Từ đó xác định chế độ canh tác hợp lý trên nền đất phù sa cổ sông Hồng bảo đảm tăng năng suất, tiết kiệm nước và giảm hiệu ứng nhà kính.
Theo TS Đào Đình Thuần, tại Hội nghị COP21 (Pari, 2015) Chính phủ Việt Nam cam kết với cộng đồng quốc tế là đến 2030 sẽ cắt giảm 8% lượng phát thải khí cacbon so với kịch bản phát triển truyền thống để góp phần làm giảm các hiệu ứng làm biến đổi khí hậu, nước biển dâng. Việc giảm phát thải khí cacbon có thể được thực hiện bằng những giải pháp khác nhau, trong đó ba giải pháp sau đây đang được nghiên cứu và triển khai trên thế giới.
Giải pháp thứ nhất là đầu tư công nghệ mới sử dụng tiết kiệm năng lượng hoặc sử dụng năng lượng tái tạo, giảm phần năng lượng từ đốt nhiên liệu hóa thạch.
Giải pháp thứ hai là tăng cường trồng rừng, như lời ông Trần Hồng Hà, Trưởng đoàn đàm phán của Việt Nam tại COP21, nay là Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường, khi trả lời phỏng vấn phóng viên tại diễn đàn.
Giải pháp thứ ba là thay đổi chế độ canh tác truyền thống sang chế độ canh tác tiên tiến để tăng khả năng lưu giữ (sequestration) đồng thời kéo dài thời gian chuyển hóa (turnover time) của cacbon và nitơ trong đất.
Hai biện pháp sau liên quan đến nông nghiệp và chắc chắn là kinh tế hơn so với giải pháp đầu liên liên quan nhiều đến công nghiệp. Tăng lượng vật chất cacbon lưu giữ trong đất cũng sẽ làm cho tính chất của đất được cải thiện, đặc biệt là khả năng giữ độ ẩm của đất sẽ tăng lên.
Như vậy, cải thiện khả năng lưu giữ vật chất cacbon hữu cơ trong đất còn có ý nghĩa làm tăng hiệu quả sử dụng nước của cây trồng. Điều này rất có ý nghĩa với những vùng miền hay bị khô hạn trong điều kiện biến đổi khí hậu.
Các nghiên cứu kiểm kê lượng cacbon trong các bể chứa (sink) trên trái đất cho thấy đất là bể có năng lực lưu giữ cacbon lớn nhất. Lượng cacbon chứa trong đất là khoảng 1550 Mt (Mega tấn, 1 Mt = 01 triệu tấn), lượng cacbon trong thảm thực vật (phần phía trên bề mặt đất) là khoảng 950 Mt, trong không khí là 350 Mt và trong nước đại dương là khoảng 750 Mt.
Như vậy, ngoài giải pháp trồng rừng để tăng sinh khối, tức là tăng lượng cacbon trong thảm thực vật, thì nếu có những giải pháp canh tác hợp lý để tăng năng lực lưu giữ cacbon của đất và làm giảm mức phát thải khí cacbon cũng như các loại khí gây hiệu ứng nhà kính khác cũng sẽ có kinh tế hơn so với đầu tư công nghệ mới, ít phát thải.
Ngoài CO2 còn phải kể đến N2O và methane (CH4) là hai loại khí cũng có khả năng gây hiệu ứng nhà kính làm biến đổi khí hậu và có một phần nguồn gốc phát sinh từ sản xuất nông nghiệp. Khí N2O có tính năng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 310 lần, còn khí CH4 cao gấp 21 lần so với CO2.
Từ những năm 1980 đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về thay đổi chế độ canh tác nông nghiệp để làm tăng lượng cacbon (C) và nitơ (N) được lưu giữ cũng như kéo dài hơn thời gian chuyển hóa C trong đất, trong đó một số công trình có áp dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên của C và N. Đồng vị bền cacbon-13 (13C) và nitơ-15 (15C) được sử dụng để định lượng khả năng lưu giữ C và N trong đất với các phương thức canh tác khác nhau dựa trên chu trình chuyển hóa của hai nguyên tố trên trái đất. Đồng vị phóng xạ cacbon-14 (14C) được sử dụng để đánh giá thời gian chuyển hóa của C theo độ sâu phẫu diện đất dựa trên quy luật phân rã phóng xạ của đồng vị này.
Các nhà khoa học nhận thấy rằng giảm tần suất cầy ải, luân canh, vùi sinh khối xuống đất (thay vì đốt), giảm lượng phân bón vô cơ nhưng tăng lượng phân chuồng, tối ưu hóa chế độ tưới nước đã làm tăng lượng C và N trong đất đồng thời thời gian chuyển hóa C và N trong đất cũng được kéo dài thêm, đến hàng trăm năm ở độ sâu 1m, so với phương thức canh tác truyền thống. Kỹ thuật đồng vị được các nhà khoa học nhận định là có độ chính xác cao trong các nghiên cứu định lượng mức lưu giữ và thời gian chuyển hóa C và N trong đất.
Cho đến nay, chưa có công trình nghiên cứu định lượng nào về ảnh hưởng của chế độ canh tác đến năng lực lưu giữ C và N của đất cũng như thời gian chuyển hóa của chúng trong đất bằng kỹ thuật đồng vị.
Việt Nam là một nước nông nghiệp có diện tích lớn trồng cây ngắn ngày nhưng vẫn sử dụng chế độ canh tác truyền thống là cày ải trước mỗi vụ gieo trồng, đốt sinh khối sau thu hoạch, bón nhiều phân vô cơ và tưới nước bằng phương pháp chảy tràn.
Với phương thức canh tác lạc hậu như vậy nên lượng C bị mất đi do đốt và do xói mòn sẽ làm giảm thời gian lưu giữ và chuyển hóa trong đất, tức là làm tăng khả năng thoát khí nhà kính. Chuyển đổi phương thức canh tác nhằm tăng năng suất cây trồng đồng thời làm cho đất là một bể chứa vật chất cacbon và nitơ hữu hiệu làm giảm phát thải khí nhà kính là góp phần vào mục tiêu làm giảm 8% lượng khí cacbon so với kịch bản phát triển.
Dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn, TS Đào Đình Thuần đề xuất một chương trình thử nghiệm quốc gia bao gồm:
Lựa chọn cây trồng thích hợp giá trị kinh tế cao, nhiều người tiêu thụ, giống nội địa để thí nghiệm; Chăm sóc cây và lấy mẫu đất để xác định thành phần đồng vị (13C) và 15N cùng với tổng lượng cacbon, tỷ lệ C:N trong vật chất hữu cơ theo phẫu diện sâu từ 0 đến 100 cm : 3 lần/vụ (trước khi trồng cây, trong thời gian giữa chu kỳ sinh trưởng và sau khi thu hoạch); Lấy mẫu phân tích hoạt độ 14C (tự nhiên) theo phẫu diện đất để xác định tuổi của vật chất hữu cơ trong các lớp đất làm cơ sở đánh giá thời gian chuyển hóa/lưu giữ C và N trong đất; Hội thảo khoa học quốc tế về ảnh hưởng của chế độ canh tác nông nghiệp đến biến đổi khí hậu, nước biển dâng;
Theo tính toán mô hình canh tác mới được xác lập thì lượng C và N được lưu giữ trong đất sẽ tăng được từ 10 đến 15%; hiệu quả sử dụng nước của cây trồng sẽ tăng từ 20 đến 25%, tiết kiệm được 20% mức đầu tư cho phân bón vô cơ so với phương thức canh tác truyền thống.
