ME-LIGNOSULFONAT (Me: Zn, Cu, Mg, Mn…)
I.1. Xác định thành phần dinh dưỡng vi lượng cho từng loại cây trồng. 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) tại vùng trồng rau sạch Huyện Mê Linh, Hà Nội; cây ăn quả (cam) và chè tại Nông trường Sông Bôi, Lạc Thủy, Hòa Bình. Như vậy, sẽ có 3 công thức thành phần các nguyên tố kim loại vi lượng dưới dạng Me-lignosulfonat riêng cho từng loại cây cần lựa chọn là:
- Công thức các Me-lignosulfonat cho cà chua: Me-LS1 - Công thức Me-lignosulfonat cho cây cam: Me-LS2
42
- Công thức Me-lignosulfonat cho chè: Me-LS3
Như phần Tổng quan đã trình bày, 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.
Dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của từng loại cây và tham khảo thành phần công thức của một số sản phẩm cùng loại đang lưu hành trên thị trường Việt Nam, chúng tôi đã xây dựng công thức thành phần dinh dưỡng vi lượng cụ thể cho từng đối tượng cây trồng lựa chọn sau đây:
I.1.1. Thành phần dinh dưỡng vi lượng cho cà chua (Me-LS1)
Mục đích cung cấp Me-LS1 cho cà chua nhằm tăng sản lượng thu hoạch, tỷ lệ đậu quả, thời gian quả chín đều, chất lượng quả...Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy, đối với cây trồng nói chung và nhất là các cây rau ăn quả nói riêng trong đó có cây cà chua, bên cạnh nhu cầu về đa lượng như N, P, K, các nguyên tố vi lượng như Zn, Mn, Fe, Bo…cũng rất cần cho cây. Vì vậy, công thức PBL cụ thể cho rau màu được nêu tại Bảng 3.1 dưới đây:
Bảng 3.1. Thành phần dinh dưỡng Me-LS1 cho cà chua.
Số TT Thành phần Hàm lượng 1 Zn 330 ppm 2 Mn 170 ppm 3 Fe 300 ppm 4 Cu 220 ppm 5 Bo 200 ppm
I.1.2. Thành phần dinh dưỡng vi lượng cho cây cam (Me-LS2)
Vai trò các nguyên tố vi lượng cho cây ăn quả nhằm tăng sản lượng và tỷ lệ đậu quả, hình thức đẹp, tăng hàm lượng dinh dưỡng trong quả như vitamin C, hàm lượng đường...Với đối tượng này, nguyên tố vi lượng Bo có vai trò quan trọng cho sự phát triển của quá trình ra hoa, kết quả. Bo cũng liên quan đến quá trình tạo nên các phức chất đường, tới sự vận chuyển đường và đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành protein. Vì vậy, thành phần các nguyên tố vi lượng cho cây ăn quảđược trình bày cụ thểở Bảng 3.2:
Bảng 3.2. Thành phần dinh dưỡng Me-LS2 cho cam
Số TT Thành phần Hàm lượng 1 Zn 400 ppm 2 Fe 300 ppm 3 Mn 400 ppm 4 Cu 220 ppm 5 Bo 500 ppm
I.1.3. Thành phần dinh dưỡng vi lượng cho cây chè (Me-LS3)
Chè cần rất nhiều chất dinh dưỡng, trong đó mỗi nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng nhất định đối với sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng sản phẩm. Ví dụ Mg, Mn cần cho cấu tạo và hình thành chất diệp lục (lá xanh, non); Cu tăng sức chống chịu sâu bệnh cho cây; Zn thúc đẩy sinh trưởng, phát triển, tăng năng suất và chất lượng chè...Trên cơ sở tham khảo một số sản phẩm phân bón cho chè đang sử dụng tại Việt Nam, chúng tôi lựa chọn các thành phần các nguyên tố vi lượng cụ thể sau (Bảng 3.3)
Bảng 3.3. Thành phần công thức phân bón lá LS3 cho chè.
Số TT Thành phần Hàm lượng
44
2 Fe 300 ppm
3 Mn 200 ppm
4 Cu 100 ppm
I.2. Điều chế các muối vi lượng Me-lignosulfonat cho từng loại cây.
I.2.1. Nghiên cứu cải tiến điều kiện công nghệ để tổng hợp Me- lignosulfonat dạng bột.
Căn cứ vào kết quả đề tài KHCN cấp Bộ“Hoàn thiện qui trình công nghệ điều chế và sử dụng các chất kích thích tăng trưởng cây trồng (phân bón qua lá) từ nguồn nước thải công nghiệp giấy, phục vụ nông nghiệp”, qui trình công nghệ tổng hợp hỗn hợp các muối vi lượng Me-lignosulfonat dạng dung dịch tan hoàn toàn trong nước, dùng làm phân bón qua lá. Với qui trình này không thể tổng hợp Me-lignosulfonat dạng bột được mà cần được cải tiến một số điều kiện cho phù hợp. Cụ thể như sau:
- Với mục đích điều chế các Me-LS dạng bột, lượng nước thêm vào phản
ứng chỉ cần vừa đủ để nguyên liệu có thể tiếp xúc với nhau và phản ứng trao
đổi giữa Ca2+ với Me2+ xảy ra tốt đẹp. Như vậy, cần xác định lương nước cần thiết để tạo hỗn hợp Ca-lignosulfonat đặc có thể tham gia vào phản ứng trao
đổi với hiệu suất cao.
- Trong qui trình điều chế Me-lignosulfonat tan trong nước, cần lọc bỏ
CaSO4 tạo thành trong phản ứng. Nhưng khi sử dụng sản phẩm dạng bột, lượng CaSO4 không cần tách mà sử dụng ngay làm chất độn mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Do vậy, qui trình điều chế Me-lignosulfonat
được cải tiến các bước sau:
- Sau khi phản ứng kết thúc, thu được sản phẩm Me-lignosulfonat dưới dạng bột nhão. Sấy ở nhiệt độ 80oC để bốc hơi nước cho đến khi hàm ẩm còn lại khoảng 15%.
Để thu được sản phẩm với hàm ẩm còn 15%, cần khảo sát lượng nước dùng để hòa tan Ca-lignosulfonat ban đầu. Các thí nghiệm được thực hiện với các điều kiện phản ứng không đổi, lượng nước đưa vào tạo thành dung dịch Ca-lignosulfonat từ 20% đến 80%. Kết quảđược trình bày tại Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Khảo sát lượng nước hòa tan Ca-lignosulfonat cần thiết Số TT Ca-lignosulfonat trong nước (%) Hàm ẩm của Me-lignosulfonat (%) Ghi chú 1 20 > 15 Phản ứng tốt. Dịch lỏng 2 40 >15 Phản ứng tốt. Dịch lỏng 3 50 >15 Phản ứng tốt 4 70 15 Phản ứng tốt 5 80 15 Hỗn hợp đặc, phản ứng khó
Từ kết quả khảo sát trên, lựa chọn dung dịch Ca-lignosulfonat ban đầu là 70% là hợp lý. Ngoài ra, có thể dùng dung dịch NaOH 30% (thay cho 10% như qui trình cũ) để điều chỉnh pH=8. Với dụng dịch này, khi thêm các muối MeSO4 vào và khuấy tốt, phản ứng vẫn xảy ra với hiệu suất đảm bảo. Kết quả sản phẩm thu được với các thành phần Me-lignosulfonat cho từng loại cây được trình bày tại Bảng 3.5.
Bảng 3.5. Thành phần Me-lignosulfonat trong sản phẩm cho 3 loại cây
Số TT Thành phần Đơn vị tính Me-LS1 (Cà chua) Me-LS2 (Cam) Me-LS3 (Chè) 1 Zn-lignosulfonat ppm 330 400 400 2 Mn-lignosulfonat ppm 170 400 200 3 Fe-lignosulfonat ppm 300 300 300 4 Cu-lignosulfonat ppm 220 220 100 5 B-lignosulfonat ppm 500 500 0 6 Hàm ẩm sản phẩm % 14,5 14,7 15
46
Dựa vào kết quả khảo sát trên, chúng tôi đề xuất qui trình công nghệ tổng hợp Me-lignosulfonat dạng bột nhão, sử dụng trong gia công các sản phẩm KTST dạng bột như sau:
Hình 3.1. Sơđồ dây chuyền tổng hợp hỗn hợp Me-lignosulfonat dạng bột
Các sản phẩm Me-lignosulfonat thu được sẽ sử dụng tiếp để hỗn hợp với các thành phần dinh dưỡng đa lượng (N, P, K) và các chất KTST cho từng loại cây trồng.