Từ phòng thí nghiệm đến cuộc dịch chuyển tư duy trên đồng ruộng

Trong các nghiên cứu về biến đổi khí hậu toàn cầu, khí mê-tan (CH4) từ lâu đã được xác định là một trong những tác nhân gây hiệu ứng nhà kính nguy hiểm nhất. Dù thời gian tồn tại trong khí quyển ngắn hơn carbon dioxide (CO2), nhưng trong khoảng 100 năm khả năng hấp thụ bức xạ nhiệt và gây ấm lên toàn cầu của CH4 lại cao gấp hơn 25 lần so với CO2.

Tại Việt Nam, một quốc gia có nền văn minh lúa nước lâu đời, ngành nông nghiệp hiện đang chiếm gần một phần ba tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn quốc, mà nguồn phát lớn lại nằm ngay dưới những tầng bùn ngập nước của các cánh đồng lúa.

Việc giải mã cơ chế sinh học này để tìm ra các biện pháp ức chế không còn dừng lại ở một đề tài khoa học nằm trong phòng thí nghiệm, mà đã giải được bài toán sinh kế để người nông dân chủ động thích ứng, nâng cao giá trị hạt gạo trước những thách thức khốc liệt của biến đổi khí hậu.

Giải mã "nhà máy" sản xuất khí nhà kính trên những cánh đồng

Về mặt cơ chế sinh học, bản thân cây lúa không tự sinh ra khí mê-tan. Tác nhân kích hoạt phát thải chính là các quần thể vi khuẩn sinh mê-tan (Methanogens) hoạt động trong môi trường kỵ khí. Tập quán duy trì mực nước ngập liên tục trên đồng ruộng vô tình khiến lớp nước bề mặt ngăn chặn oxy từ khí quyển khuếch tán xuống đất.

Trong môi trường yếm khí, vi khuẩn Methanogens phân hủy các chất hữu cơ từ rơm rạ, xác bã thực vật của vụ trước và giải phóng ra khí mê-tan. Điều đáng chú ý là, lượng khí này phát tán lên thượng tầng khí quyển thông qua hệ thống mô khí thông qua những đường ống dẫn khí siêu nhỏ cấu tạo bên trong thân cây lúa, cũng như bọt khí nổi lên trên mặt nước. Do đó, ruộng lúa ngập nước càng lâu, sinh khối hữu cơ phân hủy kỵ khí lớn thì "nhà máy" sản xuất mê-tan hoạt động càng công suất.

Nhìn nhận vấn đề này bà Huỳnh Kim Định, Phó Giám đốc Trung tâm Khuyến nông Quốc gia cho biết: “Đây là lần đầu tiên Việt Nam thực hiện giảm phát thải trong sản xuất lúa một cách đồng bộ và quy mô.

Do đó, các cơ quan chức năng đang tích cực triển khai quy trình MRV (giám sát - báo cáo - thẩm định) nhằm đánh giá chính xác mức độ phát thải thực tế trên đồng ruộng. Sự đồng thuận và đánh giá cao từ người dân cũng như chính quyền địa phương chính là tiền đề để chúng ta từng bước chuyển mình từ sản xuất lúa truyền thống sang nông nghiệp sinh thái, tuần hoàn”.

Để phá vỡ môi trường lý tưởng của vi khuẩn sinh mê-tan, giải pháp cốt lõi đang được đưa từ phòng thí nghiệm ra thực địa là kỹ thuật tưới ngập khô xen kẽ. Bằng cách chủ động rút nước để mặt ruộng khô lộ chân chim, oxy sẽ xuống tầng đất sâu. Sự xuất hiện của oxy sẽ ức chế vi khuẩn sinh mê-tan, đồng thời kích hoạt các nhóm vi khuẩn oxy hóa mê-tan phát triển để triệt tiêu lượng khí còn sót lại.

Khi kỹ thuật này kết hợp đồng bộ với sạ thưa, bón khoáng chất vi lượng (lân nung chảy, canxi, magiê...) và thả bèo hoa dâu để tạo phân hữu cơ sinh học ngay tại ruộng, hiệu quả mang lại lập tức được cụ thể hóa bằng những số liệu thực chứng đầy sức nặng. Thống kê cho thấy, mô hình này giúp nông dân cắt giảm từ 30% đến 50% lượng giống gieo sạ, giảm từ 30% đến 70% phân bón hóa học, tiết kiệm đến 40% lượng nước tưới, trong khi lượng phát thải khí nhà kính giảm mạnh từ 2 đến 12 tấn CO2 tương đương trên mỗi héc-ta.

Chuyển bước tư duy, "cởi trói" tập quán cựu trào

Dù các giải pháp từ phòng thí nghiệm mang lại lợi ích môi trường to lớn, nhưng sự thành bại lại phụ thuộc vào chính hành động thực tế của của người nông dân. Việc thay đổi thói quen canh tác đã ăn sâu vào tiềm thức là một thử thách không hề nhỏ, từ chỗ “giữ nước cho lúa” sang “chủ động siết nước” là một cuộc dịch chuyển không hề dễ dàng.

Là người trực tiếp bước ra khỏi vùng an toàn của tập quán cũ, ông Phạm Hoàng Trân, một nông dân lăn lộn nhiều năm với đồng ruộng tại Đồng bằng sông Cửu Long, thẳng thắn thừa nhận về sự hoài nghi ban đầu của mình: "Xưa nay nông dân đều tin rằng ruộng phải ngập chân thì lúa mới tốt, mới không có cỏ dại. Nhìn ruộng khô khốc, nứt nẻ, ai cũng ruột gan như lửa đốt vì sợ lúa chết héo, mất mùa. Nhưng trước áp lực của thời tiết dị thường và giá phân thuốc tăng phi mã, tôi quyết định đánh cược với quy trình mới. Kết quả khiến tất cả ngỡ ngàng. Khi mình siết nước đúng giai đoạn lúa đẻ nhánh, rễ lúa thay vì lười biếng ở tầng mặt đã buộc phải cắm sâu xuống lòng đất tìm mạch ngầm, giúp cây lúa đứng vững vàng trước dông bão mà không bị đổ ngã. Mặt ruộng khô ráo cũng triệt tiêu luôn nơi trú ngụ của sâu bệnh bám ở gốc. Năng suất không những giữ vững mà hạt lúa thu về lại sáng chắc, được doanh nghiệp bao tiêu với giá cao hơn thị trường từ 200 đến 300 đồng/kg. Tính ra, lợi nhuận thực tế của bà con tăng mạnh từ 12% đến 50%. Đến lúc này, chúng tôi mới hiểu: Muốn lúa khỏe, không phải là giữ nước mà là biết cách quản nước".

Sự thay đổi này nhanh chóng kéo theo hiệu ứng dây chuyền trong việc xử lý phụ phẩm nông nghiệp. Thay vì cày vùi rơm rạ tươi vào lòng đất ngập nước vô tình cung cấp nguyên liệu cho vi khuẩn sinh mê-tan hoạt động. Người nông dân hiện đã biết ứng dụng công nghệ vi sinh để phân hủy rơm rạ trong điều kiện hiếu khí, hoặc thu gom làm nguyên liệu sản xuất tuần hoàn, tạo thêm một dòng tiền mới ngay trên một diện tích canh tác.

Phương trình kinh tế mang lại "lợi ích kép"

Từ câu chuyện thực tế trên đồng ruộng, có thể thấy giảm phát thải mê-tan dưới ruộng lúa ngập nước không còn là một khẩu hiệu xa vời mà đã chứng minh được lợi ích kép: vừa bảo vệ môi trường, vừa tối ưu hóa chi phí sản xuất cho người nông dân. Khi tư duy canh tác của người sản xuất dịch chuyển từ số lượng sang chất lượng, hạt gạo Việt Nam không chỉ khẳng định được vị thế về sản lượng, mà còn nâng tầm giá trị thương hiệu nhờ yếu tố "xanh" và bền vững.

Việc đồng bộ hóa hạ tầng thủy lợi, ứng dụng công nghệ số và mở rộng các mô hình liên kết sẽ là bệ phóng vững chắc để ngành nông nghiệp thực hiện thành công các cam kết quốc tế, đồng thời bảo vệ sinh kế của hàng triệu hộ nông dân trước những diễn biến khó lường của biến đổi khí hậu.