Sự bùng nổ dân số hiện nay đã làm tăng nhu cầu về lương thực, thực phẩm. Trong khi diện tích đất canh tác bị thu hẹp do quá trình đô thị hóa thì tăng năng suất cây trồng là con đường duy nhất để đảm bảo an ninh lương thực cho con người. Phân bón là yếu tố quyết định đến việc tăng năng suất cây trồng nên việc sử dụng phân bón trong sản xuất nông nghiệp là một tất yếu.

Tuy nhiên, theo kết quả điều tra của FAO, hiệu quả sử dụng phân bón ở Việt Nam hiện nay chỉ đạt 45-50%, phần còn lại bị thất thoát vào môi trường làm giảm hiệu quả sử dụng phân bón, ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và thiệt hại về kinh tế. Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo ra các loại phân bón vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trồng trong một thời gian dài, chống bị rửa trôi, vừa thân thiện với môi trường đang là mối quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học. Để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, hiệu quả kinh tế và hạn chế ô nhiễm môi trường, góp phần phát triển nền nông nghiệp xanh, sạch và bền vững, trong những năm gần đây trên thế giới cũng như ở Việt Nam có xu hướng áp dụng công nghệ mới vào lĩnh vực sản xuất phân bón. Một trong những hướng quan trọng nhất, có nhiều triển vọng là nghiên cứu và phát triển kỹ thuật nhả chậm. Kỹ thuật này tạo ra các loại phân bón có khả năng tăng cường sự phát triển của cây khi các chất dinh dưỡng được đưa vào nền polyme hoặc bọc trong vỏ polyme. Chất dinh dưỡng được nhả dần cho cây hấp thụ, do đó tránh được hiện tượng rửa trôi phân bón, tiết kiệm sức lao động và chi phí sản xuất cũng như giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường. Các polyme được sử dụng có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường, không ảnh hưởng xấu đến chất lượng đất, chất lượng nông sản. Việt Nam là nước nông nghiệp, do đó nhu cầu sử dụng phân bón trong sản xuất nông nghiệp hàng năm là rất lớn đặc biệt là phân bón nhả chậm. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về phân bón nhả chậm hiện nay ở Việt Nam còn rất mới, hơn nữa việc sử dụng phân bón nhả chậm trong sản xuất nông nghiệp còn rất hạn chế do giá thành của phân bón nhả chậm nhập khẩu còn cao, gây chi phí lớn trong sản xuất.

Trước tình hình đó, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên do TS. Nguyễn Minh Việt làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo phân bón nano nhả chậm thân thiện với môi trường và ứng dụng trong canh tác cây ngắn ngày” nhằm chế tạo được loại phân bón nhả chậm, phân bón bọc polymer chứa các nguyên tố đa lượng và vi lượng cung cấp cho cây trồng.

Sau một thời gian triển khai, đề tài đã tổng hợp thành công vật liệu than sinh học từ cơ sở vỏ trấu và lõi ngô ban đầu. Vật liệu than sinh học và phân bón nhả chậm có bề mặt xốp và diện tích bề mặt riêng tương đối lớn (khoảng 40 - 68 m2/g). Sau đó, vật liệu than sinh học được sử dụng để tổng hợp các loại phân bón nhả chậm và phân bón nhả chậm bọc polymer. Các loại vật liệu phân bón nhả chậm này đều có diện tích bề mặt riêng lớn, có khả năng lưu giữ tốt các chất dinh dưỡng cho cây trồng (36 - 57 m2/g). Tổng hàm lượng của các nguyên tố N, P, K, Si, Ca và Mg trong cả 2 loại phân bón nhả chậm từ vỏ trấu và lõi ngô đều > 26%.

Đề tài đã nghiên cứu quá trình nhả thải các nguyên tố đa lượng và vi lượng của các mẫu phân bón thử nghiệm. Sau 15 ngày, tổng hàm lượng nhả thải của các nguyên tố N, P, K, Ca, Si ở tất cả các mẫu thử nghiệm đều < 15%. Sau 60 ngày, quá trình nhả thải vẫn tiếp tục diễn ra, hàm lượng nhả thải của các nguyên tố N, P, K đều đạt mức 50 - 60%. Kết quả thử nghiệm chỉ ra rằng, các mẫu phân bón nhả chậm, phân bón bọc polymer cho sản lượng lạc cao hơn 8,7 - 17,4 % và 10 - 16 % khối lượng 100 hạt so với các loại phân bón thông thường.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng lượng phát thải khí nhà kính cũng giảm mạnh khi sử dụng các loại phân bón nhả chậm tổng hợp được (giảm 6,3 - 18,5% lượng phát thải khí CH4; 2 - 11% lượng N2O và CO2 quy đổi).

Kết quả nghiên cứu đã mở ra một hướng đi mới trong việc ứng dụng các loại phân bón nhả chậm, phân bón bọc polymer để trong nông nghiệp xanh và giảm thiểu phát thải khí nhà kính. Các mẫu phân bón nhả chậm trên cơ sở của than sinh học từ vỏ trấu và lõi ngô cho thấy lượng phát thải các khí nhà kính giảm mạnh so với mẫu phân bón thông thường và có tiềm năng ứng dụng mạnh trong nông nghiệp. Việc sử dụng các loại phân bón nhả chậm có tác dụng giữ ẩm, giữ chất dinh dưỡng cho cây trồng, tăng độ phì nhiêu cho đất, góp phần cải tạo đất, nâng cao năng suất và chất lượng của cây trồng. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18338/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)