Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN LÂN VI SINH
GVHD: TS. Nguyễn Liêu Ba
SVTH: Vũ Qúy Ba
Cao Việt Phi
Nguyễn Thị Tuyết Mai
Mục lục:
I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1
II.TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG PHÂN VI SINH…………3
III.KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI PHÂN VI SINH ………………… 9
IV. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN LÂN VI SINH……………… 19
V.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU LỰC PHÂN LÂN VI
SINH………………………………………………………………… 39
VI. ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN ĐẾN VI SINH VẬT…………43
VII.PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN ……………….46
VIII. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHÂN BÓN VI SINH TRONG SẢN
XUẤT NÔNG NGHIỆP…………………………………………….49
IX-KẾT LUẬN-KIẾN
NGHỊ………………………………………52
X-TÀI LIỆU THAM
KHẢO……………………………………….54
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 1
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
XI- PHỤ LỤC TCVN TCVN 6167: 1996 VỀ KIỂM TRA CHẤT
LƯỢNG PHÂN BÓN VI SINH PHÂN GIẢI HỢP CHẤT PHOSPHO
KHÓ TAN…………………………………………………………56
I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành nông nghiệp cũng đã
có những thay đổi rất đáng kể. Nhiều máy móc tiên tiến, công nghệ trồng trọt,
giống mới…ra đời, đã đáp ứng kịp với những nhu cầu ngày càng cao. Việt Nam
là nước nông nghiệp nên phân bón và giống có thể xem là 2 yếu tố có tính quyết
sinh đã đáp ứng được mong muốn của người nông dân, vừa tăng năng suất lại
hợp túi tiền. Dùng phân vi sinh có thể thay thế được từ 50 - 100% lượng phân
đạm hóa học (tùy từng loại cây trồng bón phân vi sinh có thể tiết kiệm được
nhiều chi phí do giá phân hạ, giảm lượng phân bón, giảm số lần phun và lượng
thuốc BVTV)…Do bón vi sinh nên sản phẩm rất an toàn, lượng nitrat giảm
đáng kể, đất không bị ô nhiễm, khả năng giữ ẩm tốt hơn, tăng cường khả năng
cải tạo đất do các hệ sinh vật có ích hoạt động mạnh làm cho đất tơi xốp hơn,
cây dễ hút thu dinh dưỡng hơn.
Lịch sử phát triển phân bón vi sinh:
Phân bón vi sinh do Noble Hiltner sản xuất đầu tiên tại Đức năm 1896 và
được đặt tên là Nitragin. Sau đó phát triển sản xuất tại một số nước khác như ở
Mỹ (1896), Canada (1905), Nga (1907), Anh (1910) và Thụy Điển (1914).
Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhizolium do Beijerink
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 3
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
phân lập năm 1888 và được Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho các
loại cây thích hợp họ đậu. Từ đó cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên
cứu nhằm ứng dụng và mở rộng việc sản xuất các loại phân bón vi sinh cố định
nitơ mà thành phần còn được phối hợp thêm một số vi sinh vật có ích khác như
một số xạ khuẩn cố định nitơ sống tự do Frankia spp, Azotobacter spp, các vi
khuẩn cố định nitơ sống tự do clostridium, pasterium, Beijerinkiaindica, các xạ
khuẩn có khả năng giải cellulose, hoặc một số chủng vi sinh vật có khả năng
chuyển hóa các nguồn dự trữ phospho và kali ở dạng khó hoà tan với số lượng
lớn có trong đất mùn, than bùn, trong các quặng apatit, phosphoric v.v chuyển
chúng thành dạng dễ hoà tan, cây trồng có thể hấp thụ được
.
