Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.4. Ảnh hưởng của độ ẩm, nhiệt độ và thời gian phân huỷ đến khả năng phân hủy
Hàm lượng HCBVTV còn lại trong Biomix ở các thời gian ủ khác nhau nói lên hiệu quả phân hủy HCBVTV của các Biomix. Sau khi gửi mẫu các Biomix ở các điều kiện và thời gian ủ khác nhau đi phân tích và nhận kết quả từ Phòng Khảo nghiệm Thuốc bảo vệ thực vật của Trung tâm Kiểm định và Khảo nghiệm thuốc bảo vệ thực vật phía Bắc. Tiến hành xử lý số liệu, tính ra hiệu quả phân hủy với nồng độ 2,4D và Cartap ban đầu đều là 10 ppm và thời gian theo dõi quá trình phân hủy lần lượt là 15 ngày, 30 ngày. Các kết quả ở các bảng sau về nồng độ dư lượng HCBVTV còn lại trong Biomix được làm tròn đến chữ số thập phân thứ ba (đơn vị ppm), các kết quả về hiệu quả phân hủy HCBVTV được làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai (đơn vị là %).
3.4.1. Khả năng phân hủy hóa chất bảo vệ thực vật 2,4D
Hiệu quả phân hủy 2,4D trong Biomix được tính theo nồng độ ppm của 2,4D còn lại trong Biomix (Bảng 3.7, Bảng 3.9) và tỉ lệ % 2,4D đã được phân hủy (Bảng 3.8, Bảng 3.10) sau các khoảng thời gian 15 ngày ủ và 30 ngày ủ của Biomix. Kết quả cụ thể như sau:
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
SSSM SSS SSP
mgCO2/ 100g Biomix
Lượng hô hấp vi sinh vật
54
Bảng 3.7: Nồng độ dư lượng 2,4D còn lại trong Biomix sau 15 ngày ủ (Đơn vị: ppm)
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37oC 25oC 37oC
SSSM 0,976 0,188 0,173 0,118 0,554 0,384
SSS 1,215 0,964 0,562 0,337 0,783 0,478
SSP 3,666 3,594 3,024 2,925 3,294 3,173
Bảng 3.8: Hiệu quả phân hủy 2,4D của Biomix sau 15 ngày ủ tại các độ ẩm và nhiệt độ khác nhau
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37oC 25oC 37oC SSSM 90,24% 91,82% 98,27% 98,82% 94,46% 96,16%
SSS 87,85% 90,36% 94,38% 96,63% 92,17% 95,22%
SSP 63,34% 64,06% 69,76% 70,75% 67,06% 68,27%
Qua kết quả nghiên cứu từ Bảng 3.7 và Bảng 3.8 cho thấy:
Hàm lượng HCBVT 2,4D ở trong các Biomix giảm dần theo thời gian phân huỷ và hiệu quả phân huỷ có sự khác nhau giữa các Biomix. Ngay cả trong cùng Biomix cũng có sự chênh lệch hiệu quả phân hủy khi ủ ở các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau. Hay nói một cách khác, các yếu tố như là độ ẩm, nhiệt độ, thời gian phân huỷ và các thành phần tạo nên Biomix ảnh hưởng trực tiếp và rõ rệt đến khả năng phân huỷ 2,4D.
Sau 15 ngày ủ, nồng độ HCBVTV trong các Biomix giảm đi đáng kể. Tuy nhiên, hiệu quả phân hủy 2,4D của các Biomix không giống nhau và có sự chênh lệch giữa các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khác nhau. Dễ dàng nhận thấy SSSM đạt hiệu quả cao hơn SSS và cao hơn hẳn SSP. Cụ thể, ở điều kiện độ ẩm 60% và nhiệt độ 37oC, nồng độ 2,4D còn lại trong SSP là 2,925 ppm đạt 70,75%, SSS còn 0,337 ppm đạt 96,63% trong khi đó, nồng độ 2,4D còn lại trong SSSM chỉ còn 0,118 ppm đạt hiệu
55
quả phân hủy lên tới 98,82%. Đây cũng là điều kiện phân hủy cho hiệu quả cao nhất của cả 3 Biomix khi mà ở nhiệt độ 25oC với cả 2 độ ẩm 50% và 80% đều cho hiệu quả xử lý thấp hơn.
