Nền nông nghiệp bền vững hơn: Phân bón tái chế có thể là một phần của giải pháp

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những hiểu biết mới về cơ chế di chuyển của phốt pho từ vật liệu tái chế trong đất, qua đó cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng và quản lý phân bón theo hướng bền vững hơn.

Phốt pho là một nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển của cây trồng, tuy nhiên nhiều loại đất lại không đáp ứng đủ lượng phốt pho cần thiết để để duy trì năng suất cây trồng ở mức tối ưu. Nông dân thường phải bổ sung phân bón chứa phốt pho được sản xuất từ quặng phốt phát khai thác, một nguồn tài nguyên hữu hạn và không thể tái tạo.

Khi nền nông nghiệp toàn cầu đang chuyển dịch theo hướng bền vững hơn, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các công thức phân bón thay thế làm từ các dòng chất thải và phụ phẩm. Những thành phần “tái chế” này bao gồm bùn thải (chất rắn còn sót lại từ quá trình xử lý nước), tro bùn thải (sau khi những thức ăn thừa đó bị đốt cháy) và bột thịt xương (xương và mô không được tiêu thụ).

Trong một nghiên cứu được công bố gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đan Mạch, Brazil, Đức, Lithuania và Thụy Sĩ đã sử dụng nguồn sáng synchrotron Canadian Light Source (CLS) thuộc University of Saskatchewan để khảo sát sự biến đổi và vận chuyển của phốt pho có nguồn gốc từ các loại phân bón tái chế trong các loại đất khác nhau theo thời gian. Mục tiêu là để hiểu rõ hơn thời điểm và điều kiện mà nguồn phốt pho này trở nên hữu dụng cho cây trồng - từ đó cung cấp thông tin quan trọng để cải thiện hiệu quả sử dụng của nó trong nông nghiệp.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng nguồn sáng synchrotron CLS để xác định các dạng hóa học và lượng phốt pho chính xác có trong cả phân bón và đất.

Aimée Schryer, tác giả chính của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu sau tiến sỹ tại Đại học Copenhagen cho biết: “Phốt pho là một trong những nguyên tố khó phân tích nhất trong đất bằng các phương pháp phòng thí nghiệm thông thường. Rất khó để đưa ra kết luận hoặc khuyến nghị đáng tin cậy để áp dụng trong thực tiễn sản xuất dựa trên những kết quả đó, mà phần nào vẫn dựa trên các giả định và suy đoán”.

“Đó là lý do tại sao việc sử dụng nguồn sáng synchrotron lại hữu ích đến vậy. Nó cho phép chúng tôi xác định chính xác các dạng và thành phần phốt pho tồn tại trong đất và trong các loại phân bón tái chế này, nhờ đó chúng tôi tự tin hơn nhiều về các kết luận của mình”.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng phốt pho có nguồn gốc từ các vật liệu tái chế có đặc tính khác so với phốt pho trong phân bón khoáng thông thường. Trong khi phốt pho khoáng thường trở nên khó hấp thụ hơn theo thời gian thì một số nguồn phốt pho tái chế - đặc biệt là những nguồn có nguồn gốc từ bùn thải - lại trở nên dễ hấp thụ hơn theo thời gian và di chuyển xa hơn trong đất theo thời gian.

Theo Schryer, khả năng di chuyển xa hơn của phốt pho từ phân bón tái chế trong môi trường đất là một lợi thế đáng kể so với phân bón phốt pho có nguồn gốc từ quặng khai thác, vốn thường ít di động và có xu hướng tập trung tại vị trí bón. Khả năng di chuyển nhiều hơn giúp cây trồng dễ dàng hấp thụ phân bón hơn.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng loại đất đóng vai trò quan trọng. Một số sự kết hợp giữa loại đất và nguồn phân bón phốt pho tái chế giúp cải thiện khả năng vận chuyển và mức độ hấp thụ phốt pho đối với cây trồng, trong khi những sự kết hợp khác lại hạn chế điều này, ngay cả trong điều kiện thuận lợi.

Nhìn chung, kết quả cho thấy cách tiếp cận “một kích cỡ phù hợp cho tất cả” không hiệu quả khi nói đến phân bón phốt pho tái chế. Thay vào đó, nông dân và các nhà nghiên cứu phải xem xét cả loại đất và thời điểm bón phân để tối đa hóa hiệu quả.

Việc sử dụng các công cụ phân tích tiên tiến tại CLS đã giúp nhóm nghiên cứu hiểu rõ hơn về các dạng phốt pho khác nhau - thông tin thiết yếu để đưa ra dự đoán chính xác về hiệu quả của các loại phân bón này.

Nghiên cứu này thể hiện một bước tiến quan trọng hướng tới giảm sự phụ thuộc vào các loại phân bón có nguồn gốc từ quặng khai thác và thúc đẩy một hệ thống nông nghiệp tuần hoàn hơn, trong đó các nguồn chất thải được tái sử dụng hiệu quả. Bà Schryer cho biết, trong khi các nghiên cứu ngoài đồng ruộng là bước tiếp theo quan trọng, thì những phát hiện của nhóm bà sẽ giúp định hướng các nghiên cứu trong tương lai và phát triển các khuyến nghị thiết thực cho nông dân.

Cao Thị Hải Yến theo Canadian Light Source.