Cung cấp thực phẩm cho 10 tỷ người: Nhiều thực phẩm với ít đất hơn

Khi đất trống, nó mất nhiều nước hơn do sự bay hơi và có nguy cơ cao bị quét trôi bởi gió và mưa. Đất trồng cũng trở nên dễ nhiễm cỏ dại hơn. Những loại “cây che phủ đất” phát triển nhanh, như lúa mạch đen hay mạch ba góc có thể được trồng để cạnh tranh với cỏ dại và bảo vệ đất.

Ngoài ra, lớp phủ hữu cơ như rơm rạ cũng có thể được sử dụng để bảo vệ bề mặt đất. Điều này được gọi là phủ đất hữu cơ (mulching).

Việc tước nước hợp lý cũng sẽ làm giảm việc suy thoái đất hơn nữa, và cho phép nhiều cây trồng được sản xuất với ít nước hơn.

Giải pháp 2: Nông nghiệp sinh thái

Trong hệ thống tự nhiên, chất dinh dưỡng được tuần hoàn giữa cây trồng và đất khi cây trồng phát triển và chết đi.

Khi chúng ta trồng trọt, những vòng tuần hoàn này bị phá vỡ bởi vì cây trồng bị thu hoạch trước khi chúng có thể hoàn trả lại chất dinh dưỡng cho đất.

Nông nghiệp sinh thái là phương pháp trồng trọt cố gắng mô phỏng theo những vòng tuần hoàn tự nhiên này. Bằng việc sử dụng các mối quan hệ giữa cây trồng, động vật và môi trường, hệ thống nông nghiệp sinh thái giúp làm tối thiểu nhu cầu của chúng cho đầu vào bên ngoài, làm tăng năng suất và tính bền vững trong khi cũng làm giảm chất thải và ô nhiễm.

Các loại cây trồng cần lượng dưỡng chất khác nhau. Do đó, khi trồng các loại cây khác nhau trên cũng một mẫu đất, dù là cùng nhau hay luân canh, việc này sẽ giúp tận dụng hết tất cả các chất dinh dưỡng mà không làm cạn kiệt chúng.

Xen canh cũng làm tăng sự đã dạng trong hệ thống nông nghiệp. Những hệ thống nông nghiệp đa dạng hơn đối phó với các cú sốc tự nhiên hay kinh tế tốt hơn.

Hãy cùng xem một ví dụ cho hệ thống này nhé. Trong nông lâm kết hợp, cây trồng (và đôi khi cả vật nuôi) được nuôi trồng chung với cây trồng lâu năm trên cùng một mảnh đất.

Vậy có gì tuyệt vời về việc này nhỉ?

Bản thân cây cối trữ một lượng lớn cacbon trong thân và rể của chúng. Hơn thế nữa, bằng việc làm tăng chất lượng đất, chúng cũng làm tăng khả năng hấp thụ CO₂ từ bầu khí quyển nữa!

Khi các loại cây trồng khác nhau được gieo trồng trên cùng một mẩu đất, sinh vật gây hại hay bệnh hại khó có thể hủy hoại cây trồng hơn.

Một vài loại cây có thể bảo vệ cây trồng khỏi sinh vật gây hại bằng cách gửi tính hiệu hóa học. Điều này thật sự rất hữu hiệu. Ở miền nam và miền đông châu Phi, sâu đục thân làm giảm sản lượng ngô đến 80% lận!

Bướm trưởng thành của loài sâu đục thân đẻ trứng lên cây. Tuy nhiên, chúng thích đẻ trứng trên cỏ voi hơn, và nếu ta trồng cỏ voi ở vùng biên của đồng ruộng, nó như việc ta u0022đẩy xau0022 sâu đục thân khỏi cây trồng vậy.

Ngược lại với nó, một loại cây trồng có tên khoa học là Desmodium uncinatum sản xuất chất hóa học đẩy các loài bướm ra xa. Nó cũng bảo vệ cây trồng khỏi cỏ dại kí sinh.

Khi dùng chung với nhau, các loại cây này tạo ra một lá chắn u0022kéo - đẩyu0022 mạnh mẽ đối với côn trùng và cỏ dại:

Ngoài việc bảo vệ cây trồng, Desmodium là nhóm cây có khả năng thêm nitơ vào trong đất. Những loại cây này (bao gồm các cây họ đậu) có một u0022giao dịchu0022 đặc biệt với các vi khuẩn sống trong rễ của chúng. Các vi khuẩn này thu nitơ trong bầu khí quyển và đưa chúng cho cây để trao đổi thức ăn.

Một phần nitơ trong đó được hấp thụ vào phần đất xung quanh. Do đó, khi trồng cây luân canh hay xen canh, giúp ta giữ nitơ trong đất và làm giảm nhu cầu cho phân bón.

Giải pháp 3: Nông nghiệp chính xác

Chất lượng đất có thể biến đổi đáng kể trên một cánh đồng đơn lẻ cả về mặt không gian và trong các mùa màng khác nhau. Nông nghiệp chính xác liên quan đến việc sử dụng công nghệ để đo lường sự đa dạng này và điều chỉnh theo nó. Bằng việc sử dụng cảm biến và lấy mẫu tại những địa điểm cụ thể, việc áp dụng nước, phân bón, và thuốc trừ sâu có thể được tối ưu hoá để tối đa hoá sản lượng cây trồng, trong khi giảm thiểu lượng chất thải.

Nông nghiệp chính xác làm giảm thiểu giá cả kinh tế cũng như cái giá cho môi trường. Làm thế nào được?

1. Nó làm hạn chế phát thải khí đinitơ monoxit không cần thiết và ô nhiễm chất dinh dưỡng do sử dụng phân bón không hợp lý (hãy xem trong chương trước nhé).
2. Cần ít năng lượng hơn nếu nước chỉ được bơm tưới cây thiếu nước .
3. Nó làm giảm sự tồn đọng lượng thuốc trừ sâu thừa, làm giảm khả năng sinh vật gây hại trở nên kháng thuốc, và làm giảm việc lượng chất độc này bị rò rỉ vào hệ sinh thái địa phương.

Sức khỏe cây trồng và lượng chất dinh dưỡng có thể được giám sát thông qua các bộ cảm biến và máy quét gắn trên xe kéo, trong khi các máy bay không người lái có thể được bay trên đồng ruộng để quét cỏ dại và các sinh vật gây hại khác.

Trí tuệ nhân tạo và GPS có thể được dùng để tối ưu hóa đường đi của máy kéo, hạn chế tối thiểu việc đất bị nén lại và lượng nhiên liệu dùng.

Thật ra, ta cũng có thể ngừng cả việc sử dụng máy kéo luôn! Người máy tự động đã và đang được phát triển và có thể sử dụng để bón phân bón và phun thuốc trừ sâu trực tiếp ở nơi cần thiết. Sử dụng những loại người máy này làm giảm chi phí cho nhân công, giảm việc nén đất và giảm phát thải khí CO₂.

Người máy cũng có thể được sử dụng để diệt cỏ không cần hóa chất. Ví dụ như cỏ dại có thể bị diệt bằng điện, hạn chế nhu cầu cho thuốc diệt cỏ.

Người máy không rẻ chút nào cả, và chi phí này là một rào cản khiến nhiều người nông dân không thể sử dụng các phương pháp này, đặc biệt ở các nước đang phát triển. Việc chuyển dời công nghệ cả mới lẫn cũ đến các khu vực này là cần thiết nếu ta muốn sản xuất đủ lương thực. Việc này sẽ đòi hỏi một lượng đầu tư đáng kể cũng như việc chia sẻ kiến thức và tài nguyên giữa các quốc gia.

Kết luận

Một điều rõ ràng là chúng ta cần có những thay đổi trong phương pháp trồng trọt truyền thống. Cả những giải pháp tự nhiên hay với công nghệ cần được áp dụng để tăng sản lượng cây trồng và làm giảm lượng chất thải và lượng tài nguyên dùng. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu ta có thể cải tiến chính các loại cây trồng?

 Đưa ra phản hồi

https://climatescience.org/vi/advanced-food-feeding-10-billion/

Chương tiếp theo