NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC DẠNG LỎNG VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA PHÂN TRÊN CÂY CẢI XANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN
CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC
DẠNG LỎNG VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA PHÂN
TRÊN CÂY CẢI XANH

Ngành học

: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện

: TRƯƠNG CÔNG PHÁT

Niên khóa

: 2005 – 2009

Tháng 08/2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME PAPAIN THỦY PHÂN
CÁ TRA CHẾT ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC
DẠNG LỎNG VÀ KHẢO SÁT HIỆU LỰC CỦA PHÂN
TRÊN CÂY CẢI XANH

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện

PGS.TS HUỲNH THANH HÙNG

TRƯƠNG CÔNG PHÁT

KS. NGUYỄN MINH QUANG

Tháng 08/2009


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ
nhiệm Khoa Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả Quý Thầy Cô đã truyền đạt kiến thức
cho tôi trong suốt quá trình học tại trường.
PGS. TS Huỳnh Thanh Hùng, KS. Nguyễn Minh Quang, ThS. Lý Hồng Phát đã
tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này.
ThS. Trương Phước Thiên Hoàng và cán bộ của Viện Nghiên Cứu Công Nghệ
Sinh Học và Môi Trường, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều

kiện cho tôi thực hiện tốt đề tài này.
KS. Trương Duy Bình và ban quản lý bộ môn Nông Hóa và Thổ Nhưỡng thuộc
khoa Nông Học đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá
trình làm đề tài.
Các bạn Hồ Văn Cường, Đỗ Minh Giang, Trần Quốc Dũng, Nguyễn Thế
Phương, Nguyễn Hùng Vương đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Gia đình chú Chương, anh Nhật thuộc hợp tác xã Dịch vụ sản xuất rau an toàn,
phường Trãng Dài, Tp. Biên Hoà, tỉnh Đồng Nai tạo điều kiện cho tôi thực tập.
Các bạn lớp Công Nghệ Sinh Học 31 đã cùng học tập, chia sẽ mọi khó khăn và
giúp đỡ tôi.
Quan trọng nhất, tôi xin cảm ơn sự dạy dỗ của ông bà, cha mẹ, sự ủng hộ gia
đình để tôi được đạt được thành quả như ngày nay.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2009
Sinh viên thực hiện
Trương Công Phát

iii


TÓM TẮT
Hiện nay, việc sử dụng phân hữu cơ ngày càng được chú trọng. Nước ta có điều
kiện thuận lợi để phát triển nền nông nghiệp hữu cơ như: nguồn enzyme thực vật
phong phú và lượng phụ phẩm nông nghiệp dồi dào. Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu
sử dụng enzyme papain thủy phân cá tra chết để sản xuất phân hữu cơ sinh học dạng
lỏng và khảo sát hiệu lực của phân trên cây cải xanh” được thực hiện tại Viện Nghiên
Cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường thuộc Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ
Chí Minh và Hợp tác xã Dịch Vụ thuộc Phường Trảng Dài, Tp. Biên Hòa, Tỉnh Đồng
Nai từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2009.
Để tối ưu hóa quá trình sản xuất phân hữu cơ, chúng tôi tiến hành khảo sát các

yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân như: tỉ lệ enzyme và cơ chất, lượng nước bổ
sung, nhiệt độ và thời gian thủy phân. Sau đó, sản phẩm phân hữu cơ dạng lỏng được
sản xuất và đem thử nghiệm ngoài đồng ruộng để kiểm tra hiệu quả của phân trên rau.
Điều kiện tối ưu để sản xuất phân hữu cơ được xác định là tỉ lệ mủ đu đủ : cơ
chất cá tra là 0,18 g mủ : 30 g cơ chất (0,6 %), bổ sung 100 % nước, nhiệt độ thủy
phân 550C trong 20 giờ cho sản phẩm phân tốt nhất.
Sau khi xây dựng qui trình thủy phân, chúng tôi tiến hành sản xuất phân hữu cơ
dạng lỏng. Kết quả thử nghiệm trên cây cải xanh cho thấy nồng độ sử dụng phân thích
hợp là 7 %, cây cải xanh phát triển tốt và hàm lượng nitrate an toàn cho người tiêu dùng.

iv


SUMMARY
Currently, the use of organic fertilizer is increasingly focused. Our country has
favourable conditions to develop organic agriculture ground as a rich source of plant
enzymes and byproducts of agricultural abundance. On that basis, the project "Research
using the papain enzyme to hydrolyze the dead shutchi catfish for the production of
liquiform organic fertilizer and survey on it’s effect on Brassica juncea" was performed
at Research Institute of Technology Biology and Environment Technology, University
of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh city and Dich Vu co-operative, Trang Dai
precinct, Bien Hoa city, Dong Nai province from February to July, 2009.
To optimize the process of organic fertilizer production, we carried out survey of
factors affecting the hydrolysis such as the rate of enzyme and substance, water added,
temperature and hydrolysis time. Then, the liquiform organic fertilizer were produced
and tested it’s effectiveness on the vegetables at the trial yield.
The optimal conditions for production of organic fertilizer is defined as the rate
of papaya latex: the substance of the dead shutchi catfish is 0,18 g latex: 30 g of
substance (0,6%), additional water 100%, hydrolytic temperature 550C for 20 hours for
the best product.

