt Nam nói chung.

Nhiều nghiên cứu trong phần tổng quan cho thấy phương pháp tưới ngập gốc

lúa thường xuyên của nông dân đã làm tăng lượng phát thải CH4. Do đó có thể mở

rộng khuyến cáo cho nông dân sử dụng phương pháp tưới theo hướng dẫn của Viện

nghiên cứu lúa quốc tế IRRI: tưới ướt khô xen kẽ nhằm điều tiết được nước theo

tình trạng phát triển của cây lúa, tiết kiệm nước tưới, thân thiện môi trường vì giảm

sự phát thải của các loại khí nhà kính, đồng thời vẫn đảm bảo năng suất lúa.

67

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển

dâng cho Việt Nam, NXB Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam, Hà

Nội.

2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển

dâng cho Việt Nam – kịch bản 2011, NXB Tài nguyên – Môi trường và Bản

đồ Việt Nam, Hà Nội.

3. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010), Thông báo quốc gia lần thứ hai của Việt

Nam cho Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu, Hà Nội.

4. Nguyễn Mộng Cường (2004), Kết quả thực nghiệm đo phát thải mê tan trên

ruộng lúa năm 2003-2004 tại Điện Bàn – Quảng Nam, Chương trình các Dự

án nhỏ, GEF/SGP/UNDP, Hà Nội.

5. Phạm Quang Hà và cộng sự (2002), Nghiên cứu chất lượng nền môi trường đất

phù sa Việt Nam, Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Hà Nội.

6. Lê Thị Hiệu (2012), Nghiên cứu đánh giá hạn hán vùng đồng bằng sông Hồng,

Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội.

7. Nguyễn Hữu Thành, Nguyễn Đức Hùng, Trần Thị Lệ Hà, Nguyễn Thọ Hoàng

(2012), “Tình hình phát thải khí metan (CH4) do hoạt động canh tác lúa nước

ở khu vực đồng bằng sông Hồng”, Tạp chí Khoa học và Phát triển, 10(1), pp.

165-172.

8. Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tó (2005), Kỹ thuật tưới và các giải

pháp giảm mức tưới, NXB Lao động, Hà Nội.

9. Nguyễn Văn Tỉnh, Nguyễn Việt Anh và cộng sự (2006), Nghiên cứu giải pháp

quản lý nước mặt ruộng để giảm thiểu phát thải mê tan trên ruộng lúa vùng

đồng bằng sông Hồng, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện khoa học thủy lợi, Hà

Nội.

68

10. Viện Môi trường Nông nghiệp (2011), Báo cáo tiềm năng giảm nhẹ biến đổi khí

hậu trong nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội.

11. Tổng cục Thống kê (2012), website: www.gso.gov.vn.

12. Viện Khí tượng 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 nông nghiệp Hoài

Đức, Hà Nội.

13. Viện Thổ Nhưỡng Nông Hoá (2001), Những thông tin cơ bản về các loại đất

chính Việt Nam, NXB Thế giới, Hà Nội.

Tiếng Anh

14. Akira Watanabe, Hiromi Yamada, Makoto Kimura (2004), “Analysis of

temperature effects on seasonal and interannual variation in CH4 emission

from rice-planted pots”, Agriculture, Ecosystems and Environment, 105, pp.

439-443.

15. Aulakh M.S., Wassmann R., Rennenberg H. (2001), “Methane emission from

rice fields - quantification, mechanisms, role of management, and mitigation

options”, Adv Agron, 70, pp. 193-260.

16. Chareonsilp N., Buddhaboon C., Promnart P., Wassmann R., Lantin R.S.

(2000), “Methane emission from deepwater rice fields in Thailand”, Nutrient

Cycling in Agroecosystems, 58, pp. 121-130.

17. Conrad R., Erkel C., Liesack W. (2006), “Rice Cluster I methanogens, an

important group of Archaea producing greenhouse gas in soil”, Biotechnology,

17, pp. 262–267.

18. Corton T.M., Bajita J.B., Grosper F.S., Pamploma R.R., Asis C.A., Wassmann

R., Latin R.S., Buendia L.V (2000), “Methane emissions from irrigated and

intensively managed rice fields in Central Luzon, Philippines”, Nutrient


19. Nguyen Mong Cuong et al. (2000), Report on measuring the methane emisson

69

from irrigated rice field under intermittent frainage technology, UNDP, Viet

Nam.

20. Denier Van der Gon H. A. C., Kropff M. J., Breemen N. van, Wassmann R.,

Lantin R. S., Aduna E., Corton T. M., Laar H. H. van (2002), “Optimizing

grain yields reduces CH4 emissions from rice paddy fields”, PNAS, 59 (19),

pp. 12021-12024.

21. Garcia I.L. (1990), “Taxonomy and ecology of methanogens”. FEMS

Microbiological Review, 87, pp. 297-308

22. Hou A.X., Tsuruta H. (2003), “Nitrous oxide and nitric oxide fluxes from an

upland field in Japan: Effect of urea type, placement, and crop residues”,

Nutrient Cycling in Agroecosystems, 65, pp. 191–200.

