Nghiên cứu khả năng ứng dụng của than sinh học “làm từ vỏ mắc ca trên đất nhiễm mặn” lên sự phát triển của cây lúa ở giai đoạn sớm quy mô phòng thí nghiệm

Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA THAN SINH HỌC “LÀM TỪ VỎ MẮC CA TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN” LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA Ở GIAI ĐOẠN SỚM QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM NGÀNH : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÃ NGÀNH: 7510406 GVHD: ThS Nguyễn Khánh Hoàng SVTH: Cao Trần Phú Quang MSSV: 19436881 LỚP: DHMT15A KHÓA: 2019-2023 Trần Duy Sơn MSSV: 19470431 LỚP: DHMT15A KHĨA: 2019-2023 TP Hồ Chí Minh, tháng 6, năm 2023 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN Họ tên sinh viên: Cao Trần Phú Quang Ngày, tháng, năm sinh: 07/10/2001 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Lớp: DHMT15A, MSSV: 19436881 Họ tên sinh viên: Trần Duy Sơn, MSSV: 19470431 Ngày, tháng, năm sinh: 09/07/2001 Nơi sinh: Vĩnh Long Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Lớp: DHMT15A, MSSV: 19470431 I TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA THAN SINH HỌC “LÀM TỪ VỎ MẮC CA TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN” LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA Ở GIAI ĐOẠN SỚM QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DỤNG Nhiệm vụ: Nghiên cứu đánh giá hiệu tăng trưởng sinh khối lúa bổ sung than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca điều kiện đất nhiễm mặn quy mơ phịng thí nghiệm Nội dung: Khào sát tính chất đất sử dụng nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng đất bị nhiễm mặn lên phát triển lúa non ( 15 ngày theo dõi ) Khảo sát ảnh hưởng than sinh học có nguồn gốc từ vỏ Mắc Ca lên tăng trưởng sinh khối lúa non điều kiện đất nhiễm mặn Đánh giá khả tỉ lệ than sinh học thích hợp tương ứng với điều kiện nhiễm mặn i Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 07/02/2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 24/04/2023 V GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS Nguyễn Khánh Hồng Giảng viên hướng dẫn CN Bộ mơn Công nghệ Môi trường (Ghi họ tên chữ ký) (Ghi họ tên chữ ký) ii Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 LỜI CẢM ƠN Trước tiên tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh thầy khoa Cơng nghệ kĩ thuật môi trường tạo điều kiện cho tác giả thực khóa luận Sau q trình học tập, nghiên cứu hướng dẫn thầy (cơ) giúp tác giả hồn thành khố luận với đề tài: Nghiên cứu khả ứng dụng than sinh học “làm từ vỏ Mắc Ca đất nhiễm mặn” lên phát triển lúa giai đoạn sớm quy mơ phịng thí nghiệm Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy Nguyễn Khánh Hoàng hướng dẫn tận tình bảo, giúp đỡ, hướng dẫn suốt q trình thực khóa luận Thầy cung cấp kiến thức để tác giả hồn thành khóa luận cách tốt nhất, giúp tác giả tiếp thu thêm nhiều kiến thức góp phần vào quỹ kiến thức thân để vận dụng học phần giúp ích cho cơng việc thân sau Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn Viện KHCN&QLMT- Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho tác giả thực khóa luận Lời cuối tác giả xin chúc tồn thể Ban lãnh đạo, q thầy ln dồi sức khỏe, tiếp tục giảng dạy hết tâm huyết cho lứa tuổi học trị sau để đất nước ta ngày có nhiều nhân tài, người giỏi chuyên môn doanh nghiệp, xây dựng đất nước phát triển Tác giả xin chân thành cảm ơn! iii Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒNG Ý CHO NỘP BÀI iv Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN v Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 TĨM TẮT Tóm tắt Với mục đích ứng dụng cải tạo chất lượng đất điều kiện nhiễm mặn, Than sinh học có nguồn gốc từ vỏ Mắc Ca sử dụng với tỉ lệ 0,5%; 1% 