Nghiên cứu xử lý các vật liệu giàu lignocellulose có nguồn gốc từ phế liệu nông lâm nghiệm Để sản xuất phân bón cải tảo Đất

nghiên cứu xử lý các vật liệu giàu lignocellulose có nguồn gốc từ phế liệu nông lâm nghiệm để sản xuất phân bón cải tảo đất nghiên cứu xử lý các vật liệu giàu lignocellulose có nguồn gốc từ phế liệu nông lâm nghiệm để sản xuất phân bón cải tảo đất

PHAN IIL SAN PHAM, CONG BO VA KET QUA DAO TAO CUA DE TAI

TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Đạt được

Báo cáo phân tích tiềm năng nguyên liệu và khả năng sản xuất phân hữu cơ, phân than sinh học có mức độ khoáng hóa chậm từ phụ phẩm nông, lâm nghiệp (bã thải dong riéng, ba thai trồng rau mam, min cưa)

- Đưa ra được các thông tin về hiện trạng thải bỏ, sử dụng các nguyên liệu lignocellulose (bã thải dong riéng, bã thải trồng rau mâm, mùn cưa)

- Đưa ra được đặc tính hóa học của các phế liệu và phân tích tiềm năng sử dụng chúng để sản xuất phân bón

- Đưa ra được các thông tin về hiện trạng thải bỏ, sử dụng các nguyên liệu lignocellulose (ba thai dong riêng, bã thải trồng rau mầm, mùn cưa)

- Đưa ra được đặc tính hóa học của các phế liệu và phân tích tiềm năng sử dụng chúng để sản xuất phân bón

Quy trình xử lý các vật liệu lignocellulose có nguồn gốc từ phế liệu nông lâm nghiệp để sản xuat phân bón chất lượng cao (phân hữu cơ, phân than sinh học)

- Đưa ra được quy trình chỉ tiết sản xuất phân bón (phân hữu cơ, phân than sinh học, phân nhả chậm trên cơ sở than sinh học phối trộn NPK và bọc alginate) đảm bảo chất lượng, khoáng hóa chậm và các điều kiện tối ưu để sản xuất được các loại phân bón đó

- Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bã thải rau mâm

- Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bã thải dong riêng

- Quy trình sản xuất phân than sinh học từ mùn cưa cây keo

- Quy trình sản xuất phân bón nhả chậm từ than sinh học, phân khoáng NPK va boc alginate

Sản xuất được 02 phân hữu co (01 từ bã thái dong riềng, 01 từ bã thải trồng rau mam) dam bao chat lượng tốt, ít nhất phải đáp ứng được các chỉ tiêu chính về chất lượng và các yếu tố hạn chế theo

Nghị định về quản lý phân bón số

108/2017/NĐ-CP của Chính phủ (Ngày 20/9/2017)

Sản xuất được 02 phân hữu cơ (01 từ bã thải dong riéng, 01 từ bã thải trồng rau mâm) chất lượng tốt, đáp ứng được các chỉ tiêu chính về chất lượng và các yếu tố hạn chế theo Q€VN 01-189:2019/BNNPTNT”

(thay thế cho Nghị định về quản lý phân bón số 108/2017/NĐ-CP)

Chế tạo được phân than sinh học

(biochar) từ mùn cưa cây Keo theo phương pháp nung yêm khí:

Diện tích bề mặt BET > 50 m2/g CEC > 30 meq/100g Chế tạo được 01 phân than sinh học

(biochar) từ mùn cưa cây Keo theo phương pháp nung yêm khí:

Diện tich bé mat BET: 55,12 m’/g CEC = 36,35 meq/100g

Chế tạo được phân bón nhả chậm trên cơ sở than sinh học (biochar) phối trộn phân khoáng NPK (20-

Hàm lượng nhả thải: Không quá 15% trong 24h, không quá 75% sau 28 ngày

01 Phân bón nhả chậm trên cơ sở than sinh học (biochar) phối trộn phân khoáng NPK (20-10-12), bọc alginate:

- Có tỉ lệ C: N: P: K: Ca: O: Si: Zn:

4,16: 1,2 Dién tich bề mặt riêng của phân bón nhả chậm là 60,54 m”/g

- Hàm lượng nhả thải trong nước mỗi thành phần dinh dưỡng N, PaOs, KạO không quá 10% sau 3 ngày, không quá 50% sau 28 ngày, không quá 70% sau 45 ngày; sau 60 ngày, tổng hàm lượng N, PzOs, KzO còn lại > 20% so với hàm lượng ban đầu

Bộ số liệu đặc tính hóa học của các loại phân bón được sản xuất (tại vùng nghiên cứu)

Kết quả phân tích một số chỉ tiêu quan trọng dé đánh giá chất lượng của phân bón:

- Phân hữu cơ, phân than sinh học: Độ âm, pH, CHC, hàm lượng NPK, Ca?', Mg”, tỉ lệ C/N, ham lượng một số nguyên tố vi lượng, kim loai nang Cu, Zn, Pb, Cd, As - Phân nhả chậm trên cơ sở than sinh học trộn NPK, bọc alginate:

Bộ số liệu phân tích, đánh giá chất lượng phân bón:

- Phân hữu cơ từ bã thải rau mầm, phân hữu cơ từ bã thải dong riéng, phân than sinh học từ mùn cưa cây keo: Độ âm, pH, CHC, hàm lượng

NPK, Ca**, Me”, ti lé C/N, ham lượng một số nguyên tố vi lượng, kim loại nặng Cu, Zn, Pb, Cd, As

- Phân nhả chậm trên cơ sở than sinh học trộn NPK, bọc alginate: Độ âm (%), pH, CEC, CHC (%), N, P, K

Bộ số liệu kết quả thử nghiệm các loại phân bón đã được sản xuất đối với đất, cây trồng (quy mô phòng thí nghiệm)

- Kết quả phân tích tính chất lý hóa của đất sau thí nghiệm sử dụng phân bón hữu cơ, phân than sinh học, phân nhả chậm trên cơ sở than sinh học phối trộn NPK, boc alginate (pHkci, CHC, dd am, hàm lượng NPK, CEC, Ca”, Mg?*, hàm lượng một số nguyên tố kim loại nặng Cu, Zn, Pb, Cd,

As) - Sau các thí nghiệm có sử dụng phân bón đã được sản xuất, các tính chất của đất được cải thiện tốt hơn so với đối chứng (không sử dụng các loại phân bón trên)

- Năng suất cây trồng ở các công thức có sử dụng phân bón chế tạo ra cao hơn ở công thức đối chứng - Kết quả phân tích tính chất lý hóa của đất sau thí nghiệm sử dụng phân bón hữu cơ, phân than sinh học, phân nhả chậm trên cơ sở than sinh học phối trộn NPK, bọc alginate

(pHxc, CHC, độ 4m, ham lượng NPK, CEC, Ca?', Mg”', hàm lượng một số nguyên tố kim loại nặng Cu, Zn, Pb, Cd, As)

- Sau các thí nghiệm có sử dung phân bón đã được sản xuất, các tính chất lý hóa học của đất được cải thiện tốt hơn so với đối chứng

- Năng suất cây trồng ở các công thức có sử đụng phân bón chế tạo ra cao hơn so với công thức đối chứng

3.2 Hình thức, cấp độ công bố kết quả

` Ghi địa chỉ | Đánh giá

(Đã in/ chấp nhận in/ đã nộp va cam on chung

Sản phẩm đơn/ đã được chấp nhận đơn + a ce hop lệ/ đã được cấp giấy xác ĐHOGHN ae nhận SHT1/ xác nhận sử tiie mm a) dung san pham) định

Công trình công bồ trên tạp chí khoa học quốc tê theo hệ thông ISI/Scopus

1.1 [Ha Ngan Nguyen, Nhung Thi Hal Da in Dung quy Dat

Pham, Hanh Thi Nguyen, Yen Hai dinh

Duong Re-using sprout growing| medium and other agricultural by- products for compost production

(https://đoi.org/10.3303/CET2078037) (Scopus)

1.2 |Ha Ngan Nguyen, Anh Lan Hoang, Da in Dung quy Dat

Phuong Minh Nguyen Recycling| dinh lsprout-growing mediums in urban lareas as compost and new growing mediums Chemical Engineering transactions, Vol.83, 2021, 385-390]

2 Sách chuyên khảo được xuất bản hoặc ký hợp đông xuất bản

2.1 2.2 3_ |Đăng ký sở hữu trí tuệ

Quy trình chế tạo phân bón nhả chậm hợp lệ định từ than sinh học và phân khoáng

4 31 Bai bdo quốc tế không thuộc hệ théng ISI/Scopus 4.1 42

5 |Bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa học đăng trong kỷ yếu hội nghị quốc tế

6 |Bao cáo khoa học kiên nghị, tư vấn chính sách theo đặt hàng của đơn vị sử dụng

6.1 6.2 7 |Kết quả dự kiên được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định chính sách hoặc cơ sở

2OINNHPT san Theol gam xe ih pit Cụng trỡnh cụng bố liờn quan ơ" ook

TTỊ Họ và tên tham gia dé tai 4 2 a ae Đã bảo vệ

ZL op ok £43 (Sản phẩm KHCN, luận án, luận văn) :

(số tháng/số tiên) Nghiên cứu sinh

1 | Hoàng Chiêu | 12 tháng/20 triệu Luan văn Băng thạc sĩ

- Gui kém ban photo trang bìa luận án/ hiận văn/ khóa luận và bằng hoặc giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ nêu học viên đã bảo vệ thành công luận án/ luận văn;

- _ Cột công trình công bồ ghỉ như mục IHI.l

PHAN IV TONG HOP KET QUA CAC SAN PHAM KH&CN VA DAO TAO CUA DE TAI

TT San pham Số lượng | Số lượng đã đăng ký | hoàn thành 1 | Bài báo công bô trên tạp chí khoa học quốc tê theo hệ thông | 01 02

ISI/Scopus 2 | Sách chuyên khảo được xuât bản hoặc ký hợp đông xuất

3 | Đăng ký sở hữu trí tuệ bản 01 ol

4_ | Bài báo quốc tế không thuộc hệ thông IS1/Scopus

5| Sô lượng bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp chí khoa học chuyên ngành quôc gia hoặc báo cáo khoa học đăng trong kỷ yêu hội nghị quôc tê

6 | Báo cáo khoa học kiến nghị, tư vân chính sách theo đặt hàng của đơn vị sử dụng

7 | Kết quả dự kiến được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định chính sách hoặc cơ sở ứng dụng KH&CN

8 | Dao tao/hé tro dao tao NCS

9 | Đào tạo thạc sĩ ol 01

PHẦN V TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ

TT Nội dung chỉ được duyệt | thựụchiện | Ghi chú Kinh phí Kinh phí

(đriệu đồng) | (miệu đồng) A_ | Chỉ phí trực tiệp

2_ | Nguyên, nhiên vật liệu, cây con 152,232 152,232 3 | Thiết bị, dụng cụ

4_ | Công tác phí 5 _ | Dịch vụ thuê ngoài 6 | Hội nghị, Hội thảo, kiểm tra tiễn độ, nghiệm 15,500 15,500

7 | In an, Van phòng phâm thu 3,768 3,768

8 | Chi phi khac B_| Chi phi gidn tiép

PHAN V KIÊN NGHỊ @ê phái triển các kết quả nghiên cứu của để tài; về quản lý, tỔ chức thực hiện ở các cấp) Các kết quả nghiên cứu đạt được có thể nghiên cứu triển khai tại một số địa phương sản xuất rau mầm, chế biến dong riéng, sản xuất và chế biến gỗ keo của Việt Nam nhằm tận dụng các phụ phẩm này để tạo ra sản phẩm có ích ngay tại nguôn (phân bón), góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường Sản phẩm phân bón tạo ra có thể ứng dụng để cải tạo đất và nâng cao năng suất cây trông cho địa phương.

PHÀN VI PHỤ LỤC (minh chứng các sản phẩm nêu ở Phan I)

PHAN 4 PHU LUC (Minh chứng các sản phâm ở phần II)

Phu luc 1: Báo cáo phân tích tiềm năng nguyên liệu và khả năng sản xuất phân hữu cơ, phân than sinh học có mức độ khoáng hóa chậm từ phụ phẩm nông, lâm nghiệp (bã thải dong riéng, bã thải trồng rau mam, min cua)

Phu luc 2: Quy trinh xt ly cac vật liệu lignocellulose có nguồn gốc từ phế liệu nông, lâm nghiệp để sản xuất phân bón chất lượng cao (phân hữu cơ, phân than sinh học)

Phụ lục 3: Bộ số liệu đặc tính hóa học của các loại phân bón được sản xuất (tại vùng nghiên cứu)

Phụ lục 4: Bộ số liệu kết quả thử nghiệm các loại phân bón đã được sản xuất đối với đất, cây trồng (quy mô phòng thí nghiệm)

Công trinh công bố trên tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thong Scopus: 02 - Ha Ngan Nguyen, Nhung Thi Ha Pham, Hanh Thi Nguyen, Yen Hai Duong Re-using sprout growing medium and other agricultural by-products for compost production

Chemical Engineering transactions, Vol.78, 2020, 217-222 (Scopus)

- Ha Ngan Nguyen, Anh Lan Hoang, Phuong Minh Nguyen Recycling sprout-growing mediums in urban areas as compost and new growing mediums Chemical Engineering transactions, Vol.83, 2021, 385-390 (Scopus)

01 Giải pháp hữu ích: Quyết định về việc chấp nhận đơn hợp 1é s6 19711 w/QD-SHTT của Cục trưởng Cục sở hữu trí tuệ ký ngày 02/12/2021, bản mô tả Minh chứng kết quả đào tạo: 01 thạc sỹ

- Hoàng Chiều Tiến: Quyết định tên dé tai va phân công giáo viên hướng dẫn, trang bìa luan van, bằng thạc sỹ

Phiếu đề nghị thay đỗi trong quá trình thực hiện đề tài KHCN của ĐHQGHN: gia hạn

Thuyết minh đề tài được phê duyệt

BA THAI TRONG RAU MAM, MUN CUA)

