MỤC LỤC Trang Mục lục i Tóm tắt đề tài ii Danh mục bảng hình iii Phần 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI iv Mở đầu v Mục đích đề tài vi Lịch sử nghiên cứu vấn đề vi Nhiệm vụ nghiên cứu vi Khách thể nghiên cứu vi Đối tượng nghiên cứu vii Giới hạn, phạm vi nghiên cứu đề tài vii Nội dung nghiên cứu vii Phương pháp nghiên cứu vii 10 Sản phẩm đề tài vii Phần 2: NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THU ẾT 1.1 Một số đặc điểm nguyên tố đất (NTĐH) Lantan 1.2 Ứng dụng nguyên tố đất 12 1.3 Axit xitric 15 1.4 Phương pháp nghiên cứu phức chất NTĐH 17 1.5 Giới thiệu cà chua 21 Chương 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 28 2.1 Thiết bị dụng cụ 28 2.2 Hóa chất 28 2.3 Thực nghiệm 28 2.4 Thử nghiệm phân bón vi lượng lantan xitrat cho cà chua 29 2.5 Đánh giá kết thực nghiệm 30 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Nghiên cứu tổng hợp lantan xitrat 32 3.2 Xác định phức lantan xitrat 38 3.3 Ứng dụng phức chất lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua 42 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 i NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ PHỨC LANTAN XITRAT VÀ THỬ NGHIỆM LÀM CHẤT KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG C CÀ CHUA TÓM TẮT Các công trình nghiên cứu ứng dụng phân bón vi lượng nguyên tố đất với hàm lượng thấp cho nhiều loại trồng như: táo, nho, ngô, chuối, đậu nành, đậu, cam, mía, chè, lúa thực Úc, Trung Quốc, Việt Nam Các liệu thực nghiệm cho thấy sử dụng phân bón vi lượng nguyên tố đất cho suất làm cho suất chất lượng trồng cao nhiều Trong báo nghiên cứu tổng hợp phức chất rắn axit xitric với lantan điều kiện tối ưu thời gian phản ứng, nhiệt độ, pH, tỉ lệ chất tham gia tạo phức ứng dụng phân bón vi lượng với hàm lượng thấp lantan xitrat từ phức chất cho cà chua Kết cho thấy sử dụng phức lantan xitrat nồng độ 200ppm th suất cà chua tăng 15,20% Từ khoá: Nguyên tố đất hiếm, lantan, phân bón vi lượng đất hiếm, phức rắn, cà chua STUDY ON THE SYNTHESIS OF LANTHANUM CITRATE FOR THE APPLICATION AS MICRONUTRIENTS ON THE TOMATO ABSTRACT The works on the application of micronutrients with very low concentration of Rare Earth Elements for many kinds of cultivated crops such as apple, grapes, corn, banana, soy, bean, oranges, cane, tea, rice, etc., have been conducted in Australia, China, Vietnam…The experimental data indicated that the use of rare earth micronutrients could obtain tomato in the higher yield and better product quality In this paper we have synthesized the solid complex of citric acid with lanthanum in the optimal conditions on the reaction time, temperature, pH and reagent rate as well as applied micronutrients with very low concentration of lanthanum citrate from this solid complex for the tomato The results indicated that the tomato yield increased 15.20% when the concentration of lanthanum citrate complex was 200ppm Keyword: Rare Earth Elements, lanthanum, rare earth micronutrients, solid complex, tomato ii DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH Trang Bảng 1.1 Các phân nhóm nguyên tố đất Bảng 1.2 Hằng số vật lý số nguyên tố đất Bảng 1.3 Giá trị pH bắt đầu kết tủa Ln(OH)3 Bảng 1.4 Một số đặc điểm lantan Bảng 1.5 Một số tính chất vật lý axit xitric 15 Bảng 1.6 Tần số đặc trưng nhóm số nhóm nguyên tử 18 Bảng 1.7 Tần số hấp thụ số liên kết thường gặp 19 Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm theo ANOVA chiều 31 Bảng 2.2 Bảng phân tích phương sai 31 Bảng 3.1 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 32 Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 34 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 35 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ mol La3+ : H3Cit đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 37 Bảng 3.5 Bố trí thí nghiệm theo ANOVA chiều 43 Bảng 3.6 Bảng phân tích phương sai 43 Bảng 3.7 Năng suất cà chua thu hoạch thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat 45 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 33 Hình 3.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 34 Hình 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 36 Hình 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ mol La3+:H3Cit đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 37 Hình 3.5 Ảnh tinh thể lantan xitrat chụp kính hiển vi 38 Hình 3.6 Phổ h ng ngoại phối tử axit xitric (H3Cit) 39 Hình 3.7 Phổ h ng ngoại phức chất lantan xitrat 39 Hình 3.8 Giản đ phân tích nhiệt DTG DTGA phức chất lantan xitrat 41 Hình 3.9 Ảnh hưởng n ng độ phức lantan xitrat đến trọng lượng tươi cà chua sau phun dung dịch phức lantan xitrat cuối giai đoạn 44 Hình 3.10 Cà chua thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat giai đoạn 45 iii Phần GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI iv Mở đầu Các nguyên tố đất (NTĐH) có tính chất đặc biệt, chúng ứng dụng hầu hết lĩnh vực khoa học kỹ thuật làm vật liệu từ, công nghiệp thủy tinh màu thủy tinh quang học, làm chất xúc tác công nghiệp hóa dầu, tổng hợp hữu cơ, làm nguyên liệu phụ gia công nghệ hạt nhân, luyện kim, chế tạo gốm, vật liệu composit, chế tạo vật liệu phát quang, chế tạo thiết bị laze… Trong thời gian gần đây, hóa học phức chất NTĐH thông qua ứng dụng rộng rãi ngày phát triển khẳng định vai trò quan trọng khoa học đời sống Các NTĐH có khả tạo phức với nhiều phối tử vô lẫn hữu Nhiều phối tử hữu có khả tạo phức tốt với NTĐH nghiên cứu hợp chất màu azo, hợp chất hữu chứa photpho, hợp chất hữu đa chức… Một phối tử hữu đáng ý amino axit Các công trình khoa học phức chất NTĐH với amino axit hoạt tính sinh học đặc biệt chúng khả ức chế phát triển loại vi trùng Aspartat đất hiếm, ảnh hưởng Glutamat Europi đến sinh tổng hợp Protein enzim chủng nấm mốc, khả kích thích tăng trưởng NTĐH với tr ng [17], [18], [19], [22], 24 Trong lĩnh vực nông nghiệp nguyên tố đất (NTĐH) nguyên tố vi lượng cần thiết cho số loại tr ng [4], [5], [10], [15], [20] Các NTĐH t n ỏi đất khai phá lần để tr ng trọt, tr ng trọt loại đất phát triển tốt, chất lượng đặc biệt vụ Nhưng trải qua vài, ba vụ gieo tr ng NTĐH chất dinh dưỡng đa lượng vi lượng bị hao hụt dần qua trình sử dụng thực vật bị rửa trôi mưa, lũ Khi cần thiết phải bổ sung loại phân bón tr ng phát triển tốt [1], [6], [8] Sở dĩ NTĐH gây nên ảnh hưởng định đến dinh dưỡng suất tr ng chúng tham gia vào thành phần nhiều loại enzim, có khả thúc đẩy hoạt động loại enzim đó, khả tăng hàm lượng diệp lục, tăng trình quang hoá, tăng hấp thu chất dinh dưỡng đa lượng, tăng khả chống chịu điều kiện thời tiết, môi trường [10], [12], [21], [23] Vì NTĐH cần thiết cho tr ng, chiếm tỷ lệ thấp N ng độ NTĐH dung dịch đất thấp v cao quá, so với nhu cầu dinh dưỡng loại tr ng, có ảnh hưởng mạnh đến sinh trưởng phát triển Do đó, việc cung cấp bổ sung NTĐH từ phức chất NTĐH cho tr ng yêu cầu thiết đặt Các công trình trước [10], [11], [12], [13] tác giả nghiên cứu tổng hợp số phức chất NTĐH với phối tử hữu axit glutamic… ứng dụng làm phân bón vi lượng cho trà, cam, chè, cà phê… cho suất thu hoạch đáng kể Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường là: “Nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric ứng dụng lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua” Mục đích đề tài: Nghiên cứu điều chế phức chất nguyên tố đất lantan với axit xitric ứng dụng làm chất kích thích cho cà chua Lịch sử nghiên cứu vấn đề: – Phức chất nguyên tố đất theo chuyên gia Trung Quốc cho thấy tăng hàm lượng diệp lục, tăng khả kháng bệnh, tăng cường chịu đựng thời tiết khắc nghiệt Ở Trung Quốc sử dụng rộng rãi cho nhiều loại tr ng có ngũ cốc, rau, ăn quả… – Ở Châu Úc nghiên cứu sử dụng phức nguyên tố đất cho 50 loại tr ng khác Kết tăng suất từ 10-15% cho loại Táo, mía, chuối, hạt tiêu, bắp cải, nhãn… – Ở Việt Nam, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa thử nghiệm phức nguyên tố đất cho đậu tương lạc cho suất khoảng 5-8% Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam điều chế chế phẩm vi lượng đất (Mã số ĐH93) phun cho loại tr ng, kết làm tăng suất lúa 712%, đỗ tương 7-19%, lạc 9-14%, điều gần 30% Viện Công nghệ Xạ thử nghiệm loại phức chất chè công ty Chè sông Lô cho thấy suất tăng 10-15% chất lượng thơm ngon Nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu cách điều chế phức chất lantan xitrat từ lantan axit xitric Tìm điều kiện thích hợp (n ng độ, chất phụ gia…) để phun cho tr ng d dàng Thử nghiệm phức chất lantan xitrat làm chất kích thích sinh trưởng cho cà chua Phân tích dư lượng đất lantan trái cà chua thành phẩm Khách thể nghiên cứu: số lượng trái cà chua số lượng trái cà chua kg trái thành phẩm vi Đối tượng nghiên cứu: Phức chất nguyên tố đất lantan tăng trưởng cà chua Giới hạn, phạm vi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu sách, tài liệu, tạp chí (trong nước quốc tế) Xây dựng quy trình điều chế phức chất nguyên tố đất lantan phạm vi phòng thí nghiệm, chưa qua giai đoạn pilot sản xuất thử Thử nghiệm lantan xitrat làm chất kích thích cho cà chua Nội dung nghiên cứu: 1) Khảo sát ảnh hưởng điều kiện: thời gian phản ứng tạo phức, nhiệt độ phản ứng, pH môi trường phản ứng, tỉ lệ lantan (III)/ axit xitric đến hiệu suất phản ứng tạo phức lantan xitrat Từ đó, tìm điều kiện tối ưu cho phản ứng điều chế phức chất lantan xitrat 2) Sử dụng phương pháp vật lý đại phổ h ng ngoại, phân tích nhiệt để đánh giá tạo thành phức chất lantan xitrat 3) Tiến hành thử nghiệm dung dịch phức chất lantan xitrat n ng độ ppm làm phân bón vi lượng cho cà chua Phương pháp nghiên cứu: Để kiểm tra sản phẩm phức chất lantan xitrat thu đánh giá kết nghiên cứu, dùng phương pháp sau: – Phương pháp chuẩn độ đất – Phương pháp phân tích phổ h ng ngoại – Phương pháp phân tích nhiệt 10 Sản phẩm đề tài: – Qui trình điều chế phức chất lantan xitrat qui trình phun phức chất cho cà chua – Đã công bố báo khoa học Tạp chí Đại học Sài Gòn 11 Ý nghĩa, hiệu đề tài: – Dùng làm tài liệu cho sinh viên học viên cao học – Ứng dụng sản phẩm cho nhà nông tr ng sản xuất cà chua vii Phần NỘI DUNG viii MỞ ĐẦU Các nguyên tố đất (NTĐH) có tính chất đặc biệt, chúng ứng dụng hầu hết lĩnh vực khoa học kỹ thuật làm vật liệu từ, công nghiệp thủy tinh màu thủy tinh quang học, làm chất xúc tác công nghiệp hóa dầu, tổng hợp hữu cơ, làm nguyên liệu phụ gia công nghệ hạt nhân, luyện kim, chế tạo gốm, vật liệu composit, chế tạo vật liệu phát quang, chế tạo thiết bị laze… Trong thời gian gần đây, hóa học phức chất NTĐH thông qua ứng dụng rộng rãi ngày phát triển khẳng định vai trò quan trọng khoa học đời sống Các NTĐH có khả tạo phức với nhiều phối tử vô lẫn hữu Nhiều phối tử hữu có khả tạo phức tốt với NTĐH nghiên cứu hợp chất màu azo, hợp chất hữu chứa photpho, hợp chất hữu đa chức… Một phối tử hữu đáng ý amino axit Các công trình khoa học phức chất NTĐH với amino axit hoạt tính sinh học đặc biệt chúng khả ức chế phát triển loại vi trùng Aspartat đất hiếm, ảnh hưởng Glutamat Europi đến sinh tổng hợp Protein enzim chủng nấm mốc, khả kích thích tăng trưởng NTĐH với trồng [17], [18], [19], [22], 24 Trong lĩnh vực nông nghiệp nguyên tố đất (NTĐH) nguyên tố vi lượng cần thiết cho số loại trồng [4], [5], [10], [15], [20] Các NTĐH tồn ỏi đất khai phá lần để trồng trọt, trồng trọt loại đất phát triển tốt, chất lượng đặc biệt vụ Nhưng trãi qua vài, ba vụ gieo trồng NTĐH chất dinh dưỡng đa lượng vi lượng bị hao hụt dần qua trình sử dụng thực vật bị rửa trôi mưa, lũ Khi cần thiết phải bổ sung loại phân bón trồng phát triển tốt [1], [6], [8] Sở dĩ NTĐH gây nên ảnh hưởng định đến dinh dưỡng suất trồng chúng tham gia vào thành phần nhiều loại enzim, có khả thúc đẩy hoạt động loại enzim đó, khả tăng hàm lượng diệp lục, tăng trình quang hoá, tăng hấp thu chất dinh dưỡng đa lượng, tăng khả chống chịu điều kiện thời tiết, môi trường [10], [12], [21], [23] Vì NTĐH cần thiết cho trồng, chiếm tỷ lệ thấp Nồng độ NTĐH dung dịch đất thấp cao quá, so với nhu cầu dinh dưỡng loại trồng, có ảnh hưởng mạnh đến sinh trưởng phát triển Do đó, việc cung cấp bổ sung NTĐH từ phức chất NTĐH cho trồng yêu cầu thiết đặt Các công trình trước [10], [11], [12], [13] tác giả nghiên cứu tổng hợp số phức chất NTĐH với phối tử hữu axit glutamic… ứng dụng làm phân bón vi lượng cho trà, cam, chè, cà phê… cho suất thu hoạch đáng kể Xuất phát từ lí trên, chọn đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường là: “Nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric ứng dụng lantan xitrat làm phân bón vi lƣợng cho cà chua” Nội dung đề tài tập trung vào phần sau: 1) Khảo sát ảnh hưởng điều kiện: thời gian phản ứng tạo phức, nhiệt độ phản ứng, pH môi trường phản ứng, tỉ lệ lantan (III)/ axit xitric đến hiệu suất phản ứng tạo phức lantan xitrat Từ đó, tìm điều kiện tối ưu cho phản ứng điều chế phức chất lantan xitrat 2) Sử dụng phương pháp vật lý đại phổ hồng ngoại, phân tích nhiệt để đánh giá tạo thành phức chất lantan xitrat 3) Tiến hành thử nghiệm dung dịch phức chất lantan xitrat nồng độ ppm làm phân bón vi lượng cho cà chua trồng phường Thủy Dương, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế lên hiệu suất phản ứng tạo phức tăng pH lớn hiệu suất tạo phức không tăng Do đó, pH thích hợp cho hiệu suất tạo phức lantan xitrat tối ưu pH= 3.1.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo phức Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat tiến hành điều kiện: tỉ lệ La3+: H3Cit 1:1 (mol/mol), giá trị pH = (theo kết khảo sát trên), thời gian phản ứng (theo kết khảo sát trên) Nhưng nhiệt độ phản ứng thay đổi từ 40oC đến 90oC Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat trình bày bảng 3.3 hình 3.3 đây: Bảng 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat Nhiệt độ phản ứng, (0C) 40 50 60 70 80 90 Nồng độ La3+ ban đầu, 5,220 5,220 5,220 5,220 5,220 5,220 1,331 1,211 1,091 1,347 1,555 1,738 3,889 4,009 4,129 3,873 3,665 3,482 74,50 76,80 79,10 74,20 70,21 66,70 (10-3 mol) Nồng độ La3+ lại, (10-3 mol) Nồng độ La3+ phản ứng , (10-3 mol) Hiệu suất, (%) 35 Hình 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat Từ kết nghiên cứu bảng 3.3 hình 3.3, thấy tăng nhiệt độ từ 400C đến 900C hiệu suất phản ứng tạo phức lantan xitrat có biến động tăng giảm Từ 400C đến 600C hiệu suất phản ứng tăng lên Nhưng nhiệt độ tăng lên 60oC, hiệu suất tạo phức giảm có phân huỷ phức tạo thành Vì nhiệt độ thích hợp cho phản ứng tạo phức lantan xitrat 600C 3.1.4 Ảnh hƣởng tỉ lệ chất phản ứng đến hiệu suất tạo phức Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ mol La3+: H3Cit đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat tiến hành điều kiện: giá trị pH = (theo kết khảo sát trên), nhiệt độ 60oC (theo kết khảo sát trên), thời gian phản ứng (theo kết khảo sát trên) Nhưng tỉ lệ mol La3+: H3Cit đến hiệu suất tạo phức Lantan xitrat thay đổi từ 1,50:1,00; 1,25:1,00; 1,00:1,00; 1,00:1,25; đến 1,0:1,5 (mol/mol) Kết thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ chất tham gia phản ứng đến hiệu suất tạo phức trình bày bảng 3.4 hình 3.4 đây: 36 Bảng 3.4: Ảnh hưởng tỉ lệ mol La3+: H3Cit đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat Tỉ lệ La3+: H3Cit, 1,50:1,00 1,25:1,00 1,00:1,00 1,00:1,25 1,00:1,50 5,152 5,152 5,152 5,152 5,152 1,324 1,211 1,076 1,286 1,537 3,828 3,941 4,076 3,866 3,615 74,30 76,50 79,11 75,03 70,16 (mol/mol) Nồng độ La3+ ban -3 đầu, (10 mol) Nồng độ La3+ lại, (10-3 mol) Nồng độ La3+ phản -3 ứng , (10 mol) Hiệu suất, (%) Hình 3.4: Ảnh hưởng tỉ lệ mol La3+: H3Cit đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 37 Từ kết nghiên cứu bảng 3.4 hình 3.4, thấy điều kiện nhiệt độ phản ứng cố định 60oC, thời gian giờ, pH = với tỉ lệ La3+:H3Cit 1:1 phản ứng cho hiệu suất tạo phức lantan xitrat cao Vì chọn điều kiện tỉ lệ mol La3+: H3Cit 1:1 tối ưu để nghiên cứu tổng hợp phức chất lantan xitrat 3.2 XÁC ĐỊNH PHỨC LANTAN XITRAT Từ điều kiện thích hợp nghiên cứu trên, tổng hợp phức lantan xitrat Kết tinh thể lantan xitrat chụp kính hiển vi với độ phóng đại 400 lần, trình bày hình 3.5 Hình 3.5: Ảnh tinh thể lantan xitrat chụp kính hiển vi 3.2.1 Phổ hồng ngoại phức lantan xitrat Tinh thể phức chất lantan xitrat chụp phổ hồng ngoại phân tích nhiệt đây, để đánh giá trình tạo liên kết La3+ với phối tử axit xitric Chúng tiến hành đo phổ hồng ngoại phối tử axit xitric phức lantan xitrat máy quang phổ kế hồng ngoại FTIR IMPACT 4010 (CHLB Đức ), phổ phân tích nhiệt đo máy Shimadzu DTA-50, Shimadzu 50H Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội Phổ hồng ngoại axit xitric phức lantan xitrat trình bày hình 3.6 3.7 38 Mon Jan 10 