Biến phế phụ phẩm nông nghiệp thành vật liệu hữu cơ có giá trị cao

Đây là kết quả của nghiệm vụ khoa học và công nghệ theo Nghị định thư do Bộ Khoa học và Công nghệ giao Viện Di truyền nông nghiệp thực hiện nhằm nghiên cứu sản xuất và ứng dụng một số vật liệu mới (chất hấp thụ, hạt phân bón hữu cơ vi sinh và vải địa kỹ thuật) từ phế phụ phẩm mía đường và lúa để nâng cao giá trị nguyên liệu và phục vụ nông nghiệp bền vững.

GS.TS Đỗ Năng Vịnh cùng với các cộng sự đã hợp tác nghiên cứu và tiếp thu chuyển giao công nghệ với các đối tác CHLB Đức, gồm Viện Công nghệ nhiệt, Môi trường và các quá trình tự nhiên (ITUN), Công ty Vải địa kỹ thuật quốc tế (IGG) và Công ty LEHMANN Maschinenbau GmbH (chuyên về chế tạo máy chế biến sinh khối). Kết quả đã xây dựng thành công ba quy trình công nghệ sản xuất hạt hấp phụ, hạt hữu cơ phân bón và vải địa kỹ thuật từ phụ phẩm mía, lúa và xây dựng được mô hình pilot trình diễn công nghệ sản xuất hạt hữu cơ phân bón, mô hình sản xuất mía và rau quả, và vải địa kỹ thuật sinh học tại Công ty cổ phần mía đường Lam Sơn, Thanh Hóa.

GS Vịnh cho hay, đây là những nghiên cứu cơ bản với tiềm năng ứng dụng khả thi nhất hiện nay về công nghệ chế biến sinh khối của 2 loại cây trồng (mía, lúa). Mía và lúa là hai cây trồng có quy mô sản xuất lớn nhất và có khối lượng sinh khối phế phụ phẩm lớn nhất, tập trung nhất ở nước ta và trên thế giới. Các nhà nghiên cứu đã xác định tiềm năng sinh khối, dư lượng sinh khối và khả năng chuyển hóa sinh khối thành các vật liệu mới như hạt/sợi carbon hoạt tính, phân bón hữu cơ vi sinh và vải địa kỹ thuật sinh học, hướng tới xây dựng nền công nghiệp sinh khối ở nước ta.

"Đề tài đã xây dựng thành công ba quy trình công nghệ gồm: Quy trình sản xuất hạt phân bón bổ sung vi sinh; Quy trình sản xuất màng/hạt lọc nước; Quy trình sản xuất vải địa kỹ thuật đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn Châu Âu.

Các quy trình đều dựa trên các nghiên cứu cơ bản về các đặc tính hóa lý, thành phần hóa học, cấu trúc của dư lượng sinh khối, từ đó sản xuất ra các sản phẩm mới có giá trị lý luận và thực tiễn, có tính mới về đặc tính, chất lượng sản phẩm và khả năng ứng dụng. Đặc biệt tất cả các sản phẩm đều được sản xuất lần đầu tiên ở nước ta từ các nguồn dư lượng sinh khối 2 cây lúa và mía", GS Vịnh nói.

Thông tin về ứng dụng của 3 quy trình công nghệ vừa nghiên cứu thành công, GS Vinh tiết lộ, quy trình sản xuất phân bón bổ sung vi sinh dễ thực hiện, dựa trên ứng dụng 2 loại chế phẩm vi sinh hữu ích: Các chủng phân giải hữu cơ giúp tăng cường quá trình lên men sinh khối đống ủ và các chủng vi sinh hữu ích phân giải lân, cố định chất nitơ, kích thích sinh trưởng và bảo vệ thực vật. Sản phẩm hạt hữu cơ vi sinh đã được ứng dụng làm giá thể trồng rau công nghệ cao, trồng mía và ươm giống mía cây mô đạt kết quả tốt, tăng cường các chỉ số sinh trưởng, phát triển và năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng.

