Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

I. Tính cấp thiết của việc phục hồi sức khỏe đất
        Năm 2015, năm được chọn là International Year of Soils trên toàn thế giới, đánh dấu rất nhiều hoạt động và nỗ lực của cộng đồng các nhà khoa học, doanh nghiệp và chính phủ trong việc liên kết với nhau để đưa ra các giải pháp cải tạo, hoàn nguyên và sử dụng đất một cách bền vững. Cùng năm đó, hội đồng kỹ thuật liên quốc gia về tài nguyên đất (ITPS – FAO) đã xuất bản báo cáo về tình trạng đất trên thế giới, trong đó nêu rõ đất là nền tảng của sự sống nhưng trước áp lực bởi hoạt động của con người thì nguồn tài nguyên này đang bị dồn ép đến các giới hạn khủng hoảng. Việc quản lý đất một cách cẩn thận hơn sẽ giúp tăng cường khả năng cung cấp thực phẩm và tạo ra một đòn bẩy quan trọng cho việc điều hòa khí hậu và là con đường dẫn đến đảm bảo sự an toàn của hệ sinh thái trên toàn cầu. Kết quả khảo sát cho thấy 10 mối nguy đang đe dọa đến tính chất của đất như sau:
- Mất cân bằng dinh dưỡng;
- Đất bị acid hóa;
- Giảm tính đa dạng sinh học trong đất;
- Tình trạng đất bị nén;
- Đất bị ô nhiễm;
- Đất bị rửa trôi, bạc màu;
- Nguồn carbon hữu cơ trong đất bị thất thoát;
- Đất bị xâm mặn;
- Đất bị che lấp trong quá trình đô thị hóa, phát triển giao thông;
- Đất bị ngập úng.

        Tùy từng khu vực khác nhau mà các mối nguy này sẽ nổi trội hơn mối nguy khác, hoặc cùng lúc có 2-3 mối nguy tác động đến sức khỏe của đất. Trong các giải pháp được đưa ra để phục hồi sức khỏe đất thì giải pháp sử dụng than sinh học (biochar) áp dụng vào đất như là một chất cải tạo đất đã được khuyến nghị. Nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước những năm gần đây cũng tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của than sinh học đến cây trồng và chất lượng đất. Kết quả cho thấy việc sử dụng rộng rãi hơn than sinh học trong hoạt động trồng trọt đã được phát triển và nhân rộng. Tuy nhiên cách thức áp dụng sao cho phát huy hiệu quả than sinh học thì vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm thực tế.
        Trong góc nhìn của mình, chúng tôi xác định tình trạng đất bị bạc màu, rửa trôi là mối nguy lớn nhất trong điều kiện canh tác ở Việt Nam, ảnh hưởng trực tiếp đến an ninh lương thực quốc gia và đời sống sinh kế của người dân vùng nông thôn. Do vậy, việc cung cấp những giải pháp phục hồi sức khỏe đất về dài hạn là rất cấp thiết, góp phần định hình được khung an ninh lương thực phù hợp với từng địa phương trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng phức tạp.

II. Quy trình, phương pháp thực hiện
1. Mục đích
        Ứng dụng than sinh học từ trấu để đưa vào đất nhằm cải thiện độ tơi xốp, nâng cao khả năng giữ nước, chất dinh dưỡng, làm giàu chất hữu cơ và tăng cường hoạt động của hệ vi sinh vật đất giúp cây trồng phát triển bền vững.
2. Tiềm năng
         Quy trình công nghệ đơn giản, dễ thực hiện, rẻ tiền, dễ nhân rộng quy mô.
         Nhờ đặc tính diện tích bề mặt riêng lớn, nhiều cấu trúc lỗ rỗng, hàm lượng carbon cao, pH kiềm (rất phù hợp để cải tạo đất phèn, chua) và độ dẫn điện EC cao nên than sinh học từ trấu đóng góp tích cực cho việc nâng cao sức khỏe đất toàn diện ở khía cạnh lý, hóa và sinh.
        Giải pháp than sinh học kết hợp với giải pháp phân hữu cơ, giun đất và cây họ đậu cố định đạm sẽ tạo thành bức tường vững chắc giúp duy trì và phục hồi chất lượng đất canh tác theo thời gian, đóng góp đáng kể vào việc giữ gìn an ninh lương thực ở cấp độ vùng, miền.
        Về lâu dài, việc ứng dụng than sinh học để cải thiện chất lượng đất là hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển nền nông nghiệp carbon thấp, giảm thiểu phát sinh khí gây hiệu ứng nhà kính, phù hợp với định hướng phát triển của chương trình Nông thôn mới giai đoạn 2016-2020.

3. Quy trình

.
Thuyết minh quy trình
Quy trình được thiết kế theo từng nền đất canh tác:
- Đất pha cát, đất bạc màu: áp dụng liều lượng 3 kg/m² hỗn hợp than sinh học và phân hữu cơ đã được ủ hoạt hóa từ 4-6 tuần (tỷ lệ 1:1 v/v)
- Đất bazan, đất xám: áp dụng liều lượng 1 kg/m² than sinh học
Hàm lượng bón than sinh học thay đổi theo từng nhóm cây trồng:
- Cây rau màu: áp dụng bón lót liều lượng 1 kg/m² hỗn hợp than sinh học và phân hữu cơ đã được ủ hoạt hóa từ 2-4 tuần (tỷ lệ 1:1 v/v)
- Cây lương thực: tùy vào pH đất ở ngưỡng acid hoặc kiềm mà ta áp dụng liều lượng 0,3-1 kg/m² hỗn hợp than sinh học và phân hữu cơ đã được ủ hoạt hóa từ 2-4 tuần (tỷ lệ 1:1 v/v)
- Cây công nghiệp: áp dụng liều lượng 1-2 kg/gốc hỗn hợp than sinh học và phân hữu cơ đã được ủ hoạt hóa từ 2-4 tuần (tỷ lệ 1:1 v/v)
- Cây kiểng: sử dụng than sinh học như giá thể trồng cây kiểng ở mức 5-10% v/v
Phương pháp hoạt hóa than sinh học áp dụng theo yêu cầu và điều kiện đơn vị tiếp nhận:
- Trộn với đất canh tác trong 2-4 tuần: than sinh học sau khi bão hòa nước được bón lót vào đất theo rãnh hoặc hàng canh tác (đối với cây ngắn ngày) hoặc xung quanh tán cây (đối với cây dài ngày). Thời gian ủ hoạt hóa trong đất càng dài sẽ giúp than tích lũy được vi sinh vật hiếu khí và chất mùn, đồng thời chuyển hóa hàm lượng tro còn sót trong than thành dạng dinh dưỡng dễ tiêu đối với thực vật. Sau thời gian ủ hoạt hóa ta sẽ trồng cây ngắn ngày sẽ đạt hiệu quả cao hơn là trồng ngay sau khi áp dụng than.
- Trộn với phân hữu cơ trong 2-4 tuần cùng chế phẩm vi sinh nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn đối kháng sẽ giúp nâng cao chất lượng than sinh học trước khi áp dụng vào đất. Việc này giúp rút ngắn thời gian hoạt hóa trên nền đất canh tác và cây trồng có đủ dinh dưỡng và vi sinh vật có lợi ngay từ đầu, giúp tăng khả năng sinh trưởng và phát triển cũng như sức đề kháng cây trồng trước bệnh hại.
- Ủ hoạt hóa với sự tham gia của hệ giun đất trong 6-8 tuần cho chất lượng và hiệu suất cao nhất (vermi-char).              Than sinh học được phối trộn với phân bò theo tỷ lệ 70:30 w/w sau đó bổ sung thêm 10% w/w sinh khối trùn quế (gồm phân giun và giun) sau đó tạo độ ẩm từ 60-80% để giun tăng sinh phát triển trong hỗn hợp than sinh học và phân bò. Than sinh học khi đi cùng với chất hữu cơ vào giun đất sẽ được hệ vi sinh vật đường ruột của giun chuyển hóa thành dạng than sinh học có hàm lượng dinh dưỡng cao. Ngoài ra, hệ enzyme từ chất nhờn của giun tiết ra (exoenzyme) được than sinh học hấp phụ sẽ giúp than sau này có khả năng hấp phụ thuốc trừ sâu tồn dư trong đất tốt hơn, dẫn đến tăng hiệu quả khử độc cho đất, phục hồi sinh thái bằng than sinh học đạt kết quả.

III. Ưu điểm của quy trình - Hiệu quả kinh tế
        Việc áp dụng than sinh học giúp cải thiện các tính chất lý - hóa - sinh của nền đất canh tác một cách triệt để và căn bản thể hiện ở các khía cạnh sau:
- Cải thiện tính ổn định của cấu trúc đất, giảm độ nén, tăng cường khả năng lan truyền và giữ nước trong đất.
- Nâng độ pH của đất, giúp cải thiện khả năng trao đổi cation CEC và khả năng giữ dinh dưỡng, tăng cường lưu trữ carbon dài hạn trong đất, tăng trữ lượng mùn, góp phần nâng cao nguồn dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng.
- Cung cấp không gian phù hợp cho vi sinh vật phát triển, làm biến đổi chức năng, quy mô, cấu trúc và độ đa dạng của quần xã vi sinh vật trong đất, tăng cường mối quan hệ giữa nấm rễ nội cộng sinh và cây trồng, hỗ trợ quá trình cố định đạm trong các cây họ đậu.
        Từ những yếu tổ kể trên, than sinh học đã góp phần nâng cao chất lượng đất một cách triệt để (cải tạo đất) ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến chất lượng, năng suất cây trồng và hiệu quả canh tác:
- Cải thiện khả năng chống chịu, tăng năng suất, sinh trưởng của cây trồng.
- Nhờ khả năng giữ nước, các chất dinh dưỡng, chống rửa trôi, cho nên việc kết hợp than sinh học giúp giảm ½ - ¼ lượng phân bón sử dụng trong canh tác.

IV. Thông tin liên hệ chuyên gia hỗ trợ

Chuyên gia:	ThS. Phan Quang Hương
Đơn vị công tác:	Tổ CNSH Môi trường, Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM
Số điện thoại:	0979396448
Email:	huongbv46@gmail.com