Theo các chuyên gia, phân hữu cơ sẽ không thể nào thay thế cho phân bón nếu người nông dân đang đặt mục tiêu trồng các loại cây có nhu cầu dinh dưỡng cao. Giá trị thực sự của việc bổ sung phân hữu cơ (compost) đã được phân hủy hoặc ủ hoai mục và tái chế thành một loại phân bón để cải tạo đất chính là để nới lỏng và giảm thiểu sự nén chặt, cải thiện khả năng thoát nước và thông khí của đất, đồng thời tăng khả năng lưu giữ các chất dinh dưỡng của đất.
Tuy nhiên các thành phần dưỡng chất được tìm thấy trong phân hữu cơ trên thực tế là một nguồn cung cấp thức ăn cho những vi sinh vật có lợi và đặc biệt là giun đất phát triển mạnh trong đất.
Nhiều người làm vườn vẫn thường cho rằng, họ có thể bón một lượng tùy thích phân hữu cơ vào mảnh đất trồng trọt của mình và không cần lo lắng về việc phải bổ sung thêm bất cứ thứ phân bón nào khác. Thật không may là điều này không đúng bởi giá trị dinh dưỡng của phân hữu cơ rất thấp vì nó chỉ chứa trung bình khoảng 1,5% nitơ, phốt pho và kali mà thôi.
Thậm chí ngay cả phân bò cũng chỉ có khoảng 0,5% đạm, lân và kali. Đây là những chất dinh dưỡng đa lượng thiết yếu mà thực vật cần phải có để sinh trưởng phát triển và tạo ra trái cây và rau quả để sinh lợi.
Chính vì vậy trong điều kiện chi phí vật tư đầu vào tăng cao, đặc biệt là giá phân bón đắt đỏ thì giải pháp được khuyến cáo là nên kết hợp giữa hai loại phân bón. Cụ thể là nông dân sẽ cần khoảng 70 pound phân hữu cơ (tương đương 32kg) để bổ sung một lượng chất dinh dưỡng tương đương với 10 pound (4,5kg) phân bón loại 10-10-10 (tức chứa hàm lượng 10% mỗi loại nitơ, phốt pho và kali). Hoặc bạn sẽ cần khoảng 200 pound phân bò (91kg) để có cùng lượng chất dinh dưỡng. Tỷ lệ khuyến nghị này sẽ đủ để rải phủ cho khoảng diện tích 1.000 feet vuông (tương đương 93 mét vuông) mảnh vườn của bạn, dùng nó như một loại “phân bón khởi động” hay bón lót.
Hiện một bao đơn phân bón loại 10-10-10 nặng 40 pound (18kg) có giá khoảng 20 đô la Mỹ, tương đương với khoảng 280 pound (127kg) phân hữu cơ hoặc 800 pound (363kg) phân bò để cung cấp các chất dinh dưỡng như nhau. Một túi phân hữu cơ có trọng lượng 40 pound (18kg) hiện có giá khoảng 5 đô la, vì vậy bảy túi (280 pound) sẽ tốn khoảng 35 đô la. Một bao phân bò nặng 25 pound (11kg) có giá khoảng 3 đô la nhân với 32 túi (800 pound) có giá 96 đô la.
Theo các chuyên gia dinh dưỡng cây trồng, đối với một mảnh vườn nhỏ, sự khác biệt về chi phí hay giá cả phân bón có thể không thành vấn đề. Nhưng khi chúng ta sản xuất trên quy mô rộng lớn hơn, sự chênh lệch về giá cả và lượng phân hữu cơ hoặc phân chuồng chuyển hóa sẽ trở nên ít thực tế hơn.
Nguyên do là một số vi khuẩn trong đất chịu trách nhiệm cho các phản ứng hóa học chuyển đổi chất dinh dưỡng thành các dạng thức ăn mà cây trồng có thể sử dụng. Lưu ý rằng việc giải phóng nitơ từ phân hữu cơ và phân chuồng không có sẵn ngay lập tức và có thể sẽ mất tới vài tháng để vi khuẩn trong đất chuyển hóa.