Ở Việt Nam, phân VSV cố định đạm cây họ đậu và phân VSV phân giải lân
đã được nghiên cứu từ năm 1960. Đến năm 1987,phân Nitragin trên nền chất
mang than bùn mới được hoàn thiện.Năm 1991 đã có hơn 10 đơn vị trong cả
nước tập trung nghiên cứu phân vi sinh vật. Các nhà khoa học đã phân lập được
dựng phân khoáng ở Việt Nam chưa cao so với một số nước trên thế giới, song
do bón phân khoáng không cân đối, thiếu hợp lý và không đồng bộ, nên hiệu quả
sử dụng phân bón thấp. Ở Việt Nam, hiệu quả sử dụng phân bón đạt 35 - 45%
đối với đạm và 50 - 60% đối với lân và kali. Điều đó làm gia tăng sự mất cân đối
về dinh dưỡng đối với cây trồng.Bón phân không cân đối dẫn đến tình trạng vừa
thừa vừa thiếu dinh dưỡng đồng thời gây nên hiện tượng chai cứng, giảm độ phì,
thay đổi tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất trồng. Việt Nam thuộc
vùng nhiệt đới nóng ẩm, mưa nhiều, hiện tượng xói mòn, rửa trôi do thời tiết là
điều không thể tránh khỏi trong khi lượng hút các chất dinh dưỡng cùng với sản
phẩm thu hoạch vượt quá lượng dinh dưỡng bón vào. Kết quả là nguồn dự trữ
dinh dưỡng chứa trong đất ngày càng cạn kiệt.
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 5
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
Ngoài ra, phân bón lân hóa học có chứa nhiều kim loại nặng đặc biệt là
Cadmium (Cd) khi được bón vào đất sẽ được cây trồng hấp thu và gây nên nguy
cơ tích lũy kim loại nặng trong nông sản.
Để phát triển nông nghiệp bền vững, cần phải có chiến lược an toàn dinh
dưỡng cho đất và cây trồng: đó là bảo đảm cung cấp đủ liều lượng cần thiết các
chất dinh dưỡng thiết yếu đúng lúc cây cần, theo tỷ lệ cân đối giữa các chất
trong phân bón phù hợp với yêu cầu từng loại cây trên các vùng đất trồng dưới
các điều kiện thời tiết, khí hậu khác nhau tức là phải bảo đảm và phát triển hệ
sinh thái đất cụ thể ta phải sử dụng cân đối phân bón hóa học và phân bón sinh
học cho cây trồng phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng và điều kiện đất đai, khí hậu
trong đó phân bón sinh học có vai trò vô cùng quan trọng. Phân bón sinh học
không chỉ cung cấp cho cây trồng các chất dinh dưỡng cần thiết mà còn góp
phần duy trì độ phì nhiêu của đất trong quá trình canh tác, do vậy có vai trò rất
quan trọng trong thâm canh.
Hiện nay Trung Quốc và Ấn Độ là hai quốc gia đang đẩy mạnh chương
trình phát triển và ứng dụng công nghệ sản xuất phân vi sinh ở quy mô lớn với
diện tích sử dụng hang chục triệu ha. Ở Việt Nam, phân VSV cố định đạm cây
không nằm trong Danh mục phân bón được phép sử dụng tại Việt Nam. Chất
lượng phân bón dạng này thấp và không ổn định.
H i ệ
u
q u ả
phân
b ó n
d ạ
ng
này
đ ã
được
t ổng
k ế
t
t ạ i
Bảng 5: hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh đối với lúa ở một số quốc gia châu
Á
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 8
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
III.KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI PHÂN BÓN VI SINH
3.1 Khái niệm.
Phân bón VSV là các sản phẩm mang VSV nhiễm cho đất và cây trồng.
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam năm 1996 (TCVN 6168-1996), phân bón VSV được
định nghĩa: "Phân vi sinh vật (phân vi sinh) là sản phẩm chứa các vi sinh vật
sống, đã được tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua
các hoạt động sống của chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể
sử dụng được (N, P, K, S, Fe ) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao
năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản. Phân vi sinh vật phải bảo đảm không
gây ảnh hưởng xấu đến ngư, động, thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng
nông sản".
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 9
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
Theo định nghĩa nêu trên, phân bón VSV được hiểu như sau:
+ Phân bón VSV phải là sản phẩm chứa các VSV sống tồn tại dưới
dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử.
+ Vi sinh vật chứa trong phân bón VSV phải là các VSV đã được
tuyển chọn đánh giá có hoạt tính sinh học, có khả năng sinh trưởng, phát triển và
thích nghi với điều kiện môi trường sống mà ở đó chúng được sử dụng.
• Nguyên liệu để sản xuất phân bón:
- Rác thải hữu cơ: các loaị rác thải hữu cơ trong sinh hoạt có thể phân hủy:
-
Than bùn đã được hoạt hoá:bùn có ở khắp các nơi như cống rãnh,
mương,
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 10
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
(a) Phân loại theo công nghệ sản xuất phân bón:
*Tùy theo công nghệ sản xuất, người ta có thể chia phân vi sinh vật
(VSV) thành hai loại như sau:
Phân VSV trên nền chất mang khử trùng.
