Mặn đang gây nhiều khó khăn cho đời sống sinh hoạt của đồng bào và canh tác ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Nơi đây đã phải mua nước để tưới cho các vườn cây ăn trái, thiếu nước ngọt gây nhiều hệ lụy. Có nhiều giải pháp đang được áp dụng nhằm giảm thiểu và ngăn ngừa tình trạng đất bị mặn. Việc chọn biện pháp nào để thực sự bền vững và có tính khả thi phụ thuộc nhiều vào điều kiện địa lý, các đặc tính lý hóa học của đất.

Gần đây một trong những giải pháp đang gây được sự chú ý là sử dụng biochar (chất hữu cơ được đốt ở nhiệt độ từ 300 đến 1000°C trong điều kiện thiếu khí) vào đất để hạn chế tác hại của mặn nhận được nhiều sự chú ý. Bón biochar có tác dụng cải thiện đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của đất bị nhiễm mặn. Tuy nhiên một số nghiên cứu cũng cho thấy bón biochar lại làm tăng độ mặn của đất và gây tình trạng mặn hóa khi bón biochar với số lượng lớn. Hơn nữa chi phí sản xuất biochar cao, lượng bón nhiều đang là thách thức không nhỏ. Cũng còn có ít nghiên cứu đánh giá tác động của biochar trong một thời gian dài bón vào đất đối với việc giảm thiểu tác hại của mặn. Do vậy ở đây chúng tôi chỉ thảo luận và phân tích vai trò của biochar trong việc cải thiện đặc tính của đất và sự sinh trưởng của cây trong đất bị nhiễm mặn từ đó gợi ý cho các trung tâm phát triển nông nghiệp, các trang trại, hộ nông dân có giải pháp hiệu quả để ứng phó với xâm nhập mặn ngày càng khốc liệt. 

Cần nhấn mạnh rằng việc sử dụng biochar có tác dụng cải thiện đặc tính của đất mặn theo hướng bền vững. Có thể nghiên cứu làm lò sản xuất biochar tại nông hộ hay làng xã để nghiên cứu xử lý nước mặn lấy nước ngọt bằng phương pháp lọc qua biochar, sử dụng biochar đến bón cho cây, làm bầu ươm v.v. là những gợi ý sau khi tham khảo những thông tin dưới đây. 

1. Vì sao biochar lại có tác dụng giảm thiểu tác hại của mặn? 

Biochar là một nguyên liệu giàu carbon được hình thành khi đốt thiếu khí ở nhiệt độ cao (300 đến 1000oC) (Lehmann, 2007). Hầu hết các loại biochar đều có ảnh hưởng tương tự nhau đến một loại đất cụ thể và dường như không có loại biochar nào đều có ảnh hưởng giống nhau ở các loại đất khác nhau (Novak và cs., 2010, Lehmann và Joseph., 2015) vì đặc điểm của các nguyên liệu là khác nhau và do điều kiện nhiệt phân (pyrolysis) bao gồm nhiệt độ, thời gian xử lý đến đặc tính của biochar (Gaskin và cs., 2010, Luo và cs., 2015; Zornoza., 2016). Biochar được sản xuất từ nguyên liệu phi gỗ như phân gia súc và tàn dư thực vật thì giàu dinh dưỡng hơn và có pH cao hơn và kém carbon bền vững hơn so với biochar được sản xuất từ nguyên liệu lignocellulose như gỗ (Mukherjee., 2013; Sigua và cs., 2015). Thành phần hóa học của biochar được xử lý trong điều kiện nhiệt độ thấp thì tương tự như biochar xử lý ở nhiệt độ cao, trong khi biochar xử lý ở nhiệt độ cao có đặc tính sai khác khá nhiều tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu (Rafiq và cs., 2016) 

Biochar được sản xuất ở nhiệt độ thấp có hàm lượng chất rắn bay hơi cao hơn nhưng hàm lượng tro và carbon thấp hơn so với biochar được sản xuất ở nhiệt độ cao (Rafiq và cộng sự., 2016). Nồng độ các nguyên tố như Ca, K và P, diện tích bề mặt, pH, tỷ lệ C/N; C/O tăng lên cùng với tăng nhiệt độ (Huff và cs., 2014). 

