Công nghệ canh tác nông nghiệp không chất thải

Mô hình nông nghiệp hữu cơ không chất thải mô phỏng chu trình sinh học trong tự nhiên nhưng ở quy mô nhỏ, giảm thiểu các yếu tố đầu vào không bền vững và đảm bảo tính bền vững cao của sản phẩm trong từng giai đoạn của chu trình.

Các quá trình của mô hình này được kết nối vơi nhau thông qua các công nghệ bền vững nhằm tạo ra một chu trình khép kín không chất thải, với đầu ra của  quá trình này sẽ là đầu vào của quá trình khác. Những ưu điểm của mô hình bao gồm:

• Đưa các chu trình sinh học tự nhiên trở lại trạng thái cân bằng (chu kỳ cacbon, nitơ, phosphat…)
• Giảm tiêu thụ các nguồn tài nguyên không tái tạo
• Cải tiến và nâng cao chất lượng môi trường sống (đất, nước và không khí.)
• Tạo ra các sản phẩm bền vững với chất lượng và giá trị cao (thực phẩm hữu cơ, phân bón...)
• Có thể áp dụng cho các quy mô khác nhau (hộ gia đình, trang trại, trồng rừng ...)
• Sử dụng các công nghệ có thể dễ dàng vận hành
• Tận dụng lợi thế nguồn lao động nông nghiệp phong phú ở Việt Nam

Mô hình nông nghiệp này đã được áp dụng ở nhiều dự án trên nhiều vùng tại Việt Nam như Suối Giàng, Xuân Mai, Ba Vì,... Và tính khả thi đã được chứng thực.

Công nghệ ủ phân tại chỗ

Các công nghệ sử dụng các vi khuẩn và vi sinh vật khác nhau áp dụng trong mô hình sẽ giúp phân hủy các nguồn rác thải nông nghiệp hoặc chất thải hữu cơ. Một số ưu điểm của việc ủ phân ủ tại chỗ bao gồm:

• Giá thành thấp
• Dễ dàng tìm được nguyên liệu đầu vào và có thể đưa vào xử lý ngay
• Giúp tăng chất lượng đất và môi trường xung quanh
• Tăng khả năng chống sâu bọ và các loại bệnh
• Tính bền vững cao hơn phân bón hóa học

Lượng rác thải nông nghiệp hằng năm ở Việt Nam rất lớn nhưng chưa được tận dụng tối đa. Vì vậy, việc áp dụng công nghệ ủ phân tại chỗ sẽ giúp giảm thiểu tác động đến môi trường và chi phí cho phân bón hay các sản phẩm cải thiện chất lượng đất. Một số công nghệ được áp dụng bao gồm:

• Tạo ra phân bón với thùng rác sinh học (mesophilic bin)
• Ủ phân bón với vải Toptex (không dệt)

Xử lý chất thải tại chỗ và làm thức ăn chăn nuôi

Các chất thải hữu cơ (từ nông nghiệp và nhà ở) được xử lý một cách tự nhiên. Các đầu ra sẽ là thức ăn hoặc phân vi sinh hữu cơ. Các công nghệ này hỗ trợ xử lý các nguồn thải như phân gia súc, rau bỏ đi (bị ướt, táp hoặc dư thừa). Thay vì để thối, phân hủy gây ô nhiễm môi trường, chúng sẽ được xử lý bằng các phương pháp tự nhiên và các đầu ra được sử dụng cho các quá trình khác.

Dùng giun đỏ xử lý chất thải

Giun đỏ sẽ ăn những chất hữu cơ bị phân hủy. Loại giun này thuộc một nhóm giun ăn thực vật, thường sống trong một môi trường giàu chất phân hủy trong chất hữu cơ. Trong tự nhiên, giun đỏ hầu như không sống trong một quần thể lớn và chúng không thể cải thiện trực tiếp đất như một số loài giun đất khác. Tuy nhiên, giun đỏ lại có chứa một lượng protein cao, là nguồn cung cấp thức ăn cho gia súc.

Mặt khác, thứ giun đỏ thải ra  là loại phân có chất lượng rất cao và đậm đặc.

Các nguồn thức ăn chủ yếu cho giun đỏ bao gồm phân chuồng gia súc, ngựa, phân lợn, gà và các chất hữu cơ khác. Các chất thải này phải được ủ để phân hủy trước khi cho chúng ăn. Loài giun này có thể phát triển khá nhanh và nuôi được ở các quy mô khác nhau (ở các trang trại nhỏ, vừa hoặc lớn).

Nuôi giun đỏ và thu hoạch sản phẩm của chúng khá đơn giản. Dùng giun đỏ xử lý chất thải cùng với  ấu trùng của loài ruồi chiến binh đen (Black Soldier Fly -BSF) sẽ bổ sung cho nhau và mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường cao.

Lên men axit lactic

Dùng chất thải hữu cơ (chủ yếu là rau quả) được lên men trong môi trường kín với đầy đủ vi khuẩn axit lactic với độ pH dưới 4,2 để khử trùng chất thải và bảo quản các chất dinh dưỡng. Một số  ưu điểm của ký thuật này là:

• Khai thác tối đa các loại rau và hoa quả bị lãng phí (chất lượng kém, dư thừa, bị hỏng) để làm thức ăn gia súc
• Rau và hoa quả sau khi chế biến với kỹ thuật này có thể cho gia súc ăn trực tiếp mà không cần nấu chín
• Thức ăn lên men rất tốt cho hệ thống tiêu hóa gia súc
• Dễ dàng thực hiện với chi phí thấp

Bio-toilet- Nhà vệ sinh sinh học

Nhà vệ sinh sinh học được sử dụng để tách chất thải rắn và chất lỏng của con người để xử lý riêng biệt. Chất thải rắn được lưu trữ trong một bể và đi qua quá trình phân hủy hiếu khí; Trong khi phần chất lỏng được sử dụng làm chất bổ sung protein cho cây trồng, đổ lên các đống phân ủ hoặc dẫn vào ao nuôi cá làm chất dinh dưỡng cho bèo. Việc sử dụng nhà vệ sinh sinh học ở vùng sâu vùng xa sẽ giúp:

• Giảm ô nhiễm không khí, nước và đất
• Giảm thiểu các bệnh lây lan
• Tiết kiệm nước
• Giảm chi phí
• Tận dụng chất thải từ con người (Phosphor trong phần rắn và nitơ trong phần lỏng)

Cải thiện chất lượng đất

Những công nghệ này nhằm cải thiện đất thoái hoá, thường là đất chua, bị nhiễm độc, mất nước và thiếu các chất dinh dưỡng và các hoạt động sinh học. Kỹ thuật cải thiện đất sẽ giúp:

• Giảm xói mòn và liên tục bổ sung chất dinh dưỡng vào đất
• Cải thiện tính chất hóa lý của lớp sial, đặc biệt là sự xốp của đất để giảm độc tố và tăng khả năng hấp thụ.

Bao phủ đất

Kỹ thuật này theo cơ chế tự nhiên thường thấy trong các hệ sinh thái rừng, nhằm bao phủ đất với các thành phần thực vật sống hoặc chết. Cây che phủ bao gồm những cây đa chức năng, tốc độ tăng trưởng nhanh, mọc dày, khả năng thích ứng tốt, hệ thống rễ mạnh để phá vỡ đất cứng và hút chất dinh dưỡng sâu trong lòng đất. Cây cỏ đậu và cassia là hai cây trồng hữu ích để cải tạo đất (đặc biệt ở vùng núi phía Bắc Việt Nam).

