I.1. Phương pháp nghiên cứu.
- Dựa trên nhu cầu sử dụng các chế phẩm thân thiện với môi trường trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch (rau màu, cây ăn quả, chè) và nhu cầu dinh dưỡng của từng loại cây, loại đất, đề tài nghiên cứu xác định thành phần công thức hỗn hợp của 03 sản phẩm (các chất KTST, dinh dưỡng đa lượng, vi lượng) cho 03 đối tượng cây trồng là cà chua, cam và chè .
- Lựa chọn nguyên liệu phù hợp cho gia công hỗn hợp. Đối với các thành phần dinh dưỡng vi lượng, đề tài nghiên cứu tổng hợp các muối Me- lignosulfonat (Me = Zn, Cu, Fe, Mn, Mg, B…) dạng bột nhão để hỗn hợp tạo ra sản phẩm dạng bột sau này.
- Lựa chọn dạng gia công: Tiến hành nghiên cứu công nghệ gia công hỗn hợp sản phẩm dạng bột thấm nước (WP) để tiện sử dụng bà bảo quản, bao gồm: nghiên cứu lựa chọn các phụ gia cho gia công (chất HĐBM, chất độn, chất bảo quản…), nghiên cứu công nghệ và qui trình gia công sản phẩm.
- Nhằm đánh giá hiệu quả tăng năng suất, sản lượng cây trồng, sản phẩm sau khi gia công được khảo nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng – Viện Thổ nhưỡng Nông hóa.
Các phương pháp nghiên cứu sẽ sử dụng để triển khai đề tài là: Phương pháp khảo sát và phân tích, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp khảo nghiệm sinh học và các phương pháp phân tích định tính, định lượng sản phẩm hiện đại. Đối với sản phẩm phân bón chứa chất KTST, áp dụng các qui định của tiêu chuẩn ngành, tiêu chuẩn Việt Nam để đánh giá chỉ tiêu chất lượng trước khi sử dụng.
I.2. Nội dung nghiên cứu
I.2.1. Nghiên cứu điều chế các muối kim loại vi lượng dạng bột Me-lignosulfonat (Me =Zn, Cu, Mg, Mn…) lignosulfonat (Me =Zn, Cu, Mg, Mn…)
a. Xác định thành phần dinh dưỡng vi lượng cho từng loại cây trồng.
Căn cứ nội dung nghiên cứu, đề tài lựa chọn 3 đối tượng cây trồng thuộc lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch để khảo nghiệm là rau màu (cà chua), cây ăn quả (cam) và chè.
Như phần Tổng quan đã nêu: mỗi kim loại vi lượng tham gia vào các phản ứng tổng hợp và chuyển hóa sinh học trong cây với các vai trò khác nhau, ở những giai đoạn khác nhau của quá trình sinh trưởng, phát triển của cây. Nhu cầu các loại vi lượng và hàm lượng của chúng cũng phụ thuộc vào từng loại cây. Cụ thể: đối với cà chua, ngoài yêu cầu tăng sản lượng thu hoạch, cần quan tâm đến chất lượng quả như trọng lượng, thời gian quả chín đều, thời gian thu hoạch..., đối với cây ăn quả như cam còn yêu cầu hàm lượng dinh dưỡng trong quả như vitamin C, hàm lượng đường... Yêu cầu đối với cây chè là sản lượng thu hoạch lá, chất lượng chè như lá dày, nhiều búp...Đây là những yếu tố cần lưu ý khi lựa chọn công thức thành phần các kim loại vi lượng cho từng loại cây.
34
Dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của từng loại cây và tham khảo công thức của một số sản phẩm cùng loại đang lưu hành trên thị trường Việt Nam (Phụ
lục kèm theo), đề tài sẽ xây dựng công thức thành phần dinh dưỡng vi lượng cụ thể cho từng đối tượng cây trồng lựa chọn. Như vậy, sẽ có 3 công thức thành phần dinh dưỡng gồm các nguyên tố kim loại vi lượng dưới dạng Me- lignosulfonat riêng cho từng loại cây cần lựa chọn là:
- Công thức các thành phần vi lượng cho cà chua: Me-LS1 - Công thức các thành phần vi lượng cho cây cam: Me-LS2 - Công thức các thành phần vi lượng cho cây chè: Me-LS3
b. Điều chế các muối vi lượng Me-lignosulfonat cho từng loại cây
Trước đây Chi nhánh I-VIPESCO (gọi tắt là VIPESCO HN) đã tổng hợp thành công các muối kim loại vi lượng Me-lignosulfonat dưới dạng dung dịch nước để sản xuất phân bón lá cho một số đối tượng cây trồng. Tuy nhiên, dạng dung dịch không thuận tiện trong sử dụng, bảo quản, vận chuyển và không thể dùng làm nguyên liệu gia công các sản phẩm dạng khô. Vì vậy, cần nghiên cứu cải tiến qui trình tổng hợp Me-lignosulfonat phù hợp làm nguyên liệu cho gia công các sản phẩm KTST, thay thế các muối vi lượng vô cơ.
