เทคโนโลยีวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในนาข้าวแบบอัตโนมัติ

ตั้งแต่เดือนตุลาคม พ.ศ. 2567 สถาบันสิ่งแวดล้อม การเกษตร และศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลก มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน (เดนมาร์ก) จะดำเนินโครงการ "การจัดทำวิธีการวัดภาคสนามเพื่อจำลอง คำนวณ และพยากรณ์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในการปลูกข้าวในเวียดนาม" ในตำบลฟูลือง อำเภอด่งหุ่ง จังหวัดไทบิ่ญ

ศาสตราจารย์โบ เอลเบอร์ลิง (ซ้าย) จากศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลกตรวจสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์วัดการปล่อยมลพิษในภาคสนาม ภาพ : บ๋าวทัง

โครงการนี้มีเป้าหมายในการวัดและวิเคราะห์การแลกเปลี่ยนก๊าซเรือนกระจก รวมถึง CO₂, CH₄ และ N₂O ระหว่างพื้นผิวดินและชั้นบรรยากาศ โดยประเมินผลกระทบของกิจกรรมการทำฟาร์มต่อสิ่งแวดล้อม

ทีมวิจัยได้ทำการวัดทั้งพืชข้าว (พืชฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน) และพืชฤดูหนาว (ดินแห้งแล้ง) วิธีนี้ช่วยให้สามารถประมาณการการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดต่อปีได้ ส่งผลให้มีการประเมินอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในแต่ละพืชและแต่ละขั้นตอนของกระบวนการเพาะปลูก

ในประเทศเวียดนามมีการศึกษามากมายเกี่ยวกับการวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการปลูกข้าว อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่จะทำด้วยมือหรือเฉพาะในบางช่วงของการเพาะปลูก เช่น เมื่อระบายน้ำจากทุ่งนา

โครงการสถาบันเกษตรสิ่งแวดล้อมและศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลกมีความแตกต่างกันตรงที่ทั้งหมดมีการวัดโดยอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ ผู้ใช้สามารถเข้าถึงข้อมูลและทราบได้อย่างแม่นยำว่าก๊าซเรือนกระจกแต่ละชนิดถูกปล่อยออกมาเท่าใดตลอดเวลา

ระบบอัตโนมัตินี้ประกอบด้วยสองส่วนหลัก ชิ้นแรกเป็นภาชนะบรรจุอุปกรณ์วิเคราะห์ก๊าซ ภารกิจของคอนเทนเนอร์คือการรวบรวม วิเคราะห์ และจัดเก็บข้อมูลก๊าซเรือนกระจกจากห้องวัดอัตโนมัติที่ติดตั้งอยู่บนสนาม

เซ็นเซอร์ที่วัดการปล่อยมลพิษ ภาพ : บ๋าวทัง

ห่างจากตู้คอนเทนเนอร์ไปไม่กี่สิบเมตร มีห้องตรวจวัดแก๊สอัตโนมัติ 6 ห้อง วางอยู่บนพื้นสนาม และแบ่งเป็น 2 แถว แถวหนึ่งวัดการปล่อยมลพิษจากพื้นดินที่โล่งเปล่า (ไม่มีข้าวอยู่ในห้อง) แถวอื่นวัดค่าข้าวในห้อง

ในแต่ละช่วงเวลาการวัดที่กำหนด (ประมาณทุก ๆ 15 นาที) ห้องเก็บตัวอย่างจะปิดโดยอัตโนมัติเพื่อให้ปั๊มสามารถดูดก๊าซทั้งหมดภายในและถ่ายโอนไปยังเครื่องวิเคราะห์ที่อยู่ในภาชนะ การวัดความเข้มข้นของ CO₂, CH₄ และ N₂O จะดำเนินการโดยอัตโนมัติทั้งหมด

เมื่อการสุ่มตัวอย่างเสร็จสมบูรณ์ ห้องจะเปิดโดยอัตโนมัติและการสุ่มตัวอย่างจะเคลื่อนไปยังห้องถัดไปในแถว

เพื่อช่วยวิเคราะห์ความผันผวนของก๊าซเรือนกระจกในระหว่างการศึกษา จึงได้ติดตั้งสถานีอุตุนิยมวิทยาในพื้นที่ทดลอง ภารกิจของสถานีนี้คือการวัดอุณหภูมิ ความชื้น ความเร็วลม ฯลฯ เพื่อวิเคราะห์และแสดงมุมมองที่ครอบคลุมเกี่ยวกับก๊าซเรือนกระจกตลอดจนการเปลี่ยนแปลง (ถ้ามี) ในช่วงระยะเวลาการดำเนินโครงการ

