- Bã cà phê đã sử dụng, vỏ trứng, hỗn hợp hữu cơ, đậu bắp (Abelmoschus. - Để đánh giá hiệu quả của hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng lên năng suất đậu bắp (Abelmoschus esculentus Moench) và dinh dưỡng đất, một thí nghiệm trong nhà lưới được thực hiện trong ba tháng với 4 lặp lại cho mỗi nghiệm thức. - Hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng được bón với 3 mức độ: 5, 10 và 15% (w/w) tính theo trọng lượng của đất. - Nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo cho cây đậu bắp được xem như là nghiệm thức đối chứng. - Một nghiệm thức còn lại được bón với 15%. - bã cà phê không kết hợp vỏ trứng nhằm đánh giá ảnh hưởng riêng lẻ của bã cà phê lên năng suất đậu bắp và dinh dưỡng đất. - Kết quả thí nghiệm cho thấy mặc dù sinh trưởng và phát triển của cây trồng tốt hơn trong nghiệm thức đối chứng, tuy nhiên, năng suất đậu bắp đạt cao nhất ở 2 nghiệm thức bón 10 và 5 % bã cà phê lần lượt là 167 và 161 g/cây/chậu, tăng rất nhiều so với nghiệm thức đối chứng. - Chất lượng trái ở các nghiệm thức này đạt chuẩn chất lượng thương phẩm. - Thêm vào đó, việc bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng giúp gia tăng dinh dưỡng và cải tạo đất một cách đáng kể trong đó chủ yếu gồm: chất hữu cơ, đạm, lân, giá trị pH, mật số vi khuẩn và nấm trong đất. - Nghiệm thức bón 5% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng là nghiệm thức tốt nhất giúp gia tăng năng suất đậu bắp trong điều kiện nhà lưới.. - Cà phê là một loại thức uống phổ biến ở nhiều quốc gia, thức uống này có tác dụng kích thích hệ thần kinh, giúp giảm stress và ngăn chặn quá trình lão hóa. - Với 500.000 ha đất trồng cà phê, Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê thứ 2 trên thế giới (Tam, 2013). - Hằng ngày một lượng lớn bã cà phê được thải ra từ các công ty chế biến cà phê hòa tan, nhà hàng, quán cà phê và hộ gia đình. - Trên thế giới, mỗi ngày có khoảng 6,6 triệu tấn cà phê được tiêu thụ và thải ra ngoài như là chất thải (Pelupessy, 2003). - Một lượng lớn bã cà phê sau khi sử dụng được thải ra hằng ngày như là chất thải (Ivo và ctv., 2012). - Do đó, những công nghệ mới có tính khả thi nhằm tái sử dụng chất thải bã cà phê sau khi sử dụng thành một vật liệu mới, mang lại lợi ích cho môi trường và xã hội là rất cần thiết (Tokimoto và ctv., 2005. - Một trong những công nghệ mới nhằm tái sử dụng bã cà phê là biến chúng thành phân bón hữu cơ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo đất vì thành phần dinh dưỡng trong bã cà phê cao. - Mặc dù, việc nghiên cứu tái sử dụng bã cà phê làm phân bón hữu cơ cho cây trồng đồng thời giúp cải tạo đất nhằm giảm tình trạng ô nhiễm môi trường chỉ mới bắt đầu trong những năm gần đây, nhưng đã đạt được một số kết quả đáng kể trong việc tăng năng suất, khả năng chống chịu trong điều kiện stress, chất lượng nông sản và cải tạo đất (Teresa và ctv.,. - Bên cạnh bã cà phê, vỏ trứng cũng là một nguồn chất thải từ ngành chăn nuôi gia cầm và ấp trứng có giá trị dinh dưỡng cao giúp cải tạo đất và sinh trưởng cây trồng. - Đặc biệt ở Việt Nam, việc nghiên cứu tái sử dụng loại bã cà phê và vỏ trứng tiềm năng này thành phân bón cho cây trồng hầu như chưa có. - Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu: (1) đánh giá hiệu quả của việc bón bã cà phê kết hợp với vỏ trứng lên năng suất đậu bắp trong điều kiện nhà lưới và (2) đánh giá hiệu quả của hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng lên một số đặc tính hóa và sinh học đất.. - Bảng 1: Thành phần hóa học của bã cà phê, đất và vỏ trứng thí nghiệm. - Bã cà phê . - Vỏ trứng . - 2.2 Vật liệu hữu cơ bã cà phê. - Vật liệu bã cà phê tươi được bỏ ra sau khi pha cà phê được thu gom từ một vài quán cà phê trong khu vực phường Xuân Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ. - Sau khi được thu gom, bã cà phê được trộn đều thành một mẫu lớn, từ đó lấy một mẫu nhỏ để xác định đặc tính hóa học của bã cà