NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của ENZYME rác đến CHẤT LƯỢNG đất NÔNG NGHIỆP

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Tổng quan về đất

Đất là hỗn hợp các chất khoáng, hữu cơ, vô cơ, không khí và nước, có khả năng duy trì sự sống cho thực vật trên bề mặt trái đất Thành phần chủ yếu của đất là chất rắn, bao gồm chất rắn vô cơ và hữu cơ, chiếm gần 100% khối lượng đất Đất hình thành từ sự kết hợp của sáu yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình, nước và thời gian Là một hệ mở, đất thường xuyên trao đổi chất và năng lượng với khí quyển, thủy quyển và sinh quyển Đất là tầng mặt tơi xốp của lục địa, có khả năng tạo ra sản phẩm cây trồng Đất đai có ranh giới, vị trí và diện tích cụ thể, với các thuộc tính tương đối ổn định hoặc thay đổi theo chu kỳ, ảnh hưởng đến việc sử dụng đất trong hiện tại và tương lai dựa trên các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội như thổ nhưỡng, khí hậu, địa hình, địa mạo, địa chất, thủy văn, thực vật và hoạt động sản xuất của con người.

1.1.2 Khái niệm về chất lượng đất

Chất lượng đất đai đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tính bền vững và hệ sinh thái tự nhiên Các yếu tố cụ thể như hàm lượng dinh dưỡng, khả năng trao đổi cation (CEC), độ pH và thành phần cơ giới của đất đều ảnh hưởng đến độ phì nhiêu của đất.

Một thuộc tính quan trọng của đất ảnh hưởng đến tính bền vững của nó đối với các kiểu sử dụng cụ thể bao gồm các loại đất như đất cát, đất mặn, đất phèn và đất phù sa Ngoài ra, độ dốc của đất cũng là một yếu tố cần xem xét, với các mức độ như 0 - 3° và trên 3 - 8° Tham khảo TCVN 8409:2012 để hiểu rõ hơn về các tiêu chuẩn này.

Phân loại và hoạt động quản lý đất

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is crucial for enhancing crop yields and sustainability Enzymes play a significant role in various biochemical processes that affect the nutritional and sensory attributes of food Understanding how these enzymes influence the quality of agricultural products can lead to improved farming practices and better food preservation methods This research emphasizes the need for innovative approaches to enzyme application in agriculture to optimize product quality and ensure food safety.

SVTH: Hồ Đình Tài GVHD: Ths.Trần Thị Yến Anh 4

Các loại đất bao gồm: a) Đất trồng cây hàng năm như đất trồng lúa và các cây hàng năm khác; b) Đất trồng cây lâu năm; c) Đất rừng sản xuất; d) Đất rừng phòng hộ; đ) Đất rừng đặc dụng; e) Đất nuôi trồng thủy sản; g) Đất làm muối; h) Đất nông nghiệp khác, bao gồm đất xây dựng nhà kính và các công trình phục vụ trồng trọt, cũng như chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và các động vật hợp pháp khác; đất phục vụ cho nghiên cứu và thí nghiệm; đất ươm tạo giống cây, con và đất trồng hoa, cây cảnh.

1.2.1.2 Nhóm đất phi nông nghiệp

Các loại đất bao gồm: a) Đất ở tại nông thôn và đô thị; b) Đất xây dựng trụ sở cơ quan; c) Đất sử dụng cho quốc phòng, an ninh; d) Đất xây dựng công trình sự nghiệp như cơ sở văn hóa, xã hội, y tế, giáo dục, thể dục thể thao, khoa học và công nghệ; đ) Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp như khu công nghiệp, đất thương mại, dịch vụ và đất cho hoạt động khoáng sản; e) Đất công cộng như giao thông, thủy lợi, di tích lịch sử - văn hóa, khu vui chơi giải trí; g) Đất cơ sở tôn giáo, tín ngưỡng; h) Đất nghĩa trang, nhà tang lễ; i) Đất mặt nước chuyên dùng; k) Đất phi nông nghiệp khác như nhà nghỉ cho lao động và kho chứa nông sản.

1.2.1.3 Nhóm đất chưa sử dụng

Bao gồm các loại đất chưa xác định mục đích sử dụng

Đặc tính của đất

Các tính chất vật lý của đất bao gồm kết cấu, cấu trúc, mật độ, độ xốp, tính nhất quán, nhiệt độ và màu sắc

Các đặc tính của đất bị ảnh hưởng bởi nhiều quá trình như xâm nhập, xói mòn, chu kỳ dinh dưỡng và hoạt động sinh học Những đặc tính này quyết định sự phù hợp của đất cho các mục đích sử dụng khác nhau, bao gồm khả năng thấm nước mưa, làm lớp nền cho đường và độ bền trong xây dựng.

1.3.2 Các tính chất hóa học

Các đặc tính hóa học của đất bao gồm phốt pho, nitơ, cation chính, ion kim loại, khả năng trao đổi cation, độ dẫn điện, enzyme, chất hữu cơ và carbon, độ bão hòa bazơ, độ mặn, tỷ lệ hấp phụ natri và pH Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ màu mỡ của đất, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây trồng.

Tính chất hóa học Chức năng Nồng độ tối ưu

Một chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật và động vật

Nồng độ tối ưu là 30 đến

Nồng độ tối ưu là 25-50 mg-N / kg-đất ion chính Canxi (Ca), magie (Mg), kali (K) là những chất

Ca:> 300 mg / kg- đất; Mg:> 35 mg / kg-

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products highlights their crucial role in enhancing crop yields and improving nutritional value Enzymes can significantly influence the biochemical processes in plants, leading to better growth and development Understanding these effects is essential for optimizing agricultural practices and ensuring sustainable food production By leveraging enzyme technology, farmers can achieve higher quality outputs and contribute to the overall efficiency of the agricultural sector.

