Nghiên Cứu Màng Bao Kết Hợp Vi Khuẩn Phân Giải Lân Tạo Phân Bón Vô Cơ Tan Chậm

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu màng bao kết hợp vi khuẩn phân giải lân tạo phân bón vô cơ tan chậm sử dụng cho cây trồng, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức

• Tác giả: Bùi Đoàn Phượng Linh
• Người hướng dẫn: PGS. Huỳnh Thanh Hùng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Bón Vô Cơ Tan Chậm Kết Hợp Vi Khuẩn Phân Giải Lân Cho Cây Trồng
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Nghiên Cứu Tổng Quan Phân Bón Vô Cơ Tan Chậm và Vi Khuẩn

Phân bón vô cơ là nguồn cung cấp dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng, đặc biệt là lân dễ tiêu. Tuy nhiên, việc sử dụng phân bón vô cơ truyền thống có thể gây ra nhiều vấn đề như thất thoát dinh dưỡng, ô nhiễm môi trường và hiệu quả sử dụng không cao. Phân bón tan chậm được xem là giải pháp khắc phục nhược điểm này, giúp kiểm soát quá trình giải phóng dinh dưỡng, tăng hiệu quả sử dụng phân bón và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Hơn nữa, việc kết hợp vi khuẩn phân giải lân vào phân bón còn giúp chuyển hóa lân khó tiêu trong đất thành dạng dễ tiêu, tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây. Nghiên cứu này sẽ tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phân bón kết hợp vi sinh vật hữu ích trong nông nghiệp bền vững.

1.1. Tổng quan về Phân Bón Vô Cơ và Tầm Quan Trọng

Phân bón vô cơ, đặc biệt là phân bón phosphate, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng. Các loại phân lân như MAP và DAP là nguồn cung cấp lân dễ tiêu phổ biến. Tuy nhiên, cần xem xét kỹ tác động của hiệu quả phân bón và ảnh hưởng tới môi trường. Việc sử dụng phân bón vô cơ hiệu quả là yếu tố then chốt để đạt được năng suất cao và chất lượng sản phẩm tốt. Theo nghiên cứu, cần có giải pháp để tăng cường khả năng sử dụng hiệu quả các loại phân bón hiện có.

1.2. Giới thiệu về Vi Khuẩn Phân Giải Lân và Cơ Chế Hoạt Động

Vi khuẩn phân giải lân là nhóm vi sinh vật hữu ích có khả năng chuyển hóa lân khó tiêu trong đất thành dạng lân dễ tiêu, giúp cây trồng hấp thụ dễ dàng hơn. Cơ chế phân giải lân của vi khuẩn bao gồm quá trình hòa tan phosphate bằng cách tiết ra các axit hữu cơ và enzyme phosphatase. Việc ứng dụng vi khuẩn phân giải lân trong nông nghiệp giúp giảm sự phụ thuộc vào phân bón vô cơ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và thúc đẩy giải pháp nông nghiệp bền vững.

II. Thách Thức Sử Dụng Phân Lân Truyền Thống Cho Cây Trồng

Việc sử dụng phân lân truyền thống thường gặp phải nhiều thách thức, bao gồm sự cố định lân trong đất, gây thất thoát dinh dưỡng và giảm hiệu quả phân bón. Một lượng lớn lân bón vào đất bị chuyển đổi thành các dạng lân khó tiêu, không thể hấp thụ bởi cây trồng. Điều này dẫn đến lãng phí tài nguyên, tăng chi phí sản xuất và gây ra các vấn đề về ô nhiễm môi trường. Để giải quyết vấn đề này, cần có các giải pháp công nghệ phân bón tiên tiến giúp tăng khả năng hấp thụ lân của cây và giảm thiểu sự thất thoát dinh dưỡng. Việc nghiên cứu phân bón thông minh trở nên cấp thiết.

