Ước tính phát thải và đề xuất giảm thiểu khí nhà kính(KNK) do sử dụng thuốc bảo vệ thực vật(BVTV) tại vùng trồng cây có múi tỉnh Bình Dương
Tại Việt Nam, sản xuất nông nghiệp (SXNN) là một trong những lĩnh vực chính gây phát thải khí nhà kính (KNK). Nghiên cứu tại vùng trồng cây có múi ở huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương cho thấy, việc sử dụng thuốc BVTV là tác nhân góp phần làm gia tăng phát thải KNK. Kết quả tính toán xác định được tổng năng lượng cần thiết để sản xuất thuốc BVTV, sử dụng trên cây có múi huyện Bắc Tân Uyên trung bình năm 2018 là 46.942.966 MJ/năm, tương ứng mức phát thải KNK trung bình là 3.239 tấn CO2 tương đương/ năm. Do đó, định hướng sản xuất theo nông nghiệp hữu cơ là giải pháp tất yếu để đảm bảo phát triển nông nghiệp bền vững.
1. Giới thiệu
Phát thải KNK từ con người là nguyên nhân chính dẫn đến biến đổi khí hậu, trong đó hoạt động SXNN là nguồn phát thải KNK lớn thứ hai chỉ đứng sau lĩnh vực năng lượng [1]. Trong quá trình SXNN, để tránh thiệt hại do sâu bệnh tấn công, việc sử dụng thuốc trừ sâu ngày càng tăng [2]. Mức tăng trưởng trung bình hàng năm là 4,4% trong việc sử dụng hóa chất nông nghiệp trên toàn thế giới [3]. Việc sử dụng thuốc trừ sâu đã gây ra ô nhiễm không khí, nước và đất khu vực trồng trọt và lân cận[4].
Tại Việt Nam, SXNN là một trong những lĩnh vực chính góp phần phát thải KNK. Việc sử dụng phân bón và thuốc BVTV cũng là tác nhân góp phần làm gia tăng phát thải KNK. Hiện nay, các nghiên cứu tính toán phát thải KNK do thuốc BVTV tại Việt Nam chưa nhiều. Năm 2019, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên đã phối hợp với Sở KH&CN Đắk Lắk thực hiện Nghiên cứu “Phát thải KNK trong sản xuất cà phê tại Đắk Lắk” có đề cập đến tính phát thải do phân hủy dư lượng thuốc BVTV [5]. Theo đó, phương pháp tính phát thải do phân hủy dư lượng thực vật và phân hữu cơ được tính như phát thải do sử dụng phân bón hữu cơ có N [6] và N trong dư lượng thực vật. Phát thải từ nước thải chế biến cà phê ướt được bỏ qua do quá trình chế biến khô chiếm đến 98%.
Bài báo nhằm tính toán lượng phát thải KNK liên quan đến việc sử dụng thuốc BVTV trên cây có múi tại huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bỉnh Dương, trong đó chủ yếu tập trung vào các hoạt chất được sử dụng phổ biến trong khu vực. Phương pháp tính phát thải dựa theo năng lượng cần thiết để sản xuất một đơn vị khối lượng hoạt chất (active ingredient – a i) [7].
Huyện Bắc Tân Uyên nằm ở phía Đông bắc, tỉnh Bình Dương, huyện có vị trí địa lý: Phía Bắc giáp huyện Phú Giáo; phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai; phía Nam giáp Thị xã Tân Uyên; phía Tây giáp Thị xã Bến Cát và huyện Bàu Bàng. Cây ăn quả có múi được xác định là một trong những sản phẩm chủ lực của huyện, với vùng chuyên canh phân bố ở các xã Hiếu Liêm, Lạc An và Tân Định. Theo kế hoạch đến năm 2020, huyện đưa diện tích vùng chuyên canh cây có múi tăng lên 2.000 ha [8]. Tuy nhiên, theo kết quả khảo sát năm 2018, thì diện tích trồng cây có múi trên địa bàn Huyện đã đạt khoảng 1998 ha (đạt mức quy hoạch của năm 2020) và đang có xu hướng tiếp tục gia tăng. Đến đầu 2019, trên địa bàn huyện đã hình thành vùng sản xuất tập trung cây ăn trái có múi với diện tích hơn 2.091 ha [9].