phê. - Thành phần hóa học của bã cà phê thí nghiệm được trình bày ở Bảng 1.. - học của vỏ trứng. - Thí nghiệm có 5 nghiệm thức và mỗi nghiệm thức có 4 lần lặp lại (1 chậu tương ứng với 1 lặp lại). - Các nghiệm thức được liệt kê như sau:. - 1) Bón 15% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng 2) Bón 10% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng 3) Bón 5% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng 4) Bón 15% bã cà phê. - Tỉ lệ phối trộn giữa cà phê và vỏ trứng là 10 : 2 (tính theo trọng lượng khô). - Nghiệm thức bón phân hóa học theo khuyến cáo được xem như nghiệm thức đối chứng. - Lượng phân hóa học cho nghiệm thức đối chứng được chia làm 4 lần bón: Lần 1:. - Việc bón bã cà phê và vỏ trứng theo từng nghiệm thức dựa vào trọng lượng khô của đất trong mỗi chậu đất thí nghiệm (w/w). - Hạt giống đậu bắp được gieo sau 10 ngày hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng được trộn đều vào trong đất. - Chủ định của việc thiết lập hai nghiệm thức: Nghiệm thức 1: Bón 15% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng và nghiệm thức 4: Bón 15% bã cà phê là nhằm đánh giá xem bã cà phê và hỗn hợp bã cà phê với vỏ trứng có gây ức chế sinh trưởng hay gây ra ngộ độc cho cây trồng khi bón với liều lượng cao hay không.. - 3.1 Thành phần hóa học của bã cà phê và đất thí nghiệm. - Kết quả phân tích về thành phần hóa học của bã cà phê và đất dùng trong thí nghiệm được trình bày trong Bảng 1. - Bã cà phê tươi có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là lượng đạm cao chiếm 2,4. - Giá trị dinh dưỡng có trong bã cà phê tương đương với giá trị dinh dưỡng có trong phân hữu cơ bã bùn mía trong nghiên cứu của Dương Minh Viễn và ctv. - Môi trường pH trung tính cho thấy bã cà phê rất phù hợp bón cho nhiều loại cây trồng. - 3.2 Ảnh hưởng của việc bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng lên đặc tính hóa và sinh học đất. - Kết quả diễn biến sự thay đổi giá trị pH và EC đất giữa các nghiệm thức trong thời gian bố trí thí nghiệm được trình bày trong Hình 1. - Giá trị pH đất ở các nghiệm thức có xu hướng ổn định trong suốt. - thời gian bố trí thí nghiệm, ngoại trừ ở 2 nghiệm thức: bón phân theo khuyến cáo và bón 15% bã cà phê. - Vào thời điểm 95 ngày, pH đất thấp nhất ở nghiệm thức bón 15% bã cà phê (pH = 6,0), kế đến là pH ở nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo (pH = 6,4). - Cả hai nghiệm thức này có pH đất thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với 3 nghiệm thức bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng còn lại (Hình 1A). - Việc giảm pH đất trong thời gian thí nghiệm có lẽ là một trong những nhân tố đóng góp vào việc giảm năng suất trái đậu bắp ở 2 nghiệm thức này. - Tóm lại, bón bã cà phê kết hợp với vỏ trứng không làm giảm pH đất.. - EC đất ở các nghiệm thức có xu hướng tăng nhẹ sau 10 ngày thí nghiệm, sau đó giảm mạnh cho đến khi kết thúc thí nghiệm. - Nhìn chung, EC đất ở các nghiệm thức đều nằm trong ngưỡng tối ưu cho cây trồng. - Vào thời điểm 95 ngày thí nghiệm, EC đất cao nhất ở nghiệm thức bón 15% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng, thấp nhất ở 2 nghiệm thức: bón phân theo khuyến cáo và 15% bã cà phê không kết hợp bón vỏ trứng (Hình 1B). - Điều này cho thấy việc bón hỗn hợp bã cà phê kết hợp vỏ trứng làm tăng lượng dinh dưỡng hữu dụng giúp cho cây trồng hấp thu dễ dàng, từ đó giúp gia tăng năng suất. - Như vậy, việc bón bã cà phê kết hợp vỏ trứng không những không làm cho đất bị mặn và chua mà còn cung cấp một lượng dinh dưỡng hữu dụng cho cây trồng đáng kể giúp tăng năng suất.. - Kết quả phân tích các thành phần hóa học đất sau khi kết thúc thí nghiệm và so sánh với mẫu đất trước khi bố trí thí nghiệm cho thấy ở tất cả các nghiệm thức bổ sung bã cà phê, chất hữu cơ và hàm lượng đạm tổng số của đất có xu hướng cao hơn rất nhiều so với mẫu đất đầu vụ. - Hai thành phần này cao nhất ở nghiệm thức bón 15% bã cà phê không kết hợp bón vỏ trứng, lần lượt chiếm 5,14% và 0,62% (Hình 2A). - Riêng nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo, hàm lượng chất hữu cơ và đạm tổng số có xu hướng thấp nhất và thấp hơn. - Kết quả này cho thấy việc bón bã cà phê có xu hướng giúp gia tăng lượng chất hữu cơ và đạm tổng số trong đất, đồng thời còn duy trì được hàm lượng lân và kali trong đất, do đó, không cần sử dụng lượng phân bón hóa học cho cây rau màu ngắn ngày trong vụ đầu tiên, giúp nông dân giảm chi phí trong sản xuất và giảm ô nhiễm môi trường. - Vì vậy, bã cà phê có thể sẽ là một sản phẩm phân bón hữu cơ cao cấp trong tương lai dùng để sản xuất rau hữu cơ, sạch và an toàn.. - Mật số vi khuẩn và nấm ở tất cả các nghiệm thức. - bón bã cà phê đều cao hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê 5% so với nghiệm thức bón theo khuyến cáo ở hầu hết tất cả các thời điểm thu mẫu, đặc biệt ở thời điểm 10 và 95 ngày sau khi bố trí thí nghiệm (Hình 3A và Hình 3B). - Điều này cho thấy hiệu quả rất rõ ràng của việc bón bã cà phê và vỏ trứng lên sự gia tăng mật số vi khuẩn và nấm trong đất, trong đó có cả những vi sinh vật có lợi cho cây trồng như vi sinh vật cố định đạm, hòa tan lân và tiết ra hormone thực vật như IAA nhằm kích thích tăng trưởng và gia tăng năng suất cây trồng.. - 3.3 Ảnh hưởng của việc bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng lên sinh trưởng cây đậu bắp. - Trong giai đoạn còn nhỏ, ở nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo đậu bắp phát triển tốt nhất so với các nghiệm thức bón bã cà phê. - Lá đậu bắp ở nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo có màu xanh đậm. - Ở các nghiệm thức bón bã cà phê lá đậu bắp có màu xanh nhạt và ngã sang vàng. - Riêng nghiệm thức chỉ bón 15% bã cà phê cây đậu bắp sinh trưởng và phát triển kém nhất. - Tuy nhiên, vào giai đoạn giữa cho đến cuối vụ, cây đậu bắp ở tất cả các nghiệm thức bón bã cà phê khỏe mạnh hơn so với cây đậu bắp ở nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo, thông qua các đặc điểm bên ngoài sau đây của: 1) Lá: đậu bắp ở các nghiệm thức bổ sung bã cà phê lá có màu xanh nhạt và sáng bóng, rất khỏe, không thể hiện triệu chứng thiếu dinh dưỡng và bệnh hại xuất hiện, trong khi đó, ở nghiệm thức. - Nguyên nhân có thể do đất sử dụng trong thí nghiệm không cung cấp đủ các dưỡng chất trung và vi lượng cần thiết cho cây đậu bắp do đất đã được canh tác qua nhiều mùa vụ và 3) Trái: ở các nghiệm thức bón bã cà phê trái to, dài xanh nhạt nhưng non mượt và sáng bóng đạt tiêu chuẩn trái thương phẩm, trong khi đó, trái đậu bắp ở nghiệm thức bón theo khuyến cáo bị sâu bệnh hại tấn công, trái cong và sần sùi, không đạt tiêu chuẩn trái thương phẩm (Hình 4). - Do đó, bã cà phê có thể sử dụng trực tiếp để bón vào đất làm tăng năng suất cây trồng, giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và hướng tới nền nông nghiệp hữu cơ, xanh và sạch.. - Hình 4: Tổng quan về sinh trưởng của cây đậu bắp ở các nghiệm thức thí nghiệm gồm: lá, đỉnh sinh trưởng và trái. - 3.3.2 Chiều cao cây, số lá và đường kính thân Kết quả ảnh hưởng của các nghiệm thức lên sự sinh trưởng và phát triển của đậu bắp trong thời gian bố trí thí nghiệm được trình bày ở Hình 5.. - Nhìn chung, chiều cao cây, số lá trên cây và đường kính thân của đậu bắp ở nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo cao hơn và khác biệt ý nghĩa thống kê 5% so với các nghiệm thức bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng. - Các nghiệm thức bón bã cà phê không khác biệt thống kê khi so sánh với nhau (Hình 5A, Hình 5B và Hình 5C). - Chỉ duy nhất nghiệm thức bón 10% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng có chiều cao đậu bắp không khác biệt thống kê so với nghiệm thức khuyến cáo vào thời điểm. - Trong khi đó, việc bón bã cà phê và vỏ trứng không giúp cây trồng tăng về sinh khối, nhưng giúp cây trồng khỏe mạnh, tăng sức chống chịu với điều