9 Vi khuẩn đối kháng bệnh cây
3.4.1. Kết quả thí nghiệm xử lý phụ phẩm quy mô đống ủ nhỏ 500kg
Hình 3.7. Quy trình xử lý rơm rạ ngoài đồng ruộng – đống ủ thí nghiệm (khối lượng đống ủ 500kg)
Cách tiến hành thí nghiệm: - Chuẩn bị:
+ Rơm rạ tươi thu gom khi tuốt ngay trên ruộng sau khi thu hoạch, loại bỏ
tạp chất bị lẫn như: vỏ chai nhựa, túi nilon, gạch, đá,..
+ Vị trí ủ: bố trí ngay trên mặt ruộng, ở góc ruộng, nơi khô ráo, có thể thoát nước. + Thể tích đống ủ: từ 4 – 4,5m3 .
- Bước 1: Rơm rạ tươi thu gom được trải ra thành lớp dày 20 – 25 cm, rắc 1 lớp vôi bột đều lên mặt; phủ kín 1 lớp rơm rạ 15 – 20 cm, rắc 1 lớp phân ure + supe lân + kali clorua, tiếp tục phủ kín 1 lớp rơm rạ nữa. Quá trình này vừa bổ
Chế phẩm vi sinh
VNBac 01, N:P:K, vôi,
rỉ mật, than bùn...
Theo dõi diễn biến nhiệt độ
đống ủ (35 - 40 ngày)
Đảo trộn sau khoảng 10 ngày
Bổ sung nước
(độẩm duy trì 55 - 60%)
Đánh giá hiệu quả xử lý phụ phẩm;
Tái chế làm phân hữu cơ (áp dụng theo
Thông tư 41/2014 của BNNPTNT)
Tạo đống ủ
Thu gom, phân loại
phụ phẩm
nông nghiệp
Sử dụng
Lấy mẫu kiểm tra chất
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 63 sung dinh dưỡng cho VSV trong đống ủ vừa tạo ra tỉ lệ C/N thích hợp (20 – 30) cho VSV hoạt động.
- Bước 2: Rắc hoặc phun đều chế phẩm lên mặt rơm rạ (để chế phẩm không tiếp xúc trực tiếp với vôi và phân bón) rồi hòa rỉ mật với nước thành 5 lít dịch loãng tưới đều khắp đốngủ; tiếp tục làm như vậy cho đến khi đống ủ cao từ 0,8 – 1m thì dừng lại.
- Bước 3: Dùng bạt hay nilon che phủ kín đống rơm rạ tới sát chân đống. Trong thời gian ủ, nhiệt độ, độ ẩm đống ủ phải được theo dõi hàng ngày, nếu thấy
đống ủ khô thì dùng ôdoa tưới bổ sung nước rồi mau chóng đậy lại. Lưu ý: nhiệt
độ đống ủ có thể lên tới 60oC vì thế cần thao tác cẩn thận, có trang thiết bị bảo hộ đầy đủ.
- Bước 4: Sau 10 ngày thì tiến hành đảo trộn toàn bộ đống ủ, quy trình đảo
được thực hiện bằng cách đảo phần rơm từ trong ra ngoài và phần rơm ở ngoài sẽ cho vào trong rồi phủ nilon để ủ tiếp. Có thể đảo khoảng 2 lần hoặc bổ sung chế phẩm mỗi lần đảo nếu thấy chưa đảm bảo độ hoai. Thời gian ủ khoảng 35 – 40 ngày.
- Bước 5: Kiểm tra chất lượng phân ủvà bổ sung phụ gia (nếu cần thương mại hóa) đểđảm bảo tiêu chuẩn Việt Nam về phân hữu cơ theo Thông tư 41/2014- TT-BNNPTNT. Sử dụng sau khi đảm bảo yêu cầu.