2.1. Sự Cố Định Lân trong Đất và Ảnh Hưởng đến Cây Trồng

Sự cố định lân trong đất là một quá trình phức tạp, trong đó lân phản ứng với các ion kim loại như sắt, nhôm và canxi, tạo thành các hợp chất lân khó tiêu. Quá trình này làm giảm khả năng dinh dưỡng cây trồng, gây ra hiện tượng thiếu lân và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng. Cần có các biện pháp quản lý đất và bón phân hợp lý để giảm thiểu sự cố định lân và tăng năng suất cây trồng.

2.2. Ô Nhiễm Môi Trường Do Sử Dụng Phân Lân Quá Mức

Việc sử dụng phân lân quá mức có thể gây ra ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước do rửa trôi lân. Sự tích tụ lân trong nước có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thủy sinh. Cần có các quy định và biện pháp kiểm soát việc sử dụng phân bón, đồng thời khuyến khích sử dụng các loại phân bón thân thiện với môi trường như phân bón tan chậm kết hợp vi sinh vật.

2.3. Khó khăn trong việc tối ưu hóa hiệu quả bón phân lân truyền thống

Việc tối ưu hóa hiệu quả phân bón lân truyền thống gặp nhiều khó khăn do sự phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại đất, điều kiện thời tiết và giống cây trồng. Để đạt được hiệu quả cao, cần phải có kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm trong việc lựa chọn loại phân bón phù hợp, xác định liều lượng và thời điểm bón phân thích hợp. Nghiên cứu nông nghiệp cần tập trung vào các giải pháp bón phân thông minh và hiệu quả hơn.

III. Phương Pháp Tạo Phân Bón Vô Cơ Tan Chậm Kết Hợp Vi Khuẩn

Nghiên cứu này tập trung vào phương pháp tạo phân bón vô cơ tan chậm bằng cách sử dụng màng bao polymer phân hủy sinh học kết hợp với vi khuẩn phân giải lân. Quá trình này bao gồm việc lựa chọn và phân lập vi khuẩn phân giải lân, cố định vi khuẩn trong vi hạt, tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học và bọc phân bón bằng màng polymer chứa vi khuẩn. Sản phẩm phân bón tạo ra có khả năng giải phóng dinh dưỡng từ từ, đồng thời cung cấp vi sinh vật hữu ích cho đất, giúp tăng khả năng hấp thụ lân của cây trồng. Việc sử dụng công nghệ phân bón này mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi trường.

3.1. Phân lập và tuyển chọn các chủng Vi Khuẩn Phân Giải Lân hiệu quả

Quá trình phân lập và tuyển chọn vi khuẩn phân giải lân là bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả của phân bón. Các chủng vi khuẩn được phân lập từ các mẫu đất khác nhau, sau đó được đánh giá khả năng phân giải lân trên môi trường chọn lọc. Các chủng có hoạt tính cao được lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng. Nghiên cứu của Bùi Đoàn Phượng Linh đã phân lập được 60 chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa lân vô cơ khó tan, trong đó có 3 chủng chịu được nồng độ muối cao.

3.2. Cố Định Vi Khuẩn Phân Giải Lân trong Vi Hạt và Màng Bao

Việc cố định vi khuẩn phân giải lân trong vi hạt và màng bao giúp bảo vệ vi khuẩn khỏi các yếu tố bất lợi của môi trường, đồng thời tăng khả năng tồn tại và hoạt động của vi khuẩn trong đất. Phương pháp cố định bao gồm việc nhốt vi khuẩn trong gel alginate hoặc sử dụng màng polymer. Vi hạt và màng bao chứa vi khuẩn được trộn vào phân bón vô cơ và bọc lại bằng màng polymer phân hủy sinh học. Cần lựa chọn kỹ vật liệu để bảo vệ vi sinh vật hữu ích.

