Nghiên cứu quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân - Tp Thái Nguyên.

Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất phân bón hữu cơ si

NGUYỄN THỊ KIỀU

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TỪ NGUỒN PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI XÃ PHÚC XUÂN – THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi

trường trong thời gian thực tập tốt nghiệp em đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu

quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân - Tp Thái Nguyên”

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài này ngoài sự cố gắng rất nhiều của bản thân, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong khoa và thầy cô tại Viện Khoa học sự sống Với lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:

Các thầy cô trong trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là thầy cô trong khoa Môi trường đã trang bị cho em nền tảng kiến thức vững chắc về môi trường cũng như các phương pháp quản lý và xử lý bảo vệ môi trường và nhiều lĩnh vực liên quan khác

Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn Hải và PGS-TS Nguyễn Ngọc Nông – Khoa Môi trường, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn thành được nội dung đề tài này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cô chú, anh chị tại Ủy ban nhân dân xã Phúc Xuân đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại cơ sở

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã hết lòng

động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cả về vật chất và tinh thần cho em trong quá

trìnhhọc tập và nghiên cứu

Do trình độ và thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên đề tài không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

SINH VIÊN

NGUYỄN THỊ KIỀU

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 3

1.3 Yêu cầu của đề tài 3

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập và ngiên cứu 3

1.4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 4

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Cơ sở lý thuyết 5

2.1.1 Khái niệm chất thải 5

2.1.2 Khái niệm phế phụ phẩm nông nghiệp 5

2.1.3 Khái niệm phân hữu cơ sinh học 9

2.1.4 Khái niệm chế phẩm BIO - TMT 10

2.2 Cơ sở thực tiễn 14

2.3 Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trong và ngoài nước 15

2.3.1 Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trên thế giới 15

2.2.2.Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học ở Việt Nam 18

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Đối tượng nghiên cứu 24

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24

3.3 Nội dung nghiên cứu 24

3.3.1.Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Phúc Xuân 24

3.3.2 Đánh giá số lượng và tình hình sử dụng các phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên 24

3.3.4 Xây dựng đống ủ theo quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học

từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp 25

3.3.5 Đề xuất quy trình kỹ thuật sản xuất phân bón hữu cơ sinh học 25

3.3.6 Sử dụng phân hữu cơ sinh học thành phẩm và phân hóa học để trồng cây rau muống, theo dõi khả năng sinh trưởng của cây và so sánh hiệu quả về kinh tế và môi trường giữa hai loại phân này 25

3.3.7 Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế phẩm nông nghiệp 25 3.4 Phương pháp nghiên cứu 25

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 25

3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 25

3.4.3 Xây dựng mô hình thí nghiệm xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp thành phân hữu cơ sinh hoc 25

3.4.4 Phương pháp theo dõi thực nghiệm 27

3.4.5 Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm: 28

3.4.6 Theo dõi sinh trưởng của cây rau muống 28

3.4.7 Phương pháp thống kê sử lý số liệu: Sử dụng phần mềm thống kê chuyên dụng Excel 28

Phần 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội 29

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 30

4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 31

4.1.3 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Phúc Xuân – TP Thái Nguyên 5

4.2 Hiện trạng phế thải nông nghiệp xã Phúc xuân – TP Thái Nguyên 36

4.2.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp tại địa phương 36

4.2.2 Thành phần, khối lượng phế thải nông nghiệp 37

4.2.3 Các biện pháp xử lý phế thải nông nghiệp đã được áp dụng ở địa phương 40

4.3.Kết quả nghiên cứu xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp thành phân

hữu cơ sinh học 42

4.3.1 Diễn biến thay đổi màu sắc của đống ủ 42

4.3.2 Diễn biến thể tích và trọng lượng đống ủ 43

4.3.3 Diễn biến nhiệt độ của đống 45

4.3.4 Thành phần các chất dinh dưỡng trong phân bón được chế biến từ phế phụ phẩm nông nghiệp 46

4 3.5 Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ phế phụ phẩm nông nghiệp 48

4.3.6 Đánh giá của người dân về phân bón hữu cơ được sản xuất từ phế phụ phẩm nông nghiệp 49

4.4 Sử dụng phân sinh học thành phẩm và phân hóa học trồng cây rau muống 4.4.1 Theo dõi sự phát triển của cây rau muống 50

4.4.2 So sánh hiệu quả kinh tế và môi trường giữa loại phân ủ và phân hóa học 51

4.5 Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế phẩm nông nghiệp 52

4.5.1 Giải pháp về cơ chế chính sách 53

4.5.2 Giải pháp về tổ chức, quản lý 53

4.5.3 Giải pháp công nghệ 53

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55

5.1 Kết luận 55

5.2.Kiến nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

STT Chữ viết tắt Diễn giải

1 E.M Effective Microorganisms

6 PNN Phi nông nghiệp

7 UBND Uỷ ban nhân dân

Bảng 2.1 Thành phần chất thải trong trồng trọt 7

Bảng 2.2 So sánh các chỉ tiêu giữa phân hóa học và phân hữu cơ sinh học 9

Bảng 2.3 Hiệu quả sử dụng phân vi sinh vật ở Trung Quốc 17

Bảng 4.1.Tình hình biến động dân số của xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên giai đoạn 2010 – 2012 31

Bảng 4.2 Bảng hiện trạng sử dụng đất xã Phúc Xuân năm 2011 36

Bảng 4.3 Kết quả điều tra thành phần, khối lượng phế thải nông nghiệp của 90 hộ dân xã Phúc Xuân 37

Bảng 4.4 Thành phần, khối lượng phế thải nông nghiệp xã Phúc Xuân 38

Bảng 4.5 Lượng phân bón sử dụng trong nông nghiệp của 90 hộ điều tra tại xã Phúc Xuân 39

Bảng 4.6 Hình thức xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp của xã Phúc Xuân 40

Bảng 4.7 Bảng diễn biến thay đổi màu sắc của đống ủ 42

Bảng 4.8 Diến biến trọng lượng đống ủ 43

Bảng 4.9 Diễn biến thể tích đống ủ 43

Bảng 4.10 Diễn biến nhiệt độ ủ 45

Bảng 4.11 Hàm lượng dinh dưỡng trong phân ủ 46

Bảng 4.12 Ý kiến đánh giá của các hộ tham gia phỏng vấn 49

Bảng 4.13 Lợi ích kinh tế sau thu hoạch rau muống 52

Hình 2.1 Sơ đồ nguồn gốc phát sinh chất thải rắn nông nghiệp 6

Hình 4.1 Biểu đồ thể hiện độ suy giảm thể tích đống ủ 44

Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện diễn biến nhiệt độ trong đống ủ 45

Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của các chỉ tiêu trước và sau khi ủ phế phụ phẩm nông nghiệp 47

Hình 4.4 Sơ đồ quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học 48

Hình 4.5 Hình ảnh phát triển của cây rau muống sau 10 ngày gieo trồng 50

Hình 4.6 Hình ảnh phát triển của cây rau muống sau 20 ngày gieo trồng 50

Hình 4.7 Hình ảnh của cây rau muống sau 30 ngày gieo trồng 51

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay sản xuất nông nghiệp vẫn là ngành chủ đạo ở nước ta, với trên

10 triệu ha đất nông nghiệp và có 2 vùng sản xuất lúa gạo lớn nhất cả nước là

đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long đã giúp Việt Nam là

nước thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo Ngoài ra còn có nhiều nông sản khác như cà phê, bông, mía, chè…Là một nước nông nghiệp hàng năm lượng phế thải sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân lá cây ngô, bã mía, sau quá trình chế biến các nông sản rất lớn và đa dạng về chủng loại Đó cũng là nỗi

lo về các bãi chứa, đe dọa ô nhiễm môi trường với các địa phương có thề mạnh về sản xuất nông nghiệp Tất cả các nguồn phế thải này một phần bị đốt gây ô nhiễm không khí gây ra hiệu ứng nhà kính; phần còn lại gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, môi trường nước và là ổ dịch bệnh gây hại cho mùa màng

Hoạt động sản xuất nông nghiệp hiện nay con người đã lấy đi khỏi đất hàng tỷ tấn vật chất mỗi năm thông qua sinh khối của cây trồng Nhưng lại không hoàn trả cho đất lượng vật chất đã lấy đi nên đã làm cho đất ngày càng trở nên thoái hóa, bạc màu, thành phần cơ giới đất mất cân đối, cây trồng sinh trưởng phát triển không đồng đều Để tăng năng suất và bảo vệ cây trồng thì người dân phải sử dụng phân bón hóa học, thuốc BVTV Vì vậy tính tồn dư

độc hại trong sản phẩm nông nghiệp ngày càng tăng và an toàn dinh dưỡng

càng giảm sút ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động nông nghiệp và người

sử dụng sản phẩm Trong khi đó sản phẩm phụ của nông nghiệp sau thu hoạch thay phân chuồng chưa được khai thác sử dụng một cách hợp lý

Xã Phúc Xuân nằm ở phía Tây thành phố Thái Nguyên, tiềm năng khai thác các nguồn nguyên liệu sẵn có để sản xuất phân bón tại chỗ rất phong phú với số lượng nhiều Các phế phụ phẩm nông nghiệp như: rơm rạ, cây họ đậu, thân lá ngô, và nhiều loại chất hữu cơ xanh khác là nguồn tài nguyên vô cùng

có giá trị đối với sản xuất nông nghiệp Trước đây, phần lớn phế thải nông nghiệp sau thu hoạch dùng để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc nhưng nhiều năm trở lại đây đời sống của người dân được cải thiện, họ không còn chú trọng đến tái sử dụng những phế phẩm nông nghiệp, vì thế những phế phẩm nông nghiệp này thường bị bỏ lại ngay tại đồng ruộng, thậm chí đốt ngay tại ruộng gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe và làm mất an toàn giao thông trên nhiều tuyến đường

Nếu lượng phế phụ phẩm này cứ tiếp tục bị vứt bỏ không hoàn trả lại cho đất thì đất sẽ thiếu trầm trọng chất hữu cơ, ngày càng thoái hóa khiến cây trồng sinh trưởng, phát triển kém, năng suất giảm dần theo thời gian Vì vậy việc xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp không chỉ làm sạch môi trường mà còn góp phần tạo ra phân hữu cơ trả lại cho đất, giảm bớt chi phí cho người dân

Để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp chúng ta cần hướng tới tận dụng

các nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp làm phân bón Việc tái sử dụng chúng

có thể được xử lý bằng nhiều biện pháp và một trong những biện pháp hữu hiệu, có tính khả thi cao là sử dụng chế phẩm vi sinh vật

Xuất phát từ thực tế trên và được sự đồng ý của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn Hải và PGS-TS Nguyễn Ngọc Nông - Khoa Môi trường - Đại học Nông lâm Thái

Nguyên em tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu quy trình sản xuất phân

bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân – Thành phố Thái Nguyên”

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

1.2.1 Mục tiêu tổng quát

- Nghiên cứu quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học xử lý môi trường từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp, giúp người dân chủ động cung cấp phân bón tại chỗ cho sản xuất nông nghiệp sạch, an toàn và thân thiện với môi trường

- Giảm được lượng phân bón hóa học trên đồng ruộng

- Tiết kiệm chi phí cho người dân nhờ việc làm phân bón tại chỗ

- Giúp người dân nắm bắt được quy trình làm phân hữu cơ sinh học

- Đề xuất một số biện pháp xử lý có hiệu quả phù hợp với địa phương

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Số liệu phải thu thập một cách khách quan, trung thực, chính xác

- Tiến hành điều tra theo bộ câu hỏi: Bộ câu hỏi phải dễ hiểu, đầy đủ các thông tin cần thiết cho việc đánh giá

- Nơi bố trí thí nghiệm thuận tiện cho việc sử dụng, trên nền đất trống hoặc nền xi măng khô ráo, có rãnh xung quanh để thu gom nước Sản phẩm phân bón thu được phải được phơi khô để ở nhiệt độ phòng nhằm tránh sai sót trong kết quả phân tích mẫu

- Số liệu nghiên cứu phải được ghi chép đầy đủ, chính xác, thể hiện đầy

đủ và đúng thực tế Kết thúc thí nghiệm số liệu phải được xử lý thống kê

nhằm đưa ra bảng số liệu cuối cùng

- Quy trình sản xuất phân bón phải rõ ràng để người dân dễ dàng thực hiện, giá thành hợp lý

- Những kiến nghị đưa ra phải phù hợp với tình hình địa phương và có tính khả thi cao

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập và ngiên cứu

- Cơ hội vận dụng các lý thuyết đã học vào thực tiễn cuộc sống

- Rèn luyện kỹ năng thực tế, rút ra kinh nghiệm, làm quen với môi trường làm việc sau này Đồng thời tạo lập thói quen, kỹ năng làm việc độc lập

- Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu tham khảo

1.4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

- Khắc phục tình trạng ô nhiễm không khí do đốt chất thải nông nghiệp theo hướng thân thiện với môi trường

- Áp dụng rộng rãi việc sử dựng chế phẩm sinh học trong sản xuất nông nghiệp tại địa phương

- Tạo ra nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí trong sản xuất nông nghiệp

- Cải thiên chất lượng nông sản, độ phì nhiêu của đất

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở lý thuyết

2.1.1 Khái niệm chất thải

Có nhiều định nghĩa khác nhau về chất thải Trong đó:

Chất thải là mọi thứ mà con người, thiên nhiên và quá trình con người tác động vào thiên nhiên thải ra môi trường.[8]