Diễn biến nhiệt độ của các đống ủ
Trong thời gian ủ thì nhiệt độ là một yếu tố quan trọng. Dựa vào sự thay đổi nhiệt độ của đống ủ ta có thể thấy được diễn biến của quá trình phân giải chất hữu cơ mạnh hay yếu. Nhiệt độ cao và giữ lâu (> 50oC) trong quá trình ủ phân có tác dụng diệt mầm cỏ dại và các vi sinh vật có hại, giảm lượng nước trong nguyên liệu tươi, thúc đẩy quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ nhanh hơn. Kết quả
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 64 Bảng 3.10. Diễn biến nhiệt độ các đống ủ thí nghiệm Nhiệt độ (oC) Ngày Ngoài trời (tháng 6 Đo lúc 15h) CT1 (ĐC) CT2 (EMINA) CT3 (Bactofil C) CT4 (VNBac) 0 (Bắt đầu ủ) 27 26 27 26 26 1 30 29 32 30 30 2 29 32 36 36 36 3 25 35 40 44 42 4 31 38 46 51 49 5 27 42 53 58 55 6 27 44 57 62 61 7 24 46 59 60 59 8 29 49 57 56 55 9 31 47 51 52 52 10 (đảo lại) 27 42 45 46 45 13 25 47 54 57 55 18 29 43 47 49 47 23 30 39 44 43 42 28 26 36 36 36 35 33 29 33 31 30 30 35 31 31 29 28 28 40 28 30 28 28 29
Số liệu bảng 3.10 cho thấy: Ngày đầu tiên nhiệt độđống ủ tương đương với nhiệt độ ngoài trời. Khi thiết kế xong và che kín đống ủ lại thì các VSV trong chế
phẩm cùng với VSV có sẵn trong đống ủ sử dụng nguồn dinh dưỡng dễ tiêu thực hiện nhân sinh khối trước khi bắt đầu phân huỷ phụ phẩm nông nghiệp, đây là quá trình sinh nhiệt do vậy sẽ làm nhiệt độ của đống ủ tăng. Do điều kiện thời tiết thuận lợi nên từ ngày thứ 2 trởđi nhiệt độ các đống ủ bắt đầu tăng lên rất nhanh và
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 65
Hình 3.8. Diễn biến nhiệt độ trong các đống ủ
• Trước khi đảo trộn
Từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 10 của quá trình ủ, nhiệt độ đo được ở ba công thức bổ sung chế phẩm VSV luôn cao hơn và cao hơn khá nhiều so với công thức còn lại (CT1). CT3 và CT4 đạt nhiệt độ cực đại sau 6 ngày ủ (lần lượt là 62oC và
61oC), CT2 lên nhiệt chậm hơn và đạt nhiệt độ cực đại vào ngày thứ 7 (là 59 oC). Nhiệt độ lớn nhất ở CT1 đạt được sau 8 ngày ủ và nhỏ hơn 50oC. Đây chính là kết quả hoạt động của các nhóm vi sinh vật hữu ích có trong chế phẩm. Nhiệt độ duy trì liên tục 5 ngày trên 50oC và lên tới trên dưới 60oC là điều kiện cơ bản để tiêu diệt mầm bệnh đều đã đạt được ở 3 công thức bổ sung chế phẩm. Sau khi đạt được nhiệt độ cực đại thì nhiệt độ các đống ủ giảm dần, đây chính là thời điểm các VSV
ưa ấm tiếp tục hoạt động phân giải các chất hữu cơ trở thành hoai mục có thể dùng làm phân hữu cơ bón cho cây trồng.
• Sau khi đảo trộn
Do trong quá trình ủ, VSV phân giải xenlulo và các VSV hữu ích chủ yếu hoạt động mạnh ở vùng trung tâm đống ủ, càng ra xa trung tâm mức độ hoạt động giảm dần và kết quả là có những khu vực gần như không bị phân hủy. Mặt khác, trong quá trình phân giải hợp chất hữu cơ, chính VSV tự gây bất lợi cho chúng bằng cách phân bố lại các thành phần dinh dưỡng và điều kiện sống, làm giảm hiệu quảủ, tăng chi phí xử lý. Vì thế, tùy vào mức độ hoai mục của phụ phẩm mà
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 66 chọn phương pháp đảo có hoặc không bổ sung thêm chế phẩm. Đề tài đã chọn cách đảo không bổ sung chế phẩm.