Bón biochar vào đất là tăng hàm lượng hữu cơ trong đất, tăng cường quá trình khoáng hóa, cải thiện chất lượng đất và tăng cường sinh trưởng cũng như chất lượng phát triển của cây (Mia và cs., 2017). Nếu trộn hỗn hợp phân bò thịt, phân bò sữa và gỗ thông theo tỷ lệ 2:1:1 sau khi xử lý nhiệt độ đem bón cho đất thì làm tăng hàm lượng đạm tổng số trong đất thịt nhẹ, nhưng không có tác dụng nhiều trong đất thịt nặng (Kolb và cs., 2009). Bón biochar cho đất làm tăng độ xốp, tăng khả năng giữ nước, mức độ tác dụng phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu ban đầu (McBeath và cs., 2014) và điều kiện nhiệt phân (Novak, 2013) và lượng biochar bón vào đất (Vaccari và cs., 2011) 

Khi bón biochar cả cho đất bình thường và cả cho đất bị nhiễm mặn đều làm tăng hàm lượng carbon hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong đất, đặc biệt là các cation (ví dụ, K, Ca, Mg, Zn, Mn), làm tăng dung tích hấp thu trao đổi cation và diện tích bề mặt, ổn định cấu trúc của đất, tăng cường đặc tính vật lý thông qua cân bằng nước và độ thông khí, tăng cường khả năng giữ các cation đa hóa trị từ đó có năng lực cao hơn để trao đổi với Na ngoài dung dịch đất, giảm độ mặn và đưa Ca ra ngoài dung dịch đất (Zheng và cs., 2017). Biochar còn là như ngôi nhà ở cho vi sinh vật, chúng giúp cải thiện mức độ nhiễm mặn của đất (Amini và cs., 2016; Zheng và cs., 2017). Biochar có thể tăng cường quá trình rửa trôi muối và do vậy làm giảm thời gian để giảm nồng độ muối đến mức thích hợp cho cây (Yue và cs., 2016). Hơn nữa bổ sung biochar vào đất còn làm tăng tính ổn định của các phân tử hữu cơ giúp cho các hạt kết đất bền vững hơn so với chỉ bón phân hữu cơ (Bhaduri và cs., 2016). 

2. Ảnh hưởng của biochar đến đặc tính của đất mặn 

2.1. Ảnh hưởng đến tình trạng dinh dưỡng 

Do đặc tính lý hóa và sinh học của đất mặn bị suy giảm, do vậy dẫn đến thiếu hụt các chất dinh dưỡng và độc ion diễn ra ở trong đất (Schubert., 2002). Muối hòa tan tăng lên/mức độ trao đổi Na tăng có thể ảnh hưởng đến việc thiếu hụt các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cho cây do mức độ cạnh tranh trực tiếp giữa các ion tăng lên hoặc do áp lực thẩm thấu tăng làm giảm dòng chảy các chất dinh dưỡng đến rễ (Fageria và cs., 2011). Đất bị mặn thường có hàm lượng N, P và K thấp do nhiều. Lý do bao gồm bón phân hữu cơ ít (Lakhdar và cs., 2009), lượng chất hữu cơ trong đất bị mất nhiều, đặc biệt ở đất mặn dễ bị phân tán (do có ion natri làm phân tán các hạt kết, tăng khả năng tiếp cận và mức độ phân hủy của các phần tử hữu cơ) (Wong và cs., 2010). Mức độ hòa tan các chất hữu cơ tăng lên trong lớp đất mặt dẫn tới rửa trôi các chất dinh dưỡng đã được khoáng hóa. Khi độ mặn cao ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và hoạt động của quần thể vi sinh vật và từ đó ảnh hưởng đến việc chuyển đổi các chất dinh dưỡng thành dễ tiêu cho cây. Khi mặn tăng cao ảnh hưởng xấu đến tình trạng dinh dưỡng trong đất và cây do tăng cường việc mất đạm vào không khí (Sangwan và cs., 2004) 

