THÔNG TIN TÀI LIỆU
Abstract Mục tiêu nghiên cứu để đánh giá tính khả thi đồng phân huỷ bã đậu nành và ảnh hưởng thay đổi tần số chất lượng phân bón Bã đậu nành trộn với mùn cưa 1:1:3 (w/w trọng lượng ướt) để đạt tỷ lệ C/N khoảng 30 Chia làm ba đống khoảng 4m3 hỗn hợp phân đem quay tần số với độ thường xuyên: hàng ngày (đống A), ngày (đống B) hàng tuần (đống C) Tần số quay khác không ảnh hưởng rõ rệt đến thay đổi pH chất rắn dễ bay suốt thời gian ủ Tần số quay cao làm giảm độ dẫn điện hàm lượng NH4-N giống thời gian ưa nhiệt ngắn, thất nhiệt độ lớn trình bốc bay amonia đống Phân hủy cao đống C 4% xảy đống với khoảng thời gian quay ngày, với lượng nitơ cao xử lý Tất phương pháp xử lý với tần số quay khác đạt yêu cầu ngày 63 carbon hữu hòa tan, NH4-N hòa tan, C/N tỷ lệ số hạt nảy mầm Tuy nhiên, tăng độ thống q trình ủ đem lại lợi ích việc đẩy nhanh trình trưởng thành Cân nhắc việc giảm lao động chi phí hoạt động thấp so với điều chỉnh hàng ngày, nói tần số quay ngày thích hợp để chất lượng phân hữu đạt yêu cầu dễ dàng đưa vào ứng dụng Giới thiệu Số lượng chất thải rắn phát sinh thành phố Hồng Kông đạt 15.700 ngày vào năm 1997 dự kiến tăng theo mức tăng dân số Để giảm chất thải rắn, Chính quyền Hồng Kơng phát triển thực kế hoạch giảm chất thải Ủ phân lựa chọn đề nghị cho xử lý chất thải rắn hữu sản phẩm cuối reutilized (tái sử dụng) cho ứng dụng đất (HKEPD, 1998) Hầu hết nghiên cứu cho thấy ứng dụng phân hữu cho đất nông nghiệp làm cho trồng tăng suất hàm lượng dinh dưỡng thực vật đặc điểm trì độ ẩm Nó cải thiện tính chất vật lý đất chất hữu chất thải nông nghiệp nước thải bị phân hủy thành phân hữu tương đối ổn định, dùng soil conditioner (McConnell cộng sự, 1993; Wong cộng sự,1996) (Bảng 1) Trong nghiên cứu này, hai chất thải rắn (bã đậu nành cây) ủ phương pháp khác để xử lý chất thải Hồng Kông Bã đậu nành bao gồm thành phần cân dinh dưỡng (đặc biệt nitơ), sản xuất từ đồ uống đậu nành đậu phụ nhà máy Hồng Kơng Vì vậy, thành phần tốt cho ủ phân Thời điểm đó, họ xử lý cách chơn lấp Lá có tốc độ phân hủy tương đối chậm hàm lượng cao hợp chất phân huỷ khó cellulose lignin Do đó, bã đậu nành với hàm lượng nitơ cao bổ sung cho hàm lượng tương đối cao đủ để ủ đồng thời Phân hữu trưởng thành ổn định yếu tố quan trọng trình ủ Phân hữu chưa trưởng thành, áp dụng cho đất, trì hoạt động phân hủy cao, làm chậm trình phát triển thiếu nitơ, điều kiện yếm khí độc tố NH số acid hữu (Mathur cộng sự, 1993.) Để thúc đẩy sản xuất phân hữu trưởng thành, yếu tố mơi trường nhiệt độ, sục khí, độ ẩm chất dinh dưỡng cần kiểm soát cách hợp lý (Epstein, 1997) Tần số quay cho yếu tố quan trọng ảnh hưởng chất lượng phân hữu (Golueke, 1977; Michel cộng sự, 1996) Tuy nhiên, tỉ lệ thống khí tối ưu với vật liệu phương pháp thay đổi tần số quay khác ảnh hưởng lên loạt thông số phân hữu chưa giải thích Mục tiêu dự án để đánh giá (1) tính khả thi đồng phân huỷ bã đậu nành để tạo sản phẩm phân hữu bổ sung cho đất (2) để điều tra tần số quay tối ưu cần thiết cho bã đậu nành đồng phân huỷ với để cung cấp thơng khí thích hợp cho tối ưu phân hủy hữu 2 Phương pháp 2.1 Ủ thành lập đống Bã đậu nành thu thập từ nhà máy đậu phụ trang trại Kadoorie, Taipo, Hồng Kông, tương ứng Người ta sử dụng máy đập để làm nhỏ kích thước Ba đống ủ bã đậu nành phối trộn thành bã đậu nành, mùn cưa tỷ lệ 1:1:3 (w/w trọng lượng ướt) để đạt tỷ lệ 30 C/N Mục đích sử dụng mùn cưa điều chỉnh tỷ lệ C/N thành phần C tương đối cao Mỗi đống ủ khoảng m3, ủ 63 ngày Các đống đảo trộn, sử dụng nạp đầu cuối tần số quay hàng ngày (cọc A), ngày (cọc B), hàng tuần (cọc C), tương ứng Độ ẩm điều chỉnh lên khoảng 60 - 70% vào đầu trình ủ sau định kỳ thời gian ủ Trong trình ủ, nhiệt độ độ sâu 60 - 70 cm vào đống đo trước lần đảo trộn Hai mẫu phân lấy từ địa điểm đối xứng đống kết hợp để tạo thành mẫu tổng hợp Ba mẫu tổng hợp lấy định kỳ vào ngày 0, 7, 14, 21, 28, 35, 49, 63 bảo quản 4°C trước phân tích 2.2 Tính chất hóa lý phân hữu Các chất chiết xuất phân dung dịch thu cách lắc học máy mẫu với nước cất ( DDW ) chất rắn : DDW 1:10 (w / v sở trọng lượng khô ) Hệ thống treo ly tâm 10.000 rpm lọc qua màng lọc 0,45 μm Các phân tích sau thực chất chiết xuất nước : độ pH xác định cách sử dụng máy đo pH Orion 920 ISE , độ dẫn điện (EC ) đo máy đo độ dẫn Orion 160, cacbon hữu hòa tan máy phân tích hữu tổng SHIMADZU TOC – 5000A; NH4 - N phương pháp nhuộm xanh NO3 - N phương pháp khử cadmium copperised (Page et al, 1982 ) Carbon hữu tổng ( Walkley - phương pháp Black) nitơ tổng (phương pháp micro- Kjeldahl) xác định (Page et al , 1982) Mẫu tươi sấy khô 105°C 24 h để xác định độ ẩm thành phần phân hữu Chất rắn bay sau đo cách giảm trọng lượng nung mẫu sấy khơ lò 550°C 16 E4/E6 xác định chất chiết xuất sử dụng Na4P2O7H2O khai thác sau theo sau định phổ 460 660nm , tương ứng (Page et al , 1982) 2.3 Cải xoong thử nghiệm hạt nảy mầm Số hạt giống nảy mầm kiểm tra chiều dài rễ thực chất chiết xuất nước cách lắc máy lắc học mẫu với nước cất lần giờ, rắn: DDW 1:10 (w / v sở trọng lượng khơ) Sau lấy 5,0 ml chiết xuất nước pipetted vào đĩa petri nhựa tiệt trùng có lót giấy lọc Whatman #1 Mười hạt giống cải xoong (Lepidium sativum L.) phân bố giấy lọc ủ 20 - 25°C bóng tối 48 Mẫu đống làm lần Phương pháp xử lý đánh giá cách đếm số lượng hạt nảy mầm, đo chiều dài rễ tối ưu Kết tính số nảy mầm xác định theo công thức sau (Zucconi et al., 1981) 2.4 Các phân tích thống kê Tất liệu phân tích phần mềm thống kê SAS cách sử dụng máy tính cá nhân IBM (Little Hills, 1978) Thử nghiệm độ chênh lệch đáng kể với P = 0.05 thực để so sánh biện pháp nhân ba hệ số tương quan Pearson Kết thảo luận 3.1 Thay đổi thông số hóa lý q trình ủ 3.1.1 Nhiệt độ Nhiệt độ tất nhóm thí nghiệm đạt đến pha ưa nhiệt ( >50oC ) sau ngày kể từ ngày ủ phân phản ánh phân hủy vi sinh vật hoạt động đống ủ (Hình 1) Các vi sinh vật tiêu thụ chất hữu hòa tan chất dinh dưỡng mơi trường xung quanh, sau trải qua suy thối hiếu khí để tạo nhiệt, sinh khối carbon dioxide Tuy nhiên, đống A với tần số quay ngày thời gian lâu để đạt nhiệt độ lớn 50°C Khơng có khác biệt đáng kể nhiệt độ tối đa cho ba đống, khoảng 70 - 73oC suốt pha ưa nhiệt Hầu hết liệu tài liệu cho thấy phạm vi nhiệt độ tối ưu cho phân hủy hiệu 50 - 60 oC, số khác cho phân hủy tối đa chất thải rắn xảy nhiệt độ từ 65 - 70 oC (Bach cộng sự, 1984; Epstein, 1997) Nhiệt độ đống A với đảo trộn hàng ngày giảm mạnh sau pha ưa nhiệt bước vào pha làm mát vào ngày thứ 48, nhiệt độ hai đống khác với tần số quay ngày hàng tuần giảm nhẹ xuống 62oC Nhiệt độ thấp cọc A giai đoạn sau phát triển chậm nhiệt độ lúc bắt đầu ủ giải thích nhiệt độ cao nước bốc đối lưu, tương ứng, nguyên nhân tần số đảo trộn cao 3.1.2 pH EC Những thay đổi pH đống khác theo xu hướng với sụt giảm nhẹ từ khoảng 6,1 - 6,8-5,3 - 6.1 vòng ngày (Hình (a)) Điều phân hủy chất hữu tạo axit hữu vô hoạt động vi sinh vật bã đậu nành ( Mathur , 1991) pH sau tăng đáng kể khoảng 8.2 ngày 14 nhiệt độ tăng lên Phản ứng giải thích amoni hóa khống hố nitơ hữu thông qua hoạt động vi sinh vật (Bishop Godfrey , 1983) Sau 35 ngày, độ pH giảm dần quan sát cho tất đống ngoại trừ đống C với biến hàng tuần Các giá trị pH gai đoạn cuối ủ cho đống A, B C tương ứng 7.9, 8.1 8.5 Sự giảm nhẹ bay amoni giải phóng ion hydro từ q trình nitrat hóa sau giai đoạn ủ vi khuẩn nitrat Độ pH tương đối cao đống C với biến hàng tuần giải thích lượng amoni tăng đống tần số quay tương đối thấp Tất đống với hiệu chuyển khác cho thấy mẫu tương tự thay đổi EC, phản ánh mức độ nhiễm mặn đậu nành lượng dư đồng phân (Hình (b)) EC tăng từ giá trị ban đầu 1.5 dS m -1 đến giá trị cao khoảng 2.0 dS m-1 ngày Điều khả giảm trọng lượng giải phóng muối khống khác phốt phát ion amoni thơng qua q trình phân hủy chất hữu EC sau giảm đáng kể với thời gian ủ đến mức độ thấp 1.11 1.34 dS m-1 vào giai đoạn cuối ủ phân bay amoniac kết tủa muối khoáng (Wong cộng sự, 1995) EC đống A với chuyển hàng ngày thấp so với phương pháp xử lý với chuyển ngày hàng tuần từ ngày thứ 28 trở 3.1.3 Những thay đổi chất rắn bay Hàm lượng chất rắn dễ bay giảm với thời gian ủ cho tất phương pháp xử lý tổn thất chất hữu thông qua phân hủy vi sinh vật (Hình 3) Đống A với tần số quay hàng ngày có thất chất rắn dễ bay cao (6%) so với hai đống khác với tần số quay thấp (3%) Sự thất thoát chất hữu cao làm thống khí có ích cho phân hủy hữu nghiên cứu phần hủy bã đậu nành với Tuy nhiên, hàm lượng hợp chất khó phân huỷ, chẳng hạn cellulose lignin mùn cưa giải thích cho mức độ thất chất rắn dễ bay thấp sau 63 ngày kể từ ngày ủ 3.2 Phân tích dưỡng chất 3.2.1 Thay đổi carbon hữu tổng hòa tan Hàm lượng carbon hữu tổng giảm nhẹ cho tất phương pháp xử lý, từ mức ban đầu 45 - 42% vào cuối giai đoạn ủ (Hình (a)) Sự suy giảm carbon hữu tổng tương đối thấp nhóm thí nghiệm khác so sánh với kết tìm thấy tài liệu (Benedict cộng sự, 1988.) Khơng có khác biệt đáng kể nhóm xử lý khác hàm lượng carbon hữu tổng, đống B với thời gian chuyển ngày cho thấy thất thoát cao chút tổng hàm lượng carbon hữu Carbon hữu hòa tan đống khác cho mẫu thay đổi với mức tăng cao vào ngày thứ (Hình (b)) Sau đó, hàm lượng carbon hữu hòa tan giảm nhanh chóng sau giảm dần từ ngày thứ 21 đến hết thời gian ủ, thể hoạt động phân hủy vi sinh vật chất hữu lượng đậu nành dư Phần carbon hữu hòa tan đống A (đảo trộn hàng ngày) đống B (đảo trộn ngày) thấp so với đống C (đảo trộn hàng tuần) Điều cho thấy hoạt động trao đổi chất vi sinh vật đống A B cao so với đống C suốt tồn q trình phân huỷ Phần carbon hữu hòa tan đống A B 5000 mg kg -1 vào cuối trình phân huỷ, cho thấy kì hạn phân hữu hai đống theo kết Garcia cộng (1991a) Hình Những thay đổi cacbon hữu tổng carbon hữu hòa tan đồng thời phân hủy bã đậu nành 3.2.2 Chu trình Nitơ Ba phương pháp xử lý có hàm lượng nitơ tổng khoảng 1,50-1,66% vào đầu trình ủ phân, sau tăng lên đến 2,00-2,25% thời gian ủ phân (Hình (a)) Điều tổn thất khối lượng khô tổn thất cacbon hữu theo điều kiện carbon dioxide thất nước bay q trình khống hóa chất hữu (Viet et al., 1987) Hơn nữa, nitơ tổng tăng lên hoạt động vi khuẩn cố định đạm vào cuối trình phân huỷ (Bishop Godfrey, 1983) Đống B với ngày xử lý biến cho thấy khơng có tổng số cao đáng kể hàm lượng nitơ so với hai cọc khác từ ngày 35 trước, trùng hợp với sụt giảm đáng kể tổng hàm lượng cacbon hữu đống B Những thay đổi nồng độ NH4-N NO3 -N theo xu hướng tiêu biểu cho hai hình thức nitơ q trình hiếu khí ủ (Hình (b) (c) ) Hàm lượng NH4-N quan sát pha ưa nhiệt, cho thấy tỷ lệ hình thành amoniac ban đầu cao, hợp chất khoáng chất hữu -N ( Mahimairaja et al , 1994) Sau đó, NH4-N giảm q trình phân huỷ phát triển đạt giá trị thấp vào cuối thời gian ủ Hàm lượng NH4-N cọc với tần số quay ngày quay hàng tuần cao đáng kể so với tần số quay hàng ngày đống A pha ưa nhiệt Do đó, tăng tần số quay làm bay NH4-N Nó lưu ý vắng mặt của, giảm trong, NH4- N dấu hiệu cho thấy hai ủ tốt trình trưởng thành (Hirai cộng , 1983; Riffaldi cộng , 1986) Nội dung NH4-N cuối tất phương pháp điều trị 200 mg kg -1 , thấp giới hạn tối đa 400 mg kg -1 đề nghị cho phân trưởng thành ( Zucconi de Bertoldi , 1987) Sau nội dung cao ban đầu NO3-N, mức giảm trước tăng vào ngày thứ 49 q trình nitrat hóa, ngoại trừ đống A với tần số quay ngày Kết trùng hợp với việc giảm đáng kể NH4-N sau ngày 49, vi khuẩn nitrat hóa bị ức chế pha ưa nhiệt, nhiệt độ cao lượng amoniac nhiều gây ức chế khả hoạt động phát triển vi khuẩn nitrat (Morisaki et al, 1989.) Tuy nhiên, nội dung nitrat tối đa tất đống mg.kg-1, đó, q trình nitrat hóa dự đốn tăng tăng thời gian ủ 3.3 Đánh giá Maturity 3.3.1 Thử nghiệm nảy mầm hạt cải xoong Chỉ số nảy mầm (GI), kết hợp biện pháp hạt nảy mầm tương đối độ dài rễ tương đối hạt giống cải xoong (Lepidium sativum L.), thông số nhạy cảm sử dụng để đánh giá mức độ độc hại mức độ trưởng thành phân (Zucconi et al , 1981.) Giá trị GI ban đầu 36% cho tất phương pháp xử lỷ, sau giảm dần giá trị thấp 26 - 33% vào ngày thứ Điều việc phát hành nồng độ cao amoniac lượng phân tử acid hữu thấp (Wong, 1985; Fang Wong, 1999) Như trình phân huỷ tiến hành, giá trị GI ba phương pháp xử lý tăng đáng kể đạt 80 - 91% kết thúc trình ủ, với đống A 91% Giá trị GI 50% sử dụng dấu hiệu độc tố phân (Zucconi et al., 1981) Phân compost đống A đống B (với tần số quay cao hơn) ổn định đủ vào ngày 49, đống C cần thời gian lâu để đạt ổn định theo tiêu chuẩn hóa Lynch (1977) phát điều kiện yếm khí phân hủy rơm lúa mì mang lại sản phẩm ức chế tăng trưởng lúa mạch Độc tố gây hợp chất hữu tạo q trình ủ phân khắc phục cách tăng thời gian phân hủy hiếu khí Kết họ chứng minh tần số quay có lợi để hạn chế loại bỏ độc tố từ ủ bã đậu nành 3.3.2 Tỉ lệ Carbon/Nitro Tỷ lệ C/N vật liệu ủ ban đầu điều chỉnh lên khoảng 30, tỷ lệ C/N cuối q trình ủ giảm khoảng 18-22 (Hình (b)) Khơng có khác biệt đáng kể tỷ lệ C/N phương pháp xử lý khác vào cuối trình ủ Mặc dù tỷ lệ C/N chất rắn sử dụng số tuyệt đối phân trưởng thành biến đổi lớn phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu, giá trị xung quanh 20 xem đạt yêu cầu (Hirai et al., 1983 ) Vì vậy, tất phương pháp xử lý với tần số quay khác đạt trưởng thành sau 63 ngày ủ 3.3.3 Tỉ lệ E4/E6 Tỷ lệ mật độ quang học axit humic axit fulvic 460 660 nm, tương ứng E4/E6, từ lâu coi để phản ánh mức độ ngưng tụ nhân thơm mùn, cho thấy trưởng thành (Schnitzer et al., 1993) Tuy nhiên, tỷ lệ E4/E6 số phổ quát thay đổi với nguyên liệu sử dụng để ủ phân Tỷ lệ E4/E6 ba cọc theo khuôn mẫu gần tương tự, cọc A B trì mức tương đối cao so với E4/E6 cọc C suốt thời gian ủ (Hình (c)) Tỷ lệ E4/E6 giảm từ từ thời gian ủ, mà cho ủ sản xuất axit humic polycondensed (Garcia et al., 1991b) Do đó, trình phân huỷ cải thiện chất lượng dư lượng đậu nành ủ qua q trình mùn hóa ủ 4 Kết luận Đồng ủ bã đậu nành với chứng minh khả thi điều kiện thử nghiệm ủ rơm khô (mô tả), với hướng chuyển suất phân ổn định mà sử dụng cho canh tác hữu bổ sung cho đất Tần số quay ảnh hưởng đến hành vi số thông số quan trọng trình hợp tác làm phân trộn dư lượng đậu nành với Tần số quay hàng tuần thấp dẫn đến hoạt động phân hủy thấp ổn định chậm tổn thất trọng lượng nhỏ hơn, carbon hữu hòa tan thấp hơn, giảm số nảy mầm Tăng tần số quay lên hàng có hiệu việc đạt trưởng thành phân compost hạn chế loại bỏ hợp chất độc tố phân hủy vi sinh vật pha ưa nhiệt Tuy nhiên, tần số quay hàng ngày dẫn đến chậm trễ nhiệt độ tăng theo sau suy giảm nhanh chóng nhiệt độ nhiệt nhanh Đống B (thời gian đảo ngày) có mức độ cao phân hủy gia tăng C N khoáng Những kết cho thấy tần số quay ngày cho phân hủy đồng thời bã đậu nành với thực tế ... tiêu dự án để đánh giá (1) tính khả thi đồng phân huỷ bã đậu nành để tạo sản phẩm phân hữu bổ sung cho đất (2) để điều tra tần số quay tối ưu cần thi t cho bã đậu nành đồng phân huỷ với để cung... trình phân huỷ cải thi n chất lượng dư lượng đậu nành ủ qua q trình mùn hóa ủ 4 Kết luận Đồng ủ bã đậu nành với chứng minh khả thi điều kiện thử nghiệm ủ rơm khô (mô tả), với hướng chuyển suất phân. .. trọng ảnh hưởng chất lượng phân hữu (Golueke, 1977; Michel cộng sự, 1996) Tuy nhiên, tỉ lệ thoáng khí tối ưu với vật liệu phương pháp thay đổi tần số quay khác ảnh hưởng lên loạt thông số phân
Ngày đăng: 17/11/2018, 08:28
Xem thêm: