Khóa luận tốt nghiệp : Nghiên cứu một số quy trình sản xuất hữu cơ vi sinh

Các kết quả nghiêncứu đã kết luận sử dụng phân hữu cơ vi sinh vật chức năng cung cấp N, P chocây, tăng khả năng trao đổi chất trong cây, tiết kiệm được phân khoáng, cảithiện độ phì nhiêu

PHẦN I: LỜI MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Nước Việt Nam là 1 nước nông nghiệp đang từng bước pháttriển, tiến tới công nghiệp hóa - hiện đại hóa nên ngành nông nghiệp của nước

ta rất được chú trọng Các máy móc hiện đại không ngừng phát triển, những ýtưởng sáng tạo lần lượt ra đời…các phát minh mới phục vụ rất tốt cho nôngnghiệp

Đối với ngành trồng trọt thì giống, đất, thời tiết, nguồn nước, phânbón, cách chăm sóc… là những yếu tố rất quan trọng Trong đó giống và phânbón có thể xem là 2 yếu tố quyết định đến năng suất và chất lượng

Bằng kinh nghiệm sản xuất của mình, nông dân Việt Nam đã đúckết “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống” Câu nông dao đã khẳng địnhvai trò của phân bón trong hệ thống liên hoàn tăng năng suất cây trồng

Cây trồng hút chất dinh dưỡng trong đất và từ phân bón để tạo nênsản phẩm của mình, sau khi kết hợp với sản phẩm của quá trình quang hợp,cho nên sản phẩm thu hoạch phản ánh tình hình đất đai, và việc cung cấp thức

ăn cho cây

Bón phân cân đối và vừa phải thì việc bón phân có thể làm tăngnăng suất và chất lượng sản phẩm Thiếu chất dinh dưỡng, bón phân khôngcân đối hoặc bón quá nhu cầu của cây đều làm giảm chất lượng nông sản.Giữa các bộ phận của cây thì phân bón làm thay đổi thành phần của lá dễ hơn

là thay đổi thành phần hóa học của hạt

Nhiều nơi do lạm dụng nhiều đến phân bón và thuốc trừ sâu, thậmchí là thuốc kích thích tăng trưởng độc hại đã làm cho đất canh tác bị bạc màunhanh chóng, chất lượng giảm, môi trường bị ô nhiễm và còn ảnh hưởng đếnsức khỏe con người

Mặt khác thiên tai thường xảy ra, chủ yếu là mưa nhiều và tậptrung làm cho đất trở nên xói mòn, rửa trôi khá nhanh, đất dễ bị suy thoái, cạnkiệt chất dinh dưỡng Bên cạnh đó việc khai thác và sử dụng quá mức cũngnhư chế độ canh tác không hợp lý dẫn đến tình trạng sa mạc hóa.

Ngành nông nghiệp Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng phân bónhóa học, vì thế dư lượng hóa học trong các loại phân này gây ô nhiễm môitrường đất, môi trường nước và ảnh hưởng đến hệ vinh vật có lợi sống trongđất Ngoài ra nguồn phế thải nông nghiệp còn dư thừa ở nông thôn còn rất lớngây lãng phí và ô nhiễm môi trường

Công nghệ khí sinh học Biogas có nhiều tác dụng to lớn trong việc

xử lý chất thải chăn nuôi, tạo khí đốt phục vụ sinh hoạt và bảo vệ môi trườngnhưng do thói quen của người nông dân cho rằng: “Việc áp dụng công nghệBiogas không được xem như nguồn phân bón” Đây cũng là một trong nhữngtác động thiếu tích cực trong việc lôi cuốn các hộ nông dân tham gia chươngtrình phát triển công nghệ khí sinh học

Vậy làm thế nào để trả lại độ phì nhiêu cho đất mà không gây hạicũng như tận dụng các nguồn phế thải không làm ô nhiễm môi trường? Đó

cũng là những lý do hướng tôi thực hiện đề tài : " Nghiên cứu một số qui trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh"

2.Tình hình nghiên cứu

Ở Việt Nam, nhiều loại phân hữu cơ vi sinh đã được nghiên cứu sản

xuất và được Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn công nhận là tiến bộ

kỹ thuật Ví dụ một kết quả nghiên cứu của đề tài cấp nhà nước KC.04.04,được công nhận là tiến bộ kỹ thuật, cho phép ứng dụng trong sản xuất theoQuyết định số 2421/QĐ/BNN-KHCN ngày 17/8/2004

Sản phẩm của đề tài có tên là phân hữu cơ vi sinh vật chức năng,phân hữu cơ vi sinh vật chức năng được sản xuất theo một quy trình chặt chẽ

từ nguyên liệu là hữu cơ động vật, phụ phế phẩm của công nghiệp chế biến càphê với tổ hợp vi sinh vật chức năng đậm đặc (mật độ vi sinh vật hữu hiệu từ

106 - 107 VSV/g phân), gồm các vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phângiải lân, vi sinh vật tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật và vi sinhvật đối kháng vi khuẩn và nấm bệnh vùng rễ cây trồng Các kết quả nghiêncứu đã kết luận sử dụng phân hữu cơ vi sinh vật chức năng cung cấp N, P chocây, tăng khả năng trao đổi chất trong cây, tiết kiệm được phân khoáng, cảithiện độ phì nhiêu đất, giảm đầu tư phân hoá học và hạn chế rõ rệt một sốbệnh vùng rễ do nấm và vi khuẩn gây ra, đặc biệt là bệnh do Phytophthora

Tính toán hiệu quả kinh tế từ một số nghiên cứu ban đầu cho cácvùng trồng tiêu ở Đông Nam Bộ cho thấy sử dụng phân hữu cơ vi sinh vậtchức năng với lượng từ 2 - 4 kg/ sẽ giảm được 25 - 40 kg N, 25 - 35 kg P2O5,giảm tỷ lệ bệnh héo rũ từ 16,5% xuống còn 5%, năng suất tăng hơn so với chỉbón phân hoá học từ 7 - 15% Theo kết quả nghiên cứu của đề tài KC.04.04thì sử dụng phân hữu cơ vi sinh vật chức năng có hiệu quả rõ rệt với nhiềuloại cây trồng, trong đó có cây cà phê ở Đông Nam Bộ