Hồ Đình Tài, dưới sự hướng dẫn của Ths Trần Thị Yến Anh, đã trình bày về 6 dinh dưỡng thiết yếu cho động thực vật Các ion này có thể ảnh hưởng đến đặc tính của đất, chẳng hạn như hiện tượng đóng vảy do natri dư thừa, và các quá trình trong đất như khả năng đệm Đối với kali, nồng độ lý tưởng là từ 40-80 mg/kg đất, trong khi natri không nên vượt quá 15% khả năng trao đổi cation của đất.

Nồng độ tối ưu là 30-40 mg-S / kg-đất

Các nguyên tố vi lượng

Một số kim loại vi lượng như molipđen (Mo), đồng (Cu), bo (B), mangan (Mn), sắt (Fe) và kẽm (Zn) là cần thiết cho sự phát triển của động thực vật Tuy nhiên, hầu hết các kim loại vi lượng này đều có thể trở thành độc hại khi đạt đến một nồng độ nhất định.

Nồng độ các kim loại vi lượng trong đất bao gồm: Asen (As) từ 4 mg/kg-đất, Đồng (Cu) từ 2-50 mg/kg-đất, Kẽm (Zn) từ 1-200 mg/kg-đất, Mangan (Mn) từ 2-25 mg/kg-đất, và Sắt (Fe) từ 20-30 mg/kg-đất Đối với các kim loại vi lượng không thiết yếu, tác động độc hại của chúng có sự thay đổi tùy theo loại thảm thực vật.

Khả năng trao đổi các nguyên tố vi lượng Ảnh hưởng đến sự sẵn có của các chất dinh dưỡng và chất ô nhiễm

Nồng độ muối trong đất là một chỉ số quan trọng, ảnh hưởng đến sự sẵn có và vận chuyển các chất dinh dưỡng cũng như chất ô nhiễm Để đảm bảo môi trường đất khỏe mạnh, nồng độ muối nên duy trì ở mức dưới 8 dS/cm.

Đất có nhiều tác dụng quan trọng, bao gồm cung cấp chất dinh dưỡng thiết yếu, cải thiện các đặc tính vật lý như cấu trúc, độ xốp và khả năng thẩm thấu Ngoài ra, đất còn có khả năng giữ lại các chất ô nhiễm, ổn định độ pH và duy trì khả năng đệm, góp phần vào sự bền vững của môi trường.

2-8% đất, theo trọng lượng Độ bão hòa cơ bản

Chỉ số về khả năng trao đổi ion phụ thuộc vào canxi, magiê và kali Độ bão hòa bazơ thấp có thể cho thấy đất chứa nhiều nhôm có khả năng trao đổi, điều này có thể gây bất lợi cho sự phát triển của cây trồng.

40-80% đối với canxi, 10- 40% đối với magiê (Mg) và 1-5% đối với kali (K)

Enzyme làm trung gian cho nhiều quá trình hóa học trong đất

Quy trình thay đổi đất và enzyme cụ thể nhằm mục tiêu giảm độ mặn, một vấn đề nghiêm trọng do nồng độ natri cao gây ra Độ mặn cao không chỉ ảnh hưởng đến cấu trúc đất mà còn làm giảm khả năng phát triển của cây trồng Để đánh giá độ mặn, việc đo độ dẫn điện là cần thiết, với các giá trị lớn hơn 16 dS/cm cho thấy đất đang bị ô nhiễm mặn nghiêm trọng.

Tỷ lệ hấp phụ natri

Một chỉ số về nồng độ natri trong đất Nồng độ natri tăng cao tác động tiêu cực đến cấu trúc đất

Giá trị pH lớn hơn 13 cho thấy đất có nhiều chất bẩn, ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật và sự sẵn có, khả năng di chuyển của các chất dinh dưỡng cũng như chất ô nhiễm.

Bảng 1.1: Tính chất hóa học của đất

1.3.3 Các tính chất sinh học

Tính chất sinh học của đất là sự hoạt động của VSV trong đất

Số lượng và chủng loại vi sinh vật (VSV) trong các loại đất khác nhau có sự khác biệt đáng kể Khi đất có đủ điều kiện như chất hữu cơ phong phú, độ ẩm thích hợp, không khí và pH lý tưởng, cùng với việc không có các yếu tố tiêu diệt như hóa chất, hệ VSV sẽ phát triển mạnh mẽ Các quá trình phân hủy và khoáng hóa của VSV trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products has gained significant attention Enzymes play a crucial role in enhancing the nutritional value and shelf life of crops Understanding how these enzymes affect product quality can lead to improved agricultural practices and better food safety standards By optimizing enzyme activity, farmers can achieve higher yields and maintain the integrity of their produce This research is essential for advancing sustainable agriculture and ensuring food security.

Trong đất, chỉ khoảng 2-3% vi sinh vật (VSV) gây bệnh, trong khi phần lớn còn lại là vô hại và hữu ích Hệ vi sinh vật trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng sinh thái, do đó, bệnh dịch chỉ xảy ra khi có sự mất cân bằng này.

Các biện pháp cải tạo chất lượng đất

- Rửa trôi, hạ độ chua của đất bằng cách bón vôi;

- Bón phân cung cấp chất dinh dưỡng cho đất

- Cải thiện độ thoáng khí của đất;

- Tăng độ xốp và độ thấm nước của đất;

- Luân canh cây trồng hợp lý

Tổng quan về Enzyme rác

Enzyme rác là sản phẩm được phát triển bởi Tiến sĩ Rosukon từ Thái Lan, được tạo ra từ quá trình lên men các chất thải thực vật như trái cây, vỏ trái cây và rau thừa, kết hợp với đường (đường nâu, đường thốt nốt hoặc mật rỉ đường) và nước Sản phẩm này có màu nâu sẫm và mùi chua ngọt giống như giấm khi lên men.

Chất lỏng này là một loại chất đa chức năng, có khả năng tạo ra xúc tác sinh học và phân hủy cấu trúc của các chất bẩn Ngoài ra, nó còn cung cấp nguồn hữu cơ, hỗ trợ các hoạt động sống của cây trồng.

