Tài liệu Nghiên cứu công nghệ sản xuất chất dinh dưỡng bổ sung cho phân bón qua lá từ nguồn rong biển trong nước

  • Số trang: 48 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 177 |
  • Lượt tải: 2
nguyetha

Đã đăng 8489 tài liệu

Mô tả:

TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT KẾ CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT MỞ ĐẦU ------------&-----------Trong những năm qua, nền nông nghiệp Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc, từ nước thiếu lương thực, Việt Nam đã trở thành nước không những cung cấp đủ nhu cầu trong nước mà còn trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai thế giới. Có được thành tựu trên chính là nhờ có được các giống mới và biện pháp canh tác hiệu quả, nhưng không thể không nói tới việc sử dụng nhiều phân bón vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật. Cùng với thời gian, chúng ta và cả thế giới đều thấy rằng đất đai ngày càng bị cằn cỗi do thiếu chất hữu cơ, các vi sinh vật trong đất không phát triển dẫn đến các cây được trồng trên các mảnh đất đó bị sâu bệnh nhiều hơn, bị giảm năng suất khi thay đổi thời tiết, do bị giảm khả năng chống chịu sâu bệnh và chống chịu sự biến đổi thời tiết. Việc nhận thức lại vaiC¸O trò của TæNG các chất hữu cơ trong các phân bón vô B¸O KÕT §Òđất,TµI cơ, hữu cơ đối với sự phát triển của cây trồng đã trở thành nhu cầu cấp bách. Ngày nay người ta đã nói nhiều tới việc sử dụng có hiệu quả hơn phân bón vô cơ, thay thế dần phân bón vô cơ bằng những loại phân bón hữu cơ mới. Theo NGHI£N CøU C¤NG NGHÖ S¶N XUÊT CHÊT DINH D¦ìNG xu hướng này, cùng với những phát hiện đột phá về khả năng hấp thụ qua lá Bæ SUNG CHO PH¢N BãN QUA L¸ Tõ NGUåN RONG BIÓN chất dinh dưỡng vô cơ và hữu cơ (chủ yếu là các axít amin) trong phân bón TRONG N¦íC sản xuất bằng phương pháp thủy phân protein có trong các sản phẩm nông nghiệp như rong biển, ngô, đậu tương, cá biển ... đã và đang phát triển khá mạnh. Ở những vùng sản xuất hoa, quả và rau có giá trị cao của Việt nam sử dụng đậu tương ngâm ủ 5 - 6 tháng cho oai mục để làm phân bón rất phổ biến và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Ở vùng nông thôn ven biển, rong biển tươi cũng đã được sử dụng làm phân bón và cũng đã mang lại kết quả tốt. Rong biển nếu qua chế biến sẽ trở thành phân bón có giá trị hơn nhiều so với nguyên liệu ban đầu và hiện nay đã có 1 số công ty nghiên cứu và chế biến rong biển làm nguyên liệu để sản xuất phân bón lá như Công ty cổ phần Kỹ thuật Môi trường sử dụng rong biển làm nguyên liệu chính để sản xuất phân bón lá “Ước mơ nhà nông”. 8148 17/11/2010 Rong biển có thể trồng và phát triển dọc bờ biển ở nước ta, ở vùng biển miền Bắc do có nồng độ muối nhỏ (2-3%) nên loại rong biển Glacilaria (ở Việt Nam thường gọi là rong câu) rất phổ biến. Do rong biển là loại cây biển hấp thu rất mạnh các chất có trong nước biển vì thế thành phần của chúng khác nhau, việc đánh giá thành phần rong biển theo khu vực địa lý sẽ hết sức Hà Nội, năm 2010 TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT KẾ CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT ------------&------------ B¸O C¸O TæNG KÕT §Ò TµI NGHI£N CøU C¤NG NGHÖ S¶N XUÊT CHÊT DINH D¦ìNG Bæ SUNG CHO PH¢N BãN QUA L¸ Tõ NGUåN RONG BIÓN TRONG N¦íC Thực hiện theo Hợp đồng số 46.09.RDBS/HĐ-KHCN ngày 29/6/2009 giữa Bộ Công Thương và Công ty CP Thiết kế Công nghiệp Hóa chất Chủ nhiệm đề tài: Đặng Xuân Toàn Các thành viên tham gia: Văn Thị Tâm Ngô Quốc Khánh Nguyễn Tiến Duy Nguyễn Minh Hiền GIÁM ĐỐC CÔNG TY MỞ ĐẦU Trong những năm qua, nền nông nghiệp Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc, từ nước thiếu lương thực, Việt Nam đã trở thành nước không những cung cấp đủ nhu cầu trong nước mà còn trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ hai thế giới. Có được thành tựu trên chính là nhờ có được các giống mới và biện pháp canh tác hiệu quả, nhưng không thể không nói tới việc sử dụng nhiều phân bón vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật. Cùng với thời gian, chúng ta và cả thế giới đều thấy rằng đất đai ngày càng bị cằn cỗi do thiếu chất hữu cơ, các vi sinh vật trong đất không phát triển dẫn đến các cây được trồng trên các mảnh đất đó bị sâu bệnh nhiều hơn, bị giảm năng suất khi thay đổi thời tiết, do bị giảm khả năng chống chịu sâu bệnh và chống chịu sự biến đổi thời tiết. Việc