Nghiên cứu ứng dụng quy trình b2004 32 66 sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã quang phục huyện tứ kỳ tỉnh hải dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG QUY TRÌNH B2004-32-66 SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI XÃ QUANG PHỤC HUYỆN TỨ KỲ TỈNH HẢI DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG QUY TRÌNH B2004-32-66 SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI XÃ QUANG PHỤC HUYỆN TỨ KỲ TỈNH HẢI DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ : 60.44.03.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN XUÂN THÀNH HÀ NỘI - 2014 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Nội dung đề tài này là những kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng hợp từ công trình nghiên cứu, các công tác thực địa, phân tích do tôi trực tiếp tham gia thực hiện. Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc ./. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Trần Xuân Thắng Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: + Ban giám Đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam, khoa Môi Trường, cùng các Thầy Cô giáo đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian tôi tham gia khóa học của Trường. + PGS.TS. Nguyễn Xuân Thành đã hết lòng quan tâm, trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. + Trung tâm quan trắc và phân tích môi trường Tỉnh Hải Dương + Bộ môn vi sinh – Khoa Môi trường – Học viện Nông nghiệp Việt Nam. + Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, huyện Tứ Kỳ - Tỉnh Hải Dương. + Phòng Tài nguyên và Môi trường, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương + UBND xã Quang Phục – Huyện Tứ Kỳ - Tỉnh Hải Dương Xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình đã giúp đỡ động viên, đóng góp ý kiến trong suốt quá trình học tập . TÁC GIẢ LUẬN VĂN Trần Xuân Thắng Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined. LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined. MỤC LỤC Error! Bookmark not defined. TÊN BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ vii DANH MỤC VIẾT TẮT Error! Bookmark not defined.ii MỞ ĐẦU 0 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3 Yêu cầu: 2 Chương 1TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3 1.1. Tình hình sử dụng và nhu cầu phân hữu cơ ở Việt Nam 3 1.2. Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới và Việt Nam. 6 1.2.1. Khái niệm, nguồn gốc, thành phần và phân loại phế thải đồng ruộng 6 1.2.2. Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới. 9 1.2.3. Thực trạng phế thải đồng ruộng ở Việt Nam. 13 1.3. Tác động của phế thải đồng ruộng đến môi trường và sức khỏe con người. 16 1.4. Cơ sở khoa học và quy trình công nghệ xử lý phế thải hữu cơ. 17 1.4.1. Xenluloza, cơ chế thủy phân và vsv phân giải Xenluloza 19 1.4.2. Hemixenluloza, cơ chế thủy phân và vsv phân giải Hemixenluloza 22 1.4.3. Lignin, cơ chế thủy phân và vi sinh vật phân giải Lignin 24 1.5. Các phương pháp xử lý phế thải đồng ruộng hiện nay. 25 1.5.1. Phương pháp chôn lấp 26 1.5.2. Phương pháp đốt 27 1.5.3. Phương pháp sinh học 27 1.6. Một số ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong xử lý phế thải đồng ruộng 30 1.6.1. Làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ sinh học 30 1.6.2. Làm nguyên liệu sản xuất khí sinh học 32 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 1.6.3. Làm nguyên liệu sản xuất nấm rơm 34 1.7. Tổng quan về quy trình B2004-32-66 35 1.7.1. Giới thiệu về quy trình B2004-32-66 35 1.7.2. Một số kết quả thu được từ việc ứng dụng quy trình B2004-32-66. 36 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 39 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 39 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 39 2.2. Nội dung nghiên cứu 39 2.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Quang Phục 39 2.2.2. Hiện trạng phế thải đồng ruộng trên địa bàn xã Quang Phục 39 2.2.3 Các hình thức xử lý phế thải đồng ruộng 39 2.2.4. Ứng dụng quy trình B2004 – 32 – 66 trên tàn dư thực vật ở quy mô hộ gia đình bằng chế phẩm vi sinh vật. 39 2.2.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội và môi trường của đề tài nghiên cứu 39 2.2.6. Đề xuất biện pháp xử lý phế thải đồng ruộng. 39 2.3. Phương pháp nghiên cứu 40 2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu 40 2.4. Phương pháp xử lý số liệu 41 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42 3.1. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội của xã Quang Phục, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương. 42 3.1.1. Đặc điểm tự nhiên 42 3.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội 44 3.2. Hiện trạng phế thải đồng ruộng xã Quang Phục 48 3.2.1. Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính năm 2013 xã Quang Phục 48 3.2.2. Thành phần, khối lượng phế thải đồng ruộng 49 3.2.3. Các hình thức quản lý, xử lý phế thải đồng ruộng tại xã Quang Phục 50 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v 3.2.4. Thuận lợi và khó khăn trong công tác thu gom và xử lý phế thải đồng ruộng. 53 3.3. Đánh giá chung về công tác quản lý và xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng bảo vệ môi trường tại xã Quang Phục 54 3.4. Ứng dụng quy trình xử lý và tái chế phế thải đồng ruộng B2004-32- 66 thành phân bón hữu cơ bón cho cây trồng tại xã Quang Phục. 55 3.4.1 Quy trình xử lý 55 3.4.2. Diễn biến nhiệt độ của đống ủ trong vòng 30 ngày. 56 3.4.3 Kết quả phân tích tàn dư cây lúa trước và sau khi ủ (30 ngày) 58 3.4.4. Quá trình tái chế tàn dư rơm rạ thành phân hữu cơ 59 3.4.5. Chất lượng thành phẩm 59 3.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội 61 3.5.1. Đánh giá hiệu quả xã hội của đề tài 61 3.5.2. Đánh giá hiệu quả môi trường của đề tài 61 3.5.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế của đề tài 61 3.6 Đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quả quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng tại xã Quang Phục 63 3.6.1. Giải pháp tuyên truyền giáo dục cộng đồng 63 3.6.2. Giải pháp đầu tư 63 3.6.3. Giải pháp công nghệ. 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 1. Kết luận 65 2. Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Khuyến cáo lượng phân hữu cơ dùng cho một số loại cây trồng 4 Bảng 1.2: Ước lượng nhu cầu phân hữu cơ cho sản xuất nông nghiệp 5 Bảng 1.3. Thành phần chất thải trong trồng trọt 10 Bảng 1.4. Lượng chất thải hữu cơ trên thế giới năm 2010. 10 Bảng 1.5. Sản lượng khí sinh học sinh ra từ một số nguyên liệu hữu cơ 33 Bảng 1.6: Ảnh hưởng của phân hữu cơ tái chế từ phế phụ phẩm nông nghiệp đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên một số loại đất vùng đồng bằng và trung du Bắc bộ 38 Bảng 3.1 Phân loại đất theo nguồn gốc phát sinh trên địa bàn xã Quang phục 44 Bảng 3.2. Hiện trạng phân bố dân cư xã Quang Phục 45 Bảng 3.3: Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính năm 2013 trên địa bàn xã Quang Phục 48 Bảng 3.4. Lượng tàn dư thực vật trên đồng ruộng của xã Quang Phục năm 2013 49 Bảng 3.5. Tổng phế thải trên đồng ruộng theo thành phần của xã quang phục năm 2013 50 Bảng 3.6.: Kết quả điều tra tình hình quản lý phế thải đồng ruộng trên địa bàn xã Quang Phục 51 Bảng 3.7. Hình thức xử lý phế thải đồng ruộng của xã Quang Phục 51 Bảng 3.8 Các nguyên liệu dùng chế biến phân hữu cơ 55 Bảng 3.9 Diễn biến nhiệt độ trong đống ủ của tàn dư cây lúa 57 Bảng 3.10 Kết quả phân tích tàn dư cây lúa sau 30 ngày ủ 58 Bảng 3.11 Chất lượng của phân hữu cơ tái chế từ rơm rạ tại xã Quang Phục, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương 59 Bảng 3.12. Chất lượng của phân hữu cơ chế biến từ rơm rạ và một số loại phân hữu cơ khác tại địa phương 60 Bảng 3.13. Khối lượng phân hữu cơ được tạo ra từ phế phụ phẩm đồng ruộng và hiệu quả kinh tế 62 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 1.1: Các nguồn phát sinh chất thải rắn nông nghiệp 7 Hình 1.2. Hình ảnh 3D hợp chất cao phân tử Cellulose 19 Hình 1.3: Mô hình phân giải Xenluloza 21 Hình 1.4: Các phương pháp xử lý chất thải hữu cơ có nguồn gốc thực vật, động vật. 26 Hình 1.5. Quy trình sản xuất phân hữu cơ sinh học từ rác thải hữu cơ của nhà máy chế biến phế thải Việt Trì, Phú Thọ 31 Hình 1.6: Nguyên lý công nghệ lên men metan 34 Sơ đồ 1.1 : Quy trình xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng 35 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii DANH MỤC VIẾT TẮT HCBVTV KH – KT TCVN VSV UBND CTTN CTĐC ĐC TN RR PS Hóa chất bảo vệ thực vật Khoa học – Kỹ thuật Tiêu chuẩn Việt Nam Vi sinh vật Ủy ban nhân dân Công thức thí nghiệm Công thức đối chứng Đối chứng Thí nghiệm Rơm rạ Phù sa [...]