Ưu điểm và hạn chế của việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón trong sản xuất họ cam quýt ở điều kiện canh tác thực tế

Các nhà nghiên cứu bởi Yasunori Ichihashi dẫn đầu tại Trung tâm Khoa học Tài nguyên Bền vững RIKEN (CSRS) ở Nhật Bản gần đây đã nghiên cứu ảnh hưởng của các loại thuốc trừ sâu và phân bón khác nhau đến cây họ cam quýt trên khắp Nhật Bản. Thông qua các phương pháp phân tích thống kê tiên tiến, kết quả cho thấy việc giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật giúp gia tăng tính đa dạng của hệ vi sinh vật trong đất; tuy nhiên, đồng thời cũng làm tăng tỷ lệ bệnh hại trên quả do các tác nhân gây bệnh trên lá. Dữ liệu thực tế từ các trang trại thương mại cho thấy sự đánh đổi giữa lợi ích trên mặt đất và lợi ích sinh thái tiềm năng dưới lòng đất. Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết quan trọng cho việc thúc đẩy các công nghệ nông nghiệp bền vững và phát triển chính sách trong tương lai.

Các nghiên cứu nông nghiệp điển hình thường được thực hiện trong điều kiện được kiểm soát tại phòng thí nghiệm hoặc trên các cánh đồng thử nghiệm. Điều này dẫn đến sự khác biệt giữa kết quả thí nghiệm và những gì xảy ra trên các trang trại thực tế. Để thu hẹp khoảng cách này, Ichihashi và nhóm của ông đã thu thập mẫu trái cây và đất từ ​​các vườn cam quýt trên khắp 12 tỉnh thành ở Nhật Bản. Không giống như trong một thí nghiệm được kiểm soát, nông dân tự lựa chọn loại thuốc trừ sâu và phân bón mà họ muốn sử dụng. Những yếu tố thiên lệch này, cùng với các yếu tố môi trường biến đổi, khiến việc phân biệt các tác động thực sự trở nên khó khăn.

Để khắc phục vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang một phương pháp thống kê thường được sử dụng trong các lĩnh vực học thuật như kinh tế học, nơi các thí nghiệm có kiểm soát không khả thi hoặc không phù hợp về mặt đạo đức. Có nhiều biến số ảnh hưởng đến trái cây và đất, chẳng hạn như giống cây trồng, tuổi cây, nhiệt độ hàng năm, lượng mưa, thời gian nắng và loại đất. Phương pháp thống kê điều chỉnh các yếu tố biến đổi đồng thời này bằng kỹ thuật gọi là trọng số xác suất nghịch đảo. Sau khi điều chỉnh, các nhà nghiên cứu đã có thể kiểm soát các yếu tố này và xem các loại thuốc trừ sâu và phân bón ảnh hưởng như thế nào đến các đặc tính của đất, quần thể vi sinh vật và chất lượng trái cây.

Nông dân Nhật Bản có nhiều phương pháp sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón khác nhau. Nghiên cứu cho thấy phương pháp phổ biến nhất là sử dụng thuốc trừ sâu hóa học kết hợp với phân bón hóa học và hữu cơ. Tuy nhiên, một số trang trại sử dụng thuốc trừ sâu hữu cơ, và một số chỉ sử dụng phân bón hữu cơ. Tần suất sử dụng cũng khác nhau, với một số trang trại áp dụng thuốc trừ sâu và phân bón ít hơn tần suất tiêu chuẩn. Thêm vào đó, các nhà nghiên cứu nhận thấy các yếu tố như khí hậu và tuổi cây cũng khác nhau giữa các phương pháp canh tác này. “Những dữ liệu này cho thấy việc so sánh đơn giản giữa các phương pháp có thể dẫn đến kết luận sai lệch”, tác giả chính Fuki Fujiwara cho biết. “Điều này nhấn mạnh sự cần thiết phải sử dụng các kỹ thuật thống kê tiên tiến, như đã được thực hiện trong nghiên cứu này, để đánh giá chính xác tác động của các phương pháp canh tác”.

Phân tích cho thấy việc giảm sử dụng thuốc trừ sâu hóa học dẫn đến nhiều bệnh hại cây ăn quả hơn do tác nhân gây bệnh trên lá. Đồng thời, nó tăng cường sự đa dạng vi sinh vật trong đất và giảm số lượng tác nhân gây bệnh trong đất. Hàm lượng carbon trong đất được cải thiện nhờ giảm lượng hóa chất sử dụng, chứ không phải do sử dụng phân hữu cơ. Điều này thách thức giả định phổ biến rằng việc bổ sung phân hữu cơ trực tiếp làm tăng lượng carbon lưu trữ. Thay vào đó, nó cho thấy việc giảm lượng phân bón - lượng nitơ đầu vào - có thể quan trọng hơn.

“Trong ngắn hạn, nghiên cứu này cung cấp phản hồi tức thì cho cộng đồng nông nghiệp bằng cách chứng minh một cách khoa học tác động của các loại thuốc trừ sâu và phân bón đến chất lượng trái cây và điều kiện đất đai”, Fujiwara giải thích. Nông dân có thể sử dụng những hiểu biết này để cải thiện phương pháp canh tác và đưa ra các quyết định sáng suốt, cân bằng giữa tính bền vững và năng suất. Đối với các nhà hoạch định chính sách và các dịch vụ khuyến nông, những phát hiện này cung cấp bằng chứng có giá trị để thiết kế các chương trình hỗ trợ phù hợp với thực tiễn canh tác thực tế.

“Về lâu dài, nghiên cứu này đặt nền tảng cho việc ra quyết định dựa trên bằng chứng khoa học hơn trong nông nghiệp bằng cách sử dụng dữ liệu thực tế và các phương pháp thống kê mạnh mẽ”, Fujiwara nói. Các bước tiếp theo của phòng thí nghiệm sẽ bao gồm áp dụng các phương pháp của họ cho các loại cây trồng và khu vực khác, cũng như phản hồi cho nông dân.

Ichihashi nói rằng bằng cách hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất nông nghiệp, họ hướng đến việc đưa các phát hiện khoa học của mình vào thực tiễn và tăng cường mối liên hệ giữa nghiên cứu và thực hành. “Chúng tôi hy vọng sẽ tăng cường quan hệ đối tác với nông dân, các công ty tư nhân và chính quyền địa phương để cải thiện việc thu thập dữ liệu và triển khai thực tiễn các kết quả nghiên cứu”.

Đỗ Thị Nhạn theo Trung tâm RIKEN.