Quan sát qua bề mặt và tầng sâu đất, Davis, nhà khoa học tại Đại học California nhận ra rằng phân hữu cơ đóng vai trò chính trong việc lưu trữ cacbon trong đất trồng trọt bán khô cằn, một chiến lược bù đắp lượng khí thải CO₂.

Qua 19 năm nghiên cứu, kết quả được công bố trên tạp chí “Global Change Biology”, các nhà khoa học đã đào xuống đất khoảng 1,82m (6 feet) để so sánh những biến đổi cacbon trong đất giữa những ô thí nghiệm trong điều kiện thông thường, che phủ bởi tàn dư thực vật và có bổ sung phân hữu cơ hoai mục trên các hệ thống trồng ngô - cà chua và lúa mì. Họ thấy rằng:

- Đất thông thường không giải phóng và không lưu trữ nhiều cacbon.

- Ở những đất thông thường có lớp che phủ thực vật, tầng đất mặt 30,48cm (12 inch) có sự gia tăng hàm lượng cacbon, trong khi đó ở tầng sâu hơn có thể mất một lượng cacbon đáng kể.

- Khi phân hữu cơ và cây che phủ được đưa vào hệ thống chứng nhận hữu cơ, hàm lượng cacbon trong đất tăng 12,6% trong suốt giai đoạn nghiên cứu, khoảng 0,7% mỗi năm. Hàm lượng này nhiều hơn so với sáng kiến quốc tế “4/1000”, nó được cho là hàm lượng cacbon gia tăng 0.4% hàng năm. Tỷ lệ này cao hơn nhiều so với tính toán ở tầng đất mặt thông thường.

Lấy mẫu đất tại Khoa Nông nghiệp Bền vững Russell Ranch, UC Davis. Ảnh: Courtesy Nicole Tautges/UC Davis.

“Nếu chúng ta dành thêm thời gian và công sức để xem xét thấu đáo hơn, thì ở đó luôn có thêm nhiều câu chuyện hơn”, Jessica Chiartas một đồng tác giả, là nghiên cứu sinh khoa tài nguyên đất, không khí và nước UC Davis nhận định. Đất đai dưới chân chúng ta là nguồn tài nguyên thiên nhiên khổng lồ. Nếu chúng ta chỉ nghĩ đến việc canh tác trên bề mặt của nó, thì chúng ta sẽ bỏ lỡ một cơ hội. Cacbon giống như một vụ mùa thứ hai.

Thị trường cây che phủ, phân hữu cơ và cacbon

Trên phạm vi quốc gia, nhiều nghiên cứu điều tra sự thay đổi cacbon trên tầng đất mặt cho thấy rằng các hệ thống che phủ lưu trữ cacbon. Nghiên cứu của UC Davis cũng tìm thấy những lợi ích trên bề mặt, nhưng sâu hơn, một lượng cacbon bị mất đi có nguồn gốc từ hệ thống cây che phủ, điều đó dẫn đến sự thất thoát nói chung.

Nicole Tautges một đồng tác giả, nhà nghiên cứu hệ thống cây trồng của Viện Nông Nghiệp Bền Vững UC Davis cho biết: “Cây che phủ có những lợi ích khác mà nông dân có thể vẫn quan tâm, nhưng trong các hệ thống của chúng tôi, lưu trữ cacbon không nhất thiết phải là một trong số đó”. “Chúng tôi muốn tiến bộ hơn nữa theo cách khuyến khích sử dụng phân hữu cơ”.

Các nhà nghiên cứu không so sánh các hệ thống phân hữu cơ mà không có cây che phủ, nhưng nghi ngờ phân hữu cơ đã giúp cô lập cacbon mặc dù họ dự định thí nghiệm xa hơn trên cây che phủ.

Chế độ dinh dưỡng cân bằng cần thiết cho vi khuẩn

Cacbon phải được sàn lọc thông qua các vi khuẩn đất để tạo ra các dạng cacbon ổn định trong đất. Phân hữu cơ cung cấp không chỉ cacbon mà còn bổ sung các chất dinh dưỡng quan trọng cho các vi khuẩn đó hoạt động hiệu quả.

“Một lý do khiến chúng ta liên tục mất chất hữu cơ từ đất là vì chúng ta tập trung vào việc cung cấp thức ăn cho cây trồng mà quên mất nhu cầu của những sinh vật khác nắm giữ vai trò quan trọng như việc xây dựng cacbon hữu cơ trong đất”, Chuyên gia cấp cao Kate Scow, Giám đốc của UC Davis Russell Ranch Sustainable Agriculture Facility cho biết. “Chúng ta cũng cần phải cho đất ăn”.

Một chế độ dinh dưỡng cân bằng có thể tạo ra sự khác biệt giữa lượng cacbon tồn tại trong đất so với lượng cacbon được giải phóng dưới dạng cacbon dioxit, Scow nói.

Khi chế độ dinh dưỡng mất cân bằng, vi khuẩn tìm kiếm các chất dinh dưỡng bị thiếu bằng cách khai thác từ chất hữu cơ hiện có trong đất. Điều này dẫn đến việc mất cacbon hơn là gia tăng cacbon trong đất. Các tác giả cho rằng ở sâu trong đất, rễ cây che phủ đã cung cấp cacbon nhưng không phải là các chất dinh dưỡng khác cần thiết để ổn định nó.

Cacbon cô lập ở vùng khí hậu khô cằn

Nghiên cứu được thực hiện tại Thung Lũng Trung Tâm phía bắc California tại Cơ sở Nông nghiệp Bền vững Russell Ranch. Kết quả cho thấy khí hậu Địa Trung Hải bán khô cằn giống như khu vực đã nghiên cứu có thể có khả năng lưu trữ nhiều cacbon trong đất hơn nhiều so với những gì có thể nghĩ.

Karen Ross thuộc Bộ Nông nghiệp và Thực phẩm California cho biết, “Kết quả từ Russell Ranch tại UC Davis là rất kịp thời khi nhà nước đầu tư vào các chương trình để cô lập cacbon trong đất”. Sự cô lập Cacbon trong đất thông qua việc bổ sung phân hữu cơ là một ứng dụng quan trọng trong Chương trình Đất Khỏe của chúng tôi và chúng tôi rất vui mừng vì các nỗ lực chính sách và khoa học đang liên kết và hỗ trợ lẫn nhau.

Kết quả cũng cho thấy cơ hội để phân hữu cơ cung cấp nhiều lợi ích kết nối với nhau tới nông dân và môi trường bằng việc cải tạo đất, bù đắp khí thải nhà kính và biến chất thải của động vật và thực phẩm thành một sản phẩm có giá trị cho đất.

Nguyễn Bình Duy theo Ucdavis.