Nghiên cứu, ứng dụng than sinh học cải tạo độ chua, mặn của đất

TMO - Các nhà khoa học tại Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM đã chế tạo thành công chế phẩm than sinh học từ vỏ trấu giúp cải tạo đất phèn mặn.

Theo đó, nhằm tạo ra được các chế phẩm sinh học có thể xử đất phèn mặn, cải tạo độ chua trong đất, gần đây các nhà khoa học thuộc Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM đã thực hiện thành công đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu cơ chế và tiềm năng cải tạo mặn của đất nông nghiệp bằng than sinh học sản xuất từ các phụ phẩm nông nghiệp”. Hiện nhóm tác giả đã hoàn thiện quy trình sử dụng than sinh học trên đất nhiễm mặn, có thể triển khai áp dụng trên quy mô lớn để nhân rộng kết quả nghiên cứu của đề tài.

Ở Việt Nam, các phụ phẩm trong nông nghiệp như vỏ trấu, bã cà phê, thân lá ngô…để sản xuất than sinh học khá dồi dào. Tuy nhiên, các phụ phẩm này chủ yếu vẫn còn bị vứt bỏ, đốt sau thu hoạch… gây ô nhiễm môi trường, làm lãng phí các tài nguyên có khả năng tái tạo. Do vậy, thu hồi và chuyển đổi các loại phụ phẩm trong nông nghiệp thành than sinh học và bón trả lại cho đất, đặc biệt là các loại đất có vấn đề như đất nhiễm mặn, là cách làm mang tính sáng tạo, có ý nghĩa về cả môi trường, kinh tế và xã hội. Tuy nhiên, các nghiên cứu về than sinh học nhằm cải thiện đất mặn phèn còn rất ít ở trong nước.

Trong số các quy trình xử lý đất nhiễm chua, mặn thì quy trình sinh học là một trong những quy trình cải tạo thân thiện với môi trường và có chi phí thấp. Vì vậy nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công chế phẩm than sinh học từ vỏ trấu giúp cải tạo độ chua, mặn của đất. Sử dụng than sinh học mang lại hiệu quả cải tạo chua mặn trên đất cao hơn so với các sản phẩm từ phụ phẩm nông nghiệp khác.

Than sinh học được nghiên cứu khá nhiều về cơ chế làm giảm nồng độ các kim loại nặng có trong nước, đất. Sử dụng than sinh học giúp tăng lượng carbon hữu cơ trong đất, giảm phát thải khí nhà kính và cải thiện tính chất của đất, nâng cao năng suất cây trồng. Than sinh học còn có thể làm tăng độ màu mỡ của đất và năng suất cây trồng thông qua quá trình làm giảm sự chua hóa đất, nâng cao khả năng giữ dinh dưỡng, tăng cường kết cấu đất và tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng như N, P và K, có khả năng làm hạn chế các ảnh hưởng xấu của đất mặn, giúp cây tăng sinh trưởng, năng suất của cây trồng.

Ảnh minh họa. 

Nhóm nghiên cứu cho biết, bốn loại than sinh học được nhóm sản xuất từ vỏ trấu, thân lá ngô, thân cành nhãn và xơ dừa, theo phương pháp thủ công nhiệt phân yếm khí. Bốn loại than này dùng để đánh giá khả năng hấp phụ Natri (Na). Hầu hết, các loại than sinh học có tính kiềm cao (pH 7,2 - 9,4), trong khi đó đất phèn mặn có tính axit mạnh (pH 3,8).

Về kết quả, cụ thể than xơ dừa có diện tích bề mặt nhỏ, dung tích hấp phụ thấp nhất, đạt 15,5 (mg/g than). Than xơ dừa có chứa hàm lượng Na và Cl cao, nên tiềm năng cải tạo đất mặn phèn kém nhất.  Còn than vỏ trấu là một chất hấp phụ tiềm năng vì có diện tích bề mặt lớn, độ xốp cao (60,5%) và có dung tích hấp phụ Na đạt 33,9 (mg/g than); kế tiếp là than nhãn, than ngô. Than vỏ trấu được ưu tiên sử dụng cải tạo đất phèn do mang lại hiệu quả cao và chi phí sản xuất rẻ hơn các loại còn lại. Tỷ lệ than nên áp dụng trong quá trình canh tác là 8 - 10 tấn/ha/vụ.

Do đó nhóm nghiên cứu chỉ sử dụng ba loại than sinh học từ trấu, thân cành lá ngô và thân cành nhãn để trộn với đất phèn (được lấy từ ruộng luân canh lúa - tôm ở huyện Cần Giờ, TPHCM), ở các tỷ lệ 0,7% và 1,5% để trồng lúa nước. Theo nhóm tác giả, việc bổ sung các loại than sinh học vào đất mặn phèn đã làm thay đổi tính chất đất theo hướng tích cực, có lợi hơn cho thực vật như làm giảm độ chua, tăng độ pH, giảm hàm lượng các nguyên tố có khả năng gây độc như Al và Fe, và tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng đất như K, Ca, P. Các loại than giúp cải thiện chất lượng đất từ 33 - 46%.

Than sinh học có hiệu lực kéo dài đến 4 mùa nên chỉ cần bón ở vụ đầu, dừng bón trong 3 vụ tiếp theo nhưng vẫn có tác dụng, đảm bảo hiệu quả sản xuất cho thực vật trên phần đất đã được bón than. Việc tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền từ vỏ trấu để nghiên cứu thành than sinh học cải tạo đất phèn mặn góp phần thúc đẩy sản xuất nông nghiệp phát triển, hướng tới bảo vệ môi trường xanh bền vững.

Nguyễn Tuấn