Trong những năm gần đây, sự cấp thiết trong việc chống lại biến đổi khí hậu đã thúc đẩy cho việc sáng tạo các kỹ thuật nông nghiệp mới nhằm giảm phát thải khí nhà kính. Một trong những kỹ thuật được nghiên cứu là phương pháp ướt khô xen kẽ (AWD) trong trồng lúa. Bài viết này sẽ khám phá cách mà công nghệ vệ tinh đang cách mạng hóa nền nông nghiệp lâu đời, biến các cánh đồng lúa thành một công cụ quan trọng trong thị trường Tín chỉ Carbon – giấy chứng nhận đại diện cho một tấn khí Carbon-dioxide được ngăn chặn thải vào không khí, từ đó góp phần tạo ra một hành tinh xanh.
Hiểu về kỹ thuật ướt khô xen kẽ (AWD)
AWD là một kỹ thuật trồng lúa liên quan đến việc làm khô và tưới nước định kỳ cho các cánh đồng lúa, trái ngược với cách làm truyền thống là giữ cho các cánh đồng lúa ngập nước liên tục.
Phương pháp này làm giảm đáng kể lượng phát thải khí Metan – một loại khí nhà kính mạnh, vì lượng khí Metan được tạo ra nhiều nhất trong điều kiện ruộng ngập hoàn toàn, tạo ra môi trường yếm khí. Bằng cách làm cho đất khô không liên tục, AWD sẽ làm giảm sự phân hủy kỵ khí của các vật liệu hữu cơ, nguyên nhân chính gây ra khí Metan.
Ngoài lợi ích môi trường, AWD còn giải quyết một vấn đề tài nguyên quan trọng khác là bảo tồn nguồn nước. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng AWD có thể tiết kiệm 15-30% lượng nước được sử dụng trong canh tác lúa truyền thống, từ đó hỗ trợ tính bền vững về nước ở các vùng phụ thuộc vào nông nghiệp.
Vai trò của công nghệ vệ tinh trong AWD
Việc tích hợp công nghệ vệ tinh vào thực hành AWD là một dấu mốc quan trọng trong sự phát triển của nền nông nghiệp. Các vệ tinh là yếu tố quan trọng trong việc giám sát, xác minh và nâng cao hiệu quả của kỹ thuật AWD. Đây là những cách khiến công nghệ vệ tinh tạo ra sự khác biệt:
Giám sát cây trồng
Các vệ tinh được trang bị Radar khẩu độ tổng hợp (SAR) được sử dụng để giám sát các khu vực trồng lúa rộng lớn, đặc biệt là ở Đông Nam Á. Công nghệ này cho phép quan sát các cánh đồng lúa trong nhiều điều kiện thời tiết khác nhau, bao gồm cả trong mùa gió mùa, khi mây thường che khuất tầm nhìn. Bằng cách cung cấp dữ liệu ở thời gian thực về điều kiện cây trồng, giám sát bằng vệ tinh giúp nông dân và chính quyền đánh giá được sức khỏe và sự phát triển của cây lúa trong các giai đoạn tăng trưởng khác nhau.
Quản lý nước
Kỹ thuật AWD đòi hỏi việc quản lý nguồn nước thật chính xác để tối ưu hóa sự phát triển của lúa và giảm thiểu khí thải Metan. Dữ liệu vệ tinh có thể giúp xác định thời điểm tối ưu cho việc tưới nước và thấp thoát nước bằng cách theo dõi độ ẩm của đất và sức khỏe của cây trồng. Thông tin này rất quan trọng để thực hiện chiến lược AWD một cách hiệu quả, nó liên quan đến việc xen kẽ giữa điều kiện ẩm ướt và khô ráo để thúc đẩy sự phát triển của rễ và giảm sử dụng nước.
Đo khí thải Metan
Công nghệ viễn thám cho phép chúng ta ước tính lượng khí thải Metan từ các cánh đồng lúa. Các cảm biến chuyên dụng trên vệ tinh sẽ đánh giá lượng khí Metan trong khí quyển phía trên các cánh đồng. Bằng cách tìm sự tương quan ở dữ liệu này với các giai đoạn ngập lụt và khô hạn diễn ra trước đó. Các nhà nghiên cứu có thể định lượng việc giảm phát thải khí Metan do thực hành AWD.
Tối ưu hóa sức khoẻ và năng xuất ở cây trồng
Hình ảnh từ vệ tinh, giúp chúng ta đánh giá sức khỏe và sức sống của cây lúa thông qua các chỉ số thực vật như NDVI (Chỉ số thực vật khác biệt bình thường). Các chỉ số đó cung cấp thông tin có giá trị về sức khỏe thực vật, điều này rất quan trọng để xác định tác động của AWD đối với năng suất của cây trồng. Giám sát sức khỏe cây trồng tốt hơn bằng việc tinh chỉnh các phương pháp AWD để đảm bảo rằng việc tiết kiệm nước và giảm phát thải khí sẽ không ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
Xác minh Tín chỉ Carbon
Để nông dân trồng lúa kiếm được Tín chỉ Carbon thông qua AWD, họ phải xác minh được lượng phát thải khí đã giảm một cách có khoa học. Công nghệ vệ tinh là một giải pháp tuyệt vời khi có thể mở rộng và tiết kiệm chi phí trong việc xác minh này. Bằng cách cung cấp bằng chứng rõ ràng về thực tiễn và tác động của nó, vệ tinh giúp chứng nhận Tín chỉ Carbon có thể được bán trên thị trường toàn cầu, tăng thêm thu nhập cho nông dân và khuyến khích thêm các hoạt động bền vững.
