Asymmetric Effects of Fertilizer use and Cereal Land Area  on Agricultural CO2 Emissions: Implications for Green Agriculture in Vietnam

Date Received: 20-10-2025

Date Accepted: 23-04-2026

Date Published: 27-05-2026

##submissions.doi##: https://doi.org/10.31817/tckhnnvn.2026.24.5.08

Views

0

Downloads

0

Issue: Vol. 24 No. 5 (2026): Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Section:

KINH TẾ XÃ HỘI VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

How to Cite:

Nam, L., Song, N. V., & Linh, B. (2026). Asymmetric Effects of Fertilizer use and Cereal Land Area  on Agricultural CO2 Emissions: Implications for Green Agriculture in Vietnam. Vietnam Journal of Agricultural Sciences, 24(5), 665–675. https://doi.org/10.31817/tckhnnvn.2026.24.5.08

Asymmetric Effects of Fertilizer use and Cereal Land Area  on Agricultural CO2 Emissions: Implications for Green Agriculture in Vietnam

Le Phuong Nam (*) , Nguyen Van Song , Bui Khanh Linh

  • Tác giả liên hệ: [email protected]

    • Keywords

    CO2 emissions, fertilizer use, cereal land use, NARDL, green agriculture

    Abstract


    Although agriculture plays an important role in ensuring food security, it remains a significant source of CO2 emissions in Vietnam. In the context of promoting green agriculture with low emissions, this study examines the relationship between CO2 emissions, fertilizer use, and cereal cultivated area over the period 1976-2023, using data from WDI and FAOSTAT. The NARDL model is applied to analyze asymmetric effects in both the short run and the long run. The results show that fertilizer is the most influential factor: an increase in fertilizer use leads to a clear and lasting rise in CO2 emissions, while a reduction only results in a limited decrease. The cultivated area has no effect in the short run, but reducing the area helps lower emissions in the long run. These findings confirm that the relationship between agricultural inputs and CO2 emissions is non-linear and asymmetric over time, implying that policies should be designed based on the direction of change (increase or decrease) and time horizon (short run and long run) to support the development of low-emission green agriculture.

    References

    Ahmed Nazeer, Xinagyu Guo, Alnafissa Mohamad, Ali Arshad & Ullah Hafeez (2025). Linear and non-linear impact of key agricultural components on greenhouse gas emissions. Scientific Reports. 15(1): 5314. https://doi.org/10.1038/s41598-025-88159-1. Ali Sajjad, Ying Liu, Shah Tariq, Tariq Azam, Ali Chandio Abbas & Ali Ihsan (2019). Analysis of the Nexus of CO2 Emissions, Economic Growth, Land under Cereal Crops and Agriculture Value-Added in Pakistan Using an ARDL Approach. Energies. 12(23): 4590. https://doi.org/10.3390/en12234590.

    Asian Development Bank (2022). Agriculture, Natural Resources and Rural Development Sector Assessment, Strategy and Road Map: Viet Nam 2021-2025. Retrieved from https://www.adb.org/sites/default/files/institutional-document/763181/viet-nam-2021-2025-agriculture-sector-assessment-strategy-road-map.pdf. on Sep 10, 2025. Ben Jebli, Mehdi & Ben Youssef Slim. (2017). Renewable energy, arable land, agriculture, CO2 emissions, and economic growth in Morocco. MPRA Paper. Retrieved from https://mpra.ub.uni-muenchen.de/76798/1/MPRA_paper_76798.pdf. on Sep 10, 2025.

    Bùi Thị Phương Loan, Đinh Quang Hiếu, Mai Văn Trịnh, Vũ Thị Hằng, Đặng Thị Phương Lan, Nguyễn Thanh Hải, Vũ Việt Hà & Vũ Đình Nguyễn (2024). Đánh giá hiệu quả kinh tế và giảm phát thải khí nhà kính của mô hình sản xuất lúa hữu cơ theo hướng nông nghiệp tuần hoàn tại tỉnh Sóc Trăng. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (19): 3-12. https://doi.org/10.71254/jspka786. Chính phủ (2019). Nghị định số 84/2019/NĐ-CP quy định về quản lý phân bón. Truy cập từ https://vanban.chinhphu.vn/default.aspx?pageid=27160&docid=198327 ngày 15/9/2025. Chính phủ (2022). Nghị định số 130/2022/NĐ-CP sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 84/2019/NĐ-CP về quản lý phân bón và Nghị định số 94/2019/NĐ-CP về giống cây trồng. Truy cập từ https://vanban.chinhphu.vn/?pageid=27160&docid=207115. ngày 15/9/2025.

    Dickey David A. & Fuller Wayne A. (1979). Distribution of the Estimators for Autoregressive Time Series with a Unit Root. Journal of the American Statistical Association. 74(366a): 427-431. https://doi.org/10.1080/01621459.1979. 10482531. FAO (2025). Cereal area harvested (hectares) - Vietnam Food and Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved from https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL on Sep 10, 2025.