nhận thức lại vai trò của các chất hữu cơ trong đất, các phân bón vô cơ, hữu cơ đối với sự phát triển của cây trồng đã trở thành nhu cầu cấp bách. Ngày nay người ta đã nói nhiều tới việc sử dụng có hiệu quả hơn phân bón vô cơ, thay thế dần phân bón vô cơ bằng những loại phân bón hữu cơ mới. Theo xu hướng này, cùng với những phát hiện đột phá về khả năng hấp thụ qua lá chất dinh dưỡng vô cơ và hữu cơ (chủ yếu là các axít amin) trong phân bón sản xuất bằng phương pháp thủy phân protein có trong các sản phẩm nông nghiệp như rong biển, ngô, đậu tương, cá biển ... đã và đang phát triển khá mạnh. Ở những vùng sản xuất hoa, quả và rau có giá trị cao của Việt nam sử dụng đậu tương ngâm ủ 5 - 6 tháng cho oai mục để làm phân bón rất phổ biến và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Ở vùng nông thôn ven biển, rong biển tươi cũng đã được sử dụng làm phân bón và cũng đã mang lại kết quả tốt. Rong biển nếu qua chế biến sẽ trở thành phân bón có giá trị hơn nhiều so với nguyên liệu ban đầu và hiện nay đã có 1 số công ty nghiên cứu và chế biến rong biển làm nguyên liệu để sản xuất phân bón lá như Công ty cổ phần Kỹ thuật Môi trường sử dụng rong biển làm nguyên liệu chính để sản xuất phân bón lá “Ước mơ nhà nông”. Rong biển có thể trồng và phát triển dọc bờ biển ở nước ta, ở vùng biển miền Bắc do có nồng độ muối nhỏ (2-3%) nên loại rong biển Glacilaria (ở Việt Nam thường gọi là rong câu) rất phổ biến. Do rong biển là loại cây biển hấp thu rất mạnh các chất có trong nước biển vì thế thành phần của chúng khác nhau, việc đánh giá thành phần rong biển theo khu vực địa lý sẽ hết sức có ý nghĩa về kinh tế để lựa chọn rong biển như một loại nguyên liệu sản xuất các loại phân bón. Rong biển ở nước ta khá nhiều, nhưng việc tiêu thụ ít hơn nhiều so với khả năng cung cấp do vậy tìm kiếm thêm khả năng sử dụng rong biển sẽ có ý nghĩa kinh tế cho nhân dân vùng ven biển. MỤC LỤC Trang Tóm tắt đề tài 1 Chương I: Tổng quan về rong biển 2 I.1 Giá trị dinh dưỡng của rong biển 5 I.2 Thành phần hóa học của rong biển 7 I.3 Ích lợi của rong biển cho cây trồng 8 I.4 Sản phẩm phân bón từ chất chiết xuất rong biển ở nước ngoài và ở Việt Nam 12 I.5 Tổng quan về rong biển ở Việt Nam 13 Chương II: Phương pháp và nội dung thực nghiệm 18 II.1 Khảo sát thành phần dinh dưỡng của rong biển Việt Nam 18 II.2 Quy trình thủy phân rong biển 18 II.2.1 Mô tả quá trình thuỷ phân rong biển 18 II.2.2 Thiết bị thủy phân rong biển 21 II.2.3 Phương pháp phân tích 22 Chương III: Kết quả khảo sát và thảo luận 23 III.1 Kết quả đánh giá 23 III.1.1 Kết quả đánh giá rong biển khô 23 III.1.2 Kết quả đánh giá rong biển ở Việt Nam qua quy trình thủy phân 25 III.2 Kết quả phân tích rong biển Thanh Hóa 30 III.2.1 Đánh giá các thành phần khoáng và vi lượng kim loại 33 III.2.2 Đánh giá thành phần vitamin 34 III.3 Đề xuất qui trình công nghệ chế biến phân bón lá có bổ sung chất dinh dưỡng từ rong biển 34 Kết luận và kiến nghị 41 Tài liệu tham khảo 42 Phụ lục 44 i TÓM TẮT ĐỀ TÀI Phương pháp được lựa chọn để thực hiện các nội dung của đề tài là: - Đi khảo sát ở một số vùng sản xuất rong biển chính trong nước. - Khảo sát và lấy mẫu rong biển ở Thái Bình và Nam Định để phân tích thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu chưa thủy phân và thành phần dinh dưỡng của rong biển sau khi đã thủy phân. - Dựa trên kết quả nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng tối thiểu cho cây trồng đề xuất thành phần và sau đó là qui trình công nghệ phối liệu phù hợp. Đề tài đã thực hiện được mục tiêu đề ra đánh giá các nguồn rong biển trong nước có khả năng tiềm tàng để sản xuất phân bón lá bằng phương pháp thủy phân để tạo ra sản phẩm phân bón mới, thay thế một phần phân bón vô cơ, góp phần tạo ra sản phẩm nông sản an toàn, các thông tin về tình hình nuôi trồng rong biển ở Việt Nam, thành phần dinh dưỡng cơ bản của rong biển trước và sau khi thủy phân cũng như sau khi tạo ra sản phẩm đã thu được với độ chính xác đủ để tiến hành lựa chọn nguyên liệu và phương pháp sản xuất để tạo ra phân bón lá từ rong biển là chính. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy Việt Nam có nguồn rong biển rất có giá trị và rất nhiều nhưng chưa được sử dụng hết khả năng của nó dẫn tới lãng phí nguồn tài nguyên có thể tái tạo được và khả năng cải thiện cuộc sống của các nông dân dọc bờ biển phía Bắc. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy các giá trị của rong biển trong nông nghiệp, nó không những có khả năng làm giảm lượng phân bón vô cơ mà còn có khả năng tăng năng suất, tăng chất lượng nông sản và giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật. 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN Rong biển (seaweed) là tảo sống trong nước biển (tiếng latin còn cho algae = seaweed). Theo định nghĩa, tảo là những thực vật bậc thấp, nghĩa là những thực vật cơ thể không thể phân ra thành thân, rễ, lá, tế bào chứa diệp lục và sống chủ yếu trong nước. Những tảo đang tồn tại không phải là nhóm cơ thể đồng nhất về cấu tạo và nguồn gốc và được định nghĩa bao gồm các thực vật bậc thấp có diệp lục, sống chủ yếu trong nước. Căn cứ vào màu sắc người ta chia tảo thành các ngành khác nhau (10 ngành). Về cấu trúc tảo có cấu trúc hết sức đa dạng, bao gồm những dạng đơn bào, đa bào, tập đoàn với những loài có kích thước lớn (rong biển có kích thước lớn) và cấu tạo khác nhau. Về sinh sản, nhìn chung tảo có 3 phương thức sinh sản: sinh dưỡng (thực hiện bằng các phần riêng rẽ của cơ thể); vô tính (là hình thức sinh sản phổ biến của tảo được thực hiện bằng sự hình thành các tế bào chuyển hóa); và sinh sản hữu tính (được thực hiện bằng những tế bào chuyển hóa gọi là giao tử và kèm theo quá trình sinh sản hữu tính). [4] Rong biển có rất nhiều loại, được chia ra làm 3 loại chính là rong biển nâu (brown algae), rong biển đỏ (red algae) và rong biển lam (green algae). Người ta ước tính trong tự nhiên có khoảng 1500 loài tảo nâu, 4000 loài tảo đỏ và 900 loài tảo lam, nhưng chỉ có khoảng hơn 200 loài là được bán trên thị trường. Ở các vùng biển ở Đông Nam Á, rong biển đỏ là chủ yếu, trong đó loại rong Glacilaria chiếm phần lớn. Ở Việt Nam rong biển đỏ Glacilaria chiếm gần như hoàn toàn [9]. Vì trong nước biển có chứa rất nhiều thành phần khoáng chất và kim loại do bị cuốn trôi từ đất liền nên từ lâu những động thực vật sống trong biển luôn luôn là thành phần dinh dưỡng bổ sung cho con người và động thực vật sống trên đất liền. Rong biển là một trong những tài nguyên sinh thái và kinh tế quan trọng của đại dương. Chúng là những thực vật lâu đời nhất trên trái đất, có những đặc trưng nổi trội về tính linh hoạt, dễ sống và sinh sản. Chúng sống trong nước biển giàu chất dinh dưỡng, chúng hấp thụ chất dinh dưỡng tạo ra nguồn thực phẩm, thức ăn cho gia súc, phân bón và hóa chất. Một số loại rong biển phổ biến cho trong bảng 1.1 2 Bảng 1.1: Một số loại rong biển phổ biến [6] STT Loài 1 Ulva fasciata 2 Enteromorpha compressa Monostroma oxyspermum Cladophora fascicularis Chaetomorpha media Codium fragile Caulerpa sertularioides Dictyota dichotoma Spatoglossum asperum Hydroclathrus clathratus Stoechospermum marginatum Colpomenia sinuosa Dictyopteris australis Padina tetrastromatica Sargassum cinereum Sargassum ilicifolium Laminaria digita Macrocystis 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Thực phẩm + Thức ăn gia súc + Công nghiệp - Dược phẩm + Phân bón - + + - + - + + - - - + + - - - + + - - + + + + + - + - - + + + - - - - + - + - - + - + - - + - + - - + - + - - + - + - - + - + - - + + + - + + + + - - + + + + + 3 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 pyrifera Porphyra vietnamensis Amphiroa fragilissima Jania adhaerens Gracillaria corticata Hypnea musciformis Centroceros clavulatum Laurencia papillosa Chondrus crispus Eucheuma uncinatum Gelidiella acerosa + + - - - + - - - - + + + + - - + + + - - + - + - - + + + - + + - + - - + + + - - - - + - - Rong biển được nghiên cứu sử dụng khá rộng rãi trên thế giới để sản xuất thực phẩm dinh dưỡng cho con người, sản xuất nguyên liệu cho thực phẩm và mới đây được sử dụng để sản xuất phân bón lá và phân bón gốc. Nhiều loại phân bón đã được sản xuất trên cơ sở sử dụng rong biển làm một nguyên liệu quan trọng đã được sản xuất và phân phối dưới dạng thương mại. Rong biển cũng đã được nghiên cứu ở Việt nam, mục tiêu chủ yếu của các nghiên cứu này là đánh giá một số thành phần chính để sản xuất agar và để dậy học, do vậy các số liệu về rong biển nhằm mục đích sử dụng làm chất dinh dưỡng cho cây trồng gần như không có. Công ty CP Kỹ thuật Môi trường trong những năm qua đã nghiên cứu thủy phân 1 loại rong biển lấy ở Diêm Điền, Thái Bình và đã sử dụng dung dịch này để pha chế ra phân bón lá “Ước mơ Nhà nông”, nhưng cũng chưa xác định được rong biển ở khu vực nào và thời điểm nào trong năm ở tỉnh Thái bình và tỉnh Nam Định cho chất lượng cao nhất về dinh dưỡng cho cây trồng. 