Phân VSV trên nền chất mang không khử trùng.
Chất mang là chất để vi sinh vật được cấy tồn tại và (hoặc ) phát triển,
tạo
điều
kiện thuận lợi cho vận chuyển, bảo quản và sử dụng phân vi sinh.
Chất mang
không
được chứa chất có hại cho người , động thực vật, môi trường
sinh thái và chất
lượng
nông
sản.
+ Phân vi sinh vật trên nền chất mang khử trùng có mật độ vi sinh vật
hữu ích >10
9
VSV/g (ml) và mật độ vi sinh vật tạp nhiễm thấp hơn 1/1000 so
với vi sinh vật hữu ích. Phân bón dạng này được tạo thành bằng cách tẩm nhiễm
sinh khối vi sinh vật sống đã qua tuyển chọn vào cơ chất đã được xử lý vô trùng
bằng các phương pháp khác nhau. Phân bón vi sinh vật trên nền chất chất mang
đã khử trùng được sử dụng dưới dạng nhiễm hạt, hồ rễ hoặc tưới phủ với liều
lượng 1-1,5 kg (lit)/ha canh tác.
+Phân vi sinh vật trên nền chất mang không khử trùng được sản xuất
bằng cách tẩm nhiễm trực tiếp sinh khối vi sinh vật sống đã qua tuyển chọn, vào
cơ chất không cần thông qua công đoạn khử trùng cơ chất. Phân bón dạng này
có mật độ vi sinh vật hữu ích 10
6
tiêu cho cây trồng sử dụng.
+ Phân bón vi sinh vật phân gải xenluloza ( tên thường gọi: phân vi sinh
phân giải xenluloza) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã
được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng phân giải
xenluloza , để cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng
cao năng xuất và hoặc chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất. Phân vi
sinh vật phân giải xenluloza và các chủng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu
đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.
Vi sinh vật phân giải xenluloza có khả năng phát triển trên môi trường chứa
nguồn cacbon duy nhất là xenluloza tự nhiên:
+Phân VSV kích thích, điều hòa sinh trưởng thực vật chứa các VSV có
khả năng sinh tổng hợp các hoạt chất sinh học có tác dụng điều hòa hoặc kích
thích quá trình trao đổi chất của cây.
+ Phân VSV chức năng là một dạng của phân bón VSV ngoài khả năng
tạo nên các chất dinh dưỡng cho đất, cây trồng, còn có thể ức chế, kìm hãm sự
phát sinh, phát triển của một số bệnh vùng rễ cây trồng do vi khuẩn và vi nấm
gây nên.
c) Phân loại theo trạng thái vật lý của phân bón:
Căn cứ vào trạng thái vật lý của phân bón, có thể chia phân bón VSV
thành các loại sau:
Phân VSV dạng bột
Phân VSV dạng lỏng
Phân VSV dạng viên
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 17
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
+ Phân VSV dạng bột là dạng phân bón vi sinh, trong đó sinh khối VSV
sống đã được tuyển chọn và chất mang được xử lý thành dạng bột mịn.
+Phân VSV dạng lỏng là một loại phân bón vi sinh, trong đó sinh khối
VSV từ các vi sinh vật tuyển chọn được chế biến tạo nên dung dịch có chứa các
tế bào sống của chúng.
-Sử dụng lân vi sinh sẽ thay thế dần việc bón phân hoá học trên đồng
ruộng, đất trồng trọt mà vẫn đảm bảo được nâng cao năng suất thu hoạch.
- Sử dụng phân lân vi sinh về lâu dài sẽ dần dần trả lại độ phì nhiêu cho đất
như làm tăng lượng phospho dễ tan trong đất canh tác, cải tạo, giữ độ bền của
đất đối với cây trồng nhờ khả năng cung cấp hàng loạt các chuyển hoá chất khác
nhau liên tục do nhiều quần thể vi sinh vật khác nhau tạo ra.
- Việc sử dụng phân lân vi sinh còn có ý nghĩa rất lớn là tăng cường bảo
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 19
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
vệ môi trường sống, giảm tính độc hại do hoá chất trong các loại nông sản thực
phẩm do lạm dụng phân bón hóa học.
- Giá thành hạ,nông dân dễ chấp nhận,có thể sản xuất được tại địa phương
và giải quyết được việc làm cho một số lao động, ngoài ra cũng giảm được một
phần chi phí ngoại tệ nhập khẩu phân hoá học.