Then creating fertilitic process, we produced biological organic fertilizer. The test
results on for use the fertilizer in appropriate concentrations of 7%, Brassica juncea
grow well and safe concentration of nitrate for consumers.

v


MỤC LỤC
TRANG
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... iii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iv
SUMMARY.................................................................................................................... v
MỤC LỤC .....................................................................................................................vi
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................................x
DANH SÁCH CÁC HÌNH, CÁC SƠ ĐỒ ...................................................................xi
Chương 1 MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................1
1.3. Nội dung thực hiện ...................................................................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU.............................................................................. 3
2.1. Giới thiệu về cá tra ..................................................................................................3
2.1.1. Thành phần dinh dưỡng........................................................................................ 3
2.1.2. Tình hình sản xuất và sử dụng phụ phẩm cá tra ...................................................4
2.2. Sơ lược về protease ..................................................................................................5
2.2.1. Định nghĩa ............................................................................................................5
2.2.2. Phân loại protease .................................................................................................6
2.2.3. Protease thực vật ...................................................................................................6
2.2.4. Sơ lược về enzyme papain ....................................................................................7
2.2.4.1. Các chất ức chế và các chất hoạt hóa papain .....................................................7

2.2.4.2. Tại sao chọn papain để thủy phân .....................................................................8
2.2.5. Ứng dụng protease trong sản xuất nông nghiệp ...................................................8
2.3. Sơ lược về quá trình thủy phân ................................................................................9
2.3.1. Ảnh hưởng của pH................................................................................................ 9
2.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ .......................................................................................9
2.3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme và cơ chất ...............................................................9
vi


2.3.4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc .......................................................................10
2.3.5. Ảnh hưởng của nước và thời gian ......................................................................10
2.4. Sơ lược về phân hữu cơ ........................................................................................11
2.4.1. Định nghĩa ..........................................................................................................11
2.4.2. Phân loại phân hữu cơ ........................................................................................11
2.4.3. Đẩy mạnh sử dụng phân hữu cơ – xu thế tất yếu của sản xuất trồng trọt ..........11
2.4.4. Sơ lược về phân bón lá .......................................................................................12
2.4.2.1. Định nghĩa .......................................................................................................12
2.4.2.2. Lý do áp dụng phương pháp bón phân qua lá .................................................12
2.5. Các nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ ...................................................................14
2.5.1. Nghiên cứu ngoài nước ......................................................................................14
2.5.2. Nghiên cứu trong nước .......................................................................................15
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................... 16
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .........................................................................16
3.2. Vật liệu, hóa chất và trang thiết bị dùng trong nghiên cứu ...................................16
3.2.1. Nguyên liệu ........................................................................................................16
3.2.2. Hóa chất ..............................................................................................................16
3.2.3. Thiết bị ................................................................................................................17
3.3. Nội dung phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 17
3.3.1. Nội dung 1 Khảo sát thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu ..........................17
3.3.2. Nội dung 2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân .................18

3.3.2.1. Thí nghiệm 1 Xác định tỉ lệ tối ưu của cơ chất và lượng mủ đu đủ bổ sung .. 18
3.3.2.2. Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hưởng của lượng nước lên quá trình thủy phân ..18
3.3.2.3. Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thủy phân ......19
3.3.2.4. Thí nghiệm 4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình thuỷ phân .......19
3.3.3. Nội dung 3 Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng................20
3.3.3.1. Thí nghiệm 5 Khảo sát nồng độ sử dụng chế phẩm thích hợp ........................20
3.3.3.2. Thí nghiệm 6 So sánh với các sản phẩm trên thị trường .................................22
3.4. Xử lý số liệu ..........................................................................................................25
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .....................................................................26
4.1 Kết quả.................................................................................................................... 23
4.1.1. Các thành phần của nguyên liệu..........................................................................23
vii


4.1.1.1. Thành phần dinh dưỡng cá tra .........................................................................23
4.1.2.2. Hoạt tính enzyme papain .................................................................................23
4.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy cá tra chết bằng enzyme papain ........23
4.1.3. Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng và so sánh hiệu quả chế
phẩm với các sản phẩm thương mại đã có mặt trên thị trường trên cây cải xanh ..............26

4.2. Thảo luận ............................................................................................................... 28
4.2.1. Các thành phần của nguyên liệu......................................................................... 28
4.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy cá tra chết bằng enzyme papain ....... 29
4.2.2.1. Tỉ lệ tối ưu của cơ chất và mủ đu đủ ............................................................... 29
4.2.2.2. Ảnh hưởng của lượng nước bổ sung lên quá trình thủy phân .........................29
4.2.2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quá trình thủy phân ..................................30
4.2.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình thuỷ phân ............................................ 30
4.2.3. Khảo nghiệm chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng và so sánh hiệu quả chế
phẩm với các sản phẩm thương mại đã có mặt trên thị trường trên cây cải xanh ................ 31
4.2.3.1. Khảo sát nồng độ sử dụng thích hợp của chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng

lỏng trên cây cải xanh................................................................................................... 31
4.2.3.2. Khảo sát hiệu quả của chế phẩm phân hữu cơ sinh học dạng lỏng với các sản
phẩm thương mại trên thị trường.................................................................................. 32
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 34
5.1. Kết luận...................................................................................................................34
5.2. Đề nghị ...................................................................................................................34
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................35
PHỤ LỤC

viii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CRD

Completely Randomized Design

CT

Công Thức

CV

Coefficient of Variation

DNME

Diazoacetyl norleucin methyl ester

DTE

Ditioerytritol

DTT

Ditiotreitol

EDTA

Ethylen Diamin Tetraacetic Acid

FAO

Food and Agriculture Organization

LLL

Lần Lặp Lại

MW

Molecular Weight

NSLT

Năng Suất Lý Thuyết

NSTT

Năng suất Thực Tế

NT

Nghiệm Thức

PTNNNT

Phát Triển Nông Nghiệp và Nông Thôn

PTNT

Phát Triển Nông Thôn

RCBD

Randomized Completely Blok Design

TLTB

Trọng Lượng Trung Bình

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
TRANG
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của cá tra .................................................................3
Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng trong cá tra .............................................................26
Bảng 4.2 Kết quả dựng đường chuẩn Tyrosin .............................................................26
Bảng 4.3 N tổng số của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau .................27

