Chăn nuôi là một trong những ngành đóng góp đáng kể vào phát thải khí nhà kính, đặc biệt là các loại khí CH₄, CO₂ và N₂O. Việc áp dụng các biện pháp giảm phát thải như cải thiện quá trình lên men trong dạ cỏ, quản lý chất thải và tối ưu hóa chăn nuôi không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất. Và dưới đây là những biện pháp chính để cải thiện khí thải nhà kính trong chăn nuôi.
Mục lục
Cải thiện quá trình lên men trong dạ cỏ
Quá trình lên men trong dạ cỏ và phát thải metan
Quá trình lên men trong dạ cỏ là một trong những nguyên nhân chính gây phát thải khí metan (CH₄) trong ngành chăn nuôi. Đây là quá trình vi sinh vật trong dạ cỏ phân giải carbohydrate để tạo ra năng lượng cho động vật, đồng thời sinh ra metan như một sản phẩm phụ. Việc cải thiện quá trình này không chỉ giúp giảm lượng khí thải nhà kính trong chăn nuôi mà còn tối ưu hóa khả năng hấp thụ dinh dưỡng của vật nuôi.
Điều chỉnh khẩu phần ăn để kiểm soát quá trình lên men
Một trong những cách tiếp cận quan trọng là điều chỉnh quá trình lên men carbohydrate để giảm metan. Trong dạ cỏ, sự phân giải carbohydrate dẫn đến việc tạo ra các axit béo bay hơi (VFAs), khí CO₂ và metan. Các con đường lên men khác nhau có thể tác động đến lượng metan sinh ra. Chẳng hạn, lên men acetic thường tạo ra nhiều metan hơn so với lên men propionate. Do đó, điều chỉnh khẩu phần ăn để thúc đẩy quá trình lên men propionate có thể giúp giảm phát thải metan một cách hiệu quả.
Sử dụng phụ gia và chất béo để giảm phát thải metan
Bổ sung phụ gia thức ăn cũng là một giải pháp quan trọng hỗ trợ việc giảm phát thải khí nhà kính từ chăn nuôi . Một số chất ức chế như 3-NOP (3-nitro oxypropane) đã được chứng minh là có thể giảm tới 30% lượng metan mà không ảnh hưởng đến hiệu suất tiêu hóa. Ngoài ra, nitrate cũng có thể được sử dụng để thay thế CO₂ làm chất nhận điện tử, từ đó làm giảm quá trình sản sinh metan. Một số nghiên cứu còn chỉ ra rằng các hợp chất sinh học từ thực vật như tanin và saponin có thể làm thay đổi hệ vi sinh vật trong dạ cỏ, ức chế vi khuẩn methanogen và hạn chế khí metan sinh ra.
Chất béo trong khẩu phần ăn cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải khí metan. Khi bổ sung chất béo từ dầu dừa, dầu cọ hoặc dầu cá, tỷ lệ carbohydrate trong khẩu phần ăn sẽ giảm xuống, đồng nghĩa với việc có ít nguyên liệu hơn để vi khuẩn methanogen tạo ra metan. Một số nghiên cứu cho thấy việc bổ sung dầu thực vật có thể giúp giảm 20-25% lượng metan phát thải mà vẫn đảm bảo năng lượng cho vật nuôi.
Quản lý hệ vi sinh vật trong dạ cỏ
Ngoài việc điều chỉnh thành phần thức ăn, quản lý hệ vi sinh vật trong dạ cỏ cũng là một chiến lược hiệu quả. Việc bổ sung enzyme ngoại sinh như cellulase và xylanase có thể giúp phân giải chất xơ nhanh hơn, rút ngắn thời gian lên men và giảm metan sinh ra. Một số vi sinh vật có lợi như Saccharomyces cerevisiae (nấm men) hoặc Propionibacterium có thể được bổ sung để thay đổi môi trường dạ cỏ theo hướng có lợi, giúp tối ưu hóa quá trình tiêu hóa mà không làm tăng phát thải khí nhà kính.
Một hướng tiếp cận khác là giảm số lượng động vật nguyên sinh trong dạ cỏ. Những vi sinh vật này có mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn methanogen, vì vậy, khi loại bỏ chúng, quá trình tạo metan cũng bị gián đoạn. Một số phương pháp như sử dụng hợp chất hóa học hoặc thay đổi khẩu phần ăn đã được thử nghiệm và cho thấy khả năng giảm metan đáng kể.
Bên cạnh đó, việc thay đổi hệ vi khuẩn và cổ khuẩn (archaea) trong dạ cỏ thông qua cấy ghép vi sinh vật từ những động vật có mức phát thải thấp cũng là một giải pháp đầy hứa hẹn. Công nghệ chỉnh sửa gen cũng đang được nghiên cứu nhằm tạo ra những chủng vi khuẩn có lợi hơn, giúp hạn chế hoạt động của vi khuẩn methanogen mà không làm ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa thức ăn của động vật.