2% nghiệm thức đất bị nhiễm mặn nồng độ 0,2%, 0,4% 0,8% để theo dõi phát triển lúa thời gian 15 ngày Các thông số phát triển bao gồm: Chiều cao thu nhận hàng ngày; Chiều dài rễ; Tổng sinh khối sinh khối rễ thu nhận sau 15 ngày Thí nghiệm bố trí với lần lập lại đồng thời tiến hành song song với nghiệm thức đối chứng Kết cho thấy rằng, tăng trưởng chiều cao lúa, tổng sinh khối chiều dài rễ lúa thời gian 15 ngày tỉ lệ nghịch với độ nhiễm mặn đất Khi bổ sung than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca vào đất nhiễm mặn với tỉ lệ khác cho thấy cải thiện số tăng trưởng lúa so với nghiệm thức đối chứng Tỉ lệ than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca 1% phù hợp giúp cải thiện số phát triển lúa điều kiện đất nhiễm mặn Từ khóa Than sinh học; Đất nhiễm mặn; Cải tạo đất; Vỏ Mắc Ca Abstrate To improve soil quality in saline conditions, Biochar derived from Macadamia husk was used at the rate of 0.5%; 1%, and 2% in saline soil at concentrations of 0.2%, 0.4%, and 0.8% to monitor the growth of rice plants for 15 days Growth parameters include Plant height obtained daily; Root length; Total biomass and root biomass collected after 15 days The experiment was arranged with replications and carried out in parallel with the control treatment The results showed that the growth of rice plant height, total biomass, and rice root length during 15 days was inversely proportional to the salinity of the soil When adding biochar to saline soil with different ratios showed an improvement in the growth parameters of rice plants compared with the control treatment The appropriate proportion of biochar made from Macadamia husk 1% helps improve rice's growth indicators in saline soil conditions Key word Biochar; Soil salinity; Soil improvement; Macadamia husk vi Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 MỤC LỤC Tóm tắt vi Tóm tắt vi Abstrate vi Mục lục vii Danh mục chữ viết tắt x Danh mục bảng biểu hình ảnh xi Danh mục bảng biểu xi Danh mục hình ảnh xi Mở đầu xiii Mục đích nghiên cứu .xiv Đối tượng phạm vi nghiên cứu xiv Nội dung nghiên cứu .xiv Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài xv Chương Tổng quan tài liệu 1.1 Thực trạng nhiễm mặn đồng sông Cửu Long 1.1.1 Đất Nông nghiệp 1.1.2 Đất nhiễm mặn 1.2 Than sinh học 1.2.1 Tính chất vật lý 1.2.2 Tính chất hóa học 1.2.3 Vai trò than sinh học .7 vii Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 1.3 Than sinh học có nguồn gốc từ Maccadamia 1.3.1.Nguồn nguyên liệu Mắc Ca 1.3.2.Than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca 14 1.4 Ứng dụng than sinh học cải tạo chất lượng đất .14 1.5 Cây lúa nước OM 5451 15 1.5.1 Nguồn gốc giống lúa OM 5451 15 1.5.2 Đặc tính giống lúa OM 5451 16 Chương Vật liệu phương pháp nghiên cứu 17 2.1 Vật liệu nghiên cứu 17 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17 2.1.2 Vật liệu 17 2.1.3 Máy móc nghiên cứu 18 2.1.4 Hóa chất 18 2.2 Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Bố trí thí nghiệm 18 2.2.2 Phân tích tiêu lý hóa đất 20 2.2.4 Thu nhận thông số phát triển lúa 20 2.2.5 Xử lý số liệu thí nghiệm 21 Chương Kết bàn luận 23 3.1 Kết phân tích chất lượng đất 23 3.2 Sự phát triển lúa điều kiện nhiễm mặn 23 3.3 Tăng trưởng lúa có bổ sung than với tỉ lệ khác điều kiện nhiễm mặn 27 viii Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 3.4 Sự phát triển hệ rễ điều kiện nhiễm mặn 30 3.5 Ảnh hưởng tỉ lệ than lên phát triển hệ rễ 31 Chương Kết luận kiến nghị 34 4.1 Kết luận 34 4.2 Kiến nghị 34 Tài liệu tham khảo 36 Phụ lục 45 Phụ lục A 45 Phụ lục B 47 ix Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 Đất có kết cấu tốt thường có cấu tạo 40% chất rắn (trong chất mùn chiếm 5%), 30% nước 30% khơng khí [2] Tính chất hóa