... Ứng dụng quy trình B2004- 32- 66 sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Quang Phục huyện Tứ Kỳ - Tỉnh Hải Dương 1.3 Yêu cầu: - Chỉ ra được các hình thức xử lý phế thải đồng ruộng tại xã Quang Phục, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương và ưu nhược điểm của từng hình thức xử lý; - Khả năng ứng dụng dụng quy trình B2004- 32- 66 sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại địa bàn nghiên. .. sự phân công của Khoa Môi – Học viện Nông Nghiệp Việt Nam, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ứng dụng quy trình B2004- 32- 66 sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Quang Phục huyện Tứ Kỳ - Tỉnh Hải Dương 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá thực trạng phế thải đồng ruộng tại xã Quang Phục, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương (khối lượng, thành phần của phế thải đồng ruộng) - Ứng. .. phân bón trong nước là có thể xảy ra Vì thế, trong thời gian tới chúng ta cần nhanh chóng thay đổi tập quán bón phân, thay thế dần việc bón đạm đơn thuần bằng việc bón phân hỗn hợp NPK, sử dụng các loại phân hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh, các loại phân hữu cơ tận dụng từ nguồn phân xanh, phế phẩm nông nghiệp trong gia đình Thực tế, hiện nay lượng phân hữu cơ trong nước sản xuất chưa cao, lượng phân hữu. .. phần tạo ra phân hữu cơ tại chỗ trả lại cho đất, giảm bớt chi phí cho người nông dân Quang Phục là một xã thuộc huyện Tứ Kỳ tỉnh Hải Dương, dân số sống chủ yếu bằng nghề nông, vì vậy lượng phế thải nông nghiệp sau khi thu hoạch là khá lớn Trước đây, phần lớn phế thải nông nghiệp sau thu hoạch dùng để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc nhưng mấy năm trở lại đây đời sống người Học viện Nông nghiệp Việt... hữu cơ còn thiếu, sử dụng phân hữu cơ chưa được tiện dụng bằng các loại phân vô cơ nên việc bón phân hữu cơ cho cây trồng còn chưa đủ, ngoại trừ rau và một số loại cây trồng có giá trị cao mới được nông dân đầu tư phân hữu cơ Do vậy, trong thời gian tới việc sản xuất phân hữu cơ các loại có hàm lượng dinh Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 dưỡng cao, tiện dụng. .. được tầm quan trọng của vsv đối với con người và sản xuất nông nghiệp Và con người đã biết ứng dụng nó vào việc ủ chất thải hữu cơ (lá cây, phân gia súc) làm phân bón, trả lại một phần hữu cơ cho đất Hutchingson và Richards (1921) là người đầu tiên nghiên cứu quá trình ủ phân Tiếp theo, Horward đã đưa ra “phương pháp hữu cơ tức là trộn xác hữu cơ với phân gia súc theo tỉ lệ 3:1 có đảo trộn thường xuyên... cần thiết vừa hướng nông dân quen dần với việc sử dụng phân hữu cơ đồng thời làm giảm áp lực nhập khẩu phân bón Lợi ích của việc sử dụng phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp đã được thực tế và nhiều công trình khoa học chứng minh trong việc duy trì độ phì nhiêu đất đai và chất lượng nông sản Bảng 1.1: Khuyến cáo lượng phân hữu cơ dùng cho một số loại cây trồng Cây trồng Lượng phân (tấn/ha) Ghi chú... của phương pháp xử lý phế thải hữu cơ bằng biện pháp sinh học (sử dụng các chế phẩm vsv) nhiều tác giả trong nước đã dầy công đầu tư thời gian và trí lực vào nghiên cứu, từng bước hoàn thiện quy trình xử lý phế thải hữu cơ một cách hoàn thiện và triệt để nhất tức là tìm mọi cách để biến phế thành “bảo”, góp phần giải quy t một vấn nạn môi trường là “rác thải và phế thải hữu cơ đồng thời cũng giảm... thành phẩm sau khi ủ có hàm lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu đối với cây trồng cao hơn so với đống ủ đối chứng ( Lê Văn Nhương, 2001) Năm 2004, tác giả Nguyễn Xuân Thành và các cộng sự đã nghiên cứu thành công đề tài khoa học cấp bộ B2004 – 32 – 66: “ Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng thành phân hữu cơ tại chỗ bón cho cây trồng” Quy trình sản xuất chế phẩm. .. đối chứng Hàm lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu và độ xốp tăng so với đống ủ không được xử lý Phân hữu cơ được tái chế từ phế thải đạt TCVN – 6169 – 1996, chất lượng phân sau 4 tháng vẫn đạt TCVN Khi thử nghiệm trên cây đậu tương cho kết quả: Phân hữu cơ vi sinh tái chế từ phế thải, rác thải hữu cơ có tác dụng làm tăng chiều cao cây, trọng lượng, tăng cường độ N phân tử và tăng năng suất hạt đậu tương từ . Nông Nghiệp Việt Nam, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ứng dụng quy trình B2004- 32- 66 sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Quang Phục huyện Tứ Kỳ - Tỉnh Hải. TRẦN XUÂN THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG QUY TRÌNH B2004- 32- 66 SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI XÃ QUANG PHỤC HUYỆN TỨ KỲ TỈNH HẢI DƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ. xã Quang Phục, huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương và ưu nhược điểm của từng hình thức xử lý; - Khả năng ứng dụng dụng quy trình B2004- 32- 66 sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại