Việt Nam có gần 4 triệu hecta đất canh tác lúa nước phân bố chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng, dải đồng bằng duyên hải miền trung, và đồng bằng sông Cửu Long. Đây được coi là các “hệ sinh thái giàu C và Si”, và có dòng tuần hoàn các nguyên tố (theo thời vụ canh tác) tương đối nhanh. Do vậy, những hệ canh tác nông nghiệp này là đối tượng phù hợp để nghiên cứu về tương tác giữa cacbon hữu cơ và phytolith.

Đó là lý do PGS. TS. Nguyễn Ngọc Minh cùng các cộng sự tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tương tác giữa Phytolith và cacbon hữu cơ trong đất lúa đồng bằng sông Hồng và đề xuất các giải pháp ứng dụng” từ năm 2017 đến năm 2020.

Đề tài nhằm thực hiện các mục tiêu sau: đánh giá được mức độ tích lũy cacbon trong hệ thống canh tác lúa nước thông qua việc hoàn trả phytolith lại đồng ruộng và xác định mối quan hệ của hai nguyên tố C và Si trong môi trường đất; xác định được tiềm năng cung cấp các khoáng chất dinh dưỡng cho cây lúa thông qua đánh giá ảnh hưởng của dòng cacbon đến sự hòa tan của phytolith trong đất lúa; và nhận diện được xu thế biến đổi của phytolith trong đất canh tác lúa nhằm đề xuất giải pháp quản lý bền vững nguồn dinh dưỡng khoáng trong môi trường đất.

Đề tài đã xác định được vai trò của phytolith đối với sự tích lũy cacbon hữu cơ trong đất. Lượng chất hữu cơ trong rơm rạ chiếm từ 30-40% khối lượng rơm rạ khô (có thể mất đi hoặc chuyển hóa thành cacbon đen nếu rơm rạ bị đốt) khi được hoàn trả lại ruộng sẽ bổ sung cho bồn cacbon hữu cơ đất và "số phận" của lượng chất hữu cơ này bị chi phối bởi phytolith trong đất. Hàm lượng phytolith trong đất của 2 đồng bằng (sông Hồng và sông Cửu Long) trung bình là ~0,5% và có tương quan thuận với hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Như vậy, các biện pháp quản lý bồn cacbon đất cần tính đến vai trò và đóng góp của phytolith.

Mặt khác, dưới góc độ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, phytolith có thể coi là một nguồn bổ sung rất có giá trị. Quá trình giải phóng các chất dinh dưỡng (K, P, Ca...) liên quan mật thiết đến cấu trúc của phytolith và bị chi phối bởi các phản ứng hòa tan silic và chất hữu cơ. Các biện pháp xử lý rơm rạ (vùi, đốt) có thể tác động tới quá trình chuyển hóa silic và chất hữu cơ, gián tiếp tác động đến quá trình giải phóng các khoáng chất dinh dưỡng.

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp thông tin phục vụ quản lý canh tác nông nghiệp và góp phần lượng hóa đóng góp của hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng sông Hồng đối với dòng tuần hoàn Si trên bình diện quốc gia hay rộng hơn. Trong bối cảnh các nguy cơ mất mùa do hạn hán, xâm nhập mặn ở đồng bằng 5 sông Cửu Long, nghiên cứu này đưa ra những giải pháp hỗ trợ quản lý mùa vụ và dinh dưỡng đất ở đồng bằng sông Hồng, góp phần ổn định an ninh lương thực cho quốc gia. Mặt khác, kết quả nghiên cứu cũng góp phần trả lời cho những câu hỏi mở về tương tác giữa hai chu trình sinh địa hóa quan trọng nhất (C và Si) hiện đang nhận được nhiều quan tâm trong lĩnh vực khoa học đất đương đại.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17629/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)