Bảng 4.4 N tổng số của dịch thủy phân khi bổ sung lượng nước khác nhau ...............29
Bảng 4.5 N tổng số của dịch thủy phân ở các thời gian khác nhau .............................30
Bảng 4.6 N tổng số của dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau ..............................32
Bảng 4.7 Hàm lượng dinh dưỡng của dịch thủy phân của quy trình thủy phân ..........34
Bảng 4.8 Ảnh hưởng của chế phẩm lên chiều cao, số lá của cây cải xanh ..................35
Bảng 4.9 Ảnh hưởng của chế phẩm lên năng suất và dư lượng nitrate .......................36
Bảng 4.10 Ảnh hưởng của các sản phẩm lên chiều cao, số lá của cây cải xanh ..........37
Bảng 4.11 Ảnh hưởng của các sản phẩm lên năng suất và dư lượng nitrate ...............38

x


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Hình thái cá tra ................................................................................................3
Hình 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng enzyme ................................9
Hình 2.3 Sự phụ thuộc vận tốc phản ứng enzyme vào nồng độ cơ chất ......................10
Hình 4.1 Đồ thị đường chuẩn tyrosin ..........................................................................27
Sơ đồ 3.1 Bố trí thí nghiệm sử dụng các nồng độ của chế phẩm .................................23
Sơ đồ 3.2 Bố trí thí nghiệm so sánh phân hữu cơ với các sản phẩm trên thị trường ....25
Sơ đồ 4.1. Các bước sản xuất phân hữu cơ dạng lỏng ..................................................33

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cùng với sự gia tăng dân số nhanh chóng, con người đang đứng trước thách thức
to lớn về vấn đề lương thực thực phẩm. Sự tăng năng suất cũng đem đến cho con
người nhiều vấn đề về tài nguyên và môi trường. Việc sử dụng phân bón vô cơ, thuốc

bảo vệ thực vật vô tội vạ đang làm ảnh hưởng đến môi trường và gây lãng phí nguồn
tài nguyên.
Việc sử dụng phân hữu cơ đang dần tháo gỡ các khó khăn trên. Hiện nay, thị
trường phân hữu cơ đang phát triển rầm rộ và có khả năng thay thế nguồn phân vô cơ
đang dần bị cạn kiệt trong tương lai. Trong đó, phân hữu cơ sinh học có triển vọng rất
lớn. Lĩnh vực này đang được rất nhiều cơ quan và công ty trong và ngoài nước quan
tâm và đầu tư nghiên cứu.
Bên cạnh đó, nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới và có thế mạnh về nông
nghiệp. Nguồn enzyme thực vật phong phú và sẵn có là điều kiện thuận lợi cho chúng
ta phát triển lĩnh vực phân hữu cơ sinh học. Cây đu đủ là loại cây rất phổ biến, dễ
trồng và cho năng suất cao. Mủ đu đủ thu được cho sản lượng lớn, hoạt tính enzyme
papain cao nên đây là nguồn enzyme phong phú và rẻ tiền.
Hiện nay, tại đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng cá tra được nuôi trồng rất lớn.
Điều này dẫn đến mối quan ngại về vấn đề môi trường khi lượng phế phẩm sau khi thu
hoạch và cá chết thải ra môi trường ngày càng cao. Nếu được tận dụng đây sẽ là nguồn
nguyên liệu rẻ tiền để tạo ta phân hữu cơ sinh học và đem lại hiệu quả kinh tế cũng
như môi trường cho người dân nơi đây.
Dựa trên hiện trạng thực tế và nhu cầu cấp thiết, chúng tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài: “Nghiên cứu sử dụng enzyme papain thủy phân cá tra chết sản xuất phân hữu
cơ sinh học và khảo sát hiệu lực của phân trên cây cải xanh”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng quy trình tối ưu cho việc sản xuất chế phẩm phân hữu cơ sinh học sử
dụng enzyme papain thô thủy phân cá tra chết.
Xác định hiệu lực của loại phân này thông qua thử nghiệm trên thực địa.

1


1.3. Nội dung thực hiện
Nội dung 1: xác định các thành phần của nguyên liệu như: đạm, lân, kali tổng số,

đạm amin. Thành phần dinh dưỡng trong cá tra chết là cơ sở để lựa chọn nguồn cơ
chất để thủy phân tạo sản phẩm giàu dinh dưỡng. Ngoài ra, hoạt tính của enzyme cũng
rất quan trọng để sử dụng thủy phân cơ chất.
Nội dung 2: khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá tra sử
dụng enzyme papain như: tỉ lệ enzyme: cơ chất, lượng nước bổ sung, thời gian thủy
phân và nhiệt độ thủy phân. Đây là cơ sở để tối ưu hóa quá trình thủy phân cho ra sản
phẩm chất lượng cao.
Nội dung 3: khảo sát sản phẩm phân hữu cơ dạng lỏng trên cây cải xanh. Phân
hữu cơ được khảo sát để xác định nồng độ sử dụng sử dụng thích hợp. Đây là cơ sở để
xác định hiệu quả của phân trên rau và so sánh với một số loại phân trên thị trường.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về cá tra
Cá tra có tên khoa học là Pangasianodon hypophthalmus, là một trong số 11 loài
thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác định ở sông Cửu Long (Trung tâm Tin học Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn. 2005). Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê
Kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam, Campuchia và Thái lan. Cá tra đang được
nuôi thâm canh và bán thâm canh với các mô hình nuôi bè, nuôi trong ao hầm và trong
mấy năm gần đã phát triển nuôi cồn và đăng quần cũng cho hiệu quả cao. Hiện nay,
đây là mặt hàng chủ lực trong xuất khẩu của thủy sản Việt Nam.

