Các vi khuẩn đất giúp giảm thiểu tình trạng sa mạc hóa

Sa mạc hóa là một vấn đề nghiêm trọng đối với các vùng khô hạn, bán khô hạn trên Trái đất, nơi các trảng cỏ và rừng cây bụi trở thành sa mạc cằn cỗi - bởi thảm thực vật dần biến mất.

Người dân Senegal ươm cây để tạo ra các vi khí hậu (vùng khí quyển địa phương có khí hậu khác biệt với xung quanh) có lợi cho hoạt động của nấm rễ cộng sinh và vi khuẩn Rhizobium, giúp cải thiện sức khỏe tổng thể của đất. Ảnh: FAO

Tình trạng này làm tăng nguy cơ xói mòn đất và suy giảm lượng nước dự trữ, dẫn đến mất đa dạng sinh học và năng suất nông nghiệp. Đây là điều cực kỳ nguy hiểm đối với các hệ sinh thái địa phương cũng như các cộng đồng sinh kế sống dựa vào những khu vực này. 

Trong bối cảnh đó, cần phải có chiến lược quản lý nhằm giảm bớt tình trạng sa mạc hóa và các tác động của nó một cách hữu hiệu. 

Một đánh giá mới về chống sa mạc hóa, được công bố trên tạp chí Earth-Science Reviews, đã xác định vai trò của các vi khuẩn đất trong việc ngăn chặn hiện tượng này. Phó giáo sư Waqar Islam thuộc Viện Khoa học Trung Quốc và các đồng nghiệp đã giải thích làm thế nào một cộng đồng vi khuẩn, nấm, cổ khuẩn và các vi sinh vật khác giúp thúc đẩy sức khỏe của đất, tác động tích cực đến chức năng hệ sinh thái và quản lý đất bền vững.

Những vi khuẩn cực nhỏ sống trong khoảng trống giữa các phân tử đất có khả năng phân hủy chất hữu cơ và tác động đến chu trình dinh dưỡng trong môi trường nhằm cải thiện độ phì nhiêu của đất; hỗ trợ quá trình cô lập carbon từ khí quyển thông qua việc hình thành mùn (giúp cải thiện hơn nữa khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng); ổn định đất – chống xói mòn – nhờ mối quan hệ cộng sinh với rễ cây v.v.

Đối với chu trình dinh dưỡng, vi khuẩn đất tác động lớn đến hàm lượng nitơ và phosphor giúp hỗ trợ năng suất cây trồng, ngay cả ở những vùng đất nghèo dinh dưỡng.

Vi khuẩn đất cố định đạm (như Rhizobium và Bradyrhizobium) chuyển đổi nitơ trong khí quyển thành amoniac, sau đó được thực vật hấp thụ dưới dạng ion amoni. Đậu Hà Lan (pea), đậu (bean) và các cây họ đậu khác hình thành mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm trong hệ thống rễ của chúng, vì vậy chúng có thể là cây trồng phù hợp để phát triển ở những vùng khô cằn. Hơn nữa, nấm cộng sinh có thể mở rộng mạng lưới sợi nấm sâu hơn vào đất, từ đó gia tăng lượng chất dinh dưỡng và nước cung cấp cho hệ thống rễ để khuyến khích sự phát triển.

Những loại nấm rễ cộng sinh này vận chuyển các hợp chất carbon hữu cơ từ thực vật vào đất, nơi chúng sẽ được cô lập dưới dạng glycoprotein (glomalin). Glomalin còn có chức năng liên kết các phân tử đất lại với nhau, giúp ổn định chống xói mòn.

Nghiên cứu tiếp tục xem xét xem khả năng triển khai chiến lược nhằm giảm bớt tình trạng sa mạc hóa thông qua vi khuẩn đất ở các khu vực trên khắp hành tinh. Chẳng hạn, nhiều chuyên gia đã áp dụng cách này khi xử lý các địa điểm khai thác mỏ như dãy núi Aravalli của Ấn Độ, giúp tạo ra một môi trường sống phù hợp hỗ trợ thực vật phát triển về sau, cũng như bổ sung vi khuẩn kháng kim loại có thể giải độc ô nhiễm kim loại nặng trong đất.

Ngoài ra, vào những năm 1990, Chính phủ Trung Quốc đã áp dụng kế hoạch quản lý “Grain for Green” tại Cao nguyên Hoàng Thổ, nhằm ngăn chặn tình trạng sa mạc hóa do nạn phá rừng và chăn thả quá mức. Họ khuyến khích trồng rừng và phục hồi đồng cỏ nhờ sử dụng nấm rễ cộng sinh, vi khuẩn Rhizobium, xạ khuẩn và vi sinh vật cố định đạm. Do đó, nông dân ghi nhận năng suất cây trồng cao hơn và thu nhập tăng lên.

Đối với khu vực Sahel bán khô hạn giáp sa mạc Sahara, chính phủ các nước đã triển khai dự án “Great Green Wall” của châu Phi với mong muốn chống lại tình trạng mất an ninh lương thực, nghèo đói và di cư do suy thoái đất đai. Cụ thể, dự án đã trồng cây để tạo ra các vi khí hậu (vùng khí quyển địa phương có khí hậu khác biệt với xung quanh) có lợi cho hoạt động của nấm rễ cộng sinh và vi khuẩn Rhizobium, giúp cải thiện sức khỏe tổng thể của đất. Những dự án như vậy đòi hỏi sự tham gia của cộng đồng, khiến chúng trở thành một phần quan trọng trong kế hoạch quản lý sa mạc hóa.□

Anh Lưu lược dịch (Theo Phys)

Tác giả