Nguyên vật liệu và tỷ lệ tạo nên Enzyme rác

Rác thải hữu cơ bao gồm vỏ trái cây, vỏ rau củ, và các loại dược liệu có tinh dầu như vỏ cam, vỏ bưởi, nha đam, hương nhu, bồ hồn, và dứa Những sản phẩm này có thể được tận dụng từ rác thải gia đình, ngoại trừ các loại rác bếp không thể ủ như xương cá và trái cây hư hỏng.

Mật rỉ đường: làm chất xúc tác giúp đẩy nhanh quá trình ủ, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật phát triển ở giai đoạn đầu

Nước sạch: nếu sử dụng nước máy thì nên để mặt thoáng trong 24h giúp nước bốc hơi lượng Clo

Vật liệu ủ: các loại chai nhựa, bình nhựa có khả băng dãn nở Không sử dụng các bình thủy tinh Vật liệu ủ phải có nắp đậy kín

Thành phần để điều chế Enzyme rác bao gồm mật rỉ đường, bã rau củ quả và nước được ủ theo tỷ lệ 1 (mật rỉ đường): 3 (rác thải): 10 (nước)

Để thúc đẩy quá trình lên men, rau củ quả cần được cắt nhỏ trước khi cho vào bình ủ Trong tháng đầu tiên, khí sinh ra sẽ được thải ra hàng ngày, vì vậy nên mở nắp bình hai ngày một lần Sau vài tuần, lượng khí sẽ giảm, chỉ cần khuấy đều một hoặc hai tuần một lần Các thùng chứa nên được đặt ở khu vực mát mẻ để đảm bảo quá trình lên men diễn ra hiệu quả.

Thành phẩm có mùi chua như giấm, màu nâu sẫm và chất lỏng hơi đục với độ pH 4,5 Trong quá trình lên men thực phẩm, các loài vi khuẩn chiếm ưu thế bao gồm Leuconostoc, Acetobacter và Lactobacillus, trong khi Hanseniaspora và Kazachstania là những loài nấm chủ yếu.

Enzyme rác được ủ trong tối thiểu 3 tháng, sau đó tiến hành chiết rót enzyme bằng cách lọc bỏ bã, trữ dung dịch enzyme vào chai dể dùng [11]

Ứng dụng của enzyme rác

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products reveals significant insights Enzymes play a crucial role in enhancing the quality of crops, influencing factors such as growth, yield, and nutrient content Understanding these effects can lead to improved agricultural practices and better crop management strategies The study emphasizes the importance of enzyme activity in optimizing agricultural outputs and ensuring sustainable farming practices.

- Enzyme rác là một loại chất lỏng đa chức năng có khả năng tạo ra xúc tác sinh học và phá vỡ cấu trúc các chất bẩn

Thay đổi khí hậu là một vấn đề nghiêm trọng, và enzyme rác đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động của nó Quá trình xúc tác của enzyme này giải phóng khí ozone (O3), giúp giảm lượng carbon dioxide (CO2) trong khí quyển Nhờ đó, enzyme rác góp phần làm giảm hiệu ứng nhà kính và chống lại sự nóng lên toàn cầu.

Pha loãng dung dịch enzyme rác để xịt có khả năng làm sạch không khí và khử mùi hôi hiệu quả Nhờ tính năng diệt khuẩn, sản phẩm này giúp không khí trở nên trong lành hơn.

- Làm sạch nhà cửa: lau chùi nhà sẽ giúp sàn nhà sạch sẽ và dung dịch GE từ vỏ của hoa củ quả này có mùi thơm dễ chịu

Sử dụng dung dịch GE để làm sạch toilet không chỉ giúp loại bỏ cặn bẩn mà còn cân bằng vi khuẩn có hại, đồng thời xua đuổi muỗi, dán và chuột, mang lại không gian vệ sinh an toàn và sạch sẽ.

Giữ cho nhà bếp luôn sạch sẽ bằng cách sử dụng dung dịch GE đã pha loãng để lau chùi tủ, lò nướng và các thiết bị nhà bếp, giúp loại bỏ hiệu quả những vết bẩn cứng đầu.

- Giữ cho quần áo được sạch sẽ: ngâm quần áo với một lượng nhỏ GE có thể giảm bột giặt, dung dịch giúp làm quần áo mềm hơn

- Làm sạch rau củ quả: khi rửa rau quả cho một lượng nhỏ GE có thể làm sạch thuốc trừ sâu, an toàn hơn nhờ tính sát khuẩn

Chăm sóc da hiệu quả bằng cách pha loãng GE với tỷ lệ 1:10 vào nước gội đầu, nước tắm và nước rửa Phương pháp này không chỉ giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất độc hại mà còn trung hòa chúng, bảo vệ da khỏi dị ứng và cải thiện các vấn đề về da, mang lại làn da mềm mại hơn.

- Chăm sóc vật nuôi: dung dịch GE pha loãng tắm cho chúng, phun xịt chuồng khử mùi hôi của gia súc, chúng sẽ lớn, khỏe, lông mọc tốt hơn

- Chăm sóc xe cộ: cho một lượng nhỏ vào két nước giúp làm giảm nhiệt động cơ, phun khử mùi trong xe và làm sạch xe

- Giảm thiểu ô nhiễm: khí metan thải ra từ rác thải bỏ đi có thể giữ nhiệt gấp 21 lần CO2, làm giảm đi tình trạng nóng lên toàn cầu

- Làm sạch nước ngầm: enzyme rác chảy dưới lòng đất sẽ làm sạch sông và biển

- Ngăn chặn sự tắt nghẽn đường ống thoát nước: giải phóng các chất cặn bã tích tụ trong đường ống bồn rửa mặt hoặc bồn cầu

Chăm sóc cây trồng hiệu quả bằng cách tưới cây bằng dung dịch enzyme rác pha loãng, giúp cây kháng bệnh, kích thích sự phát triển của rễ và chồi, từ đó cây sẽ phát triển mạnh mẽ Để cải tạo đất, hãy tưới enzyme rác xuống đất liên tục trong một tháng, giúp tăng cường độ màu mỡ và phì nhiêu của đất nhanh chóng.