Lợi ích từ cải thiện quá trình lên men trong chăn nuôi
Việc cải thiện quá trình lên men trong dạ cỏ không chỉ giúp giảm tác động tiêu cực của ngành chăn nuôi đối với môi trường mà còn mang lại lợi ích kinh tế đáng kể. Khi vật nuôi sử dụng thức ăn hiệu quả hơn, chi phí chăn nuôi giảm xuống, đồng thời năng suất sữa và thịt có thể được cải thiện. Điều này không chỉ giúp người chăn nuôi tăng lợi nhuận mà còn góp phần xây dựng một ngành chăn nuôi bền vững hơn trong tương lai.
Quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi hiệu quả
Xử lý và quản lý chất thải chăn nuôi là một yếu tố quan trọng giúp giảm thiểu phát thải khí nhà kính trong ngành chăn nuôi. Chất thải từ động vật chứa một lượng lớn carbon hữu cơ và nitơ, có thể tạo ra khí metan (CH₄) và oxit nitơ (N₂O) nếu không được xử lý đúng cách. Việc áp dụng các biện pháp khoa học và công nghệ tiên tiến giúp không chỉ kiểm soát ô nhiễm môi trường mà còn tận dụng chất thải để sản xuất năng lượng và phân bón hữu cơ.
1. Điều chỉnh khẩu phần ăn và cân bằng dinh dưỡng
Chất thải chăn nuôi có thành phần dinh dưỡng phụ thuộc vào khẩu phần ăn của vật nuôi. Khi động vật tiêu thụ quá nhiều protein, lượng nitơ trong phân sẽ tăng cao, làm gia tăng phát thải khí NH₃ và N₂O. Vì vậy, việc điều chỉnh chế độ ăn để tối ưu hóa tỷ lệ protein và năng lượng giúp giảm thiểu lượng nitơ thừa, từ đó hạn chế khí thải có hại ra môi trường. Việc sử dụng các chất phụ gia như enzyme tiêu hóa hoặc vi sinh vật có lợi cũng giúp cải thiện hiệu quả tiêu hóa, giảm lượng chất thải cần xử lý.
2. Lọc sinh học
Lọc sinh học là một phương pháp giúp loại bỏ khí độc hại sinh ra từ chất thải chăn nuôi, đặc biệt là NH₃ và H₂S. Hệ thống lọc sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất khí thành sản phẩm ít độc hơn. Công nghệ này thường được áp dụng trong các hệ thống chuồng trại khép kín hoặc tại khu vực lưu trữ phân. Ngoài việc giảm ô nhiễm không khí, biofiltration còn giúp cải thiện môi trường sống của vật nuôi, giảm nguy cơ mắc bệnh hô hấp.
3. Lưu trữ và tách chất thải
Việc lưu trữ phân đúng cách là một trong những yếu tố quan trọng để kiểm soát phát thải khí nhà kính. Khi phân và nước tiểu trộn lẫn, quá trình phân hủy yếm khí xảy ra mạnh mẽ, làm tăng lượng khí metan phát thải. Do đó, hệ thống tách chất thải giúp phân loại rắn và lỏng, tạo điều kiện để xử lý hiệu quả hơn. Phần lỏng có thể được xử lý qua hệ thống lọc sinh học hoặc sử dụng làm phân bón, trong khi phần rắn có thể được ủ compost hoặc xử lý bằng phương pháp tiêu hủy khác.
4. Che phủ khu vực lưu trữ phân
Che phủ bể chứa chất thải giúp giảm sự bay hơi của khí metan và NH₃ vào môi trường. Các vật liệu che phủ như màng nhựa, vải địa kỹ thuật hoặc lớp phủ hữu cơ (rơm, cỏ khô) có thể ngăn chặn sự phát tán khí độc hại, đồng thời giữ lại chất dinh dưỡng có trong phân. Ngoài ra, hệ thống che phủ còn giúp kiểm soát mùi hôi, giảm thiểu tác động tiêu cực đến khu vực xung quanh.
5. Axit hóa phân
Axit hóa phân là một biện pháp giảm khí NH₃ bằng cách hạ độ pH của phân. Khi môi trường trở nên có tính axit, sự bay hơi của NH₃ sẽ giảm đi đáng kể, giúp hạn chế ô nhiễm không khí. Phương pháp này được áp dụng nhiều ở châu Âu, đặc biệt là trong các trang trại chăn nuôi heo, nơi NH₃ là một vấn đề môi trường nghiêm trọng.
6. Ủ phân hữu cơ
Quá trình ủ phân giúp chuyển đổi chất thải hữu cơ thành phân bón giàu dinh dưỡng, giảm thiểu mùi hôi và hạn chế phát thải khí metan. Khi ủ phân đúng cách với đủ oxy, vi sinh vật sẽ phân hủy chất hữu cơ thành CO₂ thay vì CH₄, giúp giảm tác động của khí nhà kính. Ủ phân còn giúp tiêu diệt mầm bệnh, cải thiện chất lượng đất và giảm nhu cầu sử dụng phân bón hóa học.
