Các nhà khoa học Viện Di truyền Nông nghiệp đã phối hợp với các viện và doanh nghiệp trong và ngoài nước nghiên cứu và phát triển quy trình công nghệ sản xuất vật liệu mới phục vụ trồng trọt, từ các phế phẩm bã mía, rơm và trấu lúa, giúp nâng cao giá trị kinh tế, phát triển nền nông nghiệp tuần hoàn. Công trình bắt đầu nghiên cứu từ năm 2016, trong chương trình khoa học công nghệ Nghị định thư do Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì.
Các sản phẩm nông nghiệp mới được tạo ra gồm hạt hữu cơ phân bón vi sinh (sử dụng làm phân bón, giá thể sản xuất cây trồng, giúp bảo vệ và tăng độ phì nhiêu của đất nông nghiệp), các loại sợi hữu cơ, vải địa kỹ thuật (loại màng phủ đất có khả năng hỗ trợ phủ xanh, chống xói mòn, rửa trôi đất, dễ dàng tự phân hủy) và hạt hoạt tính giúp lọc nước thải.
Phân bón hữu cơ từ phế phẩm mía lúa sử dụng tại mô hình rau quả tại Hợp tác xã Thọ Lâm, Thanh Hóa. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.
GS.TS Đỗ Năng Vịnh, Chủ nhiệm đề tài cho biết, nhóm nghiên cứu đã hợp tác với các đối tác Đức để xây dựng quy trình công nghệ sản xuất các vật liệu mới này từ phế phẩm. Ngoài quy trình sản xuất các vật liệu riêng rẽ, đề tài còn thành công trong việc xây dựng quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm khác nhau theo chuỗi, trong cùng một dây chuyền công nghệ.
Trong công đoạn đầu, nhóm tiến hành xử lý và phân loại phế phẩm mía và lúa, các sợi dài được tách riêng để sản xuất vải địa sinh học, loại ngắn hơn dùng để chế tạo loại hạt hữu cơ. Sinh khối được cắt nghiền, tiền xử lý nhiệt, hóa chất và tạo độ ẩm thích hợp để tạo viên nén hữu cơ. Các viên nén tiếp tục được xử lý và nung yếm khí để tạo thành hạt than carbon hóa, chỉ cần bổ sung khoáng chất tạo giá thể trồng cây để cải tạo đất.
Viên than sau đó có thể tiếp tục được hoạt hóa bằng hóa chất, hơi nước và khí gas để tạo than hoạt tính. Vật liệu than hoạt tính được sản xuất từ bã mía, rơm, trấu, có khả năng hấp thụ màu và kim loại nặng, đạt tiêu chuẩn kỹ thuật tương đương hoặc cao hơn sản phẩm tương tự đang lưu hành trên thị trường.
Rơm rạ và các sợi bã mía dài (lớn hơn 6 mm), được đan dệt thành tấm thảm dệt (vải địa sinh học với khổ rộng 4 m, chiều dài trung bình 50 m) giúp che phủ chất, tạo thảm xanh, chống xói mòn, sạt lở, rửa trôi, bảo vệ đất chống sa mạc hóa.
Xây dựng dây chuyền chế biến hạt phân bón hữu cơ vi sinh từ bã mía và rơm rạ với quy mô 300 tấn/năm tại Công ty Mía Đường Lam Sơn, Thanh Hóa, hạt hữu cơ phân bón mang các chủng vi sinh hữu ích được sử dụng làm phân bón trên trang trại 9 ha mía và làm giá thể trồng 3 ha rau, quả công nghệ cao tại Trung tâm Nông nghiệp công nghệ cao Lam Sơn, Công ty Lam Sơn sao Vàng và các hợp tác xã tại Thanh Hóa. Các nông sản sử dụng hạt hữu cơ phân bón vi sinh cho khả năng chống bệnh tốt, năng suất thu hoạch cao, độ xốp của đất được cải thiện nhờ các chủng vi sinh.
"Việc làm chủ quy trình công nghệ sản xuất các vật liệu mới phục vụ nông nghiệp, hỗ trợ chuyển giao cho doanh nghiệp không chỉ tận thu các giá trị dinh dưỡng và vật liệu từ cây mía và lúa, mà còn nâng cao giá trị kinh tế hai loại cây này, góp phần phát triển nền nông nghiệp tuần hoàn", GS Vịnh nói.
Theo nghiên cứu của Viện Di truyền Nông nghiệp, cả nước mỗi năm sản xuất trung bình khoảng 43 triệu tấn thóc, đồng thời tạo ra khoảng 60 triệu tấn dư lượng sinh khối/năm gồm rơm rạ (cắt sát gốc), trấu và cám được thải ra trong quá trình sản xuất, chế biến gạo. Qua phân tích thành phần hóa học, mỗi tấn rơm rạ có chứa tới trên 8 kg Nitơ hữu cơ và nhiều hợp chất hóa học có giá trị kinh tế cao. Nếu đốt toàn bộ lượng rơm rạ trên đây, có thể tiêu hủy một nguồn phân bón đạm lên tới 480.000 tấn Nitơ và đồng thời gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Theo GS Vịnh, ngoài làm chủ công nghệ, vấn đề dây chuyền thiết bị, công nghệ đồng bộ cũng là yếu tố quyết định để mô hình có thể mở rộng từ thử nghiệm đến sản xuất bán công nghiệp và công nghiệp. Do vậy, nhóm nghiên cứu mong muốn tiếp tục mở rộng hợp tác quốc tế và tăng cường hỗ trợ các doanh nghiệp và hợp tác xã trong nước để triển khai nhiều mô hình sản xuất tại các địa phương.
Độc giả muốn biết thêm thông tin về nghiên cứu, liên hệ với Văn phòng các Chương trình Khoa học và Công nghệ quốc gia tại website:http://vpctqg.gov.vn.
Nguyễn Xuân