(A) Biểu đồ thứ tự các bước trong phân tích. Các khung chỉ ra các quy trình chính. Các mũi tên chỉ luồng thông tin. (B) Bản đồ của Illinois, dạng lưới, ô tương đương kích thước 10 x 10km; ở ba miền, những cánh đồng thử nghiệm (hình tam giác) và những cánh đồng đánh giá (dấu chấm). Nguồn: Frontiers in Plant Science (2022). DOI: 10.3389 / fpls.2022.852116.

Phân đạm có ý nghĩa lớn đối với năng suất cây trồng và sức khỏe môi trường, đặc biệt là chất lượng nước ở Vịnh Mexico.

Chính quyền liên bang và tiểu bang kêu gọi hạn chế việc sử dụng phân đạm, nhưng các chương trình tự nguyện và khuyến khích đã không đạt được thành công; vùng thiếu oxy “vùng chết” ở Vịnh vẫn còn lớn hơn nhiều so với các mục tiêu đề ra của Lực lượng đặc nhiệm Hypoxia - Lực lượng đặc nhiệm về tình trạng thiếu oxy trên sông Mississippi/Vịnh Mexico.

Một nghiên cứu mới của Đại học llinois khám phá các giải pháp chính sách tiềm năng để giảm thất thoát đạm mà vẫn bảo vệ lợi nhuận của nông dân.

Nicolas Martin, trợ lý giáo sư Khoa Khoa học Cây trồng tại Illinois và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi muốn tạo ra các cuộc thảo luận về chính sách như vậy, thay vì đưa ra câu trả lời dứt khoát rằng chính sách nào sẽ tốt nhất. Dựa trên thông tin có được và những hạn chế mà chúng tôi biết, chúng tôi chỉ ra những gì có thể xảy ra. Chúng tôi đang cố gắng nghĩ ra các giải pháp thay thế hoặc các kịch bản có thể cải thiện nền nông nghiệp hiện tại, xem xét lợi nhuận, an ninh lương thực và môi trường”.

Martin và cộng sự tận dụng một tập dữ liệu mô phỏng 4000 cánh đồng trong khoảng thời gian 30 năm để đánh giá tỷ lệ đạm đạt kinh tế tối ưu và những tổn thất do rửa trôi theo bốn kịch bản chính sách.

Chính sách đầu tiên sẽ sửa đổi tỷ lệ giá, đánh thế đạm theo tỷ lệ ấn định so với giá ngô. Chính sách thứ hai sẽ tính phí nông dân đối với việc rửa trôi đạm dư thừa từ các cánh đồng có mức đạm cao hơn mức cơ bản trong đất ở khắp tiểu bang Illinois. Chính sách thứ ba tính phí đạm còn lại bằng cách lấy lượng đạm được bón làm phân bón trừ đi lượng đạm cây đã sử dụng để tạo năng suất. Chính sách cuối cùng phản ánh một chương trình giảm đạm tự nguyện giống như chương trình hiện tại ở Trung Tây nước Mỹ.

Trong kịch bản nghiên cứu, nông dân sẽ được bù phí đạm và lỗ lãi, đảm bảo, trong hầu hết các kịch bản, lợi nhuận đều đạt được. Ngoài ra, tất cả các chính sách đều dẫn đến kết quả môi trường mong muốn: ít rửa trôi hơn.

Nghiên cứu đặt ra mục tiêu cho việc rửa trôi là 20% và nhận thấy rằng mức độ giảm có thể đạt được với mức giảm năng suất chỉ với 3,3% và ít ảnh hưởng tới lợi nhuận.

“Các mục tiêu cao hơn làm tăng chi phí theo cấp số nhân”, German Mandrini, tiến sỹ tốt nghiệp từ Khoa Khoa học Cây trồng và là tác giả đầu tiên của bài báo cho biết. “Mục tiêu giảm 20% có chi phí kiểm soát ô nhiễm ước tính từ 30-37 đô la Mỹ mỗi ha, tương đương với 147 triệu đô la mỗi năm khi được mở rộng đến cấp tiểu bang ở Illinois. Con số này nằm trong phạm vi chi trả của chính phủ hiện tại cho các chương trình bảo tồn hiện có”.

Nghiên cứu trước đây ước tính ô nhiễm nước ngầm có chi phí ẩn là 16,10 đô la Mỹ cho mỗi kg đạm do nguy cơ ung thư ruột kết; mùi, vị không mong muốn; tăng phú dưỡng và nhiều thứ khác nữa. Điều đó có nghĩa là giảm sự rửa trôi đạm theo mục tiêu 20% sẽ dẫn đến giảm tác động ngoại ứng môi trường 524 triệu đô la mỗi năm.

Mandrini nói: “Lợi tức đầu tư là 260%, bằng cách thực hiện các chính sách tạo ra động lực cho việc sử dụng đầu vào theo cách thông minh hơn”.

Trong số bốn chính sách, chính sách tính phí rửa trôi đạm cho kết quả tốt nhất. Các nhà nghiên cứu đã dẫn chứng việc tiết kiệm chi phí đạt tốt hơn; kiểm soát điểm nóng tốt hơn; và nội bộ hóa cao hơn, các kịch bản phạt những nơi ô nhiễm với mức cao hơn.

 “Điều này được thấy trong nhiều nghiên cứu về môi trường, Chúng tôi muốn kiểm soát môi trường, nơi nạp trực tiếp chất ô nhiễm, là lựa chọn tốt nhất để giảm tác động bên ngoài”, Mandrini nói. 

Martin cho biết thêm: “Chính sách tính phí rửa trôi đạm ngụ ý rằng mọi người có thể đánh giá và đo lường lượng đạm rời khỏi ruộng và được tính phí theo số lượng đó. Chính sách này có những thách thức khi thực hiện vì rất khó để đo lượng đạm rời khỏi đất của một cánh đồng. Tuy nhiên, với những tiến bộ trong công nghệ, nó có thể được ước tính với độ chính xác cao bằng cách sử dụng các thiết bị đo lường hoặc mô hình hóa”.

Ông nói: “Khi một lượng lớn đạm rời khỏi ruộng trong điều kiện quản lý cụ thể hoặc điều kiện đất cụ thể, các điểm nóng có thể xảy ra. Bằng cách tập trung nhiều hơn vào những khu vực này, chúng tôi có thể đạt được việc thực hiện chính sách thông minh hơn, thu được mức giảm ở những nơi mà nó quan trọng nhất”.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng các mô phỏng luôn đi kèm với các giả định có thể không phù hợp với các kịch bản trong thế giới thực, vì vậy họ nhấn mạnh rằng bài báo chỉ đơn thuần là điểm khởi đầu để thảo luận giữa nông dân, các nhóm thương mại, các nhà hoạch định chính sách và các bên liên quan khác.

Martin nói: “Tuy nhiên, những giả định này giúp chúng ta có thể sử dụng các phương pháp tiếp cận hiện tại mới nhất trong mô hình hệ thống cây trồng để bắt đầu giải quyết các câu hỏi mà chúng tôi không thể trả lời theo bất kỳ cách nào khác. Công việc trong tương lai của chúng tôi sẽ tìm cách cập nhật các giả định và xác nhận kết quả”.

Huỳnh Thị Đan Anh theo Phys.org