Trong bối cảnh đất canh tác tại Việt Nam ngày càng suy thoái, đặc biệt là tình trạng bạc màu ở Tây Nguyên hay nhiễm phèn tại Đồng bằng sông Cửu Long, việc tìm kiếm giải pháp phục hồi sức khỏe đất là ưu tiên hàng đầu của các nhà vườn. Biochar, hay còn gọi là than sinh học, là một giải pháp cải tạo đất mạnh mẽ với khả năng cô lập carbon và nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón.
Bài viết này sẽ đi sâu phân tích cơ chế tác động, cách sản xuất và quy trình sử dụng Biochar chuẩn kỹ thuật để tối ưu hóa năng suất cây trồng.
Biochar là gì và tại sao đất bạc màu cần nó?
Khác với than củi thông thường dùng để nướng thịt hay sưởi ấm, Biochar là sản phẩm của quá trình nhiệt phân sinh khối (phụ phẩm nông nghiệp như vỏ trấu, vỏ cà phê, cành cây) trong môi trường yếm khí hoặc rất ít oxy. Mục đích chính của Biochar là nạp lại vào đất để cải thiện các chức năng lý – hóa của đất.
Đối với các loại đất xám bạc màu hay đất cát, vấn đề lớn nhất là cấu trúc rời rạc, khả năng giữ nước và giữ phân kém. Dinh dưỡng bón vào dễ bị rửa trôi, gây lãng phí lớn. Biochar giải quyết vấn đề này nhờ cấu trúc vật lý đặc biệt.
Hãy tưởng tượng cấu trúc của Biochar giống như một miếng bọt biển cứng hoặc một rạn san hô trong lòng đất. Quá trình nhiệt phân đã loại bỏ các thành phần dễ bay hơi, để lại bộ khung carbon với hàng tỷ lỗ rỗng li ti. Hệ thống mao quản chằng chịt này tạo ra diện tích bề mặt khổng lồ, nơi biochar giữ nước trong mùa khô và nhả ra từ từ cho cây, đồng thời tạo độ thoáng khí giúp rễ hô hấp tốt trong mùa mưa.
Cơ chế tác dụng cải tạo đất của Biochar
Hiệu quả của Biochar không đến từ việc nó là một loại phân bón chứa nhiều dinh dưỡng (dù nó có chứa tro kiềm), mà đến từ khả năng hoạt động như một “kho chứa” và “nhà máy xử lý” trong đất.
1. Tăng cường khả năng giữ phân bón (CEC)
Đất bạc màu thường có chỉ số CEC (khả năng trao đổi cation) rất thấp. Biochar sau khi bón vào đất sẽ trải qua quá trình oxy hóa bề mặt, hình thành các nhóm chức mang điện tích âm. Các nhóm này hoạt động như nam châm, hút và giữ chặt các ion dinh dưỡng mang điện dương như Kali, Canxi, Magie và Amoni. Nhờ đó, Biochar ngăn chặn dinh dưỡng bị rửa trôi, giúp cây trồng hấp thu từ từ, tiết kiệm chi phí phân bón đáng kể cho nhà vườn.
2. Giải độc phèn và kim loại nặng
Với những vùng đất phèn (độ pH thấp, giàu Nhôm và Sắt tự do), Biochar đóng vai trò như chất cải tạo đất ưu việt. Tính kiềm tự nhiên của Biochar giúp trung hòa axit, nâng độ pH đất. Quan trọng hơn, các nhóm chức hữu cơ trên bề mặt than có khả năng tạo phức, khóa chặt các ion Nhôm độc hại (Al3+), ngăn chúng tấn công đầu rễ non. Hiệu quả này bền vững hơn so với bón vôi bột thông thường.
3. Môi trường cho vi sinh vật đất
Hệ thống lỗ rỗng của Biochar là nơi trú ẩn lý tưởng cho các vi sinh vật có lợi như vi khuẩn cố định đạm hay nấm cộng sinh. Tại đây, chúng được bảo vệ khỏi các loài thiên địch và điều kiện khô hạn, từ đó phát triển mạnh mẽ và hỗ trợ quá trình chuyển hóa dinh dưỡng cho cây trồng.
Hướng dẫn cách làm Biochar quy mô nông hộ
Để sản xuất Biochar chất lượng cao, bà con không cần đầu tư dây chuyền công nghiệp đắt tiền mà có thể áp dụng công nghệ lò đốt TLUD (Top-Lit Up-Draft), hay còn gọi là bếp khí hóa sinh khối. Đây là phương pháp tối ưu, ít khói bụi và cho hiệu suất thu hồi than cao.
Nguyên liệu chuẩn bị
Nhà vườn có thể tận dụng ngay phụ phẩm tại chỗ:
- Vỏ trấu (phổ biến ở ĐBSCL).
- Vỏ cà phê (nguồn nguyên liệu tuyệt vời tại Tây Nguyên).
- Vỏ sầu riêng, gáo dừa, cành cây cắt tỉa (cần băm nhỏ).
Lưu ý: Nguyên liệu phải khô (độ ẩm dưới 20%) và không lẫn tạp chất nhựa hay gỗ đã qua xử lý hóa chất.
Quy trình thực hiện với lò thùng phuy
- Thiết kế lò: Dùng thùng phuy 200 lít, đục lỗ ở đáy để lấy gió và cắt lỗ trên nắp để gắn ống khói.
- Nạp liệu và nhóm lửa: Xếp nguyên liệu vào thùng nhưng không nén quá chặt. Châm lửa từ trên bề mặt (đây là điểm khác biệt cốt lõi – đốt từ trên xuống).
- Giai đoạn nhiệt phân: Khi lửa bén đều, đậy nắp và gắn ống khói. Ngọn lửa sẽ cháy âm ỉ từ trên xuống dưới, khí gas sinh ra sẽ cháy sạch ở miệng ống khói, hạn chế tối đa khói đen. Nhiệt độ buồng đốt lúc này có thể đạt 450 – 500ºC, là nhiệt độ lý tưởng để tạo ra Biochar có cấu trúc rỗng xốp tốt nhất.
- Kết thúc và làm nguội (Quenching): Đây là bước quan trọng nhất. Khi vùng nhiệt phân lan xuống đáy thùng (khói bắt đầu giảm hoặc đổi màu), phải lập tức bịt kín ống khói và các lỗ gió đáy để cắt nguồn oxy. Nếu chậm trễ, than nóng sẽ tiếp tục cháy thành tro trắng vô giá trị. Có thể phun sương nước để làm nguội nhanh và kích hoạt than.
Kỹ thuật bón Biochar – Tuyệt đối không bón “tươi”
Một sai lầm kỹ thuật mà nhiều người mắc phải là bón trực tiếp Biochar vừa ra lò xuống đất. Biochar mới rất khô và háo nước, háo chất. Nếu bón ngay, nó sẽ cạnh tranh độ ẩm và đạm với rễ cây, gây ra hiện tượng vàng lá.
Do đó, Hoạt hóa Biochar là bước bắt buộc.
Cách hoạt hóa (Inoculation)
Phương pháp tốt nhất là ủ Biochar chung với phân chuồng hoặc phân hữu cơ (Co-composting).
- Trộn Biochar với tỷ lệ 5-20% vào đống ủ phân chuồng.
- Biochar sẽ hấp thu khí Amoni và các chất dinh dưỡng rỉ ra từ phân, giúp đống ủ giảm mùi hôi và giữ lại đạm.
- Sau quá trình ủ, Biochar đã “no” dinh dưỡng và sẵn sàng bón cho cây.
Liều lượng khuyến nghị
- Cây Cà phê (Tái canh): Bón lót 1-2 kg Biochar đã hoạt hóa/hố trước khi trồng để khử chua và ổn định pH vùng rễ. Với vườn kinh doanh, bón 2-3 tấn/ha định kỳ 2-3 năm một lần.
- Cây Sầu riêng: Bón 5-10 kg phân hữu cơ có chứa Biochar/gốc/năm để ngăn chặn nấm bệnh và ổn định độ ẩm, hạn chế sốc nước gây rụng trái, sượng cơm.
- Lúa và rau màu: Bón lót Biochar trấu giúp đất tơi xốp, bộ rễ phát triển mạnh và tăng cường khả năng chống chịu sâu bệnh.
Kết luận
Biochar là chìa khóa để mở ra một nền nông nghiệp tuần hoàn, nơi phụ phẩm bỏ đi trở thành tài nguyên quý giá. Đối với nhà vườn, việc áp dụng Biochar cải tạo đất bạc màu không chỉ là giải pháp ngắn hạn để tăng năng suất mà còn là khoản đầu tư dài hạn cho sức khỏe của đất trồng. Bằng cách tự sản xuất và sử dụng Biochar đúng kỹ thuật, chúng ta vừa tiết kiệm chi phí phân bón, vừa góp phần bảo vệ môi trường sinh thái bền vững.
