Tạo tín chỉ carbon từ công nghệ tưới ngập khô xen kẽ (AWD)

Lớp nước nông được giữ lại trong thời điểm trỗ bông giúp đảm bảo năng suất, còn các giai đoạn khác cây lúa vẫn phát triển bình thường trong điều kiện đất không bị ngập úng. Việc cắt ngập xen kẽ như vậy tạo điều kiện hiếu khí trong đất, giảm hoạt động của vi sinh vật yếm khí, từ đó giảm sinh khí mê-tan. Quá trình không ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây lúa nếu được điều tiết hợp lý theo từng giai đoạn sinh lý.

1. Ứng dụng công nghệ tưới ngập khô xen kẽ (AWD) tại Nghệ An

Lúa là cây trồng chủ lực của Nghệ An, chiếm diện tích lớn trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp, mang lại sinh kế ổn định cho hàng trăm nghìn hộ nông dân. Sản xuất lúa gắn với bảo vệ môi trường và thích ứng khí hậu sẽ trở thành hướng phát triển lâu dài. Việc giảm nước tưới, tăng hiệu quả sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật, kết hợp sử dụng giống chống chịu hạn và sâu bệnh, sẽ tạo nên chuỗi giá trị bền vững cho ngành lúa gạo địa phương. Người dân cũng nâng cao nhận thức về vai trò của môi trường và khí hậu trong nông nghiệp, từ đó chủ động tham gia các chương trình giảm phát thải và bảo vệ tài nguyên. Sự đồng thuận của cộng đồng là yếu tố then chốt để mở rộng quy mô các mô hình thí điểm, đưa công nghệ AWD trở thành một phần thiết yếu trong sản xuất lúa của tỉnh.

Nghệ An là nơi có diện tích canh tác lúa lớn và hệ thống thủy lợi ngày càng được cải thiện, thuận lợi cho việc áp dụng công nghệ tưới AWD. Mùa hè thu 2024, thời tiết có xu hướng nắng nóng kéo dài kèm theo hiện tượng thiếu nước cục bộ ở một số khu vực trung du và đồng bằng. Các vùng trồng lúa nếu duy trì kiểu tưới ngập truyền thống sẽ gặp khó khăn lớn trong bảo đảm nguồn nước cho suốt chu kỳ sinh trưởng. Trong khi đó, mô hình AWD lại cho phép nông dân sử dụng nước linh hoạt, giảm áp lực lên nguồn thủy lợi, thích nghi tốt hơn với các biến động khí hậu ngày càng khắc nghiệt. Năng suất lúa không bị ảnh hưởng nhờ khả năng chịu hạn của giống lúa địa phương và kỹ thuật tưới đúng giai đoạn sinh trưởng nhạy cảm.

Bên cạnh lợi ích về mặt tài nguyên nước, việc giảm phát thải khí mê-tan từ mô hình AWD còn mang đến lợi thế kinh tế thông qua cơ chế thị trường carbon. Trong bối cảnh các quốc gia đang cạnh tranh khốc liệt về giảm phát thải, mỗi đơn vị khí nhà kính được cắt giảm có thể được quy đổi thành tín chỉ carbon. Người nông dân tại Nghệ An, nếu được hỗ trợ đo đếm và xác minh lượng phát thải cắt giảm từ canh tác lúa AWD, có thể tiếp cận được nguồn thu từ việc bán tín chỉ trên thị trường. Khoản thu bán tín chỉ carbon giúp tăng thu nhập và tạo động lực để duy trì và mở rộng mô hình canh tác bền vững. Cơ sở hạ tầng như trạm đo mực nước, thiết bị cảm biến và hệ thống kiểm soát tưới có thể được đầu tư lại từ lợi ích tài chính thu được, từng bước hình thành nền sản xuất nông nghiệp thông minh ở nông thôn.