4 I.1 Giá trị dinh dưỡng của rong biển Châu Á và Thái Bình Dương có truyền thống dùng rong biển như loại rau, trong khi đó ở các nước phương Tây sử dụng rong biển chủ yếu làm keo (alginate, carrageenan và agar). Rong biển chứa lượng lớn các polysaccharide, đáng chú ý là cấu trúc thành tế bào polysaccharide được chiết xuất công nghiệp hydrocolloid (một chất tạo thành keo trong nước): alginate từ các loại tảo nâu, carrageenan và agar từ các loại tảo đỏ. Các polysaccharide ngắn hơn được tìm thấy trong các thành tế bào: fucoidan (polysaccharide sunphat) (từ các loại tảo nâu), xylan (phức polysaccharide) (từ một số tảo đỏ và tảo lam), ulvan (một dạng polysaccharide) trong tảo lam. Rong biển cũng chứa các polysaccharide khác, nhất là laminarin (β-1,3glucan) trong tảo nâu và tinh bột floridean (amylopectin giống như glucan) trong tảo đỏ. Khi tiếp xúc với vi khuẩn đường ruột hầu hết các polysaccharide (agar, carrageenan, ulvan và fucoidan) không được tiêu hóa, do đó có thể được coi như thực phẩm dạng sơ. Các polysaccharide hòa tan và không hòa tan gắn với các ảnh hưởng sinh lý khác nhau. Nhiều loại polysaccharide dạng hòa tan (pectins, guar gum,…) liên quan với các ảnh hưởng làm giảm cholesterol và glucoza đường huyết. Trái lại các loại polysaccharide dạng không hòa tan (cellulose) liên quan chủ yếu tới việc giảm thời gian chuyển hóa trong bộ máy tiêu hóa. Trong các loại polysaccharide, fucoidan được nghiên cứu và cho kết quả về hoạt tính sinh học thú vị (chống nghẽn mạch, chống đông, chống ung thư, chống virus, chống tác nhân phụ, chống viêm ...), những thuộc tính này đã mở ra một lĩnh vực ứng dụng đầy tiềm năng trong y học. Các chất khoáng Rong biển được khai thác từ biển có lượng khoáng chất rất phong phú về các thành phần đa lượng và vi lượng, thành phần khoáng chất trong một số loại rong biển chiếm tới hơn 36% trọng lượng khô. Can xi có trong rong biển cũng là một trong những nguồn quan trọng, lượng canxi có thể tăng tới 7% trọng lượng khô ở tảo lớn, lớn hơn 25-34% ở tảo trắng lithotamne. Protein và các axit amin Hàm lượng protein trong tảo nâu nhỏ (trung bình 5-15% trọng lượng khô) trong khi đó hàm lượng protein trong tảo lam và tảo đỏ cao hơn (trung bình 5 10-30% trọng lượng khô). Trong một số loại tảo đỏ, chẳng hạn như tảo Palmaria palmata (dulse) và tảo Porphyra tenera (nori) protein đặc trưng có thể lên đến 35 và 47% trọng lượng khô. Mức này được so sánh với những rau quả có hàm lượng protein cao như đậu tương (hàm lượng protein 35% chất khô). Lượng protein của Ulva spp. nằm trong khoảng 15-20% trọng lượng khô. Ngoại trừ Undaria pinnatifida chứa 11-24% protein, những tảo nâu khác (Laminaria digitata, Ascophyllum nodosum, tảo vesiculosus và himanthalia elongata) có hàm lượng protein thấp. Spirulin một loại vi tảo nước ngọt, nổi tiếng với hàm lượng protein cao (70% chất khô). Lipid và các axit béo Các lipid có mặt chỉ chiếm 1-5% algal khô và được biết các thành phần axit béo omega 3 và omega 6 đóng một vai trò trong phòng chống các bệnh về máu, viêm xương khớp và bệnh tiểu đường. Trong tảo lam có axit alpha linolenic (ω3 C18: 3), trong tảo đỏ và tảo nâu đặc biệt giàu các axit béo với 20 nguyên tử các bon: axit eicosapentanoic (EPA, ω3 C20: 5) và axít arachidonic (AA, ω6 C20: 4). Spirulin cung cấp một nguồn axit gamma linolenic (GLA) (20 đến 25% trong tổng số lipid), mà được biết prostaglandin, leucotriens và thromboxan liên quan đến sự thay đổi của miễn dịch, viêm nhiễm và các bệnh về máu. Chất dinh dưỡng vi lượng, các vitamin - Vitamin B12 Rong biển là một nguồn vitamin nhóm B trong đó B12 và B6 là chính. - Vitamin C Rong biển cung cấp một nguồn vitamin C quý, giới hạn vitamin C trung bình 500-3000mg/kg chất khô đối với tảo lam và tảo nâu (giới hạn này so sánh với parsley, blackcurrant và pepper) trong khi đó lượng vitamin C chứa trong tảo đỏ khoảng 100 - 800mg/kg. - Vitamin E Do hoạt tính chống ô xi hóa, vitamin E ngăn chặn sự ôxi hóa. Tảo nâu chứa hàm lượng vitamin E cao hơn tảo lam và tảo đỏ. Trong số các tảo nâu, Fucaceae, Ascophyllum và Fucussp được quan sát có hàm lượng vitamin E cao nhất, chứa khoảng 200 - 600 mg tocopherol/kg chất khô. Tảo nâu chứa anpha, beta, gamma tocopherol trong khi đó tảo lam và tảo đỏ chỉ chứa anpha tocopherol. 