3.3. Tổng Hợp Màng Polymer Phân Hủy Sinh Học cho Phân Bón Tan Chậm

Màng polymer phân hủy sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát quá trình giải phóng dinh dưỡng của phân bón tan chậm. Các loại polymer thường được sử dụng bao gồm polyurethane, bentonite, CMC, PVA, paraffin và sodium alginate. Việc lựa chọn polymer phù hợp phụ thuộc vào tốc độ phân hủy mong muốn, khả năng giữ nước và khả năng tương thích với vi khuẩn phân giải lân. Màng polymer cần phải có độ bền cơ học tốt và khả năng bảo vệ phân bón khỏi các tác động vật lý.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Hiệu Quả Của Phân Bón Mới Trên Cây Trồng

Nghiên cứu đã thử nghiệm phân bón tan chậm kết hợp vi khuẩn phân giải lân trên cây trồng cạn như đậu phộng trong điều kiện nhà lưới. Kết quả cho thấy phân bón có ảnh hưởng tốt đến sự phát triển chiều cao cây, số cành trên cây, khả năng hình thành nốt sần và các yếu tố cấu thành năng suất của cây trồng. Đặc biệt, khi sử dụng công thức phân bón với lượng phân tan chậm chỉ bằng 60% - 80% so với lượng phân bón thông thường, vẫn cho hiệu quả tương đương. Điều này chứng minh tiềm năng của phân bón mới trong việc giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường. Cần có thêm các nghiên cứu nông nghiệp khác để khẳng định hiệu quả.

4.1. Thử Nghiệm Phân Bón Tan Chậm trên Cây Đậu Phộng trong Nhà Lưới

Việc thử nghiệm phân bón tan chậm kết hợp vi khuẩn phân giải lân trên cây đậu phộng trong nhà lưới giúp đánh giá hiệu quả của phân bón trong điều kiện kiểm soát. Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm chiều cao cây, số cành, số lá, số hoa, số quả, năng suất và chất lượng hạt. Kết quả cho thấy phân bón có ảnh hưởng tích cực đến các chỉ tiêu này, chứng tỏ khả năng cải thiện dinh dưỡng cây trồng và tăng năng suất cây trồng.

4.2. Ảnh Hưởng Của Phân Bón đến Sự Phát Triển và Năng Suất Cây Trồng

Phân bón tan chậm kết hợp vi khuẩn phân giải lân giúp cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng một cách từ từ và liên tục, giảm thiểu sự thất thoát dinh dưỡng và tăng khả năng hấp thụ của cây trồng. Vi khuẩn phân giải lân giúp chuyển hóa lân khó tiêu trong đất thành dạng lân dễ tiêu, tăng khả năng tiếp cận lân của cây trồng. Điều này dẫn đến sự phát triển tốt hơn của cây trồng và tăng năng suất cây trồng.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Phân Bón Tương Lai

Nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra phân bón vô cơ tan chậm kết hợp vi khuẩn phân giải lân bằng cách sử dụng màng bao polymer phân hủy sinh học. Phân bón mới có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp bền vững, giúp tăng hiệu quả phân bón, giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường. Hướng phát triển của nghiên cứu bao gồm việc tối ưu hóa công thức phân bón, thử nghiệm trên nhiều loại cây trồng khác nhau và đánh giá tác động của phân bón đến sinh học đất. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và nông dân để đưa công nghệ phân bón mới vào thực tiễn sản xuất. Cần tập trung vào phân bón phosphate hiệu quả.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu và Đóng Góp Khoa Học

Nghiên cứu đã đóng góp vào lĩnh vực công nghệ phân bón bằng việc phát triển một phương pháp mới để tạo phân bón vô cơ tan chậm kết hợp vi khuẩn phân giải lân. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng vi sinh vật hữu ích trong nông nghiệp, đồng thời mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại phân bón thân thiện với môi trường và hiệu quả. Bùi Đoàn Phượng Linh đã có những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực này.

5.2. Hướng Phát Triển Nghiên Cứu và Ứng Dụng Phân Bón trong Tương Lai

Hướng phát triển của nghiên cứu bao gồm việc tối ưu hóa công thức màng bao, lựa chọn các chủng vi khuẩn phân giải lân có hoạt tính cao hơn, thử nghiệm trên nhiều loại cây trồng khác nhau và đánh giá tác động của phân bón đến sinh học đất. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà khoa học, doanh nghiệp và nông dân để đưa công nghệ phân bón mới vào thực tiễn sản xuất, góp phần vào sự phát triển của nông nghiệp bền vững. Cần xem xét giải pháp nông nghiệp bền vững và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái niệm và đặc điểm của phân bón vô cơ Phân bón vô cơ hay phân hóa học là loại phân bón cung cấp trực tiếp cho cây trồng các hợp chất chứa các yếu tố dinh dưỡng dưới dạng khoáng (La Văn Bình và Trần Thị Hiền, 2007; Roba, 2018). Chất lượng của phân bón vô cơ không chỉ quyết định bởi hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng trong phân, dạng hợp chất của các nguyên tố dinh dưỡng, tỷ lệ của các nguyên tố dinh dưỡng đối với từng loại cây trồng, từng loại đất mà còn phụ thuộc vào tính chất vật lý như kích thước hạt phân, khối lượng riêng, độ cứng của hạt phân (Nguyễn Hoa Toàn, 2011). Ưu điểm của phân vô cơ là phân chứa tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết sẵn sàng cho cây sử dụng và hàm lượng dinh dưỡng khá cao.

Phần lớn chúng ở dạng dễ hòa tan (trừ một số phân lân) nên cây dễ hấp thụ và có hiệu quả. Phân vô cơ giúp tái lập độ phì nhiêu cho đất rất nhanh và cây trồng có thể hấp thu được ngay chất dinh dưỡng khi phân được hòa tan trong đất. Bón phân vô cơ đúng liều lượng có thể làm tăng chất hữu cơ của đất nhờ khối lượng rễ và tàn dư cây trồng cao hơn (Nguyễn Lân Hùng và Nguyễn Duy Minh, 2005; Matsumoto và Yamano, 2009; Han và ctv, 2016; Roba, 2018). Nhược điểm của phân vô cơ là khi bón phân quá mức có thể dẫn đến các tác động tiêu cực tới đất, sức khỏe của con người và môi trường tự nhiên.

Phân làm tăng quá trình phân hủy chất hữu cơ trong đất dẫn đến suy thoái kết cấu đất, giảm tính liên kết của đất dẫn đến các chất dinh dưỡng dễ bị thất thoát khỏi đất và có thể làm giảm hiệu quả sử dụng phân. Sử dụng quá nhiều phân vô cơ còn ảnh hưởng tới hệ vi sinh vật có ích trong đất. Bón phân vô cơ liên tục nhiều vụ, nhiều năm dễ làm cho đất hóa chua (Nguyễn Lân Hùng và Nguyễn Duy Minh, 2005; Han và ctv, 2016; Roba, 2018). Tính tan và yêu cầu của phân bón vô cơ Mức độ hòa tan của phân vô cơ khi bón vào đất quyết định khả năng hấp thụ và hiệu quả của phân đối với cây trồng.

Để đánh giá tính tan của phân bón thì nước và acid hữu cơ yếu thường là dung môi được lựa chọn để đánh giá tùy theo loại phân bón. Đối với phân đạm, phân kali hòa tan trong nước dễ dàng, còn đối với phân lân thì tùy theo loại, có loại hòa tan trong nước, loại hòa tan trong amonium citrate. Dựa vào độ tan của phân bón mà có thể chia phân vô cơ thành: loại tan trong nước, loại tan trong amonium citrate và loại tan chậm (La Văn Bình và Trần Thị Hiền, 2007; Nguyễn Hoa Toàn, 2011). Phân vô cơ cần đạt các yêu cầu sau: đảm bảo chất dinh dưỡng trong đất để cung cấp cho cây trồng, phân không hút ẩm hoặc ít hút ẩm và ít bị hao hụt khi sử dụng (La Văn Bình và Trần Thị Hiền, 2007).