kiện khắc nghiệt và sâu bệnh hại tấn công. - Điều này có thể là do trong bã cà phê có nhiều hợp chất bioactive hữu cơ, giúp cho cây trồng tăng sức đề kháng và chống chịu tốt trong điều kiện môi trường bất lợi trong đó có dinh dưỡng và sâu bệnh hại (Teresa và ctv., 2013a).. - Hình 5: Diễn biến về sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu bắp ở các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm gồm: chiều cao cây (A), số lá trên cây (B) và đường kính thân (C). - 3.4 Ảnh hưởng của việc bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng lên năng suất đậu bắp. - Kết quả trọng lượng trái đậu bắp thu hoạch trong thời gian bố trí thí nghiệm được trình bày trong Hình 6 cho thấy trọng lượng trái đậu bắp cao nhất ở nghiệm thức bón 5 và 10 % hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng, lần lượt là 161,02 và 167,07 g/cây khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5% so với các nghiệm thức khác. - Nghiệm thức bón 15% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng có trọng lượng trái là 135,92 g/cây. - Trong khi đó, cả 2 nghiệm thức: bón phân theo khuyến cáo và nghiệm thức chỉ bón 15% bã cà phê cho trọng lương trái thấp nhất, lần lượt là:. - Khi so sánh hai nghiệm thức bón 15% bã cà phê có và không có bổ sung vỏ trứng cho thấy trọng lượng trái đậu bắp cao hơn rất nhiều (161,01 g/cây) ở nghiệm thức có bổ sung vỏ trứng trong khi nghiệm thức không bổ sung vỏ trứng trọng lượng trái thấp hơn (44,50 g/cây). - trong khi bã cà phê chỉ chứa một hàm lượng lớn nguyên tố đa lượng như: N, P và K. - Do đó, khi kết hợp hai vật liệu gồm bã cà phê và vỏ trứng lại với nhau thì thành phần dinh dưỡng thết yếu cho cây trồng và vi sinh vật trở nên hoàn hảo, vì vậy năng suất đậu bắp được gia tăng. - Như vậy, việc bón hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng giúp gia tăng trọng lượng trái rất nhiều so với nghiệm thức bón phân hóa học theo khuyến cáo và nghiệm thức chỉ bón bã cà phê. - Sự gia tăng năng suất trái là kết quả từ việc duy trì pH đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ, đạm tổng số và tăng mật số vi sinh vật khi hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng được bón vào trong đất, giúp cây trồng khỏe mạnh hơn, tăng cường sức chống chịu trong điều kiện bất lợi, thiếu dinh dưỡng và sâu bệnh hại. - Tóm lại, bón 5% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng mang lại hiệu quả cao nhất trong việc gia tăng năng suất đậu bắp.. - Hình 6: Trọng lượng trái đậu bắp ở các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm (n=4, độ lệch chuẩn) 4 KẾT LUẬN. - Bã cà phê có thể sử dụng trực tiếp sau khi pha chế như là một dạng phân bón hữu cơ cho cây đậu bắp và không cần sử dụng phân bón hóa học cho cây trồng trong vụ đầu tiên. - Việc kết hợp bón bã cà phê với bột vỏ trứng (tỉ lệ 10:2, theo trọng lượng khô) giúp gia tăng hiệu quả của bã cà phê với dinh dưỡng đất, sức khỏe và năng suất cây đậu bắp.. - Hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng giúp duy trì pH đất, có xu hướng làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, đạm tổng số và mật số vi sinh vật gồm vi khuẩn và nấm trong đất, giúp cây trồng khỏe mạnh hơn, tăng khả năng chống chịu trong điều kiện môi trường bất lợi, thiếu dinh dưỡng và sâu bệnh hại, từ đó giúp gia tăng năng suất đậu bắp.. - Bón 15% bã cà phê mặc dù không gây ra ngộ độc chết cây nhưng ức chế sinh trưởng cây đậu bắp và dẫn đến năng suất thấp.. - Bón 5% hỗn hợp bã cà phê và vỏ trứng là lượng tối ưu giúp cây đậu bắp khỏe mạnh tăng năng suất.. - Bã cà phê kết hợp vỏ trứng có tiềm năng ứng dụng cao trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ sạch và bền vững.. - Nghiên cứu khả năng tách chiết dầu từ bã cà phê và sử dụng bã cà phê làm cơ chất trồng nấm linh chi (Ganoderma lucidum).. - Nghiên cứu chế tạo chế phẩm Biocoffee-1 từ Aspergillus niger và ứng dụng lên men các loại cà phê. - sinh học từ bã cà phê