[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Các trang trại có thể sản xuất tối đa mà vẫn giảm phát thải khí nhà kính không?
bởi Kristen Mally Dean, Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne
Ảnh: Unsplash / CC0
Nông nghiệp khử cacbon là rất quan trọng để Hoa Kỳ đạt được mức phát thải ròng bằng không vào năm 2050. Một cách tiếp cận dựa trên dữ liệu mới xem xét các phương pháp thực hành tốt cho trái đất và mang lại lợi nhuận cho nông dân.
Thế giới dựa vào nông dân Mỹ để làm nhiều việc hơn là đặt bàn ăn. Ngoài việc sản xuất thức ăn cho người và động vật, nông dân Mỹ còn sản xuất nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học.
Trong quá trình làm việc này, ngành nông nghiệp đóng góp khoảng 10% lượng phát thải khí nhà kính (GHG) của Hoa Kỳ. Do diện tích đất dành cho nông nghiệp là có hạn, người nông dân cần phải tìm ra nhiều cách hơn để vận hành hiệu quả, bền vững và có lợi nhuận đồng thời giảm phát thải KNK. Với các phương pháp mới, nông dân có thể biến các trang trại trở thành nơi chứa CO2 ròng, giúp Hoa Kỳ đạt được mục tiêu đạt được mức phát thải ròng bằng không vào năm 2050.
Thâm canh bền vững là một cách tiếp cận theo hai hướng mà nhiều người cho rằng có thể hữu ích. Nó cố gắng tối ưu hóa việc sử dụng và quản lý đất đai để có năng suất đất canh tác tối đa đồng thời cố gắng giảm thiểu tác động môi trường liên quan. Bí quyết là tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa hai mục tiêu.
Các nhà khoa học chuyên về mô hình hệ thống nông nghiệp và phân tích vòng đời (LCA) từ Đại học Bang Colorado (CSU) và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã thực hiện một cách tiếp cận phân tích mới đối với vấn đề này trong một nghiên cứu gần đây về canh tác ngô và đậu nành ở Iowa. Họ là đồng tác giả của một bài báo, "Một phương pháp tiếp cận đánh giá vòng đời của cảnh quan đa sản phẩm để đánh giá tiềm năng giảm nhẹ khí hậu của địa phương," trên Tạp chí Sản xuất Sạch hơn số ra ngày 20 tháng 6.
Một trong những đồng tác giả của bài báo, Hoyoung Kwon, nhà khoa học môi trường chính thuộc bộ phận Phân tích Cơ sở hạ tầng và Hệ thống Năng lượng (ESIA) của Argonne cho biết: “Khái niệm thâm canh bền vững đã được áp dụng vào ứng dụng cảnh quan quy mô lớn hơn. "Chúng tôi đã xem xét năng suất và phát thải khí nhà kính, cố gắng tối ưu hóa các chiến thuật và sản phẩm quản lý đất đai, đồng thời nghiên cứu các sự đánh đổi khác nhau để cải thiện đất đai và năng suất đất đai."
Ví dụ, nông dân có thể dọn sạch và sử dụng lại tàn dư cây ngô (hay "xác bã") để làm nhiên liệu sinh học, nhưng một phần trăm xác rác có thể vẫn còn trong đất để tạo nguồn dinh dưỡng và carbon có giá trị cho cây trồng trong tương lai. Nông dân có thể trồng cây che phủ trong mùa đông (hoặc "bỏ hóa"), để bổ sung xác thối đã loại bỏ. Các tác giả đã tính đến năng lượng, vốn có chi phí phát thải khi trồng cây che phủ để giải quyết một cách tổng thể các lợi ích ròng của việc dọn xác và trồng cây che phủ. Nông dân cũng có thể giảm diện tích đất mà họ canh tác sau khi mùa trồng trọt kết thúc, điều này làm giảm sự mục nát và giảm lượng CO2 thải ra từ đất. Tuy nhiên, người nông dân phải xới đất để sẵn sàng cho mùa trồng trọt tiếp theo.
Trong khi một số nông dân đã làm theo một hoặc thậm chí cả ba cách làm này, các nhà khoa học từ Argonne tin rằng hiểu rõ hơn về tác động của chúng sẽ thúc đẩy nhiều hơn để làm như vậy, vì lợi ích thực sự.
"Cách tiếp cận của chúng tôi đưa ra một góc nhìn tổng thể và nhìn từ góc độ của người nông dân: Tất cả các sản phẩm có thể sản xuất trên đất là gì và lợi ích bền vững là gì?" Đồng tác giả Troy Hawkins, trưởng nhóm nhiên liệu và sản phẩm thuộc bộ phận ESIA của Argonne cho biết. "Trồng trọt có thể là một hoạt động rủi ro, tỷ suất lợi nhuận thấp. Khả năng sinh lời sẽ luôn là trọng tâm hàng đầu. Tuy nhiên, tính bền vững có giá trị mà có thể không được công nhận. Làm thế nào chúng ta có thể kết hợp tất cả những điều đó cùng với những thay đổi đối với thực tiễn quản lý đất đai để làm cho canh tác bền vững hơn và cải thiện chi phí của nông dân? "
Các nhà khoa học đã xem xét sự đánh đổi và hiệp lực giữa tăng cường bền vững và các biện pháp bảo tồn cô lập carbon trong một kịch bản thực tế. Họ đã sử dụng hai mô hình — DayCent và Greenhouse Gases, Regulated Emission, and Energy Use in Technologies (GREET) LCA — để đánh giá một khu vực canh tác ở thượng nguồn Des Moines, Iowa.
Mô hình DayCent đại diện cho các dòng chảy hàng ngày của carbon, nitơ và nước giữa khí quyển, thảm thực vật và đất trong các hệ sinh thái tự nhiên và nông nghiệp. Các nhà khoa học dựa vào đó để đánh giá lượng phát thải KNK trong sản xuất ethanol từ ngô và tác động của việc thu hoạch bã thải.
Họ đã sử dụng GREET để tính toán lượng khí thải liên quan đến hoạt động của trang trại và việc sử dụng hạt ngô, đậu tương và râu ngô đã thu hoạch làm nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học. GREET được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp để đánh giá mức tiêu thụ năng lượng, phát thải KNK, phát thải chất gây ô nhiễm không khí và tiêu thụ nước liên quan đến chuỗi cung ứng nhiên liệu sinh học cũng như các công nghệ vận tải và năng lượng khác. Đồng tác giả Michael Wang, giám đốc tạm thời của Argonne về hệ thống năng lượng và Cơ sở hạ tầng, là kiến trúc sư chính của GREET.
Theo nghiên cứu, thu hoạch 30% râu ngô để sản xuất nhiên liệu sinh học sẽ làm tăng doanh thu của trang trại, tăng gấp đôi lợi nhuận ròng và gia tăng
tổng sản lượng nhiên liệu sinh học từ cảnh quan tăng 17–20%. Việc loại bỏ cặn bã cũng sẽ giảm thiểu phần nào KNK, nhưng nó làm giảm lượng carbon tốt trong đất cơ bản xuống 40%. Trong khi đó, các phương pháp tiếp cận tổng hợp bao gồm trồng trọt trong mùa đông và / hoặc giảm cường độ làm đất sẽ làm tăng lượng carbon trong đất, cải thiện lợi nhuận của trang trại và giảm thiểu nhiều khí nhà kính hơn.
Hawkins cho biết: “Chúng tôi tập trung vào ngô và đậu nành nhưng cách tiếp cận của chúng tôi có thể được mở rộng sang các loại cây trồng khác. "Nhiều trang trại ngày nay là những trang trại lớn, công nghiệp sử dụng công nghệ cao và phụ thuộc nhiều hơn vào dữ liệu có độ phân giải cao. Chúng tôi muốn cung cấp cho nông dân, các nhà quy hoạch vùng và những người khác trong quản lý nông nghiệp một công cụ để tính toán cách sử dụng đất bền vững và thu được nhiều giá trị nhất ra khỏi đất đai. Điều này sẽ thúc đẩy cả mục tiêu lợi nhuận và môi trường. "