14:45:10 2011 Hình 3.6: Phổ hồng ngoại phối tử axit xitric (H3Cit) Mon Jan 10 14:55:10 2011 Hình 3.7: Phổ hồng ngoại phức chất lantan xitrat 39 Từ hình 3.6 3.7, rút số nhận xét sau: - Phổ hồng ngoại phối tử axit xitric có nhóm -COOH xuất với số sóng 1640,85 cm-1 phổ phức số sóng giảm, 1633,64 cm-1 xuất với cường độ yếu, chứng tỏ nhóm -COOH tham gia liên kết với La3+ hoàn toàn phù hợp - Ngoài ra, phổ phức chất lantan xitrat xuất thêm số sóng 1553,91 cm-1 đến 1633,64 cm-1, chứng tỏ có phân tử H2O kết tinh mẫu phức chất lantan xitrat - Mặt khác, nhóm chức –OH ứng với số sóng từ 3200 – 3325,75 cm-1 phổ, chứng tỏ chúng không tham gia liên kết với phức chất lantan xitrat Từ kiện phân tích trên, kết luận rằng: La3+ tạo phức với axit xitric 3.2.2 Phân tích nhiệt phức chất lantan xitrat Phức lantan xitrat phân tích trọng lượng nhiệt vi phân DTG DTGA (Differential thermogravimetry analysis) phân tích trọng lượng nhiệt TG TGA (Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis) với kết trình bày giản đồ hình 3.8 40 Figure: Labsys TG Experiment: 12/01/2011 Procedure: Crucible: PT 100 µl Citrat Lantan Atmosphere: Air Mass (mg): 39.54 RT > 1000C (10C.min-1) (Zone 2) TG/% HeatFlow/µV 300 Exo Peak :132.44 °C 60 d TG/%/min 200 Peak :215.97 °C -50 100 30 Peak :281.19 °C 0 -100 -100 Mass variation: -12.24 % -200 -30 Mass variation: -68.61 % -150 -300 -60 -400 100 200 300 400 500 600 700 800 Furnace temperature /°C Hình 3.8: Giản đồ phân tích nhiệt DTG DTGA phức chất lantan xitrat - Trên giản đồ DTG cho thấy, nung từ khoảng 50oC  1000oC, phức chất lantan xitrat trải qua hai trình: + Quá trình thu nhiệt 132,44oC ứng với nước phân tử phức chất lantan xitrat + Quá trình toả nhiệt 215,97oC 281,19oC ứng với trình phân huỷ đốt cháy phức chất lantan xitrat - Trên giản đồ DTGA cho thấy: + Từ 50oC đến 132,44oC, khối lượng mẫu giảm 4,840 mg, chiếm 12,24 % tương ứng với phân tử H2O, tương ứng với nước phức chất lantan xitrat + Từ 200OC đến 900OC, khối lượng mẫu giảm 27,13 mg, chiếm 68,61 %, tương ứng với phân huỷ đốt cháy phức chất lantan xitrat không khí Phần cặn lại sau nung chiếm: mcòn lại = 39,54 - 4,840 - 27,13 = 7,57 (mg) 41 %mcòn lại = 100% - 12,24 % - 68,61% = 19,15 % La2O3 không cháy Như La3+ liên kết với axit xitric tạo thành phức chất lantan xitrat hoàn toàn xác Dựa kết phân tích phức chất lantan xitrat dự đoán cấu trúc phức chất lantan xitrat bao gồm ion trung tâm La3+ với phối tử xitrat chung quanh 3.3 ỨNG DỤNG PHỨC CHẤT LANTAN XITRAT LÀM PHÂN BÓN VI LƢỢNG CHO CÂY CÀ CHUA Gieo hạt cà chua mặt đất khô bón tro bếp (có nhiều K) phủ rơm cho ấm lúc trời nắng khô độ 5-7 ngày mọc gọi non Khi non khoảng 20 ngày (nghĩa cho khoảng 25–27 ngày tuổi) phun phức đất để thử nghiệm giai đoạn Giai đoạn thử nghiệm khoảng 20 ngày (tức đến khoảng 45–47 ngày tuổi gọi cà chua trưởng thành) Tiếp tục thử nghiệm giai đoạn khoảng 50 ngày (nghĩa khoảng 95–97 ngày tuổi) Để ứng dụng phức lantan xitrat điều chế cho cà chua trồng phường Thủy Dương, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế Các thí nghiệm tiến hành cách phun dung dịch phức lantan xitrat khoảng nồng độ thích hợp lên cà chua trồng đồng ruộng hai giai đoạn nêu 3.3.1 Ảnh hƣởng nồng độ phức lantan xitrat đến sinh trƣởng cà chua giai đoạn Các nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua non tiến hành cách phun dung dịch phức lantan xitrat nồng độ 0; 50; 100; 150; 200; 250; 300; 350 ppm Phun lần, lần cách ngày, phun lên cà chua với mục đích khảo sát khả phát triển trọng lượng (tươi) cà chua non Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ phức lantan xitrat đến sinh trưởng cà chua sau phun dung dịch phức lantan xitrat giai đoạn trình bày bảng 3.9 tiến hành phân tích phương sai kết bảng 3.10 42 Bảng 3.9: Bố trí thí nghiệm theo ANOVA chiều Nồng độ vi lượng lantan xitrat (ppm) Số lần thí nghiệm 50 100 150 22,13 24,34 24.92 21,59 24,26 22,48 x (g/cây) 22,07 200 250 300 350 26,01 27,27 27,14 26,77 26,55 25,10 26,09 27,23 27,00 26,32 26,44 23,90 25,15 25,89 27,19 26,83 26,88 26,35 24,17 25,06 26,00 27,23 26,99 26,66 26,45 Bảng 3.10: Bảng phân tích phương sai Nguồn phương sai Tổng bình