เทคโนโลยีวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในนาข้าวแบบอัตโนมัติ

โครงการความร่วมมือกับสถาบันสิ่งแวดล้อมการเกษตรของเดนมาร์กเปิดโอกาสให้มีการพัฒนาแนวทางเฉพาะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพผลผลิตและคุณภาพของพืชผล

ตั้งแต่เดือนตุลาคม พ.ศ. 2567 สถาบันสิ่งแวดล้อมการเกษตรและศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลก มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน (เดนมาร์ก) จะดำเนินโครงการ "การจัดทำวิธีการวัดภาคสนามเพื่อจำลอง คำนวณ และพยากรณ์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในการปลูกข้าวในเวียดนาม" ในเขตตำบลฟูลือง อำเภอดงหุ่ง จังหวัด ไทบิ่ญ

ศาสตราจารย์โบ เอลเบอร์ลิง (ซ้าย) จากศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลก กำลังตรวจสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์วัดการปล่อยมลพิษในพื้นที่ ภาพโดย เป่า ทัง

โครงการนี้มีระยะเวลา 2 ปี มุ่งเน้นวัดและวิเคราะห์การแลกเปลี่ยนก๊าซเรือนกระจก รวมถึง CO₂, CH₄ และ N₂O ระหว่างพื้นผิวดินและชั้นบรรยากาศ เพื่อประเมินผลกระทบของกิจกรรมการเกษตรต่อสิ่งแวดล้อม

ทีมวิจัยได้วัดทั้งพืชข้าว (พืชฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน) และพืชฤดูหนาว (พืชที่ถูกทำลาย) ซึ่งทำให้สามารถประเมินปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดในแต่ละปีได้ ซึ่งทำให้สามารถประเมินระดับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในพืชแต่ละชนิดและในทุกขั้นตอนของกระบวนการเพาะปลูกได้อย่างครอบคลุม

ในเวียดนาม มีการศึกษาหลายชิ้นที่วัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการปลูกข้าว อย่างไรก็ตาม การศึกษาส่วนใหญ่มักทำด้วยมือ หรือเฉพาะในบางขั้นตอนของการเพาะปลูก เช่น การระบายน้ำออกจากไร่นา

สถาบัน เกษตรสิ่งแวดล้อม และโครงการศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลกมีความแตกต่างกันตรงที่การวัดทั้งหมดจะดำเนินการโดยอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ ผู้ใช้สามารถเข้าถึงข้อมูลได้ตลอดเวลาและทราบปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแต่ละชนิดได้อย่างแม่นยำ

ระบบอัตโนมัตินี้ประกอบด้วยสองส่วนหลัก ส่วนแรกคือภาชนะบรรจุอุปกรณ์วิเคราะห์ก๊าซ หน้าที่ของภาชนะบรรจุนี้คือการรวบรวม วิเคราะห์ และจัดเก็บข้อมูลก๊าซเรือนกระจกจากห้องตรวจวัดอัตโนมัติที่ตั้งอยู่บนพื้นผิวสนาม

เซ็นเซอร์วัดการปล่อยมลพิษ ภาพโดย: เป่าทัง

ห่างจากตู้คอนเทนเนอร์ไปไม่กี่สิบเมตร มีห้องตรวจวัดก๊าซอัตโนมัติ 6 ห้อง วางอยู่บนนาข้าวและแบ่งออกเป็น 2 แถว แถวหนึ่งวัดปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกมาจากพื้นที่โล่ง (ไม่มีข้าวอยู่ในห้อง) อีกแถวหนึ่งบรรจุข้าวไว้ในห้อง

ในแต่ละช่วงเวลาการวัดที่กำหนด (ประมาณทุก 15 นาที) ห้องเก็บตัวอย่างจะปิดโดยอัตโนมัติ เพื่อให้ปั๊มสามารถดูดก๊าซทั้งหมดภายในและถ่ายโอนไปยังเครื่องวิเคราะห์ที่อยู่ในภาชนะ การวัดความเข้มข้นของ CO₂, CH₄ และ N₂O จะดำเนินการโดยอัตโนมัติทั้งหมด

เมื่อการสุ่มตัวอย่างเสร็จสมบูรณ์ ห้องจะเปิดโดยอัตโนมัติ และการสุ่มตัวอย่างจะย้ายไปยังห้องถัดไปในแถว

เพื่อช่วยวิเคราะห์ความผันผวนของก๊าซเรือนกระจกในระหว่างการวิจัย จึงได้ติดตั้งสถานีอุตุนิยมวิทยาในพื้นที่ทดลอง หน้าที่ของสถานีนี้คือการวัดอุณหภูมิ ความชื้น ความเร็วลม ฯลฯ เพื่อวิเคราะห์และให้ภาพรวมของก๊าซเรือนกระจก รวมถึงการเปลี่ยนแปลง (ถ้ามี) ในช่วงระยะเวลาการดำเนินโครงการอย่างครอบคลุม

ข้อมูลทั้งหมดจากการวัดจะถูกบันทึกและเก็บไว้ในเครื่องบันทึกข้อมูล เพื่อให้แน่ใจว่ามีการตรวจสอบและวิเคราะห์อย่างต่อเนื่อง

ห้องที่มีฝาปิดเปิดอยู่ จะปิดโดยอัตโนมัติภายในเวลาประมาณ 15 นาทีตามกำหนดเวลาที่กำหนด เพื่อวัดปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกมาจากดิน ภาพ: เป่าถัง

ศาสตราจารย์โบ เอลเบอร์ลิง (ศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลก) กล่าวว่าผลลัพธ์ของโครงการจะช่วยพัฒนาแนวทางเฉพาะสำหรับเกษตรกรในการปรับปรุงผลผลิตพืช คุณภาพ น้ำชลประทาน และปุ๋ย ขณะเดียวกันก็รักษาและปรับปรุงอินทรียวัตถุในดินและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

แม้ว่าจะปกคลุมพื้นผิวโลกเพียงส่วนเล็ก ๆ แต่พื้นที่ชุ่มน้ำ (รวมถึงนาข้าว) ก็เป็น “จุดร้อน” สำหรับการดูดซับและปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในช่วงสองสามร้อยปีที่ผ่านมา พื้นที่ชุ่มน้ำได้หดตัวลงหรือถูกเปลี่ยนเป็นพื้นที่เกษตรกรรม ปล่อยคาร์บอนบางส่วนที่กักเก็บไว้ในดินเหล่านี้ออกมาในรูปของ CO₂ การนำน้ำกลับมาท่วมพื้นที่เหล่านี้อาจช่วยลดการปล่อย CO₂ แต่ก็อาจเพิ่มการปล่อย CH₄ และ N₂O ได้เช่นกัน

ศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลกตั้งใจที่จะออกแบบวิธีการใหม่ในการสร้างแบบจำลองและคาดการณ์ศักยภาพในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของพื้นที่ชุ่มน้ำ (รวมถึงทุ่งนา) เพื่อก้าวไปสู่เป้าหมายของมนุษยชาติในการเป็นกลางทางคาร์บอน

รองศาสตราจารย์ ดร. ไม วัน ตรินห์ ผู้อำนวยการสถาบันสิ่งแวดล้อมการเกษตร ระบุว่า การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตทางการเกษตรได้กลายเป็นปัญหาระดับโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศเกษตรกรรมอย่างเวียดนาม การผลิตทางการเกษตรได้รับผลกระทบอย่างหนักจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเป็นสาเหตุโดยตรงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CH₄)

ระบบการวัดของโครงการจะบันทึกผลลัพธ์เป็นระยะเวลาสองปี เพื่อให้คำแนะนำในการคำนวณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการปลูกข้าวที่แม่นยำยิ่งขึ้น ภาพ: เป่าทัง

การผลิตข้าวมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางการเกษตรประมาณครึ่งหนึ่ง ดังนั้น เทคโนโลยีใดๆ ที่สามารถวัดการปล่อยก๊าซ CH₄ จากข้าว จึงมีศักยภาพในการระบุแนวทางในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกทั้งสามชนิดที่ปล่อยออกมาจากภาคเกษตรกรรม ได้แก่ CO₂, CH₄ และ N₂O ล้วนเป็นผลผลิตจากวัฏจักรทางชีวเคมีของคาร์บอนและไนโตรเจนในระบบนิเวศ

จนถึงปัจจุบัน เวียดนามได้ดำเนินการจัดทำบัญชีก๊าซเรือนกระจกระดับชาติ 6 ครั้งในปี พ.ศ. 2537, 2543, 2553, 2556, 2557, 2559, 2561 และ 2563 การคำนวณบัญชีก๊าซเรือนกระจกส่วนใหญ่ใช้ปัจจัยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกระดับ 1 ของ IPCC โดยไม่ใช้ปัจจัยเฉพาะประเทศ (ระดับ 2 ขึ้นไป)

ผู้อำนวยการ Mai Van Trinh ยอมรับว่าการวัดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากข้าวและพืชผลอื่นๆ ได้อย่างแม่นยำยังคงเป็นความท้าทายอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ดิน พืชผล และวิธีการเพาะปลูก ดังนั้น โครงการนี้ซึ่งร่วมมือกับศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลก (Global Wetlands Center) จึงเปิดโอกาสมากมายให้กับภาคเกษตรกรรมของเวียดนาม

ที่มา: https://nongnghiep.vn/cong-nghe-tu-dong-do-khi-nha-kinh-phat-thai-tren-ruong-lua-d745694.html