Vi sinh vật có khả năng sử dụng các hợp chất hữu cơ từ nguồn chất thải làm chất cung cấp năng lƣợng và thông qua hoạt động chuyển hoá của vi sinh vật, các hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp đƣợc chuyển hoá thành các chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn. Trong thành phần chất thải chăn nuôi dạng rắn, các mẫu sau khi sấy khô để xác định độ ẩm đƣợc phân tích tỷ lệ thành phần chủ yếu nhƣ: chất hữu cơ tổng số (OM); cácbon tổng số (OC); N; P2O5; K2O tổng số. Kết quả phân tích (tính theo khối lƣợng khô) cho thấy sự thay đổi về thành phần hoá học của hai loại chất thải chăn nuôi lợn và gà sau quá trình ủ và sự sai khác giữa công thức thí nghiệm và đối chứng.
Kết quả bảng 3.32 cho thấy mặc dù độ ẩm, tỉ lệ chất hữu cơ, N, P.. có khác nhau giữa chất thải chăn nuôi lợn và chăn nuôi gà nhƣng mức độ chuyển hoá các chất hữu cơ là tƣơng đƣơng nhau và đều có sự khác biệt rõ rệt giữa công thức đối chứng và công thức thí nghiệm.
Phân lợn có độ ẩm ban đầu lớn hơn phân gà, trong quá trình ủ độ ẩm cũng giảm nhiều hơn. Sau quá trình ủ, ở công thức thí nghiệm độ ẩm của hai loại chất thải giảm là 48% (phân lợn) và 36% (phân gà) còn ở công thức đối chứng chỉ giảm
131
tƣơng ứng là 26% và 19%. Do nhiệt độ khối ủ ở công thức thí nghiệm tăng cao hơn so với công thức đối chứng nên lƣợng nƣớc bốc hơi cũng lớn hơn.
Bảng 3.32. Thành phần chất thải chăn nuôi sau khi xử lý
Chỉ tiêu
phân tích Thành phần chất thải nuôi lợn Thành phần chất thải nuôi gà
Trƣớc ủ Sau ủ Trƣớc ủ Sau ủ ĐC TN ĐC TN Độ ẩm (%) 68,0 42,0 20,0 56,0 37,0 20,0 pH 5,6 7,2 6,9 5,8 7,4 7,1 OC (%)* 25,35 19,80 14,25 26,40 21,00 15,9 N (%)* 2,68 2,27 2,50 2,84 2,30 2,50 P2O5 (%)* 0,31 0,32 0,34 0,78 0,82 0,86 K2O (%)* 0,38 0,39 0,40 0,63 0,66 0,70 Tỷ lệ giảm OC (%) - 21,9 43,8 - 20,5 39,8
Chú thích: (*): Tính theo khối lượng khô; ĐC: Đối chứng; TN: Thí nghiệm
Trong bảng số liệu, sự biến động chỉ số OC (các bon hữu cơ tổng số) trƣớc và sau ủ thể hiện mức độ phân giải các chất hữu cơ trong quá trình ủ. Ở cả hai công thức thí nghiệm và đối chứng, tỷ lệ chất hữu cơ đều giảm so với ban đầu, chứng tỏ đều diễn ra quá trình phân giải chất hữu cơ. Sự khác biệt là tỷ lệ các bon tổng số chỉ giảm khoảng 20% ở công thức đối chứng (21,9 ở chất thải nuôi lợn và 20,5 ở chất thải nuôi gà) nhƣng lại giảm khoảng 40% ở công thức thí nghiệm (43,8 ở chất thải nuôi lợn và 39,8 ở chất thải nuôi gà). Sự sai khác này chứng tỏ khi xử lý chất thải bằng chế phẩm vi sinh vật, quá trình phân giải xenluloza, tinh bột diễn ra mạnh hơn và nhanh hơn nên sau 21 ngày ủ tỷ lệ các chất hydratcacbon ở công thức thí nghiệm giảm nhiều hơn so với công thức đối chứng.
Tỷ lệ các bon hữu cơ trong tổng lƣợng chất khô đều giảm ở cả hai công thức thí nghiệm và đối chứng, vì vậy kéo theo tỷ lệ % trong tổng lƣợng chất khô của P2O5 và K2O của hai công thức đều tăng nhẹ. Thực chất tổng lƣợng P, K không tăng lên so với cơ chất ban đầu. Mức độ giảm OC% của công thức thí nghiệm cao gấp 2
132
lần so với đối chứng do đó mức tăng P2O5 và K2O ở công thức thí nghiệm cũng cao hơn so với công thức đối chứng.
Theo lý thuyết, khi tổng lƣợng chất khô giảm (do các bon hữu cơ giảm) thì tỷ lệ % nitơ tổng số sẽ phải tăng tƣơng tự nhƣ tỷ lệ P2O5 và K2O. Tuy nhiên trên thực tế tỷ lệ % nitơ ở cả hai công thức đối chứng và thí nghiệm đều không tăng mà lại giảm nhẹ.
Ở công thức đối chứng, nitơ giảm từ 2,68 % xuống 2,27 % đối với chất thải chăn nuôi lợn và giảm từ 2,84 xuống 2,3% đối với chất thải chăn nuôi gà. Ở công thức thí nghiệm nitơ giảm từ 2,68% xuống 2,5 % ở chất thải chăn nuôi lợn và giảm từ 2,84 xuống 2,5 % ở chất thải chăn nuôi gà. Ở công thức thí nghiệm, OC (%) giảm nhiều hơn ở đối chứng nhƣng nitơ (%) lại giảm ít hơn so với công thức đối chứng. Có thể giải thích rằng, ở công thức thí nghiệm, do bổ sung vi sinh vật nên quá trình phân huỷ diễn ra mạnh hơn. Các vi sinh vật bổ sung có thể cạnh tranh tốt với quần thể vi sinh vật có sẵn trong đống ủ, chúng ức chế vi sinh vật chuyển hoá nitơ hữu cơ do đó góp phần làm giảm sự thất thoát nitơ trong quá trình ủ. Tỷ lệ nitơ giảm là do trong quá trình ủ một phần nitơ hữu cơ bị chuyển hoá thành khí NH3. Theo một số nghiên cứu [34, 47, 57, 61] thì quá trình ủ có thể làm thất thoát 30- 50% nitơ tổng số.
Nhƣ vậy bổ sung vi sinh vật khởi động vào chất thải đã giúp tăng quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ thành dạng dinh dƣỡng dễ tiêu mà cây trồng dễ dàng hấp thụ đƣợc. Việc kiểm soát đƣợc pH, nhiệt độ cũng nhƣ rút ngắn đƣợc thời gian ủ giúp làm giảm tỷ lệ nitơ thất thoát, tăng tỷ lệ chất dinh dƣỡng khoáng, giúp cho phân ủ có chất lƣợng tốt hơn. Sản phẩm phân hữu cơ chế biến từ chất thải chăn nuôi dạng rắn có hàm lƣợng dinh dƣỡng khoáng đáp ứng đƣợc các chỉ tiêu qui định trong Quyết định số 100/2008 QĐ- BNN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.