NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của ENZYME rác kết hợp với rơm rạ tới KHẢ NĂNG KHOÁNG HOÁ của đất NÔNG NGHIỆP

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Tổng quan về đất

1.1 Khái nhiệm về đất Đất là 1 lớp mỏng khoáng vật trên bề mặt trái đất đã bị phong hóa kết hợp với thành phần hữu cơ Thực vật phát triển trên đất, vì vậy đất là một trong những yếu tố căn bản đối với nông nghiệp Với con người và hầu hết các sinh vật trên cạn, đất là thành phần tối quan trọng của địa quyển Mặc dù chỉ là một lớp rất mỏng so với kích thước Trái đất, song đất lại là môi trường mà trên đó tạo ra lương thực thực phẩm cho hầu hết các sinh vật. Đất được tạo thành do sự phong hóa đá mẹ, đây là một quá trình tự nhiên bao gồm các quá trình địa chất, thủy văn và sinh học kết hợp lại Đất được phân thành các tầng theo độ sâu Sự phân tầng này là sản phẩm của quá trình chuyển hóa hóa học trong đất, quá trình sinh học - bao gồm sự tạo thành và phân hủy sinh khối sinh vật. Đất là thực thể tự nhiên được tạo thành từ sự kết hợp của sáu yếu tố là đá mẹ, sinh vật (gồm động vật và thực vật), khí hậu địa hình, nước và thời gian Các loại đá cấu tạo nên vỏ trái đất,dưới tác dụng của khí hậu, địa hình, nước, sinh vật, trải qua một thời gian dài, dần dần bị phá vỡ, vụn ra thành đất Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng khi có loài người, thì con người là yếu tố đặc biệt quan trọng tác động đến sự hình thành và thái hóa của đất. Đất là một hệ mở hệ này thường xuyên trao đổi chất và năng lượng với khí quyển, thủy quyển và sinh quyển Trên quan điểm sinh thái học và môi trường, có thể xem đất là một cơ thể sống vì trong nó có nhiều sinh vật khác như: vi khuẩn nấm, tảo, thực vật, động vật Do đó, đất cũng tuân thủ các quy luật sống: phát sinh, phát triển, thái hóa, già cỗi.

1.2 Bản chất của đất Đất là hỗn hợp các chất khoáng, chất hữu cơ, không khí và nước có khả năng duy trì sự sống cho thực vật trên bề mặt trái đất Trong đất chứa không khí nước và chất rắn chất rắn là thành phần chủ yếu của đất, chiếm gần 100 % khối lượng đất và chia làm hai loại:chất rắn vô cơ và chất rắn hữu cơ. Đất canh tác khô thường chứa khoảng 5% chất hữu cơ và 95% chất vô cơ Một số loại đất như đất than bùn có thể chứa tới 90% chất hữu cơ Một số loại đất khác như đất xám có tầng loang lỗ, đất xám glay hay đất xói mòn tro sỏi đá chỉ chứa đến khoảng 1% chất hữu cơ.

Tầng đất A, hay còn gọi là đất mặt, dày từ vài đến vài chục centimet, chứa nhiều chất hữu cơ và có hoạt động vi sinh vật mạnh mẽ Trong khi đó, tầng B, hay tầng đất cái, tiếp nhận chất hữu cơ, muối và hạt sét từ tầng A Cuối cùng, tầng C được hình thành từ đá gốc đã phong hóa, quyết định thành phần và tính chất chính của đất.

1.3 Các yếu tố hình thành đất Đất được hình thành do sự biến đổi liên tục tầng mặt của đá hay mẫu chất dưới tác động của vi sinh vật và các yếu tố môi trường nên có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất Dưới đây là 6 nhân tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất:

SVTH: Nguyễn Gia Huy GVHD: ThS Trần Thị Yến Anh 1

1.3.1 Đá mẹ Đất được hình thành từ những sản phẩm phong hóa của nham thạch( đá gốc) Ta gọi những sản phẩm phong hóa đó là đá mẹ Đá mẹ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành đất Đầu tiên, đá mẹ đã tạo nên bộ khung của đất thông qua việc cung cấp các khoáng chất cho đất Nó làm chi phối các tính chất lý hóa của đất Từ những sản phẩm phong hóa của các loại đá chua như: Đá mẹ granit thì thường có màu xám, nhiều cát và rất chua

Đất hình thành từ đá mẹ bazan thường có màu nâu đỏ và tính kiềm, chứa nhiều chất vô cơ có lợi cho cây trồng Loại đất này được ưa chuộng trong nông nghiệp vì mang lại hiệu quả và năng suất cao Màu sắc của đất cũng phụ thuộc vào loại đá mẹ; ví dụ, đất phát triển trên đá sét thường có màu nâu tím, trong khi đất trên đá cát thường có màu vàng nhạt.

Sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất, với các thành phần hữu cơ của đất chủ yếu đến từ chất thải của chúng Thực vật cung cấp vật chất hữu cơ thông qua rễ cây phá hủy đá, xác chết động vật và vi sinh vật phân giải xác sinh vật Nhờ khả năng đồng hóa carbon, thực vật tạo ra một lượng lớn vật chất hữu cơ Mỗi loại thực vật lựa chọn thức ăn phù hợp cho sự sống và khi chết, xác của chúng sẽ được phân hủy, góp phần tổng hợp chất hữu cơ cho đất.

Thực vật có tác động quyết định đến môi trường và quá trình hình thành đất thông qua việc phân hủy các chất hữu cơ thành chất mùn, một loại chất dinh dưỡng cao và sẫm màu Chất mùn không chỉ cung cấp nguồn thức ăn dồi dào cho thực vật mà còn gián tiếp tăng độ phì nhiêu cho thổ nhưỡng Đất cũng là nơi cư trú của nhiều loại động vật và côn trùng, khi chúng đào bới đất, quá trình này giúp xáo trộn đất, tạo điều kiện cho nước và không khí thẩm thấu dễ dàng hơn, từ đó tăng tốc độ cấu thành đất.

Nhiệt độ và độ ẩm là hai yếu tố khí hậu quan trọng ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất Chúng làm phá hủy đá gốc thành các sản phẩm phong hóa, từ đó dẫn đến sự hình thành đất Nhiệt độ và độ ẩm không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân giải chất hữu cơ và khoáng chất trong đất mà còn ảnh hưởng đến sự hòa tan, rửa trôi và tích tụ vật chất trong các tầng đất Thêm vào đó, lượng mưa và các khí như oxi, cacbonic, và nito cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường cho vi sinh vật phân giải và tổng hợp chất hữu cơ, góp phần vào sự hình thành và phát triển của đất.

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA ENZYME RÁC KẾT HỢP VỚI RƠM RẠ TỚI KHẢ NĂNG KHOÁNG HOÁ CỦA ĐẤT NÔNG NGHIỆP

Trong các khu vực nhiệt đới ẩm, đặc biệt là vùng xích đạo, độ ẩm và nhiệt độ cao thúc đẩy quá trình hình thành đất mạnh mẽ, tạo ra lớp vỏ đất dày Ngược lại, ở các khu vực sa mạc, lớp đất thường mỏng và thô do điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không thuận lợi, dẫn đến sự hình thành lớp đất yếu và lớp phong hóa mỏng Do đó, khí hậu đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất và ảnh hưởng gián tiếp đến sự phát triển của đất thông qua lớp phủ thực vật.

Quá trình hình thành đất phụ thuộc vào địa hình, với địa hình dốc dễ bị xói mòn và có tầng phong hóa mỏng, trong khi địa hình bằng phẳng lại thuận lợi cho quá trình bồi tụ, dẫn đến tầng phong hóa dày và giàu dinh dưỡng.

Địa hình có ảnh hưởng đáng kể đến khí hậu và sự hình thành đất theo độ cao Ở các vùng núi cao, nhiệt độ thấp làm cho quá trình hình thành đất diễn ra chậm, dẫn đến sự bồi tụ cũng chậm hơn, khiến cho đất ở đây kém chất lượng hơn so với các khu vực có địa hình bằng phẳng.

Lượng bức xạ Mặt Trời mà các hướng sườn tiếp nhận khác nhau dẫn đến sự biến đổi nhiệt độ mà sinh vật trải nghiệm Nhiệt độ và độ ẩm từ các hướng sườn không chỉ ảnh hưởng trực tiếp mà còn gián tiếp đến quá trình hình thành đất.

Quá trình hình thành đất cần thời gian để biến đá gốc thành đất, và thời gian là yếu tố quan trọng trong quá trình này Sự ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh cũng cần thời gian để thể hiện tác động của chúng đối với sự hình thành đất.