phương Bậc tự (  ( )2) (f) Phương sai (S2)  ( )     f  Giữa nguồn yếu tố khảo sát ( S A2 ) 64,23 Trong nội mức yếu tố khảo sát (ss thân pp đo ( S TN ) 0,81 16 0,05 Tổng cộng 65,04 23 2,83 Tính Ftính 9,18 S2A = =181,47 > Flý thuyết (0,05; 7; 16) = 2,657 STN Vậy STN  S A2 yếu tố nồng độ dung dịch phức có ảnh hưởng đến phát triển cà chua Sự phụ thuộc khối lượng trung bình cà chua vào nồng độ phức trình bày hình 3.9 43 Hình 3.9: Ảnh hưởng nồng độ phức lantan xitrat đến trọng lượng tươi cà chua sau phun dung dịch phức lantan xitrat cuối giai đoạn Từ kết nghiên cứu hình 3.9, thấy rằng: Khi phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua giai đoạn 1, tăng nồng độ dung dịch phức lantan xitrat từ 50 ppm 200 ppm khả sinh trưởng cà chua tăng lên đáng kể, tăng nồng độ dung dịch phức lantan xitrat lên thêm khả phát triển cà chua không tăng mà bị ức chế làm giảm trọng lượng xuống Như độ tăng trưởng cà chua mạnh phun dung dịch phức lantan xitrat nồng độ 200 ppm Vì vậy, chọn khoảng nồng độ dung dịch phức lantan xitrat từ 150 ppm đến 250 ppm để nghiên cứu phun vi lượng cho cà chua trưởng thành (thí nghiệm tiếp giai đoạn 2) 3.3.2 Ảnh hưởng phức lantan xitrat đến suất cà chua giai đoạn Các nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua trưởng thành giai đoạn tiến hành lô thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua trưởng thành lô đối chứng, chế độ chăm bón khác cho cà chua thực cũ không thay đổi cho lô thử nghiệm đối chứng Ở lô thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua trưởng thành lên 44 trời nắng nồng độ 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm Ở lô đối chứng phun nước Số lần phun thực lần tuần cà chua bắt đầu có trái dừng phun Khi trái chín thu hoạch cân để tính sản lượng suất cà chua Kết thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat cà chua, cho thấy phức chất có ảnh hưởng tốt đến phát triển cà chua Năng suất thu hoạch cà chua tính cho 100 m2 ruộng thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat trình bày bảng 3.5 Bảng 3.11: Năng suất cà chua thu hoạch thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat (kg/100 m2) Chỉ tiêu Năng suất   (kg/100 m2) Tăng suất (%) Đối chứng Phun dung dịch phức lantan xitrat nồng độ, (ppm) 150 200 250 222,504,57 245,014,26 256,324,62 252,544,52 - 10,12 15,20 13,50 Hình ảnh trái cà chua thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat bắt đầu chín thu hoạch, trình bày hình 3.10 Hình 3.10: Cà chua thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat giai đoạn Từ kết nghiên cứu bảng 3.11, cho thấy kết thử nghiệm bón vi lượng dung dịch phức lantan xitrat cà chua phát triển tốt bước đầu suất tăng lên khoảng 15,20% phun dung dịch phức lantan xitrat nồng độ vi lượng 200 ppm 45 Sau thu hoạch trái cà chua, lấy 1kg trái chín đem cắt lát nhỏ, sấy khô nung 800oC thành dạng bột có màu đen Cho axit nitric vào, thử dư lượng đất lantan thuốc thử Arsenazo III không thấy xuất màu xanh chàm Điều chứng tỏ lantan sản phẩm trái cà chua KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric ứng dụng lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua, thu số kết sau đây: Bằng thực nghiệm tìm điều kiện thích hợp thời gian, nhiệt độ, pH, tỉ lệ chất tham gia phản ứng để tổng hợp phức chất axit xitric lantan clorua : Thời gian : Nhiệt độ : 60oC pH :7 Tỉ lệ axit xitric : La3+ (mol/mol) : 1:1 Bằng phổ hồng ngoại phân tích nhiệt, chứng minh phức chất lantan xitrat tạo thành Đã thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua, kết cho thấy dung dịch phức lantan xitrat có ảnh hưởng rõ rệt đến trình phát triển cà chua làm tăng suất lên đến 15,20% nồng độ 200 ppm 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tiếng Việt Nguyễn Văn Bộ (2007), Bón phân cân đối hợp lý cho trồng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Võ Văn Chi (2003), Từ điển thực vật thông dụng, Tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật, tr.470 Tạ Thị Cúc (2004), Kỹ thuật trồng Cà chua, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh (1999), Một số kết ứng dụng vi lượng đất nông nghiệp, Báo cáo tổng kết đề tài Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc Gia, Hà Nội Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh (1999), Nghiên cứu thử nghiệm vi lượng đất cho lúa, Báo cáo tổng kết đề tài thuộc chương trình vật liệu KC 05, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia, Hà Nội Dương Văn Đàn (1994), Nguyên tố vi lượng phân vi lượng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Đỉnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Thanh Hùng (1999), Một số loại phân bón cách sử dụng, NXB Tp Hồ Chí Minh Hồ Viết Quý (1999), Phức chất hóa học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Võ Văn Tân, Võ Quang Mai (2008), Nghiên cứu tổng hợp khảo nghiệm phân bón vi lượng đất làm tăng suất, chất lượng số ăn có giá trị kinh tế cao Thừa Thiên Huế, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, mã số B 2006-DHH 03-06, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế 47 11 Võ Văn Tân (2008), Nghiên cứu tổng hợp glutamat kẽm ứng dụng làm phân bón vi lượng cho ăn Thừa Thiên Huế Tạp chí Hóa học, T46 (2A), trang 271-276 12 Võ Văn Tân, Trần Thị Khánh Vân (2008), Nghiên cứu tổng hợp glutamat lantan ứng dụng làm phân bón vi lượng cho Thanh Trà thành phố Huế Tạp chí Hóa học Ứng dụng Số (77), trang 35-38 13 Võ Văn Tân, Nguyễn Thị Phương Trang (2011), Nghiên cứu tổng hợp glutamat neodym làm phân bón vi lượng Tạp chí Hóa học Ứng dụng Số (5)/2011, trang 39-44 14 Đào Đình Thức (2007), Một số phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 15 Nguyễn Bá Tiến, Nguyễn Yên Ninh, Nguyễn Minh Phượng, Mai Chí Thuần, Nguyễn Quang Anh, Đinh Thị Liên (2003) Sản xuất phân bón vi lượng đất kết ứng dụng chè Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ IV, symposium hóa học phục vụ nông lâm thuỷ sản, tr 9-13 16 Nguyễn Đình Triệu (2005), Các phương pháp phân tích vật lý hóa lý (tập 1,2) NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 17 Nguyễn Trọng Uyển, Đào Văn Chung, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Văn Tý (1998) Tổng hợp phức chất rắn số nguyên tố đất với axit LGlutamic bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học chúng Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ 3, tập 2, trang 612-615 18 Nguyễn Trọng Uyển, Nguyễn Quốc Thắng (1998), “Nghiên cứu tạo phức số NTĐH với axit Glutamic bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học chúng”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ 3, Hà Nội 19 Nguyễn Văn Uyển (1999), Phân bón chất kích thích sinh trưởng, NXB Tp Hồ Chí Minh 48 B Tiếng Anh 20 Guo Bosueng et al (1998), Rare earth elements in Agriculture, China Agri SciTech, Press, Beijing 21 Guo Bosheng (1987) A new application field for Rare earth – Agriculture; Inorganica Chimica Acta, 140 22 T.H David Singh, C.H Sumitra, N Rajmuhon Singh and M Indira Devi (2004), “Spectral study of the complexation of Nd (III) with glutathione reduced (GSH) in the presence and absence of Zn (II) in aquated organic solvents”,Indian Academy of Sciences J Chem Sci, pp 303- 309 23 Tang Xike (1989), “Rare earth elements and Plant”, China Agri, Sci Tech, Press, Beijing 24 Wu Yang, Jinzhang Gao, Jingwan Kang and Weidong Yang (1997), “Acid Complexation and Electronic Spectra of Neodymium(III) – Amino - 1, 10Phenanthroline Systems in Aqueous Solution”, Plenum Publishing Corporation Journal of Solution pp.105-112 25 Pavia, Lampman, Kriz, and Vyvyan (2010), Introduction to Spectroscopy, Prentice Hall NewYork 49 [...]... 10% hoặc cao hơn Ở nước ta, Viện Thổ nhưỡng và Nông hóa (Bộ Nông Nghiệp và Lương thực Thực phẩm) đã phối hợp với Viện Vật Lý (Viện Khoa Học Việt Nam) nghiên cứu ảnh hưởng của đất hiếm đến tốc độ sinh trưởng của cây đậu tương, cây lạc và cây chè Kết quả sơ bộ cho thấy, dung dịch đất hiếm làm tăng sinh khối khoảng 15% [4], [5], [15] Gần đây các nghiên cứu thử nghiệm phân bón vi lượng đất hiếm của trường... rằng giữa 2 loại thấp cây và cao cây còn có loại trung gian Loại này có chiều cao 65 cm đến dưới 120 cm, thân lá sinh trưởng mạnh Loại này thích hợp cho nhiều vùng sinh thái, đặc biệt là cà chua xuân hè và cà chua thời vụ (trồng sau mùa sớm ở vùng đồng bằng sông