Luận án tiến sĩ ngành môi trường đất và nước nghiên cứu sử dụng nước sau biogas để canh tác hoa màu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN NGUYỄN PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC SAU BIOGAS ĐỂ CANH TÁC HOA MÀU LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC Mã ngành: 62440303 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC SAU BIOGAS ĐỂ CANH TÁC HOA MÀU NGUYỄN PHƯƠNG THẢO MSNCS: P0714005 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS BÙI THỊ NGA 2021 LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành đƣợc luận án này, nỗ lực thân nhận đƣợc động viên, giúp đỡ hỗ trợ quý báu nhiều cá nhân đơn vị Xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc! Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bùi Thị Nga quan tâm giúp đỡ, tận tình hƣớng dẫn, cung cấp kiến thức kinh nghiệm làm việc quý báu cho em suốt thời gian em học tập thực đề tài Xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy, Cô, Anh, Chị công tác Khoa Môi trƣờng Tài nguyên thiên nhiên, Khoa Nông nghiệp tận tâm giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích ln giúp đỡ em suốt chặn đƣờng học tập nghiên cứu đầy gian nan khó nhọc Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban Lãnh đạo Khoa Môi trƣờng Tài nguyên thiên nhiên, Khoa Sau Đại học, Trƣờng Đại học Cần Thơ; đặc biệt, chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Công, PGS.TS Nguyễn Xuân Hồng, Cơ Bùi Thị Chuyền hỗ trợ tạo điều kiện để thực thủ tục, hồ sơ cần thiết suốt thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Lãnh đạo Phòng Quản lý Khoa học, đồng nghiệp Trƣờng Đại học Cần Thơ, nơi công tác hỗ trợ tạo điều kiện cho tham gia học tập nghiên cứu thời gian qua Xin gửi lời tri ân đến gia đình Dƣơng Tấn Thành, gia đình anh Nguyễn Văn Bình gia đình chị Nguyễn Thị Hồng Ngoan nhiệt tình hỗ trợ, tạo điều kiện tốt cho tơi triển khai nội dung nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Châu Minh Khôi, PGS.TS Nguyễn Võ Châu Ngân, TS Trần Sỹ Nam, TS Nguyễn Cơng Thuận, ThS Đồn Thị Trúc Linh, ThS Huỳnh Văn Thảo, bạn Nguyễn Điền Châu, em học viên cao học em sinh viên giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hoàn thành luận án Sau xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba, mẹ, em xin cảm ơn chồng thành viên gia đình giúp đỡ, động viên suốt thời gian qua Xin chân thành cảm ơn! Trân trọng, i TÓM TẮT Nƣớc sau biogas từ hệ thống túi ủ biogas chứa hàm lƣợng chất hữu cơ, đạm lân cao đƣợc thải thủy vực tiếp nhận nên có nguy gây nhiễm thuỷ vực tiếp nhận; đó, đề tài “Nghiên cứu sử dụng nƣớc sau biogas để canh tác hoa màu” đƣợc thực nhằm tận dụng dinh dƣỡng từ nƣớc sau biogas thay phân hóa học canh tác hoa màu góp phần hạn chế nhiễm môi trƣờng chăn nuôi cải thiện thu nhập quy mô nông hộ Nghiên cứu đƣợc triển khai lần lƣợt từ phịng đến thí nghiệm ngồi đồng; kết cho thấy nƣớc sau biogas cung cấp đạm hữu dụng cho đất gồm đạm amôn, đạm nitrat; đạm hữu dụng tăng tỉ lệ thuận với hoạt động vi sinh vật với thể tích nƣớc sau biogas Trong đất trồng hoa màu tƣới nƣớc sau biogas, hoạt động vi sinh vật đất tƣơng quan thuận với hàm lƣợng đạm hữu dụng đất Ở điều kiện trồng chậu, bắp nghiệm thức tƣới nƣớc sau biogas với tỉ lệ 75%, đậu bắp 100% có tăng trƣởng tƣơng đƣơng với nghiệm thức bón phân hóa học Đất canh tác bắp, đậu bắp dƣa leo nơng hộ có hàm lƣợng đạm hữu dụng cao từ gieo hạt đến hoa, sau giảm dần đến thu hoạch; hàm lƣợng đạm tồn dƣ đất tƣới nƣớc sau biogas thấp so với bón phân hóa học Mật số vi sinh vật đất trồng dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas cao so với bón phân hóa học từ lúc gieo hạt hoa Sử dụng nƣớc sau biogas canh tác bắp, đậu bắp dƣa leo mang lại lợi ích mơi trƣờng giảm lƣợng nƣớc sau biogas thải thủy vực tiếp nhận lần lƣợt 35, 