Nghiên cứu bón tro bã mía vào đất để cải tạo một số chỉ tiêu cơ bản trong đất

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU BÓN TRO BÃ MÍA VÀO ĐẤT ĐỂ CẢI TẠO MỘT SỐ
CHỈ TIÊU CƠ BẢN TRONG ĐẤT
GVHD:

TS. Nguyễn Thị Thu Phương

Lớp:

Công nghệ Hóa 2 – K11

1


MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước nông nghiệp, được hình thành và phát triển từ rất lâu. Những
năm gần đây, cùng với xu thế phát triển chung của xã hội, ngành nông nghiệp Việt Nam
cũng đã phát triển không ngừng có được điều đó là nhờ ứng dụng những thành tựu khoa
học kỹ thuật. Trong đó, vấn đề nghiên cứu sử dụng phế phẩm công nghiệp luôn đóng một
vai trò vô cùng quan trọng trong việc phát triển ngành nông nghiệp trồng trọt, nó đóng
góp một phần lớn cả về chất lượng cũng như sản lượng thu hoạch của cây trồng, điều này
đã và đang ngày càng được khẳng định. Thấy được tầm quan trọng đó, ngay từ những
ngày đầu lập nước, Đảng và Nhà nước ta đã chú trọng đến phát triển ngành sản xuất phân
bón phục vụ sản xuất nông nghiệp. Trong đó, việc nghiên cứu và sử dụng tro bã mía ở

Việt Nam đến nay đã có những thành tựu đáng kể và quan trọng cả về quy mô và chất
lượng
Thực tế sản xuất nông nghiệp đã khẳng định vai trò thiết yếu của sử dụng phế phẩm
công nghiệp trong việc duy trì độ phì nhiêu của đất, ổn định năng suất cây trồng, góp
phần vào sản xuất nông nghiệp bền vững. Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụng phế phẩm
công nghiệp từ chất thải của gia súc nuôi công nghiệp ngày càng khan hiếm không đủ để
đáp ứng cho canh tác nông nghiệp hiện đại, trong khi đó nguồn nguyên liệu từ các phụ
phế liệu của hầu hết các nhà máy chế biến lại rất nhiều, đây là một nguồn hữu cơ qúy giá
để sản xuất phân hữu cơ vi sinh, trong đó có phụ phế liệu của nhà máy mía đường vì
lượng bã mía, bã bùn, rỉ mật thải là rất lớn, lại giàu hữu cơ dễ chuyển hóa, không chỉ vậy
trên thực tế thử nghiệm phân hữu cơ vi sinh được sản xuất từ nguồn chất thải của nhà
máy mía đường được cho là phù hợp với rất nhiều loại cây hơn so với các nguồn nguyên
liệu khác như vỏ cà phê, trấu, bã sắn,…
Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng tro bã mía từ các nhà máy đường là rất cần thiết và quan
trọng. Nó góp phần lớn vào việc thúc đẩy quá trình tái tạo, sử dụng phế phẩm công
2


nghiệp tạo phân bón, phát triển ngành nông nghiệp nước ta. Chính vì vậy nhóm nghiên
cứu đã chọn đề tài là:
“Nghiên cứu bón tro bã mía vào đất để cải tạo một số chỉ tiêu cơ bản trong đất”
Nội dung đề tài:
- Nghiên cứu tổng quan
- Lấy mẫu tro bã mía từ nhà máy mía đường
- Phân tích hàm lượng một số chỉ tiêu chính trong tro bã mía
- Phân tích hàm lượng một số chỉ tiêu chính trong mẫu đất thí nghiệm
- Bón tro bã mía vào đất
- Thí nghiệm trồng cây trên các mẫu đất thí nghiệm
- Định kỳ phân tích hàm lượng một số chỉ tiêu chính trong các mẫu đất và theo dõi khả
năng sinh trưởng phát triển của cây.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Thành phần của tro bã mía
Theo thống kê, Việt Nam có tổng số 41 nhà máy đường, việc chế biến 10 triệu tấn mía để
làm đường sinh ra một lượng phế thải khổng lồ: 2,5 triệu tấn bã mía, 250.000 tấn bã bùn
(sau khi đã lấy nước đường) và 250.000 tấn mật rỉ. Trước đây 80% lượng bã mía này
được dùng để đốt lò hơi trong các nhà máy sản xuất đường, sinh ra 50.000 tấn tro và 20%
còn lại là 500.000 tấn bã được dùng làm ván ép, còn mật rỉ dùng để sản xuất cồn, mỳ
chính hoặc dùng cho các công nghệ vi sinh khác như chế biến thành thức ăn chăn nuôi.
Riêng tro và bã bùn không sử dụng được phải đổ ra các bãi đất trống, gần đây lượng tro
bã mía và bã bùn này một phần được đưa vào sản xuất phân bón, cho người dân để người
dân bón trực tiếp cho cây, sử dụng đóng gạch,...
Tro bã mía sau khi thải ra từ nhà máy đường chứa một hàm lượng lớn các chất, phổ biến
là các oxit của silic, sắt, nhôm, canxi, magie,...Trong đó có các nguyên tố và một số thành
phần quan trọng đối với đất như: Photpho, Kali, hợp chất hữu cơ, SiO 2, ..... góp phần bổ
sung một hàm lượng lớn chất dinh dưỡng cho cây trồng.
1.2. Vai trò của một số thành phần trong tro bã mía tới chất lượng đất và cây trồng
1.2.1. Silic
Theo tính toán, mỗi tấn Si chứa trong thành tế bào dưới dạng Phytolits, nếu để các dạng
này phân hủy hữu cơ quay lại đất tự nhiên, nó sẽ bù đắp trở lại lượng Si hút đi. Đây là
nguyên nhân chủ yếu làm cho cây trồng dễ đổ ngã trước gió mạnh, dễ xâm nhiễm sâu
bênh, năng suất, chất lượng nông sản ngày càng giảm. Theo các nghiên cứu cho thấy
trong thành phần tro bã mía có hàm lượng SiO 2 chiếm môt ti lê khá lớn có thể cung cấp
cho đất, cho cây trồng. Trong nhiều trường hợp, lượng Si khá lớn nhưng lại không có
hoạt tính sinh học và có hàm lượng hữu hiệu thấp khi ở đất có pH > 7 hay trong đất có
mặt một lượng lớn sesquioxide và sự hấp thu anion (-) là ưu thế (đất sét). Acid silic trong
dung dịch nước sẽ tương tác với pectin và polyphenol trong thành tế bào và được định vị

