Chu trình sức khỏe của đất và tương lai của nông nghiệp bền vững

Chu trình sức khỏe đất- chu trình phản hồi trong quản lý sức khỏe đất

Chu trình sức khỏe đất là một khuôn khổ được phát triển tại bang Nebraska liên kết hành vi của con người, các biện pháp nông nghiệp, các chỉ tiêu về đất và các kết quả của hệ sinh thái trong vòng phản hồi nhằm hướng dẫn canh tác bền vững. Khi khoa học, sự tham gia của cộng đồng và hoạt động theo dõi dài hạn được tích hợp, khuôn khổ này có thể giúp cải thiện khả năng phục hồi của đất, nâng cao lợi nhuận cho nông trại và thúc đẩy tính bền vững môi trường.

Cụm từ “sức khỏe đất” đã trở thành một khẩu hiệu tập hợp của nền nông nghiệp thế kỷ 21. Tuy nhiên, mặc dù nhận được sự quan tâm ngày càng tăng trên toàn cầu, khoa học về cách sức khỏe đất được cải thiện hay suy thoái theo thời gian vẫn còn rời rạc và thiếu tính hệ thống. Tại Nebraska, một cách tiếp cận mới về sức khỏe đất đang dần hình thành - một cách tiếp cận gắn kết khoa học, cộng đồng và yếu tố con người trong vai trò quản lý đất đai, thông qua một mô hình được định hướng phản hồi và có tính lặp lại.

Ở trung tâm của sự chuyển dịch này là tiến sỹ Bijesh Maharjan, phó giáo sư kiêm nhà khoa học đất trong hệ thống khuyến nông tại Đại học Nebraska–Lincoln (UNL). Năm 2024, ông và các cộng sự đã công bố một bài báo trên tạp chí Agrosystems, Geosciences & Environment với tiêu đề “Soil Health Cycle” (Chu trình sức khỏe đất), trong đó đề xuất một khuôn khổ thống nhất nhằm hiểu rõ tính phức tạp của sức khỏe đất như một hệ thống sống và có khả năng thích ứng.

Có sự đồng thuận rộng rãi rằng các biện pháp quản lý như canh tác không làm đất (no-till), trồng cây che phủ, luân canh cây trồng và tích hợp với chăn nuôi có thể cải thiện sức khỏe đất. Nguồn USDA–NRCS South Dakota.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu, chuyên gia trong ngành, nông dân và các cơ quan như Cơ quan Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA-NRCS) rất đồng thuận về các biện pháp quản lý như không cày đất, trồng cây che phủ, luân canh cây trồng và tích hợp với chăn nuôi giúp cải thiện sức khỏe đất. Tuy nhiên, Maharjan và các cộng sự cho rằng mặc dù những biện pháp quản lý này đã được biết đến rộng rãi, mối liên hệ giữa quản lý, các chỉ tiêu sức khỏe đất có thể đo lường được (Soil Health Indicators - SHIs) và các kết quả chức năng của đất - như năng suất, lợi nhuận hay tính bền vững - vẫn chưa được định lượng một cách đầy đủ. Nhóm tác giả đã trình bày một vòng phản hồi mô tả quản lý sức khỏe đất như một chu trình tự củng cố: một vòng lặp sống động của nguyên nhân và hệ quả, cuối cùng sẽ hồi phục hoặc làm suy thoái tài nguyên đất tùy thuộc vào hướng dẫn của phản hồi đó.

Chu trình Sức khỏe Đất (Soil Health Cycle- SHC) kết nối bốn thành phần phụ thuộc lẫn nhau trong một vòng lặp liên tục theo thời gian:

1. Yếu tố con người: bao gồm kiến thức, động lực, kinh tế và các cơ chế chính sách khuyến khích, những yếu tố chi phối quá trình ra quyết định ở cấp độ nông hộ và xã hội.

2. Các biện pháp nông nghiệp: từ các biện pháp bảo tồn như cây che phủ, không cày đất và luân canh cây trồng đến việc bón cải tạo đất và các biện pháp khác.

