Nuôi lúa vụ sau bằng chính cây vụ trước
Theo một nghiên cứu của Viện Lúa Đồng bằng sông Cửu Long, với diện tích và sản lượng lúa hiện nay, mỗi năm Việt Nam thải ra 40-46 triệu tấn rơm rạ. Nếu như trước đây, khi điện và máy cày đều là thứ quý hiếm ở nông thôn, rơm rạ được tận dụng tối đa làm chất đốt hoặc cho trâu bò ăn thì hiện nhu cầu này rất thấp. Rơm rạ thường bị coi là phế phẩm, bị đem bán với giá rẻ mạt.
PGS-TS Nguyễn Ngọc Minh - Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội - chia sẻ: “Từ những năm trước, rơm rạ đã bị coi là đồ bỏ đi, gần đây nông dân có xu hướng bán rơm rạ cho thương lái để xuất khẩu. Làm như vậy chỉ thu lợi rất nhỏ trước mắt, nhưng mất đi lợi ích lớn lâu dài. Trong rơm rạ có rất nhiều chất dinh dưỡng mà cây lúa cần. Nếu thu hoạch xong, rơm rạ quay trở lại ruộng thì vụ sau sẽ sử dụng được dinh dưỡng của cây lúa ở vụ trước”.
PGS-TS Nguyễn Ngọc Minh tại phòng thí nghiệm. Ảnh: Phượng Hằng
Từ suy nghĩ đó, năm 2011 ông Minh bắt tay vào thực hiện đề tài “Nghiên cứu sự giải phóng kali đi kèm với quá trình hòa tan phytolith trong rơm rạ” - công trình mang lại cho ông giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2016.
Theo ông Minh, trong quá trình sinh trưởng, cây lúa thu hút một lượng đáng kể kali, tích lũy trong các mô bào thân cây và lá. Sau khi thu hoạch, kali nằm chủ yếu trong phần rơm rạ. Hiện có rất ít thông tin nghiên cứu về dạng tồn tại cũng như khả năng tái sử dụng lượng kali này.
Dựa trên kỹ thuật phân tích chụp cắt lớp tia X và đồ họa 3D, các nhà khoa học nhận thấy trong thân cây lúa là một hệ thống “khung xương” được hình thành bởi quá trình kết tủa silic trên các vách tế bào của cây - gọi là phytolith, trong đó chứa một lượng đáng kể các nguyên tố dinh dưỡng, đặc biệt là kali. Tuy nhiên, kali bị cố định chặt trong cấu trúc phytolith và chỉ có thể được giải phóng khi cấu trúc này bị phá vỡ.
Qua nghiên cứu, ông Minh và cộng sự xác định được quy luật phụ thuộc vào nhiệt độ xử lý rơm rạ của quá trình giải phóng kali. Họ tìm ra nhiệt độ phân hủy rơm rạ tối ưu là 600 độ C.
Khi đó, phytolith trong tro rơm rạ sẽ hòa tan nhanh nhất để giải phóng các khoáng chất dinh dưỡng - trong đó có kali - cung cấp cho cây.
Tăng hiệu quả kinh tế, giảm ô nhiễm
So sánh giữa việc sử dụng phân bón hoá học và phân bón làm từ rơm rạ, PGS-TS Nguyễn Ngọc Minh cho biết, nếu bón phân vô cơ cho cây lúa, lượng phân bón chưa được cây hấp thu hết dễ dàng bị rửa trôi.
Trong khi đó, lượng dinh dưỡng từ rơm rạ có tốc độ giải phóng chậm, có thể cung cấp dưỡng chất cho cây lúa đều đặn trong một thời gian dài nên cây hấp thu hiệu quả hơn.
Việc tận dụng rơm rạ làm phân bón là giải pháp tiết kiệm nguồn tài nguyên dồi dào, đem chất dinh dưỡng mà cây lúa vụ trước lấy từ đồng ruộng trả lại cho đồng ruộng. Nếu rơm rạ bị bán rẻ ra nước ngoài, dưỡng chất từ ruộng bị rút đi dần qua các mùa thu hoạch, việc bồi đắp bằng phân bón hoá học không phải là giải pháp bền vững.
Mặt khác, theo PGS-TS Nguyễn Ngọc Minh, việc dùng rơm rạ làm phân bón thay vì đốt bỏ cũng giúp giảm ô nhiễm khói bụi do tập quán này.
Tuy nhiên, hiện quy trình “tách chiết” kali từ rơm rạ kể trên mới chỉ ở phạm vi phòng thí nghiệm. Để có thể áp dụng đại trà trên các vùng đồng bằng trồng lúa - theo ông Minh - cần tiếp tục có sự vào cuộc của các cơ quan, doanh nghiệp.
Nhóm nghiên cứu của ông cũng đang cố gắng hoàn thiện quy trình, tìm ra phương pháp đốt tiết kiệm, thân thiện nhất với môi trường và cung cấp dinh dưỡng tốt nhất cho cây trồng.
Đánh giá về công trình nghiên cứu trên, TS Đinh Dũng - Chủ tịch Hội đồng giải thưởng Tạ Quang Bửu 2016 - nói: “Đây là một đề tài rất thiết thực; nhưng để sớm đưa quy trình này vào ứng dụng thực tế, cần thay đổi tập quán đốt rơm rạ truyền thống của bà con vì tập quán này vừa gây ô nhiễm không khí, lãng phí tài nguyên, vừa làm hỏng nền đất canh tác.
Ngoài việc hạn chế xuất khẩu rơm rạ, công trình cần có sự ủng hộ và hỗ trợ của chính quyền thông qua các bộ, sở, ban ngành liên quan”.
TS Đinh Dũng cũng cho rằng, để có thể ứng dụng rộng rãi, điều quan trọng nhất là phải chứng tỏ được hiệu quả kinh tế và môi trường của quy trình xử lý rơm rạ này. Muốn vậy, nhóm nghiên cứu nên đề xuất một dự án mang tính thực tiễn về quy trình xử lý rơm rạ với ba bộ: Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Tài nguyên và Môi trường. Sau đó, cần tiến hành thử nghiệm quy trình này trên quy mô nhỏ, trên cơ sở kết quả thu được mới đem ra ứng dụng đại trà.