Semina khoa học: Một số nghiên cứu sử dụng rơm rạ để thu hồi và cung cấp kali cho cây trồng

Ngày 27 tháng 12 năm 2022, tại buổi seminar khoa học thường kỳ của nhóm Nghiên cứu mạnh (NCM) Quản lý tổng hợp tài nguyên đất, nước, dinh dưỡng cây trồng, TS. Nguyễn Thu Hà - Bộ môn Khoa học đất và Dinh dưỡng cây trồng - đã trình bày chủ đề “Tổng quan nghiên cứu sử dụng rơm rạ để thu hồi và cung cấp kali cho cây trồng”. Buổi semina do GS. TS. Nguyễn Hữu Thành - Trưởng nhóm NCM chủ trì - với sự tham gia của các thành viên trong nhóm NCM và các đồng nghiệp quan tâm tới dự.

Buổi semina khoa học của Nhóm NCM Quản lý tổng hợp đất nước, dinh dưỡng cây trồng

Rơm rạ là một trong những loại phụ phẩm nông nghiệp quan trọng và được sử dụng từ lâu đời ở Việt Nam nhằm hoàn trả kali cho đất. Là một nước có diện tích canh tác lúa lớn, lượng rơm rạ mỗi năm của Việt Nam đạt khoảng 45.000 tấn và có tới trên 50% được sử dụng theo hình thức đốt bỏ hoặc vứt tại ruộng (Cục trồng trọt, 2018). Trong đó, hình thức đốt bỏ rơm rạ gây ra những ảnh hưởng đến môi trường (phát thải khí nhà kính, khói bụi…) và không thể giải phóng hoàn toàn kali có trong rơm rạ để cung cấp cho cây trồng.

Kali trong rơm rạ, ngoài phần nằm trong các chất hữu cơ thì còn được giữ trong hệ khung xương của cây, được gọi là phytolith. Phân tích chụp cắt lớp tia X, SEM-EDS cho thấy thành phần chính của phytolith gồm có Si (7,4%), C (38,7%) và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng khác như K (2,37%), Ca (1,13%), Mg (0,53%) (Nguyen và nnk, 2015) và do sự vững chắc cuả khung xương cây nên các chất này khó được giải phóng trong chu trình tuần hoàn rơm rạ thông thường.

Phương pháp nhiệt phân chỉ thu hồi được kali trong các chất hữu cơ nhưng không thu hồi được kali trong phytolith vì khi ở nhiệt độ trên 700^oC phytolith trở nên trơ và khó hoà tan hơn còn khi ở nhiệt độ thấp hơn 700^oC thì cấu trúc phytolith ít thay đổi. Thu hồi kali trong phytolith bằng phương pháp hoà tan trong môi trường kiềm khả thi hơn nhưng chi phí lớn. Vì vậy, việc thu hồi kali được thực hiện theo xu hướng đi kèm thu hồi phytolith, đồng thời chế biến thành các sản phẩm thông minh/ hiệu năng cao: phân bón thông minh (nhả chậm, nhả chậm tùy biến), kali hydrogel, kali biochar và kali zeolite. Các nghiên cứu của Nguyen (2021), Ding và nnk (2018), Xiao và nnk (2018) và Mohammed Ali và nnk (2018) cho thấy đây là những sản phẩm tiềm năng, khả thi về mặt công nghệ và mang lại nhiều tác dụng về mặt cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo đất, cải thiện môi trường và đóng góp vào quá trình thực hiện nông nghiệp tuần hoàn.

Tại buổi semina, các thành viên tham gia đã thảo luận về hướng nghiên cứu này. Mặc dù còn một số điểm chưa sáng tỏ liên quan đến vấn đề công nghệ và hiệu qủa kinh tế, nhìn chung đây là một hướng nghiên cứu có ý nghĩa ở những vùng/ quốc gia có lượng phụ phẩm rơm rạ hay phụ phẩm trồng trọt lớn và không tự chủ được nguồn phân kali hoá học.

Minh hoạ cấu trúc phân chậm tan từ composit biochar-phytolith rơm rạ và cơ chế phân huỷ phytolith để giải phóng phân khoáng (Nguyen, 2021)