Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gay gắt, hạn hán kéo dài, xâm nhập mặn và suy giảm nguồn nước ngọt đang trở thành “bài toán sinh tử” đối với sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là canh tác lúa nước – trụ cột của sinh kế hàng chục triệu nông dân Việt Nam.
Trước sức ép kép vừa bảo đảm an ninh lương thực, vừa thực hiện cam kết giảm phát thải khí nhà kính, ngành lúa gạo đang đứng trước yêu cầu phải chuyển đổi mạnh mẽ phương thức canh tác theo hướng bền vững hơn. Trong dòng chảy đó, kỹ thuật tưới ngập – khô xen kẽ (Alternate Wetting and Drying – AWD) đang trở thành giải pháp then chốt, hội tụ cả lợi ích kinh tế lẫn môi trường.
AWD – từ kỹ thuật canh tác đến công cụ tạo tín chỉ các-bon
Tưới ngập liên tục vốn là tập quán canh tác lâu đời của nông dân trồng lúa. Tuy nhiên, mô hình này tiêu tốn lượng nước khổng lồ và tạo môi trường yếm khí trong đất, thúc đẩy vi sinh vật sinh khí me-tan (CH₄) – loại khí nhà kính có khả năng gây nóng lên toàn cầu cao gấp 25–28 lần CO₂. Theo các nghiên cứu, canh tác lúa nước đóng góp khoảng 10–17% tổng lượng phát thải CH₄ toàn cầu, trong đó riêng khu vực Đông Nam Á chiếm tỷ trọng lớn.
Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) đã chứng minh hiệu quả của kỹ thuật tưới ngập – khô xen kẽ, từng được áp dụng thành công tại Nhật Bản, Trung Quốc, Philippines, Thái Lan.
Cốt lõi của AWD là không duy trì ruộng lúa ngập nước liên tục, mà cho phép mực nước rút xuống dưới mặt đất trong những giai đoạn nhất định, sau đó mới tưới lại khi cây lúa cần. Chính chu kỳ “ướt – khô” này giúp đất được thông khí, hạn chế môi trường yếm khí, từ đó giảm phát thải mê-tan, đồng thời tiết kiệm nước tưới.
IRRI khẳng định, AWD mang lại hiệu quả rõ rệt trên ba phương diện: tiết kiệm nước (giảm tới 40% lượng nước tưới), giảm phát thải khí nhà kính (giảm khoảng 50% CH₄) và nâng cao lợi nhuận cho nông dân nhờ giảm chi phí đầu vào nhưng vẫn giữ ổn định năng suất.
Điểm đặc biệt của AWD không chỉ nằm ở hiệu quả canh tác, mà còn ở khả năng đo lường, báo cáo và xác minh (MRV) lượng phát thải giảm. Đây chính là “chìa khóa” để nông nghiệp tham gia thị trường tín chỉ các-bon – lĩnh vực vốn lâu nay được xem là khó tiếp cận do phát thải phân tán, khó định lượng.
Theo PGS.TS Nguyễn Đình Thọ, Phó Viện trưởng Viện Chiến lược Chính sách nông nghiệp và Môi trường, quá trình khô – ướt luân phiên giúp hình thành môi trường hiếu khí trong đất, làm gián đoạn hoạt động của vi sinh vật yếm khí sinh mê-tan. Quan trọng hơn, AWD là kỹ thuật canh tác chính xác, có thể kiểm soát mực nước và thời điểm tưới theo từng giai đoạn sinh trưởng của cây lúa. Chính yếu tố “kiểm soát” này cho phép lượng phát thải giảm được đo đạc và quy đổi thành tín chỉ các-bon.
“Khi sản xuất nông nghiệp được chuẩn hóa và số hóa, nông nghiệp không chỉ là ‘bên phát thải’ mà hoàn toàn có thể trở thành ‘bên cung cấp tín chỉ các-bon’, tham gia hệ sinh thái tài chính xanh toàn cầu”, PGS.TS Nguyễn Đình Thọ nhấn mạnh.
Sự phát triển của công nghệ – từ cảm biến mực nước, dữ liệu vệ tinh, trí tuệ nhân tạo đến blockchain – đang giúp quá trình giám sát AWD ngày càng minh bạch, đáng tin cậy, mở đường cho các dự án tín chỉ các-bon trong lĩnh vực lúa gạo.
Thực tiễn triển khai tại Nghệ An đang cho thấy tiềm năng rất rõ ràng của AWD. Trong vụ hè thu năm 2024, tỉnh này đã áp dụng tưới ngập – khô xen kẽ trên diện tích 11.152,5 ha, giúp giảm tới 71.088,3 tấn CO₂e. Trong đó, diện tích lúa gieo sạ đạt 9.277,9 ha, giảm trung bình 6,3 tấn CO₂e/ha; lúa cấy 1.874,6 ha, giảm 6,7 tấn CO₂e/ha. Tỷ lệ giảm phát thải đạt trên 50% so với tưới ngập truyền thống.
Những con số này không chỉ phản ánh hiệu quả môi trường, mà còn là cơ sở khoa học để tính toán tín chỉ các-bon – với nguyên tắc mỗi tấn CO₂e giảm phát thải tương ứng một tín chỉ có thể giao dịch hoặc tái đầu tư cho sản xuất.
Nghệ An được đánh giá có điều kiện thuận lợi để nhân rộng AWD nhờ hệ thống thủy lợi tương đối đồng bộ, khả năng cấp – thoát nước linh hoạt và sự chủ động của người nông dân. Thực tế cho thấy, lượng nước tưới giảm 30–40%, chi phí sản xuất hạ xuống, trong khi năng suất lúa vẫn ổn định, sâu bệnh được kiểm soát tốt hơn.
Tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), AWD đang được áp dụng ngày càng rộng rãi trong 1–2 năm gần đây. Các nhà khoa học ước tính, nếu triển khai trên toàn bộ 1,8 triệu ha lúa của vùng, AWD có thể giúp tiết kiệm 7.400 tỷ đồng, giảm 2,4 tỷ m³ nước và cắt giảm 13,86 triệu tấn khí thải.
Thực nghiệm tại An Giang cho thấy, AWD giúp tăng năng suất lúa khoảng 9%, thu nhập tăng 31%, lợi nhuận thuần tăng khoảng 7 triệu đồng/ha, trong khi lượng khí mê-tan phát thải giảm 19–31%. Nhiều doanh nghiệp, tổ chức quốc tế cũng đang đồng hành, hỗ trợ nông dân chuyển đổi, như mô hình Coca-Cola phối hợp triển khai AWD trên 50 ha lúa tại Long An trong vụ mùa 2025.
Tương lai của AWD: Từ IoT đến nông nghiệp sinh học
Trong điều kiện sản xuất nhỏ lẻ của Việt Nam, một biến thể đơn giản hơn – AWD Farmer (AWDF) – đang được nông dân áp dụng. Thay vì chờ mực nước rút sâu 15 cm như AWD tiêu chuẩn, nông dân dựa vào kinh nghiệm quan sát mặt ruộng để quyết định thời điểm tưới. Nghiên cứu cho thấy, AWDF có thể giảm tới 35% phát thải CH₄ mà không làm gia tăng phát thải N₂O, đồng thời giữ ổn định dinh dưỡng đất.
Tuy nhiên, thách thức lớn nhất vẫn là hạ tầng thủy lợi chưa đồng bộ và hiệu quả kinh tế ban đầu chưa đủ hấp dẫn đối với các hộ có diện tích canh tác nhỏ (trung bình chỉ khoảng 0,13 ha/hộ). Việc thiếu đồng bộ trong áp dụng AWD giữa các hộ liền kề cũng làm giảm hiệu quả mô hình.
Để AWD thực sự phát huy tiềm năng, các nhà khoa học khuyến nghị kết hợp với công nghệ IoT – sử dụng cảm biến mực nước chạy bằng năng lượng mặt trời, kết nối vệ tinh, cho phép nông dân điều khiển tưới tiêu ngay trên điện thoại. Kết quả thử nghiệm cho thấy, AWD kết hợp IoT giúp tiết kiệm thêm 13–20% lượng nước, tăng năng suất trên 10% ở một số địa phương.
Song song đó, việc sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc sinh học là yếu tố quan trọng giúp cây lúa thích ứng tốt hơn trong giai đoạn chuyển đổi “ướt – khô”, bảo đảm năng suất và chất lượng nông sản, đúng với tinh thần nông nghiệp bền vững mà AWD hướng tới.
Từ những thửa ruộng ở Nghệ An, An Giang đến cánh đồng mênh mông ĐBSCL, AWD đang chứng minh rằng: giảm phát thải không phải là gánh nặng, mà có thể trở thành cơ hội sinh kế mới cho nông dân. Khi hạt lúa không chỉ làm ra gạo, mà còn “làm ra” tín chỉ các-bon, nông nghiệp Việt Nam đang từng bước chuyển mình, góp phần hiện thực hóa mục tiêu trung hòa các-bon và phát triển xanh trong dài hạn./.
