“Nông nghiệp carbon” – Giải pháp cho khí hậu, nông dân và đa dạng sinh học

BVR&MT – Theo ước tính, một tỷ nông dân trên toàn thế giới đã áp dụng phương pháp nông lâm kết hợp, một trong những phương pháp “nông nghiệp carbon”. Bên cạnh việc cô lập carbon, nông nghiệp carbon còn nâng cao năng suất thực phẩm, đa dạng sinh học, chất lượng nước… Theo ấn phẩm mới “Giải pháp nông nghiệp carbon” của tác giả Eric Toensmeier – giảng viên Đại học Yale, các kỹ thuật này sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong tương lai. Dưới đây là cuộc trò chuyện với tác giả Toensmeier về phương pháp này.

041016-nongnghiepcarbon

Được coi là một giải pháp khí hậu, phương pháp “nông nghiệp carbon” có những lợi ích gì?

Để tránh thảm họa biến đổi khí hậu, CO2 trong khí quyển phải trở về mức 350 ppm hoặc thấp hơn. Thế nhưng ngay cả khi khống chế được toàn bộ lượng phát thải phát sinh thì nồng độ CO2 vẫn chỉ dừng ở 400 mức ppm và không thể trở lại mức 350 ppm. Vì vậy, CO2 dư thừa trong không khí cần phải được loại bỏ, lưu trữ hoặc “cô lập” ở một nơi an toàn. Tái trồng rừng là một giải pháp tuyệt vời để thực hiện điều này, tuy nhiên chúng ta không thể trồng đủ rừng do nhu cầu canh tác nông nghiệp. Trên thực tế, sức chứa carbon của đất và sinh khối ít hơn nhiều so với nhiên liệu hóa thạch trong lòng đất. Như vậy, chỉ có một kế hoạch táo bạo nhằm giảm lượng khí thải,đồng thời với tái tạo rừng và thúc đẩy nông nghiệp carbon,mới có thể đưa biến đổi khí hậu về mức an toàn.

Hệ thống nông lâm nghiệp cacao truyền thống tại Sulawesi. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Hệ thống nông lâm nghiệp cacao truyền thống tại Sulawesi. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Thực ra, không có phương pháp nông nghiệp carbon nào trong cuốn sách được xây dựng nhằm mục tiêu giảm thiểu biến đổi khí hậu, mà ban đầu chỉ hướng tới tăng năng suất cây trồng và hệ sinh thái. Lợi ích cô lập carbon của những phương pháp này gần đây mới dần được khám phá. Đầu tư vào nông nghiệp carbon chống lại biến đổi khí hậu có thể mang lại lợi ích kép như tăng cường đa dạng sinh học, giảm xói mòn, cải thiện chất lượng nước, bảo vệ động vật hoang dã, đảm bảo an ninh lương thực, phòng chống phá rừng và nhiều lợi ích khác cho cả con người và môi trường.

Nông nghiệp carbon có thể giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu như thế nào?

Chắc hẳn ai cũng nhớ quá trình quang hợp của một cây xanh sẽ hấp thụ CO2, tách carbon và thải ra oxi. Một lượng carbon được sử dụng trong quá trình quang hợp vẫn tồn tại trong mô của cây lâu năm có tuổi đời nhiều thập kỷ hoặc thế kỷ. Trên thực tế, nếu làm khô một cây xanh kích thước trung bình thì một nửa lượng sinh khối là carbon. Một lượng carbon khác đi vào trong đất sau đó thông qua quá trình phân hủy lá và rễ theo thời gian, tạo nên các chất hữu cơ trong đất, còn được gọi là mùn. Chất hữu cơ chứa khoảng 57% carbon trên tổng khối lượng khô. Như vậy hệ thống nông nghiệp carbon loại bỏ carbon trong không khí và lưu trữ dưới dạng vật chất hữu cơ và sinh khối lâu năm. Carbon có thể tồn tại trong đất nhiều thế kỷ nếu đất không bị cải tạo để canh tác hoặc bị quản lý yếu kém. Dưới dạng cây, carbon sẽ tồn tại trong nhiều thập kỷ, thậm chí nhiều thế kỷ. Cả hai dạng này không mang tính lâu bền và dễ bị tác động, nhưng vẫn đóng vai trò quan trọng trong giảm thiểu biến đổi khí hậu. Còn đối với những người nông dân, phương pháp này có thể giúp tăng sản lượng, khôi phục đất bị thoái hóa, và tăng khả năng giữ nước cho đất.

Cuốn sách đề cập đến những hệ thống nông nghiệp carbon nào?

