“Khỏe mạnh cả về sinh học và mĩ học.” (Ehrenfried Pfeiffer)

“Phân tự nhiên mà có!” (Compost happens!) Có lẽ bạn đã thấy câu nói này được in trên áo thun hoặc trong các tạp chí nông nghiệp. Mỗi lần đọc câu này, tôi luôn cảm thấy bối rối: Quả vậy, phân hữu cơ tự nhiên mà có, nhưng bằng cách nào? Ngay cả khi đã nghiên cứu lượng lớn tài liệu kĩ thuật, người ta vẫn hồ như tự hỏi: Phân hữu cơ là gì? Có cần phải đảo nó không? Nên xếp lớp hay trộn đều? Làm sao biết nó tốt hay không? Làm sao biết nó đã đủ hoai mục? Và liệu có thật nó tự nhiên mà có?

Ehrenfried Pfeiffer, một trong những người tiên phong của phong trào biodynamic, đã viết: “Không có duy nhất một loại phân hữu cơ cho mọi thứ, cũng như không phải tất cả các vật liệu hữu cơ hoặc chất thải (từ lúc chúng đến bãi rác hoặc bãi ủ phân, và trải qua tất cả các giai đoạn lên men, phân hủy) đều được định nghĩa là phân hữu cơ.”

Pfeiffer là một trong những nhà khoa học đất quan trọng và có ảnh hưởng nhất của thế kỷ XX. Một chủ đề trọng tâm trong công trình nghiên cứu của ông là làm thế nào để đánh giá chất lượng sinh học của phân hữu cơ hoặc đất vượt ra ngoài phạm vi phân tích hóa học định lượng đơn thuần. Cùng với các đồng nghiệp, Pfeiffer đã nỗ lực phát triển các phương pháp mới để phân tích đất và phân hữu cơ.

Màu sắc, Hình dạng và Hoa văn

Phương pháp sắc kí (chromatography) được nhà thực vật học người Nga Mikhail Tsvet triển khai lần đầu và được mô tả trong các ấn phẩm cơ sở của ông từ những năm 1903-1906. Phương pháp này, với nhiều biến thể hiện nay, cho phép tách các thành phần khác nhau trong hỗn hợp chất lỏng. Thí dụ, bằng cách cho hỗn hợp lên một loại giấy lọc đặc biệt, người ta có thể quan sát thấy, do hiện tượng mao dẫn, các thành phần khác nhau trong hỗn hợp được giấy “hấp thụ” với tốc độ khác nhau, tạo thành các hoa văn đặc trưng.

Vào những năm 1950, Ehrenfried Pfeiffer đã tiên phong trong phương pháp mới sử dụng sắc kí giấy để đánh giá chất lượng mùn trong đất hoặc phân hữu cơ. Phương pháp mới này, ngày nay được gọi là Sắc kí Lọc Tròn Pfeiffer (Pfeiffer’s Round Filter Chromatography), sử dụng giấy lọc được xử lí bằng bạc nitrat. Các chất hữu cơ, chẳng hạn đất hoặc phân hữu cơ, được trộn với dung dịch natri hydroxit trước khi cho lên giấy. Hỗn hợp sau đó được đổ vào đĩa petri và được hút lên qua một bấc được luồn qua giữa tờ giấy.

Hãy xem xét hình 1 và 2. Mỗi hình là một sắc kí đồ của một mẫu phân hữu cơ. Thoạt nhìn, việc thiếu các giá trị số có thể khiến người xem bối rối về giá trị và chất lượng của từng loại phân hữu cơ. Không có con số hoặc tỉ lệ phần trăm nào cho biết lượng chất hữu cơ, nitơ, kali hoặc các nguyên tố khác. Tuy nhiên, chúng ta có thể tự hỏi: liệu sự sắp xếp cụ thể của các hình dạng, màu sắc và hoa văn có thể cho chúng ta biết điều gì đó về cách chất hữu cơ đã bị phân hủy và biến đổi?

Hãy quan sát kĩ từng sắc kí đồ, chú ý đến tất cả các sắc thái về hình dạng và màu sắc. Bạn có thể quan sát được bao nhiêu “vùng” khác nhau trong mỗi hình? Có mối quan hệ nào giữa mỗi vùng không? Bạn có thể thấy sự chuyển động hoặc ứ đọng nào đó? Sắc kí đồ nào có vẻ toàn diện và đầy đủ hơn? Bạn đoán sắc kí đồ nào đại diện cho loại phân hữu cơ tốt nhất và lành mạnh nhất?

Hầu hết người xem có lẽ đã chọn hình 2. Dựa trên nhiều đánh giá riêng biệt, hóa ra đây thực sự là loại phân hữu cơ có chất lượng tốt nhất. Tuy nhiên, không dễ để giải thích mối liên hệ giữa các đánh giá riêng biệt này và các đặc điểm định tính – thậm chí có thể nói là “thẩm mĩ” – của sắc kí đồ.

Nhưng những đặc điểm định tính này – hình dạng, màu sắc và hoa văn – có liên quan đến các khía cạnh khách quan của mẫu đất hoặc phân hữu cơ. Nhiều nghiên cứu đã chỉ rõ cách các chất dinh dưỡng, chất hữu cơ và các phần mùn khác nhau được tách ra nhờ tác dụng mao dẫn của giấy. Khi “đọc” sắc kí đồ, người ta nhất thiết phải chú ý đến những chi tiết này. Điều này càng trở nên thú vị hơn khi người ta nhận thấy các đánh giá định tính bổ sung và phù hợp với những thông tin được truyền tải bởi các phân tích trừu tượng và “khô” hơn về hình ảnh sắc kí. Tuy nhiên, những đánh giá tin cậy và toàn diện nhất không phải ngẫu nhiên mà có, nó là thành quả từ rất nhiều kinh nghiệm và sự chú ý đến toàn bộ bối cảnh thực tiễn canh tác tại trang trại. Và dĩ nhiên, việc quan sát trực tiếp đất và các đống phân ủ đóng vai trò vô cùng quan trọng.

