Chăn nuôi với biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí

Tuỳ theo trình độ thâm canh, phần năng lượng tiêu thụ ở các công đoạn sản xuất chăn nuôi có sự khác nhau lớn (Sainz, 2003). Trong các hệ thống chăn nuôi hiện đại, một khối lượng lớn năng lượng chi dùng vào sản xuất thức ăn gia súc, như sản xuất thức ăn thô cho súc vật nhai lại, hoặc thức ăn tinh cho gia cầm và lợn. Cũng còn năng lượng dùng để sản xuất phân bón, một lượng năng lượng quan trọng còn tiêu dùng cho hạt giống, thuốc trừ cỏ/ trừ sâu, dầu diesel để chạy máy (cày bừa, thu hoạch, vận chuyển) và điện (bơm tưới tiêu, sấy khô, sưởi ấm…). Lượng khí CO2 do việc dùng nhiên liệu hoá thạch ở trang trại chăn nuôi trong hệ thống sản xuất thâm canh thải ra chắc chắn còn lớn hơn lượng khí CO2 thải ra trong quá trình sản xuất phân đạm hoá học dùng để sản xuất thức ăn gia súc. Sainz (2003) tính ra rằng, trong những năm 1980, trại chăn nuôi điển hình ở Mỹ, để sản xuất 1 kg thịt gà tiêu tốn khoảng 35 Megajun (MJ), một kg thịt lợn 46 MJ và 1kg thịt bò 51 MJ, bằng 80 – 87% năng lượng dùng trong chu trình sản xuất. Một phần khá lớn năng lượng chi dùng trên là điện, điện phát thải khí CO2 ít hơn so với trực tiếp dùng nhiên liệu hoá thạch. Chăn nuôi thâm canh súc vật dạ dày đơn dùng điện nhiều hơn (chủ yếu dùng để sưởi, làm mát và thông gió) nhưng cũng dùng nhiều nhiên liệu hoá thạch để vận chuyển thức ăn. Tuy nhiên, trong chăn nuôi, hơn một nửa năng lượng chi dùng để sản xuất thức ăn (cũng như vậy đối với chăn nuôi bò thịt thâm canh). Chúng tôi đã so sánh phần năng lượng tiêu tốn để sản xuất phân bón với năng lượng chi dùng trong sản xuất thức ăn gia súc của hệ thống chăn nuôi thâm canh. Nếu tính gộp cả chi phí năng lượng dùng cho sản xuất hạt giống, thuốc diệt cỏ/ trừ sâu và chạy máy thì năng lượng dùng để sản xuất thức ăn gia súc nhiều hơn năng lượng tiêu tốn trong sản xuất phân bón.

Năng lượng mà trang trại chỉ dùng trong sản xuất nông nghiệp ở Minnesota (Mỹ)

Có một số trường hợp, sản xuất thức ăn gia súc không phải là lĩnh vực tiêu phí nhiều năng lượng hoá thạch nhất. Theo minh hoạ của những người nuôi bò sữa ở Minnesota thì các trại bò sữa là những hình mẫu quan trọng. Điện là loại hình sử dụng năng lượng chính của họ. Trái lại, phần lớn các chủ trại trồng cây lương thực ở bang này sử dụng dầu diesel làm nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu nên kết cục thải ra nhiều khí CO2 hơn (Ryan và Tiffany, 1998). Trên cơ sở nay chúng tôi cho rằng lượng khí CO2 các trang trại ở Minnesota phát thải từ việc sử dụng năng lượng có nguồn gốc từ sản xuất thức ăn gia súc. Lượng phát thải vượt quá các phát thải gắn với phân đạm sử dụng. Đối chiếu với mức phân bón bình quân (ở Mỹ 150 kg N cho 1 ha ngô) thì trồng ngô ở Minnesota đáng ra phát thải khoảng 1,0 triệu tấn khí CO2, thế nhưng việc sử dụng năng lượng cho sản xuất ngô ở đây đã thải ra 1,26 triệu tấn khí CO2. Như vậy, một nửa khí CO2 của 2 mặt hàng chính phát thải với khí phát thải từ trồng ngô và đậu tương ở bang Minnesota có thể quy cho ngành chăn nuôi thâm canh. Tính gộp cả sản xuất thức ăn gia súc với nuôi lợn và sản xuất sữa, trong nông nghiệp bang Minnesota , ngành chăn nuôi phát thải khí CO2 nhiều nhất. Các hình ảnh của bang Minnesota hoà đồng với sản xuất thức ăn trên thế giới và cơ cấu gia súc trong các hệ thống thâm canh. Theo tính toán cuối cùng, chỉ riêng ngô, tầm cỡ phát thải bằng phát thải do sản xuất lượng phân N dùng cho cây trồng làm thức ăn gia súc. Cứ cho là cách tính toán bảo thủ, chúng tôi thấy lượng khí CO2 phát thải do các trang trại sử dụng nhiên liệu hoá thạch để sản xuất thức ăn so với khí phát thải từ sản xuất lượng phân đạm dành cho sản xuất thức ăn, có thể hơn 50%, nghĩa là 60 triệu tấn CO2 trên toàn cầu. Chúng tôi còn phải tính thêm vào đó khoảng 30 triệu tấn CO2 phát thải liên quan trực tiếp với các công đoạn nuôi vỗ gia súc (từ hình ảnh rút ra ở Minnesota lập nên bức tranh chung của chăn nuôi thâm canh toàn cầu).

Thức ăn chủ yếu dựa vào đồng cỏ tự nhiên và phụ phẩm trồng trọt nên lượng khí phát thải do sử dụng nhiên liệu hoá thạch ở các trang trại chăn nuôi thuộc hệ thống quảng canh so với tính toán nêu trên, không lớn lắm, cũng có thể là không đáng kể. Điều này đã được khẳng định bởi thực tế là, nhiều vùng rộng lớn ở các nước đang phát triển, đặc biệt là ở châu Á và châu Phi, người ta thường dùng súc vật làm nguồn cung cấp sức kéo quan trọng, đây là một thực tiễn tránh phát thải khí CO2. Người ta đã tính được năm 1992 ở các nước đang phát triển, khoảng một nửa diện tích canh tác dùng sức kéo động vật (Delgado và những người khác, 1999). Hiện không có những tính toán mới và hinh tượng trên đang giảm một cách nhanh chóng do có nhiều vùng đang cơ giới hoá nhanh như ở Trung Quốc và một phần Ấn Độ. Tuy nhiên, ở nhiều nơi trên thế giới, sức kéo súc vật vẫn là loại cung cấp năng lượng quan trọng thay thế nhiên liệu hoá thạch, và có một số nơi, nhất là ở Tây Phi, hình tượng này đang tăng.

Thay đổi cách sử dụng đất gắn liền với chăn nuôi hàng năm có thể thải từ 2,4 tỷ tấn CO2

Việc sử dụng đất ở nhiều nơi trên thế giới đang tiếp tục thay đổi để đáp ứng sự cạnh tranh giữa các chủ thể sử dụng. Thay đổi cách sử dụng đất tác động đến các dòng cacbon và có nhiều cách sử dụng đất dính dáng đến chăn nuôi như lấy đất để làm đồng cỏ hoặc để sản xuất thức ăn gia súc hoặc lấy những đồng cỏ rộng lớn để trồng rừng.

Rừng chứa nhiều cacbon hơn ruộng đồng trồng cây hàng năm hoặc đồng cỏ, cho nên khi thu hoạch cây rừng, hoặc tệ hơn, khi đốt rừng thì một lượng lớn khí cácbon từ thực vật và đất giải thoát vào khí quyển. Sự suy giảm thực các kho dự trữ cacbon không đơn giản ngang bằng dòng CO2 thực thoát ra từ các diện tích bị chặt đốn sạch. Thực tế phức tạp hơn nhiều: do phá rừng sinh ra một phức hợp về kiểu cách của các dòng thay đổi theo chiều hướng dài lâu (khuyến cáo IPCC). Tính toán các dòng cacbon do chuyển đổi đất rừng, về nhiều mặt, là bản kiểm kê các thành phần phát thải rắc rối nhất. Việc tính toán các phát thải từ rừng trọc không chắc chắn vì có rất nhiều yếu tố thất thường: mức phá rừng hằng năm, mức độ đất trọc, lượng cacbon chứa trong hệ sinh thái khác nhau, kiểu cách thải khí CO2 (đốt hay mục nát) và lượng cacbon thải ra từ đất khi đất đai bị xáo trộn.

Thời gian phản ứng của các hệ sinh thái dài, ngắn khác nhau. Ví dụ, sinh khối thiêu chết trong vòng không đầy 1 năm, trong lúc đó quá trình phân huỷ cây gỗ có thể kéo dài hàng thập niên, và việc mất cacbon của đất có thể liên tục xảy ra hàng thập niên hoặc hàng thập kỷ. Theo tính toán của IPCC, do phá rừng nhiệt đới mà từ 1980 đến 1989 hàng năm thải ra 1,6 x 1,0 tỷ tấn cacbon. Lượng cacbon giải thoát của một năm bất kỳ nào đó thuộc phần đất chuyển đổi và thiêu đốt sinh khối chỉ khoảng 50 – 60%. Phần còn lại giải thoát từ quá trình oxy hoá sinh khối của những năm trước (Houghem, 1990).

Rõ ràng, việc tính toán về khí CO2 phát thải do sử dụng đất hoặc do thay đổ cách sử dụng đất không quá phức tạo như đối với đốt cháy nhiên liệu hoá thạch. Việc quy những phát thải đó cho ngành sản xuất đặc thù như ngành chăn nuôi còn khó hơn. Tuy vậy, đã thấy được tầm quan trọng do chăn nuôi phá rừng ở châu Mỹ Latinh là lục địa đang gánh chịu mất rất nhiều diện tích rừng. Mỹ Latinh được xem là nơi mở rộng đồng cỏ và đất sản xuất thức ăn gia súc mạnh nhất, hướng mở rộng chủ yếu là từ đất rừng. Theo nghiên cứu của Wassenaar và những nước khác (2006) để có những diện tích quang đãng làm đồng cỏ và vùng rộng lớn lập trại chăn nuôi có lẽ là động cơ đầu tiên của khai hoang. Dù cho rằng những kiểu sử dụng đất cuối cùng nói trên chỉ là một trong những lý do dẫn đến khai hoang thì chắc chắn chăn nuôi là một trong những lực lượng phá rừng dẫn đầu. Việc chuyển đổi rừng thành đồng cỏ thải ra những lượng cacbon lớn vào khí quyển, đặc biệt không phải đốn chặt mà đốt cháy để giải phóng đất. Giai đoạn 2000 – 2010 hàng năm đồng cỏ châu Mỹ Latinh tiến vào rừng 2,4 triệu ha. Nếu chúng ta thừa nhận, ít nhất một nửa diện tích đất trồng xâm lấn rừng ở Bolivia và Braxin dùng để cung cấp thức ăn cho chăn nuôi, thì hàng năm phá rừng thêm trên 0,5 triệu ha cho chăn nuôi – đưa đất đồng cỏ và đất sản xuất thức ăn gia súc lên con số khoảng 3 triệu ha năm.

Xem xét tình hình trên và tới khuynh hướng phát triển chăn nuôi thâm canh, mở rộng diện tích đất sản xuất thức ăn gia súc, chúng ta có thể ước tính, do phá rừng hàng năm chăn nuôi thải ra khoảng 2,4 tỷ tấn CO2.

Thêm vào quá trình sản sinh ra khí CO2, việc sử dụng đất cũng tác động tiêu cực đối với các loại phát thải khác. Ví dụ, Mosier và những người khác (2005) nhấn mạnh, do chuyển đổi rừng thành đồng cỏ mà quá trình oxy hoá CH4 do vi sinh vật thổ cư bị giảm mạnh, và trường hợp đất đồng cỏ bị nén chặt do gia súc dẫm đạp nên hạn chế khí thẩm thấu vào lòng đất.