NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY PHÂN BÁNH DẦU BỞI ENZYM BROMELAIN VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA CHẾ PHẨM TRÊN CÂY CẢI XANH, CÂY CẢI NGỌT

Do đó, việc quay trở về nền nông nghiệp hữu cơ với việc ứng dụng các chế phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác nhằm thỏa mãn nhu cầu của người tiêu dùng là cần các nông sản an to

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-0O0 -

NGUYỄN THỊ NHI

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY PHÂN BÁNH DẦU BỞI ENZYM BROMELAIN

VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA CHẾ PHẨM TRÊN CÂY CẢI XANH, CÂY CẢI NGỌT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh

8/2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

******************

NGUYỄN THỊ NHI

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY PHÂN BÁNH DẦU BỞI ENZYM BROMELAIN

VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA CHẾ PHẨM TRÊN CÂY CẢI XANH, CÂY CẢI NGỌT

Hiện đang công tác tại Công ty Dịch vụ Công ích Quận 8, Tp.HCM

Tháng 9 năm 2004 theo học Cao học ngành Khoa học Cây trồng tại Đại học Nông Lâm, Thủ Đức, Tp.HCM

Tình trạng gia đình: đã lập gia đình

- Chồng: Nguyễn Nhựt Nghiệp sinh năm 1958, nghề nghiệp: Kỹ sư Cơ khí

- Con: Nguyễn Nhựt Hoàng Thi sinh năm 2003, đang học lớp lá Trường Mầm non Họa Mi 1, Q5, Tp.HCM

Địa chỉ liên lạc: 477 Tùng Thiện Vương, Phường 12, Quận 8, Thành phố Hồ Chí Minh

Điện thoại nhà: 08.38,570.833

Điện thoại di động: 0918.609.685

Email: linhnhi_nh17@yahoo.com.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

LỜI CẢM TẠ

™ Con xin được gửi lòng biết ơn đến Ba Má đã vượt qua nhiều khó khăn, khổ cực trong cuộc mưu sinh để nuôi nấng, dạy dỗ con nên người

™ Cảm ơn anh, chị, em đã thương yêu và chỉ dẫn

™ Cảm ơn chồng, con đã tạo điều kiện, động viên tôi trong thời gian học tập

™ Xin gởi lời cảm tạ đến:

¾ Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm, Tp Hồ Chí Minh

¾ Ban Chủ nhiệm Khoa Nông học

¾ Phòng Đào tạo Sau Đại học

¾ Quí Thầy Cô trong và ngoài khoa Nông học đã tận tâm truyền đạt những kiến thức quí báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

¾ Các anh chị em Trung tâm Phân tích Thí nghiệm trường Đại Học Nông Lâm, Thành Phố Hồ Chí Minh

¾ Các anh chị em ở Bộ môn Nông hóa – Thổ nhưỡng, Khoa Nông học, trường Đại học Nông Lâm, Thành Phố Hồ Chí Minh

¾ Ban Lãnh đạo và các anh chị trong Chi cục Bảo vệ Thực vật Tỉnh Đồng Nai

¾ Ban Chủ nhiệm HTX Dịch vụ - Sản xuất rau an tòan Trãng Dài, Biên Hòa – Đồng Nai

¾ Nông dân Đào Tiến Chương (P.Chủ nhiệm HTX Dịch vụ - Sản xuất rau an tòan Trãng Dài, Biên Hòa – Đồng Nai)

¾ Lãnh đạo Công ty Dịch vụ công ích quận 8

™ Đặc biệt lòng biết ơn sâu sắc xin gởi đến PGS.TS Huỳnh Thanh Hùng, không những đã tận tâm chỉ bảo, hướng dẫn em thực hiện đề tài mà còn dạy

dỗ, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong cuộc sống

™ Xin gởi lời cảm ơn đến tất cả anh chị, bạn bè đã, đang và sẽ giúp đỡ, ủng hộ tôi

Xin chân thành cảm ơn!

Nguyễn Thị Nhi

TÓM TẮT

Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ sinh học bằng phương pháp thủy phân bánh dầu bởi enzyme bromelain và khảo sát hiệu lực của chế phẩm trên cây cải xanh, cải ngọt” được thực hiện từ tháng 09/2007 đến tháng 10/2008 tại Bộ

môn Nông hóa – Thổ nhưỡng, Khoa Nông học và Viện Công nghệ Sinh học và Môi Trường, trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

Mục tiêu của đề tài là xây dựng quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học bằng phương pháp thủy phân bánh dầu bởi enzyme bromelain Đề tài đã thu được một số kết quả sau đây:

1 Lượng nước bổ sung vào cơ chất bánh dầu với tỉ lệ (1:1) cho hiệu quả thủy phân cao nhất

2 Tỉ lệ bổ sung dịch chiết enzyme bromelain thô vào bánh dầu với tỉ lệ (3:1) cho hiệu quả thủy phân cao nhất

3 Không điều chỉnh pH và thủy phân bánh dầu ở 400 C trong 1 ngày, cho hiệu quả thủy phân cao nhất

4 Quy trình thủy phân bánh dầu có sự tham gia của enzyme bromelain đạt hiệu quả cao hơn, không tạo mùi hôi thối so với quy trình thủy phân bánh dầu theo phương pháp truyền thống không có sự tham gia của enzyme

5 Việc cải tiến quy trình bằng cách sử dụng phối hợp với chế phẩm Bio-P protease có nguồn gốc từ vi sinh vật chưa đem lại hiệu quả như mong muốn

6 Chọn nồng độ 10 % đưa vào khuyến cáo sử dụng chế phẩm hữu cơ sinh học dạng lỏng

7 Chế phẩm thủy phân từ bánh dầu bằng enzyme bromelain sử dụng ở nồng

độ 10 % giúp cải xanh, cải ngọt sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao hơn chế phẩm Humix đang sử dụng phổ biến tại HTX rau an toàn Trãng Dài khoảng 18

% và có hiệu lực tương đương với chế phẩm Agrostim

8 Việc bổ sung dịch chiết rong biển vào chế phẩm với tỉ lệ (1:1) đã làm tăng năng suất cải ngọt trong thí nghiệm lên khoảng 12 % so với nghiệm thức không bổ sung rong biển

SUMMARY

The thesis: "Developing a procedure to produce liquid organic fertilizer by

hydrolysis soybean meal" was carried out to set up an appropriate procedure in

Nong Lam University

Results shown that:

1 In the ratio of one volume of soybean meal to three volumes of crude extracted juice of old stem of Queen variety, we could get the best hydrolysate

2 A mixture comprised one volume of 50% (v/v) suspension of defatted soybean meal in water with three volumes of crude extracted juice was hydrolysed

at 400C for 24 hours without pH adjustment gave the best hydrolysate As compared

to hydrolysate without addition of enzyme bromelain, addition of enzyme bromelain

as above improved concentration of nutrients We established a procedure to produce liquid organic fertilizer (chart 1), after that, we tried to improve the procedure by addition of Bio-P, a microbial protease, was purchased from Institute

of Tropical Biology However, addition of this protease didn’t bring to us a better result

MỤC LỤC

CHƯƠNG TRANG Lý lịch cá nhân i

Lời cam đoan……… …………ii

Lời cảm ơn iii

Tóm tắt iv

Summary v

Mục lục vi

Danh sách các chữ viết tắt x

Danh sách các bảng xi

Danh sách các sơ đồ và hình xii

1 GIỚI THIỆU

1.1 Cơ sở của đề tài 1

1.2 Mục tiêu, mục đích và giới hạn của đề tài 2

1.2.1 Mục Tiêu 2

1.2.2 Mục Đích nghiên cứu 2

1.2.3 Giới hạn của đề tài 2

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Sơ lược về enzyme……… 3

2.1.1 Định nghĩa về enzyme……… 3

2.1.2 Phân loại enzyme……… 3

2.1.3 Cách gọi tên……… 4

2.1.4 Protease thực vật 5

2.1.4.1 Papain- protease từ mủ đu đủ 5

2.1.4.1 Ficin- protease từ quả sung 5

2.1.4.1 Bromelain- protease từ quả dứa 5

2.1.5 Enzyme bromelain ……… ……… 6

2.1.5.1 Sơ lược về enzyme bromelain… ……… …… 6

2.1.5.2 Tính chất vật lý của enzyme bromelain……….…… 6

2.1.5.3 Tính chất hóa học của enzyme bromelain……… 7

2.1.5.4 Hoạt tính của bromelain……… 7

2.1.5.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain……… 7

2.2 Bánh dầu đậu nành……….…… 8

2.2.1 Đậu nành……….…… 8

2.2.2 Protein đậu nành đậm đặc (soy protein concentrate)……… 9

2.2.3 Bánh dầu đậu nành ly trích (soy bean meal)………9

2.3 Sự thuỷ phân……… 10

2.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme……….…… 10

2.3.2 Ảnh hưởng nồng độ cơ chất……….……10

2.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ…… … ………11

2.3.4 Ảnh hưởng pH môi trường……… 12

2.3.5 Ảnh hưởng diện tích tiếp xúc……… 12

2.3.6 Ảnh hưởng của nước và thời gian……… 13

2.4 Giới thiệu phân hữu cơ sinh học 13

2.4.1 Định nghĩa 13

2.4.2 Tại sao phải sử dụng phân HCSH trong nông nghiệp……… 13

2.4.3 Vai trò của phân HCSH trong sản xuất nông nghiệp Việt Nam……… 17

2.4.4 Hiện trạng sử dụng phân HCSH trong nông nghiệp Việt Nam……… 18

2.5 Nền nông nghiệp hữu cơ 18

2.5.1 Nông nghiệp hữu cơ 18

2.5.2 Các nguyên tắc trong nông nghiệp hữu cơ……… ……… 19

2.5.2.1 Tính đa dạng sinh học 19

2.5.2.2 Sự đa dạng hóa và sự hòa hợp của các công việc kinh doanh……… 20

2.5.2.3 Tính bền vững……….……… 20

2.5.2.4 Dinh dưỡng cây trồng tự nhiên……….………20

2.5.2.5 Quản lý dịch hại tự nhiên……….……….22

2.5.2.6 Tính chính trực……….……….23

2.5.3 Các loại phân bón hữu cơ và cách sử dụng chúng trong nền nông nghiệp hữu cơ… 23

2.5.3.1 Các loại phân bón hữu cơ……… ……….23

2.5.3.2 Sử dụng các loại phân trong canh tác hữu cơ……….… 27

2.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước……….29

2.6.1 Nghiên cứu trong nước……… 29

2.6.2 Nghiên cứu ngoài nước……… …… 32

3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……… 34

3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm……… 34

3.1.1 Thời gian……….34

3.1.2 Địa điểm……… 34

3.2 Vật liệu, hóa chất và trang thiết bị dùng trong nghiên cứu……….34

3.2.1 Vật liệu……….34

3.2.2 Hóa chất……… 35

3.2.2.1 Hóa chất dùng xác định P2O5 dễ tiêu……….35

3.2.2.2 Hóa chất dùng xác định NO3-………35

3.2.2.3 Hóa chất dùng xác định đạm dễ tiêu NH4+……… 35

3.2.2.4 Hóa chất dùng xác định N tổng số………35

3.2.2.5 Hóa chất dùng xác định K2O……….35

3.2.3 Thiết bị và dụng cụ……… 35

3.3 Phương pháp tiến hành đề tài……… ……… 35

3.3.1 Thu và chuẩn nguồn nguyên liệu……… ……….… 35

3.3.2 Nội dung nghiên cứu ……… 36

3.3.2.1 Nội dung 1: Xác định các thành phần của nguyên liệu……….…36

3.3.2.2 Nội dung 2: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân………

bánh dầu bằng dịch enzyme bromelain thô……….… 36

3.3.2.3 Nội dung 3: So sánh qui trình thủy phân bánh dầu có bổ sung enzyme……

bromelain và qui trình thủy phân bánh dầu truyền thống………41

3.3.2.4 Nội dung 4: Nghiên cứu biện pháp bổ sung chế phẩm Bio-P………

nhằm cải thiện qui trình thu nhận phân bón lá hữu cơ sinh học dạng lỏng……… 43

3.3.2.5 Nội dung 5: Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng trên cây cải 44

3.4 Xử lý số liệu……… ……… 48

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………49

4.1 Nội dung 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân………

bánh dầu bằng dịch enzyme bromelain thô ……… 49

4.1.1 Xác định tỉ lệ tối ưu của cơ chất và lượng enzyme bromelain từ thân dứa bổ sung vào quá trình thủy phân 49

4.1.2 Khảo sát lượng nước bổ sung và thời gian ảnh hưởng đến quá trình thủy

phân 51

4.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và pH đến quá trình thủy phân 55

4.2 Nội dung 2: So sánh qui trình thủy phân bánh dầu có bổ sung enzyme bromelain và qui trình thủy phân bánh dầu truyền thống 59

4.3 Nội dung 3: Nghiên cứu một số biện pháp nhằm cải thiện qui trình

thu nhận phân bón lá hữu cơ sinh học dạng lỏng 60

4.3.1 Khảo sát việc bổ sung chế phẩm Bio-P vào qui trình thủy phân bánh dầu 61

4.4 Nội dung 4: Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng trên cây cải 63

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

5.1 KẾT LUẬN 71

5.2 KIẾN NGHỊ 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

PHỤ LỤC 1: HÌNH ẢNH 78

PHỤ LỤC 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 89

PHỤ LỤC 3: QUI TRÌNH TRỒNG CẢI……… …93

PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ XỬ LÝ THỐNG KÊ……… 96

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Hàm lượng Acid amin không thay thế có trong protein đậu nành…… 9

Bảng 2.2: Hàm lượng protein thô (CP) và thành phần các acid béo thiết yếu trong

bánh dầu đậu nành ly trích bằng dung môi hữu cơ……… … 10

Bảng 2.3: Các thành phần trong bánh dầu đậu nành……… 10

Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 36

Bảng 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 38

Bảng 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 40

Bảng 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 42

Bảng 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 44

Bảng3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6 45

Bảng 3.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 7 46

Bảng 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 8 48

Bảng 4.1: Hàm lượng dinh dưỡng của nguyên liệu bánh dầu……… 49

Bảng 4.2: Kết quả phân tích hàm lượng các chỉ tiêu phân bón của dịch sau thủy

phân ở các mức tỉ lệ cơ chất và enzyme 50

Bảng 4.3: Kết quả phân tích hàm lượng N tổng số của dịch sau thủy phân ở các mức thời gian và lượng nước như đã bố trí (%) 52

Bảng 4.4: Kết quả phân tích hàm lượng NH4+ của dịch sau thủy phân ở các mức thời gian và lượng nước như đã bố trí (mg/100g) 52

Bảng 4.5: Kết quả phân tích hàm lượng NO3- của dịch sau thủy phân ở các mức thời gian và lượng nước như đã bố trí (mg/100g) 53

Bảng 4.6: Kết quả phân tích hàm lượng P2O5 của dịch sau thủy phân ở các mức thời gian và lượng nước như đã bố trí (mg/100g) 54

Bảng 4.7: Hàm lượng K2O của dịch sau thủy phân ở các mức thời gian và lượng nước (mg/100g) 54

Bảng 4.9: Kết quả phân tích hàm lượng N tổng số của dịch sau thủy phân ở các mức nhiệt độ và pH khác nhau (%) 56

Bảng 4.10: Kết quả phân tích hàm lượng NH4+ của dịch sau thủy phân ở các mức nhiệt độ và pH khác nhau (mg/100g) 57

Bảng 4.11: Kết quả phân tích hàm lượng NO3- của dịch sau thủy phân ở các mức

Bảng 4.15: Kết quả phân tích hàm lượng các chỉ tiêu phân bón của dịch sau thủy

phân của hai qui trình thủy phân bánh dầu có enzyme và không có enzyme 60

Bảng 4.16: Hàm lượng các chỉ tiêu phân bón của dịch sau thủy phân của 3 qui trình

thủy phân bánh dầu 62

Bảng 4.17: Ảnh hưởng của các nồng độ chế phẩm lên các chỉ tiêu về phẩm chất và

năng suất cải……… …… ….64

Bảng 4.18: Ảnh hưởng của chế phẩm và các phân hữu cơ sinh học khác lên cây cải

Bẹ xanh……… ……….…….65

Bảng 4.18: Ảnh hưởng của chế phẩm và dịch chiết rong biển lên cây cải

ngọt 66

Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn hàm lượng các chỉ tiêu phân bón ở các tỉ lệ lượng nước

thêm vào và thời gian thủy phân 55

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn hàm lượng các chỉ tiêu phân bón ở các mức nhiệt độ và

pH thủy phân 61

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn hàm lượng các chỉ tiêu phân bón ở qui trình thủy phân

bánh dầu có bổ sung chế phẩm Bio-P vào bánh dầu trước và sau thủy phân khi bổ sung enzyme bromelain 62

Sơ đồ 4.1: Quy trình thu nhận chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng bằng cách

thủy phân bánh dầu bởi enzyme bromelain……… ……… 64

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Cơ sở của đề tài

Trong thực tế sản xuất nông nghiệp hiện nay, nông dân thường lạm dụng

phân hoá học nên tốn nhiều chi phí sản xuất và gây ảnh hưởng rất lớn môi trường

xung quanh như: xói mòn đất, bạc màu đất, phá vỡ hệ sinh thái lân cận, tiêu diệt

thiên địch, ô nhiễm nguồn nước Vì vậy, sản phẩm nông nghiệp được tạo ra chứa

nhiều dư lượng và kim loại nặng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ của

người tiêu dùng

Do đó, việc quay trở về nền nông nghiệp hữu cơ với việc ứng dụng các chế

phẩm sinh học, phân bón hữu cơ trong canh tác nhằm thỏa mãn nhu cầu của người

tiêu dùng là cần các nông sản an toàn và có chất lượng là xu thế tất yếu trong nền

nông nghiệp bền vững Tuy nhiên, với kỹ thuật canh tác tối ưu của nền nông nghiệp

hữu cơ vẫn không thể nào thỏa mãn nhu cầu lương thực, thực phẩm của nhân loại

Chính vì vậy, việc kết hợp một cách hài hòa kỹ thuật nông nghiệp hiện đại với kỹ

thuật canh tác hữu cơ sẽ đem đến một tương lai tươi sáng hơn trong việc đáp ứng

nhu cầu lương thực, thực phẩm của nhân loại

Cùng với thuốc bảo vệ thực vật, phân bón giữ một vai trò quan trọng quyết

định cả về chất lượng và sản lượng thu hoạch Để hạn chế các thiệt hại trên, công

nghệ sản xuất phân hữu cơ sinh học ra đời và việc nghiên cứu, sử dụng phân hữu cơ

trong nông nghiệp là vấn đề cấp thiết Thực tế cho thấy, khi sử dụng các loại phân

hữu cơ, chế phẩm sinh học ngoài việc cung cấp dinh dưỡng, cải thiện các đặc tính

lý-hóa-sinh học của đất còn giúp phòng và trị bệnh trên cây trồng, giảm chi phí sản

xuất, góp phần hướng tới xây dựng, phát triển một nền nông nghiệp an toàn và bền

vững

Dựa trên hiện trạng thực tế và nhu cầu cấp thiết, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề

tài: “Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ sinh học bằng phương pháp thủy phân

bánh dầu và khảo sát hiệu lực của chế phẩm trên cây cải xanh và cải ngọt” 1.2 Mục tiêu, mục đích và giới hạn của đề tài

1.2.3 Giới hạn của đề tài

Trong qui trình sản xuất phân hữu cơ sinh học dạng lỏng chưa tận dụng bả bánh dầu sau thủy phân để dùng làm phân bón lót và chưa khảo nghiệm chế phẩm trên nhiều loại cây trồng khác nhau

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Sơ lược về enzyme

2.1.1 Định nghĩa về enzyme

Enzyme là nhóm protein chuyên biệt hóa cao có hoạt tính xúc tác sinh học,

do tế bào sống tiết ra, có tác dụng tăng tốc độ và hiệu suất phản ứng hóa sinh, mà

sau phản ứng vẫn còn giữ nguyên khả năng xúc tác (Nguyễn Tiến Thắng, 2004)

Các enzyme xúc tác cho hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể sống, đảm bảo cho các quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống tiến hành với tốc độ nhịp nhàng, có trật tự, theo những chiều hướng xác định Pavlôv đã nói:

“Hoạt động đầu tiên của enzyme là biểu hiện đầu tiên của hoạt động sống Không

có sự sống nào lại không có quá trình họat động của enzyme” Điều này càng làm sáng tỏ định nghĩa của Anghen: “Sự sống, đó là phương thức tồn tại của thể

protein” (Lê Ngọc Tú và ctv, 1982)

2.1.2 Phân loại enzyme

Năm 1960, Hiệp Hội Hóa Sinh Quốc Tế (IUB) đã thống nhất phân loại enzyme ra làm 6 lớp và được đánh số thứ tự từ một đến sáu Các số thứ tự này là cố định cho mỗi lớp Mỗi lớp lại chia làm nhiều tổ, mỗi tổ có nhiều nhóm Chính vì thế theo hệ thống phân loại, mỗi enzyme thường có bốn số: số thứ nhất chỉ lớp, số thứ

tự hai chỉ tổ, số thứ ba chỉ nhóm, số thứ tư chỉ enzyme (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

Tên của các lớp, tổ như sau:

b Glucosyltransferase

c Aminotransferase

d Phosphotransferase iii Hydrolase

(bromelaceae)

Gọi tên quốc tế: Theo Hội Đồng Enzyme Quốc tế được thành lập năm 1955

bởi Hội Liên Hiệp Hóa Sinh Quốc tế

Tên gọi enzyme theo số EC (enzyme commission):

Gồm 4 phần: a, b, c, d

(a): số đầu tiên: chỉ nhóm (1 trong 6 nhóm)

(b): Số thứ hai: chỉ phụ nhóm (kiểu cơ chất hay liên kết bị phân cắt)

(c): Số thứ ba: chỉ phụ phụ nhóm (kiểu chất cho hay nhận điện tử, hay kiểu nhóm được vận chuyển)

(d): Số thứ tư: chỉ số thứ tự của enzyme trong phụ nhóm

Ngày nay, hơn 2.000 enzyme đã được khám phá, nhưng chỉ có hơn 140 enzyme là có thể thương mại được như: Các enzyme sử dụng trong công nghiệp như amylase, protease, catalase, isomerase, và penicllin acyclase Các enzyme sử dụng trong phân tích như glucose oxidase, galactose oxidase, alcohol dehydrogenase, hexokinase, muramidase, và cholesterol oxidase Các enzyme được

sử dụng trong dược phẩm như asparaginase, protease, lipase và streptokinase (Nguyễn Tiến Thắng, 2004)

2.1.4 Protease thực vật

Protease thực vật tập trung chủ yếu ở một số cây vùng nhiệt đới như đu đủ, dứa, cây sung, artichoke và đậu tương Tất cả protease thực vật đều cùng thuộc một nhóm enzyme chứa gốc –SH trong tâm hoạt động Sau đây là một số đại diện tiêu

biểu

2.14.1 Papain-protease từ mủ đu đủ

Thực tiễn cho thấy, 1kg mủ đu đủ chứa khoảng 200g papain thô Trung bình người ta nhận được khoảng 0,45 kg mủ/lít thân cây đu đủ Để giữ hoạt tính của protease, người ta thường tiến hành thu nhận enzyme thô ngay tại nơi khai thác mủ

đu đủ

Papain có MW 21.000 Da, dài 159 amino acid, có 3 cầu nối disulphide, cysteine có mặt trong tâm hoạt động, nguyên tử oxy tự do (H2O2, O2) và ion kim loại nặng (Hg2+, Fe3+ và Cu2+) là tác nhân ức chế hoạt tính papain Ngược lại, hoạt hóa papain Enzyme papain hoạt động ở pH tối ưu 6,5 - 7,8 trên cơ chất

hemoglobin

2.1.4.2 Ficin từ quả sung

Quả sung nặng khoảng 10 – 15g chứa hàm lượng protease khá cao tương ứng khoảng 100 – 150 mg Tuy nhiên, do ficin không bền về nhiệt nên trong quá trình sấy phần lớn hoạt tính của nó bị mất Ficin là glycoprotein có MW 26.000 Da, tâm hoạt động của nó giống papain, nghĩa là có nhóm –SH, pH tối ưu đối với Casein là

6,7

2.1.4.3 Bromelain từ dứa

Trong dứa có 2 dạng đồng phân protease bromelain giống nhau Hiện bromelain kĩ thuật chủ yếu được thu nhận từ thân dứa (stem bromelain) Trong nước dứa chứa hoạt tính bromelain cũng rất cao Bromelain sử dụng làm tác nhân

kích thích tiêu hóa, để chữa vết thương, để ổn định dịch lên men bia

Bromelain có MW 33.000 Da, là một loại glycoprotein, enzyme hoạt động ở

pH tối ưu đối với hemoglobin và casein là 6,0 - 8,0 với nhiệt độ tối ưu là 50 - 55OC

(Nguyễn Tiến Thắng, 2004)

2.1.5 Enzyme bromelain

2.1.5.1 Sơ lược về enzyme bromelain

Bromelain là protein-enzyme có nhiều trong quả dứa, được phát hiện từ giữa

thế kỉ 19 nhưng mới được nghiên cứu từ giữa thế kỉ 20 Ở nước ta nghiên cứu về

bromelain được bắt đầu từ những năm 1968 - 1970

Bromelain là nhóm protease thực vật có mã số EC-3.4.22.33 được thu nhận

từ họ bromeliaceae, đặc biệt là từ thân và trái dứa Ở mỗi bộ phận khác nhau thì

bromelain có pH tối ưu khác nhau và cấu tạo cũng có sự khác nhau

Bromelain có trong toàn bộ cây dứa, nhưng nhiều nhất là trong quả

Bromelain là nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptid nội phân

tử protein để chuyển phân tử protein thành các đoạn nhỏ gọi là các peptide (Dương

Thị Hương Giang, 2005)

Thành phần chủ yếu của bromelain có chứa nhóm sulfurhydryl thủy giải

protein Khi chiết tách và tinh sạch phân đoạn có chứa nhóm sulfhydryl của

bromelain thì thu được một enzyme thủy phân protein hiệu quả in vitro (Nguyễn

Đức Lượng, 2004)

2.1.5.2 Tính chất vật lí của enzyme bromelain

Murachi và cộng sự năm 1964 đã nghiên cứu về tính chất vật lý của enzyme

bromelain trích từ thân cây dứa và thấy như sau:

2.1.5.3 Tính chất hóa học của enzyme bromelain

Bromelain thân là một protease nhưng nó khác với các protease thực vật

khác như papain, ficin ở chỗ nó là một glycoprotein, mỗi phân tử có glycan gồm 3

manose, 2 glucosamine, 1 xylose, và 1 fructose (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

Tùy từng phương pháp thu nhận và phương pháp phân tích, thành phần acid

amin ở bromelain thân và quả thay đổi khác nhau Bromelain thân có thành phần

acid amin thay đổi trong khoảng 321 - 144 acid amin và 283 - 161 acid amin đối với

bromelain quả

Các nghiên cứu ghi nhận, polypeptide của bromelain thân có acid amin đầu –NH2 là valine và đầu carboxyl là glycine; còn đối với bromelin quả, acid amin đầu –

NH2 là alanine (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

2.1.5.4 Hoạt tính của bromelain

Thịt quả dứa chỉ có hoạt tính bromelain kể từ 3 tháng trước khi chín Trong

đó hoạt tính cao nhất là khoảng 20 ngày trước khi chín Khi trái chín, hoạt tính

bromelain giảm xuống nhưng không mất hẳn

Một số nghiên cứu cho thấy bromelain có hoạt tính khác nhau trên những cơ chất khác nhau Nếu cơ chất là hemoglobin thì khả năng phân giải của bromelain mạnh hơn papain gấp 4 lần, còn cơ chất là casein thì khả năng phân giải của hai enzyme này tương đương nhau Đối với các cơ chất tổng hợp thì khả năng phân giải

của bromelain yếu hơn papain

Bromelain có 3 hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase và esterase, hoạt tính

esterase ở bromelain hơn papain và ficin (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