Các hệ thống nông nghiệp carbon trong cuốn sách được chia thành nhiều loại. Trước tiên là loại phát triển các loại cây trồng hàng năm như lúa gạo, lúa mì và ngô, bao gồm chọn giống cây trồng che phủ đất, luân canh cây trồng, giảm bớt canh tác, sử dụng phân hữu cơ hoặc phân chuồng… Phương pháp này có khả năng cô lập thấp hoặc rất thấp, nhưng tiến bộ hơn nhiều so với các phương pháp phát thải carbon tiêu chuẩn như canh tác hàng năm.

Hệ thống nông nghiệp carbon tại Tanzania. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Hệ thống nông nghiệp carbon tại Tanzania. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Loại thứ hai là hệ thống nông lâm kết hợp, tích hợp trồng cây với sản xuất nông nghiệp. Phương pháp này có thể kết hợp trồng cây trồng hàng năm, chăn nuôi gia súc với cây trồng lâu năm. Một sốhệ thống kết hợp cây lấy gỗ hoặc cây ăn quả và cây trồng hàng năm với khoảng cách thích hợp để tối thiểu hóa sự cạnh tranh. Trong thực tế,nếu thực hiện đúng, nhiều hệ thống có thể sản xuất vượt phương pháp độc canh, cho phép canh tác nhiều cây lương thực hơn và giảm áp lực phá rừng. Các hệ thống khác tích hợp các loài cây có khả năng bảo vệ, như chắn gió, hoặc cung cấp các lợi ích bảo tồn như hàng rào chắn ven sông suối hoặc chống xói mòn ven bờ. Một số phương pháp khác kết hợp các loài cây cố định nitơ và cây bụi để tạo dinh dưỡng cho đất mà không cần sử dụng phân bón hóa học. Tỷ lệ cô lập carbon của các phương pháp này nằm ở mức độ từ thấp đến trung bình, gấp 5 lần hoặc hơn so với tỷ lệ canh tác cải tiến hằng năm không kết hợp cây xanh.

Loại thứ ba là phương pháp chăn thả hợp lý. Chăn thả quá mức được coi là một vấn đề môi trường, thế nhưng với tỷ lệ chăn thả và thời gian nghỉ ngơi thích hợp, chăn thả gia súc lại có ích cho đất, carbon, và các hệ sinh thái xung quanh. Tỷ lệ cô lập carbon trung bình toàn cầu của các phương pháp này là rất thấp, nhưng một số bằng chứng mới cho thấy các hệ thống quản lý tập trung kết hợp luân canh có thể tăng mức cô lập lên cao hơn.

Loạt hệ thống hữu hiệu hơn cả là mô hình kết hợp cây và đồng cỏ. Mặc dù hầu hết đất chăn thả gia súc trên thế giới quá khô, song nếu có thể trồng cây ở bất cứ vị trí nào thì hệ thống sẽ tạo ra mức cô lập cao hơn 5 đến 10 lần so với chăn thả có quản lý, tương đương tỷ lệ cô lập ở mức trung bình-cao. Các hệ thống trồng cây kết hợp với chăn nuôi tập trung gần đây được đặc biệt quan tâm, trong đó cây có giá trị làm thức ăn cho gia súc được trồng với mật độ rất cao trên những đồng cỏ, chẳng hạn 1 cây/1m2. Vật nuôi được chăn thả luân phiên trên những cánh đồng, ăn lá cây cỏ, sau đó được chuyển sang nơi khác để cây cỏ tái sinh. Những hệ thống này có tỷ lệ cô lập carbon rất cao và sản xuất thịt hoặc sữa nhiều hơn 2 đến 10 lần trên mỗi ha. Hệ thống trồng cây kết hợp với chăn nuôi vẫn có thể cô lập carbon cho dù vật nuôi thuộc loài nhai lại như gia súc thải ra khí nhà kính, đặc biệt là oxit nitơ và metan. Điều quan trọng là đảm bảo tỷ lệ cô lập carbon vượt quá lượng khí thải này. Nhiều nghiên cứu khẳng định lượng phát thải metan và oxit nitơ chiếm khoảng 25% tổng lượng khí cô lập trong hệ thống chăn thả có quản lý, trong khi đó tỷ lệ cô lập của hệ thống trồng cây kết hợp với chăn nuôi càng lớn hơn giúp bù đắp cho lượng khí thải từ động vật nhai lại. Trong hệ thống trồng cây kết hợp với chăn nuôi, chất tannin trong lá cây làm thức ăn cho gia súc thực sự làm giảm lượng khí phát thải metan, hơn nữa còn đảm bảo sản xuất chăn nuôi thân thiện với khí hậu.

