Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo ra các loại phân bón nhả chậm vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trồng trong một thời gian dài, chống bị rửa trôi, vừa thân thiện với môi trường đang là m
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
BAO CAO TONG KET
KET QUA THUC HIEN DE TAI KH&CN
CAP DAI HQC QUOC GIA
Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo phân bón nano nha chậm thân thiện với môi trường và ứng dụng trong canh tác cây ngăn ngày
Mã số đề tài: QG.19.19
Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Minh Việt
Hà Nội, 2020
Trang 2PHAN I THONG TIN CHUNG
1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu chế tao phân bón nano nha chậm thân thiện với môi trường
và ứng dụng trong canh tác cây ngắn ngày
1.2 Mã số: QG.19.19
1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài
1_ÌTS Nguyễn Minh Việt Trường ĐHKHTN- Chủ nhiệm đề tài, chịu trách
° DHQGHN nhiém chung
ma | Trường ĐHKHTN- Thư ký đề tài, nghiên cứu tong
2 |TS Tran Dinh Trinh quan, chê tao va đặc trưng câu
ĐHQGHN ca vn bểtrúc của biochar
3 |GS TS Nguyễn Văn Nội Trường ĐHKHIN- Thần ga th so vật liệu, tổng‘ DHQGHN nae
hop phan bon nha cham Thành viên chính, nghiên cứu
4 |TS Hà Minh Ngọc Trường ĐHKHTN- khảo sát hoạt tính của biochar
7 DHQGHN và phan bon nha chậm đôi với
cây lạc quy mô pilot 100 m?
Trường ĐHKHTN- Thành viên chính, nghiên cứu
5 |TS Pham Thanh Dong ĐHQGHN thiệt kê, xây dựng, vận hành
pilot quy mô 100 m?
Thành viên chính, chế tạo vật
* Truong DHKHTN- liệu, tông hợp va đặc trưng câu
6 TS Nguyễn Minh Phương ĐHOGHN trúc của nhân bén nha châm bọc
polymer
Thành viên, tính của biochar và
x ¬ Trường ĐHKHTN- phân bón nhả chậm đôi với cây
7 JTS Nguyen Ngân Hà DHQGHN lac quy mô phòng thí nghiệm
và quy mô thực tế
Thành viên, nghiên cứu đánh
; Trường Đại học Việt giá khả năng cải thiện môi
8 |TS Trân Thị Việt Hà Nhật l trường, khả năng giảm biên đôi
° khí hau của các loại phân bón
nhả chậm đã tông hợp
Thành viên, nghiên cứu khảo
` Trường ĐHKHTN- sát hoạt tính của biochar và
2 |ThS NCS Hoang Thu Trang DHQGHN phân bón nha chậm đối với cây
lạc quy mô phòng thí nghiệm
Trang 31.4 Đơn vị chủ trì: Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội
1.5 Thời gian thực hiện:
1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 12 năm 2018 đến tháng 11 năm 2010
1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng năm
1.5.3 Thực hiện thực tế: _ từ tháng 12 năm 2018 đến tháng 12 năm 2020
1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):
( Vẻ mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý
kiên của Cơ quan quan ly)
1.7 Tống kinh phí được phê duyệt của đề tài: 400 triệu đồng
PHAN II TONG QUAN KET QUÁ NGHIÊN CỨU
Viết theo cấu trúc một bài báo khoa học tổng quan từ 6-15 trang (báo cáo này sẽ được đăng
trên tạp chí khoa học ĐHQGHN sau khi đề tài được nghiệm thu), nội dung gồm các phần:
1 Đặt vấn đề
Hiện nay, hiệu quả sử dụng phân bón ở Việt Nam và các nước trên thế giới là rất thấp (khoảng 30 - 50%), phan còn lại bị mat mát do nhiều nguyên nhân như do sự bay hơi của amoniac, quá trình rửa trôi Điều này làm tăng chi phí, giảm hiệu quả kinh tế và gây 6 nhiễm cho môi trường Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo ra các loại phân bón nhả chậm vừa cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trồng trong một thời gian dài, chống bị rửa trôi, vừa thân thiện với môi
trường đang là mối quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học.
