Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải nông nghiệp làm phân bón hữu cơ sinh học tại Quỳ Hợp, Nghệ An ppt

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI QUỲ HỢP, NGHỆ AN Vũ Thúy ga 1 , Lương Hữu Thành 1 , Lê Thị Thanh Thủy 1 , Cao Hương Giang 1 , guyễn Thị Thu Hằng 1 , guyễn Thị Hằng ga 1 , Phạm Thị Bích Hiên 2 SUMMARY Study on using microorganism innoculant to treat agriculture waste with the aim to makes organic fertilizer in Quy Hop, ghe An Subject “Study on using microorganism innoculant to treat agriculture waste with the aim to makes organic fertilizer in Quy Hop, ghe An“ is conducted to rapid composting of animal waste with the aim restrict it’s environment poluttion and to makes organic fertilizer. The “SHMT“ innoculant consists of Streptomyces griseosporeus, Bacillus subtilis, Lactobacillus farraginis. All these strains of microorganisms can degrade organic compounds such as cellulose, starch According to European Community, species are selected have high biosaferty (2 level) and they are permission to apply in common. The result of study on effect of microorganism innoculant on treatment animal waste showed that the animal waste are completely decomposed in 21 days. After treatment the product does not contain E.coli, salmonella and egg of parasitic worms. This production can be used as organic fertilizer for plants. Keywords: Microorganism innoculant, agriculture waste. I. T VN  Quỳ Hp là mt huyn min núi nm  phía Tây tnh Ngh An, có din tích t nhiên 94.220,55 ha, chim 5,71% din tích t nhiên ca tnh. Phía Bc giáp huyn Quỳ Châu; phía Tây giáp huyn Tương Dương, huyn Con Cuông; phía Nam giáp huyn Tân Kỳ, Anh Sơn; phía ông giáp huyn Nghĩa àn. Huyn Quỳ Hp có 20 xã và 01 th trn ưc chia thành 2 vùng là vùng cao (14 xã) và vùng thp (7 xã). Trên a bàn huyn có các dân tc khác nhau cùng sinh sng ó là: Kinh, Thái, Th, Mưng Nhìn chung, trình  dân trí còn thp, canh tác còn mang tính qung canh, năng sut các loi cây trng thp, i sng ca nhân dân trong vùng còn gp nhiu khó khăn. Các vn  v môi trưng do các hot ng sn xut nông nghip và chăn nuôi ti khu vc nông thôn ã và ang xut hin vi xu hưng ngày càng tăng v quy mô và mc  nghiêm trng, trong khi ó vic nghiên cu phát trin công ngh x lý ô nhim môi trưng  qun lý và x lý ph thi nông 1 Vin Môi trưng Nông nghip; 2 Vin Khoa hc Nông nghip Vit Nam. nghip, ph thi chăn nuôi cũng như hưng dn cng ng tham gia hn ch ô nhim môi trưng chưa ưc quan tâm úng mc. Ngun ph thi chăn nuôi gia súc, gia cm thi ra hàng ngày phn ln cha nhng hp cht hu cơ giàu cacbon, các nguyên t khoáng a vi lưng và các ngun vi sinh vt gây bnh Theo thói quen và tp quán sn xut, ngưi nông dân a phương ã chưa tn dng ngun phân này mà thi trc tip ra môi trưng hoc bón thng cho cây trng, t ó dn n nhng hu qu nghiêm trng v gây ô nhim môi trưng, lây lan dch bnh và làm cho năng sut cây trng thp. Nghiên cu ng dng ch phNm vi sinh  ch bin ph thi chăn nuôi làm phân bón hu cơ sinh hc ti nông h huyn Quỳ Hp nhm tn dng ngun ph thi chăn nuôi và các ph ph phNm nông nghip ti a phương làm phân bón hu cơ sinh hc là rt thit thc trong vic cung cp thêm ngun phân bón hu cơ cho các nông h min núi, giúp h gim chi phí v phân bón cho cây trng, m bo v sinh an toàn thc phNm cho con ngưi và hn ch ưc s lây lan ca mt s bnh truyn nhim nguy him. II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CU 1. Vật liệu nghiên cứu - Chng vi sinh vt phân gii hp cht hu cơ: Streptomyces griseosporeus, Bacillus subtilis, Lactobacillus farraginis ưc tuyn chn, lưu gi ti Phòng Sinh hc môi trưng-Vin Môi trưng Nông nghip. - Ph thi nông nghip bao gm: Thân lá cây ngô, u, lc, rơm r , ph thi chăn nuôi như phân trâu, bò, ln gà ưc ly t các xã thuc Quỳ Hp, Ngh An. 2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp ly mu ph thi, phân tích hàm lưng hu cơ, N, P, K trong ph thi rn theo TCVN 6496: 1999. - Phương pháp xác nh mt  vi sinh vt (theo phương pháp Koch): Mt  vi sinh vt ưc xác nh da trên phương pháp nuôi cy trên môi trưng thch ĩa, tính s lưng vi sinh vt trên ml hoc trên gam mu thông qua s khuNn lc phát trin trong các ĩa môi trưng. - Phân tích các ch tiêu vi sinh vt hiu khí tng s, mt s vi sinh vt gây bnh i vi ngưi, ng vt trong ph thi chăn nuôi TCVN 4829:2001, TCVN 6187- 2:1996; TCVN 4833:1993. - Phương pháp ánh giá  hoai mc theo TCVN 7168-2002: S dng nhit k có mc o nhit  t 0 o C n 100 o C, cm sâu 50 cm n 60 cm vào trong ơn v bao gói có có khi lưng không nh hơn 10 kg. Sau 15 phút, c nhit  ln th nht. o, ghi chép và theo dõi s thay i v nhit  trong thi gian 3 ngày liên tip, mi ngày o mt ln vào mt thi im nht nh. Phân hu cơ sinh hc bo m  chín khi nhit  ca ơn v bao gói phân bón không thay i trong sut thi gian theo dõi. - X lý s liu theo phương pháp thng kê sinh hc, Excel và phn mm IRRISTAT 4.0. III. KT QU VÀ THO LUN 1. guồn phế thải nông nghiệp tại Quỳ Hợp, ghệ An  N gh An nói chung và huyn Quỳ Hp nói riêng ngun ph thi nông nghip rt phong phú v chng loi, nhiu v khi lưng, không ít các chng loi là tác nhân gây ô nhim môi trưng nu không ưc x lý kp thi. c bit là ngun ph thi chăn nuôi, phn ln lưng cht thi s dng không qua x lý, làm phân bón trc tip cho cây trng. Kt qu phân tích mt s ch tiêu lý, hoá hc ca ph thi chăn nuôi ưc ghi li trong bng 1 dưi ây. Bảng 1. Thành phần lý, hoá học của phế thải chăn nuôi Chỉ tiêu Đơn vị đo Kết quả Cacbon hữu cơ (OC) % 32,8 Đạm tổng số (N) % 1,2 Phốt pho tổng số (P) % 0,18 Kali tổng số (K 2 O) % 0,54 Độ ẩm (W) % 81 pH KCl - 5,3 Lưng ph thi hàng ngày vt nuôi thi ra môi trưng tn ng li ã nh hưng xu ti ngun nưc, không khí, t, các sn phNm t vt nuôi, bi chúng không ch cha nhiu