23. Huke, R.E., E.H. Huke (1997), Rice area by type of culture: South, Southeast,

and East Asia, IRRI, Los Ban˜ os, Philippines.

24. Inubushi, K., Cheng, W., Aonuma, S., Hoque, M.M., Kobayashi, K., Miura, S.,

Kim Han-Yong & Okada, M. (2003), “Effects of free-air CO2 enrichment

(FACE) on CH4 emission from a rice paddy field”, Global Change Biology, 9,

pp. 1458-1464.

25. IPCC (2007), Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Cambridge

Univ. Press, Cambridge, UK and New York, USA.

26. Ishibashi E., Syogo Yamamoto, Naohiko Akai, Toru Iwata, Haruo Tsuruta

(2009), The influence of no-tilled direct seeding cultivation on greenhouse gas

emissions from rice paddy fields in Okayama, Western Japan. Annual

emission of CH4, N2O and CO2 from rice paddy fields under different

cultivation methods and carbon sequestration into paddy soils, Publisher:

Nippon Dojo Hiryo Gakkai, Japan.

27. Jain M.C., Kumar S., Wassmann R., Mitra S., Singh J.P., Yadav A.K., Gupta S.

(2000), “Methane emissions from irrigated rice fields in northern India (New

70

Delhi)”, Nutrient Cycling in Agroecosystems, 58, pp. 75-83.

28. Koga N., Tsuruta H., Sawamoto T., Nishimura S., Yagi K. (2004), “N2O

emission and CH4 uptake in arable fields managed under conventional and

reduced tillage cropping systems in northern Japan”, Global Biogeochemical

Cycles, 18(4), pp. 11.

29. Ma J., Li X. L., Xu H., Han Y., Cai Z. C., Yagi K. (2007), “Effects of nitrogen

fertiliser and wheat straw application on CH4 and N2O emissions from a

paddy rice field”, Australian Journal of Soil Research, 45(5), pp. 359-367.

30. Minami K., Neue H.U. (1994), “Rice paddy as a methane source”, Climatic

change, 27, pp. 13-26.

31. Naser, Habib Mohammad; Nagata, Osamu; Tamura, Satsuki; Hatano, Ryusuke

(2007), “Methane emissions from five paddy fields with different amounts of

rice straw application in central Hokkaido, Japan”, Soil Science and Plant

Nutrition (Carlton, Australia), 53(1), pp. 95-101.

32. Neue H.U., Wassmann R., Kludze H.K., Bujun Wang, Lantin R.S. (1997),

“Factors and processes controlling methane emissions from rice fields”,

Nutrient Cycling in Agroecosystems, 49, pp. 111–117.

33. Nishimura, S., Sawamoto, T., Akiyama, H., Sudo, S., and Yagi, K. (2004),

“Methane and nitrous oxide emissions from a paddy field with Japanese

conventional water management and fertilizer application”. Global

Biogeochemical Cycles, 18(2), pp. 10.

34. Olivier J.G.J., Bouwman A.F., Van der Hoek K.W., Berdowski J.J.M. (1998),

“Global air emission inventories for anthropogenic sources of NOx, NH3 and

N2O in 1990”, Environment Pollution, 102 (1), pp. 135–148.

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

to soil fertility”, Wetland soils: characteri-zation, classification and

utilization, IRRI. Manila. Philippines, pp. 71-89.

71

36. Schütz Helmut, Seiler Wolfgang, Conrad Ralf (1990), “Influence of soil

temperature on methane emission from rice”, Biogeochemistry, 11, pp. 75-79.

37. Setyanto P., Makarim A.K., Fagi A.M., Wassman R. & Buendia L.V. (2000),

“Crop management affecting methane emissions from irrigated and rainfed

rice in Central Java-Indonesia”, Nutrient Cycling in Agroecosystems, 58, pp.

85-93.

38. Wang Z.P., DeLaune R.D., Patrick W.H., Masscheleyn P.H. (1993), “Soil

Redox and pH Effects on Methane Production in a Flooded Rice Soil”, Soil

science society of America journal, 57(2), pp. 382-385.

39. Wang Z.Y., Xu Y.C., Li Z., Guo Y.X., Wassmann R., Neue H.U., Latin R.S.,

Buendia L.V., Ding Y.P., Wang Z.Z. (2000), “A four year record of methane

emissions from irrigated rice fields in the Beijing region of China”, Nutrient


40. Yagi K., Chairoj P., Tsuruta H., Cholitkul W., Minami K. (1994), “Methane

emission from rice paddy fields in the central plain of Thailand”, Soil Science

and Plant Nutrition, 40(1), pp. 29-37.

Documents

ĐẠI H ỌC QU ỐC GIA HÀ N ỘI · ĐẠi h Ọc qu Ốc gia hÀ n Ội tr ƯỜng ĐẠ i h Ọc khoa h Ọc t Ự nhiÊn nguy ễn th ị th ơm nghiÊn c Ứu xÁc ĐỊ nh