HIỆU QUẢ TRÊN CÂY ĐIỀU
Ứng dụng bộ phân bón lá nano vi lượng trong trồng điều ở Bình Phước là đề tài KHCN cấp tỉnh Bình Phước do Viện CNMT thực hiện trong 2 năm 6 tháng. Bộ phân bón lá nano vi lượng sử dụng trong đề tài có trên 20 thành phần, trong đó có 8 nguyên tố dinh dưỡng vi lượng.
Trong giới hạn phạm vi nghiên cứu, luận văn chỉ tham gia chế tạo 05 hạt nano vi lượng Sắt, Đồng, Kẽm, Mangan, Selen có trong thành phần vi lượng của phân bón lá nano dùng cho cây điều.
Loại phân bón lá sử dụng cho cây điều trong đề tài nghiên cứu được phối trộn theo quy trình sau:
(1*) – Hóa chất trung và đa lượng (Hàm lượng theo từng công thức thử nghiệm) được cho vào cốc thủy tinh chứa nước deion và khuấy đều cho đến khi các chất tan hoàn toàn.
(3*) – Thêm từ từ các chất kích thích sinh học (Hàm lượng theo từng công thức thử nghiệm) vào cốc (1*), tiếp tục khuấy trộn đều.
(4*) – Khuấy trộn đều hỗn hợp các chất trung, đa lượng, các chất nano vi lượng và các chất kích thích sinh học trong khoảng 60 phút (dung dịch tan hoàn toàn và đồng nhất), thu được sản phẩm phân phân bón lá nano cho cây điều.
Hình 3.27. Sơ đồ quy trình phối trộn phân bón lá nano
Các chế phẩm phân bón lá nano vi lượng phức humic (PBLnn) do Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo được phun 4 lần theo thứ tự RH1, RH2, ĐQ3, ĐQ4 có thành phần như Bảng 3.5 dưới đây:
Bảng 3.5. Thành phần chế phẩm nano RH1, RH2, ĐQ3 và ĐQ4
Đơn vị tính: mg/l
Phân bón lá nano vi lượng theo công thức trên đã được tiến hành nghiên cứu thực địa trên cây điều tại Bình Phước với giống điều được lựa chọn trong thử nghiệm là AB 0508, cây 5 tuổi, trồng 8 x 6 m/cây. Dẫn chứng kết quả thực hiện được công bố trong bài báo “Ảnh hưởng của chế phẩm nano vi lượng bón lá đến sự ra hoa đậu quả của cây điều (Anacardium Occidentale L.) tại Bình Phước” đã được nhận đăng trong tạp chí Khoa học công nghệ Nông nghiệp Việt Nam (Bài báo được đính kèm tại phụ lục).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Trên cơ sở kết quả tổng hợp vật liệu nano và thực nghiệm đánh giá hiệu quả của phân bón lá nano vi lượng trên cây măng tây trong phòng thí nghiệm cũng như đánh giá hiệu quả phân bón lá cho cây điều, có thể rút ra một số kết luận như sau:
1. Tổng hợp thành công các hạt nano Fe, Cu, ZnO, MnO2, Se bằng phương pháp khử hóa học và phân tích hình ảnh TEM, SEM để xác định hình thái, kích thước các hạt nano tạo thành:
- Hạt nano Fe: tỷ lệ nồng độ NaBH4:Fe2+ = 3:1 và nồng độ Fe0 tạo thành là 2 g/L cho các hạt nano Fe tạo thành có kích thước và phân bố đồng đều nhất, trung bình 30 – 50 nm.
- Hạt nano Cu: Phương pháp có sử dụng tiền chất là CuSO4, chất khử là NaBH4. Với tỉ lệ nồng độ NaBH4/Cu2+ = 2:1, các hạt nano Cu thu được phân bố đồng đều với kích thước trong khoảng 20 – 50 nm. Các hạt nano Cu thu được tại điều kiện nồng độ Cu0 = 2g/l, phân bố đồng đều với kích thước trong khoảng 20 – 40 nm.