Hình 1. Bản đồ phân bố cây có múi huyện Bắc Tân Uyên năm 2018 [9]
2. Cơ sở tính toán
2.1. Khảo sát hiện trạng sử dụng thuốc BVTV tại huyện Bắc Tân Uyên
Việc khảo sát hiện trạng sử dụng thuốc BVTV trên cây có múi tại huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương được thực hiện bởi Đề tài nghiên cứu khoa học năm 2018 tại Bình Dương, do Nguyễn Văn Phước làm chủ nhiệm [9]. Một số kết quả thu được như sau:
Thuốc BVTV trên cây có múi tại huyện Bắc Tân Uyên rất đa dạng, gồm 4 loại chính: Thuốc trừ nấm bệnh, trừ cỏ, BVTV, trừ sâu nhện và chất kích thích sinh trưởng.
Hình 2. Thống kê các loại thuốc BVTV được sử dụngtại huyện Bắc Tân Uyên [9]
Với tổng số 60 hoạt chất được sử dụng, trong đó có 12 loại hoạt chất được dùng nhiều nhất (Bảng 1) có thành phần hoá học gốc Clo hữu cơ, hoạt chất gốc lân hữu cơ, cúc tổng hợp (pyrethroid)…
Bảng 1. Hoạt chất sử dụng phổ biến trên cây có múi [9]
2.2. Phương pháp và hệ số tính phát thải KNK
Để tính phát thải KNK (thường được thể hiện trong đánh giá vòng đời hoặc “dấu chân các bon”), cần nghiên cứu ước tính lượng KNK phát thải từ sản xuất thuốc trừ sâu nông nghiệp. Trong số các phương pháp được thử nghiệm để đưa ra cách ước tính KNK, phương pháp duy nhất thực tế và hiệu quả là sử dụng hồi quy tuyến tính. Từ những dữ liệu này, tổng năng lượng thuốc trừ sâu đầu vào cho từng loại cây trồng theo từng loại thuốc trừ sâu có thể được tính toán. [7]
+ Năng lượng cần thiết để sản xuất một đơn vị khối lượng hoạt chất (ai)
- Khảo sát việc sử dụng thuốc trừ sâu tại các khu vực trồng cây có múi, xác định các loại và khối lượng các TBVTV.
- Với tỷ lệ của hoạt chất trong mỗi loại TBVTV, có thể tính được khối lượng của từng hoạt chất sử dụng cho từng loại cây trồng và từ đó dựa vào năng lượng sản xuất hoạt chất (Bảng 2, Bảng 3) [7], tính được năng lượng trên một đơn vị diện tích trồng.
Bảng 2. Yêu cầu năng lượng để sản xuất thuốc trừ sâu theo MJ / kg hoạt chất (ai), từ Green (1987) [7]
Bảng 3. Năng lượng sơ cấp được sử dụng để sản xuất, pha chế, đóng gói và phân phối (MJ/kg a i) cho các loại thuốc trừ sâu chính được báo cáo bởi tổ chức Điều tra sử dụng thuốc trừ sâu năm 2006 [7]
+ Hệ số phát thải KNK
- Williams và cộng sự (2009) [7] đã sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính kết hợp với trung bình các loại năng lượng cho sản xuất thuốc trừ sâu theo Green (1987), đã tính được tiềm năng nóng lên toàn cầu (100 năm) là 0,069 kg CO2e trên một MJ năng lượng thuốc trừ sâu.
3. Kết quả và thảo luận
Kết quả khảo sát của đề tài của Nguyễn Văn Phước [9] đã xác định được các hoạt chất trong thuốc BVTV thường xuyên được sử dụng trên cây có múi tại huyện Bắc Tân Uyên. Bằng cách nhân liều lượng sử dụng của các hoạt chất với tần suất sử dụng của từng loại thuốc khác nhau, có thể ước tính được khối lượng của từng hoạt chất sử dụng theo Bảng 4.
Bảng 4. Tỷ lệ từng hoạt chất trong các loại thuốc BVTV và ước tính khối lượng sử dụng tại huyện Bắc Tân Uyên [9]
Trên cơ sở tham khảo các giá trị năng lượng cho sản xuất từng hoạt chất (Bảng 2, Bảng 3) xác định được năng lượng cần thiết để sản xuất một đơn vị khối lượng của từng hoạt chất (MJ/kg ai). Đối với, các hoạt chất không tra được giá trị năng lượng cụ thể thì xác định dựa vào giá trị trung bình đối với các loại cây trồng. Từ đó, có thể tính được năng lượng do sử dụng thuốc BVTV trên cây có múi huyện Bắc Tân Uyên theo Bảng 5.