Thời gian hình thành đất, hay còn gọi là tuổi đất, được xác định từ thời điểm một loại đất bắt đầu hình thành cho đến hiện tại, thường được gọi là tuổi tuyệt đối của đất Tuổi đất phản ánh thời gian và cường độ tác động của các yếu tố hình thành đất, cho thấy sự khác biệt giữa các vùng đất Các vùng tuổi đất có sự phân chia rõ rệt, thể hiện sự đa dạng trong quá trình hình thành và phát triển của đất.

- Vùng nhiệt đới, cận nhiệt: thường sẽ là đất nhiều tuổi

- Vùng ôn đới: chính là đất ít tuổi

Đất nông nghiệp: [9]

2.1 Khái niệm về đất nông nghiệp

Theo quy định của pháp luật đất đai Việt Nam, đất nông nghiệp được giao cho người dân để phục vụ nhu cầu sản xuất nông nghiệp, bao gồm các loại đất phục vụ cho trồng trọt, chăn nuôi và trồng rừng Đất nông nghiệp không chỉ là tư liệu sản xuất chủ yếu mà còn là yếu tố lao động quan trọng trong ngành nông-lâm nghiệp, đóng vai trò thiết yếu trong mọi quá trình sản xuất Loại đất này tham gia vào các ngành sản xuất lương thực và thực phẩm như thủy sản, trồng trọt và chăn nuôi Tóm lại, đất nông nghiệp là loại đất được sử dụng với mục đích sản xuất nông nghiệp.

2.2 Phân loại đất nông nghiệp

Theo Luật Đất đai năm 2013, đất nông nghiệp được phân loại thành nhiều loại khác nhau dựa trên mục đích sử dụng.

2.2.1 Đất nông nghiệp dùng chăn nuôi

Đất nông nghiệp trồng cây hàng năm là loại đất chuyên dụng cho các loại cây có thời gian sinh trưởng và thu hoạch ngắn, như cây hoa màu và lúa Đất trồng lúa hàng năm khác với đất trồng cây lâu năm, bởi vì thời gian từ khi trồng đến thu hoạch không quá một năm Các loại cây như hoa màu, mía và nhiều loại cây khác được trồng trên loại đất này Để xác định loại đất này, cơ quan có thẩm quyền dựa vào hiện trạng sử dụng đất và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

2.2.2 Đất nông nghiệp dùng cho chăn nuôi

Đất nông nghiệp dành cho chăn nuôi là loại đất chủ yếu phục vụ cho việc nuôi gia súc và gia cầm Ví dụ điển hình là đất chuyên trồng cỏ tự nhiên, được sử dụng làm thức ăn cho vật nuôi.

2.2.3 Đất trồng cây lâu năm Đất nông nghiệp có mục đích trồng cây lâu năm là đất trồng các loại cây có thời gian sinh trưởng trên một năm Thời gian sinh trưởng của cây từ khi gieo trồng tới khi thu hoạch có thời gian lâu hơn các loại cây trồng trên đất hàng năm ví dụ các loại cây lấy thân gỗ như phi lao, bạch đàn,bao gồm cây có thời gian sinh trưởng như cây hằng năm nhưng khi thu hoạch thì thu hoạch trong nhiều năm như cây ăn quả, cây dâu vv Đất nông nghiệp trồng cây lâu năm và đất nông nghiệp trồng cây hàng năm có sự khác nhau ở thời gian sinh trưởng, thời gian thu hoạch của cây chứ không căn cứ theo thời gian sử dụng của đất ngắn hay dài.

Theo quy định của pháp luật đất đai, đất rừng sản xuất là một bộ phận quan trọng của đất nông nghiệp, được Nhà nước giao cho các tổ chức nhằm quản lý, bảo vệ và phát triển rừng Nhà nước thực hiện các dự án giao đất rừng cho tổ chức, hộ gia đình, cá nhân trực tiếp sản xuất lâm nghiệp theo hạn mức quy định Đối với đất rừng sản xuất ở xa khu dân cư, Nhà nước giao cho tổ chức quản lý và bảo vệ rừng, đồng thời có thể kết hợp kinh doanh du lịch sinh thái Ngoài ra, đất rừng sản xuất cũng có thể cho thuê để thực hiện các dự án trồng rừng hoặc xây dựng khu du lịch sinh thái.

