Tổng quan về phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp & Giải pháp

Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp là một vấn đề quan trọng đang thu hút sự chú ý toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng trở nên rõ rệt. Ngành nông nghiệp, với các hoạt động như canh tác, chăn nuôi và sử dụng phân bón, đóng góp một phần đáng kể vào lượng khí nhà kính phát thải. Việc hiểu rõ các nguồn phát thải và áp dụng các biện pháp giảm thiểu không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững trong ngành. Trong bài viết này, hãy cùng KNA CERT tìm hiểu tổng quan về vấn đề này và những giải pháp tiềm năng để giải quyết.

Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp là gì?

Phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp là lượng khí gây hiệu ứng nhà kính sinh ra từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp như trồng trọt, chăn nuôi, sử dụng phân bón và quản lý đất đai. Những khí nhà kính chính trong ngành nông nghiệp bao gồm carbon dioxide (CO₂), metan (CH₄) và nitơ oxit (N₂O).

Theo thống kê, tổng lượng phát thải từ hệ thống nông nghiệp - thực phẩm trong năm 2022 đạt 16,2 tỷ tấn CO₂ tương đương (Gt CO₂eq), tăng 10% (tương đương 1,5 Gt CO₂eq) so với năm 2000.

Năm 2020, hệ thống thực phẩm nói chung đóng góp 37% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu, và con số này dự báo sẽ tăng 30–40% vào năm 2050 do gia tăng dân số và thay đổi chế độ ăn uống. Trong giai đoạn 2010–2019, ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và sử dụng đất chiếm từ 13% đến 21% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu. Đáng chú ý, N₂O và CH₄ chiếm hơn một nửa tổng lượng khí nhà kính trong nông nghiệp.

Hoạt động nông nghiệp nào gây phát thải khí nhà kính?

1. Phát thải từ hoạt động trồng trọt

Hoạt động trồng trọt đóng góp đáng kể vào lượng phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp, chủ yếu thông qua việc sử dụng phân bón chứa nitơ, quá trình phân hủy sinh học và sự thay đổi đặc tính đất. Khi phân bón hóa học và phân chuồng được bón vào đất nông nghiệp, vi khuẩn trong đất có thể chuyển đổi nitơ thành nitrous oxide (N₂O), một loại khí nhà kính có khả năng gây hiệu ứng nhà kính mạnh gấp 298 lần so với CO₂ trong khoảng thời gian 100 năm. 

Bên cạnh đó, việc xử lý tàn dư cây trồng không đúng cách, đặc biệt là đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng, sẽ giải phóng một lượng lớn carbon dioxide (CO₂) và methane (CH₄) vào khí quyển, làm gia tăng tình trạng ấm lên toàn cầu. Ngoài ra, việc cày xới đất quá mức cũng làm giảm hàm lượng carbon hữu cơ trong đất, khiến CO₂ bị giải phóng nhiều hơn, đồng thời làm suy giảm độ màu mỡ của đất và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.

2. Phát thải từ chăn nuôi gia súc

Chăn nuôi gia súc, đặc biệt là các loài động vật nhai lại như bò, cừu và dê, là một trong những nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất trong nông nghiệp do quá trình tiêu hóa, quy mô chăn nuôi và việc sử dụng thức ăn gia súc. Khi động vật nhai lại tiêu hóa thức ăn, vi khuẩn trong dạ cỏ phân hủy chất hữu cơ, tạo ra khí methane (CH₄), một loại khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 28 lần so với CO₂ trong khoảng thời gian 100 năm, góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính. Vào năm 2010, quá trình lên men đường ruột của gia súc chiếm tới 43% tổng lượng khí nhà kính từ toàn bộ ngành nông nghiệp, cho thấy mức độ ảnh hưởng đáng kể của hoạt động này đến biến đổi khí hậu. 

Không chỉ phát thải trực tiếp, chăn nuôi gia súc còn gián tiếp làm tăng lượng khí nhà kính thông qua việc trồng các loại cây như bắp, đậu tương để làm thức ăn chăn nuôi. Quá trình này đòi hỏi một lượng lớn phân bón, thuốc trừ sâu, đồng thời dẫn đến phá rừng để mở rộng diện tích trồng trọt, làm giảm khả năng hấp thụ CO₂ của hệ sinh thái tự nhiên. Với sự gia tăng nhu cầu thực phẩm có nguồn gốc từ động vật, việc kiểm soát và giảm phát thải khí nhà kính từ chăn nuôi trở thành một thách thức quan trọng trong nỗ lực bảo vệ môi trường và giảm tác động của biến đổi khí hậu.

