CHI NHÁNH I CTY THUỐC SÁT TRÙNG VIỆT NAM
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
HOÀN THIỆN QUY 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
CNĐT : ĐOÀN TRUNG TÙNG
9021
HÀ NỘI – 2011
lượng củ
a citrat và lignosulfonat được lựa chọn vì có khả năng phân hủy sinh
học, không để lại dư lượng nên rất thân thiện với môi trường.
Thành phần các nguyên tố vi lượng trong phân bón phụ thuộc vào từng
loại cây, giai đoạn sinh trưởng và tùy từng loại đất trồng. Tùy thuộc vào mục
đích sử dụng, ta có thể điều chỉnh thành phần và hàm lượng các nguyên tố vi
lượng này cho phù hợp và kinh tế.
Hiện nay, trên thế giới có nhiề
u sản phẩm phân bón lá chứa các muối
kim loại vi lượng lignosulfonat được sử dụng rộng rãi và hiệu quả, ví dụ:
Antichlorol LS-Fe Fertilizer, Microchelacyt LS-3 của Balan; Brotomax
TM
của
hãng Agrometodos SA, Tây Ban Nha,…Tại Việt Nam, tuy chưa có các sản
phẩm phân bón lá từ lignosulfonat nhưng nhiều sản phẩm khác cũng đã khẳng
định được vai trò và tác dụng của nó trên đồng ruộng như Phabela (Công ty
2
Cổ phần Thụốc sát trùng Việt Nam), Mekofa (Xí nghiệp phân bón Cửu long),
Poly Feed (Công ty Haifa Chemicals Ltd)…
Các muối vi lượng lignosulfonat có thể được điều chế trực tiếp từ lignin
có trong dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy hoặc từ lignosulfonat, thông
qua phản ứng với các muối kim loại tương ứng.
Sản phẩm có nguồn gốc tự
nhiên, dễ phân hủy sinh học, không để lại dư lượng trong nông phẩm và môi
trường nên được khuyến cáo sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất nông
nghiệp sạch. Hàng năm, trong quá trình hoạt động, các nhà máy giấy của
nước ta thải ra dịch đen chứa một lượng lớn chất hữu cơ, trong đó lignin
chiếm đáng kể. Tận dụ
ng nguồn nguyên liệu này để tạo ra các sản phẩm phục
- Khảo nghiệm sản phẩm ngoài đồng ruộng, đánh giá hiệu lực sinh học
của sản phẩm trên các loại cây lựa chọn.
- Sản xuất thử 50 lit sản phẩm các loại đạt yêu cầu chất lượng.
I.2. Nội dung nghiên cứu 27
I.2.1. Hoàn thiện công thức phân bón lá cho từng đối tượng cây trồng 27
I.2.2. Hoàn thiện qui trình tổng hợp các muối Me-lignosulfonat qui mô
PTN. 28
I.2.3 Điều chế phân bón lá chứa hỗn hợp nhiều kim loại lignosulfonat 28
I.2.4. Hoàn thiện công nghệ sản xuất PBL qui mô 20 lit/mẻ 29
I.2.5. Khảo nghiệm diện rộng, đánh giá hiệu lực sinh học của sản phẩm
trên một số cây trồng như cà chua, chè, vả
i, cam. 29
II.
NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 30
III.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 31
III.1. Xác định hàm lượng Ca-lignosulfonat và các Me-lignosulfonat. 31
III.2. Xác định hàm lượng các dinh dưỡng khác (N, P, K) 31
III.3. Xác định độ bền bảo quản 32
5
Phần III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33
I.
HOÀN THIỆN CÔNG THỨC PHÂN BÓN LÁ CHO TỪNG ĐỐI
TƯỢNG CÂY TRỒNG
33
I.1. Công thức phân bón lá cho rau màu (LS1) 33
I.2. Công thức phân bón lá cho cây ăn quả (LS2) 34
I.3. Công thức phân bón lá cho chè (LS3) 34
II.
