TS. Phan Việt Hà
Dựa trên các nguồn tài liệu nghiên cứu cho tới nay, than sinh học (biochar) được sản xuất từ vỏ cà phê thông qua quá trình nhiệt phân (pyrolysis) trong điều kiện hạn chế oxy mang lại nhiều ưu điểm vượt trội cho đất và cây trồng. Một nghiên cứu của các nhà khoa học Đại học liên bang Lavras, Brazil xuất bản tháng 01/2026 cho thấy các ưu điểm chi tiết của than sinh học từ vỏ cà phê:
1. Cải thiện đặc tính hóa học và khả năng giữ dinh dưỡng của đất
- Tăng khả năng trao đổi cation (CEC): Than sinh học từ vỏ cà phê có diện tích bề mặt lớn và điện tích bề mặt âm, giúp tăng khả năng giữ lại các dưỡng chất và giảm thất thoát do rửa trôi. Trong mùa vụ thứ hai của nghiên cứu, việc bón than sinh học đã giúp tăng CEC lên 20%.
- Tăng độ bão hòa bazơ (V%): Than sinh học giúp tăng đáng kể độ bão hòa bazơ trong đất. Cụ thể, nghiên cứu cho thấy mức tăng 23,1% so với đối chứng, đạt mức 56,5%.
- Hàm lượng Kali (K) cao: Vỏ cà phê vốn rất giàu Kali hòa tan, và quá trình nhiệt phân giúp tập trung hàm lượng này, làm tăng đáng kể mức Kali sẵn có trong đất (tăng khoảng 69,4% so với phân bón thông thường).
2. Tăng cường hàm lượng và sự hữu hiệu của các khoáng chất
- Bổ sung Magiê (Mg) và Canxi (Ca): Quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ cao giúp tập trung các chất dinh dưỡng khoáng. Việc sử dụng than sinh học đã làm tăng mức Magiê trao đổi thêm 53,8%.
- Cải thiện khả năng cung cấp Lân (P): Than sinh học có khả năng cạnh tranh với các vị trí liên kết P trong đất nhờ các nhóm chức như –COOH và –OH, giúp giải phóng lân bị hấp phụ bởi các khoáng vật trong đất, từ đó tăng mức độ P hữu hiệu cho cây trồng.
3. Thúc đẩy hệ sinh thái vi sinh vật đất
- Cung cấp môi trường sống cho vi sinh vật: Cấu trúc của than sinh học tạo ra các “nơi trú ẩn” và tập trung dưỡng chất, giúp thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật đất.
- Tăng cường hoạt động hô hấp vi sinh: Than sinh học là loại phân bón duy nhất trong nghiên cứu làm tăng đáng kể tỷ lệ hô hấp vi sinh cơ bản (BMR) trong mùa vụ đầu tiên (tăng 29,7% so với bón phân thông thường), phản ánh sự cải thiện về chất lượng môi trường sống vi mô trong đất.
4. Quản lý chất thải và Bảo vệ môi trường
- Ổn định Carbon: Quá trình nhiệt phân giúp chuyển hóa sinh khối dễ phân hủy thành một dạng carbon ổn định hơn, giúp giữ lại carbon trong đất lâu dài thay vì để chúng phân hủy và phát thải khí nhà kính.
- Giảm thể tích chất thải: Biến một lượng lớn vỏ cà phê (phế phẩm) thành một lượng nhỏ vật liệu có giá trị nông học cao, giúp tối ưu hóa việc quản lý phế phẩm trong chuỗi sản xuất cà phê.
5. Tiềm năng tăng năng suất
- Mặc dù các tác động có thể cần thời gian để thể hiện rõ rệt, nghiên cứu tại một khu vực thử nghiệm cho thấy việc sử dụng than sinh học đã giúp tăng năng suất cà phê lên 34,4% (đạt 61 bao/ha so với 40 bao/ha ở lô đối chứng) trong mùa vụ 2021/2022.
Tóm lại, nghiên cứu khẳng định than sinh học từ vỏ cà phê không chỉ là một chất cải tạo đất hiệu quả giúp tăng cường độ phì nhiêu và khả năng giữ dinh dưỡng mà còn là một mắt xích quan trọng trong mô hình kinh tế tuần hoàn, giúp nâng cao sức khỏe đất lâu dài cho các hệ thống canh tác cà phê nhiệt đới.
Hình ảnh: Viện KHKT Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên kết hợp với Viện Môi trường Nông nghiệp tập huấn kỹ thuật sản xuất biochar từ vỏ cà phê cho Hợp tác xã Minh Toàn Lợi, Đắk Lắk