các nguyên t như nitơ, photpho mà còn là các loi mm bnh, ký sinh trùng và vi sinh vt gây hi như các loi giun sán (giun ũa, giun tóc, giun móc, giun kim, sán dây, sán lá ), các loài vi khuNn như vi khuNn Salmonella, vi khuNn E.coli gây bnh t, kit l cho gia súc, gia cm. Tin hành ly mu ph thi ti 3 xã Châu Quang, Châu Lý, Bc Sơn, kt qu phân tích vi sinh vt gây bnh ưc ghi li trong bng 2. Bảng 2. Quần thể vi sinh vật gây bệnh trong phế thải chăn nuôi Chỉ tiêu Đơn vị tính Mẫu phế thải thu thập tại Trung bình Xã Châu Lý (N = 10) Xã Châu Quang (N = 10) Xã Bắc Sơn (N = 10) Vi sinh vật tổng số CFU/gr 0,39 x 10 7 0,37 x 10 7 0,35 x 10 7 0,37 x 10 7 E.coli CFU/gr 1,3 x 10 3 1,1 x 10 3 1,0 x 10 3 1,15 x 10 3 Samonela CFU/gr 0,16 x 10 6 0,17 x 10 6 0,21 x 10 6 0,17 x 10 6 Trứng giun Số trứng/gr 83 81 76 80 S liu phân tích cho thy trong các ph thi chăn nuôi ti Quỳ Hp, Ngh An u cha nhiu loi vi sinh vt gây bnh, là nguy cơ lây lan bnh truyn nhim i vi gia súc, gia cm và con ngưi, khi ph thi chăn nuôi loi này ưc thi trc tip ra môi trưng hoc bón trc tip cho cây trng hay s dng trc tip làm thc ăn nuôi trng thu sn. 2. Chế phm vi sinh vật SHMT Ch phNm vi sinh vt SHMT x lý cht hu cơ là sn phNm do nhóm cán b nghiên cu thuc B môn Sinh hc môi trưng- Vin Môi trưng Nông nghip tham gia nghiên cu và phát trin. Sn phNm có cha t hp các chng vi khuNn và x khuNn. Các chng vi sinh vt s dng trong sn xut ch phNm u m bo an toàn sinh hc mc  II theo Cng ng chung Châu Âu. Trong quá trình x lý cht hu cơ, chng vi khuNn óng vai trò ch o bên cnh x khuNn và nm men. Vi khuNn có mt  hu ht các giai on phân gii và tham gia phân gii ti 90% nguyên liu. X khuNn xâm nhim vào nguyên liu hu cơ chm hơn vi khuNn và phát huy tác dng ch yu trong phm vi nhit  cao i vi các nguyên liu khó phân gii và phân gii các nguyên liu có cu trúc phc tp. Bên cnh vai trò phân hu các hp cht hu cơ, qun th vi sinh vt trong ch phNm vi sinh vt còn có kh năng phân gii lân khó tan, protein, c ch vi sinh vt gây bnh. Bảng 3. Thành phần và chất lượng của chế phm SHMT Tên loài vi sinh vật/hoạt tính sinh học Mật độ vi sinh vật (CFU/g) sau thời gian bảo quản 0 giờ 1 tháng 2 tháng 3 tháng Hoạt tính sinh học sau 3 tháng bảo quản Streptomyces griseosporeus/Phân giải cellulose, tinh bột. 4,18 x 10 8 6,02 x 10 8 4,30 x 10 8 3,76 x 10 8 Đường kính vòng phân giải (D-d) = 37 mm Bacillus subtilis/Phân giải protein 4,15 x 10 9 6,10 x 10 9 5,29 x 10 8 3,38 x 10 8 Đường kính vòng phân giải (D-d) = 21 mm Lactobacillus farraginis/ Khử mùi hôi 5,12 x 10 8 6,85 x 10 8 3,14 x 10 8 4,42 x 10 8 + Kt qu bng 3 cho thy sau 3 tháng mt  ca các chng vi sinh vt t t 3,76 n 4,42 x 10 8 CFU/g và hot tính sinh hc ca chúng không thay i. Kt qu kim tra cho thy ch phNm SHMT m bo theo TCVN v ch phNm vi sinh vt. 3. Khả năng sử dụng chế