Sử dụng phân bón từ phụ phẩm khí sinh học (biogas) bón cho cây trồng

Sử dụng phân bón từ phụ phẩm khí sinh học (Biogas) bón cho trổng PGS TS ĐINH THẾ LỘC Sử dụng phân bón từ phụ phẩm khí sinh học (Biogas) bón cho trồng NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC Tự NHIÊN VÀ CƠNG NGHỆ MỞ ĐẦU Cơng nghệ khí sinh học (KSH) công nghệ đa chức Nó mang lại lợi ích trực tiếp nhiều mặt: - Sản phẩm chủ yếu lượng KSH - loại nhiên liệu quý phục vụ cho sinh hoạt người: đun nấu (bếp gas), sưởi ấm, thắp sáng, chạy máy phát điện, - Sản phẩm thứ hai không phần quan trọng công nghệ KSH phần phụ phẩm bể KSH (còn gọi phân KSH) - Ngồi sử dụng bể KSH có lợi ích thiết thực làm vệ sinh môi trường vùng nông thôn chất thải gia súc không xử lý gây nhiễm lãng phí lượng phân bón lớn Có thể nói lợi ích kinh tế mang lại từ việc sử dụng phụ phẩm bể KSH phục vụ cho nông nghiệp (trồng - trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm, nuôi trồng thủy sản, ) lớn so với việc sử dụng khí, lợi ích khơng mang lại trực tiếp việc sử dụng khí Những hợp phần phụ phẩm bể KSH cung cấp đặc tính phân bón chất cải tạo đất chất dinh dưỡng dễ hoà tan (đa lượng trung lượng) ngun tơ" vi lượng, chất dinh dưỡng khơng hồ tan chất hữu có thể rắn (các chất mùn) Nói tóm lại phụ phẩm bể KSH loại phân hữu có hai đặc tính quan trọng: - Có hàm lượng dinh dưỡng cao (giàu dinh dưỡng) - Là loại phân hữu Bởi việc sử dụng phụ phẩm bể KSH để làm phân bón cho trồng điều tất yếu gọi phân KSH Vetter cs (1988) nhận xét: Việc sử dụng hỗn hợp phụ phẩm bể KSH khơng chịu phân hủy kỵ khí phổ biến nhiều nước giá trị chúng bỏ qua CHƯƠNG I PHÂN Hữu Cơ Định nghĩa Phân hữu loại chất hữu vùi vào đất sau phân giải có khả cung cấp chất dinh dưỡng cho Mặt khác quan trọng phân hữu loại phân bón có khả cải tạo đất Phân hữu bao gồm loại phân chuồng (phân gia súc, gia cầm) phân bắc, phụ phẩm bể KSH, rác đô thị sau ủ thành phân ủ, phế phẩm công nghiệp thực phẩm (đồ hộp kỹ nghệ dầu thực vật); tàn dư thực vật (rơm rạ, rác bối) vùi trực tiếp vào đất xem phân hữu Trước phân hữu có hàm lượng chất phì thấp, việc chế biến lại đòi hỏi tốn công lao động nên nước phát triển ý đến việc dùng phân hữu Tuy nhiên đến nguy suy thoái kết cấu đất đất bị chai sử dụng nhiều phân vô cơ, mặt khác nhu cầu ngày cao người tiêu dùng cần phải có sản phẩm thức ăn (rau, củ, sạch) nên nước sản xuất tiên tiến giới mà Việt Nam quan tâm nhiều đến việc dùng phân hữu bón cho trồng nhiều hình thức, nhiều dạng khác Thành phần, tính chất loại phân hữu khác Đặc điểm chung phân hữu có khả cải tạo đất thường gọi chung tên chất cải tạo đất hữu (Organic amendement) Để phân loại phân hữu Michel Vilain đề nghị phân loại theo khả khống hóa chất hữu hay khả tạo mùn chất hữu - chất hữu có tỷ lệ C/N cao Các chất hữu vùi trực tiếp vào đất khơng qua chế biến, chức chủ yếu cải tạo đất gọi chất cải tạo đất hữu (mục đích để làm tăng độ mùn, độ xốp, tính thấm nước, cải tạo lý tính đất) Chất hữu thơng qua chế biến hay khơng thơng qua chế biến có tỷ lệ C/N thấp gọi phân hữu Tác dụng phân hữu 2.1 Cải tạo hóa tính đất Phân hữu bón vào đất sau phân giải cung cấp thêm chất dinh dưỡng khoáng, tăng thêm nguồn thức ăn cho trồng Phân hữu q trình phân giải có khả làm tăng hồ tan chất khó tan Sự hình thành phức hữu - vơ đất làm giảm khả di động sơ" ngun tơ" khống làm hạn chế khả đồng hóa kim loại nặng trồng Do sản phẩm nơng nghiệp trở nên Quan trọng việc hình thành phức hữu vô ngăn chặn rửa trôi đất Các chất hữu sau mùn hóa làm tăng khả trao đổi đất (nhất với đất có thành phần giới nhẹ: đất cát, đất pha cát khả trao đổi mùn gấp lần đất có thành phần giới nặng: đất thịt, đất sét) Bởi loại đất cát, đất cát pha sử dụng nhiều phân hữu có lợi 2.2 Cải tạo lý tính đất Các kết nghiên cứu Monnier cho thấy việc trộn chất hữu vào đất làm tăng độ ổn định kết câu đất, bảo vệ cấu trúc đất hạn chế xói mòn Tác dụng ổn định cấu trúc đất phụ thuộc vào chất chất hữu mức độ mùn hóa Phân xanh - loại phân dễ phân giải làm tăng độ ổn định kết cấu đất lên nhanh khả tạo mùn thấp nên tác dụng không bền Tác dụng ổn định kết cấu đất lâu dài việc gieo trồng phân xanh rễ chất xanh vùi Mùn có tác dụng làm tăng kết dính hạt đất, tạo thành đoàn lạp, làm giảm khả thâm ướt khiến cho kết cấu bền vững nước Sau bón phân hữu vào đất hoạt động vi sinh vật đất mạnh lên nhanh, vi sinh vật hảo khí có tác dụng làm tăng trình phân giải chất hữu Rễ q trình phát triển có tác dụng nén ép mà ảnh hưởng lớn đến kết câu đất Sau vụ trồng trọt rễ để lại lượng lớn chất hữu phân bố đất - Phân hữu bón vào đất có ảnh hưởng đến tuần hồn nước đất: Làm cho nước ngấm vào đất thuận lợi hơn, khả giữ nước đất cao (nhất đất cát đất cát pha), việc bốc nước mặt đất đi, tiết kiệm nước tưới Chất mùn (sau chất hữu phân giải có màu thẫm) làm tăng khả hấp thu nhiệt đất khiến cho mùa đông đất âm Đất làm tơi xốp, không phủ lớp bổi hữu sau mưa, tưới nước dễ làm đất đóng váng ngăn cản việc khơng khí nưức thấm vào đất hạn chế việc nảy mầm hạt đất dễ bị xói mòn 2.3 Có tác động đến sinh tính đất Trong trình phân giải, phân hữu cung cấp thêm thức ăn cho vi sinh vật (cả thức ăn khoáng thức ăn hữu cơ) nên phân hữu bón vào đất, vi sinh vật phát triển nhanh làm phong phú tập đoàn vi sinh vật có đất (cả vi sinh vật tự dưỡng vi sinh vật dị dưỡng) Chất hữu dễ phân giải, vi sinh vật phát triển mạnh Mặt khác thúc đẩy giun đất phát triển mạnh Một số phân hữu phân chuồng (PC), phân bắc, phân gia cầm vùi vào đất làm phong phú thêm tập đoàn vi sinh vật đất có lợi có hại Hình thành sơ" hoạt chất mang tính sinh học có tác động đến việc tăng trưởng trao đổi chất Những điều cần lưu ý sử dụng phân hữu Việc sử dụng phân hữu hợp lý nhằm phát huy hết mặt tốt khắc phục mặt hạn chế phân hữu Để đạt mục đích sử dụng phân hữu cần lưu ý đến vấn đề sau: 3.1 Trước hết cần phân tích thành phần đặc tính phân Có phân tích đầy đủ, thỏa đáng thành phần đặc tính phân mặt hóa học, lý học sinh học định nên sử dụng phân nào, chế biến chúng bón cho loại đơi tượng trồng nào? Bởi loại trồng cần có mức hoai mục phân hữu khác Chẳng hạn ngô, đậu cần phải sử dụng loại phân hoai mục (nghĩa thông qua chế biến), ngược lại khoai lang dùng trực tiếp phân tươi (chưa thông qua chế biến) hoai dở dang để bón lót trồng Đối với lúa sau gặt xong cày vùi rạ vào đất Khi vùi Silic giải phóng rạ phân giải làm tăng suất lúa với điều kiện lúa cần phải tưới đỏ nước côn trùng khác đậu vào giá thể cấy nấm, ngăn ngừa ô nhiễm cho nấm - Nguyên liệu sau 60 - 70% độ ẩm (dùng tay nắm chặt khơng có nước chảy lọt qua kẽ tay được) - Không nên sử dụng loại đáy bể KSH để phòng trừ trứng giun sống ảnh hưởng đến nấm sau 3.2 Gói nguyên liệu ph ối trộn Phân KSH đặc sau trình lên men dài lại nghèo khơng khí Vì cần bổ sung thêm hạt bồng phế liệu phơi khô nhà máy sợi, rơm rạ băm nhỏ để tạo độ xốp cho giá thể cấy nấm, cải tiến vòng tuần hồn khơng khí, tạo mơi trường an tồn cần thiết cho lốn lên nấm Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu nuôi trồng nấm nên 6:4 Sau tưới thêm lượng nước thích hỢp; trộn lẫn đóng gói 3.3 Lựa chọn nơi đặt giá th ể Trong giai đoạn hình thành sợi nấm, nhiệt độ tối ưu nên 25 - 27°c, độ ẩm tương đối khơng khí 90%, cần có đủ ánh sáng khuếch tán Vì nơi ni trồng nấm phải thơng gió tốt; Nơi đặt giá thể (có thể mặt đất) để tạo thành luống Nếu tạo thành tầng mặt đất phải dùng túi polyetylen để giữ ẩm Chiều rộng luống 0,8 - lm, chiều dài tuỳ ý Nguyên liệu trồng nấm xếp chồng lên có độ dày 6,5 - 8cm 90 3.4 Thời vụ cấy nấm - Từ tháng đến cuối tháng năm sau, nghĩa việc cấy giống tiến hành vòng 120 ngày 3.5 Kỹ thuật cấy nấm - lOOkg nguyên liệu cần có 4kg giống - Giống nấm phải hệ sợi phát triển tốt, hệ sợi ngoại lai tế bào lạ - Tuổi giống cấy tốt vòng tháng - Các lỗ chuẩn bị cấy giông, rộng khoảng 6,5cm2, sâu 3,3cm; Mỗi lỗ cấy vào miếng giống to hạt đậu sau bọc lại nilông mỏng để giữ nhiệt, giữ ẩm 3.6 Chăm sóc hàng ngày - Nhu cầu nưổc oxy hệ sợi nấm sò khơng cao Do cần phủ lên giá thể nilon mỏng để giữ nhiệt, giữ ẩm không cho nấm lạ xâm nhập vào làm ô nhiễm giá thể ni nấm - Bình thường ngày lại mở nilong lần khơng khí xâm nhập vào giá thể - Sau nấm mọc nhu cầu nước oxy lớn phải cần thơng gió cung cấp thêm nước cho giá thể - Khi thể nấm bắt đầu xuất phải làm cho bề mặt nilong thơng thoáng bề mặt nilong bị đọng nước 91 - Nếu giá thể khô phải phun thêm nước Nguyên tắc phải phun thường xuyên tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết cụ thể - Sau lần hái nấm cần bổ sung thêm chất dinh dưỡng hoà tan vào giá thể để thúc đẩy nấm mọc nhanh góp phần tăng suất lứa hái sau Phương pháp bổ sung dùng que gỗ chọc lỗ bề mặt giá thể, sau đổ dung dịch urê 1% vào lỗ - Cần ý thường xuyên theo dõi để phát loại sâu bệnh, nấm tạp xâm nhập để có biện pháp phòng trừ kịp thời Thây nấm lạ xuất phải tiêu diệt Có thể phun thuốc phòng trừ sâu bệnh phải sử dụng loại thuốc an tồn, khơng độc, nên dùng loại thuốc sinh học thảo mộc 3.7 Thu hái sản phẩm - Trong điều kiện thích hợp nấm sò phát triển thể thu hoạch khoảng ngày, thu hoạch nấm phát triển khoảng 80% - Thời gian thu hoạch phụ thuộc vào tuổi nấm Thu sớm ảnh hưởng đến suất, thu muộn ảnh hưởng đến chất lượng nấm - Lần sau thu hoạch cách lần trước khoảng - ngày Bình thường giá thể thu hoạch - lần 92 CHƯƠNG V SỬ DỤNG PHỤ PHẨM KHÍ SINH HỌC ĐỂ NGÂM HẠT GIỐNG Trung Quốc tiến hành thử nghiệm việc sử dụng phân KSH để ngâm ủ hạt giống lúa mì lúa nước thu kết đáng khích lệ Phương pháp ngâm hạt giồng vào phân KSH - Cho hạt giông vào bao dứa vừa phải, buộc chặt miệng quấn xung quanh bao để đề phòng bao bị nứt trình ngâm - Cho bao đựng hạt giơng vào bể KSH chìm nước Ngâm 48 đối vổi hạt lúa nước hạt lúa mì, sau vớt khỏi bể Sau vớt khỏi bể, cần dùng nước để rửa hết bẩn bám vào túi Kết thu - Thời gian nẩy mầm hạt ngày so với việc ngâm hạt nước bình thường - Tỷ lệ nẩy mầm cao 10% tiết kiệm hạt giơng diện tích gieo hạt - Tỷ lệ nẩy mầm cao, mầm mọc khỏe - Bộ rễ phát triển tốt, mạ phát triển tốt, xanh - Khả chịu rét sức đề kháng với sâu bệnh mạ tốt - Khả bén rễ hồi xanh lúa nhanh 93 PHỤ LỤC Một số mơ hình cơng trinh KSH chương trình KSH tiết kiệm lượng quy mơ cơng nghiệp: Cơng trình khí sinh học cỡ lớn phát điện Cơng trình khí sinh học KT31 (dùng cho hộ gia đình) Trại Minh Châu, xã Thạnh Phú, huyện Vĩnh Cửu, tĩnh Đồng Nai 94 Máy phát điện dùng khí sinh học trại Minh Châu Hộ anh Nguyễn Văn Tiếu, xã Phương Đình, Đan Phượng, Hà Nội 95 Hộ chị Nguyễn Thị Đào, xã Phương Đình, Đan Phượng, Hà Nội Hộ anh Nguyễn Văn Nghĩa, xã Dân Chủ, Hưng Hà, Thái Bình 96 Hộ anh Trần Văn Sự, xã Vũ Quý, Kiến Xương, Thái Bình Hộ anh Đào Quang Thắng, xã Vũ Quý, Kiến Xương, Thái Bình 97 Hộ anh Đào Văn Vinh, xã Vũ Quý, Kiến Xương, Thái Bình Thiết bị KT 31 - HTX Đan Hồi, Đan Phượng, Hà Nội 98 Thiết bị hồ kỵ khí che phủ, Cty CP Phát triển nhà vườn Yên Bái, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ mơn khí sinh học - Viện lượng - Bộ lượng - Việt Nam (1994): Tài liệu tham khảo cơng nghệ khí sinh học (tập Ị) Bộ mơn khí sinh học - Viện lượng - Bộ lượng - Việt Nam (1994): Tài liệu tham khảo cơng nghệ khí sinh học (íập II) Chương trình hợp tác nghiên cứu xây dựng bể KSH (biogas) Hà Lan Việt Nam (2004 - 2005): Các kết nghiên cứu thực nghiệm sử dụng phân KSH làm phân bón cho trồng địa phương nước Nguyễn Như Hà c s (2005): Nghiên cứu sử dụng chế biến bã thải khí sinh học làm phân bón cho lúa, lạc đất bạc mầu Trưởng đại học Nông nghiệp I Hà Nội Nguyễn Gia Lượng c s (1990): Các biện pháp tăng suất khí chế biến sử dụng bã thải khí sinh học Báo cáo khoa học 1988 -1990 Viện lượng - Bộ lượng Đinh Thế Lộc (2002 - 2007): Bài giảng: “Sử dụng phụ phẩm khí sinh học dùng làm phân bón cho trồng” cho lớp tập huấn biogas hầu hết tỉnh từ Bắc đến Nam Việt Nam 100 Cao Kỳ Sơn c s (2008) Đánh giá chất lượng phụ phẩm KSH thuộc chương trình KSH cho ngành chăn ni Việt Nam Trung tâm nghiên cứu phân bón dinh dưỡng trồng - Viện Thổ nhưỡng - Nông hóa Trần Thị Tâm c s (2004): Nghiên cứu sử dụng chất thải lỏng khí sinh học làm phân bón cho rau cải bắp Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa - Bộ Nơng nghiệp phát triển Nơng thôn Lâm Minh Triết, Hồ Đắc Cường c s (1989): Hội thảo Quốc gia lần thứ nhất: Sơ kết ứng dụng khí sinh học (Biogas) Việt Nam từ 28 -30/3/1989 10 Vũ Hữu Yêm (1995): Giáo trình phân bón cách bón phân Nhà xuất Nông nghiệp 101 MỤC LỤC M Ở Đ Ầ U Chương I: P H Â N H Ữ U c Định nghĩa Tác dụng phân hữu Những điều cần lưu ý sử dụng phân hữu c Chương II: SỬ D Ụ N G P H Ụ P H A M b ể k h í sin h h ọ c (C Ò N G Ọ I L À P H Â N K S H ) 11 Định nghĩa 11 Đặc tính phụ phẩm KSH 11 Hàm lượng chất dinh dưỡng có phụ phẩm bể K SH 12 Một sô" kết nghiên cứu hàm lượng dinh dưỡng phụ phẩm KSH 14 Hiệu tác dụng phụ phẩm KSH .27 Phương pháp sử dụng phụ phẩm KSH (phân KSH) 41 C hương III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ s DỤNG PHỤ PHẨM KSH LÀM PHÂN BÓN CHO s ố CÂY TR ồN G 52 A Cây cải bắp 52 B Cây chè 63 c Cây lú a 66 102 D Cây ngô 73 E Cây lạc 77 Chương IV: s D Ụ N G PHỤ PH A M KSH đ ể nuôi T R Ồ N G N Ấ M .84 Đặt vấn đ ề 85 Quy trình kỹ thuật cần lưu ý sử dụng phần KSH đặc để nuôi trồng nấm 87 Nuôi trồng nấm S Ò 89 s DỤNG PHỤ PHẨM khí sinh học ĐỂ NGÂM HẠT GIỐNG 93 Chương V : Phương pháp ngâm hạt giông vào phân KSH 93 Kết thu .93 PHỤ LỤC 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 103 N H À X U Ấ T B Ả N K H O A H Ọ C T ự N H IÊ N V À C Ô N G N G H Ệ H o n g Q u ố c V i ệ t - c ầ u G iấ y H N ộ i Đ T : 2 - 2 - 2 F ax: 1 E -m a il: n x b @ v a p a c v n - W e b s ite : w w w v a p a c v n SỬ DỤNG PHÂN BĨN TỪ PHỤ PHAM k h í SINH HỌC (BIOGAS) BÓN CHO CÂY TRồNG PG S TS ĐINH THẾ LỘC Chịu trách nhiệm xuất bản: GS TSKH NGUYỄN KHOA SƠN Biên tập: Đỉnh Như Quang Trình bày: Tú Anh Bìa: Bảo Lỉnh Kỹ thuật vi tính: Phòng kỹ thuật RPC In 0 c u ố n , k h ổ x l c m tạ i C ô n g ty c ổ p h ầ n In 15 G iấ y x c n h ận đ ă n g k ý x u ấ t b ả n số: 7 -2 0 /C X B /0 -0 /K H T N C N In x o n g v n ộ p lưu c h iể u q u ý 1 /2009 ...PGS TS ĐINH THẾ LỘC Sử dụng phân bón từ phụ phẩm khí sinh học (Biogas) bón cho trồng NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC Tự NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ MỞ ĐẦU Cơng nghệ khí sinh học (KSH) cơng nghệ đa chức... từ việc sử dụng phụ phẩm bể KSH phục vụ cho nông nghiệp (trồng - trọt, chăn nuôi gia súc, gia cầm, ni trồng thủy sản, ) lớn so với việc sử dụng khí, lợi ích khơng mang lại trực tiếp việc sử dụng. .. đặc tính phân Có phân tích đầy đủ, thỏa đáng thành phần đặc tính phân mặt hóa học, lý học sinh học định nên sử dụng phân nào, chế biến chúng bón cho loại đôi tượng trồng nào? Bởi loại trồng cần