Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp Bokashi trong sản xuất phân bón hữu cơ

Nghiên cứu được chia làm ba giai đoạn chính, đó là: i) Giai đoạn điều chế vi sinh vật hữu ích; ii) Giai đoạn chế tạo khuẩn cấy; iii) Giai đoạn thử nghiệm trên mô hình. Từng giai đoạn của quá trình nghiên cứu sẽ được bố trí các thí nghiệm khác nhau để theo dõi và đánh giá.

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP BOKASHI TRONG SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ Đặng Thụy Thùy Trang*, Lê Anh Chi, Nguyễn Thanh Uyên Trường Đại học Hoa Sen *Tác giả liên lạc: trangthuythuydang@gmail.com TÓM TẮT Nghiên cứu chia làm ba giai đoạn chính, là: i) Giai đoạn điều chế vi sinh vật hữu ích; ii) Giai đoạn chế tạo khuẩn cấy; iii) Giai đoạn thử nghiệm mơ hình Từng giai đoạn trình nghiên cứu bố trí thí nghiệm khác để theo dõi đánh giá Kết thúc ba giai đoạn nghiên cứu, phân bón hữu tạo thành phương pháp Bokashi đánh giá kiểm tra chất lượng dựa quy định QCVN:2018/BNNVPTNT - Quy chuẩn phân bón ban hành năm 2018 Từ khóa: Phân bón hữu cơ, phương pháp Bokashi, chất thải rắn hữu cơ, axit lactic bacteria, effective microorganism, indigenous microorganism RESEARCH AND APPLICATION OF BOKASHI MATHOD TO PRODUCE ORGANIC FERTILIZER Dang Thuy Thuy Trang*, Le Anh Chi, Nguyen Thanh Uyen Hoa Sen University *Corresponding Author: trangthuythuydang@gmail.com ABSTRACT The study was divided into three main phases: i)stage of preparation useful microorganism; ii) stage of implantation; iii) stage of trial on the model.Each stage of the research process will be set up for a variety of experiments for monitoring and evaluation At the end of the three phases of the study, Bokashi Organic Fertilizer will be evaluated and tested according to QCVN:2018/BNNVPTNT Fertilizer Regulations issued in 2018 Keywords: Organic fertilizer, bokashi method, organic solid waste, lactic acid bacteria, effective microorganism, indigenous microorganism TỔNG QUAN Bokashi có nguồn gốc từ nước có truyền thống nông nghiệp tự nhiên Nhật Bản số nước phía Đơng Nam Châu Á Mục đích việc lên men chất hữu môi trường kỵ khí để ngăn q trình phân hủy, thối rữa chất hữu bao gồm thịt, cá, trứng, Q trình lên men kỵ khí bảo toàn chất dinh dưỡng chất hữu lên men đồng thời ngăn cản thu hút trùng lồi gặm nhấm Sản phẩm Bokashi chơn trực tiếp xuống đất, nhờ vi sinh vật có sẵn đất để phân hủy tạo thành chất cải tạo đất ủ hiếu khí giai đoạn để vi sinh vật hiếu khí phân giải tạo thành phân hữu hay làm thức ăn cho trùn quế để tạo phân trùn, Do mà ngày nay, hệ thống sản xuất phân bón theo phương pháp Bokashi sử dụng rộng rãi nhiều nơi giới Một yếu tố quan trọng định đến thành cơng phương pháp Bokashi vi sinh vật địa (Indigenous 658 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 microorganisms – IM) Vi sinh vật địa vi sinh vật tồn môi trường tự nhiên địa phương đó, chúng có mặt khắp nơi, cánh đồng, đồi khu rừng rậm hay tán tre rậm rạp Theo số tài liệu ghi chép lại, việc thu thập vi sinh vật địa theo cách truyền thống Nhật Bản thực cách thủ cơng, ngun liệu dùng gạo sữa Người nông dân nấu gạo thành cơm bỏ vào khay gỗ với thể tích chiếm khoảng 1/3 khay Họ bao thật kỹ khay gỗ giấy gói để tránh xâm nhập động vật chôn đất sâu khoảng nửa khay cánh đồng, rừng núi xung quanh nơi họ Sau khoảng – ngày (mùa khô) – ngày (mùa