Các nghiên cứu ở trong chậu vại và ngoài đồng ruộng cho thấy bổ sung sinh dưỡng có thể giúp cải thiện tình trạng sinh trưởng của cây ở đất mặn do bù đắp được lượng dinh dưỡng bị thiếu do ảnh hưởng đối kháng của các ion có nồng độ cao (Ahanger và Agarwal, 2017). Mặc dù phân vô cơ là nguồn dinh dưỡng thông dụng cho cây, nhưng việc bổ sung các chất hữu cơ từ tàn dư cây trồng, phân gia súc, gia cầm và phân ủ cũng có thể cung cấp một lượng dinh dưỡng đáng kể cho cây (Ghosh và cs., 2010). Như đã biết biochar được sản xuất từ các chất thải hữu cơ chứa các nguyên tố dinh dưỡng khác nhau cho cây, có mức độ giải phóng dinh dưỡng khác nhau do vậy khi bón cho đất mặn có tác dụng cải thiện tình trạng độ phì và tình trạng dinh dưỡng của cây trồng trên đất này (Drake và cs., 2016). 

Mức độ hòa tan P phụ thuộc nhiều vào pH đất (pH từ 5,5 đến 7 được xem là khoảng pH thích hợp nhất cho việc giải phóng lân). Hàm lượng lân dễ tiêu giảm khi pH đất lớn hơn 7 (Naidu và cs., 1991). Do đất mặn nên pH cao hơn ngưỡng tối thích cho hòa tan lân, do vậy P dễ tiêu được xem là yếu tố hạn chế đối với sự sinh trưởng của cây trên đất mặn (Elgharably, 2008). Biochar có thể làm tăng độ hòa tan lân và hút lân của cây ở đất mặn, nó vừa là nguồn cung cấp lân vừa ảnh hưởng tốt đến môi trường sinh trưởng của cây (Lashari và cs., 2013). Biochar còn làm phong phú hơn vi khuẩn hòa tan lân trong đất (Liu và cs., 2017). Bón biochar cho đất mặn tác dụng thể hiện rõ vì (i) có hàm lượng P dễ tiêu cao, và (ii) giảm pH đất khoảng 0,3 đơn vị và (iii) giải phóng humic hạn chế việc kết tủa lân với các cation hóa trị cao. Tuy nhiên cũng nhận thấy ảnh hưởng không tốt của biochar đến lượng lân dễ tiêu trong đất do biochar làm tăng pH dẫn đến kết tủa P. Ảnh hưởng tốt hay không tốt của biochar đến mức độ dễ tiêu của lân trong đất mặn phụ thuộc vào loại nguyên liệu sản xuất biochar và thời gian nhiệt phân cũng như đặc tính của đất. 

Nồng độ Na cao trong dung dịch đất cũng có thể ngăn cản việc hút Kali của cây (Cakmak, 2005). Do vậy cần phải duy trì mức K tối thích cho cây trong đất bị nhiễm mặn (Wakeel., 2013). Bón biochar có thể làm tăng nồng độ K trong đất mặn và có thể coi là giải pháp quan trọng để đảm bảo kali cho cây ở đất nhiễm mặn (Abbas và cs., 2017). Lin và cs (2015) đề nghị nên bón 16 tấn biochar/ha cho đất mặn không làm ảnh hưởng đến pH của đất và nồng độ muối Na trao đổi, Ca và Mg nhưng lại làm tăng nồng độ K lên 44%. Tuy nhiên cần lưu ý loại biochar và đặc tính đất có vai trò quan trọng đến mức độ dễ tiêu của K (Taghavimehr., 2015). 