Ở ngày thứ 10 sau khi thực hiện đảo trộn, cả 4 công thức đều có sự giảm
đáng kể về nhiệt độ. Nhiệt độ 4 công thức 1, 2, 3, 4 lần lượt là: 42oC, 45oC, 46oC và 45oC. Nguyên nhân là do các phần phụ phẩm đang phân hủy có nhiệt độ cao
đến rất cao bị chuyển ra phía ngoài và sự bổ sung nước cho đống ủ. 3 ngày sau
đảo trộn (ngày 13 của toàn bộ quá trình ủ) nhiệt độ lại tăng lên và đạt cực đại lần 2. Nhiệt độ cao nhất lần 2 ở CT1 là 47oC, khá gần với nhiệt độ cao nhất lần 1 (49oC). Nhiệt độ cao nhất lần 2 ở 3 công thức còn lại giảm đi khá nhiều so với lần 1 (từ 5 – 6oC) nhưng vẫn theo thứ tự: công thức Bactofil C, công thức VNBac và công thức EMINA. Sau khi đạt được nhiệt độ cực đại lần 2 thì nhiệt độ các đống ủ lại giảm và dừng lại khi cân bằng với nhiệt độ ngoài trời, đây chính là thời điểm các VSV ưa ấm tiếp tục hoạt động phân giải các chất hữu cơ trở thành hoai mục có thể dùng làm phân hữu cơ bón cho cây trồng.
Như vậy, qua theo dõi quá trình ủ và sự thay đổi nhiệt độ các đống ủ thí nghiệm có thể đánh giá cơ bản mức độ phân hủy cơ chất hữu cơ diễn ra theo thứ tự giảm dần từ: CT3 CT4 CT2 CT1.
Chất lượng của đống ủ trước và sau xử lý
Bảng 3.11. Kết quả phân tích chỉ tiêu lí-hóa các đống ủ trước và sau 35 ngày ủ Chỉ tiêu Công thức Độ hoai (%) pHKCl %OC %N %P2O5 %K2O C/N Trước thí nghiệm 0 6,54 34,13 0,67 0,19 1,47 50,9 Sau thí nghiệm CT1 46 6,77 27,43 0,98 0,26 1,69 28,0 CT2 78 6,85 22,31 1,13 0,45 1,92 19,7 CT3 82 6,86 19,45 1,12 0,48 1,93 17,4 CT4 80 6,83 21,02 1,17 0,48 1,96 18,0 TT41- 2014- BNNPTNT về PHC - - ≥9,09 ≥2,0 - - <12,0
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 67
• pHKCl
pHKCl ở các công thức thí nghiệm đều tăng lên sau ủ, gần với pH=7. Ta có thể nhận thấy các ngưỡng pH này đều là pH trung tính nên đã tạo ra môi trường trung tính ưa thích cho hầu hết các loài VSV có trong đống ủ hoạt động. Theo Gotass (1953), khi nhiệt độ tăng cao trong quá trình ủ, các VSV sẽ phân huỷ các axit hữu cơ do đó pH dần tăng lên đến mức trung tính hoặc hơi kiềm. Vì vậy, ở
các CTTN do có bổ sung thêm VSV tuyển chọn nên pH sau ủ sẽ cao hơn ở CT1 (ĐC) nơi chỉ có hoạt động phân huỷ của các VSV bản địa.
• Độ hoai
Sau 35 – 40 ngày ủ, độ hoai của CT1 là 46%, độ hoai của CT2 là 78%, độ hoai của công thức 3, 4 đều trên 80%. Quan sát bên ngoài cho thấy màu phụ phẩm của CT1 chỉ hơi ngả màu sẫm và nặng mùi đạm amôn, sợi khô bết. Các công thức 2, 3 và 4 đều cho cảm quan tốt, rơm rạ chuyển màu đen, xốp, dễ vụn. Như vậy, ngoại trừ CT1, các công thức còn lại đã có thể sử dụng để tái chế thành phân hữu cơ bón cho cây trồng. Các VSV bổ sung từ các nguồn chế phẩm khác nhau đã
chứng tỏ vai trò tích cực trong sự tham gia vào quá trình phân hủy phụ phẩm.