mưa), lớp mốc trắng xuất lớp cơm khay, lớp cơm chứa mốc đem trộn với mật đường tỷ lệ 1:1 khối lượng hũ sạch, đặt nơi râm mát vòng ngày chắt lọc phần chất lỏng bên sử dụng Phần cơm chứa mốc trắng IM gốc cịn phần chất lỏng IM-1 Dung dịch IM-1 phối trộn với cám lúa mì để tạo nên chất mang lên men thực phẩm thừa NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Giai đoạn điều chế vi sinh vật hữu ích, ngun liệu bao gồm có gạo xay dối, số loại trái chín, sữa,… Giai đoạn chế tạo khuẩn cấy, nguyên liệu cám gạo lấy từ Nhà máy xay lúa Huỳnh Dư thuộc xã Bình Điện, tỉnh Long An Giai đoạn thử nghiệm mơ hình, ngun liệu chất thải rắn hữu sử dụng trình nghiên cứu thức ăn thừa thu thập từ hộ gia đình phường Tân Kỷ yếu khoa học Hưng Thuận, Quận 12 Bố trí mơ hình nghiên cứu Đối với mơ hình Bokashi, mơ hình thiết kế theo dạng khối hộp có kích thước dài, rộng, cao tương ứng 50x50x25cm Cấu tạo ba ngăn gồm hai ngăn nơi lên men chất hữu cơ, ngăn phụ để chứa nước rỉ rác sinh trình lên men Hai ngăn lên men chất hữu mô hình đặt song song với nhau, có nắp đậy kín phía Bên ngăn có nắp phụ để nén chất hữu trình lên men Dưới đáy ngăn khoan nhiều lỗ nhỏ để nước rỉ rác sinh chảy xuống phía dưới, khơng gây ứ nước mơ hình Mơ hình phải có hai ngăn lên men thời gian lên men ngăn thường khoảng 14 ngày, thời gian tuyệt đối khơng bổ sung thêm chất thải hữu cơ, để tránh tình trạng hiếu khí, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Chính cần phải có ngăn lên men dự trữ để bỏ chất thải rắn suốt thời gian ngăn lên men làm nhiệm vụ Ngăn phụ mơ hình đặt phía hai ngăn chính, nơi thu nước rỉ rác sinh q trình lên men Bên cạnh đó, phía ngồi mơ hình vị trí ngăn phụ có gắn vịi nước để thu lượng nước rỉ rác sinh Ngoài ra, mơ hình cần phải đảm bảo kín khí để khơng khí bên ngồi khơng thể lọt vào bên trong, tránh xảy tình trạng hiếu khí q trình lên men Cịn mơ hình ủ chín thiết kế dạng hình trụ đứng, làm từ thùng xốp qua sử dụng chia làm hai ngăn với dài x rộng x cao ngăn ủ 0,31m x 0.20m x 0.21m Bên ngăn ủ chín lớp lưới ngăn cách ngăn ủ ngăn thu nước rỉ rác Nước rỉ rác (nếu có) lấy khỏi mơ hình đáy qua bình chứa có nắp Ở ngăn thu nước rỉ rác có 659 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 lớp sỏi, phía lớp sỏi có gắn hệ thống thổi khí, mục đích để đề phịng trường hợp q trình ủ chín bị thiếu khí, gây mùi khó chịu.Bên mơ hình ln đặt nhiệt kế để đo nhiệt độ mơ hình Phương pháp nghiên cứu Ở giai đoạn điều chế vi sinh vật hữu ích, IMO điều chế theo phương pháp truyền thống Nhật Bản Theo truyền thống, khay cơm phải đặt rải rác cánh đồng, đồi núi, đặc biệt tán rậm rạp tán tre Vì nơi có nhiều vi sinh vật sinh sống EM điều chế cách lên men loại trái chín điều kiện yếm khí vịng 45 ngày theo phương pháp Vietnam Cleaner Production Centre (VNCPC) Phương pháp điều chế vi khuẩn axit lactic thực theo dẫn sách tác giả Gil Carandang với tiêu đề “Grow Your Own Beneficial Indigenous” Giai đoạn chế tạo khuẩn cấy thực theo công thức chế tạo khuẩn cấy ECHO Asia Note, viết Rick Burnette, Giám đốc Trung tâm Tác động ECHO Châu Á Giai đoạn chạy thử nghiệm mơ hình chia làm hai giai đoạn, giai đoạn lên men giai đoạn ủ hoai Ở giai đoạn lên men, chất thải thực phẩm lên men vòng 14 ngày với khuẩn cấy điều chế giai đoạn trước Tiếp theo đến giai đoạn ủ hoai, chất thải lên men tiếp tục ủ đất khoảng ngày để tạo thành phân bón hữu KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết trình lên men chất thải rắn hữu Nhiệt độ chất hữu trình lên men dao động khoảng 25,5 – 380C đối chứng dao động khoảng 25 – 37,50C Kỷ yếu khoa học đối chứng Nhiệt độ cao đối chứng đạt 380C vào ngày giảm dần qua ngày sau cịn đối chứng nhiệt độ đạt cao vào ngày thứ trình ủ 37,50C giảm dần qua ngày sau Kết q trình ủ chín chất thải lên men Ở đối chứng sử dụng khuẩn cấy EM, nhiệt độ cao đạt 570C vào ngày 2, nhiệt độ thấp 300C vào ngày Trong trình ủ, nhiệt độ tăng cao vào ngày lại giảm xuống vào ngày lại tăng vào ngày sau có chiều hướng giảm Ở đối chứng 2, sử dụng khuẩn cấy LAB, nhiệt độ cao đạt 490C vào ngày 3, nhiệt độ thấp 250C vào ngày Nhiệt độ dao động lên vào ngày 1, 2, xuống vào ngày sau So với lý thuyết nhiệt độ đống ủ hai thí nghiệm thấp, điều khiến cho chất lượng phân bón đầu không đảm bảo tiêu chuẩn mầm bệnh Nguyên nhân khiến nhiệt độ đống ủ không đạt chuẩn có lẽ ủ hở, khơng cách nhiệt với mơi trường nên xảy tình trạng thất thóa t nhiệt Ngăn ủ đối chứng chứa EM cho thấy pH cao đạt 7,68 vào ngày thứ thấp 4,55 vào ngày thứ Còn pH đối chứng chứa khuẩn LAB pH cao đạt giá trị 9,15, cao nhiều so với pH đối chứng Mặt khác, pH thấp LAB 5,12 có xuất phát điểm cao so với đối chứng So với lý thuyết ủ hiếu khí, pH suốt q trình ủ phân ngày ln nằm mức tối ưu, có nghĩa q trình ủ phân ln điều kiện hiếu khí nên lượng axit hữu sinh trình lên men phân hủy không tồn đọng lại 660 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 KẾT LUẬN Phân bón hữu sản xuất theo phương pháp Bokashi có số tiêu kiểm tra đạt tiêu chuẩn Duy có hàm lượng axit humic axit fulvic chưa đạt Nguyên hàm lượng axit Kỷ yếu khoa học humic, axit fulvic phân cịn thấp nguồn ngun liệu sử dụng để sản xuất phân bón nghiên cứu chủ yếu chất thải thực phẩm từ nhà bếp Các thành phần hữu chứa lignin TÀI LIỆU THAM KHẢO ADAM FOOTER 2013 Bokashi Composting: Scraps to Soil in weeks Canada: New Society Publishers AHASA YOUSUF, JUAN-RODRIGO BASTIDAS-OYANEDEL, JEN EJBYE SCHMIDT 2018 Effect of total soild content and pretreatment on the production of lactic acid from mixed culture dark fermentation of food waste Waste Management ALEJANDRA CERDA, ADRIANA ARTOLA, XAVIER FONT, RAQUEL BARRENA, TARESA GEA, ANTONI SANCHEZ 2017 Composting of food wastes: Status and challenges Bioresource Technology ALEXANDRE NOBLECOURT, GWENDOLINE CHRISTOPHE, CHRISTIAN LARROCHE, PIERRE FONTANILLE 2018 Hydrogen production by dark fermentation from per-fermented depackaging food wastes Bioresource Technology KELLY M KIBLER, DABRA REINHART, CHRISTOPHER HAWKINS, AMIR MOHAGHEGH MOTLAGH, JAMES WRIGHT 2018 Food waste and the food-energy-water nexus: A review of food waste management alternatives Waste Management 661 ... phân hủy không tồn đọng lại 660 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 KẾT LUẬN Phân bón hữu sản xuất theo phương pháp Bokashi có số tiêu kiểm tra đạt tiêu chuẩn Duy có... fulvic phân cịn thấp nguồn nguyên liệu sử dụng để sản xuất phân bón nghiên cứu chủ yếu chất thải thực phẩm từ nhà bếp Các thành phần hữu chứa lignin TÀI LIỆU THAM KHẢO ADAM FOOTER 2013 Bokashi. .. cao đạt 570C vào ngày 2, nhiệt độ thấp 300C vào ngày Trong trình ủ, nhiệt độ tăng cao vào ngày lại giảm xuống vào ngày lại tăng vào ngày sau có chiều hướng giảm Ở đối chứng 2, sử dụng khuẩn cấy