Nghiên cứu công nghệ gia công các sản phẩm kích thích tăng trưởng dạng bột cho một số cây trồng nông nghiệp

MỞ ĐẦU Trong canh tác nông nghiệp hiện đại, các chất điều tiết sinh trưởng thực vật ĐTST đã và đang được ứng dụng rộng rãi như là một phương tiện hóa học quan trọng để điều khiển quá trì

CÔNG TY CP THUỐC SÁT TRÙNG VIỆT NAM

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC SẢN PHẨM KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞNG DẠNG BỘT CHO MỘT SỐ CÂY TRỒNG

NÔNG NGHIỆP

CNĐT : ĐOÀN TRUNG TÙNG

9594

HÀ NỘI – 2012

I.1 Phân bón và nhu cầu dinh dưỡng đối với cây trồng 8

I.2 Sử dụng các chất điều tiết sinh trưởng thực vật 9

II CÁC CHẤT ĐIỀU TIẾT SINH TRƯỞNG THỰC VẬT

VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG

NGHIỆP

10

II.1 Đại cương về các chất ĐTST thực vật 10

II.2 Vai trò của các chất ĐTST đối với cây trồng 12

II.3 Sử dụng các chất KTST trong nông nghiệp hiện nay 19

II.3.1 Ảnh hưởng của chất ĐTST đến năng suất và chất lượng nông sản 19

II.3.2 Nhu cầu sử dụng và thị trường các chất ĐTST hiện nay 19

III PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG SẢN PHẨM CHỨA CÁC

III.1 Công nghệ gia công các sản phẩm phục vụ nông nghiệp 21

III.2 Gia công các sản phẩm KTST cây trồng 22

III.2.1 Gia công riêng các chất KTST thực vật 22

III.2.2 Gia công hỗn hợp các chất KTST với các chất dinh dưỡng 24

Phần II THỰC NGHIỆM 32

I PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG 32

I.2.1 Nghiên cứu điều chế các muối kim loại vi lượng dạng bột

Me-lignosulfonat (Me =Zn, Cu, Mg, Mn…)

33

I.2.2 Lựa chọn công thức hỗn hợp chất KTST với các thành phần

dinh dưỡng cho từng loại cây trồng

34

I.2.3 Nghiên cứu gia công sản phẩm KTST dạng bột thấm nước (WP) 35

I.2.4 Sản xuất thử nghiệm sản phẩm 35

I.2.5 Khảo nghiệm, đánh giá hiệu quả của các sản phẩm trên

từng đối tượng cây trồng

35

II NGUYÊN, VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 36

II.1 Nguyên liệu và hóa chất 36

III PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

SẢN PHẨM

37

III.1 Xác định hàm lượng hoạt chất 37

III.1.1 Xác định hàm lượng Ca-lignosulfonat và các Me-lignosulfonat 37

III.1.2 Xác định hàm lượng các dinh dưỡng khác (N, P, K) 38

III.1.3 Xác định hàm lượng các chất KTST 38

III.2 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm thuốc KTST 38

I NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CÁC MUỐI VI LƯỢNG DẠNG

BỘT ME-LIGNOSULFONAT (Me: Zn, Cu, Mg, Mn…) 41 I.1 Xác định thành phần dinh dưỡng vi lượng cho từng loại

cây trồng

41

I.1.1 Thành phần dinh dưỡng vi lượng cho cà chua (Me-LS1) 41

I.1.2 Thành phần dinh dưỡng vi lượng cho cây cam (Me-LS2) 42

I.1.3 Thành phần dinh dưỡng vi lượng cho cây chè (Me-LS3) 43

I.2 Điều chế các muối vi lượng Me-lignosulfonat cho từng loại cây 43

I.2.1 Nghiên cứu cải tiến điều kiện công nghệ để tổng hợp

Me-lignosulfonat dạng bột

43

I.2.2 Xây dựng qui trình điều chế Me-lignosulfonat dạng bột 45

II LỰA CHỌN CÔNG THỨC HỖN HỢP CHẤT KTST VỚI

CÁC THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CHO TỪNG LOẠI

III.2 Khảo sát lựa chọn chất HĐBM cho hỗn hợp gia công 48

III.3 Xây dựng công nghệ gia công sản phẩm dạng WP 49

IV SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 54

IV.1 Tổng hợp hỗn hợp các Me-lignosulfonat cho từng loại sản phẩm 54

V KHẢO NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SẢN PHẨM TRÊN

CÁC ĐỐI TƯỢNG CÂY TRỒNG

57

IV.1 Kết quả khảo nghiệm sản phẩm KT-1 trên cà chua 58

IV.2 Kết quả khảo nghiệm sản phẩm KT-2 trên cây cam 61

IV.3 Kết quả khảo nghiệm sản phẩm KT-3 trên cây chè 62

CIPAC : Hội đồng Hợp tác quốc tế về Phân tích thuốc BVTV

(Collaborative International Pesticides Analytical Council)

ĐC : Đối chứng

GA : Gibberellic acid

HĐBM : Hoạt động bề mặt

IAA : Indole acetic acid

IBA : Indole-3-butyric acid

KHCN : Khoa học công nghệ

KTST : Kích thích sinh trưởng

ICP-MS : Phổ phát xạ cao tần ghép nối Khối phổ (Inductively coupled

plasma mass spectroscopy)

LD50 : Liều gây chết trung bình (Lethal Dose, mg/kg)

LS : Lignosulfonate

Me-LS : Me-lignosulfonat (muối kim loại vi lượng lignosulfonat)

NAA : Naphthylacetic acid

PTN : Phòng thí nghiệm

PBL : Phân bón qua lá

ppm : Phần triệu (parts per million)

QCVN : Qui chuẩn Việt Nam

TB : Dạng viên (Tablet)

TCN : Tiêu chuẩn ngành

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TSLL : Tỷ suất lơ lửng

ƯCST : Ức chế sinh trưởng

WHO : Tổ chức sức khỏe Thế giới (World Health Organization)

WDG : Dạng hạt phân tán trong nước (Water dispersible granule)

WP : Dạng bột thấm nước (Wettable powder)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1.  : Một số chất KTST cây trồng phổ biến

Bảng 2.1   : Danh mục các nguyên liệu và hóa chất chính

Bảng 2.2   : Danh mục thiết bị và dụng cụ

Bảng 3.1.  : Thành phần dinh dưỡng Me-LS1 cho cà chua

Bảng 3.2   : Thành phần dinh dưỡng Me-LS2 cho cam

Bảng 3.3   : Thành phần công thức phân bón lá LS3 cho chè

Bảng 3.4   : Khảo sát lượng nước hòa tan Ca-lignosulfonat cần thiết

Bảng 3.5   : Thành phần Me-lignosulfonat trong sản phẩm cho 3 loại cây Bảng 3.6   : Công thức hỗn hợp giữa chất KTST với các thành phần dinh

dưỡng cho từng loại cây trồng Bảng 3.7   : Kết quả khảo sát lượng lượng chất HĐBM cho sản phẩm KTST Bảng 3.8 : Thành phần gia công các sản phẩm KTST cho 03 loại cây

Bảng 3.9 : Chỉ tiêu chất lượng các sản phẩm KTST

Bảng 3.10 : Một số chỉ tiêu chất lượng sản phẩm KTST sau thí nghiệm bảo

quản Bảng 3.11 : Tiêu chuẩn chất lượng các Me-lignosulfonat

Bảng 3.12 : Thành phần dinh dưỡng Me-lignosulfonat

Bảng 4.1 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-1 đến số hoa, số quả và tỷ lệ đậu

quả cà chua Bảng 4.2 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-1 đến yếu tố cấu thành năng suất

cà chua Bảng 4.3 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-1 đến năng suất cà chua tại Mê

Linh Bảng 4.4 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-2 đến yếu tố cấu thành năng suất

cam Bảng 4.5 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-2 đến năng suất cam

Bảng 4.6 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-3 đến mật độ và khối lượng búp

tươi

Bảng 4.7 : Ảnh hưởng của chế phẩm KT-3 đến năng suất chè búp tươi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình I.1  : Sự cân bằng giữa các chất KTST và ƯCST

