Giảm rửa trôi đạm và giảm phát thải khí thì có — than sinh học rỗng xốp, hút giữ ion đạm amoni. Nhưng "giữ phân lại trong đất cho cây ăn dần" thì chưa chứng minh được: các phân tích cho thấy nồng độ đạm dễ tiêu trong đất gần như không đổi. Trên đất phù sa màu mỡ ở ĐBSCL, lợi ích chưa rõ và chưa được đo đủ.
Điều bà con đang thấy
Mấy năm nay nghe nói nhiều về than sinh học (biochar) trộn vào phân hay vùi xuống ruộng để "giữ phân", "giữ đạm", đất tơi xốp hơn. Bà con thấy hấp dẫn vì ai cũng sợ bón đạm xuống rồi trôi mất. Nhưng cũng phân vân: than sinh học có phải là than củi đem rải không, giữ được bao lâu, và bỏ tiền bỏ công trộn than vào ruộng phù sa vốn đã màu mỡ của mình thì có đáng hay không.
Vì sao xảy ra — Cơ chế
Than sinh học là than tạo ra khi đốt sinh khối (trấu, rơm, gỗ, phụ phẩm nông nghiệp) trong điều kiện thiếu oxy, ở nhiệt độ kiểm soát. Cách đốt đó để lại một vật liệu rỗng xốp, diện tích bề mặt rất lớn và khả năng trao đổi cation (khả năng níu giữ các ion dinh dưỡng) cao. Nhờ vậy, than sinh học hút giữ — gọi là hấp phụ — các ion đạm amoni trên bề mặt và trong các lỗ rỗng [2].
Nhưng hút giữ trên bề mặt hạt than không đồng nghĩa với "giữ thêm phân trong đất cho cây ăn dần". Một phân tích gộp nhiều nghiên cứu cho thấy than sinh học giảm rửa trôi nitrat khoảng 13% và giảm phát thải khí N₂O khoảng 38%, nhưng nồng độ nitrat trong đất thì gần như không đổi [3]. Nghĩa là than cắt bớt phần đạm chảy đi mất và phần bay lên trời, chứ chưa có bằng chứng rằng nó làm đất "dồi dào đạm hơn" cho cây hút. Một điểm nữa rất quan trọng: tác dụng giảm rửa trôi và giảm khí này thấy được trên cây hàng năm và rau màu, nhưng không thấy trên đồng cỏ và cây lâu năm [3].
Về năng suất, một phân tích gộp riêng trên ruộng lúa thấy bón than trung bình tăng năng suất khoảng 10,73% và hiệu suất dùng đạm khoảng 12,04%; nhưng cùng phân tích đó chỉ rõ mức cải thiện không đều, rõ nhất trên đất kiềm và đất kết cấu mịn, với than làm từ phân chuồng nung ở 500–600°C [1]. Một tổng hợp khác ghi than nâng pH đất chua khoảng 4,6% và tăng chất hữu cơ đất tới khoảng 64,6% [2] — tức lợi ích lớn nhất nằm ở việc cải tạo đất chua, nghèo, chứ không phải ở chỗ "giữ đạm".
Giới hạn của bằng chứng
Đây là chỗ phải hết sức thận trọng, vì than sinh học là chủ đề dễ bị nói quá. Thứ nhất, nồng độ đạm dễ tiêu trong đất gần như không đổi [3], nên không được viết "than giữ phân lại trong đất cho cây ăn dần" như một điều đã chứng minh. Thứ hai, các con số giảm rửa trôi dao động nhiều giữa các nghiên cứu tuỳ loại than, nhiệt độ nung và liều bón, và hiệu quả giảm khí N₂O yếu dần sau khoảng một năm [3][1] — nên không có một con số chung cho mọi ruộng. Thứ ba, phần lớn kết quả tốt đến từ đất chua, nghèo hữu cơ [1][2]; đất phù sa Đồng bằng sông Cửu Long vốn giàu hữu cơ và ít chua hơn, nên không suy ra mức tương tự. Và tác dụng không thấy trên cây lâu năm [3], nên không đem lập luận này sang vườn sầu riêng hay cây có múi. Cuối cùng, lượng than để thấy hiệu quả trong nghiên cứu thường rất lớn (trên 20 tấn/ha) [1], rất tốn kém và khó làm đại trà.
Vậy làm gì được
- Coi than sinh học là hướng cần thử nghiệm tại chỗ, không phải cách làm mặc định. Nếu muốn thử, làm trên diện nhỏ có để lại phần đối chứng không bón than để so, trước khi nghĩ tới làm đại trà.
- Để ý loại đất của mình. Đất chua, bạc màu, nghèo hữu cơ có khả năng đáp ứng tốt hơn đất phù sa màu mỡ. Đất càng tốt sẵn thì lợi ích tăng thêm càng khó thấy.
- Đừng đem chuyện của ruộng lúa sang vườn cây lâu năm. Bằng chứng giảm rửa trôi, giảm khí không thấy trên cây lâu năm, nên không suy sang sầu riêng, cam, bưởi.
- Phân biệt than sinh học với than củi. Than sinh học đúng nghĩa được đốt yếm khí ở nhiệt độ kiểm soát; than đốt lộ thiên để nấu nướng không cùng tính chất, không nên kỳ vọng như nhau.
- Ưu tiên các cách giữ đạm đã rõ hiệu quả hơn — đưa phân vào đất, chia lần bón hợp lý, canh mưa nắng khi bón — thay vì trông cả vào than sinh học.
Câu hỏi liên quan
Than sinh học là gì, khác than củi chỗ nào?
Than sinh học (biochar) là than tạo ra khi đốt sinh khối trong điều kiện thiếu oxy ở nhiệt độ kiểm soát, mục đích để bón vào đất; nó giữ cấu trúc rỗng xốp, bền lâu và có khả năng hút giữ ion dinh dưỡng trên bề mặt [2]. Than củi đốt để lấy nhiệt nấu nướng thì khác về cách làm và tính chất, không nên coi là một.
Giữ được bao lâu?
Bản thân hạt than rất bền trong đất, tồn tại nhiều năm. Nhưng tác dụng giảm mất đạm thì không kéo dài đều: một phân tích gộp ghi nhận hiệu quả giảm phát thải khí N₂O yếu dần sau khoảng một năm [3]. Nghĩa là than còn nằm đó lâu, còn phần "giúp giữ đạm" thì mạnh nhất ở giai đoạn đầu rồi giảm, và mức cụ thể tuỳ loại than, loại đất.
Đất phù sa ĐBSCL có cần không?
Chưa có bằng chứng tại chỗ khẳng định là cần. Đất phù sa ở đây vốn màu mỡ, khác với đất chua nghèo hữu cơ nơi than cho kết quả tốt, nên lợi ích có thể nhỏ hoặc không rõ. Muốn biết chắc thì phải thử nghiệm nhỏ có đối chứng trên chính ruộng của mình.
Tác giả: Kỹ sư Nông học — Phòng Kỹ thuật, CFC Cò Bay
Tài liệu tham khảo
[1] Liu và cộng sự (2022). A quantitative review of the effects of biochar application on rice yield and nitrogen use efficiency in paddy fields: A meta-analysis. Science of the Total Environment, 830, 154792. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.154792
— Nguồn này kết luận: Bón than sinh học cho ruộng lúa trung bình tăng năng suất ~10,73% và hiệu suất dùng đạm ~12,04%, nhưng cải thiện rõ nhất trên đất kiềm, đất kết cấu mịn, với than từ phân chuồng nung 500–600°C; lượng khuyến nghị trên 20 tấn/ha.
— Điều kiện: Phân tích gộp các nghiên cứu trên ruộng lúa (công bố trước 2/2021), nhiều loại đất khác nhau.
[2] Yu, B., Yang, K., Cui, M., Chen, Z., Dai, Y., Qian, X., Chen, Z. (2024). Meta-Analysis Study on the Role of Biochar on Soil Nitrogen Cycling. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. DOI: 10.1007/s42729-024-01931-6
— Nguồn này kết luận: Than sinh học có cấu trúc rỗng xốp, diện tích bề mặt và khả năng trao đổi cation cao nên hấp phụ ion đạm amoni; nâng pH đất chua ~4,6% và tăng chất hữu cơ đất ~64,6%.
— Điều kiện: Phân tích gộp 155 nghiên cứu trên nhiều loại đất, phần lớn tác dụng rõ trên đất chua.
[3] Borchard, N., Schirrmann, M., Cayuela, M.L., Kammann, C., Wrage-Mönnig, N., Estavillo, J.M., Fuertes-Mendizábal, T., Sigua, G., Spokas, K., Ippolito, J.A., Novak, J. (2019). Biochar, soil and land-use interactions that reduce nitrate leaching and N2O emissions: A meta-analysis. Science of the Total Environment, 651(Phần 2), 2354–2364. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.10.060
— Nguồn này kết luận: Than sinh học giảm rửa trôi nitrat ~13% và giảm phát thải N₂O ~38%, nhưng nồng độ nitrat trong đất không đổi; tác dụng thấy trên cây hàng năm và rau màu, không thấy trên đồng cỏ và cây lâu năm; hiệu quả giảm N₂O yếu dần sau khoảng một năm.
— Điều kiện: Phân tích gộp nhiều nước, nhiều loại đất và kiểu sử dụng đất.