Hình 2.1 Hình thái cá tra
( />2.1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá tra
Theo số liệu của Trung tâm Tin Học Thủy Sản, Bộ NNPTNT (2005), thành phần
dinh dưỡng của cá tra ở bảng 2.1.
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của cá tra
Thành phần dinh dưỡng trên 100g sản phẩm ăn được

Calo
124,52 cal

Calo từ chất

Tổng lượng

Chất béo Cholesterol

béo

chất béo

bão hòa

30,84 cal

3,42 g

1,64 g

3

25,2 mg

Natri

Protein

70,6 mg

23,42 g


2.1.2. Tình hình sản xuất và sử dụng phụ phẩm cá tra
Năm 2008, nước ta xuất khẩu 640.000 tấn cá tra cá basa đạt giá trị 1,45 tỉ USD.
Việt Nam đang nhắm đến sản xuất khoảng 1,5 triệu tấn cá tra, cá basa năm 2009
(Helga Josupeit, 2009).
Tuy nhiên, thành tựu trên đang đặt ra cho đồng bằng sông Cửu Long vấn nạn về
môi trường. Thử làm một phép tính, với 1 triệu tấn cá tra, tỷ lệ phi lê của cá chỉ chiếm
30%, như vậy có khoảng 700.000 tấn phụ phẩm từ các nhà máy chế biến, đấy là chưa
kể tỷ lệ nuôi sống đến lúc khai thác thường chỉ đạt 70% tương đương với 428.500 tấn
cá chết. Nếu biết tận dụng hợp lý nó sẽ đem lại nguồn thu rất lớn từ lượng phế phụ phẩm
này, ước đạt 4000 tỷ đồng/năm (Phương Uyên, 2007).
Hiện nay, các sản phẩm từ phế phụ phẩm cá tra bao gồm: bong bóng cá, bao tử
cá, da cá được tách riêng để bán cho các nhà hàng hoặc chế biến xuất khẩu. Một lượng
lớn những phần còn lại chủ yếu được thu gom và đưa vào tách chiết lấy mỡ và chế
biến bột cá làm thức ăn chăn nuôi.
Các sản phẩm từ phụ phẩm cá tra như mỡ cá thô và bột cá hiện nay được bán
cho các cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi tiêu thụ. Riêng sản phẩm mỡ cá tinh chế, chất
lượng cao được các thương lái thu mua và xuất khẩu sang Campuchia và Trung Quốc.
Giá thời điểm giữa năm 2008, với mỗi 1 kg phụ phẩm (giá 3500 – 4000 đ/kg)
có thể cho ra 0,2 kg mỡ cá (với giá bán 13000 – 14000 đ/kg) và 0,3 kg bột cá

(9000

– 10000 đ/kg). Sau khi trừ các chi phí, việc chế biến phụ phẩm có thể đem lại lợi
nhuận từ 500 – 1000 đ/kg (Phương Uyên, 2007). Đây cũng chính là một trong những
nguyên nhân, động lực chính làm xuất hiện ngày càng nhiều các cơ sở chế biến phụ
phẩm cá tra với quy mô vừa và nhỏ. Đặc biệt là các lò “luyện” mỡ, chế biến bột cá thủ

công gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Chính vì vậy, cần phải có các giải pháp
nhằm phát triển bền vững và giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ việc chế biến, tiêu thụ
phụ phẩm cá tra. Một trong những biện pháp đó là cần tăng cường phối hợp giữ các cơ
quan nghiên cứu, các trung tâm, trường đại học, các tổ chức khoa học trong và ngoài
nước v.v để có các đề tài nghiên cứu tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng từ phụ phẩm
cá tra với công nghệ tiên tiến và thân thiện với môi trường.
Một hướng nghiên cứu mới đó là phân hủy các phụ phẩm này để tạo thành phân
hữu cơ. Sản phẩm phân hữu cơ được phục vụ trở lại cho sản xuất nông nghiệp. Điều này
làm giảm giá thành mua phân hóa học trong tình hình giá phân đang tăng lên hiện nay.
4


2.2. Sơ lược về protease
2.2.1. Định nghĩa Protease là các enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptid (-CONH-) trong phân tử protein hay các polypeptid theo cơ chế:
R1
CH

R2
CO

NH CH

protease
+

H2O

R1
-

CH COO

+

R2
+
H3N CH

2.2.2. Phân loại protease
Theo Barrett and Saalvesen (1986), protease được chia làm bốn nhóm nhỏ, tên
các nhóm này gồm tên các axit amin quan trọng nhất có vai trò xúc tác trong trung tâm
hoạt động của enzyme:
a. Serine protease: là những protease có nhóm (-OH) của serine trong trung tâm
hoạt động. Các protease này thường hoạt động ở pH kiềm và có tính đặc hiệu tương
đối rộng. Các enzyme thuộc nhóm này như trypsin, chymotrypsin. Chúng bị ức chế
mạnh dưới tác dụng của di-iso propyl phosphat fluorid và một số protein antitrypsin
có ở đậu tương.
b. Cystein protease: các enzyme thuộc nhóm này có nhóm -SH của axit amin
cystein trong trung tâm hoạt động. Nhóm -SH này có vị trí đặc biệt trong trung tâm
hoạt động xúc tác của enzyme, vì nó có khả năng phản ứng cao, tham gia nhiều biến
đổi hóa học như axit hóa, phosphoryl hóa, oxy hóa v.v. Các protease cystein thường
hoạt động mạnh ở vùng pH trung tính và có tính đặc hiệu rộng. Các chất như cystein
và axit ascorbic ở nồng độ xác định có tác dụng làm bền và hoạt hóa enzyme này.
Một số kim loại nặng như muối thủy ngân và các chất khác như iodoacetamid có tác
dụng ức chế hoạt động của protease cystein.
c. Aspartic protease: là những protein chứa nhóm -COOH trong trung tâm hoạt
động. Các nhóm -COOH này thuộc mạch bên của aspartic hoặc glutamic hay cũng
có thể là nhóm -COOH đầu C của chuỗi polypeptid và đóng vai trò xúc tác trong
trung tâm hoạt động của enzyme. Các protease aspartic thường hoạt động mạnh ở
vùng pH axit. Chúng bị ức chế bởi diazoacetyl norleucin methyl ester (DNME).