Chất thải là các chất hoặc vật liệu mà người chủ hoặc người tạo ra chúng hiện tại không sử dụng và thải bỏ chúng

Chất thải là sản phẩm được phát sinh ra trong quá trình sinh hoạt của con người, sản xuất nông nghiệp, công nghiêp, thương mại, dịch vụ, giao thông, sinh hoạt gia đình, trường học, các khu dân cư, nhà hàng, khách sạn…[12]

2.1.2 Khái niệm phế phụ phẩm nông nghiệp

Phế phụ phẩm nông nghiệp là chất thải phát sinh trong quá trình hoạt

động nông nghiệp

Phế phụ phẩm nông nghiệp là những sản phẩm phụ thu được từ sản xuất nông nghiệp ngoài những sản phẩm chính Ví dụ: rơm rạ, cám gạo, vỏ trấu, rễ lúa ngoài gạo là chính, lõi ngô, thân ngô, bẹ lá ngô, bã mía, vỏ mía, cỏ mía,

vỏ hạt cà phê [5]

* Nguồn gốc, thành phần và phân loại phế phụ phẩm nông nghiệp

1 Nguồn gốc

Nguồn gốc phát sinh phế thải nông nghiệp từ nhiều nguồn khác nhau và

được thể hiện qua sơ đồ sau:

Hình 2.1 Sơ đồ nguồn gốc phát sinh chất thải rắn nông nghiệp

(Nguồn : Nguyễn Đinh Hương và CS,2006) [8]

Phế thải nông nghiệp phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như trong quá

trình trồng trọt, thu hoạch nông sản, quá trình sử dụng thuốc BVTV, quá trình

bón phân, kích thích sinh trưởng Trong quá trình trồng trọt, phế phẩm nông

nghiệp chính là cành lá bị cắt tỉa, các loại cỏ dại bị con người loại bỏ khi

chăm sóc cây và cả xác thực vật đã chết Để cây trồng sinh trưởng phát triển

tốt và phòng chống sâu hại con người đã sử dụng các loại phân bón hoá học,

các loại thuốc BVTV nhưng bao bì và chai lọ đựng các hóa chất, túi nilon túi

giấy đựng phân bón đó lại bị vứt bừa bãi trên đồng ruộng trở thành phể thải

nông nghiệp có tính nguy hại cao cần phải có biện pháp thu gom và xử lý

thích hợp Ngoài ra phế thải nông nghiệp còn phát sinh trong quá trình thu

bì đựng,chai

lọ đựng hóa chất TVBV )

CHẤT THẢI RẮN NÔNG NGHIỆP

hoạch nông sản như; rơn rạ, trấu, thân lá lõi ngô, bã mía…Đây là nguồn phế thải chính và hiện đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử

lý kịp thời

2 Thành phần

Phế thải nông nghiệp bao gồm nhiều chủng loại khác nhau, phần lớn là

các thành phần có thể phân hủy sinh học và một phần là các chất khó phân hủy và độc hại

Thành phần chính của chất thải nông nghiệp bao gồm :

+ Phế phụ phẩm từ trồng trọt : rơm rạ, trấu, cám, lá cây, vỏ, lõi ngô, bã mía, thân lá khoai lang, khoai tây…

+ Phân động vật: phân gia súc ( trâu, bò, lợn ), phân gia cầm ( gà, vịt, ngan…)

+ Bao bì đóng gói, chai lọ đựng TBVTV, đựng thuốc trừ sâu, lọ đựng thuốc thú y, túi đựng hóa chất nông nghiệp, túi đựng phân bón

+Các bệnh phẩm, xác động thực vật chết như gà toi, lở mồm long móng,

bò điên chứa các vi trùng gây bệnh, lông gia súc

Bảng 2.1 Thành phần chất thải trong trồng trọt

( Phế phụ phẩm phát sinh để thu được 1 tấn nông sản sau thu hoạch)

Tên nông sản Phế phụ phẩm Khối lượng (kg)

3 Phân loại

Phế phẩm nông nghiệp được phân loại theo nhiều cách khác nhau như: theo nguồn gốc phát sinh, thành phần hóa học, tính nguy hại, theo khả năng phân hủy sinh học Vì thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên em chỉ tìm hiểu cách phân loại theo nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp

Theo nguồn gốc phát sinh phế thải nông nghiệp chia thành:

+ Các phế phụ phẩm trồng trọt bao gồm các loại phế thải sau quá trình thu hoạch và chế biến các loại cây trồng như: rơm rạ, thân là ngô, thân lá cây

cỏ dại tại các vườn cây…

+ Chất thải từ các bao bì đựng hóa chất sử dụng trong nông nghiệp gồm: chai, lọ đựng thuốc BVTV,bao bì đựng phân bón các loại sau khi sử dụng

4 Đặc điểm

Trong quá trình sản xuất nông nghiệp hay chế biến nông sản, bên cạnh những sản phẩm chính, dù muốn hay không chúng ta cũng còn có những sản phẩm phụ khác Chẳng hạn khi trồng lúa, ngoài gạo ta còn có tấm, cám, trấu, bụi…Khi chăn nuôi gia súc, ngoài sản phẩm chính là thịt, trứng hay sữa, sức kéo ta còn có phân, lông…

Khối lượng phụ phẩm này rất lớn, riêng đối với các loại cây ngũ cốc, phần ăn được chỉ chiếm phân nửa hay một phần ba khối lượng Những phụ phẩm này thực sự là nguồn tài nguyên phong phú và có giá trị, chúng còn có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau và có thể tạo nên giá trị, thu nhập cho nông dân, nếu không chúng có thể gây ô nhiễm môi trường

Phụ phẩm nông nghiệp đều là những chất hữu cơ, có thể còn non, xanh;

có thể là sơ cứng vì silic hóa như trấu hay lignin hóa gỗ Chúng còn có thể

được xem như một dạng tích trữ năng lượng từ mặt trời nhờ quá trình quang

tổng hợp và các quá trình sinh học khác trong sản xuất nông nghiệp

Các phụ phẩm nông nghiệp thường cồng kềnh, ít giá trị dinh dưỡng trực tiếp hơn chính phẩm và do đó giá trị kinh tế hiện tại cũng thường thấp hơn; muốn sử dụng chúng cần thêm phí tổn vận chuyển và các biện pháp kỹ thuật

khác Việc cân nhắc chi phí và lợi ích là rất cần thiết; đôi khi nhờ chế biến mà lợi nhuận thu được từ phụ phẩm lại nhiều hơn chính phẩm Sự phát triển của

xã hội và tiến bộ khoa học công nghệ có thể giúp con người sử dụng tốt hơn nguồn phụ phẩm nông nghiệp và qua đó làm thay đổi nhìn nhận về sản phẩm nông nghiệp

Với đặc điểm là những chất hữu cơ, các loại phụ phẩm nông nghiệp có thể sử dụng theo những mục đích sau:

+ Sản xuất thức ăn chăn nuôi

+ Làm chất đốt

|+ Làm nguyên liệu cho ngành nghề tiểu thủ thủ công, cho công nghiệp + Sản xuất Biogas và điện năng

+ Làm phân hữu cơ

2.1.3 Khái niệm phân hữu cơ sinh học

* Phân hữu cơ sinh học:

- Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng VSV sống

- Đi từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau

- VSV tuyển chọn có mật độ đạt tiêu chuẩn hiện hành

- Thông qua các hoạt động của VSV sau quá trình bón vào đất mà cây trồng có thể sử dụng được ( N, P, K ) hoặc các hoạt chất sinh học

-> Nâng cao năng suất và chất lượng nông sản

Bảng 2.2 So sánh các chỉ tiêu giữa phân hóa học và phân hữu cơ sinh học

Chỉ tiêu Phân hóa học Phân hữu cơ sinh học

Thành phần chất sinh dưỡng Ít Nhiều

Tỉ lệ chất dinh dưỡng Cao Thấp

Tốc độ phát huy hiệu quả của

phân sau khi bón vào đất

Ảnh hưởng của việc bón phân

liên tục nhiều năm đối với đất

Làm đất hóa chua

Không ảnh hưởng

đến đất

-> Phân hữu cơ sinh học:

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

+ Tăng hiệu quả hấp thụ phân hóa học cho cây trồng Từ đó giảm lượng phân bón 30 - 45%

+ Tăng khả năng chống chịu của cây trồng do tác dụng của VSV và nấm kháng sinh Từ đó giảm lượng thuốc BVTV 30 – 35 %

+ Tăng năng suất cây trồng, tạo ra sản phẩm nông nghiệp sạch Không gây ô nhiễm môi trường (Nguyễn Văn Chiến, 2012) [2]

2.1.4 Khái niệm chế phẩm BIO - TMT

Là chế phẩm do Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên pha chế dựa trên nguyên lý của chế phẩm E.M

Chế phẩm BIO - TMT có dạng bột và dạng dung dịch có tác dụng:

- Phân giải nhanh các chất hữu cơ có trong chất thải rắn và nước thải như: xenluloza, lignin, tinh bột, protein, lipit…

- Thúc đẩy nhanh quá trình phân huỷ rác và làm sạch nước thải

- Chuyển hóa tinh bột, celluloza thành đường đơn ủ thức ăn cho gia súc, gia cầm, trâu, bò thúc đẩy quá trình tiêu hóa của vật nuôi, giảm mùi hôi thối từ chất thải trong quá trình chăn nuôi…

- Chuyển hoá lân khó tiêu thành lân dễ tiêu

- Chuyển hóa đạm, ngăn chặn sự hình thành khí gây thối như sunfua, amniac, indol, skatol… Từ đó giảm đáng kể mùi hôi thối từ chất thải trong chăn nuôi.[1]

Về bản chất, chế phẩm BO - TMT giống với chế phẩm E.M do đó em tìm hiểu thêm về chế phẩm E.M

* Khái niệm chế phẩm E.M

E.M (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm

1980 Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2.000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men Bao gồm 5 nhóm vi sinh vật:

* Những thành phần cơ bản của chế phẩm E.M

1 Vi khuẩn quang hợp

Vi khuẩn quang hợp là những nhóm vi khuẩn tự dưỡng quang năng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành năng lượng hoá học trong liên kết cao năng của cơ thể Năng lượng này được sử dụng để đồng hoá CO2trong không khí để tạo nên chất hữu cơ Vi khuẩn quang hợp có sắc tố trong

tế bào, nhưng sắc tố quang hợp ở vi khuẩn không phải là clorofit như ở cây xanh mà mà bao gồm nhiều loại khác nhau như Bacteriochlorofit a, b, c, e, g… mỗi loại có một phổ hấp thụ ánh sáng riêng

Vi khuẩn quang hợp chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong E.M và nó cũng giữ vai trò chủ đạo trong quá trình hoạt động Vi khuẩn quang hợp tổng hợp nên các chất có lợi như Acid amin, hormone tăng trưởng, đường và các hoạt động sinh học khác Tất cả chúng đều thức đẩy sự sinh trưởng của thực vật do quá

trình hấp thu trực tiếp vào cơ thể Mặt khác các sản phẩm trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp đồng thời là chất dinh dưỡng cho các sinh vật khác Như vậy vi khuẩn quang hợp được bổ sung vào trong đất phát triển tốt sẽ góp phần vào quá trình thúc đẩy các vi sinh vật hữu ích và làm tăng thêm hiêụ quả của các vi sinh vật đó Ví dụ vi khuẩn quang hợp đã tổng hợp acid amin là chất nitơlàm chất nền cho nấm có tác dụng lớn trong việc hoà tan phosphor cho cây hấp thụ, đồng thời cũng tham gia tăng cường khả năng cố định nitơ cùng với vi khuẩn cố định đạm cho cây họ đậu.[13]

2 Vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic thuộc nhóm vi khuẩn Gram (+), không bào tử, hầu hết không di dộng, có hình thái khác nhau Vi khuẩn lactic lên men kỵ khí bắt buộc, tuy nhiên chúng có thể sinh trưởng được cả khi có mặt oxy Vi khuẩn lactic thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải kỵ khí đường, hydrat cacbon với sự tích luỹ acid lactic trong môi trường Người ta nghiên cứu quá trình lên men lactic rất rộng rãi để chế biến thức ăn chua, ủ thức ăn cho gia súc gia cầm, sản xuất acid lactic Chính vì vậy acid lactic được đưa vào chế phẩm E.M với mục đích của chủ yếu để chuyển hoá thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu Sau đây là hoạt động của vi khuẩn lactic trong chế phẩm E.M: + Chuyển hoá tức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu

+ Vi khuẩn lactic sinh acid lactic, là chất khử trùng mạnh, nó tiêu diệt vi sinh vật có hại và làm tăng sự phân huỷ của các chất hữu cơ

+ Vi khuẩn lactic làm tăng sự phân cắt các hợp chất hữu cơ như cellulosesau đó lên men mà chúng không gây ảnh hưởng có hại nào từ các chất hữu cơ không phân huỷ

+ Vi khuẩn lactic có khả năng tiêu diệt sự hoạt động và truyền giống của Fusarium, là nguồn gây bệnh cho mùa màng (như là làm yếu cây trồng, gia tăng mầm bệnh…).[13]

3 Xạ khuẩn

Xạ khuẩn là trung giữa vi khuẩn và nấm thuộc nhóm Prokaryote Đa số

xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi, sợi liên kết với nhau thành khuẩn lạc, phân nhánh phức tạp nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào nhiều nhánh, không có vách ngăn ngang Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất và trong chế phẩm E.M (sau vi khuẩn và nấm) Chúng tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như cellulose, tinh bột có thành phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên Do đặc tính này nên chế phẩm E.M còn được ứng dụng trong chế biến phân huỷ rác Xạ khuẩn còn sản sinhra chất kháng sinh từ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và chất hữu cơ trong môi trường Chất hữu cơ có tác dụng diệt nấm và các vi khuẩn gây hại Xạ khuẩn có thể cùng tồn tại với vi khuẩn quang hợp trong chế phẩm E.M Do đó cả 2 đều làm tăng tính chất của môi trường đất bằng cách tăng hoạt động kháng sinh học của đất.[10,13]

4 Nấm men

Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào Nấm men tham gia vào quá trình chuyển hoá vật chất, phân huỷ các chất hữu cơ trong đất Nấm men còn tổng hợp chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng từ acid amin

và đường được tạo thành trong quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp Các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học như hormone và enzym do nấm men tạo ra thúc đẩy tế bào hoạt động Nhưng các chất này được tạo thành trong quá trình trao đổi chất thì lại là nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật hữu hiệu khác như vi khuẩn lactic và xạ khuẩn Ngoài hoạt tính sinh lý, bản thân nấm men có rất nhiều vitamin và acid amin, đặc biệt là acid amin không thay thế Do đặc tính này nên chế phẩm E.M còn được dùng để bổ sung thức

ăn cho gia súc tạo năng suất cao.[13]

5 Vi khuẩn Bacilus

Cơ thể vi khuẩn bacilus có khả năng cạnh tranh sinh học, giảm sự phát triển của Vibrio, vi khuẩn có hại cho nguyên sinh động vật Vi khuẩn Bacilus sản sinh ra các enzym protease và amylase có vai trò tích cực trong phân giải

các sản phẩm protein, tinh bột dư thừa trong môi trường chăn nuôi, giúp cải thiện môi trường Mặt khác các sản phẩm của sự phân giải đường, acid amin lại còn có vai trò dinh dưỡng đối với cây trồng vật nuôi cũng như hệ vi sinh vật có lợi trong chế phẩm.[13,16]

2.2 Cơ sở thực tiễn

Hiện nay ngành trồng trọt trên địa bàn xã Phúc Xuân đã và đang có chiều hướng phát triển cả về số lượng và diện tích với nhiều loại cây trồng; trình độ sản xuất được nâng cao, nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật được áp dụng Bên cạnh

đó ngành trồng trọt cũng đang phải đối mặt với một số khó khăn, thách thức:

Một là, sản xuất nông nghiệp chịu tác động của nhiều yếu tố bất lợi, thời tiết diễn biến không thuận lợi, giá giống, vật tư, phân bón, thuốc trừ sâu tăng cao Trong quá trình thâm canh lúa nước với sự có mặt tràn lan, mất cân đối của phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật đã làm cho chất lượng nông sản giảm Do đó đã ảnh hưởng đến kết quả sản xuất nông nghiệp trên địa bàn Hai là, không riêng ở xã Phúc Xuân mà cả nước thực trạng thiếu phân bón hữu cơ trầm trọng trong sản xuất nông nghiệp ngày càng gia tăng.Trong canh tác truyền thống phân chuồng là giải pháp chủ yếu tuy nhiên hiện nay lượng phân chuồng trong chăn nuôi hiện có trong các nông hộ không thể đáp

ứng được hết cho sự mở rộng diện tích và thâm canh trong sản xuất nông

nghiệp Trong khi đó hàng năm lượng phế phụ phẩm nông nghiêp thải ra là rất lớn thường bị bỏ lại ngay tại đồng ruộng, thậm chí bị đốt ngay tại ruộng gây hậu quả nghiêm trọng tới môi trường đất, môi trường không khí và ảnh hưởng các vấn đề nhân sinh xã hội khác

Ba là, ý thức của người dân về sản xuất nông nghiệp bền vững gắn với bảo vệ môi trường còn nhiều hạn chế Các hoạt động báo cáo về ảnh hưởng môi trường còn thiếu khách quan, tích cực chủ động

Mặt khác Phúc Xuân lại là một xã thuộc phía Tây thành phố Thái Nguyên, nền kinh tế vẫn đang trong quá trình phát triển thì việc áp dụng các

biện pháp xử lý chất thải nông nghiệp đòi hỏi phải đáp ứng các yếu tố như:

đơn giản, dễ thực hiện, chi phí đầu tư thấp, hiệu quả xử lý cao, sản phẩm sau

xử lý có thể tận dụng phục vụ trồng trọt

Việc xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp bằng biện pháp sinh học mà cụ thể

là sử dụng chế phẩm BIO - TMT trong xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp không chỉ là một biện pháp hữu hiệu mà còn là giải pháp giải quyết được các khó khăn nêu trên Bởi vì:

Phân hữu cơ sinh học có thểđược sản xuất tại chỗ từ nguyên liệu sẵn có tại

địa phương như rơm rạ, trấu, chất thải chăn nuôi cộng thêm với sự tham gia của

một số chế phẩm sinh học Nông dân hoàn toàn có thể sản xuất được loại phân bón này vừa rẻ tiền nhưng vẫn có hiệu quả cao đối với môi trường chỉ cần được hướng dẫn qua về quy trình hoặc tự nghiên cứu bằng tài liệu

Vì vậy việc sử dụng phân hữu cơ sản xuất tại chỗ là biện pháp có hiệu quả nhất hiện nay để bổ sung chất hữu cơ cho đất, cải tạo và bồi dưỡng đất, tiến tới nền sản xuất nông nghiệp hữu cơ

2.3.Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trong và ngoài nước

2.3.1 Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trên thế giới

Trước đây nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp không được con người

quan tâm nhiều, cứ sau vụ thu hoạch một phần nhỏ được con người sử dụng làm chất độn chuồng, giá trồng nấm nhưng hầu như được đốt hết Vậy mà nó chính là một trong những mặt hàng xuất khẩu tiềm năng mà trước đây chúng

ta đang bỏ phí Hiện nay với nền kinh tế phát triển cao nhiều nước trên thế giới đã thu được lợi nhuận rất cao từ phế phụ phẩm này, họ sử dụng vào những mục đích khác nhau Ở các nước công nghiệp phải tìm cách nhập khẩu phụ phẩm nông nghiệp như: Nhật Bản, Đài Loan, Trung Quốc…để tái chế, tiết kiệm chi phí, làm giàu và thúc đẩy kinh tế nông nghiệp phát triển mạnh hơn Trên nhiều vùng đất nước Liên Xô, đặc biệt là vùng thảo nguyên có nhiều rơm, rạ, vỏ trấu và các loại phế thải khác nhau của trồng trọt chưa được

sử dụng Từ những chất phế thải này có thể chế biến thành công một loại phân bón có giá trị cao bằng cách tăng lượng rác chuồng gia súc bằng các chất này, cũng như xếp rơm rạ xen kẽ với lớp phân chuồng ở nhà chứa phân Phương pháp này được sử dụng chủ yếu vào mùa xuân và mùa thu, khi mà trời mưa nhiều và độ ẩm phân chuồng vượt mức bình thường Rơm, rạ sẽ hút được lượng nước thừa của phân và trong điều kiện có đủ đạm và các chất dinh dưỡng khác trong phân chuồng thì rơm, rạ sẽ phân giải nhanh chóng hơn Đăc biệt có giá trị là việc dùng rơm rạ dọn lót cho gia súc trong những ổ nhốt tạm ban đêm vào thời kỳ chăn thả trên đồng cỏ Ổ nhốt tạm được rào quanh và lót một lớp rơm rạ dày 20-30 cm Rơm rạ sẽ hút nước giải, trộn lẫn với phân và được nén khá chặt Vì bịngăn cách không cho nước phân ngấm xuống đất mà rơm, rạ bắt đầu phân hủy nhanh và chỉ khoảng 1,5-2 tháng sau