ข้อมูลทั้งหมดจากการวัดจะถูกบันทึกและเก็บไว้ในเครื่องบันทึกข้อมูล เพื่อให้แน่ใจว่ามีการตรวจสอบและวิเคราะห์อย่างต่อเนื่อง

ห้องหนึ่งเปิดอยู่ จะปิดอัตโนมัติภายในเวลาประมาณ 15 นาที ตามตารางเวลาที่ตั้งไว้ เพื่อกำหนดปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกมาจากดิน ภาพ : บ๋าวทัง

ศาสตราจารย์โบ เอลเบอร์ลิง (ศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลก) กล่าวว่าผลลัพธ์ของโครงการจะช่วยพัฒนาแนวปฏิบัติเฉพาะสำหรับเกษตรกรในการปรับปรุงผลผลิต คุณภาพน้ำชลประทาน และปุ๋ยให้เหมาะสม ขณะเดียวกันก็รักษาและปรับปรุงอินทรียวัตถุในดินและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

แม้ว่าจะปกคลุมพื้นผิวโลกเพียงส่วนเล็กน้อย แต่พื้นที่ชุ่มน้ำ (รวมทั้งพื้นที่ปลูกข้าว) ถือเป็น "จุดสำคัญ" สำหรับการดูดซับและปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในช่วงไม่กี่ร้อยปีที่ผ่านมา พื้นที่ชุ่มน้ำมีแนวโน้มหดตัวหรือถูกเปลี่ยนเป็นพื้นที่เกษตรกรรม ส่งผลให้มีการปล่อยคาร์บอนบางส่วนที่เก็บไว้ในดินเหล่านี้ออกมาเป็น CO₂ การท่วมน้ำซ้ำบริเวณเหล่านี้อาจช่วยลดการปล่อย CO₂ แต่จะช่วยเพิ่มการปล่อย CH₄ และ N₂O

Global Wetlands Center ตั้งใจที่จะออกแบบวิธีการใหม่ในการสร้างแบบจำลองและคาดการณ์ศักยภาพในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของพื้นที่ชุ่มน้ำ (รวมถึงทุ่งนา) เพื่อบรรลุเป้าหมายของมนุษยชาติในการเป็นกลางทางคาร์บอน

ตามที่รองศาสตราจารย์ ดร. ไม วัน ตรีญ ผู้อำนวยการสถาบันสิ่งแวดล้อมการเกษตร ระบุว่า การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตทางการเกษตรได้กลายเป็นปัญหาในระดับโลก โดยเฉพาะในประเทศเกษตรกรรมเช่นเวียดนาม การผลิตทางการเกษตรได้รับผลกระทบอย่างหนักจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยตรงเนื่องจากส่งผลให้เกิดการปล่อยก๊าซ CH₄

ระบบการวัดของโครงการจะบันทึกผลลัพธ์ในช่วงเวลา 2 ปี ซึ่งให้คำแนะนำสำหรับการคำนวณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการปลูกข้าวที่แม่นยำยิ่งขึ้น ภาพ : บ๋าวทัง

การผลิตข้าวปล่อยก๊าซเรือนกระจกทางการเกษตรประมาณครึ่งหนึ่ง ดังนั้น เทคโนโลยีใดๆ ก็ตามที่สามารถวัดการปล่อย CH₄ จากข้าวได้ก็มีความสามารถที่จะทำแผนที่มาตรการลดการปล่อยได้ เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกสามชนิดที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมทางการเกษตร ได้แก่ CO₂, CH₄ และ N₂O ล้วนเป็นผลิตภัณฑ์จากวงจรชีวเคมีของคาร์บอนและไนโตรเจนในระบบนิเวศ

จนถึงปัจจุบัน ประเทศเวียดนามได้จัดทำการสำรวจก๊าซเรือนกระจกแห่งชาติ 6 ครั้งในปี 1994, 2000, 2010, 2013, 2014, 2016, 2018 และ 2020 การคำนวณการสำรวจก๊าซเรือนกระจกส่วนใหญ่ใช้ปัจจัยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกระดับ 1 ของ IPCC โดยไม่ใช้ปัจจัยเฉพาะประเทศ (ระดับ 2 ขึ้นไป)

ผู้อำนวยการ Mai Van Trinh ยอมรับว่าการวัดปริมาณก๊าซเรือนกระจกจากข้าวและพืชอื่นๆ อย่างแม่นยำยังคงเป็นความท้าทายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ดิน พืชผล และวิธีการทำการเกษตร โครงการนี้ร่วมกับศูนย์พื้นที่ชุ่มน้ำโลกจึงเปิดโอกาสมากมายให้กับภาคเกษตรกรรมของเวียดนาม

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