Khi việc mở rộng nông nghiệp và các hoạt động canh tác thâm canh tiếp tục làm suy thoái đất và thải các-bon vào khí quyển, việc tìm ra cách tăng cường khả năng lưu trữ các-bon trong đất là rất quan trọng.

Với hơn 40% diện tích đất trên hành tinh được sử dụng để canh tác, các hệ sinh thái nông nghiệp cần đóng vai trò chính trong các chiến lược giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên, hiểu biết hạn chế về tương tác giữa thực vật và vi sinh vật cho đến nay đã cản trở các nỗ lực tối đa hóa khả năng lưu trữ các-bon trong đất.

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Luiz Domeignoz-Horta từ Đại học Zurich đứng đầu đã khám phá ra những hiểu biết mới về cách tăng cường sự đa dạng của thực vật trong nông nghiệp có thể cải thiện đáng kể khả năng lưu giữ các-bon trong đất.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu bằng cách sử dụng thí nghiệm TwinWin, được đặt tại Phần Lan, nhằm khám phá cách các mức độ đa dạng thực vật khác nhau, kết hợp với lúa mạch, ảnh hưởng đến các quá trình vi sinh vật trong đất.

Lúa mạch được trồng riêng lẻ hoặc được gieo dưới tối đa tám loài thực vật khác nhau, bao gồm các giống cố định đạm và rễ sâu được lựa chọn vì tiềm năng cải thiện sức khỏe đất.

Để đo lường mức độ hiệu quả của vi khuẩn chuyển đổi đầu vào các-bon thành sinh khối mới thay vì giải phóng dưới dạng CO2, các nhà nghiên cứu đã đo hiệu quả sử dụng các-bon của vi khuẩn.

Bằng cách phân tích sự phát triển của vi khuẩn và hô hấp đất thông qua giải trình tự phân tử và theo dõi đồng vị ổn định, họ đã theo dõi chuyển động của các-bon qua các cộng đồng vi khuẩn đất.

“Chúng tôi thấy rằng sự đa dạng thực vật cao hơn thúc đẩy các tương tác tích cực mạnh mẽ hơn giữa các vi khuẩn trong rễ cây - khu vực xung quanh rễ cây - cuối cùng đã cải thiện hiệu quả sử dụng các-bon của cộng đồng”, tác giả đầu tiên của nghiên cứu Luiz Domeignoz-Horta giải thích.

Sinh khối thực vật được cải thiện nhờ đa dạng sinh học

Đáng chú ý là đa dạng thực vật cũng làm tăng tổng sản lượng sinh khối thực vật mà không làm giảm năng suất lúa mạch, giúp phương pháp này khả thi để duy trì sản lượng cây trồng đồng thời cải thiện khả năng giữ các-bon trong đất.

Những phát hiện này làm nổi bật vai trò quan trọng của đa dạng thực vật trong việc tác động đến sinh lý vi khuẩn trong đất.

Việc tăng cường đa dạng không chỉ thúc đẩy hệ sinh thái khỏe mạnh hơn, phục hồi tốt hơn mà còn mang lại phương pháp tiếp cận bền vững để cô lập các-bon trong nông nghiệp.

Domeignoz-Horta thừa nhận rằng: “Việc triển khai đa dạng thực vật trong các hệ thống canh tác đòi hỏi nhiều công sức, đặc biệt là đối với những người nông dân quy mô nhỏ, những người đóng vai trò then chốt trong sự bền vững. Tuy nhiên, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng với sự hỗ trợ chính sách phù hợp, việc khuyến khích các hỗn hợp cây trồng đa dạng có thể trở thành một thành phần chính của nông nghiệp các-bon, giúp cô lập nhiều các-bon hơn trong đất đồng thời duy trì năng suất nông nghiệp. Điều này có thể mở đường cho các phương pháp canh tác mới có khả năng phục hồi trước biến đổi khí hậu, mang lại lợi ích cho cả môi trường và người nông dân”.