học: Tính chất hóa học đất bao gồm độ pH, cân dinh dưỡng độ độc nhôm sắt đất Đất có tính chất hóa học tốt thường có hàm lượng chất hữu cao, có khả giữ chất dinh dưỡng cao độ pH từ 5,5 – Tính chất hóa học tối ưu đất khả giữ/hấp thu dinh dưỡng Tính chất phụ thuộc vào yếu tố sau: Lượng sét đất Sét đóng vai trị quan trọng việc giữ dinh dưỡng cho đất Tuy nhiên, hàm lượng sét nhiều dễ dẫn đến việc giữ chặt lân đất, đất bí chặt, khó nước, dễ rơi vào tình trạng yếm khí sinh độc tố có hại cho rễ Lượng mùn đất Mùn đất ví “kho dự trữ thức ăn”, khả dự trự dinh dưỡng mùn xếp vào loại tốt Mùn giữ dinh dưỡng tốt sét – lần, dễ dàng phóng thích khơng giữ chặt sét Điểm yếu mùn mức giới hạn dự trữ dinh dưỡng, lượng mùn đất ngày giảm “kho dự trữ thức ăn” ngày Có thực tế xem nghịch lý, mùn đất ngày giảm mà lượng bón phân vơ ngày tăng Bón dư thừa dễ dẫn đến rối loại cân dinh dưỡng đất Kết cấu đất Đất có kết cấu tốt viên, hạt giữ nhiều dinh dưỡng hơn, hạn chế rửa trôi bề mặt tầng sâu Khi kết cấu bị đi, đất rơi vào tình trạng “suy thoái”, giữ nước, giữ dinh dưỡng kém, dễ bị sốc bón phân hóa học Đất kết cấu, thiếu mùn làm cho Ca, Mg, K dễ bị rửa trơi; lực liên kết ion Ai, Fe, H mạnh dẫn đến tượng tuột pH ảnh hưởng lớn đến rễ trồng Cho nên trồng sống điều kiện bất lợi khả sinh trưởng kém, tuổi thọ ngắn, dễ phát sinh sâu bệnh điều dễ hiểu [2] Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 Tính chất sinh học: Tính chất sinh học đất chức hỗ trợ hoạt động vi sinh vật vi khuân, nấm, giun v.v… Có nhiều vi sinh vật đất (trên 100.000.000 gam đất màu mỡ) Những hoạt động chúng cân điều định đất có tính chất sinh học tối ưu hay khơng  Sự phân hủy khống hóa Theo chu kỳ dinh dưỡng, vi sinh vật có vai trị quan trọng việc bồi dưỡng đất cung cấp chất dinh dưỡng cho cách tạo chất mùn q trình phân hủy thải khống chất q trình khống hóa Sự phân hủy khống hóa điều cần thiết cho đất cho Vi sinh vật hoạt động tích cực mùn chất khống hữu ích cho đất Do đó, việc cung cấp chất hữu làm thức ăn cho vi sinh vật điều bắt buộc cải tiến đất – cải tiến vật lý cải tiến hóa học Tiếc thay, ngày nhà nông lại không coi trọng việc cung cấp chất hữu cho đất mà lại trơng chờ vào phân bón hóa học  Sức khỏe đất Một vai trị quan trọng khác vi sinh vật làm tăng sức khỏe cho đất Một số vi sinh vật (như tuyến trùng, nấm, vi khuân v.v…) gây bệnh cho cây, song số nhiều so với vi sinh vật vơ hại hữu ích khác Nếu cân vi sinh vật không bị phá vỡ vi sinh vật gây bệnh hạn chế mức không gây hại cho Chẳng hạn, có 200.000 loại tuyến trùng Trong có 2% biết có hại cho cịn 98% cịn lại vơ hại Hơn nữa, 98% có số vi sinh vật thực hạn chế đến mức tối thiểu tuyến trùng có hại Một số loài tảo biển ăn tuyến trùng có hại Vấn đề tuyến trùng khơng nảy sinh điều kiện có cân vi sinh vật Gần 90% bệnh nấm gây ra, lại có số nấm dùng chế thuốc chữa bệnh (penixlin lấy từ nấm xanh v.v ) Trong đất có cân vi sinh vật số lượng nấm thấp vi khuân Đó tỷ lệ vi khuân/ nấm cao [2] Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 1.1.2 Đất nhiễm mặn Đất nhiễm mặn loại đất tồn loại muối hịa tan nồng độ cao bình thường Sau thời gian, đất không rửa trôi mà ngày tích tụ nhiều lượng muối Và đất mặn hình thành, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng phát triển trồng Nặng làm vỡ tế bào cây, khiến nước, héo úa chết Để đo lường đánh giá độ mặn đất, người ta dùng đại lượng EC Còn gọi độ dẫn điện đất, có đơn vị dS/m (1dS/m = 0,64‰) Và đất mặn loại đất có độ dẫn điện lớn dS/m 25oC.Tương đương với nồng độ muối hòa tan khoảng 2,56 ‰  Đặc điểm đất nhiễm mặn Thành phần giới nặng, tỉ lệ sét cao (50%-60%) Chứa nhiều muối tan (Na2SO4, NaCl) Có pH trung tính kiềm Nghèo mùn, nghèo xốp, nghèo đạm Hoạt động vi sinh vật yếu  Tác hại đất nhiễm mặn Đất nhiễm mặn