d. Protease kim loại: là những protease trong trung tâm hoạt động của chúng có
các ion kim loại trực tiếp tham gia phản ứng. Các protease kim loại thường hoạt
động mạnh nhất ở vùng pH trung tính và có khả năng thủy phân liên kết peptid từ

5


đầu -NH- của các axit amin kỵ nước. Các protease kim loại thường bị ức chế dưới
tác dụng của EDTA.
Ngoài ra protease còn được phân loại theo các cách sau:
+ Dựa vào sự phân bố có thể chia protease làm hai nhóm:
 Protease nội bào.
 Protease ngoại bào.
+ Dựa vào tính đặc hiệu với cơ chất:
 Endopeptidase: enzyme thủy phân peptid ở giữa mạch.
 Exopeptidase: enzyme phân cắt các liên kết peptid ở đầu mạch.
+ Dựa vào pH hoạt động:
 Protease axit tính.
 Protease kiềm tính.
 Protease trung tính.
+ Dựa vào nguồn thu nhận enzyme:
 Protease động vật.
 Protease thực vật.
 Protease vi sinh vật.
2.2.3. 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.
a. Papain-protease từ mủ đu đủ
Thực tiễn cho thấy, 1 kg mủ đu đủ chứa khoảng 200 g papain thô. Trung bình

người ta nhận được khoảng 0,45 kg mủ/l 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 21000 Da, dài 159 amino axit, 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 (Nguyễn Tiến
Thắng, 2004).

6


b. Ficin từ quả sung
Quả sung nặng khoảng 10-15 g 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
(Nguyễn Tiến Thắng, 2004).
c. 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 v.v.
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).
2.2.4. Sơ lược về enzyme papain
Papain là tên gọi chung cho nhóm enzyme cystein protease, papain chiếm đa số
trong tổng số protein có trong mủ đu đủ (69 - 89 %), tuy nhiên papain lại cũng là tên
gọi riêng của một trong các enzyme của nhóm này. Theo Zucker và ctv (1984), trong
mủ đu đủ có ít nhất bốn loại cystein protease khác nhau, đó là papain (EC.3.4.22.2),

chymopapain (EC.3.4.22.6), protease III hay còn được gọi là caricain (EC.3.4.22.30)
và protease IV hay còn được gọi là glycyl endopeptidaz (EC.3.4.22.25). Trong đó,
Butle và ctv (1984) cho rằng chymopapain có nhiều nhất chiếm khoảng 26-30 % trong
tổng số enzyme (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Xuân Dung, 2001). Vai trò sinh học của
papain trong mủ đu đủ còn chưa rõ. Ngoài papain ra trong mủ đu đủ còn có các
enzyme khác như lyzozim, chitinase. Người ta cho rằng chúng đóng vai trò bảo vệ cây
chống lại các sinh vật gây hại như nấm, côn trùng.
2.2.4.1. Các chất ức chế và các chất hoạt hóa papain
Các enzyme cystein protease có nhóm –SH nằm trong tâm hoạt động, nhóm này
đóng vai trò quan trọng trong việc thể hiện hoạt tính của enzyme. Nhóm –SH này dễ bị
oxy hoá tạo các cầu nối disulfit (-S-S-), và như vậy enzyme sẽ bị bất hoạt. Cystein
protease được hoạt hóa bởi các chất khử và bị bất hoạt bởi các chất bị oxit hóa.

7


Papain - S-S - Papain

HCN, H 2 S, Cystein
I2 , H 2 O 2 , O 2

Papain - SH + Papain - SH

Nhóm –SH cũng bị ảnh hưởng bởi các kim loại nặng (Helmut Uhlig và ctv,
1998) như Hg2+, Fe3+, Cu2+, các chất carbonnic (Morihara,1967), aldehid (Westerik và
Wolfenden, 1972). Tia gamma trong môi trường nước tác động lên nhóm –SH làm cho
nhóm này bị oxit hóa tạo thành axit sulforic, axit này sẽ tạo H2O2, làm bất hoạt enzyme
(Lin và ctv 1975). Để bảo vệ enzyme không bị bất hoạt bởi các ion kim loại và đồng
thời để ức chế các metalloprotease, trong môi trường trích ly enzyme người ta thường
dùng EDTA, hợp chất tạo phức với ion kim loại. Các chất có tính khử như ditioerytritol

