Để yên cho cọng rơm trên đồng lúa

Khoảng sau thập niên 1970, cơ giới nông nghiệp dần dần được đưa vào đồng ruộng. Ngoài chuyện dùng máy cày để trang đất, cày lật, trục bùn, các loại máy cấy lúa, máy gặt lúa - từ máy gặt xếp dải, đến máy gặt đập liên hợp - cũng được đưa vào ruộng. Mười năm gần đây, khi máy gặt thế hệ mới có thêm thao tác cuộn rơm thành các khối trụ tròn thì giá trị của các cọng rơm bắt đầu được xem xét nghiên cứu nhiều hơn nhằm tăng giá trị của cây lúa hoặc dùng rơm tạo nên một nguồn nguyên liệu cho những sản phẩm khác nhau.

Rơm dưới góc nhìn của biến đổi khí hậu

Tuy nhiên, khi nhìn việc quản lý ruộng lúa qua cái nhìn của vấn đề biến đổi khí hậu và phát thải khí nhà kính, gây hiện tượng nóng lên toàn cầu, thì chuyện đốt rơm rạ bị đánh giá với nhiều tiêu cực. Đốt rơm rạ sẽ làm phát thải Dioxide Carbon (CO2) Monoxide Carbon (CO), metan (CH4), Dioxide Lưu huỳnh (SO2), Dioxide Nitơ (NO2)… gây ô nhiễm môi trường, gia tăng các hạt bụi PM 10, PM2.5 có hại cho việc hô hấp, ảnh hưởng điều kiện vi khí hậu, che khuất tầm nhìn, có thể gây khói mù làm gia tăng nguy cơ gây tai nạn giao thông. Ngoài ra, đốt rơm ra ngoài đồng sẽ làm chết các vi sinh vật đất hoặc côn trùng trong ruộng, ảnh hưởng đến sự đa dạng sinh học…

Câu hỏi đặt ra là có thể xử lý rơm rạ như thế nào cho có lợi nhất và ít gây tác hại nhất? Chuyện cọng rơm đơn sơ trên ruộng lúa bây giờ trở thành một chủ đề khoa học khá thú vị nhưng cũng đầy thách thức cho các nhà nông, nhà khoa học, nhà kinh tế và cả nhà quản lý nông nghiệp! Đã có nhiều công bố kết quả nghiên cứu khoa học trên các tập san, luận án, sách xuất bản hoặc ở các diễn đàn, hội nghị.

Trước hết, rơm rạ được nhìn như là một nguồn sinh khối khá lớn. ĐBSCL vào năm 2023 đã sản xuất được một sản lượng gần 24 triệu tấn lúa, mỗi tấn lúa sẽ có xấp xỉ 1 tấn rơm rạ và chừng 200-210 ki lô gam trấu. Trong khi đó, nếu nén rơm để làm chất đốt thì có thể thu được một nhiệt lượng khoảng 4.000 kcal/ki lô gam, tương đương chừng 16.86 MJ/ki lô gam.

Mặc dầu rơm rạ có giá bán rẻ hơn trấu nhưng công lao động thu gom và cần không gian chứa rơm nhiều hơn trấu (1 tấn rơm chiếm một không gian khoảng 20 - 30 mét khối, tùy theo độ nén, trong khi 1 tấn trấu chiếm 2-5 mét khối, tùy độ ẩm) nên trấu được chọn làm than sinh học nhiều hơn so với rơm. Việc đốt 1 ki lô gam rơm rạ hay trấu có thể phát thải khoảng 0,85 ki lô gam CO2 vào bầu khí quyển.

Câu hỏi có thể dùng rơm rạ hoặc trấu để đốt tạo ra nhiệt năng đun sôi nước để tạo áp lực hơi nước làm quay turbine phát điện, sản xuất điện năng được không? Hoặc, nên dùng rơm rạ - loại thực vật phi gỗ dồi dào, với hàm lượng cellulose và hemicellulose lên tới 40-60% - làm nguồn nguyên liệu tự nhiên cho ngành công nghiệp giấy giúp giảm khai thác gỗ được không?

