Nghiên cứu cho thấy vi sinh vật – dù còn sống hay đã chết - có thể trở thành một chỉ tiêu để đo lường sức khỏe đất

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh một loạt các thử nghiệm sinh học có thể đóng vai trò là “chỉ số thay thế” để đo lượng carbon trong đất được cải thiện như thế nào nhờ những biện pháp canh tác nông nghiệp tái sinh khác nhau – ngay cả khi chưa thể đo trực tiếp lượng carbon trong đất trong từ nhiều năm trước. Kỹ thuật này đem lại những hiểu biết mới về hiệu quả của các biện pháp canh tác nông nghiệp tái sinh khác nhau trong việc cải thiện sức khỏe đất.

Hiện tượng này được làm rõ trong một nghiên cứu mới do đại học bang Bắc Carolina thực hiện, với sự phối hợp của đại học Nông nghiệp và Kỹ thuật bang Bắc Carolina và đại học Emory, nhóm nghiên cứu đã kết hợp nhiều biện pháp canh tác tái sinh và sau đó đo lường các chỉ số sinh học bao gồm hoạt tính enzyme, sinh khối vi sinh vật (vi sinh vật sống) và xác sinh khối vi sinh vật (vi sinh vật đã chết). Tất cả các thông số này đều đóng vai trò là chỉ số thay thế cho lượng carbon được lưu trữ trong đất.

Carbon trong đất là yếu tố then chốt của sức khỏe đất, hỗ trợ quá trình tuần hoàn dinh dưỡng, hoạt động sinh học, cấu trúc đất và các chức năng khác của hệ sinh thái. Sinh khối và xác sinh khối là dấu hiệu sớm cho quá trình hình thành và mất carbon trong đất, chúng được đo lường từ nhiều năm trước khi mà các phương pháp đo lường carbon truyền thống có thể phát hiện được.

“Khi vi sinh vật tiêu thụ carbon, chúng sẽ tiết enzyme để phân giải lượng carbon đó rồi hấp thụ một phần vào cơ thể”, Debjani Sihi cho biết. “Sau đó, vi sinh vật phóng thích một phần carbon thông qua quá trình hô hấp, tức trả lại lượng carbon này vào khí quyển. Trong quá trình này, vi sinh vật cũng tạo ra sinh khối khi chúng còn sống và xác sinh khối khi chúng chết”.

Theo bà Sihi, xác sinh khối vi sinh vật là nguồn lưu trữ carbon hiệu quả trong đất về lâu dài bởi vì chúng dễ dàng hình thành các liên kết hóa học bền vững với các khoáng chất trong đất, việc này tạo thành “kho” chứa carbon giúp cho việc đánh giá sức khỏe đất cũng như khả năng lưu trữ carbon.

Các nhà nghiên cứu đã áp dụng nhiều biện pháp canh tác tái sinh bao gồm các mức độ làm đất khác nhau (quy trình cơ học chuẩn bị đất cho nông nghiệp) và kết hợp các loại cây che phủ đa dạng trên hệ thống nông lâm có sẵn cây thông Loblolly và cây hồ đào tại trang trại nghiên cứu của đại học Nông nghiệp và Kỹ thuật bang Bắc Carolina.

Quan sát sự khác biệt giữa hệ thống nông lâm kết hợp trồng cây thông và cây hồ đào: cây hồ đào tạo sinh khối cao hơn và ảnh hưởng đến sự hô hấp của vi sinh vật trong đất có sự khác biệt do lá rộng của cây hồ đào dễ bị vi sinh vật phân hủy hơn so với lá kim của cây thông.

Hoạt động của enzyme cũng đáp ứng (responese) với các loài cây và những nghiệm thức sử dụng cây che phủ, điều này chứng tỏ chỉ số sinh học này có thể dự báo sớm những thay đổi trong chu trình dinh dưỡng của đất. Nghiên cứu cũng cho biết không có sự thay đổi đáng kể lượng carbon giữa biện pháp làm đất tối thiểu và không làm đất. Theo Sihi, đây là cơ sở để tiếp tục áp dụng biện pháp làm đất tối thiểu vì nó mang lại nhiều lợi ích khác - chẳng hạn như giảm cỏ dại - mà không cản trở việc tích lũy carbon.

Nghiên cứu này cho thấy sinh khối vi sinh vật sống và sinh khối xác vi sinh vật có thể là dấu hiệu để đánh giá sớm sức khỏe đất hiệu quả, giới thiệu với các nhà khoa học một công cụ hiệu quả để ước tính lượng carbon tích trữ trong đất trước nhiều năm so với các phương pháp đo lường thông thường.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Đại học Bang Bắc Carolina