Tăng CO₂ làm suy yếu hiệu quả phân bón lân: Cảnh báo từ nghiên cứu dài hạn tại New Zealand

Bói Cá Nhỏ

17-04-2025

There must be a plan of action because delaying will be dangerous. Kingfisher is unsure if he is too worried, but every time he counts the fish in the pond, the number of fish seems to decrease. The hot and stressful weather also makes his feathers molt and grow slower. The situation seems life-threatening!

Trích “GHG Emissions”; Wild Wise Weird [1]

Phốt pho (phosphorus, P) là một dưỡng chất thiết yếu cho sự phát triển của thực vật, nhưng lại là nguồn tài nguyên hữu hạn với độ sẵn có thấp trong đất [2,3]. Một nghiên cứu kéo dài 24 năm tại New Zealand vừa công bố những phát hiện gây chú ý: sự gia tăng khí CO₂ trong khí quyển đang làm giảm đáng kể hiệu quả của phân bón lân trong các đồng cỏ ôn đới có chăn thả, đặt dấu hỏi lớn lên các thực hành nông nghiệp truyền thống liên quan đến bón phân [4].

Tại trạm NZ-FACE (Free-Air CO₂ Enrichment), các lô đất trồng cỏ được tiếp xúc với nồng độ CO₂ cao hơn mức nền từ 84–111 ppm, nhằm mô phỏng điều kiện khí hậu tương lai. Dù được bón phân lân hàng năm, các lô đất này vẫn ghi nhận mức giảm 27% phốt pho dễ tiêu (đo bằng chỉ số Olsen P) so với lô đối chứng dưới điều kiện CO₂ hiện tại (ambient CO₂, aCO₂). Hơn nữa, hiệu quả ngắn hạn của phân lân—trong khoảng 4 tháng sau khi bón—cũng bị giảm một nửa dưới điều kiện CO₂ cao (elevated CO₂, eCO₂) [4].

Nguyên nhân không đến từ hiện tượng rửa trôi hay cây hút P quá mức. Thay vào đó, phốt pho vô cơ mới bón đã nhanh chóng bị vi sinh vật và rễ cây chuyển hóa thành các dạng hữu cơ khó tiêu hơn, một quá trình gọi là biological immobilization [4,5]. Đáng chú ý, lượng phốt pho hữu cơ có khả năng phân giải vừa phải (moderately labile organic P) tăng rõ rệt dưới eCO₂, phản ánh sự thay đổi trong hoạt động của vi sinh vật đất và tương tác rễ–đất.

Tuy nhiên, nồng độ P trong mô thực vật và tổng lượng hấp thu không giảm—thậm chí loài Trifolium repens (cỏ ba lá trắng), vốn nhạy cảm với thiếu P, còn sinh trưởng tốt hơn dưới eCO₂. Điều này cho thấy cây trồng có thể đã thích nghi thông qua các cơ chế sinh học như tăng hoạt động enzym rễ hoặc tăng cường cộng sinh với nấm rễ (mycorrhizae), giúp duy trì khả năng hấp thu P ngay cả khi lượng P hóa học đo được trong đất suy giảm.

Ý nghĩa của nghiên cứu này rất sâu rộng. Nếu các phương pháp kiểm tra đất truyền thống không phản ánh đúng lượng phốt pho mà cây thực sự có thể tiếp cận, nông dân có thể vô tình bón phân quá mức, gây tốn kém và ô nhiễm môi trường. Khi nồng độ CO₂ trong khí quyển tiếp tục tăng, việc hiểu và thích nghi với các phản hồi sinh học dưới mặt đất sẽ trở thành yếu tố then chốt cho sản xuất nông nghiệp bền vững.

Kết quả này làm nổi bật một điều: biến đổi khí hậu không chỉ diễn ra trên bề mặt mà còn ảnh hưởng sâu sắc đến hệ sinh thái dưới lòng đất. Đã đến lúc cần xem lại chiến lược bón phân truyền thống—trong bối cảnh mà cây trồng, vi sinh vật và đất đang âm thầm thích nghi theo cách làm lung lay các công cụ quản lý nông nghiệp quen thuộc.

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] McDowell R, et al. (2023). A global database of soil plant available Phosphorus. Scientific Data, 10, 125. https://www.nature.com/articles/s41597-023-02022-4 

[3] Lambers H. (2022). Phosphorus acquisition and utilization in plants. Annual Review of Plant Biology, 73, 17-42. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-102720-125738

[4] Beechey-Gradwell Z, et al. (2025). Loss of P fertilizer effectiveness in raising soil P availability in a grazed grassland enriched with CO₂ for 24 years. Global Change Biology, 31, e70150. https://doi.org/10.1111/gcb.70150

[5] Jin J, et al. (2022). Elevated atmospheric CO2 alters the microbial community composition and metabolic potential to mineralize organic Phosphorus in the rhizosphere of wheat. Microbiome, 10, 12. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01203-w 

[6] Vuong QH. (2018). The (ir)rational consideration of the cost of science in transition economies. Nature Human Behaviour, 2, 5. https://www.nature.com/articles/s41562-017-0281-4 

[7] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267