TCVN 13762:2023 về phân bón - xác định hàm lượng paclobutrazol

Paclobutrazol (PBZ) là chất tổng hợp hóa học, được sử dụng như hormone điều hòa sinh trưởng ở thực vật, giúp cây ăn quả ra hoa mùa nghịch. Hiện nay, nền nông nghiệp nước ta ở mức độ thâm canh cao đi kèm với đó là việc sử dụng paclobutrazol ở nồng độ cao quá mức.

Paclobutrazol được hiểu và sử dụng như một hormone điều khiển các tế bào sinh trưởng của cây trồng như ngắn lóng, tăng khả năng đẻ nhánh, thúc đẩy sự ra hoa, đậu trái mùa nghịch, làm chậm tăng trưởng của cây trồng.

Trong quá trình sinh tổng hợp gibberellin của thực vật, ent-kaurene oxidase là một enzyme quan trọng giúp chuyển đổi chất chuyển hóa trung gian, ent-kaurene, thành axit ent-kaurenoic, sau đó được xử lý thêm bởi các enzyme khác để tạo ra các gibberellin khác nhau. Vì paclobutrazol ức chế hiệu quả hoạt động của ent-kaurene oxidase để ngăn chặn quá trình sinh tổng hợp gibberellin trong thực vật.

Từ đó, Paclobutrazol được áp dụng rộng rãi và được sử dụng trên hoa, trái cây, rau và các loại cây trồng khác để thúc đẩy sự ra hoa và đậu trái, đồng thời điều chỉnh sự sinh trưởng của cây trồng và ngăn ngừa các bệnh liên quan đến nấm bệnh. Đặc biệt, xử lý cây trồng ở thời điểm cây đâm chồi bằng paclobutrazol, đảm bảo trái sẽ không bị chậm phát triển mà sẽ lớn tròn đều. Nhờ đó mà hiện nay, paclobutrazol được sử dụng rộng rãi trong các loại phân bón. 

Xác định hàm lượng paclobutrazol trong phân bón theo tiêu chuẩn là vô cùng quan trọng. Ảnh minh họa

Tuy nhiên việc sử dụng paclobutrazol trong nông nghiệp theo thời gian dài sẽ dẫn đến ô nhiễm hệ thống nước ngầm do mưa và nước tưới. Đặc biệt sử dụng paclobutrazol ở nồng độ cao làm tăng sự đa dạng của vi khuẩn trong đất và của nấm tại rễ, bề mặt rễ; trong khi sự đa dạng và phong phú của cả vi khuẩn rễ và nấm cành, lá giảm đi đáng kể. Ngoài ra còn gây ra thay đổi đáng kể trong hoạt động của catalase, phosphatase và sucrase trong đất, cũng như sự phong phú và đa dạng của vi khuẩn và nấm trên đất bề mặt, rễ, cành và lá của cây quả mọng. Do đó việc xác định hàm lượng paclobutrazol trong phân bón theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13762:2023 là vô cùng quan trọng.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13762:2023 phân bón - xác định hàm lượng paclobutrazol do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành đưa ra các phương pháp xác định hàm lượng hoạt chất paclobutrazol trong phân bón bằng sắc ký khí (GC) sử dụng detector ion hóa ngọn lửa (FID).

Về nguyên tắc, paclobutrazol trong phân bón được hòa tan bằng dung môi axeton và được xác định bằng sắc ký khí với detector ion hóa ngọn lửa (đây là một trong những buồng ion hóa được sử dụng nhiều nhất cho sắc ký khí). 

Trừ khi có quy định khác, trong quá trình phân tích chỉ sử dụng các hóa chất, thuốc thử có cấp độ tinh khiết phân tích dùng cho GC và nước cất hai lần phù hợp với TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987) hoặc nước có độ tinh khiết tương đương (độ dẫn điện < 10 μS). Trong đó paclobutrazol (C15H20CIN3O), dioctyl phthalate (C24H38O4), axeton (C3H6O).

Dung dịch nội chuẩn dioctyl phthalate nên dùng cân phân tích. Sau đó cân 500 mg dioctyl phthalate vào bình định mức dung tích 100 mL, thêm khoảng 60 mL axeton lắc cho tan hết. Thêm axeton đến vạch định mức và lắc đều.

Dung dịch chuẩn paclobutrazol cũng dùng cân phân tích. Cân 10 mg paclobutrazol cho vào bình định mức dung tích 10 mL. Dùng pipet hút chính xác 1 mL dung dịch chất nội chuẩn. Thêm axeton đến vạch định mức và lắc đều.

Các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ gồm cân phân tích, có độ chính xác đến ± 0,00001 g., bể siêu âm, thiết bị GC được trang bị detector ion hóa ngọn lửa (FID); sắc kí khí chia dòng và không chia dòng; cột mao quản HP5 -MS, có chiều dài 30m, đường kính trong 0,32 mm, chiều dày pha tĩnh 0,25 μL hoặc tương đương; Bộ bơm mẫu tự động hặc bơm mẫu bằng tay; máy tích phân kế hoặc máy vi tính; giấy lọc 0,45 μm hoặc tương đương; bình định mức, dung tích 10; 100 mL.

Việc lấy mẫu nên tuân theo TCVN 9486:2018. Trước hết cần chuẩn bị mẫu phân bón dạng rắn thử theo TCVN 10683:2015 (ISO 8358:1991). Phân bón dạng lỏng dung dịch lấy mẫu ban đầu không ít hơn 50 mL, trước khi lấy mẫu để tiến hành phép thử, mẫu phải được lắc đều. Dạng lỏng sền sệt mẫu lấy ban đầu không ít hơn 200 g, trước khi lấy mẫu để tiến hành phép thử, mẫu phải được trộn đều.

Tiến hành thử nghiệm bằng cách chiết mẫu dùng cân phân tích. Cần một lượng mẫu thử đã được chuẩn bị có chứa khoảng 10 mg hoạt chất paclobutrazol vào cốc dung tích 25 mL. Đối với mẫu dạng lỏng dùng pipet hút lượng dung dịch mẫu và cân chính xác để xác định khối lượng, thêm chính xác 1 mL dung dịch chất nội chuẩn. Hòa tan và chuyển vào bình định mức dung tích 10 mL, định mức đến vạch bằng axeton. Sau đó đặt bình vào bể siêu âm, siêu âm trong thời gian 5 min rồi lắc đều dung dịch, lọc qua giấy lọc vào bình đã được sấy khô. Dung dịch thu được dùng để xác định hoạt chất paclobutrazol.

Xác định paclobutrazol trong mẫu bằng GC bằng cách bơm dung dịch mẫu chuẩn cho đến khi tỷ số chiều cao hoặc diện tích của pic mẫu chuẩn so với mẫu nội chuẩn không thay đổi lớn hơn 1 %. Sau đó, bơm lần lượt dung dịch mẫu chuẩn và dung dịch mẫu thử, lặp lại 2 lần. Đo diện tích hoặc chiều cao pic của paclobutrazol và dioctyl phthalate.

Kết quả phép thử là giá trị trung bình các kết quả của ít nhất hai lần thử được tiến hành song song, sai lệch giữa chúng không được vượt quá theo quy định của AOAC (tùy thuộc vào mức nồng độ của chất thử) so với giá trị trung bình. Kết quả thử nghiệm thu được, lấy hai chữ số sau dấu phẩy.

Việc báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin Viện dẫn tiêu chuẩn này; Đặc điểm nhận dạng mẫu; Kết quả thử nghiệm; Mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này, hoặc được coi là tùy chọn và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm; Ngày thử nghiệm.