đã hình thành một lớp phân có giá trị cao ở trong chuồng nhốt tạm gia súc

Sau đó người ta chuyển hàng rào sang chỗ khác và dòn phân lại thành đống nén chặt, để phân tiếp tục phân giải nhanh hơn và hầu như không bị mất đạm

nhiều (Nguồn: I.P MAMCHENCOP,1981) [25]

Theo Đào Châu Thu, (2006) [15], cho biết: Ở các nước phát triển như

EU – Mỹ - Nhật Bản – Singapo đều có hệ thồng thu gom và phân loại rác tại gia đình, nơi công cộng và các vùng miền nông thôn Sau đó tái chế phần rác thải hữu cơ thành phân bón hữu cơ bón cho cây trồng

Tại các nước phát triển của Châu Á như: Thái Lan, Indonesia, Malaysia cũng có chương trình giáo dục và nghiên cứu khoa học về thu gom rác thải hữu cơ tại gia đình và nơi công cọng của thị trấn, thành phố, góp phần làm sạch môi trường và tạo nguồn phân hữu cơ bằng công nghệ sinh học cho sản xuất nông nghiệp

Ở Hoa Kỳ: Là quốc gia có nền công nghệ khoa học kỹ thuật phát triển hiện đại nên họ cũng đã tiến hành xây dựng vùng nguyên liệu sản xuất và lập

mô hình nhà ở bằng ván ghép rơm Sản phẩm ván ép làm từ rơm rạ có khả năng chịu nhiệt, chồng cháy, chống thấm và tiết kiệm

Ngày nay, do dịch bệnh phát triển ngành chăn nuôi đang có xu hướng tập trung vào những vùng xa dân cư, đó lại là điều kiện tập trung nguồn chất thải từ gia súc để sản xuất Biogas và phát điện, vừa giải quyết vấn đề môi trường, vừa tăng thu nhập cho người chăn nuôi

Tại Trung Quốc phân bón VSV cố định đạm làm tăng năng suất cây trồng từ 7-15% tiết kiệm 20% phân khoáng, phân VSV phân giải lân tăng năng suất cây trồng từ 5-30%, phân hỗn hợp vi sinh tăng năng suất cây lương thực 10-30%, cây ăn quả trên 40%

Bảng 2.3 Hiệu quả sử dụng phân vi sinh vật ở Trung Quốc

( Nguồn: Pan jianrong Lin Min, 2000) [27]

Hiện nay phân bón vi sinh vật đã trở thành hàng hóa được sử dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới Riêng vi khuẩn nốt sần cây họ đậu hàng năm

đem lại 25 triệu USD, trong đó tại Mỹ sản phẩm này được bán ra với doanh

số 19 triệu USD Tại Thái Lan tỷ lệ tăng trưởng của phân vi khuẩn nốt sần từ năm 1980 đến 1993 cho đậu tương là 199%, lạc 280% Tổng giá trị sản phẩm này năm 1995 đạt 405.571 USD (Cong ngoen và cộng sự, 1997).[24]

Ngoài phân vi khuẩn nốt sần các loại phân vi sinh vật khác như cố định nitơ tự do từ Zotobacter, Clostridium, tảo lam, cố định nitơ hội sinh từ Azopirillum, phân giải phốt phát chậm từ Bacilus, Pseudomonas Phòng trừ vi

sinh vật gây bệnh ở vùng rễ từ Steptomuces, Bacilus… cũng được sản xuất với số lượng lớn Với tính hiệu quả cao của phân vi sinh vật đã thúc đẩy các nước phát triển sản xuất không ngừng cả về số lượng và chủng loại Theo số lượng thống kê tại Ấn Độ ( năm 1993) Từ năm 1992- 1993 tổng hợp các dạng phân vi sinh vật bón trực tiếp cho cây trồng là 2,54 tấn và năm 2000 là 818.000 tấn (tăng trên 3 lần) tương đương gần 2,0 tỷ USD (Juwarkar, 1994).[26]

Phân bón hữu cơ vi sinh là sản phẩm sinh học, có tác dụng nâng cao năng suất và chất lượng nông sản, giảm chi phí, tiết kiệm phân bón vô cơ và góp phần tạo cân bằngsinh thái Phân bón hữu cơ sinh học có ý nghĩaquan trọngtrong việc bảo vệ môi trường và nền nông nghiệp sạch bền vững Do vậy, nghiên cứu và sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh đã và đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm và phát triển Các kết quả nghiên cứu từ các nước

Mỹ, Canada, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc, Nhật Bản… cho thấy sử dụng phân bón hữu cơvi sinh có thể cung cấp cho đất và cây trồng từ 30-60 ka/ha/năm và thay thế 1/3-1/2 lượng phân vô cơ bằng quặng phốt phát

Trong đất trồng ở Canada, vi sinh vật đất chứa phân hữu cơ vi sinh gần bằng lượng phân hữu cơ vi sinh của tất cả cây cối trên một ha (cây xanh chứa 19,8) Lượng phân hữu cơ vi sinh này được cố định một cách tạm thời Bởi vì, khi tế bào chết nó lại được giải phóng vào đất và cung cấp trở lại cho cây trồng ( Ahmad, 1968; Bisoyi R.N, 1998; Bardiya M.C, and Gaur A.C, 1974) [22,23]

2.2.2.Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học ở Việt Nam

Việt Nam là nước nhiệt đới và là một nước nông nghiệp quanh năm cây trái tốt tươi, cây trồng, vật nuôi khá phong phú Trong những năm gần đây, ngành trồng trọt nước ta phát triển khá mạnh mẽ cả về số lượng và chất lượng Trên đồng ruộng nương rẫy hàng năm để lại hàng triệu tấn phế thải là rơm rạ, lõi ngô, cây sắn, thân lá thực vật…Tất cả các nguồn phế thải này một phần đem đốt, còn lại trở thành rác thải, phế thải gây ô nhiễm nghiêm trọng

môi trường và nguồn nước, trong khi đất đai lại thiếu nghiêm trọng nguồn dinh dưỡng cho cây và hàng năm chúng ta lại bỏ ra hàng triệu dola để mua phân hóa học ở nước ngoài

Ước tính mỗi năm nước ta có 32,2 triệu tấn rơm rạ, 5,2 triệu tấn thân lá

ngô sau thu hoạch; 1,5 triệu tấn lá khoai lang; 2,15 tấn thân lá cây lạc; 1,7 triệu tấn ngọn lá sắn… Hàng năm có khoảng 11,203 triệu tấn rơm của miền Bắc và 21,007 triệu tấn rơm của miền Nam thu được qua các mùa vụ Phụ phẩm nông nghiệp đang được khai thác theo nhiều hướng như: làm giá để trồng nấm, bổ sung chế phẩm sinh học làm phân bón, làm chất đốt, làm chất

đệm lót hàng, độn chuồng, lót ổ, sản xuất phân bón, phân vi sinh, năng lượng điện, thức ăn chăn nuôi, vật liệu xây dựng… [11]

Thông thường, các phế phẩm nông nghiệp được người dân tận dụng tối

đa để làm chất đốt, làm giá nấm, làm thức ăn gia súc, vật liệu độn chuồng

hoặc vùi trở lại đất, do đó khả năng tồn lưu gây ô nhiễm môi trường cũng giảm bớt

* Một số mô hình xử lý phế phẩm phẩm nông nghiệp

Việt Nam là nước nông nghiệp nên mỗi năm thải ra khối lượng lớnphế thải nông nghiệp trong đó phế phẩm nông nghiệp chiếm khối lượng lớn , việc tận dụng nguồn phế phụ phẩm này chưa được quan tâm, chú trọng vì vậy mà tình trạng đốt rơm rạ diễn ra ngày càng phổ biến sau mùa gặt, gây ra những

ảnh hưởng tiêu cực không hề nhỏ đến môi trường và sức khỏe của người dân

Việc đốt rơm rạ chẳng những lãng phí nguồn nguyên liệu mà còn gây ô nhiễm môi trường, mất an toàn giao thông Theo các nhà y học, khói bụi khi

đốt rơm rạ làm ô nhiễm không khí, gây tác hại lớn đối với sức khỏe con

người Trẻ em, người già và người có bệnh hô hấp, bệnh mãn tính dễ bị ảnh hưởng nhất

Vài năm trở lại đây người dân tiếp cận khoa học, học hỏi được nhiều công nghệ có thể tăng thu nhập từ phế phẩm nông nghiệp như: dùng làm nấm, sản xuất phân bón hữu cơ, rơm rạ còn dùng làm vật liệu xây dựng; làm bê tông siêu nhẹ,

đệm lót vận chuyển hàng hóa dễ vỡ, vận chuyển hoa quả…Việc sử dụng rơm, rạ

cho sản xuất năng lượng gồm nhiên liệu sinh khối rắn; nhiên liệu sinh học; sản xuất bột giấy…là phương pháp tận dụng tối ưu Song thu gom, vận chuyển là rào cản lớn từ nghiên cứu triển khai đến sản xuất

+Bình Giang là huyện trọng điểm lúa của Hải Dương, lượng rơm rạ sau thu hoạch rất lớn Người ta dùng men vi sinh tạo ra nguồn phân ủ, giảm được một nửa chi phí đầu vào cho nông dân, cải tạo đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hướng tới một thương hiệu gạo an toàn, chất lượng.[4]

+ Hội làm vườn tỉnh Vĩnh Phúc phối hợp với công ty TNHH Thái Việt

Mỹ sản xuất và ứng dụng thành công loại phân bón hữu cơ vi sinh họctừ các phế phẩm nông nghiệp, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nông thôn Ứng dụng này được triển khai ở

150 hộ của huyện Mê Linh, Tam Dương,Tam Đảo đại diện cho ba vùng đồng bằng trung du và miền núi

Nguyên lệu chủ yếu để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh là phân trâu,

bò, lợn, gà, phân xanh, bèo hoa râu, rơm, rạ, nước thải từ chăn nuôi được phối trộn với chế phẩm Bioplant, tạo ra loại phân hữu cơ vi sinh có thể thay thế phân hóa học Phân bón hữu cơ vi sinh có chứa 4 nhóm VSV có ích và chủng loại nấm đối kháng, khi bón vào đất sẽ phân giải các chất hữu cơ, làm tan biến các chất độc hại, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí.[18]

+ Năm 2007, Viện công nghệ môi trường - Viện khoa học và công nghệ Việt Nam đã tổ chức mô hình ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải nông nghiệp thành phân bón hữu cơ vi sinh, làm sạch môi trường tại 2 xã Đại

Đồng và Kim Xá, huyện Vĩnh Tường quy mô 20 ha Trong đó, tại thôn Hoàng

Tân, xã Kim Xá xử lý 6 ha dây bí đỏ + phân gia súc, gia cầm; thôn Phú Nông

xã Kim Xá xử lý 9 ha cây lạc + phân gia súc, gia cầm; xã Đại Đồng xử lý 5 ha phế thải nông nghiệp (rơm rạ, phân gia súc, gia cầm )

Kết quả các phế thải nông nghiệp sau khi trộn với chế phẩm vi sinh vật,

đem ủ, sau thời gian từ 40-60 ngày đã tạo ra một loại phân bón hữu cơ tốt,

không có mùi, sử dụng để bón cho lúa và rau màu vụ đông rất tốt, được nông dân hưởng ứng.[20]

+ Tỉnh Đắc Lắc là địa phương có diện tích, sản lượng ngô, cà phê lớn nhất nước, bình quân mỗi năm đạt từ 500.000 tấn ngô hạt, 350.000-400.000 tấn cà phê trở lên, nên thải ra môi trường hàng trăm ngàn tấn vỏ ngô, vỏ cà phê gây ô nhiễm môi trường Từ năm 2006 trở lại đây, được sự hướng dẫn, giúp đỡ của sở Khoa học Công nghệ tỉnh Đắc Lắc, Trung tâm nghiên cứu

Đất- Phân bón và Môi trường Tây Nguyên về các quy trình sử dụng men VSV

ủ với các phụ phẩm trong sản xuất nông nghiệp như vỏ lõi ngô, vỏ cà phê,

rơm, rạ, phân chuồng, phân xanh để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh tiết kiện chi phí sản xuất, nhưng hiệu quả kinh tế khá cao ( Văn Hân, 2009) [6]

+ Ở Bến Tre gần đây do sản xuất các ngành phát triển nên kéo theo các phế phụ liệu như “mụn dùa, bã mía rơm rạ” thải ra nhiều làm ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng Để giải quyết vấn đề trên, một số cơ quan chức năng đã tìm đến Trung tâm sinh học ứng dụng, nhờ chuyển giao cho Bến Tre quy trình trồng và chăm sóc nấm bào ngư trên “mụn dừa, bã mía rơm rạ” rồi làm tiếp nấm rơm- nuôi trùng và sau cùng là phân bón hữu cơ Qua thời gian thử nghiệm, kết quả bước đầu cho thấy nông dân có điều kiện, sớm tổ chức sản xuất, có thể làm gia tăng thêm thu nhập, làm giảm bớt nạn ô nhiễm môi trường Nấm bào ngư ( nấm sò, nấm dai ) là loại có giá trị rất cao lại có ưu

điểm là mọc được trên nhiều loại phế phụ phẩm khác nhau (cấu tạo xenluloza,

lignhin).[19]

+ Ở Nghệ An, phần lớn diện tích đất nông nghiệp đã bị suy thoái, xói mòn và mất dần khả năng canh tác Nguyên nhân chính là do người dân quá lạm dụng các loại phân bón hóa học, thiếu nguồn phân bón hữu cơ bổ sung thường xuyên

Mặt khác, lượng phế thải từ sản xuất nông nghiệp (rơm rạ, cây xanh…)

và từ các nhà máy chế biến (bùn, bã mía…) do không xử lý kịp thời đã gây ô nghiễm môi trường nghiêm trọng

Quy trình sản xuất phân bón sinh học Compost Maker gồm các chủng VSV: VSV phân giải xenlulo; VSV phân giải lân; VSV cố định đạm và VSV

hỗ trợ trên nền than bùn có mật độ các chủng VSV từ 108-109 CFU/g

Việc sản xuất vi sinh vật từ phụ phẩm khá đơn giản và dễ thực hiện: xử

lý thô nguồn nguyên liệu phế phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp và các nhà máy chế biến phối trộn với chế phẩm Compost Maker và một vài phụ liệu khác như đạm, rỉ mật…độ ẩm cuối cùng của hỗn hợp cần đạt từ 45-50 %

Ủ hỗn hợp với chiều cao tối đa của đống ủ 0,5 mét ( nơi ủ có mái che để

tránh mưa), sản phẩm phân bón hữu cơ thu được tơi xốp, đạt mật độ các chủng VSV đưa vào xử lý lớn hơn hoặc bằng 106CFU/g, không chứa các chủng VSV gây hại ( như các loại nấm Fusarium, Aspergillus niger và vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên cây họ cà ), hàm lượng nitơ, kali, photpho hữu hiệu đạt tiêu chuẩn về phân bón

Chế phẩm Compost Maker và phân bón hữu cơ vi sinh đã rút ngắn thời gian xử lý các hợp chất hữu cơ các chủng VSV phân giải nhanh; rút ngắn thời gian xử lý phế phụ phẩm; nhiệt độ sinh học ủ tăng sau 1-2 ngày và đạt cực đại 45-700C sau 7-10 ngày

Sản phẩm tạo ra các chất giàu cacbon chuyển hóa màu và dễ bị mùn, khử

được mùi hôi, an toàn đối với cây trồng, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi

trường,tạo ra nền sản xuất nông nghiệp hữu cơ bền vững

Hiện nay, chế phẩm sinh học đã được triển khai thực hiện trên các mô hình trồng trè ở xã Hùng Sơn (huyện Anh Sơn), trồng rau ở xã Quỳnh Liên (Quỳnh Lưu); trồng cam ở nông trường Xuân Thành( Quỳ Hợp)…

+ Tại xã Tân Cương – TP Thái Nguyên, Trường Đại học Nông Lâm đã thực hiện quá trình nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ sinh học và vi lượng đất

hiếm, bước đầu đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ sinh học trên khía cạnh năng suất, chất lượng của cây chè Qua khảo nghiệm tại các hộ trồng chè cho thấy, chỉ sau một thời gian sử dụng phân hữu cơ sinh học, cây chè phát triển tốt, lá chè xanh non, tỷ lệ búp dày, mập, cao, giảm được một số sâu bệnh hại, không ảnh hưởng tới môi trường, sản phẩm sản xuất ra an toàn, chất lượng tốt, trung bình 1 tháng cho thu hoạch 1 lứa, năng suất tăng từ 10 -15% so với các loại phân bón khác ( Phạm Văn Ngọc).[9]

PHẦN 3

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Phế phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, thân lá ngô,

3.2 Địa điểm nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu : Tại xã Phúc Xuân-Thành phố Thái Nguyên

- Thời gian nghiên cứu : Từ ngày 20/01/2014 đến ngày 30/04/2014

3.3 Nội dung nghiên cứu

3.3.1.Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Phúc Xuân

3.3.3.1 Điều kiện tự nhiên

- Đặc điểm về dân số và lao động

- Đặc điểm về y tế văn hóa, gióa giục

3.3.1.3 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội

3.3.2 Đánh giá số lượng và tình hình sử dụng các phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên

- Thành phần, khối lượng phế thải nông nghiệp

- Các biện pháp xử lý phế thải nông nghiệp đã được áp dụng ở địa phương

- Những tồn tại của các biện pháp xử lý đã được sử dụng

3.3.3 Những thuận lợi và khó khăn trong công tác thu gom xử lý phế thải nông nghiệp tại xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên

- Thuận lợi

- Khó khăn

3.3.4 Xây dựng đống ủ theo quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp

3.3.5 Đề xuất quy trình kỹ thuật sản xuất phân bón hữu cơ sinh học

3.3.6 Sử dụng phân hữu cơ sinh học thành phẩm và phân hóa học để trồng cây rau muống, theo dõi khả năng sinh trưởng của cây và so sánh hiệu quả về kinh tế và môi trường giữa hai loại phân này

3.3.7 Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế phẩm nông nghiệp

- Giải pháp về cơ chế chính sách

- Giải pháp về tổ chức, quản lý

- Giải pháp về công nghệ

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

* Yêu cầu: Thu thập thông tin số liệu thứ cấp liên quan:

- Báo cáo định kỳ về tình hình kinh tế xã hội của xã

- Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của xã Phúc Xuân - TP Thái Nguyên

- Hiện trạng phế phẩm nông nghiệp tại địa phương

* Phương pháp thu thập qua:

- Các sách, báo, các văn kiện, các tài liệu công trình nghiên cứu khoa học có liên quan và đã được công bố

3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp

- Phương pháp quan sát thực địa

- Phương pháp điều tra nhanh nông thôn (PRA): tiến hành làm phiếu

điều tra và phỏng vấn 90 hộ Cách chọn hộ: chọn ngẫu nhiên, chọn những hộ đại diện, những hộ thuần nông Phỏng vấn bằng những câu hỏi có sẵn và câu

hỏi mở

3.4.3 Xây dựng mô hình thí nghiệm xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp thành phân hữu cơ sinh hoc

- Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí với 2 công thức

+ Công thức 1: Công thức đối chứng (200 kg rơm rạ + nước + phụ gia)