3. Phát thải từ quản lý chất thải nông nghiệp

Chất thải từ hoạt động chăn nuôi và sản xuất nông nghiệp, nếu không được xử lý đúng cách, có thể trở thành nguồn phát thải lớn của khí nhà kính, đặc biệt là methane (CH₄) và nitrous oxide (N₂O). Một trong những nguồn phát thải chính là phân chuồng và nước thải chăn nuôi. Khi phân chuồng được lưu trữ hoặc xử lý trong điều kiện yếm khí, quá trình phân hủy sẽ tạo ra CH₄ và N₂O, hai loại khí có khả năng gây hiệu ứng nhà kính mạnh. Ngoài ra, các hồ chứa phân lỏng và hầm biogas nếu không được kiểm soát chặt chẽ cũng có thể trở thành nguồn phát thải đáng kể. Bên cạnh đó, việc đốt phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là rơm rạ sau thu hoạch, không chỉ làm gia tăng lượng CO₂ trong khí quyển mà còn giải phóng bụi mịn và các khí ô nhiễm khác, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng không khí và sức khỏe con người. Những hoạt động này không chỉ làm gia tăng phát thải khí nhà kính mà còn tác động tiêu cực đến môi trường, đòi hỏi các biện pháp quản lý chất thải nông nghiệp hiệu quả hơn nhằm giảm thiểu tác động đến biến đổi khí hậu.

4. Phát thải từ thay đổi sử dụng đất

Việc thay đổi mục đích sử dụng đất, đặc biệt là chuyển đổi rừng và đất hoang thành đất nông nghiệp, góp phần đáng kể vào phát thải khí nhà kính và tác động tiêu cực đến môi trường. Một trong những nguyên nhân chính là hoạt động phá rừng để mở rộng diện tích trồng trọt và chăn nuôi. Khi cây xanh bị chặt hạ, chúng không còn khả năng hấp thụ CO₂ từ khí quyển, làm tăng lượng CO₂ trong không khí. Hơn nữa, việc đốt cháy rừng để dọn đất không chỉ trực tiếp giải phóng CO₂ mà còn làm mất đi lớp thảm thực vật quan trọng, góp phần gây xói mòn đất và suy giảm chất lượng môi trường sống. 

Bên cạnh đó, sự suy giảm trữ lượng carbon trong đất cũng là một vấn đề đáng lo ngại. Khi đất bị xáo trộn hoặc khai thác không bền vững, hàm lượng carbon hữu cơ trong đất dần cạn kiệt, làm giảm khả năng lưu trữ CO₂ và khiến lượng khí thải này tăng lên đáng kể. Ngoài ra, việc chuyển đổi đất nông nghiệp còn tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái, làm mất đi môi trường sống của nhiều loài sinh vật, giảm đa dạng sinh học và phá vỡ sự cân bằng tự nhiên. Hệ quả lâu dài của quá trình này là sự suy thoái đất, khiến đất đai trở nên kém màu mỡ hơn, làm giảm năng suất nông nghiệp và đòi hỏi nhiều hơn các biện pháp canh tác bổ sung, từ đó càng làm gia tăng lượng phát thải khí nhà kính.

Giải pháp giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp

Phát thải khí nhà kính từ nông nghiệp là một trong những nguyên nhân chính góp phần vào biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, bằng cách áp dụng các biện pháp quản lý tiên tiến, ngành nông nghiệp có thể giảm đáng kể lượng phát thải và đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất

1. Quản lý chăn nuôi và phân chuồng hiệu quả

Chăn nuôi là nguồn phát thải lớn, đặc biệt là khí methane (CH₄) từ quá trình lên men trong dạ cỏ và khí nitrous oxide (N₂O) từ phân chuồng. Các biện pháp sau có thể giúp giảm thiểu tác động này:

• Sử dụng chất phụ gia trong thức ăn để giảm khí methane sinh ra từ hệ tiêu hóa của động vật.
• Áp dụng phương pháp chăn thả luân phiên, giúp tăng khả năng lưu trữ carbon trong đất và duy trì độ màu mỡ của đồng cỏ.
• Chọn thức ăn chất lượng cao, giúp cải thiện hiệu suất tiêu hóa và giảm phát thải methane từ quá trình lên men.
• Xử lý phân chuồng đúng cách, bao gồm che phủ các bể chứa phân, sử dụng hầm biogas và tối ưu hóa việc sử dụng phân bón để giảm khí N₂O và CH₄.

2. Bảo tồn đất 

Đất nông nghiệp là một bể chứa carbon quan trọng, nhưng nếu bị khai thác quá mức, nó có thể trở thành nguồn phát thải CO₂. Để bảo vệ nguồn carbon này, cần áp dụng các biện pháp sau:

• Giảm cày xới đất, giúp duy trì lượng carbon trong đất và giảm xói mòn.
• Tăng cường sử dụng cây che phủ, hạn chế đất trống sau thu hoạch và cải thiện độ phì nhiêu của đất.
• Áp dụng mô hình nông lâm kết hợp (agroforestry), trồng cây xanh cùng với cây trồng nông nghiệp để hấp thụ CO₂ và tăng khả năng lưu trữ carbon.
• Tận dụng tàn dư cây trồng, trả lại vào đất để cải thiện cấu trúc đất và giảm nhu cầu sử dụng phân bón hóa học.

3. Tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi nhiên liệu

Sử dụng năng lượng hiệu quả trong nông nghiệp không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn tối ưu hóa chi phí sản xuất. Một số giải pháp bao gồm:

• Thực hiện đánh giá năng lượng tại trang trại, giúp xác định các khu vực có thể tiết kiệm năng lượng.
• Cải thiện hệ thống sưởi ấm, làm mát và thông gió, đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả và ít tiêu tốn năng lượng.
• Ứng dụng công nghệ tự động hóa, như bộ hẹn giờ, cảm biến và bộ điều khiển tốc độ biến thiên, giúp kiểm soát tiêu thụ năng lượng trong hệ thống thông gió, sưởi ấm và chiếu sáng.
• Chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng sạch, bằng cách sử dụng động cơ điện thay thế cho máy móc chạy bằng dầu diesel hoặc xăng.

4. Sử dụng năng lượng tái tạo trong nông nghiệp

Năng lượng tái tạo là một giải pháp bền vững giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và hạn chế phát thải khí nhà kính. Một số công nghệ năng lượng tái tạo có thể được áp dụng trong nông nghiệp bao gồm:

• Hệ thống khí sinh học (biogas): Sử dụng hầm biogas để chuyển hóa chất thải hữu cơ thành khí đốt phục vụ sản xuất năng lượng.
• Hệ thống địa nhiệt: Ứng dụng năng lượng từ lòng đất để sưởi ấm và làm mát chuồng trại.
• Năng lượng mặt trời: Sử dụng tấm pin quang điện (solar PV) để cung cấp điện cho các hoạt động nông nghiệp.
• Tuabin gió: Tận dụng sức gió để tạo ra điện năng phục vụ trang trại.
• Pin sạc: Lưu trữ năng lượng tái tạo để sử dụng vào những thời điểm cần thiết.

Việc giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người nông dân thông qua tiết kiệm chi phí sản xuất và tối ưu hóa nguồn tài nguyên. Bằng cách kết hợp các biện pháp quản lý chăn nuôi, bảo vệ đất, tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng tái tạo, ngành nông nghiệp có thể tiến tới phát triển bền vững và giảm thiểu tác động đến biến đổi khí hậu.

Và trên đây là bài viết “Tổng quan về phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp” do KNA CERT cung cấp. Nếu quý độc giả có thắc mắc về nội dung của bài viết trên, vui lòng liên hệ với chúng tôi để nhận được giải đáp. 

• Trụ sở chính: Tầng 11, Tòa nhà Ladeco Building, 266 Đội Cấn, Ba Đình, Hà Nội
• Chi nhánh: Tầng 7, Tòa nhà Thủy Lợi 4, 205A Nguyễn Xí, Phường 26, Quận Bình Thạnh, TPHCM
• Facebook: https://www.facebook.com/KNACertification
• Hotline: 0968.038.122
• Email: salesmanager@knacert.com