Dung dịch enzyme rác trong nông nghiệp có khả năng chống lại côn trùng gây bệnh, diệt cỏ tự nhiên và làm sạch không khí, nước, cũng như môi trường xung quanh trang trại Ngoài ra, enzyme rác còn có thể được sử dụng để sản xuất phân bón cho rau, giúp giảm lượng phân hóa học cần thiết.

- Trong quản lý chất thải rắn: ngăn ngừa và làm giảm tất cả các hình thức ô nhiễm từ việc quản lý và đốt chất thải rắn không đúng cách

Dịch enzyme rác, được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ, giúp tiết kiệm không gian ở bãi rác bằng cách giảm thiểu lượng rác thải ra môi trường.

Enzyme rác có khả năng chuyển đổi amoniac thành nitrat (NO3 -), đóng vai trò như một loại hoocmôn tự nhiên và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng Đồng thời, enzyme này cũng chuyển đổi carbon dioxide thành cacbonat (CO3 2-), mang lại lợi ích cho thực vật biển và các sinh vật sống trong môi trường nước.

Tình hình nghiên cứu về Enzyme rác trên thế giới và ở Việt Nam

Tiến sĩ Rosukon Poompanvong đã nghiên cứu enzyme xử lý rác trong 30 năm, phát hiện rằng enzyme này được tạo ra từ quá trình lên men chất thải rau quả và chứa nhiều enzyme hoạt động cùng hệ vi sinh phong phú Phương pháp sản xuất enzyme rất đơn giản và dễ thực hiện, đã được áp dụng rộng rãi trong các hộ gia đình, đặc biệt tại Đông Nam Á và Nhật Bản Việc sản xuất enzyme từ rác nhà bếp không chỉ kinh tế mà còn thân thiện với môi trường Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng enzyme xử lý rác có tác động tích cực đến nitơ hữu hiệu trong đất, tổng lượng nitơ, chất hữu cơ và kali Hơn nữa, enzyme này còn giúp phân hủy dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và cải thiện độ phì nhiêu của đất, với sự gia tăng số lượng giun đất được ghi nhận trong các bài kiểm tra Tổng lượng nitơ trong đất bao gồm nitơ hữu cơ và nitơ vô cơ, trong đó chỉ 5% là nitơ vô cơ mà cây có thể hấp thụ Chất hữu cơ chủ yếu đến từ phân bón, mùn và vi sinh vật, bao gồm xenlulo, lignin, tinh bột, đường, lipid và protein, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng đất.

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is essential for improving food safety and sustainability Understanding how enzymes affect the biochemical processes in crops can lead to enhanced nutrient retention and better overall product quality This study emphasizes the significance of enzyme activity in agricultural practices and its implications for the agricultural industry By optimizing enzyme use, farmers can achieve higher yields and improve the quality of their produce, ultimately benefiting consumers and the environment.

Đất là nguồn cung cấp dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển của thực vật, bao gồm carbon, hydro, oxy, lưu huỳnh và các vi lượng cần thiết Những thành phần này không chỉ hỗ trợ sự sinh trưởng của cây trồng mà còn điều chỉnh chất lượng và hiệu suất hóa học của đất.

Hiện nay, nhiều nghiên cứu đang được tiến hành về việc ứng dụng enzyme rác trong các hoạt động hàng ngày, nông nghiệp và xử lý vấn đề môi trường Tại Thái Lan, tiến sĩ Rusukon đã phát triển enzyme rác để giải quyết tình trạng rác thải ngày càng gia tăng.

Quả mật nhân Trung Quốc (Gleditsia sinensis) đã được sử dụng trong hơn 2000 năm như một chất tẩy rửa Nghiên cứu này nhằm khám phá các đặc tính và ứng dụng của enzyme rác mật ong Trung Quốc (CHGE), được tạo ra từ sự pha trộn trái cây mật ong và chất thải tươi Kết quả cho thấy CHGE có quần xã vi sinh ít hơn và sức căng bề mặt thấp hơn so với GE Ngoài ra, CHGE còn có độ nhớt, độ ổn định bọt và độ ổn định nhũ tương cao hơn GE Đặc biệt, CHGE kích thích hoạt động enzym amylase, cellulase, lipase và protease mạnh mẽ hơn GE Với khả năng tẩy rửa vượt trội, CHGE có thể loại bỏ đáng kể dư lượng thuốc trừ sâu sau 30 phút ngâm với độ pha loãng 100 lần Nghiên cứu khẳng định rằng CHGE là một chất tẩy rửa sinh học an toàn và thân thiện với môi trường, mang lại hiệu quả giặt tẩy đáng kể.

C Arun và P Sivashanmug đã đánh giá hoạt động và tiềm năng khử trùng của enzyme rác thải cũng như nghiên cứu các ảnh hưởng của nó đối với việc giảm tổng chất rắn, chất lơ lửng và các mầm bệnh trong bùn thải hoạt tính Kết quả cho thấy enzyme rác tạo hoạt động protease, amylase, lipase và làm giảm 37.2% chất rắn tổng, 38.6% chất rắn lơ lửng và 99% tác nhân gây bệnh trong bùn thải hoạt tính Kết quả quan trọng này có thể giúp cho các nhà nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý bùn công nghiệp một cách than thiện với môi trường của enzyme rác với phương pháp xử lý vật lý, hóa học khác nhau để cải thiện việc sản xuất khí sinh học từ các đơn vị tiêu hủy bùn [15]

Nghiên cứu của Fazna Nazim và V Meera về "Giải pháp xử lý nước xám nhân tạo sử dụng 5% và 10% enzyme rác" cho thấy việc sử dụng enzyme rác ngay sau khi ủ và lọc đã giúp xử lý nước xám hiệu quả Sau 27 ngày, các tiêu chuẩn nước thải đã được đáp ứng, với thời gian xử lý giảm xuống chỉ còn 5 ngày Cả hai nồng độ 5% và 10% enzyme rác đều cho kết quả xử lý nước xám tốt Đặc biệt, nghiên cứu chỉ ra rằng nitơ ammoniac và phốt phát có thể được loại bỏ hoàn toàn nhờ vào giải pháp enzyme rác.