HOÀN THIỆN QUI TRÌNH TỔNG HỢP CÁC MUỐI KIM LOẠI
VI LƯỢNG LIGNOSULFONAT
35
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 656
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAS Phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption Spestrometer)
Bộ NN&
PTNT
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
BVTV Bảo vệ thực vật
DTPA Diethylene triamine pentaacetate
EDTA Ethylene diamine tetraacetate
HEDTA Hydroxyethylene diamine triacetate
IAA Indole acetic acid
ICP-MS
Phổ phát xạ cao tần ghép nối Khối phổ (Inductively coupled
plasma mass spectroscopy)
LC
50
Nồng độ gây chết trung bình (Lethal Concentration, mg/l hoặc
ppm)
LD
50
Liều gây chết trung bình (Lethal Dose, mg/kg)
LS Lignosulfonate
Me-LS Me-lignosulfonat (muối kim loại vi lượng lignosulfonat)
O/Ca-LS đến hiệu suất phản ứng
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng
Bảng 3.7. Các điều kiện tối ưu cho phản ứng trao đổi giữa MeSO
4
và Ca-lignosulfonat
Bảng 3.8. Kết quả phân tích các sản phẩm phân bón lá LS1, LS2, LS3
Bảng 3.9. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm trước và sau chạy gia tốc
Bảng 3.10. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm phân bón lá chứa
Me-lignosulfonat
Bảng 3.11. Thành phần dinh dưỡng trong sản phẩm phân bón lá chứa
Me-lignosulfonat
Bảng 3.12. Định mức tiêu hao nguyên liệu cho 1.000 lít sản phẩm
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của phân bón lá đến mật độ và khối lượng búp tươi
Bảng 4.2. Ảnh hưở
ng của phân bón lá đến năng suất chè búp tươi
trên đất đỏ vàng tại Lạc Thủy, Hòa Bình
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của phân bón lá LS1 đến năng suất thực thu
bắp cải tại Mê Linh, Hà Nội
Bảng 4.4. Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón lá đến năng suất
bắp cải trên đất bạc màu, Mê linh, Hà Nội
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của sản phẩm LS1, LS2 đến sinh trưởng
của cây vải thiề
u Lục Ngạn
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của sản phẩm LS1, LS2 đến các chỉ tiêu
cấu thành năng suất vải thiều Lục Ngạn
Bảng 4.7. Kết quả phân tích hàm lượng đường và Vitamin C
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của PBL đến năng suất chè búp tươi tại Hòa Bình
9
Phần I.
TỔNG QUAN
I. PHÂN BÓN VÀ NHU CẦU DINH DƯỠNG ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG.
I.1. Nhu cầu dinh dưỡng đối với cây trồng .
Cũng như các sinh vật khác, thực vật cần các chất dinh dưỡng để sinh
trưởng và phát triển. Có những chất cây cần với số lượng nhiều gọi là chất đa
lượng như: C, O, H, N, P, K Những chất đa lượng tham gia trực tiếp vào cấu
tạo tế bào, tạo nên cơ thể cây và chiếm tới 99,95% trọ
ng lượng các chất trong
cây. Còn lại trên 60 nguyên tố khác chỉ chiếm tỷ lệ rất nhỏ gọi là các chất vi
lượng. Tuy cần với lượng rất ít nhưng các chất vi lượng có vai trò cực kỳ
quan trọng trong đời sống thực vật. Những chất vi lượng này có thể tham gia
một phần trong cấu tạo tế bào, đặc biệt là trong các enzym và cytochrom, là
những chất giữ vai trò xúc tác hoặc thúc đẩy các phản ứng sinh học để t
ổng
hợp hoặc chuyển hóa các chất trong cây, đảm bảo cho các quá trình sinh
trưởng, phát triển của cây được diễn ra bình thường [3].
Phần lớn các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng cần thiết cho cây đều
có trong đất và được hấp thụ qua rễ. Tuy nhiên, một số chất có hàm lượng nhỏ
như N, P, K không đủ cung cấp cho nhu cầu của cây khi được gieo trồng với
hoạt động sống của tế bào thực vật. Đạm có nhiều trong các hợp chất cơ bản
cần thiết cho sự phát triển của cây như diệp lục và các enzim, thúc đẩy quá
trình quang hợp và các hoạt động sống của cây, kích thích sự phát triển của bộ
rễ giúp cây trồng huy động mạnh các thức ăn khác trong đất. Vì vậy, đạm có
hưởng lớn đến năng suất và chất l
ượng sản phẩm. Đạm được cây trồng hấp
thụ dưới dạng ion NO
3
-
và NH
4
+
.