Phân bón nha chậm boc polymer là dang phân bón nha chậm ưu việt nhất về mặt kỹ thuật do
có khả năng kiểm soát thời gian nha thải và sau đó là hiệu quả vận chuyển chất dinh dưỡng Quá trình nhả chất dinh dưỡng của hầu hết các loại phân nhả chậm bọc polyme được quyết định bởi
sự khuếch tán của nước qua lớp màng bán thấm polymer Khi nhiệt độ của đất tăng, tốc độ nha chất dinh dưỡng của phân bón cũng tăng theo Nhiều loại polymer đã được sử dụng làm lớp phủ cho phân bón như polyme nhiệt rắn, polyme nhiệt dẻo, hoặc những những chất phân hủy sinh
học Những polyme tự nhiên phân hủy sinh học như: tinh bột, chitosan, lignin, natri alginat, pectin, hydroxy propyl methyl cellulose, natri cacboxyl methyl cellulose đã va dang được sử
dụng dé thay thé các polyme tổng hợp do chúng có giá thành thấp, có thé hạn chế xói mòn dat,
độc tính thấp và khả năng phân hủy sinh học tuyệt vời, thân thiện với môi trường Tuy nhiên các lớp phủ từ polymer tự nhiên lại có những nhược điểm như tính chất cơ lý thấp, tuôi thọ ngắn, đôi khi lại không phù hợp với nhu cầu chuyên hóa của cây trồng nên được thường biến tính hay
Trang 4ghép với các polyme tổng hợp khác (polyvinylancol, acrylic axit ) dé làm tăng độ bền của lớp
màng bao phủ.
Ở Việt Nam, phân bón nhả chậm chưa được các nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu nhiều
Tuy nhiên, đã có một số loại phân bón nhả chậm được nghiên cứu Tuy nhiên, hầu hết các loại
phân bón nha chậm được nghiên cứu ở Việt Nam ké trên đều có những hạn chế như: thời gian nhả chậm của phân còn ngắn chưa đáp ứng được với những cây trồng các nhau và chưa kiểm
soát được thời gian nhả chậm, hơn nữa việc sử dụng phân bón nhả có vỏ bọc polime trong sản
xuất nông nghiệp còn rất hạn chế do giá thành của phân bón nhả chậm nhập khẩu còn cao, gây
chi phí lớn trong sản xuất Một số sản phẩm chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu, qui mô nhỏ hoặc
đang trong quá trình hoàn thiện qui trình, công nghệ và thử nghiệm Hơn nữa, ở trong nước, chưa
có công trình nào công bồ về phân bón nhả chậm nano chứa các chất dinh dưỡng N, P, K, Ca, Si trên cơ sở than sinh học từ phế phụ phẩm nông nghiệp với vỏ bọc Polyvinyl alcohol (PVA), Poly
methyl acrylate (PAM), polyurethan và ứng dụng loại phân bón này trong nông nghiệp.
