L ỜI CẢ MƠ N
3.5.Nội dung nghiên cứu
Thu thập số liệu thứ cấp có liên quan để làm cơ sở cho ủ phân. Xây dựng thùng ủ
Thu mẫu bùn và tiến hành ủ phân.
Theo dõi các thông số nhiệt độ, pH, độ ẩm theo thời gian ủ phân.
Kết thúc thí nghiệm lấy mẫu phân tích các thông số đạm tổng, Photpho tổng, Kali tổng và hàm lượng chất hữu cơ TOC.
Trồng thử nghiệm trên cây lúa, ngô.
Đo đạc các thông số tăng trưởng của cây như số lượng rễ, bẹ, chiều cao và trọng lượng tươi.
3.6. Phƣơng pháp nghiên cứu 3.6.1. Vật liệu nghiên cứu
- Bùn thải từ ao nuôi cá tra – basa. - Than bùn
- Rỉ đường
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 10
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
- Tre được chẻ mỏng dày 5cm, dài 1m - Nilong
- Dụng cụ thu mẫu: Máy đo pH, nhiệt kế, đèn cồn, Autolaud, hóa chất để xác định hàm lượng N tổng, P tổng, Kali tổng, TOC%.
- Giống lúa, ngô.
- Phân hóa học (N – P – K).
- Các phương tiện, máy móc, thiết bị, dụng cụ để phân tích các chỉ tiêu.
3.6.2. Bố trí thí nghiệm
- Tiến hành ủ phân thực nghiệm bằng phương pháp hiếu khí với 2 nghiệm thức. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. Cụ thể như sau:
+ Nghiệm thức 1: Thí nghiệm ủ bùn cặn ao nuôi với than bùn, rỉ đường và chế phẩm vi sinh vật hiếu khí (sản phẩm 1).
+ Nghiệm thức 2: Đối chứng làm tương tự nhưng không có rỉ đường và chế phẩm vi sinh vật hiếu khí (sản phẩm 2).
- Trồng lúa, ngô thử nghiệm trên 3 nghiệm thức. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần.
+ Nghiệm thức 1: Trồng lúa, ngô có bón phân hữu cơ ở sản phẩm 1. + Nghiệm thức 2: Trồng lúa, ngô bón phân hữu cơ ở sản phẩm 2. + Nghiệm thức 3: Trồng lúa, ngô bón phân hóa học.
Hình 3.1. Sơ đồ thực hiện nghiên cứu
3.6.3. Chuẩn bị nguyên vật liệu (cho một mẻ ủ).
- Lượng bùn cặn từ ao nuôi cá tra – basa. - Than bùn phơi khô, nghiền nhỏ.
- Chế phẩm vi sinh vật. - Rỉ đường. - Nilong Nguyên liệu Thùng ủ Rỉ đường, chế phẩm SH Trồng lúa, ngô Điều kiện môi trường nuôi
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 11
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
(a) (b) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(a) Bùn ao nuôi cá tra – basa (b) Than bùn
Hình 3.2. Nguyên liệu dùng để ủ phân hữu cơ vi sinh
Lượng bùn nạp cho một mẻ ủ được tính toán dựa vào các thông số đầu vào của bùn thải ao nuôi cá tra – basa và than bùn từ các thông số:
- Carbon hữu cơ (TOC%) (% so với tổng vật chất khô). - Đạm tổng số (%).
- Tổng chất hữu cơ (TVS) (% so với tổng vật chất khô). - Ẩm độ (%)
Đây là cơ sở để xác định tỉ lệ nạp hầm ủ và tỉ lệ C/N.
** Tính lƣợng bùn nạp vào cho thùng ủ
Tính toán lượng bùn nạp vào cho 1 m3
phân hữu cơ vi sinh: Ta chọn tỷ lệ C/N nạp cho thùng ủ là 25/1 (Lê Hoàng Việt, 2001).
Theo Lê Hoàng Việt, 2001 ta có tổng chất hữu cơ bay hơi (TVS) cho thùng ủ là 0,3 m3
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 12
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Bảng 3.1. Kết quả phân tích đầu vào của bùn ao nuôi và than bùn
STT Thông số Bùn ao nuôi Than bùn 1
2 3 4
Cacbon hữu cơ (TOC), % Đạm tổng (N), % Tổng chất hữu cơ (TVS), % Ẩm độ, % 5 0,7 8 30 30 1 7,2 30
Ta gọi m1, m2 lần lượt là khối lượng nạp của bùn ao nuôi và than bùn. Ta có phương trình sau: 1 25 01 . 0 007 . 0 3 . 0 05 . 0 2 1 2 1 m m m m m2/m1 = 2,5; m2 = 2,5 m1 (1) Lượng chất hữu cơ cần nạp: 0,08 m1 + 0,072 m2 = 1/0.3 (2) (1) & (2) m1 = 12,8 kg và m2 = 32 kg.
Do nguyên liệu than bùn được lấy về với số lượng nhỏ nên chúng tôi quyết định ủ với số lượng của mỗi mẻ ủ là 44,8kg (gồm 12,8 kg bùn và 32 kg than bùn).
3.6.4. Phƣơng pháp xây dựng thùng ủ
- Thùng ủ được làm bằng tre. Kích thước thùng ủ (a * b * h) = 40cm * 40cm * 40cm. Phía trong lót nilong, bên trên có mái che bằng bạt tránh mưa nắng, thùng ủ được đặt trên nền đất cao 10 – 20 cm để tránh nước mưa chảy tràn. Phải thường xuyên theo dõi thùng ủ để tránh các sinh vật khác như chuột, dán thâm nhập vào thùng ủ.
Hình 3.3 Thùng ủ
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 13
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Hình 3.4. Chuẩn bị thùng ủ
Chuẩn bị ống nhựa PVC có đục những lỗ nhỏ được đặt ở giữa thùng ủ để điều hòa cung cấp oxi, đảm bảo đủ điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí phát triển.
Hình 3.5. Ống nhựa PVC có đục những lỗ nhỏ
- Trung bình mỗi ống nhựa PVC có khoảng 20 lỗ, đường kính = 30 mm. Chiều dài của mỗi ống nhựa cao 35 cm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 14
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
3.6.5. Phƣơng pháp tiến hành ủ phân hiếu khí
- Bùn được nạo vét sau khi kết thúc nuôi trồng của ao nuôi cá tra – basa và để ráo nước, sau đó bón 0,5 kg Ca(OH)2 gọi là vôi tôi để tăng pH của bùn ở khoảng 6,0-8,0 để thuận tiện cho quá trình ủ về sau.
- Sau đó nạp bùn tươi và các nguyên liệu vào thùng ủ theo đúng trọng lượng tính toán. Sau đó dùng leng trộn đều bùn và các chất độn.
- Theo nghiên cứu của Đặng Đình Kim, 2003 cứ 1.000kg chất thải thì cần sử dụng 2 kg rỉ đường nên với khối lượng ủ 44,8 kg ta cần 0,09kg rỉ đường và 5g chế phẩm MicroPhot cho các mẻ ủ ở NT1.
- Duy trì độ ẩm trong thùng ủ: Đảm bảo ẩm độ trong thùng ủ khoảng 60% trọng lượng riêng là thích hợp, thường xuyên xới đảo để tạo không khí thoáng, nếu bùn quá ướt hoặc quá khô đều ảnh hưởng đến quá trình phân hủy, Kiểm tra độ ẩm bằng tay vắt bùn, khi vắt nặng tay nếu có nước rịn ra thì ta kết luận đủ ấm độ, nếu ngược lại không có nước rịn ra thì cần phải tưới nước vào hỗn hợp để tăng độ ẩm thích hợp.
- Theo dõi sự biến động nhiệt độ trong mẻ ủ bằng nhiệt kế. - Trộn và xới đảo bề mặt thùng ủ định kỳ 5 ngày/lần. - Theo dõi thùng ủ cho đến khi bùn đã hoai.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 15
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
3.6.6. Xác định các thông số nhiệt độ, pH, độ ẩm và các chỉ tiêu hóa học. học.
Kiểm tra nhiệt độ mỗi thùng ủ, nếu nhiệt độ trong thùng ủ bằng với nhiệt độ môi trường, quan sát thấy màu sắc đồng nhất, mịn, không mùi hôi ta có thể nhận xét bùn đã hoai. Sau đó thu mẫu đem thí nghiệm.
Mẫu được lấy ở 3 vị trí khác nhau trong một thùng ủ, sau đó trộn đều, mỗi mẫu lấy khoảng 500 g. Cho vào bọc nilong, cột kín miệng trữ lạnh và đem về phòng thí nghiệm phân tích.
Theo dõi sự biến thiên nhiệt độ
Trong suốt thời gian ủ, phải theo dõi nhiệt độ hàng ngày.
Cách đo nhiệt độ: Tiến hành đo ở các vị trí khác nhau khoảng 5 vị trí. Từ đó tính trung bình cho từng thùng ủ.
Hình 3.7. Sơ đồ đo nhiệt độ
Hình 3.8. Xác định nhiệt độ hằng ngày
30 cm
40 cm 5 cm
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 16
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Xác định ẩm độ
Cân 5g bùn cho vào hộp nhôm, sau đó sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 100 – 1050C trong thời gian 4 giờ. Lấy ra và để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng. Cân khối lượng lần thứ nhất.
Tiếp tục sấy ở 100 – 1050C thêm khoảng 2 giờ. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ trong phòng. Cân khối lượng lần thứ hai và tiếp tục làm như vậy cho đến khi khối lượng giữa các lần không thay đổi quá 0.001g so với lần trước. Công thức xác định phần trăm độ ẩm: 100 % 3 2 2 1 x P P P P A Trong đó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
P1: khối lượng bùn và cốc trước khi sấy (g) P2: khối lượng bùn và cốc trước sau sấy (g) P3: khối lượng cốc không có bùn (g)
(Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 1998)
pH
Đo pH bằng pH kế: Cân 10g mẫu bùn cho vào cốc 250ml, sau đó thêm 100ml nước cất, khuấy đều trong 5 phút, để lắng trong 10 phút rồi đo giá trị pH.
Xác định các chỉ tiêu hóa học:
Mẫu bùn sau khi ủ thành phân sẽ được thu mẫu đem đi phân tích các chỉ tiêu N tổng, P (hay P2O5), K (hay K2O), %TOC.
a. N tổng: Định lượng nitơ tổng số bằng phương pháp Kjedahl
- Công thức xác định: m V V X X 6,25 ( 1 2) 0.0014 6.25 100 1 Trong đó:
V1: Thể tích NaOH 0,1N tiêu tốn cho mẫu trắng (ml) V2: Thể tích NaOH 0,1N tiêu tốn cho mẫu thử (ml)
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 17
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
0,0014: Số gam nitơ tương ứng 1ml NaOH 0,1N 100: Hệ số tính ra %
1000: Hệ số tính ra g/l
6,25: Hệ số chuyển nitơ tổng số ra protein thô.
(Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 1998).
b. Xác định P dạng P2O5: Bằng phương pháp quang phổ
c. Xác định K tổng bằng phƣơng pháp thử SMEWW 3500 – 2005. d. Xác định hàm lƣợng chất hữu cơ (%TOC): Sử dụng phương pháp Walkley – Black:
- Cân chính xác 1g bùn cho vào bình tam giác 250ml. - Thêm 10ml K2Cr2O7 1N, lắc và trộn đều dung dịch.
- Thêm nhanh 20ml H2SO4 đậm đặc từ ống đong, lắc đều hỗn hợp. - Đặt bình tam giác trên tấm amiăng 30 phút.
- Thêm 100ml nước và 10ml H3PO4, để nguội hỗn hợp.
- Thêm 1ml chỉ thị ferroin chuẩn độ dung dịch muối Fe2+, kết thúc thí nghiệm khi dung dịch chuyển sang màu xanh sáng.
- Tiến hành mẫu trắng không có đất, các bước tương tự như mẫu thử.
Hình 3.9. Màu của dung dịch sau khi chuẩn độ
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 18 SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020 Công thức tính: %TOC = ) ( ) ( 4 m a b a K Trong đó:
a: Số ml muối Fe2+ chuẩn độ mẫu trắng (ml) b: Số ml muối Fe2+ chuẩn độ mẫu thử (ml) K: hệ số khô kiệt của mẫu
m: khối lượng mẫu (g)
(Viện thổ nhưỡng nông hóa, 1998).
3.6.7. Mô tả cách gieo trồng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chuẩn bị 3 chậu lúa/1NT và 3 chậu ngô/1NT để tiến hành trồng lúa và ngô. Mỗi chậu đựng 7,5 kg đất/chậu. Tổng cộng ta có 3NT do đó tổng số chậu lúa và ngô là 18.
Ủ hạt giống trước 3 ngày gieo trồng, giống lúa lên mầm cao 10 - 15 mm. Còn ngô thì lên cao khoảng 20 – 30mm. Bón lượng phân ủ là 20g/chậu. Sau 2 tuần bắt đầu bón tiếp phân đợt 2 với lượng phân như trên.
Cây lúa được gieo trồng trung bình mỗi chậu là 200 hạt/chậu. Cây ngô được gieo trồng trung bình mỗi chậu là 3 hạt/chậu. Trên mỗi chậu được bón lót 1 lớp tro để chống ánh sáng trực tiếp của mặt trời.
Mỗi ngày tưới 2 lần nước vào buổi sáng và buổi chiều để cung cấp đầy đủ lượng nước cho cây phát triển.
Các NT được thực hiện giống nhau trong điều kiện chăm sóc, cùng lượng phân bón và lượng nước tưới.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 19
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Hình 3.11. Chuẩn bị gieo giống NT1
Hình 3.12. Chuẩn bị gieo giống NT2
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 20
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
3.6.8. Xác định mức tăng trƣởng trên cây lúa, ngô
Lúa và ngô trồng trên cùng kiện kiện, đất đai, lượng nước tưới và lượng phân bón. Chỉ khác nhau loại phân bón (Sản phẩm 1; Sản phẩm 2; Phân hóa học).
- Theo dõi các thông số sau đây khi lúa và ngô được 3 tuần tuổi: Đo chiều cao
Đếm số lượng rễ Số lượng bẹ Trọng lượng tươi.
- Phương pháp đo đạc các thông số tăng trưởng:
+ Đo chiều cao cây: Chiều cao cây lúa, ngô được đo tính từ gốc cây cho đến lá dài nhất, dùng thước dây để đo chiều cao, đơn vị đo (cm).
+ Số lượng rễ, bẹ: Đếm số rễ, bẹ trên cây và ghi nhận giá trị.
+ Trọng lượng tươi: Dùng cân phân tích để xác định trọng lượng tươi cho cây.
3.6.9. Phƣơng pháp xử lý số liệu
- Số liệu sẽ được tổng hợp, phân tích và đánh giá trên Excell. Ngoài ra đề tài còn so sánh giữa các nghiệm thức bằng cách kiểm định T-Test và Duncan bằng phần mềm SPSS.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 21
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Kết quả ủ phân hữu cơ
4.1.1. Xác định thời phân đã gian hoai và những biểu hiện của các NT trong thời gian ủ phân.
Sau thời gian 5 ngày quan sát quá trình ủ phân, các mẻ ủ ở nghiệm thức thứ nhất (NT1) biểu hiện rất rõ rệt những đốm trắng và xám trên bề mặt của thùng ủ đó là dấu hiệu của vi sinh vật phân hủy bùn phát triển và tạo khuẩn lạc trong mẻ ủ. Ở nghiệm thức thứ hai (NT2) biểu hiện khuẩn lạc trên bề mặt thùng ủ là rất ít và xuất hiện ở những ngày thứ 7 và thứ 8.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.1. Biểu hiện của VSV trên bề mặt NT1
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 22
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Trong tuần đầu nạp phân vào hầm ủ thường có mùi hôi khó chịu xuất hiện ở cả 2 NT. Qua tuần thứ 2 chúng tôi nhận thấy mùi hôi giảm dần ở các mẻ ủ của NT1 vì trong quá trình ủ có sử dụng chế phẩm sinh học nên mùi hôi giảm hơn so với NT2 (không sử dụng chế phẩm sinh học).
Kết quả ở các mẻ ủ của NT1 chúng tôi nhận thấy 16 ngày NT1 đã hoai. Phân có màu đen đậm và tơi xốp, mùi hôi không còn nữa. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn giữ nguyên các mẻ ủ ở NT1 và theo dõi các thông số nhiệt độ cho đến khi nghiệm thức 2 đã hoai. Các mẻ ủ ở NT2 tới ngày thứ 21 nhận thấy mùi hôi không còn, phân có màu nâu đậm, cầm chặt phân vào tay nhận thấy phân không được tơi xốp bằng NT1.
4.1.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ được tạo ra từ quá trình phân hủy bùn là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi các vi sinh vật. Nó phụ thuộc vào lượng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật, kích thước hầm ủ, môi trường, độ ẩm của không khí cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của hầm ủ. Hình 4.3 cho thấy, nhiệt độ ở cả 2 NT không chênh lệch lớn và biến thiên từ lúc bắt đầu đến khi kết thúc thí nghiệm là 260C – 36,80C.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Sự biến thiên nhiệt độ trung bình
NT1 NT2
Số ngày ủ
Hình 4.3. Sự biến thiên nhiệt độ trung bình theo thời gian của 2 NT.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 23
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Từ ngày thứ 1 đến ngày thứ 5 nhiệt độ ở NT1 không tăng trong khoảng 260C-290C, còn ở NT2 nhiệt độ cũng không tăng trong khoảng 7 ngày và dao