Về lý thuyết và thực nghiệm trong phạm vi thí điểm nhỏ là được, nhưng giá thành thu gom rơm trấu, mua và vận chuyển về nhà máy quá cao, quá cồng kềnh và cần không gian chứa lớn nên hiệu quả kinh tế rất thấp so với các nguồn phát điện khác, thậm chí đầu ra sẽ thua lỗ nặng và chịu rủi ro cao do nguồn cung ít và không ổn định.

Vấn đề lớn nhất và cũng là thách thức lớn nhất cho nhà đầu tư là chi phí khổng lồ dành cho việc thu gom, vận chuyển liên tục cho hơn 1 triệu héc ta rơm rạ từ các đất lúa rải rác khắp ĐBSCL, vượt qua hàng trăm ki lô mét sông rạch để về tới nhà máy, trong khi vẫn chưa có công bố rõ ràng Chi phí điện năng quy dẫn (Levelized Cost of Electricity - LCOE). Do đó, bài toán năng lượng từ rơm rạ, trấu vẫn chưa giải đáp rõ ràng được.

Ngày nay, các nghiên cứu chỉ ra rằng, rơm rạ có thể phối hợp với các tỷ lệ khác nhau chung với vôi vữa, xi măng, thạch cao và các vật liệu khác như composite hoặc nhựa phế liệu làm thành gạch xốp, tấm ốp tường, ngói lợp, sàn pallet, ván sợi có mật độ trung bình (Medium Density Fiberboard - MDF), hoặc xa hơn là các vật liệu Carbon xốp cấu trúc phân cấp (Hierarchical porous carbon).

Tất cả đều được đánh giá như là những vật liệu tiềm năng, thân thiện với môi trường, cách nhiệt, giữ ẩm, có thể chống cháy… Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu và ứng dụng này chủ yếu phát triển ở nước ngoài, nơi có những cánh đồng trồng lúa mì, lúa mạch hoặc lúa gạo rộng hàng trăm ngàn héc ta tập trung và được cơ giới hóa gần như toàn bộ.

Một góc nhìn khác

Thực tế, khi con người lấy hết dinh dưỡng từ trong đất dưới dạng thực phẩm và sinh khối mà chỉ trả lại cho đất phân bón hóa học, chỉ rặt những urê và NPK thay vì các chất hữu cơ dưỡng đất cần thiết thì đất sẽ chai dần, thoái hóa. Ở ĐBSCL, chỉ cần giảm sản xuất lúa từ ba vụ xuống còn hai vụ một năm thì cũng góp phần giảm đến 30% lượng metan trong năm cho ngành nông nghiệp - xem như đã đạt nhiệm vụ đến năm 2030, theo Quyết định 896/QĐ-TTg của Chính phủ về “Chiến lược quốc gia về biến đổi khí hậu giai đoạn đến năm 2050”.

Khi nông dân có thể làm hai vụ mỗi năm, thì ruộng có thời gian nghỉ vào mùa mưa lũ, cứ để nước phù sa làm công việc phân hủy rơm rạ, tạo ra phân bón hữu cơ hữu ích. Nông dân có thể rải thêm chế phẩm sinh học để tăng khả năng phân hủy. Hoạt động này chỉ mất 2-4 tuần lễ là hoàn thành, vụ lúa hoặc cây trồng vụ sau sẽ không bị ngộ độc hữu cơ. Ngoài ra, bà con có thể đem rơm ngày lên bờ ruộng, sản xuất nấm rơm để bán. Nhà nào có nuôi trâu bò, heo gà thì dùng rơm làm thức ăn hoặc đệm lót sinh học, khi rơm phân hủy vẫn là nguồn phân bón hữu cơ giàu dinh dưỡng.

Cả chu trình sống (Life cycle) của cây lúa từ đất trồng đến bàn ăn của người dùng cuối là một hành trình, mà trên mỗi công đoạn đều có dấu chân carbon hay sự phát thải nhiều ít khí nhà kính (xem hình trên). Với nhãn quan sinh thái nông nghiệp, để yên cọng rơm trên đồng lúa, có ai dám bảo đó không liên quan gì đến mục tiêu Chương trình “Một triệu héc ta lúa chất lượng cao, phát thải thấp”?

TS. Lê Anh Tuấn