6 - Polyphenol Algal polyphenols còn gọi là phlorotannin, khác với các polyphenol của các cây trồng trên cạn bắt nguồn từ gallic và a-xít ellagic, trong khi algal polyphenol bắt nguồn từ những phlorogluxinol đơn vị (1, 3, 5 trihydroxybenzine). Phlorotannin có cấu tạo phân tử phức tạp (hỗn tạp về cấu trúc và độ polyme hóa) cung cấp phạm vi rộng các hoạt tính sinh học tiềm tàng. Thành phần cao nhất được tìm thấy trong rong biển nâu, phlorotanin từ 5 - 15% trọng lượng khô. Hoạt tính chống oxi hóa của polyphenols được chiết từ rong biển nâu và đỏ đã được chứng minh bằng các thử nghiệm. - Caroten Caroten là chất chống oxy hóa mạnh. Tảo nâu đặc biệt giàu caroten trong fucoxatin, β-caroten, violaxanthin. Caroten chủ yếu chứa trong tảo đỏ gồm βcarotene , α-carotene và các dẫn xuất dihydroxylat (dihyđroxy-caroten và zeaxanthin). Thành phần caroten của tảo lam cũng tương tự nhưng cao hơn. Thành phần chính là β-caroten, lutein, violaxanthin, antheraxanthin và neoxantin. I.2 Thành phần hóa học của rong biển Do sống trong môi trường nước biển có rất nhiều chất dinh dưỡng và khoáng chất do vậy trong rong biển, dù là loại nào cũng chứa rất nhiều chất dinh dưỡng có ích. Bảng 1.2 dưới đây cho 1 số thành phần hóa học chính của một số loại rong biển nêu trong http//seaweed.ucd.ie/Nutrition/chemical Composition.html. Bảng 1.2: Thành phần hóa học của một số loại rong biển Loại Rong nâu Rong nâu Rong nâu Rong đỏ Rong đỏ Rong đỏ Rong lam Nước (%) 70-85 73-90 73-86 79-88 86 nd 78 Tro 15-25 73-90 73-86 15-30 8-16 7,8 13-22 Tổng cacbonhydrat - - - - 40 44,4 42-46 Axit Alginic 15-30 20-45 21-42 0 0 0 0 0 0 0 29-45 0 0 0 0-10 0-18 0-34 0 0 0 0 Xylan Laminaran 7 Mannitol 5-10 4-16 4-13 0 0 0 0 Fucoidan 4-10 2-4 nd 0 0 0 0 0 0 0 2-20 nd nd 0 Cacbonhydrat khác c. 10 1-2 1-2 nd nd nd nd Protein 5-10 8-15 9-18 8-25 33-47 43,6 15-25 Chất béo 2-7 1-2 1-2 0,3-0,8 0,7 2,1 0,6-0,7 Tanin 2-10 c. 1 0,5-6,0 nd nd nd nd Kali 2-3 1,3-3,8 nd 7-9 3,3 2,4 0,7 Natri 3-4 0,9-2,2 nd 2,0-2,5 nd 0,6 3,3 0,5-0,9 0,5-0,8 nd 0,4-0,5 2,0 nd nd 0,05 0,010,1 0,0005 nd nd Floridoside Magie Iot 0,010,1 0,3-1,1 Tất cả các số liệu được tính theo g/100g chất khô, những số liệu không có sẵn ghi “nd”. Liên quan đến hàm lượng protein quy ước hệ số chuyển đổi tổng nitơ thành protein là 6,25. I.3 Ích lợi của rong biển cho cây trồng Nghiên cứu sử dụng các chất chiết xuất từ rong biển các loại cho thấy đều mang lại thúc đẩy sự phát triển và tăng trưởng đối với cây trồng. Tác dụng của rong biển có nhiều, ở đây chỉ trình bầy một số tác dụng điển hình của rong biển. Rong biển điều chỉnh hoạt động của vi khuẩn có lợi trong đất trồng, đặc biệt trong các túi đất xung quanh rễ cây dẫn đến khối lượng rễ lớn hơn. Đất ở khu vực này được biết đến như đới rễ cây, hoạt động của đới rễ cây cải thiện khả năng phát triển của cây trồng, rễ cây chắc khỏe hơn. Có nhiều tác dụng làm tăng cường khả năng tự nhiên của cây trồng, tránh dịch bệnh và côn trùng có hại. Các thí nghiệm trên cây trồng , cho thấy những cây được chăm sóc bằng rong biển tránh được aphids và các loại côn trùng hút nhựa cây, đồng thời nó hoạt động trong đất để tạo ra các chất dinh dưỡng có giá trị cho cây trồng. Đới rễ cây tạo thành một ngân hàng thực phẩm dinh dưỡng cho cây trồng. Một tác động khác của rong biển lên rễ cây trong đới rễ cây là do sự gia 8 tăng về khối lượng và chiều dài của rễ cây để có thể hút thêm độ ẩm từ đất, tăng mức chịu đựng khô hạn. Khối lượng rễ cây cũng cho phép cây hấp thụ tốt hơn, phân bón sử dụng cho cây hiệu quả hơn. Cấu trúc rễ cây chắc khỏe hơn có thể giúp cây trồng chống lại những một số bệnh ở rễ. Rong biển tăng cường sự quang hợp qua việc tăng chất diệp lục, chất mang lại màu xanh lục cho cây. Cây trồng có thể khai thác năng lượng mặt trời hiệu quả để tăng mức chất diệp lục. Rong biển chứa một loạt các chất kích thích sinh học, chất dinh dưỡng và các cacbonhydrat. Đến nay hơn 60 loại chất dinh dưỡng khác nhau trong rong biển đã được xác định. Tuy nhiên, rong biển không phải là sản phẩm được phân loại như là một chất kích thích sinh học. Chiết xuất của rong biển chứa các chất điều tiết sinh trưởng tự nhiên (PGR), kiểm soát sự tăng trưởng và phát triển cấu trúc của cây. Chất điều tiết sinh trưởng cây chính là những chất kích thích tăng trưởng, kích tố phân bào cytokinin, indole và hooc môn. PGR trong rong biển với lượng rất nhỏ tính bằng phần triệu và chỉ cần một lượng rất nhỏ để điều tiết sinh trưởng. - Hợp chất indole giúp cho sự phát triển của rễ và chồi cây. - Cytokinin là hooc môn thúc đẩy tăng trưởng thông qua việc tăng nhanh quá trình phân chia tế bào, chiết xuất của rong biển có giá trị trong việc nuôi cấy mô. Khi chúng được ứng dụng cho các tán lá, kích thích sự quang hợp giúp lá cây xanh lâu hơn. Vì vậy, lá cây giữ màu xanh lâu hơn. Các cytokinin trong chiết xuất rong biển là nhân tố chính trong việc thúc đẩy sự kết trái và giảm bớt việc rụng quả sớm khi sử dụng ở táo và đào. - Auxin (chất kích thích tăng trưởng) cũng là một loại hooc môn tồn tại ở rễ và thân cây trong quá trình phân chia tế bào. Chúng di chuyển tới những khu vực kéo dài tế bào làm cho thành tế bào căng ra. Chất kích thích tăng trưởng giúp cho rau, quả thời gian bảo quản tự nhiên dài hơn. Điều này được biết như một sự làm chậm quá trình lão hóa: việc phân hủy tế bào và mô liên kết dẫn đến thối rữa. - Tăng khả năng chịu lạnh: Kết quả thí nghiệm sử dụng rong biển trên cây cà chua cho thấy chúng có thể sống ở nhiệt độ dưới 290C và số lượng cây sống khá nhiều. Nhiều cây hàng năm có khả năng chịu lạnh như cây thuốc lá, alyssum và cỏ roi ngựa có thể chịu được sự đông giá khắc nghiệt và giữ được màu xanh lá cây và hoa. 9 Trong rong biển và dung dịch thủy phân rong biển chứa rất nhiều a xít amin quan trong cho sự phát triển của cây trồng, dưới đây tổng hợp các vai trò của axít amin đối với sự phát triển của cây trồng, trên cơ sở các thông tin này sẽ đánh giá các nguồn cung cấp rong biển khác nhau: Axít Aspartic Axít Aspartic có vai trò quan trọng làm tăng quá trình phát triển rễ, quá trình tổng hợp protein và cung cấp ni tơ cho cây vào những giai đoạn cây bị ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết, bị sâu bệnh. Đối với cây lúa axít Aspartic còn làm tăng quá trình vận chuyển ni tơ từ lá già sang lá bánh tẻ trong thời kỳ vàng lá. Axít Glutamic Axít Glutamic có vai trò làm tăng quá trình nảy mầm, quá trình tạo ra chất diệp lục và kích hoạt cơ chế tự bảo vệ chống lại sâu bệnh của cây trồng, mở khí khổng của lá cây và là thành phần cấu thành của hai axít amin quan trọng là Proline và Arginine Serine Serine làm tăng quá trình thụ phấn, tăng sức chịu đựng với sự biến đổi của thời tiết, là chất điều chỉnh sự cân bằng nước trong cây và tổng hợp chất diệp lục. Serine và Glycine là 2 axít amin rất dễ chuyển hóa sang nhau. Histidine Là chất điều chỉnh quá trình đóng mở khí khổng, cung cấp khung các bon cho việc tạo thành các hóc môn sinh trưởng. Glycine Là một chelate kim loại tự nhiên, tạo ra sự phát triển mới và tổng hợp Gibberilline, Glycine betain là chất đóng vai trò rất lớn trong việc tăng khả năng chống chịu sự thay đổi của thời tiết và của sâu bệnh, đóng vai trò quan trọng trong phát triển rễ cây và hấp thụ chất dinh dưỡng trong cây. Threonine Threonine làm tăng khả năng chịu sâu bệnh và làm tăng quá trình tạo humic trong đất. Alanine Alanine làm tăng quá trình tổng hợp chất diệp lục, điều chỉnh quá trình đóng mở khí khổng, tăng sức chịu hạn của cây. Alanine đóng vai trò rất quan 10 trọng trong quá trình phân giải các hóc môn sinh trưởng và làm tăng khả năng chống chịu với vi rút. Arginine Arginine làm tăng quá trình phát triển rễ, quá trình tổng hợp polyamin và khả năng chịu mặn của cây, tạo khả năng ra nhiều hoa và quả. Tyrosine Tyrosine làm tăng khả năng chịu hạn và tăng hiệu quả thụ phấn. Valine Valine làm tăng quá trình nảy mầm của hạt và khả năng chịu dựng sự biến đổi của thời tiết Methionine Methionine làm tăng quá trình phát triển của rễ, điều chỉnh sự đóng mở của khí khổng, làm tăng quá trình thụ phấn, là dẫn xuất để tạo ra ethylene - một hóc môn sinh trưởng và làm rụng lá cây. Phenylalanine Phenylalanine làm tăng quá trình tạo ra các chất đề kháng và tạo ra lignin (lignin là chất dẫn xuất tạo ra các axít amin, tạo ra màu và mùi cho hoa, quả như cà chua….). Isoleucine và Leucine Các axít amin này làm tăng khả năng chịu muối, tăng khả năng phát triển của phấn hoa, tạo protein và làm ổn định protein. Lysine Lysine làm tăng khả năng tổng hợp diệp lục, quá trình thụ phấn, tạo quả và tăng khả năng chịu hạn. Proline Proline là axít a min quan trọng nhất làm tăng khả năng chịu đựng sự biến đổi của thời tiết như