Trên cơ sở thành phần dinh dưỡng cần thiết cho từng loại cây trồng xác định (rau, cam, chè), tiến hành điều chế các hỗn hợp nhiều kim loại vi lượng Me-lignosulfonat với thành phần các nguyên tố vi lượng đã xác định theo qui trình sau đây:
Hòa tan Ca-lignosulfonat trong nước thành dạng lỏng đặc. Đun cách thủy đến nhiệt độ khảo sát rồi cho từ từ các muối MeSO4.nH2O đã được tính trước. Tiếp tục đun nóng để duy trì nhiệt độ hỗn hợp cho đến khi kết thúc phản ứng. Sau đó, trung hòa hỗn hợp thu được bằng dung dịch NaOH 30%, đến pH =7. Sẽ thu được hỗn hợp Me-lignosulfonat dạng đặc sệt màu đen.
Các kim loại vi lượng cần thiết là Me = Fe, Zn, Mn, Mg, Cu, B...
I.2.2. Lựa chọn công thức hỗn hợp chất KTST với các thành phần dinh dưỡng cho từng loại cây trồng: dinh dưỡng cho từng loại cây trồng:
Mỗi chất KTST đều có tác dụng riêng cho từng quá trình sinh trưởng và phát triển, ra hoa, đậu quả của cây. Căn cứ vào nhu cầu và mục đích sử dụng, đề tài cần xác định loại chất KTST cần thiết, kết hợp với nhu cầu dinh dưỡng cho từng loại cây trồng lựa chọn. Trong phạm vi đề tài, chúng tôi chọn 03 chất KTST có nhiều ứng dụng và nằm trong danh mục các hoạt chất được phép sử dụng ở Việt Nam là α-NAA, β-NOA và GA3 để nghiên cứu hỗn hợp tạo sản phẩm hỗn hợp với các thành phần dinh dưỡng khác cho các cây cà chua, cam và chè đã lựa chọn:
- Lựa chọn công thức hỗn hợp giữa các chất KTST với Me-lignosulfonat cho cây cà chua.
- Lựa chọn công thức hỗn hợp giữa các chất KTST với Me-lignosulfonat cho cây cam.
- Lựa chọn công thức hỗn hợp giữa các chất KTST với Me-lignosulfonat cho cây chè
I.2.3. Nghiên cứu gia công sản phẩm KTST dạng bột thấm nước (WP)
Trên cơ sở xác định thành phần chất KTST và các nguyên tố vi lượng cho từng loại cây, bước tiếp cần nghiên cứu công nghệ gia công sản phẩm dạng bột thấm nước (WP). Đây là nội dung quan trọng của đề tài. Nhằm tăng khả năng ứng dụng của kết quả nghiên cứu vào sản xuất, chúng tôi định hướng sử dụng các nguyên liệu và các thiết bị trong dây chuyền sản xuất sẵn có của Công ty để tiến hành nghiên cứu. Các nội dung cần khảo sát là:
I.2.3.1. Khảo sát lựa chọn thành phần gia công sản phẩm dạng WP I.2.3.2. Khảo sát lựa chọn chất HĐBM cho hỗn hợp gia công I.2.3.3. Xây dựng công nghệ gia công sản phẩm dạng WP
I.2.4. Sản xuất thử nghiệm sản phẩm
Dựa trên kết quả nghiên cứu công nghệ gia công, tiến hành sản xuất thử sản phẩm nhằm hoàn thiện các thông số kỹ thuật của qui trình và thu sản phẩm phục vụ khảo nghiệm đánh giá hiệu lực của các sản phẩm trên đối tượng cây trồng xác định
36
I.2.5. Khảo nghiệm, đánh giá hiệu quả của các sản phẩm trên từng đối tượng cây trồng đối tượng cây trồng
Theo qui định của Bộ NN & PTNT, các sản phẩm mới về phân bón và thuốc KTST cây trồng, sau khi nghiên cứu thành công đều phải thử hiệu lực sinh học trong phòng thí nghiệm, trên đồng ruộng và so sánh với các sản phẩm khác cùng loại. Căn cứ kết quả khảo nghiệm, có thể đánh giá hiệu quả phòng trừ của thuốc và khả năng ứng dụng vào thực tế.
Các sản phẩm của đề tài là 03 loại thuốc KTST cho cà chua, cam và chè sẽ được khảo nghiệm qui mô phòng thí nghiệm (PTN) tại Trung tâm nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng - Viện Thổ nhưỡng Nông hóa thuộc Bộ NN & PTNT. Cụ thể:
a. Khảo nghiệm thuốc kích thích đậu quả cà chua b. Khảo nghiệm thuốc kích thích tăng sản cho cam c. Khảo nghiệm thuốc kích thích tăng sản cho chè