Suraj Negi, Ashootosh Mandpe, Athar Hussain và Sunil Kumar đã nghiên cứu hiệu ứng đồng loạt của ấu trùng giòi và enzyme rác trong việc ủ nhanh rác thực phẩm với rơm lúa mì hoặc rác sinh khối Việc bổ sung enzyme rác và ấu trùng giòi đã xác định được ảnh hưởng tích cực đến hệ thống ủ, với quá trình phân hủy sinh học diễn ra nhanh chóng chỉ trong 17 ngày Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng enzyme rác đã nâng cao hiệu suất của quá trình ủ phân, dẫn đến tổn thất đáng kể về chất hữu cơ và giảm tỷ lệ C/N, chỉ ra sự phân hủy hiệu quả của chất thải Phân thu được từ quá trình ủ đáp ứng các tiêu chuẩn phân bón tại Ấn Độ, Anh và Hoa Kỳ Bên cạnh khả năng ủ phân nhanh, ấu trùng giòi cũng cho thấy hiệu quả trong việc giảm thiểu sự tích tụ của kim loại nặng, cho thấy rằng sự kết hợp giữa ấu trùng giòi và enzyme rác có thể là một giải pháp khả thi cho việc ủ nhanh chất thải lignocellulosic.

1.7.2 Tình hình nghiên cứu Enzyme rác ở Việt Nam

Dự án Hue GE Tour đã phát triển dung dịch enzyme từ nước, vỏ hoa quả, bồ hòn và đường, với công thức 10 nước + 1,5 vỏ hoa quả + 1,5 bồ hòn + 1 đường để tạo ra Garbage Enzyme bồ hòn Bồ hòn chứa saponin, một chất tự nhiên có khả năng thay thế hoàn toàn bột giặt và chất tẩy rửa hóa học, tạo ra bọt nhẹ khi tiếp xúc với nước nhờ tính hoạt động bề mặt giống như xà phòng Sản phẩm không chỉ tẩy rửa hiệu quả mà còn diệt khuẩn, an toàn cho da tay và giữ độ bền cho vải vóc, đặc biệt là với các loại vải nhạy cảm như len và lụa Ngoài việc sử dụng để giặt quần áo, dung dịch này còn có thể dùng làm dầu gội, rửa chén bát và lau chùi đồ vật.

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is crucial for enhancing food safety and sustainability Understanding how these enzymes affect crop quality can lead to improved agricultural practices and better yield outcomes By investigating the role of specific enzymes, we can develop strategies to optimize the quality of agricultural products, ensuring they meet consumer standards and contribute to healthier diets.

PGS.TS Đặng Thị Cẩm Hà, Viện Công nghệ Sinh học, đã chủ trì đề tài “Chế phẩm sinh học - xử lý rác thải nhựa do người Việt Nam tạo ra” Sau 30 ngày xử lý, các enzyme từ các chủng xạ khuẩn ưa nhiệt ở nhiệt độ 55°C cho thấy khả năng phân hủy túi polymer và plastic với hiệu suất cao Cụ thể, túi nhựa có chứng nhận của EU giảm từ 34-37% khối lượng, trong khi túi nghiên cứu của Viện hàn lâm KH-CN Việt Nam giảm tới 91% khối lượng phân tử trung bình khi xử lý bằng xạ khuẩn Streptomyces sp.XKBD21 Chế phẩm này không chỉ tăng tốc độ phân hủy rác thải nhựa mà còn giúp ủ phân từ một số loại rác hữu cơ, tạo ra sản phẩm đạt chuẩn có thể sử dụng để cải tạo đất bền vững hoặc làm phân bón an toàn.

ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu

- Đất nông nghiệp được lấy từ Hòa Vang

Enzyme rác được mua từ Công ty TNHH MTV Công Nghệ Sinh Học Minh Hồng, là sản phẩm dung dịch vừa được lọc sau quá trình ủ Sản phẩm này được tạo ra từ vỏ cam và vỏ thơm, mang lại hiệu quả cao trong việc xử lý chất thải hữu cơ.

Địa điểm tiến hành thí nghiệm

- Tại phòng thí nghiệm Môi Trường – Khoa CNHH Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật – Đại Học Đà Nẵng

Phương pháp nghiên cứu

Thu thập thông tin từ các bài báo khoa học, những công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài gồm có:

- Tình trạng đất nông nghiệp

- Đặc điểm, tính chất của đất nông nghiệp

- Quy trình ủ enzyme rác từ rác thải

- Ứng dụng của enzyme rác

- Tình hình nghiên cứu enzyme rác trong xử lý đất nông nghiệp

2.3.2 Phương pháp thực nghiệm 2.3.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Công thức Đất (gam) Nước (ml) Enzyme rác

Lấy 10g mẫu đất cho vào hũ nhựa, sau đó thêm nước và enzyme theo tỷ lệ đã nêu Mỗi công thức cần được lặp lại 3 lần để đảm bảo độ chính xác trong thí nghiệm.

The study investigates the impact of enzymes on the quality of agricultural products It emphasizes how enzyme activity can significantly influence the characteristics of crops, ultimately affecting their market value Understanding these effects is crucial for optimizing agricultural practices and enhancing product quality This research aims to provide insights that can lead to improved agricultural outputs and better resource management in farming.

Chuẩn bị mẫu bằng cách đậy kín nắp và ủ kị khí trong khu vực tối Sau 2, 4 và 6 tuần, mẫu sẽ được thu thập để bảo quản và phân tích theo một số chỉ tiêu khảo sát.

Công thức CT1 được sử dụng để so sánh với công thức đối chứng ĐC, nhằm đánh giá tiềm năng xử lý đất của enzyme rác thông qua sự thay đổi theo thời gian.