3. Sức khỏe đất: được xác định thông qua các SHIs có thể đo lường được (ví dụ: hàm lượng cacbon hữu cơ trong đất, sinh khối vi sinh vật, độ bền kết cấu đất), phản ánh trạng thái sinh học, hóa học và lý học của đất.

4. Dịch vụ hệ sinh thái và kinh tế: các kết quả như năng suất, lợi nhuận và tính bền vững môi trường, qua đó khép kín vòng phản hồi trở lại hành vi của con người.

Phản hồi tích cực, được thúc đẩy bởi các biện pháp quản lý theo hướng bảo tồn, sẽ cải thiện chức năng của đất và mang lại các dịch vụ hệ sinh thái rõ rệt - năng suất cao hơn, giảm xói mòn đất, khả năng trữ cacbon tăng - từ đó củng cố động lực và các chính sách hỗ trợ. Ngược lại, phản hồi tiêu cực, thường xuất phát từ rào cản kinh tế hoặc thiếu hụt kiến thức, sẽ làm gia tăng suy thoái, dẫn đến giảm khả năng hồi phục của đất và sự trì trệ trong công tác quản lý đất bền vững.

Chu trình sức khỏe đất giúp chúng ta nhìn nhận sức khỏe đất như một quá trình thích ứng và lặp lại. Đó là quá trình thử nghiệm, học hỏi và điều chỉnh - tương tự như bất kỳ hệ thống nào hướng tới cải tiến liên tục.

Ở cốt lõi của chu trình sức khỏe đất, SHC giúp thu hẹp ba khoảng cách kéo dài trong khoa học đất:

1. Giữa đo lường và ý nghĩa: vượt ra khỏi danh sách các chỉ tiêu cố định để hướng tới các mối quan hệ động giữa nguyên nhân và kết quả.

2. Giữa tư duy ngắn hạn và dài hạn: thừa nhận độ trễ thời gian và trách nhiệm liên quan đến giữa các thế hệ khác nhau như những nguyên tắc thiết kế của các hệ thống bền vững.

3. Giữa khoa học và xã hội: tích hợp hành vi của người nông dân, kinh tế và phản hồi chính sách như những yếu tố không thể tách rời của các quá trình đất đai.

Bằng cách xem quản lý sức khỏe đất như một hệ thống lặp lại thay vì một biện pháp can thiệp một lần, SHC đặt khoa học đất vào bối cảnh rộng hơn của lý thuyết hệ thống, gần với quản lý thích ứng trong sinh thái học hoặc các mô hình cải tiến liên tục trong y học và sức khỏe con người.

Hành vi con người như một biến số của đất

SHC tạo nên sự khác biệt khi lồng ghép một cách rõ ràng yếu tố con người vào nền tảng sinh- lý- hóa của khoa học đất. Nghiên cứu đất truyền thống thường tách biệt các biến số ở cấp độ thửa ruộng; tuy nhiên, việc áp dụng các biện pháp bảo tồn lại phụ thuộc nhiều vào kinh tế và tâm lý không kém gì kỹ thuật nông học. Các khảo sát đã cho thấy rõ thực tế này.

Sự thiếu kết nối này kéo theo những hệ quả về chính sách. Khi không có dữ liệu đáng tin cậy liên kết việc cải thiện đất với lợi nhuận nông trại hoặc các kết quả bền vững có thể đo lường được, mức độ tham gia vào các chương trình bền vững vẫn còn thấp. Maharjan và các cộng sự kêu gọi việc báo cáo song song cả các SHIs và các kết quả chức năng của đất, tạo ra một nền tảng bằng chứng theo dõi kép, vừa củng cố niềm tin khoa học vừa cung cấp cơ sở kinh tế thuyết phục.

“Việc áp dụng các biện pháp bảo tồn phụ thuộc vào kinh tế và tâm lý không kém gì biện pháp nông học”.

Bằng cách đặt con người vào trung tâm của quản lý sức khỏe đất, SHC thừa nhận rằng hành vi, kinh tế và chính sách định hình kết quả nhiều không kém gì sinh học hay hóa học. Người nông dân đưa ra quyết định dựa trên năng suất và lợi nhuận, chứ không phải các chỉ số trừu tượng. Do đó, cần thiết phải đo lường cả các chỉ tiêu đất và những kết quả mà chúng tạo ra- năng suất, lợi nhuận và khả năng hồi phục của hệ sinh thái.

Cách tiếp cận theo dõi kép này - theo dõi đồng thời các chỉ số sức khỏe đất và các kết quả chức năng - giúp củng cố nền tảng khoa học của sức khỏe đất, đồng thời gắn kết chặt chẽ với thực tiễn kinh tế.

Biến số còn thiếu: Thời gian

Khía cạnh quan trọng khác trong khuôn khổ của Chu trình Sức khỏe Đất (SHC) là vai trò của thời gian. Quá trình chuyển hóa của đất vốn diễn ra chậm; chất hữu cơ tích lũy và sự đa dạng hóa của vi sinh vật thường cần nhiều năm, thậm chí hàng thập kỷ.

Độ trễ là một phần tất yếu của quá trình này. Việc cải thiện cấu trúc đất và hàm lượng chất hữu cơ đòi hỏi sự kiên trì để có thể nhìn thấy kết quả, nhưng những lợi ích đó sẽ tích lũy và gia tăng theo thời gian.

Các biện pháp can thiệp ngắn hạn, chẳng hạn như quản lý tưới tiêu, có thể mang lại kết quả nhanh chóng; tuy nhiên, những cải thiện mang tính cấu trúc và sinh học lại đòi hỏi sự bền bỉ lâu dài. Các tác giả khuyến nghị việc theo dõi theo chuỗi thời gian dài (longitudinal monitoring) và cách tiếp cận mang tính liên thế hệ, nhấn mạnh rằng các quyết định ngày hôm nay sẽ định hình khả năng hồi phục của đất trong nhiều thập kỷ tới.

Nhận thức được thang thời gian này, SHC kêu gọi giám sát dài hạn và một góc nhìn liên thế hệ, nhằm điều chỉnh quản lý nông nghiệp phù hợp với nhịp điệu chậm hơn của quá trình phục hồi sinh thái. Việc thu hẹp khoảng cách giữa “thời gian sinh thái” và “thời gian tài chính” sẽ là yếu tố then chốt để duy trì phản hồi tích cực trong chiến lược SHC.

Biến lý thuyết thành thực tiễn: Trường Sức khỏe Đất Nebraska

SHC không chỉ dừng lại ở một phép ẩn dụ. Nó là một lộ trình nhằm chuyển hóa hiểu biết khoa học thành biện pháp bền vững. Khuôn khổ này nhắc nhở các nhà nghiên cứu rằng đất vừa là một thực thể sinh- lý- hóa, vừa là một cấu trúc xã hội: sức khỏe của đất phụ thuộc vào hô hấp của vi sinh vật cũng như vào khát vọng của con người.

Trong bối cảnh biến động khí hậu, khan hiếm nước và áp lực lên hệ thống lương thực, SHC cung cấp một khuôn khổ khái niệm để đồng bộ hóa nông học, kinh tế và chính sách quanh một tầm nhìn tuần hoàn duy nhất về việc hồi phục đất. Việc liệu tầm nhìn này có thể được hiện thực hóa hay không phụ thuộc chính vào các vòng phản hồi mà nó mô tả - giữa khoa học và xã hội, dữ liệu và quyết định, hành động và thích ứng.

Một nỗ lực khuyến nông nhằm thu hẹp khoảng cách này là Trường Sức khỏe Đất Nebraska (Nebraska Soil Health School-SHS). Chương trình do Maharjan và Nicole Heldt, điều phối viên dự án nghiên cứu của UNL, dẫn dắt.

SHS được tài trợ bởi USDA-NRCS và tổ chức trong giai đoạn 2023-2024. Chương trình được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của các cộng đồng nông nghiệp trong những điều kiện khí hậu đa dạng của Nebraska. Trong hai năm, trường đã tổ chức tại bảy địa điểm, chia sẻ kiến thức ứng dụng về sức khỏe đất cho hơn 600 lượt người của các bên liên quan. Chính phản hồi từ một sự kiện như vậy, do Maharjan điều phối, đã truyền cảm hứng cho việc hình thành SHC.

