Vi sinh vật đa dạng là ‘chìa khóa’ cho đất khỏe mạnh

Thứ Ba 12/07/2022 , 10:14 (GMT+7)

Hầu hết các loài đều được sử dụng để minh họa cho thảm kịch biến đổi khí hậu, tuy nhiên vi sinh vật trong đất– nền tảng của sự sống lại thường bị bỏ qua.

Sức khỏe đất là một định nghĩa cực kỳ phức tạp, được tạo thành từ vô số loại vi khuẩn, động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn, tuyến trùng và các loại khác. Ảnh: Sippakorn Yamkasikorn, Pexels

Giống như tất cả các sinh vật sống, các vi sinh vật trong đất cũng bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu. Có một sự thật thường được nhắc đến khi các nhà khoa học nói về đất: Trong mỗi một thìa cà phê đất lành mạnh còn có nhiều vi sinh vật hơn số người trên Trái đất.

Ma trận các sinh vật sống giúp duy trì hệ sinh thái động thực vật vô cùng phức tạp, với vi khuẩn, động vật nguyên sinh, nấm, xạ khuẩn, giun tròn và những loài khác tương tác theo vô số cách mà phần lớn chưa được lập bản đồ. Theo đó, biến đổi khí hậu, hạn hán, lũ lụt, nhiệt độ và lượng CO2 tăng lên có thể ảnh hưởng như thế nào đến các mối quan hệ đó?

Theo các nhà khoa học, các vi sinh vật trong đất là nền tảng của sự sống trên Trái đất, vì vậy đó là một câu hỏi quan trọng đối với tất cả nhân loại. Nếu vi khuẩn không còn nữa, mọi thứ cũng sẽ biến mất. Nhưng đối với nông dân, chúng còn đặc biệt quan trọng, bởi hoạt động canh tác nông nghiệp thông thường, với đầu vào là hóa chất và sự suy thoái đất, đã đẩy vi sinh vật và hệ sinh thái của chúng mất cân bằng, với những tác động lâu dài tai hại đến mùa vụ.

Cùng với những tác động của biến đổi khí hậu sẽ làm trầm trọng thêm vấn đề. Cụ thể là khi thời tiết và điều kiện trồng trọt thay đổi, chẳng hạn như vi khuẩn và nấm giúp thực vật hấp thụ chất dinh dưỡng, có thể thay đổi sự cân bằng hoặc khiến cho các mầm bệnh phát sinh, thậm chí hủy diệt hàng loạt…

Jennifer Martiny, giáo sư sinh thái học tại UC Irvine cho biết, mặc dù chắc chắn rằng các vi sinh vật sẽ bị ảnh hưởng, nhưng không ai biết một cách chính xác. “Thành phần của vi sinh vật sẽ thay đổi theo biến đổi khí hậu và ảnh hưởng đến hoạt động, nhưng dự đoán chính xác là khá khó khăn”, bà Jennifer nói.

Có một số lý do giải thích cho điều này chính là sự phức tạp đáng kinh ngạc của hệ vi sinh vật trong đất và mạng lưới “vô thiên lủng” các mối quan hệ trong đó. Các loại nấm tương tác với nhau, với vi khuẩn, với các sinh vật đơn bào được gọi là sinh vật nguyên sinh, với rễ cây và tất cả chúng đều không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Hiện các nỗ lực của các nhà nghiên cứu để phác thảo phạm vi kết nối đó vẫn đang ở giai đoạn rất cơ bản.

Và sau đó có một thực tế là các vi sinh vật trong đất phân hủy các chất hữu cơ của thực vật và lưu trữ cácbon thu được trong đất hoặc thải nó vào khí quyển dưới dạng khí cacbonic. Nếu biến đổi khí hậu đẩy nhanh quá trình hô hấp CO2 của chúng, nó có thể tạo ra một vòng luẩn quẩn làm trầm trọng thêm các tác động khí hậu. Điều ngược lại cũng có thể xảy ra, có nghĩa là vi sinh vật có thể làm giảm tác động của biến đổi khí hậu bằng cách lưu trữ nhiều carbon hơn dưới lòng đất.

Việc xác định những gì có khả năng xảy ra trong trường hợp tăng CO2 trong khí quyển – hoặc các yếu tố khác như nhiệt độ tăng lên, và nhiều hơn hoặc ít nước hơn bình thường sẽ xuất hiện thêm những khó khăn khác. Đến thời điểm này, các thí nghiệm mới chỉ thực hiện phần lớn trong môi trường tự nhiên như rừng và đồng cỏ, không phải môi trường nông nghiệp.

Các nhà khoa học đã thực hiện một số quan sát về cách các vi sinh vật trong đất phản ứng trong các điều kiện mới liên quan đến biến đổi khí hậu. Một báo cáo mới đây đã xác định rằng, khí hậu ấm lên có thể làm giảm sự đa dạng của vi sinh vật, tăng độ phức tạp của các mối quan hệ của chúng và tăng tốc độ phân hủy các chất hữu cơ trong đất. Các mầm bệnh mới có khả năng xuất hiện. 

Jennifer Pett-Ridge, một nhà khoa học nghiên cứu sinh thái vi sinh vật trong đất giải thích: “Mỗi vi sinh vật có một túi thủ thuật… Vì vậy, nó có thể thích nghi (lượng oxy thấp) khi nó bị ngập lụt hoặc khô hạn. Tóm lại miễn là có nhiều loại vi sinh vật trong đất, một số vi sinh vật trong số chúng sẽ phát triển mạnh trong những điều kiện mới”.

Vì vậy, bất chấp tất cả sự không chắc chắn về cách các vi sinh vật trong đất sẽ ứng phó với biến đổi khí hậu ra sao, câu trả lời đơn giản cho những người trồng trọt là: hãy để cho đất có nhiều nhóm vi sinh đa dạng.

Một khi đất đai lành mạnh, sự đa dạng sẽ đến một cách tự nhiên và tự nó sẽ tạo ra những lợi thế riêng khi đối mặt với biến đổi khí hậu. Điều này phù hợp với chủ đề đã được bàn thảo nhiều trong cả thập kỷ qua về sức khỏe của đất và nông nghiệp tái tạo.

“Sức khỏe của đất thực sự là cơ sở của một hệ thống nông nghiệp có khả năng phục hồi. Đó là nền tảng”, Matt Wallenstein, nguyên trưởng khoa Khoa học đất và cây trồng tại Đại học bang Colorado, đồng thời là giám đốc khoa học đất hiện tại của công ty nông nghiệp Syngenta cho biết.

Xây dựng một hệ thống nông nghiệp có khả năng phục hồi có nghĩa là trồng nhiều loại cây khác nhau, bởi vì mỗi loại cây cung cấp một thứ khác nhau cho vi sinh vật. Tránh thuốc trừ sâu cũng là chìa khóa quan trọng, vì chúng có thể giết chết một số sinh vật nhỏ bé. Điều này đồng nghĩa là xáo trộn đất càng ít càng tốt. Trong số các lợi ích khác, những người nông dân chỉ xới đất nông hoặc không nông giúp duy trì mycorrhizae, một loại nấm có ích kết nối rễ cây với chất dinh dưỡng và các vi sinh vật khác. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng nấm rễ có thể giúp cây trồng duy trì năng suất khi đối mặt với hạn hán.

Hiện tại, cách tốt nhất để chuẩn bị cho các tác động của biến đổi khí hậu đối với vi sinh vật là nuôi dưỡng đất tốt nhất có thể. Nhà khoa học Wallenstein nói: “Vi khuẩn là đồng minh của chúng ta – chúng chính là người bạn của nông dân. “Miễn là chúng ta chăm sóc chúng bằng cách đối đãi và quản lý tốt các loại đất, chúng sẽ đóng vai trò của mình trong việc hỗ trợ sức khỏe cây trồng”.