Xây dựng Chất hữu cơ trong đất: Hướng dẫn Toàn cầu cho Đất Khỏe mạnh hơn

Chất hữu cơ trong đất (SOM) là nền tảng của các hệ sinh thái khỏe mạnh, năng suất. Đó là huyết mạch của đất đai, ảnh hưởng đến mọi thứ từ sự thấm nước và tính sẵn có của chất dinh dưỡng đến việc cô lập carbon và khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu. Hướng dẫn này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về SOM, tầm quan trọng của nó và các chiến lược thực tế để xây dựng và duy trì nó trong các bối cảnh nông nghiệp và môi trường đa dạng trên toàn cầu.

Chất hữu cơ trong đất là gì?

Chất hữu cơ trong đất là thành phần hữu cơ của đất, bao gồm tàn dư thực vật và động vật ở các giai đoạn phân hủy khác nhau, các sinh vật sống (vi sinh vật và động vật không xương sống lớn) và mùn ổn định. Đó là một hỗn hợp phức tạp đóng vai trò quan trọng trong chức năng của đất.

Các thành phần chính của Chất hữu cơ trong đất:

• Sinh khối sống: Bao gồm vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh, tuyến trùng, giun đất và các sinh vật khác góp phần vào quá trình phân hủy và chu trình dinh dưỡng.
• Chất hữu cơ đang phân hủy: Tàn dư tươi của thực vật, động vật và vi sinh vật đang trong quá trình phân hủy. Phần này đang tích cực thay đổi và giải phóng chất dinh dưỡng.
• Mùn: Chất hữu cơ đã phân hủy, ổn định, có khả năng chống lại sự phân hủy tiếp theo. Mùn cải thiện cấu trúc đất, khả năng giữ nước và tính sẵn có của chất dinh dưỡng.

Tại sao Chất hữu cơ trong đất lại quan trọng?

SOM rất quan trọng đối với một loạt các chức năng của đất và các dịch vụ hệ sinh thái. Lợi ích của nó vượt ra ngoài năng suất nông nghiệp, bao gồm cả khả năng phục hồi môi trường và khí hậu.

Lợi ích của mức SOM lành mạnh:

• Cải thiện cấu trúc đất: SOM hoạt động như một chất kết dính, tạo ra các cốt liệu giúp cải thiện cấu trúc đất, độ xốp và độ thoáng khí. Điều này tăng cường sự thấm và thoát nước, giảm xói mòn.
• Tăng cường khả năng giữ nước: SOM làm tăng khả năng giữ nước của đất, giúp đất chống chịu hạn hán tốt hơn và giảm nhu cầu tưới tiêu. Điều này đặc biệt quan trọng ở các vùng khô hạn và bán khô hạn.
• Tăng cường tính sẵn có của chất dinh dưỡng: SOM là một kho chứa các chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng, bao gồm nitơ, phốt pho và lưu huỳnh. Khi chất hữu cơ phân hủy, các chất dinh dưỡng này được giải phóng ở dạng cây trồng có thể dễ dàng hấp thụ.
• Tăng cường hoạt động sinh học: SOM cung cấp thức ăn và môi trường sống cho các sinh vật đất có lợi, góp phần vào quá trình phân hủy, chu trình dinh dưỡng và ngăn chặn bệnh tật. Một hệ vi sinh vật đất đa dạng và hoạt động là điều cần thiết cho sự phát triển khỏe mạnh của cây trồng.
• Cô lập Carbon: SOM là một bể chứa carbon quan trọng, giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu bằng cách loại bỏ carbon dioxide khỏi khí quyển và lưu trữ nó trong đất. Tăng mức SOM là một chiến lược quan trọng để giảm phát thải khí nhà kính.
• Giảm xói mòn: Cấu trúc đất được cải thiện và sự thấm nước tăng lên làm giảm nguy cơ xói mòn đất do gió và nước. Điều này bảo vệ lớp đất mặt có giá trị và ngăn chặn sự lắng đọng trầm tích trong các tuyến đường thủy.
• Cải thiện độ phì nhiêu của đất: Mức SOM cao hơn góp phần vào độ phì nhiêu tổng thể của đất, dẫn đến cây trồng khỏe mạnh hơn, năng suất cao hơn và giảm sự phụ thuộc vào phân bón tổng hợp.
• Khả năng đệm: SOM giúp đệm cho đất chống lại sự thay đổi về độ pH, độ mặn và các yếu tố khác có thể gây căng thẳng cho cây trồng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức Chất hữu cơ trong đất