Lấy mẫu đặt trên máy lắc tròn trong 25 phút đề hòa tan mẫu, sau đó lọc qua giấy lọc để lấy mẫu (nước) đem đi phân tích

Hình 2: Máy lắc tròn Hình 3: Lọc mẫu

2.3.2.2 Phương pháp phân tích pH pH đất phù hợp và chính xác là điều cần thiết để đảm bảo tối ưu cho cây trồng phát triển cũng như năng suất của mùa vu ̣, vì nó hỗ trợ sự hấp thụ chất dinh dưỡng cho cây Kiểm tra pH đấ t giú p việc lựa cho ̣n cây trồng phù hợp nhất cho vùng đất canh tác pH luôn là yếu tố tiên quyết ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý đất, đặc biệt là các hệ thống vi sinh Tùy vào điều kiện môi trường mà pH có thể cao hoặc thấp mà mức ảnh hưởng của pH đến hệ thống sinh học khác nhau

1 Ta dùng máy đo pH để đo pH của mẫu (nước được lọc ra từ mẫu đất);

2 Sử dụng mẫu đã ủ cho vào cốc thuỷ tinh, thêm vào đó lượng nước cất theo tỉ lệ 1:1 (10ml nước cất cho mẫu 10ml đất);

4 Để im mẫu và chờ khoảng 15p để đạt được kết quả tốt nhất;

5 Sau khi chờ, sử dụng máy đo pH cho vào mẫu và xem kết quả

2.3.2.3 Phương pháp phân tích NH 4 +

Phương pháp xác định NH4 + -N được đo bằng phương pháp nitroprusside

Nguyên lý: Phản ứng nitroprosside tạo màu xanh của inophenol, đo ở bước sóng

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products reveals significant insights Enzymes play a crucial role in enhancing the nutritional value and shelf life of crops Understanding how these enzymes affect agricultural quality can lead to improved farming practices and better crop yields This study emphasizes the importance of enzymatic activity in agriculture, highlighting its potential benefits for food quality and safety.

Hình 5: Dây chuyền phàn ứng tạo màu indophenol

Dụng cụ và hóa chất:

STT Dụng cụ Số lượng

5 Bình định mức 100ml 1 cái

6 Bình tam giác 50ml 2 cái

9 Nút mài cắm ống sinh hàn hồi lưu nước 1 cái

12 Bình tia nước cất 1 cái

15 Giá để ống tube 4 cái

STT Hóa chất Số lượng

4 sodium nitroprusside dissolved in 1 liter pure water 0.12 g

The research investigates the impact of enzymes on the quality of agricultural products It highlights how enzyme activity can influence various factors that determine product quality in farming Understanding these effects is crucial for optimizing agricultural practices and enhancing yield The study emphasizes the importance of enzymes in improving the overall quality of crops, which is essential for sustainable agriculture.

Để chuẩn bị các chất chuẩn, chúng ta cần pha chế các dung dịch có nồng độ 0,2, 4, 6, 8, 10 ppm vào các bình 50ml Các bước tiến hành bao gồm hòa tan 0,191 g NH4Cl trong dung dịch KCl 1M và định mức đến 500 ml, tạo ra nồng độ cuối cùng là 100 μg N/ml Từ dung dịch này, chúng ta sẽ chuẩn bị 6 chất chuẩn NH4+ với nồng độ 0,2, 4, 6, 8, 10 ppm trong các bình 50ml.

1, 2, 3, 4, 5 ml từ dung dịch nồng độ cuối cùng vào 6 bình 50ml tương ứng, sau đó tạo thành 50ml

Quy trình tiến hành thí nghiệm:

Tùy thuộc vào đối tượng nghiên cứu như phân bón, đất đai hay nước, phương pháp chuẩn bị dung dịch nghiên cứu để định lượng đường sẽ khác nhau, nhưng vẫn tuân theo những nguyên tắc chung nhất định.

 Dung dịch chiết cần được pha loãng 2-5 lần, kiểm tra ít mẫu trước khi làm thí nghiệm

 Thêm 5 ml thuốc thử A và 1 ml dịch chiết đất hoặc chất chuẩn amoni vào các ống 20 ml Trộn đều

 Sau 15 phút, thêm vào mỗi ống 5ml thuốc thử B

 Trộn đều và để trong bóng tối trong 30 phút, cho đến khi màu xanh lam lộ ra

Hình 6 : Mẫu sau khi thêm thuốc thử A và thuốc thử B

 Sau đó, các ống này có thể được đọc ở bước sóng 655 nm bằng cách sử dụng máy quang phổ UV-VIS

Hình 7: Máy quang phổ UV-VIS

2.3.2.4 Phương pháp phân tích NO 3 -

Phương pháp xác định NO3 - được đo bằng phương pháp hydrazine reduction

Phương pháp mô tả trong bài viết này liên quan đến việc khử nitrat thành nitrit bằng hydrazin với sự hỗ trợ của đồng Quy trình này không yêu cầu thiết bị đặc biệt và có thể thực hiện mà không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng phòng thí nghiệm thông thường hay sự thay đổi nhiệt độ môi trường trong khoảng từ 23 đến 27 °C.

6 Bình tam giác 50ml 2 cái

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is crucial for enhancing crop yields and sustainability Enzymes play a significant role in various biochemical processes, affecting the nutritional value and safety of food Understanding how these enzymes influence agricultural quality can lead to improved farming practices and better product outcomes This research is essential for developing innovative solutions that enhance the efficiency and effectiveness of agricultural production.

9 Nút mài cắm ống sinh hàn hồi lưu nước 1 cái

12 Bình tia nước cất 1 cái

15 Giá để ống tube 4 cái

1 Dung dịch NaOH Hòa tan 11 g NaOH (loại nhiếp chính) trong nước tinh khiết đến 500 ml

Hòa tan 5,4 g CuSO4 / H2O (loại nhiếp chính) trong nước tinh khiết và định mức đến

500 ml Đây là dung dịch gốc, nên pha loãng đến 500 lần khi được sử dụng

3 Dung dịch hydrazine sulfat Hòa tan 0,275 g hydrazin sulfat trong nước tinh khiết đến 500 ml

(Nếu chúng ta không cần quá nhiều, chỉ cần hòa tan 0,11 g hydrazine sulfat trong nước tinh khiết để tạo thành 200 ml.)