Điều này cũng đúng với hầu hết các loại cây trồng che phủ như cỏ ba lá được trồng làm “phân xanh” trong thời gian trái vụ. Vì lượng thời gian chuyển hóa chất dinh dưỡng này đòi hỏi nhiều nên cần phải bổ sung đạm cho vườn cây trong suốt mùa sinh trưởng.
Hầu hết các loại rau sẽ cần hai hoặc ba lần bón nitơ để tối đa hóa năng suất. Do đạm chỉ tồn tại trong vài tuần và nhanh chóng bị rửa trôi hoặc bay hơi, nên người làm vườn nên bón các loại phân đạm cách nhau khoảng một tháng trong mùa sinh trưởng.
Với phân bón tổng hợp, bạn có thể dễ dàng rải hoặc trộn đều để bón xung quanh cây khoảng vài tuần một lần nhưng với phân hữu cơ và phân chuồng thường ít được áp dụng sau khi vụ mùa được gieo trồng.
Một lời khuyên của các nhà khoa học là không nên sử dụng bữa bãi nguồn phân bò có sẵn từ trang trại địa phương. Nếu phân bò hoặc phân ngựa lấy ngay từ trang trại không được ủ đúng cách, điều này sẽ làm tăng khả năng lẫn tạp các hạt cỏ dại còn sống và các mầm bệnh từ thực phẩm như E. coli và vi khuẩn coliform tồn dư trong phân. Nguyên do là hầu hết những người làm vườn địa phương không thể nào ủ loại phân động vật này đúng cách, phải ở nhiệt độ đủ cao để tiêu diệt mầm bệnh hoặc cỏ dại không mong muốn – trong khi phân hữu cơ thương mại thường được sản xuất theo quy trình khoa học và tiệt trùng ở nhiệt độ từ 110 đến 160 độ F (43 đến 71 độ C).
Ngoài ra một vấn đề tiềm ẩn khác là sự tồn dư của thuốc diệt cỏ được rải trên đồng cỏ và ruộng rẫy để kiểm soát cỏ dại. Những sản phẩm này có thể vẫn hoạt động trong phân động vật trong vòng vài tháng và có thể dễ dàng làm chết rau trong vườn của bạn. Chính vì vậy tốt hơn hết là nên mua phân đóng bao thương mại hoặc phân hữu cơ số lượng lớn từ cửa hàng, đại lý cung cấp vật tư nông nghiệp có uy tín để tránh những vấn đề này.
Các nhà vườn cũng có thể bổ sung thêm khoảng 3 đến 4 inch (7,6cm - 10cm) vật liệu ủ và phối trộn kỹ và xới đến độ sâu từ 20 đến 30cm. Vì phân trộn và chất hữu cơ nhanh chóng bị phân hủy trong điều kiện khí hậu bình thường, những chất cải tạo đất này thường được bổ sung mỗi năm một lần cho mảnh vườn hàng năm.
Cuối cũng hãy đảm bảo làm các xét nghiệm đất để kiểm tra độ pH và mức độ dinh dưỡng vài năm một lần và điều chỉnh khi cần thiết.
Theo cách đơn giản, quá trình ủ phân hữu cơ được hiểu đơn giản là làm ẩm một phần chất hữu cơ hay còn gọi là chất thải màu xanh (như lá, chất thải thực phẩm) và đợi cho các vật liệu bị phân hủy thành mùn sau một thời gian vài tuần hoặc vài tháng. Hiện nay, ủ phân hữu cơ là một phương pháp gồm nhiều bước, các quy trình được giám sát chặt chẽ với các thông số đầu vào được kiểm tra như nước, không khí, carbon và vật liệu giàu nitơ. Quá trình phân hủy được hỗ trợ bởi việc nghiền nhỏ các thực vật thô, thêm nước và đảm bảo thông khí thích hợp bằng cách thường xuyên xáo trộn. Giun và nấm tiếp tục hỗ trợ phá hủy các vật liệu. Vi khuẩn cần oxy để phát triển (vi khuẩn hiếu khí) và nấm quản lý các quá trình hóa học bằng cách kiểm soát các đầu vào như nhiệt, khí carbon dioxide và amoni. Phân hữu cơ là một thành phần quan trọng trong nền nông nghiệp hữu cơ.