Mức SOM bị ảnh hưởng bởi sự tương tác phức tạp của các yếu tố, bao gồm khí hậu, loại đất, thực hành quản lý đất và thảm thực vật. Hiểu các yếu tố này là rất quan trọng để phát triển các chiến lược hiệu quả để xây dựng và duy trì SOM.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến SOM:

• Khí hậu: Nhiệt độ và lượng mưa đóng một vai trò quan trọng trong tốc độ phân hủy. Khí hậu ấm, ẩm thường có tốc độ phân hủy cao hơn và mức SOM thấp hơn so với khí hậu mát, khô. Tuy nhiên, lượng mưa quá lớn cũng có thể dẫn đến xói mòn và mất SOM.
• Loại đất: Kết cấu và thành phần khoáng vật của đất ảnh hưởng đến việc lưu trữ SOM. Đất sét có xu hướng giữ lại nhiều SOM hơn đất cát do diện tích bề mặt lớn hơn và khả năng liên kết các phân tử hữu cơ.
• Thực hành quản lý đất: Các hoạt động nông nghiệp, chẳng hạn như làm đất, bón phân và luân canh cây trồng, có tác động sâu sắc đến mức SOM. Việc làm đất chuyên sâu có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy và làm giảm SOM, trong khi các phương pháp canh tác bảo tồn có thể giúp xây dựng SOM.
• Thảm thực vật: Loại và lượng thảm thực vật ảnh hưởng đến lượng chất hữu cơ đầu vào cho đất. Các thực hành như trồng cây che phủ và nông lâm kết hợp có thể làm tăng đáng kể mức SOM.
• Xói mòn: Xói mòn đất làm mất đi lớp đất mặt, thường là lớp giàu SOM nhất. Ngăn chặn xói mòn là điều cần thiết để duy trì SOM.
• Cải tạo hữu cơ: Việc bổ sung các chất cải tạo hữu cơ, chẳng hạn như phân compost, phân chuồng và than sinh học, có thể trực tiếp làm tăng mức SOM.

Các chiến lược để xây dựng Chất hữu cơ trong đất

Xây dựng SOM là một quá trình lâu dài đòi hỏi một cách tiếp cận toàn diện để quản lý đất đai. Các chiến lược sau đây có thể được thực hiện trong các bối cảnh nông nghiệp và môi trường khác nhau để tăng cường mức SOM.

Các chiến lược chính để tăng SOM:

• Canh tác bảo tồn: Giảm hoặc loại bỏ việc làm đất giúp giảm thiểu xáo trộn đất, giảm xói mòn và thúc đẩy sự tích lũy SOM. Canh tác không làm đất, bao gồm việc gieo trồng trực tiếp vào đất không bị xáo trộn, là một phương pháp canh tác bảo tồn rất hiệu quả. Ví dụ: Sản xuất đậu nành không làm đất ở Brazil, nông nghiệp bảo tồn ở Zambia.
• Trồng cây che phủ: Trồng cây che phủ giữa các vụ cây trồng chính giúp che phủ đất liên tục, giảm xói mòn và bổ sung chất hữu cơ cho đất. Cây che phủ cũng có thể cố định nitơ, ngăn chặn cỏ dại và cải thiện cấu trúc đất. Ví dụ: Cây lúa mạch đen che phủ ở Hoa Kỳ, cây họ đậu che phủ ở Nigeria.
• Luân canh cây trồng: Luân canh các loại cây trồng có hệ thống rễ và yêu cầu dinh dưỡng khác nhau giúp cải thiện sức khỏe đất và tăng SOM. Việc đưa cây họ đậu vào luân canh có thể cố định nitơ và tăng cường độ phì nhiêu của đất. Ví dụ: Luân canh ngô-đậu ở Kenya, luân canh lúa-lúa mì ở Ấn Độ.
• Cải tạo hữu cơ: Bón các chất cải tạo hữu cơ, chẳng hạn như phân compost, phân chuồng và than sinh học, trực tiếp bổ sung chất hữu cơ cho đất. Phân compost và phân chuồng cũng cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng. Ví dụ: Ủ phân compost từ rác thải thực phẩm trong các khu vườn đô thị ở Châu Âu, sử dụng phân động vật trong canh tác hữu cơ ở Argentina.
• Nông lâm kết hợp: Tích hợp cây gỗ và cây bụi vào các hệ thống nông nghiệp giúp tăng cường SOM, giảm xói mòn và mang lại các lợi ích bổ sung như bóng mát, gỗ và trái cây. Ví dụ: Canh tác xen kẽ ở Đông Nam Á, hệ thống đồng cỏ-rừng ở Nam Mỹ.
• Chăn thả có quản lý: Thực hiện các hệ thống chăn thả luân phiên có thể cải thiện sức khỏe đất và tăng SOM bằng cách thúc đẩy sự phát triển của rễ và phân phối phân chuồng đều trên đồng cỏ. Ví dụ: Quản lý toàn diện ở Zimbabwe, chăn thả có quản lý ở New Zealand.
• Giảm sử dụng phân bón: Mặc dù phân bón có thể tăng năng suất cây trồng, nhưng việc sử dụng quá mức có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe đất và làm giảm SOM. Tối ưu hóa việc bón phân dựa trên kết quả kiểm tra đất và nhu cầu của cây trồng có thể giúp giảm thiểu những tác động tiêu cực này. Cân nhắc sử dụng phân bón tan chậm hoặc hữu cơ.
• Quản lý nước: Quản lý nước hợp lý là rất quan trọng để duy trì SOM. Tưới quá nhiều có thể dẫn đến úng nước và điều kiện yếm khí, có thể ức chế quá trình phân hủy và làm giảm SOM. Các kỹ thuật tưới tiêu hiệu quả, chẳng hạn như tưới nhỏ giọt, có thể giúp bảo tồn nước và cải thiện sức khỏe đất.
• Canh tác theo đường đồng mức và làm ruộng bậc thang: Trên đất dốc, canh tác theo đường đồng mức và làm ruộng bậc thang có thể giúp giảm xói mòn và bảo tồn đất và nước. Các phương pháp này bao gồm việc cày và trồng theo đường đồng mức của đất và tạo ra các mặt bằng để làm chậm dòng chảy.
• Tái trồng rừng và trồng rừng: Trồng cây trên đất bị suy thoái hoặc đất cận biên có thể làm tăng SOM, giảm xói mòn và cô lập carbon. Tái trồng rừng bao gồm việc trồng lại cây ở những khu vực trước đây là rừng, trong khi trồng rừng bao gồm việc trồng cây ở những khu vực trước đây không có rừng.

Đánh giá Chất hữu cơ trong đất

Việc đánh giá thường xuyên mức SOM là cần thiết để theo dõi hiệu quả của các phương pháp quản lý đất và xác định các lĩnh vực cần cải thiện. Có thể sử dụng một số phương pháp để đánh giá SOM, từ các đánh giá trực quan đơn giản đến các phân tích trong phòng thí nghiệm.

Các phương pháp đánh giá SOM:

• Đánh giá bằng mắt thường: Quan sát màu sắc, cấu trúc và sự kết tụ của đất có thể cung cấp một đánh giá nhanh chóng và dễ dàng về SOM. Đất có màu sẫm hơn thường có mức SOM cao hơn đất có màu sáng hơn.
• Cảm nhận kết cấu đất: Ước tính tỷ lệ cát, bùn và sét trong một mẫu đất có thể cung cấp thông tin chi tiết về khả năng giữ nước và tiềm năng lưu trữ SOM của nó.
• Thử nghiệm độ rã (Slake Test): Thử nghiệm đơn giản này bao gồm việc nhúng một cốt liệu đất vào nước để đánh giá độ ổn định của nó. Các cốt liệu ổn định trong nước thường có mức SOM cao hơn và cấu trúc đất tốt hơn.
• Thử nghiệm hô hấp của đất: Đo tốc độ giải phóng carbon dioxide từ đất có thể cho biết mức độ hoạt động của vi sinh vật và sự phân hủy SOM.
• Phân tích trong phòng thí nghiệm: Gửi mẫu đất đến phòng thí nghiệm để phân tích có thể cung cấp các phép đo chính xác về hàm lượng SOM, mức độ dinh dưỡng và các đặc tính khác của đất. Các phương pháp phổ biến để đo SOM bao gồm phương pháp tổn thất khi nung (LOI) và oxy hóa Walkley-Black.

