Sử dụng chế phẩm sinh học trong nông nghiệp để bảo vệ môi trường

Sự khác nhau giữa chế phẩm hóa học và sinh học trong nông nghiệp nằm ở nguồn gốc, cơ chế hoạt động và tác động đến môi trường. Chế phẩm hóa học là các hợp chất vô cơ tổng hợp, có tác động nhanh và mạnh, nhưng dễ gây ô nhiễm môi trường, để lại những tồn dư có hại trên đất và tăng mức độ kháng thuốc của côn trùng có hại và sâu bệnh trong tương lai. Ngược lại, chế phẩm sinh học có nguồn gốc tự nhiên từ vi sinh vật hoặc chiết xuất thực vật, hoạt động dựa trên cơ chế sinh học, an toàn hơn, dễ phân hủy và bảo vệ hệ sinh thái tốt hơn, giữ được sự ổn định đối với các vi khuẩn có lợi cho đất.

Tuy nhiện, do nguồn nguyên liệu đầu vào còn hạn chế; những nghiên cứu khoa học có tính cơ bản để phát triển chế phẩm sinh học, chưa hội tụ đủ các yếu tố (như thời gian nghiên cứu chưa dài như chế phẩm hóa học; chi phí nghiên cứu hạn hẹp…) giúp tiết kiệm chi phí, vì vậy giá thành chưa có sức cạnh tranh với chế phẩm hóa học. Thêm vào đó, hiệu quả ban đầu của chế phẩm sinh học chậm hơn chế phẩm hóa học, tác động tới những yếu tố như mùa vụ, thời kỳ tăng trưởng của cây trồng… dẫn tới tốc độ tăng trưởng chậm, làm giảm năng suất cây trồng. Đây là những nguyên nhân mà người nông dân chưa đặt các chế phẩm sinh học vào danh sách ưu tiên, trong lộ trình xanh hóa nền kinh tế, hướng đến một nền sản xuất nông nghiệp xanh, nông nghiệp tuần hoàn.

Nguồn gốc và thành phần

Chế phẩm hóa học: Được sản xuất từ các hợp chất vô cơ tổng hợp; phân bón thường chứa các nguyên tố dinh dưỡng chính như đạm (N), lân (P), kali (K), canxi (Ca), magie (Mg)... phân bón hóa học cung cấp một cách nhanh chóng các yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng - Trong khi đó, thuốc bảo vệ thực vật có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của sâu bệnh, nấm, vi khuẩn, và cỏ dại. Các hoạt chất hóa học thường được sử dụng trong nông nghiệp như insecticide (diệt côn trùng), fungicide (diệt nấm), herbicide (diệt cỏ)…

Chế phẩm sinh học: Là các chế phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên; phân bón hàm chứa các vi sinh vật có lợi như vi khuẩn, nấm men, tảo… có tác dụng cải tạo đất, giúp cây trồng hấp thụ dinh dưỡng từ đất một cách hiệu quả - Với thuốc bảo vệ thực vật bao gồm các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, virus), chiết xuất từ thực vật, hoặc các chất tự nhiên khác có tác dụng diệt trừ sâu bệnh như Bacillus thuringiensis, nấm Trichoderma, hoặc các chất chiết xuất từ tỏi, ớt.

Hiệu quả và cơ chế hoạt động

Chế phẩm hóa học: Phân bón hóa học cung cấp dinh dưỡng một cách nhanh chóng, giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, hiệu quả của phân hóa học có thể giảm dần theo thời gian nếu không được bổ sung thường xuyên - Thuốc bảo vệ thực vật hóa học thường hoạt động bằng cách ngăn chặn các chức năng sinh lý hoặc sinh hóa của sâu bệnh, làm chết hoặc ức chế sự phát triển của chúng. Ví dụ, thuốc diệt côn trùng có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh của côn trùng, thuốc diệt nấm có thể làm thay đổi cấu trúc tế bào nấm…

Chế phẩm sinh học: Phân vi sinh có tác dụng chậm hơn phân hóa học vì vi sinh vật cần thời gian để phát triển và thực hiện các quá trình phân hủy hữu cơ trong đất, từ đó cung cấp dinh dưỡng cho cây. Tuy nhiên, phân vi sinh có thể duy trì hiệu quả lâu dài nhờ vào việc cải thiện cấu trúc đất và hoạt động sinh học của đất - Thuốc bảo vệ thực vật sinh học thường hoạt động theo cách tự nhiên hơn, dựa vào các cơ chế như kích thích hoặc tăng cường hệ miễn dịch của cây, giúp cạnh tranh với sâu bệnh hoặc nấm để giảm sự phát triển của chúng và ít bị suy giảm hiệu quả từ sự kháng thuốc của sâu bệnh, phóng thích các enzym hoặc chất hóa học tiêu diệt sâu bệnh mà không gây hại cho cây trồng, tạo sự mất cân bằng trong môi trường sống của sâu bệnh giúp suy giảm sức sống của chúng.

Tác động tới cây trồng và mức độ ổn định cho đất

Chế phẩm hóa học: Phân hóa học có hiệu quả nhanh cho cây trồng và phù hợp với thời vụ, nhưng có thể làm giảm độ phì nhiêu của đất nếu sử dụng lâu dài, bởi chúng không cải thiện chất lượng đất mà chỉ bổ sung dinh dưỡng tạm thời. Hơn nữa, nếu sử dụng quá mức, phân hóa học có thể gây ô nhiễm môi trường, làm tăng độ mặn của đất, hoặc gây hại cho các sinh vật có ích trong đất - Thuốc bảo vệ thực vật hóa học cho hiệu quả nhanh, bằng giải pháp giết chết hoặc kiểm soát sâu bệnh ngay sau khi phun. Tuy nhiên, hiệu quả của thuốc hóa học có thể suy giảm nếu sâu bệnh hoặc nấm đã có khả năng kháng thuốc.

Chế phẩm sinh học: Phân vi sinh có tính bền vững vì không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn giúp cải thiện chất lượng đất, tăng độ màu mỡ và khả năng giữ nước của đất. Vi sinh vật trong phân vi sinh giúp phân hủy chất hữu cơ, làm tăng sự đa dạng sinh học trong đất và cải thiện cấu trúc đất. Tuy nhiên do hiệu quả ban đầu chậm, làm dịch chuyển quá trình tăng trưởng của cây, vì vậy ở một số loại cây trồng đã ghi nhận hiệu quả thu hoạch thấp hơn phân bón hóa học - Thuốc bảo vệ thực vật sinh học thường an toàn hơn cho môi trường và con người, bởi chúng có nguồn gốc tự nhiên, không gây ô nhiễm và ít ảnh hưởng đến các sinh vật có ích. Tuy nhiên, một số chế phẩm sinh học có thể không hoàn toàn an toàn nếu không được sử dụng đúng cách, đó là do một số loại vi sinh vật có thể gây bệnh cho cây trồng nếu ở nồng độ cao.

Tính bền vững cho cây trồng và môi trường

Chế phẩm hóa học: Phân bón hóa học nếu sử dụng quá liều hoặc không đúng cách, có thể gây tổn thương cho cây trồng, làm giảm chất lượng nông sản, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước do tồn dư các chất hóa học – Thuốc bảo vệ thực vật hóa học thường có hiệu quả nhanh, nhưng các thành phần hóa học có thể gây ô nhiễm đất, nước, và không khí nếu sử dụng không đúng cách, hoặc quá liều lượng. Các hóa chất này có thể tích tụ trong môi trường, ảnh hưởng đến các sinh vật có ích, gây ra sự suy giảm đa dạng sinh học, và có thể gây hại cho sức khỏe con người nếu tiếp xúc không đúng quy trình. Ngoài ra còn hình thành các thế hệ sâu bệnh kháng thuốc, làm giảm hiệu quả trong các lần sử dụng tiếp theo.

Chế phẩm sinh học: Phân bón vi sinh an toàn hơn với cây trồng và môi trường, bởi nó không chứa các hóa chất độc hại. Các vi sinh vật có trong phân vi sinh giúp đất có độ phì nhiêu cao, làm cho cây trồng phát triển khỏe mạnh, gia tăng lượng vi sinh vật có lợi cho đất, giảm nguy cơ bạc màu của đất so với phân hóa học – Thuốc bảo vệ thực vật sinh học thường có tính bền vững hơn trong dài hạn, bởi không gây kháng thuốc như các chất hóa học. Ngoài ra, thuốc sinh học có thể cải thiện sức khỏe của đất, tăng độ ổn định về môi trường cho các vi sinh vật có lợi, giúp tạo ra một môi trường canh tác tự nhiên và bền vững.