Nghiên cứu xử lý bùn đáy ao nuôi cá tra thành phân hữu cơ vi sinh

Đ HỌC QUỐC GIIA TP HCM ĐẠI TR RƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH B KH HOA BẠC CH THU THẢO T NGHIIÊN CỨU U XỬ LÝ Ý BÙN ĐÁY Đ AO NUÔICÁ Á TRA THÀ ÀNH PHÂ ÂN HỮU U CƠ VI SINH Chhuyênngành h:CÔNG NGHỆ N SIN NH HỌC Mããsố:60.42.8 80           LUẬN N VĂN TH HẠC SĨ       TP.HỒCHÍÍMINH,tháng07năm20144 Cơng trình hồn thành tại: Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Đức Lượng Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày … tháng … năm …… Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ bao gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KTHH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Bạch Thu Thảo Ngày, tháng, năm sinh: 23/12/1989 MSHV: 12310750 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học Mã số: 60.42.80 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý bùn đáy ao nuôi cá tra thành phân hữu vi sinh II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Phân tích sơ thành phần dinh dưỡng tích tụ bùn đáy ao ni cá tra  Xử lý sơ bộ, ổn định nguyên liệu trước tiến hành ủ phân  Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến q trình sử dụng chế phẩm sinh học phân giải bùn đáy ao sau phối trộn với vật liệu độn  Bổ sung vi khuẩn hữu ích đánh giá chất lượng mẫu phân thành phẩm theo tiêu chuẩn qui định hành III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 08/2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/2014 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: Phó Giáo sƣ, Tiến sĩ Nguyễn Đức Lƣợng Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiệt tình từ gia đình, q thầy bạn Tơi xin có lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy PGS TS Nguyễn Đức Lượng Luận văn hoàn thành nhờ hỗ trợ lớn từ thầy, không trực tiếp hướng dẫn đề tài, thầy ln nhắc nhở, động viên suốt q trình thực hiện, tận tình giúp đỡ sửa lỗi cho tơi Tôi xin chân thành cảm ơn cô PGS TS Nguyễn Thúy Hương Cô truyền đạt phần lớn kiến thức hỗ trợ tinh thần suốt trình học tập trường Cảm ơn tập thể quý thầy cô môn Công nghệ sinh học anh chị phụ trách phịng thí nghiệm tạo điều kiện làm việc, hỗ trợ thiết bị dụng cụ phịng thí nghiệm; cảm ơn bạn phịng thí nghiệm 102B2 giúp đỡ trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến anh Qn (trường Đại học Cơng Nghiệp) có góp ý trao đổi đề tài Cảm ơn em Dương (trường Đại học Công Nghiệp), chị Phượng, anh Ái (Trung tâm Kỹ thuật Công nghệ sinh học Tiền Giang) nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình lấy mẫu địa phương Đặc biệt, xin gửi lời tri ân đến ba mẹ, cảm ơn ba mẹ bên cạnh ủng hộ định i TÓM TẮT Phân hữu vi sinh sản phẩm trình ủ compost gồm chất hữu cơ, vi sinh vật dị dưỡng nguyên tố vi lượng có lợi cho trồng Đề tài nghiên cứu khả xử lý bùn đáy ao nuôi cá tra thâm canh thành phân hữu vi sinh Vật liệu phối trộn chọn khảo sát cám – trấu mạt dừa phơi nắng Việc bổ sung chế phẩm sinh học giúp trình ủ compost diễn nhanh Hỗn hợp bùn đáy ao cá tra: mạt dừa phơi nắng (9:1) ủ với 2% chế phẩm Biovina1 Sản phẩm compost sau ngày ủ bổ sung thêm 1% chế phẩm Biovina2 có chứa số vi sinh vật hữu ích nhằm tạo sản phẩm phân hữu vi sinh Kết cho thấy phân bón thành phẩm có thành phần gồm: tỉ số C/N = 18 – 19; độ ẩm = 30 – 31%; hàm lượng hữu 29.17%; N: P: K có tỉ lệ 0.74: 0.86: 0.56; vi sinh vật phân giải cellulose 2.5 x 107 cfu/g; vi sinh vật cố định đạm 1.7 x 107 cfu/g; vi sinh vật phân giải lân 4.0 x 105 cfu/g Các thông số đạt tiêu chuẩn Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn Việt Nam ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG .vi DANH MỤC HÌNH vii CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nuôi cá tra thâm canh 2.1.1 Hiện trạng nuôi cá tra vùng ĐBSCL định hƣớng phát triển 2.1.2 Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nuôi cá tra thâm canh 2.1.3 Vấn đề chất thải rắn tích lũy bùn đáy ao nuôi cá tra thâm canh 2.1.4 Các biện pháp hạn chế tích lũy bùn đáy ao ni cá tra: 11 2.1.4.1 Phƣơng pháp phân hủy sinh học hình thức thơng tuyến tính 11 2.1.4.2 Phƣơng pháp siphon đáy 12 2.1.4.3 Tƣới trực tiếp cho trồng 12 2.1.5 Giải pháp để hạn chế tác động nghề nuôi đến môi trƣờng 13 2.1.5.1 Giải pháp quy hoạch 14 2.1.5.2 Giải pháp khoa học kỹ thuật 14 2.2 Phân hữu vi sinh 15 2.2.1 Phân hữu .15 2.2.2 Phân vi sinh .16 iii 2.3 Tổng quan trình ủ compost .17 2.3.1 Sự biến đổi vật chất diễn trình ủ compost 20 2.3.1.1 Các phản ứng hóa sinh diễn q trình phân hủy hữu 20 2.3.1.2 Quá trình phân giải chất hữu hình thành chất mùn 22 2.3.2 Các vi sinh vật tham gia vào trình ủ 25 2.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình ủ composting .27 2.3.4 Tình hình nghiên cứu sản xuất compost giới Việt Nam 29 2.3.4.1 Nghiên cứu nƣớc 29 2.3.4.2 Nghiên cứu nƣớc 31 CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU – PHƢƠNG PHÁP 33 3.1 Vật liệu 34 3.1.1 Nguyên vật liệu 34 3.1.2 Môi trƣờng nuôi cấy 34 3.1.3 Hóa chất 34 3.1.4 Thiết bị - Dụng cụ 34 3.2 Nội dung thí nghiệm 35 3.2.1 Sơ đồ tiến trình thí nghiệm 35 3.2.2 Xác định thành phần bùn đáy ao cá 36 3.2.3 Nghi n cứu phƣơng pháp l sơ 36 3.2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình ủ phân 37 3.2.5 Thiết kế thí nghiệm bề mặt tiêu 38 3.3 Phƣơng pháp thực 39 3.3.1 Phƣơng pháp lấy mẫu bùn đáy ao 39 3.3.2 Phƣơng pháp trộn mẫu ủ mẫu 39 3.3.3 Phƣơng pháp ác định tổng số vi sinh vật 39 3.3.4 Các phƣơng pháp hóa học .41 3.3.4.1 Phƣơng pháp ác định pH .41 iv 3.3.4.2 Phƣơng pháp ác định độ ẩm 41 3.3.4.3 Phƣơng pháp ác định hàm lƣợng tro tổng C hữu 41 3.3.4.4 Phƣơng pháp ác định N tổng số: 42 3.3.5 Phƣơng pháp khác: 42 3.3.6 Phƣơng pháp tính 43 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .44 4.1 Thành phần dinh dƣỡng bùn đáy ao nuôi cá tra 45 4.2 Sự thay đổi độ ẩm mẫu bùn đáy ao trình l sơ 46 4.2.1 Ảnh hƣởng loại vật liệu độn khác đến độ ẩm mẫu bùn đáy ao .47 4.2.2 Khảo sát tỉ lệ phối trộn bùn mạt dừa 48 4.2.3 Khảo sát thời gian phối trộn sơ 48 4.3 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình ủ phân 50 4.3.1 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình ủ phân 51 4.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ giống đến trình ủ phân 53 4.3.3 Khảo sát ảnh hƣởng pH đến trình ủ phân 54 4.4 Tối ƣu trình ủ phân theo phƣơng pháp RSM 54 4.5 Bổ sung vi sinh vật có ích đánh giá chất lƣợng mẫu phân thành phẩm .58 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 60 5.1 Kết luận 61 5.2 Đề nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 66 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tổng hợp tính chất nước ao nuôi cá tra Tiền Giang Bảng 2.2 Ước lượng chất thải phát sinh từ 1ha nuôi cá tra 10 Bảng 3.1 Bảng tiêu phân tích mẫu bùn thải 36 Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm tìm loại vật liệu độn 37 Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ phối trộn thời gian phối trộn 37 Bảng 4.1 Thành phần chất dinh dưỡng mẫu bùn đáy ao nuôi cá 45 Bảng 4.2 Hàm lượng kim loại nặng mẫu bùn đáy ao nuôi cá 46 Bảng 4.3 Độ ẩm mẫu bùn đáy ao xử lý với chất độn khác 47 Bảng 4.4 Khảo sát tỉ lệ phối trộn bùn mạt dừa phơi nắng 48 Bảng 4.5 Sự thay đổi độ ẩm khối ủ sơ bùn mạt dừa phơi nắng theo thời gian .49 Bảng 4.6 Thành phần chất mẫu bùn sau qua xử lý sơ 50 Bảng 4.7 Thành phần nguyên liệu đầu vào trình ủ phân .50 Bảng 4.8 Ảnh hưởng thời gian đến trình ủ phân .51 Bảng 4.9 Ảnh hưởng tỉ lệ giống đến trình ủ phân 53 Bảng 4.10 Ảnh hưởng pH đến trình ủ phân 54 Bảng 4.11 Giá trị yếu tố dùng RSM-CCD 55 Bảng 4.12 Kế hoạch thực nghiệm theo RSM 56 Bảng 4.13 Thành phần hóa học vi sinh mẫu phân thành phẩm 59 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cá tra Hình 2.2 Diễn biến diện tích sản lượng cá tra vùng ĐBSCL giai đoạn 19977T/2008 quy hoạch đến năm 2020 Hình 2.3 Sự biến dạng mặt ống Drausy 11 Hình 2.4 Hút bùn đáy ao 12 Hình 2.5 Giải pháp hồ sinh học kết hợp với cánh đồng tưới nơng nghiệp 15 Hình 2.6 Cơng thức cấu tạo nhân vòng 25 Hình 4.1 Sự thay đổi độ ẩm khối ủ theo thời gian 49 Hình 4.2 Mặt đáp ứng tỉ lệ C/N theo thời gian ủ tỉ lệ giống 57 Hình 4.3 Mặt đáp ứng tỉ lệ C/N theo thời gian ủ pH .57 Hình 4.4 Mặt đáp ứng tỉ lệ C/N theo tỉ lệ giống pH 58 vii ... chất hữu cơ, vi sinh vật dị dưỡng nguyên tố vi lượng có lợi cho trồng Đề tài nghiên cứu khả xử lý bùn đáy ao nuôi cá tra thâm canh thành phân hữu vi sinh Vật liệu phối trộn chọn khảo sát cám –... ao nuôi cá tra thành phân hữu vi sinh II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Phân tích sơ thành phần dinh dưỡng tích tụ bùn đáy ao nuôi cá tra  Xử lý sơ bộ, ổn định nguyên liệu trước tiến hành ủ phân  Tối... phối trộn 37 Bảng 4.1 Thành phần chất dinh dưỡng mẫu bùn đáy ao nuôi cá 45 Bảng 4.2 Hàm lượng kim loại nặng mẫu bùn đáy ao nuôi cá 46 Bảng 4.3 Độ ẩm mẫu bùn đáy ao xử lý với chất độn khác