Hình I.2 : Tác dụng tăng chiều dài thân cây đậu Hà Lan sau khi xử lý 7

ngày với 5 µg GA3 

Hình 3.1 : Sơ đồ dây chuyền tổng hợp hỗn hợp Me-lignosulfonat dạng bột

nhão Hình 3.2  : Sơ đồ dây chuyền gia công các sản phẩm KTST dạng WP

MỞ ĐẦU

Trong canh tác nông nghiệp hiện đại, các chất điều tiết sinh trưởng thực vật (ĐTST) đã và đang được ứng dụng rộng rãi như là một phương tiện hóa học quan trọng để điều khiển quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng nhằm tăng năng suất, tạo ra các sản phẩm nông nghiệp chất lượng cao theo ý muốn Đây là một trong những biện pháp tăng năng suất cây trồng tiên tiến và hiệu quả Trên cơ sở hiểu biết các quá trình chuyển hóa sinh học trong cây, con người đã điều chế ra các chất ĐTST hóa học mang nhiều lợi ích cho trồng trọt như kích thích nảy mầm của hạt giống, kích thích ra rễ (giâm, chiết cành), kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển, kích thích ra hoa, đậu quả, điều khiển quá trình quả chín theo ý muốn hoặc tạo quả không hạt Với một hàm lượng rất nhỏ, chúng có khả năng làm thay đổi những đặc trưng về hình thái sinh lý của cây

Trong số các chất ĐTST thực vật, các chất kích thích sinh trưởng (KTST) đóng vai trò quan trọng và được sử dụng nhiều nhất Ngày nay, người

ta thường sử dụng các chất KTST hỗn hợp với các chất dinh dưỡng đa lượng

và vi lượng bổ sung cho cây nhằm tăng năng suất, tăng chất lượng nông phẩm

Sự kết hợp giữa các chất KTST với phân bón nhiều khi còn có tác dụng hợp lực (synergist) Các chất dinh dưỡng vi lượng thường là các kim loại vi lượng cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển của cây như Zn, Fe, Cu, Mn,

Mg, Bo, Mo được sử dụng dưới dạng muối hữu cơ tan trong nước (các chelat của kim loại đa hóa trị) Nhưng ở Việt Nam hiện nay thường sử dụng các

muối vô cơ, cây khó hấp thụ qua lá; đồng thời khi rơi xuống đất sẽ dần dần làm thay đổi thành phần cấu tạo đất Thời gian gần đây, các muối vi lượng của lignosulfonat hay được lựa chọn thay thế vì dễ phân huỷ sinh học, không để lại dư lượng nên rất thân thiện với môi trường và được khuyến cáo sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch

Hiện nay ở Việt Nam, việc sử dụng thuốc ĐTST trong sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên phổ biến Theo Danh mục thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) được phép sử dụng ở Việt Nam năm 2011, các thuốc ĐTST có khoảng 48 hoạt chất với 126 tên thương phẩm, chiếm khoảng 5% tổng số các sản phẩm thương mại BVTV đang lưu hành trên thị trường Trong đó được sử dụng nhiều nhất là các chất thuộc nhóm auxin (axit α-naphthylacetic, axit β-naphthoxyacetic, axit indolylacetic…) và nhóm giberelin (chủ yếu là axit giberelic GA3) Tuy nhiên, phần lớn các hoạt chất (khoảng 80%) và sản phẩm phải nhập ngoại với giá thành cao

Trước đây, Chi nhánh I Hà Nội - VIPESCO đã thực hiện Dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước "Sản xuất và sử dụng các auxin phối hợp với các nguyên tố vi lượng phục vụ cho phát triển trồng trọt", tạo ra sản phẩm hỗn hợp giữa các chất KTST nhóm auxin với các muối kim loại vi lượng Các sản phẩm này đã cung cấp rộng rãi cho thị trường, đem lại hiệu quả kinh tế Tuy nhiên, sản phẩm còn bị hạn chế do sử dụng các muối kim loại vô cơ

Nghiên cứu tạo ra các sản phẩm KTST trên cơ sở hỗn hợp các muối kim loại vi lượng lignosulfonat thay thế các muối vô cơ sẽ khắc phục được những nhược điểm trên và mang tính khoa học, có ý nghĩa kinh tế - xã hội lớn Ngoài

ra, sản phẩm được gia công dạng bột sẽ thuận tiện cho người sử dụng, đơn giản trong khâu bảo quản, giảm công vận chuyển, từ đó giảm giá thành sản phẩm cho người sử dụng

Do vậy, đề tài "Nghiên cứu công nghệ gia công các sản phẩm kích thích

tăng trưởng dạng bột cho một số cây trồng nông nghiệp" vừa mang ý nghĩa

khoa học, vừa đem lại hiệu quả kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường, có thể áp dụng trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch tại Việt Nam

Mục tiêu Đề tài:

Tạo ra công nghệ gia công dạng bột các sản phẩm KTST một số cây trong lĩnh vực nông nghiệp sạch: rau màu, cây ăn quả và chè xuất khẩu

Nội dung Đề tài:

- Nghiên cứu điều chế một số muối hữu cơ dạng bột chứa các kim loại vi lượng như Zn, Cu, Mg, Mn từ nguyên liệu rẻ tiền và thân thiện với môi trường

- Nghiên cứu gia công hỗn hợp các chất KTST (α-NAA, β-NOA, GA3 ) với các muối hữu cơ dạng bột sử dụng cho từng đối tượng cây trồng xác định

- Nghiên cứu công nghệ gia công sản phẩm

- Sản xuất thử lượng sản phẩm đủ để phục vụ thử hiệu lực sinh học trong PTN

- Khảo nghiệm hiệu lực sinh học của sản phẩm qui mô PTN trên từng đối tượng cây đã nêu

áp dụng các biện pháp khoa học kỹ thuật nông nghiệp tiên tiến, như: chuyển đổi giống cây trồng hợp lý, phù hợp với khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình áp dụng biện pháp thâm canh, sử dụng hợp lý phân bón, không lạm dụng phân hóa học, có quy trình chăm sóc hợp lý, phòng trừ sâu bệnh kịp thời, hiệu quả, gieo trồng đúng thời vụ, sử dụng các loại thuốc điều tiết sinh trưởng thực vật phù hợp đối với từng loại cây, từng giai đoạn thích hợp

I.1 Phân bón và 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% trọng 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 tổng 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 [2]

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 mật độ cao Vì vậy trong trồng trọt, người ta phải bón thêm các chất này để cung cấp cho cây dưới các dạng phân bón Với các chất vi lượng cũng vậy, nhiều trường hợp phải bón thêm Cu (đồng), Zn (kẽm), Fe (sắt), Mn (mangan),

B (bor), Mo (molipden)

Nhu cầu các chất dinh dưỡng phụ thụộc vào từng loại cây và từng thời

kỳ sinh trưởng của chúng Thành phần dinh dưỡng trong đất cũng khác nhau, tùy vào từng loại và thường không đủ cung cấp cho nhu cầu của cây Vì vậy từ xưa đến nay trong canh tác nông nghiệp, người ta thường bổ sung các chất

dinh dưỡng cho cây thông qua phân bón Phân bón là hợp chất nhân tạo hay

tự nhiên đưa vào hệ sinh thái nông nghiệp để nâng cao dinh dưỡng cây trồng, tăng năng suất hay cải thiện độ phì đất Ông cha ta đã nói "nhất nước, nhì

phân, tam cần, tứ giống" Phân bón có tác dụng tăng năng suất cây trồng trong mọi thời đại Như vậy, vai trò của phân bón là không thể thiếu được trong canh tác nông nghiệp [1]

Tùy thuộc vào thành phần dinh dưỡng, có thể chia phân bón thành các loại như phân bón đa lượng (chứa các chất dinh dưỡng đa lượng như N, P, K), trung lượng (chứa Ca, S) hay vi lượng (chứa các nguyên tố vi lượng như Fe,

Cu, Mn, Mg, B, Mo ) Hàm lượng các chất dinh dưỡng trên có trong phân bón phụ thuộc vào nhu cầu và giai đoạn phát triển của từng loại cây, cấu tạo đất trồng, điều kiện khí hậu v.v Mỗi chất dinh dưỡng đều có tác dụng riêng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, nhưng đều mang lại hiệu quả là tăng năng suất, tăng sản lượng nông nghiệp

I.2 Sử dụng các chất điều tiết sinh trưởng thực vật

Các chất điều tiết sinh trưởng thực vật (ĐTST) nói chung và thuốc kích thích sinh trưởng (KTST) nói riêng đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi

trong ngành trồng trọt như là một phương tiện hóa học quan trọng để điều khiển quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng nhằm thu được năng suất cao Đây là một trong những biện pháp tăng năng suất cây trồng hiện đại

và hiệu quả Trên cơ sở hiểu biết các quá trình chuyển hóa sinh học trong cây, bắt chước thiên nhiên, con người đã điều chế ra các chất ĐTST hóa học mang nhiều lợi ích cho trồng trọt như kích thích nảy mầm của hạt giống, kích thích

ra rễ (giâm, chiết cành), kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển, kích thích ra hoa, đậu quả, tạo quả không hạt, kích thích quá trình chín hay kéo dài thời gian chín của quả Ví dụ: dùng Etylen để kích thích ra hoa ở dứa hay kích thích chảy mủ cao su; Ethrel hay Ethephon dùng để kích thích ra hoa sớm, ra trái vụ ở xoài và cây ăn trái; α-NAA kích thích ra rễ, dùng trong lĩnh vực giâm, chiết cành; GA3 kích thích cây phát triển, làm cho cây cao, nhiều cành, nhiều lá, tạo điều kiện cho quá trình quang hợp của cây, từ đó giúp cây phát triển tốt, ra hoa, đậu quả

Các chất ĐTST mang lại nhiều tác dụng hữu ích Tuy nhiên việc sử dụng chúng như con dao 2 lưỡi, nếu sử dụng đúng loại, đúng liều lượng, đúng nồng độ và đúng thời kỳ của cây mới cho được kết quả tốt Nếu không áp dụng 4 đúng trên sẽ không có tác dụng hoặc tác dụng ngược lại

II CÁC CHẤT ĐIỀU TIẾT SINH TRƯỞNG THỰC VẬT VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP

II.1 Đại cương về các chất ĐTST thực vật

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây trồng không những cần các chất dinh dưỡng cơ bản như: nước, protein, gluxit, chất khoáng mà cũng cần các chất có hoạt tính sinh học như các vitamin, enzym và các hormon, trong đó các hormon giữ vị trí quan trọng trong việc điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng Các hormon này được sản sinh trong cây

và được gọi là hormon thực vật (phytohormones) Các hormon thực vật là các chất hữu cơ có bản chất hoá học khác nhau, được tổng hợp với lượng rất nhỏ ở các cơ quan, bộ phận nhất định của cây, từ đó được chuyển đến những cơ quan, bộ phận khác Chúng tham gia điều tiết các quá trình sinh

trưởng, phát triển của cây, duy trì mối quan hệ hài hoà giữa các cơ quan, bộ phận trong cây Cùng một hormon có thể tạo ra những phản ứng khác nhau ở những mô tế bào khác nhau hoặc trên cùng một mô nhưng ở những thời kỳ phát triển khác nhau

Qua nghiên cứu bản chất của hormon thực vật, bằng con đường tổng hợp hoá học, chúng ta đã tạo ra một loạt các chất có tác dụng sinh học tương tự như các hormon thực vật để điều tiết quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng theo ý muốn nhằm thu năng suất cao, phẩm chất tốt Các chất này được gọi là các chất điều tiết sinh trưởng tổng hợp Như vậy, các chất ĐTST thực vật bao gồm cả các chất có nguồn gốc tự nhiên và các chất tổng hợp

Phân loại các chất ĐTST cây trồng:

Danh mục các chất ĐTSTcây trồng rất đa dạng Dựa vào hoạt tính sinh học, chúng có thể được chia thành hai nhóm chính:

- Các chất kích thích sinh trưởng (KTST) bao gồm: các auxin như acid 3-indole acetic (IAA), acid indole-3-butyric (IBA), acid 1- naphtylacetic (α-NAA), acid 2-naphthoxyacetic (β-NOA), acid 2,4-dichlorphenoxyacetic (2,4-D…); các cytokinin (Kinetin, Zeatin, Benzyladenin ); nhóm giberelin gồm các giberelin, acid giberelic (GA3)

- Các chất ức chế sinh trưởng (ƯCST) bao gồm: acid abscisic; các chất kháng auxin (anti-auxin) như: acid chlorfibric, acid 2,3,5- triiodobenzoic); các chất làm chậm quá trình sinh trưởng như CCC, Uniconazol; các chất diệt cỏ, các chất làm dụng lá như: Metoxuron, Fosamine, Hydrazid maleic, Ethephon

Sự cân bằng giữa các chất KTST và các chất ƯCST trong cây giữ vai trò quyết định đến quá trình sinh trưởng, phát triển của cây Các chất KTST được tạo ra chủ yếu ở những bộ phận non của cây như: chồi, lá, quả, rễ non, phôi và chi phối sự hình thành và phát triển của các cơ quan sinh dưỡng Trong khi đó, các chất ƯCST được hình thành và tích lũy chủ yếu trong các

cơ quan đã trưởng thành, cơ quan dự trữ và cơ quan sinh sản (hạt, củ)

Trong quá trình phát triển của cây trồng từ khi sinh ra cho đến khi chết (đối với cây ra hoa, quả một lần), cân bằng hormon diễn ra theo hướng được minh họa trong Hình I.1:

Hình I.1 Sự cân bằng giữa các chất KTST và ƯCST

Đồ thị trên chỉ ra ảnh hưởng kích thích (KTST) giảm dần và ảnh hưởng ức chế (ƯCST) tăng dần cho đến khi hàm lượng các nhóm hormon thực vật đạt tới sự cân bằng là lúc cây chuyển từ quá trình sinh dưỡng sang quá trình sinh sản mà biểu hiện bên ngoài là sự ra hoa Bên cạnh đó, bất cứ một biểu hiện sinh trưởng, phát triển nào của cây trồng cũng chịu ảnh hưởng của sự điều chỉnh tỷ lệ giữa các nhóm hormon thực vật trong cây Ví dụ: Sự nảy mầm của hạt, củ được điều chỉnh bởi tỷ lệ giberelin và axit abscisic; sự chín của quả được điều chỉnh bởi tỷ lệ auxin và etylen; sự phát triển chồi non của cây được điều chỉnh bởi tỷ lệ auxin và cytokinin Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc sử dụng chất điều tiết sinh trưởng nhằm điều khiển sinh trưởng của cây theo định hướng mong muốn

Trên thực tế, với mục đích nâng cao năng suất và sản lượng nông phẩm, các chất KTST được sử dụng nhiều hơn các chất ƯCST

II.2 Vai trò của các chất ĐTST đối với cây trồng

Các chất ĐTST thực vật đóng vai trò quan trọng vào quá trình điều khiển sinh trưởng, phát triển của cây Nói cách khác, hầu như tất cả các quá trình hoạt động của cây đều có sự tham gia của các chất điều tiết sinh trưởng

Với một hàm lượng rất nhỏ, chúng có khả năng làm thay đổi những đặc trưng

về hình thái sinh lý của cây Tùy thuộc vào từng loại chất, các chất ĐTST có thể tham gia vào các quá trình cơ bản như:

- Điều khiển các quá trình ra lá, phát chồi, tăng chiều cao và đường kính thân cây

- Điều khiển quá trình ra hoa, đậu quả chính vụ và trái vụ

- Điều khiển các quá trình ra rễ của cây, cành giâm, cành chiết

- Điều khiển quá trình bảo quản hoa, quả

- Điều khiển quá trình sinh trưởng các bộ phận của cây

Hiện nay trong các tài liệu chuyên môn, phổ biến sử dụng cách phân loại theo phương thức tác động lên các mô tế bào thực vật và tác dụng của hoạt chất đối với quá trình chuyển hoá liên quan đến sinh trưởng, phát triển của cây Theo tiêu chí này, người ta có thể phân loại các chất điều tiết sinh trưởng thành các nhóm như:các auxin, giberelin, cytokinin, nhóm ethylen và các chất giải phóng ethylen, nhóm acid abscisic…Dưới đây là một số nhóm tiêu biểu, có nhiều ứng dụng thực tế trên thế giới và Việt Nam:

II.2.1 Các auxin:

Auxin là phytohormon được phát hiện đầu tiên bởi nhiều nhà khoa học như Dawin (1880); Daol (1919), Went (1928) Năm 1934, Kogl đã xác định chất đó là acid indole acetic (IAA ) và gọi là auxin Sau đó, bằng con đường hóa học, hàng loạt các hợp chất có bản chất auxin đã ra đời, trong đó

có các chất quan trọng nhất là: α-NAA (acid α-naphtylacetic), IBA (acid indolebutyric), 2,4- D (acid 2,4- dichlorphenoxyacetic)

Vai trò chính và tác dụng sinh học của các auxin bao gồm [3,5]:

- Kích thích sự kéo dài và phân chia tế bào cây: dưới tác dụng của auxin, tế bào tăng kích thước dẫn tới tăng diện tích lá, tăng đường kính và chiều dài thân, cành, rễ, tăng kích thước quả, củ…Auxin có vai trò trong hình thành và tái sinh mô tế bào, giúp cây mau lành vết thương

- Phá bỏ ưu thế phát triển ngọn Kích thích sự hình thành rễ, đặc biệt

là rễ phụ trên cành giâm, cành chiết và trên mô nuôi cấy

- Kích thích sự hình thành và phát triển của quả và tạo quả không hạt Khi dùng để tạo quả không hạt, tác dụng của auxin thường được hỗ trợ bởi giberelin

- Kìm hãm sự rụng lá, rụng hoa, rụng quả của cây

- Điều khiển tính hướng của cây trồng do có sự phân bố nồng độ auxin khác nhau ở 2 phía của cây (phía được nhiều sáng và phía che khuất)

mà cây trồng thường có xu hướng vươn ra phía ngoài sáng và rễ luôn hướng

về phía đất (hướng địa) Điều khiển ưu thế ngọn do có sự tích lũy nhiều auxin ở đỉnh ngọn hoặc đầu rễ Khi chồi ngọn và rễ chính sinh trưởng mạnh

sẽ ức chế sinh trưởng của trồi bên và rễ phụ Việc tạo hình, tạo tán cho cây như chè, cây ăn quả, cây hoa đều dựa trên nguyên tắc loại bỏ hoặc làm yếu

ưu thế ngọn tạo điều kiện cho sự phân cành

Một số ứng dụng thực tế và lợi ích kinh tế do các auxin tạo ra[8,9]:

1 Nảy mầm: IAA, IBA, 2,4-D được sử dụng rộng rãi để ngâm hạt giống nhằm kích thích nảy mầm Auxin có tác dụng phá vỡ sự ngủ của hạt giống Xử lý hạt giống trước khi gieo với IAA, IBA, 2,4-D v.v… sẽ làm tăng chiều dài của đế mầm ở nồng độ thấp và rút ngắn ở nồng độ cao hơn Theo Bhardwaj và Rao (Pandey và Sinha, 2006), ở nồng độ xử lý 10 ppm, 2,4-D có tác dụng t Auxin có thể có tác dụng rất hiệu quả ở nồng độ rất thấp Nồng độ cao hơn và làm chậm điều trị kéo dài và giảm nảy mầm ăng năng suất sản lượng lúa mì lên 33%

Auxin có tác dụng rất hiệu quả ở nồng độ rất thấp Ở nồng độ cao hơn

và khi xử lý kéo dài sẽ làm chậm và giảm quá trình nảy mầm của hạt

2 Phát triển rễ: NAA và IBA được sử dụng để kích thích hình thành các rễ của cành giâm cây thân gỗ Malik và Chhonker (Pandey và Sinha,2006) đã nghiên cứu tác động lên rễ của auxin khác nhau và phát hiện rằng IBA và IAA tốt hơn hơn so với các loại auxin khác Ảnh hưởng của NAA đối với các giống xoài cho thấy 10% cây thí nghiệm đã phát triển 100% rễ

3 Kích thích ra hoa: Hitchcock và Zimnermann (như trích dẫn trên) chỉ ra rằng một lượng nhỏ auxin cũng tăng tốc độ nở hoa và IAA thúc đẩy hình thành hoa cái Các ứng dụng của auxin cũng kích thích ra hoa và làm tăng năng suất lúa mì Das và Singh (1958) cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của IAA đến quá trình ra hoa và đậu quả của dứa NAA và 2,4-D thúc đẩy cây ra hoa của vải và dứa

4 Tạo quả không hạt chủ yếu bởi NAA và IBA Xử lý NAA đối với dưa chuột và dưa sẽ cho quả không hạt (Das, 1962)

5 Phòng trừ cỏ dại: Một số auxin có thể sử dụng như những thuốc trừ

cỏ không chọn lọc trong trồng trọt, trồng rừng như 2,4-D, 2,4,5-T

Một số auxin tiêu biểu, có nhiều ứng dụng thực tế là: acid indoleacetic (IAA), acid indole-3-butyric (IBA), acid 1- naphtylacetic (α-NAA), acid 2-naphtoxyacetic (β-NOA), acid 2,4-dichlorphenoxyacetic (2,4-D) Công thức cấu tạo và cấu trúc hóa học của chúng được trình bày tại Bảng I.1

Các auxin tổng hợp có thể thu được bằng phương pháp hóa học Các phương pháp này đã được công bố rộng rãi trên thế giới Qui trình công nghệ sản xuất một số sản phẩm đã được áp dụng thực tế ở Việt Nam

Nồng độ sử dụng thích hợp của các auxin là 0,01 - 10 mg/L, tùy thuộc vào từng loại cây và mục đích nhận được

II.2.2 Nhóm giberelin (GA):

Giberelin là nhóm phytohormon thứ hai được phát hiện (sau nhóm auxin) từ các nghiên cứu bệnh “lúa von” ở Nhật Bản do loài nấm ký sinh

trên cây lúa Gebberella fujicuroi (nấm Fusarium moniliforme ở giai đoạn dinh dưỡng) gây nên năm 1926 Nhưng tới năm 1955, các nhà khoa học

Anh, Mỹ mới xác định được bản chất hóa học của chất gây bệnh von đó là acid giberelic Sau đó axit này được xác định là một phytohormon Đến năm

2003 người ta đã tìm thấy 126 loại GA khác nhau và đặt tên từ GA1, GA2,

GA3 đến GA126 Trong 126 loại này thì GA3 được ứng dụng nhiều nhất, có hoạt tính KTST thực vật cao nhất, vì vậy được sản xuất và ứng dụng rộng rãi

trên thế giới Các thí nghiệm cho thấy trong cây các dạng Giberelin nhanh chóng bị hydrat hoá thành dạng không hoạt tính nhưng dạng GA3 bị chuyển thành dạng không hoạt tính chậm hơn so với các dạng khác Đồng thời các nghiên cứu cũng cho thấy dạng GA3 bị chuyển hoá ở các thân cây đã trưởng thành nhanh hơn so với cây con (Huapu, M Blake et al)

GA3 được công ty ICI Plant Protection (nay là Tập đoàn Syngenta AG) lần đầu tiên đưa vào nông nghiệp ở dạng sản phẩm thương mại Ngày nay trên thị trường GA3 được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau với các tên thương phẩm khác nhau, chẳng hạn như 920 (BSI), Berelex (ICI), Gib-Tabs (Elanco), Gib-sol (Elanco), pro-Gibb (Abbott), Pro-Gibb Plus (Abbott), Activol

Vai trò chính và tác dụng sinh học của giberelin bao gồm [3]: 

- Kích thích sinh trưởng kéo dài thân, gióng của cây do tác dụng lên pha giãn dọc của tế bào

- Kích thích sự nảy mầm của hạt, củ Do đó có thể sử dụng giberelin

để phá quá trình ngủ nghỉ của các cơ quan này

- Ảnh hưởng đến sự ra hoa của cây và sự phân hóa giới tính đực ở các

họ cây bầu bí

- Ảnh hưởng đến sự lớn lên của quả và sự tạo quả không hạt

- Ngăn cản quá trình rụng của các cơ quan như lá, hoa, quả, làm chậm quá trình chín, quá trình già hóa của các cơ quan và của toàn cây

Cơ chế tác động của giberelin rất phức tạp và đa dạng nên sử dụng chúng cần rất thận trọng mới thu được kết quả mong muốn

Một số ứng dụng và lợi ích kinh tế do nhóm giberelin tạo ra [7] :

1 Nảy mầm: GA được tìm thấy để tăng

chiều dài của đế mầm và lá mầm (Chakravarti,

1958) GA cũng có vai trò quan trọng trong

việc nảy mầm của hạt ngũ cốc

2 Phát triển rễ: Nhiều thí nghiệm khác

nhau cho thấy các giberelin có ảnh hưởng đến

4 Tạo quả: GA ảnh hưởng tích cực đến quá trình tạo quả Randhaw

và Singh (1959) quan sát thấy sự gia tăng quá trình tạo quả nho không hạt, tăng kích cỡ và đậu quả Ngoài ra, nó cũng có tác dụng làm cho quả cà tím,

ổi không có hạt

Giberelin cũng được sử dụng để tăng tốc độ tăng trưởng và sản lượng mía đường Nó còn có tác dụng làm tăng chiều dài thân, phá vỡ chế độ của ngủ, kích thích ra hoa, quả phát triển nhanh và tăng kích thước, tăng hàm lượng đường, từ đó nâng cao chất lượng quả

Giberelin chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp chiết xuất từ thực vật và phương pháp lên men vi sinh, trong đó phương pháp lên men vi sinh cho hiệu quả cao hơn Quá trình lên men thực hiện bằng việc nuôi cấy

nấm Fusarium moniliforme, sau đó tách chiết hoạt chất khỏi dịch nuôi cấy

và kết tinh dưới dạng tinh thể màu trắng Tuy nhiên phương pháp này cho giá thành cao nên khó triển khai trong công nghiệp

Ngoài các nhóm sản phẩm trên, Ethylen và các chất giải phóng ethylen như Ethephon (Ethren)… cũng có nhiều ứng dụng tại Việt nam, dùng kích thích quả mau chín, kháng bệnh và ức chế sự phát triển của thân cây

Bảng 1.1 Một số chất KTST cây trồng phổ biến

TT Tên chất Cấu trúc hoá học Chức năng,

Tác dụng

Liều dùng

(mg/l)

I Các auxin

1 Acid 3-indoleacetic (IAA)

H N

CH2COOH

Kích thích (KT) hình thành rễ phụ (ở nồng độ cao)

0,01 - 3,0

2 Acid indole-3-butyric

(IBA)

H N

C3H6COOH

KT hình thành chồi phụ (ở nồng

II Nhóm các giberelin (Tổng số có trên 100 sản phẩm)

7 Acid gibberellic (GA 3 ) CO

0,01 - 5,0

III Các cytokinin

N N N N NH

CH3

chồi non 0,01 - 5,0

9 Kinetin HN

N N N

CH2 - NH

KT hình thành rễ 0,1 - 5,0

IV Các chất giải phóng ethylen

trình chín quả

OH OH

O

Cl - CH2 - H2C

Giải phóng etylen, thúc đẩy quá trình chín quả Làm rụng lá

II.3 Sử dụng các chất KTST trong nông nghiệp hiện nay

II.3.1 Ảnh hưởng của chất ĐTST đến năng suất và chất lượng nông sản:

Các chất ĐTST có khả năng điều tiết sinh trưởng và phát triển của cây, dẫn tới tăng năng suất cây trồng Tùy theo mục đích ban đầu là tăng sản lượng (lá, hoa, quả, thân hay rễ), điều chỉnh quá trình đậu quả (sớm hay muộn) hoặc tăng khả năng chống chịu với thời tiết (mưa, hạn, nhiệt độ…) mà

ta phải sử dụng từng chất ĐTST riêng biệt hoặc hỗn hợp chúng, hoặc hỗn hợp,

bổ sung những thành phần khác Tuy nhiên, tác dụng tăng năng suất nông sản

là ưu điểm quan trọng nhất của các chất KTST

Nhìn chung, khi phun chất KTST lên cây trồng đúng giai đoạn, đúng liều lượng thì có thể cho năng suất tăng trung bình từ 10 ÷100 %, tùy theo đối tượng[5,6] Ví dụ: Khi phun giberelin cho cây nho có thể tăng năng suất từ 20 - 100%, nhưng phun cho các cây rau lấy lá thì tăng năng suất không vượt quá 30% cho mỗi lứa hái Phun giberelin và α-NAA cho cây đậu tương vào thời kỳ trước khi ra hoa và ra hoa rộ làm cho cây phát triển tốt, tăng số lượng lá trên cây, tăng số lượng và kích thước nốt sần ở rễ và tăng năng suất đậu từ 15 - 17% Đối với cây lạc, khi phun giberelin, α-NAA và β-NOA có thể cho năng suất tăng từ 8 ÷ 15% so với đối chứng

Các chất điều tiết sinh trưởng cây trồng không những làm tăng năng suất cây trồng mà còn làm tăng phẩm chất nông sản đặc biệt là IBA, α-NAA, giberelin … Tuy nhiên khi sử dụng riêng biệt một số chất ĐTST để phun cho cây trồng thì năng suất được tăng lên nhưng chất lượng nông sản giảm xuống (giảm nồng độ đường, vitamin, tăng khả năng tích nước) Do đó trong thực tế sản xuất không nên dùng riêng rẽ chất ĐTST để phun cho cây, đặc biệt ở nồng độ cao Trong các chế phẩm nên hỗn hợp các chất ĐTST với nhau

và phối hợp thêm các thành phần vi lượng vào để đảm bảo chất lượng nông sản

II.3.2 Nhu cầu sử dụng và thị trường các chất ĐTST hiện nay:

Xuất phát từ nhu cầu bảo an ninh lương thực thế giới, ngành nông nghiệp cần tăng sản lượng cây trồng trong khi diện tích canh tác ngày một giảm và dân số thế giới ngày càng tăng Từ đó, nhu cầu sử dụng các chất ĐTST thực vật, đặc biệt là các chất KTST đã tăng trong những năm gần đây Hiện nay trên thế giới, Trung Quốc là nước sản xuất và cung cấp chủ yếu các sản phẩm ĐTST, chiếm khoảng 60% sản lượng toàn cầu, sau đó là Ấn Độ Các chất ĐTST cây trồng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất lương thực, trồng cây ăn quả, cây công nghiệp, trồng hoa, ươm giống v.v Tùy thuộc vào vòng đời của cây và nhu cầu cụ thể, chúng được sử dụng trong canh tác nông nghiệp, công nghệ sau thu hoạch, công nghệ hóa sinh, phòng thí nghiệm, và nghiên cứu các quá trình chuyển hóa trong cây

Dựa trên cơ sở sự gia tăng toàn cầu hóa, xu hướng mới của thị trường, tiếp cận công nghệ mới trong nông nghiệp, sự nghiên cứu và phát triển công nghiệp hóa chất nông dược, các chất ĐTST thực vật có vai trò quan trọng trong ngành nông nghiệp hiện đại, phục vu mục đích mang lại một cuộc cách mạng xanh trên toàn thế giới

Tại Trung Quốc, công nghiệp sản xuất các chất ĐTST đã có những tiến

bộ đáng kể trong những năm gần đây, qua đó cho thấy tiềm năng thị trường hấp dẫn trong tương lai Năm 2009, tổng giá trị sản lượng các chất ĐTST thực vật đạt 29.962 tấn và 256 triệu USD, trong đó khoảng 60% được xuất khẩu, 40% sản lượng còn lại (khoảng 11.776 tấn) được tiêu thụ trong nước [9]

Ở Việt Nam trong những năm gần đây đã sử dụng nhiều chất ĐTST thực vật trong sản xuất nông nghiệp nằm tăng năng suất và sản lượng cây trồng Các chất KTST thuộc nhóm auxin như NAA, NOA, IBA…được nghiên cứu tổng hợp và sử dụng từ lâu Sau đó nhóm chất GA cũng được áp dụng vào thực tế từ những năm 90 của thế kỹ trước Hiện nay, trong Danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng hàng năm do Bộ NN&PTNT công bố, có hàng chục hoạt chất với hàng trăm sản phẩm thương mại KTST cây trồng được đăng ký và sử dụng Các sản phẩm KTST thực vật đã và đang đóng góp đáng

kể vào việc tăng năng suất lương thực và các cây trồng khác, đặc biệt trong lĩnh vực trồng rau

Tuy nhiên, do hiểu biết chưa đủ và do những lợi ích trước mắt đem lại cho nhười dân, việc sử dụng các chất KTST thực vật một cách tràn lan và không theo qui trình kỹ thuật, theo liều lượng khuyến cáo đã gây ra nhiều hậu quả xấu, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

III PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG SẢN PHẨM CHỨA CÁC CHẤT KTST THỰC VẬT

III.1 Công nghệ gia công các sản phẩm phục vụ nông nghiệp

Các sản phẩm hóa chất phục vụ nông nghiệp thường gặp là phân bón, thuốc BVTV, các chất ĐTST cây trồng… Các hóa chất đều có những tính chất hoá - lý khác nhau, hoạt tính sinh học khác nhau và khó có thể sử dụng trực tiếp trong phòng trừ sâu bệnh Để áp dụng chúng vào thực tế, người ta phải thông qua một số công đoạn như hoà tan, pha loãng, nghiền, trộn, hỗn hợp…với các chất khác không có hoạt tính phòng trừ (gọi là chất trơ hoặc phụ gia) nhằm tạo ra những sản phẩm thương mại và đăng ký với cơ quan quản lý chuyên ngành của nhà nước Các công đoạn này tạo nên quá trình gia công

Gia công là một quá trình không thể thiếu được trong sản xuất và sử dụng các sản phẩm phục vụ nông nghiệp Mục đích của gia công là tối ưu hóa hoạt tính sinh học của hoạt chất và tạo ra sản phẩm an toàn với môi trường thuận tiện cho sử dụng, nhằm:

- Nâng cao hiệu lực sinh học của họat chất, từ đó giảm lượng hoạt chất khi sử dụng và do vậy tiết kiệm chi phí

- Thao tác và hỗn hợp dễ dàng giữa các loại sản phẩm khác nhau hoặc với các chất có tác dụng khác

- An toàn trong sản xuất và sử dụng

- Kiểm soát và kéo dài thời gian tồn lưu trên đối tượng xử lý và độ ổn định (bền) của sản phẩm trong bảo quản

- Đa dạng hoá việc đóng gói nhằm tiện lợi trong sử dụng và tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm

Xuất phát từ mục đích và nhu cầu sử dụng, trên thế giới hiện nay có rất nhiều dạng gia công các sản phẩm phục vụ nông nghiệp, bao gồm các dạng:

- Dạng lỏng: Phân bón dạng lỏng để phun, tưới cây (phân bónqua lá), dùng trong thủy canh, thuốc BVTV dạng lỏng, các chất KTST dạng lỏng

- Dạng khô: Phân bón dạng hạt, dạng bột rắc, dạng viên vùi gốc cây, viên bọc giải phống chậm, thuốc BVTV dạng bột thấm nước (WP), hat phân tán trong nước (WDG), các thuốc KTST dạng bột, viên (như viên sủi GA3)

Do trong hỗn hợp gia công có nhiều hợp chất với những tính chất hóa lý khác nhau, có vai trò khác nhau nên khi lựa chọn công nghệ và dạng gia công cần xem xét kỹ các yếu tố sau đây để có thể thu được sản phẩm tối ưu:

- Tính chất hóa, lý và độc tính của hoạt chất,

- Hiệu quả của sản phẩm khi sử dụng,

- Tác động của sản phẩm đối với người, động vật, cây trồng và môi trường nói chung,

- Kỹ thuật sử dụng (thiết bị),

- Liều lượng áp dụng khi phun

III.2 Gia công các sản phẩm KTST cây trồng

Phụ thuộc vào mục đích và nhu cầu sử dụng, có nhiều cách gia công các sản phẩm chứa các chất ĐTST thực vật, trong đó chủ yếu là các chất KTST Lựa chọn hình thức gia công phù hợp là yếu tố quan trọng trong sản xuất các chế phẩm nhằm áp dụng thành công vào thực tế

Các chất KTST thường được gia công dưới dạng lỏng (hoạt chất tan trong nước) hoặc dạng bột, dạng viên Ngày nay, để tiện đóng gói, vận chuyển

và sử dụng, dạng gia công bột hoặc viên hay được lựa chọn

Hiện nay, các sản phẩm KTST thực vật thường được gia công riêng hoặc hỗn hợp với các chất dinh dưỡng cho cây, tùy thuộc vào đối tượng cây trồng, loại đất trồng hoặc nhu cầu dinh dưỡng của từng loại cây, từng thời kỳ phát triển

III.2.1 Gia công riêng các chất KTST thực vật:

Các chất KTST được sử dụng với mục đích rõ ràng cho từng đối tượng cây trồng Ví dụ: với rau hoặc chè thì cần kích thích ra nhiều lá, lá xanh; với cây ăn quả cần kích thích ra hoa, đậu quả và quả chín đều, chất lượng tốt; với lúa vùng ruộng trũng, hay ngập úng thì muốn cậy phát triển cao, thân cứng v.v…Do vậy, khi gia công, các nhà sản xuất thường chỉ dùng chất KTST có tác dụng tương ứng, kết hợp với một số phụ gia trơ hoặc có tác dụng tăng hiệu quả của hoạt chất Đây là dạng gia công thông thường và dễ áp dụng vì không

có hoạt chất khác ảnh hưởng đến chất KTST Sau đây là một số ví dụ:

- Sử dụng chất KTST thuộc dãy auxin là β-NOA với nồng độ 50 ppm phun 2 lần cho cà chua vào thời kỳ ra hoa sẽ tăng năng suất quả 9,17% so với đối chứng (US Patent 2,950,182)

- Năm 1992, P Curir và công sự đã sử dụng dung dịch chất 1-NAA và các dẫn suất methyl (ethyl) este của nó để nhúng trực tiếp cành hoa cẩm chướng nhằm kích thích ra rễ để nhân giống không cần gieo hạt [10] Ethyl 1-NAA được ứng dụng rộng rãi ở các quốc gia phát triển (Mỹ, Canada, Pháp, Anh…) Đây là một chất kích thích sinh trưởng cây trồng có hoạt tính sinh học cao, ít độc hại và thân thiện với môi trường Lĩnh vực áp dụng chủ yếu là kích thích ra rễ trên cành giâm, cành chiết, kích thích nảy mầm ở củ và hạt Tên gọi một số thương phẩm chứa hoạt chất này được dùng phổ biến ở Mỹ như: SUCKER-STOPPER RTU, TRE-HOLD…

Ở Việt Nam, trong Danh mục các sản phẩm KTST đăng ký năm 2011, trong số 48 hoạt chất và nhóm hoạt chất, có 21 hoạt chất với hàng trăm tên

thương mại được sử dụng đơn dưới các dạng gia công khác nhau (Phụ lục…)

áp dụng trên các loại cây trồng khác nhau như lúa, ngô, rau màu, cây ăn quả, cây công nghiệp (chè) Ví dụ [11]:

- α-NAA có: sản phẩm HQ - 301 Fructonic (1% DD α-NAA) của Cơ sở Nông dược sinh nông, TP Hồ Chí Minh, RIC 10 WP của Công ty TNHH DV KHKT Khoa Đăng…

- β-NOA có: sản phẩm ViTĐQ 40 của VIPESCO sử dụng nhằm tăng năng suất cà chua, cây ăn quả

- GA3 có sản phẩm Vimogreen 1.34 % (SL, WP, TB), 1% (SG, TB), Azoxim 20SP của Công ty CP Nicotex, Bebahop 40WP của Công ty TNHH Nông sinh, Map-Combo 10 powder của Map Pacific PTE Ltd …

- Uniconazole (min 90%) có sản phẩm Sarke 5WP của Công ty TNHH Hóa nông Á Châu

Các sản phẩm KTST được gia công rất đa dạng như dung dịch nước, bột (D, WP, WDG ) hay dạng viên (TB) tùy thuộc vào mục đích sử dụng và đối tượng cây trồng áp dụng

III.2.2 Gia công hỗn hợp các chất KTST với các chất dinh dưỡng

Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, có nhiều cách gia công hỗn hợp các sản phẩm chứa KTST Nhưng được sử dụng rộng rãi là gia công hỗn hợp 2 hay nhiều chất KTST và hỗn hợp các chất KTST với các thành phần dinh dưỡng cần thiết khác cho cây, tùy thuộc vào nhu cầu, thời gian sử dụng và đối tượng cây trồng áp dụng

a Hỗn hợp các chất KTST trong cùng sản phẩm:

Mỗi loại chất KTST đều có tác dụng riêng và cũng có những tác dụng chung nhưng ở mức độ khác nhau và tác động lên những bộ phận khác nhau của cây (rễ, thân, lá, hoa, quả) Gia công hỗn hợp 2 hay nhiều chất KTST nhằm mục đích đem lại hiệu quả tổng thể cho cây ở mỗi giai đoạn phát triển sinh trưởng hoặc sinh dưỡng (tạo quả, củ) Nồng độ sử dụng của mỗi chất có thể khác nhau so với khi dùng đơn lẻ nhưng không được vượt quá ngưỡng sử

dụng đơn Loại gia công hỗn hợp này rất hay được các hãng sản xuất áp dụng

vì tạo ra các sản phẩm đem lại hiệu quả cao đối với cây trồng

Cũng như trong trường hợp sử dụng đơn chất, gia công hỗn hợp các chất KTST có thể được áp dụng dưới nhiều hình thức: lỏng, bột, viên…Ví dụ: Kelpak SL (auxins 11mg/l + cytokinins 0.031mg/l + GA3) của Công ty TNHH Việt Hoá Nông: kích thích sinh tưởng lúa; Kích phát tố hoa - trái Thiên Nông (ANA + α-NAA + β-NOA + GA3) của Công ty Hóa phẩm Thiên Nông dùng

để kích thích sinh trưởng cho cà phê, lúa, vải, nhãn, đậu, lạc, cà chua, ớt, dưa, bầu bí, cây có múi, bông vải; Fieldstar-2 30.2L (choline chloride 30% + cytokinin 0.2%) của Công ty TNHH TM XNK Đồng Sao kích thích sinh trưởng lúa…

a Hỗn hợp các chất KTST với các thành phần dinh dưỡng

Hiện nay, phần lớn các sản phẩm KTST cây trồng đều được gia công hỗn hợp giữa chất KTST với các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây như N, P,

K (đa lượng); Ca, S (trung lượng) và đặc biệt các nguyên tố vi lượng là Zn,

Fe, Cu, Mg, Mn, B, Mo…Đây là cách gia công tạo ra sản phẩm rất phù hợp với quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng và là biện pháp hữu hiệu nhằm tăng năng suất, chất lượng nông sản

Về bản chất, vai trò của mỗi chất KTST là tác động đến một số quá trình sinh hóa trong cây, thúc đẩy từng bộ phận nhất định trong cây, trong từng thời kỳ nhất định phát triển Nhưng cây phát triển và ra hoa, kết quả cần các chất dinh dưỡng Vì vậy, kết hợp giữa chất KTST và các thành phần dinh dưỡng là rất quan trọng

Trong số các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây, các nguyên tố vi lượng

có vai trò quan trọng Cây trồng luôn cần một lượng nhỏ các nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, B,…) để duy trì các quá trình sinh trưởng và sinh thực (tạo củ, quả) Chúng là tác nhân hoạt hoá trong các hệ thống enzym Các nguyên tố này thường không có đủ trong thành phần của đất Vì vậy, ngày nay người ta thường phải bổ sung cho cây dưới dạng phân bón vi lượng, kết hợp với các thành phần dinh dưỡng khác bón trực tiếp vào gốc hoặc phun lên lá để

từ đó chúng được hấp thụ qua lá và dẫn đến các bộ phận của cây Mỗi nguyên

tố vi lượng có vai trò nhất định cho cây Ví dụ:

- Kẽm (Zn) 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

- Đồng (Cu) 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 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

- Sắt (Fe) là thành phần cấu tạo nên nhiều enzym xúc tác cho quá trình tổng hợp diệp lục (như enzym Katalase, Peroxidase, Cytochrom B,C), quá trình trao đổi chất và hô hấp (enzym Cytochromoxidase) Thiếu sắt gây ra hiện

tượng màu xanh lá cây nhợt nhạt (bạc lá)

- Bo (B): Hiện tượng thiếu Bo là rất phổ biến trên thế giới Rất nhiều

loại cây ăn quả, cây rau, và các hoa màu khác có biểu hiện thiếu Bo Các loại đậu lấy hạt có yêu cầu cao về Bo Bo cần thiết cho sự nẩy mầm của hạt phấn, tăng trưởng của ống phấn, cần thiết cho sự hình thành của thành tế bào và hạt giống Bo cũng hình thành nên các phức chất đường, borat có liên quan tới sự vận chuyển đường và đóng vai trò quan trọng trong việc h́ình thành protein

Tuy nhiên, giới hạn giữa sự thiếu hụt và dư thừa các vi lượng, gây độc cho cây là rất nhỏ nên dễ gây rủi ro khi sử dụng phân vi lượng Vì vậy, sự hiểu biết về các loại phân vi lượng là rất cần thiết 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. 

Trong thực tế, có nhiều sản phẩm thương mại chứa hỗn hợp giữa chất KTST với các thành phần dinh dưỡng đa lượng và vi lượng khác nhau, áp dụng cho từng loại cây trồng khác nhau Những năm 90 của thế kỷ trước, khi

chất KTST GA3 mới được áp dụng thành công trên thế giới, hàng loạt công trình nghiên cứu hỗn hợp GA3 với các thành phần dinh dưỡng sử dụng làm phân bón với tác dụng KTST thực vật Ví dụ: Năm 1989, nhóm nghiên cứu cứu Mỹ do George R McVey thực hiện đã công bố công trình thí nghiệm về hỗn hợp giữa các chất KTST với Nitơ và các chất dinh dưỡng khác, sử dụng trên nhiều loại rau màu và hoa, quả Kết quả cho thấy: sản phẩm hỗn hợp đều

có tác dụng tăng năng suất rau, màu, tăng sản lượng quả, hoa cho màu đẹp hơn so với đối chứng Trong US Patent 5,043,007 (1991), Bobby G Davis đã nghiên cứu gia công dạng hạt hỗn hợp giữa GA3 (0,003%) và KNO3 cộng thêm muối sulfat vô cơ của một số nguyên tố vi lượng như Zn, Mn, Cu, Fe và acid boric, với hàm lượng từ 0,05 đến 1% tùy từng loại, áp dụng trong lĩnh vực trồng rau màu thương mại [13]

Trong US patent 2007/0275009 A1 ngày 29/11/2007, tác giả Louis R Johnson và Jeffery L Peel đã đưa ra công thức gia công phân bón dạng khô (hạt, bột, viên hoặc viên bao) bao gồm: các chất KTST như GA3, IBA, NAA…; enzym không hoạt hóa như sarcosine, mangan chloride, sodium dodecyl sulfate, sodium laurylsarcosinate, dầu hạt nho hoặc lá nho nhằm kìm hãm sự phân hủy chất KTST; các thành phần dinh dưỡng đa lượng như N, P,

K, vi lượng như B, Zn, Se …và chất bảo quản Sản phẩm sử dụng trong nhiều lĩnh vực cây tròng như rau màu, hoa, cây cảnh, cây ăn quả… dùng bón gốc cây hoặc xử lý hạt giống rất thuận tiện [16]

Tại Việt Nam, thời gian gần đây đã có nhiều sản phẩm phân bón hỗn hợp với các chất KTST được đăng ký và áp dụng vào thực tế trên nhiều loại cây trồng khác nhau Có thể nêu vài ví dụ [11]:

- Sản phẩm Yomione (31G, 51AS, 51WP) của Công ty TNHH Thuốc BVTV LD Nhật Mỹ (GA3, N, P2O5, K2O và vi lượng) KTST trên lúa

- Sitto Givebut 18 SL (GA3, Cu, Zn, Mg, Mn, B, Mo, Glysine amino acid) sử dụng trên lúa

- Công ty VIPESCO có các sản phẩm hỗn hợp giữa chất KTST auxin (α-NAA, β-NOA) với các các nguyên tố vi lượng (ZnSO4, MgSO4, CuSO4, Borax…) và đa lượng (N,P,K), sử dụng trên các loại cây trồng khác nhau như

Vipac 88 dùng để xử lý hạt (ngâm) và phun cho lúa; Vikipi kích thích sinh

trưởng ra hoa, đậu quả xoài và cây có múi; Viprom dùng để chiết cành hồ tiêu,

cây có múi; Phabela dạng lỏng dùng cho nhiều loại cây trồng như lúa, cây ăn quả, chè, rau màu…

Tại Phụ lục kèm theo liệt kê một số sản phẩm thương mại về KTST sử dụng trên các đối tượng cây như rau màu (cà chua, bắp cải), cây ăn quả có múi (cam, quýt) và trên chè được phép lưu hành tại Việt Nam năm 2011

c Hỗn hợp các chất KTST với các thuốc BVTV

Một hướng gia công nữa cũng đang được áp dụng nhiều trên thế giới là hỗn hợp giữa chất KTST với một số thuốc BVTV nhằm mục đích tăng khả năng phòng trừ sâu bệnh, cỏ dại cho cây Ví dụ: hỗn hợp với thuốc trừ cỏ cạn

và gia công dạng bột để rắc hoặc bón gốc cây; với thuốc trừ tuyến trùng, trừ nấm tạo hạt bón vào gốc cây trừ tuyến trùng hoặc nấm bệnh phát sinh từ đất…Cụ thể, Alan R Gotlieb, Alan K Watson (1989) đã nhận thấy một số chất KTST như α-NAA, Alar (Daminozide butanedioc acid mono(2,2-dimethylhydrazide)…có tác dụng hợp lực (synergist) khi hỗn hợp với thuốc trừ cỏ vi khuẩn để diệt trừ cỏ dại [15] Một số chất KTST khác còn có tác dụng như chất an toàn (Safener) cho thuốc trừ cỏ cạn Glyphosate như dịch nước IBA 0,85% hay dịch nước NAA 0,2% ở nông độ 1:1000 thể tích [16]