2.1.5.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain

Giống như các loại chất sinh học khác, bromelain cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nồng độ cơ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH, ion kim loại, một số

nhóm chức, phương pháp ly trích, phương pháp tinh sạch

* Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ của phản ứng xúc tác chịu ảnh hưởng

bởi nhiều yếu tố: thời gian tác động càng dài thì nhiệt độ sẽ có những thay đổi làm ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme, nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất, dạng tồn

tại của enzyme

Bromelain ở dạng tinh khiết thì nhạy với nhiệt: ở 5oC, pH = 4 - 10, bromelain

có hoạt tính tối đa trên casein trong 24 h; ở 55oC, pH = 6 trong 20 phút, hoạt tính

giảm 50 %

Quá trình sấy thăng hoa mất hoạt tính 27 % (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

* Ảnh hưởng của pH

pH là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme

pH thích hợp nhất đối với bromelain không ổn định mà phụ thuộc vào nhiệt độ, thời

gian phản ứng, bản chất và nồng độ cơ chất, độ tinh sạch của enzyme, bản chất của

dung dịch đệm, sự có mặt của chất tăng hoạt

Biên độ pH khá rộng từ 3 - 10 nhưng pH tối ưu thường nằm trong khoảng 5 -

8 tùy cơ chất (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

* Ảnh hưởng bởi các ion kim loại: Các ion kim loại thường gắn với phân tử protein tại các trung tâm hoạt động, do đó ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của

enzyme

Vì bromelain thuộc nhóm protease cystein, trung tâm hoạt động có nhóm –

SH đều là hoạt chất hoạt hóa cho bromelain Ví dụ: KCN, Thioglycolic Acid,

Cystein, Sulfid, Sisulfid, Cianit

Bromelain bị ức chế bởi những ion hoặc hợp chất có ái lực mạnh hơn nhóm –SH, các tác nhân oxi hóa, halogen hóa, ankyl hóa như: Iodoacetate, bromoacetate, clo acetophenol, H2O2, methyl bromur

Các ion kim loại như: Fe, Cu, Ag, Sb, Zn có xúc tác làm ổn định cấu trúc phân tử bromelain (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

2.2 Bánh dầu đậu nành

2.2.1.Đậu nành

Đậu nành (hay đậu tương) có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill Đậu

nành được trồng phổ biến ở nhiều nơi, đặc biệt là Trung Quốc chiếm phần lớn diện tích và sản lượng đậu nành của thế giới Ở Việt Nam, đậu nành được trồng ở nhiều vùng khác nhau, chủ yếu ở Đông Nam Bộ, Cao Bằng

Hàm lượng đạm có trong đậu nành tùy theo loại, thời tiết, thổ nhưỡng, nhưng lúc nào cũng cao hơn 44 %, lipid cao hơn 20 % và hàm lượng đạm lúc nào cũng cao hơn lipid Hàm lượng chất xơ hỗn hợp chiếm 25 % là hàm lượng thấp nhất so với lipid

Bảng 2.1: Hàm lượng Acid amin không thay thế có trong protein đậu nành

Trp Leu Ile Val Thr Lys Met Phe 1.1 8.4 5.8 5.8 4.8 6.0 1.4 3.8

Nguồn: Phạm Sương Thu và ctv, 1977

Trong lipid đậu nành luôn tồn tại 2 loại acid béo là acid no và không no, có giá trị dinh dưỡng cao là loại acid béo không thay thế chiếm 60 % - 70 % hàm lượng chất béo của hạt

Đậu nành còn mang chất ức chế là trypsin, để hạn chế chất này trong sản phẩm, đậu nành khi được chế biến để làm thức ăn gia súc phải được xử lý triệt để trypsin

Đậu nành là loại cây có đạm có dầu Protein của hạt đậu có hoạt tính sinh học cao có thể hỗ trợ khi thiếu protein động vật

Dầu đậu nành mang giá trị dinh dưỡng cao, dầu được thu tách bằng 2 phương pháp chuẩn: ép thủy lực hoặc ly trích bằng dung môi hữu cơ (Phạm Sương Thu, 1977)

2.2.2 Protein đậu nành đậm đặc (soy protein concentrate)

Protein đậu nành đậm đặc được làm từ đậu nành tách béo, bằng cách loại bỏ phần lớn nước hòa tan, thành phần phi protein Phần lớn carbonhydrate còn lại trong protein đậu nành đậm đặc, nó có mùi hương của đậu nành, protein đậu nành đậm đặc chứa ít nhất 65 % protein trên căn bản đậu nành thô

2.2.3 Bánh dầu đậu nành ly trích (soy bean meal)

Sau khi dầu được tách chiết khỏi đậu nành phần còn lại được gọi là bánh dầu đậu nành Bánh dầu đậu nành được ly trích thành acid amin khá cân bằng so với các loại hạt có dầu khác, phối trộn với các loại ngũ cốc khác, nó sẽ bổ sung gần như đầy

đủ thành phần acid amin Tuy nhiên khi phối trộn với bắp cũng bổ sung thêm vài acid amin như methionine, tryptophan, leucine

Bảng 2.2: Hàm lượng protein thô (CP) và thành phần các acid béo thiết yếu

trong bánh dầu đậu nành ly trích bằng dung môi hữu cơ

His (%)

Ile (%)

Leu (%)

Lys (%)

Met (%)

Phe (%)

Thr (%)

Trp (%)

Val (%) 44.0 3.4 0.67 1.1 2.5 3.4 2.9 0.65 2.2 1.7 0.6 2.4

Nguồn: http:// www.blue-mountain.net/articles/soymeal.htm

Hiện nay bánh dầu đậu nành dược dùng làm nguồn thức ăn trong chăn nuôi

là chủ yếu, bên cạnh còn làm nước chấm phục vụ cho đời sống con người

Ngoài ra còn có hàm lượng protein khá cao trong đậu nành nên bánh dầu đậu nành là nguồn cơ chất để thủy phân tạo nguồn đạm dễ tiêu mang dinh dưỡng cao phục vụ trong nông nghiệp

Bảng 2.3: Các thành phần trong bánh dầu đậu nành:

Protein ( % ) Chất béo (%) Xơ ( % ) Tro ( % ) Ẩm độ ( % )

2.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

Khi có đầy đủ cơ chất thì nồng độ enzim tăng thì mức độ thủy phân sẽ tăng Khi giới hạn cơ chất thì tốc độ phản ứng của enzim cũng bị giới hạn Trong quá trình thủy phân, sản phẩm sinh ra có thể ức chế hoạt động của enzim (Whitaker John R et al., 2003)

2.3.2 Ảnh hưởng nồng độ cơ chất

Giai đoạn đầu của phản ứng, nếu nồng độ enzyme được giữ cố định và nồng

độ cơ chất thay đổi, người ta nhận thấy rằng vận tốc phản ứng tăng khi nồng độ cơ chất tăng Khi nồng độ cơ chất tiếp xúc gia tăng đường biểu diễn uốn cong và với nồng độ cơ chất cao thì vận tốc không gia tăng nữa và đường biểu diễn tiệm cận với giá trị Vmax

Hình 2.1: Đường biểu diễn phụ thuộc vận tốc phản ứng enzyme vào nồng độ

cơ chất (Phạm Thu Cúc, 2002)

Km: Hằng số Michalis, là nồng độ cơ chất ứng với vận tốc bằng 1/2 vận tốc Vmax

2.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ

Tốc độ phản ứng tăng theo nhiệt độ có nghĩa là nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng nhưng đến mức nào đó thì giảm xuống do tốc độ phản ứng không phải lúc nào cũng tỉ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng

Nếu đưa nhiệt độ lên cao hơn mức nhiệt độ tối ưu, thì hoạt tính enzyme sẽ bị giảm khi đó enzyme không phục hồi lại hoạt tính ban đầu

Ngược lại, ở nhiệt độ 00C enzyme bị hạn chế hoạt động rất mạnh nhưng khi đưa nhiệt độ lên từ từ thì hoạt tính enzyme sẽ tăng dần đến mức tối ưu

Nhiệt độ tối thích của các enzyme khác nhau thì chúng khác nhau, thường nhiệt độ tối thích của enzyme có nguồn gốc từ thực vật cao hơn nguồn gốc từ động vật (ở thực vật thì khoảng 50 – 600C; ở động vật thì 37 – 500C), (Trần Kim Qui, 2002)

Protease chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở giới hạn nhiệt độ nhất định, nhiệt

độ thích hợp tối đa của protease nằm trong khoảng 40 – 450C ở nhiệt độ lớn hơn

700C đa số protease bị mất hoạt tính

Hình 2.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng enzim

(Phạm Thu Cúc, 2002)

2.3.4 Ảnh hưởng pH môi trường

Sự thay đổi do pH gây nên: Sự biến đổi ion hóa của các nhóm chức năng trên chuỗi polypeptide của enzyme, do đó làm thay đổi diện tích cần thiết cho sự tạo thành phức hợp enzyme và cơ chất, sự duy trì cấu hình 3 chiều nguyên thủy trong mỗi chuỗi polypeptide của enzyme

Sự thay đổi mức độ ion hóa của cơ chất, điều này cho phép hoặc ngăn cản sự tạo thành enzyme và cơ chất trong trường hợp phản ứng đòi hỏi cơ chất phải dưới dạng ion