chính ở thành tế bào giúp cho thành tế bào cứng cáp hơn. Điều đó cho thấy Si thì có ích
4


cho rất nhiều loài thực vật bậc cao. Các thực vật bậc cao khác nhau ở khả năng hấp thu
Si. Các loài thực vật chứa hàm lượng Si cao bao gồm họ Gramineae (cỏ) ở đất khô và đất
ướt, hầu hết ở dạng hai lá mầm, đặc biệt các cây họ đậu (legume). Rễ sau khi hấp thu Si
sẽ được vận chuyển và tích tụ ở xylem (mạch gỗ) và thành tế bào xylem, và giúp ngăn
cản sự sụp đổ khi hô hấp tăng. Si cũng tích tụ dọc trục rễ và tích tụ nhiều ở thành trong
của biểu bì (endodermis) và hoạt động như một cơ chế rào cản rất hiệu quả chống lại sự
xâm nhiễm vào trụ giữa của cây do tác nhân bệnh và thực vật ký sinh. Ở chồi và lá, sự
phân phối Si phụ thuộc vào tỉ lệ thoát hơi nước của cây và được tích tụ sau khi thoát hơi
nước ở giai đoạn cuối của dòng thoát hơi nước thường ở ngoài và trong thành tế bào biểu
bì lá. Thành tế bào biểu bì lá bị thấm một màng mỏng Si và trở thành những rào cản có
hiệu quả chống lại sự mất nước do thoát hơi nước qua lớp cutin và sự xâm nhiễm của
nấm.
Si là một nguyên tố khá linh động, nó có khả năng thay đổi cấu trúc khi gặp điều kiện
thời tiết khắc nghiệt và nhờ khả năng này nó có thể kiểm soát và điều hòa nhiệt độ và các
thay đổi bất thường khác bởi sự thay đổi cấu trúc của nó ở thành tế bào, khi các tương
tác với acid silic (hình thành liên kết este) sẽ dẫn đến tích tụ một lượng lớn Silic vào cấu
trúc thành tế bào trưởng thành.Si tăng cường hệ thống miễn dịch cho cây, giúp cây tăng
trưởng nhanh, khỏe mạnh. Tăng cường sức đề kháng cho cây chống lại các loại côn trùng
và vi sinh vật gây hại như: sâu, rầy, nấm và vi khuẩn. Tăng năng suất cây trồng, đặc biệt
cây lúa rất cần silic hơn các loại chất dinh dưỡng cơ bản khác như N P K. Chất silic sẽ
giúp thân lúa khỏe mạnh, cứng cáp, chịu ngập và chịu gió tốt. Có khả năng kháng lại một
số loại vi sinh vật và côn trùng gây hại như: rầy và ốc bươu vàng. Silic (S) có 4 ưu điểm
khi sử dụng có thể tóm tắt như sau:
- Silic giúp tăng cường độ cứng cho thân cây, ngăn ngừa sâu bệnh và côn trùng gây hại.
- Giúp bảo vệ đất do sử dụng các hóa chất. Tăng cường độ màu mỡ cho đất và có khả
năng giữ nước tốt. Giúp cân bằng và nâng cao lượng khoáng chất trong đất để cây trồng

hấp thụ.
- Phân chứa silic giúp cho các loại cây trồng và hoa màu không bị thoái hóa giống. Giúp
tăng năng suất cây trồng, rau quả có vị thơm ngon. Đặc biệt đối với cây lúa và ngô sử
dụng phân có silic sẽ cho năng suất cao.
- Về lĩnh vực môi trường sinh thái, ngành công nghiệp sạch cần sử dụng axit silic để phân
hủy các tạp chất trong quá trình sản xuất.