Người ta cũng biết rằng khoảng 2/3 lượng lân được bón bị đất hấp phụ trở
thành dạng cây trồng không sử dụng được hoặc bị rửa trôi. Phân vi sinh vật phân
giải phosphat khó tan không chỉ có tác dụng nâng cao hiệu quả của phân bón lân
khoáng nhờ hoạt tính phân giải và chuyển hoá của các chủng vi sinh vật mμ còn
có tác dụng tận dụng nguồn photphat địa phương có hàm lượng lân thấp, không
đủ điều kiện sản xuất phân lân khoáng ở quy mô công nghiệp. Nhiều công trình
nghiên cứu ở châu Âu và Mỹ cũng như ở các nước châu á đều cho thấy hiệu quả
to lớn của phân vi sinh vật phân giải lân. Tại ấn Độ, vi sinh vật phân giải lân
được đánh giá có tác dụng tương đương với 50 kg P
2
O
5
/ha. Sử dụng vi sinh vật
phân giải lân cùng quặng phosphat có thể thay thế được 50% lượng lân khoáng
cần bón mà không ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Các kết quả nghiên cứu ở
Liên Xô, Canada cũng cho các kết quả tương tự. Sản phẩm Phosphobacterin và
và thực vật chết đi
• Những hợp chất P hữu cơ này được VSV phân giải thành các hợp chất
P vô cơ khó tan, một số ít tạo thành dạng dễ tan.
• Các hợp chất P vô cơ khó tan còn có nguồn gốc từ các quặng thiên
nhiên như apatit, phosphorit, phospho sắt, phospho nhuôm
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 21
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
• Những hợp chất này rất khó hòa tan và cây trồng không thể hấp thu
trực tiếp được. cây trồng chỉ có thể hấp thu khi chúng chuyển thành
các dễ tan. Quá trình này được thực hiện nhờ nhóm VSV phân giải lân
vô cơ
• Các muối của axit phosphoric dạng dễ tan được cây trồng hấp thụ và
chuyển thành các hợp chất phospho hữu cơ trong cơ thể thực vật
• Động vật và người lại sử dụng thực vật làm thức ăn, biến phospho của
thực vật thành phospho của động vật và người. Động vật và người chết
đi để lại P hữu cơ trong đất. vòng tuần hoàn của P trong tự nhiên cứ
diễn ra như thế
4.3.3.Cơ chế phân giải lân hữu cơ do VSV
• Các hợp chất lân hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ xác động ,thực vật
phân xanh, phân chuồng… Hợp chất lân hữu cơ quan trọng nhất được
phân giải từ tế bào SV là Nucleoproteit
• Nucleoproteit có trong thành phần nhân tế bào. Nhờ tác động của
nhóm VSV hoại sinh trong đất, chất này được tách khỏi thành phần tế
bào và được phân giải thành 2 phần : protein và nuclein. Protein sẽ đi
vào vòng chuyển hóa các hợp chất Nito. Nuclein sẽ đi vào vòng
chuyển hóa các hợp chất phosphor
Nhóm sinh viên lớp CNSH2_k51 22
Tiểu luận công nghệ sản xuất phân bón TS.Nguyễn Liêu Ba
• Sự chuyển hóa các hợp chất P hữu cơ thành muối của axit H3PO4
4
)
2
có liên quan mật thiết
với sự sản sinh axit trong quá trình sống của vi sinh vật đã làm cho nó
có khả năng chuyển hóa các hợp chất photpho từ dạng khó tan sang
dạng hòa tan. Đa số các VSV có khả năng phân giải lân vô cơ đều sản
sinh CO2 trong quá trình sống, CO2 sẽ phản ứng với H2O trong môi
trường tạo thành H
2
CO
3
.
H
2
CO
3
sẽ phản ứng với photpho khó trình
phân giải theo phương trình sau:
Ca
3
(PO
4
)
2
+ 4H
2
CO
3
+ H
2
+ 2Ca(NO
3
)
2
• Các vi khuẩn sunfat hóa cũng có khả năng phân giải photphat khó
tan thành axid H
2
SO
4
trong quá trình sống
Ca
3
(PO
4
)
2
+
H
2
SO
4
→ Ca(H
2
PO
4
)
2
+ 2Ca(SO
4
Copyright: Tài liệu đại học ©