khiến cho áp suất thâm thấu dung dịch đất tăng lên, khiến khó trao đổi nước Sự tổng hợp Cytokinin (một chất điều hòa sinh trưởng thực vật) bị ngừng Ức chế hút khoáng rễ Kìm hãm vận chuyển phân bố chất đồng hóa mạch libe (mơ dẫn) Rối loạn tình trạng thấm màng dư thừa ion đất Đồng Sông Cửu Long (ĐBSCL) trung tâm nông nghiệp lớn Việt Nam [3] Tuy nhiên, tác động Biến đổi khı́ hậu (BĐKH) nước biển dâng, ĐBSCL xác định đồng chịu ảnh hưởng nặng nề Vào mùa khô, xâm nhập mặn (XNM) môt vấn đề nan giải vùng ven biển ĐBSCL Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 Xâm nhập mặn gây ảnh hưởng nặng nề đến đời sống nhân dân phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt ảnh hưởng trực tiếp tới trồng, hệ sinh thái nước Xâm nhập mặn làm thay đổi thành phần hóa học tính chất vật lý đất, làm giảm tính ổn định cấu trúc đất, rễ bị bít khí, khơng thơng thống dẫn đến сây bị giảm suất sinh trưởng phát triển [4]  Ảnh hưởng nhiễm mặn đến sản xuất nông nghiệp Các giảng viên Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ thực nghiên cứu “Ảnh hưởng xâm nhập mặn đến sản xuất nơng nghiệp, thủy sản huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng”, sử dụng phương pháp vấn nông hộ huyện Trần Đề Dựa vào kết điều tra số liệu thu thập tác giả cho biết, XNM gây thiệt hại lớn đến diên tích đất trồng lúa vụ Đông Xuân khu vực thực nghiên cứu (tổng diên tích đất trồng lúa hộ vấn 47,93 ha); đó, mức thiêt hại 100% diện tích 21,33 (chiếm 44%); mức thiêt hại 70% 19,6 (chiếm 41%) mức thiệt hại từ 30 - 70% (chiếm 15%), khoảng 5,62 (chiếm 27%) diện tích ao ni thủy sản nước mặn (ni tơm) có thiệt hại mức độ thiệt hại không đáng kể [5] Ở nghiên cứu khác “Đánh giá ảnh hưởng xâm nhập mặn yếu tố kinh tế xã hội đến sản xuất nông nghiệp huyện Vũng Liêm - tỉnh Vĩnh Long” thực vấn nông hộ Dựa vào kết điều tra số liệu thu thập tác giả cho thấy, phạm vi diện tích đất trồng lúa ăn trái bị ảnh hưởng mặn nồng độ – 0/00 vào khoảng 5.878,4 Vùng sản xuất nơng nghiệp có nguy nhiễm mặn từ nước với nồng độ - 0/00 6.848,6 Vùng sản xuất nơng nghiệp cịn lại địa bàn huyện 16.208,2 nằm khu vực có nước tưới với độ mặn ảnh hưởng đến trồng Thiệt hại ngập mặn 15.326,3 lúa, 500 hoa màu vụ Đông Xuân 4.518,6 ăn trái bị nhiễm mặn, làm giảm suất từ 30 – 70% Chủ yếu tập trung Trung Thành Tây, thị trấn Vũng Liêm phần diện tích xã Trung Thành Đơng (phần giáp với thị trấn Vũng Liêm), ước tính tổng thiệt hại mặn năm 2016 vào khoảng 251,5 tỷ đồng [6] Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023  Những giải pháp hạn chế nhiễm mặn đến sản xuất nông nghiệp Tổ chức đo đạc, theo dõi độ mặn vùng cửa sông, cửa lấy nước vào công trình thủy lợi, cơng trình thủy lợi để kịp thời phát hiện, nắm bắt tình trạng xâm nhập mặn, thực lấy nước phù hợp Đo kiểm tra độ mặn trước bơm nước tưới Hạn chế tưới nước cho cây: Giảm số lần tưới lượng nước tưới mức thấp Chỉ tưới cho với lượng nước ít, đủ cho khơng bị héo tưới nhiều lần tưới nhiều nước, đưa nhiều muối lên vườn ăn trái Bón phân qua rễ: Cung cấp phân đạm, Kali để tăng khả chịu mặn Sử dụng phân đạm dạng Urea, SA Kali trắng K2SO4 Phun hormone để giúp tăng khả hút nước cho cây: Phun chất có hoạt chất Brassinosteroid như: Nyro 0.01SL, Comcat 150WP, Super Humic Sử dụng phân bón sinh học Bacillus subtilis [7] Cung cấp vi sinh vật vùng rễ qua loại phân hữu vi sinh [8] 1.2 Than sinh học 1.2.1 Tính chất vật lý Tính chất vật lý than sinh học phụ thuộc chủ yếu vào vật liệu ban đầu điều kiện nhiệt phân Trong q trình nhiệt phân yếm khí, số chất bị dạng bay hơi, chất khoáng khung cacbon giữ hình dạng cấu trúc vật liệu ban đầu Do cấu trúc than sinh học có trạng thái xốp có diện tích bề mặt lớn Các lỗ rỗng đường kính nhỏ ( 50nm ) hình thành trình nhiệt phân tạo nên hệ thống