Phospho hoặc lân (P) là một trong 17 nguyên tố cần thiết cho cây và có
vai trò quan trọng trong việc phân chia tế bào, tạo thành chất béo giàu protein.
Lân tham gia vào quá trình quang hợp, hô hấp, dự trữ năng lượng, phân chia
tế bào và mã di truyền, thúc đẩy cây ra rễ, đặc biệt là rễ bên, lông hút, kích
thích việc ra hoa, tạo quả và quyết định chất lượng của quả. Lân còn giúp cây
tăng khả năng chống rét, chống hạn và khắc phục một số yếu tố độc hại củ
a
đất đối với cây. Cây hút lân ở dạng hòa tan như ion (H
2
PO
4
)
-
và một lượng
nhỏ dưới dạng (HPO
4
)
• Vai trò của kẽm (Zn): Kẽm được coi như là một trong các nguyên tố vi
lượng đầu tiên cần thiết cho cây trồng, được cây hấp thụ ở dạng ion Zn
2+
.
Kẽm hỗ trợ cho sự tổng hợp các chất sinh trưởng, các hệ thống men và cần
thiết cho sự tăng cường một số phản ứng trao đổi chất trong cây, tham gia vào
quá trình thụ phấn và phát triển phôi. Nó cần thiết cho việc sản xuất ra chất
diệp lục và các hydratcacbon. Kẽm có trong điểm sinh trưởng của lá và rễ,
làm tăng hoạt động của enzym trong mầm hạt và duy trì nồng độ các chất sinh
tr
ưởng ở dạng hoạt động. Trong tế bào thực vật, kẽm xúc tác quá trình oxi
hóa, tăng quá trình trao đổi hydratcacbon và tổng hợp axit amin. Thiếu kẽm
cũng như đồng dẫn đến sự phá vỡ quá trình sinh lý của cây, đặc biệt là quá
trình trao đổi lân và đạm, ảnh hưởng đến việc hình thành và hàm lượng
saccarozo, tinh bột, đạm đồng hóa , các axit hữu cơ, vitamin C, tanin.
Các cây phản ứng với sự thiếu kẽm rất khác nhau. Mẫn cảm nhất là cây
họ
cam chanh, ngô, hublon, đậu cô ve. Thiếu kẽm, cây ít chồi, quả nhỏ, năng
suất giảm mạnh. Phun các hợp chất chứa Zn lên lá rất có hiệu quả.
• Vai trò của đồng (Cu): Đồng tham gia vào men polyphenoloxidase,
quyết định quá trình quang hợp và các quá trình đồng hóa ở thực vật, do đó
rất cần thiết cho sự hình thành diệp lục, hydratcacbon và làm xúc tác cho một
12
số phản ứng khác trong cây. Đồng cũng tham gia cấu tạo thành tế bào, vì vậy
nó giúp cây chống chọi với sâu bệnh. Đồng được cây hấp thụ dưới dạng Cu
2+
.
Đa số cây thiếu đồng (trong cây chỉ có khoảng 10 ppm). Phun phân bón chứa
đồng lên lá được coi là biện pháp tốt nhất chữa trị bệnh thiếu đồng.
• Vai trò của mangan (Mn): Mangan tham gia vào thành phần củ
a các hệ
thống enzym trong cây. Nó hoạt hóa một số phản ứng trao đổi chất quan trọng
và hỗ trợ tổng hợp diệp lục. Mangan tăng cường sự chín và nẩy mầm của hạt
vì nó làm tăng sự hữu dụng của lân và canxi. Cũng như sắt, do không được tái
13
sử dụng trong cây nên gây hiện tượng thiếu mangan. Hiện tượng này thường
xảy ra ở những chân đất giàu hữu cơ, hay trên những đất trung tính hoặc hơi
kiềm và có hàm lượng mangan thấp. Thiếu mangan, sinh trưởng của cây bị
chậm lại hoặc ngừng hẳn, rễ cây phát triển yếu nên năng suất giảm.
• Vai trò của molipden (Mo): Molipden cần thiết cho quá trình tổng hợp
và hoạt động của men khử nitrat như
Nitratreductase, Aldehydroxynase,
Hydrogenase. Mo còn có vai trò sống còn trong việc tổng hợp đạm cộng sinh
bởi vi khuẩn Rhizobia trong nốt sần cây họ đậu, chuyển hóa P từ dạng vô cơ
sang hữu cơ trong cây. Thiếu Mo không chỉ ảnh hưởng đến việc loại thải
nitrat và nitrit trong cây mà còn làm giảm sự quang hợp, giảm việc tạo ra axit
ascorbic, giảm hàm lượng đường. Trong tế bào thực vật, Mo tham gia tương
tác với P, Mg, K và có ảnh hưởng tích cực đến quá trình sinh tổng hợ
p axit
nucleic và protein. Do liều lượng bón rất ít (vài trăm gam/ha) nên Mo thường
được sử dụng ở dạng phun lên lá hoặc xử lý hạt giống trước khi gieo trồng.
I.2. Phân bón lá với cây trồng.
I.2.1. Giới thiệu chung [1].
Khái niệm
Bón phân bón qua lá là biện pháp pháp phun một hay nhiều chất dinh
dưỡng cho cây trồng lên các phần ở phía trên mặt đất của cây (lá, cuống, hoa,
trái) với mục đích nâng cao hấp thụ dinh dưỡng qua các phần trên của cây
trồng. Hỗn hợp dung dịch dinh d
trước khi chúng được hấp thụ vào bên trong từng tế bào. Các chất dinh dưỡng
sẽ vào những không bào này sau khi xâm nhập từ bên ngoài qua lớp biểu bì
cũng như được hấ
p thụ từ rễ qua các mao mạch trong thân cây.
Bước 4: Sự hấp thụ chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào.
Sự hấp thụ qua các tế bào lá thông thường có thể được điều khiển thông
qua tình trạng dinh dưỡng của cây. Tốc độ hấp thụ phụ thuộc vào nhiều yếu
tố. Ví dụ:
- Những phân tử nhỏ nhanh hơn những phân tử lớn (ure > Fe-chelat).
- Những phân tử không mang điện tích nhanh h
ơn các ion tĩnh điện.
- Những ion hoá trị 1 nhanh hơn các ion đa hoá trị (H
2
PO
4
-
> HPO
4
2-
).
- Độ pH của không bào (apoplast) thấp sẽ hấp thụ các anion nhanh hơn,
còn pH cao sẽ hấp thụ các cation nhanh hơn.
Bước 5: Sự phân bố chất dinh dưỡng trong lá và chuyển dịch chúng ra ngoài.
Sự phân bố từng chất dinh dưỡng riêng biệt bên trong và chuyển dịch
chúng ra ngoài là sau khi phun phân bón thì tùy thuộc vào từng tính cơ động
của hệ mao dẫn.
Ưu điểm và lợi ích của phân bón lá
Sử dụng PBL cho cây trồng có nhiều ưu điể
m và lợi ích như sau:
- Bón phân qua lá đáp ứng nhanh nhu cầu dinh dưỡng của cây, nhất là
- PBL không thể thay thế được phân bón qua rễ mà chỉ có tác dụng bổ
sung khi phân bón qua rễ không đầy đủ và không thuận lợi.
- M
ỗi loại PBL có thành phần và tỷ lệ các chất khác nhau thích hợp
với mỗi loại cây trồng, mỗi giai đoạn phát triển của cây, với mỗi loại đất và
các mục đích khác nhau. Vì vậy, cần xem xét cụ thể từng loại phân để sử
dụng đúng với điều kiện và mục đích.
- Các loại PBL cũng phải sử dụng đúng nồng độ, liều lượ
ng, thời gian
và số lần phun như hướng dẫn, không nên làm sai hoặc lạm dụng quá mức vì
có thể sẽ gây hại cho cây hoặc ảnh hưởng đến chất lượng nông sản.