Mặt khác, khi đối diện với các vấn đề về môi trường bị ảnh hưởng bởi việc lạm dụng phân vô cơ thì ngoài các yêu cầu trên thì các yêu cầu mới đối với phân vô cơ hiện nay cũng được đề ra là: hiệu quả sử dụng của phân phải tăng, giảm tác động xấu của phân tới môi trường, giảm lượng phân bón nhưng vẫn đảm bảo năng suất cây trồng, đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng trong suốt thời gian sinh trưởng và phải phù hợp với từng giai đoạn phát triển của cây (Shaviv, 2001; Xiang và ctv, 2008; Ruark, 2012; Vejan và ctv, 2021). Phân loại phân bón vô cơ Theo La Văn Bình và Trần Thị Hiền (2007); QCVN 01 -189:2019/BNNPTNT, thì dựa vào thành phần chất dinh dưỡng là nguyên tố đa lượng hoặc liên kết hóa học của các nguyên tố dinh dưỡng thì phân bón vô cơ được chia thành phân đơn, phân phức hợp, phân hỗn hợp, phân bón đa - vi lượng, phân bón đa -trung - vi lượng. Phân đơn: là loại phân bón vô cơ trong thành phần chỉ chứa một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, thường là một trong ba nguyên tố N, P, K ở dưới dạng hợp chất như phân urea, phân ammonium nitrate, phân sulphate đạm, phân đạm chloride, phân lân super, phân lân nung chảy, phân kali chloride, phân kali sulphate. Phân bón phức hợp: là phân bón vô cơ trong thành phần chỉ chứa nguyên tố dinh dưỡng đa lượng được liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học, gồm những muối đồng nhất có chứa các nguyên tố dinh dưỡng được cấu tạo từ các muối khác 7 nhau có chứa hai hoặc ba nguyên tố dinh dưỡng cho cây trồng.

Thông thường phân phức hợp chứa hai nguyên tố dinh dưỡng là N và P, đôi khi bổ sung thêm K như phân phosphate ammonium (DAP, MAP), phân sulphate kali, phân kali magie sulphate. Phân bón hỗn hợp: là loại phân bón vô cơ trong thành phần có chứa ít nhất hai nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, được tạo ra bằng cách phối trộn các từ các loại phân đơn khác nhau. Tùy thuộc vào loại cây trồng và loại đất có thể sử dụng phân hỗn hợp có chứa các tỷ lệ chất dinh dưỡng khác nhau đặc trưng bằng tỷ lệ N : P2O5 : K2O. Phân bón đa - trung lượng: là phân bón vô cơ trong thành phần chứa ít nhất một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và một nguyên tố dinh dưỡng trung lượng.

Phân bón đa - vi lượng là phân bón vô cơ trong thành phần chứa ít nhất một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và một nguyên tố dinh dưỡng vi lượng. Phân bón đa – trung - vi lượng: là phân bón vô cơ trong thành phần chứa ít nhất một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, một nguyên tố dinh dưỡng trung lượng và một nguyên tố dinh dưỡng vi lượng. Tác động của việc sử dụng phân bón vô cơ đến môi trường và sức khỏe Bên cạnh những lợi ích của phân vô cơ là góp phần tăng năng suất cây trồng, quyết định chất lượng nông sản và giúp cải thiện độ phì đất thì một trong những tác hại lớn nhất của chúng lại là gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe của con người, vật nuôi nếu không bón đúng cách, bón dư thừa các yếu tố dinh dưỡng. Theo Savci (2012), việc lạm dụng phân vô cơ trong nông nghiệp đã để lại những hệ lụy không tốt cho sức khỏe con người, môi trường, sinh thái như làm tăng độ mặn của đất, tích lũy kim loại nặng, phú dưỡng nước, gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí, dẫn tới các vấn đề liên quan tới hiệu ứng nhà kính.

Trong thành phần của một vài loại phân bón vô cơ có chứa các thành phần phụ là các kim loại nặng (Cd, Pb, Cr, Ur, Ra, Hg, Cd, As,.), acid vô cơ và các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường. Do vậy, việc sử dụng lâu dài các loại phân vô cơ có thể gây ra sự tích tụ các thành phần này trong môi trường đất, đặc biệt là nước ngầm, gây mưa acid, làm tăng hiệu ứng nhà kính, tích lũy dư lượng kim loại trong cây trồng (Shaviv, 2001; Li và Wu, 2008; Savci, 2012). Tại nhiều nơi trên thế giới, nhất là ở các nước đang phát triển do việc sử dụng quá nhiều phân vô cơ, đặc biệt là phân đạm và phân lân đã để lại những hệ lụy gây ảnh 8 hưởng lớn tới môi trường và sức khỏe của con người, vật nuôi. Thứ nhất, phân vô cơ gây ô nhiễm nguồn nước.

Lượng phân bón bị thất thoát rửa trôi theo mưa tới các ao, hồ, sông, suối đã gây ra hiện tượng phú dưỡng, hiện tượng nước nở hoa do tảo làm cạn kiệt nguồn oxygen trong nước, tạo ra các chất độc hại, có mùi hôi thối làm giảm số lượng sinh vật có ích sống trong nước. Thứ hai, phân vô cơ cũng gây ô nhiễm đất, làm suy giảm độ màu mỡ của đất, phá hủy cấu trúc tự nhiên của đất, gia tăng độ chua của đất, tích tụ các kim loại trong đất. Khi con người, vật nuôi ăn các loại nông phẩm có thể bị ảnh hưởng tới sức khỏe. Trong trường hợp sử dụng quá nhiều phân đạm, cây tích tụ dư thừa nitrate sẽ gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe cho con người nếu ăn phải.

Mặt khác, phân vô cơ cũng gây ô nhiễm không khí. Khi nông dân bón các loại phân đạm, sự bay hơi của amoniac diễn ra tương đối cao, nhất là khi bón phân đạm trên các loại đất có tính chất kiềm là nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí. Một lượng amoniac có thể bị oxy hóa để chuyển thành acid gây ra mưa acid. Mưa acid có thể làm hư hại cây trồng, giết chết các sinh vật thủy sinh.

Bên cạnh đó nhiều loại khí thải oxit nitơ như NO, N2O, NO2 cũng được tạo ra khi sử dụng phân vô cơ cũng góp phần gây ô nhiễm không khí, gây ra hiệu ứng nhà kính (Shaviv, 2001; Savci, 2012; Han và ctv, 2016; Roba, 2018). Polymer phân hủy sinh học sử dụng làm màng bao phân bón 1. Phân hủy sinh học và polymer phân hủy sinh học Phân hủy sinh học là quá trình phân hủy vật liệu trong một môi trường nhất định thông quá các quá trình sinh học tự nhiên, đặc biệt là do tác động của enzyme do vi sinh vật tiết tạo ra khí carbonic, khí metan, nước và các hợp chất carbonate không độc hại. Phân hủy sinh học một phần là sự thay đổi trong cấu trúc hóa học của một chất, do tác động của các tác nhân sinh học dẫn đến sự mất đi một tính chất nào đó của chất và không nhất thiết tạo ra một đặc tính tốt hơn, vì các chất trung gian được tạo ra có thể độc hơn so với chất nền ban đầu.

Phân hủy sinh học hoàn toàn xảy ra khi sự phân giải đủ lớn để loại bỏ hẳn các đặc tính sinh học, hóa học, vật lý và độc tính ban đầu của chất để cuối cùng tạo thành carbon dioxite và nước (Immirzi và ctv, 2003; Phạm Ngọc Lân, 2006; Han và ctv, 2009; Sempeho và ctv, 2014). Polymer phân hủy sinh học là các polymer có khả năng bị phân hủy sinh học theo thời gian để tạo thành các hợp chất có khối lượng phân tử thấp hơn, trong đó có ít nhất một giai đoạn polymer bị phân hủy dưới tác động của các vi sinh vật. Các loại 9 polymer phân huỷ sinh học có nguồn gốc tự nhiên, tổng hợp hay bán tổng hợp. Các polymer phân hủy sinh học có nguồn gốc tự nhiên như cellulose, tinh bột, heparin, dextrin, pullulan, pectin, chitin, chitosan và alginate.