ĐẶT VẤN ĐỀ

Viét Nam dang trong giai đoạn công nghiệp hóa — hiện đại hóa với một số ngành kinh tế chủ lực, trong đó ngành nông nghiệp và lâm nghiệp là hai ngành mũi nhọn chiếm tý trọng cao trong cả nước so với các ngành khác Nguyên nhân đo nông nghiệp là ngành sản xuất ra nguồn lương thực, thực phẩm chủ yếu cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, đóng góp vai trò không nhỏ vào tăng trưởng GDP của Việt Nam Còn ngành lâm nghiệp từ trước đến nay vẫn luôn giữ vững được vị thế của mình đo nước ta có khí hậu nhiệt đới với 3⁄4 diện tích đất tự nhiên là đồi núi, các điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng rất thuận lợi cho sự phát triển sản xuất lâm nghiệp để cung cấp gỗ nguyên liệu, được liệu và các sản phẩm lâm sản ngoài gỗ phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước Tuy nhiên, hàng năm lượng phế thải sản sinh ra từ quá trình sản xuất, chế biến nông, lâm nghiệp là rất lớn với thành phần chất thải đa dạng, nhiều loại khó phân hủy tự nhiên và khó xử lý, đặc biệt là các chất thải giàu hàm lượng lignocellulose Ngoài ra, ở các địa phương có thế mạnh về sản xuất, chế biến các sản phẩm nông, lâm nghiệp, vấn đề về bãi chứa chất thải, nguy cơ đe dọa ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe cộng đồng đang là vấn đề bức xúc và nhận được sự quan tâm ngày càng nhiều của các nhà quản lý, nhà sản xuất, nhà nghiên cứu

Trong số cáo phế thải nông nghiệp, nhiều loại có hàm lượng lignocellulose rất cao, ví đụ như rơm ra, trau, thân và lõi ngô, vỏ hạt, bã mía, bã rau mam , cdc phé liệu lâm nghiệp như mùn cưa, cành lá cây, vỏ cây thì hầu hết đều rất giàu hàm lượng lignocellulose Đây là một trong những nguyên nhân quan trọng khiến cho thời gian phân hủy sinh học của những loại phế thải này thường kéo dài hơn trong tự nhiên Tuy nhiên, hiện nay nhiều nghiên cứu đã chứng minh được khả năng và triển vọng sử dụng, xử lý các phụ phẩm nông, lâm nghiệp giàu lignocellulose để tạo ra được nhiều sản phẩm mới có ích và ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Một số cách xử lý vật liệu lignocellulose phổ biến hiện nay để tạo ra sản phẩm có ích như: xử lý để tạo ra năng lượng khí sinh học

(biogas), xử lý kiềm để cải thiện tính chất vật lý, cơ học, hóa học của sợi lignocellulose tự nhiên phục vụ cho các mục đích tiếp theo, sản xuất diesel sinh học từ sinh khối lignocellulose có sử dụng vi khuẩn Oleaginous, sản xuất etanol sinh học từ phế liệu ngành chế biến lúa gạo, mía đường, sản xuất bufano] sinh học, sản xuất nhiên liệu sinh học trên cơ sở lignocellulose, str dụng vật liệu lignocellulose cho ngành công nghiệp sản xuất giấy, sản xuất than sinh học (biochar) phục vụ cho nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi trường, sản xuất phân bón hữu cơ phục vụ cho cải tạo đất [1]

Vì những lý do trên, hiện nay vật liệu giàu sinh khối lignocellulose có nguồn gốc từ ngành nông, lâm nghiệp được coi là một nguồn nguyên liệu tái tạo dồi dào và nhất thiết phải có sự đánh giá đầy đủ về tiềm năng, phương pháp xử lý và khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, môi trường

BOL TUGNG VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu - Một số loại phụ phẩm nông, lâm nghiệp (bã thải dong riềng, bã thải trồng rau mầm, mùn cưa)

2.2.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu

- Thu thập các tài liệu thứ cấp (từ sách, báo, nghiên cứu, ) có liên quan đến đề tài nghiên cứu xoay quanh các chủ đề như tiềm năng của các nguồn nguyên liệu giàu lignocellulose được lựa chọn (bã thải trồng rau mầm, bã thải dong riềng, mùn cưa cây Keo), hiện trạng thải bỏ nguồn nguyên liệu, tiềm _ năng sử dụng các vật liệu lignocellulose trên để sản xuất phân bón khoáng hóa chậm, đặc tính của các vật liệu lignocellulose có nguồn gốc trên, đặc tính của một số loại phân bón chế biến từ nguồn nguyên liệu đó và ứng dụng để cải tạo đất

- Thu thập tài liệu, báo cáo, thông tin ở cơ quan quản lý của địa phương như Phòng nông nghiệp, Phòng kinh tế, xã, hộ dân Lập biểu mẫu điều tra nông hộ và phỏng vẫn ở một số nơi có nguồn bã thải trồng rau mầm, bã thải dong riéng, mùn cưa cây Keo Quy mô điều tra là ở khu vực Hà Nội

2.2.2 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm Xác định đặc tính lý hóa học của các phế thải nông, lâm nghiệp nghiên cứu

Sấy khô bã thải rau mầm, bã thải dong riéng, mim cua cây Keo, nghién vun va ray qua sang 0,5 mm trước khi phân tích a Phương pháp xác định hàm lượng lignocellulose trong vat liéu (ba thai rau mdm, ba thai dong riéng, mim cua)

Hàm lượng của 3 thành phần lignocellulose (cellulose, hemicellulose va lignin) trong nguyén liệu nghiên cứu được xác định theo phương pháp được dé xuất bởi Mansor A.M và cs (2019) [2]:

- Xác định lượng các chất chiết tan được trong dịch chiết sinh khối

Thém 60 ml acetone vào 1 g nguyên liệu sinh khối nghiên cứu (A) đựng trong cốc thủy tỉnh Sử dụng bếp gia nhiệt để kiểm soát nhiệt độ là 90°C trong 2h Sau 2h, mẫu được sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 105-110°C cho đến khối lượng không đổi (B) Sử dụng công thức (1) để xác định lượng các chất chiết:

Lượng chất chiết được bằng acetone(g)=A-B (1)

- Xác định lượng hemicellulose trong sinh khối

Lấy 150 ml dung dịch NaOH (0,5M) cho vào 1g nguyên liệu sinh khối mà các chất chiết đã được giải phóng hết (B) Kiểm soát nhiệt độ 80°C bằng bếp gia nhiệt trong 3,5h Sau đó, mẫu được rửa bằng nước khứ ion (hình 2) cho đến khi loại bỏ được hết Na” Na? trong dung dịch rửa được phát hiện ra bằng giấy đo pH và kết quả đọc được khi đo pH dung dịch phải gần bằng 7 Sau khi rửa cho mẫu vào tủ sấy để sấy khô ở nhiệt độ 105-110°C cho đến khối lượng không đổi (C) Sử dụng công thức (2) để xác định lượng hemicellulose:

- Xác định lượng lignin trong sinh khối

Lấy 30 ml axit sulphuric 98% bổ sung vào 1g nguyên liệu sinh khối với các chất chiết đã được giải phóng hêt (B) Mẫu sau đó được đề ở nhiệt độ môi trường xung quanh trong 24h trước khi đun sôi

3 ở 100°C và được kiểm soát nhiệt bằng bếp gia nhiệt trong 1h Hỗn hợp được lọc và lượng chất rắn dư thừa được rửa bằng nước khử ion cho đến khi không còn ion sulphat Việc phát hiện ion sulphat được thực hiện thông qua quá trình chuẩn độ với dung địch BaCl; 10%, nếu dung dịch sau rửa vẫn còn làm xuất hiện kết tủa với BaCl; thì phải tiếp tục rửa mẫu cho đến khi dung dịch rửa không xuất hiện kết tủa khi bể sung BaCla vào Mẫu sau đó được sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 105-110°C cho dén khối lượng không đổi (D) Khối lượng còn lại cuối cùng được ghi nhận là hàm lượng lignin:

- Xác định rong cellulose trong sinh khối Công thức (4) là giả định về tổng thành phan lignocellulose bên trong sinh khối 1g được gọi là tổng lượng mẫu sinh khối được sử dụng trong thí nghiệm Bằng cách tính toán sự khác nhau giữa khối lượng ban đầu của mẫu với khối lượng của 3 thành phần còn lại đã được tính toán từ các bước thí nghiệm trước, hàm lượng cellulose (E) được xác định như sau:

(A-B)+(B-OQ+D+E=lg (4) b Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hóa học khác của vật liệu nghiên cứu

Phương pháp xác định một số chỉ tiêu đặc tính hóa học của bã thải rau mầm, bã thải dong riéng, mun cưa cây Keo được liệt kê trong bảng l:

Bảng 1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong vật liệu nghiên cứu

STT | Nguyên liệu Tên phép thử cụ thể Phương pháp thử

1 Ba thai rau | Độẩm TCVN 9297:2012 mam, ba dong

5 riéng, min cưa dữ TCVN 5979:2007, cây Keo AOAC 994.16-1997

3 Hàm lượng chất hữu cơ TCVN 9294:2012

Mtn cưa cây TCVN 9284:2012 hoặc

AOAC964.01 (2007)

KET QUA NGHIEN CUU

3.1 Hiện trạng thải bỏ, sử dụng các nguyên liệu lignocellulose có nguồn gốc từ phế thải nông, lâm nghiệp

3.1.1 Hiện trạng chung về phế thải nông, lâm nghiệp ở Việt Nam [3]

Nước ta có nền nông nghiệp nhiệt đới phát triển, có sản lượng sản phẩm lớn, đa dạng phục vụ cho mục tiêu đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm nội địa và xuất khẩu tới trên 180 nước, vùng lãnh thổ trên thế giới Năm 2020, Việt Nam sản xuất sản lượng lớn lương thực, thực phẩm các loại để đáp ứng nhu cầu tiêu đùng cho trên 97 triệu dân và xuất khẩu trên 41 triệu USD tới trên 180 nước, vùng lãnh thổ

Trong quá trình sân xuất, bảo quản, sơ chế, chế biến, tỷ lệ phụ phẩm từ ngành lâm nghiệp, trồng trọt, chăn nuôi, thủy sản là rất lớn Ở góc độ nền kinh tế tuần hoàn gắn với tăng trưởng xanh, lượng phụ phẩm nảy phải được xem là nguồn tài nguyên tái tạo, là nguồn đầu vào quan trọng của quá trình tuần hoàn khác nhằm kéo đài chuỗi giá trị gia tăng trong nông nghiệp, chứ không phải là chất thải

Theo Báo cáo tổng kết về điều tra sinh khối ở Việt Nam đo Ngân hàng thế giới thực hiện năm 2018 và số liệu thống kê của Tổng cục Thống kê, tổng khối lượng phụ phẩm theo lý thuyết ở nước ta năm 2020 là trên 156,8 triệu tấn, trong đó có 88,9 triệu tấn phụ phẩm sau thu hoạch từ cây trồng và từ quá trình chế biến nông sản của ngành trồng trọt (chiếm 56,7%), 5,5 triệu tấn từ ngành lâm nghiệp (chiếm 3,5%)

Bang 2 Tổng khối lượng phụ phẩm nông, lâm, thủy sản năm 2020

Tiền ngành Lượng phụ phẩm Tỷ lệ phụ phẩm (%) | Tý lệ thu gom (%)

- Hiện trạng và sử dụng phụ phẩm ngành trồng trọt:

Năm 2020, ngành trồng trọt có 88,9 triệu tấn phụ phẩm, trong đó: (1) phụ phẩm cây trằng sau thu hoạch, chủ yếu từ thân, lá, ngọn, rễ của cây hàng năm là 68,8 triệu tấn; (ii) chi từ cây lâu năm là 3,5 triệu tấn; và (1) phụ phẩm từ quá trình chế biến cùi, vỏ, vỏ lụa, xơ, sọ (dừa) là 16,7 triệu tấn

Phụ phẩm trồng trọt sau thu hoạch có khối lượng lớn từ các cây trồng chính, bao gồm: Rơm lúa (42,8 triệu tấn), thân cây ngô (10,0 triệu tấn), rau va qua (3,6 triệu tấn); thân cây sắn (3,1 triệu tấn), quả giả đào lộn hột (3,1 triệu tấn) và các loại khác (6,1 triệu tấn)

Phụ phẩm từ quá trình chế biến nông sản của ngành trồng trọt có khối lượng lớn, bao gồm: vỏ trâu 8,6 triệu tấn, bã mía 3,5 triệu tấn, lõi ngô 1,4 triệu tấn, vỏ củ sẵn 1,3 triệu tấn và các loại khác là 2 triệu tấn

Trong 88,9 triệu tấn phụ phẩm từ ngành trồng trọt, miền Bắc chiếm 30,1 triệu tấn, miền Nam chiếm 58,9 triệu tấn Ở miền Bắc, lượng phụ phẩm trồng trọt ở đồng bằng sông Hồng là 9,6 triệu tấn, ở trung đu miền núi phía Bắc là 11,8 triệu tấn, ở vùng Bắc Trung Bộ là 8,6 triệu tấn

Theo Báo cáo tổng kết về điều tra sinh khối ở Việt Nam do Ngân hàng thế giới thực hiện năm 2018 và số liệu thống kê của Tổng cục Thống kê ngày 01/10/2018, tỷ lệ phụ phẩm cây trồng được thu gom, sử dụng vào các mục đích khác nhau chiếm 52,2% Tỷ lệ phụ phẩm được thu gom, sử dụng khác nhau ở các loại cây trồng: vỏ lạc 84,9%, thân ngô 63,5%, rơm lúa 56,3%, thân cây sắn 19,5%, vỏ đậu tương 10,6% Tùy loại phụ phẩm nông nghiệp mà chúng có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau như làm thức ăn thô cho gia súc ăn cỏ; làm chất độn chuồng cho vật nuôi; làm đệm lót sinh học; làm giá thể trồng nấm, rau mầm; phú luéng, phủ gốc cho cây trồng: ủ phan compost; san xuất than hoạt tính, than sinh học; làm đầu vào cho các nhà máy sinh khối để phát điện

- Hiện trạng và sử dụng phụ phẩm ngành lâm nghiệp:

Căn cứ theo Quyết định số 1558/QĐ-BNN-TCLN ngày 13/4/2021 của Tổng cục Lâm nghiệp về công bế hiện trạng rừng toàn quốc năm 2020, theo đó cả nước có tổng diện tích rừng là 17,4 triệu ha, trong đó có 10,3 triệu ha rừng tự nhiên và 4,4 triệu ha rừng sản xuất Tổng sản lượng gỗ tròn là khoảng 30 triệu mỶ, thu hoạch từ rừng sản xuất, trong đó có đến gần 70% là Keo và Bạch đàn Cả nước có sản lượng gỗ tương đương 17,1 triệu tấn Trong quá trình sơ chế gỗ nguyên liệu ước tính tạo ra 3,42 triệu tấn v6 cay va 2,1 triệu tấn mùn cưa, vụn gỗ loại ra từ quá trình chế biến gỗ (cả ngnyen liệu trong nước và nhập khẩu), cộng thành 5,5 triệu tấn phụ phẩm từ gỗ của ngành lâm nghiệp, chủ yếu là vỏ cây keo, bach đàn, mun cưa và vụn gỗ

Khi chặt keo ở quy mô lớn, lá keo có thể thu gom tập trung, cân đối tỉ lệ C/N để sản xuất phân bón hữu cơ sử đụng làm bầu ươm cây con Vỏ keo có thể được nghiền, xử lý vi sinh làm đệm lót sinh học trong chuồng nuôi bò, sản xuất phân bón hữu co, phân hữu cơ vi sinh Ở quy mô công nghiệp, min cưa được ép viên để đun nấu, ép làm vật liệu xây dựng hoặc dé san xuất cồn công nghiép vi cd % cellulose cao Ngoài ra mùn cưa còn có thể tận đụng làm than hoạt tính, than sinh học có ứng dụng tốt trong xử lý ô nhiễm môi trường, cải tạo đất sản xuất nông nghiệp

Như vậy có thể thấy, nguồn nguyên liệu sinh khối lignoeellulose từ hoạt động sản xuất, chế biến nông, lâm nghiệp ở Việt Nam rất đồi dào và được tái tạo hàng năm sau khi thu hoạch mùa vụ hoặc sau khi khai thác, chế biến Do vậy, Việt Nam hoàn toàn có ưu thế trong việc tận dụng nguồn nguyên liệu này để phục vụ cho các mục đích khác nhan, trong đó có sản xuất phân bón ứng dụng trong nông nghiệp

3.1.2 Hiện trạng thải bử, sử dụng bó thải dong riộng, ba thai trong rau mam, min cwa a Ba thai dong riéng

Cây đong riềng là một loại cây lẫy củ có giá trị kinh tế cao, có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau mà vẫn cho năng suất cao, đo đó cây đong riềng được nhiều vùng của Việt Nam quan tâm phát triển và được xem như một loài cây chiến lược cho sự phát triển kinh tế ở nhiều địa phương Các phần trên của cây dong riềng được tận dụng gần như triệt để với thân, cuống lá cung cấp một phần lớn nguyên liệu cho công nghiệp sợi, lá để làm thức ăn cho gia súc, củ dùng để chế biến thực phẩm Trung bình mỗi vụ, cây dong riéng cho năng suất đạt 50 — 70 tấn củ/ha

Dong riềng được trồng chủ yếu phục vụ cho sản xuất tỉnh bột và làm miễn với quy mô mang tính công nghiệp hoặc hộ gia đình Tại các vùng trồng dong riềng đều có các nhà máy, cơ sở sản xuất và các làng nghề chế biến tinh bột dong vì việc vận chuyển đi xa thường làm tăng giá sản phẩm tỉnh bột đong Ở Việt Nam, nhiều địa phương phát triển mạnh nhờ trồng cây dong riéng với diện tích lớn như Hoàng

Su Phi - Hà Giang, Mường Phăng - Điện Biên, Yên Sơn, Chiêm Hóa, Lâm Bình — Tuyên Quang, Nguyên Bình, Hòa An —- Cao Bằng, Đà Bắc — Hòa Bình, Minh Quang — Ba Vi, Dương Liễu — Hoài Đức, Na rì —

Bắc Kạn, Tứ Dân ~ Hưng Yên

G tinh Ha Giang dong riềng được trồng nhiều ở huyện Hoàng Su Phì Năm 2010, toàn huyện đã trồng được 130 ha cây đong riềng cao sản với năng suất đạt 50 -55 tắn/ha, sản lượng đạt 6.500 tấn Năm 2012, huyện Hoàng Su Phì đã mở rộng vùng trồng dong riềng cao sản lên 1100 ha, trong đó quy hoạch vùng sản xuất hàng hoá là 800 ha Huyện cũng đầu tư xây dựng các nhà máy chế biến tinh bột dong riỀng tư nhân để bao tiêu toàn bộ sản phẩm củ dong do người dan cdc ving bán ra Ở Bắc Kạn, năm 2018, toàn tỉnh trồng được 1.040ha cây dong riềng, trong đó: Diện tích trồng giống DRI là 716,2ha; diện tích trồng giống địa phương 323,8ha Năng suất thu hoạch bình quân ước đạt 686,46 tạ/ha; sản lượng ước đạt trên 71.000 tấn Trên địa bàn tỉnh hiện có 27 cơ sở sản xuất, chế biến miền đong và tỉnh bột đong riềng đang hoạt động, tổng công suất chế biến 449 tấn củ/ngày [4] Sản xuất miễn dong tại tỉnh mang đặc trưng của mô hình truyền thống khép kín (trồng dong riềng, chế biến bột, sản xuất miễn dong) quy mô hộ gia đình với 410 cơ sở, năng lực chế biết chiếm 88,5% tổng sản lượng củ dong nguyên liệu;

Tại tỉnh Quảng Ninh, năm 2018, số liệu thống kê cho thấy diện tích trồng Dong riềng toàn tinh

518,9 ha (bằng 156,7% so với năm 2017) tập trung chủ yếu tại 2 huyện nằm trong quy hoạch sản xuất

KÉT LUẬN

Nước ta có nền nông nghiệp nhiệt đới phát triển, có sản lượng sản phẩm lớn, đa dạng và cũng có nguồn phụ phẩm từ quá trình sản xuất, sơ chế, chế biến các sản phẩm nông, lâm nghiệp rất đồi dào Trên thực tế nước ta vẫn chưa thể tận dụng được hết tiềm năng của các nguồn tài nguyên này Bã thải rau mam, ba thai dong riéng, mùn cưa cây keo đều có hàm lượng lignocellulose cao, lượng thải lớn ở các vùng sản xuất, chế biến Các loại phế thải này có đặc tính hóa học tốt, có thể đáp ứng các điều kiện làm nguyên liệu cho chế biến phân bón hữu cơ hoặc than sinh học với mục đích ứng dụng để cải tạo đất, hoặc có thể được xử lý để tạo ra nhiều sản phẩm có ích khác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sở NN&PTNT tỉnh Quảng Ninh, Một số giải pháp sản xuất, tiêu thụ Dong riềng năm 2019,

https://www.quangninh gov vn/So/sonongnghiepptnt/Trang/ChiTietTinTuc.aspx?nidb35

6 Lê Thị Lan, 2017, Nghiên cứu xử lý bã dong riéng thành các sản phẩm có giá trị, Luận văn thạc sĩ công nghệ sinh học, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội.

UBND xã Dương Liễu (2012), Báo cáo về kinh tế, xã hội, hiện trạng môi trường xã Dương

Liễu Báo cáo hàng năm

8 Dễ Thị Quý, Nguyễn Công Uẫn, Lê Khắc Hiểu, Giáo trình mô đun sản xuất tỉnh bột đong riềng, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

9 Nguyễn Như Ngọc, Nguyễn Văn Cách, Lê Thị Lan, Trần Liên Hà, 2017, Nghiên cứu tái sử dụng bã thải dong riéng để nuôi trồng nấm sò trắng (PJeurois florida), Tap chi Khoa hoc và Công nghệ Viét Nam, 54-58

10 Nguyễn Khắc Anh và cộng sự, 2009, Tiến bộ kỹ thuật cho “Kỹ thuật sản xuất một số loại rau mam xanh an toàn theo VietGap”, Bộ NN và PTNT

11 Bùi Công Tuấn, 2011, Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng quy trình sản xuất một số loại rau mầm hàng hóa theo hướng VietGAP phục vụ cho sản xuất và cung cấp rau sạch cho thành phố Hà Nội”, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

12 Michelin M, Ruiz HA, Silva DP, Ruzene DS, Teixeira JA, Polizeli MLTM (2014) “Cellulose from lignocellulosic waste” In: Ramawat KG, Mérillon J-M (eds) Polysaccharides: bioactivity and biotechnology Springer International Publishing, Switzeland, pp 1-33

13 Nigam P.S., Anthwal A (2009), “Pre-treatment of agro-industrial residues”, in Biotechnology for agro-industrial residues utilization, P.S Nigam and A Pandey, Editors, Springer, Netherland, pp 13- 33

PHAN HUU CO, PHAN THAN SINH HQC)

MỤC LỤC v29 ,L BẬHBHăHÃ)Ã|àà.)À.ÔÔÔỎ 2 1 QUY TRINH XU LY PHE PHY PHAM NÔNG NGHIỆP ĐẺ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ 3

1.1 Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bã thải rau mm 2-22ccz+czevccvzvveveerre 3

1.2 Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bã thải đong riềng 25c ccscccccerrrrrrrcee 11

2 QUY TRINH XU LY PHU PHAM LAM NGHIEP (MUN CUA) DE SAN XUAT PHAN THAN SINH HỌC

2.1 Phương pháp nghiên cứu sàn ẽẽốẽ ẽốố 19

3 QUY TRÌNH CHE TAO PHAN BON NHA CHAM TREN CO SO THAN SINH HOC VA D700 9:0790 ca -.-.T HHHDHA À., 29

3.1 Vật liệu và phương pháp nghiền €ỨU - - 5 + SS++3 SE 3 1814111111351 1131125, 29

3.2 K€t qua nan ốố ốẽốẽẽẽ ẽ 30 tin) 60‹/ cm 37

DAT VAN DE

Lignocellulose 1a cdc vật liệu cấu thành nên phần thiết yếu của thành tế bào thực vật, thành phần chủ yếu bao gồm các polyme lignin, cellulose và hemicellulose Trong đó, cellulose là bộ khung cho sinh khối thực vật và được bao quanh bởi hemicellulose va lignin Cellulose va hemicellulose (cacbohydrat) liên kết chặt chẽ với lignin (polyme thơm) thông qua các liên kết hydro và cộng hóa trị nên đã làm cho cấu trúc vật liệu trở nên phức tạp và bén chặt hơn Ngoài ra, trong các vật liệu này còn có thể chứa một số thành phần khác nữa như peetin, protein, lipid va tro nhưng với lượng Ít hơn nhiều Hàm lượng của hai thành phần là cellulose và hemicellulose có sự thay đổi tùy thuộc vào sự khác biệt về loài và tuổi thực vật, giữa các bộ phận khác nhau, nguồn gen, khí hậu, đất đai, nhưng chúng thường chiếm khoảng 50-70% khối lượng khô, phần còn lại là lignin [1, 2]

Lignocellulose hiện nay được coi là một nguồn nguyên liệu tái tạo đồi đào nhất, được chia thành các loại sau: phế thải nông nghiệp (ngũ cốc, rơm rạ, trấu, lõi ngô, thân cây ngô, bã mía, vỏ hat, gid thé trồng rau mầm, trồng rau trong nhà kính, phế thải khác có từ ngành chế biến cây lương thực ), phế liệu lâm nghiệp (có từ quá trình khai thác rừng, chế biến gỗ), cây năng lượng thân thảo và thân gỗ được trồng trên đất thoái hóa hoặc ô nhiễm, cây nguyên liệu cho công nghiệp giấy [2]

Phần lớn các vật liệu lignocellulose đều khó phân giải tự nhiên ở điều kiện thường và chỉ một số it sinh vật có khả năng phân giải chúng Vì vậy sự tồn đọng với lượng lớn của lignocellulose trong môi trường và tích tụ theo thời gian sẽ không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn làm đứt quãng chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh được khả năng và triển vọng sử dụng, xử lý các vật liệu lignocellulose để tạo ra được nhiều sản phẩm mới có ích và ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau

Một số cách xử lý vật liệu lignocellulose phổ biến hiện nay để tạo ra sản phẩm có ích như: xử lý để tạo ra năng lượng khí sinh học (biogas), xử lý kiềm để cải thiện tính chất vật lý, cơ học, hóa học của sợi lignocellulose tự nhiên phục vụ cho các mục đích tiếp theo, sản xuất diesel sinh hoc tir sinh khéi lignocellulose cé sir dung vi khudn Oleaginous, sin xuất etanol sinh học từ phế liệu ngành chế biến lúa gạo, mía đường, sản xuat butanol sinh học, sản xuất nhiên liệu sinh học trên cơ sở lignocellulose, si dụng vật liệu lignocellulose cho ngành công nghiệp sản xuất giấy, sản xuất than sinh hoc (biochar) phục vụ cho nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi trường, sản xuất phân bón hữu cơ phục vụ cho cải tạo đất [3]

Nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật (sinh khối lignocellulose) luôn chiếm tỉ lệ lớn trong tổng khối lượng của một đống ủ phân compost điển hình Nguyên liệu này đóng vai trò then chốt trong quá trình ủ phân để tạo ra chất bổ sung hữu ích cho đất Thành phần lignocellulose có thể giúp cân bằng tỉ lệ

CN và đóng vai trò là nguồn năng lượng chính cho quá trình hoạt động của vi sinh vật trong đống ủ phân Cellulose giống như nguồn năng lượng chính để thúc đây quá trình biến đổi sinh học, gia tăng nhiệt độ và những biến đổi hóa học liên quan đến việc ú phân Lignin được xem như một vật liệu khởi đầu chính cho sự hình thành mùn Thành phần lignin trong hỗn hợp ủ compost tạo ra các khối kết dính hóa học vì vậy làm tăng sự kết đính của axit humic và các chất khác để chống lại quá trình phân hủy sinh học và cho phép phân hữu cơ thành phẩm giữ được nước và các khoáng chất, đỉnh dưỡng, tăng khá năng trao đổi ion và cung cấp từ từ đỉnh dưỡng, nước cho cây trồng, vì vậy đóng góp lớn cho việc cái tạo sức khỏe đất và năng suất cây trồng Vật liệu lignocellulose còn giúp giữ khí, giữ ẩm trong suốt quá trình ủ phân Việc ủ phân compost thực sự giúp giải quyết các vấn đề về chất thải rắn và là một phương pháp bền vững để nâng cao độ phì nhiêu cho đất [4, 5]