Loại thứ năm là hệ thống cây lâu năm, bao gồm các loài như tre, ngũ cốc trồng lâu năm, cây ăn quả, cỏ khổng lồ, cây thân gỗ được trồng để lấy năng lượng sinh khối và một số mục đích khác. Những cây này có tốc độ cô lập carbon trung bình.

Loại hệ thống thứ sáu là đa canh cây lâu năm, đặc biệt là hệ thống nông lâm kết hợp đa tầng, có cấp độ cô lập carbon cao nhất so với bất kỳ hệ thống sản xuất thực phẩm nào. Ví dụ tiêu biểu là trồng cây cà phê và ca cao dưới cây bóng râm, hay xây dựng vườn nhà nhiệt đới với hệ thống đa dạng sinh học ngay trong vườn nhà ở các vùng nhiệt đới ẩm.

Cuối cùng là loại hệ thống hỗn hợp bao gồm thành phần cải tạo đất như than sinh học, cơ sở hạ tầng như ruộng bậc thang,trữ nước mưa, và các chiến lược quản lý hệ sinh thái hiệu quả.

Trồng hoa mầu xen với cây gỗ tại Pháp. (Ảnh: AgForward)

Trồng hoa mầu xen với cây gỗ tại Pháp. (Ảnh: AgForward)

Các loại hệ thống nông lâm kết hợp này có được nhiều nông dân ứng dụng không thưa ông?

Khó có thể nói chính xác mặc dù số nông dân áp dụng cũng khá nhiều. Trong số gần 1,2 tỷ ha cây trồng hàng năm trên toàn thế giới, khoảng 700 triệu ha được trồng xen canh với các cây khác. Trong số 3,5 tỷ ha đất chăn thả gia súc, 450 triệu ha là đất trồng cây kết hợp với chăn nuôi. Hệ thống nông lâm kết hợp đa tầng chiếm thêm 100 triệu ha. Hầu hết những hệ thống này được áp dụng ở vùng nhiệt đới, nơi tập trung nhiều nông dân. Phương pháp canh tác carbon khác như hệ thống thâm canh lúa,tức phương pháp hữu cơ tái tạo, được khoảng 10 triệu nông dân trên toàn thế giới áp dụng, chủ yếu ở Đông Nam Á.

Liệu các hệ thống nông lâm kết hợp có đe dọa đến đa dạng sinh học không?

Phá rừng hoặc chuyển đổi các hệ sinh thái nguyên vẹn để tiến hành nông lâm kết hợp hoặc các phương pháp canh tác carbon khác chắc chắn sẽ làm giảm tích lũy carbon và suy giảm đa dạng sinh học. Yếu tố quyết định nằm ở chỗ lựa chọn chuyển đổi đất nông nghiệp vốn có, bị suy thoái hoặc bỏ hoang, khi đó chuyển đổi nông lâm kết hợp sẽ có ích cho đa dạng sinh học.

Một số nghiên cứu về hệ thống trồng cà phê dưới bóng râm tại Mexico cho thấy mức độ đa dạng sinh học không được như rừng nguyên sinh nhưng “lợi hại” gấp nhiều lần trồng cỏ và cây hàng năm. Chẳng hạn, có thể tìm thấy nhiều loài ếch dưới vườn cây cà phê trồng trong bóng râm, nhưng chỉ có một hoặc hai loài sống trên đồng cỏ. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc chuyển đổi từ cây trồng hàng năm sang canh tác nông nghiệp lâu năm sẽ giúp cải thiện môi trường sống một cách đáng kể. Cây lâu năm, hệ thống nông lâm kết hợp và các phương pháp nông nghiệp carbon khác còn có tác động môi trường rộng hơn bằng cách cải thiện chất lượng nước và giảm xói mòn.

Khu vườn trồng xen nhiều tầng tại Tanzania, cung cấp thuốc, cỏ khô, hoa quả, củi đốt, cà phê và rau xanh. (Ảnh: FAO/David Boerma)

Khu vườn trồng xen nhiều tầng tại Tanzania, cung cấp thuốc, cỏ khô, hoa quả, củi đốt, cà phê và rau xanh. (Ảnh: FAO/David Boerma)

Một hệ thống nông lâm kết hợp khác là sử dụng hàng rào các loài cây địa phương để tạo môi trường sống cho côn trùng diệt sâu bệnh và các loài thụ phấn địa phương.

Các loại cây trồng phổ biến trên toàn cầu như ca cao, cà phê có thường được đưa vào hệ thống cây nhiều tầng không thưa ông?