Tôi muốn đề xuất rằng sắc kí đồ có thể trở thành một công cụ có giá trị khi kết hợp với phân tích toàn diện và theo bối cảnh về sức khỏe cũng như độ màu mỡ của một trang trại hay khu vườn.

Đọc sắc kí đồ

Hãy tự hỏi làm thế nào ta có thể đọc hai sắc kí đồ này một cách định tính mà không cần phán xét về ý nghĩa khách quan của các kết luận.

Rõ ràng là có sự khác biệt đáng kể giữa hai sắc kí đồ trên. Trong hình bên trái, chúng ta có thể quan sát thấy một vòng ngoài màu xám sẫm bao quanh. Ngay bên trong nó, có một vòng dày hơn, không đều, màu nâu, có thể nói “không hài hòa”, dày khoảng 2.5 cm. Chiếm phần lớn hình ảnh là một đĩa màu tím lớn, với một đĩa nhỏ hơn ở ngay trung tâm hình ảnh. Có rất ít sự tương tác giữa các vùng khác nhau này, ngoại trừ các phần nhô ra từ vòng màu nâu vào vành đai màu xám bên ngoài. Không có vùng nào “liên quan” đến các vùng khác. Toàn bộ hình ảnh tạo ấn tượng về sự trì trệ.

Hình thứ hai trông khá giống con ngươi mắt. Nhìn tổng thể, người ta cảm nhận được một chuyển động lan tỏa li tâm ra tận mép giấy lọc. Thay vì một vòng tối bao quanh mọi thứ khác, ta thấy một vòng tròn ngoài màu be nhạt, mở rộng. Các hình dạng giống như gai nhọn xen kẽ vào lớp ngoài này, và ở đầu mỗi “mũi giáo” có những đốm nâu. Những “gai” này tương ứng với vòng nâu của hình thứ nhất. Đĩa chính bên trong có màu nâu thay vì màu tím, và chứa đầy những tia tỏa ra giống như lông vũ. Không giống như trong hình 1, mỗi vùng đều liên quan hài hòa và xen kẽ với nhau. Hình ảnh mang lại cảm giác về chuyển động, sự phát triển và hài hòa.

Hình 1 thể hiện một đống phân ủ kị khí và bị ứ đọng, chất lượng rất kém, trong khi hình 2 là mẫu một đống phân ủ đã được mùn hóa tuyệt vời. Tôi đã trình chiếu các sắc kí đồ, đôi khi là một loạt 12 mẫu, cho các nhóm có khi đến 60 người. Điều đáng ngạc nhiên là, phần lớn người tham gia luôn có thể xác định được loại phân ủ có giá trị sinh học cao nhất, dựa trên đánh giá định tính các hình ảnh sắc kí – mặc dù trong hầu hết các trường hợp, không ai có kinh nghiệm trước đó với phương pháp cụ thể này.

Sắc kí đồ mang đến một khả năng mới mẻ, hấp dẫn cho nông dân và người làm vườn để tìm hiểu thêm về các quá trình sinh học diễn ra trong các đống phân ủ và ruộng đồng.

Một người nông dân từng nói với tôi rằng, sau khi quan sát sắc kí đồ của đống phân ủ của mình, ông đã có thể hiểu rõ hơn cách trộn các đống phân và khi nào cần đảo chúng. Hình ảnh không giải thích được vấn đề là gì. Nhưng bằng cách quan sát chuyển động và các mô hình của sắc kí đồ liên quan đến vòng đời của đống phân, ông ấy đã có thể “nhìn thấy” những gì cần làm.

Công trình đột phá của Ehrenfried Pfeiffer phát triển một phương pháp hình ảnh để mô tả các quá trình sinh học. Nguy cơ sử dụng phương pháp này một cách máy móc chắc chắn là có, như phân tích hình ảnh chỉ bằng cách tìm kiếm sự hiện diện hoặc vắng mặt của các hình dạng và màu sắc rõ ràng nhất. Nhưng tôi hi vọng ít nhất đã gợi ý về khả năng rằng sự chú ý tinh tế, định tính đến sắc kí đồ có thể dẫn đến tương tác hiệu quả với các yếu tố bối cảnh vô hạn ảnh hưởng đến sức khỏe và độ phì nhiêu của đất, và đến các quá trình mà “phân hữu cơ hình thành”.

Từ mùa thu năm 2014, là một phần của dự án Đất Sống (Living Soils), Học viện Nature đã thành lập một phòng thí nghiệm nhỏ để sử dụng phương pháp Sắc kí Pfeiffer nhằm hỗ trợ nghiên cứu, hội thảo và tư vấn.

Nguồn tham khảo: 

Pfeiffer, Ehrenfried (1988). The Earth’s Face: Landscape and Its Relation to the Health of the Soil. Sussex, England: The Lanthorn Press.

Pfeiffer, Ehrenfried (1984). Chromatography Applied to Quality Testing. Biodynamic Farming and Gardening Association.