Sản xuất nông nghiệp có nhiều công đoạn cần ứng dụng nhựa, nilong như làm màng phủ, tấm lót… Từ đây phát sinh ra vấn đề ô nhiễm môi trường, do nilong là chất rất khó phân hủy, mất tới hàng trăm năm để phân hủy hoàn toàn. Thêm vào đó, trong quá trình phân rã, các mảnh polymer sẽ hòa vào nước, đất, hoặc bị các sinh vật ăn phải.. gây ra nguy cơ ô nhiễm môi trường và mất an toàn cho sức khỏe người dùng khi tiếp tục tiêu thụ các loại thức ăn từ động vật. 

Xu hướng mới trong ngành sản xuất bao bì, màng phủ ứng dụng cho nông nghiệp là tìm kiếm các giải pháp có nguồn gốc sinh học, như vật liệu hữu cơ từ phế phẩm nông nghiệp hoặc thủy sản. Đặc biệt tại Việt Nam, rác thải nông nghiệp giàu vật liệu hữu cơ như vỏ tôm, cua, tinh bột… lại rất dồi dào. Ước tính mỗi năm ngành nông nghiệp cả nước thải ra khoảng khoảng 156,8 triệu tấn, theo thông tin từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. 

Đây là những cơ sở để nhóm đề tài trường Đại học Sao Đỏ tiến hành đề tài “Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng màng phủ sinh học tự phân hủy phục vụ sản xuất rau màu trên địa bàn thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương”. Theo báo cáo công bố, sản phẩm của đề tài đã được ứng dụng vào sản xuất thử nghiệm hai vụ tại trên 10.000 m² trồng dưa hấu, dưa lê và cà chua tại Chí Linh, Hải Dương. 

Sử dụng màng phủ sinh học tốt có nguồn gốc từ phụ phẩm nông nghiệp cho môi trường, thúc đẩy mô hình kinh tế tuần hoàn trong sản xuất.  

Tính mới của đề tài ở chỗ nguyên liệu đầu vào để sản xuất các loại màng phủ sinh học này là tận dụng nguồn phụ phẩm trong quá trình sản xuất nông sản, thủy sản như bột hữu cơ, vỏ tôm, cua… Đây là những chất giàu vật liệu hữu cơ, đã được chứng minh là thay thế hữu hiệu cho polymer có nguồn gốc từ dầu mỏ, an toàn cho người sử dụng và môi trường. 

Chủ nhiệm đề tài, Thạc sỹ Bùi Văn Tú cho biết qua quá trình nghiên cứu, nhóm đã xác định được loại tinh bột và chitosan, cũng như tỷ lệ phối trộn thích hợp với các loại phụ gia khác để làm màng phủ ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp. 

Kết quả thử nghiệm cho thấy tinh bột sắn, ngô và chitosan từ vỏ tôm có đặc tính về độ bền và kéo dãn thích hợp hơn cả để sử dụng làm tấm trải nilong cho nông nghiệp. Khi kết hợp với với glycerol, một số loại nhựa ở tỷ lệ phù hợp sẽ cho khả năng phân hủy tốt hơn so với màng phủ polymer có nguồn gốc từ dầu mỏ, đồng thời vẫn đảm bảo các đặc tính dai, bền cần thiết. 

Ngoài việc xây dựng được công thức thành phần pha trộn tỷ lệ hợp lý, nhóm đề tài cũng xây dựng ba quy trình công nghệ và sản xuất thử nghiệm hai loại màng từ chất giàu vật liệu hữu cơ dựa trên nền nhựa PVA và LDPE. Kết quả, với nền nhựa PVA, sản phẩm tạo ra có kích thước lớn hơn, dài : rộng = 85:85 cm, và độ bền kéo, độ giãn dài tương ứng là 12,61 MPa và 97,71%; cao hơn so với nghiên cứu trước là 0,43 MPa và 9,5%. Với nền nhựa LDPE, sản phẩm có kích thước theo chiều rộng là 150 - 180 cm, độ bền kéo, độ giãn dài tương ứng là 17,49 MPa và 101,88%. Sản phẩm làm ra có khả năng phân hủy tốt sau 60 ngày và gần như hoàn toàn sau 120 ngày. 

Hiệu quả phân hủy của màng phủ sau 60 ngày (b) và 120 ngày (c). Ảnh: ĐH Sao Đỏ. 

Về hiệu quả trồng trọt, qua ứng dụng thực tế trên đồng ruộng cho thấy mô hình trồng dưa hấu, dưa lê, cà chua áp dụng màng phủ sinh học tự hủy có năng suất cao hơn khoảng 1% so với sử dụng màng nhựa. 

Về hiệu quả kinh tế, tính toán sơ bộ cho thấy chi phí màng phủ sinh học cao hơn màng nhựa thông thường, nhưng lợi thế là chi phí xử lý môi trường hầu như không có. Cộng thêm việc ứng dụng khoa học công nghệ đã thúc đẩy mô hình kinh tế tuần hoàn vào sản xuất nông nghiệp, giảm ô nhiễm môi trường, nhóm đề tài khẳng định đây là hướng đi rất tiềm năng. 

Đề tài đã đề xuất Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và khuyến công địa phương tuyên truyền rộng rãi để người nông dân tăng cường sử dụng màng phủ sinh học trong sản xuất. Đồng thời tìm nguồn hỗ trợ và đối tác thúc đẩy sâu nghiên cứu, giảm chi phí sản xuất và nhanh chóng đưa nội dung nghiên cứu ra thực tế. 

Giang Nguyễn