Có thể nói, các hỗn hợp giữa chất KTST với các loại chất khác nhau là rất đa dạng, tùy vào mục đích sử dụng của người dân

Từ các sản phẩm nêu trên ta thấy dạng gia công sản phẩm cũng rất nhiều loại: dạng lỏng (phun, tưới hoặc thủy canh), dạng bột, hạt, dạng viên… Công nghệ gia công các sản phẩm chứa chất KTST giống như gia công thuốc BVTV hoặc phân bón Do vậy, lựa chọn hình thức và kỹ thuật gia công căn cứ vào các yếu tố như: tính chất hóa, lý và hoạt tính sinh học của hoạt chất; giá thành gia công và giá thành sản phẩm, an toàn, đảm bảo môi trường trong sản xuất và sử dụng; nhu cầu và sự hấp dẫn của thị trường Ngoài ra, tính tương hợp giữa các thành phần hỗn hợp cũng rất quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản và lưu trữ

III.2.3 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu

Hiện nay, ở Việt Nam việc sử dụng thuốc KTST trong sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên phổ biến Theo Danh mục thuốc BVTV đăng ký năm 2011, các sản phẩm KTST chiếm khoảng 10% so với các thuốc BVTV nói chung Trong đó được sử dụng nhiều nhất là các chất thuộc nhóm auxin như: acid α-naphthylacetic (α-NAA), acid β-naphthoxyacetic (β-NOA), các acid indolylacetic (IAA, IBA) và nhóm giberelin (chủ yếu là GA3)

Đối với các muối vi lượng, tại Việt Nam thường được sử dụng ở dạng muối vô cơ tan trong nước nhưng khó hấp thụ qua lá cây, khi rơi xuống đất sẽ dần dần làm thay đổi thành phần cấu tạo đất Vì vậy hiện nay trên thế giới thường sử dụng các muối vi lượng ở dạng phức, chelat hữu cơ tan trong nước Thời gian gần đây, các muối vi lượng của lignosulfonat được lựa chọn vì dễ phân huỷ sinh học, không để lại dư lượng nên rất thân thiện với môi trường Sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, dễ bị phân huỷ sinh học, không để lại dư lượng trong nông phẩm và môi trường nên thường được khuyến cáo sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch Ngoài ra, các lignosulfonat của các kim loại vi lượng cũng có tác dụng kích thích quá trình sinh trưởng cho cây Các muối vi lượng lignosufonat này có thể điều chế trực tiếp từ lignin

có trong dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy nên vừa sẵn có, vừa rẻ

Trước đây, Chi nhánh I Hà Nội - VIPESCO đã thực hiện Dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nước "Sản xuất và sử dụng các auxin phối hợp với các nguyên tố vi lượng phục vụ cho phát triển trồng trọt", tạo ra sản phẩm hỗn hợp giữa các chất KTST nhóm auxin với các muối kim loại vi lượng dạng vô cơ [18] Các sản phẩm này đã cung cấp rộng rãi cho người sản xuất, đem lại hiệu quả kinh tế Tuy nhiên, sản phẩm còn bị hạn chế do sử dụng các muối kim loại

vô cơ, hiệu quả chưa cao, làm thay đổi thành phần đất, ảnh hưởng tới môi trường sinh thái Việc sử dụng các muối kim loại vi lượng lignosulfonat thay thế các muối vô cơ sẽ khắc phục được những nhược điểm trên và mang tính khoa học, có ý nghĩa kinh tế - xã hội lớn Ngoài ra, gia công sản phẩm dạng bột sẽ thuận tiện cho người sử dụng, đơn giản trong khâu bảo quản, giảm công vận chuyển, từ đó giảm giá thành sản phẩm cho người sử dụng

Dựa trên Danh mục các sản phẩm đăng ký tại Phụ lục kèm theo, căn cứ

tình hình sử dụng các sản phẩm KTST ở Việt Nam và khả năng sản xuất, kinh

doanh của Công ty VIPESCO trong những năm gần đây, trên cơ sở tham khảo

các tài liệu và lưu ý những sản phẩm mà Công ty đã sản xuất, đề tài lựa chọn

đối tượng nghiên cứu như sau:

1 Thành phần hỗn hợp gia công sản phẩm bao gồm:

- Một số chất KTST phổ biến như: α-NAA, β-NOA, GA3…Những

chất KTST này đã và đạng được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam, có trong thành

phần nhiều sản phẩm đã được đăng ký Ngoài ra, giá thành hợp lý, dễ kiếm

- Phân bón đa lượng (N, P, K) và vi lượng dưới dạng Me-

lignosulfonat (Zn, Cu, Fe, Mg, Mn, B…): Các nguyên tố vi lượng dưới dạng

lignosulfonat rất ít độc với người và môi trường, có khả năng phân hủy sinh

học nên không để lại dư lượng trong nông sản Ở Mỹ, nhiều Me-lignosulfonat

đã được đăng ký làm thức ăn bổ sung dùng trong chăn nuôi vì chúng rất thân

thiện với môi trường

2 Dạng gia công: Lựa chọn dạng sản phẩm bột thấm nước (WP) vì:

- Sản phẩm dễ đóng gói, bảo quản và vận chuyển

- Thuận tiện cho người sử dụng

- Công nghệ sản xuất hỗn hợp đơn giản, sử dụng nguyên liệu sẵn có

tại Công ty (sản xuất các sản phẩm khác) Ngoài ra, một yếu tố rất quan trọng

là có thể tận dụng dây chuyền thiết bị sẵn có của Công ty nên giảm được đầu

tư trang bị ban đầu khi triển khai sản xuất

Dạng WP là một trong những hình thức gia công thuốc BVTV dạng rắn

thông dụng nhất hiện nay Thuốc ở dạng bột mịn, có khả năng thấm nước và

khi hoà vào nước tạo nên huyền phù

- Thành phần công thức gia công dạng WP nói chung bao gồm [21]:

1 Hoạt chất: 5 – 80%

2 Chất HĐBM: Gồm chất thấm ướt (1-3%) và chất phân tán (2-5%)

3 Chất mang (độn) trơ: Đủ đến 100%

Các chất HĐBM có tác dụng bám trên bề mặt các phần tử hoạt chất và chất mang, làm cho chúng trở nên ưa nước, tăng độ phân tán, tăng tính bám dính và bộ bền của huyền phù Lượng chất HĐBM cần đủ để các giọt phun có thể thấm ướt và loang dính trên bề mặt đối tượng xử lý

+ Chất thấm ướt gồm natri dodecylbenzensulfonat, natri laurylsulphat, nonylphenol ethoxylat, alcol ethoxylat mạch thẳng

+ Chất phân tán: natri naphthalensulphonat ngưng tụ với formaldehyd, natri lignosulfonat…

Chất HĐBM có thể dùng dạng khô hay lỏng Nếu chất HĐBM ở dạng lỏng, có thể sử dụng các chất độn hấp thụ như diatomit hoặc silica tổng hợp có diện tích bề mặt lớn để không ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm Trong trường hợp này nồng độ hoạt chất tối đa là 40%

Chất độn thường dùng là silica (nhằm ngăn hoạt chất bị nóng chảy khi nghiền khô) Phần còn lại là chất mang trơ (đất sét, cao lin, bột talc…) cho đủ 100%

- Yêu cầu kỹ thuật đối với dạng WP: Bột mịn, tơi xốp, không vón cục;

kích thước hạt: 44 - 100µm (đo kích thước hạt bằng rây ướt); độ thấm nước nhanh (khoảng 1 phút); tỷ xuất lơ lửng càng cao, thuốc phân tán càng tốt (tối thiểu là 60% hoạt chất ở thể rắn có trong nước thuốc)

3 Đối tượng cây trồng lựa chọn là: rau màu, cây ăn quả và chè xuất khẩu Đây là những loại cây trồng thuộc lĩnh vực nông nghiệp sạch, cần đảm bảo không có dư lượng độc trong nông phẩm Do sử dụng đa số những nguyên liệu thân thiện với môi trường nên sản phẩm của đề tài có thể đáp ứng được tiêu chí cho các loại cây trồng này

Phần 2

THỰC NGHIỆM

I PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

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 lignosulfonat (Me =Zn, Cu, Mg, Mn…)

Me-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

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:

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

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