VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG TUYỆT VỜI CỦA THAN SINH HỌC (BIOCHAR)

Biochar giải quyết được hầu hết các vấn đề môi trường cấp thiết như: chống ô nhiễm nguồn đất, tăng năng suất cây trồng, bảo vệ môi trường khỏi hiệu ứng nhà kính…

1. Khái niệm về than sinh học

Cách đây 7000 ngàn năm ở khu vực sông Amazon người bản địa ở đây đã tạo ra được một lớp đất đen giúp nâng cao năng suất và lưu giữ độ màu mỡ của đất, người ta gọi lớp đất này là Terra Preta. nó được hình thành từ lá cây, xương động vật... trải qua quá trình phân hủy lâu dài nó tạo ra một lớp đất đen mang lại sự màu mỡ cho đất.

Hiện nay, con người đã tạo ra được Biochar, một loại than sinh học mà sau một thời gian được chôn dưới đất nó sẽ phân hủy và cùng với môi trường xung quanh tạo ra lớp Terra Preta .Nó được mệnh danh là “vàng đen” vì những tác dụng quý báu của nó đối với nông nghiệp và môi trường. Cụ thể Than sinh học được dùng để chôn dưới đất, sau phân hủy sẽ cho ra một loại phân bón hữu cơ, đây là một loại phân bón tốt và thân thiện môi trường.

Than sinh học có hàm lượng cacbon cao và đặc tính xốp giúp đất giữ nước, dưỡng chất và bảo vệ vi khuẩn có lợi cho đất.

Than sinh học còn có đặc tính như một bể chứa Cacbon tự nhiên, cô lập và giữ khí CO2 trong đất

2. đặc tính của than sinh học

2.1. tỷ lệ dinh dưỡng trong than sinh học

Hầu hết than sinh học được tạo ra trong khoảng nhiệt độ từ 450oC - 550oC nên sẽ ảnh hưởng tới việc mất N và S

Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ cao(800oC) có pH và EC cao, mất NO3- trong khi ở nhiệt độ thấp (350oC) lấy ra P, NH4+ và phenol.

2.2. diện tích bề mặt riêng và vi lỗ trong than sinh học

Diện tích bề mặt riêng và vi lỗ của than sinh học tăng theo nhiệt độ. Mặc dù cùng nguyên liệu nhưng công nghệ sản xuất khác nhau sẽ cho ra các loại than sinh học khác nhau. Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ thấp (<450oC) có diện tích bề mặt riêng <10m2 /g. Vi lỗ (đường kính < 2nm) có ảnh hưởng đến việc tăng diện tích bề mặt

2.3. khả năng trao đổi cation( CEC)

Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ thấp có khả năng trao đổi cation cao, trong khi than sinh học sản xuất ở nhiệt độ cao (cao trên 600oC) thì khả năng trao đổi cation rất ít hoặc không có. Do đó than sinh học bón cho đất không nên sản xuất ở nhiệt độ cao.

Than sinh học có khả năng trao đổi cation có khả năng hấp thụ kim loại nặng và các hóa chất nông nghiệp như thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ

3.Vai trò của biochar( than sinh học)

Than sinh học trong sử dụng làm phân hữu cơ có những yếu tố quan trọng đối với đất, như sau:

 Cung cấp các nguyên tố có lợi cho quá trình phát triển và trưởng thành của cây, cải thiện tính chất vật lý, hóa học của đất, tạo điều kiện thuận lợi kích thích cho vi sinh vật có lợi phát triển.

 Than sinh học không những cải thiện hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu mà còn tăng cả khả năng giữ dinh dưỡng và nước trong đất do các yếu tố này được hấp thụ vào trong các khe hở của than sinh học. Ngoài việc cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết, trong than sinh học có các axít humic chứa các hóc môn có khả năng tăng trưởng cây trồng (Nardi và cộng sự, 2000). Một số nghiên cứu còn cho thấy tác dụng của than sinh học đối với sinh trưởng và năng suất cây trồng còn cao hơn nếu bón kết hợp với phân khoáng (Lehmann và cộng sự, 2002). 

Than sinh học được cho là có khả năng hấp thu các amoni từ dung dịch đất. Sự cố định đạm lên bề mặt than sinh học giúp làm giảm lượng đạm bị mất do thấm xuống đất.

 Làm tăng tỷ lệ nitrat hóa ở đất rừng tự nhiên (đất loại này có tỷ lệ nitrat hóa tự nhiên rất thấp)

 Có khả năng làm giảm sự bay hơi amoniac, bởi vì nó làm giảm amoni có trong dung dịch đất và làm tăng pH của đất, cả hai điều kiện giúp không hình thành amoniac và bay hơi. Ngoài ra,than sinh học được cho là có khả năng xúc tác khử oxit nitơ (khí gây hiệu ứng nhà kính) thành khí nitơ.

 Khử mùi và khử trùng tại các trại chăn nuôi. Người ta có thể sử dụng than sinh học kết hợp với chế phẩm vi sinh để làm lớp thảm sinh học cho các trại chăn nuôi gia cầm.

 Nâng cao chất lượng đất từ 80% đến 220%, tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây và chống xói mòn cho đất, đặc biệt là đất ở những địa hình không ổn định

 Làm cho chất thải hữu cơ thối rữa, giải phóng khí CO2 có hại vào khí quyển, và cho phép cây trồng lưu trữ CO2 mà nó hấp thu từ không khí trong quá trình quang hợp, một cách an toàn.

 Than sinh học hấp thu 50% CO2 từ sự hô hấp của cây để lưu giữ tạo ra các dạng năng lượng, đặc tính này của than sinh học là một hướng đi trong cuộc cách mạng bảo vệ môi trường, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính.

 Nhiều nghiên cứu cho thấy khi bón than sinh học vào đất acid và đất nghèo dinh dưỡng kết hợp với bón phân thì cho năng suất cao hơn so với bón từng thứ riêng lẻ. Điểm chính khi bón than sinh học vào đất là làm tăng hiệu quả sử dụng phân đạm của cây trồng. Nhiều bằng chứng cho thấy năng suất không đổi khi giảm lượng phân đạm đáng kể đồng thời bón than sinh học.

 Ở những vùng đất bị nhiễm độc Cyanua do việc khai thác các mỏ kim loại thì bón than sinh học sẽ góp phần giúp tái táo và lọc chất độc trong đất.

4. Sản xuất than sinh học