Hồng) Sự phân loại này cũng chỉ là tương đối vì chiều cao cây còn phụ thuộc vào kỹ thuật trồng trọt 3 22 1.5.1.3 Lá Lá cà chua là đặc trưng... trình sinh trưởng hệ rễ chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện môi trường như nhiệt độ đất và ẩm độ đất v.v… [3] 1.5.1.2 Thân Đặc tính của cây cà chua là bò lan ra xung quanh hoặc mọc thành bụi Căn cứ vào đặc điểm sinh trưởng chiều cao cây có thể phân thành 3 loại: + Loại lùn: Cây thấp, chiều cao cây dưới 65 cm, cây lùn mập, khoảng cách giữa các lóng ngắn, loại này trong sản xuất ít phải tạo hình, hạn chế. .. với axit xitric Việc sử dụng quá nhiều axit xitric cũng dễ làm tổn hại men răng Tiếp xúc gần với mắt có thể gây bỏng và làm mờ thị giác 1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT Có nhiều phương pháp nghiên cứu phức chất NTĐH Ở đây, chúng tôi chỉ nêu một số phương pháp vật lý hiện đại được sử dụng trong đề tài này để nghiên cứu đặc 17 trưng của phức chất đã tổng hợp được là phương pháp phổ hồng ngoại, phương... trình phát triển từ vàng xanh, vàng tươi rồi đến vàng úa Căn cứ vào đặc điểm ra hoa của cà chua có thể phân thành 3 loại: - Loại hình sinh trưởng hữu hạn: Cây thấp, chiều cao cây dưới 65 cm, thân cây mập, chồi nách phát triển mạnh, cây có dạng bụi Vị trí chùm hoa thứ nhất thấp, khi trên thân chính có từ 7-8 lá thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất - Loại hình sinh trưởng bán hữu hạn: Cây cao trung bình trên... dinh dưỡng phong phú nên cà chua đã trở thành món ăn thông dụng của nhiều nước trên 150 năm nay và là cây rau ăn quả được trồng rộng rãi khắp các châu lục Cà chua cũng là loại rau có nhiều cách sử dụng: có thể dùng để ăn như quả tươi, trộn salat, nấu canh, xào, nấu sốt vang và chế biến thành các sản phẩm như: cà chua cô đặc, tương cà chua, nước sốt nấm, cà chua nguyên quả và nước quả Theo FAO (1999),... Đài Loan hàng năm xuất khẩu cà chua tươi với tổng giá trị là 925.000 USD và 40.800 USD cà chua chế biến Lượng cà chua trao đổi trên thị trường thế giới năm 1999 là 36,7 triệu tấn, trong đó cà chua được dùng ở dạng quả tươi chỉ từ 5-7% Qua đó cho thấy, trên thế giới cà chua được sử dụng chủ yếu là các loại sản phẩm đã qua chế biến Ở Mỹ (1997) tổng giá trị sản xuất 1 ha cà chua cao hơn 4 lần so với lúa... chua là cây dài ngày, tự thụ phấn Quả cà chua mọng có chứa nhiều vitamin C nên có vị chua, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có cạnh, có múi… Cà chua được dùng trong chế biến thực phẩm, tạo vị ngon và màu sắc hấp dẫn Ngoài ra cà chua còn có tác dụng khá tốt trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe Lá cà chua có nơi dùng chữa bệnh về huyết áp và các bệnh ngoài da [2], 3 1.5.1... sản xuất ít phải tạo hình, hạn chế việc tỉa cành, số cành từ 3-4, tùy theo tình hình sinh trưởng của cây, không phải làm giàn, tăng mật độ hợp lý để tăng năng suất trên đơn vị diện tích Loại này thích hợp cho thu hoạch bằng máy 3 + Loại cao: Cây cao trên 120 cm đến 200 cm như cà chua Múi Hà Nội, cà chua Phổ Yên (Thái Nguyên), P375, Red Grow 250, thân lá sinh trưởng mạnh 3 + Loại cao trung bình: Một... DTA Dựa vào sự khác nhau này có thể phân biệt những biến đổi vật lý với các biến đổi hóa học của mẫu xảy ra nhờ nhiệt độ [14], [15] 1.5 GIỚI THIỆU VỀ CÂY CÀ CHUA Cà chua là cây trồng thuộc họ cà (Solannaceae), có tên khoa học là Lycopersicon, esculentum Mill, cà chua con có nhiều tên gọi khác nhau như: Lycopersicum, S.lycopersicon, L.kort… Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả 21 Cà chua là cây dài ... nghiệm phức chất lantan xitrat làm chất kích thích sinh trưởng cho cà chua Phân tích dư lượng đất lantan trái cà chua thành phẩm Khách thể nghiên cứu: số lượng trái cà chua số lượng trái cà chua. .. dụng lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cà chua Mục đích đề tài: Nghiên cứu điều chế phức chất nguyên tố đất lantan với axit xitric ứng dụng làm chất kích thích cho cà chua Lịch sử nghiên cứu. ..NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ PHỨC LANTAN XITRAT VÀ THỬ NGHIỆM LÀM CHẤT KÍCH THÍCH SINH TRƯỞNG C CÀ CHUA TÓM TẮT Các công trình nghiên cứu ứng dụng phân bón vi lượng nguyên