Bảng 3.9: Nồng độ dư lượng 2,4D còn lại trong Biomix sau 30 ngày ủ (Đơn vị: ppm)
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37oC 25oC 37oC
SSSM 0,045 0,036 0,034 0,013 0,043 0,02
SSS 0,977 0,818 0,173 0,044 0,554 0,384
SSP 1,031 0,927 0,811 0,462 0,925 0,801
Bảng 3.10: Hiệu quả phân hủy 2,4D của Biomix sau 30 ngày ủ tại các độ ẩm và nhiệt độ khác nhau
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37oC 25oC 37oC SSSM 99,55% 99,64% 99,66% 99,87% 99,57% 99,80%
SSS 90,23% 91,82% 98,27% 99,56% 94,46% 96,16%
SSP 89,69% 90,73% 91,89% 95,38% 90,75% 91,99%
Qua bảng 3.9 và bảng 3.10 cho thấy đến thời điểm sau 30 ngày ủ, ở độ ẩm 60% và nhiệt độ 37oC, hiệu quả phân hủy 2,4D của SSP đạt 95,38% (nồng độ 2,4D còn lại là 0,462 ppm), SSS đạt 99,56% (nồng độ 2,4D còn lại là 0,044 ppm) và cao nhất là ở SSSM với hiệu quả đạt 99,87% (nồng độ 2,4D còn lại chỉ có 0,013 ppm) gần như là đã được phân hủy hoàn toàn. Trong khi ở nhiệt độ 25oC, độ ẩm 80% và 50% thì hiệu quả phân hủy HCBVT 2,4D của các Biomix đều thấp hơn.
Ngoài ra, khi xét trong cùng một điều kiện về độ ẩm, nhiệt độ và thời gian phân huỷ hiệu quả phân huỷ 2,4D của Biomix SSSM là cao nhất trong 3 Biomix, mặt khác Biomix SSS đạt hiệu quả phân hủy 2,4D cao hơn Biomix SSP. Có thể dễ dàng
56
nhận thấy có sự khác nhau đó là vì SSS và SSP khác nhau về thành phần nguyên liệu khi mà thay vì dùng than bùn như SSP thì SSS thay bằng nguyên liệu là bã thải trồng nấm sò. Dẫn đến sự khác nhau về các đặc tính lý hóa và sinh học giữa SSS và SSP.
Điều này cho thấy thành phần nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả phân hủy 2,4D của Biomix và bã thải trồng nấm sò có hiệu quả cao hơn nguyên liệu truyền thống là than bùn.
Trong khi đó, SSSM và SSS lại có chung thành phần nguyên liệu nhưng hiệu quả phân hủy 2,4D của SSSM lại cao hơn SSS. Khi ở cùng điều kiện nhiệt độ 37oC, độ ẩm 60% sau 15 ngày ủ thì hiệu quả phân hủy 2,4D của SSS đạt 96,63% còn SSSM đạt tới 98,82%. Sau 30 ngày ủ cũng có sự chênh lệch tương tự. Kết quả này cho thấy việc bổ sung chủng nấm mốc Penicillium chrysogenum N2 có hoạt tính phân hủy lignin cao đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng, phát triển của các nhóm VSV trong Biomix, từ đó giúp cải thiện hoạt động phân hủy 2,4D của Biomix.
3.4.2. Khả năng phân hủy HCBVTV Cartap
Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ ban đầu của Cartap là 10 ppm và thời gian theo dõi quá trình phân hủy lần lượt là 15 ngày, 30 ngày. Hiệu quả phân hủy Cartap được tính dựa trên nồng độ ppm Cartap còn lại trong Biomix (Bảng 3.11 và Bảng 3.13) và tỉ lệ % Cartap đã được phân hủy (Bảng 3.12, Bảng 3.14) ở các điều kiện và thời gian phân huỷ khác nhau của Biomix.
