Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá chất lượng của phân bón lá được tạo thành từ sự thủy phế phẩm cá tra bằng enzyme bromelain có trong vỏ dứa. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nồng độ N, P2O5, K2O và amino acid trong dịch thủy phân theo thứ tự là 0,94%, 0,37%, 0,32% và 0,38%. Dịch thủy phân có thể bảo quản bằng sorbic acid 0,75% và được trộn với NaNO3 (6g/lít) để tạo phân bón lá. Loại phân bón này cho hiệu quả kích thích sinh trưởng của rau cải và cây đậu bắp tương đương với phân bón lá trên thị trường. Mời các bạn cùng tham khảo!
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CHẾ PHẨM PHÂN BÓN TẠO RA TỪ PHẾ PHẨM CÁ TRA VÀ VỎ DỨA Nguyễn Thị Hai, Võ Phùng Diễm Bằng, Nguyễn Kim Ngôn Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, trường Đại học Công nghệ TP.HCM TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu đánh giá chất lượng phân bón tạo thành từ thủy phế phẩm cá tra enzyme bromelain có vỏ dứa Kết nghiên cứu cho thấy, nồng độ N, P2O5, K2O amino acid dịch thủy phân theo thứ tự 0,94%, 0,37%, 0,32% 0,38% Dịch thủy phân bảo quản sorbic acid 0,75% trộn với NaNO3 (6g/lít) để tạo phân bón Loại phân bón cho hiệu kích thích sinh trưởng rau cải đậu bắp tương đương với phân bón thị trường Từ khóa: Phụ phẩm cá tra, vỏ dứa, bromelain, thủy phân, phân bón ĐẶT VẤN ĐỀ Sản xuất nơng nghiệp đóng vai trị quan trọng kinh tế Việt Nam Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón yếu tố góp phần tăng suất trồng Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (NN&PTNT), ước tính khối lượng nhập phân bón loại tháng đầu năm 2018 đạt 1,83 triệu 524 triệu USD, chủ yếu phân vô Tuy nhiên, sử dụng phân hóa học thiếu khoa học khơng làm lãng phí tiền mà cịn ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường vấn đề an toàn thực phẩm Trong năm gần xuất thủy hải sản trở thành ngành xuất mũi nhọn lớn kim ngạch toàn ngành đất nước Sản lượng thu hoạch 11 tháng đầu năm 2017 đạt 1.207,5 ngàn (Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn, 2017) Trung bình sản xuất 1kg thành phần cá fillet đông lạnh cần khoảng 2,6kg cá nguyên liệu Như vậy, lượng phụ phẩm từ công nghiệp chế biến cá tra fillet đông lạnh khoảng 450.000-480.000 phụ phẩm/năm Tuy nhiên, phụ phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng Chất thải chế biến từ cá chưa tận dụng nguồn nguyên liệu tuyệt vời cho sản xuất phân bón hữu Việc tận dụng phụ phế phẩm cá không giải vấn đề môi trường xử lý chất thải mà cải thiện kinh tế tổng thể nuôi trồng thủy sản thương mại cách bền vững (Berge, 2007).Bên cạnh đó, năm nước ta, lượng lớn phế phẩm dứa thải bỏ Với 15 nhà máy chuyên sản xuất sản phẩm từ dứa sản lượng dứa năm đạt khoảng 300 nghìn Trong đó, lượng vỏ dứa chiếm đến 40% (Sunantha Ketnawa et al, 2012) Đặc biệt, enzyme bromelain có mặt tồn dứa có nhiều vỏ dứa (Lại Thị Ngọc Hà, 2009) Trên sở đó, Võ Phùng Diễm Bằng (2018) đưa quy trình tạo phân bón từ vỏ dứa phế phảm cá tra phối trộn phế phẩm cá : vỏ dứa 1:5,6 (w/w), thủy phân tối ưu điều kiện pH 5,5, nhiệt độ 50 