Mô tả khái niệm về thông lượng GHG giả định để đáp ứng với những thay đổi cường độ làm đất bị ảnh hưởng bởi việc áp dụng cây trồng HT và sự xuất hiện của cỏ dại kháng thuốc diệt cỏ. Nguồn: Nature Food (2022). DOI: 10.1038 / s43016-022-00488-w.

Một nghiên cứu mới kết hợp dữ liệu khảo sát và mô hình máy tính tiên tiến đã phát hiện ra xu hướng gia tăng cường độ làm đất trong sản xuất ngô và đậu tương của Hoa Kỳ trong những năm gần đây đã dẫn đến sự gia tăng phát thải khí nhà kính từ các cánh đồng nông nghiệp.

Nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Nature Food, dựa trên dữ liệu khảo sát nhiều năm đã hỏi hàng nghìn nông dân Hoa Kỳ về cách làm đất của họ. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã đưa các dữ liệu liên quan vào các mô hình hệ sinh thái phức tạp để xem các quyết định làm đất ảnh hưởng như thế nào đến việc phát thải khí nhà kính trong đất, bao gồm carbon dioxide và nitơ oxit.

Chaoqun Lu, phó giáo sư sinh thái học, tiến hóa và sinh vật học thuộc Đại học bang Iowa, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết sự kháng thuốc ngày càng tăng của cỏ dại đối với thuốc diệt cỏ thông thường glyphosate có thể góp phần gia tăng việc làm đất. Các loại cây trồng biến đổi gen kháng thuốc trừ cỏ đã xuất hiện trong lĩnh vực nông nghiệp vào cuối những năm 1990 và việc áp dụng chúng đã giải phóng một số nông dân khỏi sự phụ thuộc vào việc làm đất như một phương pháp kiểm soát cỏ dại. Nhưng số lượng ngày càng tăng của các loài cỏ dại có khả năng kháng thuốc diệt cỏ đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ, làm giảm hiệu quả của thuốc diệt cỏ và một lần nữa làm cho việc xới đất trở thành phương án kiểm soát cỏ dại hấp dẫn hơn. Và khi cường độ làm đất tăng lên, nhiều carbon và nitơ lưu trữ trong đất sẽ giải phóng vào khí quyển dưới dạng khí nhà kính, Lu nói.

Lu cho biết: “Một trong những điều thú vị mà chúng tôi tìm thấy trong nghiên cứu này là cường độ làm đất đã chuyển từ xu hướng giảm sang xu hướng gia tăng kể từ năm 2008. Phân tích hồi quy của chúng tôi cho thấy xu hướng này có tương quan với việc áp dụng rộng rãi các loại cây trồng chịu thuốc trừ cỏ trước năm 2008 và tính kháng cỏ dại mới nổi sau năm 2008. Chúng tôi không thể khẳng định mối quan hệ nhân quả chặt chẽ, nhưng phân tích hồi quy cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa chúng”.

Cuộc khảo sát đặt câu hỏi về các quyết định của nông dân đối với giống cây trồng và cường độ canh tác. Các chủ đề khảo sát bao gồm làm đất không xới đất, làm đất bảo tồn và làm đất thông thường. Dữ liệu cho thấy diện tích trồng ngô không cày xới tăng khoảng 12 triệu mẫu Anh và gần 17 triệu mẫu đất trồng đậu tương từ năm 1998 đến năm 2008. Nhưng diện tích ngô không cày xới đã giảm gần nửa triệu mẫu Anh từ năm 2009 đến năm 2016 và giảm gần 6 triệu mẫu. các mẫu đất đậu tương trong thời kỳ đó, theo cuộc điều tra. Diện tích ngô được canh tác bảo tồn và diện tích trồng đậu tương được canh tác bảo tồn và làm đất thông thường cho thấy xu hướng tương tự, lần đầu tiên giảm từ năm 1998 đến năm 2008 trước khi tăng trở lại mức trước đó vào năm 2016.

Cung cấp dữ liệu vào các mô hình hệ sinh thái đất cho thấy rằng cường độ làm đất tăng lên kể từ năm 2009 đã bù lại lợi ích giảm thiểu khí nhà kính đạt được trong quá trình giảm đất canh tác từ năm 1998 đến năm 2008.

Lu cho biết nghiên cứu đã khám phá ra mối quan hệ giữa khả năng chống cỏ dại, công nghệ hạt giống và phát thải khí nhà kính có thể giúp hiểu rõ hơn về cách vận hành trang trại có thể giảm thiểu biến đổi khí hậu. Nghiên cứu trước đây của nhóm bà cho thấy lượng khí thải nitơ oxit từ đất nông nghiệp ở Vành đai ngô của Hoa Kỳ đã tăng lên trong những năm gần đây, phần lớn là do việc bón phân đạm rộng rãi cho đất nông nghiệp. Nitơ bổ sung được cây trồng sử dụng một phần, nhưng phần còn lại nằm trong đất hoặc bị thất thoát ra môi trường. Trong quá trình này, vi sinh vật sống trong đất tiêu thụ các hợp chất chứa nitơ và tạo ra nitơ oxit như một sản phẩm phụ.

Trong khi đó, chất hữu cơ trong đất bị phân hủy và một phần chuyển hóa thành khí cacbonic. Cả hai đều là khí nhà kính mạnh có khả năng làm ấm khí hậu. Lu nói: Các phương pháp làm đất thâm canh làm xáo trộn đất, thay đổi độ ẩm và độ thoáng khí của đất và khuấy trộn tàn dư cây trồng vào đất, cùng nhau làm thay đổi tỷ lệ sản sinh khí nhà kính của đất và cho phép nhiều khí này thoát ra ngoài.

Lu chỉ ra việc sử dụng các loại thuốc diệt cỏ thay thế để chống lại cỏ dại kháng glyphosate hoặc sử dụng glyphosate trong ít năm liên tục hơn, cũng như đa dạng hóa cây trồng ngoài ngô và đậu tương là những lựa chọn để kiểm soát cỏ dại mà không làm tăng phát thải khí nhà kính.

Lu nói: “Nếu không có một chiến lược hiệu quả để kiểm soát cỏ dại, cường độ làm đất có thể tiếp tục phát triển trong tương lai và có thể làm suy yếu các thành tựu giảm thiểu khí nhà kính từ các hoạt động nông nghiệp khác.

Huỳnh Thị Đan Anh theo Phys.org