Tốc độ lưu trữ cacbon cần có cho đất để giảm vấn đề về thời tiết khắc nghiệt?

Như đã biết ở bài viết trước “Làm sao chúng ta có thể giảm bớt khí nhà kính ra khỏi bầu khí quyển?” , đất rất háo cacbon và có khả năng lưu trữ tất cả lượng cacbon từ khí nhà kính trong bầu khí quyển. Nhưng chúng ta cần lưu trữ cacbon cho đất với tốc độ như thế nào để giảm vấn đề về thời tiết khắc nghiệt?

Chúng ta có thể thấy ở trên là một phần triệu khí cacbonic trong khí quyển chứa 2,125 tỷ tấn cacbon. Trong trường hợp này, nếu chúng ta có 400 ppm và muốn trở về 350 ppm, chúng ta cần trả lại 50 ppm, tương đương 106,25 tỷ tấn cacbon, cho đất.

Chúng ta biết là đất có thể chứa tất cả lượng cacbon này vì đất là nguồn gốc của chúng. Từ lúc ngành công nghiệp bắt đầu, chúng ta đã mang đi 136 tỷ tấn cacbon ra khỏi đất thông qua quá trình khai hoang và canh tác nông nghiệp.

Nhưng chúng ta cần mất bao lâu mới có thể đem lại nguồn cacbon trở về cho đất? Trong hơn 20 năm qua từ khi con người bắt đầu nghĩ về cách dự trữ cacbon trong đất, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đo lường tốc độ quá trình quang hợp trong nông nghiệp có thể xây dựng lại nguồn cacbon cho đất. Chúng tôi đã xem xét những nghiên cứu này, những nghiên cứu được thực hiện trong thập kỷ qua hoặc thời gian lân cận trên nhiều loại đất khác nhau ở 5 lục địa và nhiều loại hình nông nghiệp khác nhau. Từ những nghiên cứu này, một vài kết luận có thể được đưa ra rõ ràng:

• Hệ thống trồng trọt quanh năm (perennial growing system) có thể dự trữ nhiều cacbon hơn hầu hết các phương pháp canh tác khác. Các thử nghiệm trên đồng cỏ cho thấy kết quả về lượng cacbon được dữ trữ rất cao, từ 1,9 đến 3,2 tấn/mẫu Anh (0,4 hecta) mỗi năm, và trung bình khoảng 2,6 tấn. Một số nghiên cứu về các hệ thống trồng vụ mùa quanh năm (perennial cropping system) cho thấy có thể thu được một lượng lớn cacbon trong đất, tuy nhiên có một số bằng chứng cho thấy các vụ trồng cây lấy gỗ quanh năm (perennial woody crop) cũng cho kết quả tương tự. Một nghiên cứu cho thấy đất ở vùng khai thác mỏ bị thái hóa có thể thu được 2,8 tấn cacbon/mẫu/năm nếu được trồng với cây cào cào đen (legume black locust) và được quản lý theo kiểu giống với vụ mùa để thu sinh khối (biomass) làm chất đốt trong hệ tuần hoàn luân phiên ngắn. Cần có thêm nhiều nghiên cứu nữa trước khi chúng ta có thể đánh giá đầy đủ sự đóng góp của các vụ mùa quanh năm trồng cây lấy gỗ hay cây dạng thảo mộc trong việc tái tạo cacbon cho đất.
• Việc dùng các phân bón hóa học tổng hợp, đặc biệt là nitơ và photpho, sẽ làm giảm đáng kể và trong một số trường hợp thậm chí sẽ ngăn chặn việc xây dựng nguồn cacbon cho đất. Tuy nhiên, các dạng phân bón hữu cơ từ phân động vật hoặc phân trộn com-pốt khi được sử dụng hợp lý dường như không cản trợ sự tăng hàm lượng cacbon trong đất.
• Những nghiên cứu trên các vụ mùa trồng theo hàng cho thấy thậm chí khi được trồng không sử dụng hóa học tổng hợp, lượng cacbon thu được thấp hơn so với những nghiên cứu trên đồng cỏ (từ 0,23 đến 1,66 tấn/mẫu với trung bình khoảng 0,55 tấn).
• Chất lượng trồng trọt trong các nghiên cứu có thể không đồng nhất, đặc biệt là những thử nghiệm trên các vụ mùa trồng theo hàng. Hầu như tất cả những nghiên cứu vụ mùa trồng theo hàng cho kết quả tăng hàm lượng cacbon đáng kể là những vụ mùa sử dụng phân hữu cơ từ phân động vật hoặc phân trộn com-pốt thay vì phân hóa học. Tuy nhiên, mức độ mà các nguyên tắc khác về tái tạo cacbon được sử dụng trong nghiên cứu – chẳng hạn như giữ đất được bao phủ bằng cây trồng mọi lúc, dùng nhiều vụ mùa khác nhau, và hạn chế việc làm đất – chưa được rõ ràng lắm. Tuy nhiên, điều đáng lưu ý là trong trường hợp lượng cacbon thu được cao nhất, 1,66 tấn/mẫu bắp, thử nghiệm sử dụng phân hữu cơ và không canh tác đất.

Từ những giá trị trung bình của các thử nghiệm trên, chúng ta thử tính toán khả năng của ngành nông nghiệp trong việc tái tạo 106,25 tỷ tấn cacbon cho đất.

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hiệp quốc (FAO) nói rằng có 8,3 tỷ mẫu đất trồng cỏ trên toàn thế giới và 3,8 tỷ mẫu đất trồng vụ mùa. Nếu mọi người sẵn lòng thực hành các phương pháp tái tạo nguồn cacbon trên những mẫu đất trồng cỏ mỗi năm, với mức trung bình là 2,6 tấn/mẫu, thì có thể dự trữ 21,6 tỷ tấn cacbon; còn đối với đất trồng vụ mùa, với tốc độ 0,55 tấn/mẫu, có thể dự trữ 2,1 tỷ tấn. Như vậy tổng lượng cacbon dự trữ được là 23,7 tỷ tấn mỗi năm. Nếu chúng ta mong muốn dự trữ 106,25 tỷ tấn, chúng ta chỉ cần thực hiện khoảng < 5 năm.

Tất nhiên là nếu chúng ta muốn tái tạo một lượng lớn cacbon cho đất, chúng ta cần phải đảm bảo là vi sinh vật không tiêu thụ nguồn cacbon này. Vậy làm cách nào chúng ta có thể bảo vệ nguồn cacbon vừa tái tạo được?

Mời bạn đón đọc bài tiếp theo Bảo vệ nguồn cacbon cho đất (link đến bài 8.h.5).