mao quản, góp phần quan trọng cho thơng khí, hoạt động rễ cấu trúc đất Chính bổ sung than vào đất làm thay đổi tính chất vật lý tự nhiên đất, làm tăng diện tích bề mặt riêng, cải thiện cấu trúc thống khí đất Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 1.2.2 Tính chất hóa học Trong than sinh học có kết hợp chặt chẽ nguyên tố: H, N, O, P, S vịng thơm, điều tạo lực điện từ than, ảnh hưởng đến khả trao đổi cation Diện tích bề mặt than định chất tương tác than sinh học với hạt đất, chất hữu hịa tan, khí, vi sinh vật nước đất Theo thời gian, than sinh học dần hoạt tính lỗ rỗng bịt kín khả hấp thụ giảm Các lỗ rỗng bên trở nên không tiếp cận tới giảm diện tích bề mặt Sự tái tạo lại hoạt tính điều vi khn, nấm, giun trịn định cư lỗ rỗng than sinh học [9] 1.2.3 Vai trò than sinh học Than sinh học có đặc tính cải thiện dinh dưỡng dễ tiêu cho trồng, mạnh q trình rửa trơi muối, ức chế xâm nhập Na+ cải thiện phục hồi đất nhiễm mặn, tăng sức chống chịu trồng; tăng giữ nước, giữ dinh dưỡng đất Đồng thời, việc sử dụng than sinh học trồng trọt cho thấy việc bón phân than sinh học sản xuất từ nguồn phụ phâm rơm rạ, trấu, lõi bắp, thân, lá, cành loại trồng… có sẵn làm tăng độ phì nhiêu đất, tăng suất trồng giảm chi phí đầu tư phân bón, góp phần giảm phát thải nhà kính [9] 1.3 Than sinh học có nguồn gốc từ Maccadamia 1.3.1.Nguồn nguyên liệu Mắc Ca Nguồn gốc Mắc Ca : Cây Mắc Ca có nguồn gốc từ họ Proteaceae có xuất xứ từ vùng cận nhiệt đới Đông Úc Mắc Ca (tên đầy đủ Macadamia) lồi gỗ lớn, có nguồn gốc vùng rừng mưa ven biển thuộc miền Nam Queensland miền Bắc New South Wales Australia, vĩ độ 250 330 Nam Năm 1881 Mắc Ca đưa tới trồng Hawaii, vào thời gian chúng sử dụng trồng rừng [10] Trong có năm lồi Mắc Ca , có hai loài tạo hạt ăn được: Mắc Ca vỏ nhẵn (Mắc Ca Damia Integrarifolia Maiden & Betcher) Mắc Ca vỏ nhám (M tetraphylla L Johnson) Ngồi ra, cịn có loại lai hai loài cho Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 ăn Cây Mắc Ca có tên gọi chung Macadamia Australia nut Queenland nut, gồm hai loài là: loài vỏ hạt trơn (Macadamia integrifolia Maiden & Betche) loài vỏ hạt sần (Macadamia tetraphylla L Jhonson) giống lai hai lồi Cũng phân biệt loài Mắc Ca dựa vào số đốt thân Với loài vỏ láng (Macadamia integrifolia), đốt thân thường có lá; lồi vỏ nhăn (Macadamia tetraphylla) thường có đốt thân [11] Macadamia integrifolia Macadamia tetraphylla Hình 1.2 Quả Mác ca vỏ láng vỏ nhám Macadamia integrifolia (Macadamia Nut cịn gọi Mắc Ca có vỏ láng) công bố Maiden & E.Betche năm 1900 [12] loại thực vật thân gỗ có kích thước trung bình, phát triển chiều cao khoảng 20 m với chiều rộng tán tương đương với chiều cao tạo cho hình dạng trịn [13] Các đơn, hình elip hẹp đến hình thn hẹp, dai, màu xanh đậm mọc nhánh thành nhóm ba Lá dài 10–15 cm [14, 15] Các non có mép cưa trưởng thành có mép nhẵn Hoa có màu kem trắng kem xuất chùm hoa dài tới 30 cm Quả loại hạt cứng màu nâu bao bọc lớp vỏ bên ngồi với da màu xanh lục với đường kính 2–3 Hạt màu nâu mịn chứa nhân ăn [16] Macadamia tetraphylla L Jhonson (Còn gọi Mắc Ca có vỏ nhám) cơng bố năm 1954 L Jhonson với đặc điểm thực vật sau: Là lồi thực vật thân gỗ có tán rậm đạt chiều cao tới 18 mét Lá có mép cưa dài từ đến 25 cm thường Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 có bốn cách nhiều xung quanh nút tên gọi ngụ ý loài "Tetraphylla", loài Macadamia integrarifolia có số thay đổi thường ba Quả trịn có đường kính từ đến cm có vỏ nhám chứa hạt ăn [17] Cây Mắc Ca loại chịu khí hậu mát, mưa âm khơ hạn xen kẽ Sinh trưởng thích hợp điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, có khả chịu hạn cao đồng thời chịu mưa âm Mắc Ca sinh trưởng nhiều loại đất khác nhau: từ đất sét mùn pha cát, đất đỏ bazan loại đất có