Kết quả nghiên cứu bón phân hữu cơ vi sinh vật chức năng chothấy: trên cây khoai tây bón phân hữu cơ vi sinh vật chức năng bằng 1/10lượng phân chuồng nhưng năng suất khoai tây tăng 16,67% - 19,27%, đồngthời giảm tỷ lệ bệnh héo xanh từ 21,45% xuống dưới 10% Trên cây cà chua(tại Vĩnh Phúc) bón phân hữu cơ vi sinh vật chức năng, năng suất cà chuatăng 20,5%, tỷ lệ bệnh héo xanh giảm từ 33,5% xuống còn 24,1% Trên câylạc tại tỉnh Hòa Bình, bón phân hữu cơ vi sinh vật chức năng thay thế được20% lượng đạm, năng suất vẫn cao hơn đối chứng đồng thời giảm rõ rệt tỷ lệcây bị bệnh

3 Mục đích

Phân bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng chế biến từ các nguồn khácnhau chính là giải pháp hay nhất hiện nay có thể giải quyết được các vấn đềtrên Phân bón hữu cơ vi sinh dựa vào các chủng vi sinh vật sẽ phân giải cácchất hữu cơ trong bùn, phế thải, rác thải, phế phẩm công nông nghiệp…tạo rasinh khối, sinh khối này rất tốt cho cây cũng như cho đất Ngoài ra với mứcthu nhập của nông dân hiện nay thì càng tiết kiệm càng tốt cho nên không thểdung các loại phân bón có giá cả quá cao Sự ra đời của phân hữu cơ vi sinh

đã đáp ứng được các mong muốn của nhà nông là vừa tăng năng suất vừa hợptúi tiền

Dùng phân hữu cơ vi sinh có thể thay thế được từ 50 - 100% lượngphân đạm hóa học (tùy từng loại cây trồng bón phân hữu cơ vi sinh có thể tiếtkiệm được nhiều chi phí do giá phân hạ, giảm lượng phân bón, giảm số lầnphun và lượng thuốc trừ sâu)… Do bón phân hữu cơ vi sinh nên sản phẩm rất

an toàn, lượng Nitrat giảm đáng kể, đất không bị ô nhiễm, khả năng giữ ẩmtốt hơn, tăng cường khả năng cải tạo đất do hệ vi sinh vật có lợi hoạt độngmạnh làm cho đất tơi xốp hơn, cây dễ hút chất dinh dưỡng hơn

4 Nhiệm vụ của đề tài

- Nghiên cứu các quy trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh

- Nêu ra những lợi ích của phân bón hữu cơ mang lại cho con người

và môi trường

- Tổng quát về hiện trạng sử dụng phân bón ở Việt Nam

5 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tìm hiểu thông tin từ sách, báo, các trang webside

- Nghiên cứu, sắp xếp, trình bày lại bố cục đề tài rõ ràng, rành mạch,logic, dễ hiểu

6 Các kết quả đạt được của đề tài

- Nêu ra được những ưu điểm nổi bật của phân hữu cơ vi sinh

- Giới thiệu các quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh đơn giản, dễ

hiểu

- Khẳng định những lợi ích mà phân hữu cơ vi sinh mang lại

7 Kết cấu của khóa luận

Đề tài: " Nghiên cứu một số quy trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh" gồm 3 phần chính:

PHẦN I: LỜI MỞ ĐẦU

PHẦN II: NỘI DUNG

Gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về phân bón

Chương 2: Tổng quan về phân bón hữu cơ vi sinh

Chương 3: Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh

Chương 4: Danh mục phân hữu cơ vi sinh được sản xuất kinh doanh và sửdụng ở Việt Nam

PHẦN III: KẾT LUẬN

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÓN 1.1 Lịch sử phát triển phân bón và xu thế cân đối dinh dưỡng trong nông nghiệp [21]

Trên thế giới, lịch sử nghiên cứu và sử dụng phân bón đã có từ rấtlâu đời và được bắt đầu từ phân hữu cơ Tại Trung Quốc, 1.500 năm trướccông nguyên, người ta đã sử dụng cỏ, thân lá cây đậu và sau đó là phânchuồng để bón ruộng Đến tận thế kỷ 18 loài người vẫn cho rằng cây hút thức

ăn từ mùn trong đất vì vậy chỉ cần bón phân hữu cơ cho cây

Ở Châu Âu, ngay đầu thế kỷ thứ nhất đã có nhiều nghiên cứu vềphân bón Một số học giả đã đưa ra các thuyết khác nhau về “nguồn thứcăn”cho cây, trong đó có thạch cao, muối, nước, đất, mùn, không khí,… Đếnnăm 1840, nhà bác học người Đức - Liebig đã xuất bản cuốn sách nổi tiếng

“Hóa học áp dụng trong ngành canh tác và sinh lý”, được dịch ra nhiều thứtiếng trên thế giới Học thuyết của Liebig bác bỏ thuyết mùn mà khẳng địnhvai trò của muối khoáng trong dinh dưỡng thực vật, đồng thời đề ra lý thuyếtcần thiết phải bón trả lại tất cả những chất khoáng mà cây trồng đã lấy đi mớiđảm bảo cho thu hoạch mùa màng Việc khẳng định phân hữu cơ không cungcấp trực tiếp dinh dưỡng cho cây mà phải gián tiếp qua các chất khoáng - sảnphẩm của quá trình phân giải chất hữu cơ đã tạo ra tiền đề vững chắc cho cáccông trình nghiên cứu sau này, làm bùng nổ nền công nghiệp phân bón hóa

học trên toàn thế giới Theo FAO (Tổ chức lương thực, thực phẩm thế giới),

nhu cầu sử dụng phân hóa học tăng lên với tốc độ vũ bão Năm 1905, cả thếgiới mới sử dụng 1,4 triệu tấn NPK thì đến các năm 1990 lượng phân hóa học

