Bởi nhu cầu về lương thực trên toàn cầu ngày càng tăng, nông nghiệp là một trong những lĩnh vực khó giảm lượng phát thải khí nhà kính nhất, đặc biệt trong quá trình sản xuất ngũ cốc như lúa mì, lúa mạch và các loại đậu.
Trong một nghiên cứu được công bố trên The Conversation, các nhà khoa học Úc đến từ Tổ chức Nghiên cứu Công nghiệp và Khoa học Khối thịnh vượng chung (CSIRO) và Đại học New England đã tìm ra cách để tăng sản lượng nông sản, đồng thời giảm lượng khí thải carbon trên mỗi tấn ngũ cốc. Bí quyết nằm ở cách sử dụng phân bón.
Sản xuất ngũ cốc tạo ra khí nhà kính như thế nào?
Lượng khí thải từ công việc sản xuất ngũ cốc đến từ 2 nguồn: khí thải trang trại và khí thải "nhúng".
Khí thải trang trại chủ yếu đến từ hoạt động bón phân và sự phân huỷ của tàn dư thực vật, như phần rễ, thân và hạt của cây bị rơi xuống đất trong quá trình thu hoạch.
Khí thải "nhúng" chỉ tổng lượng phát thải khí nhà kính cần thiết để sản xuất một sản phẩm.
Việc bón phân và sản xuất phân bón thải ra ni-tơ ô-xit (NO2), còn sự phân huỷ của tàn dư thực vật thải ra các-bon đi-ô-xit (CO2). Hai loại khí này có quan hệ chặt chẽ với nhau: thay đổi lượng ni-tơ trong phân bón sẽ làm thay đổi lượng các-bon do thực vật thải ra.
Có thể thấy, để kiểm soát lượng khí thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, phân bón và tàn dư thực vật là 2 yếu tố quan trọng nhất.
 |
Tàn dư thực vật trên một cánh đồng tại châu Âu. (Ảnh: Rachel Shutte) |
Bón phân nhiều hơn, kết hợp kiểm soát lượng ni-tơ trong phân bón
Sau khi chạy mô phỏng các mô hình quản lý trang trại khác nhau, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng, việc tăng lượng phân bón (theo cách ít làm thất thoát khí ni-tơ nhất) sẽ làm sản lượng nông sản gia tăng đáng kể, nhưng không làm lượng khí thải trang trại tăng theo. Tại sao lại thế?
Chúng ta đều biết, cây cối cần ni-tơ để phát triển. Nếu không có đủ phân bón, cây sẽ lấy ni-tơ từ đất. Và khi đất mất ni-tơ, CO2 sẽ được giải phóng vào khí quyển để cân bằng lượng nitơ và các-bon của đất, làm tăng lượng phát thải khí nhà kính.
Do vậy, bón phân nhiều hơn kết hợp với kiểm soát hiệu quả lượng ni-tơ trong phân bón sẽ làm tăng sản lượng nông sản, đồng thời tránh làm xói mòn đất. Không chỉ vậy, lượng tàn dư thực vật tăng lên khi rơi xuống sẽ làm giàu lượng các-bon của đất, khiến đất trở nên màu mỡ hơn.
 |
Nếu áp dụng phương pháp bón phân nhiều hơn, kết hợp kiểm soát tốt lượng ni-tơ trong phân bón, nông dân có thể thu được nhiều nông sản hơn mà vẫn hạn chế được lượng khí nhà kính phát thải ra môi trường. (Ảnh: Shutterstock) |
Bón phân nhiều hơn và sản xuất nhiều phân bón hơn sẽ làm tăng lượng khí thải "nhúng". Tuy nhiên, các nhà khoa học chỉ ra rằng, mức tăng tổng lượng phát thải khí nhà kính nhỏ hơn mức tăng tổng sản lượng nông sản. Do đó, lượng khí thải trên 1 tấn nông sản vẫn giảm so với trước kia. Nghiên cứu khẳng định, nếu Úc áp dụng phương pháp này, sản lượng nông sản sẽ tăng hơn 40%, trong khi lượng khí thải trên 1 tấn nông sản sẽ giảm 15%.
Trong tương lai, các nhà khoa học Úc sẽ tiếp tục nghiên cứu để đưa phương pháp trên vào thực tiễn, cũng như tìm cách giảm lượng khí thải từ quá trình sản xuất phân bón. Một số ý tưởng đã và đang được thực hiện, chẳng hạn như phát triển hydro xanh. Đây là loại hydro được sản xuất bằng năng lượng tái tạo: sử dụng dòng điện tạo ra từ năng lượng tái tạo để điện phân nước thành oxi (O2) và hydro (H2), nên không sản sinh ra CO2. Hydro là một thành phần quan trọng trong phân bón, nên sử dụng hydro xanh có thể làm giảm lượng khí thải từ quá trình sản xuất phân bón.
