Đánh giá chọn chế phẩm xử lý phế phụ phẩm cây ngô

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG  - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ CHỌN CHẾ PHẨM XỬ LÝ PHẾ PHỤ PHẨM CÂY NGÔ Người thực : NGUYỄN CÔNG KHÁNH THÀNH Lớp : K62KMTA Khóa : 62 Ngành : KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN THỊ MINH Địa điểm thực tập : HỌC VIÊN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Hà Nội - 2022 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực khóa luận tốt nghiệp, ngồi cố gắng thân em nhận nhiều giúp đỡ, em xin bày tỏ lòng biết ơn với giúp đỡ Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới q thầy/cơ giáo cán khoa Tài nguyên Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy công tác Bộ môn VI sinh vật dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu trang bị cho em kiến thức bổ ích chuyên ngành kiến thức xã hội Em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS.Nguyễn Thị Minh công tác môn Vi sinh vật, Học viện Nông nghiệp Việt Nam người ln tận tình bảo, truyền đạt cho em nhiều kiến thức, kỹ làm việc, giúp đỡ em học tập, nghiên cứu theo sát em suốt q trình thực khóa luận Cuối em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, tồn thể bạn bè người ln bên em suốt thời gian học tập rèn luyện Học viện Nông nghiệp Việt Nam Hà Nội, ngày … tháng … năm 20… Người thực Nguyễn Công Khánh Thành i TÓM TẮT Nghiên cứu thực với mục đích sản xuất chế phẩm để xử lý phế phụ phẩm ngơ thành phân bón hữu Đề tài sản xuất loại chế phẩm khác từ chủng vi sinh vật khác kế thừa từ môn vi sinh vật khoa Tài nguyên Môi trường Các chủng vi sinh vật thuộc loại trinh trưởng nhanh (72h) Tiến hành đánh giá hoạt tính enzyme chủng cho thấy chúng có hoạt tính enzyme mạnh Sau đánh giá enzyme bắt đầu sản xuất chế phẩm vi sinh Chế phẩm gồm chủng: H1, F14, T2, L13; chế phẩm gồm F4, T1, B1, ST11, G6; chế phẩm gồm H1, F14, F4, G6, T1, T2, L13, B1, ST1-1 Tiếp bổ sung chế phẩm vào đống ủ phế phụ phẩm ngô theo ba tỷ lệ khác (0,05% ; 0,08% ; 0,12%) để chọn chế phẩm tốt Thời gian ủ phế phụ phẩm ngô với chế phẩm vi sinh tuần Kết cho thấy khả thủy phân vi sinh vật tốt, nhiệt độ giao động từ 50-560C chủng vi sinh hoạt động mạnh Khi mang phân tích cho thấy kết đạt chuẩn so với quy chuẩn QCVN-01-186/2019 Bộ NN-PTNT hàm lượng chất hữu có loại phân bón hữu cải tạo đất Với kết phân tích từ công thức khác cho thấy chế phẩm bổ sung theo tỷ lệ 0,12% đạt hiệu cao Sau sử dụng chế phẩm với tỷ lệ 0,12% so sánh với chế phẩm bán bên thị trường (chế phẩm Emuniv) tỷ lệ mẫu trắng Theo diễn biến nhiệt độ cho thấy trình thủy phân mẫu trắng (Công thức đối chứng) diễn chậm khơng có bổ sung chế phẩm vi sinh, chế phẩm cho thấy tầm hoạt động hiệu tốt so với chế phẩm Emuniv Từ kết phân tích đống ủ bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 0,12% cho hàm lượng chất hữu cao so với chế phẩm Emuniv ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiện cứu PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan ngô 1.1.1 Lịch sử vai trị ngơ 1.1.2 Thực trạng sản xuất ngô giới 1.1.3 Thực trạng sản xuất ngô Việt Nam 1.2 Tổng quan phụ phẩm ngô 11 1.3 Ảnh hưởng phụ phẩm ngô tới môi trường 12 1.4 Tổng quan chế phẩm sinh học 13 1.4.1 Khái niệm 13 1.4.2 Phân loại 13 1.4.3 Vai trò 14 1.4.4 Các dạng hình thức sử dụng chế phẩm vi sinh vật 14 1.4.5 Cơ sở khoa học sử dụng chế phẩm vi sinh 16 1.5 Thực trạng nghiên cứu sử dụng chế phẩm xử lý phế phụ phẩm Nông nghiệp giới Việt Nam 18 1.5.1 Thực trạng nghiên cứu sử dụng chế phẩm xử lý phế phụ phẩm Nông nghiệp Việt Nam 18 iii 1.5.2 Thực trạng nghiên cứu sử dụng chế phẩm xử lý phế phụ phẩm Nông nghiệp giới 24 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.2 Phạm vi nghiên cứu 27 2.3 Nội dung nghiên cứu 27 2.4 Vật liệu, thiết bị, hóa chất dụng cụ 27 2.5 Phương pháp nghiên cứu 28 2.5.1 Phương pháp sản xuất chế phẩm vi sinh 28 2.5.2 Phương pháp lựa chọn chế phẩm 29 2.5.3 Phương pháp đánh giá hiệu 30 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32 3.1 Khả phân giải ezyme chủng vi sinh vật 32 3.2 Chất lượng chế phẩm 34 3.3 Kết lựa chọn chế phẩm từ chế phẩm sản xuất 34 3.3.1 Diễn biến nhiệt độ đống ủ 35 3.3.2 Các tiêu đánh giá cảm quan 38 3.3.3 Tính chất hóa lý sau ủ 41 3.4 Hiệu xử lý xử lý phế phụ phẩm ngô chế phẩm sinh học 43 3.4.1 Diễn biến nhiệt độ đống ủ 43 3.4.2 Các tiêu đánh giá cảm quan 44 3.4.3 Tính chất hóa lý sau ủ 47 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 Kết luận 48 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 50 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học hạt ngơ (%) Bảng 1.2: Thành phần hóa học (%) ngơ xanh (khơng bắp) thân, ủ chua Bảng 1.3: Giá trị dinh dưỡng ngơ rau phân tích từ 100g so với cà chua dưa chuột Bảng 1.4: Sản lượng ngô Việt Nam niên vụ 2015 – 2020 Bảng 1.5: Diện tích gieo trồng ngơ theo khu vực Việt Nam 10 Bảng 2.1: Thành phần môi trường phân giải tinh bột, Cellulose, Protein 28 Bản 2.2: Cơng thức thí nghiệm sử dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý phế phụ phẩm ngô 30 Bảng 2.3: Cơng thức thí nghiệm sử dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý phế phụ phẩm ngô 31 Bảng 3.1: Hoạt tính enzyme chủng vi sinh vật 33 Bảng 3.2: Chất lượng chế phẩm vi sinh 34 Bảng 3.3: Chỉ tiêu cảm quan phế phụ phẩm ngô 38 Bảng 3.4: Chất lượng phế phụ phẩm ngô sau xử lý 41 Bảng 3.5: Chỉ tiêu cảm quan phế phụ phẩm ngô 45 Bảng 3.6: Chất lượng phế phụ phẩm ngô sau xử lý 47 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sản lượng ngơ hàng năm Argentina Hình 1.2: Quá trình cố định đạm vi sinh vật đất 18 Hình 3.1: Vịng phân giải enzyme chủng H1 33 Hình 3.2: Bố trí thí nghiệm xử lý phụ phẩm ngơ chế phẩm vi sinh tự sản xuất 35 Hình 3.3: Màu đống ủ tuần thứ 40 Hình 3.4: Bố trí thí nghiệm xử lý phụ phẩm ngơ chế phẩm vi sinh 43 Hình 3.5: Màu sắc đống ủ tuần thứ 46 Biểu đồ 1: Biểu đồ diễn biến nhiệt độ đống ủ 36 Biểu đồ 2: Biểu đồ diễn biến nhiệt độ đống ủ 44 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Bộ NN-PTNT Bộ Nông Nghiệp phát triển Nông thôn CFU Colonu forming unit CIMMYT The International Maize and Wheat Improvement Center CT Công thức FAO Tổ chức Lương thực Liên hợp quốc HH Hữu hiệu QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia TCN Trước công nguyên TCVN Tiêu