Nông nghiệp hữu cơ là một nền tảng khả thi để phát triển hệ thống canh tác bền vững, cân bằng giữa sản xuất thực phẩm và bảo vệ môi trường. Ảnh minh họa.

Một nghiên cứu chung của Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Hữu cơ FiBL và Agroscope đã xác nhận điều này, dựa trên dữ liệu từ 40 năm thử nghiệm DOK – một nghiên cứu thực địa dài hạn trên toàn cầu.

Nghiên cứu này dựa trên dữ liệu từ một thử nghiệm thực địa có một không hai trên thế giới, gọi là thử nghiệm DOK, so sánh ba hệ thống canh tác: Biodynamic/sinh học năng động - (D), hữu cơ (O) và thông thường (K) tại Thụy Sĩ. Các hệ thống canh tác này đã được so sánh một cách khoa học trên cùng một cánh đồng tại Therwil, thuộc bang Basel-Landschaft từ năm 1978.

Nông nghiệp hữu cơ có những đặc điểm giúp sản xuất hiệu quả và thân thiện với môi trường. Điều này được chứng minh qua một nghiên cứu chung giữa FiBL Thụy Sĩ và Agroscope, phối hợp với ETH Zurich, mới được công bố trên tạp chí khoa học Scientific Reports.

ông Hans Martin Krause từ FiBL, đồng tác giả chính của nghiên cứu và là đồng trưởng nhóm thử nghiệm DOK từ năm 2024, cho biết: “Hơn 40 năm thu thập dữ liệu một cách tỉ mỉ đã chứng minh rằng canh tác hữu cơ thúc đẩy đa dạng sinh học và độ phì nhiêu của đất, đồng thời giảm nguy cơ tác động tiêu cực đến môi trường do thuốc bảo vệ thực vật hoặc dư thừa nitơ".

Đất canh tác hữu cơ có hàm lượng mùn cao hơn 16% và hoạt động vi sinh vật cao hơn tới 83%, cả hai yếu tố này đều có tác động tích cực đến cấu trúc đất. Một cấu trúc đất khỏe mạnh giúp giữ nước tốt hơn và giảm thiểu xói mòn đất. Trong tất cả các hệ thống, phân chuồng từ chăn nuôi đóng vai trò quan trọng đối với độ phì nhiêu của đất. Nếu phân chuồng được bón với lượng đầy đủ, tốt nhất là dưới dạng phân compost, hàm lượng mùn sẽ ổn định hoặc tăng lên trong mọi hệ thống. Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng phân bón khoáng tổng hợp như trong một số hệ thống canh tác thông thường, hàm lượng mùn sẽ giảm.

Mặt khác, đất canh tác hữu cơ có hàm lượng phốt pho ít hơn nhiều so với đất canh tác thông thường do lượng phân bón đầu vào thấp hơn. Điều này cho thấy cần cung cấp phốt pho từ nguồn phân bón tái chế để tránh tình trạng thiếu hụt phốt phát trong nông nghiệp hữu cơ về lâu dài.

“Theo kết quả nghiên cứu, hệ thống canh tác Biodynamic có hiệu suất tốt nhất về độ phì nhiêu của đất, hình thành mùn và tác động đến khí hậu. Điểm đặc biệt của hệ thống này là quá trình ủ phân chuồng và sử dụng các chế phẩm từ thực vật.” - ông Paul Mäder - đồng tác giả chính của nghiên cứu và là người lãnh đạo lâu năm của thử nghiệm DOK, cho biết.

Sau những trận mưa lớn, có thể thấy được cấu trúc khác nhau của đất hoàn toàn được bón bằng khoáng chất (bên trái) và đất sinh học được bón bằng phân chuồng ủ (bên phải). (Ảnh: FiBL)

Dữ liệu dài hạn từ thử nghiệm DOK cho thấy rằng hệ thống canh tác hữu cơ về tổng thể rất hiệu quả. Trung bình, nông nghiệp hữu cơ đạt 85% năng suất so với hệ thống canh tác thông thường – trong khi chỉ sử dụng 8% lượng thuốc bảo vệ thực vật và 65% lượng phân đạm. Đặc biệt, nitơ là một trong những dưỡng chất quan trọng nhất đối với cây trồng, nhưng cũng là một yếu tố gây tác động tiêu cực đến môi trường. Nếu lượng nitơ dư thừa, nó có thể xâm nhập vào nguồn nước ngầm hoặc thải ra khí nhà kính.

Theo nghiên cứu, cây đậu nành có năng suất tương đương trong cả ba hệ thống. Đối với các loại cây sử dụng làm thức ăn gia súc như cỏ linh lăng và ngô ủ chua, sự chênh lệch năng suất là thấp. Tuy nhiên, đối với cây trồng như lúa mì và khoai tây, sự khác biệt năng suất lớn hơn đáng kể. Nhìn chung, năng suất của hệ thống hữu cơ có sự biến động mạnh hơn do sử dụng ít phân bón và thuốc bảo vệ thực vật.

Lượng phân bón chứa nitơ thấp hơn là yếu tố chính giúp giảm tác động đến khí hậu của hệ thống canh tác hữu cơ. Nếu phân bón chứa quá nhiều nitơ, vi sinh vật trong đất sẽ chuyển hóa thành khí nitrous oxide N₂O– một loại khí nhà kính có tác động mạnh. Do đó, đất hữu cơ thải ít khí nhà kính hơn trên mỗi đơn vị diện tích.

Tuy nhiên, do năng suất hữu cơ thấp hơn, lượng khí thải tính trên từng đơn vị sản phẩm lại gần như tương đương với hệ thống canh tác thông thường, ngoại trừ hệ thống sinh học-động lực. Ngoài ra, đất canh tác hữu cơ lưu giữ nhiều CO₂ hơn trong mùn, giúp giảm tác động đến khí hậu.

“Tiềm năng phát triển nông nghiệp hữu cơ nằm ở việc tuần hoàn dinh dưỡngvà cải tiến giống cây trồng, đặc biệt là tái sử dụng phốt pho và nitơ từ rác thực phẩm hoặc nước thải. Chúng tôi cũng khuyến nghị đa dạng hóa cây trồng bằng cách canh tác hỗn hợp, xen canh hoặc trồng theo dải, đặc biệt là với cây lâu năm.” theo Jochen Mayer - nhà khoa học tại Agroscope và đồng trưởng nhóm thử nghiệm DOK.

Nghiên cứu cho thấy nông nghiệp hữu cơ là một nền tảng khả thi để phát triển hệ thống canh tác bền vững, cân bằng giữa sản xuất thực phẩm và bảo vệ môi trường.