Trong các loại phân bón, nhà nông tiêu tốn nhiều nhất cho phân đạm sau mỗi vụ mùa. Nhưng trong hầu hết trường hợp tỷ lệ hấp thu đạm của cây trồng không cao.

Một khối lượng lớn có khi đến 12- 25% phân bón bị nước mưa và nước tưới rửa trôi trong mỗi mùa vụ, trở thành các ô-xid ni-tơ trôi vào ao hồ sông suối rồi chuyển thành các khí ni-tơ tạo nên hiệu ứng nhà kính mạnh gấp 300 lần khí các-bô-nic.

 Hiện nay khí ni-tơ đang chiếm hạng ba trong số các khí nhà kính làm cho Trái đất nóng lên, khí hậu biến đổi, thời tiết thất thường và cực đoan khi nóng khi lạnh, khi mưa dầm khi nắng hạn. Đặc biệt chi phí phân đạm mỗi ngày một tăng do giá phân cứ bò lên cao làm khốn đốn nhà nông. Việc tiết kiệm phân bón làm cho chi phí sản xuất thấp hơn và đồng ruộng cũng như môi trường sống ít bị ô nhiễm hơn.

Việc bón các loại phân đạm lên đất, lên lá đã thành thói quen, điều này dẫn đến tỷ lệ rửa trôi cây không kịp dùng rất lớn. Đã có nhiều biện pháp kỹ thuật giúp hạn chế tình trạng này nhưng tốc độ áp dụng rất chậm, đặc biệt là ở các vùng thâm canh cây trồng như Việt Nam. Người nông dân chấp nhận tính toán cân bằng lượng đạm theo nhu cầu thực tế của cây từng mùa vụ, nhưng lại không dám áp dụng kỹ thuật mới vì sợ rủi ro làm giảm năng suất, hạ chất lượng!

Khả năng chống hao hụt phân bón, giữ ẩm tầng đất canh tác, bảo vệ tập đoàn vi sinh vật có lợi trong tầm bộ rễ bằng cách trộn than tồn tính gọi là biochar vào lớp đất mặt đạt hiệu quả cao. Nhưng công việc triển khai vẫn chậm, đặc biệt nơi các mảnh ruộng manh mún hay đang thời kỳ thâm canh dễ làm ảnh hưởng đến lịch thời vụ. Thêm vào đó nhà nông phải tìm ra khối lượng lớn tro trấu cây cỏ để sản xuất than đủ bón cho ruộng của mình.

Một nghiên cứu thực hiện trong 3 năm ở những thổ nhưỡng khác nhau của Khoa cây trồng Trường Đại học Missouri cho thấy kỹ thuật bón đạm sâu vào luống cày sẽ giải quyết cả ba vấn đề: Một là năng suất cây trồng tăng cao ổn định trong nhiều năm. Hai là người nông dân tiết kiệm được rất nhiều tiền mua phân. Ba là phân đạm ít bị rửa trôi dẫn tới giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước dùng để ăn uống hay nuôi trồng thủy sản và giảm nhiều lượng khí ni-tơ nhà kính.

Luống bón phân là những rảnh song song sâu từ 5 đến 10cm, cách nhau trên dưới 50cm nhưng có thể thay đổi tùy theo hàng cây. Lượng phân bón trong luống tùy vào nhu cầu thực tế được tính toán bởi nhà kỹ thuật nông học. Kỹ thuật bón phân và trồng cây theo luống đã có từ lâu đời ở nước ta. Nhưng khi phong trào thâm canh phát triển thì chúng ta chuyển qua bón đạm lên trên mặt đất. Hậu quả lâu dài là lớp đất canh tác bị chai khiến cây khó hấp thụ dưỡng chất, bắt đầu tiến trình sa mạc hóa ngay giữa vùng đất mưa mùa nhiệt đới.

Kỹ thuật bón phân trong rãnh dưới các luống đất trồng cây được thực nghiệm ở nhiều vùng khí hậu có nhiệt độ và chế độ mưa khác nhau trong suốt ba năm 2008- 2010 đã cho thấy lượng đạm hao hụt cộng dồn chỉ vào khoảng 2,4- 3,8%, năng suất nông sản tăng lên tùy từng loại cây trồng, lượng cỏ dại giảm xuống, cây ít sâu bệnh hơn, rong rêu không phát triển bất thường nơi các kinh rạch đổ vào ao hồ sông suối. Nông dân chi phí cho mùa vụ thấp hơn nhưng năng suất tỏ ra cao hơn ổn định trong nhiều năm liền.