Theo thống kê năm 2013, Việt Nam là một nước với khoảng 74% dân số
hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp do vậy lượng phế thải nông nghiệp là rất lớn. Bên cạnh đó, khí hậu nóng ẩm của Việt Nam rất thích hợp cho việc ủ phân. Có nhiều phương pháp làm phân ủ, từ phương pháp ủ đống tĩnh đơn giản đến hệ
thống lên men phức tạp. Tuy nhiên việc xử lý phế thải ở Việt Nam hiện còn gặp một số khó khăn như: thiếu vốn đầu tư; đòi hỏi phải có các biện pháp kỹ thuật đơn giản, dễ vận hành, bảo quản và sửa chữa; ý thức người dân chưa cao...
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25 Hiện tại, rất nhiều đề tài đã nghiên cứu và ứng dụng thành công công nghệ
vi sinh vật trong việc xử lý rác thải, phế thải hữu cơ. Trong sốđó phải kểđến là đề
tài cấp Nhà nước KHCN-02-04 (1998), đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ B99-
32-46 và B2001-32–09... do các nhà vi sinh vật học đầu ngành chủ trì thực hiện. Nguyễn Lân Dũng và cs., đã phân lập được hàng trăm chủng vi sinh vật có khả năng phân giải xenlulo, hemixenlulo, lignin, xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm VSV phân giải chất hữu cơđạt huy chương vàng Hội chợ triển lãm kinh tế kỹ thuật toàn quốc năm 1987. Kết quả thử nghiệm cho thời gian ủ chỉ còn 45 – 60 ngày thay vì 6 - 12 tháng trong điều kiện tự nhiên.
Đề tài KHCN cấp Nhà nước B02 – 04 (1998) đã phân lập được một lượng khổng lồ gồm 585 chủng xạ khuẩn, 327 chủng vi khuẩn và 58 chủng nấm sợi có khả năng phân giải CMC. Trong đó tuyển chọn được một số chủng có hoạt lực cao gồm: Streptomyces sp., Aspergillus japonicus, A. Unilateralis thrower.
Lê Văn Nhương (1998) đã phân lập tuyển chọn được 11 chủng nấm sợi, 7 chủng vi khuẩn, 6 chủng xạ khuẩn có hoạt tính xenlulaza cao. Sau khi thử nghiệm nhiều lần, tác giảđã cho ra được 3 công thức phối trộn các chủng vi sinh vật khác nhau tối ưu để phân giải lá mía, rác nông thôn và vỏ cà phê. Đặc biệt, rác nông thôn khi xử lý bằng chế phẩm EMUNI của đề tài với độ ẩm duy trì 50 – 60% và tần suất 7 ngày đảo trộn một lần thì sẽ cho hiệu quả xử lý tốt nhất.
Việc dùng rơm rạ để sản xuất phân hữu cơ không những tận dụng được hiệu quả nguồn phế phẩm nông nghiệp (xét về mặt môi trường), mà điều này còn
đồng nghĩa với việc đem lại hiệu quả kinh tế khá lớn. Theo tính toán của các hộ
làm phân hữu cơ từ rơm rạ, để sản xuất 1 tấn phân hữu cơ từ rơm rạ có sẵn thì chỉ
mất khoảng 400.000 – 650.000 đồng, trong khi các loại phân hữu cơ vi sinh hiện bán trên thị trường có giá từ 2 đến 3,5 triệu đồng/tấn.
Nguyễn Xuân Thành và cs., (2005) đã nghiên cứu thành công đề tài khoa học cấp Bộ B2004 – 32 – 66: “Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng thành phân hữu cơ tại chỗ bón cho cây trồng”. Đề
tài đã phân lập được 8 chủng VSV để làm giống sản xuất chế phẩm, xây dựng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26 Nam TCVN 7185:2002 và xây dựng được quy trình xử lý tàn dư thực vật bằng chế
phẩm VSV tại nông hộ với tổng thời gian ủ từ 30 – 60 ngày phụ thuộc vào từng nhóm cây trồng khác nhau. Phế thải sau ủ có hàm lượng mùn, hàm lượng dinh dưỡng cao có thể làm phân bón hữu cơ tại chỗ cho cây trồng. Tính trung bình trong một vụ, lượng tàn dư thực vật để lại trên đồng ruộng là 28,17 tấn/ha, nếu
đem toàn bộ đi xử lý bằng chế phẩm vi sinh vật, thì sẽ cho ra được 8,1 tấn phân hữu cơ. Lãi suất mang lại cho nông hộ là 718.000 đồng/ha.