30,8 20,3 L/m2/vụ, giảm đƣợc 100% lƣợng phân hóa học bón vào đất; hiệu đồng vốn cao so với bón phân hóa học bắp dƣa leo Trồng dƣa leo với vật liệu hấp phụ nƣớc sau biogas giảm đƣợc lƣợng nƣớc sau biogas cao so với phƣơng pháp tƣới, nhƣng hiệu đồng vốn có giá trị âm Trái bắp, đậu bắp dƣa leo đạt tiêu chuẩn an tồn thực phẩm hàm lƣợng nitrat, E.coli có độ giịn tƣơng đƣơng bón phân hóa học, độ cao bón phân hóa học Trên sở kết thí nghiệm, hƣớng dẫn sử dụng nƣớc sau biogas canh tác bắp dƣa leo quy mô nông hộ đƣợc xây dựng Trong phạm vi luận án, cần tiếp tục nghiên cứu đặc tính lý học, chất hữu vi sinh vật chuyển hóa đạm đất qua nhiều vụ trồng Từ khóa: đạm hữu dụng, hiệu đồng vốn, hoa màu, lợi ích mơi trường, nước sau biogas, vi sinh vật đất ii ABSTRACT The effluent of biogas digester from the biogas system contains high levels of organic matter, nitrogen, and phosphorus that have been discharged into the receiving water body so there is a risk of pollution of the receiving water body; therefore, the project "Research on using effluent from biogas digester growing cash crop" had been conducted to salvage the nutrients of the effluent from biogas digesters to replace chemical fertilizers for crop cultivation, contribute to limiting the pollution of livestock environment and improve the household income The research had been carried out in turn on indoor experiments to field experiments; the results showed that the effluent of biogas digester provided available nitrogen for the soil including ammonium nitrogen, nitrate nitrogen; available nitrogen increased in proportion to microorganism activity and the volume of the effluent In cropland irrigated by the effluent, soil microorganism activity was positively correlated with the available nitrogen content in the soil Under potted planting, maize in the effluent from biogas digester watering treatment at the rate of 75%, okra in 100% had the same growth as the chemical fertilization treatment The soil planting maize, okra, and cucumber in the farm household had high available nitrogen content from seeding to flowering period, and decreased until harvest; residual nitrogen content in irrigated effluent soil was lower than that of chemical fertilizers The density of microorganisms soil for cucumbers watered effluent was higher than that of chemical fertilizers from sowing to flowering period The environmental benefit of using effluent from biogas in the cultivation of maize, okra, and cucumber was reducing the amount of effluent from biogas discharged into water bodies were 35, 30.8, and 20.3 L/m2/crop respectively, reducing 100% of the chemical fertilizer was manured to the soil, the capital efficiencies were higher than that of chemical fertilizer for the maize and cucumber planting Growing cucumber with the biogas effluent adsorbed material helped to decrease the amount of biogas effluent higher than the irrigation method, but the capital efficiency was the negative value Maize, okra, and cucumber fruits reached food safety standards of nitrate, E.coli and the brittle was equivalent to the chemical fertilizer treatment, sweeter than the chemical fertilizer treatment Based on the results of the experiments, the instructions for using effluent from biogas digester for cultivating maize and cucumber at the household scale had been developed In the scope of the thesis, it is necessary to study on the physical properties, organic matter, and the nitrogen metabolism microorganism in soil over many crops Keywords: available nitrogen, capital efficiency, cash crop, effluent from biogas digester, environmental benefits, soil microorganisms iii MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ ……………………………………………….……… TÓM TẮT ……………………………………………….…….……… ABSTRACT …………….…………………………….…… ….…… LỜI CAM ĐOAN ……………………………………………………… MỤC LỤC ……… ……………………………………….…………… DANH SÁCH BẢNG….….…………………………………………… DANH SÁCH HÌNH ….……………………………………………… DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ………………………………….……… Chƣơng 1: GIỚI THIỆU ………………………………….…… … … 1.1 Đặt vấn đề …………………………………………….…… ….… 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ……………………… …………………… 1.3 Nội dung nghiên cứu ………………………… ………… ….…… 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu ……………………………… … 1.5 Ý nghĩa luận án ………………………………………………… 1.6 Điểm luận án ……………………………………… … … Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ………………………………… 2.1 Tổng quan biogas công nghệ biogas………………… ……… 2.1.1 Biogas ………………………………….………………… …… 2.1.2 Hầm ủ biogas …………………………………………… ……… 2.1.3 Túi ủ biogas …………………………………………….…… … 2.1.4 Chất thải sau biogas (chất thải biogas) ……………… ………… 2.1.5 Nƣớc sau biogas (nƣớc thải biogas) ………………………… … 2.1.6 Thực trạng sử dụng nƣớc sau biogas địa bàn thành phố Cần Thơ …………………………………………………………… … 2.2 Các nghiên cứu sử dụng nƣớc sau biogas ………………………… 2.2.1 Sử dụng nƣớc sau biogas tƣới cho hoa màu ………………… … 2.2.2 Sử dụng vật liệu hấp phụ nƣớc sau biogas trồng hoa màu ……… 2.3 Tổng quan đạm đất …………………….…… 2.3.1 Đạm cây………………………….…………………….…… 2.3.2 Đạm đất ……………………………………………….….… 2.4 Tổng quan bắp, đậu bắp dƣa leo ………………………… 2.4.1 Cây bắp ………………………………………………….……… 2.4.2 Cây đậu bắp …………………………………………………… 2.4.3 Cây dƣa leo ……………………………………………………… Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …………… …………… 3.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu………………… 3.2 Phƣơng tiện thí nghiệm …………………………………………… 3.2.1 Nƣớc sau biogas cho thí nghiệm ………………………………… 3.2.2 Nƣớc kênh tƣới cho hoa màu ………………………….………… 3.2.3 Đất thí nghiệm …………………………………………………… 3.2.4 Phân hóa học sử dụng cho thí nghiệm ………….…….………… 3.2.5 Xỉ than tổ ong …………………………………………………… 3.2.6 Các giống trồng sử dụng cho thí nghiệm …………… ……… 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu …………………………………………… v i ii iii iv v viii x xii 1 3 5 5 11 17 17 18 19 19 20 22 23 28 31 39 39 39 39 40 41 42 42 43 44 3.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu khả cung cấp đạm hữu dụng, hoạt động vi sinh vật đất nƣớc sau biogas đánh giá tăng trƣởng bắp, đậu bắp trồng chậu………………….………… 44 3.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu diễn biến đạm hữu dụng, vi sinh vật đất suất trồng bắp, đậu bắp, dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas điều kiện đồng…………………….……………… 50 3.3.3 Nội dung 3: Đánh giá hiệu môi trƣờng, hiệu kinh tế đề xuất hƣớng dẫn sử dụng nƣớc sau biogas canh tác hoa màu …… …… 55 3.4 Phƣơng pháp thu mẫu 61 3.4.1 Mẫu nƣớc 61 3.4.2 Mẫu đất 61 3.4.3 Mẫu trái 61 3.5 Phƣơng pháp phân tích mẫu ……………………………………… 62 3.5.1 Mẫu nƣớc 62 3.5.2 Mẫu đất 62 3.5.3 Phƣơng pháp xác định tiêu trồng ……………… 63 3.6 Phƣơng pháp tính tốn ……………………………………………… 64 3.6.1 Lƣợng đạm cung cấp cho đất …………………………………… 64 3.6.2 Lƣợng phân hóa học đƣợc sử dụng cho trồng chậu …… 64 3.6.3 Thể tích nƣớc sau biogas đƣợc sử dụng cho theo lƣợng phân N hóa học…………………………………………………………… … 64 3.6.4 Lƣợng xỉ than tổ ong đƣợc sử dụng để hấp phụ nƣớc sau biogas 65 3.6.5 Thể tích nƣớc sau biogas đƣợc sử dụng để trồng với xỉ than tổ ong 65 3.6.6 Lƣợng chất ô nhiễm giảm đƣợc canh tác hoa màu vụ 65 3.6.7 Tổng chi phí, tổng thu, lợi nhuận, hiệu đồng vốn 66 3.7 Phƣơng pháp xử lý số liệu ………………………………………… 66 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN …………………………… 67 4.1 Khả cung cấp đạm hữu dụng, hoạt động vi sinh vật đất nƣớc sau biogas tăng trƣởng bắp, đậu bắp trồng chậu…………………………………………………………………… 67 4.1.1 Khả cung cấp đạm hữu dụng tƣơng quan hàm lƣợng đạm với vi sinh vật đất đƣợc bổ sung nƣớc sau biogas ………………… 67 4.1.2 Tăng trƣởng bắp, đậu bắp đƣợc trồng chậu điều kiện đồng ………………………………… …….……………… 75 4.2 Diễn biến đạm hữu dụng, vi sinh vật đất suất trồng bắp, đậu bắp, dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas điều kiện đồng …… ……………… ………………………… ………… 79 4.2.1 Diễn biến hàm lƣợng đạm hữu dụng đất suất trồng bắp đậu bắp tƣới nƣớc sau biogas điều kiện đồng 79 4.2.2 Diễn biến hàm lƣợng đạm hữu dụng, vi sinh vật đất suất trồng dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas điều kiện đồng 91 4.3 Hiệu môi trƣờng, hiệu kinh tế hƣớng dẫn sử dụng nƣớc sau biogas canh tác hoa màu ……………………………………… … 100 4.3.1 Năng suất bắp, đậu bắp dƣa leo quy mô nông hộ 100 4.3.2 Hiệu môi trƣờng hiệu kinh tế 104 vi 4.3.3 Hƣớng dẫn sử dụng nƣớc sau biogas canh tác hoa màu Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………… ……… 5.1 Kết luận ……………………………………………… …… …… 5.2 Kiến nghị …………….……………………………… …… …… TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………….………………… ……… PHỤ LỤC SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM …………………… … ……… PHỤ LỤC PHÂN TÍCH THỐNG KÊ…….……… …… ………… PHỤ LỤC CÁC QUY CHUẨN VÀ THANG ĐÁNH GIÁ ……… PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM ………………… ………… vii 111 116 116 116 117 127 142 163 167 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Chăn nuôi heo trồng lúa nước hai hợp phần quan trọng, xuất sớm hệ thống nông nghiệp Việt Nam; chăn ni heo có vai trị cung cấp thực phẩm giá trị dinh dưỡng cao, nguyên liệu cho cơng nghiệp chế biến góp phần giữ vững cân sinh thái trồng, vật nuôi người Mặt khác, chăn nuôi heo không tạo việc làm lúc nhàn rỗi mà nguồn tài quan trọng cho hộ nơng dân hoạt động xã hội học hành, lễ giỗ, cưới hỏi, lễ tết, tân trang nhà cửa Tuy nhiên, vấn đề đặt cho ngành chăn nuôi lượng chất thải từ hoạt động nuôi heo gây ảnh hưởng trực tiếp đến người nuôi, cộng đồng dân cư chung quanh môi trường tự nhiên (Lê Hoàng Việt ctv., 2017), điều tác động đến việc trì phát triển ngành chăn ni vùng ĐBSCL nói riêng nước nói chung Trong năm gần đây, công nghệ biogas khẳng định hiệu việc xử lý chất thải chăn nuôi góp phần hạn chế nhiễm mơi trường nơng thơn (Trần Sỹ Nam ctv., 2015, Trần Sỹ Nam ctv., 2017) Bên cạnh việc giải ô nhiễm chất thải chăn ni, biogas cịn cung cấp lượng sinh học phục vụ cho đun nấu thắp sáng (Trần Sỹ Nam ctv., 2015, Nguyễn Võ Châu Ngân ctv., 2016, Trần Sỹ Nam ctv., 2017, Ngo Thi Thanh Truc et al., 2017) Ở ĐBSCL, chăn nuôi heo quy mô nông hộ chủ yếu, số lượng heo dao động từ 10-100 con, nhiều khoảng 30-50 con, nên lượng nước sau biogas (nước thải biogas) từ hệ thống biogas lớn Tuy nhiên, nước sau biogas chưa quan tâm xử lý triệt để, người dân chưa sử dụng mà thải bỏ hệ thống mương vườn thải trực tiếp hệ thống kênh rạch, tiềm ẩn nguy gây ô nhiễm thủy vực tiếp nhận hàm lượng chất hữu cơ, đạm lân cao với nồng độ đạm amôn dao động khoảng 218-290 mg/L N-NH4+, đạm nitrat 1,14-1,29 mg/L N-NO3- (Bùi Thị Nga ctv., 2015b, 2018) Một số nghiên cứu tận dụng nước thải biogas thay phân hóa học cung cấp dinh dưỡng cho trồng báo cáo sử dụng nước sau biogas thay phân hóa học canh tác ớt (Phạm Việt Nữ ctv., 2015), trồng nấm (Sreesha Malayil et al., 2016) trồng dưa hấu (Yun Cao et al., 2016), giúp phát triển tốt cho suất tương đương phân hóa học Bên cạnh đó, số nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ chế phẩm sinh học để xử lý nước sau biogas (Huỳnh Thị Mỹ Duyên ctv., 2011, Nguyễn Thanh Văn ctv., 2016, Bùi Thị Nga ctv., 2016) sử dụng vật liệu hấp phụ nước sau biogas để trồng rau (Huỳnh Thị Mỹ Duyên ctv., 2011, Bùi Thị Nga ctv., 2016) Các nghiên cứu cho thấy nước sau biogas 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total 100%NK PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 100%NK PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 168,577 65,374 3,941 69,316 101,868 4,325 106,193 9,280 3,348 12,628 11 11 11 11 Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 6,006 7,190 3,630 2,421 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total 21,791 ,493 44,233 ,000 33,956 ,541 62,805 ,000 3,093 ,419 7,391 ,011 df2 ANOVA Sum of Squares 38,632 ,056 38,688 309,574 5,801 315,375 81,688 4,742 86,430 22,123 3,930 26,054 Sig ,010 ,005 ,045 ,117 10 10 10 10 df 10 14 10 14 10 14 10 14 Mean Square 9,658 ,006 F 1721,790 Sig ,000 77,394 ,580 133,418 ,000 20,422 ,474 43,064 ,000 5,531 ,393 14,072 ,000 2.2.2.2 Hàm lƣợng N-NO3- (mg/kg) đất trồng dƣa leo theo thời gian Đầu vụ 15 NSKG 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ Đầu vụ 15 NSKG 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ 100%NK NT2 Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 df2 4,379 5,842 6,403 4,736 4,988 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Sig ,042 ,021 ,016 ,035 ,031 ANOVA Sum of Squares df 1,684 ,555 2,239 11 6657,129 166,203 6823,332 11 982,278 293,173 1275,450 11 1018,519 77,665 1096,184 11 960,832 95,498 1056,330 11 Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 df2 ,852 3,933 156 Mean Square ,561 ,069 F 8,092 Sig ,008 2219,043 20,775 106,811 ,000 327,426 36,647 8,935 ,006 339,506 9,708 34,971 ,000 320,277 11,937 26,830 ,000 Sig 10 10 ,524 ,036 NSB (75%N) NT4 100%NK NT2 NSB (75%N) NT4 6,346 6,345 4 10 10 ANOVA Sum of Squares 113,418 ,095 113,513 6764,374 466,934 7231,308 1422,705 66,893 1489,598 1452,154 99,172 1551,326 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ,008 ,008 df 10 14 10 14 10 14 10 14 Mean Square 28,354 ,010 F 2975,713 Sig ,000 1691,094 46,693 36,217 ,000 355,676 6,689 53,171 ,000 363,039 9,917 36,607 ,000 2.2.2.3 Hàm lƣợng hữu dụng (N-NH4+ + N-NO3-) (mg/kg) đất trồng dƣa leo theo thời gian Đầu vụ 15 NSKG 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ Đầu vụ 15 NSKG 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ 100%NK PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 100%NK PHH Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 3,212 3,838 7,723 2,678 5,356 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total df2 ANOVA Sum of Squares 4,908 ,653 5,561 8880,801 169,214 9050,015 1475,766 240,782 1716,548 1738,851 83,360 1822,212 1130,100 101,691 1231,791 Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 5,504 3,640 5,461 4,204 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares 162,432 ,063 162,496 9374,591 416,804 9791,395 157 Sig ,083 ,057 ,010 ,118 ,026 8 8 df 11 11 11 11 11 df2 10 10 10 10 df 10 14 10 14 Mean Square 1,636 ,082 F 20,043 Sig ,000 2960,267 21,152 139,954 ,000 491,922 30,098 16,344 ,001 579,617 10,420 55,625 ,000 376,700 12,711 29,635 ,000 Sig ,013 ,044 ,014 ,030 Mean Square 40,608 ,006 F 6403,648 Sig ,000 2343,648 41,680 56,229 ,000 NSB (75%N) NSB (50%N) Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total 1583,516 51,084 1634,601 1421,913 127,749 1549,662 10 14 10 14 395,879 5,108 77,495 ,000 355,478 12,775 27,826 ,000 2.2.2.4 Mật số vi sinh vật hiếu khí (CFU/g) đất trồng dƣa leo theo thời gian Đầu vụ 15 NSKG 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ Đầu vụ 15 NSKG 30 NSKG 45 NSKG Cuối vụ 100%NK PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 100%NK Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 df2 3,470 1,705 ,438 1,790 ,141 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares 18,843 1,349 20,192 106,986 15,225 122,211 149,415 26,364 175,779 241,845 39,761 281,607 3724,478 53,674 3778,152 df 11 11 11 11 11 Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 2,313 1,236 2,400 3,089 Between Groups Within Groups Total Between Groups PHH Within Groups Total NSB Between Groups (75%N) Within Groups Total NSB (50%N) Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares 1652,965 52,421 1705,386 8935,916 27,547 8963,463 5920,999 25,308 5946,308 3480,185 31,097 3511,282 158 df 10 14 10 14 10 14 10 14 Sig ,071 ,243 ,732 ,227 ,933 8 8 Mean Square 6,281 ,169 F 37,241 Sig ,000 35,662 1,903 18,738 ,001 49,805 3,295 15,113 ,001 80,615 4,970 16,220 ,001 1241,493 6,709 185,042 ,000 df2 10 10 10 10 Sig ,129 ,356 ,119 ,067 Mean Square 413,241 5,242 F 78,831 Sig ,000 2233,979 2,755 810,964 ,000 1480,250 2,531 584,889 ,000 870,046 3,110 279,786 ,000 2.2.2.5 Chiều dài dây dƣa leo N PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 20 NSKG 30 NSKG 40 NSKG Total 20 NSKG 30 NSKG 40 NSKG Total 20 NSKG 30 NSKG 40 NSKG Total 100%NK PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 100%NK PHH NSB (75%N) NSB (50%N) 20 NSKG 30 NSKG 40 NSKG 20 NSKG 30 NSKG 40 NSKG 3 3 3 Descriptives Std Std Error Deviation Mean 43.2667 128.1000 188.4333 119.9333 38.7667 121.4667 188.3333 116.1889 34.9167 108.2333 163.9333 102.3611 3.47035 2.94618 15.20044 63.65308 7.43797 18.36909 31.98692 67.55780 4.10680 8.99129 26.45795 57.79121 95% Confidence Interval for Mean Lower Upper Bound Bound 34.6458 51.8875 120.7813 135.4187 150.6734 226.1933 71.0052 168.8614 20.2897 57.2436 75.8353 167.0980 108.8734 267.7933 64.2594 168.1184 24.7148 45.1185 85.8977 130.5689 98.2081 229.6585 57.9389 146.7834 2.00361 1.70098 8.77598 21.21769 4.29431 10.60540 18.46766 22.51927 2.37106 5.19112 15.27551 19.26374 Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 2.121 8.546 2.888 5.919 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares 15119.427 3457.735 18577.162 31910.167 503.553 32413.720 33680.629 2831.820 36512.449 25123.124 1595.465 26718.589 ANOVA Sum of Squares 1022,885 240,567 1263,452 5416,297 1712,300 7128,597 9613,683 6435,707 16049,389 159 8 8 Max 39.60 124.90 170.90 39.60 31.80 103.60 152.40 31.80 30.20 100.30 143.80 30.20 46.50 130.70 197.90 197.90 46.60 140.30 213.70 213.70 37.70 118.00 193.90 193.90 Sig 6 6 df Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 df2 ,614 1,756 ,689 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total df2 Min .201 018 132 038 Mean Square 7559.714 576.289 F 13.118 Sig .006 15955.083 83.926 190.110 000 16840.314 471.970 35.681 000 12561.562 265.911 47.240 000 Sig ,625 ,233 ,584 df 11 11 11 Mean Square 340,962 30,071 F 11,339 Sig ,003 1805,432 214,038 8,435 ,007 3204,561 804,463 3,983 ,052 2.2.2.6 Kích thƣớc, khối lƣợng, số trái suất Chiều dài (cm) Đường kính (cm) Khối lượng (g) Số trái dây Chiều dài (cm) Đường kính (cm) Khối lượng (g) Số trái dây Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 5,036 5,036 2,897 2,661 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total df2 Sig ,030 ,030 ,102 ,119 8 8 ANOVA Sum of Squares 46,363 1,627 47,990 46,363 1,627 47,990 1046,300 3,707 1050,007 4548,333 235,333 4783,667 df 11 11 11 11 Mean Square 15,454 ,203 F 76,005 Sig ,000 15,454 ,203 76,005 ,000 348,767 ,463 752,734 ,000 1516,111 29,417 51,539 ,000 ANOVA Năng suất Sum of Squares Between Groups 4.166 Within Groups Total df Mean Square F 1.389 473 059 4.639 11 Sig 23.503 000 2.3 Nội dung 3: 2.3.1 Thí nghiệm 2.3.1.1 Đánh giá suất bắp Chieu dai trai (cm) Duong kinh trai (cm) So hang/trai So hat/trai Chieu dai trai (cm) Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 505 6.405 776 11.445 Between Groups Within Groups Total Duong kinh trai Between Groups (cm) Within Groups Total So hang/trai Between Groups Within Groups Total So hat/trai Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares 531.867 258.618 790.485 15.514 16.958 32.472 97.067 88.533 185.600 406157.422 76900.533 483057.956 Test of Homogeneity of Variances Nang suat Levene Statistic df1 df2 211 df2 df Sig .816 160 Sig 87 87 87 87 87 89 87 89 87 89 87 89 605 003 463 000 Mean Square 265.933 2.973 F 89.461 Sig .000 7.757 195 39.796 000 48.533 1.018 47.693 000 203078.711 883.914 229.749 000 ANOVA Nang suat Between Groups Within Groups Total Sum of Squares 222 000 223 df Mean Square 111 000 F 1430.286 Sig .000 2.3.1.2 Đánh giá suất đậu bắp Số trái (trái/m2) Khối lượng trái (g/trái) Năng suất (kg/m2) Số trái (trái/m2) Khối lượng trái (g/trái) Năng suất (kg/m2) Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 3,286 ,769 3,767 Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares 82,667 2040,833 2123,500 1,682 3,180 4,862 ,021 1,793 1,814 df2 Sig ,109 ,504 ,087 6 df 8 Mean Square 41,333 340,139 F ,122 Sig ,888 ,841 ,530 1,587 ,280 ,011 ,299 ,035 ,966 2.3.1.3 Đánh giá suất dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 Chiều dài trái (cm) 2,659 Đường kính trái (cm) 1,900 Số trái (Trái/cây) 3,176 Khối lượng trái (g/trái) ,966 Chiều dài trái (cm) Đường kính trái (cm) Số trái (Trái/cây) Khối lượng trái (g/trái) Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares df 10,842 ,021 10,863 1,545 ,009 1,553 14,000 2,040 16,040 11400,000 70,000 11470,000 Test of Homogeneity of Variances Năng suất (kg/m2 Levene Statistic df1 df2 5,529 df2 2 2 Sig ,149 ,229 ,115 ,433 6 6 8 8 Mean Square 5,421 ,004 F 1519,910 Sig ,000 ,772 ,001 526,568 ,000 7,000 ,340 20,588 ,002 5700,000 11,667 488,571 ,000 Sig ,044 2.3.1.4 Năng suất dƣa leo trồng với vật liệu hấp phụ nƣớc sau biogas Chiều dài trái Đường kính trái Khối lượng trái Số trái dây Năng suất Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 3,490 4,130 2,939 ,795 ,519 161 df2 6 6 Sig ,099 ,074 ,129 ,494 ,619 Chiều dài trái Đường kính trái Khối lượng trái Số trái dây Năng suất Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total ANOVA Sum of Squares ,845 ,868 1,712 ,561 ,105 ,666 1196,059 110,966 1307,025 48,972 42,318 91,290 ,343 ,393 ,736 df 8 8 Mean Square ,422 ,145 F 2,921 Sig ,130 ,280 ,018 15,943 ,004 598,029 18,494 32,336 ,001 24,486 7,053 3,472 ,100 ,172 ,065 2,621 ,152 2.3.2 So sánh độ giòn độ trái dƣa leo với hai phƣơng pháp sử dụng nƣớc sau biogas khác Test of Homogeneity of Variances Độ giòn Levene Statistic df1 df2 Sig 3,503 ,069 ANOVA Do gion Sum of Squares df Mean Square Between Groups 1346238,250 448746,083 Within Groups 48610,000 6076,250 Total 1394848,250 11 Test of Homogeneity of Variances Độ Levene Statistic df1 df2 7,054 F 73,852 Sig ,000 Sig ,012 ANOVA Độ Between Groups Within Groups Total Sum of Squares 2,883 1,785 4,667 df 11 162 Mean Square ,961 ,223 F 4,308 Sig ,044 PHỤ LỤC CÁC QUY CHUẨN VÀ THANG ĐÁNH GIÁ 3.1 QCVN 62-MT: 2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nƣớc thải chăn nuôiBảng 1: Giá trị C để làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải chăn nuôi TT Thông số Đơn vị Giá trị C A B - 6-9 5,5-9 pH COD mg/l 100 300 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 50 150 Tổng Nitơ (theo N) mg/l 50 150 Tổng Coliform MPN CFU /100 ml 3000 5000 Cột A Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải chăn nuôi xả nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.Cột B Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải chăn nuôi xả nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.Mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận nước thải xác định khu vực tiếp nhận nước thải 163 3.2 QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc mặtBảng 1: Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt Giá trị giới hạn TT Thông số Đơn vị A B A1 A2 B1 B2 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 pH Amoni (NH4+ tính theo N) mg/l 0,3 0,3 0,9 0,9 Nitrat (NO-3 tính theo N) mg/l 10 15 Coliform MPN hoặcCFU /100 ml 2500 5000 7500 10000 E.coli MPN hoặcCFU /100 ml 20 50 100 200 A1- Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (sau áp dụng xử lý thông thường), bảo tồn động thực vật thủy sinh mục đích khác loại A2, B1 B2.A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp mục đích sử dụng loại B1 B2.B1- Dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi mục đích sử dụng khác có u cầu chất lượng nước tương tự mục đích sử dụng loại B2.B2 - Giao thơng thủy mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp 164 3.3 Thang đánh giá tham khảo cho số đặc tính lý hóa học đất 1.3.1 Độ chua (pHH2O) (USDA – 1983) Phân loại pHH2O Axit cực độ 1,8-3,4 Axit cực mạnh 3,5-4,4 Axit mạnh 4,5-5,0 Axit mạnh 5,1-5,5 Axit trung bình 5,6-6,0 Axit nhẹ 6,1-6.5 Trung tính 6,6-7,3 Kiềm nhẹ 7,4-7,8 Kiềm trung bình 7,9-8,4 Kiềm mạnh 8,5-9,0 Kiềm mạnh 9,1-11,0 3.3.2 Độ dẫn điện (Western Agricultural Laboratories, 2002) EC (mS/cm) – 1,0 1,1 – 2,0 2,1 – 4,0 4,1 – 8,0 8,1 – 16,0 16,1 Ảnh hưởng đến trồng Không giới hạn suất Không ảnh hưởng đến trồng Một số trồng có suất suy giảm Năng suất phần lớn trồng bị hạn chế Chỉ số trồng chịu đựng Chỉ vài loại trồng chịu đựng 3.3.3 Chất hữu (Metson, 1961) %C 20 Đánh giá Rất thấp Thấp Trung bình Cao Rất cao 3.3.4 Lân dễ tiêu (Landon, 1984) Lân dễ tiêu (mg/kg) 22 Đánh giá Cực thiếu Thiếu Khó trồng Đủ, thích hợp Giàu 165 3.4 Quyết định số 99/2008/QĐ-BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 Bộ NN&PTNT việc ban hành Quy định quản lý sản xuất, kinh doanh rau, chè an toàn Mức giới hạn tối đa cho phép số vi sinh vật hoá chất gây hại sản phẩm rau, quả, chè (Ban hành kèm theo Quyết định số 99 /2008/QĐ-BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn) STT Chỉ tiêu Mức giới hạn tối đa cho phép Phương pháp thử* mg/kg TCVN 5247:1990 I Hàm lƣợng nitrat NO3(quy định cho rau) Ngô rau 300 Đậu ăn quả, Măng tây, Ớt 200 Cà chua, Dưa chuột 150 II Vi sinh vật gây hại(quy định cho rau, quả) CFU/g ** Coliforms 200 TCVN 4883:1993;TCVN 6848:2007 Escherichia coli 10 TCVN 6846:2007 Ghi chú: Căn thực tế tình hình sử dụng thuốc BVTV sở sản xuất để xác định hóa chất có nguy gây nhiễm cao cần phân tích * Có thể sử dụng phương pháp thử khác có độ xác tương đương ** Tính 25 g Salmonella 166 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Nghiên cứu khả cung cấp đạm hữu dụng nƣớc sau biogas tƣơng quan hàm lƣợng đạm với vi sinh vật đất đƣợc bổ sung nƣớc sau biogas Hình 4.1: Bố trí thí nghiệm(độ cao lớp đất từ 1,5 – cm, hộp nhựa có diện tích 90 cm2 (7,5 cm x 12 cm)) Hình 4.2: Đo mẫu máy quang phổ Thí nghiệm 2: Đánh giá tăng trƣởng bắp, đậu bắp chậu điều kiện ngồi đồng Hình 4.3: Cây bắp chậu thí nghiệm 167 Hình 4.4: Cây đậu bắp chậu thí nghiệm Thí nghiệm 3: Đánh giá diễn biến hàm lƣợng đạm hữu dụng đất suất trồng bắp đậu bắp tƣới nƣớc sau biogas điều kiện ngồi đồng Hình 4.5: Cây bắp điều kiện ngồi đồng 40 ngày sau gieo Hình 4.6: Cây đậu bắp điều kiện đồng 45 ngày sau gieo Thí nghiệm 4: Đánh giá diễn biến hàm lƣợng đạm hữu dụng vi sinh vật đất suất trồng dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas điều kiện ngồi đồng Hình 4.7: Cây dưa leo tưới nước sau biogas 35 ngày sau gieo Hình 4.8: Đếm mật số vi sinh vật hiếu khí đất 168 Thí nghiệm 5: Đánh giá hiệu mơi trƣờng hiệu kinh tế trồng bắp, đậu bắp dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas quy mô nông hộ Hình 4.9: Xác định suất bắp Hình 4.10: Xác định suất đậu bắp Hình 4.11: Xác định suất dưa leo Hình 4.12: Phân tích E.coli 169 Thí nghiệm 6: Đánh giá hiệu mơi trƣờng hiệu kinh tế việc trồng dƣa leo với vật liệu hấp phụ nƣớc sau biogas quy mô nơng hộ Hình 4.13: Chuẩn bị xỉ than tổ ong Hình 4.14: Liếp trồng dưa leo với xỉ than tổ ong hấp phụ nước sau biogas Hình 4.15: Cây dưa leo trồng với xỉ than tổ ong hấp phụ nước sau biogas 35 ngày sau gieo Hình 4.16: Thu hoạch trái dưa leo trồng với xỉ than tổ ong hấp phụ nước sau biogas 170