Kết quả cụ thể như sau:
Bảng 3.11: Nồng độ dư lượng Cartap còn lại trong Biomix sau 15 ngày ủ (Đơn vị: ppm)
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37oC 25oC 37oC
SSSM 1,088 0,802 0,286 0,058 1,457 0,812
SSS 1,264 1,084 0,466 0,338 1,626 1,036
SSP 3,673 3,469 2,966 2,744 3,782 3,176
57
Bảng 3.12: Hiệu quả phân hủy Cartap của Biomix sau 15 ngày ủ tại các độ ẩm và nhiệt độ khác nhau
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37oC 25oC 37oC SSSM 89,12% 91,98% 97,14% 99,42% 85,43% 91,88%
SSS 87,36% 89,16% 95,34% 96,62% 83,74% 89,64%
SSP 63,27% 65,31% 70,34% 72,56% 62,18% 68,24%
Sau 15 ngày ủ, nồng độ Cartap trong Biomix đã giảm một cách đáng kể và đạt được kết quả khá cao do hoạt động phân huỷ của VSV và đặc biệt là nhóm VSV phân hủy lignin. Bên cạnh đó, hiệu quả phân huỷ Cartap có sự khác nhau khi ủ ở các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau của Biomix.
Bảng 3.13: Nồng độ dư lượng Cartap còn lại trong Biomix sau 30 ngày ủ (Đơn vị: ppm)
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37 oC 25oC 37 oC
SSSM 0,466 0,242 0,014 0,004 0,283 0,163
SSS 0,851 0,592 0,227 0,181 0,962 0,794
SSP 0,982 0,775 0,446 0,338 0,873 0,615
Bảng 3.14: Hiệu quả phân hủy Cartap của Biomix sau 30 ngày ủ tại các độ ẩm và nhiệt độ khác nhau
Độ ẩm Nhiệt độ
80% 60% 50%
25oC 37oC 25oC 37 oC 25oC 37 oC SSSM 95,34% 97,58% 99,86% 99,96% 97,17% 98,37%
SSS 91,49% 94,08% 97,73% 98,19% 90,38% 92,06%
SSP 90,18% 92,25% 95,34% 96,62% 91,27% 93,85%
Qua kết quả ở các bảng trên cho thấy:
58
- Ở tất cả các Biomix, hiệu quả phân huỷ Cartap đạt cao nhất sau thời gian phân huỷ 15 ngày, ở nhiệt độ 37oC và độ ẩm 60%. Cho đến sau 30 ngày, ở nhiệt độ 37oC và độ ẩm 60%, nồng độ Cartap còn lại trong Biomix SSSM chỉ còn 0,004 ppm đạt hiệu quả lên tới 99,96%, SSS còn 0,181 ppm đạt hiệu quả 98,19% và SSP còn 0,338 ppm đạt hiệu quả 96,62%.
- Cũng như đối với 2,4D, hiệu quả phân huỷ Cartap của Biomix SSSM là cao hơn so với SSS và SSP trong cùng một điều kiện về độ ẩm, nhiệt độ và thời gian phân huỷ. Điều này được lý giải như với 2,4D.
Trong nghiên cứu này, các kết quả đạt được cho thấy việc bổ sung chủng nấm mốc Penicillium chrysogenum N2 có khả năng phân huỷ lignin cao vào Biomix sẽ giúp thúc đẩy quá trình phân hủy HCBVTV diễn ra nhanh hơn và đạt hiệu quả cao hơn. Hơn nữa, hoàn toàn có thể sử dụng bã thải trồng nấm sò làm nguyên liệu thay thế than bùn giúp vừa đạt hiệu quả cao hơn lại phù hợp với điều kiện sản xuất nông nghiệp của Việt Nam, tận dụng phế phụ phẩm trong nông nghiệp, đơn giản, tiết kiệm chi phí góp phần bảo vệ môi trường.