Việt Nam là một nước nông nghiệp với khoảng 74% dân số làm nghề nông do vậy phế thải nông nghiệp rất lớn và thích hợp cho việc làm phân ủ. Có nhiều phương pháp làm phân ủ có thể áp dụng, từ phương pháp ủđống tĩnh đơn giản nhất
đến hệ thống lên men trong các thiết bị phức tạp. Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên các quá trình phân hủy phế thải xảy ra rất mạnh mẽ vì thế việc xử lý phế thải làm phân ủ là biện pháp rất thích hợp. Tuy nhiên việc xử lý phế thải ở Việt Nam gặp một số khó khăn: vốn đầu tư cho xử lý phế thải còn thiếu thốn; đòi hỏi phải có các biện pháp kỹ thuật đơn giản, dễ vận hành, dễ bảo quản và sửa chữa; ý thức người dân chưa cao...
Hiện nay có nhiều nghiên cứu và ứng dụng thành công vi sinh vật trong việc xử lý rác thải, phế thải hữu cơ. Trong đó, các đề tài cấp Nhà nước KHCN-02-04, cấp Bộ B99–32-46, B2001-32–09 và các nghiên cứu khác về xử lý phế thải hữu cơ
thành phân bón hữu cơ sinh học đã khẳng định vi sinh vật bổ sung vào vào các đống
ủ phế thải hữu cơ góp phần rút ngắn thời gian ủ và nâng cao chất lượng phân ủ. Nguyễn Lân Dũng (2006) đã phân lập được hàng trăm chủng vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza, hemixenluloza, lignin. Xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm VSV phân giải chất hữu cơđạt huy chương vàng hội chợ triễn lãm kinh tế kỹ thuật toàn quốc năm 1987. Kết quả thử nghiệm cho thấy chế phẩm đã rút ngắn thời gian ủ xuống còn 45 – 60 ngày thay vì 6 tháng đến tận 1 năm ủ trong điều kiện tự nhiên.
Lê Văn Nhương (2001) đã phân lập tuyển chọn được 11 chủng nấm sợi, 7 chủng vi khuẩn, 6 chủng xạ khuẩn có hoạt tính xenlulaza cao. Đã xác định khi các loại vi sinh vật này được phối trộn với nhau theo một tỷ lệ thích hợp sẽ cho hiệu suất phân giải cao nhất, đã tạo ra được 3 bộ phối trộn các chủng vi sinh vật thích
ứng với sự phân giải lá mía, rác nông thôn và vỏ cà phê. Khi xử lý rác nông thôn bằng EMUNI, đảm bảo độẩm 50-60%, 7 ngày đảo trộn một lần thì sẽ cho hiệu quả
xử lý nhanh nhất.
Năm 2001, Nguyễn Xuân Thành cùng đtg đã nghiên cứu xử lý rác thải hữu cơ và phế thải nông công nghiệp bằng vi sinh vật bón cho cây trồng. Kết quả cho
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23
thấy: xử lý phế thải bằng chế phẩm VSV hạn chế mùi hôi; rút ngắn thời gian ủ
xuống còn 45-60 ngày; phân hữu cơ VSV chế biến từ rác thải và phế thải hữu cơ
đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 134B – 1996; phân bón sản xuất ra được thử
nghiệm trên cây đậu tương đạt kết quả tăng năng suất từ 9 – 15%; đề tài có nhiều ý nghĩa kinh tế, văn hóa xã hội và môi trường.
Việc dùng rơm rạđể sản xuất phân hữu cơ không những tận dụng được tối đa và hiệu quả nguồn phế phẩm nông nghiệp, mà điều này còn đồng nghĩa với việc
đem lại hiệu quả về kinh tế. Theo tính toán của các hộ làm phân hữu cơ từ rơm rạ,
để sản xuất 1 tấn phân hữu cơ từ rơm rạ thì chỉ mất khoảng 600.000 đến 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 đtg 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 sư 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 suất chế phẩm VSV. Đã xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật, chế phẩm vi sinh đạt tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 134B – 1996). Đã xây dựng được quy trình xử lý tàn dư thực vật bằng chế
phẩm VSV tại nông hộ với thời gian từ 30 – 60 ngày ủ phụ thuộc vào từng nhóm cây trồng khác nhau, phế thải sau ủ có hàm lượng mùn, hàm lượng dinh dưỡng tăng... có thể làm phân bón hữu cơ tại chỗ cho các loại 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 bộđi 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 có kết luận: cứ 1 tấn rơm rạ ủ thì cho ra 0,2 – 0,25 tấn phân hữu cơ; 1 tấn thân và lá ngô sau khi ủ cho ra 0,3 – 0,33 tấn phân hữu cơ; 1 tấn thân và lá khoai tây sau khi 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
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24
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.
Lý Kim Bảng và đtg ở viện Khoa học Công Nghệ Việt Nam đã nghiên cứu thành công chế phẩm VIXURA và công nghệ xử lý rơm rạđem 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 ra các enzym 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; rơm rạ được xếp thành từng lớp có rắc xen kẽ phân chuồng, phân NPK và chế phẩm VIXURA. Chiều cao mỗi đống rạ từ 1,5 – 2m, phủ kín bằng nilon, có một lỗ nhỏđể tưới nước;
đống rạủ được tưới ẩm thường xuyên. Sau 5 – 7 ngày, nhiệt độđống ủ tăng lên 70 – 800, đống ủ xẹp xuống, rạ mềm đi. Sau 25 – 30 ngày, nhiệt độ đống ủ giảm dần, rơm rạ trong đống ủ mềm hết, chuyển sang màu đen và trở thành một loại phân bón hữu cơ rất tốt cho đồng ruộng.