16
I.2.2. Sử dụng phân bón lá trong nông nghiệp hiện nay
I.2.2.1. Sử dụng phân bón lá trên thế giới
Việc sử dụng nhiều phân bón hóa học trong canh tác nông nghiệp đã dẫn
đến môi trường đất và cân bằng sinh thái bị thay đổi, ảnh hưởng đến môi
trường và con người. Vì vậy, trong những năm gần đây, thế giới đã đưa ra
khái niệm “Sản xuất nông nghiệp sạch” nhằm nâng cao chất lượng nông sản,
đảm bảo vệ sinh an toàn th
ực phẩm, bảo vệ môi trường sinh thái và sức khỏe
cộng đồng. Một trong những biện pháp hữu hiệu để sản xuất nông nghiệp
sạch là ứng dụng rộng rãi các chế phẩm phân bón hữu cơ, có nguồn gốc tự
nhiên, trong đó phân bón lá là sự lựa chọn đúng đắn. Việc bón phân qua lá là
biện pháp kỹ thuật đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới từ lâu và ngày càng
phát triển. Phân bón lá có vai trò ngày càng tă
ng trong việc cung cấp dinh
dưỡng cho cây trồng và đã được áp dụng từ nhiều năm nay khắp nơi trên thế
giới. Ngày nay, chúng còn được sử dụng như dịch cung cấp dinh dưỡng trong
lĩnh vực thủy canh.
úng nước một số cây trồng cạn bộ rễ bị hư hại không hấp thu được dinh
dưỡng qua rễ.
Theo kết quả nghiên cứu của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền
Nam cho thấy phân bón lá có hiệu lực rất rõ với các loại rau ăn lá, rau ăn quả.
Mức độ tăng năng suất ghi nhận được từ 16% đến 28% so với đối chứng tùy
theo từng lo
ại. Khi năng suất cây trồng càng cao thì vai trò của phân bón vi
lượng càng trở nên quan trọng bởi vì để đạt năng suất cao, khả năng cung cấp
của đất không đáp ứng được nhu cầu của cây trồng.
Ở nước ta hầu hết các loại đất đều thiếu các nguyên tố vi lượng, vì vậy,
việc bổ sung các nguyên tố này sẽ tạo cho cây sinh trưởng và phát triển tốt
hơn, từ đó năng suất, chấ
t lượng nông phẩm sẽ được cải thiện.
Thí nghiệm sử dụng phân bón hỗn hợp giữa các nguyên tố đa lượng (N,
P, K) và vi lượng trên đất phù sa cổ và đất bạc màu cho thấy tác dụng tích cực
của thành phần các nguyên tố vi lượng đến năng suất cây lạc, đậu tương xuân
hè. Ngoài ra, khi dùng phân NPK chứa vi lượng, hàm lượng protein trong đậu
tương xuân tăng 4.9% so với đối chứng trên đất phù sa cổ và 4.8% trên đất
bạc màu.
Vớ
i cà phê (một trong những cây quan trọng nhất), việc nghiên cứu tìm
những loại phân bón mới có hiệu quả cao đã được tiến hành. Kết quả cho thấy
so với mẫu đối chứng (chỉ bón NPK), các mẫu có sử dụng phân bón chứa các
nguyên tố trung và vi lượng cho hàm lượng cafein tăng từ 37-45,5% và hàm
lượng các nguyên tố vi lượng trong hạt tăng lên rõ rệt: Zn tăng 50 -80%, Mo
tăng 10 - 20% Tỷ lệ quả lép thấp hơn 2-3% so với đối chứng. Bên cạ
nh đó,
các chỉ tiêu về tốc độ cao của cây, chiều dài cành và số cặp cành đều nhiều
hơn [4].
Các PBL thường được sử dụng nhiều trong lĩnh vực trồng rau, cây cảnh
Fe: 322 mg/kg;
Mn: 163mg/kg;
Cu: 163 mg/kg;
Bo: 84 mg/kg;
Zn: 58 mg/kg;
Ni: 56 mg/kg
Lúa, đậu Allied Colloid
Group, Anh
Supermes N: 20%;
P
2
O
5
tan: 3%;
K
2
O tan: 3%;
Ca: 0,14%
Cu: 0,1%;
Zn: 0,02%;
Mn: 0,01%
Lúa, đậu,
rau, cây ăn
quả…
Công ty
Panen,
Indonesia
Brotomax
TM
N: 8.00% Cu: 1.75%;
Yogen Xoài N: 15,8%;
P
2
O
5
: 31,7%;
K
2
O: 16,8%
Mn: 1000 ppm;
Mg,B: 500ppm;
Fe: 100 ppm;
Cu, Zn: 50 ppm;
Mo: 10 ppm
Xoài Công ty Phân
bón Miền
Nam
Phabela Lúa, cây ăn
quả, rau
Công ty CP
Thuốc sát
trùng VN
II. PHÂN BÓN LÁ TRÊN CƠ SỞ LIGNOSULFONAT.
II.1. Lignosulfonat
II.1.1. Giới thiệu chung
19
Lignosulfonat hay còn gọi là lignin sulfo hóa là một anion mạch dài, tan
được trong nước. Chúng có thể thu được như là sản phẩm phụ của quá trình
mô thực vật nhằm cung cấp vi lượng cần thiết cho cây. Như vậy, các
lignosulfonat là chất đa tác dụng với khả năng ứng dụng rộng rãi trong rất
nhiều lĩnh vực, trong đó hay được sử dụng làm phụ gia trong gia công thuốc
BVTV và làm phân bón cho cây trồng.
Độ độc của dung dịch lignosulfonat rất nhỏ, với LC
50
: 5200-6400 ppm
và LD
50
> 4.000 mg/kg đối với chuột, nên được xếp vào loại chất không độc
với động vật máu nóng. Ngoài ra, do có nguồn gốc tự nhiên, các hợp chất
lignosulfonat rất dễ phân hủy sinh học và không để lại dư lượng trong nông
sản, thực phẩm và môi trường. Chính vì vậy, các hợp chất lignosulfonat được
coi là các chất thân thiện với môi trường [13].
II.1.2. Phân bón lá chứa các muối kim loại vi lượng lignosulfonat
Như đã trình bày ở trên, các muối lignosulfonat của kim loại vi lượng
(Zn, Cu, Fe, Mn, Bo…) và lignosulfonat amoni thường được sử dụng làm
PBL do tính chất dễ dàng tạo các phức chelat với kim loại đa hóa trị tan trong
nước và có thể thẩm thấu qua mô tế bào cây, từ đó cung cấp cho cây những
nguyên tố vi lượng này. Hơn nữa, lignosulfonat là sản phẩm có nguồn gốc
thực vật, vì vậy cây cối có khả năng dung nạp và đồng hóa mà không gây độc.
Ngoài ra, lignosulfonat dễ bị phân hủy sinh học, không để lại dư lượng nông
phẩm và môi tr
ường [8].
Lignosulfonat từ lâu đã được sử dụng như một sản phẩm phân bón có giá
trị thương mại cao vì nó không gây hiệu ứng nhà kính và rất hiệu quả trên
nhiều loại cây trồng. Theo một số nghiên cứu trước đây trên thế giới,
lignosulfonat còn tác động tương tự như một loại hocmon sinh trưởng thực
vật. Cơ chế của quá trình này có thể giả thích như sau: Trong khi các
lignosulfonat kích thích quá trình nảy mầm bằng cách tác động
ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường. Nhưng khi kết hợp với lignosulfonat thì
lượng đồng sử dụng chỉ còn khoảng 10 g/ha mà vẫn đạt hiệu qu
ả mong muốn.
Trên cây cam Valencia có các triệu chứng thiếu kẽm và mangan, khi
phun dung dịch 2% Zn-lignosulfonat hoặc 2% Mn-lignosulfonat vào thời
điểm sau khi ra hoa và trước khi đậu quả thì sản lượng quả thu được đều tăng
so với cây không được xử lý (17.7 tấn/ha), trong đó Mn-lignosulfonat (37.4
tấn/ha) cho hiệu quả cao hơn Zn-lignosulfonat (20.5 tấn/ha). So sánh tác dụng
của các loại phân vi lượng Zn, Mn và Fe-lignosulfonat trên cây tỏi thì sản
lượng tỏi thu được trên các diện tích được phun các muối trên giảm dần theo
thứ tự: Zn-lignosulfonat (7.07 tấ
n/ha), Fe-lignosulfonat (6.17 tấn/ha), Mn-
lignosulfonat (5.13 tấn/ha) [14].
Như vậy, PBL trên cơ sở muối các Me-lignosulfonat có tác dụng tốt hơn
hẳn các loại phân bón khác và rẻ hơn PBL sử dụng EDTA làm tác nhân tạo
chelat. Ngoài ra, sản phẩm ít độc, rất thân thiện với môi trường nên các loại
PBL từ lignosulfonat ngày càng được ưa chuộng sử dụng trong nền nông
nghiệp bền vững.
II.2. Phương pháp tổng hợp các kim loại vi lượng lignosulfonat.