1.2.2. Chất hữu cơ

5


Có thể nói chất hữu cơ đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với tất cả quá trình xảy ra
trong đất và liên quan chặt chẽ tới tính chất lý, hoá và sinh học của đất, thể hiện ở những
điểm sau:
Ðối với quá trình hình thành và tính chất đất:
+ Với lý tính đất: Chất hữu cơ có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu đất, các keo mùn
gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền vững. Phân hữu cơ có tác dụng
làm đất thông thoáng tránh sự tạo váng, tránh sự xói mòn. Cải thiện lý, hóa và sinh học
đất, làm đất tơi xốp, thoáng khí, ổn định pH, giữ ẩm cho đất, tăng khả năng chống hạn
cho cây trồng…. Tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật hoạt động trong đất, giúp bộ
rễ và cây trồng phát triển tốt. Góp phần đẩy mạnh quá trình phân giải các hợp chất vô cơ,
hữu cơ thành nguồn dinh dưỡng dễ tiêu N, P, K, trung, vi lượng … để cây trồng hấp thụ
qua đó giảm thiểu các tổn thất do bay hơi, rửa trôi gây ra.
+ Với hoá tính đất: Chất hữu cơ xúc tiến các phản ứng hoá học, cải thiện điều kiện oxy
hoá, gắn liền với sự di động và kết tủa của các nguyên tố vô cơ trong đất. Chất hữu cơ
làm tăng khả năng hấp phụ của đất, giữ được các chất dinh dưỡng, đồng thời làm tăng
tính đệm của đất.
+ Với đặc tính sinh học đất: Trong quá trình phân giải, phân hữu cơ cung cấp thêm thức
ăn cho vi sinh vật, khoáng và hữu cơ nên khi vùi phân hữu cơ vào đất tập đoàn vi sinh vật

trong đất phát triển nhanh, giun đất cũng phát triển mạnh.
Chất hợp hữu cơ là kho thức ăn cho cây trồng và vi sinh vật. Chất hữu cơ đất (kể
cả các chất mùn và ngoài mùn) đều chứa một lượng khá lớn các nguyên tố dinh dưỡng:
N, P, K, S, Ca, Mg và các nguyên tố vi lượng, trong đó đặc biệt là N. Những nguyên tố
này được giữ một thời gian dài trong các hợp chất hữu cơ, vì vậy chất hữu cơ đất vừa
cung cấp thức ăn thường xuyên vừa là kho dự trữ dinh dưỡng lâu dài của cây trồng cũng
như vi sinh vật đất.

6


Chất hữu cơ đất chứa một số chất có hoạt tính sinh học (chất sinh trưởng tự nhiên,
men, vitamin…) kích thích sự phát sinh và phát triển của bộ rễ, làm nâng cao tính thẩm
thấu của màng tế bào, huy động dinh dưỡng…
Chất hữu cơ đất có tác dụng duy trì bảo vệ đất: Chất hữu cơ chứa các hợp chất
kháng sinh cho thực vật chống lại sự phát sinh sâu bệnh và là môi trường rất tốt làm tăng
hoạt tính của hầu hết vi sinh vật đất; Tăng cường sự phân giải của vi sinh vật hoặc xúc tác
cho sự phân giải các thuốc bảo vệ thực vật trong đất; Cố định các chất gây ô nhiễm trong
đất, làm giảm mức độ dễ tiêu của các chất độc cho thực vật.
1.2.3. Photpho
Cơ thể thực vật sử dụng P dưới dạng muối của acid phosphoric. Bản chất của sự biến đổi
các hợp chất P trong cơ thể là các gốc acid tham gia vào thành phần một chất hữu cơ nhất
định bằng quá trình phosphoryl hóa và sau đó truyền cho các chất khác (bằng cách
phosphoryl hoá). Bằng con đường đó, cơ thể đã tạo thành tất cả các chất chứa P cần thiết
cho sự sống. Các hợp chất P gặp trong cơ thể thực vật khác nhau về bản chất hoá học
cũng như về chức năng sinh lí. Có thể chia làm 5 nhóm các hợp chất P như sau:
- Nhóm nucleotid (bao gồm AMP, ADP, ATP). Các nucleotid này đóng vai trò rất quan
trọng trong các quá trình cố định, dự trữ và chuyển hoá năng lượng, đồng thời chúng
tham gia vào tất cả quá trình biến đổi và sinh tổng hợp các carbohydrate, lipid, protein,
cũng như quá trình trao đổi acid nucleic trong cơ thể thực vật.

- Hệ thống coenzyme như CoI (NAD), CoII (NADP), FAD, FMN. Đây là các nhóm hoại
động của các enzyme oxi hóa khử, đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong các phản ứng
oxi hóa khử trong cây, đặc biệt là quá trình quang hợp, hô hấp quá trình đồng hóa nitơ.
- Các acid nucleic và các nucleoprotein. P tham gia trong thành phần của AND, ARN có
vai trò trong quá trình di truyền của cây, liên quan đến quá trình tổng hợp protein, các quá
trình sinh trưởng và phát triển của thực vật.
- Các polyphostphate. Chúng có thể phosphoryl hoá ARN và có thể coi chúng là các hợp
chất cao năng giống như ATP. Thực vật cần các polyphosphate này để hoạt hoá ARN
trong quá trình sinh tổng hợp protein và acid nucleic.
- Các estephosphate của các loại đường (như hexose P, triose P, pentose P...).
Đây là các dạng đường hoạt hóa, đóng vai trò quan trọng trong trao đổi carbohydrate.
7


