นักวิทย์เผย ‘นาข้าว’ ปล่อยก๊าซเรือนกระจกพุ่งเกือบเท่าตัวในรอบกว่า 60 ปี

ข้าวเป็นอาหารหลักที่หล่อเลี้ยงประชากรมากกว่าครึ่งหนึ่งของโลก ตั้งแต่นาขั้นบันไดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ไปจนถึงพื้นที่ชลประทานขนาดใหญ่ในจีนและอินเดีย ข้าวถือเป็นหัวใจสำคัญของอาหารประจำวันของผู้คนนับพันล้านคนทั่วโลก

อย่างไรก็ตาม การผลิตอาหารที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งของมนุษยชาติ กลับมีต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นเพราะดินที่ถูกน้ำท่วมขัง ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะต่อการเจริญเติบโตของต้นข้าวในนา ก็เอื้อต่อจุลินทรีย์ที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ

ในการศึกษาใหม่ของทีมนักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมและเกษตรกรรม พบว่า การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากนาข้าวทั่วโลกเพิ่มขึ้นเกือบ 2 เท่านับตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1960 หรือเฉลี่ยประมาณ 1.1 พันล้านตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปีในทศวรรษ 2010 เทียบเท่ากับปริมาณการปล่อยก๊าซจากรถยนต์ จำนวน 239 ล้านคันต่อปี

ตัวเลขดังกล่าวทำให้การปลูกข้าว กลายเป็นแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกขนาดใหญ่ที่สุดของภาคเกษตรกรรม รองจากการเลี้ยงปศุสัตว์ ขณะที่ความต้องการบริโภคข้าวทั่วโลกยังมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยระบุว่า เกษตรกรยังมีวิธีลดการปล่อยก๊าซจากการปลูกข้าวได้โดยไม่จำเป็นต้องลดผลผลิต หากผู้ปลูกข้าวทั่วโลกใช้แนวทางการทำเกษตรที่มุ่งเน้นการรับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ที่ดีที่สุดในปัจจุบันมาใช้ร่วมกัน อาจช่วยลดการปล่อยก๊าซจากนาข้าวได้ประมาณ 10% ภายในกลางศตวรรษนี้

แม้จะเป็นสัญญาณเชิงบวก แต่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่า การลดลงเพียงเท่านี้ยังไม่เพียงพอต่อการชะลอวิกฤตโลกร้อน จึงจำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีและแนวทางใหม่ ๆ ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม

เหตุใดก๊าซเรือนกระจกจากข้าวจึงเพิ่มขึ้น?

สาเหตุสำคัญที่ทำให้การปล่อยก๊าซจากนาข้าวเพิ่มขึ้น มาจาก 2 ปัจจัยหลัก ได้แก่ การขยายพื้นที่เพาะปลูก และแนวทางการจัดการเกษตรที่เข้มข้นขึ้น

นักวิจัยพบว่า มากกว่าครึ่งหนึ่งของการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกเกิดจากการขยายพื้นที่ปลูกข้าว ตัวอย่างเช่น พื้นที่ปลูกข้าวในทวีปแอฟริกาที่เพิ่มขึ้นเกือบ 2 เท่านับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ส่งผลให้การปล่อยก๊าซมีเทนในภูมิภาคเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าเช่นกัน

ขณะเดียวกัน เกษตรกรทั่วโลกหันมาใช้ปุ๋ยและวัสดุอินทรีย์มากขึ้น เช่น ฟางข้าวและมูลสัตว์ หันมาปลูกข้าวพันธุ์ข้าวที่ให้ผลผลิตสูง รวมถึง ปลูกข้าวเบียดกันถี่ขึ้นเพื่อเพิ่มผลผลิตต่อพื้นที่ ผลลัพธ์ที่ได้คือ ปริมาณข้าวมากขึ้น แต่ก็แลกมากับกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สูงขึ้นด้วย

หนึ่งในปัจจัยสำคัญที่นักวิจัยให้ความสนใจ คือการไถกลบตอซังและฟางข้าวหลังการเก็บเกี่ยว ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กันแพร่หลายเพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน มีส่วนทำให้การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิจากนาข้าวทั่วโลกเพิ่มขึ้นราว 18% นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960

สาเหตุเป็นเพราะอินทรียวัตถุที่เพิ่มขึ้นในดินกลายเป็นอาหารของจุลินทรีย์ เมื่อจุลินทรีย์ย่อยสลายอินทรียสารในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ ก็จะทำให้เกิดการก๊าซมีเทนออกมามากขึ้น นอกจากนี้อุณหภูมิโลกที่สูงขึ้นยังเร่งการทำงานของจุลินทรีย์ในดิน ทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากยิ่งขึ้น

อีกหนึ่งปัจจัยสำคัญคือการใช้ปุ๋ยเคมี โดยเฉพาะปุ๋ยไนโตรเจนสังเคราะห์ที่เพิ่มขึ้นประมาณ 76% หลังปี 2000 ซึ่งยิ่งเพิ่มการก๊าซไนตรัสออกไซด์ก๊าซเรือนกระจกที่มีความรุนแรงสูง และมีส่วนประมาณ 9% ที่ทำให้การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิจากกิจกรรมมนุษย์ทั่วโลกเพิ่มขึ้น

วิธีการจัดการน้ำในนาข้าวก็มีผลต่อการปล่อยก๊าซเช่นกัน ในอดีต นาข้าวชลประทานมักถูกปล่อยให้น้ำท่วมขังตลอดฤดูเพาะปลูก ทำให้จุลินทรีย์ในดินชื้นผลิตก๊าซเรือนกระจกออกมาอย่างต่อเนื่อง แต่ในช่วง 2 ทศวรรษที่ผ่านมา เกษตรกรจำนวนมากเริ่มใช้วิธีปล่อยน้ำสลับแห้ง (Intermittent Flooding) โดยมีการระบายน้ำออกจากนาเป็นระยะ วิธีนี้ช่วยลดการปล่อยก๊าซมีเทนได้เมื่อเทียบกับการปล่อยน้ำท่วมขังตลอดเวลา

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าการสลับระหว่างสภาพดินเปียกและแห้งอาจทำให้ก๊าซไนตรัสออกไซด์เพิ่มขึ้นเล็กน้อย เพราะกระตุ้นให้จุลินทรีย์เปลี่ยนไนโตรเจนในดินให้กลายเป็นก๊าซดังกล่าว

ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศจากการผลิตข้าว

การประเมินผลกระทบของการปลูกข้าวต่อสภาพภูมิอากาศทำได้ยากกว่าการวัดก๊าซเรือนกระจกเพียงชนิดเดียว เพราะนาข้าวทั้งปล่อยก๊าซมีเทนและไนตรัสออกไซด์จากดินที่ชื้นหรือน้ำท่วมขัง ขณะเดียวกันต้นข้าวก็ช่วยดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างการเติบโต และดินในนาก็อาจสูญเสียคาร์บอนในช่วงหลังเก็บเกี่ยว

นักวิจัยจึงใช้ทั้งแบบจำลองระบบนิเวศ เทคโนโลยี AI และข้อมูลจากพื้นที่ทดลองกว่า 1,200 แห่งทั่วโลก เพื่อประเมินการปล่อยก๊าซจากนาข้าวในช่วงปี 1961 -2020 รวมถึงวิเคราะห์ปัจจัยที่ทำให้การปล่อยก๊าซเพิ่มขึ้น และทดสอบแนวทางลดผลกระทบในอนาคต

ผลการศึกษาพบว่า การลดการใช้ปุ๋ย การลดการไถพรวน การจัดการฟางข้าวอย่างเหมาะสม และการปล่อยน้ำสลับแห้งในนา สามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการปลูกข้าวทั่วโลกได้ราว 10% ภายในกลางศตวรรษนี้ โดยไม่กระทบผลผลิตมากนัก

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าแนวทางที่ถูกมองว่าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไม่ได้ช่วยลดก๊าซเสมอไป เช่น การใช้ปุ๋ยอินทรีย์หรือการทิ้งฟางในนา หากมากเกินไปอาจเพิ่มก๊าซมีเทนได้ ทางเลือกหนึ่งคือการเปลี่ยนเศษพืชเป็นไบโอชาร์ (Biochar) หรือถ่านชีวภาพ เพื่อช่วยกักเก็บคาร์บอนและลดการปล่อยก๊าซ

งานวิจัยยังชี้ว่า ไม่มีวิธีใดการที่ใช้ได้ผลเหมือนกันทุกพื้นที่ เพราะสภาพภูมิอากาศและระบบการผลิตแตกต่างกัน บางประเทศอาจได้ผลดีจากการจัดการน้ำ ขณะที่บางพื้นที่ควรเน้นลดปุ๋ยไนโตรเจนหรือปรับวิธีไถพรวน

แม้จะยังมีแนวทางช่วยลดการปล่อยก๊าซจากนาข้าวได้ แต่ศักยภาพในการลดโดยรวมยังมีจำกัด นักวิทยาศาสตร์จึงมองว่า โลกจำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีและวิธีการใหม่ ๆ เพิ่มเติม เพื่อให้สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้โดยไม่กระทบต่อการผลิตข้าวในอนาคต

ที่มา: The Conversation