Polyurethan, PAM hay PVA là những chất có khả năng tạo mảng với độ bền cao, đẻo dai, chịu mài mòn cao, đóng rắn nhờ hơi nước phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam và đặc biệt có khả năng điều khiến chất dinh dưỡng theo nhu cau cây trồng trong thời gian dài Trên thé giới, phân bọc polyurethan, PAM hay PVA thường là phân ure chưa quan tâm đến các chất dinh dưỡng khác ngoài N, chúng được tạo ra bằng cách phun polyurethan lên bề mặt hạt ure Khi tăng hàm
lượng polymer thì độ dày lớp vỏ và thời gian nhả tăng lên nên giá thành cao Các nghiên cứu này
chưa quan tâm đến sự ảnh hưởng của chất mang và chất kết dính đến quá trình nhả chậm lõi phân Do vậy, việc nghiên cứu một cách có hệ thống quá trình chế tạo phân bón nhả chậm với màng bọc polyurethan, PAM hay PVA với mục đích nâng cao chất lượng phân bón và hạ giá thành sản phẩm là hết sức cần thiết Bên cạnh đó lõi phân được chế tạo trên nền than sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp sẵn có ở Việt Nam với giá thành rẻ Than sinh học cũng là một loại vật liệu thân thiết với môi trường, cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết, các axít humic còn chứa các hóc môn có khả năng tăng trưởng cây trồng Than sinh học không những cải thiện hàm lượng đinh dưỡng dễ tiêu mà còn tăng cả khả năng giữ dinh dưỡng trong đất Điều này rất quan trọng với các loại đất bị phong hóa hấp phụ ion kém Bên cạnh đó, than sinh học không những làm thay đôi đặc tính hóa học đất mà còn ảnh hưởng tính chat lý học đất như khả năng giữ
nước của đất Những tác dụng này có thé nâng cao lượng nước dễ tiêu cho cây trồng và giảm xói
mòn đất Vì vậy việc than sinh học có vai trò vô cùng quan trọng trong việc cải tạo đất và phát
triên của cây trông.
Không chi vậy, các nguyên tố đa lượng như N, P, K và các nguyên tố trung lượng như Ca va
Si còn có vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triển của cây trồng Các nguyên tố N,P,K có
4
Trang 5vai trò quan trọng trong sự hình thành các protein thực vật, tăng trưởng rễ cây và nảy mầm của
hạt giống Bên cạnh đó các nguyên tố trung lượng như Ca, Si sẽ góp phần giúp cho sự tăng trưởng và phát triển của rễ cây, giúp cho cây phát triển nhanh hơn Các nguyên tố đa lượng và vi
lượng ở dạng nano sẽ giúp cho cây trồng đễ dàng hấp thụ hơn so với các dạng thông thường, làm giảm hiện tượng rửa trôi gây thất thoát chất dinh dưỡng Do vậy việc nghiên cứu phát triển
các dạng phân bón nha chậm thích hợp chứa các nguyên té đa lượng và trung lượng dang nano là hết sức quan trọng cho sự phát triển của các loại cây trồng Bên cạnh đó, việc sử dụng lớp
polymer như Polyvinyl alcohol (PVA), Poly methyl acrylate (PAM), polyurethan bao bọc lấy các nguyên tô da lượng và trung lượng cũng có ý nghĩa quan trong Ở trong môi trường đất, dudi
tác động của độ âm, lớp màng polymer dần dần bị phân hủy sinh học và nhả thải một cách từ từ các nguyên tố đa lượng và vi lượng vào trong đất nhằm giúp cho cây trồng hấp thụ một cách tối
ưu, tránh thất thoát các chất dinh đưỡng, gây ô nhiễm môi trường
Việt Nam là một đất nước có truyền thống nông nghiệp lâu đời, là chỗ dựa vững chắc cho nền kinh tế đất nước cũng như đảm bảo an ninh lương thực Mặc dù Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước, nhiều diện tích đất nông nghiệp được chuyên đổi mục đích sử dụng cho ngành công nghiệp, số lượng các khu công nghiệp vừa và nhỏ ngày càng tăng lên, chiếm dần diện tích đất nông nghiệp, nhưng sản lượng các loại nông sản vẫn tăng liên tục qua các năm Theo thống kê của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, tính đến tháng
12/2015 cả nước có: sản lượng lúa ước tính đạt 45,22 triệu tấn, tăng 241 nghìn tấn; cây ngô đạt
5281 nghìn tấn tăng 1,5%; cây san đạt 10,67 triệu tan tang 464 nghin tan; rau các loại san lượng đạt 15,7 triệu tấn tăng 276,6 nghìn tấn; đậu các loại sản lượng đạt 169,6 nghìn tấn tăng 5,634 nghìn tấn so với năm 2014 Với sản lượng hằng trăm triệu tấn nông sản như vậy tương ứng với một lượng lớn phế phụ phẩm nông nghiệp phát sinh hang năm như trâu và rom ra 40,80 triệu tan;
lá và bã mía 15,60 triệu tấn; thân và lõi ngô 9,20 triệu tấn; vỏ cà phê 1,17 triệu tấn; mun cưa 1,12 triệu tấn Khối lượng trau chiếm 20% trong thành phần hạt thóc, do vậy mỗi năm có xấp xi 9 triệu tan tro trau thải ra môi trường, đây là số lượng chất thải không lồ mà nếu không xử ly sẽ gây ô nhiễm môi trường và là một sự lãng phí lớn Trong thực tế trau là một chất thải khó tái chế,
nó cũng là vật liệu khó cháy, khó mục nát trong môi trường Theo truyền thống ở nước ta trau thường được dùng làm nhiên liệu đốt trực tiếp, vài năm gần đây trâu được chế biến thành củi,
trâu cũng được chế tạo thành các tắm ép phục vụ xây dựng và trang trí nội thất Nhưng số lượng trau dùng cho các mục đích nêu trên chỉ chiếm một tỷ lệ quá nhỏ so với khối lượng trau lớn mỗi
năm thải ra môi trường Vì vậy cần có một phương pháp khác nhằm tận dụng nguồn vỏ trấu này Thành phần chủ yếu của trâu là Cacbon, Hidro, Oxi, Nitto, Photpho, Oxi, Silic Đặc biệt Silic
là nguyên tố không chỉ chiếm tỷ lệ lớn trong thành phan tươi mà còn chiếm tỷ lệ lớn trong thành
Trang 6phan tro của trau Đó là các nguyên tố đa lượng cần thiết cho dat và cây trồng, nếu không có các
phương thức sử dụng phế phụ phẩm phù hợp và tận thu đối đa nguồn tài nguyên này sẽ gây that thoát một lượng lớn các nguyên tố đa lượng: O, Si, AI, Fe, Ca, K, P, N, C, H Do vậy, sau khi
được đốt và chuyên thành than sinh học, tro trau sẽ giúp cho đất tơi x6p hơn, có độ ẩm cao hon, tạo môi trường phát triển thuận lợi cho các hệ sinh vật hoạt động giúp cải tạo đất bạc màu và
cung cấp nhiều dưỡng chất cho cây trồng phát triển tốt hơn Bên cạnh đó, do sản lượng ngô hàng
năm là rất lớn nên lượng lõi ngô sau khi tuốt hạt đạt đến 9,20 triệu tắn/năm Lõi ngô sau thải loại một phần được làm chất đốt, còn phần lớn thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm, mất mỹ quan sinh thái Tuy nhiên, lõi ngô còn có nhiều tiềm năng chưa được ứng dụng triệt để, một trong số
các tiềm năng đó là khả năng lưu giữ các chất dinh đưỡng do cấu trúc lỗ xốp của lõi ngô Do vậy,
lõi ngô cũng là một nguồn nguyên liệu tiềm năng trong việc chế tạo phân bon nha chậm ứng dụng trong nông nghiệp với khả năng lưu giữ các chất dinh dưỡng của minh
Lạc là cây công nghiệp thực phẩm ngắn ngày được trồng khá phổ biến ở nhiều địa phương va
có vai trò rất tích cực trong cải tạo đất, tăng thu nhập cho nông dân Sản phẩm hạt lạc có thể sử dụng ăn tươi, phơi khô chế biến thành nhiều thứ như thực phâm ăn hàng ngày, làm bánh kẹo, ép dầu, thức ăn chăn nuôi Ngoài hạt, vỏ củ có thể nghiền làm thức ăn chăn nuôi, cây làm phân bón cải tạo đất rất tốt Dù có nhiều tiềm năng nhưng đến nay cây lạc vẫn chưa phát triển mạnh,