Như vậy, hoạt tính của enzyme phụ thuộc rõ rệt vào hoạt tính môi trường Đó

là vì pH có ảnh hưởng đến mức độ ion hóa của cơ chất, enzyme và trung tâm hoạt động của nó, phức chất enzyme và cơ chất ảnh hưởng đến độ bền của enzyme

Người ta có thể xác định giới hạn pH tối ưu cho hoạt động của một enzyme Ngoài khỏang pH tối ưu, vận tốc phản ứng giảm nhanh chóng Điều này cho thấy tầm quan trọng của môi trường phản ứng trong quá trình nghiên cứu ở phòng thí nghiệm (Dương Thị Hương Giang, 2005)

2.3.5 Ảnh hưởng diện tích tiếp xúc

Trong quá trình thủy phân yếu tố quan trọng thúc đẩy quá trình thủy phân là diện tích tiếp xúc Ta đã biết rằng, enzyme là chất xúc tác sinh học có tác dụng tích cực trong việc thủy phân protein để cho sản phẩm cuối cùng là acid amine Để tạo điều kiện tốt hơn cho thủy phân của enzyme làm tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất, muốn vậy phải gây biến tính cơ chất trước khi thủy phân nhằm làm tăng khả năng tiếp cận của enzyme với các liên kết cần phân cắt trên phân tử cơ chất

2.3.6 Ảnh hưởng của nước và thời gian

Nếu sử dụng hàm lượng nước thích hợp thì làm cho quá trình thủy phân của protease tăng lên, tuy nhiên mức độ hoạt động của vi sinh vật nhiều hơn Do vậy, nước cũng đóng vai trò lớn trong quá trình thủy phân Qua thực nghiệm cho ta thấy thời gian đầu mức độ thủy phân nhanh sau đó chậm dần

Tóm lại, quá trình thủy phân bánh dầu đậu nành bằng protease để sản xuất phân hữu cơ sinh học có rất nhiều yếu tố tác động như đã kể trên Vì vậy muốn quá trình thủy phân có hiệu quả cao phải tối ưu hóa các yếu tố này trong quá trình sản xuất

2.4 Giới thiệu phân hữu cơ sinh học

2.4.1 Định nghĩa

Phân hữu cơ sinh học (HCSH) là loại phân được chế biến từ các nguyên liệu

có nguồn gốc hữu cơ với quy trình chế biến được áp dụng bằng các tác nhân, hoặc

bằng các kỹ thuật công nghệ sinh học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu lực của phân thương phẩm (Nguyễn Đăng Nghĩa, 2007)

- Yêu cầu chất lượng của phân hữu cơ sinh học ngoài chỉ tiêu chất hữu cơ, hàm lượng NPK cần phải có các chỉ tiêu đặc trưng như: acid humic; các humate hoặc polyhumate; polysacarit; các amino acid; vitamin; các enzyme và vi sinh vật hữu ích

- Phân hữu cơ sinh học có thể chỉ cần sử dụng với một liều lượng nhỏ nhưng vẫn đạt được hiệu suất cao

- Phân hữu cơ sinh học có dạng rắn và dạng lỏng, có loại dùng cho bón dưới đất và có loại dùng xịt trên lá (bón phân qua lá)

- Phân hữu cơ sinh học phải đảm bảo các chỉ tiêu về an toàn vệ sinh thực phẩm, và an toàn về môi trường

2.4.2 Tại sao phải sử dụng phân HCSH trong nông nghiệp

Theo Nguyễn Đăng Nghĩa (2007), Việt Nam hiện tại vẫn là một quốc gia có tiềm năng về sản xuất nông nghiệp Rất nhiều loại nông sản của Việt Nam có sản lượng đứng hàng đầu thế giới

Hiện nay, để đảm bảo chiến lược an toàn thực phẩm, các nước đang phát triển

sử dụng ngày càng tăng lượng phân bón hóa học NPK Theo tính toán thì năm 2020, các nước Châu Á sử dụng trên 250 kg NPK/ ha, với mức này so với mức sử dụng trung bình của thế giới thì đã gia tăng lượng sử dụng NPK lên gấp 2 lần Ngoài ra việc sử dụng phân bón hóa học với lượng cao để nhắm vào các mục tiêu gia tăng năng suất các loại nông sản đang là thói quen của nông dân trong thập kỷ vừa qua Đặc biệt, việc sử dụng quá nhiều phân đạm (N) tới mức lạm dụng đã làm tăng dần

sự mất cân đối giữa các dưỡng chất trong đất Điều này sẽ dần hình thành các yếu tố dinh dưỡng hạn chế đến năng suất và chất lượng nông sản Mặt khác, việc sử dụng quá cao lượng đạm sẽ gây khó khăn trong việc bảo quản nông sản cũng như việc tích lũy hàm lượng NO3- trong rau và tất cả các loại thực phẩm sẽ là nguy cơ đe dọa sức khỏe cho vật nuôi và con người

Một điều cần lưu ý khi sử dụng gia tăng lượng NPK thì lâu dài sẽ xảy ra hiện tượng hiệu lực của chúng bị suy giảm Điều này dễ hiểu khi chúng ta thấy hàm lượng chất hữu cơ trong đất nông nghiệp ở nước ta còn ở mức trung bình đến quá thấp Vì vậy việc sử dụng phân hữu cơ đúng phương pháp sẽ khắc phục được sự

mất cân đối dinh dưỡng trong đất, gia tăng hiệu quả phân hóa học, giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường và đặc biệt là việc gia tăng chất lượng nông sản, đảm bảo tính bền vững của nông nghiệp Nhất là trong xu thế hiện nay, việc sản xuất nông sản hữu cơ đang được quan tâm ở các nước phát triển, vì vậy việc sử dụng nguồn hữu

cơ thiên nhiên và hữu cơ chế biến sẽ đảm bảo nhu cầu tiêu thụ trong nước và đảm bảo việc mở rộng, ổn định thị trường xuất khẩu nông sản của Việt Nam

Trong những năm gần đây, khi nghiên cứu về độ phì nhiêu của đất và dinh dưỡng cây trồng nhiều nhà khoa học đã tập trung theo hướng quản lý dinh dưỡng tổng hợp cho cây trồng nhằm mục đích làm tăng hiệu suất sử dụng phân khoáng thông qua vai trò của phân hữu cơ Như vậy, sẽ giảm được lượng phân khoáng đưa vào đất, tăng khả năng hoạt động của hệ vi sinh vật đất và làm thay đổi một số tính chất lý hóa học đất theo hướng tốt hơn Tổng lượng chất hữu cơ trong đất thường bị mất đi thông qua nhiều cơ chế khác nhau: rửa trôi, xói mòn, sự hấp thu của cây và quá trình khoáng hóa hữu cơ trong đất Chính vì vậy, nguồn bổ sung hữu cơ cho đất chủ yếu phải do con người thực hiện thông qua quá trình canh tác: bón phân hữu cơ, bón phân xanh và tàn dư thực vật

Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy chất hữu cơ có vai trò hết sức quan trọng đối với độ phì nhiêu của đất và dinh dưỡng cây trồng Nó có ảnh hưởng quyết định đến sự tạo thành và làm bền vững đến cấu trúc đất Chất hữu cơ có khả năng tương tác với các chất dinh dưỡng, điều phối theo nhu cầu của cây trồng đồng thời giữ độ ẩm tối ưu cho cây trồng, khử nhiều loại độc tố, tạo thành hệ tổng thể đảm bảo duy trì độ phì nhiêu của đất và sự phát triển của cây trồng Chất hữu cơ là bản thể chi phối các yếu tố về độ phì nhiêu của đất và tính ổn định trong sản xuất nông nghiệp

Có thể nói chất hữu cơ là kho chứa tổng hợp các yếu tố dinh dưỡng và luôn là nền tảng cho mọi hoạt động hóa học, lý học, sinh học trong đất Quá trình khoáng hóa các hợp chất hữu cơ tạo ra các nguyên tố khoáng mà cây trồng cũng như các vi sinh vật, động vật trong đất sử dụng làm nguồn dinh dưỡng trực tiếp để sinh trưởng phát triển như đạm, lân, kali, đặc biệt là các nguyên tố trung vi lượng Quá trình mùn hóa chất hữu cơ trong đất tạo ra khả năng điều tiết chế độ nhiệt, nước và dinh dưỡng trong đất cũng như cho cây trồng

Mặc khác, xét về kinh tế hiện nay giá phân vô cơ đang ở mức cao và có xu hướng tăng hơn nữa Do đó, chi phí đầu tư cho cây trồng ngày càng cao mà giá cả nông sản thì rất bấp bênh Trong khi đó, nhà nước chưa có chính sách bảo hộ cho các mặt hàng nông sản, đặt người dân vào tình trạng thiếu tự tin khi muốn đầu tư vào sản xuất Khi các sản phẩm hữu cơ ra đời sẽ góp phần làm giảm giá thành đầu

tư vào sản xuất sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất, nhờ tận dụng các hiệu quả các phế phẩm trong nông nghiệp cũng như các phụ phẩm của các ngành chế biến thực phẩm chăn nuôi

Ở nước ta, vùng Cao Nguyên, đất được hình thành chủ yếu từ quá trình Feralite, là loại đất đỏ rất tốt và phù hợp để phát triển các loại cây công nghiệp, cây

ăn trái Tuy nhiên, đặc trưng của vùng là địa hình đồi núi có độ dốc khá lớn, quá trình xói mòn chiếm ưu thế làm bào mòn gần như toàn bộ các lớp đất mặt làm mất