Phan Bá Học (2007) trong nghiên cứu về “Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng thành phân hữu cơ tại chỗ bón cho cây trồng trên đất phù sa sông Hồng” đã kết luận: cứ 1 tấn rơm rạ sau ủ cho 0,2 – 0,25 tấn phân hữu cơ; 1 tấn thân và lá ngô sau ủ cho 0,3 – 0,33 tấn phân hữu cơ; 1 tấn thân và lá khoai tây sau ủ cho ra 0,2 tấn phân hữu cơ. Phân hữu cơ chế
biến từ tàn dư thực vật khi bón cho cây rau cho các kết quả sau: Đối với cây cải bắp, năng suất khi bón phân khoáng kết hợp 18 tấn phân chuồng/ha tăng thêm 3,9 tấn/ha, khi bón phân khoáng kết hợp với 18 tấn phân hữu cơ tái chế/ha tăng thêm 6,6 tấn/ha so với đối chứng chỉ bón phân khoáng. Hiệu quả kinh tế khi bón phân hữu cơ tái chế tăng thêm 3,12 triệu đồng/ha, khi bón phân chuồng tăng thêm 0,96 triệu đồng/ha so với đối chứng. Đối với súp lơ, năng suất và hiệu quả kinh tế khi bón phân hữu cơ tái chế kết hợp với phân khoáng so với
đối chứng tăng thêm 4,9 tấn/ha, 5,55 triệu đồng/ha.
Ở Viện Khoa học Công Nghệ Việt Nam, Lý Kim Bảng và cs., (2001) đã nghiên cứu thành công chế phẩm VIXURA và công nghệ xử lý rơm rạ đem lại hiệu quả kinh tế, xã hội rất cao. Chế phẩm VIXURA chứa 12 – 15 chủng vi sinh vật được phân lập tại Việt Nam, có khả năng sinh các enzyme ngoại bào khác nhau để phân hủy chất hữu cơ trong rác thải và rơm rạ, đồng thời tăng khả năng chống chịu sâu bệnh của cây trồng. Tàn dư cây lúa sau thu hoạch được gom thành từng đống cao từ 1,5 – 2m, sau 5 – 7 ngày xử lý với chế phẩm VIXURA đã đạt nhiệt độ tới 70 – 80oC, sau 25 – 30 ngày thì rơm rạ mềm, chuyển màu đen và được công nhận là một loại phân bón hữu cơ rất tốt cho đồng ruộng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 Năm 2011, Đinh Hồng Duyên trong luận án tiến sĩ Sinh học: “Tuyển chọn vi sinh vật có khả năng phân giải phế phụ phẩm sau thu hoạch để tạo chế phẩm dùng trong sản xuất phân bón hữu cơ tại đồng ruộng” đã phân lập và tuyển chọn
được 3 chủng VSV: VP-14, XX-7 và NT-18 có sức sống cao, khả năng cạnh tranh lớn và khả năng thích ứng pH rộng để làm giống sản xuất chế phẩm VSV phân hủy phế thải sau thu hoạch. Cụ thể: chế phẩm VSV đã rút ngắn thời gian ủ phụ
phẩm rơm rạ từ 3 – 4 tháng xuống còn 40 ngày, thời gian ủ phụ phẩm hành tỏi từ 5
– 6 tháng xuống còn 50 ngày, thời gian ủ phụ phẩm rau quả từ 2 – 3 tháng xuống còn 30 ngày. Hàm lượng photpho, kali trong các đống ủ thí nghiệm có bổ sung chế
phẩm vi sinh vật đều cao hơn trong đống ủđối chứng và cao hơn trước khi ủ.