Độ mặn của đất có ảnh hưởng gián tiếp đến tình trạng N trong đất vì ảnh hưởng đến thành phần và hoạt động của quần thể vi sinh vật vùng rễ (Moradi và cs., 2011). Nồng độ muối cao trong dung dịch đất có ảnh hưởng đến việc hình thành nốt sần do giảm quần thể vi khuẩn nốt sần trong đất hoặc làm giảm năng lực hoạt động của chúng (Soussi và cs., 1998), ngoài ra nó còn ảnh hưởng xấu đến hoạt động của cây chủ làm cho hoạt động cố định đạm giảm đáng kể. Bón biochar có thể cải thiện được tình trạng N trong đất mặn do nó có ảnh hưởng tốt đến hoạt động của vi khuẩn thúc đẩy việc chuyển đổi tình trạng dinh dưỡng sang dễ tiêu hơn cho cây (Bhaduri và cs., 2016). Bốc hơi NH3 và N2O do có một tỷ lệ lớn N trong phân bón vào đất bị mất, trong điều kiện mặn mức độ mặn càng được gia tăng (Li và cs., 2017) do pH trong đất cao. Biochar có thể làm giảm việc mất đạm do hấp thụ amon (Esfandbod và cs., 2017). Tuy nhiên, lượng biochar bón có thể ảnh hưởng đáng kể đến việc mất đạm do bay hơi ở đất mặn (Feng và cs., 2017) do làm tăng pH đất. Do vậy lượng biochar được đề nghị bón theo tỷ lệ 0,5 đến 1,0 % (theo trọng lượng đất). Bón biochar có tính acid (pH 3,9) cũng có tác dụng hạn chế việc mất đạm so với bón biochar kiềm (pH 9,6-10,8) (Esfandbod và cs., 2017). Do vậy ở đất mặn nên bón biochar có tính acid để hạn chế việc mất đạm. 

Ở đất mặn, đặc tính của các nguyên tố vi lượng có khác so với đất không mặn. Ở đất mặn kiềm thường thiếu kẽm (Mehotra và cs., 1986). Molybden (Mo) trong đất thường tồn tại ở dạng anion và độ hòa tan, mức độ dễ tiêu tăng lên cùng với tăng pH ở đất mặn. Tương tự như vậy, mức độ hòa tan và dễ tiêu của boron (B) cũng tăng lên cùng với pH, khi pH 9 B trở nên độc với nhiều loại cây trồng (Curtin và cs., 1998). Việc bón biochar kiềm có thể làm làm trầm trọng hơn mức độ dễ tiêu thấp của sắt (Fe), Zn, đồng (Cu) và Mn và tăng độ độc của B. Tuy nhiên, có khá ít thông tin về ảnh hưởng của nó đến độ hòa tan và mức độ dễ tiêu của các nguyên tố vi lượng trong đất mặn (Drake và cs., 2016). Do vậy cần có nghiên cứu đánh giá tác động của các loại biochar đến tình trạng của các nguyên tố vi lượng ở đất mặn. 

2.2. Ảnh hưởng đến đặc tính lý hóa học của đất 

Đất mặn, đặc biệt là mặn natri tính chất vật lý khá xấu. Lượng Na trong đất càng cao càng ảnh hưởng xấu đến kết cấu đất do làm trương phồng và phân tán các hạt sét (Rengasamy và Summer, 1998). Sự trương phồng và phân tán làm cho đất khi ướt thì nhão, mất kết cấu, khi khô thì cứng và nứt nẻ ảnh hưởng xấu đến tính thấm và độ dẫn nước của đất. Thậm chí khi tỷ lệ hấp thụ cao (SAR)>13 ảnh hưởng xấu đến đặc tính trương phồng và phân tán, nồng độ điện phân trong dung dịch đất cao (ECe >1,5 dS/m). Độ mặn trong nước tưới hoặc trong dung dịch đất cao sẽ đẩy các cation bị hấp thụ lên bề mặt của các phân tử đất, giữ cho các hạt đất liên kết với nhau và duy trì được độ xốp tốt, cải thiện được đặc tính dẫn khí và dẫn nước của đất mặn (Barbour, 1998). Do vậy việc loại bỏ Na để độ điện phân ở trong đất ở mức trung bình là nhiệm vụ cấp thiết để cải thiện đặc tính vật lý của đất mặn (Quadir et al., 2007). Khi nồng độ điện phân trong dung dịch đất cao ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất do tỷ lệ nảy mầm thấp, sinh trưởng kém và thiếu nước ngọt (Ghafoor và cs., 2004). Sinh trưởng của cây kém ở đất mặn do giảm hàm lượng carbon hữu cơ làm cho cấu trúc đất kém (Wong và cs., 2010) 

