Sản xuất nông nghiệp đã và đang tạo ra một lượng đáng kể các khí thải gây hiệu ứng nhà kính (khí nhà kính), góp phần rất lớn vào sự biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu. Các đồng vị phóng xạ và đồng vị bền có thể được sử dụng để phát triển các gói kỹ thuật hỗ trợ cho các nước giảm phát thải khí nhà kính bền vững, cải thiện hiệu quả việc sử dụng các nguồn tài nguyên và gia tăng năng sất cây trồng và vật nuôi.
Nông nghiệp vừa là nạn nhân và vừa là tác nhân gây ra hiện tượng biến đổi khí hậu. Mặt khác, các hoạt động nông nghiệp đóng góp lên tới 30% tổng lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, chủ yếu là do việc sử dụng các loại phân bón hóa học, thuốc trừ sâu và chất thải động vật. Tỉ lệ này chắc chắn sẽ gia tăng hơn nữa do sự gia tăng nhu cầu về thực phẩm cho dân số thế giới ngày một tăng, nhu cầu cao hơn về các sản phẩm sữa và thịt, và sự tăng cường của các hoạt động nông nghiệp.
Mặt khác, các khí nhà kính này bao gồm N2O, CO2 và CH4 tất cả đều góp phần gây ra sự biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu, và do đó có tác động sâu sắc vào tính bền vững của các hệ thống sản xuất nông nghiệp. Cùng với Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp thế giới (FAO), Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) nỗ lực tối ưu hóa và tăng cường năng lực của các nước thành viên trong việc sử dụng các kỹ thuật hạt nhân và đồng vị để các nước này có thể phát triển công nghệ làm giảm khí thải nhà kính và hỗ trợ tăng cường sản xuất lương thực và bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Các khí nhà kính được sinh ra trong các hoạt động nông nghiệp
Kỹ thuật hạt nhân trong việc đo đạc các chất khí nhà kính
Để giảm sự phát thải khí N2O, một chất khí gây hiệu ứng nhà kính với khả năng làm nóng lên toàn cầu lớn gấp 300 lần so với khí CO2, thì các chất như phân bón hóa học, các loại thuốc trừ sâu và phân bón xanh cần phải được sử dụng một cách chu toàn. Ngoài ra, các chất ức chế giá rẻ mà kiểm soát quá trình xử lý Nitơ trong đất nên được sử dụng. Tất cả các yêu cầu này đòi hỏi một trình độ kiến thức cụ thể về các nguồn sinh ra các chất khí nhà kính thông qua quá trình phân hủy bởi các loại vi khuẩn khác nhau trong lòng đất.
Các kỹ thuật hạt nhân mang lại nhiều lợi thế đáng kể so với các kỹ thuật thông thường trong việc đo đạc sự ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Sử dụng kỹ thuật đồng vị bền N-15, các nhà khoa học có thể nhận biết được nguồn sinh ra khí N2O, sẽ đóng góp quan trọng vào việc tìm ra cách thức làm giảm sự phát thải chất khí này.
Kỹ thuật đồng vị bền C-13, tận dụng sự phổ biến của C-13 trong môi trường tự nhiên, cho phép các nhà khoa học đánh giá được chất lượng đất và các nguồn sinh ra Cacbon ẩn khuất trong đất. Điều này sẽ hỗ trợ cho việc nhận biết các cách kết hợp khác nhau cho việc luân canh cây trồng, việc canh tác đất và che phủ bề mặt đất có thể nâng cao năng suất và cải thiện tính hiệu quả trong việc sử dụng các nguồn tài nguyên khan hiếm, như nước và các khoáng chất hóa học.
Cô lập Cacbon – chứa đựng và giam giữ lâu dài khí CO2 trong khí quyển vào trong lòng đất – hiện là biện pháp tốt nhất để đối trọng với sự gia tăng của chất khí nhà kính này. Điều này bao gồm việc tăng cường sản xuất sinh khối; áp dụng các chất điều hòa tốc độ sinh trưởng của cây trồng và các loại phân bón sinh họa giá rẻ; các hoạt động bảo tồn nông nghiệp; cố định lượng đạm trong đất bằng các loại cây họ đậu; giảm thiểu việc sử dụng thuốc trừ sâu, luân canh cây trồng; và sản xuất chăn nuôi hỗn hợp. Ngoài ra, các hoạt động chăn nuôi và quản lý phân chuồng được tối ưu có thể làm giảm sự rò rỉ năng lượng và các chất khí thải.
Để cải thiện hiệu suất chăn nuôi và bảo vệ môi trường từ việc chăn nuôi quá mức, các kỹ thuật hạt nhân và các kỹ thuật liên quan có thể hỗ trợ cho việc xây dựng các chiến lược bổ xung thức ăn. Một cách để xác định sự kết hợp của chuỗi hydrocacbon dài và C-13 trong tự nhiên trên các loại rau mà các động vật nhai lại ăn và trong các chất thải của chúng, sẽ giúp cho việc đánh giá lượng thức ăn mà chúng đã tiêu thụ trong các điều kiện chăn thả.
Video minh họa sử dụng kỹ thuật hạt nhân để đo đạc các khí thải nhà kính
Đoàn Mạnh Long, Phòng Giáo vụ và Đào tạo
Nguồn: https://www.iaea.org/topics/greenhouse-gas-reduction