- Hạt nano ZnO: Tỷ lệ Zn(CH3COO)/H2C2O4 = 0,75 là tỷ lệ thích hợp nhất để thực hiện phản ứng điều chế ZnO. ZnO thu được ở dạng hạt nano và có kích thước thay đổi trong khoảng 30 – 100 nm. Nồng độ thích hợp của Zn(CH3COO)2 để thực hiện phản ứng điều chế ZnO là 0,05M. Hạt nano ZnO hình thành ít bị co cụm và có kích thước phân bố trong khoảng 30 – 100 nm, trong đó phần lớn là các hạt có kích thước nhỏ hơn 50 nm.
- Hạt nano MnO2: Cấu trúc tinh thể hạt nano thu được tại tỷ lệ MnSO4/KMnO4 = 2/2 và 3/2, vật liệu tổng hợp được là đơn pha MnO2, có dạng thanh nano với một chiều cỡ 50 nm.
- Hạt nano Se: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất khử BH4-/Se4+
lên kích thước hạt selen sử dụng chitosan làm chất ổn định là: dung dịch có đặc trưng phổ hấp thụ cực đại tại bước sóng 298 – 294 nm; Kích thước hạt khoảng
Kết quả tổng hợp hạt nano selen từ H2SeO3 trong dung dịch chitosan sử dụng tác nhân khử axit L – ascorbic: Dung dịch có đặc trưng phổ hấp thụ cực đại tại bước sóng 294 nm; Hạt có dạng hình cầu, kích thước hạt khoảng 40 – 60 nm, phân bố đồng đều trong dung dịch; Khoảng nồng độ thích hợp: 50 – 400 ppm.
2. Đánh giá hiệu quả sử dụng phân bón lá nano qua kết quả thử nghiệm một loại phân bón lá nano chỉ có thành phần vi lượng cho cây măng tây tại phòng thí nghiệm, so sánh giữa các công thức thí nghiệm trước khi bón phân và sau khi phun phân bón lá nano vi lượng cho thấy tất công thức đều có tác động thúc đẩy ra măng, chiều cao cây và đường kính thân tăng rõ rệt so với đối chứng phun nước lã cụ thể đường kính thân tăng 1,8 mm (hơn 0,4mm so với đối chứng), chiều dài thân tăng 15,6 cm ( hơn 6 cm so với đối chứng).
3. Đánh giá hiệu quả sử dụng phân bón lá nano qua kết quả thử nghiệm một loại phân bón lá nano chỉ có thành phần vi lượng cho cây ngô tại phòng thí nghiệm, nhìn chung khi ngô được phun thêm phân bón lá nano vi lượng thì đều giúp phát triển thân và rễ, sinh khối thân và rễ tươi đều tăng so với đối chứng không phun. Cụ thể phân bón lá nano vi lượng tăng sinh khối thân tươi 24,3% so với đối chứng không phun, sinh khối rễ tươi tăng 24,9% so với đối chứng không phun.
4. Ứng dụng các hạt nano kim loại trong chế tạo phân bón lá cho cây điều tại Bình Phước với bộ phân bón lá có hơn 20 thành phần, trong đó có 08 nguyên tố dinh dưỡng vi lượng. Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, học viên chỉ tham gia quá trình chế tạo 05 hạt nano vi lượng và sử dụng trong thành phần vi lượng của phân bón lá nano vi lượng dành cho cây điều. Phân bón lá nano vi lượng này đã được ứng dụng trong nghiên cứu thực địa trên cây điều tại Bình Phước với dẫn chứng được thể hiện trong bài báo “Ảnh hưởng của chế phẩm nano vi lượng bón lá đến sự ra hoa đậu quả của cây điều (Anacardium Occidentale L.) tại Bình Phước”.
2. Kiến nghị
Do khuôn khổ nghiên cứu của luận án có hạn, các nghiên cứu của luận án có tính chất là các nghiên cứu cơ bản.
Để có thể áp dụng rộng rãi các kết quả nghiên cứu của luận án vào thực tế, cần thiết phải có nghiên cứu toàn diện hơn về vật liệu nano cũng như khả năng kết hợp với các loại vật liệu khác nhằm mục đích nâng cao hiệu suất sử dụng. Một số nội dung nghiên cứu kiến nghị thực hiện tiếp nhằm mục đích hoàn thiện quy trình tổng hợp vật liệu nano và nâng cao hiệu quả sử dụng của phân bón lá nano vi lượng:
1. Nghiên cứu, khảo sát thêm nhiều điều kiện thích hợp để chế tạo hạt nano vi lượng Sắt, Đồng, Kẽm, Mangan, Selen hơn (ví dụ: ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định, ảnh hưởng của nồng độ chất bảo vệ, thời gian ổn định, nhiệt độ phản ứng, …).
2. Đánh giá ảnh hưởng của các tác nhân môi trường đến hiệu quả của phân bón lá nano vi lượng.
3. Tiếp tục nghiên cứu, đánh giá hiệu quả của phân bón lá nano vi lượng trên cây măng tây, ngô, điều ở quy mô rộng hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt
1. Báo cáo tổng kết dự án “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp", 2020, Viện Công nghệ Môi trường.
2. Nguyễn Văn Chương và các cộng sự, 2018, Đánh giá tác động của nano kim loại
(sắt, đồng, coban) đến giống đậu tương HLĐN 29 ở Đồng Nai, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam. Số7(92)/2018.
3. Đặng Thị Hồng Phương, Trần Quốc Toàn và Hà Xuân Linh, 2020, Ảnh hưởng
của phân bón lá Nano kẽm oxit đến sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng cam sành trồng tại Hàm Yên, Tuyên Quang.
4. Chu Trung Kiên và các cộng sự, 2020, Đánh giá hiệu lực phòng trừ bệnh bạc lá
lúa của nano Cu2O-Cu/alginate tại tỉnh Tiền Giang.
II. Tiếng Anh
5. Werner Bergmann, 1992, Nutritional disorders of plants: visual and analytical
diagnosis, Gustav Fischer Verlag, Jena, pp: 86-33.
6. Hemraj Methods in Microbiology Chhipa, 2019, Applications of nanotechnology
in agriculture.
7. Victoria Fernández, Thomas Sotiropoulos và Patrick H Brown, 2013, Foliar fertilization: scientific principles and field pratices, International fertilizer
industry association.
8. Parisa Jafari Fesharaki và các cộng sự, 2010, Biosynthesis of selenium nanoparticles using Klebsiella pneumoniae and their recovery by a simple sterilization process. 41, tr. 461-466.
9. Gregor Grass, Christopher Rensing và Marc Solioz, 2011, Metallic copper as an
antimicrobial surface. 77(5), tr. 1541-1547.
10. Larry L Hench và Jon K West, 1990, The sol-gel process, Chemical reviews.
90(1), tr. 33-72.
11. Schönherr Jörg, 2006, Characterization of aqueous pores in plant cuticles and
permeation of ionic solutes, Journal of Experimental Botany. 57(11), tr. 2471-
2491.
12. Xiangcun Li và các cộng sự, 2009, Synthesis and morphology control of ZnO nanostructures in microemulsions, Journal of Colloid Interface Science. 333(2),
tr. 465-473.
13. S Machado và các cộng sự, 2013, Green production of zero-valent iron nanoparticles using tree leaf extracts. 445, tr. 1-8.
14. Junhao Niu và các cộng sự, 2021, Effects of foliar fertilization: a review of current status and future perspectives, Journal of Soil Science Plant Nutrition.
21(1), tr. 104-118.