Năm 2011, Đinh Hồng Duyên đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh 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 ủ đối chứng và cao hơn trước khi ủ.
Ở Việt Nam có trên 350.000ha cà phê và sản lượng cà phê trung bình là 3.000 tấn nhân khô/năm với lượng vỏ cà phê khô khoảng 200.000 tấn/năm, mà thành phần của nó chủ yếu là ligno- celluloza, một hợp chất rất khó phân giải trong
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25 điều kiện tự nhiên. Những năm qua tuy đã dùng vỏ cà phê để làm giá thể nuôi trồng nấm ăn, nhưng phần rất lớn vẫn thải ra môi trường gây ô nhiễm nặng. Hiện nay các nhà khoa học đang thử nghiệm xử lý phế thải này bằng công nghệ vi sinh vật và tái chế thành phân hữu cơ bón cho cây trồng.
Để sản xuất đường, hàng năm Việt Nam phải trồng từ 10 đến 12 triệu tấn mía cây, khi biến số lượng mía này để làm đường sinh ra một lượng phế thải khổng lồ: 2,5 triệu tấn bã mía, 250.000 tấn bã bùn (sau khi đã lấy nước đường) và 250.000 tấn mật rỉ. Trước đây 80% lượng bã mía này được dùng đểđốt lò hơi trong các nhà máy sản xuất đường, sinh ra 50.000 tấn tro và 20% còn lại là 500.000 tấn bã được dùng làm ván ép, còn mật rỉ dùng để sản xuất cồn, mỳ chính hoặc dùng cho các công nghệ vi sinh khác như chế biến thành thức ăn chăn nuôi. Riêng tro và đặc biệt là bã bùn không sử dụng phải đổ ra các bãi đất trống gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Đứng trước tình hình đó, đã có thêm nhiều giải pháp được đặt ra để sử dụng triệt để nguồn chất thải này đơn cử như làm thức ăn chăn nuôi, với giải pháp này chỉ
sử dụng với những loại bã mía sạch, chất lượng tốt mặt khác vẫn chưa giải 14 quyết
được thành phần bã bùn (nguyên nhân chính gây hôi thối khi đổ ra ngoài môi trường). Một giải pháp được coi khả quan nhất xét cả về mặt kinh tếđó là làm phân vi sinh. Sở dĩ như vậy vì giải pháp này đã quay lại cải tạo đất trồng mía, đơn cử
diện tích canh tác từ 250.000 đến 300.000 ha chủ yếu là đất bạc màu và vùng nhiễm phèn nặng (không trồng được các loại cây khác). Vì thế, để trồng được 250.000 ha mía, ngoài phân hóa học (đạm - lân - kali) tối thiểu phải bón 4 ÷ 5 tấn phân chuồng cho 1 ha tức là phải có 1 triệu tấn phân chuồng bón cho 250.000 ha. Số lượng phân này sẽ được bù đắp bằng lượng phân vi sinh được sản xuất từ
bã mía. Nắm được vấn đề này đã có nhiều đề tài nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh (phân bón Huđavil, Fitohoocmon) từ nguồn chất thải nhà máy mía đường. Hai công nghệ này đã được áp dụng thử nghiệm ở bảy nhà máy đường, ngoài mía đã được bón thử nghiệm cho lúa, chè, hồ tiêu... ở một số địa phương đạt kết quả tốt: Cho phép thâm canh tăng năng suất lúa lên 25% - 30% ở Tam Điệp (Ninh Bình), tăng năng suất chè lên 70% ở Văn Chấn, Nghĩa Lộ (Yên Bái), tăng năng suất hồ tiêu gần 100% ở Tân Lâm (Quảng Trị); một số
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26
loại cây công nghiệp trồng ở Tuyên Quang, Hà Nam, Thanh Hóa, Nghệ An... năng suất tăng gấp ba lần; mía trồng ở Thạch Thành, Nông Cống (Thanh Hóa), Quảng Hà (Cao Bằng)... luôn xanh tốt, chịu được hạn, giữđược đường lâu, ít sâu bệnh... nên được người dân ưa dùng loại phân bón này. Tuy nhiên với công nghệ
này nguồn hữu cơ dùng vẫn chủ yếu là bã bùn, tro lò sau khi đốt bã mía, lượng bã mía còn chiếm tỷ lệ nhỏ do thời gian vi sinh vật phân huỷ chất xơ lâu, để rút ngắn thời gian này đòi hỏi bã mía phải nghiền nhỏ và mịn.
Tóm lại nhờ có những sự thay đổi trong nhận thức về môi trường và những kết quả khá quan trọng nghiên cứu mà việc xây dựng các cơ sở xử lý, tái chế phế
thải ngày càng tăng lên. Các nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý phế
thải và tải chế phân hữu cơđã bước đầu góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm đồng thời mở ra hướng đi mới trong việc khắc phục hậu quả của thời đại công nghiệp, dần thay đổi phương thức sản xuất nông nghiệp hiện nay để hướng tới nền nông nghiệp bền vững – nền nông nghiệp hữu cơ. Tuy nhiên chế phẩm vi sinh vật hiện nay vẫn chưa rút ngắn được thời gian ủ xuống như mong muốn của con người. Vì vậy công tác phân lập tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng xử lý các chất hữu cơ vẫn là hướng đi mới.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Vi sinh vật (Vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm) phân lập từ phụ phẩm quả vải