Thu hồi đạm, lân từ phân chuồng: công nghệ giảm thất thoát phân bón

Đạm, lân trong phân chuồng và phân bón dễ thất thoát ra đất, nước, không khí. Một dự án do Liên minh châu Âu tài trợ đã tìm cách giữ lại và thu hồi chúng — từ axit hoá phân lỏng, thu hồi lân dạng struvite đến phần mềm bón phân theo nhu cầu cây.

Thất thoát đạm, lân: bài toán ô nhiễm của nông nghiệp

Ô nhiễm do chất dinh dưỡng là một trong những thách thức môi trường cấp bách nhất của nông nghiệp. Đạm (N) và lân (P) dư thừa từ phân chuồng, phân lỏng và phân bón tổng hợp làm đất bị bón quá mức, gây ô nhiễm nước, không khí, góp phần gây phú dưỡng (nước thừa dinh dưỡng khiến tảo mọc dày), mất đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu.

Dự án ECONUTRI giải quyết vấn đề này bằng 24 công nghệ và giải pháp dựa vào thiên nhiên, nhằm giảm tối đa, thậm chí chặn hẳn, việc đạm và lân thất thoát khỏi đất. Kết quả của dự án phù hợp với mục tiêu của Thoả thuận Xanh châu Âu: giảm 50 % lượng chất dinh dưỡng thất thoát vào năm 2030.

Giữ đạm, lân trong phân chuồng ở mọi khâu

Từ năm 2022, dự án đã phát triển và kiểm chứng thành công 10 công nghệ khác nhau để giảm thất thoát đạm và lân từ chất thải hữu cơ. Theo giáo sư Dimitrios Savvas ở Đại học Nông nghiệp Athens (Hy Lạp), đơn vị điều phối dự án, thành quả then chốt là đã bao quát có hệ thống mọi khâu làm mất dinh dưỡng: chứa phân chuồng và phân lỏng, ủ yếm khí, tách bã sau ủ, ủ phân compost và bón vào đất.

(Ủ yếm khí: ủ không có ôxy, như trong hầm biogas.) Theo ông, cách làm này vừa giảm mạnh lượng dinh dưỡng phát tán ra môi trường, vừa thu hồi, ổn định dinh dưỡng trong chất thải để làm thành sản phẩm có ích cho trồng trọt.

Axit hoá phân lỏng bằng lưu huỳnh: giảm 30–35 % khí amoniac

Với chất thải chuồng trại, một kết quả quan trọng là dùng lưu huỳnh axit hoá phân lỏng của vật nuôi để giảm khí amoniac (NH3 — dạng đạm bay hơi, có mùi khai) thoát ra. Mức giảm ghi nhận được là 30–35 % trong lúc chứa phân và ủ phân, đồng thời phân giữ lại được nhiều đạm hơn.

Thu hồi lân từ bã biogas dưới dạng struvite

Dự án cũng thu hồi dinh dưỡng với hiệu suất cao, nhất là lân và amoni, bằng cách kết tủa struvite từ phần nước của bã sau ủ biogas. Struvite là tinh thể khoáng chứa magiê, amoni và photphat; “kết tủa” là làm chất đang tan trong nước kết lại thành hạt rắn để tách ra. Tỷ lệ thu hồi đạt tới 92 % photphat và 66 % amoni.

Dự án còn dùng các chủng vi sinh vật có ích được chọn lọc để giữ dinh dưỡng ổn định khi ủ phân, và chỉnh tỷ lệ đạm/lân bị lệch trong phân làm từ chất thải hữu cơ — vấn đề hệ trọng ở vùng có mật độ vật nuôi cao.

Phần mềm bón phân theo nhu cầu cây: thử trên dưa chuột

Để giảm thất thoát nitrat (dạng đạm dễ tan, dễ bị nước cuốn trôi) và lân từ phân bón, ECONUTRI phát triển 9 công nghệ mới. Trong đó có ba hệ thống hỗ trợ ra quyết định (DSS — phần mềm gợi ý cách làm dựa trên số liệu): NUTRISENSE của Đại học Nông nghiệp Athens, Veg-Sys của Đại học Almería (Tây Ban Nha) và “Lysimeter ảo” của Đại học và Viện nghiên cứu Wageningen (Hà Lan) — lysimeter là thiết bị đo nước thấm xuống dưới tầng rễ.

Ba hệ thống này giúp người trồng rau, hoa, quả — trên đất lẫn không dùng đất (thuỷ canh, giá thể) — bón phân vừa có lời vừa thân thiện với môi trường, dựa vào số liệu và cảm biến để liên tục chỉnh lượng phân cho khớp nhu cầu cây.

Trong các thử nghiệm thí điểm, ba hệ thống đã góp phần giảm đáng kể lượng nước, đạm và lân phải dùng. Chẳng hạn, với dưa chuột trồng trên đất dùng NUTRISENSE, bài gốc nêu mức giảm đạt 45 % và 54 %, nhưng không nói rõ mỗi con số ứng với nước, đạm hay lân.

Cũng hệ thống này, với dưa chuột trồng không dùng đất trong hai năm liên tiếp, đã cải thiện việc sử dụng đạm thêm 16–21 % và lân thêm 5–46 %. Nhìn chung, các công nghệ giúp giảm rõ lượng nước tưới và phân bón, đồng thời dùng nước, dinh dưỡng hiệu quả hơn.

Than sinh học và dọn chuồng thường xuyên: giảm khí thải

Tám công cụ, công nghệ của ECONUTRI nhắm vào khí nhà kính và khí amoniac ở chuồng trại, nơi chứa phân và ngoài ruộng:

• Ở chuồng bò sữa, than sinh học (biochar — than làm từ phụ phẩm cây trồng nung trong điều kiện thiếu ôxy) và việc dọn sạch nền chuồng thường xuyên đã làm giảm khí amoniac.
• Ở chuồng lợn, thường xuyên lấy phân ra khỏi hố chứa giúp giảm khí mêtan.
• Khi chứa và ủ phân, xử lý bằng than sinh học, nhất là than sinh học dạng nano (hạt siêu mịn), cho thấy nhiều triển vọng giảm thất thoát đạm.
• Phân bón thay thế và chất phụ gia phân bón, thử trên ruộng, trong nhiều hệ thống canh tác và trong nhà kính, giúp giảm khí amoniac và khí N2O (nitơ oxit, một khí nhà kính) từ 20 đến 60 %.

Bước tiếp theo: đưa công nghệ đến tay người trồng

ECONUTRI đang ghép các công cụ thành một hệ thống quản lý dinh dưỡng chung và mở rộng quy mô để thương mại hoá. “Bước tiếp theo là làm cho các công cụ này đến được tay người trồng một cách đầy đủ và dễ tiếp cận”, ông Savvas nói. Qua đó, dự án sẽ giúp giảm phụ thuộc vào phân bón khoáng (phân vô cơ) và giúp nông nghiệp vững vàng hơn trước biến động của thị trường.

Điều này có ý nghĩa gì với nông dân Việt Nam?

Ghi chú của người biên tập: Bài gốc đăng tháng 3/2026; theo trang thông tin dự án trên CORDIS, ECONUTRI đã kết thúc ngày 30/4/2026. Các con số trên là kết quả thử nghiệm ở nước ngoài, không phải ở Việt Nam, và bài gốc không mô tả cách làm cụ thể hay chi phí, nên chưa thể tự áp dụng theo bài này. Điều rút ra được ngay là cách nhìn: đạm, lân trong phân chuồng, phân lỏng, bã biogas có thể mất ở mọi khâu — lúc chứa, lúc ủ, lúc bón. Lượng bón cụ thể cho từng loại cây vẫn cần theo hướng dẫn của cơ quan khuyến nông và nhãn sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

Struvite là gì và thu hồi được bao nhiêu dinh dưỡng?

Đó là tinh thể khoáng chứa magiê, amoni và photphat. ECONUTRI tách struvite từ phần nước của bã biogas, thu hồi tới 92 % photphat và 66 % amoni.

Axit hoá phân lỏng giúp gì?

Axit hoá phân lỏng bằng lưu huỳnh giảm 30–35 % khí amoniac khi chứa và ủ phân, và giữ lại nhiều đạm hơn.

Phần mềm hỗ trợ quyết định bón phân làm được gì?

Nó dựa vào số liệu và cảm biến để chỉnh lượng phân theo nhu cầu cây; thử trên dưa chuột, lượng nước, đạm, lân phải dùng giảm đáng kể.