dang có xu hướng sút giảm do rào cản về dat đai và phân bón Cây lac cần có một lượng dinh
dưỡng rất lớn, nhất là đạm, lân, kali và canxi Tuy nhiên, trên thực tế hàm lượng chất dinh dưỡng
từ các loại phân bón hiện nay cung cấp cho cây lại rất thấp dẫn đến năng suất vẫn chưa cao
Do vậy nhu cầu cấp bách hiện nay là nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng một loại phân bón nhả
chậm nhằm tăng năng suất của cây lạc cũng như góp phần cải tạo đất, chống xói mòn
Việc nghiên cứu chế tạo phân bón nhả chậm trên cở sở than sinh học và ứng dụng cho các cây lạc đặc biệt có ý nghĩa và càng trở nên cấp thiết trong điều kiện môi trường và các điều kiện thực
tế là nhu cầu cao về ngành công nghiệp thực pham ở Việt Nam như hiện nay
Chế tạo than sinh học:
Than sinh học là vật chất rỗng có hàm lượng cacbon lớn, nó được sản xuất bằng phương pháp nhiệt phân trong điều kiện hạn chế oxy và ở nhiệt độ tương đối thấp < 700°C Nhiệt phân
thường được chia ra thành quá trình phân hủy nhanh, trung bình và phân hủy chậm dựa vao nhiệt
độ và thời gian tiến hành Quá trình nhiệt phân chậm và trung bình thường kéo dài từ vài phút
đến vài giờ, thậm chí vài ngày với hiệu suất thu hồi chất rắn (biochar) cao nhất, khoảng 25 - 35
% Còn nhiệt phân nhanh chủ yếu tạo ra dầu nhiên liệu (75 %) Do đó quá trình nhiệt phân chậm
và trung bình thường được áp dụng để tạo ra sản phẩm là than sinh học Sản phẩm chính của
6
Trang 7nhiệt phân trung bình và nhiệt phân chậm là chất rắn (với thành phần chủ yếu là cacbon), có
nhiệt trị cao hơn trạng thái ban đầu và khí tổng hợp được phát sinh là hỗn hợp các khí gồm cacbon monoxit, hydro, metan và một loạt các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác.
Diện tích bề mặt riêng phụ thuộc vào nhiệt độ nhiệt phân, tuy nhiên nếu nhiệt độ nhiệt phân cao > 800°C thì có thé làm giảm năng suất thu hồi của than và phân hủy nhóm chức trên bề mặt như (-COOH, -OH) Do đó, than sinh học ở nhiệt độ thấp thường áp dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm vô cơ hay hữu cơ phân cực do các cơ chế hấp phụ bởi các nhóm chức chứa oxy trên bề
mặt như trao đổi ion lực hấp dẫn điện từ và cơ chế kết tủa Nhiệt độ nhiệt phân cao thường được
áp dụng để xử lý các chất hữu cơ do diện tích bề mặt riêng lớn, nhiều mao quản nhỏ và tính
không phân cực.
Chế tạo phân bón nhả chậm:
Phần lõi phân bón, ngoài các loại phân dé tan (ure, KCl, DAP, MAP ) còn có khoáng sét tự nhiên bentonit được đưa vào với vai trò phụ gia, chất mang, có tính dẻo, dính, dé dang cho quá
trình tạo viên Nhờ cấu trúc lớp với diện tích bề mặt và dung lượng trao đổi cation lớn, bentonit
cũng giúp cải thiện khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng của đất Trong quá trình tạo lõi phân
bón, để tăng tính kết dính của các chất trong hỗn hợp không thể dùng lượng bentonit lớn vì sẽ
làm giảm hàm lượng dinh dưỡng của viên phân Đề khắc phục điều này các chất kết dính (chất
kết dính là các polyme axit acrylic (PAM ), PVA) được sử dụng giúp các hạt nhỏ dé dang bám
dính thành các hạt có kích thước lớn hơn Dưới tác dụng của lực cơ học trong quá trình vê viên
sẽ tạo cho hạt có độ bền phù hợp, tránh việc bị rã quá nhanh khi tiếp xúc với nước, ảnh hưởng tới khả năng phóng thích chất dinh dưỡng Đã có các nghiên cứu chỉ ra rằng, khi b6 sung một lượng polyme hữu cơ thích hợp vao hỗn hợp đã làm bền cấu trúc vật liệu, làm tăng độ cứng, độ bền
viên phân.