15. Nualgi nano biotech, truy cập ngày, tại trang web https://nualgi.com/nanobiotech/index.html.
16. Ronald S Oremland và các cộng sự, 2004, Structural and spectral features of selenium nanospheres produced by Se-respiring bacteria. 70(1), tr. 52-60.
17. Marschner P, 2012, Mineral Nutrition of Higher Plants, San Diego: Academic
Press, tr. 651.
18. C Justin Raj, RK Joshi và KBR Varma, 2011, Synthesis from zinc oxalate, growth
mechanism and optical properties of ZnO nano/micro structures, Crystal Research Technology. 46(11), tr. 1181-1188.
19. A Tamilvanan và các cộng sự, 2014, Copper nanoparticles: synthetic strategies,
properties and multifunctional application, International Journal of Nanoscience.
20. Mahsa Vahdati và Tahereh Tohidi Moghadam, 2020, Synthesis and characterization of selenium nanoparticles-lysozyme nanohybrid system with synergistic antibacterial properties. 10(1), tr. 1-10.
21. Steven A Weinbaum, 1988, Foliar nutrition of fruit trees, J Plant growth leaf applied chemicals, tr. 81-100.
22. Hai-tao Zhu, Can-ying Zhang và Yan-sheng Yin, 2004, Rapid synthesis of copper nanoparticles by sodium hypophosphite reduction in ethylene glycol under microwave irradiation. 270(3-4), tr. 722-728.
23. СГ Азизбекян và ВИ J Домаш, 2015, Наноплант–новое отечественное микроудобрение, J Наше сельское хозяйство: агрономия(7), tr. 2-6.
PHỤ LỤC
Phụ lục: Bài báo “Ảnh hưởng của chế phẩm nano vi lượng bón lá đến sự ra hoa đậu quả của cây điều (Anacardium Occidentale L.) tại Bình Phước”
ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM NANO VI LƯỢNG BÓN LÁ ĐẾN SỰ RA HOA ĐẬU QUẢ CỦA CÂY
ĐIỀU (ANACARDIUM OCCIDENTALE L.) TẠI BÌNH PHƯỚC
Ngô Quang Vinh1, Nguyễn Hoài Châu2, Đào Trọng Hiền2
Nguyễn Thị Thúy2, Đào Văn Hoàng1, Nguyễn Thị Tú Oanh3
1 Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam
2 Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3 Học viện Khoa học và Công nghệ
TÓM TẮT
Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm bón lá nano vi lượng cho điều ở giai đoạn xuất hiện cành hoa và thời kỳ ra hoa đậu quả, trong đó các nguyên tố vi lượng được chế tạo dưới dạng phức với phân tử humic có kích thước nano. Ba thí nghiệm ô lớn, cùng 1 nội dung đã được thực hiện trên giống điều AB 0508 ở 3 xã thuộc huyện Phú Riềng và Đồng Phú, tỉnh Bình Phước trên 2 loại đất trồng khác nhau trong thời gian từ tháng 10 năm 2020 đến tháng 3 năm 2021. Mỗi thí nghiệm gồm 3 ô với 3 mô hình (MH): MH1 phun phân bón lá (PBL) là chế phẩm nano vi lượng, MH2 phun PBL truyền thống và MH3 không phun PBL. Kết quả, phun các chế phẩm RH1, RH2, ĐQ3 và ĐQ4 có tác dụng làm tăng 27% số hoa trên mỗi chùm, tăng 14% số quả đậu trên mỗi chùm và giảm 25% quả non rụng đầu vụ. RH1, RH2, ĐQ3 và ĐQ4 là những chế phẩm có nhóm đa, trung lượng là khoáng chất chứa N, P, K, Ca, Mg, S, Si và nhóm vi lượng gồm Fe, Cu, Zn, Mn, B, Mo, Se, Ag có kích thước không lớn hơn 80 nm và một số chất điều hòa sinh trưởng. Liều lượng các nguyên tố dinh dưỡng được tính toán phù hợp với nhu cầu của cây điều ở 2 giai đoạn nói trên.