đã sử dụng tới 138 triệu tấn, năm 2000 là 144 triệu tấn, năm 2005 là 150 triệutấn và hiện nay nhu cầu sử dụng phân hóa học của thế giới lên tới 200 triệutấn

Phải thừa nhận rằng nhu cầu sử dụng phân hóa học tăng nhanh là xuthế tất yếu để bảo đảm lương thực thực phẩm cho sự bùng nổ dân số trên hànhtinh Tuy nhiên, việc lạm dụng phân hóa học đã bộc lộ mặt trái của nó là gây

ô nhiễm môi trường, làm suy thoái độ phì nhiêu đất, gia tăng tồn dư chất độclên nông sản thực phẩm Thực trạng này đã xảy ra phổ biến ở phạm vi toàncầu và trở thành nghiêm trọng ở các nước đang phát triển

Trước các mục tiêu vừa phải bảo đảm an ninh lương thực, vừa phảiduy trì và cải thiện độ phì nhiêu quỹ đất canh tác có hạn, đồng thời khôngngừng nâng cao chất lượng nông sản, tăng hiệu quả kinh tế và an toàn bềnvững về môi trường, nền nông nghiệp thế giới đã mở ra theo hướng kết hợpnông nghiệp thâm canh cao với nông nghiệp hữu cơ mà hạt nhân là ứng dụngcông nghệ sinh học Vì vậy, ngay sau thành công của “cuộc cách mạng vềcông nghiệp phân hóa học” thì cuộc “cách mạng về công nghệ sinh học” đangphát triển với gia tốc lớn trên quy mô toàn cầu

Ngành công nghệ sinh học là tập hợp của nhiều ngành khoa học vàcông nghệ nhằm tạo ra các quy trình công nghệ mới trong các lĩnh vực y tế,công nghiệp và nông nghiệp ở quy mô lớn phục vụ cho đời sống, phát triểnkinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường Trong đó, ứng dụng công nghệ vi sinh

để sản xuất phân bón đã tạo ra một hướng đi mới trong chiến lược quản lýdinh dưỡng cây trồng tổng hợp

1.2 Phân loại

1.2.1 Phân hóa học [10]

- Là những hợp chất khoáng, chủ yếu dưới dạng muối, chứa cácnguyên tố dinh dưỡng của thực vật, bón vào đất cho cây trồng, sử dụng đồngthời các loại phân khác để nâng cao độ phì của đất Phân hóa học gồm: Phânđạm, phân lân, kali, phân vi lượng và phân phức hợp

- Phân hóa học có vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất

và chất lượng của nông sản Việc sử dụng phân hóa học trong nền nôngnghiệp hiện nay là rất cần thiết Tuy nhiên, việc sử dụng phân hóa học cầnđúng liều lượng tránh lãng phí và gây ô nhiễm môi trường

1.2.2 Phân hữu cơ [10]

- Là thức ăn do con người bổ sung cho cây trồng, chứa nhiều chấtdinh dưỡng cho cây: đạm (N), lân (L), kali (K) và các nguyên tố vi lượng

- Được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như các dư thừa thực vật,rơm rạ, phân chuồng, phân rác, phân xanh…là các loại chất hữu cơ khi vùivào đất sau khi phân giải có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây vàcải tạo đất

- Có 2 loại là phân hữu cơ sinh học và phân hữu cơ vi sinh

- Công dụng của phân hữu cơ là cung cấp chất dinh dưỡng cho đất

để nuôi cây, chủ yếu là đạm, lân, lưu huỳnh cùng một số chất vi lượng

- Cải tạo tính chất đất, làm cho đất có kết cấu và thành phần cơ giớitốt hơn, khả năng giữ nước của đất, giảm hiện tượng xói mòn đất

- Gia tăng hoạt động của các vi sinh vật đất, nhờ có tác động đến sựphát triển của cây trồng

1.2.2.1 Phân hữu cơ sinh học (compost) [23]

- Phân hữu cơ sinh học là sản phẩm phân bón được tạo thành thôngqua quá trình lên men vi sinh vật Các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khácnhau (phế thải nông - lâm nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phếthải đô thị, phế thải sinh hoạt…) trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp dướihoạt động vi sinh vật hoặc các hợp chất sinh học được chuyển hóa thành mùn

- Ưu điểm của phân compost là:

+ Giảm thiểu cho nguồn nước, đất và không khí, các chấthữu cơ biến đổi thành các chất vô cơ

+ Diệt các mầm bệnh nguy hiểm do trong quá trình phânhủy sinh học, nhiệt độ trong hầm ủ gia tăng, có khi lên đến 600C làm tiêu hủycác trứng, ấu trùng, vi khuẩn trong chất thải Phân sau khi ủ có thể được sửdụng an toàn hơn phân tươi.

+ Phân sau khi ủ trở thành 1 chất mùn hữu ích cho nôngnghiệp như tăng độ phì nhiêu của đất giúp cây trồng hấp thu

+ Tăng độ ẩm cần thiết cho đất trồng, giảm thiểu sự rửatrôi các khoáng chất do các thành phần vô cơ không hòa tan trong phân ủ nhưNO

+ Giảm thể tích do quá trình ủ phân, sự mất hơi nước giatăng do sự gia tăng nhiệt, điều này khiến mẻ phân khô và ráo nước hơn Phân

có thể tích nhỏ hơn sẽ giúp thuận lợi trong việc vận chuyển, thu gom

- Bên cạnh những ưu điểm thì phân compost cũng có những khuyếtđiểm như là:

+ Mặc dù phần lớn vi khuẩn bị tiêu diệt nhưng không phảihoàn toàn, đặc biệt khi sự ủ compost không đều về thời gian, phương pháp,lượng ủ…Một số mầm bệnh vẫn tồn tại có thể gây nguy hiểm cho người sửdụng

+ Thành phần phân ủ thường không ổn định về chất lượng dothành phần nguyên liệu đưa vào không đồng đều

+ Phải tốn thêm công ủ và diện tích

+ Việc ủ phân thường ở dạng thủ công là lộ thiên tạo sự phảncảm về mỹ quan và phát tán mùi hôi Trong đó các loại phân hóa học như urê,NKP,… gọn nhẹ, tương đối rẻ tiền, chất lượng đồng đều và sạch hơn, gây tâm

lý thuận tiện cho việc sử dụng hơn phân ủ compost

1.2.2.2 Phân hữu cơ vi sinh [10]

- Phân hữu cơ vi sinh được sản xuất từ mùn có thành phần hữu cơcao trong rác thải đô thị Kết hợp ứng dụng công nghệ sinh học tiên tiến vớicông nghệ phân bón Xây dựng nên quy trình công nghệ xử lý rác và sản xuấtphân bón hữu cơ vi sinh.