Có thể cải thiện đặc tính vật lý của đất mặn bằng các giải pháp: 1) cày sâu để trộn tầng đế cày với lớp đất mặt để cải thiện khả năng tiêu nước và rửa trôi muối của đất, 2) Bón vôi và loại bỏ Na ra khỏi keo đất và dung dịch đất, tăng hàm lượng carbon hữu cơ cho đất; và 3) tăng sinh khối cho đất (bao gồm cả cây và vi sinh vật). Bón thạch cao và muối Ca khác là một trong những phương pháp phổ biến nhất để cải thiện đặc tính vật lý của đất mặn (Amezketa và cs., 2005). Bón các chất hữu cơ như phân compost, phân gia cầm, tàn dư cây trồng v.v. mang kết quả khả quan trong việc cải thiện đặc tính vật lý đất mặn (Kakhdar và cs., 2009). 

Những nghiên cứu gần đây đều xác nhận ảnh hưởng tốt của biochar đến đặc tính vật lý của đất mặn (Sun và cs., 2017). Biochar là nguyên liệu có độ xốp cao nên khi bón vào đất làm tăng độ xốp, khả năng giữ nước và dung trọng của của đất mặn (Obia và cs., 2016). Mức độ ảnh hưởng của biochar phụ thuộc vào loại biochar, điều kiện nhiệt phân và lượng biochar bón (Zheng và cs., 2012). Biochar có thể cải thiện cấu trúc đất mặn thông qua ảnh hưởng của nó đến quá trình xây dựng cấu trúc trong đất như hình thành hạt kết, cải thiện sự sinh trưởng của cây ở cả bộ phận trên mặt đất và dưới mặt đất, đặc biệt là ảnh hưởng đến sự phát triển của bộ rễ và hoạt động của vi sinh vật vùng rễ (Kolton và cs., 2016). Do Ca làm tăng hạt kết trong đất và thúc đẩy rửa trôi Na ra khỏi phẩu diện đất, do vậy tăng hàm lượng Ca thông qua bón biochar có thể giúp cải thiện được đặc tính vật lý của đất mặn (Clark và cs., 2007; Kim và cs., 2016). 

Cũng cần lưu ý rằng tác động của biochar đến đặc tính vật lý của đất mặn phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất biochar, lượng và loại biochar bón và thời gian tương tác giữa biochar với đất (Chaganti và cs., 2015). Loại biochar giàu can xi, ít natri, pH thấp khi bón cho đất mặn có thể có tác dụng tốt hơn so với các loại biochar khác (Qi và cs., 2017). 

Vai trò của biochar trong việc cải thiện đặc tính hóa học của đất mặn 

Đặc tính hóa học của đất mặn bị chi phối bởi các yếu tố như lượng và loại muối, pH, độ dẫn điện (EC) và tỷ lệ natri hấp thụ trên keo đất hoặc khả năng trao đổi natri. Lượng muối dư thừa trong đất có thể được loại bỏ thông qua biện pháp rửa mặn, làm tăng độ sâu của mực nước ngầm (Qadir và cs., 2007). Tuy nhiên lượng natri hấp thụ trên keo đất chỉ có thể giảm thông qua việc bổ sung các chất hữu cơ, vô cơ để thay thế Na bằng cách tưới nhiều nước để đưa Na ra khỏi vùng rễ cây (Chhabra, 2004). pH của đất mặn cao chủ yếu là thủy phân Na trao đổi hoặc Na2CO3 và mối quan hệ trực tiếp giữa khả năng trao đổi natri và pH, loại Na khỏi đất sẽ làm giảm pH (Shaygan và cs., 2017). Các nghiên cứu của Ahmad và cs (2015) cho thấy bón chất hữu cơ và vô cơ như thạch cao, phân chuồng, và compost đã thúc đẩy rửa trôi muối hòa tan khỏi phẩu diện đất. Nhiều nghiên cứu cũng cho biết biochar làm tăng khả năng rửa trôi muối hòa tan từ đó làm giảm EC của đất (Yue và cs., 2016). Nghiên cứu tưới nước cho cột đất có trộn biochar Yue và cs (2016) cho biết để giảm EC xuống 5 dS/m thì thời gian tưới so với đối chứng nhanh hơn nhiều so với cột đất không có biochar do đất có độ xốp cao hơn. Đất mặn được bón biochar, phân compost và phân xanh so với đất không bón EC thấp hơn 82%. Nghiên cứu của Lashari và cs (2013) bón phân gia cầm đã ủ cũng làm giảm EC thấp hơn 42% so với đất không được bón. Các nghiên cứu của Amini (2015), Liu và Zhang (2012) và Wu và cs (2014) đều cho biết bón biochar có pH có tác dụng làm giảm pH của đất mặn từ đó ảnh hưởng tốt đến đặc tính vật lý và hoá học của đất. 