• OC%, N% và tỉ lệ C/N
OC% là chỉ số xác định hàm lượng C hữu cơ. Từ OC% ta có thể quy đổi ra hàm lượng chất hữu cơ (OM) và mùn có trong mẫu. OC cũng liên hệ chặt chẽ với các thông số khác, đặc biệt là độ hoai. OC% càng thấp (hay độ hoai càng lớn) tức là chất hữu cơ được sử dụng bởi VSV càng nhiều. Từ bảng 3.11 cho thấy, hàm lượng OC% giảm dần theo thứ tự CT1, CT2, CT4, CT3.
Nitơ là dinh dưỡng đa lượng thiết yếu với mọi loại cây trồng. Quá trình ủ
sử dụng vi sinh vật đã làm tăng lượng đạm dễ tiêu trong phân ủ lên đáng kể
(>46%). Cùng với sự giảm đi của lượng cacbon hữu cơ hay chất hữu cơ tổng số, sự tăng lên của nitơ góp phần làm giảm tỉ lệ C/N về xấp xỉ 20, đây được coi là một chỉ tiêu quan trọng cho biết phân ủđã đảm bảo chất lượng và có thể sử dụng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 68
• Hàm lượng photpho và kali
Photpho và kali là các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho quá trình trao đổi chất, sinh sản và cấu tạo tế bào. Một điều dễ nhận thấy là hàm lượng photpho và kali dễ tiêu trong đống ủ 2, 3, 4 luôn cao hơn ởđống ủđối chứng và cao hơn trước khi ủ. Hàm lượng photpho thể hiện bằng giá trị %P2O5đã tăng so với trước khi ủ, cụ thể là tăng 1,37 lần ở CT1, tăng 2,37 lần ở CT2 và tăng 2,53 lần ở CT3 và CT4. Hàm lượng kali dễ tiêu không biến động lớn như với photpho dễ tiêu nhưng cũng
đáng quan tâm, từ chỉ có 1,47% trước ủ đã thành 1,69%, 1,92%, 1,93% và 1,96%
ở các công thức 2, 3, 4. Theo nghiên cứu của tác giảĐinh Hồng Duyên (2011) về phụ phẩm cây lúa thì hàm lượng kali ban đầu và hàm lượng kali sau khi ủrơm rạ
thường cao hơn nhiều phụ phẩm nông nghiệp khác, vì thế việc xử lý rơm rạtạo ra
một nguồn kali đáng kể trả lại cho đất.
Qua phân tích lí hóa kết hợp với đánh giá cảm quan đã cho thấy việc ủ phụ
phẩm bằng chế phẩm VNBac đã rút ngắn thời gian ủ rơm rạ từ 3 – 4 tháng xuống còn 35 – 40 ngày. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Thành (2005) và Đinh Hồng Duyên (2010) khi ủ rơm rạ bằng chế phẩm VSV đều cần từ 40 – 45 ngày thì rơm rạ mới đạt độ hoai 80%. Lý Kim Bảng (2003) và Phan Bá Học (2007) cũng đã thành công trong việc rút ngắn thời gian ủrơm rạ xuống còn 40 ngày, độ hoai sau ủ đạt xấp xỉ 80%. Như vậy, so với các đề tài trước đây thì chế phẩm vi sinh của đề tàiđã rút ngắn thời gian ủ rơm rạ xuống thêm khoảng 5 ngày. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc tái sử dụng kịp thời các nguồn phụ phẩm nông nghiệp để tạo nguồn phân hữu cơ tại chỗ bón cho cây trồng vụ kế tiếp. Tuy nhiên, nếu so với tiêu chuẩn về phân hữu cơ theo thông tư 41/2014 TT-BNNPTNT thì phân ủ hoai mục từđề tài chỉ đạt được 1/3 tiêu chí, vì vậy vẫn nên bổ sung thêm một lượng đạm nhất định trước khi sử dụng để bón cho cây trồng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 69