2.2.5 Đất rừng phòng hộ Đất nông nghiệp là rừng phòng hộ là đất được sử dụng nhằm mục đích để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, là một phần để giúp chống xói mòn, hạn chế thiên tai, có tác dụng làm cân bằng môi trường sinh thái và điều hòa khí hậu Đất rừng phòng hộ bao gồm nhiều mục đích khác nhau như rừng phòng hộ đầu nguồn; rừng phòng hộ dùng để chắn gió, dùng chắn cát bay; rừng phòng hộ chắn sóng, lấn biển; rừng phòng hộ bảo vệ môi trường sinh thái.Theo quy định của Luật đất đai 2013, Nhà nước giao đất rừng phòng hộ cho tổ chức quản lý rừng phòng hộ để quản lý, bảo vệ, khoanh nuôi tái sinh rừng và trồng rừng theo quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê

Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của enzyme rác kết hợp với rơm rạ đối với khả năng khoáng hóa của đất nông nghiệp Việc sử dụng enzyme và rơm rạ không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn góp phần vào việc bảo vệ và phát triển rừng theo quy định của pháp luật Sự kết hợp này có thể mang lại lợi ích lớn cho nông nghiệp bền vững và môi trường.

2.2.6 Đất rừng đặc dụng Đất nông nghiệp là rừng phòng hộ được thành lập với mục đích chủ yếu với mục đích để bảo tồn thiên nhiên, cân bằng hệ sinh thái rừng của quốc gia, ngoài ra để nhằm những mục đích phục vụ nghiên cứu khoa học, kết hợp phát triển kinh tế như danh lam thắng cảnh khu vui chơi nghỉ ngơi giải trí hay được xem là di tích lịch sử cần được bảo vệ Tuy nhiên, đất rừng đặc dụng khi Nhà nước tiến hành giao đất này giao cho tổ chức quản lý rừng đặc dụng để quản lý, bảo vệ theo quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt, được kết hợp sử dụng đất vào mục đích khác theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng. Đối với các ổ chức quản lý rừng đặc dụng giao khoán ngắn hạn đất rừng đặc dụng trong phân khu bảo vệ rất chặt chẽ cho tổ chức cá nhân chưa có điều kiện chuyển ra khỏi khu vực đó để bảo vệ rừng.Tổ chức quản lý rừng đặc dụng giao khoán đất rừng đặc dụng thuộc phân khu phục hồi sinh thái cho hộ gia đình, cá nhân sinh sống ổn định tại khu vực đó để bảo vệ và phát triển rừng Cơ quan nhà nước có thẩm quyền quyết định giao đất, cho thuê đất từng đặc dụng vào các mục đích sản xuất, nghiên cứu hay kết hợp với các mục đích bảo vệ quốc phòng, an ninh Ngoài ra, Ủy ban nhân dân cấp tỉnh quyết định cho tổ chức kinh tế thuê đất rừng đặc dụng thuộc khu vực được kết hợp với kinh doanh cảnh quan, du lịch sinh thái.

2.2.7 Đất nuôi trồng thủy sản và đất làm muối Đối với đất nuôi trồng thủy sản thường là đất để nuôi trồng thuỷ sản, thường là những phần đất nội địa bao gồm ao, hồ, sông, ngòi vv những phần đất có mặt nước bao gồm cả trang trại được giao để nhằm mục đích nuôi trồng và phát triển về ngành thủy sản. Đất làm muối được xác định là phần diện tích đất trong quy hoạch để sản xuất muối được cấp có thẩm quyền phê duyệt, bao gồm: Đất sản xuất muối quy mô công nghiệp và đất sản xuất muối thủ công Trong đó các hộ gia đình, cá nhân được giao tại địa phương hoặc là phần đất của họ nhưng được chuyển đổi sang, ngoài ra Nhà nước còn cho các tổ chức kinh tế người Việt nam định cư ở nước ngoài thuê các phần đất này để thực hiện các dự án về sản xuất muối Đây là một phần đất đặc thù phù hợp với ưu thế đường bờ biển dài của nước ta nên Nhà nước rất khuyến khích và ưu tiên những vùng đất có khả năng làm muối để phục vụ đời sống và công nghiệp.