nguồn gốc núi lửa, đất có lẫn đá ong đến đất sét nặng Độ pH tối ưu đất khoảng 5,5 đến 6,5 Tuy nhiên cần lưu ý Mắc Ca không chịu điều kiện ngập úng Lượng mưa trung bình từ 700 mm đến 3.000 mm, lượng mưa tối ưu từ 1.500 mm đến 2.500 mm Độ cao so với mặt biển từ 300 m đến 1.200 m Một yêu cầu sinh thái thiết yếu Mắc Ca biên độ nhiệt, đặc biệt nhiệt độ thích hợp cho Mắc Ca hoa Nhiệt độ thích hợp cho Mắc Ca từ 120C đến 320C, nhiệt độ tối ưu để nhiều hoa từ 12oC đến 21oC, tốt 18oC Nếu nhiệt độ ban đêm thấp 12oC cao 21oC Mắc Ca hình thành chồi hoa [18] Trước hết hình thành chồi hoa, bắc bán cầu phân hố để hình thành chồi hoa diễn tháng 10 nở hoa vào cuối tháng đến đầu tháng Mùa hoa nở sau hoa nở (tháng 3, 4) gặp nắng hạn gây rụng hoa nghiêm trọng Sau chồi hoa hình thành, cần có thêm 60 ngày thấy nụ hoa mắt thường hoa nở từ cuối tháng kéo dài tới đầu tháng Cây Mắc Ca nhiều hoa, bơng sóc có từ 100-300 hoa, tỷ lệ đậu lại đạt 0,1 - 0,3% [15, 18] Thực trạng trồng Mắc Ca giới Việt Nam: Úc quốc gia canh tác với diện tích lớn giới thời gian dài nhiên số liệu thống kê cho thấy có thay đổi quốc gia có diện tích canh tác Mắc ca vị trí đứng đầu Diện tích trồng Mắc Ca phạm vi toàn cầu bắt đầu phát triển nhanh từ năm 90 kỷ 20 Tính đến năm 2020, tổng diện tích trồng Mắc Ca giới gần 500.000 ha, sản lượng đạt 200.00 hạt (INC, 2020) Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 Bảng 1 Diện tích sản lượng Mắc Ca giới năm 2020 TT Quốc gia Trung Quốc Diện tích (ha) Sản lượng hạt (tấn) 191.754 30.400 Nam Phi 50.000 48.925 Úc 33.000 46.900 Kenya 24.000 37.000 Việt Nam 18.840 5.300 Guatemala 10.000 14.200 Malawi 9.660 6.000 Mỹ (Hawai) 7.408 15.300 Các nước khác 107.105 20.386 Tổng 451.767 224.411 Nguồn: Hiệp hội Mắc Ca nước INC, 2020 Số liệu cho thấy, Trung Quốc quốc gia có diện tích Mắc Ca lớn với 191.754 (chiếm 42,4%), tiếp đến nước: Nam Phi với 50.000 (chiếm 11,1%), Úc với 33.00 (chiếm 7,3%), Kenya với 24.000 (chiếm 5,3%), Việt Nam với 18.840 (chiếm 4,2%), Mật độ trồng Mắc Ca trung bình 200 cây/ha, phương thức trồng gồm: trồng loài trồng xen canh (với loài công nghiệp cà phê, tiêu, chè ) Trong đó, nước phát triển Úc, Mỹ, chủ yếu trồng lồi, nước cịn lại trồng xen chủ yếu Việc xác định thời điểm thích hợp để thu hoạch khó khăn Úc phát triển thử nghiệm phương pháp tiếp cận để lập đồ tình trạng thân Mắc Ca cách sử dụng hình ảnh máy bay không người lái đa quang phổ sử dụng công cụ hỗ trợ quản lý định cho ngành Mắc Ca để cung cấp thông tin thực 10 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 hành quản lý cải thiện việc tưới tiêu, bón phân kiểm tra dịch hại theo yêu cầu cấp độ riêng lẻ [19] Mắc Ca nhập nội từ năm 1990 vùng Ba Vì, Đắk Lắk, Sơn La, Phú Thọ Hiện Bộ Nông Nghiệp Phát triển nông thôn quy hoạch vùng trồng nước ta Tây Nguyên phần Tây Bắc Mắc Ca thuộc nhóm lâm sản gỗ danh mục loài trồng lâm nghiệp Đến nay, nước có 28 tỉnh trồng Mắc Ca, với tổng diện tích 18.840 ha, tập trung chủ yếu hai vùng Tây Bắc Tây Nguyên; diện tích cho thu hoạch 6.853 ha, sản lượng năm 2021 ước đạt 8.514 hạt tươi/năm Tuy nhiên, tình trạng phát triển Mắc Ca tự phát số nơi, trồng theo phong trào không quy trình kỹ thuật, trồng nơi có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng khơng phù hợp, sử dụng giống không rõ nguồn gốc, xuất xứ, trồng giống thực sinh, nên nhiều diện tích sinh trưởng kém, sản lượng thấp khơng có Mặt khác, q trình chế biến Mắc Ca cịn đơn giản, sản phâm chưa tinh chất lượng chưa cao; thị trường tiêu thụ sản phâm chưa mở rộng; thiếu đồng chế, sách nhằm khuyến khích, thu hút tham gia người dân, doanh nghiệp đầu tư phát triển Mắc Ca Quyết định số 344/QĐ-TTg ngày 15 tháng năm 2022 phê duyệt “Đề án phát triển Mắc Ca giai đoạn 2021-2030 tầm nhìn đến năm 2050” ký Thủ tướng Chính phủ định hướng mục tiêu giải pháp phát triển Mắc Ca bền vững thời gian tới, nhằm đưa Mắc Ca trở thành lồi trồng quan trọng, đa mục đích, nâng cao thu nhập cho người dân, doanh nghiệp, góp phần phát triển kinh tế, xã hội bảo vệ môi trường, ổn định trị, trật tự an tồn xã hội, đặc biệt địa bàn vùng miền núi, vùng biên giới; đưa nước ta trở thành nước đứng đầu giới trồng, chế biến xuất khâu sản phâm Mắc ca [20] Trong mục tiêu cụ thể: -Sản lượng Mắc Ca qua chế biến đạt khoảng 130.000 hạt vào năm 2030, khoảng 500.000 hạt vào năm 2050 Giá trị kim ngạch xuất khâu sản phâm Mắc Ca đạt khoảng 400 triệu USD vào năm 2030, khoảng 2,5 tỷ USD vào năm 2050, tỷ lệ sản phâm Mắc Ca ngun vỏ khơng vượt 40% 11 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 -Để hoàn thành đề án cần phấn đấu tổng diện tích Mắc Ca nước đạt từ 130.000 150.000 vào năm 2030, tập trung tỉnh vùng Tây Bắc (khoảng 75.000 - 95.000 ha, chủ yếu tỉnh: Điện Biên, Lai Châu), vùng Tây Nguyên (khoảng 45.000 ha, chủ yếu tỉnh: Lâm Đồng, Đắk Nơng, Kon Tum) số địa phương có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng thích hợp với yêu cầu sinh thái Mắc Ca (khoảng 10.000 ha) -Nhằm nâng cao giá trị thương phâm cần khuyến khích thành phần kinh tế đầu tư xây dựng sở sơ chế, chế biến Mắc Ca gắn với vùng trồng nguyên liệu vùng Tây Bắc Tây Nguyên Tạo điều kiện cho doanh nghiệp đầu tư xây dựng khoảng nhà máy chế biến sâu sản phâm Mắc Ca có giá trị cao, cơng suất sở từ 10.000 - 15.000 hạt tươi/năm địa phương có điều kiện thuận lợi Với sách khuyến khích kịp thời quan chức tạo hành lang động lực phát triển mạnh mẽ cho sản phâm từ Mắc ca thời gian tới Tuy nhiên, để đạt mục tiêu theo đề án đặt cần phải có tham gia bên liên quan bao gồm: Nhà nông; Cơ sở chế biến; Nhà khoa học; Người tiêu dùng… Các nhà khoa học có vai trị đưa giải pháp thích hợp việc tuyển chọn giống, tối ưu điều kiện canh tác, công nghệ chế biến sản phâm giúp tạo sản phâm có giá trị cao phục vụ nhu cầu khách hàng Nhà khoa học cịn đóng vai trị nghiên cứu phát ích lợi sản phâm chế biến từ hạt Mắc Ca làm sở nâng cao giá trị sản phâm sử dụng Các sản phẩm từ Mắc Ca: -Sản phẩm từ cây: Mắc Ca loại thân gỗ lâu năm thuộc nhóm từ trung bình đến lớn họ Proteaceae Mắc Ca phát triển với chiều cao lên đến 20m tán rộng tới 15m [18] Vì lượng sinh khối thực vật đạt hàng m3 sử dụng vào nhiều mục đích khác cần thay lớn bị hư hại trình khai thác -Sản phẩm từ hạt: Hạt Mắc Ca (Nhân) chế biến từ theo sơ đồ thể hình 1.3 Quả Mắc Ca đến thời điểm thu hoạch loại bỏ vỏ vỏ hạt để thu nhận hạt phần ăn có giá trị cao 12 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 Vỏ Quả; Vỏ hạt Quả Mắc ca Bơ Phân bón Nhiên liệu Nhân Mắc ca Vật liệu che phủ Các sản phâm chế biến Salad oil Dầu Mắc ca Thức ăn gia súc Mỹ phâm Xà phịng, dầu tắm, kem dưỡng da Hình 1.3 Sơ đồ sản phẩm quy trình chế biến Mắc Ca Hạt Mắc Ca chế biến thành sản phâm Bơ thực vật sản phâm hạt chế biến khác rang, sấy, tâm ướp sữa, bột Nhân Mắc Ca tiến hành trình tách chất béo để thu nhận dầu thành phần có giá trị cao phục vụ cho nhiều mục đích khác như: Thực phâm (Dầu ăn); Mỹ phâm (Kem dưỡng da, dầu gội, xà phòng) Thành phần lại hạt Mắc ca sau tách chất béo sử dụng làm thức ăn gia súc -Sản phẩm từ phế phẩm chế biến: Ngồi nhân sản phâm chính, vỏ Mắc Ca chứa 14% ta-nin, 8-10% protein, sau chiết xuất ta-nin nước nóng, vỏ thường nghiền làm thức ăn gia súc Vỏ hạt có giá trị hơn, xưởng chế biến thường dùng vỏ hạt làm nhiên liệu, nghiền làm vật liệu hữu độn bầu ươm cây, độn đất chậu cảnh 13 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 1.3.2.Than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca Khí hóa từ vỏ hạt: Khi sử dụng phế phâm vỏ hạt từ trình chế biến nhằm thực q trình khí hóa nhóm tác