thời gian thủy phân 150 phút Việc đánh giá tác dụng chế phẩm trồng để có hướng sử dụng sản xuất cần thiết VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu hóa chất – Vỏ dứa: Vỏ dứa lấy từ chợ thành phố Hồ Chí Minh đem ép máy ép trái để lấy dịch enzyme thô 699 – Phụ phế phẩm cá tra (nội tạng, thịt đỏ) lấy từ công ty cổ phần Gò Đàng GODACO – SEAFOOD TP.Mỹ Tho, tỉnh Tiền Giang – Enzyme Broelain công nghiệp Viện Sinh học Nhiệt đới cung cấp 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu Nghiên cứu thực phịng thí nghiệm thuộc Viện khoa học ứng dụng, Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Quy trình sản xuất dịch thủy phân từ phế phẩm dứa phế phẩm cá tra Tiến hành theo Phùng Diễm Bằng (2018) 2.3.2 Đánh giá chất lượng dịch thủy phân sản xuất từ phế phẩm dứa phế phẩm cá tra Dịch thủy phân gửi đến phòng thí nghiệm Trung tâm Nghiên cứu thuộc Khu Nơng nghiệp Cơng nghệ cao để phân tích Lượng mẫu gửi lít 2.3.3 Ổn định dịch thủy phân sorbic acid Dung dịch sau thủy phân hoàn toàn phối trộn với chất chống nấm (sorbic acid) có tỉ lệ lần lượt: 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,5% Sau tháng tiến hành kiểm tra tiêu 2.3.4 Khảo nghiệm chế phẩm phân bón cho cải xanh đồng Tiến hành trồng cải xanh luống đất Thời gian phun ngày tuổi phun lại lần, lần cách ngày Lượng nước phun 500 lít/ha 2.3.5 Khảo nghiệm chế phẩm phân bón cho đậu bắp trồng đồng Tiến hành trồng đậu bắp luống đất Thời gian phun 20 ngày tuổi phun lại lần đậu bắp 30, 40, 50 60 ngày tuổi Lượng nước phun 250 lít/ha 20–30 ngày tuổi 40 ngày tuổi phun với lượng 500 lít/ha KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết định lƣợng chất dịch thủy phân phụ phế phẩm tra enzyme Bảng Hàm lượng chất dịch thủy phân trước phối trộn STT Chỉ tiêu ĐVT Kết N % 0,94 P2O5 % 0,37 K2O mg/Kg 3.198 Amino acid % 0,38% Nguồn: Kết phân tích Trung tâm nghiên cứu phát triển nông nghiệp công nghệ cao Sản phẩm thủy phân từ phế phẩm cá tra enzyme bromelain có vỏ dứa gửi đến Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Nơng nghiệp Cơng nghệ cao để phân tích hàm lượng N, P, K Kết cho thấy, phế phẩm cá vỏ dứa có hàm lượng N, P, K cao tương ứng 0,94%; 0,37% 0,32% Bên cạnh đó, dịch thủy phân cịn chứa lượng acid amin cao mà trồng hấp thụ trực tiếp (N fomol 700 khoảng 0,4%) Hàm lượng P, K amino acid nghiên cứu cao so với nghiên cứu Phạm Đình Dũng Trần Văn Lâm (2013), hàm lượng N tương đương Tuy nhiên, để đem lại hiệu kinh tế cho người sản xuất phân bón người sử dụng cần bổ sung thêm hàm lượng vào dịch thủy phân cá để tạo thành chế phẩm 3.2 Ổn định dịch thủy phân sorbic acid Dịch thủy phân từ phế phẩm cá tra chứa lượng đáng kể amino acid protein, nguồn thức ăn cho vi sinh vật Do vậy, chất lượng dịch thủy phân bị giảm trình bảo quản Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu chất bổ sung để ổn định dịch thủy phân sau thời gian bảo quản (Phạm Đình Dũng Trần Văn Lâm, 2013) Hình Ảnh hưởng nồng độ sorbic acid đến độ ổn định dịch thủy phân Kết hình cho thấy, hàm lượng N tổng số N formol dịch thủy phân giảm hẳn (tương ứng 57% 72,6%) sau tháng không bổ sung chất bảo quản Việc bổ sung sorbic acid có tác dụng đáng kể đến ổn định dịch thủy phân Bổ sung sorbic acid 0,25% giúp làm giảm thất thoát N tổng số N fomol so với không bổ sung N tổng số N formol thấp so với lúc ban đầu Nếu bổ sung sorbic acid vào dịch thủy phân với nồng độ 0,5% hàm lượng N tổng số không sai khác so với trước ổn định hàm lượng N formol giảm rõ Khi tăng nồng độ sorbic acid lên từ 0,75% đến 1,5% hàm lượng N tổng số N formol không sai khác so với trước bảo quản Tuy nhiên, số N tổng số N formol dịch thủy phân bổ sung sorbic acid 0,75, 1, 1,5% lại không sai khác Điều cho thấy, việc bổ sung sorbic acid từ 0,75%-1,5% cho khả ổn định dịch thủy phân cao Mặt khác, q trình bảo quản mùi cơng thức không sử dụng sorbic acid nặng nhiều so với sử dụng sorbic acid Sở dĩ có kết bổ sung sorbic acid vào dịch thủy phân làm hạn chế hoạt động vi sinh vật nên lượng đạm hạn chế sinh khí gây mùi H2S… Tuy nhiên để tăng hiệu kinh tế, lựa chọn nồng độ sorbic acid 0,75% để ổn định dịch thủy phân cá 3.3 Phối chế dung dịch thủy phân thành phân bón để dùng cho rau Dựa theo nghiên cứu Phạm Đình Dũng Trần Văn Lâm (2013), lượng N tổng số phân bón nên vào khoảng 2% Với hàm lượng N dịch thủy phân 0,94% nên nhóm nghiên cứu bổ sung thêm hàm lượng N dạng NaNO3 với liều lượng 61g/l tạo chế phẩm phân bón có khoảng 2% hàm lượng N 701 3.4 Chi phí sản xuất chế phẩm phân bón từ dịch thủy phân cá tra enzyme có vỏ dứa Do nguồn nguyên liệu để sản xuất phân bón nghiên cứu tận dụng từ nguồn phế phẩm bỏ cộng với quy trình sản xuất đơn giản nên giá thành cho sản phẩm thấp Cứ 0,67kg phụ phế phẩm cá tra 3,8kg vỏ dứa cho 1,017L chế phẩm phân cón đậm đặc Chi phí cho lít chế phẩm vào khoảng 13.350 đồng/lít, chủ yếu tiền cơng chi khác điện, nước, bao bì Trong đó, giá bán loại phân bón thị trường dao động từ 350.000–1.390.000 đồng/lít Như vậy, sản xuất 1L phân bón làm giảm lượng đáng kể phế thải từ phụ phẩm cá vỏ dứa Việc tận dụng nguồn phế liệu không giúp làm giảm chất thải, giảm ô nhiễm môi trường mà tiết kiệm đáng kể lượng ngoại tệ để nhập phân bón (vì phần lớn phân bón nay nhập từ nước ngồi) Bảng Chi phí sản xuất chế phẩm (1L) từ dịch thủy phân cá tra Đơn giá STT Vật tƣ ĐVT Số lƣợng Phụ phẩm cá kg 0,67 5.000 3.350 Vỏ dứa kg 3,8 0 Hóa chất 3.1 NaNO3 g 61 13,7 835,7 Điện, nước Chai bao bì (đồng) Thành tiền 2.000 3.500 7.000 Tổng chi (đồng/lít) 13.185,7 Tổng thu (đồng/lít) 150.000 Lợi nhuận 149.814,3 Ghi chú: Chi phí chưa tính khâu hao thiết bị công lao động 3.5 Khảo nghiệm chế phẩm phân bón cho cải xanh trồng đồng Bảng Ảnh hưởng chế phẩm phân bón cải xanh trồng ngồi đồng Cơng thức Chiều cao (cm) giai đoạn Số lá/cây giai đoạn (lá) Khối lƣợng trung bình (g/cây) Năng suất lý thuyết (kg/m2) Năng suất thực thu (kg/m2) 7,233 35,783 2,147 1,593 0,153C 0,862D 0,052D 0,213D Sau trồng 26 ngày (cm) Phun nước (ĐC) 22,443 0,204E Dịch thủy phân 5% 27,297 8,267 50,267 3,016 2,390 0,245D 0,153B 0,729C 0,044C 0,145C Dịch thủy phân 10% 28,500 9,000 64,950 3,887 2,897 0,202C 0,100A 0,841B 