Các phospholipid là hợp chất chứa P rất quan trọng cấu tạo nên hệ thống màng sinh học
như màng sinh chất, màng không bào, màng các bào quan... Đây là các màng có chức
năng bao bọc, quyết định tính thấm, trao đổi chất và năng lượng. Chức năng của màng
gắn liền với hàm lượng và thành phần của phospholipid trong chúng.
Ngoài ra P còn có vai trò
- Liên kết với kim loại tạo nên một hệ thống đệm đảm bảo độ pH trong tế bào chỉ xê dịch
trong một phạm vi nhất định (6-8). KH 2PO4 và K2HPO4 trong môi trường acid sẽ cho ion
OH-, còn trong môi trường kiềm tạo ra ion H+ làm ổn định độ pH:
HPO42- + H2O
--> H2PO4- + OHH2PO4- -->
HPO42- + H+

- Đối với quang hợp P ảnh hưởng đến khâu tổng hợp sắc tố, quá trình quang phosphoryl
hóa, quá trình tạo chất hữu cơ trong pha tối của quang hợp.
- P có ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình trao đổi nước và khả năng chống chịu của cây.
Nhiều tài liệu cho rằng P là dạng phân có tác dụng rút ngắn thời gian sinh trưởng, làm cây

ra hoa, kết quả sớm hơn.
Như vậy, P sau khi xâm nhập vào thực vật dưới dạng các hợp chất vô cơ theo con đường
đồng hoá sơ cấp P bởi hệ rễ, đã tham gia vào nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng và tham
gia vào hầu hết quá trình trao đổi chất của cây. Do vậy có thể nói rằng P đóng vai trò
quyết định sự biến đổi vật chất và năng lượng, mà mối liên quan tương hỗ của các biến
đổi đó quy định chiều hướng, cường độ các quá trình sinh trưởng phát triển của cơ thể
thực vật và cuối cùng là năng suất của chúng.
Vì vai trò của P quan trọng như vậy nên khi thiếu P cây có những biểu hiện rõ rệt về hình
thái bên ngoài, cũng như về năng suất thu hoạch.
1.2.4. Các chất khác
Ngoài ra, trong thành phần của tro bã mía còn chứa một lượng các nguyên tố vi lượng
cần thiết như Magie, Nito, Kali,… .Nó đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp và
chuyển hóa năng lượng cho cây trồng, cũng như góp phần tạo keo đất, tránh hiện tượng
rủa trôi đất và chất dinh dưỡng trong đất
1.4. Giới thiệu về một số biện pháp cải tạo đất
Sau một thời gian dài canh tác, đất bị bạc màu do sử dụng nhiều phân hóa học và ngày
càng cạn kiệt dinh dưỡng dẫn tới năng suất cây trồng ngày càng giảm. Do đó ta phải cải
8


tạo đất để tái tạo lại nguồn dinh dưỡng ban đầu và loại từ các vi khuẩn, nấm có hại trong
đất. Và giúp cho cây dễ dàng hấp thụ dinh dưỡng chúng ta bổ sung hơn. Dưới đây là một
số biện pháp chung để giúp cải tạo đất:
- Thủy lợi: Đây là biện pháp kỹ thuật quan trọng hàng đầu trong việc cải tạo lại đất bạc
màu. Việc tưới tiêu nước chủ động, khoa học bằng một hệ thống kênh mương hoàn chỉnh
nhằm cải thiện độ phì đất bạc màu, tăng độ ẩm, cải thiện được các đặc tính lý hoá trong
đất, làm cho đất tơi xốp hơn, khả năng kết dính tốt hơn, giữ nước tốt hơn, giúp hệ vi sinh
vật trong đất hoạt động tốt hơn tạo điều kiện cho cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn.
- Tuân thủ quy tắc ứng dụng triệt để, xây dựng ý thức chủ đạo trong quá trình thực hiện,
tuyên truyền phổ biến mô hình ứng dụng sinh học tiên tiến cho nông dân trên thông tin

truyền thông rộng rãi.
- Không được sử dụng hóa chất có độc tố vào cây trồng và đất trồng cây.
- Áp dụng đúng quy trình sinh học tiên tiến, hiệu quả nhất phù hợp với điều kiện môi
trường, thổ nhưỡng từng vùng, tuân thủ quy tắc tự nhiên, không thúc ép quá tải, không
khai thác cạn kiệt sản phẩm trên cây trồng làm kháng thể của cây trồng vượt giới hạn của
chúng……
- Bồi bổ vi sinh vật hữu ích hàng năm cho đất trồng cây thường xuyên như: Bón phân có
hàm lượng vi sinh, hợp chủng vi sinh hữu ích, các men khoán cần và đủ để vi sinh tái tạo
và phát triển cao hơn.
- Giữ ẩm cho đất và cây trồng đảm bảo, không để quá khô hạn hay ngập úng trong mùa
mưa mùa lũ, có biện pháp che đậy tránh nắng trực tiếp, thông thoáng quanh gốc cây khi
độ ẩm lên cao.
- Bón phân định kỳ để đảm bảo nguồn dinh dưỡng cần thiết để nuôi toàn bộ cây trái luôn
ổn định năng xuất không gián đoạn. Bổ sung nguồn vi lượng cần thiết cho cây trồng theo
chu kỳ bón phân hoặc trước lúc cây ra hoa tạo trái.
9


1.5. Các nghiên cứu ở Việt Nam về sử dụng phế phẩm nông nghiệp cải tạo đất
Vỏ trấu được đốt trong điều kiện yếm khí (thiếu oxy) thành than trấu hay thường gọi là
tro trấu hun; đốt từ vỏ trấu là phương tiện cải tạo đất rất tốt; thuật ngữ biochar trở nên
thông dụng trong ngành nông nghiệp; để chỉ loại than của các phế phẩm nông nghiệp như
vỏ cây, vỏ hạt ( trấu, vỏ hạt cà phê), cỏ khô,… được đốt tồn tính, nghĩa là đốt cho thành
thứ than đen chứ không thành tro để bón cho đất trồng cây.
Vỏ trấu đốt than tồn tính lâu bị phân hủy và tồn tại nhiều năm trong đất; nhờ đó đất tơi
xốp được nhiều nước cho đất ẩm hơn; tạo môi trường phát triển thuận lợi cho các hệ sinh
vật hoạt động giúp cải tạo đất bạc màu và có nhiều dưỡng chất cho cây trồng phát triển
tốt hơn.
Xơ dừa là nguyên liệu tự nhiên sẵn có tuyệt vời để sử dụng cho nhiều mục đích khác
nhau và được coi như một loại giá thể có thể thay thế cho đất trồng. Xơ dừa có nhiều tác

dụng như:
– Giúp quá trình phân hủy từ hữu cơ sang vô cơ sẽ nhanh hơn. Rất phù hợp đối với các
chủng loại cây ngắn ngày.
– Cải tạo cho những khu vực có kết cấu đất quá chặc ( đất đồi , núi ) nhằm tạo độ thông
thoáng lưu chuyển không khí cho đất ( cày xới chung với đất ). Đồng thời giúp lưu giữ
lâu

nguồn

nưới

tưới

tạo

độ

ẩm

cho

đất

mà

không

bị

úng

ngập.

Tro bã mía, bùn bã mía cũng đã được ứng dụng để cải tạo đất như dùng để sản xuất phân
vi sinh, bón trực tiếp cho đất để cải tạo đất.
Phân hữu cơ ủ từ bã bùn mía được bón trở lại cho đất phèn vùng trồng mía nguyên liệu
chính ở ĐBSCL nhằm cải thiện độc chất Al và dinh dưỡng lân. Trên đất phèn, hàm lượng
Al hoạt động, Al trao đổi, Al hòa tan cũng như các thành phần Al khác như Al liên kết với
hữu cơ đều giảm đáng kể cùng với tăng lượng bón phân bã bùn mía. Hầu hết Pi dể tiêu
trong phân bã bùn sau khi bón đều chuyển sang Al-Pi và Fe-Pi. Phân bã bùn mía cải thiện
được sinh trưởng của rể bắp trồng trên nền đất phèn nhờ giảm độc chất Al . Kết quả ban
10


đầu cho thấy sử dụng phân bã bùn mía kết hợp với phân NPK có thể tiết kiệm một lượng
đáng kể phân vô cơ cho cây mía trên đất phèn so với cách bón truyền thống của nông
dân.
Nghiên cứu chế biến bã bùn mía thành phân bón (bón cho đất trồng mía là chính và đất
trồng một vài loại cây trái khác) để trả lại độ phì cho đất, chống thoái hóa đất canh tác và
quan trọng nữa là khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường, nguồn nước cũng đã được
nghiên cứu. Về mặt công nghệ, phải xây dựng được một công nghệ vi sinh để chuyển hóa
các thành phần hữu cơ có trong bùn mía thành mùn do vi sinh vật (VSV) thực hiện. Để
làm được việc này phải xác định được tỷ lệ C - N (các-bon - ni-tơ) có trong bùn mía, xác
định các điều kiện (độ kiềm pH, nhiệt độ, độ ẩm, độ thông khí) để cho VSV chuyển hóa
(có định hướng) các thành phần của bùn thành mùn chứ không gây thối. Quá trình
chuyển hóa thực chất là kỹ thuật ủ tất cả các phế thải của cây mía gồm bã bùn, tro đốt lò
và tủy bã mía bằng phương pháp tạo luống ủ hai giai đoạn, lượng phế thải ra ngày nào xử
lý hết ngày đó với thời gian ủ từ 45 đến 50 ngày là tạo ra sản phẩm. Giai đoạn 1: Hứng bã
bùn từ nhà máy đem đổ ra bãi ủ, phối trộn với các chất điều chỉnh, các chất phụ gia và
VSV, vun thành luống, dùng vải dứa phủ lên, định kỳ 5 ngày đảo luống một lần. Sau 30

ngày các chất dễ phân hủy được phân hủy hết, không gây mùi thối và biến thành một chất
tươi xốp không mùi. Giai đoạn 2: phun thêm vài loại VSV vào và trộn đều rồi đưa vào
nhà mái che ủ độ 15 - 20 ngày nữa sẽ tạo thành compost chín có thể cùng bón ngay hoặc
trộn thêm phân hóa học (đạm - lân - kali) để bón. Ưu điểm của phân bón này là tạo được
nền thổ nhưỡng có hàm lượng màu hữu cơ cao. Người nông dân chỉ cần giảm lượng phân
hóa học theo hướng dẫn là cơ bản đã bón được cân đối cho cây trồng. Nhờ vậy vừa tiết
kiệm lượng phân hóa học mà cây trồng vẫn sinh trưởng tốt, ít sâu bệnh, đất không bị
thoái hóa cho phép thâm canh tăng năng suất và chất lượng cây trồng.
1.4.

Phân tích đất và phân tích phân bón

11


Để đánh giá chất lượng đất cũng như của phân bón cần đánh giá nhiều chỉ tiêu như
hàm lượng lân, nito, kali, chất hữu cơ, pH,…Trong đề tài này đi sâu vào phân tích các chỉ
tiêu lân, chất hữu cơ, pH, silic.
1.4.1. Xác định pH đất
Lắc mẫu đất với nước cất để chiết rút H+ trong keo đất (kí hiệu là KĐ):
+ H2O  KÐ4K+ +H+ + Al(OH)3 
Huyền phù thu được đem đo pH bằng máy đo pH (giấy đo pH).
1.4.2. Xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt
Dựa trên sự chênh lệch về khối lượng giữa mẫu đất khô không khí và mẫu đất khô
kiệt sau sấy ở nhiệt độ từ 100 0C đến 105 0C đến khối lượng không đổi để tính độ ẩm và
hệ số khô kiệt của mẫu đất.
1.4.3. Xác định hàm lượng silic dioxit và tạp chất không tan
Phá mẫu đất bằng dung dịch HNO 3 đặc và HClO4 ở nhiệt độ cao làm kết tủa silic
dưới dạng H2SiO3. Sau đó tiến hành lọc, rửa sạch kết tủa SiO 2 và tạp chất không tan và
đem sấy ở 1050C.

H2SiO3 → SiO2 + H2O
1.4.4. Phân tích photpho tổng số
Phá mẫu bằng H2SO4 và HNO3 đặc ở nhiệt độ cao, dung dịch thu được đem tạo
màu với thuốc thử amoni molipdat dùng chất khử axit ascobic, hợp chất màu thu được
đem đo quang tại bước sóng 820nm
HPO42- + 12MoO42- + 23H+ → [PO4(MoO3)12]3- + 12H2O
12


1.4.5. Xác định hàm lượng chất hữu cơ
Cacbon hữu cơ bị oxi hóa bởi lượng dư chính xác dung dịch K 2Cr2O7 trong H2SO4
đặc, đun nóng. Lượng K2Cr2O7 còn dư được chuẩn độ bằng dung dịch muối Fe 2+ tiêu
chuẩn sử dụng thuốc thử điphenylamin:
2K2Cr2O7 + 8H2SO4 + 3C  2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3+ 3CO2 + H2O
K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6FeSO4  K2SO4 + Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 + 7H2O

13


CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Thiết bị – dụng cụ - hóa chất.
2.1.1. Thiết bị – dụng cụ.
-

Máy đo quang Spectro Thermo Scientific – Mỹ.

-

Cân phân tích Sartorius – Đức.

-

Tủ sấy Memmert – Đức.

-

Các dụng cụ thủy tinh dung tích khác nhau như cốc thủy tinh, bình định mức, bình
tam giác, lọ thủy tinh, pipet,...

-

Bếp điện, nồi nhôm, mặt kính đồng hồ, giấy lọc,…

2.2.2. Hóa chất
Các hóa chất sử dụng: K2Cr2O7, axit Boric, amoni molipdat, kali amontactrat, axit
ascobic, H2SO4 đặc, NaHCO3, HCl đặc, NaOH, KH2PO4, muối Morh, NH3 đặc, H3PO4
đặc, HNO3 đặc….
Một số cách pha:
Dung dịch Kali dichromat (K2Cr2O7) chuẩn 1 N
Cân chính xác 49,04 g kali dicromat, hòa tan vào khoảng 600 ml nước cất trong bình định
mức dung tích 1000 ml. Khuấy đều. Định mức đến 1000 ml bằng nước cất.
Sắt (II) amoni sunfat (muối Mohr) 0,5 N
Cân 196 gam muối Mohr hòa tan , thêm từ từ 50 ml axit sunfuric đặc, thêm khoảng 500
ml nước cất . Để nguội, chuyển vào bình định mức 1000ml, định mức đến vạch.
14


Dung dịch amoni molipđat 4%
Hòa tan 4 g molipdat amoni ngậm bốn phân tử nước ((NH 4)6Mo7O24.4H2O) vào nước
trong bình định mức dung tích 100 ml. Thêm nước đến 100 ml và lắc đều. Bảo quản dung

dịch trong chai nhựa.
2.2. Nội dung thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu.
2.2.1. Nội dung thực nghiệm.
- Lấy mẫu tro bã mía từ nhà máy mía đường
- Phân tích hàm lượng một số chỉ tiêu chính trong tro bã mía
- Phân tích hàm lượng một số chỉ tiêu chính trong mẫu đất thí nghiệm
- Bón tro bã mía vào đất
- Thí nghiệm trồng cây trên các mẫu đất thí nghiệm
- Định kỳ phân tích hàm lượng một số chỉ tiêu chính trong các mẫu đất và theo dõi khả
năng sinh trưởng phát triển của cây.
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp phân tích thể tích