Tác động kinh tế và xã hội
Việc tích hợp AWD và công nghệ vệ tinh không chỉ thúc đẩy tính bền vững tới môi trường mà còn làm thay đổi bối cảnh kinh tế cho nông dân. Bằng cách giảm sử dụng nước, nông dân có thể cắt giảm chi phí và giảm bớt căng thẳng đối với tài nguyên nước địa phương. Ngoài ra, nguồn doanh thu tiềm năng từ các khoản Tín chỉ Carbon đóng vai trò như một động lực tài chính để áp dụng các phương pháp canh tác bền vững hơn.
Về mặt xã hội, sự tiến bộ này hỗ trợ khả năng phục hồi của cộng đồng trước biến đổi khí hậu. Các khu vực dễ bị hạn hán có thể được hưởng lợi từ các kỹ thuật tiết kiệm nước như AWD, đảm bảo an ninh lương thực và tính bền vững của cộng đồng.
Những thách thức và triển vọng trong tương lai
Mặc dù mang nhiều lợi ích hấp dẫn, nhưng việc áp dụng AWD nâng cao thông qua vệ tinh không phải là không có thách thức. Thiết lập ban đầu để giám sát vệ tinh và yêu cầu về chuyên môn kỹ thuật, có thể gây khó khăn cho nông dân với quy mô sản xuất nhỏ. Hơn nữa, việc tích hợp dữ liệu mới này vào các hoạt động canh tác hàng ngày đòi hỏi họ phải được đào tạo và hỗ trợ.
Triển vọng trong tương lai sẽ liên quan đến việc tinh chỉnh các công nghệ vệ tinh để nó cung cấp dữ liệu chi tiết và thường xuyên hơn, giúp nông dân dễ dàng thực hiện quản lý nước chính xác. Ngoài ra, khi nhiều người nông dân áp dụng các kỹ thuật này và tham gia thị trường Tín chỉ Carbon, điều đó có thể dẫn đến những đổi mới hơn nữa trong các mô hình tài chính và nền tảng thị trường để hỗ trợ thương mại Tín chỉ Carbon trên toàn cầu.
Kết luận
Vai trò của công nghệ vệ tinh trong việc tăng cường thực hiện phương pháp ướt khô xen kẽ trong trồng lúa là minh chứng cho thấy công nghệ hiện đại có thể được kết hợp hài hòa với nông nghiệp truyền thống để chống lại biến đổi khí hậu. Khi chúng ta tiếp tục phát triển các công nghệ này và mở rộng việc sử dụng chúng, các cánh đồng lúa trên khắp thế giới có thể đóng một vai trò quan trọng trong những nỗ lực xây dựng sự bền vững trên toàn cầu, biến nông nghiệp truyền thống thành một bể chứa Carbon hiện đại. Sự giao thoa giữa công nghệ hiện đại và truyền thống nông nghiệp này, không chỉ mở đường cho một tương lai nông nghiệp bền vững mà còn là cách chúng ta chủ động đối mặt với các thách thức khí hậu toàn cầu.
Tài liệu tham khảo
- Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH (n.d.) Available at: https://www.giz.de/en/workingwithgiz/43933.html
- International Centre for Integrated Mountain Development (ICIMOD) (n.d.) ‘Satellite Imagery in EO and GIT in Rice Crop Mapping’, ICIMOD Blog. Available at: https://blog.icimod.org/regional-action/satellite-imagery-in-eo-and-git-in-rice-crop-mapping/
- Nguyen, T. (n.d.) ‘The Alternate Wetting and Drying (AWD) Farming Technique and its Application in Vietnam’, BioSilico. Available at: https://www.biosilico.vn/post/the-alternate-wetting-and-drying-awd-farming-technique-and-its-application-in-vietnam
- PreventionWeb (n.d.) ‘Satellite data to secure rice farmers’ income in Southeast Asia’. Available at: https://www.preventionweb.net/news/satellite-data-secure-rice-farmers-income-southeast-asia
- Remote Sensing, 6(5), pp. 4090. Available at: https://www.mdpi.com/2072-4292/6/5/4090
- Remote Sensing, 12(21), pp. 3613. Available at: https://www.mdpi.com/2072-4292/12/21/3613
- Remote Sensing, 13(5), pp. 921. Available at: https://www.mdpi.com/2072-4292/13/5/921
- Sustainability, 11(15), pp. 6923. Available at: https://www.mdpi.com/2076-3417/11/15/6923
- Xu, J. et al. (2021) ‘Applications of satellite ‘hyper-sensing’ in Chinese agriculture: Challenges and opportunities’, ResearchGate. Available at: https://www.researchgate.net/publication/320395030_Applications_of_satellite_%27hyper-sensing%27_in_Chinese_agriculture_Challenges_and_opportunities
- Zhang, Q. and Wang, J. (2022) ‘Accuracy advances: How aligning satellite data with rice growth stages improved paddy mapping info in China’, AG Tech Navigator. Available at: https://www.agtechnavigator.com/Article/2024/08/30/accuracy-advances-how-aligning-satellite-data-with-rice-growth-stages-improved-paddy-mapping-info-in-china