    Food Agriculture Organization of the United Nations (2010). “Climate-smart” agriculture: Policies, practices and financing for food security, adaptation and mitigation. Retrieved from https://www.fao.org/4/i1881e/i1881e00.htm. on Sep 16, 2025.

    Food Agriculture Organization of the United Nation. (2023). Regional Technical Platform on Green Agriculture. Retrieved from https://www.fao.org/platforms/green-agriculture/about/en. on Sep 16, 2025. Fusuo Zhang, Zhenling Cui, Xinping Chen, Xiaotang Ju, Jianbo Shen, Qing Chen, Xuejun Liu, Weifeng Zhang, Guohua Mi, Mingsheng Fan & Rongfeng Jiang (2012). Chapter one - Integrated Nutrient Management for Food Security and Environmental Quality in China. In Donald L. Sparks (Ed.): Advances in Agronomy. Academic Press. 116: 1-40). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394277-7.00001-4. Hashem M. Pesaran, Yongcheol Shin & Richard J. Smith. (2001). Bounds testing approaches to the analysis of level relationships. Applied Econometrics. 16(3): 289-326. https://doi.org/10.1002/jae.616. Hiroko Akiyama, Xiaoyuan Yan & Kazuyuki Yagi. (2006). Estimations of emission factors for fertilizer-induced direct N2O emissions from agricultural soils in Japan: Summary of available data. Soil Science and Plant Nutrition. 52(6): 774-787. https://doi.org/10.1111/j.1747-0765.2006. 00097.x.

    Hoàng Thị Huê, Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Bùi Thị Thu Trang, Nguyễn Thị Hoài Thương, & Nguyễn Văn Hiếu (2024). Hiện trạng phát thải khí nhà kính từ hoạt động sản xuất lúa trên địa bàn thành phố Hà Nội. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam. (10B): 69-75.

    Hoàng Tú Linh & Bùi Thị Thu Trang (2024). Đánh giá mức độ phát thải khí nhà kính từ hoạt động canh tác lúa trên địa bàn tỉnh Bắc Giang và đề xuất giải pháp quản lý. Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường. (51): 132-143.

    Intergovernmental Panel on Climate Change (2019). Climate Change and Land: An IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. Retrieved from https://www.ipcc.ch/srccl/. Jules N. Pretty (1995). Participatory learning for sustainable agriculture. World Development. 23(8): 1247-1263. https://doi.org/10.1016/0305-750X(95)00046-F. Lal R. (2004). Soil carbon sequestration to mitigate climate change. Geoderma. 123(1): 1-22. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2004.01.032.

    Lê Nguyễn Diệu Anh (2024). Chính sách phát triển nông nghiệp xanh ở Việt Nam. Tạp chí điện tử Lý luận chính trị. Truy cập từ https://lyluanchinhtri.vn/chinh-sach-phat-trien-nong-nghiep-xanh-o-viet-nam-6577.html. ngày 16/4/2025. Lidong Li, Tala Awada, Yeyin Shi, Virginia L. Jin & Michael Kaiser (2025). Global Greenhouse Gas Emissions From Agriculture: Pathways to Sustainable Reductions. Glob Chang Biol. 31(1): e70015. https://doi.org/10.1111/gcb.70015. Lin Siyuan, Zhou Ning, Jahangir Junaid & Sohail Sidra (2022). Analyzing dynamic impacts of deagriculturalization on CO2 emissions in selected Asian economies: a tale of two shocks. Environmental Science and Pollution Research. 29(48): 72957-72967. https://doi.org/10.1007/s11356-022-20773-2.

    Lương Quang Huy (2025). Giảm phát thải khí nhà kính trong hoạt động trồng trọt ở Việt Nam. Tạp chí Môi trường (09): 14-17. Truy cập từ https://vjol.info.vn/vea/article/view/120817/100465 ngày 16/4/2026. Miguel A Altieri (2002). Agroecology: the science of natural resource management for poor farmers in marginal environments. Agriculture, Ecosystems & Environment. 93(1): 1-24. https://doi.org/10.1016/S0167-8809(02)00085-3.

    Mordor Intelligence (2024). Seed Sector Analysis: Vietnam Industry Report. Retrieved from https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/seed-sector-analysis-vietnam-industry. on Sep 25, 2025.