-

Phương pháp khối lượng

-

Phương pháp trắc quang

2.3. Tiến hành thực nghiệm
2.3.1. Lấy mẫu và xử lý mẫu
Mẫu tro bã mía được lấy: 21/10/2017 tại nhà máy mía đường Lam Sơn, Thanh Hóa
15


Mẫu đất được lấy ngày 25/10/2017 tại khu ruộng hoa tại làng hoa Tây Tựu, Bắc Từ Liêm,

Hà Nội.
Mẫu đất, mẫu tro bã mía lấy về được lấy một lượng nhỏ (khoảng 20g) để phân tích các
chỉ tiêu. Các mẫu này được để khô trong không khí, nghiền mịn đất khô không khí, rây
qua rây 0,2mm, cho vào túi, ghi các thông tin mẫu.
2.3.2.

Bố trí thí nghiệm trồng cây

Bố trí thí nghiệm trồng cây vào ngày: 26/01/2018
-

Chuẩn bị 4 thùng xốp có đánh số thứ tự tương ứng.

-

Chia đất vào các thùng xốp có kích thước 50x25x20 (cm) sao cho các thùng xốp
có bề giầy đất là như nhau, kích thước hạt đất ở các thùng tương đối bằng nhau.

-

Ngâm giống và reo hạt lên các thùng xốp. Khoảng cách các giữa các hố gieo hạt là
5cm, và số hạt trong một hố là 3 hạt.

-

Các thùng được đánh số theo thứ tự tự 1 đến 4 và được chăm sóc như nhau với
việc bón phân là khác nhau. Lần lượt là:

+ Thùng 1 : chỉ tưới nước đều đặn.
+ Thùng 2 : tưới nước và thêm bón tro bã mía

+ Thùng 3 : tưới nước và bón phân bón NPK.
+ Thùng 4 : tưới nước, bón NPK và tro bã mía
Thời gian tưới tro, phân bón và nước:
+ Nước: 1 lần/ ngày (khoảng 4h-4h30 chiều) (trừ thứ 7, chủ nhật)

16


+ Tro: 1 lần/tuần ( chiều thứ 2, 2 tuần/lần)
+ Phân bón: 1 lần/ tuần ( chiều thứ , 2 tuần/lần)
Hàm lượng tưới tro, phân bón và nước:
+ Nước: 2,5l/m2
+ Tro: 300g/m2
+ Phân bón: 300g/m2 (tỉ lệ N-P-K bón là 1-0,35-0,03)
Trong quá trình chăm sóc, thực hiện quá trình lấy mẫu đất phục vụ quá trình nghiên cứu,
đồng thời theo dõi tốc độ sinh trưởng, phát triển của cây.
2.3.3.

Quy trình phân tích

Quy trình phân tích này áp dụng cho cả mẫu đất và mẫu tro bã mía ban đầu, mẫu đất sau
khi trồng cây.
Lấy mẫu phân tích để phân tích các chỉ tiêu như: đo pH, hàm lượng photpho tổng số, hàm
lượng hợp chất hữu cơ, hàm lượng SiO 2 và tạp chất không tan của các mẫu đất tại các
thời điểm ngày 2/3/2018, 12/3/2018, 21/3/2018.
Mỗi lần lấy mẫu ghi lại kết quả quan sát một số thông tin về tốc độ sinh trưởng, phát triển
của cây.
2.3.3.1.Tiến hành xác định pH
Cân khoảng 5,000g mẫu cho vào các bình tam giác không nhám 250ml đã đánh số thứ tự
tương ứng. Thêm 20ml nước cất vào tam giác chứa mẫu. Lắc tam giác chứa mẫu trên

máy lắc 1h với tốc độ 75 vòng/phút. Sau đó ta đo pH bằng giấy đo pH.

17


Hình 2.1. Xác định pH
2.3.3.2.

Xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt của đất

Sấy giấy cân đã đánh số thứ tự tương ứng ở nhiệt độ từ 100 0C đến 105 0C trong 1h, để
nguội trong bình hút ẩm và đem cân.
Nghiền mịn đất khô không khí, rây qua rây 0,2mm.
Cân khoảng 5,000g mẫu đất mịn khô không khí cho vào giấy cân đã chuẩn bị ở trên.
Sấy giấy có mẫu đất trong tủ sấy ở nhiệt độ từ 100 0C đến 105 0C trong 2h, để nguội rồi
cân.

18


Hình 2.2. Xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt
2.3.3.3. Xác định hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số trong đất
Cân chính xác 0,250g đất đã chuẩn bị cho vào các bình tam giác 250ml đã đánh số thứ tự
tương ứng, thêm chính xác 10ml dung dịch K2Cr2O7 1N, lắc đều. Dùng ống đong đong
10ml H2SO4 đặc, thêm nhanh và cẩn thận 10ml dung dịch H 2SO4 đặc vào bình tam giác ở
trên, lắc đều, để bình tam giác trên tấm sắt 30 phút (cẩn thận vì bình rất nóng). Thêm tiếp
50ml nước cất và 5 ml H3PO4 đặc, để nguội hỗn hợp đến nhiệt độ phòng, thêm 0,2ml chỉ
thị điphenylamin và chuẩn độ lượng K2Cr2O7 dư bằng dung dịch muối Fe2+ tiêu chuẩn
0,5N tới khi dung dịch chuyển từ màu xanh tím sang sang màu xanh lá cây bền 30s.