Phần lõi phân bón dạng viên tròn sau khi được chế tạo được đưa vào thiết bị trống quay, gia
nhiệt đến 50-70°C Dung dịch polyurethan với các tỷ lệ khác nhau được sử dụng để tạo lớp vỏ
bọc bên ngoài cho phân bón với các kích thước khác nhau.
2 Mục tiêu
Chế tạo phân bón nha chậm, phân bón boc polymer chứa các nguyên tổ đa lượng và vi lượng
cung cấp cho cây trồng
3 Phương pháp nghiên cứu
3.1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu
Chế tạo than sinh học
Từ mẫu lõi ngô và vỏ trau ban đầu, sơ chế bằng cách làm sạch, phơi khô tự nhiên, rồi cắt nhỏ
với kích thước 3-5cm Cắt nhỏ (khoảng 1 em) và cho vào sấy ở 105°C trong vòng 24h Tiến hành
Trang 8nung các mẫu lõi ngô và vỏ trau ở các nhiệt độ khác nhau từ 350°C, 450°C và 550°C trong các khoảng thời gian từ 30 phút đến 90 phút với tốc độ gia nhiệt là 5 - 10”C/phút.
Chế tạo phân bón nha chậm trên cơ sở than sinh học
Từ mẫu lõi ngô và vỏ trau ban đầu, sơ chế bang cách làm sạch, phơi khô tự nhiên, rồi cắt nhỏ
với kích thước 3-5cm Vỏ trau và lõi ngô được trộn đều với hỗn hợp các muối urea, KH;PO¿ và
CaSO, theo các tỷ lệ khác nhau, tỷ lệ vỏ trấu/lõi ngô: N: P: K: Ca =80:7:5:6,5: 1,5; 80:7
:6:6:1;75:10:7:7:1và75:10:7:6: 2 trong 24h Sau khi đã trộn đều, hỗn hợp được đưa
vào lò nung yếm khí, Tiến hành nung các mẫu lõi ngô và vỏ trâu ở nhiệt độ 450°C trong các
khoảng thời gian từ 60 phút với tốc độ gia nhiệt là 5°C/phút
Sau khi phản ứng kết thúc, làm nguội đến nhiệt độ phòng trong thời gian 6 giờ Tiếp đó pha loãng hỗn hợp sau phản ứng vào nước cat theo tỉ lệ thé tích 1:10 Quá trình rửa sản phâm được thực hiện nhiều lần bang thiết bị quay ly tâm cho đến khi pH =7 Sản phẩm than sinh học sau
khi rửa thu được có dạng bột màu đen.
Thêm từ từ than sinh học thu được ở trên vào 1 L dung dich natri alginate (0,1% w/V) va
tăng tốc độ khuấy lên 400 vòng/phút đến khi thu được dung dịch đồng nhất Sau đó, nhỏ từ từ hỗn hợp trên vào dung dich 1 L dung dịch CaCl; (2% w/V) bằng micropipette 1000 mL dé thu
được các viên tròn có kích thước 2 mm Các hạt được đề lắng trong dung dịch trong vòng 24h trước khi được mang đi sấy khô và thu được các mẫu phân bón nhả chậm từ vỏ trấu và từ lõi
ngô theo các tỷ lệ ở trên.
Chế tao phân bón nha chậm boc polymer
Lõi phân bón dạng viên tròn sau khi được chế tạo với điều kiện tối ưu được đưa vào thiết bị trống quay, gia nhiệt đến 50-70°C Dung địch polyurethan một thành phần (chứa 5% sáp parafin)
với hàm lượng PU 5% trong dung môi butyl axetat được phun đều lên bề mặt hạt phân bón trong trống quay và dé đóng ran trong 30 phút Sau khi phun một lượng nhất định dung dịch PU với
tốc độ 850 ml/phút, sản phẩm được làm nguội xuống nhiệt độ phòng và bảo quản trong bình hút
âm Các viên phân bón sau khi được phủ lớp polyurethan được cắt đôi, cho vào cốc nước cat
Sau khi các chất đinh dưỡng được hòa tan, loại bỏ phần không tan còn lại lớp vỏ polyurethan.
Các hạt ure, KCl, (NH¿);HPO¿ cùng với chất mang bentonit được cân riêng, sau đó thêm một lượng dung dịch chất kết dính polyme (PAM, PVAc, PVA) đã được chuẩn bị rồi trộn đều Hỗn
hợp sau đó được đùn thành sợi và vo thành viên tròn theo qui trình ở trên.
3.2 Xác định đặc trưng tính chất vật liệu
Sau quá trình tổng hợp, tiến hành khảo sát các tính chất đặc trưng của vật liệu bao gồm: hình
thái và diện tích bề mặt, cấu trúc tinh thé, các nhóm chức, các dạng liên kết, trạng thái của các nguyên tử bên trong vật liệu, khả năng hấp thụ quang Các thiết bị và các phương pháp phân tích
§
Trang 9ly hóa hiện đại sẽ được sử dụng để đặc trưng tính chất vật liệu bao gồm: kính hiển vi điện tử quết (Scanning Electron Microscope - SEM), kính hién vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope - TEM), phương pháp nhiễu xa tia X (X Ray Diffraction — XRD), phương pháp hap thụ va giải hấp nito kết hợp với phương trình dang nhiệt Brunauer-Emmett-Teller (BET), phương pháp phân tích phô hồng ngoại (Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FTIR)
3.3 Khảo sát hiệu quả quá trình nha chất dinh dưỡng của phân bón trong nước
Đối với mỗi mẫu, 10g phân bón nhả chậm được đưa vào trong chai nhựa đậy kín chứa 200ml
nước cất sau đó được đặt trong tủ ồn nhiệt ở 25°C Sau những khoảng thời gian nhất định (3, 7,
15, 30, 45, 60, 75 và 90 ngày), dung dịch được gạn dé xác định ham lượng dinh dưỡng (N, P, K)
và 200ml nước cất mới được thêm vào trong chai, tiếp tục duy trì ở 25°C Dung dịch được lắc
đều trước khi lấy mẫu phân tích
Hàm lượng N, P và K trong mẫu được xác định tương tự như phân tích N, P, và K tổng số Tất cả các mẫu đều được thực hiện lặp lại 3 lần, giá trị trung bình được coi là nồng độ dinh
dưỡng (N, P, K) của mỗi mẫu Thời gian nha dinh dưỡng (N,P,K) của phân nha chậm được coi là
thời gian mà quá trình nhả tích lũy đạt tới 80% tổng lượng dinh dưỡng (N, P, K)
3.4 Khao sát hiệu qua của phân bón nha chậm cho cây lạc
Bồ trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố tri theo phương pháp ngẫu nhiên hoàn chỉnh gồm 05 công thức mỗi công thức được lặp lại 03 lần
- Mô hình ứng dụng phân bón nha chậm từ vỏ trau được thiết kế với CT1 như sau: 200 kg phân
bón nhả chậm/ha
- Mô hình ứng dụng phân bón ure nhả chậm được thiết kế với CT2 như sau: 200 kg phân bón ure
nhả chậm/ha
- Mô hình ứng dụng phân bón NPK (16:16:16) được thiết kế với CT3 như sau: 200 kg phân bón
NPK (16:16:16)/ha
- Mô hình ứng dụng phân bón thương mại được thiết kế với CT4 như sau: 200 kg phân bón
thương mai/ha
- Mô hình CTS được thiết kế không có phân bón
Mật độ gieo: Mật độ 33 cây/m”, 30 cm x 10 cm x | hạt (hang cách hàng 30 cm, cây cách cây 10
cm, gieo Ihạt/1ỗ) hoặc 30cm x 20cmx 2 hạt
3.5 Khảo sát hiệu qué giảm phát thải khí nhà kính