0,034B 0,112B 702 Chiều cao (cm) giai đoạn Công thức Số lá/cây giai đoạn (lá) Sau trồng 26 ngày (cm) Khối lƣợng trung bình (g/cây) Năng suất lý thuyết (kg/m2) Năng suất thực thu (kg/m2) 29,217 9,000 65,333 3,947 2,957 0,130B 0,100A 1,178B 0,082B 0,093B 30,623 9,100 82,883 4,973 4,013 0,099A 0,300A 1,351A 0,081A 0,150 A Phân bón Grow 6-6-6 30,583 9,133 83,133 0,031A 0,153A 1,284A CV (%) 0,599 2,009 1,676 Chế phẩm 5% Chế phẩm 10% 4,988 0,078A 4,067 1,687 5,054 0,163A Ghi chú: Các giá trị trung bình cột có ký tự khơng khác biệt có nghĩa mức xác suất p < 0,05 Qua theo dõi chiều cao thời kỳ trình bày bảng cho thấy sau trồng 26 ngày chiều cao cao rõ rệt khoảng từ 3-8cm so với phun nước Như vậy, với cơng thức sử dụng chế phẩm có liều lượng 10% đạt hiệu cao 30,623 0,099cm khác biệt so với tưới phân bón Grow 6-6-6 Số rau cải qua giai đoạn trình bày bảng cho thấy sau trồng 26 ngày có khác biệt rõ rệt Việc phun bổ sung dịch thủy phân chế phẩm cho số cao đối chứng phun nước, đối chứng, dịch thủy phân 5% từ 1–3 so với công thức khác So sánh cơng thức phun dịch thủy phân 10% chế phẩm 5, 10% cho số lá/cây khơng sai khác so với loại phân bón sử dụng thị trường Ngoài ra,việc phun bổ sung dịch thủy phân chế phẩm tăng trọng lượng cải suất lý thuyết suất thực thu so với phun nước lã Phun dịch thủy phân 10% cho suất tương đương với phun chế phẩm 5% thấp so với phun phân bón thương phẩm Tuy nhiên, phun chế phẩm 10% suất tương đương với phun phân bón thương phẩm bán thị trường 3.6 Khảo nghiệm chế phẩm phân bón cho đậu bắp trồng đồng Bảng Ảnh hưởng chế phẩm phân bón đậu bắp trồng ngồi đồng Chiều cao (cm) Số lƣợng trung bình (quả/cây) Trọng lƣợng trung bình (g/quả) Năng suất đậu bắp (kg/m2) 69,053 63,333 5,943 24,307 0,289 0,500A 0,254A 3,819D 0,196C 1,339C 0,021C Dịch thủy phân 5% 55,727 62,833 77,780 10,667 28,717 0,611 2,103B 2,184B 3,154C 0,726B 1,170B 0,016B Dịch thủy phân 10% 55,610 62,610 82,777 12,277 29,923 0,734 1,018B 1,018B 6,473C 1,845B 0,154AB 0,107B Ngày hoa (ngày) Ngày thu hoạch (ngày) Phun nước (ĐC) 62,330 Cơng thức 703 Số lƣợng trung bình (quả/cây) Trọng lƣợng trung bình (g/quả) Năng suất đậu bắp (kg/m2) 19,610 30,120 1,181 0,196C 115,557 6,354B 2,262A 0,344AB 0,135A 47,667 54,667 128,333 20,890 30,497 1,274 0,335C 0,335C 2,178A 0,232A 0,138A Phân bón Grow 6-6-6 47,610 54,610 118,887 20,223 30,150 1,219 0,629C 0,629C 4,193AB 3,376A 0,668A 0,197A CV (%) 1,935 1,727 13,729 2,750 13,701 Ngày hoa (ngày) Ngày thu hoạch (ngày) Chế phẩm 5% 48,390 55,557 0,256C Chế phẩm 10% Công thức Chiều cao (cm) 8,698A 5,907 Ghi chú: Các giá trị trung bình cột có ký tự khơng khác biệt có nghĩa mức xác xuất p < 0,05 Kết bảng cho thấy, đậu bắp phun dịch thủy phân chế phẩm hoa sớm phun nước từ 7–15 ngày Thời gian từ gieo đến thu hoạch đầu tiên, so với công thức đối chứng, đậu bắp phun dịch thủy phân thu hoạch sớm ngày (thu hoạch ngày thứ 69), phun chế phẩm phân bón thương mại thu hoạch đậu bắp sớm nửa tháng (thu hoạch ngày thứ 55 phun chế phẩm 5%, ngày thứ 56 chế phẩm 10% phân bón thương mại) Sự chênh