phm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi tại Quỳ Hợp làm phân bón HCSH Mu ph thi chăn nuôi ti Quỳ Hp, Ngh An ưc x lý bng ch phNm SHMT, trong quá trình x lý nhóm nghiên cu tin hành theo dõi bin ng v nhit , pH, qun th vi sinh vt và phân tích thành phn lý, hóa, sinh hc ca nguyên liu trưc và sau khi  so sánh vi i chng không s dng ch phNm SHMT. c bit  tài ã tin hành ánh giá  hoai mc ( chín) ca phân  vì ây là mt ch tiêu quan trng  xác nh thi gian ph thi hoai mc hoàn toàn. Trong nghiên cu, ch tiêu hoai mc ưc xác nh bng phương pháp o nhit  sn phNm theo TCVN 7185: 2002, kt qu ánh giá  hoai mc ca sn phNm sau khi x lý 21 ngày ưc th hin  bng 4. Bảng 4. Kết quả kiểm tra nhiệt độ trong túi sản phm Thời gian đo Nhiệt độ của các túi sản phẩm ( 0 C) Đối chứng Thí nghiệm Ngày thứ 1 Lần 1 Lần 2 Lần 3 31 32 32 28 28 28 Ngày thứ 2 Lần 1 Lần 2 Lần 3 33 33 33 28 28 28 Ngày thứ 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3 33 34 34 28 28 28 Kt qu ánh giá  hoai mc ca sn phNm theo tiêu chuNn Vit Nam TCVN 7185: 2002 cũng cho thy, nhit  trong túi sn phNm ca công thc s dng ch phNm vi sinh vt n nh trong 3 ngày, iu này chng t rng nguyên liu ã hoai mc hoàn toàn và có th s dng như mt ngun phân bón hu cơ sinh hc. Kt qu phân tích thành phn lý, hóa, sinh hc ca nguyên liu trưc và sau khi  ưc tng hp trong bng 5, 6. Bảng 5. Thành phần lý, hoá học của cơ chất trước và sau khi ủ Phế thải chăn nuôi Chỉ tiêu phân tích Độ ẩm (%) pH KCl P (mg/kg) K (mg/100g) OC (%) N (%) OM (%) P 2 O 5 (%) K 2 O (%) Trước xử lý 81,11 5,3 93,63 44,65 32,8 1,258 1,717 0,180 0,54 Sau xử lý 44,18 7,71 325,67 985,43 22,5 1,035 12,966 1,802 6,861 Bảng 6. Quần thể vi sinh vật gây bệnh trong phế thải chăn nuôi trước và sau 21 ngày xử lý Loại Đơn vị tính Phế thải chăn nuôi Trước xử lý Sau xử lý Coliform CFU/gr 5,80 x 10 5 - Salmonella CFU/gr 7,40 x 10 3 - Trứng giun Trứng sống/gr 22 0 (-): không phát hin  nng  pha loãng 10 -1 T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 6 Kt qu bng 5, 6 cho thy hàm lưng N, P, K d tiêu ca mu ph thi sau x lý bng ch phNm SHMT u tăng có ý nghĩa so vi trưc khi x lý. Sau 21 ngày x lý, không phát hin thy s có mt ca vi khuNn gây bnh trong các công thc có x lý vi ch phNm SHMT. iu này chng t, nhit  trong ng  tăng cao nh ch phNm vi sinh vt ã có nh hưng tích cc trong vic c ch vi sinh vt gây bnh trong quá trình x lý ph thi chăn nuôi. Bảng 7. Tính chất cảm quan của nguyên liệu trong quá trình ủ Chỉ tiêu đánh giá Phế thải chăn nuôi (bổ sung rơm rạ, thân lá cây, ) Thành phần cơ giới: - Đối chứng - Thí nghiệm Bết, không xốp Mủn, tơi xốp Màu sắc - Đối chứng - Thí nghiệm Nâu nhạt Nâu đen Mùi - Đối chứng - Thí nghiệm Mùi hôi Không còn mùi hôi Kt qu ánh giá cm quan ca ph thi chăn nuôi trưc và sau x lý trong bng 7 cho thy, s dng ch phNm SHMT có tác dng làm thay i cu