Mô hình thí nghiệm: Chuẩn bị 07 thí nghiệm trồng lạc và tiền hành bón phân bón nhả chậm trên cơ sở than sinh học từ vỏ trau, lõi ngô; phân bón urea, NPK (30:10:10), NPK (16:16:16) nha chậm, mẫu phân NPK thương mại và mẫu đối chứng với tỷ lệ 200 kg phân bón/ha
Trang 10Dụng cụ thực nghiệm: dùng 7 bộ thiết bị thu mẫu khí phát thải có hình hộp chữ nhật
(chamber) Cầu tao của chamber gồm 2 bộ phận: (i) Thân chamber làm bang vật liệu nhựa tráng nhôm và mica với kích thước dai x rộng x cao là 45x40x100 cm; (ii) Chân dé bằng vật liệu inox
(45x40x30 cm) Hai mặt bên của chân dé có đặt ống lưu thông nước đường kính 0,18 cm giữa bên trong và bên ngoài chân dé (bình thường dé mở, đến khi lay mẫu chúng được đóng lại bằng
2 nút nhựa) Phía trên của chân dé có rãnh (kích thước: 4x4 cm) chứa nước đề đặt thân chamber Trong quá trình lay mẫu khí, rãnh luôn chứa đầy nước sao cho thân và dé của chamber tạo thành
1 hộp kín nhằm ngăn không cho không khí lưu thông vào và ra khỏi chamber
Các thiết bị lắp đặt bên trong chamber lay mẫu khí gồm: 1 nhiệt kế dùng dé đo nhiệt độ trong hộp lay mẫu khí ở mỗi lần lấy mau; 2 quạt gió dé trộn đều không khí trong hộp lấy mẫu trong
suốt quá trình lấy mẫu.
Thiết bị bên ngoài chamber gồm: bình ắc quy (12 V) nối với quạt gió bên trong; bộ phận điều
áp (ống nhựa đường kính 0,2 mm; dài 0,72 m và van điều áp dé điều chỉnh cân bằng áp suất); van 3 chiều; ống lay mẫu khí đường kính 4,8 mm, dai 80 cm, gắn với van 3 chiều và nối với xi lanh hút mẫu; xi lanh lay mẫu (50 ml) có đầu gắn kim tiêm loại nhỏ 2,5 um; lọ đựng mẫu khí và
đồng hồ dé xác định thời gian khi lay mẫu khí.
Chân dé của chamber lấy mẫu được đặt cách bờ ruộng khoảng 3 m, sâu dưới mặt đất từ 7-10
cm Chân dé được đặt cố định trên ruộng lúa trong suốt quá trình lấy mau, đặt trước 1 ngày của đợt thu mẫu đầu tiên Đặt cầu tre dải 3,5 m nối từ bờ ruộng đến vi trí đặt chamber sao cho vi trí
cau tre cách vị tri đặt chân dé khoảng 20 cm để thuận lợi cho quá trình thao tác lấy mẫu và tránh làm xáo trộn tang đất dưới chân dé, dẫn tới ảnh hưởng đến kết quả đo phat thải CH¡
Các mẫu khí trong lọ đựng mẫu được đưa về Phòng trọng điểm Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong phát triển xanh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đề phân tích nồng độ CH, bằng máy sắc ký khí PerkinElmer GC Claurus 690 với cột Porapak N 3.2MM
* 2.0MM * IM (Max Temp 190°C).
Phat thải N2O trực tiếp từ đất nông nghiệp đến từ các nguồn: phân bón tông hop; nito từ chat
thải động vật được sử dụng làm phân bón; sinh học cố định dam; ni-to từ phụ phẩm cây trồng:
trồng trot trong đất có hàm lượng hữu cơ cao Lượng phát thải khí NạO trực tiếp từ đất nông nghiệp từ các nguồn trên được ước tính qua công thức sau:
ÑaO pirect =) Sn x EFm x 44/28
Trong do:
NoOpirect = phát thải trực tiếp NạO hàng năm từ dat (kg N2O/năm)
10