chuẩn quốc gia VSV Vi sinh Vật vii PHẦN 1: MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngơ lương thực ngắn ngày có diện tích thu hoạch lớn thứ hai Việt Nam sau lúa gạo Ngơ có giá trị dinh dưỡng cao, thân, lá, hạt ngơ có chứa đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho người gia súc Hiện nay, sản lượng ngơ Việt Nam nói riêng giới nói chung tương đối lớn Diện tích thu hoạch ngô nước ta không ngừng tăng lên hàng năm, sản phẩm từ ngô chủ yếu phục vụ cho nhu cầu chăn nuôi Theo thống kê Nông nghiệp hàng năm, sau 27 năm giai đoạn từ năm 1990 đến 2017, diện tích ngơ tăng 2,6 lần (từ 0,432 triệu đến 1,033 triệu ha) suất tăng 3,0 lần (từ 1,55 tấn/ha đến 4.72 tấn/ha), sản lượng tăng 7,6 lần so với năm 1990 (từ 0,717 triệu đến 4,874 triệu tấn) Do khối lượng phụ phẩm ngô thải lớn bị lãng phí nhiều Phụ phẩm ngơ có nhiều giá trị khác như: Bẹ ngơ có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, giàu chất xơ, chất khoáng, chứa nhiều hợp chất oxi hóa Lõi ngơ thân ngơ có hàm lượng protein cao, thích hợp cho việc làm phân bón, nguyên liệu sản xuất thức ăn gia súc làm chất đốt sinh học… Mặc dù có nhiều cơng dụng việc tận thu tái chế nhiều hạn chế, chưa tận dụng triệt để nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp Nhằm tái sử dụng phế phẩm nông nghiệp thành sản phẩm có giá trị kinh tế, an tồn cho mơi trường xử dụng hiệu biện pháp ưu tiên hàng đầu để xử lý biện pháp phân huỷ sinh học Hiện thị trường có vài loại chế phẩm sinh học dùng để xử lý phế phụ phẩm nơng nghiệp nói chung Tuy nhiên, chưa có loại chế phẩm đặc hiệu chuyên dùng để xử lý tận dụng hiệu chế phụ phẩm ngơ, vốn có thành phần dinh dưỡng cao tác nhân gây ô nhiễm mơi trường Vì vậy, việc đánh giá, lựa chọn chế phẩm sinh học xử lý phế phụ phẩm ngô giúp hiệu quả, rút ngắn thời gian xử lý, giá thành thấp cần thiết Trước thực trạng nói trên, tơi nghiên cứu thực đề tài: “Đánh giá chọn chế phẩm để xử lý phế phụ phẩm ngô” nhằm đánh giá, lựa chọn chế phẩm sinh học, tận dụng nguồn chế phụ phẩm làm phân bón hữu giúp tăng suất chất lượng trồng Mục đích nghiên cứu Sản xuất, đánh giá, lựa chọn chế phẩm sinh học để xử lý phụ phẩm ngơ đạt hiệu cao HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG - - ĐỀ CƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: “ĐÁNH GIÁ CHỌN CHẾ PHẨM XỬ LÝ PHẾ PHỤ PHẨM CÂY NGÔ” Người thực : NGUYỄN CÔNG KHÁNH THÀNH Lớp : K62KHMTA Khóa : 62 Ngành : KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN THỊ MINH Địa điểm thực tập : HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Hà Nội - 2021 55 ĐỀ CƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN CÔNG KHÁNH THÀNH Mã sinh viên: 621907 Tel: 0388061660 Mail: khanhthanhnguyencong@gmail.com Chuyên ngành: Khoa học môi trường Lớp: K62KHMTA Khoá: 62 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS.NGUYỄN THỊ MINH Tel: 0818468886 Mail: nguyenminh@vnua.edu.vn Tên đề tài: “Đánh giá chọn chế phẩm xử lý phế phụ phẩm ngô” Loại đề tài: Đề tài điều tra Đề tài khoa học thực nghiệm Địa điểm thực hiện: Bộ môn vi sinh vật – khoa Tài nguyên Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam Hà Nội, ngày … tháng … năm……… Sinh viên thực Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Công Khánh PGS.TS Nguyễn Thị Thành Minh 56 Xác nhận Bộ môn TS Đinh Hồng Duyên PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngơ lương thực ngắn ngày có diện tích thu hoạch lớn thứ hai Việt Nam sau lúa gạo Ngơ có giá trị dinh dưỡng cao, thân, lá, hạt ngơ có chứa đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho người gia súc Hiện nay, sản lượng ngơ Việt Nam nói riêng giới nói chung tương đối lớn Diện tích thu hoạch ngơ nước ta khơng ngừng tăng lên hàng năm, sản phẩm từ ngô chủ yếu phục vụ cho nhu cầu chăn nuôi Theo thống kê Nông nghiệp hàng năm, sau 27 năm giai đoạn từ năm 1990 đến 2017, diện tích ngơ tăng 2,6 lần (từ 0,432 triệu đến 1,033 triệu ha) suất tăng 3,0 lần (từ 1,55 tấn/ha đến 4.72 tấn/ha), sản lượng tăng 7,6 lần so với năm 1990 (từ 0,717 triệu đến 4,874 triệu tấn) Do khối lượng phụ phẩm ngô thải lớn bị lãng phí nhiều Phụ phẩm ngơ có nhiều giá trị khác như: Bẹ ngơ có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, giàu chất xơ, chất khống, chứa nhiều hợp chất oxi hóa Lõi ngơ thân ngơ có hàm lượng protein cao, thích hợp cho việc làm phân bón, ngun liệu sản xuất thức ăn gia súc làm chất đốt sinh học… Mặc dù có nhiều cơng dụng việc tận thu tái chế nhiều hạn chế, chưa tận dụng triệt để nguồn chế phụ phẩm nông nghiệp Nhằm tái sử dụng phế phẩm nông nghiệp thành sản phẩm có giá trị kinh tế, an tồn cho mơi trường xử dụng hiệu biện pháp ưu tiên hàng đầu để xử lý biện pháp phân huỷ sinh học Hiện thị trường có vài loại chế phẩm sinh học dùng để xử lý chế phụ phẩm nông nghiệp nói chung Tuy nhiên, chưa có loại chế phẩm đặc hiệu chuyên dùng để xử lý tận dụng hiệu chế phụ phẩm ngơ vốn có thành phần dinh dưỡng cao tác nhân gây ô nhiễm mơi trường Vì vậy, việc đánh giá, lựa chọn chế phẩm sinh học xử lý chế phụ phẩm ngô giúp hiệu quả, 57 rút ngắn thời gian xử lý, giá thành thấp cần thiết Trước thực trạng nói trên, tơi nghiên cứu thực đề tài: “Đánh giá chọn chế phẩm để xử lý phụ phẩm ngô” nhằm đánh giá, lựa chọn chế phẩm sinh học, tận dụng nguồn chế phụ phẩm làm phân bón hữu giúp tăng suất chất lượng trồng Mục tiêu nghiên cứu Sản xuất, đánh giá, lựa chọn chế phẩm sinh học để xử lý phụ phẩm ngô đạt hiệu cao 58 PHẦN NỘI DUNG THỰC HIỆN Chương Tổng quan nghiên cứu 1.1 Giới thiệu chung ngô Cây ngô (Zea mays L.) thuộc chi Maydeae, họ hịa thảo Gramineae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ, lương thực quan trọng tồn giới bên cạnh lúa mì lúa gạo Ở nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á Châu Phi, người ta sử dụng ngô làm lương thực với phương thức đa dạng theo vùng địa lí tập qn nơi Ngơ thức ăn chăn nuôi quan trọng nay: 70% chất tinh thức ăn tổng hợp gia súc từ ngơ (Ngơ Hữu Tình, 2003) Ngơ cịn thức ăn xanh ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biệt bị sữa Gần ngơ cịn thực phẩm; người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cung cấp hàm lượng dinh dưỡng cao Cây ngô không cung cấp lương thực cho người, phát triển chăn ni, cịn ngun liệu cho ngành cơng nghiệp chế biến tồn giới (Tomov N, 1984) Hiện 66% sản lượng ngô giới dùng làm thức ăn cho chăn nuôi, nước phát triển 76% nước phát triển 57% Tuy 21% sản lượng ngô dùng làm lương thực cho người, nhiều nước coi ngô lương thực chính, như: Mêxico, Ấn Độ, Philipin Ở Ấn Độ có tới 90% sản lượng ngô, Philippin 66% dùng làm lương thực cho người (Dương Văn Sơn CTV,2016) Trong năm đầu thập kỷ 80 kỷ XX có 800 sản phẩm sản xuất từ ngơ (Tomov N, 1984) Chính nhờ vai trị quan trọng ngô kinh tế giới nên diện tích trồng ngơ tăng khơng ngừng Ở Việt Nam, khoảng thời gian 15 năm gần tỷ lệ diện tích trồng ngơ lai tăng lên 80%, tốc độ phát triển nhanh lịch sử ngô lai giới Ngô lai làm thay đổi tận gốc rễ tập quán canh tác lạc hậu, góp phần đưa nghề trồng ngơ nước ta đứng hàng ngũ nước tiên tiến sản xuất ngô Châu Á (Trần Hồng Uy, 2001) 59 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm ngơ giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm ngô giới Hàng năm lượng ngô xuất nhập giới khoảng 148-149 triệu tấn, 13,75 % tổng sản lượng ngơ tồn cầu (1.076,18 triệu tấn) Các nước xuất ngơ Mỹ, Argentina, Braxin, Nam Phi, 12 nước thuộc Liên bang Xô Viết cũ Các nước nhập ngơ Ai Cập, Nhật Bản, EU, Hàn Quốc, Mexico, số nước Đông Nam Á (USDA, 2018) Bảng 1.1: Diện tích, suất, sản lượng ngô giới Việt Nam (1970 – 2018) Ngô Thế giới Châu Âu Châu Á Châu Mỹ Châu Phi Việt Nam Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) Diện tích (triệu/ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (triệu tấn) 1970 113,08 1990 131,04 2010 164.02 2016 195,60 2017 197,47 2018 193,73 2,35 3,69 5,19 5,76 5,90 5,92 265,83 483,62 861,68 1127,00 1164,40 1147,62 14,75 13,00 14,03 17,45 17,34 17,05 3,15 4,20 6,10 6,74 6,39 7,54 46,53 54,60 85,54 117,68 110,89 128,60 31,21 40,02 55,08 69,11 67,53 67,30 1,70 3,32 4,61 5,20 5,38 5,37 52,96 132,72 253,79 359,27 362,99 316,56 49,56 53,02 62,87 69,97 71,67 70,64 2,95 4,87 7,09 8,24 8,43 8,18 146,20 258,23 445,59 576,31 604,48 577,95 17,47 24,93 31,96 39,00 40,82 38,67 1,14 1,51 2,07 1,87 2,09 2,04 19,88 37,96 66,23 73,10 85,40 78,90 0,23 0,43 1,12 1,15 1,09 1,03 1,10 1,55 4,09 4,55 4,65 4,72 0,25 0,67 4,61 5,24 5,110 4,87 Nguồn: FAO, 2020, tổng hợp Hoàng Long 2020 60 Qua bảng 1.1 cho thấy suất ngô giới tăng nhanh từ 2,35 tấn/ha năm 1970 lên 5,92 tấn/ha năm 2018 Đến năm 2018, tổng diện tích ngơ giới 193,73 triệu ha, suất đạt 5,75 tấn/ha sản lượng đạt 1.147,62 triệu Châu Mỹ nơi sản xuất ngơ lớn nhất, với diện tích năm 2018 70,64 triệu ha, suất 8,18 tấn/ha, sản lượng 577,95 triệu đứng đầu so với châu lục lại Đứng thứ hai châu Á với diện tích 67,30 triệu sản lượng 361,56 triệu tấn, suất ngơ châu Á cịn thấp 5,37 tấn/ha sau châu Mỹ 8,07 tấn/ha, châu Âu 7,54 tấn/ha 1.2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm ngô Việt Nam Sản xuất ngô Việt Nam từ 1990 đến có bước nhảy vượt bậc diện tích suất tổng sản lượng, nhờ việc không ngừng mở rộng giống ngô lai sản xuất, đồng thời cải thiện biện pháp kỹ thuật canh tác theo đòi hỏi giống Năng suất ngô Việt Nam tăng nhanh liên tục với tốc độ cao trung bình giới suốt 20 năm qua Năm 1980, suất ngơ nước ta 34% so với trung bình giới (11/32 tạ/ha); năm 1990 42% (15,5/37 