19


Hình 2.3. Xác định hàm lượng cacbon hữu cơ trong đất
2.3.3.3.

Xác định hàm lượng SiO2 và tạp chất không tan

Sấy khô giấy lọc đã đánh số thứ tự tương ứng ở 110oC và để nguội trong bình hút ẩm.
Cân chính xác khối lượng giấy lọc.
Cân khoảng 0,5g mẫu sau đó cho vào các bát sứ có đánh số theo các mẫu lấy. Thêm vào
mỗi mẫu 10ml HNO3 đặc, đun nhẹ không sôi trên bếp điện. Thêm tiếp 5ml HClO4 đặc
vào. Đun 20 phút sau đó để nguội. Lọc mẫu sau đun bằng giấy lọc đã đánh dấu kí hiệu.
Dùng HCl 10% rửa mẫu 2 lần và nước cất rửa mẫu 3 lần. Cho mẫu trên giấy lọc sau khi
rửa xong vào giấy lọc đã sấy khô và biết trước khối lượng ở trên, đặt vào tủ sấy và sấy ở
110oC trong 4 h. Sau đó cân lại mẫu trên giấy lọc, từ đó ta tìm được hàm lượng SiO 2 và
tạp chất không tan trong mẫu.

Hình 2.4: xác định hàm lượng SiO2 và hợp chấ ít tan

2.3.3.4.

Xác định hàm lượng photpho tổng số

Cân khoảng 0,5g mẫu sau đó cho vào các bát sứ có đánh số theo các mẫu lấy. Thêm vào
mỗi mẫu 10ml HNO3 đặc và 5ml H2SO4 đặc, đun nhẹ không sôi trên bếp điện cho đến khi
20


mất màu đen của mẫu. Để nguội mẫu, sau đó cho mẫu ra ngoài giấy lọc và lọc bỏ phần

chất rắn sau khi phá mẫu. Hút 2ml phần dung dịch thu được sau lọc và cho vào bình định
mức 50ml. Thêm khoảng 30ml nước cất, điều chỉnh pH khoảng 4-5 bằng NH 3 1:3 và
H2SO4 10%, 4ml amoni molipdat 1.25%, 2ml kali antimon tactrat 0.06%, 2ml axit
ascorbic 2%, đem mẫu đi đo quang ở bước sóng 820nm. Ta thu được mật độ quang từ đó
tính được hàm lượng photpho tổng số.

Hình 2.5: xác định hàm lượng photpho tổng số

21


CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả thí nghiệm trồng cây
Cây trồng có sự phát triển rõ rệt sau chu kì trồng của cây, đưới dây là các hình ảnh
biếu diễn sự phát triển của cây qua các thời kì phát triển:


Ngày 01/02/2018

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Hình 3.1. Hình ảnh cây trồng ngày 1/2/2018
22

* Ngày 18/02/2018

Mẫu 1

Mẫu 2

23


Mẫu 3
Mẫu 4
Hình 3.2. Hình ảnh cây trồng ngày 18/2/2018
Nhận xét: Qua các ngày theo dõi, sự phát triển ở mẫu 4 là mạnh nhất. Tốc độ nảy mầm
nhanh và số lượng lá nhiều nhất qua các ngày theo dõi, màu xanh của lá đậm, cây cứng
cáp. Tiếp đó là mẫu 2 và 3 với số lượng lá tương tự nhau trong mỗi thời điểm khảo sát,
màu sắc xanh vừa, mẫu 2 cây cứng cáp, ít đổ ngã hơn. Mẫu 1 phát triển kém nhất, số
lượng lá ít, nhỏ, màu xanh nhạt, cây yếu.
3.2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu trong tro bã mía ban đầu

Chỉ tiêu

pH

Giá trị

6

SiO2 và tạp chất

Chất hữu cơ

không tan (%)

(%OC)

%P2O5

62,21

Kết quả cho thấy tro bã mía ban đầu có pH trung bình, có chứa hàm lượng SiO 2 và tạp
chất không tan cao, hàm lượng chất hữu cơ và hàm lượng P2O5
3.3. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu trong đất

Chỉ tiêu

pH

SiO2 và tạp chất

Chất hữu cơ

không tan (%)

(%OC)

%P2O5


Giá trị

6

85,4

2,8255

2,0134

Kết quả cho thấy đất có pH trung tính, có chứa hàm lượng SiO 2 và tạp chất không tan
cao, hàm lượng chất hữu cơ và hàm lượng P2O5 thấp.
3.4. Kết quả phân tích đất trong quá trình trồng cây
3.4.1. pH đất

Ngày

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Ngày 2/3

6

5

6

6

Ngày 12/3

6

6

6

6

Ngày 21/3

6

6

5

6

Chart Title
7

6

5

4

1

2

3

4

Hình 3.3. pH của đất ở các mẫu thí nghiệm ở các ngày khác nhau so với đất ban đầu
Chú thích:
1- hàm lượng ở mẫu số 1 theo thứ tự các ngày 2/3; 12/3; 21/3