trúc ph thi chăn nuôi, sau x lý ph thi chăn nuôi chuyn màu và mn tơi xp, c bit mùi hôi thi khó chu ca ph thi ã ưc x lý trit . IV. KT LUN Kt qu phân tích cho thy trong ph thi chăn nuôi ti Quỳ Hp, Ngh An u cha vi sinh vt gây bnh: Salmonella, E.coli, trng giun, là nguy cơ lây lan bnh truyn nhim i vi gia súc, gia cm và con ngưi nu thi trc tip ra môi trưng hoc bón trc tip cho cây trng hay s dng trc tip làm thc ăn nuôi trng thu sn. Ch phNm vi sinh vt SHMT có cha t hp vi sinh vt x lý cht hu cơ: Streptomyces griseosporeus, Bacillus subtilis, Lactobacillus farraginis, các chng vi sinh vt s dng trong sn xut u m bo an toàn sinh hc mc  II theo Cng ng chung Châu Âu. Sau 3 tháng bo qun cho thy mt t bào các chng t ≥ 10 8 CFU/g, hot tính sinh hc không thay i so vi ban u, m bo theo TCVN v ch phNm vi sinh vt. Ph thi chăn nuôi ti Quỳ Hp, Ngh An ưc x lý bng ch phNm vi sinh vt SHMT sau 21 ngày không còn mùi hôi, m bo  chín và hoai mc theo TCVN 7185: 2002 và có th s dng như mt ngun phân bón hu cơ sinh hc. T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 7 TÀI LIU THAM KHO 1 Lê Văn hương và CTV., 2000. Báo cáo tng kt  tài khoa hc cp nhà nưc “Công ngh x lý mt s ph thi nông sn ch yu (lá mía, v thi cà phê, rác thi nông nghip) thành phân bón hu cơ sinh hc” Mã s KHCN 02-04B giai on 1999-2000. 2 Phạm Văn Toản và CTV., 2004. Nghiên cu sn xut và ng dng ch phNm vi sinh vt trong x lý nguyên liu và ph thi giàu hp cht cacbon làm phân bón hu cơ sinh hc. Hi ngh khoa hc Ban t, phân bón và h thng nông nghip-B Nông nghip & PTNT. Nha Trang 8/2004. 3 TCVN 6168:2002. Ch phNm vi sinh vt phân gii xenluloza. 4 TCVN 6168-1996. Phân bón VSV phân gii xenluloza. 5 TCVN 4829-2001. Vi sinh vt hc- Hưng dn chung v phương pháp phát hin Salmonella. 6 TCVN 6187-1996. Cht lưng nưc. Phát hin và n vi khuNn coliform, vi khuNn Coliform chu nhit và Escherichia coli gi nh. 7 Coughlan, M. and Mayer F., 1998. Cellulose decomposing bacteria and their enzyme system. The procayotes, chapter 20, 460-502. 8 Gaur.A.C., 1992. Manure and organic matter. 9 Williams and Wilkins. Co, 1986. Bergey-Manual of systematic bacteriology. gười phản biện: PGS.TS. guyễn Văn Viết . NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH VẬT TRONG XỬ LÝ PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP LÀM PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI QUỲ HỢP, NGHỆ AN Vũ Thúy ga 1 , Lương Hữu Thành 1 , Lê Thị Thanh Thủy 1 ,. sử dụng chế phm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi tại Quỳ Hợp làm phân bón HCSH Mu ph thi chăn nuôi ti Quỳ Hp, Ngh An ưc x lý bng ch phNm SHMT, trong quá trình x lý nhóm nghiên. Quang, Châu Lý, Bc Sơn, kt qu phân tích vi sinh vt gây bnh ưc ghi li trong bng 2. Bảng 2. Quần thể vi sinh vật gây bệnh trong phế thải chăn nuôi Chỉ tiêu Đơn vị tính Mẫu phế thải