Chế tạo vật liệu hấp phụ zeolit - polime phục vụ cho khả năng giữ dinh dưỡng của đất trồng ngô

KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN

Việc giảm khả năng hấp thụ nước khi nhiệt độ cao hon 80°C có thé được giải thích do sự oxi hóa cắt mạch chuỗi tinh bột bang anion sốc sunfat được tạo ra trong quá trình nhiệt phân ly của APS, tăng phản ứng ngắt mạch, sự phân hủy của APS tạo thành oxi, phản ứng với những gốc tự do sơ cấp, dẫn tới giảm trọng lượng phân tử và giảm tỷ lệ trương của sản phẩm. Khi tiếp tục tăng hàm lượng chất tao lưới thì kha năng hap thụ nước lại giảm do càng nhiều tác nhân khâu mạch thì mật độ liên kết càng cao, làm giảm không gian giữa các chuỗi polime, do đó, với cấu trúc khâu mạch cứng nhắc hidrogel không thé mở rộng dé giữ một lượng nước lớn. Sự hấp thụ nước đưới tai trọng (Absorbency under load - AUL) là một yếu tố hiệu quả để khảo sát khả năng trương của gel để ứng dụng trong thực tế của các polime siêu hấp thụ nước, thường được nghiên cứu trong các công trình, văn băng.

Do trong quá trình hấp thụ nước vào cấu trúc phân tử hidrogel, một lượng nước đã bị hấp phụ vào sâu bên trong cấu trúc, liên kết chặt chẽ với cấu trúc nên đề giải phóng hoàn toàn lượng nước hấp thụ thì cần phải cung cấp một lượng nhiệt cao hơn. Trong thành phan của vỏ trau có chứa một lượng lớn hợp phan hữu co, C chiếm 42,19%, đây chủ yếu là xenlulozơ, đưới tác dụng thủy phân của kiềm sẽ phân cắt thành các xenlulozơ mạch ngắn chính là các template cho quá trình tổng hợp zeolit. Sự mat khối lượng ở giai đoạn thứ nhất có thể được giải thích là do quá trình thoát nước hấp phụ trong zeolit, nhiệt độ bay hơi nước giai đoạn này cao hơn so với nhiệt thoát nước cấu trúc của vỏ trấu, 128,12°C (hình 3.13) do zeolit được hình thành với cấu trúc tinh thé bền vững với các hốc, mao quản có khả năng hấp phụ và giữ nước vào sâu bên trong cấu trúc nên cần một nhiệt độ cao hơn dé bay hơi.

Kết quả thí nghiệm cho thay, khả năng hap phụ NPK của zeolit tương đối tốt đặc biệt là kali, với các hàm lượng ban đầu khác nhau zeolit hấp phụ gần như hoàn toàn lượng kali trong phân bón, lượng đạm cũng được hấp phụ tương đối lớn, thấp nhất là lân. Theo thời gian, phan ứng xảy ra chậm dan do ở vùng kết tinh của trâu có câu trúc mạng lưới không gian bền vững được tạo bởi các liên kết hidro giữa các chuỗi xenlulozơ, đồng thời, axit photphoric là một axit vô cơ yếu nên khả năng thủy phân ở vùng tinh thê xảy ra rất chậm. So sánh với phố đồ EDX của mẫu trâu ban đầu (hình 3.12), mẫu trau sau khi thủy phân bằng axit photphoric có kha năng hap thu nước tốt hơn, tỷ lệ cường độ pic đặc trưng của oxi cao hơn (oxi chiếm khoảng. 50%), đồng thời, xuất hiện pic đặc trưng cho photpho có trong thành phần của axit photphoric dùng đề thủy phân.

Phụ gia phân bón chứa zeolit được tổng hợp từ vỏ trâu (zeolit-polime X) với thành phần dinh dưỡng sẵn có từ trau gồm: Zeolit NaX tổng hợp từ thủy tinh long kết hợp với nguồn silic từ trau có tác dụng: hấp phụ và trao đổi ion, giữ âm, điều tiết, tránh rửa trôi phân bón, cải tạo đất, giúp rễ cây phát triển tốt hơn, hấp thu thuận lợi các dinh dưỡng. Mặc dù lượng phân bón giảm đi 10% so với đối chứng nhưng tỷ lệ hạt nảy mầm vẫn cao do hệ vật liệu có khả năng giữ âm, cung cấp độ âm phù hợp cho hạt nảy mầm, đồng thời cung cấp và điều tiết các chất dinh dưỡng giúp cây trồng hấp thu và phát triển tốt, tỷ lệ hạt nảy mầm và chiều cao cây ở. Như vậy, hệ vật liệu có ảnh hưởng nhất định đến sự sinh trưởng của cây trồng, cung cấp cho cây nguồn dinh dưỡng phong phú từ trấu, tái sử dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp phục vụ lại cho nông nghiệp, góp phần cải tao đất, giúp cây trồng hấp thu thuận lợi các chất dinh dưỡng dẫn đến khả năng sinh trưởng và phát triển tốt, hứa hẹn một hướng đi mới, một giải pháp mới để tăng năng suất và chất lượng cõy trồng.

