Nghiên cứu sử dụng bã thải trồng nấm làm phân vi sinh góp phần làm sạch môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI • ■ • TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN ■ ■ a • ĩ*:**************** TÊN ĐỂ TÀI NGHIỀN CỨU SỬ DỤNG BẲ THẦl TRồNG NẤM LẰM PHÂN VI SINH GÓP PHẤN LÀM SẠCH MƠI TRƯỜNG MÃ SỐ: QT-04-31 Chủ trì đề tài: THS TRẦN THỊ PHƯƠNG Khoa môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội Ị ÙAI HỌC QUOC GIA HÀ Nỏi ị ĨRUNG TÂM THÕNG TIN THƯ VIỆrv O HÀ NỘI - 2005 T / ~ e l o ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI • • * TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN ■ ■ ■ • ******************** TÊN ĐỂ TÀI NGHIỀN CỨU SỬ DỤNG BÃ THẢI TRồNG NẮM LẰM PHÂN VI SINH GĨP PHẦN LÀM SẠCH MƠI TRƯỜNG MÃ SỐ: QT-04-31 -Chủ trì đề tàr ThS Trần Thị Phương Các cán tham gía TS Nguyễn Thị Hồi Hà, KS Kim Văn Chinh KS Nguyễn Xuân Lan HÀ NỘI - 2005 BÁO CÁO TÓM TẮT a Tên đ ể tài: Nghiên cứu sử dụng bã thải trồng nấm làm phân vi sinh góp phần làm mỏi trường M ã số: QT-04-31 b.Chủ trì đề tài: ThS Trần Thị Phương Khoa Môi trường, trường ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội c Các cán tham gia: TS Nguyễn Thị Hoài Hà, KS Kim Văn Chinh KS Nguyễn Xuân Lan d M ục tiêu nội dung nghiên cứu • Mục tiêu: Đưa phương pháp xử lý bã thải sau thu hái nấm để làm phân vi sinh, tạo thêm nguồn phân vi sinh, góp phần • xây dựng nơng nghiệp bền vững Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu điều kiện cần thiết để hồn thành quy trình ủ đơn giản có hiệu - Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả nãng phân huỷ xenluloza cao để rút ngắn thời gian ủ, - Xác định thành phần dinh dưỡng NPK có chất trồng nấm Sản p h ẩm khoa học: - Một báo cáo khoa học Tên báo cáo: “Nghiên cứu sử dụng bã thải trổng nấm làm phân vi sinh góp phần làm môi trường” - Gửi báo đăng Tạp chí “Khoa học đất”, Hội Khoa học Đất Việt Nam Tên bài: “Nghiên cứu sử dụng bã thải trổng nấm làm phân vi sinh góp phần xây dựng nơng nghiệp vững” • Đào tạo: Đã hướng dản m ột sin h viên làm K hóa lu ận tốt n g h iệ p , tên k h ó a luận: “ N g h iê n cứu quy trìn h sản x u ất phân vi sinh từ bã thải sau trổ n g nấm , ứng d ụ n g trồ n g rau s c h ” / Tình h ỉnh kỉn h p h í đ ề tài Tổng kinh phí ĐHQG cấp là: 12.000.000 đ Trong q trình thực đề tài sử dụng hết số tiền cấp K hoa q u ản lý C hủ trì đề tài T rầ n T hị Phương Cơ a u a n chủ trì đê tài SU M M A R Y R EPO R T a Prọịect title: Research on the use o f vvastes from mushroom production for com posting contributing to the environmental cleanliness Code: QT- 04 - 31 b Prọịect leader: MSc Tran Thi Phuong c Key im plem entator: Dr Nguyen Thi Hoai Ha BSc Kim Van Chinh BSc Nguyen Xuan Lan d Objectives a nd research contents o f the prọịect * Objectives: The project provides the method of vvastes treatment to create compost after harvesting mushroom, contributing to the sustainable agricultural development * Research contents: Define necessary conditions to complete an effective process of composting Subdivide and select types of microoganisms having the high ability of disintegrating Cenluloza to shorten composting time D ertem ine nutritious com positions including N, p, K in m ushroom production lots e O btained results * A scientific report: - com post A scientific article: “ Use of m ushroom prođcution vvastes to create contributing to the sustainable agricultural developm ent ” was published in m agazine on the environm ental protection in the year 2000 - Report: “R esearch on the use of m ushroom planting w astes to create com post contributing to the environm ental cleanliness ” was publish in M agazine on soil Sciences * Training: 01 under graduate student Title of thesis: “Research on the process of composting using wastes created mushroom production Application of clean vegetables production MỤC LỤC MỎ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỂ PHƯƠNG PHÁP LÀM PHÂN ủ VÀ PHÂN VI SINH 1.1 Phương pháp làm phản ủ 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 Phương pháp Phương pháp Phương pháp Phương pháp ủ rác thành đống lên men tự nhiên có đảo trộn ủ rác thành đống khơng đảo trộn có đảo khí lên men thiết bị chứa lên men lò quay 1.1.5 Phương pháp xử lí rác cơng nghiệp 1.1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến độ q trình ủ phân hiếu khí 1.2 Đặc điểm phân vi sinh 2 2 1.2.1 Khái niệm phân vi sinh 1.2.2 Các dạng phân vi sinh ỉ 2.3 Vai trò phân vi sinh 1.2.4 Hiện trạng sản xuất phân bón sinh học cơng nghệ sản xuất phân vi sinh 10 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 13 2.1 Nguyên liệu 13 2.1.ỉ Nguyên liệu sử dụng 13 ỉ Vi sinh vật sử dụng 13 2.1.3 Hố chất sử dụng 2.1.4."Máy móc dụng cụ thí nghiệm 13 13 2.2 Phương pháp nghiên cứu 14 2.2.1 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 14 2.2.2 Xây dựng mơ hình ủ phân hiếu khí ]6 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17 3.1 Kết phân tích sơ tiêu hố lí bã thải sau trồng nám 17 3.2 Đánh giá sơ lượng vi sinh có mẫu bã thải sau trồng nấm 17 3.3 Quy trình sản xuất phản hữu vi sinh từ bã thải sau trồng nấm 19 3.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm - chẽ phẩm phản vỉ sinh từ bã thải sau trồng nấm 21 3.4.1 Phân lập xác định s ố lượng vi sinh vật có phân vi sinh 3.4.2 Các thông sô k ĩ thuật phân vi sinh từ bã thải sau trồng nấm 21 23 3.5 Tính tốn chi phí sản xuất kg phàn vi sinh 25 C H Ư Ơ N G K Ế T LUẬN VÀ K IẼ N N G H Ị 26 4.1 Kết luận 26 4.2 Kiên nghị 27 MỞ ĐÂU Vấn đề môi sinh ngày trở nên trầm trọng phạm vi toàn cầu Việc sử dụng mức phân hố học gây suy thối mơi trường đất ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đổng, mặt khác cịn gây lãng phí trồng thường sử dụng 25-30% sơ' phân bón Việc sử dụng phân hữu vi sinh khắc phục tình trạng nhằm tạo nơng nghiệp sạch, an toàn bền vững Các nước giới quan tâm đến việc bảo vệ môi trường đất Các kết nghiên cứu từ Mỹ, Canada, Nga, Nhật, Ân Độ, Trung Quốc, Thái L an .cho thấy sử dụng chế phẩm vi sinh vật cung cấp cho đất trồng từ 30- 60 kg Nitơ/ đất/nãm, thay từ 1/3 - 1/2 lượng lân hố học Phân hữu có chứa vi sinh vật hữu hiệu tiếp tục phát huy tác dụng đồng ruộng sau bón nhiều ngày Gần đây, số nước phát triển, đầu Nhật Bản sản xuất phân bón vi sinh dạng lỏng dùng để kích thích trồng, đồng thời dùng để xử lí phế thải rắn hữu nước thải Các loại chế phẩm nhiều nước ứng dụng với hiệu cao Các loại phân bón vi sinh nghiên cứu sử dụng trẽn giới phân vi sinh cố định nitơ, phân giải lân, chế phẩm vi khuẩn lam, chế phẩm nấm rễ Tuỳ theo điều kiện tự nhiên canh tác mà phân bón vi sinh sản xuất từ đến nhiều chủng, cho hay nhiểu đối tượng trổng nển chất mang khác nhaú Những vấn đề thường xuyên nghiên cứu để chế tạo phân vi sinh sử dụng chúng cho thích hợp Trong năm gần đây, ngành trổng nấm Việt Nam phát triển, đem lại lợi ích lớn mặt kinh tế, năm sản xuất khoảng 100.000 Để đạt mục tiêu phủ đến năm 2010, Việt nam phấn đấu sản xuất triệu tấn/năm, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nước tiến tới xuất Song bên cạnh đó, nghề trồng nấm tạo sản lượng bã thải nấm khổng lổ Thông thường người ta để bã thải nấm hoai mục tự nhiên kéo dài sau bón trực tiếp cho hiệu thấp, số sở sản xuất lớn, lượng bã thải để tổn đọng nhiều gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, thẩm mỹ, cảnh quan nông thổn ánh hưởng đến sức khoẻ người dân Vì mục đính nghiên cứu đề tài đưa điều kiện cần thiết để hồn thành quy trình ủ đơn giản có hiệu xây dựng quy trình sản xuất phân vi sinh việc làm cần thiết có ý nghĩa cho sở trổng nấm, tạo nguồn phân vi sinh góp phần xây dựng nơng nghiệp vững - 1- CHƯƠNG TỔNG QCI0N TỜI LIỆU VẺ PHƯƠNG PHÁP LÀM PHÂN ủ vờ PHÂN VI SINH 1.1 PHƯƠNG PHÁP LÀM PHÂN ủ 1.1.1 Phương pháp ủ rác thành đống lên men tự nhiên có đảo trộn Rác chất thành đống có chiểu cao 1,5 - 2,5 m, tuần đảo trộn lần Nhiệt độ đống ủ 55°c, thời gian ủ khoảng tuần, độ ẩm 50 - 60% Sau tuần tiếp không đảo trộn Phương pháp đơn giản vệ sinh, ảnh hưởng đến mĩ quan xung quanh đống ủ [2] 1.1.2 Phương pháp ủ rác thành đống khơng đảo trộn có đảo khí Rác chất thành đống cao - 2,5m Phía lắp đặt hệ thống phân phối khí Nhờ có q trình thổi khí cưỡng mà q trình chuyển hố nhanh hơn, nhiệt độ ổn định hơn, ô nhiễm [2] 1.1.3 Phương pháp lên men thiết bị chứa Rác cho vào thiết bị chứa có dung tích khác đế lên men Lượng khi" nước thải sinh trình lên men kiểm soát chặt chẽ Các vi sinh vật tuyển chọn đựoc đưa vào bổ sung cho hệ vi sinh vật tự nhiên rác, nhờ mà q trình xảy nhanh dễ kiểm sốt, nhiễm [2] 1.1.4 Phương pháp men lò quay Rác thu gom, phân loại , đạp nhỏ búa, đưa vào lò quay nghiêng với độ ẩm khoảng 50% Trong quay rác đảo trộn khơng phải thổi k h í Rác sau lên men lại ủ chín thành đống vòng 20 - 30 ngày [2] 1.1.5 Phương pháp xử lí rác cơng nghiệp Hiện giới có 50 kiểu ủ rác cơng nghiệp triển khai Đặc điểm chung kiểu ủ rác cơng nghiệp tự động hố cao rác phân h tốt lại địi hỏi trình độ khoa học cõng nghệ cao, chi phí tốn chưa phù hợp với trình độ khả nãng tài nước phát triển [2] -2- 1.1.6 Các yếu tô ảnh hưởng đến tiến độ trình ủ phàn hiếu khí 1- Phân loại nghiền rác Trong rác thải sinh hoạt thành phần hữu chiếm lượng lớn ( 50 60%), thành phần phi hữu bao gồm kim loại, nilon, thuỷ tinh, vỏ ốc, đất đá, linh kiện điện tử , hợp chất khó phân huỷ vi sinh vật, làm ảnh hưởng đên trình ủ Do phải loại bỏ thành phần không sử dụng trình ủ cần thiết Nghiền rác có tác dụng làm kích thước rác nhỏ đi, táng diện tích tiếp xúc với khơng khí, tạo điểu kiện cho vi sinh vật xâm nhập phânhững huỷ dễ dàng Nghiền rác trình xử lí sơ Xenluloza làm giảm kích thước tiểu phần làm lỏng lẻo cấu trúc tinh thể đồng thời cắt ngắn chuỗi Xenluloza giúp enzim Xenluloza vi sinh vật hoạt động có hiệu Kích thước rác nhỏ cm tốt cho trình ủ [2] 2- Độ ẩm Độ ẩm yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nhiệt độ thời gian kết thúc đống ủ Trong điều kiện bình thường rác thị có độ ẩm khoảng 40 - 60% thích hợp cho việc ủ phân Độ ẩm cao q ngăn cản dịng khí thổi vào đống ủ nguyên liệu ướt, khe hổng bị lấp đầy nước làm giảm diện tích tiếp xúc rác với khơng khí, vi sinh vật hiếu khí khơng phát triển q trình yếm khí xảy gây mùi khó chịu, thời kéo dài thời gian ủ Nếu độ ẩm thấp không đủ nước cho hoạt động trao đổi chất vi sinh vật [2] 3- p H Theo Gotaas, pH ban đầu nguyên liệu dùng làm phân ủ cần khoảng - ngày Giai đoạn đầu pH thường khoảng 6, sau - ngày thường giảm xuống 4,5 axit hĩru sinh ra, trình ủ nhiệt độ tăng cao pH tăng lên theo xu hướng kiểm 7,5 - 8,5 Việc không chế pH ủ hiếu khí khơng quan trọng xảy q trình yếm khí sinh nhiều axit hữu làm giảm pH đống ú Cacbonat, vơi chất có tính kiểm khác rác có vai trị chất đệm làm cho pH khơng xuống q thấp, bổ sung thêm vào đống ủ gày tượng nitơ dạng khí amoniac bay lên điều kiện pH cao [2] Khuẩn lạc xạ khuẩn g xa khuẩn phần láp đươc Khuẩn lạc vi khuẩn Khuẩn lạc nấm mốc C ắ c c h ú n g nârn m ô c p h n ụ p đ ợ c HỘI KHOA HỌC ĐẤT VIỆT NAM Tạp chí KHOA HỌC ĐẤT ISSN 0868 - 3743 GIẤY XÁC NHẬN Tạp chí Khoa học Đất Việt Nam xác nhận tác giả Trẩn Thị Phương có báo với thiêu đề:” S d ụ n g bã thải nấm làm phản vi sinh phục vụ cải tạo đát góp phần xây d ự n g n ô n g n gh iệp bền vững” Bài báo đưa vào nội dung tạp chí Khoa học Đất sổ 24, theo kẽ hoạch xuất vào cuối quý nãm 2005 Hà Nội, ngày 21 tháng 10 nãm 2005 Tổng Biên tập Tạp chí Khoa học Đất Việt Nam c GS TSKH Trần Kông Tấu sử DỤNG BÃI THẢI NẤM LÀM PHÂN VI SINH PHỤC vụ CẢI TẠO ĐẤT GOP PHAN XÂY DựNG NỀN NÔNG NGHIỆP BỂN VỬNG Ths Trân Thị Phương ĐẶT VẪN ĐỂ Vấn để môi sinh ngày trờ nên trầm trọng trẽn phạm vi toàn cầu Việc sử dụng mức phân hoá học gây suy thối mơi trường đất ảnh hường đến sức khoẻ cộng đổng, mặt khác cịn gây lãng phí trồng thường sử dụng 25-30% số phân bón Việc sư dụng phan hưu VI sinh khãc phục tình trạng nhẳm tạo nển nơn° nghiệp sạch, an tồn vững Các nước thê giới quan tâm đến việc bảo vệ môi trường đất Các kết nghiên cứu từ Mỹ, Canada, Nga, Nhật, ấp Độ, Trung Quốc, Thái Lan cho thấy sứ dụng chế phẩm vi sinh vật cung cấp cho đất trồng từ 30- 60 kg Nitơ/ đất/nãm, thay thê từ 1/3 - 1/2 lượng lân hoá học Phân hữu có chứa vi sinh vật hữu hiệu tiếp tục phát huy tác dụng đồng ruộng sau bón nhiều ngày Các loại phân bón vi sinh nghiên cứu sử dụng giới phân vi sinh cô' định nitơ, phân giải lân, chế phẩm vi khuẩn lam, chế phẩm nấm rễ Tuỳ theo điếu kiện tự nhiên canh tác mà phân bón vi sinh sản xuất từ đến nhiều chủng, cho hay nhiều đối tượng trồng chất mang khác Những vấn đề thường xuyên nghiên cứu để chế tạo phân vi sinh sử dụng chúng cho thích hợp Trong năm gần đây, ngành trồng nấm Việt Nam phát triến đem lại lợi ích lớn mặt kinh tế, năm sản xuất khoảng 100.000 Đê đạt dược mục tiêu phủ đến năm 2010, Việt nam phấn đấu sản xuất triệu tín/năm, đáp ứng nhu cầu tiêu rhụ nước tiến tới xuất Song bên cạnh đó, nghề trổng nấm tạo sản lượng bã thải nấm khổng lồ Thông thường người ta chi để bã thải nấm hoai mục tự nhiên kéo dài sau bón trực tiếp cho hiệu thấp, số sở sản xuất lớn, lượng bã thải để tổn đọng nhiều gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, thấm mỹ, cánh quan nông thôn ảnh hường đến sức khoẻ người dân Vì mục đính nghiên cứu cùa đề tài đưa điều kiện cần thiết để hồn thành quy trình ủ đơn giản có hiệu xây dựng quy trình sản xuất phân vi sinh việc làm cần thiêt có ý nghĩa cho sở trồng nâm, tạo nguồn phân vi sinh góp phần xây dựng nông nghiệp bên vững NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ l 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Nquyên liệu sử dụng Bã thải sau trồng nấm lấy Viện Di truyền nông nghiệp - đường Phạm Vãn Đổng - Từ Liêm - Hà Nội ¥ 2.1.2 Vi sinh vật sử dụng Các chủng vi sinh vật phân lập từ bã thải sau trồng nâm (vi khuân, nám mỏc xạ khuân Khoa Mõi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quác tfia Hà Nội ■ 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp phán tích phịng thí nghiệm 1- Phân tích tiêu hố lí bã thải sau trồng nấm Chỉ tiêu hố lí phân tích phịng Hố mơi trường - Viện Sinh thái-Viện Khoa học Việt Nam Các tiêu phân tích Nut Pls, K Cls 2- Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật hữu ích có hoạt lực cao Sử dụng môi trường Hans, môi trường Czapek-Dox, môi trường Gauze đè’ phân lập vi sinh vật phân giải xenluloza có bã thải sau trồng nấm:sử dụng phương pháp pha loãng, đếm số lượng đơn vị tạo thành khuẩn lạc, vi khuẩn(colony units - (CPU)g-l tính số lượng vi khuẩn có lg mẫu 2.2.2 Xây dựng mơ hình ủ phán hiếu khí fomin° - Bã thải sau trồng nấm bổ sung thêm nước tiểu, mặt đẻ' đảm bảo độ ẩm cúa nguyên liệu (60%), mặt khác bổ sung thêm nitơ để đảm bảo tỷ lệ C/N=25-30 - Kích thước đống ủ: 1,5 : 1,0 : 1,5 - pH=7 - Nhiệt độ, độ ẩm pH đống ủ kiểm tra hàng ngày KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u 3.1 Kẻt phán tích sơ tiêu hố lí bã thải sau trồng nấm Nguyên liệu đầu vào sản xuất nấm chủ yếu rơm rạ, mùn cưa Đây ngun liệu mà thành phần Xenlulo Sau trình sử dụng đẻ’ trồng nấm nguyên liệu bị phân huỷ phần Tính chất bã thải sau trồng nấm the bảng Bdng Tính chất bã thải sau trồng nấm Kết (%) STT Chỉ tiêu 20 Cácbon tổng số 0,35 Nitơ tổng số 0,22 Phôtpho tổng số 0,28 Kali tổng số 35 Độ ẩm 6,0 - 6,5 pH Như để lấy bã thải sau trổng nấm làm nguyên liệu đầu vào cúa trình sản xuất phân vi sinh cần phải bổ sung thêm khoáng (Nitơ) cho đảm bảo tỷ lệ C/N=25 - 30 Khoáng chất bổ sung vào cách tưới nước tiểu, việc tưới nước tiếu đảm bảo cho độ ẩm đống ủ đạt khoảng 60% 3.2 Đánh giá sỏ lưựng vi sinh có mẫu bã thải sau trồng nấm Chúng quan tâm phân lập vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuân, VI sinh vật co kha nang tong hợp Nitơ vi sinh vật phân giải Photphat Vì chất lượng phân tốt hay xấu phụ thuộc vào có mặt Vi sinh vật có mẫu Để phân lập xác định sỏ lượng vi khuân, xạ khuẩn nấm mốc sử dụng môi trường Hans, môi trường Gauze, môi trường CzapekDox Số lượng vi sinh vật bã thải sau trồng nấm thê bảng Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đợi học Quốc gia Hà Nội - - Bảng Thành phẩn số lượng vi sinh vật có bã thải sau trổng nấm STT Tên vi sinh vật SỐ lượng (tế bào/g) Vi khuẩn Xạ khuẩn 6,5.104 7,8.10' Nấm mốc 3.104 Như số lượng vi sinh vật mẫu bã thải sau trổng nấm chưa đạt tiêu chuẩn phân vi sinh Chính cần phải kích hoạt sinh trưởng phát triến cùa vi sinh vật sẵn có mẫu bã thải Biộn pháp kích hoạt sinh trưởng phát triển cùa vi sinh vật bã thải, cụ thể tạo nguồn chất, nguồn chất dinh dưởng môi trường vật lí thuận lợi bẳng cách xây dựng kích thước đống ủ, tạo nhiột độ, độ ẩm, pH chuẩn 3.3 Quy trình sản xuất phân vỉ sinh từ bả thải sau trổng nấm H ình Quy trình sản xuất phán vi sinh từ bã thải sau trồng nấm Khoa Mõi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Qitoc gia Ha Nọt _ Bã th ả i sau trổ n g nấm đ ã đư