Bài giảng kiểm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn chương 4 phạm khắc liệu

ChươngChương 4.4.
SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÀ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP VÀ
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬUBIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Phạm Khắc Liệu
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4 1
Chương 4. SXNN và BĐKH
4.1. Phát thải khí nhà kính từ sản
xuất nông nghiệp
4.2. Giảm thiểu phát thải khí nhà
kính
trong
sản
xuất
nông
nghiệp
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-2
kính
trong
sản
xuất
nông
nghiệp
4.3. Các giải pháp nông nghiệp
thích ứng với BĐKH (tự học)
Chương 4. SXNN và BĐKH
4.1. Phát thải khí nhà kính tù sản xuất nông nghiệp
(1). Các khí nhà kính (GHGs) và nguồn phát thải:
• Agriculture releases to the atmosphere significant amounts of
CO
2
, CH

4
, and N
2
O.
• CO
2
is released largely from microbial decay or burning of
plant litter and soil organic matter.
• CH
4
is produced when organic materials decompose in
oxygen
-
deprived conditions, notably from fermentative
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn
oxygen
-
deprived conditions, notably from fermentative
digestion by ruminant livestock, from stored manures, and
from rice grown under flooded conditions.
• N
2
O is generated by the microbial transformation of nitrogen
in soils and manures, and is often enhanced where available
nitrogen (N) exceeds plant requirements, especially under wet
conditions.
• Some pesticides contribute to global warming.
4-3
Chương 4. SXNN và BĐKH
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-4

Chương 4. SXNN và BĐKH
(2). Thực trạng và xu hướng phát thải GHGs từ nông
nghiệp (IPCC, 2007)
• In 2005
– Agriculture accounts for an emission of 5.1 to 6.1 GtCO
2
-eq/yr (10-
12 % of total global anthropogenic emissions of GHGs).
– CH
4
contributes 3.3 GtCO
2
-eq/yr and N
2
O 2.8 GtCO
2
-eq/yr. Of
global anthropogenic emissions, agriculture accounts for about
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn
global anthropogenic emissions, agriculture accounts for about
60% of N
2
O and about 50% of CH
4
.
– N
2
O emissions from soils and CH
4
from enteric fermentation

constitute 38% and 32% of total non-CO
2
emissions from
agriculture, respectively. Biomass burning (12%), rice production
(11%), and manure management (7%) account for the rest.
• From 1990 to 2005
– Global agricultural CH
4
and N
2
O emissions increased by 17%, an
average annual emission increase of 58 MtCO
2
-eq/yr.
4-5
Chương 4. SXNN và BĐKH
Emissions from rice production and
burning of biomass were heavily
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-6
Figure 8.2: Estimated historical and projected N
2
O
and CH
4
emissions in the agricultural sector of
world regions during the period 1990-2020.
burning of biomass were heavily
concentrated in the group of
developing countries, with 97% and
92% of world totals, respectively.

Manure management was the only
source for which emissions where
higher in the group of developed
regions (52%) than in developing
regions (48%
Chương 4. SXNN và BĐKH
Projection to 2020, 2030
• Agricultural N
2
O emissions are projected to increase
by 35-60% up to 2030 due to increased nitrogen fertilizer
use and increased animal manure production (FAO,
2003).
•
US
-
EPA (2006) estimated:
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn
•
US
-
EPA (2006) estimated:
– N
2
O emissions will increase by about 50% by 2020 (relative to
1990)
– combined CH
4
emissions from enteric fermentation and
manure management will increase by 21% between 2005 and

2020.
– 16% increase in CH
4
emissions from rice crops between 2005
and 2020, mostly due to a sustained increase in the area of
irrigated rice.
4-7
Chương 4. SXNN và BĐKH
(3). Ước tính phát thải khí nhà kính từ sử dụng phân bón
Chương 11, Vol. 4, 2006 IPCC Guidelines for National GHG Inventories
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-8
Chương 4. SXNN và BĐKH
Ví dụ: Ước tính phát thải N
2
O từ sử dụng phân bón theo IPCC
• Direct and indirect emissions
The emissions of N
2
O that result from anthropogenic N inputs or N
mineralization occur through both a direct pathway (i.e., directly from the
soils to which the N is added/released), and through two indirect pathways:
(i) following volatilization of NH
3
and NO
x
from managed soils and from
fossil fuel combustion and biomass burning, and the subsequent
redeposition
of these gases and their products NH
4

+
and NO
3
-
to soils and
redeposition
of these gases and their products NH
4
and NO
3
to soils and
waters; and (ii) after leaching and runoff of N, mainly as NO
3
-
, from
managed soils.
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-9
Chương 4. SXNN và BĐKH
• Tính phát thải N
2
O trực tiếp:
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-10
Chương 4. SXNN và BĐKH
• Tính phát thải N
2
O gián tiếp:
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-11
Chương 4. SXNN và BĐKH
• Tính phát thải N
2

O gián tiếp:
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-12
Chương 4. SXNN và BĐKH
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-13
Chương 4. SXNN và BĐKH
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-14
Chương 4. SXNN và BĐKH
• Công thức Bouwman (1996):
E = 1 + 0.0125*F
– E: hệ số phát thải (kg N
2
O-N/ha/năm)
– Giá trị 1 kg N/ha/năm: hệ số phát thải nền
– F: hệ số sử dụng phân bón (kg N/ha/năm).
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-15
Chương 4. SXNN và BĐKH
4.2. Giảm thiểu phát thải GHGs trong sản xuất nông
nghiệp (Mitigation of GHGs in agriculture)
• Opportunities for mitigating GHGs in agriculture fall
into three broad categories:
– Reducing emissions
– Enhancing removals
– Avoiding (or displacing) emissions
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-16
• A variety of options exists for mitigation of GHG
emissions in agriculture.
– improved crop and grazing land management;
– restoration of organic soils and restoration of degraded lands;
– improved water and rice management;
– land use change (e.g., conversion of cropland to grassland) and

agro-forestry;
– improved livestock and manure management.
Chương 4. SXNN và BĐKH
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-17
Chương 4. SXNN và BĐKH
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-18
Figure 8.4: Global technical mitigation potential by 2030 of each agricultural management
practice showing the impacts of each practice on each GHG.
Note: based on the B2 scenario though the pattern is similar for all SRES scenarios.
Chương 4. SXNN và BĐKH
• Agricultural GHG mitigation options are found to be cost competitive
with non-agricultural options (e.g., energy, transportation, forestry) in
achieving long-term (i.e., 2100) climate objectives.
• GHG emissions could also be reduced by substituting fossil fuels
with energy produced from agricultural feed stocks (e.g., crop
residues, dung, energy crops), which would be counted in
sectors using the energy.
•
There are interactions between mitigation and adaptation in the
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn
•
There are interactions between mitigation and adaptation in the
agricultural sector, which may occur simultaneously, but differ in
their spatial and geographic characteristics. The main climate
change benefits of mitigation actions will emerge over decades, but
there may also be short-term benefits if the drivers achieve other
policy objectives. Conversely, actions to enhance adaptation to
climate change impacts will have consequences in the short and
long term.
4-19

Chương 4. SXNN và BĐKH
• Ở Việt Nam: ĐỀ ÁN GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH
TRONG NÔNG NGHIỆP, NÔNG THÔN ĐẾN NĂM 2020
• Thực tiễn: các mô hình canh tác lúa giảm phát thải GHGs
đang triển khai với các biện pháp:
- Tưới tiêu khô ướt xen kẽ (rút nước khỏi ruộng lúa trong những
giai đoạn không cần thiết)
-
Xử
lý
rơm
rạ
bằng kỹ thuật
tạo
b
iochar.
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn
-
Xử
lý
rơm
rạ
bằng kỹ thuật
tạo
b
iochar.
- Bón phân chuồng để giảm bón phân hóa học, cải tạo đất (chỉ sử
dụng 4kg phân đạm/sào; giảm phân lân và kali đều giảm 1-
2kg/sào).
- Bón phân hóa học đúng kỹ thuật để giảm phát thải

- Thực hiện 4 đúng trong sử dụng thuốc BVTV (chỉ phun thuốc
BVTV một lần duy nhất để trừ khô vằn).
4-20
Chương 4. SXNN và BĐKH
Ví dụ: Mô hình canh tác lúa giảm phát thải GHGs ở An Giang
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-21
Huỳnh Quang Tín và nnk. Tạp chí Khoa học ĐH Cần Thơ, 2012:23a 31-41 [TL22.pdf]
Chương 4. SXNN và BĐKH
Bài đọc
1. IPCC 2007 AR4, WG3, Chapter 8.
Agriculture.
2. Keith Smith, Lex Bouwman and Barbara
Braatz
.
N
O: Direct emissions from
Braatz
.
N
2
O: Direct emissions from
agricultural soils. www.ipcc.ch
3. Giảm thiểu BĐKH trong ngành chăn nuôi
Bài giảng kiếm soát ô nhiễm môi trường nông nghiệp và nông thôn 4-22