Hòa tan 100 ml axeton trong 500 ml nước tinh khiết

Hòa tan 5 g sulphanilamit trong dung dịch hỗn hợp gồm 50 ml HCl nồng độ cao và

300 ml nước tinh khiết Sau đó, định mức đến 500 ml (Nếu không cần nhiều thì chỉ cần chuẩn bị 200ml là được)

Hòa tan 0,5 g N- (1-naphtyl) -etylen-etylen trong 500 ml nước tinh khiết Nếu bạn không cần quá nhiều, chỉ cần chuẩn bị đủ thuốc thử cho thí nghiệm của bạn

Dung dịch chuẩn NO3: Chúng ta cần pha nồng độ KNO3 chuẩn bằng 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 và 1,0 ppm

Để thực hiện, hòa tan 0,360 g KNO3 (bậc nhiếp chính) trong dung dịch KCl 1M và định mức đến 500 ml, đạt nồng độ cuối cùng là 100 μg N/ml Từ dung dịch này, tiến hành pha loãng thêm để tạo ra các nồng độ 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 và 1,0 ppm.

Quy trình tiến hành thí nghiệm:

1 Thêm 5 ml dịch chiết đã pha loãng thích hợp (thời gian pha loãng tùy thuộc vào mẫu chiết xuất, khuyến nghị 100 lần) vào các ống 20ml

2 Sau đó thêm 1 ml dung dịch NaOH, trộn đều;

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is crucial for improving food safety and nutrition Enzymes play a significant role in various biochemical processes that enhance the quality of crops Understanding how these enzymes affect agricultural output can lead to better farming practices and higher yield This research aims to explore the relationship between enzyme activity and the overall quality of agricultural products, contributing to advancements in sustainable agriculture.

3 Sau đó thêm 1ml dung dịch CuSO4, trộn đều;

4 Sau đó thêm 1ml dung dịch hydrazin sulfat vào các ống, trộn đều; Đun trong bể nước ấm trong 30 phút ở 38 o C

Hình 8: Bể cách thủy (Bể nước ấm)

5 Làm nguội bằng nước lạnh

6 Thêm 1 ml dung dịch axeton (20%), trộn đều;

7 Sau đó thêm 1ml dung dịch sulphanilamit, trộn đều;

8 Sau đó, thêm 1ml dung dịch N- (1-naphtyl) -etylen vào ống nghiệm, trộn đều và đợi trong 30 phút

Sau đó, các ống này có thể được đọc ở bước sóng 540nm bằng cách sử dụng máy quang phổ UV-VIS

2.3.2.5 Phương pháp phân tích hàm lượng carbohydrate sinh ra trong quá trình phân giải đất

Hàm lượng carbohydrate sinh ra trong quá trình phân giải đất bằng phương pháp phenol – sulfuric acid

Hàm lượng carbohydrate khi kết hợp với acid mạnh sẽ xảy ra phản ứng, tạo ra nhiệt và dẫn xuất furfural Những dẫn xuất này sau đó sẽ phản ứng với phenol, hình thành các hợp chất màu vàng có thể được đo lường bằng phương pháp quang phổ.

2 Pipet tự động 100-1000 ul 1 cái

Dung dịch phenol 5 %: Hòa tan 2,5 ml phenol trong nước tinh khiết đến 50 ml

1 Lấy 1 ml mẫu + 0,5 ml dung dịch phenol 5 % vào ống nghiệm 20ml, trộn đều

2 Sau đó thêm 2,5ml dung dịch H 2 SO 4

3 Để yên 10 phút rồi trộn đều

4 Đun trong bể nước ấm 20 phút ở 30 0 C, sau đó để nguội 30 phút

Hình 9: Các ống nghiệm chứa mẫu

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products has gained significant attention Understanding how enzymes influence the properties of crops can lead to improved agricultural practices and enhanced product quality This study explores the relationship between enzyme activity and the overall quality of agricultural outputs, highlighting the importance of enzyme regulation in farming By optimizing enzyme use, farmers can potentially increase yield and improve the nutritional value of their products.

5 Sau đó, các ống này có thể được đọc ở bước sóng 490nm bằng cách sử dụng máy quang phổ UV-VIS

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 2.3.3.1 NO 3 -

- Xác định đường chuẩn : Y= ax+b (mg/L)

+ Y: lượng ECH + a, b: hằng số + x: abs của mẫu đo được

- Xác định đường chuẩn : Y= ax+b (mg/L)

+ Y: lượng ECH + a, b: hằng số + x: abs của mẫu đo được y = 0.9227x + 0.0497 R² = 0.987

Nồng độ (mg/kg đất)

+ Y: lượng ECH + a, b: hằng số + x: abs của mẫu đo được

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

pH

pH đất phù hợp là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa sự phát triển của cây trồng và năng suất mùa vụ, vì nó hỗ trợ hấp thụ chất dinh dưỡng Việc kiểm tra pH đất giúp lựa chọn cây trồng phù hợp cho từng vùng canh tác pH không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống đất mà còn tác động đến các hệ thống vi sinh Mức độ ảnh hưởng của pH đến hệ sinh học có thể khác nhau tùy vào điều kiện môi trường Dưới đây là kết quả thể hiện sự thay đổi của pH sau 2, 4, và 6 tuần thực nghiệm.

Biểu đồ trong Hình 13 cho thấy sự thay đổi pH trong mẫu đất, với pH ban đầu là 5 Sau 2 tuần ủ, pH của cả hai mẫu CT1 và ĐC đều tăng rõ rệt khi bổ sung enzyme rác Đặc biệt, mẫu CT1 có pH cao hơn mẫu ĐC, và cả hai mẫu đều đạt mức pH cao nhất sau quá trình này.

Sau 2 tuần ủ, mẫu CT1 đạt pH cao nhất là 6,941 nhờ vào việc bổ sung enzyme, giúp vi sinh vật (VSV) trong đất hoạt động mạnh Sau 4 tuần, pH giảm xuống còn 6,62, và sau 6 tuần ủ, pH tiếp tục giảm xuống còn 6,238 Mẫu ĐC cũng cho thấy sự thay đổi tương tự trong quá trình ủ.

Sau 2 tuần ủ, pH trong mẫu đạt mức cao nhất là 6,78, nhưng sau 4 tuần giảm xuống còn 6,33 và sau 6 tuần còn 5,951 Sự giảm pH theo thời gian là do sự suy thoái của vi sinh vật (VSV) và tính axit trong enzyme Mức pH dao động từ 5,951 đến 6,941 là lý tưởng cho sự phát triển của cây trồng và vi sinh vật, giúp tăng cường hiệu suất trong quá trình xử lý.

NH 4 +

NH4+ là nguồn nitơ quan trọng cho nhiều loài thực vật, đặc biệt là những loài sống trong điều kiện đất thiếu oxy Tuy nhiên, nó có thể gây độc cho hầu hết các loại cây trồng và thường không được sử dụng làm nguồn nitơ duy nhất Nitơ (N) trong protein từ sinh khối chết được vi sinh vật tiêu thụ và chuyển đổi thành ion amoni (NH4+), giúp cây hấp thụ trực tiếp qua rễ.

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is crucial for enhancing food safety and nutritional value Understanding how enzymes affect the characteristics of crops can lead to improved agricultural practices and better post-harvest management This study highlights the significance of enzymes in influencing the quality of agricultural produce, which is essential for meeting consumer demands and ensuring sustainable farming.

Hình 14: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NH4 +

Hàm lượng NH4+ ban đầu của mẫu đất là 13 mg/kg đất Sau khi ủ, lượng NH4+ tăng lên, đặc biệt ở mẫu CT1 được bổ sung enzyme rác, đạt mức cao nhất là 26,27 mg/kg đất sau 2 tuần, gấp hơn 2 lần so với mức ban đầu.

Trong quá trình ủ, lượng NH4+ ban đầu tăng lên đáng kể do hoạt động mạnh của các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ Cả hai công thức đều đạt mức cao nhất sau 2 tuần ủ Tuy nhiên, sau 4 tuần, mẫu CT1 ghi nhận sự giảm lượng NH4+ từ 26,27 xuống 18,42 Sau 2 tuần tiếp theo, hàm lượng NH4+ trong mẫu CT1 có tăng lên nhưng không đáng kể Ngược lại, mẫu ĐC có xu hướng giảm dần theo thời gian khảo sát, với lượng NH4+ đạt mức cao nhất 26,27 sau 2 tuần, sau 4 tuần là 20,57 và sau 6 tuần là 20,11.

NO 3 -

NO3 là một dạng đạm dễ hấp thu cho cây trồng, đồng thời hỗ trợ quá trình hấp thu các khoáng chất như K+, Mg2+, và Ca2+ Việc cung cấp NO3 giúp cây phát triển toàn diện và khỏe mạnh.

Hình 15: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NO3 -

Lượng NO3 - ban đầu của mẫu đất là 3 mg/kg đất Sau khi bổ sung enzyme rác, NO3 - ở cả hai mẫu CT1 và ĐC tăng rõ rệt sau 2 tuần ủ, với mẫu CT1 đạt 10,39 mg/kg, cao hơn 3 lần so với mẫu ban đầu NO3 - trong mẫu ĐC đạt 8,73 mg/kg sau 2 tuần ủ Cả hai mẫu đều ghi nhận mức NO3 - cao nhất sau 2 tuần, sau đó giảm dần, với mẫu CT1 còn 3,98 mg/kg sau 4 tuần và 3,93 mg/kg sau 6 tuần Mẫu ĐC cũng giảm xuống 5,1 mg/kg sau 4 tuần và 4,85 mg/kg sau 6 tuần Mẫu CT1 cho thấy sự giảm dần gần về mức NO3 - ban đầu vào tuần thứ 4 và thứ 6.

Research on the impact of enzymes on the quality of agricultural products is crucial for enhancing food safety and nutritional value Understanding how these enzymes affect various processes can lead to improved crop yields and better preservation methods By studying enzyme interactions, we can optimize agricultural practices and ensure higher quality produce This research ultimately contributes to sustainable farming and food production, benefiting both consumers and farmers alike.

Hàm lượng carbohydrat

Hình 16: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của hàm lượng Carbohydrat trong đất

Lượng Carbohydrat ban đầu của mẫu đất là 182 mg/kg đất Sau khi bổ sung enzyme rác, cả hai mẫu CT1 và ĐC đều cho thấy sự gia tăng rõ rệt về lượng Carbohydrat sau 2 tuần ủ Mẫu CT1 có lượng Carbohydrat cao hơn mẫu ĐC nhờ vào vi sinh vật trong enzyme giúp phân giải chất hữu cơ, làm tăng đáng kể lượng Carbohydrat Cả hai mẫu đều đạt mức cao nhất sau 2 tuần ủ, sau đó giảm dần do Carbohydrat bị khuếch tán theo khí thoát ra ngoài Cụ thể, sau 2 tuần ủ, mẫu CT1 đạt 339,93 mg/kg, gần gấp đôi so với mẫu ban đầu, trong khi sau 4 tuần là 151,22 mg/kg và sau 6 tuần là 82,3 mg/kg Mẫu ĐC cũng ghi nhận lượng Carbohydrat cao nhất là 289,94 mg/kg sau 2 tuần ủ, giảm xuống 149,96 mg/kg sau 4 tuần và 81,36 mg/kg sau 6 tuần.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Enzyme Rác Đến Chất Lượng Đất Nông Nghiệp
Tác giả	Hồ Đình Tài
Người hướng dẫn	ThS. Trần Thị Yến Anh
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật môi trường
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	1,62 MB