Bảng 5. Kết quả xác định năng lượng sử dụngthuốc BVTV trên cây có múi huyện Bắc Tân Uyên
So sánh với giá trị trung bình năng lượng cần thiết để sản xuất một đơn vị khối lượng thuốc trừ sâu sử dụng trên các loại cây lương thực theo Nghiên cứu của Adrian G. Williams (2009) [7] là 1364 MJ/ ha. Kết quả cho thấy, giá trị năng lượng của thuốc BVTV tại huyện Bắc Tân Uyên ước tính khoảng 23.495 MJ/ha, cao hơn khoảng 17,2 lần. Nguyên nhân là do cây có múi là cây lâu năm, tần suất phun thuốc cao hơn, do đó lượng hóa chất TBVTV được sử dụng trong năm tại huyện Bắc Tân Uyên là lớn hơn. Ngoài ra, do thói quen canh tác của nông dân nói chung và tại huyện Bắc Tân Uyên nói riêng vẫn còn tình trạng lạm dụng phân bón, thuốc BVTV, từ đó dẫn đến khối lượng thuốc BVTV sử dụng cao.
Kết quả tính cho thấy, tổng năng lượng cần thiết cho sản xuất thuốc BVTV, sử dụng trên cây có múi ở Bắc Tân Uyên là 46.942.966 MJ/ năm (Bảng 5), tương ứng mức phát thải KNK trung bình là 3.239 tấn CO2e/ năm.
Trong đó, lượng KNK phát thải cao nhất là do các loại thuốc trừ cỏ, bao gồm hoạt chất Glyphosate và Paraquat, chiếm hơn 62% tổng lượng phát thải. Nguyên nhân là do tần suất sử dụng của thuốc diệt cỏ (phun từ 1-2 lần/tháng) nhiều hơn so với các loại thuốc trừ sâu bệnh khác, đồng thời tỷ lệ hoạt chất này trong thuốc chiếm tới 100%, từ đó dẫn tới khối lượng hoạt chất sử dụng lớn. Các hoạt chất phát thải KNK cao tiếp theo lần lượt là Copper hydroxide, Chloryphyos ethyl, Cypermethrin và Profenofos. Đây là các hoạt chất đang sử dụng phổ biến ở khu vực trồng cây có múi.
4. Đề xuất giảm thiểu KNK do sử dụng thuốc BVTV
4.1. Giải pháp quản lý
Tiếp tục định hướng và đẩy mạnh phát triển nông nghiệp hữu cơ cho vùng trồng cây có múi: Tỉnh Bình Dương đã ban hành Quyết định số 04/2016/QĐ-UBND ngày 17/02/2016 quy định về chính sách khuyến khích phát triển nông nghiệp theo hướng nông nghiệp đô thị – nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao tỉnh Bình dương giai đoạn 2016 – 2020. Theo đó, áp dụng đối với các doanh nghiệp, tổ hợp tác, hợp tác xã, các hộ gia đình, chủ trang trại, cá nhân; các Trung tâm, Viện, trường, trạm, Trại nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ (chủ đầu tư) trực tiếp sử dụng đất nông, lâm, nuôi trồng thủy sản trên địa bàn tỉnh và có phương án, đề án, dự án đầu tư phát triển sản xuất nông nghiệp đô thị – nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao; ký kết hợp đồng sản xuất, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp trên địa bàn tỉnh và có phương án đầu tư xây dựng vùng nguyên liệu hoặc có phương án tổ chức sơ chế sản phẩm nông, lâm, thủy sản; đầu tư sản xuất giống cây trồng, giống vật nuôi chất lượng cao phục vụ cho sản xuất không gây ô nhiễm môi trường phù hợp với quy hoạch phát triển ngành nông, lâm, thủy sản tỉnh Bình Dương và mục tiêu tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững. Trên cơ sở Nghị định số 109/2018/NĐ-CP ngày 29/08/2018 của Thủ tướng Chính phủ về nông nghiệp hữu cơ; áp dụng và đã được cấp giấy chứng nhận Global, Vietgap đối với một số hợp tác xã ở khu vực trồng cây có múi. Theo đó, chính quyền các địa phương cần triển khai nhân rộng mô hình nông nghiệp hữu cơ trên toàn khu vực trồng cây có múi.
Sử dụng thuốc BVTV hợp lý, thông qua một số biện pháp như: Cần thực hiện chương trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Các chương trình IPM với mục tiêu nhằm loại bỏ việc sử dụng thuốc BVTV không cần thiết. UBND Tỉnh Bình Dương đã ban hành Văn bản số 2146/KH-UBND ngày 22/5/218 về triển khai thực hiện đề án “Đẩy mạnh ứng dụng quản lý IPM trên cây trồng giai đoạn 2018 – 2020. Theo đó, cơ quan có thẩm quyền ở địa phương cần đẩy mạnh: Tiếp nhận và khuyến cáo nông dân ứng dụng chương trình IPM; ứng dụng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) trên các khu vực trồng cây có múi, nhân rộng các mô hình IPM trong sản xuất đại trà; lồng ghép IPM vào chương trình hành động của địa phương
Kiểm soát tại nguồn: Bao gồm các hành động lập pháp để cấm hoặc hạn chế sử dụng thuốc BVTV. Mặc dù, các biện pháp này có hiệu quả cao để loại bỏ mối đe dọa ô nhiễm thuốc BVTV đối với nước mặt và nước ngầm, tuy nhiên các mục tiêu chất lượng nước phải được cân bằng với thực tế kinh tế. Để duy trì năng suất, nên lựa chọn thay thế bằng các loại thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học.