đi toàn bộ chất hữu cơ và vi sinh vật Quá trình này gây ra hiện tượng đất ngày càng chai cứng, đất bị thoái hóa, bạc màu và mất khả năng canh tác Hiện tượng này đặc

biệt nghiêm trọng ở những vùng quảng canh và bón phân hóa học

Vùng đồng bằng sông Cửu Long, với diện tích sản xuất nông nghiệp lớn nhất

là cả nước nhưng đặc thù của vùng là luôn luôn chịu ảnh hưởng của lũ Nước lũ đem đến cho vùng đồng bằng sông Cửu Long một lượng phù sa khá lớn đồng thời cũng đem lại nguồn dinh dưỡng dồi dào cho đất và bồi đắp, mở rộng thêm diện tích đất gieo trồng cho khu vực Với đặc điểm đó, vùng đồng bằng Sông Cửu Long rất phù hợp và có lợi thế lớn để phát triển cây lương thực và cây ăn trái Tuy nhiên, sự bất lợi của nó cũng rất đáng kể là trong phù sa chủ yếu là hữu cơ đã qua quá trình mùn hóa, khi bị nước lũ lại cuốn trôi hầu hết các tàn dư thực vật trên đồng ruộng Như vậy, hoạt động chuyển hóa trong đất chủ yếu là quá trình khoáng hóa chất hữu

cơ Mặc khác vùng đồng bằng sông Cửu Long sản xuất 3 vụ trong năm, sử dụng nhiều loại cây trồng giống mới đòi hỏi chế độ dinh dưỡng cao Do đó, chất hữu cơ trong đất đã mất đi nhanh chóng, đất không đảm bảo đủ các chế độ dinh dưỡng cho cây trồng sinh trưởng, phát triển

Tóm lại, khu vực Cao Nguyên và đồng bằng sông Cửu Long là hai vùng đất trù phú giàu tiềm năng để phát triển nông nghiệp Vì vậy, để đạt hiệu quả cao hơn trong sản xuất thì việc quan tâm đến chế độ phân bón hợp lý là rất cần thiết, đặc biệt

là bón bổ sung phân hữu cơ sinh học để cân đối dinh dưỡng và các hoạt động trong đất

Khi được sản xuất đúng quy trình kỹ thuật, đáp ứng các tiêu chuẩn qui định Phân hữu cơ sinh học sẽ có tác dụng sau:

- Cung cấp ngay lượng hữu cơ cho đất để bổ sung lượng mùn đã bị khoáng hóa

do các hoạt động của vi sinh vật Do đó đất duy trì được các ưu điểm về lý, hóa và sinh học như đã nêu ở trên

- Cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng, vừa là các dinh dưỡng dẫn xuất

từ các nguyên liệu hữu cơ, vừa được tổng hợp hoặc chuyển hóa do sự hoạt động của các vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật chuyển hóa lân được cấy vào trong sản phẩm theo quy trình sản xuất Theo kết quả nghiên cứu và khảo nghiệm đã được thực hiện nhiều ở trên thế giới và Việt Nam thì phân hữu cơ sinh học đã cung cấp một lượng dinh dưỡng khá lớn cho cây trồng và có thể giảm bớt đi từ 20 – 25 % lượng phân hóa học cần phải bón nhưng năng suất cây trồng vẫn cao hơn, chất lượng nông sản tốt hơn so với bón 100 % phân hóa học

- Bên cạnh các đặc tính đã nêu của các thành phần hữu cơ trong đất, mùn hữu cơ còn có khả năng giữ lại chất dinh dưỡng nhờ làm tăng thêm dung tích hấp thu của đất, giảm thiểu sự rửa trôi ảnh hưởng đến môi trường, giảm thiểu sự mất dinh dưỡng dẫn đến giảm thiểu chi phí phân bón

- Mùn hữu cơ làm gia tăng khả năng trao đổi chất dinh dưỡng Khoảng từ 20 –

70 % khả năng trao đổi của các loại đất là do chất keo trong các hợp chất humic gây nên Điều này làm tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng, cây sẽ phát triển tốt hơn làm gia tăng năng suất

- Việc tận dụng các nguyên liệu hữu cơ và áp dụng công nghệ sinh học để chế biến làm phân bón sẽ đóng góp tích cực về việc giải quyết vấn đề nạn ô nhiễm môi trường do các nguyên liệu này gây ra Một thí dụ điển hình của vấn đề này là lượng rác thải sinh hoạt thải ra hàng ngày, phân gia súc trong các trại chăn nuôi và dư chất của các công nghệ thực phẩm

2.4.3 Vai trò của phân hữu cơ sinh học trong sản xuất nông nghiệp Việt Nam

- Bón phân hữu cơ sinh học có tác dụng cải thiện độ phì nhiêu và cân bằng dinh dưỡng trong đất

- Bón phân hữu cơ sinh học sẽ làm giảm bớt lượng phân hóa học cần bón và làm gia tăng hiệu lực chính của phân hóa học đó

- Phân bón hữu cơ sinh học làm tăng thêm thành phần và mật độ, hoạt động của các loại vi sinh vật hữu ích, giúp gia tăng sức khỏe của đất, gia tăng sức sản xuất của đất Chính điều này làm gia tăng năng suất, sản lượng và chất lượng các loại nông sản

- Phân bón hữu cơ sinh học giúp cải thiện dung tích hấp thu của đất, cải thiện các tính chất lý – hóa – sinh học của đất và đặc biệt là hạn chế ô nhiễm môi trường đất và nước ngầm do quá trình rửa trôi

- Sử dụng phân hữu cơ sinh học chính là định hướng cho việc áp dụng quy

trình canh tác nông nghiệp hữu cơ, góp phần sản xuất theo tiêu chuẩn GAP (Good

Agriculture Practice) và xây dựng chiến lược sản xuất nông nghiệp bền vững (Nguyễn Đăng Nghĩa, 2007)

2.4.4 Hiện trạng sử dụng phân hữu cơ sinh học trong nông nghiệp Việt Nam

- Lịch sử phát triển Việt Nam đã trải qua thời kỳ canh tác hữu cơ Đó là thời kỳ của ngành công nghệ hóa học chưa phát triển, các loại phân vô cơ chưa xuất hiện nhiều trên thị trường, nhất là các nước nghèo và lạc hậu như Việt Nam Lúc đó nền nông nghiệp Việt Nam sản xuất chủ yếu dựa vào các nguồn phân hữu cơ nội tại chính như: Phân chuồng, bùn ao, phân xanh, xác bả mắm, phân dơi trong khe núi Tuy nhiên đó chỉ là giai đoạn canh tác nông nghiệp hữu cơ theo tình thế, còn lạc hậu và mất cân đối

- Trong giai đoạn hiện nay, với tốc độ phát triển khá nhanh mà nền khoa học sản xuất phân bón, ngoài việc đã sử dụng khá nhiều phân vô cơ thì Việt Nam đã, đang và sẽ ứng dụng phân hữu cơ sinh học từ các nguồn khác nhau (nhập khẩu và chế biến trong nước)

- Tính đến thời điểm tháng 10/2007, Việt Nam đã có 350 loại phân khoáng - phân hữu cơ và phân hữu cơ sinh học (nguồn của Cục Trồng trọt Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn tính từ tháng 11/2005 đến tháng 04/2007) bao gồm nhập khẩu và chế biến trong nước

- Địa bàn tiêu thụ vẫn là đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Duyên Hải Nam Trung Bộ

- Lượng tiêu thụ cho 1 ha từ 500 kg – 3.000 kg/ha/năm Chủ yếu áp dụng cho các cây trồng cạn là chính

- Giá bán của các loại phân hữu cơ sinh học giao động là chênh lệch nhau từ 1.200 đồng đến 7.500 đồng/kg (tùy theo chất lượng của từng loại phân) (Nguyễn Đăng Nghĩa, 2007)

2.6 Nền nông nghiệp hữu cơ

2.5.1 Nông nghiệp hữu cơ

Theo năm tháng, mọi người hiểu nông nghiệp hữu cơ là một nền nông nghiệp không có thuốc trừ sâu tổng hợp và các loại phân bón truyền thống Một định nghĩa thích hợp hơn về nông nghiệp hữu cơ do Ủy ban các tiêu chuẩn hữu cơ quốc gia (một cơ quan liên bang Hoa Kỳ có nhiệm vụ góp ý cho Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ về xây dựng pháp chế hữu cơ Ủy ban các tiêu chuẩn hữu cơ quốc gia định nghĩa hữu cơ là: “một hệ thống quản lý sản xuất sinh thái thúc đẩy và nâng cao tính

đa dạng sinh học, các chu trình sinh học và hoạt tính sinh học đất Nó dựa vào việc

sử dụng các nhập lượng một cách tối thiểu và các thực hiện quản lý mà bảo quản, duy trì và nâng cao sự cân đối về mặt sinh thái”

Định nghĩa của Ủy ban các tiêu chuẩn hữu cơ quốc gia tương tự với nhiều định nghĩa về nông nghiệp bền vững Việc nghiên cứu các trang trại hữu cơ đã được thực hiện qua nhiều thập kỷ, đã khám phá các đặc tính chuyên biệt đi kèm với nông nghiệp bền vững ví dụ như giảm xói mòn đất, tiêu thụ năng lượng hóa thạch ít hơn, giảm sự rửa trôi, giữ lại cacbon nhiều hơn và dĩ nhiên ít hoặc không sử dụng thuốc trừ sâu (Kuepper, 2000)

2.5.2 Các nguyên tắc trong nông nghiệp hữu cơ

Có một số nguyên tắc có sức thuyết phục đặc trưng cho một trang trại được chứng nhận bao gồm tính đa dạng sinh học, tính hòa hợp, tính bền vững, dinh dưỡng cây trồng một cách tự nhiên, quản lý sâu bệnh tự nhiên và tính chính trực Hầu hết các hoạt động hữu cơ sẽ phản ánh các yếu tố này ở một mức độ cao hơn hoặc thấp hơn Bởi vì, mỗi trang trại là một thực thể đặc trưng nên có mức độ thay đổi lớn (Kuepper, 2000)

2.5.2.1 Tính đa dạng sinh học

Theo nguyên tắc tổng quát các hệ sinh thái gồm nhiều loại khác nhau trong

tự nhiên có một mức độ cao hơn những hệ sinh thái mà chỉ có một vài loại Điều này cũng đúng đối với các hệ sinh thái nông nghiệp Các trang trại với một hỗn hợp với nhiều loại cây trồng khác nhau có một cơ hội hỗ trợ các sinh vật có ích tốt hơn, các sinh vật hỗ trợ quá trình thụ phấn và kiểm soát sâu hại Tính đa dạng sinh học trên mặt đất cũng mang lại tính đa dạng sinh học trong đất, do đó chu trình dinh dưỡng, ức chế bệnh, sự canh tác và quá trình cố định đạm tốt hơn

Các nông dân hữu cơ tốt bắt chước tính đa dạng sinh học của tự nhiên thông qua các công việc như trồng xen, thiết lập các môi trường sống có lợi và luân canh

Nỗ lực để gia tăng tính đa dạng sinh học là một mục tiêu đối với các trang trại hữu

cơ (Kuepper, 2000)

2.5.2.2 Sự đa dạng hóa và sự hòa hợp của các công việc kinh doanh

Xu thế xây dựng tính đa dạng sinh học trong các hệ thống hữu cơ, khuyến khích tính đa dạng giữa các công việc kinh doanh nhưng không giống các thực thể độc lập hoặc bị cô lập Các hoạt động hữu cơ tốt hòa nhập với các công việc kinh doanh khác Một ví dụ tốt có thể được xem xét trong số các hoạt động nuôi động vật

và cây trồng hữu cơ ở miền Trung Tây Hoa Kỳ Hoạt động hữu cơ miền Trung Tây điển hình liên kết các nhu cầu của cây trồng và vật nuôi với nhau theo một cách có lợi nhất Các nhu cầu về hạt và lá cỏ của động vật nhai lại, tạo nên một hỗn hợp các loại cây trồng khác nhau, giá trị đặc biệt là sự bao gồm các loại lá cỏ họ đậu cho việc nuôi động vật nhai lại Các cây cỏ họ đậu trong hệ thống luân canh cung cấp đạm một cách bền vững để nuôi các cây không phải họ đậu ở vụ sau đó Phân gia súc từ hoạt động nuôi động vật được giữ lại như một nguồn dinh dưỡng và được tái chế bón trở lại cho đồng ruộng Những nông trại như thế có lợi thế về tính bền vững kinh tế cao hơn bởi vì các mối bất lợi của chúng trải đều cho các hoạt động kinh doanh cây trồng và vật nuôi (Kuepper, 2000)

2.5.2.3 Tính bền vững

Bổ sung cho tính bền vững kinh tế cao hơn được tạo ra bởi sự đang dạng hóa các hoạt động kinh doanh, các nông dân hữu cơ đã và đang có thể hưởng lợi từ sản phẩm hữu cơ với giá cao hơn Như đã được nói đến trước đây các trang trại hữu cơ

Hoa Kỳ đã và đang thực hiện tốt trên nhiều chỉ số có thể đo được liên quan đến tính bền vững, ví dụ như việc tiêu thụ năng lượng và việc bảo vệ môi trường Tuy nhiên, tính bền vững là một mô hình lý tưởng và điều tốt nhất có thể được nói là các trang trại hữu cơ hiện tại, đang tiến dần đến mô hình lý tưởng hơn hầu hết hoạt động trang trại thông thường (Kuepper, 2000)

2.5.2.4 Dinh dưỡng cây trồng tự nhiên

Mặc dù chúng ta cần một số chất cơ bản giống nhau để sống, hơi có một chút thách thức để rút các so sánh đơn giản giữa các nhu cầu dinh dưỡng của động vật và thực vật Các cây trồng có thể quang tổng hợp để tạo ra các loại đường, các loại này cuối cùng được tổng hợp các protein và một số thành phần thực vật khác Ngược lại, con người và động vật chỉ có thể nhận được ăn, protein và vitamin bằng cách ăn các thực vật và động vật khác

Cả thực vật và động vật đều có nhu cầu về khoáng chất Con người và động vật nhận các khoáng chất đường và protein từ thực phẩm đã ăn và tiêu hóa Thực vật cũng nhận các khoáng chất và nhiều loại vitamin, thuốc kháng sinh và các hợp chất có lợi khác thông qua các quá trình tiêu hóa Tuy nhiên, các hệ thống tiêu hóa thực vật không được đồng hóa như hệ thống tiêu ở động vật Thực vật phải dựa vào các quá trình tiêu hóa bên ngoài thông qua việc tiếp xúc giữa rễ và đất

Khoa học hữu cơ về dinh dưỡng cây trồng bắt đầu với việc quan tâm và nuôi dưỡng một cách thích hợp các sinh vật chịu trách nhiệm đối với quá trình khoáng hóa đất Các nông dân hữu cơ, tin tưởng rằng điều này đạt được tốt nhất bằng cách tránh không sử dụng các hóa chất độc hại và các hoạt động như làm đất quá mức mà

có hại đối với các sinh vật sống trong đất, nhưng điều này đạt bằng cách bón bổ sung chất hữu cơ và các loại đá khoáng từ thiên nhiên Ngược lại, các hệ thống vô

cơ cố gắng phá vỡ quá trình khoáng hóa của đất và cung cấp các khoáng chất cần thiết cho cây trồng ở dạng hòa tan

Từ quan điểm hữu cơ, phương pháp vô cơ có một số sai lầm Những người đề xuất hữu cơ thường tin rằng:

- Việc sử dụng một lớn phân bón hòa tan cho một loại cây trồng chỉ trong một, hai hoặc ba lần trên một vụ mùa làm dư thừa quá mức các chất dinh dưỡng dẫn đến mất cân bằng dinh dưỡng Điều này dẫn đến các loại bệnh cây trồng, côn trùng gây hại và làm giảm chất lượng nông sản thực phẩm

- Thiếu khả năng hỗ trợ và chăm sóc đối với đời sống sinh học đất cùng với các hoạt động phá hoại khác, cuối cùng dẫn đến sự suy tàn của đời sống sinh học đất Kết quả là, thực vật mất các vitamin và các sản phẩm có lợi khác do các sinh vật đất tạo ra, lớp đất trồng trọt bị giảm và đất trở nên phụ thuộc ngày càng nhiều vào các nhập lượng tổng hợp nhân tạo

- Việc bón phân vô cơ có khuynh hướng chỉ chú trọng vào một số các khoáng đa lượng, mặc dù nhu cầu đối với ít nhất là 13 loại khoáng chất đã được thừa nhận về mặt khoa học Việc chú trọng bị khiếm khuyết này cũng được xem xét là chịu trách nhiệm cho việc tạo ra các việc mất cân bằng ở cây trồng

- Việc sử dụng một số lượng lớn các chất dinh dưỡng có thể hòa tan được tin rằng thúc đẩy một số loài cỏ dại nào đó

Các chất dinh dưỡng có thể hòa tan đặc biệt là nitrate có khuynh hướng thấm lậu, từ đó gây nên một số vấn đề về sức khỏe và môi trường (Kuepper, 2000)

2.5.2.5 Quản lý dịch hại tự nhiên

Bất kể phương pháp canh tác vô cơ hay hữu cơ, nông dân đều lo lắng về dịch hại Họ dùng nhiều thời gian và nhiều nguồn lực để kiểm soát chúng Tuy nhiên, trong thế giới quan hữu cơ, bất kể các loại cỏ, côn trùng và bệnh hại không phải chỉ đơn thuần là các dịch họa, chúng còn là các vật chỉ thị cho một hệ thống sản xuất đã

và đang đi chệch đường xa như thế nào từ các hệ sinh thái tự nhiên mà hệ thống sản xuất nên làm theo Ví dụ các loại cỏ nào đó có khuynh hướng chiếm ưu thế khi đất quá chua hoặc quá kiềm, một số loại cỏ trở nên có hại khi cấu trúc đất quá kém, một

số loại cỏ khác có thể bị kích thích phát triển bởi việc dư thừa phân bón

Những người đề xuất hữu cơ, cũng tin rằng côn trùng gây hại bị cuốn hút đối với các cây yếu Họ khẳng định rằng các côn trùng gây hại bị đẩy lùi một cách tự nhiên bởi các cây trồng được chăm sóc tốt, khỏe mạnh Niềm tin này thường bị thách thức và các nghiên cứu quan trọng đang được thực hiện

Khi hiểu biết về khoa học đã và đang phát triển, các bộc phát về côn trùng gây hại cũng đang được hiểu như việc mất cân bằng trong toàn bộ hệ thống sinh thái nông nghiệp và điều này được quản lý như thế nào Trong tự nhiên, các bộc phát về côn trùng gây hại lớn tương đối hiếm và chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn bởi sự hiện diện các thiên địch, các vật ký sinh và các tác nhân gây bệnh nhanh chóng đẩy

số lượng côn trùng gây hại trở lại mức vừa phải Trong các hệ thống trang trại vô

tình phá hủy hoặc thiếu hỗ trợ phức hợp kiểm soát tự nhiên, các vấn đề về dịch hại thường xuyên và trở nên tệ hơn theo thời gian Nông dân ngày càng trở nên nghiện với các phương pháp kiểm soát khắc nghiệt và tốn kém để sản xuất vụ mùa

Hầu hết các nông dân hữu cơ, xem các thuốc trừ sâu là một nguyên nhân gây mất cân bằng hệ sinh thái nông nghiệp và sử dụng chúng càng ít càng tốt (Kuepper, 2000)

Trách nhiệm đối với những người khác trong chuỗi thị trường hữu cơ, nhiều nông dân hữu cơ đã được chứng nhận cần kết hợp chặt chẽ các hành động bổ sung

để đảm bảo tính chính trực của các sản phẩm của họ Việc giữ các ghi chép một cách phù hợp rất quan trọng, mặc dù nông dân thường không thích tốn nhiều thời gian vào việc này Trong số các hành động sản xuất quan trọng hơn trên đồng ruộng

là các dải đệm giúp giảm việc trôi các hóa chất từ các cánh đồng lân cận và bên đường (Kuepper, 2000)

2.5.3 Các loại phân bón hữu cơ và cách sử dụng chúng trong nền nông nghiệp hữu cơ

2.5.3.1 Các loại phân bón hữu cơ

Các nhà khoa học, sẽ bảo với bạn rằng không có bằng chứng cho thấy sản lượng sẽ cao hơn nhiều hoặc quả và rau sẽ có vị ngon hơn nếu, các cây trồng được chăm bón với các chất dinh dưỡng hữu cơ thay vì với các chất dinh dưỡng vô cơ

Những gì họ không nói với bạn là do không có bất cứ bằng chứng nào cho đến nay Các cây trồng sẽ nhận các chất dinh dưỡng của chúng dưới dạng các nguyên tố hóa chất khác nhau bất kể chúng có nguồn gốc từ hữu cơ hoặc vô cơ Sự thật là các hóa chất trong các loại phân bón hữu cơ sẽ không gây hại cho đất hoặc nhiều sinh vật sống trong đất nhưng các hóa chất trong các loại phân bón vô cơ thì gây hại Thật vậy, việc cung cấp dinh dưỡng hữu cơ có lợi cho các vi sinh đất cũng như cây trồng

Có một số các loại phân bón được mô tả là “bán hữu cơ” hoặc “có nguồn gốc hữu cơ” Các sản phẩm sau đây:

a Bột huyết, bột cá và bột xương

Một loại phân bón phổ biến, đạm thì được chứa trong loại phân bón này Tuy nhiên, nó được phóng thích khá nhanh do đó bột huyết, bột cá và bột xương không nên được rãi hơn hai tuần trước khi gieo trồng

b Bột rong biển

Một loại phân thay thế cho bột huyết, bột cá, bột xương nhưng đắt hơn Tuy nhiên, các chất dinh dưỡng của nó cân bằng hơn và ở dạng phóng thích chậm Nó chứa 60 - 70 các nguyên tố hóa học khác nhau bao gồm đầy đủ các nguyên tố vết

Nó có thể được trộn vào đất trước khi gieo hạt hoặc trồng cây nhưng do chi phí cao nên nó thường được sử dụng như là một chất hoạt hóa trong phân ủ và để cung cấp các nguyên tố vi lượng Bột rong biển, có thể sử dụng bất cứ lúc nào nhưng tốt nhất nên sử dụng khi đất ấm để vi khuẩn có khả năng phân giải nó, làm cho các chất dinh dưỡng hữu dụng đối với cây trồng

c Móng guốc và sừng

Là một trong những nguồn phân đạm phóng thích chậm tốt nhất Các móng guốc và sừng được đun nóng lên 600C trước khi được đóng gói để nó an toàn khi sử dụng Nó được phân hủy bởi vi khuẩn trước khi nó trở nên hữu dụng đối với rễ cây

Vì vậy, nó phải được bón trước hai tuần Sử dụng phân bón móng guốc và sừng để thúc đẩy phát triển nhanh đối với các cây trồng qua đông như các loại bắp cải Nó không tác động nhanh như bột huyết sấy khô, bột huyết sấy khô được sử dụng để

giúp sinh trưởng ngắn hạn nhanh

d Huyết được sấy khô

Một loại phân đạm tác động rất nhanh Sử dụng nó khi cần cung cấp đạm

nhanh

e Bột cá

Một loại phân bón hữu dụng chứa đạm và lân Một số nhà sản xuất thêm kali

vô cơ, vì vậy nó được bán dưới dạng “bán hữu cơ”

g Bột xương

Loại phân lân phổ biến này được sử dụng để kích thích phát triển bộ rễ Mua bột xương được ghi rõ là đã được tiệt trùng bằng hơi nước Ở dạng thô, nó có thể

mang bệnh than nhưng nó an toàn nếu đã được xử lý bằng hơi nước Tuy nhiên,

nhiều người làm vườn mang bao tay khi rải nó theo khuyến cáo

h Đá potash

Một nguồn kali vô giá – nguyên tố thường thiếu trong các loại phân hữu cơ

Đá potash không hòa tan và duy trì trong đất trong một khoảng thời gian dài cho phép cây trồng hấp thu nó theo nhu cầu

i Tro gỗ

Một nguồn kali hữu dụng và một lượng lân nhỏ

k Phân động vật được sấy khô

Loại phân này chỉ chứa một lượng nhỏ các đa lượng nhưng chứa nhiều các nguyên tố vết Trộn chúng với than bùn hoặc phân ủ nấm

l Phân rong biển lỏng

Có nhiều loại sản phẩm phân rong biển lỏng sẵn có trên thị trường Chúng chứa đạm, kali và lân cũng như toàn bộ các nguyên tố vết Chúng cũng chứa các hormone sinh trưởng được gọi là cytokinin giúp tăng hiệu suất quang hợp và việc sản xuất protein Chúng có giá trị nhờ khả năng hiệu chỉnh việc thiếu dinh dưỡng nhanh chóng Phân rong biển lỏng cũng được cho rằng giúp giảm việc tấn công bởi nấm bệnh và bảo vệ cây trồng khỏi sương giá

m Các loại phân động vật lỏng

Chúng chứa tất cả các chất dinh dưỡng đa lượng với số lượng nhỏ nhưng giàu các nguyên tố vết và rất hữu dụng trong việc chữa trị việc thiếu dinh dưỡng (Hamilton, 2008)

n Phân ủ, phân xanh và các loại phân bón khác

Việc luân canh cây trồng, trồng cây che phủ đất và bón phân xanh là các chiến lược chủ chốt đối với việc bồi bổ đất, việc bồi bổ đất là nền tảng của nông nghiệp bền vững Tuy nhiên các hệ thống sản xuất nông nghiệp hiện đại có nhu cầu cao về tài nguyên đất, đòi hỏi việc quan tâm nhiều hơn đến việc quản lý độ phì nhiêu của đất đai

Các loại phân gia súc, phân xanh, phân ủ, đặt biệt những loại phân bón được sản xuất tại trang trại hoặc sẵn có tại địa phương với chi phí thấp là các nguồn lý tưởng cho việc xoay vòng các dinh dưỡng tại trang trại Phân ủ có một lợi thế so sánh đối với các loại phân gia súc, phân xanh chưa hoai mục và các chất bồi bổ hữu

cơ khác, lợi thế đó là phân ủ có một tỉ lệ C/N gần đạt được mức lý tưởng Phân ủ có thể được sử dụng an toàn ở mức 25 tấn/ha Các mức cao hơn nhiều thì không phổ biến, đặt biệt nơi mà đất đang được cải thiện hơn là được duy trì

Phân ủ có một số ưu điểm đặc biệt trong việc sản xuất cây trồng, đặc biệt khi được sử dụng kết hợp với các cây che phủ và các loại phân xanh Ở các loại đất cát, chất hữu cơ ổn định của phân ủ có hiệu lực trong việc hấp thu và giữ nước

Có một vài loại phân bón vô cơ tránh sử dụng trong canh tác bền vững bởi vì các tác hại của chúng lên các sinh vật và cấu trúc đất Những loại phân này gồm ammonia khan và KCl

Một số phân bón hóa học thân thiện về mặt môi trường hơn như amonium photphat (12 – 50 - 0), tên thông thường là MAP cũng có một vai trò trong việc chuyển tiếp từ các loại phân bón hóa học Một loại phân bón chuyển tiếp

mono-có thể áp dụng chứa 4 - 1 6 - 16 với Mg, S và các loại vi lượng khác mono-có thể được chuẩn bị từ một hỗn hợp 2/3 K, Mg, Sunphat và 1/3 MAP Khi được sử dụng kết hợp với phân ủ, loại phân 4 - 16 - 16 này có thể được rãi khi gieo hạt mà không có tác động xấu lên đời sống đất (Sullivan, 2003)

Bảng 2.4: Thành phần dinh dưỡng của một số loại phân bón hữu cơ

Nguồn: Trường đại học Maine, 1998; Rynk, 1992; Gershuny và Smille, 1995

2.5.3.2 Sử dụng các loại phân trong canh tác hữu cơ

Trong nhiều hệ thống canh tác hữu cơ, việc luân canh, việc sử dụng phân gia súc và phân xanh cùng với việc gia tăng hoạt tính sinh học trong đất cung cấp một