    Nguyễn Nhật Minh (2023). Đánh giá mức độ phát thải khí nhà kính và đề xuất giải pháp giảm thiểu từ hoạt động canh tác lúa và chăn nuôi tại tỉnh Quảng Ninh. Tạp chí Môi trường - Chuyên đề Khoa học - Công nghệ. (04): 65-68. Truy cập từ https://vjol.info.vn/mt/article/view/88837/75445. ngày 10/4/2026. Parviz Koohafkan, Miguel A. Altieri & Eric Holt Gimenez (2012). Green Agriculture: foundations for biodiverse, resilient and productive agricultural systems. International Journal of Agricultural Sustainability. 10(1): 61-75. https://doi.org/10.1080/14735903.2011.610206 Pete Smith, Mercedes Bustamante, Helal Ahammad, Harry Clark, Hongmin Dong, Elnour A. Elsiddig, Helmut Haberl, Richard Harper, Joanna House, Mostafa Jafari, Omar Masera, Cheikh Mbow, Nijavalli H. Ravindranath, Charles W. Rice, Carmenza Robledo Abad, Anna Romanovskaya, Frank Sperling & Francesco N. Tubiello (2014). Agriculture, Forestry and Other Land Use (AFOLU). In Oliver Edenhofer, Ramón Pichs‑Madruga, Youba Sokona, Susanne Kadner, Kristin Seyboth, Steven Adler, Ingo Baum, Paul Brunner, Barbara Eickemeier, Jochen Kriemann, Joseph Savolainen, Stefan Schlömer, Christoph von Stechow & Till Zwickel (Eds.). Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 811-922). Cambridge University Press. Retrieved from https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_chapter11.pdf. on Sep 25, 2025.

    Phan Thị Hải Luyến & Nguyễn Xuân Hoà (2024). Đánh giá hiệu quả sử dụng phân đạm hướng tới giảm thiểu phát thải khí N2O trong sản xuất lúa tại Đồng bằng sông Hồng: trường hợp nghiên cứu tại Thuận Thành, Bắc Ninh. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. (08): 1050-1058. https://doi.org/10.1234/865stg19.

    Phillips Peter C.B. & Perron Pierre (1988). Testing for a unit root in time series regression. Biometrika. 75(2): 335-346. https://doi.org/10.1093/biomet/75.2.335.

    Rauf Usama Abdul, Ali Amanat, Ahmad Sareer & Shil Nikhil (2025). Greening Agriculture: Exploring the Asymmetric Impact of Agriculture on Carbon Emissions in SCO Countries. Journal of Agriculture and Environment for International Development (JAEID). 119(1): 43-64. https://doi.org/10.36253/jaeid-15885. Sajjad Ali, Ashfaq Ahmad Shah, Amogh Ghimire & Muhammad Atiq Ur Rehman Tariq (2022). Investigation the nexus between CO2 emissions, agricultural land, crop, and livestock production in Pakistan [Original Research]. Frontiers in Environmental Science. Vol. 10. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1014660. Thủ tướng Chính phủ (2013). Quyết định số 899/QĐ-TTg phê duyệt Đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững. Truy cập từ https://vanban.chinhphu.vn/default.aspx?pageid=27160&docid=168000. ngày 23/12/2025. Thủ tướng Chính phủ (2022). Quyết định số 150/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược phát triển nông nghiệp và nông thôn bền vững giai đoạn 2021–2030, tầm nhìn đến năm 2050. Truy cập từ https://vanban.chinhphu.vn/?pageid=27160&docid=205277. ngày 23/12/2025. Tim Searchinger, Richard Waite, Craig Hanson & Janet Ranganathan (2018). Creating a sustainable food future: A menu of solutions to feed nearly 10 billion people by 2050. Retrieved from https://research.wri.org/sites/default/files/2019-07/creating-sustainable-food-future_2_5.pdf. on Dec 23, 2025.

    Trịnh Việt Tiến (2023). Phát triển nông nghiệp xanh: Thực trạng và một số giải pháp. Tạp chí Kinh tế và Dự báo (17). Truy cập từ https://kinhtevadubao.vn/phat-trien-nong-nghiep-xanh-thuc-trang-va-mot-so-giai-phap-28049.html. ngày 23/12/2025. van Loon, Marloes P., Hijbeek, Renske, ten Berge, Hein F.M., De Sy, Veronique, ten Broeke, Guus A., Solomon, Dawit & van Ittersum Martin K. (2019). Impacts of intensifying or expanding cereal cropping in sub-Saharan Africa on greenhouse gas emissions and food security. Global Change Biology. 25(11): 3720-3730. https://doi.org/10.1111/gcb.14783.

    World Bank (2025a). Carbon dioxide (CO2) emissions from agriculture (Mt CO2e) World Bank. Retrieved from https://data.worldbank.org/indicator/EN.GHG.CO2.AG.MT.CE.AR5?locations=VN on Dec 23, 2025. World Bank. (2025b). Fertilizer consumption (kilograms per hectare of arable land) - Vietnam World Bank. Retrieved from https://data.worldbank.org/indicator/AG.CON.FERT.ZS?locations=VN on Dec 23, 2025. Xin Zhang, Eric A. Davidson, Denise L. Mauzerall, Timothy D. Searchinger, Patrice Dumas & Ye Shen. (2015). Managing nitrogen for sustainable development. Nature. 528(7580): 51-59. https://doi.org/10.1038/nature15743. Yongcheol Shin, Byungchul Yu & Matthew Greenwood-Nimmo (2014). Modelling Asymmetric Cointegration and Dynamic Multipliers in a Nonlinear ARDL Framework. In Robin C. Sickles & William C. Horrace (Eds.). Festschrift in Honor of Peter Schmidt: Econometric Methods and Applications Springer New York. pp. 281-314. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-8008-3_9.