2. Quy trình ứng dụng công nghệ tưới ngập khô xen kẽ (AWD)

Quy trình tưới nước cho lúa gieo vụ hè thu 2024 được chia thành các giai đoạn cụ thể, ứng với từng thời điểm sinh trưởng của cây lúa. Trước khi tiến hành gieo hạt, người nông dân cần cho nước vào ruộng để làm đất, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý mặt ruộng bằng cơ giới hoặc thủ công, đảm bảo mặt bằng đồng đều, kết cấu đất tơi xốp, dễ hút ẩm. Độ ẩm đất sau khi làm đất sẽ giúp hạt giống tiếp xúc tốt với môi trường, tăng khả năng nảy mầm. Sau khi hoàn thành công đoạn làm đất, nước cần được tháo ra trước thời điểm gieo một ngày để đảm bảo đất có độ ẩm vừa đủ, không gây ngập úng hạt giống, đồng thời hạn chế sự phát triển của cỏ dại và nấm bệnh.

Ngay sau khi gieo hạt, ruộng cần được giữ ở trạng thái ẩm để hỗ trợ quá trình nảy mầm. Việc tưới tiêu cần được thực hiện cẩn trọng, tránh tưới ngập gây rửa trôi hạt giống. Trạng thái đất cần đảm bảo không khô hạn, nhưng cũng không ứ nước. Trong thời gian này, nếu áp dụng phương pháp phun thuốc cỏ tiền mọc mầm, điều kiện đất ẩm sẽ giúp hoạt chất phân bố đều, phát huy hiệu quả tối ưu trong việc kiểm soát cỏ dại ngay từ giai đoạn đầu. Việc giữ độ ẩm ổn định sẽ hỗ trợ cây mạ phát triển đồng đều, tạo tiền đề cho giai đoạn sinh trưởng tiếp theo.

Khi cây lúa bắt đầu phát triển, bước vào giai đoạn sau gieo đến đẻ nhánh, việc tưới tiêu được điều chỉnh để duy trì lớp nước khoảng 1-3 cm trên mặt ruộng. Mực nước được duy trì liên tục trong khoảng 10-15 ngày nhằm giữ nhiệt độ đất ổn định, kích thích sự sinh trưởng của rễ, hạn chế cỏ dại và giúp việc tỉa dặm được thuận lợi. Với phương pháp truyền thống, nông dân duy trì lớp nước trong suốt thời gian đầu sau gieo. Trong khi đó, phương pháp tưới khô ướt xen kẽ cho phép nước trong ruộng rút tự nhiên sau khoảng hai tuần, trước khi tiến hành bơm bổ sung.

Giai đoạn từ đẻ nhánh đến làm đòng đóng vai trò then chốt trong việc hình thành năng suất. Đối với phương pháp truyền thống, nông dân tiếp tục duy trì lớp nước ngập khoảng 3-10 cm trên mặt ruộng, nhằm tạo điều kiện tối ưu cho cây hấp thụ dinh dưỡng, hỗ trợ phân hóa chồi hiệu quả. Ngược lại, trong phương pháp tưới tiết kiệm, ruộng được để nước rút tự nhiên. Khi mực nước xuống dưới 15 cm tính từ mặt đất, nước mới được bơm lại vào ruộng với độ sâu ngập không quá 5 cm, giúp tiết kiệm nước và tăng cường khả năng hô hấp của rễ, từ đó nâng cao sức đề kháng cho cây lúa.

Khi lúa bước vào giai đoạn làm đòng đến trước trỗ, yêu cầu về nước tiếp tục thay đổi. Đây là thời điểm bón phân thúc làm đòng, do đó cần tưới bổ sung 3-5 cm nước để đảm bảo phân tan đều và được cây hấp thụ hiệu quả. Sau khi bón phân, ruộng lại được để khô tự nhiên. Khi nước trong ruộng tiếp tục cạn xuống dưới 15 cm tính từ mặt đất, mới tiến hành tưới bổ sung lớp nước ngập mỏng khoảng 3-5 cm. Quy trình giúp điều hòa khí trong đất, kích thích sự phân giải hữu cơ và hỗ trợ cây chuẩn bị cho quá trình trỗ.