Do có tác dụng đa dạng, thân thiện với môi trường và
được sử dụng rộng
rãi từ lâu nên các muối kim loại nói chung và muối kim loại vi lượng
22
lignosulfonat nói riêng đã được nghiên cứu tổng hợp rất nhiều trên thế giới,
tùy vào mục đích sử dụng và nguồn nguyên liệu ban đầu.
Qua tham khảo tài liệu, các muối kim loại vi lượng của axit lignosulfonic
có thể thu được bằng nhiều cách khác nhau. Sau đây là một số phương pháp
phổ biến đã và đang được áp dụng trên thế giới:
II.2.1.Tổng hợp Me-lignosulfonat trực tiếp từ lignin và dịch thải của
)
2
qua cột trong thời gian thích
hợp. Sau khi rửa cột bằng nước sạch, sản phẩm phân bón được tách ra khỏi
cột và sấy khô. Phản ứng xảy ra như sau:
2 RH + Zn(NO
3
)
2
R
2
Zn + 2 HNO
3
2 RH + Cu(NO
3
)
2
R
2
Cu + 2 HNO
3
Trong đó RH là polyme lignosulfonat
Sản phẩm phân bón vi lượng trên cơ sở polyme từ lignin có màu nâu
đen, không dính bết, không tan trong nước và có tác dụng kéo dài, không bị
rửa trôi và không gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
Phương pháp điều chế các muối vi lượng không tan thông qua các hợp
chất polyme cũng được áp dụng đối với dịch thải của quá trình sản xuất bột
giấy bằng phương pháp sulfat. Tuy nhiên trong trường hợp này, người ta áp
o
C trong 20
giờ, duy trì pH=8 bằng dung dịch NaOH để phân hủy đường và các chất hữu
cơ còn lại không bị lên men. Sau đó cho tác dụng với dung dịch muối sulfat
của kim loại cần điều chế ở 80 - 90
o
C. Ly tâm sản phẩm để loại các chất
không tan rồi sấy khô.
II.2.2. Tổng hợp thông qua các hợp chất lignosulfonat
II.2.2.1. Tổng hợp các Me-lignosulfonat trong dung dịch nước chứa
amoni nitrat và ure [17]
Hòa tan muối sulfat của kim loại cần sử dụng (Cu, Fe, Zn) trong dung
dịch nước chứa NH
4
NO
3
và ure bão hòa, rồi thêm từ từ dung dịch canxi
lignosulfonat vào, khuấy trộn đều ở nhiệt độ phòng trong 10 phút. Sau 72 giờ
thu được dung dịch trong suốt màu nâu đậm không vẩn đục. Sản phẩm có thể
được sử dụng trực tiếp như một dạng PBL.
II.2.2.2. Tổng hợp các Me-lignosulfonat bằng phương pháp trao đổi ion.
Các muối kim loại vi lượng lignosulfonat thường được điều chế thông
qua phản ứng trao đổi ion giữa muối lignosulfonat và muối kim loạ
i (Me)
tương ứng (thường là dạng muối sulfat) như FeSO
4
, ZnSO
4
, CuSO
4
2
30%, duy trì
nhiệt độ dưới 50
o
C. Khi hết H
2
O
2
thì tăng nhiệt độ lên 55
o
C và đun cách thủy
trong 30 phút. Sản phẩm thu được sau khi sấy phun dịch phản ứng. [19]
• Phương pháp 2: Đun cách thủy dung dịch Ca-lignosulfonat đến 90
o
C
rồi cho từ từ dung dịch FeSO
4
vào bình phản ứng. Sau khi hết muối FeSO
4
,
duy trì nhiệt độ ở 90
o
C trong 12 phút. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH cho đến khi
pH = 7, khuấy tiếp khoảng 20 phút. Sau đó ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút
để loại bỏ các tạp chất rắn và thu dung dịch chứa Fe-lignosulfonat [20].
• Phương pháp 3: Cũng tương tự như phương pháp trên nhưng sau khi
kết thúc phản ứng, làm lạnh hỗn hợp sản phẩm về nhiệt độ phòng, lọc loại
CaSO
4
bằng cách thẩm tách qua màng xenlulo để thu sản phẩm, sấy khô trong
Copyright: Tài liệu đại học ©