Theo các số liệu mới được công bố thì trên thế giới có khoảng hơn 830 triệu hecta đất bị nhiễm mặn, chiếm tỷ lệ 20% diện tích đất canh tác và 33% diện tích đất nông nghiệp được tưới tiêu trên toàn thế giới. Nếu sự nhiễm mặn đất không được khắc phục thì nó có thể biến những cánh đồng trĩu quả trở thành các sa mạc khô cằn, bởi vì cây trồng không thể sinh trưởng và phát triển được trên các chân đất bị nhiễm mặn.

Để khắc phục tình trạng đất bị nhiễm mặn, người ta có thể sử dụng một số biện pháp kỹ thuật gồm: Phương pháp thủy lợi (tưới tiêu, rửa mặn), phương pháp vật lý (san bằng đất), kỹ thuật canh tác (bổ sung chất hữu cơ) và kỹ thuật sinh học (chọn tạo giống cây trồng chịu mặn). Tuy nhiên, các phương pháp trên tốn nhiều thời gian, công sức, chi phí cao, hiệu quả thấp và chưa mang tính bền vững.

Đứng trước thực trạng này, các nhà khoa học trên thế giới đã tìm tòi và phát minh ra một công nghệ rửa mặn cho đất mang tính đột phá đó là “xử lý điện từ nước tưới”. Công nghệ này được nghiên cứu và phát triển bởi Công ty Công nghệ sạch Aqua4D của Thụy Sĩ vào năm 2004. Hiện tại, công nghệ này đang được sử dụng rộng rãi cho cả canh tác ngoài đồng và trong nhà lưới ở hơn 32 quốc gia trên thế giới, đặc biệt là ở khu vực Châu Mỹ La Tinh như Brazil, Mexico, Canada, Ecuador…

Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý nước bằng điện từ Aqua4D đó là dùng điện từ để thay đổi các đặc tính của nước, dẫn đến trạng thái “mịn hơn” và đồng nhất của nước cũng như các muối và chất dinh dưỡng trong đó. Các chất dinh dưỡng được hòa tan và phân phối tốt hơn, nhờ đó dễ dàng được cây hấp thụ hơn, trong khi lượng nước dư thừa sẽ được nhỏ giọt xuống dưới thân rễ. Không còn sự kết tinh của muối trong các lỗ rỗng của đất làm hư hại cây trồng và khả năng giữ nước được cải thiện cho phép tiết kiệm nước tới 20-30%. Quá trình xử lý này thân thiện với môi trường (do không sử dụng hóa chất) và trả lại đặc tính sinh học tự nhiên của đất.

Các phân tử nước bình thường (bên trái) và các phân tử nước đã được xử lý bằng công nghệ Aqua4D (bên phải)

Muối được rửa trôi xuống dưới vùng rễ nên không gây ngộ độc cho cây

Cấu tạo của hệ thống Aqua4D khá đơn giản, gồm 2 bộ phận là: Máy tạo tín hiệu điện từ (Command F Pro) và hệ thống ống dẫn đặc biệt (TU) có vai trò truyền tín hiệu điện từ đến nước cần được xử lý. Mỗi Command F Pro có thể nối tối đa với 4 TU mang lại hiệu quả công suất xử lý dòng nước gần như không giới hạn. Hệ thống Aqua4D được lắp đặt ở vị trí cuối cùng trong hệ thống tưới tiêu cho cây trồng nên không làm ảnh hưởng đến chuỗi hoạt động của hệ thống này.

Cấu tạo của hệ thống Aqua4D

Hệ thống Aqua4D đã được kiểm chứng cho kết quả tốt trong việc làm giảm nồng độ muối cũng như ngăn chặn sự tích tụ muối trong đất ở cả trung và dài hạn trên các cây trồng như: cà chua, bí xanh, ngô, khoai tây, dưa lưới, hoa hồng, cúc…Trong một thí nghiệm được tiến hành tại California, Mỹ cho thấy nước được xử lý điện từ có khả năng rửa trôi muối trong đất gấp 2,31 lần so với nước tưới chưa được xử lý. Điều này cho phép người trồng có thể canh tác trên những chân đất bị nhiễm mặn cũng như sử dụng nguồn nước bị nhiễm mặn để tưới cho cây trồng.

Hệ thống Aqua4D được lắp đặt trong nhà trồng dưa chuột và hoa hồng (ở Mexico và Ecuador)

Ngoài ra, hệ thống Aqua4D còn có những ưu điểm như:

- Ngăn chặn tắc nghẽn vòi nước: Sự tắc nghẽn ở vòi nhỏ giọt và vòi phun có thể xảy ra do cặn khoáng (cặn vôi, cặn sắt và mangan) hoặc cặn hữu cơ (màng sinh học, tảo). Với Aqua4D, những chất này không còn bám dính trên bề mặt tiếp xúc với nước và các cặn bẩn hiện có dần dần bị loại bỏ.

- Làm giảm số lượng tuyến trùng xuống mức đủ thấp để không còn gây hại cây trồng mà không ảnh hưởng đến đa dạng sinh học của đất.

Cây hoa cúc đối chứng (trái) và cây được trồng trên đất được tưới bằng nước có xử lý điện từ (bên phải) có chất lượng tốt hơn, không bị tuyến trùng gây hại

Cây cải xoăn khi được tưới bằng nước có xử lý Aqua4D cho đường kính to hơn (27cm so với 20cm) và trọng lượng cao hơn (151g, tăng 29% so với không xử lý).

- Giúp rễ cây trồng phát triển tốt hơn: Việc tăng khả năng giữ nước trong đất giúp cải thiện hiệu ứng mao dẫn và cho phép rễ phát triển tốt hơn. Điều này làm tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng.

Xử lý Aqua4A giúp rễ cây (hình bên phải) phát triển tốt hơn, mọc nhiều lông hút mới

- Cải thiện hiệu quả phân bón: Thông qua khả năng hòa tan phân bón trong nước. Ngoài ra, sự phát triển của rễ được cải thiện cũng làm tăng khả năng hấp thụ phân bón.

- Cải thiện sức khỏe cây trồng: Với khả năng hút nước và dinh dưỡng tăng lên giúp cây khỏe mạnh và phát triển tốt hơn, tăng khả năng chống chịu sâu bệnh. Kết quả là năng suất và chất lượng cây trồng được cải thiện rõ rệt.

Những cải tiến mới còn giúp Aqua4D đạt được các tiêu chí về mặt kỹ thuật, kinh tế, môi trường như: Tiêu thụ điện năng thấp (có thể chạy bằng năng lượng mặt trời), dễ sử dụng, tiết kiệm chi phí, tăng vòng đời của hệ thống tưới tiêu, thân thiện với môi trường…

Tại Việt Nam, việc xử lý nước bằng điện từ đã được áp dụng trong một số ngành công nghiệp như xử lý cáu cặn lò hơi. Tuy nhiên ở lĩnh vực trồng trọt thì có lẽ công nghệ này còn khá mới mẻ. Hy vọng, trong tương lai không xa, các nhà khoa học sẽ sớm tiếp thu và cải tiến công nghệ này để nó phù hợp với điều kiện canh tác của Việt Nam.

Thanh Tuyền

(Sưu tầm và dịch)