Hình ảnh viên phân bón nhả chậm do Viện Hóa học nghiên cứu sản xuất. Ảnh: Trung Đức

Tránh lãng phí phân bón  

Lâu nay, người nông dân đã quen với việc sử dụng phân bón để bổ sung chất dinh dưỡng cho cây trồng nhưng ít ai để ý đến một điều là thường sử dụng lượng phân bón vượt quá mức cần thiết. Theo báo cáo “Sử dụng phân bón trong mối quan hệ với sản xuất lương thực, bảo vệ môi trường và giảm phát thải nhà kính” của PGS.TS Phạm Quang Hà – Viện Môi trường Nông nghiệp và PGS.TS Nguyễn Văn Bộ - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (Bộ NN&PTNT) thì có khoảng 40-60% lượng phân bón mất đi trong các hệ thống canh tác, không những gây lãng phí (lên đến nhiều trăm triệu đô la Mỹ mỗi năm) mà còn làm ô nhiễm môi trường, tăng phát thải khí nhà kính. Do đó, với mức sử dụng phân bón là khoảng 11 triệu tấn/năm thì có khoảng 5 triệu tấn phân bón không được dùng đúng mục đích, không chỉ lãng phí mà còn gây ra nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Quan tâm đến tình trạng này, TS Nguyễn Trung Đức, một nhà nghiên cứu ở Viện Hóa học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), luôn suy nghĩ đến một giải pháp hữu hiệu, có thể giúp người nông dân giảm chi phí đầu tư và giảm thiểu tác động đến môi trường. Anh nhận thấy, “một trong những hướng quan trọng nhất có nhiều triển vọng là nghiên cứu và phát triển kỹ thuật nhả chậm trong đó phân bón và các chất dinh dưỡng được bọc trong một lớp vỏ”. Theo cách này, phân bón và dinh dưỡng được nhả dần cho cây hấp thụ sẽ giúp tránh được hiện tượng rửa trôi, không gây lãng phí, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường, tiết kiệm sức lao động cũng như chi phí sản xuất.

Cán bộ của Viện Hóa học hướng dẫn bà con sử dụng Phân bón nhả chậm tại vườn chè Thái Nguyên. Ảnh: Trung Đức. 

Đây là cách làm đã được rất nhiều quốc gia có nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới chứng minh hiệu quả khi áp dụng trong thực tế. Tuy nhiên ở Việt Nam, nó mới được một số đơn vị nghiên cứu bắt đầu quan tâm nghiên cứu và bước đầu có sản phẩm như phân urê bọc lưu huỳnh của Học viện Nông nghiệp Việt Nam và Viện Thổ nhưỡng – Nông hóa, phân bón nhả chậm dạng viên nén quả bàng cho cây lúa tại tỉnh Bắc Cạn, phân NPK nhả chậm trên nền tinh bột biến tính của Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng, Phân con lười - tổ hợp phân viên nén nhả chậm bao gồm các nguyên tố đa lượng (NPK), các nguyên tố trung và vi lượng ngoài ra còn bổ sung các loại dịch chiết từ động - thực vật, đạm động vật của Công ty Phân bón Mùa vàng (Gia Lâm, Hà Nội). 

Mô hình ứng dụng phân bón nhả chậm cho vườn trồng bí xanh. Ảnh: Trung Đức.

Tuy nhiên, các sản phẩm phân bón nhả chậm của Việt Nam cũng như của quốc tế có mặt trên thị trường không hẳn đã hoàn hảo. TS Nguyễn Trung Đức phân tích, “các loại phân bón nhả chậm của Việt Nam còn một số hạn chế như thời gian nhả chậm còn ngắn, chưa đáp ứng được với cây trồng dài ngày. Trong khi đó, yêu cầu sản xuất cần phân bón nhả chậm có thời gian nhả chất dinh dưỡng theo chu kỳ sinh trưởng của cây trồng… Phân bón nhả chậm nhập khẩu đáp ứng được yêu cầu này thì lại có nhược điểm là giá thành cao, bên cạnh đó nhiều loại chưa phù hợp với khí hậu, thổ nhưỡng của Việt Nam”.  