Thời kỳ từ trước trỗ một tuần đến sau trỗ một tuần rất quan trọng với sự phát triển bông lúa và quá trình thụ phấn. Phương pháp truyền thống yêu cầu duy trì mực nước từ 3 đến 10 cm, tạo điều kiện thuận lợi để bông lúa phát triển đều và đồng loạt. Ở phương pháp tưới tiết kiệm, mực nước chỉ cần duy trì ở mức 3-5 cm, đủ để giữ ẩm và ổn định điều kiện vi khí hậu trong ruộng. Giai đoạn này yêu cầu kiểm soát nước chặt chẽ nhằm hạn chế căng thẳng sinh lý, giúp hoa lúa trỗ và thụ phấn thuận lợi, tăng tỷ lệ hạt chắc.

Giai đoạn sau trỗ hai tuần đến thu hoạch là giai đoạn hoàn thiện hạt và tích lũy chất khô. Cả hai phương pháp tưới đều khuyến nghị để nước rút tự nhiên khỏi ruộng. Mục tiêu là tạo điều kiện khô ráo cho đất, giảm độ ẩm môi trường xung quanh bông lúa, hạn chế sâu bệnh và tạo thuận lợi cho quá trình chín sinh lý. Việc ngừng tưới và để khô ruộng trước thu hoạch còn giúp tăng chất lượng hạt, hạn chế hiện tượng lúa đổ, tạo điều kiện thuận lợi cho khâu thu hoạch và bảo quản.

3. Tiềm năng tạo tín chỉ carbon từ ứng dụng công nghệ tưới ngập khô xen kẽ (AWD)

Tổng mức phải thải trong vùng nghiên cứu đã được tính toán dựa trên lượng giảm phát thải khí nhà kính và diện tích tham gia nghiên cứu. Kết quả tính toán cho vụ hè thu 2024 tại Nghệ An cho thấy tổng lượng giảm phát thải CO2e đạt 71088,3 tấn CO2e, tương đương với 71088,3 tín chỉ carbon trên diện tích 11152,5 ha. Mức giảm phát thải cao hơn nhiều so với điều kiện trong vụ xuân 2024, phản ánh sự hiệu quả vượt trội của các phương pháp canh tác được áp dụng. Kết quả chứng minh tính khả thi và tiềm năng phát triển của mô hình nghiên cứu trong việc giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời tạo ra nguồn tài chính bền vững thông qua việc đăng ký tín chỉ carbon.

Với diện tích rộng và mức giảm phát thải đáng kể, nghiên cứu giúp đạt được mục tiêu bảo vệ môi trường và mở ra cơ hội cho việc phát triển các mô hình canh tác bền vững. Lượng tín chỉ carbon thu được sẽ đóng góp vào các sáng kiến giảm phát thải trên quy mô toàn quốc, hỗ trợ việc tái đầu tư vào cơ sở hạ tầng nông nghiệp và tạo thêm nguồn thu nhập cho người sản xuất. Đây là một trong những bước quan trọng trong việc hướng tới nền nông nghiệp xanh và phát triển bền vững tại Nghệ An và các khu vực khác.

Các phương thức canh tác nghiên cứu, bao gồm lúa gieo sạ và lúa cấy, đều đóng góp đáng kể vào lượng giảm phát thải. Lúa gieo sạ, với diện tích 9277,9 ha, giảm phát thải khoảng 6,3 tấn CO2e/ha, tổng cộng giảm được 58487,0 tấn CO2e. Trong khi đó, lúa cấy, mặc dù diện tích tham gia nhỏ hơn (1874,6 ha), nhưng mỗi hecta giảm phát thải 6,7 tấn CO2e, đóng góp 12601,3 tấn CO2e vào tổng lượng giảm phát thải. Đây là một minh chứng rõ ràng cho thấy các biện pháp canh tác bền vững có thể tạo ra hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