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Điều là cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao, để tăng năng suất điều, việc nghiên cứu sử dụng phân bón lá cho cây điều bao gồm các thành phần dinh dưỡng chủ yếu và một số chất điều hòa sinh trưởng đã được thực hiện trong nhiều năm và vẫn tiếp tục cho đến nay cả ở trong và ngoài nước. Phạm Văn Biên và cộng tác viên (2005) cho biết khi xử lý NAA nồng độ 10 ppm, 20 ppm và IBA nồng độ 25 ppm thì năng suất đạt từ 2,134 - 2,578 kg/cây, cao hơn so với các phương thức xử lý khác từ 9,4 - 32,1%. Khi phun kết hợp GA3 nồng độ 50 ppm + phân bón lá Growmore (N : P : K là 6 : 30 : 30) năng suất đạt 3.458 kg/ha và phun NAA 20 ppm + phân bón lá borax năng suất đạt 2.789 kg/ha. Đỗ Trung Bình và cộng tác viên (2010) đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất điều hoà sinh trưởng (CĐHST) và các nguyên tố dinh dưỡng N, P, K, Zn, B đến sự ra hoa, đậu quả và năng suất điều 6 năm tuổi tại Đông Nam Bộ. Nhờ tăng số quả/cây, năng suất vườn điều tăng rất rõ (từ 11,5 - 40,6%) ở các công thức phun bổ sung phân bón lá và chất điều hòa sinh trưởng so với đối chứng phun nước. Dhanasekaran và cộng tác viên (2018) cho thấy sử dụng PBL có thành phần là hỗn hợp (0,5% ZnSO4, 0,5% FeSO4, 0,2% CuSO4, 0,5% Borax, 0,2% MnSO4) cùng với 0,5% axit humic và 50 mg/L GA3 có số quả cao hơn đối chứng phun nước lã tăng 11,47% và 15,3% tương ứng. Hiện nay, phân bón lá được sử dụng có thành phần là các hạt nano có ưu thế hơn các nguyên tố cùng tên ở dạng muối nhờ kích thước nhỏ, không mang điện tích nên cây dễ hấp thu, hiệu quả sử dụng cao. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và sử dụng PBL nano ở nước ta chỉ mới bắt đầu, các công bố về nghiên cứu trên đậu tương và ngô có thể là sớm nhất. Nguyễn Văn Chương và cộng tác viên (2018) cho biết tại Đồng Nai, phun phân nano vi lượng năng suất đậu tương tăng 15,9 - 21,0%; tại Vĩnh Long tăng 21 - 26% so với phun nước lã. Việc xử lý hạt bằng chế phẩm nano vi lượng cho năng suất ngô tại Long An tăng 12,8 - 14% so với phun nước lã (Ngô Quang Vinh và ctv., 2019). Bài báo này trình bày kết quả thí nghiệm phun các chế phẩm nano nhằm hỗ trợ cây điều ra hoa, đậu quả và giảm rụng quả đầu vụ. Đây là một trong số nhiều thí nghiệm dùng các chế phẩm nano khác nhau tác động vào 3 giai đoạn: (i) ra chồi cành, chồi hoa; (ii) ra hoa, đậu quả và (iii) giai đoạn quả lớn trong đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng bộ phân bón lá nano làm tăng năng suất điều ở tỉnh Bình Phước”.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu
Các chế phẩm PBL nano vi lượng phức humic (PBLnn) do Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo được phun 4 lần theo thứ tự RH1, RH2, ĐQ3, ĐQ4 có thành phần như trên Bảng 1.
Bảng 1. Thành phần chế phẩm nano RH1, RH2, ĐQ3 và ĐQ4 Đơn vị tính: mg/lít TT Thành phần RH1 RH2 ĐQ3 ĐQ4 1 N 50.000 150.000 100.000 75.000 2 P2O5 300.000 150.000 100.000 25.000 3 K2O 50.000 50.000 100.000 225.000