2.2.8 Đất nông nghiệp khác Đất nông nghiệp khác gồm đất sử dụng để xây dựng nhà kính và các loại nhà khác phục vụ mục đích trồng trọt, kể cả các hình thức trồng trọt không trực tiếp trên đất; xây dựng chuồng trại chăn nuôi được cơ quan có thẩm quyền cho phép; đất trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản cho mục đích học tập, nghiên cứu thí nghiệm; đất ươm tạo cây giống, con giống phục vụ nông nghiệp.

Tổng quan về Enzyme rác: [10]

3.1 Khái niệm về Enzyme rác

Enzyme rác (GE) là dung dịch chứa nhiều hợp chất hữu cơ đa dạng như protein, peptide tự nhiên, muối khoáng, oligo sachcharide, hormone tăng trưởng và enzyme, được sản xuất qua quá trình lên men rác thải hữu cơ trong điều kiện hiếm khí Sản phẩm này chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi phế thải hữu cơ thành sản phẩm có giá trị, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường sống của con người.

Enzyme rác được sản xuất một cách đơn giản bằng cách sử dụng các loại rác thải hữu cơ như vỏ chuối, vỏ cam, và hoa quả dư thừa Chỉ cần ngâm chúng với nước sạch và mật rỉ đường trong điều kiện hiếm khí, đóng kín chai lọ để ủ Sau 90 ngày, rác thải hữu cơ sẽ được chuyển hóa thành enzyme rác, sẵn sàng để sử dụng.

GE áp dụng phương pháp truyền thống bằng cách sử dụng hệ vi sinh tự nhiên từ hoa quả, rác thải và môi trường để lên men chất thải hữu cơ qua hai giai đoạn.

Trong giai đoạn lên men chính, vi sinh vật tự nhiên tiêu thụ đường có trong dung dịch và rác thải, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng, enzyme, acid hữu cơ và khí CO2 Khi lượng đường trong rác thải được tiêu thụ hết, rác thải sẽ dần chìm xuống đáy, và giai đoạn này kéo dài từ 2 đến 3 tuần.

Giai đoạn 2: Lên men phụ là thời điểm quan trọng khi mùi thơm đặc trưng được hình thành Trong giai đoạn này, các loại hormone, enzyme, khoáng chất và protein tự nhiên được sản xuất nhiều hơn Dung dịch enzyme cũng bắt đầu chuyển biến dần, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm.

Sau thời gian ủ hiếm khí 90 ngày thu được dung dịch enzyme – phân bón GE bón cây!

3.2 Ứng dụng của enzyme rác Làm sạch không khí: khí Ozone được sinh ra trong quá trình lên men rác tạo GE, làm tăng nồng độ oxy trong không khí và giúp ức chế và tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh có trong không khí

Để khử mùi hôi trong không khí, bạn chỉ cần pha loãng GE với nước sạch và phun trực tiếp vào khu vực cần xử lý Các thành phần có trong GE sẽ hoạt động ngay lập tức, giúp loại bỏ mùi hôi hiệu quả và mang lại không gian trong lành.

Để lau nhà hiệu quả, chỉ cần pha 2 muỗng canh GE vào xô nước Sàn nhà sẽ trở nên sạch bóng và được khử trùng hoàn toàn, giúp loại bỏ vi khuẩn một cách hiệu quả.

Để làm sạch nhà vệ sinh hiệu quả, hãy đổ GE vào bồn cầu và khu vực xung quanh GE không chỉ giúp tẩy rửa bồn cầu mà còn tiêu diệt vi sinh vật, đồng thời đuổi kiến và gián một cách hữu hiệu Sử dụng GE là giải pháp tối ưu cho việc giữ gìn vệ sinh trong nhà vệ sinh.

Để làm sạch bếp hiệu quả, bạn có thể sử dụng GE pha loãng Sản phẩm này có khả năng loại bỏ hầu hết các chất bẩn cứng đầu và tẩy sạch các vết ố trên dụng cụ bếp, giúp bếp luôn sáng bóng và sạch sẽ.

Pha loãng GE với nước sạch và ngâm rau quả giúp giảm thiểu thuốc trừ sâu và loại bỏ vi khuẩn gây bệnh GE có tác dụng hiệu quả trong việc làm sạch rau quả, giảm thiểu dư lượng thuốc trừ sâu xuống mức thấp nhất.

Trước khi giặt quần áo, hãy ngâm chúng với GE pha loãng để tăng cường hiệu quả của bột giặt Việc này không chỉ giúp bột giặt hoạt động tốt hơn mà còn giảm thiểu lượng hóa chất tẩy rửa cần sử dụng.

– Chăm sóc da và tóc: Khi tắm gội nên pha GE với nước dầu gội, dầu tắm theo tỉ lệ

( 10:1) GE giúp dầu tắm, dầu gội đầu hoạt động tốt hơn và chống vi khuẩn cực kỳ hiệu quả

Để chăm sóc và khử mùi hôi cho thú cưng, bạn hãy pha loãng GE với nước sạch và phun xịt đều lên cơ thể, chuồng nuôi, khu vực vệ sinh và khay vệ sinh của vật nuôi Sản phẩm GE sẽ giúp diệt khuẩn, làm sạch môi trường sống, đồng thời khử mùi hôi hiệu quả từ chất thải của thú cưng.

– Khử mùi hôi trên xe hơi: pha loãng GE với nước sạch xịt phun đều trên xe hơi

GE có khả năng loại bỏ mùi hôi trên xe rất hiệu quả Ngoài ra, việc cho GE vào bình nước làm mát của xe hơi sẽ giúp cải thiện khả năng tản nhiệt và giúp xe vận hành trơn tru hơn.

Tưới cây bằng nước GE pha loãng không chỉ giúp cây trồng kháng bệnh mà còn kích thích sự phát triển của rễ và đâm chồi nhanh chóng, mang lại sức sống mạnh mẽ cho cây Để cải tạo đất, việc tưới GE xuống đất trồng liên tục trong một tháng sẽ giúp đất hồi sinh nhanh chóng, tăng cường độ màu mỡ và phì nhiêu, tạo điều kiện tốt nhất cho cây phát triển.

3.3 Tình hình nghiên cứu enzyme rác trên thế giới

ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu

- Đất được lấy từ Hòa Vang.

Enzyme rác là sản phẩm được sản xuất từ vỏ cam và vỏ thơm, được cung cấp bởi Công ty TNHH MTV Công Nghệ Sinh Học Minh Hồng Sản phẩm này là dung dịch vừa được lọc xong sau quá trình ủ, mang lại hiệu quả cao trong việc xử lý chất thải và cải thiện môi trường.

-Rơm rạ (đã được xay nhỏ)

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

3.1 Phương pháp thu thập tài liệu

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.

3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Pipet định mức 1ml và 5ml 2 Ống nghiệm 81

Hình 3: Hộp nhựa Hình 4: Pipet định mức 1ml và 5ml

Hình 5: Máy đo phổ quang.

Do thời gian nghiên cứu hạn chế, dung dịch enzyme rác được mua sẵn Để thực hiện thí nghiệm lặp lại ba lần, cần chuẩn bị 10 lít dung dịch enzyme rác cho quá trình ủ.

Sử dụng phương pháp ủ kị khí.

-Tần suất phân tích mẫu: mẫu được tiến hành phân tích tại thời điểm 2 tuần, 4 tuần, 6 tuần ủ.

-Nguyên liệu gồm: đất nông nghiệp và rơm rạ và enzyme rác.

Hình 6: Rơm đã xay nhỏ Hình 7: Enzyme rác

Cách tiến hành thí nghiệm Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu ủ gồm đát nông nghiệp và rơm rạ (đã xay nhỏ)

Bước 2: Lấy 10g đất lần lượt cho vào các hũ nhựa Sau đó bổ sung thêm nước và enzyme rác như sau Mỗi công thức được lặp lại 3 lần.

Công thức Đất (gam) Enzyme rác

Rơm (g) Nước (ml) Bổ sung enzyme rác ĐC 10 0 0 30 -

(10ml) Bước 3: Cho tất cả chất mẫu vào thùng xốp rồi đậy kín trong khu vực tối.

Hình 8: mẫu cho vào thùng Hình 9: Mẫu sau khi đậy kínBước 4: Tại tuần thứ 2 lấy mẫu của tuần thứ 2 ra và lọc mẫu bằng giấy lọc.

Hình 10: Mẫu được lọc bằng giấy lọc Bước 5: Mẫu sau khi lọc xong được cho vào tủ lạnh để bảo quản.

Trong bước 6, cần bổ sung thêm 10ml enzyme rác vào công thức CT2 của tuần thứ 4 và tuần thứ 6 Hình 11 minh họa mẫu được cho vào tủ lạnh để đảm bảo quá trình diễn ra hiệu quả.

- Tại tuần thứ 3 lấy mẫu CT2 của tuần thứ 4 ra.

- Cho mẫu lắc đều trên máy 30 phút với tần số 100 vòng/phút.

Hình 12: Mẫu được lắc đều trên máy.

- Sau khi lắc xong ta cho 10ml enzyme rác vào.

- Sau đó bỏ vào thùng đậy kín lại

Vào tuần thứ 4, chúng ta tiếp tục thêm enzyme rác và thực hiện các bước tương tự như ở tuần thứ 6 Ở bước 7, tiến hành lọc mẫu của tuần thứ 4 và thứ 6, theo quy trình giống như tuần thứ 2 Cuối cùng, bước 8 là bảo quản các mẫu đã lọc trong tủ lạnh.

Phương pháp và phân tích

4.1.1 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 song 655nm.

Hình 13: 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

Hình 14: Dung dịch A Dung dịch B:

□ 10 ml 5% solution of Sodium Hypoclorite

Để chuẩn bị các chất chuẩn có nồng độ 0,2,4,6,8,10 ppm, đầu tiên cần hòa tan 0,191 g NH4Cl trong dung dịch KCl 1M và định mức đến 500 ml, tạo ra dung dịch có nồng độ cuối cùng là 100 μg N / ml Từ đó, có thể chuẩn bị 6 chất chuẩn NH4+ có nồng độ tương ứng bằng cách thêm 0,1, 2, 3, 4, 5 ml từ dung dịch nồng độ cuối cùng vào 6 bình 50ml, sau đó pha loãng đến 50ml để đạt được nồng độ mong muốn.

Quy trình tiến hành thí nghiệm:

B1: Cho 0.5ml nước cất và mẫu vào ống thuỷ tinh rồi lắc đều.

B2: Tiếp tục cho 5ml dung dịch A lắc đều rồi để 15 phút.

B3: Cho thêm 5ml dung dịch B lắc đều ( dung dịch có màu xanh lam).

Hình 16: Dung dịch sau khi hoàn thành thí nghiệm.

Bước 4: Cho dung dịch vào trong bóng tối 30 phút.

Bước 5: Sư dụng máy phổ quang UV-VIS với bước sóng 655.

4.1.2 Phương pháp phân tích NO 3 -

Phương pháp xác định NO3- bằng cách khử nitrat thành nitrit thông qua phản ứng với hydrazin có mặt đồng Phương pháp này không yêu cầu thiết bị đặc biệt và khả năng giảm nitrat không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng phòng thí nghiệm thông thường hay sự thay đổi nhiệt độ trong khoảng từ 23 đến 27 °C.

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

1 Dung dịch NaOH Hòa tan 2.2 g NaOH (loại nhiếp chính) trong nước tinh khiết đến 100 ml.

Hòa tan 0.2ml CuSO4 / H2O (đã pha loãng 500 lần) trong nước tinh khiết và định mức đến 99.8ml

3 Dung dịch hydrazine sulfat Hòa tan 0,055 g hydrazin sulfat trong nước tinh khiết đến 100 ml.

Hòa tan 100 ml axeton trong 500 ml nước tinh khiết.

Hòa tan 1g sulphanilamit trong dung dịch hỗn hợp gồm 10ml HCl nồng độ cao và 60ml nước tinh khiết rồi lắc nhẹ xong cho thêm 30ml nước tinh khiết.

6 Dung dịch N- (1-naphtyl) -etylen Hòa tan 0,1g N- (1-naphtyl) -etylen-etylen trong 100 ml nước tinh khiết

Hình 22: Dung dịch N- (1-naphtyl) –etylen.

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 quy trình, 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 có 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;

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.

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 (dung dịch có màu hồng nhạt).

Hình 23: Dung dịch NO3 - sau khi pha xong

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

4.1.3 Phương pháp phân tích Cenllulose

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. Quy trình tiến hành:

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 H2SO4.

3 Để yên 10 phút rồi trộn đều.

Hình 24: Dung dịch Cenllulose sau khi pha xong.

4 Để trong bể nước ấm 30 phút ở 25 0 C.