Hệ thống canh tác nhiều tầng chiếm khoảng 100 triệu ha trên toàn thế giới. Mức độ phổ biến tính riêng của ca cao và cà phê đứng thứ 5 sau lúa mì, ngô, gạo và đậu tương. Không phải tất cả cà phê đều được trồng dưới bóng râm mà phần lớn được trồng ở nơi đầy đủ ánh nắng mặt trời và sử dụng nhiều chất hóa học. Khoảng một phần ba được trồng trong các hệ thống rất đơn giản với một hoặc một vài loài cây bóng mát, còn lại một phần tư được trồng trong khu vực nông lâm kết hợp phức tạp và có mức đa dạng sinh học cao.

Trồng cà phê dưới bóng râm tại Nicaragua. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Trồng cà phê dưới bóng râm tại Nicaragua. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Ông có thể nói thêm về việc trồng ngũ cốc không?

Ngũ cốc có thể được sản xuất với hệ thống canh tác carbon ở bất kỳ khí hậu nào hiện đang canh tác ngũ cốc. Có rất nhiều lựa chọn. Cách đầu tiên là trồng ngũ cốc trong hệ thống hàng năm được cải tiến, có bổ sung thêm các yếu tố như luân canh cây trồng, cây che phủ, giảm làm đất, sử dụng phân hữu cơ và các phương pháp hữu cơ khác… Thứ hai, có thể kết hợp trồng cây lâu năm với ngũ cốc hàng năm, chẳng hạn như kết hợp cây gỗ hoặc cây ăn quả với khoảng cách rộng, vẫn cho phép ngũ cốc hấp thụ đủ ánh nắng mặt trời, hoặc sử dụng các loài cây cố định nitơ hoặc các mảng cỏ lâu năm xung quanh để tăng dinh dưỡng đất và chống xói mòn. Ngoài ra, còn có thể trồng ngũ cốc mùa đông hàng năm (phát triển vào mùa đông) xen với cỏ chăn nuôi (phát triển vào mùa hè).

Trồng ngô dưới bóng cây. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Trồng ngô dưới bóng cây. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Một số loại cây trồng có thể sử dụng trong công nghiệp như keo, sợi, tinh bột, và nhiên liệu. Hai loại cây đang tạo ra xu hướng chuyển đổi rừng tự nhiên sang độc canh là cây cọ dầu và cao su. Liệu có phương pháp canh tác nào tốt hơn cho hai giống cây này không?

Trên thực tế, các giống cây công nghiệp như cây cọ dầu châu Phi hay cây bông vốn không có lỗi. Không thể đổ lỗi cho chúng trước nạn lấn chiếm đất đai, chiếm hữu nô lệ, thuộc địa hay diệt chủng. Chính hệ thống kinh tế-xã hội-chính trị của con người mới là nguyên nhân gây ra các vấn đề trên. Cả cao su và cọ dầu châu Phi đều phù hợp với nhiều hệ thống đa canh và đều đã được canh tác thương mại trong các hệ thống như vậy tại một số nơi trên thế giới. Ví dụ, một hệ thống xen canh cây cao su với cây lấy gỗ, cây ăn quả, cây dược liệu và cây nguyên liệu như cây mây đã được thiết lập tại Indonesia. Độc canh cao su không có lợi cho xen canh do bóng râm dày,mặc dù nhiều loại cây trồng khác vẫn thường được trồng với cây cao su non. Ngược lại, cọ dầu châu Phi thích nghi rất tốt với hệ thống đa canh kết hợp. Một nghiên cứu ở Brazil cho thấy khi trồng xen với các loài cây cố định nitơ và các loài che phủ nền đất, cây ăn quả, cây tiêu và cacao, sản lượng dầu cọ đã tăng từ 5 lên 8 tấn trên mỗi ha, cộng thêm năng suất của những cây trồng khác. Đây là ví dụ điển hình của mô hình sinh thái nông nghiệp -trồng nhiều thực phẩm hơn theo cách bền vững trên diện tích đất ta có, từ đó giảm áp lực phá rừng.

Cọ dầu trồng với một giống cây cho nhựa 'jelutung' và cây dừa. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới/Robert Finlayson)

Cọ dầu trồng với một giống cây cho nhựa ‘jelutung’ và cây dừa. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới/Robert Finlayson)

Hệ thống nông nghiệp carbon đang được nghiên cứu và kiểm nghiệm ở đâu?

Một trong những trung tâm nghiên cứu quan trọng nhất là Trung tâm Nông Lâm Thế giới tại Nairobi, Kenya. Đây là trung tâm hàng đầu thế giới về nghiên cứu và kiểm nghiệm phương pháp nông lâm kết hợp, chủ yếu cho các vùng nhiệt đới. Trung Quốc là nước đi đầu trong việc phát triển và áp dụng nông lâm kết hợp cho khí hậu lạnh trên quy mô lớn. Nhiều trường đại học và các tổ chức phi chính phủ đang tích cực nghiên cứu và phát triển các giống cây trồng lâu năm và hệ thống nông lâm kết hợp. Trường Đại học Missouri là đơn vị tiêu biểu đi đầu tại Hoa Kỳ. Viện Khoa học Nông nghiệp Vân Nam,Trung Quốc đã phát triển thành công giống lúa lâu năm. Có cả một mạng lưới các cá nhân và tổ chức nhỏ đã tham gia phát triển các hệ thống này trong nhiều thập kỷ. Tại châu Âu,Liên minh AgForward hiện đang dẫn đầu nghiên cứu nông lâm kết hợp. Các cơ quan chính phủ như Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ cũng tham gia nghiên cứu…

Trồng xen cây lương thực và cây cao su tại Nigeria. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Trồng xen cây lương thực và cây cao su tại Nigeria. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Bên cạnh việc mô tả hệ thống cây trồng và hàng trăm loài thực vật hữu ích, cuốn sách còn thảo luận cách thức hỗ trợ nông dân trong quá trình chuyển đổi sang nông nghiệp carbon. Quá trình này cần những yếu tố cần thiết gì?

Yếu tố quan trọng nhất là tài chính. Quá trình chuyển đổi sang mô hình nông lâm kết hợp hoặc các phương pháp canh tác carbon khác thường kéo dài từ 2 đến 5 năm.Người nông dân cần được hỗ trợ thực hiện chuyển đổi thông qua các khoản vay, trợ cấp, chương trình chi trả dịch vụ môi trường của chính phủ, hỗ trợ tiếp cận thị trường, hoặc các kỹ thuật khác. Đặc biệt, cần có cơ chế chuyển đổi đầu tư vào nhiên liệu hóa thạch sang phát triển mô hình nông lâm kết hợp và các hệ thống nông nghiệp carbon khác.

Chính phủ cần ưu tiên giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu đối với nông nghiệp. Ấn Độ là quốc gia đi đầu cam kết tăng độ che phủ rừng từ 25% lên 33% chủ yếu bằng cách áp dụng nông lâm kết hợp tại các trang trại hiện có. Brazil cũng đã ưu tiên phương pháp nông lâm kết hợp thông qua các chương trình cho vay đặc biệt, thậm chí còn yêu cầu các trường học công lập mua một phần ba thực phẩm từ các hộ canh tác nông nghiệp sinh thái.

Một nông dân cùng nông sản thu hoạch từ trang trại cao su nông lâm của ông tại Nigeria. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Một nông dân cùng nông sản thu hoạch từ trang trại cao su nông lâm của ông tại Nigeria. (Ảnh: Trung tâm Nông lâm Thế giới)

Các chứng nhận sản phẩm “hữu cơ” hay “thân thiện với loài chim” sẽ giúp người nông dân đạt được giá tốt cho sản phẩm của mình.Mạng lưới Nông nghiệp Bền vững, một chương trình của Liên minh Rừng mưa (Rainforest Alliance) đã cấp chứng nhận giảm khí thải trang trại cho hơn 200.000 nông dân tại châu Mỹ Latinh và châu Phi.Bên cạnh đó, cũng cần loại bỏ các trợ cấp cho nông nghiệp truyền thống và thay vào đó xây dựng ưu đãi khi chuyển đổi sang nông lâm kết hợp và các phương pháp nông nghiệp carbon khác cho nông dân.

Các tổ chức lớn đang quan tâm đến tiềm năng của nông nghiệp carbon như thế nào?

Nông nghiệp carbon chắc chắn hiện đã dành được nhiều sự quan tâm hơn trước đây. Ủy ban Liên Chính phủ về Biến đổi khí hậu đã thêm vấn đề giảm thiểu tác động biến đổi khí hậu đối với nông nghiệp vào các xuất bản. Tuy nhiên, một mảng quan trọng vẫn còn thiếu là tài chính khí hậu. Trong hơn 300 tỷ USD được đầu tư hàng năm thông qua hệ thống tài chính khí hậu của Liên Hợp Quốc,chỉ chưa đến 2% được dành đầu tư cho nông nghiệp mà gần như hầu hết được sử dụng để giảm khí thải trong chăn nuôi và hạn chế lạm dụng phân bón hóa học. Khoảng 0,02% nguồn tài chính khí hậu quốc tếđược đầu tư cho ngành nông lâm là không đủ riêng cho mục tiêu giảm lượng khí thải.

Nguyệt Minh (Biên dịch)