Than sinh học chế biến từ vật liệu sinh khối giàu lignocellulose có chứa hàm lượng các bon cao và bền vững lâu đài khi bón vào đất Bón than sinh học cho đất làm tăng khả năng hút và giữ nước trong đất và cung cấp lại cho cây trong thời gian hạn hán [6] Diện tích bề mặt lớn của than sinh học làm tăng khả năng giữ nước và tăng dung tích hấp thu cho đất Ví sinh vật đất gắn liền với than sinh học có thể làm tăng khả năng phân giải các chất dinh đưỡng đã bị cố định trong đất, làm cho chúng được giữ lại trong sinh khối của vi sinh vật [7] Bón than sinh học làm tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất; tăng khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng, hạn chế rửa trôi, giúp cho phân bón hóa học ít bị mất đi do bị rửa trôi bởi nước, tăng sức sinh trưởng và năng suất cây trồng [8]

Phân bón khoáng hóa chậm (phân bón nhả chậm) hiện nay đã và đang được tích cực nghiên cứu và ứng dụng cho sản xuất nông nghiệp ở nhiều nước trên Thế giới Tất cả các nghiên cứu hiện nay đều tổng hợp các loại phân bón nhả chậm trên nền các loại phân vô cơ có sẵn trong khi đó việc chế tạo phân nhả chậm (khoáng hóa chậm) trên cơ sở biochar chứa các nguyên tố dinh dưỡng lại chưa được quan tâm đến nhiều Phân khoáng hóa chậm trên hứa hẹn làm tăng độ phì nhiêu của đất, chúng nhả dinh dưỡng chậm đề cung cấp dần dan cho cây trồng trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của cây, vì vậy ảnh hưởng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng, giúp ngăn chặn dong chảy và thất thoát phân bón, cho phép sử dụng phân bón ít hơn và giảm bớt ô nhiễm môi trường xung quanh mà vẫn giữ được độ âm đất, giúp cây qua được các thời kỳ hạn hán dé dang hơn

Trên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước có thể thấy rằng các nghiên cứu về xử lý phế thải nông nghiệp để làm phân hữu cơ và biochar đã có rất nhiều, nguồn nguyên liệu lignocellulose cần xử lý cũng rất đa dạng Tuy nhiên, các nghiên cứu để chế tạo ra phân bón chất lượng từ các nguồn nguyên liệu giàu lignocellulose như bã thải rau mầm, bã thải dong riềng, mùn cưa cây Keo để phục vụ cải tạo đất cũng chưa nhiều, vì vậy nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu bỗ sung thêm cơ sở khoa học và quy trình để xử lý các nguồn phế thải giàu lignocellulose góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở các vùng sản xuất, chế biến và tạo ra sản phẩm có tính ứng dụng cao trong nông nghiệp

1 QUY TRINH XU LY PHE PHU PHAM NONG NGHIEP DE SAN XUAT PHAN HOU CƠ

1.1 Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bã thải rau mầm

1.1.1 Vật liệu nghiên cứu a Nguyên liệu

- Bã thải trồng rau mầm: là hỗn hợp gồm giá thể đã qua sử dụng và một phan thân, rễ rau mầm bị bỏ đi sau khi thu hoạch Ba thai rau mam ding cho các thí nghiệm ủ phân hữu cơ được thu mua tại Ninh Sở, Thường Tín, Hà Nội

- Phụ phẩm nông nghiệp bổ sung: Rơm rạ, thân cây đậu tương, phân bò khô

- Chế phẩm vi sinh Compost Maker (đi kèm cơ chất nền hỗ trợ cho VSV là rỉ mật và cám gạo): được sản xuất tại Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa Hà Nội Thanh phần chứa các vi sinh vật phân giải xenlulo (Sfrepfomyces owasiensis); phân giải phốt phát khó tan, phân giải protein (Burkholderia vietnamiensis);

1én men, khtr mdi héi (Saccharomyces cerevisiae) Mật độ vi sinh vật hữu ích mỗi loại đạt > 10° CFU/g

- Nước vôi trong 1%, nước sạch

- Các chất bổ sung thêm: nước sạch, một lượng nhỏ nguyên liệu khoáng (đạm uê) để điều chỉnh tỉ lệ C/N của hỗn hợp nguyên liệu b Dung cụ - Thùng nhựa 120L có nắp đậy, mỗi thùng nhựa được đục 25 16 ở xung quanh (đường kính I — 2 cm), 8 lỗ ở đáy (đường kính 1 em) và 5 lỗ ở trên nắp Ở dưới thùng đặt một chậu nhựa để hứng nước rí và nước rỉ đó sẽ được sử đụng lại để tưới lên đống ủ khi độ âm đống ủ nhỏ hơn 60% Hệ thống ủ phân được thiết kế như vậy nhằm đảm bảo quá trình ủ phân sẽ diễn ra trong điều kiện hiếu khí

- Nhiệt kế thủy ngân dài với đải đo 0 — 100°C, bình phun âm, xẻng dé đảo trộn nguyên liệu, thau chậu

1.1.2 Phương pháp bỗ trí thí nghiệm ủ phân hữu cơ a Xử lý và tính toán lượng nguyên liệu trước khi ủ phân

Trước khi tiến hành ủ phân compost thì bã thải rau mầm và các phụ phẩm nông nghiệp (rơm, thân cây đậu tương) đều được phơi nắng cho khô, sau đó cắt nhỏ để làm đồng đều kích thước khoảng 3 — 4 cm

Tính toán tỷ lệ C/N của tất các nguyên liệu hữu cơ đầu vào, điều chỉnh lượng bổ sung đạm urê để tỷ lệ C/N của nguyên liệu ủ cuối cùng đạt khoảng 30:1 Xác định độ âm của các nguyên liệu ủ để sau đó tính toán lượng nước sạch bé sung vào mỗi đồng ủ sao cho độ ẩm các đống ủ đều đạt 60% để hỗ trợ tốt nhất cho hoạt động phân giải của vi sinh vật b Bồ trí thí nghiệm ủ phân hữu cơ

1L nước vôi trong 1%

Phun đều nước vôi trong lên hỗn hợp nguyên liệu đã đặt trong thùng ủ 120L, ủ trong 2 ngày

Compost Maker; 2kg cám gạo

Trộn đều với nguyên liệu

200 mL ri mat, 237g Vv urê hòa tan trong nước Phun, trộn đều với nguyên liệu và đạy nap thùng ủ;

Hình 5 Sơ đồ quy trình sản xuất phân hữu eơ từ bã thải rau mầm

N Đảo trộn mỗi tuần một lần; ủ trong 63 ngày; phơi khô trong nhà có mái che

1.2 Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ bã thải dong riềng

1.2.1 Vật liệu nghiên cứu œ Nguyên liệu

- Bã thải dong riềng được thu mua tại Dương Liễu, Hoài Đức, Hà Nội

- Phụ phẩm nông nghiệp bề sung: Rơm rạ, thân cây đậu tương, phân bò khô

- Chế phẩm vi sinh Compost Maker (đi kèm cơ chất nền hỗ trợ cho VSV là rỉ mật và cám gạo): được sản xuất tại Viện Thô Nhưỡng Nông Hóa Hà Nội Thành phân chứa các vi sinh vật phân giải xenlulo (Streptomyces owasiensis); phân giải phốt phát khó tan, phân giải protein (Burkholderia vietnamiensis); lên men, khử mùi héi (Saccharomyces cerevisiae) Mật độ vi sinh vật hữu ích mỗi loại đạt > 108 CFU/g

- Nước vôi trong 1%, nước sạch

- Phụ gia: một lượng nhỏ nguyên liệu khoáng (đạm urê) để điều chỉnh tỉ lệ C/N của hỗn hợp nguyên liệu b Dụng cụ

- Thùng nhựa 120L có nắp đậy, mỗi thùng nhựa được đục 25 lỗ ở xung quanh (đường kính 1 — 2 cm), 8 lỗ ở đáy (đường kính 1 em) và 5 lỗ ở trên nắp Ở dưới thùng đặt một chậu nhựa để hứng nước rỉ và nước rỉ đó sẽ được sử dụng lại để tưới lên đồng ủ khi độ âm đống ủ nhỏ hơn 60% Hệ thống ủ phân được thiết kế như vậy nhằm đảm bảo quá trình ủ phân sẽ diễn ra trong điều kiện hiếu khí

- Nhiệt kế thủy ngân dài với dải đo 0 — 100°C, bình phun âm, xéng để đảo trộn nguyên liệu, thau chậu

1.2.2 Phương pháp bỗ trí thí nghiệm ú phân hữu cơ a Xử lý và tính toán lượng nguyên liệu trước khi ủ phân

Trước khi tiễn hành ủ phân compost thì bã thải dong riềng và các phụ phẩm nông nghiệp (rơm, thân cây đậu tương) đêu được phơi nắng cho khô, san đó cắt nhỏ để làm đồng đều kích thước khoảng 3

—4 cm Bã thải dong riềng rất nhiều nước và cũng hút âm nhanh vì vậy cần rải mỏng và phơi nguyên liệu ngoài nắng to trong nhiều ngày trước khi ủ

Tính toán tỷ lệ C/N của tất các nguyên liệu hữu cơ đầu vào, điều chỉnh lượng bổ sung đạm urê để tỷ lệ CN của nguyên liệu ủ cuôi cùng đạt khoảng 30:1 Xác định độ âm của các nguyên liệu i dé sau đó tính toán lượng nước sạch bổ sung vào mỗi đống ủ sao cho độ âm các đống ủ đều đạt 60% đề hỗ trợ tốt nhật cho hoạt động phân giải của vi sinh vật b Bồ trí thí nghiệm ủ phân hữu cơ

Quá trình ủ phân compost được tiễn hành theo phương pháp ủ hiếu khí có đảo trộn Có bỗn công thức ủ phân compost, mỗi công thức sử đụng 20 kg chất thải rắn hữu cơ đã được phơi khô

Bảng 2 Các công thức ủ phân composf

Công thức thí | Vật liệu hữu cơ Chế phẩm vi sinh Uré nghiém COMPOST MAKER

CT1 (Béi 100% BTDR (20 kg) 200 g 80g chứng)

CT2 60% BTDR (12 kg) + 40% rom | 200 g 178g ra (8 kg)

CT3 60% BTDR (12 kg) + 40% 200 g 0g phân bò (8 kg)

CT4 60% BTDR (12 kg) + 40% 200g 102g thân cây đậu tương (8 kg)

Ghi chủ: BTDR — Bã thải dong riéng

Quy trình ủ phân bón hữu cơ từ bã thải dong riềng bao gồm các bước như sau:

Tiến hành phối trộn đều các nguyên liệu (đã được tiền xử lý) theo công thức thí nghiệm được liệt kê trong bảng 2 Dùng 1L nước vôi trong 1% phun đều lên nguyên liệu hữu cơ đã được đưa vào trong mỗi thùng ủ để điều chỉnh pH về gần trung tính và ủ trong thời gian 2 ngày để nguyên liệu hữu cơ mềm ra sau đó mới tiến hành các bước ủ phân tiếp theo;

Sử dụng trong mỗi công thức ủ phân 200g chế phẩm vi sinh Compost Maker; 200ml] rỉ mật, cảm gạo (2,0 kg) làm chất nền cho hoạt động của vị sinh vật;

Trộn đều toản bộ nguyên liệu hữu cơ trong thùng với cám gạo và chế phẩm vi sinh Compost Maker của từng công thức thí nghiệm;

Hòa rỉ mật, đạm urê với lượng nước còn lại (sau khi đã trừ di 1 lit nước đã dùng để hòa vôi) để hỗn hợp nguyên liệu trong mỗi đống ủ đạt được tỉ lệ C : N là 30:1 và độ âm khoảng 60%; Phun, trộn đều lên đống nguyên liệu; Ủ nguyên liệu sau khi phối trộn trong thùng, đậy nắp thùng Tiến hành đảo trộn đồng ủ mỗi tuần một lần duy trì điều kiện hiếu khí và đồng nhất hỗn hợp nguyên liệu, nếu nguyên liệu khô thì bổ sung thêm nước để duy trì độ âm trong khoảng 60 — 65% trong cả quá trình ủ Đặt thí nghiệm tại nơi thông thoáng khí và có mái che nắng mưa;-

Thu phân bón thành phẩm sau 63 ngày ủ căn cứ vào các thông số như nhiệt độ đống ủ, tỉ lệ C/N của phân bón thành phẩm © Phương pháp theo dõi thí nghiệm

- Xác định nhiệt độ: Nhiệt độ của môi trường ngoài và của các đống ủ được đo vào 16h hàng ngày Nhiệt kế được cắm sâu vào giữa đồng ủ và để yên trong đó từ 10 — 15 phút rồi rút ra, đọc kết quả

- Mẫu nguyên liệu ủ được lấy để xác định độ ẩm, pH và tỉ lệ C/N sau mỗi tuần Mẫu hỗn hợp bao gồm các mẫu phụ được lấy ở ba vị trí khác nhau trong một đống ủ rồi gộp lại để đảm bảo tính đại diện của mẫu

Việc theo dõi điễn biến nhiệt độ, độ ẩm, pH và tỉ lệ C/N của đống ủ có thể giúp ta xác định được thời điểm kết thúc quá trình ủ phân

1.2.3 Đánh giá sự biến động một số chỉ tiêu lý hóa học trong quá trình i phân a Sự thay đỗi nhiệt độ

Nhiệt độ là một chỉ tiêu giúp nhận biết được sự hoạt động của VSV Đẳng thời, nhiệt độ cao cũng đảm bảo cho chất lượng của sản phẩm compost đầu ra sẽ không còn VSV gây bệnh Kết quả độ biến thiên nhiệt độ các đống ủ được biểu diễn trong hình 6:

==#ằ= Nhiệt độ mụi trường xung quanh s=#z=CT1 ô+2=-+CT2 CT3 ==8==CT4

Hình 6 Sơ đồ biểu diễn sự biến thiên nhiệt độ

Kết quả theo dõi cho thấy có sự chênh lệch về nhiệt độ ở mỗi công thức ủ phân Trong 63 ngày ủ nhiệt độ dao động tir 23 — 53°C Nhiét độ trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi VSV Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng, giúp nhận biết được sự hoạt động của VSV Trong 8 ngày đầu tiên, nhiệt độ của tất các đống ủ đều tăng dần theo thời gian ủ Cũng trong thời gian này, nhiệt độ của tất cả các đống ủ đã đạt được giá trị cực đại, riêng đống ủ của CT4 thì nhiệt độ tối đa đạt được vào ngày thứ 9 sau úủ Nhiệt độ đống ủ gia tăng chứng tỏ có sự hoạt động mạnh của các vi sinh vật hiểu khí trong điều kiện thuận lợi, quá trình phân giải các chất hữu cơ đang diễn ra nhanh Quá trình giảm nhiệt độ bắt đầu diễn ra từ ngày thứ 9 Sau ngày này, nhiệt độ trong các đống ủ có sự biến đổi tùy theo từng công thức thí nghiệm Nhưng từ ngày thứ 49 đến ngày thứ 56 sau ủ thì nhiệt độ của các đống ủ giảm đến mức gần bằng nhiệt độ của môi trường ngoài, điều này chỉ ra rằng, quá trình ủ phân có thể đã kết thúc Đến ngày thứ 63 (ngày kết thúc quá trình ủ) nhiệt độ của hầu hết tất cả các đống ủ đã giảm xuống mức bằng với nhiệt độ của môi trường ngoài, chứng tỏ quá trình ủ phân đã có thể kết thúc Ở CT1 không bổ sung thêm phế phụ phẩm nông nghiệp khác thì nhiệt độ trong vài ngày đầu sau ủ tăng khá nhanh và đạt cao nhất là 40°C ngay sau 2 ngày ủ Ở các công thức còn lại, CT2 có nhiệt độ dat cao nhất là 53°C sau 8 ngày ủ, CT3 nhiệt độ đạt cao nhất là 37°C chỉ sau 10 ngày, CT4 có nhiệt độ dat cao nhat 14 51°C sau 9 ngày ủ

13 b Sự thay đỗi độ Ấm

Sự biến động độ âm trong quá trình ủ được thể hiện trong hình sau:

Thời gian (ngày) Ỷ®—=CI1 +26z2CTI2 szGS=CT3 +77-:CT4

Hình 7 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên độ âm

Theo Cornell Waste Management Institut (1996) [11], độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ phân compost là 40 - 60% Trong quá trình ủ, độ ẩm trong các đống ủ đao động trong khoảng từ 57,63 đến 70,99%

Trong suốt quá trình ủ phân, độ âm của đống ủ với 100% nguyên liệu là bã đong riềng (CT1) luôn cao hơn 60% và cao nhất trong tất cả công thức ủ mặc đù cả quá trình ủ không được tiếp thêm nước Điều này chứng tỏ bã dong riềng có khả năng hút âm cao, đặc biệt trong giai đoạn ủ có nhiều ngày nằm ẩm, độ ẩm ngoài trời trong những ngày đó cũng khá cao Các công thức còn lại độ ẩm dao động quanh mức 60% nên tương đối thích hợp cho quá trình ủ phân, thuận lợi cho hoạt động của các vi sinh vật phân giải nguyên liệu Cả quá trình ủ không cần phải tiếp thêm nước cho các đống ủ c Sw thay déi gid tri pH trong quá trinh i phan compost pH là chỉ tiêu chỉ thị cho chất lượng của phan compost va là yếu tố xác định khả năng ứng dụng của phân compost pH tác động đến hoạt động của VSV Giá trị pH nằm trong khoảng 5,5 — 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ phân, pH cao hoặc thấp hơn khoảng tối ưu sẽ làm chậm hoặc ức chế hoạt động của VSV [11] Sự thay đổi giá trị pH của các đống ủ được thể hiện trong hình sau:

Thời gian (ngày) OB (Ter CT 2 eee CT 3 s===CT4

Hình 8 Diễn biến giá trị pH trong quá trình ủ phân

Giá trị pH của các đồng ủ dao động trong khoảng từ 5,7 đến 7,4 rất tốt cho sự hoạt động của VSV

Sự biến động giá trị pH của các đồng ủ trong giai đoạn đầu là do quá trình phân hủy các chất hữu cơ bởi vi khuẩn và nấm ưa nhiệt trung bình dẫn tới sự hình thành các axit hữu cơ trong các đống ủ, vì vậy giá trị pH giảm nhẹ Tuy nhiên sau đó sự tăng nhiệt độ đống ủ do hoạt động của các vi sinh vật ưa nhiệt đã phá vỡ dẫn đến bay hơi các axit hữu cơ và NH: được hình thành trong các đống ủ do quá trình amôn hóa các hợp chất hữu cơ, NH; lại kết hợp với nước tạo ra NH¿Ÿ và giải phóng OH” đã làm pH của các đống ủ tăng lên Sau đó pH có xu hướng giảm dần và trung tính hóa do NH: bị bay hơi vào không khí hoặc đi vào sinh khối của vi sinh vật d Sw thay đổi tỷ lệ CN

THAN SINH HOC

2.1 Phương pháp nghiên cứu a Vat liệu nghiên cứu

Mùn cưa gỗ Keo lai được thu thập tại các xưởng chế biến gỗ ở Thạch Thất, Hà Nội Mùn cưa được sơ chế loại bỏ những mảnh vụn gỗ lớn, vô cây, phơi khô tự nhiên, nghiền nhỏ và sang qua ray để thu được nguyên liệu thô có kích thước đồng nhất (1,5 — 2 mm) Min cua sau đó được sấy khô ở nhiệt độ 105°C trong thời gian 24 giờ nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chế tạo than sinh học b Phương pháp tiễn hành

- Mùn cưa khô được nhiệt phân bằng lò nung yếm khí Nabertherm theo đạng mẻ với tốc độ gia nhiệt 5°C/phút

~ Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo và chất lượng than sinh học như nhiệt d6 nung 6 250°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C và thai gian nung 6 | gid, 1 giờ 30 phút, 2 giờ, 2 gid 30 phut, 3 gid

- Thông qua đánh giá đặc tính hóa lý của than sinh học, lựa chọn ra nhiệt độ, thời gian nung tối ưu mùn cưa gỗ keo lai để tạo ra than sinh học có thể sử dụng làm phân bón ứng dụng trong cải tạo đất nông nghiệp e Phương pháp nghiên cứu thành phần cấu trúc của vật liệu

- Phương pháp phân tích nhiệt (sử dụng cho mùn cưa): Phân tích nhiệt (TGA/DTG — Thermo Gravimetric Analysis/ Derivative Thermo Gravimetry) bằng máy SETARAM (Labsys TG/DSC 1600, Pháp)

- Phương pháp nhiễu xạ tia X: Thành phần khoáng của vật liệu: Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD - X Ray Diffraction) với ống phỏt bức xạ CuKứ (L= 0,15406 nm; 40 kV; 40 mA), gúc đo: từ 109 đến 70°, trén may XRD - X Ray Diffraction (D8 Advance, Brucker, Ditc)

- Phương pháp kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (SEM - Scanning Electron Microscopy): CAu tric bé mat va thành phan nguyên tố vật liệu: Chụp ảnh bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét SEM - Scanning Electron Microscopy (Hitachi, TM 4000 Plus) tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội

- Phương pháp phổ hồng ngoại biến đỗi Fourier (FTIR):

Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourrier Transformation InfaRed/

FTIR) la một trong những phương pháp đùng để xác định các loại liên kết (thường là liên kết hữu cơ) và

18 thành phần cấu tạo của các hợp chất Kết qua do phổ hồng ngoại FT-IR được thực hiện bằng máy quang phổ FT-IR — 4600 (Jasco - Nhật Bản) tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội

- Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tỉa X

Phô tán xạ năng lượng tia X (Energy Dispersive X Ray Spectroscopy — EDX hoặc EDS) là kỹ thuật phân tích thành phần hóa học của các vật liệu rắn đựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử)

Kết quả đo EDX được thực hiện trên máy MicsF+ Oxford tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội Việc phân tích các tỉa tán xạ phát ra từ vật liệu sẽ cho các thông tin về thành phần hóa học và tỉ lệ các nguyên tế có trong vật liệu

- Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ nữtơ (BET - the Brunauer— Emmett- Teller):

Xác định diện tích bê riêng của than sinh học được đo trên thiết bị Nova Touch L4 tại Trường Đại học

Khoa học Tự nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội d Phương pháp phân tích CEC của than sinh học: Theo TCVN 8466:2010

2.1.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung và thời gian nung đến thành phan, tinh chat của than sinh học

- Ảnh hưởng của nhiệt độ nung mùn cưa đến thành phân, tính chất của than sinh học: Đề lựa chọn khoảng nhiệt độ nung khảo sát, tiền hành phân tích nhiệt mẫu mùn cưa gỗ Keo trong khoảng nhiệt độ từ 30 - 900°C

€rueible:PT 100 HI AtmosphereAr SETARAHA | Figure: Experiment: HanhMT Mun cua (Ar)

Labsys TG 2711112018 Procedure: RT —> 900C (10 C.min-1) (Zone 2) Mass (mg): 10.53

Hình 11 Giản đồ phân tích nhiệt (TGA/DTG) của mùn cưa

Hình 11 thể hiện giản đồ TGA/DTG của mùn cưa từ nhiệt độ phòng (30 °C) đến 900 °C; tốc độ nâng nhiệt 10 °C /phút trong dòng khí Ar có lưu lượng 2,5 L/giờ để xác định điểm nhiệt phân khác nhau và mắt khối lượng của vật liệu Đường cong nhiệt trọng lượng (TGA) trong dòng khí Ar bắt đầu từ peak thu nhiệt ở 88,43 °C (mat khối lượng 1,94 %) đến 229,6 °C (mắt khối lượng 3,54 %) do quá trình bay

hơi từ mất nước dang tự đo, hấp phụ vật lý - đạng liên kết yếu giữa nước màng mỏng và hấp phụ trên bề mặt vật liệu; và quá trình chuyên hóa chất dé bay hơi nhẹ Các peak từ 338,0 °C (mất khối lượng 33,0

%) đến 412 °C (mắt khối lượng 52,1 %) và kết thúc ở 779,8 °C (mất khối lượng 81,628%) do chuyển hóa các hợp chất hữu cơ dé bay hơi và phân hủy carbon trong vật liệu Như vậy; mẫu mùn cưa có khoảng 84,82 % thành phần là nước; chất hữu cơ dé bay hoi, hydrocarbon có thể phân hủy; 15,18 % chất vô co không bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ < 800 °C Theo kết quả thu được này, tiến hành thử nghiệm nhiệt phân yếm khí mùn cưa theo mẻ ở các nhiệt độ 250°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C, và đánh giả các thành phân, tính chất của than sinh học thu được

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung mùn cưa (khi cố định thời gian nung 2 gid) dén thành phần, tính chất của than sinh học được chỉ ra trong bang 3

Kết quả cho thấy pH của than sinh học khi nung nguyên liệu ở phạm vi nhiệt độ từ 250°C đến 500°C có giá trị dao động trong khoảng 5,24 — 7,56 Trong một nghiên cứu của Jindo và cs (2014), khi tạo than ở nhiệt độ từ 400 — 800°C, giá trị pH của các mẫu than đao động trong khoảng 6,43 — 10,47 và cũng thấy rằng giá trị pH tăng theo nhiệt độ nhiệt phân Giá trị pH của than sinh học chịu ảnh hưởng bởi ba yếu tố, đó là ( 1) các nhóm chức hữu cơ, (2) gốc cacbonat, (3) các nguyên tố vô cơ có tính kiềm (Yuan và cs., 2011; Fidel, 2012) [14, 15] Các gốc chức hữu cơ có tính axit như -COON, - OH sẽ mất đi khi bị nhiệt phân, ngược lại, các hợp chất COa 7 (như CaCO›, MgCO:) và các nguyên tố kiềm (như Na và K) khó phân hủy ở nhiệt độ cao (Vuan va cs., 2011) [14], lam cho than tạo ra có pH cao (Spokas va cs., 2012; Wu va cs., 2012; Kim va cs., 2013) [16, 17, 18] pH 1a yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển, độ hữu dụng của dinh dưỡng cây trồng (Ngô Ngọc Hưng,

2016) [19] Các mẫu than thu được khi nung mùn cửa ở nhiệt độ trên 350°C có giá trị pH trong khoảng từ gần trung tính đến kiềm, do đó rất phù hợp để cải thiện đất đặc biệt ở những vùng đất bạc màu, thoái hóa, đất cát Khoảng pH này cũng rất phù hợp cho sự phát triển của phần lớn cây trồng nông nghiệp

PHAN KHOANG 3.1 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Các nguyên liệu đầu vào được chuẩn bị để chế tạo phân nhả chậm bao gồm:

- Than sinh học được chế biến từ mùn cưa cây Keo (quy trình được trình bày ở mục 2) - Phân khoáng (urê, (NH4)2HPOxa, KC]), bentonite và polyme natri alginate

TĂ lệ (%) cỏc nguyờn liệu chớnh bao gồm than sinh học : urờ : (NH4)2HPOô : KCI : bentonite : polyme natri alginate là 33,8 : 23,7 : 14,7 : 13,3 : 4,6 : 9,9, Nếu biểu điễn dưới đạng tỉ lệ của than sinh học : N : PzOs : KaO : bentonite thì tỉ lệ (%) tương ứng là 51 : 20 : 10 : 12 : 7 Trong đó bentonite được sử dụng làm chất mang Polyme natri alginate có nồng độ 2% w/V (khối lượng/thể tích) được sử dụng làm chất kết đính các nguyên liệu với nhau và tạo viên phân

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp phân tích thành phần cẫu trúc của phân nhã chậm - Phương pháp nhiễu xa tia X: Thành phần khoáng của vật liệu: Phương pháp nhiễu xạ tỉa X (XRD - X Ray Diffraction) với ống phát bức xạ CuKơœ (A= 0,15406 nm; 40 kV; 40 mA), géc do: tir 10° đến 70°, trên máy XRD - X Ray Diffraction (D8 Advance, Brucker, Ditc)

- Phương pháp kính hiển vì điện tử quét phát xạ trường (SEM - Scanning Electron Microscopy): Cấu trúc bề mặt và thành phần nguyên tổ vật liệu: Chụp ảnh bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường SEM - Scanning Electron Microscopy (Hitachi, TM 4000 Plus) tai Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Dai Hoc Quốc gia Hà Nội ,

- Phương pháp phố hằng ngoại biến doi Fourier (FTIR):

Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourrier Transformation InfraRed/

FTIR) là một trong những phương pháp dùng để xác định các loại liên kết (thường là liên kết hữu cơ) và thành phần cấu tạo của các hợp chất Kết quá đo phổ hồng ngoại FT-IR được thực hiện bằng máy quang phé FT-IR — 4600 (Jasco — Nhật Bản) tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội

- Phương pháp phố tắn xa nang lượng tỉa X

Phổ tán xạ năng lượng tia X (Energy Dispersive X Ray Spectroscopy — EDX hoặc EDS) là kỹ thuật phân tích thành phần hóa học của các vật liệu rắn dựa vào việc ghỉ lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử)

Kết quả đo EDX được thực hiện trên máy MicsF+ Oxford tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại

Học Quốc gia Hà Nội Việc phân tích các tỉa tán xạ phát ra từ vật liệu sẽ cho các thông tin về thành phần hóa học và tỉ lệ các nguyên tố có trong vật liệu

- Phương pháp đẳng nhiệt bắp phụ - giải hấp phụ nitơ (BET - the Brunauer — Emmett - Teller):

Xác định diện tích bê riêng của phân nhả chậm được đo trên thiết bị Nova Touch LX4 tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội b Phương pháp thứ độ nhả dinh dưỡng NPN của phân nhâ chậm trong nước

Cho 10 gam phân nhả chậm vào chai có nắp đậy kín chứa 200 ml nước cất (pH = 6,5) ở 25°C Sau những khoảng thời gian xác định (3, 7, 15, 28, 45, 60 ngày), dung địch được lấy hết ra để xác định hàm lượng NPK tổng số và thay 200 ml nước cất mới vào chai Dung địch được lắc đều trước khi lấy mẫu phân tích Tất cả các mẫu đều được thực hiện lặp lại 3 lần, giá trị trung bình được coi là hàm lượng N, P, K của mỗi mâu Thời gian nhả dinh dưỡng (N,P,K) của phân nhả chậm được coi là thời gian mà qua trỡnh nhả tớch lủóy đạt tới 80% tụng lượng dinh đưỡng (N, P, K) [261]

3.2.1 Quy trình chế tạo phân nhã chậm trên cơ sở than sinh học và phân khoáng

Quy trình chế tạo phân bón nhả chậm trên cơ sở than sinh học và phân khoáng, sử dụng polyme natri alginate làm chất kết dính nguyên liệu bao gồm các công đoạn sau:

- Hoà tan urê trong nước cất theo tỉ lệ 1 : 21 (w/V), sau đó thủy phan dung dich & 160°C trong thời gian 10 phút, làm lạnh dung dịch rồi để nguội đến nhiệt độ phòng, bổ sung nước cắt để bù vào lượng nước đã bị bay hơi Quá trình thủy phân urê nhằm tạo ra ion NH+Ÿ trong dung dịch để khi phối trộn với than sinh học, bentonite ở bước sau sẽ làm tăng khả năng hấp phụ của nitơ lên trên bề mặt các vật liệu này Hiệu suất giải phóng NH¿† vào dung dịch khoảng 90 - 95%

- Tr6n than sinh học, bentonite, (NH¿)zHPOa, KCI với dung địch urê thủy phân, và lắc hỗn hợp trong thời gian 180 phút nhằm tăng khả năng hấp phụ của phân khoáng lên trên bề mặt của than sinh học va bentonite

- Trộn đều hỗn hợp trên với dung địch polyme natri alginate (2% w/V) theo tỉ lệ 1 : 1 về thể tích cho đến khi thu được dung dich đồng nhất

~ Nhỏ từ từ hỗn hợp thu được vào dung địch CaCls có nồng độ mol 0,25M để tạo viên phân bón

- Tách lấy hạt phân bón sau 24 giờ và mang sấy khô Viên phân sấy khô có kích thước khoảng 3 - 4mm

- Lưu trữ phân bón nhả chậm đã sấy khô trong bình hút âm

Hiệu suất thu được PNC từ nguyên liệu là 98,37%

Sơ đồ quy trình chế tạo phân bón nhá chậm từ than sinh học và phân khoáng được thể hiện trong hình 17

Thủy phân tại nhiệt độ

160°C trong 10 phút, làm lạnh, để nguội

(NH,);HPO¿, KCI, ằị Trộn, lắc trong 180 phỳt

Chất kết dính (đung Tà dịch polyme natri > Trộn đều hôn hợp alginate 2%) Š

CaCl, 0,25M dé tao vién ỶỲ

Tách lẫy hạt sau 24 giờ và sây khô

Hình 17 Sơ đồ quy trình chế tạo phân bón nhả chậm từ than sinh học và phân khoáng

3.2.2 Thành phan cấu trúc và tính chất hóa học của phan nha chim a Kết qua anh SEM cia phan nha cham

Hình 18 Ảnh chụp SEM (kính hiển vi điện tử quét) của phân bón nha cham Ảnh SEM của vật liệu phân bón nhả chậm trên Hình 18 cho thấy xuất hiện các hạt và nhiều lỗ xốp với kích thước lỗ vào khoảng 50 km với các nguyên tố N, P, K nằm trên bề mặt và ở các lỗ xốp của mẫu phan bon nha cham b Biéu dé EDX, phé hong ngoai FTIR, BET cia phan bén nha cham Biéu dé EDX, FTIR, BET cia phan bón nhả chậm được thể hiện trong hình 19, 20 và 21

Hình 19 Biểu đồ EDX của phân bón nhả chậm

Biểu đồ EDX của mẫu phân bón nhả chậm (Hình 19) cho thấy vật liệu chứa các nguyên tố chính là C (28,4%), O (19,02%), N (15,21%), Zn (10,58%), K (8,01%) và P (3,67%), trong đó các nguyên tố định dưỡng đa lượng như N, P, K chiếm 26,89%, các nguyên tố trung lượng và vi lượng nhu Ca, Si, Zn,

Fe chiếm 20,33% về khối lượng Tỷ lệ phần trăm các nguyên tố thu được trong biểu đồ EDX cũng phù hợp với tỷ lệ các nguyên tố bổ sung trong quá trình tổng hợp

Hình 20 Phố FTIR (quang phố hồng ngoại biến đối Fourier) cia phan bén nha chim

Phổ hồng ngoại FTIR của mẫu phân bón nhả chậm được chỉ ra trên hình 20 cũng cho thấy sự xuất hiện các pic ở 3437 cm 'tương ứng với đao động của liên kết nhóm N-H Q, pic ở 2376 cm tương ứng với dao động của nhóm -NH; Q, pic ở 1578 cm' được cho là đo rung động kéo dài của liên kết đôi C=O,

P-O (1415 em”), C-O (1060 em ˆ}) [27], và nhóm các đao động cta K-O (805 cm), Si-O (625 cm”)

TẠI VÙNG NGHIÊN CỨU)

MỤC LỤC

V003 06))17200000015 - A Ă 2 1 PHƯƠNG PHÁP NGHIEN CUU viccccscsssssssssscccseseccscseccescseccessssssessuscsssssvscaucssuecssusesesssucsasecesssssesesseens 2

1.1 Công thức ủ phân và phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa sinh học, đánh giá phân hữu cơ (composf)

1.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học của phân than sinh học, phân nhã chậm 5

2 BO SO LIEU ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA CÁC LOẠI PHAN BON DUOC SAN XUAT (TẠI VUNG NGHIEN CUU) ccscsssssssssssssssssssssssssssssssssssssssscsesesceesesssessssssssssscsssesessssuasstatestiststnuasensssssesessses 5

2.1 Bộ số liệu đặc tính hóa học của phân hữu cơ có nguồn gốc từ bã thải rau mầm 6 2.2 Bộ số liệu đặc tính hóa học của phân hữu eơ có nguồn gốc từ bã thải đong riềng 10

2.3 Bộ số liệu đặc tính hóa học của phân than sinh học -áccc-Sc c2 21121 E01xceccee 15

2.4 Bộ số liệu đặc tớnh húa học của phõn nhọ chậm e++vCEEEEEEEEEEEEEeesrtrrrerrrrrr 16 TÀI LIỆU THAM KHAO w.cceisescssssssssssssscsssssssssscssssssssscssssceccesscsueesssusesassssssstisuecseseuussaniseessesssnsssses 18

ĐẶT VAN DE

Việt Nam đang trong giai đoạn céng nghiép héa — hién dai hóa với một số ngành kinh tế chủ lực, trong đó ngành nông nghiệp và lâm nghiệp là hai ngành mũi nhọn chiếm tỷ trọng cao trong cả nước so với các ngành khác Nguyên nhân do nông nghiệp là ngành sản xuất ra nguồn lương thực, thực phẩm chủ yếu cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, đóng góp vai trò không nhỏ vào tăng trưởng GDP của Việt Nam Còn ngành lâm nghiệp từ trước đến nay vẫn luôn giữ vững được vị thế của mình do nước ta có khí hậu nhiệt đới với 3⁄4 điện tích đất tự nhiên là đổi núi, các điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng rất thuận lợi cho sự phát triển sản xuất lâm nghiệp để cung cấp gỗ nguyên liệu, được liệu và các sản phẩm lâm sản ngoài gỗ phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước Tuy nhiên, hàng năm lượng phế thải sản sinh ra từ quá trình sản xuất, chế biến nông, lâm nghiệp là rất lớn với thành phan chat thải đa dạng, nhiều loại khó phân hủy tự nhiên và khó xử lý, đặc biệt là các chất thải giàu hàm lượng lignoeellulose Ngoài Ta, ở các địa phương có thể mạnh về sản xuất, chế biến các sản phẩm nông, lâm nghiệp, vấn đề về bãi chứa chất thải, nguy cơ đe đọa ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe cộng đồng đang là vấn đề bức xúc và nhận được sự quan tâm ngày càng nhiều của các nhà quản lý, nhà sản xuất, nhà nghiên cứu

Trên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước có thể thấy rằng các nghiên cứu về xử lý phế thải nông nghiệp để làm phân hữu cơ và biochar đã có rất nhiều, nguồn nguyên liệu lignocellulose cần xử lý cũng rất đa dạng Tuy nhiên, các nghiên cứu để chế tạo ra phân bón chất lượng từ các nguồn nguyên liệu giàu lignocellulose như bã thải rau mầm, bã thải dong riéng, min cua cây Keo để phục vụ cải tạo đất cũng chưa nhiều, vì vậy nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu bé sung thêm cơ sở khoa học và dữ liệu về một số loại phân bón được sản xuất từ nguồn phụ phẩm nông, lâm nghiệp, từ đó có thể định hướng sử dụng tốt trong nông nghiệp

1.1 Công thức ủ phân và phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa sinh học, đánh giá phân hữu cơ (compos£)

1.1.1 Công thức ủ phân hữu cơ

- Công thức ủ phân hữu cơ từ bã thải rau mầm:

Bảng 1 Các công thức i phan compost tir ba thai rau mam

Công thức thí | Vật liệu hữu cơ Chế phẩm vỉ sinh Urê nghiệm COMPOST MAKER

CTI (Đôi 100% BTRM (20 kg) 200 g 180 g chứng)

CT2 60% BTRM (12 kg) + 40% 200 g 237 rom ra (8 kg)

CT3 60% BTRM (12 kg) + 40% 200 g 45g phân bò (8 kg)

CT4 60% BTRM (12 kg) + 40% 200 g 160 g thân cây đậu tương (8 kg)

Ghi chú: BTRM — Bã thải rau mẫm - Công thức ủ phân hữu cơ từ bã thải đong riềng:

Bảng 2 Các công thức ủ phân compost từ bã thải dong riềng

Công thức thí | Vật liệu hữu cơ Chế phẩm vi sinh Uré nghiém COMPOST MAKER

CT0 (Đôi 100% BTDR (20 kg) 200 g 80g chứng)

CTI 60% BTDR (12 kg) + 40% rơm | 200 g 178g ra (8 kg)

CT2 60% BTDR (12 kg) + 40% 200g 0g phân bò (8 kg) cB 60% BTDR (12 kg) + 40% 200g 102 g thân cây đậu tương (8 kg) :

Ghi chú: BTDR — Bã thải dong riềng

1.1.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu lj, hóa sinh học của phân hữu cơ

Các phương pháp phân tích một số chỉ tiêu lý hóa học của phân hữu cơ được liệt kê trong bảng sau:

Bang 3 Cac chi tiéu danh giá phân hữu cơ

STT Chi tiéu phan tich Phương pháp thir

10 Hăm lượng Mỹ TCVN 9285:2012 hoặc

11 Hàm lượng Cu, Zn, Pb, Cd TCVN 6496:2009

12 Hàm lượng As tổng số TCVN 8467:2010

1.1.3 Phương pháp đánh giá màu sắc, độ chín và độc tính thực vật của phân hữu cơ a Màu sắc: Quan sắt trực tiếp và ghi lại màn sắc của nguyên liệu trong đồng ủ b Thử nghiệm độ chín và độc tính thực vật của phân bón hữu cơ

Các thử nghiệm về độ én định và chất lượng của phân compost có thể cho biết liệu một phân compost đã chín và sẵn sàng để sử đụng cho cây trồng hay chưa Sau đây là một số thử nghiệm đánh giá chất lượng cia phan compost (Bang 4)

Bảng 4 Các thứ nghiệm chất lượng của phân eompost

Ly + oa : Các tính chất được „

Loại thử nghiệm | Tên vẽ Phương pháp thử kiêm tra ko gs ` Thử nghiệm Sự phát triên mùi của Độ ôn định (độ * : TMECC 05.06-A [1] mg băng lọ phân compost chín) của phân = - — -

Thử nghiệm tự | Sản xuât nhiệt (sinh bón ca 4 ` TMECC 05.08-D [1] sinh nhiét nhiét) cua phan compost is Anh hưởng đên sự nảy x Thử độc tính mi sử

Chât lượng : mam cua hat gidng va TMECC 05.05-B [1]