ngập, hạn, rét, nhiệt độ cao, chịu mặn và tạo ra khả năng chống chịu sâu bệnh. Proline còn làm tăng quá trình biến đổi chất bên trong cây trồng, làm cân bằng nước… Cytokinin Là hooc môn thúc đẩy tăng trưởng thông qua việc tăng nhanh quá trình phân chia tế bào, chiết xuất của rong biển có giá trị trong việc nuôi cấy mô. 11 Khi chúng được ứng dụng cho các tán lá, kích thích sự quang hợp giúp lá cây xanh lâu hơn. Vì vậy, lá cây giữ màu xanh lâu hơn. Các cytokinin trong chiết xuất rong biển là nhân tố chính trong việc thúc đẩy sự kết trái và giảm bớt việc rụng quả sớm khi sử dụng ở táo và đào. Auxin Là một loại hooc môn tồn tại ở rễ và thân cây trong quá trình phân chia tế bào. Chúng di chuyển tới những khu vực kéo dài tế bào làm cho thành tế bào căng ra. Chất kích thích tăng trưởng thật sự giúp cho rau, quả thời gian bảo quản tự nhiên dài hơn. Gibberellin Thuộc nhóm chất kích thích sinh trưởng, có vai trò điều hòa quá trình dãn dài tế bào bằng cách phân nhánh và dãn dài tế bào; điều hòa quá trình ra hoa để kéo dài thời kỳ ra hoa, điều hòa quá trình tạo ra enzyme trong quá trình tạo mầm của hạt. I.4 Sản phẩm phân bón từ chất chiết xuất rong biển ở nước ngoài và ở Việt Nam Rong biển chứa rất nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Trong quá trình canh tác nông nghiệp trước kia rong biển thường được sử dụng dưới dạng bột nghiền, nhưng hiệu quả sử dụng không cao do vậy ít được chú ý. Khi khoa học phát triển, kỹ thuật tách chiết các chất dinh duỡng trong rong biển phát triển, việc sử dụng rong biển làm chất dinh dưỡng cho cây trồng tăng lên nhiều. Tuy vậy, do các thành phần dinh dưỡng chính như N, P và K không nhiều, đặc biệt là các vi lượng kim loại không đủ do vậy khi sản xuất phân bón cho cây trồng người ta thường sử dụng thêm vi lượng kim loại và sử dụng đồng thời với các chất dinh dưỡng chiết xuất bằng phương pháp thủy phân các chất giầu protein và khoáng chất, vitamin khác như cá biển, cám, đỗ tương. Các sản phẩm phân bón sử dụng dung dịch chiết xuất từ rong biển làm 1 trong các nguyên liệu chính thường được sản xuất ra dưới dạng khô bao gồm dạng bột và hạt như phân bón Alga 600, nhưng phần lớn ở dạng lỏng và dùng chính để phun qua lá. Trên thị trường phân bón thế giới đã xuất hiện phân bón lỏng hữu cơ sản xuất từ các nguyên liệu chính là rong biển, cá biển và nhiều loại đã được cấp chứng chỉ để sử dụng làm phân bón trong nông nghiệp hữu cơ. Các công ty trên thế giới sử dụng rong biển làm phân bón lá là: 12 - Marine Bio Product: sản xuất phân bón lỏng; bột rong biển khô và phân bón hữu cơ vê viên. - Công ty Ecplaza sản xuất phân bón lỏng từ rong biển. - Công ty BioGrow Endo- Plus sản xuất phân bón bột rong biển hòa tan. - Công ty BioPlex sản xuất loại phân bón lỏng BioPlex 5-10-5 có sử dụng rong biển làm nguyên liệu. - Công ty EarthWorks sản xuất phân bón lỏng từ rong biển có tên thương mại là Potent- Sea Plus. - Công ty Organica Plant Booster sản xuất phân bón lỏng Plant Booster 3-4-1 có sử dụng rong biển làm nguyên liệu. - Công ty Growco Indoor Garden Supply sản xuất phân bón lỏng từ rong biển Grandma Enggy’s Seaweed có hàm lượng NPK là 1,5- 1,5- 1,5; Age Old Organics 0,3- 0,25- 0,15. - Công ty Travena sản xuất phân bón lỏng từ rong biển Alga 600. - Công ty Natural Resources Group sản xuất phân bón lỏng từ rong biển CYTO- GEM 2-1-1. - Công ty Dramm sản xuất phân bón lỏng từ rong biển với nhiều tên gọi Drammatic, loại Drammatic “K” có bán ở Việt Nam. Ở Việt Nam hiện nay có 1 số công ty sản xuất hoặc phân phối phân bón có thông tin: - Công ty phân bón Rồng lửa sản xuất loại phân bón ROLUMIX SUPER có nguyên liệu từ rong biển. - Công ty Asiatic Agricultural Industries PTE, LTD sản xuất phân bón Rong biển AscoGold; Rong biển Algacal; Rong biển AlgaComplex (2 loại); Rong biển ASCO 95 (2 loại). - Công ty cổ phần Kỹ thuật Môi trường sản xuất 3 loại phân bón có sử dụng nguyên liệu là rong biển: Ước mơ nhà nông “M”; Ước mơ nhà nông “D” và Ước mơ nhà nông “C”. Như vậy có thể thấy rằng phân bón được sản xuất trên cơ sở rong biển đã có mặt khá nhiều trên thế giới và ở cả Việt Nam. Các công ty nước ngoài cũng đã đưa sản phẩm phân bón có nguồn gốc rong biển vào Việt Nam. I.5 Tổng quan về rong biển ở Việt Nam Trồng rong biển ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 1990. Rong biển có nhiều loài nhưng phổ biến nhất là loài Glacilaria, mọc