Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm tận dụng lượng lục bình khổng lồ trên sông Vàm Cỏ Đông tại Tây Ninh để sản xuất phân vi sinh kết hợp với tăng cường chế phẩm sinh học EM FERT-1 và các phụ phẩm không dùng đến như rơm, xơ dừa. Mời các bạn cùng tham khảo!
NGHIÊN CỨU QUY T ÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ TỪ LỤC BÌNH BẰNG CƠNG NGHỆ SINH HỌC Nguyễn Trần Trung Hiếu, Nguyễn Quang Thắng, Nguyễn Văn Hoàng Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn TĨM TẮT Trong nghiên cứu này, nhằm tận dụng lượng lục bình khổng lồ sơng Vàm Cỏ Đơng Tây Ninh để sản xuất phân vi sinh kết hợp với tăng cường chế phẩm sinh học EM FERT-1 phụ phẩm không dùng đến rơm, xơ dừa Từ tiến hành lập nghiệm thức khác tiến hành ủ phân tích tiêu cho phân hữu vi sinh độ ẩm, pH, C/N, CHC mục đ ch tìm nghiệm thức tối ưu NT4 trình ủ, ứng với pH = 7.35 trình ủ hiếu khí, pH = 7.15 q trình ủ kỵ khí; độ ẩm 28.6 q trình ủ hiếu khí, 32.6 q trình ủ kỵ khí; C/N = 21.95 q trình ủ hiếu khí, C/N = 22.29 q trình ủ kỵ khí; CHC = 69.09 q trình ủ hiếu khí, CHC = 83.317 q trình ủ kỵ khí NT4 ị tác nhân bên ngồi thời tiết, mơi trường làm lệch khỏi tiêu chuẩn, có thời gian ủ ngắn 29 ngày từ q trình ủ hiếu khí 25 ngày từ q trình ủ kỵ khí giúp tiết kiệm nhiều thời gian kinh phí đạt 10TCN 526:2002 cho phân hữu vi sinh vật chế biến từ chất thải rắn sinh hoạt Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn ban hành Từ khóa: Cấp khí, compost, lục bình, ủ hiếu khí, ủ kỵ khí ĐẶT VẤN ĐỀ Tồn mặt sơng Vàm Cỏ Đơng trải dài 150 km, từ xã Hòa Hội, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh, qua huyện Châu Thành, Bến Cầu, Hòa Thành, Gò Dầu, Trảng Bàng (tỉnh Tây Ninh) bị lục bình phủ kín mặt sơng thảm cỏ xanh, làm cản trở dòng chảy tê liệt hệ thống đường thủy khúc sông Nguyên nhân chủ yếu nguồn nước sông Vàm Cỏ Đơng bị nhiễm, tạo điều kiện cho lục bình phát triển Vấn nạn lục bình sơng tốn khó dù ngành chức áp dụng nhiều biện pháp trục vớt chặn lục bình sinh sơi nảy nở chưa có giải pháp đạt hiệu mong đợi [8] Nếu tận dụng nguồn lục bình thải bỏ, vốn sinh vật ngoại lai, gây hại cho đời sống người dân trở thành hướng không cơng tác bảo vệ mơi trường mà cịn mang lại mơ hình sản xuất nơng sản ‚sạch‛ cho bà nơng dân tạo nhiều lợi ích sau Kinh nghiệm trình sử dụng, nghiên cứu phân bón cho thấy để đảm bảo suất cao ổn định, việc cung cấp dinh dưỡng cho trồng dựa vào phân vô chưa đủ mà phải có hữu 25% tổng số dinh dưỡng Phân hữu làm tăng suất trồng mà cịn có khả tăng hiệu phân bón hóa học, cải tạo nâng cao độ phì nhiêu đất [2], [3], [4] 275 Ủ Compost q trình chuyển hóa vật liệu hữu có nguồn gốc thực vật, động vật thành hợp chất mùn, hạn chế chôn lấp rác thải đưa vào sản xuất Compost giúp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, đất khơng khí Sản xuất Compost giúp tiêu diệt mầm bệnh nguy hiểm trình phân hủy sinh học, nhiệt độ hầm ủ gia tăng làm tiêu hủy trứng ấu trùng, vi khuẩn chất thải, phân compost sử dụng an toàn phân tươi [1], [5] PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mơ hình ủ Compost Nghiên cứu thực mơ hình ủ Compost hở, thổi khí cưỡng yếm khí, khơng cấp khí Hình 1: Mơ hình ủ compost dạng cấp khí (đối với dạng khơng cấp khí khơng có hệ thống thổi khí) Bên lắp đặt hệ thống phân phối khí đáy thùng Mỗi ống có đường kính mm, đục lỗ mm phân bố từ đầu thùng đến cuối thùng với khoảng cách lỗ cm Thùng kê lên cao bên để nghiêng cho nước rỉ chảy Mơ hình ủ dạng Container cấp khí cưỡng thùng, thùng ủ thiết kế từ thùng xốp có dạng hình hộp chữ nhật, kích thước dài x rộng x cao = 45 cm x 30 cm x 30 cm Giàn ủ Giàn ủ ráp sắt V-5 với chiều dài m đủ cho thùng ủ, lắp máng thu nước r bên giàn ủ để thu nước rỉ liên tục tránh ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Giàn ủ đặt nơi thống mát, có mái che để tránh ảnh hưởng lớn từ thời tiết (nắng gắt, mưa , tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển phân hủy 276 Hình 2: Giàn ủ khu vực bố trí 2.2 Nguyên liệu Bảng 1: Thành phần lục bình, rơm xơ dừa Chỉ tiêu Lục bình ơm rạ Xơ dừa Hiếu khí Kỵ khí Hiếu khí Kỵ khí Hiếu khí Kỵ khí Độ ẩm 87.7 87.7 18.62 18.62 21.46 21.46 Chất hữu 93.6 93.6 89.4 89.4 27.8 27.8 C 52 52 54.06 54.07 50.28 50.29 N 3.08 3.08 1.13 1.13 0.63 0.64 Nguồn: Bài báo Nghiên cứu tăng cường chế phẩm EM FERT – công nghệ sản xuất phân vi sinh từ lục bình cơng nghệ sinh học hiếu khí tỉnh Tây Ninh Lục bình lấy sơng Vàm Cỏ Đông đoạn chảy qua huyện Bến cầu tỉnh Tây Ninh Lục bình sau thu hoạch có kích thước cịn lớn có độ ẩm cao Trước đem ủ phân cắt nhỏ – cm phơi nắng độ ẩm khoảng 80% Rơm rạ lấy nhà nông trồng lúa huyện Củ Chi Xơ dừa lấy từ địa điểm bán dừa địa bàn TP.HCM 2.3 Quy trình nghiên cứu Lấy mẫu lục bình vật liệu phối trộn để phân tích tiêu: pH, hàm lượng chất hữu cơ, tỷ lệ C/N Căn độ ẩm khối lượng lục bình vật liệu phối trộn để tính tốn tỷ lệ phối trộn cho đạt hỗn hợp có độ ẩm thích hợp Xác định tỷ lệ C/N hỗn hợp sau phối trộn Trong trình vận hành cần đo theo dõi nhiệt độ, pH, độ sụt lún, độ ẩm, chất hữu cơ, C/N Mơ hình vận hành đến nhiệt độ khối ủ gần với nhiệt độ môi trường, hàm lượng chất hữu ổn định Bước 1: Chuẩn bị lục bình, rơm, xơ dừa, chế phẩm EM FERT – Bước 2: Sơ chế vật liệu, chuẩn bị mơ hình ủ Bước 3: Phối trộn thành 6NT, NT gồm lô ủ, đo lấy giá trị trung bình 277 TN1 (Khơng có chế phẩm): + NT1: kg lục bình (C/N: 25,01/1) + NT2: kg lục bình + kg rơm + kg xơ dừa (C/N: 16,87/1) + NT3: kg lục bình + 0,5 kg rơm + 0,5 kg xơ dừa (C/N: 20,125/1) TN2 (Có chế phẩm): + NT4: kg lục bình +1 kg rơm + kg xơ dừa + 200 g chế phẩm (C/N: 24,51/1) + NT5: kg lục bình + 0,5 kg rơm + 0,5 kg xơ dừa + 200 g chế phẩm (C/N: 20,51/1) + NT6: kg lục bình + 200 g chế phẩm (C/N: 16,91/1) Vận hành mơ hình ủ, phân tích so sánh NT, chọn NT tối ưu Bước 5: Tiến hành trồng Bước 6: Kết thảo luận 2.4 Các thí nghiệm Nghiên cứu ủ compost mơ hình hiếu khí khơng cấp khí Chia làm thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Chỉ có chất (Bao gồm NT1, NT2, NT3 với tỷ lệ khác nhau) Thí nghiệm 2: Cơ chất + Chế phẩm sinh học (Bao gồm NT4, NT5, NT6 với tỷ lệ khác nhau) Đánh giá tính chất compost theo thiêu chuẩn 10 TCVN 526:2002 (Bộ NN & PTNT, 2002) 2.5 Phương pháp phân tích: Kiểm tra thơng số q trình ủ Bảng 2: Các thông số cần kiểm tra Chỉ tiêu Phương pháp Nhiệt độ Đo nhiệt kế Độ ẩm Sấy Chất hữu Walkley – Black C Walkley – Black N Kejldahl pH Đo pH Độ sụt lún Đo kích thước Tiến hành kiểm tra tất tiêu phân tích kết theo chu trình ngày/lần Sau 34 ngày kết thúc quy trình ủ phân trình ủ Lưu ý thời gian lấy mẫu, cách lấy mẫu để hạn chế sai xót, mẫu có cấp khí, q trình lấy mẫu cần kết hợp với xáo trộn để đảm bảo lượng không khí mẫu 278 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sau tiến hành ủ compost mơ hình với vật liệu ủ phối trộn, quan sát biến thiên giá trị chúng, từ từ đưa đánh giá nhận xét cụ thể Đối chiếu với tiêu chuẩn 10 TCVN 526:2002 (BNT&PTNT) đưa giá trị tốt giai đoạn tối ưu kết luận đưa nghiệm thức có tỷ lệ phối trộn tốt 3.1 Kết so sánh tiêu mơ hình ủ Hình 3: Biểu đồ so sánh độ biến thiên độ ẩm (a) pH (b) nghiệm thức từ trình ủ Nhận xét: Trong NT từ trình ủ, ta loại NT1 (38.6%) trình kỵ khí khơng đạt độ ẩm 10TCN 526:2002 (dưới 35%) Còn lại nghiệm thức lại đạt tiêu chuẩn, NT4 có độ ẩm thấp so với NT lại Ta thấy pH nghiệm thức trình đạt chuẩn Hình 4: Biều đồ so sánh độ biến thiên C/N đầu vào (a) C/N đầu (b) NT từ q trình ủ Nhận xét: Thơng số C/N đầu vào NT2 (25.99), NT4 (24.62) ổn định tốt NT1 (16.55), NT3 (21.24), NT5 (20.12), NT6 (16.55) cận biên 20, thời tiết thay đổi q trình phối trộn khơng tốt làm giá trị cận biên tiêu chuẩn lệch ngồi dẫn đến khơng đạt tiêu chuẩn 279 Hình 5: Biểu đồ so sánh độ biến thiên CHC nghiệm thức từ trình ủ Nhận xét: Hàm lượng CHC nghiệm thức đạt chuẩn 3.2 Lựa chọn nghiệm thức tối ưu Sau phân tích đánh giá kết ta loại NT1, NT2, NT3 có thời gian ủ 29 ngày dài so với NT4, NT5, NT6 25 ngày q trình ủ hiếu khí; 34 ngày so với 29 ngày q khí ủ kị khí Cịn lại nghiệm thức, ta thấy thông số C/N đầu vào NT4 (24.62) ổn định tốt so với NT5 (21.24), NT6 (16.55) Như nghiệm thức M4 hai q trình ủ hiếu khí kỵ khí có kết tốt nghiệm thức thời gian sớm Vậy kết luận nghiệm thức M4 tối ưu nhất, bị tác nhân bên ngồi thời tiết, mơi trường làm lệch khỏi tiêu chuẩn, có thời gian ủ ngắn 29 ngày từ q trình ủ hiếu khí 25 ngày từ q trình ủ kỵ khí giúp tiết kiệm nhiều thời gian kinh phí KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau trình nghiên cứu thay đổi thơng số C, N, CHC, nhiệt độ, độ ẩm, tỷ lệ C/N… tìm nghiệm thức thích hợp nhất, kết cịn nhiều thiếu sót tận dụng lượng lục bình dư thừa tỉnh Tây Ninh sản phẩm có sẵn rơm xơ dừa để tạo sản phẩm compost giúp giảm chi phí cho xử lý lục bình tỉnh Tây ninh tạo nguồn nguyên liệu cho sản xuất compost, góp phần bảo vệ mơi trường, tạo thêm giá trị cho lục bình, có thêm nguồn phân hữu để bón cho trồng với chi phí thấp dễ làm, tận dụng nguồn nguyên, vật liệu sẵn có địa phương 4.2 Kiến nghị Do hạn chế chi phí thời gian, chưa thể nghiên cứu tiêu khác, đồng thời thay vật liệu phối trộn khác bã mía, cây… để hồn thiện sản phẩm hơn, cần xem xét thêm ảnh hưởng thời tiết đến sản phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Cường (2019) Sản xuất phân Compost từ chất thải hữu chất thải sinh hoạt, khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng 280 [2] Dương Thị Giáng Hương, Nguyễn Xuân Dũ, Nguyễn Thị Quỳnh Trang (2013) Báo cáo nghiên cứu khoa học, Đề tài: Điều tra đánh giá việc sử dụng chế phẩm sinh học để ủ phân mùn từ rơm huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang, trang – 19 [3] Nguyễn Quang Hòa (2012) Nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học để sản xuất phân compost từ vỏ hạt tiêu, Luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HUTECH, 99 trang [4] Nghiêm Vân Khanh (2012) Nghiên cứu trình xử lý chất thải rắn hữu công nghệ ủ sinh học cấp khí tự nhiên điều kiện Việt Nam, Luận án Tiến s Kỹ thuật, trường ĐH Xây Dựng Hà Nội [5] Thái Văn Nam (2014) Bài giảng: Phương pháp nghiên cứu khoa học môi trường [6] Trần Tân Tiến (2012) Nghiên cứu sản xuất phân hữu vi sinh (compost) từ vỏ cacao phục vụ cho nông nghiệp, luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp HUTECH, 82 trang [7] Trần Thị Mil, Phạm Nguyễn Minh Trung, Võ Thị Gương (2012) Hiệu xư lý rơm rạ phân hữu cải thiện độ phì nhiêu đất suất lúa Châu Thành, Hậu Giang, Tạp chí Khoa học 2012:22a 253-260, Trường Đại học Cần Thơ, 260 trang [8] http://www.moitruongvietbac.com/home/tin-moi-truong/luc-binh-lai-phu-kin-tren-songvam-co-dhong [9] http://vietq.vn/giup-nong-dan-dung-rom-ra-u-thanh-phan-compost-d27773.html [10] http://www.chephamsinhhoc.net/che-pham-bo-sung/che-pham-sinh-hoc-xu-ly-muihoi/che-pham-sinh-hoc-xu-ly-moi-truong-weviro.html [11] Nguyễn Văn Hoàng (2018), Bài báo Nghiên cứu tăng cường chế phẩm EM FERT – cơng nghệ sản xuất phân vi sinh từ lục bình cơng nghệ sinh học hiếu khí tỉnh Tây Ninh [12] Nguyễn Quang Thắng (2018), Bài báo Nghiên cứu tăng cường chế phẩm EM FERT – công nghệ sản xuất phân vi sinh từ lục bình cơng nghệ sinh học kỵ khí tỉnh Tây Ninh 281 ... công nghệ sản xuất phân vi sinh từ lục bình cơng nghệ sinh học hiếu khí tỉnh Tây Ninh [12] Nguyễn Quang Thắng (2018), Bài báo Nghiên cứu tăng cường chế phẩm EM FERT – công nghệ sản xuất phân vi sinh. .. pháp nghiên cứu khoa học môi trường [6] Trần Tân Tiến (2012) Nghiên cứu sản xuất phân hữu vi sinh (compost) từ vỏ cacao phục vụ cho nông nghiệp, luận văn tốt nghiệp, Trường Đại học Kỹ thuật Công. .. dừa lấy từ địa điểm bán dừa địa bàn TP.HCM 2.3 Quy trình nghiên cứu Lấy mẫu lục bình vật liệu phối trộn để phân tích tiêu: pH, hàm lượng chất hữu cơ, tỷ lệ C/N Căn độ ẩm khối lượng lục bình vật