 Trên cơ sở đó, anh và nhóm nghiên cứu của mình mong muốn giải quyết những vấn đề tồn tại trong bài toán phân bón nhả chậm bằng việc xây dựng một quy trình sản xuất tốt, đem lại chất lượng ổn định và giảm thiểu được một số công đoạn sản xuất và giảm giá thành. 

Mũi tên trúng hai đích

Để tạo ra loại phân bón nhả chậm như mong muốn, nhóm nghiên cứu đã đưa ra ý tưởng thay thế các loại vỏ bọc bằng polyuretan (PU) hai thành phần truyền thống bằng vỏ bọc PU một thành phần đóng rắn bằng hơi ẩm, có bổ sung chất mang để tăng hiệu quả giữ nước và chất dinh dưỡng khi phân được bón xuống đất.  “Nguyên liệu được đưa vào phối trộn, tạo viên, phủ màng, đóng gói trước khi được đưa đến tay người nông dân, trong đó, nguyên liệu lõi gồm phân dễ tan (như ure, KCl, DAP, MAP...) và chất mang (thường là khoáng sét có tính dẻo, kết dính, dễ dàng cho quá trình tạo viên. Để tăng độ bám dính cho viên phân chúng tôi sử dụng thêm tinh bột – đây là một bí quyết nhỏ” – TS Nguyễn Trung Đức chia sẻ.

Bên cạnh đó, việc điều chỉnh chiều dày lớp vỏ bọc polyme khiến có thể kiểm soát được thời gian nhả chất dinh dưỡng theo chu trình phát triển của các cây trồng khác nhau. Khi đó, lớp vỏ của phân bón thẩm thấu nước từ ngoài vào trong, hòa tan chất dinh dưỡng rồi khuếch tán ra ngoài để cung cấp cho cây trồng. TS Nguyễn Trung Đức hồ hởi nói về vai trò của lớp vỏ bọc này: “Nhờ vậy, thay vì phải bón phân nhiều lần trong một vụ canh tác, người nông dân chỉ cần bón phân duy nhất một lần”. Do mỗi loại cây có chu kỳ sinh trưởng cũng như yêu cầu dinh dưỡng khác nhau nên nhóm nghiên cứu phải thực hiện khảo sát đất và cây trồng để thiết kế thành phần dinh dưỡng (lõi phân) và độ dày của vỏ cho phù hợp. Đơn cử như để bón cho cây bí xanh, các nhà khoa học sử dụng phân bón ure nhả chậm còn các vườn chè ở Thái Nguyên, Phú Thọ lại sử dụng phân bón NPK nhả chậm hay phân bón nhả chậm cho cây actiso và đương quy tại Lào Cai.  Khảo sát về thời gian nhả của phân bón đối với phân bón NPK với các lớp vỏ 30 µm, 50 µm và 70 µm thì thời gian nhả tương ứng là 3 tháng, 6 tháng và 9 tháng. Như vậy tức là trong nếu sử dụng phân bón có lớp vỏ 30 µm thì phải 3 tháng người nông dân mới cần bón phân 1 lần. “Kết quả thử nghiệm trên 1 vụ canh tác cho thấy, người nông dân trồng chè tiết kiệm được từ 20-40% so với liều bón thông thường trong khi năng suất tăng lên từ 20-28%. Ở vườn bí xanh, kết quả cũng rất khả quan khi năng suất tăng tới 30% mà phân bón tiết kiệm được 40%. Trong khi đó, bà con Lào Cai rất hào hứng khi vườn cây actiso và đương quy cho năng suất cao hơn 20% mà lại tiết kiệm được 20% lượng phân bón” – TS Nguyễn Trung Đức nói.  

Việc thử nghiệm trên nhiều loại cây với nhiều vùng khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau đã đem lại cho các nhà nghiên cứu của Viện Hóa học những thông số quan trọng về thành phần nguyên liệu, độ dày vỏ…, cơ sở quan trọng để họ hoàn thiện quy trình sản xuất phân bón nhả chậm phù hợp với các loại cây trồng ở từng địa phương khác nhau.

Quy trình sản xuất phân bón nhả chậm và phân bón nhả chậm thu được từ quy trình này đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002410 được công bố vào ngày 25/9/2020. 

Bích Ngọc

(Bài viết hợp tác giữa Cục Sở hữu trí tuệ và Báo Khoa học và Phát triển)