Chăn nuôi đối với biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí (tiếp)

Người ta ước tính, đến giữa những năm 1990, lượng khí NH3 bốc hơi mất mát do sử dụng phân đạm hàng năm lên đến 11 triệu tấn N. Trong số này 0,27 triệu tấn bắt nguồn từ phân đạm bón cho đồng cỏ, 8,7 triệu tấn bắt nguồn từ phân đạm bón cho cây trồng dựa vào nước mưa và 2,3 triệu tấn bắt nguồn từ phân đạm bón cho lúa nước (FAO/IFA, 2001). Phần lớn tình hình trên xảy ra ở các nước đang phát triển (8,6 triệu tấn N), khoảng một nửa nằm ở Trung Quốc. Tỷ lệ mất mát N bình quân từ phân đạm dưới dạng NH3 ở các nước đang phát triển (18%) cao hơn các nước đã phát triển (7%) 2 lần. Có sự khác biệt về tỷ lệ mất mát này vì nhiệt độ cao và vì ở các nước đang phát triển phổ biến dùng phân ure và bicarbonatamon.

Ở các nước đang phát triển trong tổng số phân đạm sử dụng, ure chiếm khoảng 50% (FAO/IFA, 2001). Bouwman và những người khác (1997) ước tính, tỷ lệ mất mát do NH3 bốc hơi của ure là 25% ở vùng nhiệt đới và 15% ở vùng ôn đới. Ở Trung Quốc 40 – 50% phân đạm sử dụng ở dạng bicarbonatamon, loại phân này tỷ lệ bốc hơi cao. Tỷ lệ NH3 bốc hơi của bicarbonatamon ở vùng nhiệt đới bình quân 30%, còn ở vùng ôn đới bình quân 20%. Trái lại, ở Mỹ phổ biến dùng amoniac khan để phun, tỷ lệ mất NH3 chỉ 4% (Bouwman và những người khác, 1997).

Phần phát thải trực tiếp từ phân bón sử dụng, ngành chăn nuôi phải gánh chịu tỷ lệ bao nhiêu? Như chúng ta đã biết, một phần khá lớn sản lượng cây trồng của thế giới dùng làm tức ăn gia súc và phân hóa học phần lớn dùng để bón cho những diện tích cây trồng nói trên. Đồng cỏ thâm canh cũng nhận được một lượng phân hóa học đáng kể. Chúng tôi ước tính từ 20% đến 25% phân bón hóa học được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất thức ăn gia súc (khoảng 20% triệu tấn N). Nếu lấy mức thất thoát thấp của một vùng nước dùng phân đạm cho thức ăn gia súc quan trọng như Mỹ đề bù cho mức thất thoát bình quân của phân đạm hóa học dưới dạng NH3 bay hơi là 14%. Dựa trên cơ sở tính toán này ngành chăn nuôi phải chịu trách nhiệm về 3,1 triệu tấn NH3-N hàng năm do NH3 bốc hơi từ lượng phân đạm mà ngành đã sử dụng.

Bây giờ chuyển sang việc phát thải N2O, mức phát thải N2O từ phân đạm hóa học phụ thuộc vào thời điểm và cách sử dụng phân. Theo mô hình tính toán của FAO (FAO/IFA, 2001) thì lượng phát thải N2O của phân đạm là 1,25 ± 1%. Lượng phát thải này tính bình quân chung cho các loại phân đạm. Theo kết quả tính toán của FAO/IFA thì lượng thất thoát N2O – N là 1%. Cũng với cách đánh giá như đối với NH3 nêu ở trên, ngành chăn nuôi gánh phần trách nhiệm về 0,2 triệu tấn N2O – N hàng năm của lượng phân đạm hóa học mà ngành đã sử dụng.

Chúng ta còn phải tính đến thêm phần N2O phát thải của cây cỏ họ đậu rằng chúng không được bón phân đạm và vi khuẩn nốt sần của chúng cố định được N. Các công trình nghiên cứu cho biết cây cỏ họ đậu cũng phát thải N2O ở mức tương đương như các cây trồng khác khi chúng được bón phân đạm. 75 triệu ha đậu tương và củ cải của ngành chăn nuôi thế giới hàng năm phát thải 0,2 triệu tấn N2O – N. Tuy không có số liệu về cỏ mục túc và cỏ 3 lá của thế giới, nhưng diện tích 2 loại cỏ này có thể gấp đôi diện tích đậu tương và củ cải nói trên. Theo kết quả nghiên cứu ở lưu vực sông Missisippi, cỏ họ đậu cố định đạm nhiều gấp đôi đậu tương. Vậy, lượng N2O phát thải hàng năm từ đất trồng cỏ họ đậu là trên 0,5 triệu tấn. Như vậy, tổng lượng phát thải N2O – N xuất phát từ sản xuất thức ăn gia súc là 0,7 triệu tấn/ năm.

Lãng phí nito trong chăn nuôi

Do tính chất cố hữu của súc vật nên hiệu suất hấp thu N trong các sản phẩm chăn nuôi thấp, kết quả là, trong mọi trường hợp tỷ lệ lãng phí N của chăn nuôi đều cao.

N thâm nhập chăn nuôi thông qua thức ăn của chúng. Trong 1 kg chất khô thức ăn gia súc từ 10 đến 40 gam N. Các tính toán khác nhau đều cho thấy hiệu suất sử dụng N trong thức ăn củ gia súc thấp. Smit (1999) ước tính đến giữa những năm 1990 toàn bộ các loài gia súc đã bài tiết ra 75 triệu tấn N. Van der Hoen (1998) ước tính, năm 1994, hàm lượng N trong toàn bộ sản phẩm chăn nuôi của thế giới là 12 triệu tấn. Những bức tranh này cho thấy hiệu quả hấp thu cơ bản chỉ khoảng 14%. Khi xem xét riêng ngành chăn nuôi gia công sản phẩm, Smil (2002) cũng tính ra hiệu suất bình quân nằm ở mức 15% (từ 33 triệu tấn N trong các nguồn thức ăn đã sử dụng sản xuất ra được 5 tấn N trong sản phẩm chăn nuôi). NRC (2003) đã ước tính ở Mỹ, hiệu suất hấp thu N của ngành chăn nuôi cũng chỉ ở mức 15%. Theo LPCC (Ủy ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu, 1977), tỷ lệ lưu giữ N của thức ăn gia súc trong các sản phẩm chăn nuôi như thịt, trứng, sữa, bông, len, nhìn chung dao động từ 5 đến 20%.

Hiệu suất giữa các loài vật và các sản phẩm cũng có sự khác nhau lớn. Theo tính toán của Van der Hoen (1998), trên toàn cầu, hiệu suất sử dụng N của lợn là 20% và của gà là 34%. Ở Mỹ, Smil (2002) tính ra hiệu suất chuyển hóa protein thức ăn của bò sữa là 40%, trong lúc đó ở bò thị chỉ có 5%. Hiệu suất sử dụng N thấp của trâu bò trên quy mô toàn cầu vì tính cố hữu của chúng, chúng là loại động vật có chu kỳ mang thai dài và mức trao đổi cơ bản cao. Nhưng, trong số đàn trâu bò của thế giới còn có một quần thể khá lớn là trâu bò cày kéo, nhiệm vụ chính của chúng là cung cấp sức kéo chứ không phải protein. Ví dụ, trong thập kỷ vừa qua, 25% sức kéo trong nông nghiệp Trung Quốc do ngựa và trâu bò đảm nhiệm (Meggie và Yi, 1996). Ngoài ra ở nhiều nơi trên thế giới, súc vật chăn thả tự do chỉ được ăn đủ mức duy trì, có tiêu thụ nhưng không có sản phẩm.

Kết quả cuối cùng là thông qua chất thải gia súc, một lượng N khổng lồ quay trở lại môi trường. Nhưng không phải loại N bài tiết này bị lãng phí. Khi chất thải gia súc được sử dụng làm phân hữu cơ hoặc trực tiếp thải ra đồng cỏ hoặc đồng ruộng, một phần N phản ứng hội nhập trở lại vào chu trình sản xuất của cây trồng. Điều này đặc biệt đối với súc vật nhai lại.

Do việc thất thoát N qua chất thải gia súc, mà trong loại chất thải này lại có hàm lượng N cao và cấu trúc hóa học thích hợp kích thích thất thoát nên đã làm xuất hiện một lượng đáng kể khí nhà kính phát thải vào khí quyển. Đối với cừu và bò, cứ 1 kg vật chất khô tiêu thụ, chúng đào thải qua phân 8g N. (Barron và Lambourme, 1962). Phần N còn lại bài tiết qua nước tiểu, hàm lượng N trong khẩu phần tăng thì hàm lượng N trong nước tiểu cũng tăng theo. Trong các hệ thống chăn nuôi cho vật nuôi sử dụng khẩu phần protein cao thì hơn ½ N khẩu phần sẽ bài tiết qua nước tiểu.