Các công nghệ bền vững, không có hóa chất như Công nghệ Nano bubbles đang mở đường cho nông dân cải thiện sức khỏe của đất, đồng thời đóng góp nhiều lợi ích khác cho hoạt động trồng trọt. Đất khỏe mạnh là cần thiết để sản xuất cây trồng chất lượng. Nông dân trên toàn thế giới đang đối mặt với những thách thức với để đất khỏe, bao gồm cấu trúc đất kém, chất dinh dưỡng thấp sẵn có và giảm hoạt động của vi sinh vật. Điều này đã dẫn đến chất lượng cây trồng giảm sút, năng suất cây trồng thấp hơn và nông dân càng tăng cường sử dụng phân bón tổng hợp. Việc sử dụng phân bón hoá học tổng hợp sẽ làm mất đi nguồn dinh dưỡng và vi sinh vật, khả năng tái tạo tự nhiên của đất.
Với tác động ngày càng tăng của biến đổi khí hậu và các áp lực khác như hạn hán và thiếu phân bón, đây là một câu hỏi chưa bao giờ quan trọng hơn trong lĩnh vực nông nghiệp: Làm thế nào để chúng ta cải thiện cấu trúc và chức năng của đất?
Một trong những vấn đề quan trọng nhất về cấu trúc đất mà người trồng khắp thế giới đang phải đối mặt là tình trạng đất bị nén chặt và khả năng thấm nước thấp. Độ nén là yếu tố của loại đất, trình độ canh tác, lưu lượng thiết bị, thời gian sử dụng cho nông nghiệp và các yếu tố khác làm giảm cấu trúc tự nhiên, lành mạnh của đất mà thực vật cần phát triển và nước sử dụng để huy động. Nén chặt ngăn nước tưới chảy hiệu quả khắp vùng rễ, điều này có thể gây căng thẳng cho cây trồng. Giảm lượng nước sẵn có ở vùng rễ cũng có nghĩa là khả năng di chuyển chất dinh dưỡng bị ảnh hưởng tiêu cực, điều này có ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất của cây trồng. Chính vì vậy công nghệ Nano bubbles được ứng dụng vào ngành trồng trọt với một sứ mệnh vô cung lớn.
Các bong bóng Nano với 70-120 nanomet trong đường kính, nhỏ hơn khoảng 2500 lần so với một hạt muối. Do có sức nổi trung tính nên chúng di chuyển ngẫu nhiên và liên tục qua nước trong tất cả các bộ phận của hệ thống tưới tiêu thông qua chuyển động Brown. Nước được làm giàu bằng bọt nano có khả năng siêu oxy hóa, có giảm đáng kể sức căng bề mặt so với nước không được xử lý, và sở hữu các tính chất vật lý và hóa học độc đáo khác như độ linh động của ion.
Tăng Nồng Độ Oxy Hòa Tan và Khả Năng Oxy Hóa-Khử
Nano bubbles tăng đáng kể nồng độ oxy hòa tan (DO) trong nước tưới (khoảng 20 ppm) và khả năng oxy hóa-khử của nước (ORP, thước đo khả năng oxy hóa để phân hủy các chất gây ô nhiễm). Điều này thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn có lợi như mycorrhizae và ngăn chặn sự phát triển của các mầm bệnh không thích oxy như Pythium và Phytophthora. Sử dụng Nano bubbles trong hệ thống tưới tiêu có thể mang lại nhiều lợi ích cho cây trồng và sức khỏe của đất. Bởi vì chúng có thể dễ dàng phân bố và xuyên qua các lớp đất, các bong bóng nano giúp cải thiện sự thẩm thấu của nước và chất dinh dưỡng, đồng thời tăng cường khả năng hấp thụ oxy của rễ cây. Điều này không chỉ giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ hơn mà còn giúp giảm nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và nước tưới, góp phần làm cho quá trình canh tác trở nên bền vững và thân thiện với môi trường hơn
Nano bubbles cải thiện quá trình keo tụ của đất, giúp cải thiện cấu trúc đất bằng cách kéo các hạt đất sét riêng lẻ lại với nhau thành các tập hợp lớn hơn. Do những đặc tính này, khi nước được xử lý bằng bong bóng nano được đưa vào đất đã được nén chặt, độ nén sẽ giảm đi.
Cải Thiện Khả Năng Thẩm Thấu Nước và Sục Khí Của Đất
Sử dụng nước được xử lý bằng bong bóng nano không chỉ tăng cường khả năng thấm nước mà còn cải thiện độ thoáng khí của đất. Các nhà khoa học đã thực hiện nghiên cứu và kết luận rằng sục khí trong đất được cải thiện đáng kể khi sử dụng nước tưới được xử lý bằng bong bóng nano, đặc biệt là trong đất sét đã bị thoái hóa do sử dụng kéo dài nước thải đã được xử lý. Điều này giúp tăng cường hoạt động của vi sinh vật trong đất và khả năng sẵn có của chất dinh dưỡng. Nồng độ oxy cao hơn trong đất thúc đẩy hoạt động của vi sinh vật có lợi, tăng tốc độ khoáng hóa đất và chuyển đổi chất dinh dưỡng.
Ví dụ, một nghiên cứu năm 2022 đã phát hiện rằng chức năng của vi khuẩn trong quá trình oxy hóa metanol, cố định đạm, hóa dị dưỡng hiếu khí (tiêu thụ các sinh vật khác) và phân giải xenlulo (chuyển hóa tinh bột thành glucose hoặc sự hình thành axit hoặc bazơ từ các ion hòa tan) tăng lên đáng kể trong đất được cung cấp nước xử lý bằng bong bóng nano. Kết quả là năng suất cây trồng, hiệu quả sử dụng nước và độ phì nhiêu của đất đều tăng lên.
Tác động của Nano bubbles đến sức khỏe đất và hiệu quả trồng trọt
Như đã đề cập, Nano bubbles làm tăng khả năng thấm nước trong đất nhờ việc giảm sức căng bề mặt của nước. Nước có sức căng bề mặt thấp hơn sẽ thấm vào và di chuyển qua đất nhanh hơn nhiều so với nước có sức căng bề mặt cao. Trên bề mặt đất, nước có sức căng bề mặt giảm có ‘góc tiếp xúc’ thấp hơn, điều này dẫn đến sự xâm nhập và phân phối nước tốt hơn trong những vùng đất bị hạn hán và kỵ nước.
Lợi ích của việc sử dụng Nano bubbles trong nông nghiệp
Việc sử dụng Nano bubbles trong hệ thống tưới tiêu mang lại nhiều lợi ích rõ rệt cho cây trồng và sức khỏe của đất. Bằng cách giảm sức căng bề mặt của nước và cải thiện khả năng sục khí của đất, Nano bubbles không chỉ giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ hơn mà còn giúp giảm nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và nước tưới. Điều này góp phần làm cho quá trình canh tác trở nên bền vững và thân thiện với môi trường hơn.
Công nghệ Nano bubbles mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho nông nghiệp, từ việc cải thiện cấu trúc đất và giảm độ nén, đến giải quyết vấn đề độ mặn và tăng cường sức khỏe đất. Khả năng siêu oxy hóa và các tính chất độc đáo của Nano bubbles làm cho nước tưới trở thành công cụ mạnh mẽ để nâng cao hiệu quả cung cấp và hấp thụ chất dinh dưỡng, đảm bảo sự phát triển bền vững và năng suất cao cho cây trồng. Đây là một giải pháp hiệu quả và bền vững để nâng cao sức khỏe đất và hiệu suất nông nghiệp trong bối cảnh hiện đại.