- Sử dụng phân bón hữu cơ mang lại hiệu quả kinh tế cao, tiết kiệmhiệu quả, bảo vệ môi trường sinh thái: sản phẩm bổ sung các hệ vi sinh vật cóích cho đất, kháng được nhiều bệnh trong đất: vàng lá, thối rễ,…, giảm lượngphân bón vô cơ, giảm thuốc bảo vệ thực vật trong quy trình canh tác

Hình 1.1: Phân bón hữu cơ vi sinh

Hình 1.2: Gói phân hữu cơ vi sinh

1.3 Hiện trạng sử dụng phân bón tại Việt Nam [26], [27]

- Trong tiến trình của sản xuất nông nghiệp năng suất cao một yêu

cầu không thể thiếu để cây trồng tạo sinh khối lớn là phân bón Theo nhiềunghiên cứu của các nhà khoa học, thì con đường bảo đảm an ninh lương thực

ở những nước hạn chế về diện tích canh tác là yếu tố thâm canh Xu thế nàyhiện vẫn thích hợp với các nước đang phát triển

- Theo kết quả nghiên cứu của Viện thổ nhưỡng nông hóa (1998),

thì ở Việt Nam trung bình bón 1kg N + P2O5 + K2O làm tăng 7,5 - 8,5kg lươngthực quy thóc Mức này thấp hơn so với trung bình của châu Á (10kg) nhưngcao hơn châu Phi và châu Mỹ La tinh (5 - 7kg) Như vậy, theo tỷ lệ này, sửdụng phân bón làm tăng 8,3 - 9,3 triệu tấn lương thực, chiếm 27 - 30,4% tổngsản lượng lương thực quy thóc của cả nước (1997)

- Hiện nay, mức bón của Việt Nam đã đạt xấp xỉ mức bón trungbình của thế giới, song so với một số nước Châu Á thì vẫn còn thấp hơnnhiều: Hàn Quốc 467 kg/ha, Nhật Bản 403 kg/ha, Trung Quốc 390 kg/ha

- Ở nước ta, giai đoạn từ 1976 đến nay lượng phân hóa học được sửdụng tăng lên nhanh chóng Năm 1990 lượng phân bón dùng cho 1ha gieotrồng tăng so với năm 1980 là 418,6%, năm 1995 tăng 557% so với năm

1980 Đến năm 1997 lượng phân bón N, P, K cho 1 ha gieo trồng đã đạt 126,1kg/năm

- Trong vài năm qua tiêu thụ phân bón của Việt Nam gia tăngmạnh Ngành sản xuất phân bón trong nước vẫn chưa đáp ứng được nhu cầunhưng cũng dần thoát khỏi sự bảo hộ của nhà nước tự tạo cho mình vị trí nhấtđịnh trên thị trường

- Nhập khẩu vẫn đóng vai trò lớn trong việc đảm bảo nguồn cungtrong nước Nhập khẩu phân bón từ năm 2001 đến 2008 vẫn có xu hướngtăng Năm 2005 lượng nhập khẩu phân bón vẫn có giảm so với trước nhờ khảnăng sản xuất phân bón trong nước, tuy nhiên tốc độ nhập khẩu tăng khámạnh.

- So với các nước sử dụng nhiều phân bón trên thế giới thì ViệtNam mới sử dụng ở mức 2% trong chi phí đầu vào của sản xuất nông nghiệp,tuy nhiên đây cũng là khoảng chi phí tương đối lớn Nhu cầu phân bón hằngnăm của Việt Nam khoảng 7,5 - 8 triệu tấn phân bón các loại trong đó loạiphân NPK có nhu cầu cao nhất khoảng 2,5 triệu tấn/1 năm, kế đến là Urê 2triệu tấn/1 năm, phân lân 1,3 triệu tấn/1 năm Hàng năm Việt Nam phải nhậpkhẩu tới 50% nhu cầu, trong đó phân DAP, Kali, SA phải nhập khẩu 100%

- Theo Hiệp hội phân bón Việt Nam, năm nay lúa được mùa, được

giá nên lượng phân bón sử dụng sẽ nhiều hơn năm trước Nhiều chủng loạiphân bón phục vụ cho vụ hè thu đến 30/3/2010 có thể đủ Tuy nhiên, dự báogiá phân bón sẽ tăng khi vào vụ sản xuất

- Hiệp hội này cũng cho biết, tính đến 30/3/2010, lượng phân urêphục vụ hè thu là 576.000 tấn Dự kiến, đến tháng 4, sản xuất trong nước sẽ

có thêm 85.000 tấn, nâng tổng số lượng urê lên 661.000 tấn

- Lượng phân DAP đến cuối tháng 3 sẽ đạt 128.000 tấn, phân SA là150.000 tấn và kali là 190.000 tấn Ngoài ra còn có các loại super lân, phânlân nung chảy, phân NPK và phân hữu cơ vi sinh

1.4 Những thành tựu và thách thức của việc sản xuất phân bón ở Việt

Nam [23]

1.4.1 Thành tựu

- Xây dựng được thương hiệu phân bón trên thị trường

- Đang từng bước hoàn thiện và phát triển

- Liên kết với nước ngoài Việt Nam đã liên kết với 1 số quốc gia:Lào, Singapore,… để nhập nguyên liệu.

- Giữ được lòng tin của người dân, các thương hiệu phân bón đãquá quen thuộc với nhà nông

- Đẩy mạnh phát triển ngành nông nghiệp với sự phát triển bềnvững, lâu dài

- Góp phần làm sạch môi trường và tiết kiệm nhiên liệu Một số loạiphân bón vi sinh ra đời làm tăng chất lượng cũng như năng suất sảm phẩm màkhông làm cho đất bị thoái hóa

- Luôn chịu tác động của thiên tai

- Đối tượng hướng đến là người nông dân, nhất là đối với nôngdân vùng sâu, vùng xa nên việc tiếp cận với sản phẩm mới chậm gây nhiềukhó khăn cho nhà sản xuất

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỮU CƠ VI SINH

2.1 Lịch sử phát triển phân bón vi sinh: [8], [21]

- Phân bón hữu cơ vi sinh do Noble Hiltner sản xuất đầu tiên tạiĐức năm 1896 và được đặt tên là Nitragin Sau đó phát triển tại 1 số nướckhác như ở Mỹ (1896), Canada (1905), Nga (1907), Anh (1910), Thủy Điển

(1914) Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhyzolium do Beijerin

phân lập năm 1888 và được Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho cácloài cây thích hợp cho họ đậu

- Từ đó cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằmứng dụng và mở rộng việc sản xuất các loại phân bón hữu cơ vi sinh cố địnhNitơ mà thành phần còn được phối hợp thêm 1 số vi sinh vật có ích khác như

1 số xạ khuẩn cố định Nitơ sống tự do Frankia spp, các vi khuẩn cố định Nitơ sống tự do Clostridium, Pasterium, Beijerinkiaindica, các xạ khuẩn có khả

năng phân giải cellulose, hoặc 1 số chuẩn vi sinh vật có khả năng chuyển hóacác nguồn dự trữ phospho và kali ở dạng khó hòa tan với số lượng lớn cótrong đất mùn, than bùn, trong các quặng apatit, phosphoric,…chuyển chúngthành dạng dễ hòa tan, cây trồng có thể hấp thụ được

- Ở Việt Nam phân vi sinh vật cố định đạm cây họ đậu và phân visinh vật phân giải lân đã được nghiên cứu từ năm 1960 Đến năm 1987 phânNitragin trên nền chất mang than bùn mới được hoàn thiện Năm 1911 đã cóhơn 10 đơn vị trong cả nước tập trung nghiên cứu phân vi sinh vật Các nhàkhoa học đã phân lập được nhiều chủng vi sinh vật cố định đạm và 1 số visinh vật phân giải lân

- Nhiều loại phân HCVS đã được nghiên cứu sản xuất và được Bộ

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là tiến bộ kỹ thuật Theo ước

tính của Cục Trồng trọt, lượng phân HCVS sản xuất trong năm 2008 có trên

100 loại với khoảng 1,2 triệu tấn, bước đầu tham gia vào sản xuất nông

nghiệp theo hướng hữu cơ Thị trường cho các sản phẩm dạng này đang dần được mở rộng, trong đó ứng dụng nhiều nhất là các vùng đất cơ giới nhẹ, các vùng trồng rau tập trung như Lâm Đồng, vùng ven Hà Nội và những vùng trồng các loại cây có giá trị kinh tế cao như cà phê, hồ tiêu, thanh long

2.2 Công dụng của phân hữu cơ vi sinh [10]

- Phục hồi và duy trì độ phì nhiêu của đất canh tác

- Tăng hiệu quả hấp thụ phân hóa học của cây trồng Từ đó làmgiảm lượng phân bón 30 - 45%

- Tăng khả năng chống chịu của cây trồng do tác dụng của các visinh vật và nấm kháng sinh Từ đó giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật 30 -35%

- Tăng năng suất cây trồng, tạo ra sản phẩm nông nghiệp sạch,không gây ô nhiễm môi trường

- Tăng cường khả năng phân giải chất hữu cơ có sẵn trong đất,chuyển hóa các chất dinh dưỡng dạng khó tiêu thành dễ tiêu cho cây trồnghấp thu

- Tạo kết cấu cho đất, ngăn ngừa rửa trôi, giữ ẩm cho đất

- Tăng cường phân giải lân, cố định đạm cung cấp cho cây trồng

- Cung cấp đầy đủ và cân đối các chất dinh dưỡng thiết yếu cho câytrồng.Đa dạng sinh học cho đất

- Diệt các mầm bệnh có trong đất, tăng cường sức chống chịu chocây với các loại nấm và sâu bệnh

- Khử các độc tố lưu tồn trong đất, giúp thu hoạch nông sản sạch,thích hợp cho các loại đất và cây trồng

2.3 Ưu điểm của phân hữu cơ vi sinh [23]

- Sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh giúp trả lại độ phì nhiêu cho đấtbằng cách làm tăng hàm lượng phosphor và kali dễ tan trong đất canh tác Cácnhà khoa học đã kết luận: sử dụng phân hữu cơ vi sinh làm tăng năng suất câytrồng, chất lượng sản phẩm tốt hơn, giảm ô nhiễm của hàm lượng NO3 Điềunày cũng có nghĩa phân hữu cơ vi sinh đã góp phần quan trọng trong việc cảitạo đất, đáp ứng cho 1 nền nông nghiệp hữu cơ bền vững, xanh, sạch và antoàn.

- Góp phần làm giảm các vấn đề ô nhiễm môi trường, ít gây nhiễmđộc, hóa chất trong các loại nông sản thực phẩm so với sử dụng phân bón hóahọc

- Giá thành hạ

- Có thể sản xuất tại địa phương và giải quyết được việc làm chomột số lao động, ngoài ra cũng giảm được một phần chi phí ngoại tệ nhậpkhẩu phân hóa học

- Hiệu quả của vi sinh vật trong việc làm tăng khả năng sinh trưởng

và phát triển cây trồng, tiết kiệm phân bón hóa học cũng như tăng năng suất,chất lượng nông sản

- Các sản phẩm vi sinh như phân bón vi sinh vật cố định Nitơ, phângiải phosphate khó tan, chế phẩm vi sinh vật kích thích sinh trưởng thực vật

- Một số loại phân bón được nhà nước trợ giá nên giá thành phù hợpvới túi tiền của người nông dân

2.4 Nhược điểm của phân hữu cơ vi sinh [23]

- Phân HCVS là phân bón có hiệu quả chậm nên được sử dụng chủyếu để bón lót Đối với phân NPK thì tùy thuộc vào tập quán bón phân vàthực tế canh tác có thể giảm đến 40 - 45% vào vụ thứ 3 khi sử dụng phân hữu

cơ vi sinh, từ vụ thứ 4 trở đi có thể duy trì mức giảm 40 - 50% lượng NPKthông thường

- Sự cạnh tranh giữa các thương hiệu gây chấn động về giá sảnphẩm.

- Nguyên liệu tuy rất nhiều nhưng khó thu gom và xử lý Trình độsản xuất còn yếu kém, chất lượng sản phẩm còn thấp

2.5 Tình hình sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh ở Việt Nam [11],[14],[16] [18],[22]

- Qua nghiên cứu cho thấy việc bón phân ở Việt Nam còn có một sốđiểm hạn chế như sau:

+ Tỷ lệ NPK mất cân đối nghiêm trọng, tỷ lệ này ở Việt Nam là10:3:1, như vậy tỷ lệ kali còn rất thấp so với đạm và lân Hàm lượng đạm cao

đã làm mất cân bằng dinh dưỡng trong đất làm đất chóng thoái hóa nên hiệuquả sử dụng phân bón chưa cao

+ Hàm lượng phân hữu cơ hầu như chưa đáp ứng đủ yêu cầu củacác loại cây, đặc biệt là các loại cây dài ngày ở vùng đồi núi, kể cả cây lâmnghiệp

- Một xu thế khác mà thế giới đang chuyển hướng sử dụng là phânhữu cơ vi sinh Hiện một số doanh nghiệp trong nước phát triển tốt sản phẩmnày

- Phân hữu cơ vi sinh thì có thể giúp tiết kiệm chi phí sản xuất, tăngthêm nguồn thu nhập cho doanh nghiệp và hộ chăn nuôi Ngoài ra, lợi ích lớnnhất mà nó đem lại là giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường thường thấy ởcác cơ sở chăn nuôi cũng như khu vực dân cư xung quanh Vì vậy mà phânhữu cơ vi sinh ngày càng được sử dụng nhiều ở Việt Nam

- Điển hình như các tỉnh Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Hà Nội,Thái Nguyên, Thanh Hóa, Thái Bình, Nam Định, Bình Dương, Đắk Lắk đãtriển khai áp dụng quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh tại các hộ gia đình

và đã thu được kết quả khả quan

- Từ năm 2007, Trung tâm PED (Trung tâm dân số, môi trường và

phát triển) đã đưa vào dự án “Hỗ trợ đồng bào tái định cư thủy điện Bản Vẽ

ổn định cuộc sống” Đã có trên 90% hộ gia đình trong tổng số gần 2.000 hộtái định cư đã và thường xuyên sử dụng tiến bộ kỹ thuật này và đạt được kếtquả là đã phục hồi toàn bộ đất vườn (đất mới khai hoang) của vùng tái định

cư để người dân có thể trổng trọt

- Biết được những lợi ích mà phân hữu cơ vi sinh mang lại thì năm

2009, PED đã phối hợp với Hội Liên Hiệp Phụ Nữ Thái Nguyên mở rộng sử

dụng phân hữu cơ vi sinh tại các vùng chè trọng điểm của tỉnh Thái Nguyên,

đã lập 13 đại lý bán men ủ phân tại 13 bản tái định cư, và đã bán được hơn1.500 gói men PED còn chuyển giao kỹ thuật và cung ứng men cho huyệnAnh Sơn (Nghệ An), đã có hơn 200 hộ sử dụng

- Cùng với Trung Tâm Nghiên Cứu Và Phát Triển Cộng Đồng

Nông Thôn (CCRD), PED, Trung Tâm Phát Triển Cộng Đồng Bền Vững

(S-CODE) cũng triển khai và thực hiện dự án này Sau gần 2 năm thực hiện dự

án tại 3 xã tại tỉnh Hà Nam, nông dân đã sản xuất hơn 500 tấn phân hữu cơ visinh đưa vào đồng ruộng cho kết quả rất tốt

- Hoặc vào năm 2009, phòng công thương huyện phối hợp với

Trung Tâm Ứng Dụng Khoa Học Công Nghệ mở 4 lớp tập huấn hướng dẫn

cho khoảng 200 hộ dân trong huyện Hàm Thuận Nam sản xuất phân hữu cơ visinh Tuy nhiên do thói quen sử dụng phân hóa học và phân chuồng tự nhiên,nên không mấy người “mặn mà” Phải sau một thời gian, khi một số người sửdụng phân bón sản xuất theo mô hình này đạt hiệu quả cao, thì nhiều ngườibắt đầu tin tưởng và làm theo

- Trong năm nay, được sự hỗ trợ từ ngân hàng thế giới, Viện Sinh

Học Nhiệt Đới sẽ hợp tác với Công ty Kim Long, Bình Dương tiếp tục thử

nghiệm các chế phẩm vi sinh để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh với quy mô

5 tấn/mẻ

- Hiện nay, việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh đã được triển khaithực hiện trên các mô hình trồng chè ở xã Hùng Sơn (huyện Anh Sơn), trồngrau ở xã Quỳnh Liên (Quỳnh Lưu), trồng cam ở nông trường Xuân Thành(Quỳ Hợp)… Tại xã Hùng Sơn (Anh Sơn) có 120 hộ sử dụng phân hữu cơ visinh và sản xuất được hơn 600 tấn sản phẩm., bón cho cây chè năng suất tăng25% so với khi chưa sử dụng nguồn phân hữu cơ vi sinh Việc sử dụng phânHCVS cho cây trồng đang được ngành nông nghiệp Nghệ An tiếp tục nhân radiện rộng

- Ở Hội An đã xây dựng mô hình ứng dụng công nghệ vi sinh phânhủy rơm rạ để làm phân bón tại hai hộ nông dân Huỳnh Thu (thôn Trà Quế)

và Trang Quốc Kim (thôn Trảng Kèo), xã Cẩm Hà, Hội An, Quảng Nam.Nhiều nông dân của Hội An, Quảng Nam cũng đề nghị ngành nông nghiệpnên tiến hành việc xử lý rơm rạ làm phân bón ngay tại ruộng, ngay sau vụĐông Xuân để tạo nguồn phân bón lót cho lúa trong vụ hè thu, đồng thời cungứng chế phẩm sinh học để nông dân chủ động trong việc xử lý Trong tươnglai, ngành nông nghiệp Hội An cũng sẽ quan tâm xây dựng nhiều mô hìnhphát triển nông nghiệp bền vững, không gây ô nhiễm môi trường, nhằm nângcao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, góp phần thực hiện thắng lợi đề án xâydựng thành phố sinh thái

- Việc ứng dụng phân HCVS là vấn đề cần được quan tâm trong bốicảnh thành phố đang hướng đến một nền nông nghiệp đô thị sinh thái, do đó,ngành nông nghiệp sẽ tiếp tục nghiên cứu để loại phân hữu cơ vi sinh nàyđược sử dụng rộng rãi hơn

2.6 Các chủng vi sinh vật chủ yếu được sử dụng sản xuất phân hữu cơ vi sinh

2.6.1 Chủng vi sinh vật cố định đạm [13]

- Gồm 2 nhóm: nhóm hiếu khí và nhóm kị khí

- Thường sống cộng sinh với các cây họ đậu, chúng xâm nhập vào

rễ cây và sống cộng sinh trong đó, tạo thành các nốt sần ở rễ cây

- Sử dụng chất hữu cơ của cây để sinh trưởng đồng thời hút đạm từkhông khí để cung cấp cho cây, một phần tích luỹ lại trong cơ thể chúng

- Các loài VSV điển hình như : tảo lam (Cyanobacterium), vi khuẩn

Azotobacter, Bradyrhizobium, Rhyzobium, xạ khuẩn Actinomyces, Klebsiella, Beijerinckia, Clostridium…

Hình 2.1: Azotobactor

Hình 2.3: Clostridium

- Chúng có tác dụng làm tăng cường nguồn N cho cây, có khả năngtạo các chất kích thích sinh trưởng như thymine, acid nicotinic, acid

pantotenic, biotin… Ngoài ra chủng Beijerinckia, Clostridium còn có tính

chịu chua cao

- Thời gian gần đây, cùng với những tiến bộ của khoa học và côngnghệ, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ gen để tạo ra các chủng vi sinhvật cố định đạm có nhiều đặc điểm tốt: khả năng cố định đạm cao, khả năngcộng sinh tốt Công nghệ sinh học cũng giúp tạo ra những chủng vi sinh vật

có đặc tính cạnh tranh cao với các loài vi sinh vật trong đất

- Mặt khác, công nghệ sinh học đã cho phép các nhà khoa học táchđược gen quy định đặc tính cố định đạm từ vi khuẩn và đem cấy vào nhân tếbào cây trồng, làm cho một số loài cây trồng cũng tạo được khả năng cố địnhđạm như vi khuẩn

2.6.2 Chủng vi sinh vật phân giải lân [5]

- Cây chỉ có thể hút được lân từ đất dưới dạng hoà tan trong dungdịch đất, vì vậy mà cây chỉ có thể hút được lân ở dạng dễ tiêu trong đất

- Lân ở dạng khó tan trong đất cây không hút được, có nhiều loạiđất như đất đỏ bazan, đất đen, v.v hàm lượng lân trong đất khá cao, nhưngcây không hút được vì lân ở dưới dạng khó hoà tan

- Trong đất thường tồn tại một nhóm vi sinh vật có khả năng hoàtan lân

- Nhóm vi sinh vật này được các nhà khoa học đặt tên cho là nhómhoà tan lân, các nước nói tiếng Anh đặt tên cho nhóm này là phosphatesolubilizing microorganisms

- Phân giải hợp chất phosphor khó tan thành dễ tan giúp cây trồng

dễ hấp thụ

- Các loài điển hình như: Aspergillus niger,Penicillium, Rhizopus,

Sclerotium, xạ khuẩn Streptomyces, một số loài thuộc các chi vi khuẩn Pseudomonas, Alcaligenes, Micrococens, Bacillus subtilis, B.megaterium, Serratia, Proteus…

Hình 2.4: Apergillus

Hình 2.5: Penicillicum

Hình 2.6: B.subtilic Hình 2.7: Serratia

- Nhóm vi sinh vật này dễ dàng nuôi cấy trên môi trường nhân tạo.Nhiều nơi người ta đã đưa trộn sinh khối hoặc bào tử các loại vi sinh vật hoàtan lân sau khi nuôi cấy và nhân lên trong phòng thí nghiệm, với bộtphosphoric hoặc apatit rồi bón cho cây

- Ngoài ra có một số loài vi sinh vật sống cộng sinh trên rễ cây có

khả năng hút lân để cung cấp cho cây Trong số này, đáng kể là loài VA

mycorrhiza Loài này có thể hoà tan phosphat sắt trong đất để cung cấp lân

cho cây Ngoài ra loài này còn có khả năng huy động các nguyên tố Cu, Zn,Fe… cho cây trồng

2.6.3 Chủng vi sinh vật phân giải cellulose [1]

- Cellulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật, chiếm tới50% tổng số hydratcacbon trên trái đất Cellulose thường có mặt ở các dạngsau:

+ Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ trấu, vỏ thânngô…

+ Phế liệu công nghiệp thực phẩm: vỏ và xơ quả, bã mía, bã càphê, bã sắn…

+ Phế liệu công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn cưa, gỗ vụn… + Các chất thải gia đình: rác, giấy các loại…

- Các loài vi sinh vật phân giải cellulose như: Cytophaga,

Cellulomonas, giống Bacillus, giống Clostridium, Aspergillus, Penicillium, Actinomices, trichoderma…

- Có khả năng tiết ra enzyme cellulaza để phân giải celluloza

- Góp phần quan trọng trong việc nâng cao độ phì nhiêu của đất

2.7 Vai trò của vi sinh vật đối với cây trồng [12]

- Sự tác động trực tiếp của VSV đến cây trồng thể hiện qua sự tổnghợp, khoáng hóa hoặc chuyển hóa các chất dinh dưỡng xảy ra trong quá trìnhchuyển hóa vật chất của VSV như: quá trình cố định Nitơ, phân giải lân, sinh

tổng hợp auxin, giberellin, etylenv.v…Những vi khuẩn này có khả năng giúpcây trồng tăng khả năng huy động và dễ dàng sử dụng các nguồn dinh dưỡng

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ VI SINH 3.1 Các nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ vi sinh [3]

- Rác thải hữu cơ: các loại rác thải hữu cơ có thể phân hủy được

- Than bùn đã được hoạt hóa: bùn có ở khắp nơi: cống, rãnh,mương, hồ…

- Phế phẩm nông nghiệp - công nghiệp: rác phế thải có nguồn gốc từthực vật: lá cây, vỏ của các loại lương thực như vỏ dừa, vỏ trấu, vỏ cà phê,phân chuồng,…, rỉ đường, phế thải của các quy trình sản xuất công nghệp:sản xuất bia, thức ăn gia súc, thực phẩm…

- Quặng apatit hay photphoric nghiền nhỏ

Hình 3.1: Quặng Apatit

Hình 3.2: Quặng Phosphoric

- Chế phẩm sinh học

- Chất xúc tác sinh học

3.2 Sơ đồ quy trình sản xuất chung: [23]

3.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất:

Sơ đồ 3.3: Quy trình sản xuất chung phân HCVS

3.2.2 Thuyết minh quy trình sản xuất

- Các phế thải hữu cơ được cắt ngắn

- Làm ẩm và đưa vào các hố ủ có bổ sung ure, lân supe cho 1nguyên liệu và sinh khối vi sinh vật

- Sau 10 ngày nuôi cấy được hòa vào nước và trộn đều với khốinguyên liệu

- Sau đó khi nhiệt độ khối ủ ổn định ở mức 300C người ta bổ sungchế phẩm vi sinh vật có ích khác vào khối ủ Đó là vi sinh vật cố định Nitơ

(Azobacteria), vi khuẩn nấm hoặc nấm sợi phân giải phosphate khó tan (Bacillus polymixa, Pseudomonas,…) Ngoài ra có thể bổ sung 1% quặng

Phosphate hoặc bổ sung NPK vi lượng vào khối ủ cùng với sinh khối vi sinhvật Để đảm bảo oxy hóa cho vi sinh vật hoạt động để quá trình chế biến đượcnhanh chóng nên đảo trộn khối ủ 20 ngày 1 lần

- Thời gian chế biến khoảng 1 - 4 tháng tùy thành phần của loạinguyên liệu Sản phẩm phân hữu cơ vi sinh dạng này không chỉ có hàm lượngmùn tổng số mà còn có hàm lượng Nitơ tổng số cao hơn loại phân hữu cơ chếbiến bằng phương chế biến 40 - 45%

3.3 Chế phẩm sinh học [2], [4], [21]

3.3.1 Giới thiệu

- Chế phẩm sinh học là tập hợp nhiều VSV hữu hiệu đã được

nghiên cứu và tuyển chọn như: Bacillus, Lactobacillus, Streptomyces,

- Làm giảm tối đa mùi hôi thối trong nước thải, thúc đẩy nhanh quátrình làm sạch nước thải

- Hạn chế mầm bệnh có hại trong chất thải

- Nhiều chế phẩm vi sinh làm phân bón được sản xuất theo nhiềuhướng khác nhau, nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào điều kiện kinh tế,công nghệ Thành phần vi sinh vật trong các chế phẩm làm phân hữu cơ ởmỗi cơ sở sản xuất khác nhau Có hai dạng chế phẩm chủ yếu là chế phẩmnấm (ít phổ biến hơn do khó bảo quản và dễ bị nhiễm tạp) và các chế phẩm vikhuẩn rất phổ biến trên thị trường

- Các chế phẩm vi khuẩn được sản xuất theo nhiều dạng với những

ưu nhược điểm khác nhau: dạng trên môi trường thạch, dạng dịch thể, dạngkhô, dạng đông khô, nhưng phổ biến nhất hiện nay trên thế giới là dạng bộtchất mang VSV được tẩm vào chất mang, cư ngụ và được bảo vệ chức năngchuyên tính cho đến khi sử dụng

- Nguồn chất mang có thể dùng là than bùn, bã mía, bột cellulosehoặc rác thải hữu cơ nghiền (Đông Nam Á), hoặc bentonit với bột cá (ẤnĐộ), còn ở Mỹ hiện nay sử dụng bột Polyacrylamit Việt Nam đang sử dụngcác chất mang phổ biến là than bùn, mùn mía, cám trấu,… Trên thế giới, một

số chế phẩm VSV đang được sử dụng phổ biến và hiệu quả

3.3.2 Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

Sơ đồ 3.4: Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

3.3.3 Thuyết minh quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

 Tuyển chọn, hoạt hóa và bảo quản các chủng giống gốc vi sinh vật

Lên men giống cấp 1,2,3

Xử lý sinh khối VSV sau khi lênmen

Sinh khối VSV đậm đặc

Xử lý sinh khối VSV đậm đặc

Chế phẩm vi sinh vật

Kiểm tra chất lượng

Đóng baoNhân giống