Nghệ An có nhiều thuận lợi khi triển khai công nghệ tưới ướt khô xen kẽ. Điều kiện tự nhiên của địa phương khá phù hợp với yêu cầu của công nghệ. Hệ thống thủy lợi tại Nghệ An tương đối phát triển, có khả năng đáp ứng được yêu cầu tưới tiêu trong suốt mùa vụ. Mạng lưới thủy lợi cơ bản đã hoàn thiện và sẵn sàng để hỗ trợ kỹ thuật tưới ướt khô xen kẽ một cách hiệu quả, tạo ra một cơ sở vững chắc để triển khai mô hình trên diện rộng, giúp giảm thiểu các rủi ro trong quá trình thực hiện.

Điều kiện đất đai tại Nghệ An khá đồng đều, tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các phương pháp canh tác hiện đại. Địa hình tương đối bằng phẳng giúp việc phân phối nước dễ dàng hơn, giảm thiểu các tác động tiêu cực mà có thể xảy ra trong quá trình tưới tiêu, tạo thuận lợi cho việc áp dụng phương pháp tưới ướt khô xen kẽ, giúp nâng cao năng suất và giảm thiểu chi phí sản xuất cho người dân.

Kết quả ứng dụng công nghệ tưới ướt khô xen kẽ trong vụ hè thu 2024 tiếp tục khẳng định rằng Nghệ An có đầy đủ điều kiện tự nhiên và cơ sở hạ tầng để áp dụng công nghệ tưới tiết kiệm nước. Những thành công đạt được trong vụ xuân 2024 đã được tái khẳng định qua những tiến bộ trong việc ứng dụng phương pháp tưới xen kẽ ướt khô vào canh tác lúa. Việc chuyển giao công nghệ đã được thực hiện hiệu quả thông qua các lớp tập huấn, giúp người dân nâng cao nhận thức và thay đổi thói quen canh tác truyền thống. Sự thay đổi trong tư duy của người dân đã tạo ra nền tảng vững chắc để mở rộng mô hình nghiên cứu trên diện rộng, từ đó mang lại lợi ích lớn cho cả cộng đồng và môi trường.

Kết quả cho thấy phương pháp tưới ướt khô xen kẽ có nhiều ưu điểm rõ rệt so với phương pháp tưới ngập truyền thống. Áp dụng chế độ tưới ướt khô xen kẽ tiết kiệm được lượng nước sử dụng và giúp tăng trưởng lúa tốt hơn, giảm thiểu tình trạng đổ ngã, đồng thời đạt năng suất ổn định hoặc có sự gia tăng nhẹ. Mặc dù điều kiện thời tiết có ảnh hưởng nhất định, nhưng canh tác theo phương pháp tưới ướt khô xen kẽ vẫn giúp lúa phát triển thuận lợi. Yếu tố quan trọng là sự giảm thiểu đáng kể lượng phát thải khí nhà kính. Lượng phát thải CO2e đã giảm mạnh, với 52,94% ở lúa cấy và 60,11% ở lúa gieo sạ, góp phần quan trọng vào mục tiêu giảm phát thải toàn cầu. Đây là cơ sở để tiếp tục nhân rộng mô hình trên diện tích lớn hơn.

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả không chỉ ở mặt kinh tế mà còn trong việc bảo vệ môi trường. Việc giảm phát thải CO2, tiết kiệm nước và nâng cao năng suất đã tạo ra một mô hình canh tác bền vững, đóng góp vào mục tiêu phát triển nông nghiệp xanh, bảo vệ tài nguyên nước và giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường. Nhờ vào những kết quả này, việc mở rộng kết quả nghiên cứu và nhân rộng mô hình tưới ướt khô xen kẽ ở các khu vực khác trong tỉnh là một bước đi hợp lý./.

Th.S. Lưu Lê Hường
Viện Chiến lược, Chính sách Nông nghiệp và Môi trường
Phan Tiến Thành
Green Carbon