Xuất xứ và thông tin về chế phẩm sinh học EMINA
Chế phẩm sinh học EMINA (viết tắt của từ Effective Microorganisms of Institute of Agrobiology) là một sản phẩm do Viện Công Nghệ Sinh Học Việt
Nam tạo ra, nền tảng là chế phẩm EM của Nhật Bản. Trong chế phẩm EM gốc có khoảng 80 loài vi sinh vật kị khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. Các loài VSV này được lựa chọn từ
hơn 2000 loài VSV đang dùng phổ biến. Chế phẩm EMINA ở Việt Nam là tập hợp của 5 loài vi sinh vật bản địa có ích là vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn. Các vi sinh vật hữu hiệu này được phân lập từ
tự nhiên và được chứng minh hoàn toàn không gây hại với con người, động thực
vật và môi trường. Đây là những vi khuẩn chuyên sống cộng sinh trong cùng môi trường, giúp tăng cường đa dạng vi sinh vật đất, bổ sung các vi sinh vật có ích vào môi trường, góp phần giảm thiểu sự ô nhiễm.
Công thức sử dụng chế phẩm EMINA: trung bình 1 tấn tàn dư các loại sử
dụng 1 lít chế phẩm/50 – 200 lít nước. Sau khoảng 15 – 20 ngày, tàn dư phân huỷ
từ 70 – 90% và có thể sử dụng trực tiếp làm phân bón cho các loại cây trồng. Tóm lại, nhận thức được nguy cơ từ lượng lớn phụ phẩm nông nghiệp sinh ra hàng ngày trên thế giới, các nhà khoa học đã và đang đầu tư rất nhiều tâm sức và tiền bạc vào nghiên cứu vi sinh vật xử lý phụ phẩm, hướng tới một nền nông nghiệp bền vững. Hàng nghìn công trình nghiên cứu mỗi năm được thực hiện để
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 tìm ra những chủng vi sinh vật phân giải mạnh mẽ nhất phù hợp với từng điều kiện cụ thể của khí hậu, đất đai, mục đích cuối cùng là áp dụng những tiến bộ đó vào thực tiễn cuộc sống.
Bên cạnh những công trình đã được ghi nhận nhờ hiệu quả chứng minh trong nhiều năm qua, còn rất nhiều công trình vẫn chưa đạt được hiệu quả như
mong muốn. Điều đó cho thấy sự lãng phí một nguồn ngân sách không nhỏ cho phát triển khoa học công nghệ của nhà nước. Đồng thời, trong sự hợp tác nghiên cứu giữa các nước, nhiều công trình hay chưa được tiếp thu, học hỏi và phát triển, gây lãng phí, tốn kém lớn khi phải tiến hành nghiên cứu đánh giá lại.
Công tác nghiên cứu khoa học trên thực tế gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm ranhững phát hiện mới, đặc biệt ở lĩnh vực nghiên cứu vi sinh vật học. Vì vậy việc duy trì, tiếp thu và kế thừa những tiến bộ từ các đề tài đi trước đang là vấn đề rất được quan tâm, được các quốc gia hết sức ưu tiên. Chế phẩm EMINA là một trong số rất ít minh chứng cho thành công từ việc áp dụng một cách hiệu quả, sáng tạo chế phẩm nước ngoài (cụ thể là chế phẩm EM của Nhật) vào điều kiện của Việt Nam. Vì thế, luận văn được thực hiện trên cơ sở kế thừa các điểm ưu việt trong chế phẩm BactoFil C của Hungary, tìm kiếm và lựa chọn các chủng bản địa tương đương để nghiên cứu, đánh giá, tìm ra một công thức phối trộn cũng như
một bộ chủng vi sinh vật triển vọng trong việc xử lý hiệu quả phụ phẩm nông nghiệp. Sự thành công của đề tài này cho phép mở rộng sự giao lưu, kết nối của đội ngũ các nhà khoa học Việt Nam với thế giới.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU