Nghiên cứu xác định bể chứa các-bon hữu cơ trong đất: Cơ hội cho mục tiêu Net Zero

Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Nguyễn Thanh Tuấn, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) chủ trì, đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định bể chứa các-bon hữu cơ trong đất vùng đồng bằng sông Hồng phục vụ giám sát chất lượng đất và phát thải khí nhà kính từ đất”.

Theo ông Tuấn, đất vừa là một dạng bể chứa, vừa là nguồn phát thải carbon trên cạn. Carbon hữu cơ trong đất chủ yếu hình thành từ các chất hữu cơ như lá rụng, rễ chết, vi sinh vật và lớp mùn đã phân hủy.

Đây là thành phần tạo nên độ phì của đất, giúp các hạt đất kết dính tốt hơn, giữ nước lâu hơn, đồng thời cung cấp dinh dưỡng và là nguồn thức ăn cho sinh vật trong đất. Đất giữ chất hữu cơ, giúp carbon hữu cơ nằm lại lâu dài thay vì bị phân hủy rồi bay vào khí quyển dưới dạng CO₂ - loại khí góp phần làm Trái đất nóng lên.

Sở dĩ cần có số liệu carbon hữu cơ trong đất cho đồng bằng sông Hồng là bởi những năm qua, tài nguyên đất vùng này có sự biến động mạnh về diện tích và chất lượng do tác động của tự nhiên và con người như phát triển công nghiệp, đô thị, tình trạng rửa trôi, bạc màu, xâm nhập mặn, ngập úng… Các yếu tố này đã tác động đến khả năng lưu trữ carbon hữu cơ của đất.

Bởi vậy, nghiên cứu của nhóm tập trung xác định trữ lượng carbon hữu cơ để làm cơ sở theo dõi tăng, giảm qua các năm, cũng như đánh giá sự phân bố lượng theo không gian và các yếu tố ảnh hưởng. Từ đó, giúp cơ quan chức năng đề ra giải pháp làm tăng trữ lượng này trong đất, góp phần giảm phát thải khí nhà kính.

Kết quả nghiên cứu đã xác định bể chứa các-bon hữu cơ trong đất vùng đồng bằng sông Hồng một cách chi tiết, với bộ số liệu nền được thiết lập cho toàn vùng. Theo đó, trữ lượng đạt khoảng 35,68 tấn/ha ở tầng đất 0-20cm, 48,28 tấn/ha ở tầng 0-30cm và 97,02 tấn/ha trong lớp đất 0-1m.

Sự chênh lệch giữa các nhóm đất khá rõ rệt, đất xám bạc màu trên phù sa cổ chỉ đạt khoảng 74-87 tấn/ha, trong khi các nhóm đất mặn và đất phèn sâu ghi nhận mức cao hơn, từ 120 đến hơn 150 tấn/ha.

Các kết quả này tạo nên bộ dữ liệu đầu tiên khẳng định vùng đồng bằng sông Hồng có vai trò như một bể hấp thụ carbon hữu cơ tự nhiên.

Để đo nhanh hàm lượng carbon hữu cơ trong đất, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng thành công kỹ thuật quang phổ dải khả kiến-cận hồng ngoại (VIS-NIR) kết hợp mô hình toán học, thay thế phương pháp phân tích hóa học truyền thống thường tốn kém và ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.

Nhóm sử dụng máy quang phổ cầm tay để quét phổ cho toàn bộ mẫu đất thu thập tại các tỉnh trong vùng. Tín hiệu phản xạ phổ ở dải 350-2.500nm được xử lý và đưa vào mô hình toán học để ước tính nhanh hàm lượng các-bon hữu cơ của từng mẫu.

Ở quy mô vùng, nhóm cũng lần đầu sử dụng trí tuệ nhân tạo và dữ liệu viễn thám để lập bản đồ phân bố SOC tầng 0-20cm cho các tỉnh Thái Bình, Nam Định và Hưng Yên (cũ), tạo nền tảng cho công tác kiểm kê phát thải và tín chỉ carbon.

Bên cạnh đó, đề tài còn phát hiện một số chủng vi khuẩn và nấm có hoạt tính phân hủy hữu cơ mạnh, mở ra hướng nghiên cứu chế phẩm sinh học phục vụ tăng tích lũy carbon hữu cơ trong đất.

Từ các kết quả nghiên cứu, nhóm kiến nghị cần sớm xây dựng những cơ sở khoa học và chính sách hỗ trợ. Trước hết, cần hoàn thiện cơ chế và chính sách về quản lý, sử dụng đất nông nghiệp theo hướng khuyến khích duy trì và phát triển các mô hình canh tác bền vững như nông nghiệp hữu cơ, tuần hoàn, nông nghiệp xanh và thích ứng biến đổi khí hậu.

Đây là những hướng tiếp cận đã được chứng minh có khả năng nâng cao hàm lượng carbon hữu cơ trong đất, đồng thời giảm lượng khí nhà kính phát thải từ đồng ruộng.

Bên cạnh đó, cần xây dựng lộ trình thử nghiệm và đánh giá các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng cường carbon hữu cơ trong đất cho từng hệ thống canh tác cụ thể, như lúa nước, cây rau, cây hoa màu, cây ăn quả.

Các mô hình thử nghiệm cần được triển khai cả ở quy mô ruộng hộ gia đình và ở quy mô lớn hơn để có thể đánh giá đầy đủ tính hiệu quả, khả năng nhân rộng và tác động tới năng suất.

Đề tài cũng đề xuất cần chuẩn hóa và cập nhật thường xuyên dữ liệu về carbon hữu cơ trong đất, bao gồm số liệu theo tầng đất, loại đất và loại hình sử dụng đất; giúp cơ quan quản lý theo dõi biến động chất lượng đất và tạo điều kiện để tính toán tín chỉ carbon cho đất nông nghiệp, phục vụ thị trường tín chỉ trong tương lai.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của các giải pháp tổ chức thực hiện, như tăng cường phối hợp giữa các cơ quan quản lý nhà nước, viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp; đẩy mạnh tập huấn cho nông dân về các biện pháp canh tác giúp nâng cao hàm lượng carbon hữu cơ và huy động nguồn lực xã hội cho việc áp dụng công nghệ tiên tiến trong phân tích và giám sát carbon đất, đặc biệt là công nghệ đo phổ ánh sáng và phương pháp học máy.

Theo Tiến sĩ Nguyễn Thanh Tuấn, khi thị trường tín chỉ carbon của nước ta đi vào hoạt động, các kết quả nghiên cứu góp phần thuận lợi cho người dân, tổ chức, doanh nghiệp liên quan đến sản xuất nông nghiệp vùng đồng bằng sông Hồng tham gia, hưởng lợi từ các tín chỉ carbon được tạo ra. Xa hơn, góp phần thực hiện mục tiêu Net Zero vào năm 2050 của quốc gia và quốc tế trong sản xuất nông nghiệp.