và phát triển tự nhiên ở các vùng ven biển phía bắc, đáng kể nhất là ở Đình Vũ, Hải phòng. Hiện nay, 13 rong biển loại này được nuôi trồng rất phổ biến trong các đầm nuôi cá biển, tôm biển (để làm sạch nước và làm thức ăn cho hải sản) ở các tỉnh Thái Bình, Ninh Bình, Thanh Hóa và mọc tự nhiên trong các đầm chứa nước biển để làm muối ở Nam Định. Loài thứ hai được nuôi trồng nhiều là Kapaphycus ở các tỉnh miền Nam Trung Bộ như Ninh Thuận, Phú Yên, Khánh Hòa. Kapaphycus là giống được nhập vào Việt Nam từ năm 1993 thông qua Chi nhánh viện vật liệu Nha Trang, Viện sinh học Kochi, Nhật và Viện sinh học Mỹ. Tổng sản lượng năm 2005 là 20.260 tấn sản phẩm khô, trong đó có 16.665 tấn Glacilaria và 3.959 tấn Kapaphycus. Kapaphycus đang phát triển nhanh chóng kể từ năm 2000, sản lượng của Ninh Thuận đã tăng 1650 lần tại Ninh Thuận kể từ năm 2000 và năm 2005 vì loài rong biển này được xuất khẩu và sử dụng làm thức ăn bổ dưỡng cho người. Gracilaria ở ngoài các tỉnh phía bắc không được thuận lợi vì sử dụng chủ yếu để sản xuất agar trong nước và xuất khẩu sang Trung Quốc. Mấy năm gần đây, việc xuất khẩu gần như không đáng kể, nhưng vì loại rong này được trồng để phục vụ cho cả việc nuôi hải sản do vậy nó vẫn phát triển nhưng không mạnh và không có qui hoạch phát triển rõ ràng. Gracilaria sống trong vùng nước lợ với độ mặn là 1,5 - 3,0%, thường ở các cửa sông. Các trại trồng rong biển hoặc nuôi hải sản thường ở các cửa sông và bãi triều. Đầu vào chính cho trồng rong biển là nước lợ thông qua trao đổi nước theo cơ chế thủy triều. Các hồ trồng rong biển không có yêu cầu gì đặc biệt, phần lớn như các ao cá có diện tích vài ba sào một ao. Kapaphycus sống trong vùng nước biển có độ mặn và độ trong cao hơn, có thể sử dụng làm thực phẩm nên rong biển không thể trồng ở các cửa sông. Sản lượng của rong biển ở Việt Nam từ năm 1999 tới năm 2005 cho trong bảng 1.3 Bảng 1.3: Sản lượng rong biển ở Việt Nam Năm Sản lượng (tấn/ năm) 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1.000 14.500 17.500 21.000 20.000 22.000 20.000 14 Nước là môi trường quan trọng nhất, chất lượng và sản lượng của rong biển phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng nước. Hiện nay, nước tại các cửa sông bị đe dọa do nước thải công nghiệp và đô thị (ngành Thủy sản cũng đã có nghiên cứu khá bài bản về yếu tố này với 9 dự án có sự giúp đỡ của Ngân hàng thế giới). Một nguồn nguyên liệu quan trọng nữa là giống, tuy rong biển không phát triển quanh năm, nhưng ở các tỉnh phía Bắc việc giữ giống không phải là vấn đề khó khăn do khi gặp điều kiện thời tiết thích hợp rong biển Gracilaria sẽ phát triển nhanh trở lại. Nuôi trồng rong biển không cần thức ăn, ở Nam Định, nước biển cung cấp thức ăn cho rong biển, còn ở Thái Bình và Thanh Hóa, tại các đầm nuôi hải sản, thức ăn phụ thêm cho rong biển là thức ăn của hải sản. Rủi ro trong sản xuất rong biển chủ yếu là do thiên tai và chất lượng nước kém. Những cơn bão đã gây thiệt hại đáng kể cho các vùng nuôi trồng hải sản trong đó có rong biển. Thị trường tiêu thụ: rong biển là một mặt hàng có giá trị kinh tế và cải thiện môi trường cao (rong biển được nuôi trồng trong các đầm nuôi hải sản là chủ yếu để làm sạch nước và cung cấp ô xi cho nước). Glacilaria được biết nhiều nhất và được trồng nhiều nhất chủ yếu để đáp ứng nhu cầu của các nhà máy sản xuất sản phẩm Aga- Aga, thuốc, mỹ phẩm, bánh kẹo (chưa dùng cho sản xuất phân bón) và xuất khẩu với một lượng không nhiều và không ổn định sang Trung Quốc (có một năm các thương gia Trung Quốc thu mua rong biển tươi rất nhiều, nhưng chỉ được 1 năm). Thị trường tiêu thụ của Kapaphycus là Trung Quốc, Đài Loan, Hồng Kông, Nhật Bản và Mỹ. Giá của rong biển khô (chưa qua rửa muối): tại các tỉnh Thái Bình, Nam Định, Thanh Hóa trung bình vào khoảng 9.000 đ/kg, 8-9 kg rong biển tươi được 1 kg rong biển khô. Về kinh tế và xã hội Trồng rong biển không yêu cầu vốn lớn và dễ nuôi, đa số vùng nuôi hải sản đều phải nuôi đồng thời rong biển. Tuy nhiên, để có thu hoạch tốt cần phải có rong biển chất lượng cao, như vậy phải thu hoạch đúng lúc, có chỗ phơi, nơi giữ và đặc biệt là khâu làm sạch đất cát và muối. Trồng rong biển nói chung không đòi hỏi lao động tay nghề cao, nếu được coi trọng sẽ là một cách giúp đỡ người nghèo có thêm thu nhập (về khía cạnh pháp lý là quyền sử dụng mặt nước ven biển). 15
- Xem thêm -