4.2. Giải pháp kỹ thuật
Để hạn chế sử dụng thuốc BVTV, tăng cường ứng dụng các sản phẩm sinh học trong trồng và chăm sóc cây, nhất là ưu tiên sử dụng thuốc trừ sâu sinh học. Việc sử dụng hóa chất BVTV có nguồn gốc hóa học đã làm ô nhiễm môi trường (đất, nước, không khí) nghiêm trọng, làm mất cân bằng sinh học trong tự nhiên. Ngoài ra, các loại thuốc trừ sâu có nguồn gốc hóa học còn tiềm ẩn nguy cơ bùng phát dịch bệnh bởi thuốc trừ sâu tiêu diệt các loài thiên địch có ích trên đồng ruộng, đồng thời để lại dư lượng thuốc trừ sâu trong nông sản gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Vì vậy, để khắc phục những mặt trái của thuốc trừ sâu chúng ta nên sử dụng các loại cây tự nhiên có chứa chất độc để làm thuốc, vừa có tác dụng trừ sâu, vừa bảo vệ môi trường hiệu quả. Từ đó ra đời các sản phẩm nông nghiệp an toàn cho người tiêu dùng, góp phần làm tăng chất lượng nông sản trong xu thế hội nhập quốc tế. Một số loại thuốc trừ sâu từ thiên nhiên có thể sử dụng tại khu vực trồng cây có múi ở tỉnh Bình Dương như:
Dung dịch từ ớt và tỏi, gừng (băm nhỏ ớt, tỏi, gừng theo tỷ lệ 1: 1: 1, sau đó thêm khoảng 3 lít rượu vào hỗn hợp và để ngâm trong khoảng 15 ngày). Khi phun, dung dịch được hòa với nước theo tỷ lệ 200ml tỏi gừng ót với 12 lít nước cho một sào. Loại thuốc trừ sâu thảo mộc này có thể để tới 4, 5 tháng.
Dung dịch từ thuốc lào từng được sử dụng để tiêu diệt sâu hại, nhộng bướm, rệp và các loài nhuyễn thể như sên. Trộn thuốc lào hoặc lá, thân của cây thuốc lá đã phơi khô với 3,7 lít nước và ngâm hỗn hợp qua đêm. Sau 24 giờ, hỗn hợp ngâm có màu nâu nhạt, nếu dung dịch quá sẫm màu, người dùng nên thêm nước. Thời điểm thích hợp để phun dung dịch này là khi nhiệt độ khoảng trên 30oC. Hỗn hợp có thể dùng cho hầu hết các loại thực vật ngoại trừ các cây thuộc họ cà như cà chua, ớt, cà tím… Cây thuốc lào trồng tập trung tại TP. Hồ Chí Minh, chủ yếu ở xã Tân Hiệp và Đông Thạnh (huyện Hóc Môn).
Cây ruốc cá (cây dây mật – Derris elliptica) được sử dụng để diệt trừ sâu bọ, côn trùng, rầy xanh, rệp bông… Tại một số vùng ở nước ta, người dân hái cây ruốc cá tươi, làm thành vòng treo trên sừng những con trâu bị dòi hay có ký sinh. Để điều chế thuốc trừ sâu rầy từ cây ruốc cá, bạn ngâm rễ cây rồi giã, vắt lấy nước, sau đó đem phun. Ngoài ra, hạt cây khi rang lên, giã thành bột cũng có thể đem ngâm nước rồi phun, khoảng 7kg bột cây ruốc cá có thể ngâm với 400 – 500 lít nước, phun cho khoảng một ha. Thuốc BVTV từ cây ruốc cá cho hiệu quả 70-80% với sâu ba ba hại rau muống, rầy xanh hại chè, rầy bông, tuy nhiên không độc với bọ rùa, ong mắt đỏ. Ngoài ra, Viện Sinh học Nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh đã chiết xuất cây thuốc cá để làm thuốc trừ sâu và trừ gián, muỗi… Nguồn nguyên liệu này sẵn có tại tỉnh Bình Dương, với vùng chuyên canh cây ruốc cá tại xã Minh Thạnh, huyện Dầu Tiếng.
