Đồng bằng ở phía Nam của Hoa Kỳ có lượng mưa hàng năm thấp. Tuy nhiên khi trời mưa, những cơn bão to có thể gây ra xói mòn đất nghiêm trọng. Gió mạnh cũng làm mất đi tầng canh tác giá trị.

Cây che phủ trên cánh đồng lúa mì vụ đông tại Trung tâm khoa học nông nghiệp NMSU, Clovis NM. Ảnh: Rajan Ghimire.

Thường cây che phủ được trồng trong những mùa khi cây trồng quan trọng không được canh tác, cây che phủ có thể bao gồm các cây họ đậu như đậu Hà Lan và cây đậu lăng lông, hoặc các loại họ hòa thảo như yến mạch và lúa mạch.
 

Cây che phủ làm được nhiều thứ hơn là chỉ che phủ cánh đồng giữa các mùa vụ. Chúng giúp đất giữ nước mưa và giảm xói mòn do gió và nước.

Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu từ Đại học bang New Mexico và Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ cho thấy cây che phủ có thể làm tăng sức khỏe của đất ở vùng bán khô hạn của New Mexico.
 

Ghimire là nhà nghiên cứu tại Đại học bang New Mexico, cho biết “Có rất nhiều sự hoài nghi về hiệu quả của trồng cây che phủ trong môi trường khô hạn, nóng của Đồng bằng ở phía Nam của Hoa Kỳ”.

Ghimire nói “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy cây che phủ làm tăng sức khỏe sinh học của đất tại khu vực nghiên cứu trong vòng hai năm”.
 

Để xác định sức khỏe của đất, các nhà nghiên cứu đã đo lượng khí thải carbon dioxide trong đất. Những phát thải này cao hơn ở các lô thử nghiệm có cây che phủ so với các lô không trồng cây che phủ.

Rajan Ghimire (bên phải) hướng dẫn sinh viên Vesh Thapa (bên trái) dùng hệ thống kiểm tra CO₂ ngoài đồng, ẩm độ đất, nhiệt độ.

Vi sinh vật đất là những sinh vật nhỏ bé sống và hít thở trong đất khỏe. Carbon dioxide được phóng thích từ đất trong quá trình hô hấp của rễ cây và vi sinh vật trong đất. Ghimire nói “Hoạt động sinh học trong đất càng cao, lượng khí thải carbon dioxide càng nhiều”.
 

Các lô thí nghiệm được đặt tại Clovis, New Mexico - khoảng 200 dặm về phía đông của Albuquerque. Ghimire và các đồng nghiệp đã thử nghiệm nhiều loại cây che phủ trong hai mùa vụ. Họ cũng đã thử nghiệm sự kết hợp của các loại cây che phủ, chẳng hạn như trồng đậu Hà Lan và yến mạch cùng với nhau.

Rajan Ghimire miêu tả lợi ích của cây che phủ và tàn dư thực vật che phủ cho các vụ tiếp theo trong trồng luân canh và sức khỏe đất cho những người nông dân tại địa điểm nghiên cứu. Ảnh: Vesh Thapa.

Những lô chỉ có trồng đậu Hà Lan và những lô trồng kết hợp đậu Hà Lan và cải dầu cho thấy lượng khí thải carbon dioxide trong đất cao nhất của một trong những năm nghiên cứu. Tuy nhiên, xu hướng phát thải không nhất quán trong năm thứ hai, khiến kết quả khó giải thích.

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tương quan của nhiệt độ đất và lượng mưa đóng vai trò quan trọng trong việc xác định bao nhiêu lượng carbon dioxide được thải ra. Do đó, những yếu tố này ảnh hưởng đến sức khỏe đất.
 

Nhưng lượng khí carbon dioxide trong đất thải ra không được kiểm soát có thể là một vấn đề. Đó là vì carbon dioxide là một loại khí phát thải nhà kính. Ghimire cho biết, “Việc thải ra carbon dioxide trong đất cần phải được cân bằng với việc trữ carbon trong đất”. May mắn thay, cây che phủ giúp lấy khí đó từ khí quyển và lưu trữ nó trong đất.
 

Cây che phủ làm tăng trữ carbon trong đất theo hai cách. Cách thứ nhất, sinh khối rễ và phần trên mặt đất của chúng chủ yếu được cấu tạo từ carbon, cuối cùng sẽ phân hủy thành chất hữu cơ của đất.

Cây che phủ cũng cung cấp nơi ở và thức ăn cho vi sinh vật đất. Những vi sinh vật đất này, đặc biệt là nấm, liên quan với việc lưu trữ carbon nhiều hơn.
 

Hoạt động sinh học cũng cải thiện cấu trúc đất, và vi sinh vật đất có thể phóng thích dưỡng chất cây cần. Ghimire nói “Những thay đổi này rất có lợi cho cả môi trường và canh tác”.
 

Vi sinh vật sống trong rễ cây họ đậu có thể cố định đạm trong khí quyển để biến nó thành dạng hữu dụng cho cây. Tuy nhiên, hoạt động này cũng có thể làm tăng lượng carbon dioxide trong đất thải ra khi cây họ đậu được trồng làm cây che phủ.

Các loại cây che phủ thuộc họ hòa thảo, như yến mạch và lúa mạch, đóng góp tốt vào việc tích lũy carbon trong đất mà không làm tăng thêm thải ra carbon dioxide từ việc cố định đạm. Nhưng điều đó có nghĩa là cây sẽ cần lấy đạm ở nơi khác, và những loại cây che phủ họ hòa thảo này cũng có xu hướng cần nhiều nước hơn cây họ đậu.
 

Ghimire nói “Tìm ra sự cân bằng của điều này là quan trọng”. “Trồng hỗn hợp cây che phủ họ hòa thảo với cây họ đậu có thể giúp tăng lượng carbon và đạm trong đất trong khi đó làm giảm khí carbon dioxide thải ra”.
 

Các nhà nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục thí nghiệm này như là nghiên cứu dài hạn.

Ghimire cho biết “Trồng cây che phủ là cách hữu hiệu để cô lập carbon, giảm sự nóng lên toàn cầu và tăng khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu trong nông nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều điều để tìm hiểu về canh tác cây che phủ, đặc biệt là trong môi trường bán khô hạn.

Nguyễn Tiến Hải theo Agronomy.