Thách thức và Lưu ý

Việc xây dựng và duy trì SOM có thể là một thách thức, đặc biệt là ở những vùng đất bị suy thoái hoặc được quản lý chuyên sâu. Một số yếu tố có thể hạn chế sự tích lũy SOM, bao gồm:

• Hạn chế về khí hậu: Các vùng khô hạn và bán khô hạn thường có lượng nước hạn chế, điều này có thể hạn chế sự phát triển của thực vật và đầu vào SOM.
• Suy thoái đất: Đất bị xói mòn hoặc suy thoái có thể có mức SOM thấp và cấu trúc đất kém, gây khó khăn cho việc thiết lập thảm thực vật và xây dựng SOM.
• Xung đột sử dụng đất: Các mục đích sử dụng đất cạnh tranh, chẳng hạn như nông nghiệp, lâm nghiệp và đô thị hóa, có thể hạn chế diện tích đất dành cho các hoạt động xây dựng SOM.
• Các yếu tố kinh tế xã hội: Thiếu khả năng tiếp cận các nguồn lực, kiến thức kỹ thuật và thị trường có thể cản trở việc áp dụng các phương pháp quản lý đất bền vững.
• Hỗ trợ chính sách và thể chế: Cần có các chính sách và thể chế hỗ trợ để thúc đẩy các hoạt động xây dựng SOM và cung cấp các khuyến khích cho nông dân và các nhà quản lý đất đai.

Ví dụ toàn cầu về các sáng kiến xây dựng SOM thành công

Nhiều sáng kiến thành công trên khắp thế giới chứng minh tiềm năng xây dựng SOM và cải thiện sức khỏe đất. Những ví dụ này nêu bật tầm quan trọng của các phương pháp tiếp cận phù hợp với bối cảnh cụ thể và quan hệ đối tác hợp tác.

Ví dụ về các sáng kiến xây dựng SOM:

• Sáng kiến 4 phần 1000 (Toàn cầu): Một sáng kiến quốc tế nhằm tăng trữ lượng carbon hữu cơ trong đất toàn cầu lên 0.4% mỗi năm như một phương tiện để cải thiện an ninh lương thực và giảm thiểu biến đổi khí hậu.
• Bức tường Xanh Vĩ đại (Châu Phi): Một sáng kiến nhằm chống sa mạc hóa và suy thoái đất ở vùng Sahel bằng cách trồng một bức tranh khảm gồm cây gỗ, cây bụi và cỏ trên khắp lục địa.
• Đất Terra Preta (Lưu vực Amazon): Các loại đất nhân tạo cổ xưa được làm giàu bằng than sinh học và các chất cải tạo hữu cơ khác, chứng minh tiềm năng xây dựng SOM lâu dài.
• Thâm canh bền vững trong nông hộ nhỏ (Châu Á và Châu Phi): Thúc đẩy việc áp dụng các phương pháp nông nghiệp bảo tồn, chẳng hạn như canh tác không làm đất, trồng cây che phủ và luân canh cây trồng, để cải thiện sức khỏe đất và tăng năng suất cây trồng.
• Phong trào Nông nghiệp Tái sinh (Toàn cầu): Một phong trào nhấn mạnh sức khỏe đất là nền tảng của nông nghiệp bền vững, thúc đẩy các thực hành xây dựng SOM, tăng cường đa dạng sinh học và cô lập carbon.

Kết luận

Xây dựng chất hữu cơ trong đất là điều cần thiết để tạo ra các hệ sinh thái bền vững và có khả năng chống chịu. Bằng cách áp dụng các phương pháp quản lý đất đai phù hợp, chúng ta có thể tăng cường sức khỏe đất, cải thiện năng suất nông nghiệp, giảm thiểu biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường cho các thế hệ tương lai. Điều này đòi hỏi một nỗ lực toàn cầu liên quan đến nông dân, nhà khoa học, nhà hoạch định chính sách và người tiêu dùng cùng nhau làm việc để thúc đẩy sức khỏe đất và quản lý đất bền vững. Việc hiểu rõ các nguyên tắc và thực hành được nêu trong hướng dẫn này cung cấp một nền tảng vững chắc để bắt đầu hành trình hướng tới những vùng đất khỏe mạnh hơn trên toàn thế giới.