lệch rõ rệt số ngày hoa ngày thu hoạch công thức cho thấy với công thức sử dụng chế phẩm 5% 10% đạt hiệu cao (sớm đối chứng khoảng 15 ngày) Về chiều cao công thức có khác biệt rõ rệt khoảng từ 14–65cm so với phun nước Ngồi ra, đậu bắp cơng thức phun chế phẩm 5% có chiều cao (115,557 6,354cm) khơng sai khác so với phun phân bón Grow 6-6-6 (118,887 4,193cm), chiều cao lớn công thức phun chế phẩm 10% (128,333 6,354cm) Về số quả/cây trọng lượng trung bình có khác biệt sử dụng dịch thủy phân chế phẩm phân bón nồng độ khác Tuy nhiên, số lượng quả/cây trọng lượng trung bình khơng có khác biệt lớn phun chế phẩm với liều lượng 5% 10% so với phun phân bón thương mại Trong đó, có hiệu tốt sử dụng chế phẩm với nồng độ 10% Khi tăng nồng độ sử dụng cơng thức suất đậu bắp tăng dần, đạt cao công thức (khoảng 1,2 kg/m2) khác hẳn so với đối chứng (0,289 kg/m2) KẾT LUẬN Dịch thủy phân từ phế phẩm cá tra phế phẩm dứa có hàm lượng N, P2O5, K2O amino acid theo thứ tự 0,94%, 0,37%, 0,32% 0,38% Dịch thủy phân ổn định sorbic acid với nồng độ 0,75% Phun chế phẩm phân bón từ phế phẩm cá tra vỏ dứa với nồng độ 10% có khả làm tăng suất cải bẹ xanh đậu bắp tương đương với phân bón thương mại thị trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Berge JP For a better use of marine by-products and wastes, FAO Fisheries Report 2007; 819:103-110 [2] Nguyễn Bá Mùi (2002) Nghiên cứu phụ phẩm dứa ủ chua làm thức ăn gia súc, Luận án tiến sĩ nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp, Hà Nội 704 [3] Lại Thị Ngọc Hà (2009) Nghiên cứu tách tạo chế phẩm bromelain từ phụ phế phẩm dứa, Tạp chí khoa học phát triển: tập 7, số 2: 203 – 211 [4] Sunantha Ketnawa, Phanuphong Chaiwut, Saroat Rawdkuen (2012) Pineapple waste: A potential source for bromelain extraction Food and Bioproducts processing Volume 90, Issue 3, July 2012, Pages 385-391 [5] Võ Phùng Diễm Bằng (2018) tạo phân bón từ phụ phế phẩm cá tra vỏ dứa Luận văn tốt nghiệp đạị học Trường Đại học Cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh [6] Phạm Đình Dũng, Trần Văn Lâm (2013) Nghiên cứu ứng dụng dung dịch thủy phân từ phụ phẩm cá enzym làm phân bón cho số loại rau nhà màng, Sở Khoa Học Công Nghệ TP.HCM [7] Nguyễn Công Hà, Lê Nguyễn Đoan Duy, Nguyễn Thị Thủy, Nguyễn Thị Bích Phượng (2015) Khảo sát khả thủy phân ptrotein từ phụ phẩm cá tra (pangasius hypophthalmus) enzyme bromelain , Tạp chí Hội nghị khoa học chăn ni - Thú Y tồn quốc, trang 437 – 422 705 ... xuất dịch thủy phân từ phế phẩm dứa phế phẩm cá tra Tiến hành theo Phùng Diễm Bằng (2018) 2.3.2 Đánh giá chất lượng dịch thủy phân sản xuất từ phế phẩm dứa phế phẩm cá tra Dịch thủy phân gửi đến... sung thêm hàm lượng N dạng NaNO3 với liều lượng 61g/l tạo chế phẩm phân bón có khoảng 2% hàm lượng N 701 3.4 Chi phí sản xuất chế phẩm phân bón từ dịch thủy phân cá tra enzyme có vỏ dứa Do nguồn... xuất phân bón nghiên cứu tận dụng từ nguồn phế phẩm bỏ cộng với quy trình sản xuất đơn giản nên giá thành cho sản phẩm thấp Cứ 0,67kg phụ phế phẩm cá tra 3,8kg vỏ dứa cho 1,017L chế phẩm phân