Chất hữu cơ là nguồn cung cấp thức ăn cho cây, có ảnh hưởng lớn đến tính chất lý học, hóa học và sinh học đất: Quyết định độ phì của đất, cải thiện trạng thái kết cấu đất, các keo mùn hữu cơ gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết ảnh hưởng đến toàn bộ ly tinh của đất, chế độ nước, không khí, nhiệt độ, giúp thắm nước tốt hơn, hap thu và giữ nhiệt tốt, xúc tiễn các phản ứng hóa học, tăng cường khả năng hấp thụ của đất, giữ được các chất dinh dưỡng, tăng tính đệm của đất.

7-914 Trỗ cờ Thu

Chứng tỏ rang, việc bé sung vi lượng kẽm giúp tăng cường sự hấp thu các chất dinh dưỡng và thúc đây sự phát triển của cây trồng, tuy nhiên, so sánh với công thức M02 cho thấy việc cung cấp dinh dưỡng từ phụ pham nông nghiệp thu được kết quả tốt hơn. Về khối lượng hạt và chất lượng hạt, do được bổ sung vật liệu zeolit-polime XS có kha năng điều tiết phân bón, độ ẩm và vi lượng, điều hoà mối cân bằng vật chất, dinh dưỡng trong đất tạo điều kiện thuận lợi dé cây phát triển nên ở công thức VL3, VL4 mặc dù được bón với hàm lượng kẽm. Các chất hữu cơ có tác dung duy trì và bảo vệ đất, chứa các hợp chất kháng sinh cho thực vật chống lại sự phát triển của sâu bệnh, là môi trường tự nhiên tốt, tăng hoạt tính của các vi sinh vật đất, tăng cường sự phân giải của các vi sinh vật hoặc xúc tác cho sự phân giải của thuốc bảo vệ thực vật trong đất.

Với mẫu M4 có hàm lượng Zn cao nên có hiện tượng hàm lượng các axit amin trong hạt giảm, tông lượng axit amin trong mau M4 = 10,29% thấp hơn hắn các mẫu còn lại, do sự mat cân băng vật chất trong quá trình hình thành hạt, hàm lượng kẽm cao sẽ thay thế các nguyên tố khác như: Cu,. Với nguồn tiền chất ban đầu là vỏ trau nên ngoài những tính năng của zeolit thông thường là hap phụ và trao đổi ion, phụ gia chứa zeolit NaX điều chế ở đây còn cung cấp thêm các chất dinh dưỡng NPK, các chất hữu cơ, các vi lượng (Zn, Cu, Ca, Fe..) có trong thành phần. Sử dụng axit photphoric dé thủy phân trâu nhằm thu được sản phẩm là xenlulozơ ngắn mach, linh động, ưa nước có khả năng trương nở, hấp phụ (giữ âm 21% cao hơn so với vỏ trâu 6,73%) mà vẫn giữ nguyên được các dinh dưỡng hữu cơ sẵn có trong trau.

- Polime thiên nhiên từ trâu có khả năng giữ âm, cung cấp nguồn dinh dưỡng hữu cơ sẵn có từ trau: xenlulozơ, protein, NPK hữu cơ, silic hữu co, vi lượng, đồng thời còn bổ sung thêm P, N trong quá trình thủy phân vỏ trau băng axit photphoric và trung hòa bang dung dịch amoniac. Công thức M02 bồ sung phụ gia zeolit-polime X cho năng suất tăng 30 tạ/ha so với đối chứng, các công thức được bồ sung phụ gia zeolit-polime XS kết hợp với vi lượng kẽm cho năng suất tăng 32-36 tạ/ha mà chất lượng hạt vẫn bảo đảm, thể hiện qua hàm lượng axit amin trong hạt không thay đổi. Tác dụng trực tiếp của việc sử dụng các phụ gia zeolit-polime là nó cung cấp các chất dinh dưỡng cho đất, góp phần làm giảm sự mất nitơ trong đất, tăng năng suất và chất lượng cây trồng, đồng thời sau mỗi mùa vụ lại làm cho đất trở nên tơi xốp hơn.

Các công thức bổ sung kẽm với hàm lượng cao, dưới sự điều tiết của vật liệu đã hấp phụ các ion kẽm lên trên cầu trúc của nó và nhả dần dần ra môi trường bên ngoài theo nhu cầu sử dụng của cây và theo cân bằng ion trong đất giúp cho cây hấp thu tốt nên không bị ngộ độc. Chất lượng của hạt ngô được đánh giá bằng thành phần các axit amin: Các hệ phụ gia zeolit-polime có khả năng cung cấp và điều tiết các chất dinh dưỡng, tăng khả năng hấp thụ của cây trồng, giảm sự hấp thu trực tiếp kẽm từ đất, tránh ngộ độc cho cây khi hàm lượng kẽm trong dat cao.