Năm 2025, Maharjan kết hợp các nguyên lý của trường với khái niệm SHC để xây dựng mô hình sự kiện cộng đồng, được thiết kế nhằm tiếp cận trực tiếp các nhà sản xuất nông nghiệp- cả về mặt địa lý lẫn trình độ kiến thức - thông qua giáo dục sức khỏe đất có trọng tâm và dựa trên nhu cầu thực tế.

Ở hình thức này, trường đã phát triển thành một sự kiện lưu động “theo yêu cầu”, đưa giảng viên UNL, chuyên gia USDA-NRCS và các chuyên gia về sức khỏe đất trực tiếp đến các cộng đồng địa phương. Người sản xuất tham gia vào việc lập kế hoạch chương trình, chuẩn bị sự kiện và mời các đồng nghiệp của mình, từ đó tạo ra sự gắn kết thực sự.

Tính linh hoạt của chương trình cho phép giải quyết các nhu cầu đặc thù theo vùng. Một sự kiện tiêu biểu diễn ra tại Brunswick, bang Nebraska, với các chủ đề trình bày trải rộng từ hệ thống canh tác không làm đất, cấu trúc đất và cây che phủ, đến quản lý phân chuồng, sử dụng than sinh học biochar và kinh tế của nông nghiệp tái sinh. Hình thức tổ chức - các phiên thảo luận nhóm nhỏ, trao đổi và kết nối địa phương - đã thúc đẩy học tập thực tế và hợp tác đồng đẳng.

Hoàn thiện vòng lặp: Liên minh Sức khỏe Đất Nebraska

Liên minh Sức khỏe Đất Nebraska (Nebraska Soil Health Coalition – NSHC), một tổ chức phi lợi nhuận độc lập theo điều khoản 501(c)(3), được thành lập vào tháng 5 năm 2023 nhằm thúc đẩy giáo dục, truyền thông và việc áp dụng các nguyên tắc sức khỏe đất lấy người sản xuất làm trung tâm, qua đó xây dựng các nông trại, trang trại chăn nuôi và cộng đồng có khả năng chống chịu cao trên toàn bang Nebraska. Thành công dài hạn và tác động cộng đồng của Liên minh tập trung vào những bước đi cụ thể, mang lại lợi ích thiết thực cho các cộng đồng trên toàn bộ phạm vi rộng lớn trong nông nghiệp.

Cụ thể, NSHC hướng tới việc:

• Nâng cao nhận thức về tính liên kết giữa sức khỏe đất- sức khỏe cây trồng - sức khỏe vật nuôi- sức khỏe con người- sức khỏe môi trường- sức khỏe hành tinh.

• Tăng cường mối quan hệ giữa con người trong các hệ thống sản xuất, hệ thống thực phẩm và cộng đồng cá nhân của họ, cũng như với xã hội.

• Tạo dựng một môi trường thuận lợi, giúp mọi người tin rằng đây không chỉ là cơ hội dành cho người sản xuất, mà còn là cơ hội của toàn cộng đồng, nơi tất cả đều được hưởng lợi.

NSHC hoạt động theo mô hình “ba trụ cột, bốn kết quả”. Ba nhóm đối tượng cốt lõi bao gồm: các cộng đồng học tập của người sản xuất, các điểm trình diễn- giáo dục, và nhóm xây dựng tầm nhìn của các bên liên quan. Quá trình hợp tác này đạt được hiệu quả thông qua các mối quan hệ đối tác với những cộng đồng liên kết có định hướng rõ ràng, như Maharjan và các đối tác khác được giới thiệu tại trang web https://nesoilhealth.org.

Liên minh theo dõi bốn kết quả có mối liên kết chặt chẽ, tạo thành vòng lặp của NSHC:

1. Đánh giá chuẩn sức khỏe đất: Thiết lập các chỉ số nền ban đầu và đo lường mức độ cải thiện theo thời gian.

2. Tỷ suất hoàn vốn kinh tế: Phân tích tính khả thi về mặt tài chính của các biện pháp cải thiện sức khỏe đất.

3. Nghiên cứu xã hội - hành vi: Thực hiện các cuộc phỏng vấn nhằm xác định các ưu điểm và rào cản đối với sự thích ứng của cộng đồng.

4. Những câu chuyện thành công: Ghi chép và chia sẻ các kết quả thực tế từ những người sản xuất tham gia chương trình.

Thông qua cách tiếp cận toàn diện này, NSHC tạo ra các con đường dẫn tới sự chuyển đổi lâu dài trong nông nghiệp và cộng đồng trên toàn bang Nebraska.

Các thành phần chính trong từng Hub theo định hướng của Liên minh Sức khỏe Đất Nebraska (NSHC). NSHC hoạt động theo mô hình “ba trụ cột, bốn kết quả”.

Chương trình thí điểm đánh giá chuẩn sức khỏe đất được triển khai vào mùa hè năm nay tại Hub 1, một khu vực gồm 10 quận ở miền trung-nam Nebraska xung quanh thành phố Hastings. Hub 1 là trung tâm đầu tiên trong tổng số năm hub dự kiến sẽ được phát triển trên toàn bang. Các địa điểm này đóng vai trò nền tảng cho các nỗ lực trình diễn và giáo dục dài hạn mà tích hợp học tập mang tính hệ thống và xây dựng mối quan hệ gắn bó sâu sắc trong các cộng đồng nông nghiệp.

Vào tháng 8 năm 2025, Maharjan và nhóm của ông tại Trung tâm Nghiên cứu, Khuyến nông và Giáo dục Panhandle của UNL đã hợp tác với USDA-NRCS để lấy mẫu đất tại năm cặp địa điểm thuộc bốn quận trong Hub 1. Mỗi cặp bao gồm một thửa ruộng đang canh tác và một địa điểm tham khảo lân cận chưa bị xáo trộn, đại diện cho điều kiện đất tự nhiên của khu vực. Cách tiếp cận so sánh này cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá tác động của các biện pháp quản lý so với trạng thái sức khỏe nền của hệ sinh thái.

Những bước đi ban đầu này hỗ trợ mục tiêu rộng lớn hơn của NSHC là xây dựng hệ thống đo lường sức khỏe đất trên toàn bang, thiết lập các mốc chuẩn ở thời điểm khởi đầu của hành trình sức khỏe đất kéo dài năm năm trên các hệ sinh thái đa dạng của Nebraska, và sau đó theo dõi sự tiến bộ theo thời gian. Thông qua những nỗ lực này, NSHC góp phần đảm bảo Nebraska phát triển bền vững từ Omaha đến Scottsbluff.

Khuôn khổ hợp tác

Xét trên nhiều phương diện, Chu trình Sức khỏe Đất, Trường Sức khỏe Đất Nebraska và Liên minh Sức khỏe Đất Nebraska đại diện cho ba giai đoạn của cùng một hành trình- từ lý thuyết, đến giáo dục, rồi đến thực hành. Mỗi sáng kiến đều củng cố cho các sáng kiến còn lại trong một hệ thống phản hồi mà phản ánh chính chu trình mà nghiên cứu của Maharjan mô tả. Bằng cách kết hợp hiểu biết khoa học với việc triển khai dựa trên cộng đồng, Maharjan và các cộng sự đã xây dựng một mô hình hồi phục đất vượt qua ranh giới của các ngành khoa học riêng lẻ.

Trong một kỷ nguyên được định hình bởi biến đổi khí hậu, hạn chế tài nguyên và áp lực thị trường thay đổi, chu trình sức khỏe đất đóng vai trò như một tấm bản đồ chỉ đường- liên kết nông học, kinh tế và giáo dục trong một tầm nhìn chung về khả năng thích ứng. Những công cụ này có ý nghĩa then chốt trong việc giúp người nông dân, chủ trang trại chăn nuôi và các nhà hoạch định chính sách cân bằng giữa năng suất trước mắt và trách nhiệm quản lý đất lâu dài, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của các cộng đồng nông thôn.

Thách thức hiện nay rất rõ ràng: tiếp tục duy trì và thúc đẩy chu trình này vận hành theo hướng tích cực- hướng tới một tương lai của nền nông nghiệp bền vững.

Nguyễn Tiến Hải theo Sciencesocieties.