Ứng dụng hạt phân bón hữu cơ vi sinh trong sản xuất dưa vàng Kim Hoàng Hậu cho kết quả ưu việt hơn so với đối chứng về tất cả các chỉ tiêu cấu thành năng suất và chất lượng quả dưa; Quy trình sản xuất vải địa kỹ thuật đã cung cấp 600kg tấm thảm dệt (vải địa kỹ thuật sinh học); mỗi tấm vải địa có chiều dài trung bình 50m, chiều rộng 2,4m (diện tích chung đạt 1900 m2); lần đầu được ứng dụng trên đất dốc tỉnh Thanh Hóa với kết quả cho hình thành thảm cỏ sinh trưởng tốt, chịu hạn, chống xói mòn tốt hơn hẳn so với đối chứng. Nếu việc sản xuất thảm dệt sinh học được thực hiện thông qua nhập khẩu dây chuyền thiết bị dệt thảm từ các đối tác CHLB Đức, việc ứng dụng thảm sinh học chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường to lớn, giúp chống rửa trôi, xói mòn, sạt lở  và sa mạc hóa đất đai, đặc biệt nghiêm trọng trong điều kiện lũ quét hiện nay; Quy trình sản xuất màng/hạt lọc nước đã được xây dựng và có thể áp dụng trên diện rộng để làm sạch nước, giảm ô nhiễm nguồn nước. Quy trình sản xuất màng/hạt lọc nước hoàn toàn có thể đạt quy mô công nghiệp với việc nhập khẩu hệ thống thiết bị từ các đối tác Đức.

Trong bản báo cáo tự đánh giá gửi Bộ Khoa học và Công nghệ, nhóm nghiên cứu khẳng định: Việc ứng dụng ba quy trình công nghệ này có thể tích hợp trong một dây chuyền sản xuất đồng bộ để chế biến toàn bộ các nguồn phế phụ phẩm lúa, mía và kết hợp với các dư lượng hữu cơ khác như phân gia súc, gia cầm, than mùn, mùn cưa, vỏ cây… và từ các phế liệu gây ô nhiễm khác, chế biến thành hạt phân bón hữu cơ vi sinh và các sản phẩm có giá trị gia tăng.

Các quy trình và sản phẩm của dự án có thể được ứng dụng để xây dựng các xí nghiệp chế biến và quay vòng sinh khối quy mô lớn thành phân bón hữu cơ và giá thể hữu cơ phục vụ cho phát huy thế mạnh xuất khẩu rau quả ở nước ta; giúp thu hút lao động, tạo ra các sản phẩm với giá trị gia tăng, đặc biệt là phát triển sản xuất rau quả hữu cơ, rau quả đạt chuẩn Global GAP, Euro GAP…, phục vụ xuất khẩu rau quả quy mô công nghiệp. Đồng thời, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, chống xói mòn rửa trôi đất.

Trao đổi với phóng viên báo Dân trí, GS Vịnh nhấn mạnh: Các nghiên cứu của nhiệm vụ là bước đi khởi đầu, nhưng rất quan trọng của một ngành kinh tế mới nổi, đó là ngành công nghiệp sinh khối và kinh tế sinh thái tuần hoàn. Kết quả nghiên cứu còn là cơ sở công nghệ ươm tạo của nền kinh tế sinh học đầy triển vọng, trước mắt tập trung ưu tiên sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh, hạt cải tạo đất, hạt hấp phụ và vải địa sinh học từ dư lượng sinh khối mía và lúa; ưu tiên phục vụ công nghiệp rau hoa quả hữu cơ, chất lượng cao. Nhiệm vụ đã minh chứng hiệu quả rõ ràng của HTQT đối với nghiên cứu cơ bản định hướng công nghiệp, trong đó thúc đẩy dòng chảy tri thức, công nghệ, thiết bị từ các quốc gia tiên tiến vào nước ta. Đồng thời, đề tài cũng cho thấy vai trò hết sức quan trọng của sự hợp tác đồng bộ giữa nhà nước, viện nghiên cứu, doanh nghiệp và các hợp tác xã (ở đây địa chỉ nghiên cứu hướng về là Công ty Mía Đường Lam Sơn và các hợp tác xã nông nghiệp công nghệ cao) trong việc ứng dụng KH&CN vào cuộc sống.