(DTE) hoặc ditiotreitol (DTT) được sử dụng để ngăn cản việc hình thành các cầu nối
disulfit. Ngoài ra cystein cũng được sử dụng để bảo vệ nhóm -SH, cystein bị oxy hóa
nhanh đặc biệt có sự hiện diện của ion kim loại nặng. Nhóm -SH còn được bảo vệ bởi
các dẫn xuất thủy ngân như phenilmercuric acetate (Brubacher và Bender, 1966) (trích
dẫn Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005). Trong môi trường có chất bảo vệ, enzyme sẽ ổn
định và bền vững, không bị bất hoạt và không xảy ra quá trình tự phân giải.
2.2.4.2. Tại sao chọn papain để thủy phân
Cây đu đủ là loại cây trồng nhiệt đới được trồng phổ biến ở nước ta. Đu đủ chủ
yếu được trồng để lấy quả làm thực phẩm. Ngoài ra, mủ đu đủ còn được sử dụng trong
chế biến thịt, trong phẫu thuật, trong y học, trong công nghiệp tinh chế bia v.v. Trung
bình 1 kg mủ chứa khoảng 200 g papain, 1 cây đu đủ cho khoảng 0,45 kg mủ đu đủ
(Nguyễn Tiến Thắng, 2004). Hoạt tính của papain lại khá cao (91,12 TU/mg – Nguyễn
Thị Xuân Dung, 2005, Đại học Cần Thơ). Trong quá trình trồng đu đủ, ta có thể thu
nhận mủ đu đủ từ các quả được tỉa bớt để cây nuôi những quả còn lại. Như vậy, nguồn
mủ đu đủ rất dồi dào và đây là điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng mủ đu đủ để sản
xuất phân bón từ cơ chất giàu đạm.
2.2.5. Ứng dụng protease trong sản xuất nông nghiệp
Protease ứng dụng trong nông nghiệp chủ yếu là các sản phẩm phân hữu cơ. Các phụ
phẩm của quá trình chế biến thực phẩm, rác thải hữu cơ, than bùn, phụ phẩm nông nghiệp
(thân cây lạc, ngô, vỏ cà phê) v.v là nguyên liệu để tạo phân hữu cơ. Các nguồn nguyên
liệu được phân hủy nhờ hệ vi sinh vật tự nhiên hay các chủng vi vật chuyên biệt.

8


2.3. Sơ lược về quá trình thủy phân
Quá trình thủy phân chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như tỉ lệ enzyme và cơ
chất, nhiệt độ, pH môi trường, lượng nước bổ sung, diện tích tiếp xúc giữa enzyme và
cơ chất, thời gian thủy phân.
2.3.1. Ảnh hưởng của pH

pH ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính của enzyme, do nó liên quan đến tương tác
giữa enzyme và cơ chất. Phản ứng xúc tác phụ thuộc vào đặc tính phân bố trên cả
enzyme lẫn cơ chất, cụ thể là trên phân tử enzyme. Enzyme rất nhạy cảm với sự thay
đổi pH của môi trường. pH quá cao hay quá thấp có thể làm enzyme bị biến tính. Mỗi
enzyme chỉ hoạt động mạnh nhất ở một vùng pH xác định, gọi là pH tối thích. pH tối
thích của mỗi enzyme không cố định, có thể thay đổi tuỳ theo tính chất và nồng độ của
cơ chất, nhiệt độ.
2.3.2. Ảnh hưởng của 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 tốc độ phản ứng giảm xuống do enzyme bị biến tính.
Nhiệt độ ứng với vận tốc enzyme cực đại gọi là nhiệt độ tối thích. Nhiệt độ tối thích

Hoạt độ tương đối,
% hoạt độ cực đại

của các enzyme khác nhau thì chúng khác nhau.

100

50

20

60

40

nhiệt độ
80

Hình 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng enzyme
(Phạm Thu Cúc, 2002).

2.3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme và cơ chất
Khi có đầy đủ cơ chất thì nồng độ enzyme tăng thì mức độ thủy phân sẽ tăng.
Khi giới hạn cơ chất thì tốc độ phản ứng của enzyme cũng bị giới hạn. Trong quá

9


trình thủy phân, sản phẩm sinh ra có thể ức chế hoạt động của enzyme (Whitaker
John R. và ctv, 2003).

Hình 2.3 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..

2.3.4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc
Trong quá trình thuỷ phân một yếu tố quan trọng thúc đẩy quá trình thuỷ phân là
diện tích tiếp xúc. Ta đã biết rằng enzyme là chất xúc tác sinh học có tác dụng tích cực
trong việc thuỷ phân protein để cho sản phẩm cuối cùng là axit amin. Để tạo điều kiện
tốt hơn cho thuỷ phân của enzyme là tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất,
muốn vậy phải làm nhỏ kích thước cơ chất trước khi thuỷ phân cũng nhằm làm giảm
thời gian thuỷ phân.
2.3.5. Ảnh hưởng của nước và thời gian
Theo một số nghiên cứu thì mức độ thủy phân tăng vọt trong thời gian đầu của
phản ứng, sau đó tốc độ phản ứng chậm lại. Thời gian thủy phân dài hơn và sử dụng
lượng enzyme lớn hơn thì mức độ thủy phân cao hơn.
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.
Tóm lại, quá trình thủy phân bằng protease chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Vì
vậy muốn quá trình thủy phân có hiệu quả cao phải tối ưu hóa các yếu tố này trong quá
trình sản xuất.

10


2.4. Sơ lược về phân hữu cơ
2.4.1. Định nghĩa
Phân hữu cơ là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu
cơ như: phân chuồng, phân xanh, phân than bùn, phụ phế phẩm nông nghiệp, phân rác
v.v (Bộ NNPTNT, Cục Trồng Trọt).
2.4.2. Phân loại phân hữu cơ
a. Phân chuồng là hỗn hợp chủ yếu của: phân, nước tiểu gia súc và chất độn. Nó
không những cung cấp thức ăn cho cây trồng mà còn bổ sung chất hữu cơ cho đất giúp
cho đất được tơi xốp, tăng độ phì nhiêu, tăng hiệu quả sử dụng phân hóa học v.v.
b. Phân rác là phân hữu cơ được chế biến từ: cỏ dại, rác, thân lá cây xanh, rơm rạ
v.v ủ với một số phân men như phân chuồng, lân, vôi v.v đến khi mục thành phân
(thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng).
c. Phân xanh là phân hữu cơ sử dụng các loại cây lá tươi bón ngay vào đất không
qua quá trình ủ do đó chỉ dùng để bón lót. Cây phân xanh thường được dùng là cây họ
đậu: điền thanh, muồng, keo dậu, cỏ Stylo, điên điển v.v.
d. Phân vi sinh là chế phẩm phân bón được sản xuất bằng cách dùng các loại vi
sinh vật hữu ích cấy vào môi trường là chất hữu cơ (như bột than bùn). Khi bón cho đất
các chủng loại vi sinh vật sẽ phát huy vai trò của nó như phân giải chất dinh dưỡng khó
tiêu thành dễ tiêu cho cây hấp thụ, hoặc hút đạm khí trời để bổ sung cho đất và cây.
e. Phân hữu cơ sinh học là loại phân có nguồn gốc hữu cơ được sản xuất bằng
công nghệ sinh học (như lên men vi sinh) và phối trộn thêm một số hoạt chất khác để
làm tăng độ hữu hiệu của phân, hoặc khi bón vào đất sẽ tạo môi trường cho các quá

trình sinh học trong đất diễn ra thuận lợi góp phần làm tăng năng suất cây trồng. (Bộ
NNPTNT, Cục Trồng Trọt).
2.4.3. Đẩy mạnh sử dụng phân hữu cơ – xu thế tất yếu của sản xuất trồng trọt
Thực trạng sản xuất nông nghiệp ở hầu hết các vùng trong cả nước cho thấy việc
sử dụng phân bón cho cây trồng đến nay vẫn chủ yếu là sử dụng phân hóa học. Việc sử
dụng quá nhiều phân bón hóa học mà ít chú ý đến sử dụng phân hữu cơ đã gây ra
những tổn hại to lớn cho môi trường đất về mặt chỉ tiêu độ phì nhiêu, hệ số sử dụng
phân đạm, lân, kali xuống thấp, sự mất cân đối giữa các dưỡng chất trong đất tăng lên,
hệ vi sinh vật đất bị phá hủy v.v. FAO đã cảnh báo về thảm hại do sử dụng nhiều phân
hóa học trong 45 năm qua là 11 % đất đai bị tàn phá, 1,2 tỉ ha đất mất đi thảm thực vật,
11


30 % đất bị xói mòn, 10 % diện tích đất biến thành sa mạc. Ngoài ra, việc chỉ sử dụng
phân hóa học trong một thời gian dài còn làm gia tăng sự phát sinh gây hại của sâu bệnh,
dẫn tới việc phải sử dụng nhiều hóa chất bảo vệ thực vật, gây ảnh hưởng xấu dây chuyền.
Kết quả một nghiên cứu khoa học ở Nhật Bản cho thấy nếu so sánh năng suất cây
trồng ở một thời điểm cụ thể giữa bón phân hóa học và bón phân hữu cơ thì việc sử
dụng phân hóa học có thể cho năng suất cao hơn nhưng xét về tổng thể, lâu dài thì việc
bón phân hữu cơ tạo ra một lượng sinh khối lớn hơn, bền vững và lợi ích hơn.
Trước thực trạng này, Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới đang có
những điều chỉnh tích cực về chiến lược sử dụng phân bón. Xu thế sử dụng phân hữu
cơ đang được chú ý để thay thế việc sử dụng phân hóa học.
2.4.4. Sơ lược về phân bón lá
2.4.2.1. Định nghĩa
Bón phân qua lá là biện pháp phun một hay nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng
lên các phần ở phía trên mặt đất của cây (lá, cuống, hoa, trái) với mục đích nâng cao
sự hấp thu dinh dưỡng qua các phần trên không của cây trồng (Harmen Tjalling
Holwerda, 2003).
2.4.2.2. Lý do áp dụng phương pháp bón phân qua lá

a. Những yếu tố giới hạn khả năng hấp thu ở bộ rễ và chuyển vận bên trong cây
Hiện tượng thiếu dinh dưỡng xảy ra khi khả năng hấp thu của bộ rễ bị giới hạn
hoặc bị ngăn cản trong một thời gian, do đó không đủ để cung cấp theo nhu cầu của
cây. Những sự kiện liên quan tới vùng rễ có thể kể:
+ Rễ bị tổn thương: Do bị bệnh (tuyến trùng chẳng hạn) hoặc tổn thương cơ học
(do xới xáo khi chăm bón làm đứt rễ).
+ Những điều kiện của đất không hữu hảo cho bộ rễ hấp thu dinh dưỡng:
 Chất dinh dưỡng bị bất động hoá do các vi sinh vật.
 Bị cố định do môi trường đất và các chất hữu cơ.
 Sự nhiễm mặn (độ EC quá cao sẽ giới hạn khả năng hấp thụ nước của rễ cây).
 Sự bất động liên hệ tới độ pH (sự oxy hoá gây ra cho các kim loại ở độ pH
cao hoặc sự bất động của Mo ở pH thấp).
 Sự bất cân đối dinh dưỡng trong đất (sự đối kháng giữa các ion như K và Ca).
 Thiếu oxy (đất quá ướt).