, thực vật , Sow tăng trưởng của rê cây

Thêm nước vào mẫu phân compost cho tới khi cảm thấy mẫu đã âm nhưng không bị sững nước (độ âm khoảng 50-60%) Đặt mẫu phân này vào trong một chiếc lọ, đóng kín lọ và để trong một tuần ở nhiệt độ phòng (20 — 30%C) Sau một tuần, mở nắp lọ ra và đánh giá cảm quan mùi của phân bón Nếu ngửi thấy mùi dễ chịu giống như mùi đất thì phân compost đã chín Nếu nó chưa chín thì mùi sẽ thối và có thể nhìn thấy được sự phát triển của nắm mốc hoặc các loại nắm khác trong lọ chứa phân compost

* Thử nghiệm tự sinh nhiệt:

Thử nghiệm này dùng để xác định xem chất hữu cơ đã phân hủy hoàn toàn chưa, dựa trên sự sản sinh nhiệt bởi các vi sinh vật trong các điều kiện tối ưu :

Dé day phan compost cd độ âm 40 — 50% vào bình chứa dung tich 5 lit Dong kin bình chứa và cách nhiệt nó bằng một lớp bọt biển Sau 3 ngày, mở bình chứa ra và đo nhiệt độ của phân compost Nếu nhiệt độ cao hơn một vài độ so với nhiệt độ không khí xung quanh thì chứng tỏ phân compost vẫn chưa ổn định, có nghĩa là chất hữu cơ có sẵn vẫn chưa bị phân hủy hoàn toàn

* Thử độc tính thực vật của phân bón:

Lắc đều hỗn hợp phân bón và nước cất (tỉ lệ 1:3) trong 1h, sau đó loc dung dich bang giấy lọc

Hút 10 ml dịch lọc nguyên nồng độ và pha loãng 10 lần bằng nước cất Sau đó, hut 10 ml méi dung dich thử (dịch chiết nguyên nồng độ, địch chiết pha loãng 10 lần, nước cất) bổ sung vào đĩa petri đường kính

9 em đã được đặt trước trong đó một tắm giấy lọc đường kính 7,5 em Dùng 10 hạt giống củ cải trắng

(Raphanus sativus L.) rải đều lên trên giấy ở trong mỗi đĩa Petri Các đĩa Petri được bọc lại bằng màng Parafilm và được ủ trong bóng tối ở 25°C trong 48h Sau quá trình ủ, tiến hành đo chiều đài của rễ và đếm số hạt nay mầm Các chỉ tiêu đo được trong các đĩa có dịch thử là nước cất được sử dụng làm đối

4 chứng (CTĐC) Các chỉ tiêu đo được trong các đĩa có dịch thử là dịch chiết nguyên nồng độ và dịch chiết pha loãng 10 lần thuộc các kết quả thí nghiệm (CTTN): Chỉ số nảy mầm (GI) được tính toán theo công thức sau:

_ Trưng bình số hạt nảy mầm trong CTEN Chiều dài trung bình của rễ trong CTTN x 100% aang bình số hạt nảy mầm trong CŒ TĐC* Chiều dài trưng bình của rễ trong CTĐC

Chỉ số nảy mầm (GI) được so sánh với bảng 5:

Bang 5 Chỉ số náy mầm của cây

Chỉ số nảy mầm Đánh giá

80 — 100% KHÔNG kìm hãm sự phát triên của _

1.2 Phương phỏp phõn tớch cỏc chỉ tiờu húa học của phõn than sinh bọc, phõn nhảọ chậm

Một số chỉ tiêu phân tích để đánh giá đặc tính lý hóa học của than sinh học, phân nhả chậm được liệt kê trong bảng sau:

Bảng 6 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học của than sinh học va phan nha chim

STT | Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử

AOAC 994.16-1997

2 Dung lượng cation trao đổi (CEC) meq/100g TCVN 8466:2010

3 Chat hitu co OM % TCVN 9294:2012

7 KzO tổng số (%) TCVN 8562:2010 § Ca?! meq/100g TCVN 9284:2012

2 BO SO LIEU ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CỦA CÁC LOẠI PHÂN BÓN ĐƯỢC SẲN XUẤT (TẠI

VÙNG NGHIÊN CỨU)

2.1 Bộ số liệu đặc tính hóa học của phân hữu cơ có nguồn gốc từ bã thải rau mầm a Dinh giá tính chất của phân hữu cơ từ bã thải rau mm

Các chỉ tiêu đánh giá tính chất lý, hóa, sinh học của phân compost thành phẩm được liệt kê trong bảng sau:

Bảng 7 Số liệu về đặc tính của phan compost tir ba thai rau mim

Chỉ tiêu Công thức ú 108/2017/NĐ-CP và

CTI@C) |CT2 CT3 CT4 QCVN 01-189:2019/BNNPTNT Độ ẩm (%) 60,95 61,58 57,57 61,26 5

Vi khuẩn | KPH KPH KPH KPH | IÊ00> | IÊ00> | IÊ00> [ Ie00> - - ơ - - ÊI90/0> sự 8I IÊ0'0> | IÊ00> | IÊ00> | IÊ00> | IÊ00> = " = - > €190°0> PO LI 766 916 €Z0I | SZ0I | /9TI = 3 ; = 5 ZETI wdd qd 91 eyzs | gtts | /9pS | I10SS | Êế6S : = = ẽ = c069 uz SI s98 10°8 LOOT | I0ỉTI | 8I‘ZI = = = i y8S'yT ng ĐI t6I S8] SLT 971 OVI U02 3°81 781 K91 ết1 SI PS % 9°05 8°6r €6r Cúb 9'6y S6 6y €ob l6 vor 8y | uouNT%| OOdL| EI 00Ê LTE 6CE Tee V9E U0€ STE STE SE OE TLE 182 % Sĩ cc 9T v1 aa 9 9< sr tÊ 9T sế0 (001/Pem).5J | ýI vel tỳ z9 S OL t0I 09T 96 96 OL SZ (So0T/bout) 20 | II s6ov9 | ws | zs‘ee | zeze | I0ZS | SSúE | 038 | Sốb¿, | 60°8S | 89°LS 6€ (5001/80)'Q#1 | 01 y890 | 3IP0 | IIEO | 89E0 | /yÊ0 | 6/0 | Ê0S0 | 6ÊbO0 | Súr0 | cÊÊ0 | vz00 (%) *O#% 6 zg‘zsz | L99EÊ | y//60Ê | S0/0Z | 9IIPÊ | 0EZ9Z | 98Z0Ê | SZS0Z | I66IÊ |/Ê9EZ | v1 | G001/mM)đOf4 | 8 IÊE0 | 80ÊE0 | $8/Z0 | €/Z0 | I6ZÊ0 | S¿Ê0 | 0Sđ0 | 690 | ÊĐZ0 | Ê/Z0 Iz (%) 02d L csS 9y 082 9Cc vee 08€ 9y S0 y ror OL S9Z€ (8001/80) PN 9 60/0 | S0Z0 | S610 | zozo | zIt‘o | S6Z0 | ÊyZ0 | IIc0 | 9%ZÊ0 | ISIL90 yz00 (%)3N $ vece | ÿ92Z€ | 6U€E | 6IIEÊ | IE0E | seve | occ | LI/Z | 690ÊE | 380€ E0y (%) we Og v 619% | ĐSrÊ | Z6ET tre I90I | I0ếy | S€Efp | Z80€ | 0Iey | I891T 6x0 (%) NO € 0891 | 00%1 | 9/1 | ÊUSIL | 966 | 91 | 0031 | 9e%1 | 891 | 962 | ¿8 (8001/5901) F 282 Š 089 TE9 99 1/9 o's 98°9 6Ê9 69 9/9 I€S cs I9xHd I SLO PLO €LO ZLO 112 SED LO €LO ZLO LLO jai IS TW T8 (20t ng} H5 16S Ấg2 2u0x) Ẩy2u 97 neg WE URIS LOY) Oot) WIQIYSU I} ONY) Sugs oƠo 3u0.y YP EN ddy VOY AT "YD YUH dƠd Top Avy} Ag *Â SuLg

- Hàm lượng Ca?", Mẹ?" và CEC: Đất trước thí nghiệm nghèo hàm lượng Ca, Mg Sau khi được bón phân khoáng và phân hữu cơ hàm lượng này được cải thiện lên ngưỡng trung bình Riêng CT5 là công thức bón nhiều phân hữu cơ từ bã thải rau mầm nhất, hàm lượng Ca, Mg đã cải thiện được lên mức cao So với thời điểm sau 20 ngày trồng cây, hàm lượng Ca, Mg ở giai đoạn sau thu hoạch thấp hơn, do cây trồng trong quá trình sinh trưởng đã hút thu một phần Ca, Mg lam chất dinh dưỡng Giá trị CEC cũng có diễn biến tương tự, dung tích trao đổi cation của đất sau thí nghiệm đã được cải thiện từ ngưỡng thấp lên trung bình so với đối chứng

- Hàm lượng chất hữu cơ (OM): Bón phân hữu cơ với lượng từ 10 tấn/ha trở lên giúp cải thiện hàm lượng chất hữu cơ của đất từ mức nghèo lên mức trung bình Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, các chất hữu cơ của phân bón cũng bị khoáng hóa để cụng cấp dinh dưỡng dễ tiêu cho thực vật Vì vậy, đến khi kết thúc thí nghiệm trồng rau, hàm lượng chất hữu cơ còn lại trong đất không cao Tuy nhiên hàm lượng CHC ở những công thức sử dụng phân hữu cơ vẫn cao hơn so với đối chứng

- Hàm lượng NPX trong đất: Bón phân làm tăng thêm các chất đỉnh dưỡng cho đất Bón 15 tắn/ha phân hữu cơ từ bã thải rau mầm giúp cải thiện tốt nhất hàm lượng các chất dinh dưỡng của đất thí nghiệm

Trong quá trình sinh trưởng, mặc đù cây trồng đã lấy đi dưỡng chất NPK từ đất, phân bón để tạo ra năng suất, tuy nhiên hàm lượng các chất đinh dưỡng này còn lại trong đất ở các công thức được bón phân hữu cơ van cao hơn so với đối chứng Bón phân hữu cơ từ 10 tắn/ha trở lên giúp cải thiện hàm lượng nitơ tổng số từ ngưỡng trung bình lên giàu, nitơ dé tiêu từ nghèo lên ngưỡng trung bình Hàm lượng photpho tong số và đễ tiêu ở tất cả các công thức thí nghiệm đều ở mức giàu, hàm lượng này tăng lên ở các công thức bón thêm phân hữu cơ và tăng tỉ lệ thuận với lượng phân hữu cơ được bón vào đất Đất trước thí nghiệm đã rất giàu hàm lượng phốt pho, phân hữu cơ nghiên cứu cũng rất giàu phốt pho Vì vậy khi bón phân vào đất sẽ bổ sung thêm và duy trì được độ giàu phốt pho cho đất để cung cấp cho cây trồng Đất ban đầu rất nghèo hàm lượng kali, mặc dù bón phân hữu cơ đã cải thiện hàm lượng này lên so với đối chứng, tuy nhiên trong quá trình phát triển của mình cây cũng sử dụng kali để tạo năng suất vì vậy hàm lượng kali vẫn ở mức nghèo khi so sánh với thang đánh giá Tuy nhiên, hàm lượng kali dễ tiêu ở trong tất cả các công thức đều được đánh giá ở mức giàu, có giá trị tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng phân hữu cơ được bón vào đất

- Hàm lượng các nguyên tố KLN: Mặc đà ở tất cả các công thức thí nghiệm đều sử dụng phân khoáng và 4/5 công thức thí nghiệm sử dụng phân hữu cơ, nhưng đất sau thí nghiệm vẫn không bị ô nhiễm bởi kim loại nặng Hàm lượng các nguyên tố KLN trong đất sau thí nghiệm ở các công thức sử dụng phân hữu cơ thấp hơn so với đối chứng Nguyên nhân do một phan đã được cây trồng đồng hóa

Kết luận: Trong phạm vi thí nghiệm, bón phân hữu cơ từ bã thải ran mầm với lượng 10 - 15 tắn/ha giúp cải thiện tốt nhất các tính chất lý, hóa học của đất xám bạc màu trồng rau cải xanh

2.2.2 Bộ số liệu theo dõi sinh trưởng và năng suất của cây rau củi xanh khi được bón phân hữu cơ từ bã thải dong riằng

Kết quả theo dõi ảnh hưởng của phân hữu cơ chế biến từ bã thải rau mầm đến sinh trưởng, năng suất của cây rau cải được tổng hợp trong bảng 4.

%S6 4B un Op 194 ay Buoys nIysu £ 99 nw 1ỊMỊQ Suny opYy IOS AS 149 199 IGW SuND ue.n (““p ‘9 “q ‘D) NOY oYY Ip BYD OP-D -nYyo 14D

9670 ÿ0|_ C0] c0| Ê0 0 ÿZ| ZZ| 6Ê| ST Ê0 90| P0| c0| Ê0 0| €00ŒST SL €Ê| I7| /€| re 0 €92| €cC0| €6| ÊZ6| 8% Le| €Ê| 0€| TƑ 0 %A42 S082 q°b9°0 s89 | sa€9| số| SE] ST] SHE] s8Ê€Z|as98I|a601| s€Ê| sZ¿| 0⁄| a¿€| 6%] OC SLO 969€ 280 p8 ¿| pẩ/| aPS| ạlP| ST] s/S€| s€e| 861 | IT] s9€ 8| GL] pSL| s0S| s0€ yL2 S9TT qlế€0| sa(9| s/9| s8| sE€| ST] ôạẩ8I|ôq9/I| sE€Êl| ạœỳ8| sẫ€ q9| q/9| saF€| SV} 20°E care) ybS“ 48€0| s399| sẩ9| ạ9%6| sỹÊf| sâ€Z| Š0Z| q86l|œ61l| ạZ6| ME} OL] 469| s3 €| s48 ÿ| s0 s12 ÊI?1 s{{Ê0| s9S| sửS| sY| sế€| ST] s69I| sZ9I| s/€l| OL] SE] 9] s8S| s#t| s0| AOC 112 dứ¿ou | Ág8u | ẹ8u | AeSu | ugy | gứẻou | “8u | Áẹ8u | “g8u | ugn | yotoy Aesu | AeSu | AeBu | ugy ny 0€ oc | OL | agp | ny 0Ê 0 0T | nẹp ny} 0Ê 0œ 0I tiep 2/8] ỉunq/3j | Á€3N | 19s nes neg | Aesn | Ae3N neg nes neg | AesnN | ẤÊ3N neg nes nes | Aesn 141 9Ä} ont ron ygns SugN (9) g] eno Bugs netyD (to) Ago eno yutg Suny ovo ngryD (Ago/e1) 1802 BI OS 3u02 uiệJJ3u TU} 2u} ệu02 2g2 8u01 6X TED NEI END Jyns 3ugu A 8uom) us 8s tp 0a nb 385 'y đuyq

Kết quả từ bảng 4 cho thấy, các chỉ tiêu về số lá, bề rộng, chiều cao của cây rau cải xanh trong 10 ngày đầu tiên sau trồng gẦn như không khác biệt nhau giữa các công thức thứ nghiệm Từ sau ngày thứ 10 các chỉ tiêu này thấy rõ sự khác biệt trong các công thức thí nghiệm Sự khác biệt càng rõ hơn ở giai đoạn 30 ngày đến khi thu hoạch Trong đó CT4 và CT5 cho sự sinh trưởng tốt nhất về số lá, chiều rộng lá, chiều cao cây và khác biệt rõ rệt so với đối chứng và các công thức thí nghiệm còn lại Tuy vậy, năng suất thu được của CT5 (bón nhiều phân nhất) lại không khác biệt so với CT2 và CT3 (bón ít phân hơn) Chỉ có CT4 với lượng bón phân hữu cơ là 10 tan/ha cho năng suất rau cải cao nhất (0,85 kg/thùng tương đương với 3,696 kg/m”) và khác biệt có ý nghĩa so với các công thức còn lại Công thức đối chứng (CT1) luôn có sự sinh trưởng kém nhất và cho năng suất thu hoạch thấp nhất

99/2008/OD-BNN

Kim loai nang va nitrat là các chỉ tiêu quan trọng phản ánh chất lượng và mức độ an toàn của nông sản Theo tiêu chuẩn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (99/2008/QĐ-BNN) và tiêu chuẩn của FAO/WHO 1993, nếu hàm lượng nitrat trong phần lớn rau ăn lá họ cải mà thấp hơn 500 mg/kg rau tươi thì rau được coi là an toàn về chỉ tiêu nitrat Kết quả phân tích hàm lượng NOz trong rau cải của các công thức thí nghiệm không có sự chênh lệch nhiều và đều nằm trong ngưỡng an toàn khi đối chiếu với tiêu chuẩn 99/2008/QĐ-BNN và quy định của FAO/WHO Kết quả về hàm lượng KLN trong rau cai khi đối chiếu với QCVN 8-2:2011/BYT cũng cho thấy rau không bị ô nhiễm bởi Pb, Cd, As

2.3 Bộ số liệu kết quả phân tích đất và năng suất, chất lượng cây trồng sau thí nghiệm sử dụng phân bón hữu cơ chế biến từ bã thải dong riéng

2.3.1 Bộ số liệu kết quả phân tích tính chất lÿ bóa của đất sau thí nghiệm sử dụng phân hữu cơ chệ biển từ bố thai dong riêng

Kết quả phân tích ảnh hưởng của phân hữu cơ chế biến từ bã thải rau mầm đến tính chất của đất được thể hiện ở bảng 6 Các số liệu cho thấy, bón phân hữu cơ đã làm thay đổi các tính chất lý hóa học của đất theo chiều hướng tích cực

_-pHcủa đối: được cải thiện từ mức chua nhẹ (BC) lên mức gần trung tính (CT2, CT3) và trung tính (CT4, CTS)

- Thành phần cơ giới (TPCG), độ âm của đất: Tất cả các công thức sử dụng phân bón hữu cơ theo thời gian thí nghiệm đều lam ting % cấp hạt sét và limon và giảm cấp hạt cát trong đất Điều này là do lượng chất hữu cơ cao trong phân bón đã làm tăng tính gắn kết của đất, cải thiện cấu trúc đất giúp tăng khả năng giữ nước, chất dinh dưỡng của đất % cấp hạt sét và limon trong đất sau thí nghiệm bón phân và trồng cây ở CT4, CT5 là cao nhất Độ âm của đất ở các công thức có bón phân hữu cơ cũng tốt hơn so với công thức đối chứng

- Hàm luong Ca, Mg va CEC cia dat: Bon phan hữu cơ đã cải thiện hàm lượng Ca, Mg từ ngưỡng nghèo lên trung bình Tuy nhiên tổng hàm lượng của chúng trong đất sau thí nghiệm cũng không cao mặc dù đất đã được bổ sung phân hữu cơ có hàm lượng canxi, magie khá cao Nguyên nhân do một phần Ca, Mg bi cay trong lẫy đi theo năng suất thu hoạch Giá trị CEC ở các công thức bón phân cao hơn rõ rệt so với công thức đối chứng Sau thí nghiệm, CEC của đất được cải thiện từ trung bình (10,25 meq/100g) lên mức cao (24,05 — 27,375 meq/100g)

- Hàm lượng CHC của đất: Bón phân hữu cơ đã làm tăng hàm lượng CHC trong đất so với đối chứng, tuy nhiên mức độ cải thiện không cao Vì đất ban đầu rất nghèo chất hữu cơ, nên khi phân hữu cơ được bổ sung vào đất đã bị khoáng hóa rất nhanh để cung cấp đỉnh đưỡng đễ tiêu cho cây trồng Do vậy, sau thí nghiệm trồng cây, chỉ ở các công thức CT4, CT5 được bón từ 10 tấn phân hữu cơ trở lên hàm lượng CHC mới được cải thiện từ mức rất nghèo lên nghèo

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng NPK: Bón phân hữu cơ từ bã thải dong riềng với lượng >10 tân/ha giúp cải thiện hàm lượng ni tơ tổng số từ mức nghèo lên trung bình, cải thiện hàm lượng ni tơ dễ tiêu từ nghèo lên giàu Đất trước thí nghiệm đều rất giàu hàm lượng phốt pho, vì vậy khi được bổ sung thêm phân hữu cơ sẽ làm giàu thêm hàm lượng này trong đất mặc dù một phần phốt pho đã bị cây trồng lấy đi theo năng suất thu hoạch Bón phân hữu cơ làm tăng hàm lượng kali trong đất, tuy nhiên hàm lượng tông số của kali vẫn ở mức nghèo Ngược lại phân hữu cơ đã nâng hàm lượng kali đễ tiêu từ mức nghèo lên mức trung bình (CT3), giàu (CT4, CT5) do trong phân hữu cơ có sẵn hàm lượng kali hữu đụng cao

6Ê00> | ÊÊ0'0> | cÊ00> | ZE0O> | ZEO0O> : - - 5 š €190°0> sv 81 6Ê0/0> | ZÊ00> | ÊÊ00> | 6Ê00> | c0 0> - - 5 = = €190'0> PO LI 716 966 yế0I1 | /901 | SETI = - - - - TEC ưdd qd 9T gies | ứÊpS | I109S | /ế¿S | Cế6S - - - 5 = 7069 uz SI 10°8 S89 S90I | 9601 | S/ZI = - - - = v8s‘rl n2 v1 861 8T /LT S91 6 Ê1 v6 I's ELI Ê9I Trl SI WS % zos | 66r | cor | ssp | o'er | stor | cop | cep | csp | 6y sly ner 1Í poaL | €1 00€ LTE OEE L'vộ so S0E 9E ve vse 82E TLE 12 % LST 88”T T ST T co t9 sức ST :| SLT SLET so | @oot/bour) sw | ZT € S€ SLE sức 88T SLE Sy SST> Str € ST (So0T/bow) 29 | II 8I€Ê| ÊZ0Z] €ếlI 8879 IộL esze | Ê8ZÊE | I866 | I€0I 116 6€ (8001/80)đQ#W | 01 Leeo | 8/Z0 | 66U0 | 6ÊEI0 | IÊ00 | tr90 | zyý0 | zyÊ0 | Êyc0 | 6800 | tz00 (%)°O# 6 gece | €ỳĐ€ | 90/E | €8ĐE | 6l9€ | S9/y | Ê/y | 9y | LỮ@y | 0y ypIE | Œ001/0)#0f4| 3 "I0 cc0 0Ê0 0Ê0 €7'0 8tr0 Ir0 T€0 cc0 Z0 1Z0 (%) “O%d L sy9'9 | 0€Ê9 S9“Ê tứ€ SESE EL t0” SLEV 67 y0"y S9TE (5001/80) ?N 9 910 | ZII0 | Ê/00 | 9800 | 6200 | 33810 | $€E0 | €ÊT0 | ÊÊEf0 | E800 | te00 (%)3N € s‘es S6S cọc 78S Szs gs 09 S“y9 LS ss €0r (%) We OG v /0ST | Đ8yTI | SIE0 6Êc0| Ê/Z0 | ts0 | 607 Trt | 60/1 | ses 6€0 (%) NO € SLe‘Lz | st9‘9z | so’ve | su8w1 | sế0L | se | ết€ | sứ | szgt! scr | ¿8% 001009) | 282 cco z09 6S 65°S bss 69 89 9 sz9 z9 G apd I | NE SLO LAI) €LO ZLO 112 SLO pLO €LO c12 112 agmg nen HD 18 (20t ny} My neg Ago Sug.) Aydu oz neg WE UBIS LOY} Coy} WAgTYSu IY} ONY) Bug 2g2 8uoa 1ÿD #02 2ụ YoY 4] 1ÿ2 uJ) 2ÿ tp Êeu ủS °9 đupqr

- Hàm lượng các nguyên tổ vi lượng và KLN: Hàm lượng những nguyên tố này trong các công thức sử dụng phân hữu cơ đều giảm đi so với công thức đối chứng do một phần chúng bị hút thu bởi cây rau cải trong quá trình trồng

2.3.2 Bộ số liệu theo dõi sinh trưởng và năng suất của cây rau cải xanh khi được bón phân hữu cơ từ bã thải dong riéng

Kết quả theo đối ảnh hưởng của phân hữu cơ chế biến từ bã thải rau mầm đến sinh trưởng, năng suất của cây rau cải được tổng hợp trong bảng 7

Bón phân hữu cơ đã hỗ trợ rất tốt cho quá trình sinh trưởng và tạo năng suất của cây rau cải trên đất thí nghiệm Các chỉ tiêu về số lá, chiều cao cây, chiều rộng lá ở các công thức sử dụng phân hữu cơ đều cao hơn so với đối chứng Trong đó, bón phân từ bã thải dong riềng với lượng 5 tan/ha đã thúc đây sự sinh trưởng tương đương với bón 10 tắn/ha phân chuồng địa phương, thêm vào đó năng suất thu được _ còn đạt giá trị cao hơn Sự sinh trưởng của rau cải ở công thức CT4 sử dụng 10 tấn phân hữu cơ từ bã thải dong riềng là tốt nhất, công thức này cũng cho năng suất cao nhất Q, 418 kg/m’), tăng gấp 3,5 lần so với đối chứng Việc gia tang lượng bón phân hữu cơ từ bã thải dong riềng lên 15 tắn/ha cũng không làm tăng thêm sinh trưởng và năng suất cây trồng, thậm chí năng suất còn bị giảm 1,15 lần so với việc chỉ bón 10 tấn/ha phân hữu cơ

Kết luận: Lượng bón tối ưu phân hữu cờ (chế biến từ bã thải dong riềng) cho cây rau cải xanh trên đất xám bạc màu nghiên cứu 1a 10 tan/ha

96G6 ÁÐ2 UIH Op 194 ay Suoy nydu £ 02 fiptl yusg Suny opyy tos AS 149 199 1Gui Bund ua.n (““p ‘0 “gq '0) TIDIU 2P †P2 1142 2p2 :†J2 YD

6000 Đ0| 80| 90| f9 0 Ê0 #0 Ê0 z0 Z0 z0 Ê0 v0 Z0 0| So0dST eT LƠ 19 ÿ€| ÊC 0 IÊ| FP7| 0P) €CÊ| oI? c0 ST 9T 60 0 MAD Sst p¿86'0| 3601| sý$| số/| qẫS et 2ẽ 9 | sa€S | sa | ạ@6Ê| sE€| pE0ố| p/8I| 6ST | pOTI| 2S'9 SLO 8Iy2 sÊ€90 | sýlII| ¿8| sẫ/¿| sẫS vt ob9 | p‡ẩS| q0 | s40Y| vế€| s/Iế| sÊf6l| pI⁄I| sŸÊfl| s€9 y1 cứốT al PEO q66 | QL] sỳ9| q6? 2f 49€ | saZ€| Dh] LE] CE} 68E| BOT] LEl| OIL] sẽ9 €LO ¿011 q666 0 q06 | a//| sZ9| sẩ 2f a S| aS] Mr] LE] eC] ghOL| q@SI| q#ẩÊl| gl'6| sŸ9 CLO zs6'0 eLSTO| s]8| svỹ9| sẫS| vẫY ef] | Or] GE] LE] vẫÊ| WET] ET! OTL] s€8| sẽ9 ILO qứ#oq | Agdu | Êy8u | Ấy8u | uẹn | qoẻouq | Ấg8u | Áe8u | “8u | uẹn | yowoy | 4e8u | Ág8u | Seu | uy nụ 0E 0 Or TIỆp II 0E 0 Or tiệp ng 0E 07 Or HẸP ¿u/3y | đuqui8 | Áe3ÄN | aes | nes | mes | “€3N | “€3N | nœs | mes | mes | Ấ€3N | “€3N | me nes neg | Ae3n ny} ony} 901 1074 1s 2ugN, (Êgo/I) 1ẩ! #[ 0S (9) eT eno 8ưội nerq2 (to) Êgo 009 quịq 8urrị 0o nạ) u02 urTJẩu J} 211) 302 22 ẩđu0411 qu#X 182 n1 #12 gIs đugu A SUNY YUIS As lop oayj END IWMI ' Sug

2.3.3 Kết quả đánh giá chất lượng rau cải xanh trồng trong các công thức thí nghiệm Kết quả phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của rau cải thu được trong các công thức thí nghiệm được thê hiện trong bảng đưới đây:

Bảng 8 Một số chí tiêu đánh giá chất lượng rau cải xanh

Công thức | CTI CT2 CT3 CT4 C15 Thang

NOs (mg/kg rau tươi) 38,5 40,7 52,4 67,2 78,9 < 500°

Pb (mg/kg rau tuoi) 0,0049 0,0079 0,0066 0,0091 0,0066