Cơ sở dữ liệu đầu tiên trên thế giới về việc sử dụng phosphorus trong nông nghiệp

Các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Khoa học môi trường của trường đại học Maryland đã thực hiện một nghiên cứu đầu tiên định lượng phốt pho được dùng trong trong trồng trọt trên khắp thế giới.

Cơ sở dữ liệu mà họ lập nên sẽ giúp nhận diện được những khoảng trống về quản lý phân bón trong những vùng trồng trọt và các hệ thống tiêu dùng thực phẩm khác nhau. Nó cũng sẽ giúp các quốc gia và các vùng khác nhau đánh giá được hiệu quả của mình trong giải quyết vấn đề ô nhiễm phốt pho và những thách thức, hướng dẫn các hành động để hướng đến một tương lai bền vững hơn.

“Để giải quyết những thách thức trong quản lý, việc sử dụng phốt pho trong nông nghiệp cần phải hiệu quả hơn”, Tan Zou, tác giả thứ nhất của nghiên cứu nói. “Việc hiểu biết về những khoảng trống và những động lực tiềm năng có thể giúp hướng dẫn sự phát triển và hoàn thiện những thực hành quản lý hiệu quả nhất, như kiểm tra đất và các loại phân bón phù hợp để đất hấp thụ tốt hơn”.

Phốt pho là một dưỡng chất cần thiết cho cây cối và các cơ thể sống nhưng lượng phốt pho đang được dùng quá nhiều trên những cánh đồng và sau đó chảy vào các dòng nước đã dẫn đến sự phát triển bùng nổ của các loại tảo có hại và các vùng có lượng ô xy thấp, qua đó làm ảnh hưởng đến các hệ sinh thái dưới nước. Không quản lý được việc sử dụng các dưỡng chất như vậy có thể dẫn đến việc tăng lượng chất thải, mất mát hoặc thiếu hụt phân bón, kết quả là các vấn đề về xã hội và môi trường như ô nhiễm môi trường và làm suy giảm mùa vụ 1 2.

“Thách thức ở phạm vi toàn cầu là việc tăng cường sản lượng lương thực đi kèm với việc sử dụng phốt pho quá mức“, Zou nói. “Có thể kiểm soát được điều này bằng việc phát triển và hoàn thiện những thực hành quản lý phân bón hiệu quả và phân bổ các nguồn đầu vào cho các vùng có các mức sử dụng phốt pho hiệu quả cao hơn”.

Tronh khi nhiều nỗ lực đã được đề ra để cải thiện các thực hành quản lý sử dụng phân bón trên đồng ruộng, một số nghiên cứu đã tìm hiểu các xu hướng sử dụng phốt pho hiệu quả trong lịch sử (PUE) và những yếu tố tác động đến kinh tế xã hội và nông nghiệp ở quy mô quốc gia. Đây là nghiên cứu đầu tiên tạo ra một cơ sở dữ liệu độc đáo về tổng lượng phốt pho được dùng trong nông nghiệp và việc sử dụng phốt pho hiệu quả ở cấp quốc gia, năm, dạng trồng trọt, kiểm tra sự đóng góp đáng kể của các yếu tố kinh tế xã hội và thảo luận về các thách thức và cơ hội quản lý phốt pho trong nông nghiệp ở quy mô quốc gia.

Các thách thức quản lý phốt pho và các cơ hội trong nông nghiệp khác nhau ở các quốc gia và liên quan đến rất nhiều nhân tố nông học, kinh tế xã hội, như giai đoạn phát triển kinh tế, hiệu quả sử dụng ni tơ, quy mô trồng trọt. Các mức thất thoát phân bón từ đồng ruộng vào môi trường gần đây đã vượt quá mức biên giới hành tinh (planetary boundary) – khái niệm để chỉ những xáo trộn do con người gây ra đối với các hệ thống trên trái đất, vượt qua ranh giới hành tinh có nguy cơ làm thay đổi môi trường đột ngột. Hiện trạng này càng cho thấy sự cần thiết phải sử dụng phân bón phốt pho hiệu quả hơn để giảm thiểu thiệt hại cho môi trường trong khi vẫn giữ được an ninh lương thực. Để đáp ứng nhu cầu lương thực mà chúng ta dự đoán vào năm 2050 trong khi mức sử dụng phốt pho vẫn được giữ ở dưới mức biên giới hành tinh, việc sử dụng phốt pho hiệu quả trên toàn cầu cần được cải thiện khoảng 70 đến 80%.

“Mặc dù các thực hành quản lý phân bón đều được áp dụng ở quy mô trang trại nhưng các bên tham gia trong chuỗi cung cấp lương thực lại chủ yếu là nơi quyết định trồng cây gì”, giáo sư Eric Davidson, đồng tác giả nghiên cứu, chỉ ra một thực tế.

Thách thức của tình trạng khan hiếm phốt pho là mối lo ngại cho nhiều quốc gia không đủ nguồn dự trữ như Ấn Độ và Mexico. Tất cả các quốc gia phụ thuộc vào lượng phân bón nhập khẩu đều phải xem xét lại sự rủi ro về địa chính trị bởi nó có thể ảnh hưởng đến việc nhập khẩu phân bón và thực phẩm cũng như nhận diện các nguồn thay thế.

“Giá của phân bón phốt pho và ni tơ cao ở mọi thời điểm, vốn có tiềm năng trở thành song đề trầm trọng. Dù khu vực này của thế giới sử dụng phân bón dư thừa đến mức ô nhiễm môi trường nhưng lại có khu vực khác vật lộn với việc thiếu phân bón và không thể có phân bón cho trồng trọt để tạo ra nguồn lương thực đủ đáp ứng nhu cầu cơ bản của dân số. Giải quyết được song đề này là điều thiết yếu để đạt được Mục tiêu phát triển bền vững của Liên hợp quốc và cần có sự hợp tác giữa khắp các quốc gia”, phó giáo sư Xin Zhang và đồng tác giả khác của nghiên cứu, nói.

Bằng việc kiểm tra quỹ đạo lịch sử của phốt pho dùng cho sản xuất nông nghiệp ở từng quốc gia và dạng cây trồng trong năm thập kỷ qua, công trình nghiên cứu này đã vẽ ra một quỹ đạo chung của việc sử dụng phốt pho hiệu quả khi các quốc gia phát triển kinh tế và tăng cường sản lượng mùa vụ. Nghiên cứu này sẽ lấp đi những khoảng trống nghiên cứu về hiệu quả sử dụng phốt pho để cung cấp thông tin cho các hoạch định chính sách giải quyết những thách thức như ô nhiễm phốt pho và ảnh hưởng đến môi trường.

“Global Trends of Cropland Phosphorus Use and Sustainability Challenges” (Những xu hướng sử dụng phốt pho trong trồng trọt ở quy mô toàn cầu và những thách thức bền vững) được xuất bản trên Nature với các tác giả Tan Zou, Xin Zhang, và Eric Davidson của Trung tâm Khoa học môi trường của trường đại học Maryland 3.

 Vũ Nhàn tổng hợp

Nguồn: https://phys.org/news/2022-10-first-of-its-kind-database-tracks-agricultural-phosphorus.html

—————————————-

1. https://phys.org/news/2018-01-phosphorus-pollution-dangerous-worldwide.html

2. http://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/du-lieu-ba-muoi-nam-tiet-lo-nguyen-nhan-pha-huy-cac-ran-san-ho-18495/

3. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05220-z

Tác giả