2.3. Ảnh hưởng đến đặc tính sinh học đất 

Vi sinh vật có chức năng sống còn trong việc cải thiện chất lượng đất thông qua sự tham gia của chúng vào các quá trình quan trọng xảy ra ở trong đất như qúa trình phân huỷ chất hữu cơ, chuyển đổi chất dinh dưỡng, quá trình hình thành hạt kết và cấu trúc đất. Độ mặn của đất ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng, hoạt động và mức độ đa dạng của vi sinh vật (Egamberdieva và cs., 2010) theo chiều cách khác nhau, cụ thể (i) độ độc của muối; (ii) giảm nước dễ tiêu trong đất và (iii) giảm số lượng hạt kết trong đất và suy thoái cấu trúc đất làm xấu đi nơi ở của vi sinh vật (Singh và Panda., 2012) và (iv) giảm lượng chất hữu cơ trong đất là nguồn năng lượng cho vi sinh vật (Singh., 2015). Lượng carbon sinh khối của vi sinh vật được xem như là một chỉ thị cho sự thay đổi bất kỳ nào về hàm lượng carbon hữu cơ trong đất và mức độ phân hủy của chúng. Do vậy, quá trình và vật liệu nào thay thế hàm lượng carbon trong đất đều ảnh hưởng đến sinh khối và hoạt động của cộng đồng vi sinh vật. Biochar có thể cải thiện sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật đất mặ (Bhaduri và cs., 2016) theo nhiều cách, cụ thể (i) cải thiện việc tạo thành hạt kết trong đất nhiễm mặn (Jaafar và cs., 2014); (ii) cải thiện khả năng giữ nước và cung cấp nước cho vi sinh vật (Ajayi và Rainer., 2017); (iii) giải phóng các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật (Brewer và Brown., 2012); (iv) kích thích sự tiết ra các dịch chiết của rễ để hòa tan carbon hữu cơ và đạm sử dụng cho quá trình trao đổi chất của vi sinh vật và duy trì những thành phần chủ yếu của sinh khối vi sinh vật (v) giảm độ mặn (Zheng và cs., 2017) và (vi) cung cấp nguồn carbon phong phú cho vi sinh vật (Zheng và cs., 2017). Tuy nhiên nhiều thí nghiệm trước kia cho thấy biochar có tác dụng không rõ đến vi sinh vật. Một số nghiên cứu khác lại cho biết hoạt động của vi sinh vật cùng với việc bón biochar (Dempster và cs., 2012). 

3. Ảnh hưởng của biochar đến sinh trưởng, quá trình sinh lý và sinh hóa ở đất nhiễm mặn 

Sinh trưởng của cây trên đất bị nhiễm mặn là một thách thức cả trực tiếp và gián tiếp. Trực tiếp, sinh trưởng của cây bị giảm do nồng độ Na và Cl hoặc B ở mức độc cho cây trong dung dịch 

đất. Gián tiếp, sinh trưởng của cây bị giảm do (i) giảm nước dễ tiêu cho cây do áp suất thẩm thấu cao trong dung dịch đất (Tester., 2008), (ii) giảm các chất dinh dưỡng dễ tiêu cho cây do nồng độ các chất như Na, Mg cao (Schubert., 2002), (iii) sinh trưởng của rễ cây và nảy mầm của hạt kém và thiếu oxy (do ngập úng tạm thời) và suy thoái tính chất vật lý của đất, (iv) hàm lượng carbon hữu cơ trong đất mặn thấp và (v) sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật đất kém. 

Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thí nghiệm đồng ruộng cho thấy bón biochar có tác dụng lớn trong việc giảm tác hại của mặn và cải thiện sinh trưởng của cây thông qua việc cung cấp nhiều hơn các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng như Ca, K, N, P và Zn trong đất để giảm thiểu ảnh hưởng xấu của mặn (Drake và cs., 2016; Kim và cs., 2016). Trong điều kiện mặn cây tích lũy Na và thiếu K, bón biochar khắc phục được tình trạng này do vậy tăng cường sự sinh trưởng của cây (Cakmak., 2005; Chakraborty và cs., 2016) 

Biochar không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng của cây mà còn ảnh hưởng gián tiếp, cụ thể (i) giảm mức độ hòa tan và hút muối độc của cây, ví dụ như Na nhờ việc giữ nguyên tố này trên bề mặt biochar hoặc trong các khe hở của biochar, hoặc là thúc đẩy sự rửa trôi ra khỏi phẩu diện đất (Thomas và cs., 2013; Akhtar và cs., 2015; Hammer và cs., 2015; Drake và cs., 2016; Abbas và cs., 2017; Sun và cs., 2017), (ii) cải thiện đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của đất bị nhiễm mặn (Sun và cs.,2017); (iii) giảm tác hại của quá trình oxy hóa do giảm nồng độ oxy và H2O2 (Kim và cs., 2016; Torabian., 2017), (iv) giảm tác hại của áp suất thẩm thấu cao thông qua khả năng giữ nước và lượng nước dễ tiêu cho cây tăng lên (Rizwan và cs., 2018), (v) giảm sản xuất phytohormone (Lashari và cs., 2015), (vi) cải thiện mật độ tế bào khí khống (Abbas và cs., 2017); (vii) cải thiện tỷ lệ nảy mầm của hạt (Zheng và cs., 2017) và (viii) thúc đẩy hoạt động và gia tăng số lượng vi sinh vật có lợi (Zheng và cs., 2017) 

Kết hợp bón biochar với việc bổ sung các chất hóa học khác (Hammer và cs., 2014) hoặc các chất dinh dưỡng (Zheng và cs., 2017) hoặc vi sinh vật (Akhtar và cs., 2015) có tác dụng thúc đẩy vượt trội sự sinh trưởng của cây trên đất mặn. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho biết ảnh hưởng biochar đến độ hòa tan lân dễ tiêu (Xu và cs., 2016) do vậy phải chú ý đến dinh dưỡng lân cho cây. 

Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy biochar ảnh hưởng đén sự sinh trưởng của cây trên đất mặn phụ thuộc vào giống (Thomas và cs., 2013), ví dụ, những giống chịu mặn bón biochar ít thể hiện rõ (Zheng và cs., 2017). Tuy nhiên lại có nghiên cứu khác cho biết bón biochar ngay cả cho giống chịu mặn vẫn phát huy được tác dụng (Luo và cs., 2017).

4. Kết luận 

Những thông tin của các nghiên cứu đã được tiến hành trên thế giới trong thời gian gần đây để ứng phó với tình trạng mặn nhiễm mặn ngày càng gia tăng do biến đổi khí hậu gây nên và do việc xây dựng nhà máy thủy điện, hồ chứa trên thượng nguồn của các con sông là rất hữu ích về việc sử dụng biochar để cải thiện sự sinh trưởng của cây và cải thiện tính chất của đất bị nhiễm mặn. Hầu hết các thí nghiệm đều chỉ được tiến hành trong khoảng thời gian từ một vài tuần đến một vài tháng trong phòng thí nghiệm và còn ít nghiên cứu tiến hành ở ngoài đồng ruộng, do vậy cần nghiên cứu và thử nghiệm tiếp vì nó được xem là một trong những giải pháp hứa hẹn trong việc giảm thiểu tác hại của mặn. 

Các nghiên cứu cần làm rõ ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp của việc bón biochar đến hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu ở đất nhiễm mặn, ảnh hưởng đến tỷ lệ natri hấp thụ và trao đổi natri với các cation khác trên keo đất. Cũng cần phải lưu ý rằng có nhiều loại biochar có chứa tỷ lệ natri đáng kể trong thành phần của chúng vì sử dụng những cây trồng ở vùng mặn.