Cây sắn đã và đang chuyển đổi nhanh chóng, trở thành cây công nghiệp và là cây nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học với tốc độ phát triển cao trong những năm qua. Trong những năm gần đây, năng suất sắn ở Việt Nam đã tăng lên đáng kể nhưng do dịch bệnh và thoái hóa đất phần nào đã là giảm tổng sản lượng, nhiều nhà máy thiếu nguyên liệu để sản xuất.
Quá trình sản xuất tinh bột sắn đã thải ra một lượng lớn chất thải rắn và lỏng làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đối với chất thải rắn gồm hai loại là vỏ, đầu thừa và bã sắn. Đã có một số nghiên cứu xử lý bã sắn làm thức ăn chăn nuôi nhưng chỉ một lượng rất ít, giá trị dinh dưỡng thấp, phần còn lại không xử lý kịp gây ô nhiễm môi trường.
Trong những năm gần đây nano silic (NS) đã được nghiên cứu ứng dụng lên một số cây trồng cho hiệu quả tốt, như việc sử dụng NS làm giảm ảnh hưởng tiêu cực của độ mặn lên sự nảy mầm, độ dài rễ và trọng lượng khô của cây cà chua; hay NS có thể làm tăng khả năng đối kháng của thực vật với khô hạn…
Vi sinh vật giữ vai trò chính trong phân hủy một số chất hữu cơ thường được sử dụng trong nông nghiệp. Các enzyme do vi sinh vật tiết ra là một phần quan trọng của đất như enzymes ngoại bào hay còn gọi là các nhân tố Abiontic, ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật, kiểm soát sự sản xuất enzymes trong đất và độ phì của đất. Những enzymes vi sinh vật tham gia vào khoáng hóa các chất hữu cơ trong đất gồm cellulases, proteases, ureases, phosphatases… Vi khuẩn và nấm đồng tạo nên cấu trúc của đất vì chúng tạo ra chất mùn, một thành phần quan trong nhất của đất, ảnh hưởng mạnh đến cấu trúc đất, khả năng hút thấm bề mặt và độ giàu các hợp chất hữu cơ. Vi sinh vật còn có khả năng kháng lại một số tác nhân gây bệnh hại cho cây trồng…. Vì vậy, cần triển khai nghiên cứu các vi sinh vật đất hữu ích phù hợp với các vùng sinh thái cây sắn.
Với mục tiêu có được công nghệ sản xuất và quy trình sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh đa chức năng từ phụ phẩm chế biến sắn kết hợp nano silic, hiệu quả kinh tế tăng trên 10%, giảm thiểu bệnh vùng rễ, cải tạo đất, nhóm nghiên cứu của GS. TS. Phạm Việt Cường tại Viện Nghiên cứu khoa học miền Trung đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tích hợp công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh đa chức năng từ phụ phẩm chế biến sắn kết hợp nano silic phục vụ canh tác sắn bền vững tại Việt Nam” từ năm 2019 đến năm 2022.
Đề tài đã thu được các kết quả như sau:
- Đã xây dựng 01 bộ vi nấm gây bệnh thối củ rễ sắn ở Việt Nam bao gồm 10 chủng. Trong đó, lần đầu tiên đề tài đã phát hiện được loài Cunninghamella elegans và Neurospora sitophila gây bệnh trên cây sắn ở Việt Nam.
- Đã xây dựng được 01 bộ chủng giống vi sinh vật bản địa hữu ích gồm 80 chủng có hoạt tính cao thuộc 5 nhóm đặc tính sinh học (đối kháng nấm bệnh: 28 chủng; phân giải P khó tan: 25 chủng; kết tụ sinh học: 11 chủng; sinh tổng hợp IAA đồng thời cố định N2: 8 chủng; chỉ sinh tổng hợp IAA: 6 chủng; chỉ cố định N2: 2 chủng). Trong đó sử dụng 15 chủng không gây bệnh, có hoạt tính cao không đối kháng lẫn nhau để sản xuất phân vi sinh vật gốc phù hợp cho từng vùng.
- Đã nghiên cứu quy trình sản xuất nanosilic bằng phương pháp kết tủa trọng trường cao. Điều kiện tối ưu cho quá trình như sau: Tỷ lệ nước thủy tinh/nước cất theo thể tích: 1/3, Nồng độ H2SO4: 2M, Lưu lượng H2SO4: 3 lít/phút, Lưu lượng nước thủy tinh: 3 lít/phút, Thời gian phản ứng: 20 phút, Nhiệt độ phản ứng: 25oC, Tốc độ quay RPB: 2000 vòng/phút, Chất phụ gia: NaCl với nồng độ 10 g/L, thời gian ổn định tinh thể 6 giờ.
- Đã thực hiện quy trình xử lý vỏ sắn làm cơ chất hữu cơ bằng chế phẩm vi sinh phân giải cellulo và hemicellulo. Các thông số kỹ thuật thích như sau: Tỷ lệ chế phẩm vi sinh: vỏ sắn 1/100, nhiệt độ ủ 40 - 45oC, pH 7, độ ẩm khối ủ 40%, sau 20 ngày lên men hiệu suất phân giải tăng cao 71,9% với cellulose và 65,2% với hemicellulose. Càng kéo dài thời gian ủ lượng cellulose và hemicellulose giảm dần nhưng mức độ chậm hơn,
- Đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh và phân hữu cơ đa chức năng kết hợp nano silic với các thông số kỹ thuật phù hợp cho lên men chìm quy mô phòng thí nghiệm, quy mô pilot và lên men xốp 5 nhóm vi sinh vật nghiên cứu. Đa số các chủng là Bacillus nên các thông số lên men có sự tương đồng nhau.
- Đã sản xuất được 1000 kg chế phẩm vi sinh vật gốc cho 3 vùng, 200 kg nano silic và 100 tấn phân hữu cơ vi sinh đa chức năng nano silic (POLYFA- SILICA).
- Đã xây dựng được quy trình sử dụng phân hữu cơ vi sinh POLYFA- SILICA quy mô diện hẹp cho thấy ở cả 3 địa điểm thí nghiệm (Hòa Bình, Quảng Trị, và Đắc Lắc), lượng phân POLYFA- SILICA đạt hiệu quả kinh tế cao nhất khi bón 2 tấn/ha.
- Đã xây dựng mô hình sử dụng phân POLYFA-SILICA diện rộng ở 3 vùng Hòa Bình, Quảng Trị và Đắc Lắc. Hiệu quả kinh tế tăng so với đối chứng là 38% tỷ lệ bệnh thối rẽ giảm 91%. Ngoài ra, tất cả ba vùng khi bón phân POLYFASILICA đất trồng sắn đều được cải thiện tính chất lý hóa và quần thể vi sinh vật theo hướng có lợi.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21157/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.