Tuy nhiên, khi chưa có thuốc bảo vệ sinh học hiệu quả, bắt buộc phải sử dụng thuốc BVTV thì cần lựa chọn ưu tiên các loại có phát thải KNK thấp.
5. Kết luận
Từ kết quả khảo sát hiện trạng sử dụng thuốc BVTV trên cây có múi tại huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương đã tính toán và xác định được tỷ lệ các hoạt chất được sử dụng nhiều nhất trong thuốc BVTV chiếm từ 50 – 100%. Tổng năng lượng cần thiết để sản xuất một đơn vị khối lượng hóa chất BVTV, sử dụng trên cây có múi trung bình trong một năm vào khoảng 46.942.966 MJ/ năm, tương ứng mức phát thải KNK trung bình là 3.239 tấn CO2e / năm, cao hơn khoảng 17,2 lần so với nghiên cứu trên các loại cây lương thực.
Để hạn chế sử dụng thuốc BVTV, bên cạnh định hướng và đẩy mạnh phát triển nông nghiệp hữu cơ cho vùng trồng cây có múi, cần khuyến khích người dân tăng cường ứng dụng các sản phẩm sinh học trong trồng và chăm sóc cây, nhất là ưu tiên sử dụng thuốc trừ sâu sinh học.
Nguyễn Văn Phước1, Nguyễn Thị Thu Hiền1
1Hội Nước và Môi trường TP. Hồ Chí Minh
Tài liệu tham khảo
- https://climatescience.org/vi/advanced-sự-phát-thải-theo-nguồn;
- D. Pimentel, M. Pimentel. Food, Energy, and Society. CRC Press, Boca Raton, FL (2008);
- P.L.G. Vlek, G. Rodríguez-Kuhl, R. Sommer. Energy use and CO2 production in tropical agriculture and means and strategies for reduction or mitigation. Environ. Dev. Sustain., 6 (2004), pp. 213-233;
- P.V. Toan, Z. Sebesvari, M. Bläsing, I. Rosendahl, F.G. Renaud.Pesticide management and their residues in sediments and surface and drinking water in the Mekong Delta, Vietnam. Sci. Total Environ., 452–453 (2013), pp. 28-39;
- Ngô Kim Chi, Phạm Thế Trịnh, Đặng Ngọc Phượng, Phí Hoàng Thuý Quỳnh, Nguyễn Thị Hằng, Ngô Trọng Cương, Chu Quang Truyền. Phát thải KNK trong sản xuất cà phê tại Đắk Lắk. Tạp chí Môi trường, chuyên đề 2/2019;
- Christof Walter, Tirma Garcia-Suarez, Llorenc Mila-i-canals, Pete Smith, Cool Farm Tool version 1.0;
- Adrian G. Williams và ctv. Estimation of the greenhouse gas emissions from agricultural pesticide manufacture and use. Technical Report · August 2009, DOI: 10.13140/RG.2.1.5095.3122;
- UBND Huyện Bắc Tân Uyên, “Quy hoạch chi tiết ngành nông nghiệp huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương giai đoạn 2016 – 2020, tầm nhìn đến 2025,” p. 91, 2017;
- Nguyễn Văn Phước. Đề tài NCKH “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón, thuốc BVTV đến sản phẩm, môi trường và sức khoẻ con người trong khu vực trồng cây có múi trên địa bàn huyện Bắc Tân Uyên, tỉnh Bình Dương và đề xuất các biện pháp phòng ngừa, khắc phục”. Sở KH&CN Bình Dương, 2019.
Emission calculation and proposed reduction of ghgs due to the use of pesticides in the citrus area in Binh Duong province
Nguyen Van Phuoc, Nguyen Thi Thu Hien
Ho Chi Minh City Association for Water and Environment
Abstract:
In Vietnam, agricultural production is one of the main sectors contributing to greenhouse gas emissions. Research in citrus area in Bac Tan Uyen district, Binh Duong province showed that, the use of pesticides is also the cause contributing to the increase of GHG development in agriculture. Calculation results determine that the total energy required to produce a unit volume of pesticides used on citrus trees in Bac Tan Uyen district in 2018 is 46,942,966 MJ/year, corresponding to the emission level. The weighted average GHG is 3,239 tons CO2 equivalent/year. Therefore, production orientation towards organic agriculture is an inevitable solution to ensure sustainable development for the region.
Keywords:Greenhouse gases, pesticides, citrus.
Theo Tạp chí Môi trường