Bảo vệ cây tự nhiên

Những kỹ thuật tự nhiên này giúp kiểm soát côn trùng và bệnh tật. Những  ưu điểm bao gồm:

• Sâu bọ và dịch bệnh sẽ khó khăn hơn để kháng lại sự kết hợp của các hóa chất chiết xuất từ thực vật hơn là các chất tổng hợp
• Nông dân có thể lựa chọn phương pháp phù hợp nhất cho địa phương mình
• Phương pháp trừ sâu bệnh từ thực vật này khá đơn giản, dễ dàng và an toàn hơn các loại thuốc trừ sâu hiện đang sử dụng
• Phương pháp này không tốn kém và nông dân có thể thực hiện ngay trên đất của mình

Vật liệu từ  thực vật được kết hợp và sử dụng để bảo vệ thực vật. Bản chất của các phương pháp này là sử dụng các hóa chất chiết xuất từ tự nhiên, được xử lý hoặc không càn xử lý, để ngăn chặn thực vật từ sâu bệnh và bệnh tật.

Phòng sâu bệnh tự nhiên

Hóa chất được chiết xuất từ một hoặc hai loại cây có mùi hăng, giúp đuổi sâu bệnh.

Tro

Tro của một số cây trồng như keo, casuarina, bách, bạch đàn, xoài, kê, gạo, me .. có thể được sử dụng một cách hiệu quả để tiêu diệt một số loại côn trùng, sâu bệnh hoặc khử trùng.

Kiểm soát sinh học

• Tạo môi trường sống cho thiên địch của sâu bệnh
• Đa dạng hóa cây trồng
• Luân canh
• Trồng cây luân phiên và liên tục, trồng lẫn các loại cây khác nhau
• Trồng thành nhiều đường và luống
• Cải tạo thường xuyên

Vật liệu tự nhiên

Các loại thực vật như tỏi, ớt, hành tây, chè, hoa cúc, bạch đàn ... được chế biến để tạo ra các loại thuốc phun diệt côn trùng, sâu bệnh, kết hợp với sử dụng thiên địch.

Xử lý nước sinh hoạt tự nhiên

Trong môi trường tự nhiên, quá trình hóa - lý-sinh  xảy ra khi đất, nước, không khí và cinh vật tương tác với nhau. Các quá trình này được sử dụng để thiết kế các hệ thống tự nhiên để xử lý nước thải.

Ngoài ra còn có các quá trình khác như quang hợp, oxy hóa ảnh và sự hấp thụ chất dinh dưỡng của hệ thống thực vật. Trong tự nhiên, chúng xảy ra ở tốc độ 'tự nhiên' và đồng thời trong một hệ sinh thái; Trong khi ở các hệ thống nhân tạo, những quá trình này xảy ra cái khác trong các bể phản ứng khác nhau.

Xử lý nước thải với các tầng lọc

Nước thải được đổ lên bề mặt của một cánh đồng lọc trong một lưu lượng ước tính để đạt được một mức độ nhất định thông qua các quy trình tự nhiên hoá -sinh học tự nhiên của hệ thống nước-đất-cây. Ba mục tiêu đạt được bằng cách sử dụng các lĩnh vực lọc từ xử lý nước thải:

• Xử lý nước thải
• Tái sử dụng các chất dinh dưỡng trong nước thải cho các quy trình sản xuất khác
• Tái tạo lại dòng nước ngầm

So với các hệ thống nhân tạo, xử lý nước thải với các cánh đồng lọc tiêu thụ năng lượng ít hơn. Quá trình xử lý các cánh đồng lọc chỉ cần năng lượng để bơm và đổ nước thải vào đất, trong khi các phương pháp xử lý nước thải  và bùn nhân tạo cần năng lượng để kéo, khuấy và trộn, bơm khí, bơm tuần hoàn. Khi sử dụng ít thiết bị cơ học, vận hành và bảo dưỡng hệ thống xử lý nước thải với các cánh đồng lọc dễ dàng hơn và ít tốn kém hơn. Tuy nhiên, những quá trình xử lý như vậy đòi hỏi phải có diện tích lớn, phụ thuộc vào cấu trúc đất đai và điều kiện khí hậu.