tạ/ha); năm 2000 60% (25/42 tạ/ha); năm 2005 73% (36/49 tạ/ha) năm 2007 đạt 81,0% (39,6/49 tạ/ha), 2009 đạt 78,46% (40,8/52,0 tạ/ha) Trong năm 2013 sản lượng ngô đạt 4.2 triệu tấn, đến năm 2018 đạt 5,19 triệu dự kiến sản lượng ngô không ngừng tăng lên sách phủ việc tăng diện tích trồng ngơ từ việc chuyển đổi diện tích trồng lúa hiệu (FAOSTAT, 2018), đưa ngành sản xuất ngô nước ta đứng thứ khu vực Đông - Nam Á xếp thứ 59 gần 170 nước trồng ngô giới Mặc dù sản lượng ngơ tăng lên nhanh chóng, nguồn cung nước thấp cầu, suất thu hoạch thấp 80% suất trung bình giới, giá thành sản xuất lại cao, năm Việt Nam nhập triệu ngô (word Bank, 2018) Nhiều địa phương chưa khai thác hết diện tích đất trồng ngơ, chưa tối ưu 61 hóa tiềm giống, tổ chức sản xuất ngô không cách, sản phẩm chế biến từ ngơ cịn đơn điệu Hơn chưa tận dụng triệt để phụ phẩm từ ngô Hiện phần lớn ngô sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi, chiếm khoảng 80% sản lượng ngô, phần ngô dùng làm lương thực cho số đồng bào dân tộc thiểu số miền núi, đặc biệt vùng khó khăn có điều kiện khí hậu, đất đai khơng phù hợp với trồng lúa nước 1.3 Tổng quan phế phụ phẩm ngô Phế phụ phẩm ngô chất thải bỏ trình thu hoạch chế biến ngô Phế phụ phẩm từ ngô bo gồm: bẹ ngô, lõi ngô, thân ngô, râu ngô phụ phẩm dư thừa q trình chế biến Lõi ngơ tận dụng dùng để đun nước uống giống hãm trà có tác dụng chống vàng da, chống phù, lợi tiểu chứng chảy máu Ngoài lỗi ngơ cịn tận dụng chế biến thành than, nghiền nát làm nguyên liệu trồng nấm hay làm thức ăn cho vật nuôi.Trước phế phụ phẩm ngô thường tái sử dụng bẹ ngô, lõi ngô sử dụng làm chất đốt gia đình Thân ngô, dâu ngô vừa làm thức ăn chăn nuôi, đồng thời dùng làm nguyên liệu ủ phân hữu Người dân sử dụng phế phụ phẩm với nhiều mục đích khác Ngày nay, đời sống người tiến hơn, sản phẩm cung cấp cho nông nghiệp ngày nhiều Con người khơng cịn trọng đến việc tái sử dụng phế phẩm từ ngơ, phế phẩm ngô thường bị bỏ lại đồng ruộng sau thu hoạch, chí bị đốt ruộng gây hậu nghiêm trọng tới môi trường đất, mơi trường khí ảnh hưởng vấn đề nhân sinh xã hội khác Ví dụ mùa vụ thu hoạch ngô, bà việc bẻ mang bắp ngô Phế phẩm từ ngô thân cây, bẹ ngô, bà bỏ lại, thời gian sau đốt bỏ Nhiều khi, bà đốt bỏ lúc, tượng khói lan tỏa khắp nơi vừa ảnh hưởng tới môi trường, vừa ảnh hưởng tới sức khỏe người chí gây an tồn giao thông Trong thành phần thân ngô xenlulozo 62 hemixenlulozo số hợp chất hữu khác, bị đốt, chất bị phân hủy tạo thành CO , gây ô nhiễm môi trường khơng khí CO chất khí gây hiệu ứng nhà kính, nguyên nhân việc làm cho Trái Đất nóng lên Hằng năm, sau mùa vụ CO thải vào mơi trường ngun nhân Hơn phân hủy phế phụ phẩm với số yếu tố liên quan khí hậu, thủy lợi, thuốc trừ sâu tồn dư phế phẩm phong tục văn hóa ảnh hưởng đến tồn côn trùng phế phẩm nông nghiệp Sự phân hủy phế phẩm tạo nên thay đổi hóa học đất, ảnh hưởng đến phản ứng khu vực lưu trữ loài gây hại 1.4 Tổng quan chế phẩm sinh học 1.4.1 Khái niệm "Chế phẩm sinh học" sản phẩm thông qua nghiên cứu thực nghiệm mà điều chế, chiết xuất từ thành phần nguyên liệu có sẵn tự nhiên, chúng có nguồn gốc từ thực vật (rong, rêu, tảo ), động vật (giun quế, công trùng ), vi sinh vật Các sản phẩm có độ an tồn cao, thân thiện với người mơi trường, không độc hại cho vật nuôi, trồng, thủy sản, xử lý mơi trường 1.4.2 Phân loại 1.4.2.1 Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho việc phòng trừ dịch hại trồng Thực chất thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học tiêu diệt phòng trừ dịch hại Dịch hại sinh vật, vi sinh vật, loại sâu hại, loài gậm nhấm cỏ khả gây hại cho trồng lương thực Có thể chia theo tùy theo đối tượng phòng trừ trừ sâu, trừ bệnh (nấm, vi khuẩn), tuyến trùng, gặm nhấm, ốc sên, mối… 63 1.4.2.2 Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho sản xuất phân bón hữu sinh học, phân bón vi sinh Phân vi sinh: Là tập hợp nhóm vi sinh vật nhiều nhóm vi sinh vật, chúng nhân lên từ chế phẩm vi sinh tồn chất không vô trùng Hàm lượng vi sinh vật hữu ích thường phải đạt 1x106/g trở lên Đây loại phân có chứa hàm lượng vi sinh vật có ích cao, nguồn dinh dưỡng hữu cơ, vô vi lượng phân thấp Phân vi sinh vật sản xuất bón vào đất nhằm mục đích tăng lượng vi sinh vật có ích cho trồng, đặc biệt vi sinh vật cố định đạm Có thể dùng làm phân phối trộn để sản xuất loại phân hữu vi sinh hữu sinh học Phân hữu sinh học: Là sản phẩm phân bón tạo thành thơng qua q trình lên men vi sinh vật hợp chất hữu có nguồn gốc khác nhau, có tác động vi sinh vật hợp chất sinh học chuyển hóa thành mùn Phân hữu vi sinh loại phân sản xuất từ nguyên liệu hữu có chứa hàm lượng hữu chủng vi sinh vật sống có ích phù hợp với quy định tiêu chuẩn quy chuẩn kỹ thuật quốc gia văn quy định tương đương ban hành 1.4.2.3 Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho cải tạo đất, xử lý phế thải nơng nghiệp Là loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học đưa vào đất để cải tạo lý hóa tính đất (kết cấu đất, độ ẩm, hữu cơ, khả giữ nước, pH…) giải phóng đất khỏi yếu tố bất lợi khác (kim loại nặng, vi sinh vật, hóa chất độc hại ) làm cho đất trở nên tốt sử dụng làm đất canh tác trồng 1.4.3 Vai trò Chế phẩm sinh học không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người, vật nuôi, trồng Ứng dụng chế phẩm sinh học không làm hại 64 kết cấu đất, khơng làm chai đất, thối hóa đất mà cịn góp phần tăng độ phì nhiêu đất Ngồi cịn có tác dụng cân hệ sinh thái (vi sinh vật, dinh dưỡng …) môi trường đất nói riêng mơi trường nói chung Thêm vào chế phẩm sinh học có tác dụng tiêu diệt trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả đề kháng bệnh trồng mà không làm ảnh hưởng đến mơi trường lọai thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học khác đồng hóa chất dinh dưỡng, góp phần tăng suất chất lượng nơng sản phẩm Khả phân hủy, chuyển hóa chất hữu bền vững, phế thải sinh học, phế thải nông nghiệp, công nghiệp chế phẩm sinh học góp phần làm mơi trường 1.4.4 Các dạng hình thức sử dụng chế phẩm vi sinh vật 1.4.4.1 Các dạng chế phẩm VSV Dạng chế phẩm vi sinh vật nuôi môi trường thạch chất genlatin Chế phẩm VSV dạng dịch thể Chế phẩm VSV dạng khô Chế phẩm VSV dạng đông khơ Chế phẩm VSV dạng chất mang 1.4.4.2 Hình thức sử dụng chế phẩm vi sinh vật Nhiễm vào hạt giống Hồ rễ Bón chế phẩm VSV vào đất Phun chế phẩm VSV lên (bón qua lá) 1.4.5 Cơ sở khoa học sử dụng chế phẩm vi sinh Trong chế phẩm sinh học chứa nhiều loại vi sinh vật hữu ích có khả phân giải, chuyển hóa hợp chất cao phân tử như: Xenlulo, tinh bột, protein… 1.4.5.1 Khả phân giải chuyển hóa protein 65 1.4.5.2 Khả cố định đạm 1.4.5.3 Khả chuyển hóa phân giải Xenlulo 1.5 Tình hình nghiên cứu xử lý phế phụ phẩm ngơ giới Việt Nam 1.5.1 Tình hình nghiên cứu xử lý phế phụ phẩm ngô giới 1.5.2 Tình hình nghiên cứu xử lý phế phụ phẩm ngô Việt Nam Ở Việt Nam phần cịn lại lõi ngơ, bẹ ngô… coi phế phụ phẩm bỏ khơng có giá trị Theo thống kê Sở NN&PTNT, năm 2019, hàng năm lượng phế phẩm từ ngô tương đối lớn (khoảng 11 nghìn tấn, có 69,8 nghìn phế phụ phẩm từ lõi, bẹ ngơ 41,1 nghìn từ thân, ngơ) Thực tế, có 20% số phế phụ phẩm từ ngơ ủ làm thức ăn chăn ni; lượng lớn cịn lại, nơng dân bỏ ruộng, lãng phí…Tại số hộ gia đình tận dụng thân ngơ sau thu hoạch làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc làm chất đốt nhiệt lượng mà thân, ngô cung cấp tương đối lớn 66 Chương Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu - Chế phẩm sinh học xử lý phế phụ phẩm ngô 2.2 Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian - Phạm vi thời gian 2.3 Nội dung nghiên cứu - Hoạt hóa kiểm tra giống - Sản xuất chế phẩm vi sinh - Lựa chọn chế phẩm vi sinh để xử lý phế phụ phẩm ngô - Đánh giá hiệu phế phụ phẩm ngô chế phẩm vi sinh 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp đánh giá khả enzym 2.4.2 Phương pháp sản xuất chế phẩm Sản xuất chế phẩm sinh học theo quy trình mơn VSV-Khóa Tài Bước 1: Kiểm tra hoạt tính hoạt hóa giống VSV Bước 2: Nhân sinh khối giống VSV Nhân giống cấp 1, chủng vi sinh nhân giống mơi trường chun tính ngày, tỷ lệ giống 10% Chuyển sinh khối vi sinh vật từ môi trường đặc sang nhân sinh khối môi trường lỏng, nhân máy lắc thời gian 72 giờ, tốc độ 150 vòng/phút 28oC Bước 3: Xử lý sinh khối Bước 4: Chuẩn bị chất mang (cám gạo, bột ngô, trấu…) Bước 5: Phối trộn chế phẩm Chất mang sau khử trùng phối trộn với sinh khối vi sinh theo tỷ lệ 3% Bước 6: Kiểm tra chất lượng 67 Bước 7: Đóng gói chế phẩm VSV sử dụng 2.4.3 Phương pháp lựa chọn Bố trí thí nghiệm gồm: CT1, CT2, CT3 Sau lựa chọn tỷ lệ chế phẩm 0,05%; 0,08%; 0,12% Theo dõi tiêu: diễn biến nhiệt độ, độ ẩm Xác định lượng VSV gây hại, hàm lượng chất hữu cơ, PK hữu hiệu, NPK tổng số, màu, mùi… Cách thực hiện: ủ phế phụ phẩm ngô trộn với chế phẩm sinh học theo dõi diễn biến tiêu theo thời gian cố định 2.4.4 Phương pháp đánh giá hiệu Đánh giá chất lượng chế phẩm: Kiểm tra mật độ chế phẩm Tiến hành làm thí nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm, sau thử nghiệm với cơng thức: CT (đối chứng), CT (Emuniv), CT (công thức chọn) Theo dõi tiêu: diễn biến nhiệt độ, độ ẩm Xác định lượng VSV gây hại, hàm lượng chất hữu cơ, PK hữu hiệu, NPK tổng số, màu, mùi… Cách thực hiện: ủ phế phụ phẩm ngô trộn với chế phẩm sinh học theo dõi diễn biến tiêu theo thời gian cố định 68 Chương Dự kiến kết nghiên cứu 3.1 Chất lượng chế phẩm VSV sử dụng 3.2 Kết lựa chọn chế phẩm VSV 3.3 Hiệu chế phẩm lựa chọn 69