Hình 25: Dung dịch được cho vào nước cho nhiệt độ 25 0 C

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

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Kết quả đo NH4 +

Công thức (mg/kg đất)

CT2 Bổ sung GE tuần thứ 3 25.6

CT3 Bổ sung GE tuần thứ 4 38 Đầu vào 13

Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của thực vật Các vi khuẩn amôn hóa trong đất chuyển hóa nitơ từ

Trong quá trình nghiên cứu, hàm lượng NH4+ đã tăng lên theo thời gian, mặc dù có một số thất thoát không đáng kể Ở CT1, việc bổ sung enzyme rác và rơm rạ đã giúp phân hủy các chất hữu cơ, dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng NH4+ trong đất so với đối chứng chỉ sử dụng nước cất mà không có enzyme rác và rơm rạ.

Nồng độ NH4 + ở CT2 của tuần 2 tương tự như CT1 nhưng ở CT2 và CT3 của tuần

Việc bổ sung enzyme rác trong giai đoạn 4 và tuần 6 đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ, giúp quá trình này diễn ra mạnh mẽ hơn theo thời gian so với các công thức khác.

Do thời gian bổ sung enzyme rác khác nhau, khả năng phân huỷ các chất hữu cơ của vi sinh vật ở CT2 trong tuần 4 (được bổ sung enzyme rác trước 1 tuần) cao hơn so với CT1 Tuy nhiên, mức tăng này không đạt được sự vượt bật như ở CT3 trong tuần 6, nơi enzyme rác đã được bổ sung trước 2 tuần.

Bảng 1: Thông số đầu vào của đất Carbon hữu cơ (%)

NH4 + NO3 - Chiết xuất cacbohydrate pHwater pHKCL

Kết quả đo NO 3 -

CT2 Bổ sung GE tuần thứ 3 8

CT3 Bổ sung GE tuần thứ 4 12.25 Đầu vào 3

Bảng 3: Kết quả đo nồng độ NO3 -

NO3- là bazơ liên hợp của axit nitric, bao gồm một nguyên tử nitơ ở trung tâm và ba nguyên tử ôxy xung quanh, sắp xếp trên một mặt phẳng tam giác Cây cối hấp thụ NO3- từ đất để cung cấp dưỡng chất, và có thể tạo ra một lượng nhỏ dư lượng trong lá và quả.

Trong quá trình ủ, nồng độ của công thức ĐC tăng dần theo thời gian, cho thấy ảnh hưởng tích cực của nitơ cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trong đất Nồng độ NO3- ở công thức ĐC không có enzyme rác và rơm rạ chỉ tăng khoảng 20% đến 35% Tuy nhiên, khi bổ sung enzyme rác và rơm rạ ở công thức CT1, nồng độ NO3- tăng từ 38% đến 45%, chứng tỏ hiệu quả cao trong xử lý đất và rơm rạ Ở công thức CT2 và CT3 vào tuần 4 và tuần 6, sau khi thêm 10ml enzyme rác, nồng độ NO3- tăng cao hơn so với công thức ĐC và CT1, thể hiện sự ảnh hưởng tích cực của enzyme rác đến quá trình phục hồi và xử lý đất.

Kết quả đo Cenlulose

CT2 Bổ sung GE tuần thứ 3 25.6

CT3 Bổ sung GE tuần thứ 4 38

Cenllulose, một polysaccharide phức tạp, là thành phần thiết yếu cấu tạo nên lớp tế bào thực vật Sự phân hủy cenllulose thông qua các tác nhân lý hóa có tác động đáng kể đến nhiều quy trình trong sản xuất nông nghiệp.

Biểu đồ cho thấy nồng độ Cellulose trong công thức ĐC của tuần 4 và tuần 6 tăng gấp 2 đến 3 lần so với công thức ĐC của tuần 2 trong quá trình ủ.

SVTH: Nguyễn Gia Huy, GVHD: ThS Trần Thị Yến Anh Kết quả cho thấy, sau khi bổ sung enzyme rác và rơm rạ vào công thức CT1, lượng enzyme tăng lên 1.5 lần so với các công thức ĐC trong cùng tuần Đối với công thức CT2 và CT3, việc bổ sung enzyme rác chỉ làm tăng nhẹ lượng cellulose so với CT1, cho thấy enzyme rác có ảnh hưởng tích cực đến đất trong quá trình xử lý.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Enzyme Rác Kết Hợp Với Rơm Rạ Tới Khả Năng Khoáng Hóa Của Đất Nông Nghiệp
Tác giả	Nguyễn Gia Huy
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	53
Dung lượng	3,32 MB