12


 Sự hoạt động của rễ thấp (nhiệt độ thấp quanh vùng rễ trong thời kỳ ra hoa và đậu trái).
 Thiếu nước để các chất dinh dưỡng ngấm vào (quá khô).
+ Nhu cầu dinh dưỡng ở đỉnh cao: Trong suốt thời kỳ phát triển trái nhanh, nhu cầu
dinh dưỡng vượt quá khả năng cung cấp mặc dù đất trồng rất màu mỡ.
+ Bón phân qua lá cũng có thể được chỉ định khi nhu cầu tập trung dinh dưỡng vào các
vị trí chuyên biệt bên trong cây vượt quá khả năng phối trí dinh dưỡng bên trong cây
 Điều này thường xảy ra nhất trong những vùng trọng điểm của các loại trái cây
lớn hoặc các chùm đậu và liên quan tới cả hai sự kiện là nhu cầu tập trung cao độ vào
một vùng chuyên biệt nhiều nguyên tố trong trái cây như N và K và hệ quả của khả năng
cơ động thấp của các mô libe đối với một số nguyên tố nào đó, như Ca và B chẳng hạn.
 Khả năng cơ động các nguyên tố bên trong cây cũng có thể bị hạn chế nếu
hoa phát triển trước lá và do đó dẫn đến tình trạng hạn chế sự chuyển dịch dinh dưỡng

trong các mô mao dẫn.
 Trong các thời kỳ hạn hán hoặc ẩm độ không khí cao cũng có thể hạn chế sự
chuyển vận trong các mạch mao dẫn và ngăn cản sự phân phối các dưỡng chất bất
động bởi các mô libe.
Trong các điều kiện này khi sự hấp thụ dinh dưỡng qua bộ rễ và chuyển dịch
chúng bên trong cây không thể thực hiện hoặc bị hạn chế, phương pháp bón phân qua
lá có thể là một giải pháp.
b. Áp dụng phương pháp bón phân qua lá Những lý do chính cho việc áp dụng bón
phân qua lá gồm có:
Hiệu chỉnh hiện tượng thiếu dinh dưỡng: bón phân qua lá có thể nhanh chóng
hiệu chỉnh hiện tượng thiếu dinh dưỡng vì phân bón được phun ngay vào chỗ đang
thiếu. Thí dụ hiện tượng thiếu sắt có thể xảy ra khi cây trồng trên nền đất sét (độ pH
cao). Phun hợp chất Fe-chelate (Fe-EDTA) có thể giải quyết vấn đề.
Ngăn ngừa hiện tượng thiếu dinh dưỡng: Khi phân bón xuống đất không phát huy
được hiệu quả đối với một vài nguyên tố nào đó, thí dụ Mn trong vùng đất có độ pH
cao, áp dụng bón phân qua lá (với Mn) có thể ngăn ngừa được hiện tượng thiếu Mn.
Thay thế hoặc bổ sung cho phương pháp bón phân qua rễ: Việc bón phân qua lá
có thể phần nào thay thế phân bón qua rễ nhưng không bao giờ có thể thay thế hoàn
toàn được bón phân qua lá giúp duy trì sự phát triển và mạnh khỏe của cây trồng và

13


làm gia tăng chất lượng của nông sản vì có thể áp dụng đúng lúc và đúng nơi, hoàn
toàn độc lập với các điều kiện về đất đai và nhất là khả năng tác động nhanh của nó.
Sự gia tăng năng suất ngoài mong đợi sau khi áp dụng bón phân qua lá là do sự
liên hợp dẫn đến hậu qủa gia tăng sự hấp thu dinh dưỡng từ bộ rễ. Sự gia tăng này là
do việc bón phân qua lá đã tạo nên sự cân bằng các chất dinh dưỡng bị thiếu mà đó lại
là yếu tố giới hạn sự quang hợp và sự sản xuất sinh học (Baier và Baierova, 1999, trích
dẫn Nguyễn Văn Linh, 2003). Những nhà nghiên cứu này đã thử phun qua lá một

lượng 2,69 kg N/ha và 0,96 kg Mg/ha trên cây bắp và thấy rằng khả năng hấp thu gia
tăng theo thứ tự là 55 kg N/ha và 6 kg Mg/ha so với đối chứng.
Gia tăng khả năng chống chịu sự phá hoại của sâu bọ và bệnh: Điều này dễ hiểu
vì một cây trồng khỏe mạnh thì ít mẫn cảm với các loài sâu bọ và các loại bệnh hơn.
Một công thức phân bón kết hợp giữa P và K (PK 50-30 và chất phụ gia) đã được
khám phá là có các tác dụng làm cho cây cứng cáp và khỏe mạnh hơn, giúp cho cây
trồng tạo được khả năng chống lại sự phá hoại của loài nấm mốc sương trên cây bông
hồng, cây cà tím và cà chua.
Gia tăng khả năng chống lại tuyết lạnh: bón phân qua lá có thể làm gia tăng sự
tập trung các muối khoáng vào bên trong tế bào, làm hạ điểm đông của tế bào chất.
2.5. Các nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ
2.5.1. Nghiên cứu ngoài nước
Theo công ty Enviromental Choices, ở Costa Rica đã có nhiều thí nghiệm về ủ
phân như “Ủ phân giun và Ecoenzyma”, “Ủ vỏ quả cà phê và zymplex”, “Ủ phân gà
dùng chất độn mạc cưa và Ecoenzyme”. Kết quả cho thấy thời gian ủ phân được rút
ngắn, hàm lượng dinh dưỡng được bảo toàn và mùi giảm một cách đáng kể. Cũng theo
nguồn này, ở Zambia, Tây Phi cũng có thí nghiệm về ủ phân như “Ủ phân bò khô với
Enchoice dùng chất độn vỏ đậu phộng nghiền nhỏ.
Năm 1995, Iizuka và ctv đã nghiên cứu phương pháp sản xuất phân bón hữu cơ
bằng cách sử dụng đầu cá ngừ làm nguyên liệu thô, trong nghiên cứu này Iizuka đã sử
dụng enzyme từ vi khuẩn và thử nghiệm bổ sung phân hữu cơ này trong môi trường
nuôi hạt phấn cây trà. Kết quả thí nghiệm cho thấy phân này đã làm tăng tốc độ tăng
trưởng 180% so với hạt phấn cây trà trồng trong môi trường nuôi cấy đối chứng.

14