Nghiên cứu mới của Đại học Illinois giải mã tác động của nứt nẻ đất khô hạn đến sự bốc hơi ẩm

Kết quả từ Đại học Illinois Urbana Champaign nhấn mạnh sự cần thiết phải tích hợp sự tiến hóa của vết nứt vào các hệ thống quản lý nước

Khi đất nông nghiệp chịu cảnh hạn hán kéo dài, hiện tượng nứt nẻ trên bề mặt thường xuyên xảy ra. Theo nghiên cứu do nhà khoa học Kristelle Dela Cruz thuộc Khoa Kỹ thuật Nông nghiệp và Sinh học dẫn đầu, khi độ ẩm bốc hơi, đất sẽ chịu áp lực và bắt đầu hình thành các vết nứt. Đáng chú ý, những vết nứt này tạo ra thêm diện tích bề mặt tiếp xúc với không khí, khiến lượng ẩm từ sâu bên trong đất tiếp tục thoát ra môi trường. Càng nhiều vết nứt, đất nông nghiệp càng trở nên khô cằn với tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với dự tính.

Để chứng minh cơ chế này, nhóm nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị đo độ ẩm chuyên dụng nhằm mô phỏng lại các điều kiện thực tế của đồng ruộng. Thiết bị này chứa một foot khối đất thịt pha bùn, loại đất rất phổ biến tại khu vực Trung Tây Hoa Kỳ. Họ đặt toàn bộ hệ thống vào một buồng môi trường được kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt và mô phỏng các điều kiện sóng nhiệt lên tới 40 độ C. Thông qua các chu kỳ làm ướt và sấy khô liên tục, các nhà khoa học đã quan sát chi tiết quá trình tiến hóa của các vết nứt. Camera giám sát được gắn phía trên buồng thí nghiệm giúp ghi nhận chính xác tỷ lệ diện tích vết nứt so với tổng diện tích bề mặt đất.

Theo nghiên cứu do nhà khoa học Kristelle Dela Cruz thuộc Khoa Kỹ thuật Nông nghiệp và Sinh học dẫn đầu, khi độ ẩm bốc hơi, đất sẽ chịu áp lực và bắt đầu hình thành các vết nứt

Các dữ liệu khoa học liên quan chỉ ra rằng bề mặt vết nứt có thể đóng góp từ 15% đến 51% tổng lượng nước bốc hơi của cả khu vực canh tác. Trong một số điều kiện nhất định, tốc độ bay hơi của đất có thể tăng thêm 14% khi xuất hiện thêm các rãnh nứt mới. Điều này trực tiếp làm cạn kiệt lượng nước dự trữ dành cho rễ cây trồng, gây nguy cơ suy giảm năng suất nông nghiệp trên diện rộng.

Các dữ liệu khoa học liên quan chỉ ra rằng bề mặt vết nứt có thể đóng góp từ 15% đến 51% tổng lượng nước bốc hơi của cả khu vực canh tác

Phần lớn các mô hình dự báo thủy văn nông nghiệp trước đây đều mặc định cấu trúc đất là cố định. Việc bỏ qua yếu tố thay đổi cấu trúc do nứt nẻ khiến việc tính toán mức độ sẵn có của nước trong đất thường bị sai lệch. Kết quả từ Đại học Illinois Urbana Champaign nhấn mạnh sự cần thiết phải tích hợp sự tiến hóa của vết nứt vào các hệ thống quản lý nước. Việc hiểu rõ sự thay đổi của cấu trúc đất theo thời gian sẽ giúp giới chuyên gia đánh giá chính xác hơn tác động của hạn hán. Từ đó, nông dân và các nhà hoạch định chính sách tại Hoa Kỳ cũng như trên toàn cầu có thể áp dụng các biện pháp canh tác bền vững hơn nhằm giữ ẩm cho đất, bảo vệ thảm thực vật và duy trì an ninh lương thực trong những mùa vụ khô hạn.