giả Vũ Ngọc Linh đồng thu dịng khí tổng hợp tốc độ ổn định với nồng độ CO, H2 cao Than thu sau q trình khí hóa tương đối xốp chứa nhiều nhóm chức carboxyl hydroxyl bề mặt than cho thấy tiềm sử dụng phần cịn lại sau q trình khí hóa làm chất hấp phụ rẻ hiệu [21] Than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca sử dụng nghiên cứu Raed A Al-Juboori đồng cho thấy khả hấp phụ Nitrate nước cao [22] Hình 1.4.Than sinh học làm từ vỏ Mắc Ca 1.4 Ứng dụng than sinh học cải tạo chất lượng đất Than sinh học sử dụng chất cải tạo đất giúp cải thiện đặc tính sinh học lý hóa đất [23] Việc bổ sung than sinh học cho có khả cải thiện cấu trúc đất dẫn đến hệ tăng khả giữ nước lượng dinh dưỡng sẵn có đất, thay đổi cộng đồng vi sinh vật đất [24] Hơn nữa, than sinh học cho thấy khả hấp thụ muối cao làm giảm hấp thu natri (Na) thực vật, làm giảm áp lực nhiễm mặn đất thực vật [25] Cũng có báo cáo than sinh học cải thiện khả giữ phốt đất đất mặn kiềm [26] giảm độ mặn đất điều kiện khô hạn [27] Tuy nhiên, việc bổ sung than sinh học 14 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 lúc có lợi cho phát triển trồng, điều phụ thuộc vào loài thực vật, phương pháp sản xuất than sinh học quan trọng loại đất [28] Than sinh học thường làm tăng độ pH đất tính kiềm vốn có [29], điều gây bất lợi cho đất ven biển có giá trị pH cao Do đó, cần phải khắc phục nhược điểm than sinh học để cải tạo đất ven biển Yuan đồng sử dụng than sinh học axit pyroligneous đất ven biển để đánh giá phát triển đậu phộng, kết cho thấy cải thiện đặc tính đất khả giữ nước thành phần dinh dưỡng đất góp phần làm tăng suất đậu phộng [30] Khi nghiên cứu ảnh hưởng than sinh học đối tượng lúa mì tưới nước nhiễm mặn, tác giả Manpreet Singh đồng thấy có cải thiện đáng kể sinh khối mặt đất giải thích tác dụng có lợi than sinh học đặc tính đất EC đất, carbon hữu cơ, quần thể vi sinh vật, nước khả cung cấp chất dinh dưỡng, mật độ khối, tập hợp đất phát triển rễ [31] Khả hấp phụ muối than sinh học làm từ phế phụ phâm nông nghiệp để cải thiện chất lượng đất trồng lúa nhà khoa học nước nghiên cứu [32, 33] Kết nghiên cứu cho thấy, than sinh học làm từ phế phụ phâm nông nghiệp (trấu, rơm rạ) giúp cải thiện sinh trưởng lúa đất nhiễm mặn [34] Than sinh học từ phế phụ phâm nông nghiệp sử dụng để xử lý môi trường đất bị nhiễm mặn nhằm tăng giá trị phế phâm nông nghiệp Nó sử dụng để cải tạo đất nhằm đạt mục tiêu phát triển bền vững Nghiên cứu có tính ứng dụng cao xác định chế xử lý [32, 35], khả cải thiện sinh trưởng trồng khả giảm phát thải khí nhà kính than sinh học đất mặn công bố làm sở để ứng dụng vào thực tế ĐBSCL nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu 1.5 Cây lúa nước OM 5451 1.5.1 Nguồn gốc giống lúa OM 5451 Giống lúa OM 5451 giống lúa chọn từ tổ hợp lai Jasmine 85/OM2490, Viện lúa Đồng Sông Cửu Long chọn tạo Giống lúa trồng phổ biến khu vực Đồng Sông Cửu Long cho suất cao, phâm chất gạo đạt tiêu chuân xuất khâu 15 Khóa luận tốt nghiệp đại học – 06/2023 Hạt gạo từ giống lúa OM 5451 có hình dáng thon dài (khoảng 6.6 mm), bạc bụng, đục màu sữa Cơm dẻo vừa mềm, để nguội khơng bị cứng cơm Loại gạo cịn nhà ăn xí nghiệp, khu cơng nghiệp với số lượng nhân viên lớn lựa chọn, bán thị trường nước xuất khâu nước [36] 1.5.2 Đặc tính giống lúa OM 5451 Giống lúa OM 5451 có thời gian sinh trưởng khoảng 88 – 93 ngày (lúa xạ) vụ Đông Xuân, từ 90 – 95 ngày vụ Hè Thu trổ tập trung, chiều cao khoảng từ 100 cm Giống lúa OM 5451 có khả chống chịu rầy nâu, đạo ôn, đẻ nhánh mạnh Giống lúa OM 5451 cho suất cao, ước lượng vụ Đông Xuân đạt 7-9 tấn/ha, Hè thu đạt 6-7 tấn/ha, kiểu hình đẹp, bơng to chùm, chịu phèn, mặn khá, cứng cây, thích nghi rộng, hạt dài, trong, thơm nhẹ, phâm chất gạo tốt đạt tiêu chuân xuất khâu [36] 16