7. Tiêu hóa yếm khí
Tiêu hóa yếm khí là một công nghệ xử lý phân bằng vi sinh vật trong điều kiện không có oxy, giúp chuyển hóa chất hữu cơ thành biogas (hỗn hợp chủ yếu gồm metan và CO₂). Biogas thu được có thể sử dụng làm nhiên liệu thay thế trong sản xuất điện hoặc sưởi ấm, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Đây là một giải pháp bền vững giúp giảm phát thải metan từ phân chuồng, đồng thời tận dụng nguồn năng lượng tái tạo từ chất thải chăn nuôi.
8. Áp dụng phân bón từ chất thải chăn nuôi
Sử dụng phân chuồng làm phân bón là một phương pháp tận dụng tài nguyên hiệu quả, nhưng cần được thực hiện đúng cách để tránh ô nhiễm môi trường. Việc áp dụng phân trực tiếp lên đất có thể gây phát thải NH₃ và N₂O nếu không có biện pháp kiểm soát. Các phương pháp hiện đại như bón phân theo đường rãnh, bón phân vào đất thay vì bề mặt, hoặc sử dụng hệ thống tưới nhỏ giọt kết hợp phân bón giúp hạn chế sự bay hơi của khí nhà kính.
9. Ức chế urease và quá trình nitrat hóa
Các chất ức chế urease và nitrat hóa giúp giảm phát thải khí NH₃ và N₂O từ phân chuồng bằng cách làm chậm quá trình phân hủy ure và chuyển hóa nitrat. Một số hợp chất như NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide) đã được nghiên cứu và chứng minh có khả năng giảm đáng kể lượng NH₃ bay hơi trong môi trường nông nghiệp.
10. Kiểm soát phát thải khí nhà kính từ phân chuồng thông qua chăn thả
Chăn thả hợp lý giúp giảm thiểu ô nhiễm từ phân bằng cách phân tán chất thải đồng đều trên đồng cỏ thay vì tập trung tại một khu vực cố định. Khi vật nuôi được chăn thả luân phiên và đồng cỏ được duy trì đúng cách, chất thải sẽ được hấp thụ tự nhiên vào đất, giảm sự bay hơi NH₃ và cải thiện chất lượng đất.
11. Trồng cây phủ đất
Trồng cây phủ đất giúp hấp thụ lượng nitrat dư thừa trong đất, ngăn chặn sự rửa trôi chất dinh dưỡng vào nguồn nước ngầm. Các loại cây như lúa mạch, cỏ linh lăng hoặc cải dầu có thể hấp thụ nitơ từ phân chuồng, làm giảm nguy cơ phát thải khí N₂O.
12. Các phương pháp xử lý phân khác
Ngoài những biện pháp kể trên, nhiều phương pháp khác đang được nghiên cứu và áp dụng để quản lý phân hiệu quả hơn. Một số công nghệ như điện phân phân chuồng, sử dụng vi khuẩn xử lý chất thải, hoặc kết hợp phân chuồng với vật liệu hữu cơ khác giúp tăng cường khả năng phân hủy sinh học, giảm phát thải khí nhà kính và tạo ra các sản phẩm giá trị cao như phân bón hữu cơ hoặc nhiên liệu sinh học.
Chăn nuôi và quản lý loài trong hệ thống chăn nuôi
Ngoài 2 biện pháp trên, các chủ trang trại còn nên thực hiện chăn nuôi bền vững và quản lý loài theo hệ thống chăn nuôi để khắc phục tình trạng phát thải khí nhà kính từ hoạt động chăn nuôi.
1. Chăn nuôi bền vững
Chăn nuôi bền vững tập trung vào cải thiện quy trình chăm sóc, chọn giống và quản lý sức khỏe vật nuôi để giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Các biện pháp như lai tạo giống chịu khí hậu, tối ưu hóa mật độ chăn nuôi, cải thiện phúc lợi động vật và kiểm soát dịch bệnh giúp tăng hiệu suất sản xuất mà không làm tăng lượng phát thải trên mỗi đơn vị sản phẩm. Ngoài ra, mô hình chăn nuôi kết hợp cây trồng có thể tận dụng chất thải động vật làm phân bón, giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học và hạn chế khí thải độc hại.
2. Quản lý loài theo hệ thống chăn nuôi
Mỗi loài vật nuôi có mức độ phát thải khí nhà kính khác nhau, tùy thuộc vào hệ thống quản lý và đặc điểm sinh học của chúng. Ví dụ, bò thịt và bò sữa phát thải nhiều metan hơn do quá trình lên men trong dạ cỏ, trong khi lợn và gia cầm có lượng phát thải thấp hơn nhưng vẫn cần quản lý chất thải hiệu quả. Việc áp dụng hệ thống chăn nuôi phù hợp với từng loài như chăn nuôi hữu cơ, chăn thả luân phiên, nuôi nhốt theo tiêu chuẩn cao giúp tối ưu hóa sản xuất, giảm tác động môi trường và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên.
Và trên đây là bài viết “Phương pháp giảm khí thải nhà kính trong chăn nuôi?” do Thư Viện Tiêu Chuẩn cung cấp. Nếu quý độc giả có thắc mắc về nội dung của bài viết trên, vui lòng liên hệ với chúng tôi để nhận được giải đáp.
- Hotline: 0948.690.698
- Email: thuvientieuchuan.org@gmail.com
