Ngày thứ Túi ủ phân heo (lít) Túi ủ rơm sau ủ nấm (lít)
39 5.534 535 44 487,4 263 49 373,4 142,7 54 465,8 139,2 59 250,4 137,4 64 168,5 138 69 89,4 74
Bảng 4.3 Diễn biến lượng khí (lít) sinh ra của hai nghiệm thức (chu kỳ đo 5 ngày) Thể tích khí sinh học ở các túi ủ được đo với chu kỳ mỗi 5 ngày/lần sau khi túi căng phồng và tròn đều lần đầu tiên. Kết quả ghi nhận cho thấy thể tích khí sinh học dao động trong suốt quá trình thí nghiệm.
Trong thí nghiệm này, thời điểm túi ủ căng phồng và tròn đều đối với túi phân heo và rơm sau ủ nấm lần lượt là ngày thứ 19 và ngày thứ 39 (kể từ ngày bắt đầu nạp nguyên liệu). Như vậy, vào ngày đo khí lần đầu tiên của nghiệm thức rơm sau ủ nấm thì nghiệm thức phân heo đã đo khí được 4 lần. Do đó, lượng khí sinh học cộng dồn đến ngày thứ 39 của nghiệm thức phân heo rất cao so với lượng khí sinh ra của nghiệm thức rơm sau ủ nấm vào ngày thứ 39 (gấp 10,34 lần).
Túi ủ phân heo đo lần đầu tiên vào ngày thứ 19 sau nạp với lượng khí là 1.244 lít. Khí sinh học của túi ủ rơm sau ủ nấm đo lần đầu tiên vào ngày thứ 39, chậm hơn 20 ngày so với túi phân heo nhưng lượng khí sinh học chỉ bằng 43,01% lượng khí của túi ủ phân heo. Qua kết quả lượng khí đo lần đầu tiên cho thấy ngày thứ 39 túi rơm sau ủ nấm căng phồng và tròn đều là do lượng nguyên liệu sau 39 ngày nạp quá nhiều, chúng chưa thể phân hủy kịp đã chiếm thể tích chứa khí của túi ủ. Đáng chú ý là sự chênh lệch tổng lượng khí giữa hai lần đo vào ngày thứ 39 và ngày thứ 44 khá xa nhau ở cả hai túi ủ phân heo và rơm sau ủ nấm. Theo kết quả ở bảng 4.3 thì lượng khí của hai túi ủ vào ngày thứ 44 giảm đi rõ rệt. Túi ủ phân heo ngày thứ 44 là 487,4 lít tương đương khoảng 8,81% so với lượng khí ngày thứ 39 là 5.534 lít. Tương tự vậy, tổng lượng khí của túi ủ rơm sau ủ nấm đo được là 263 lít tương đương khoảng 49,16% so với tổng khí ngày thứ 39 là 535 lít. Lượng khí đo được vào các ngày 49, 54, 59, 64, 69 của túi ủ phân heo có xu hướng giảm dần dao động từ 89,4 - 465,8 lít. Tuy nhiên trong cùng thời điểm này, tổng lượng khí đo được ở túi ủ rơm sau ủ nấm sinh ra ít và chênh lệch không nhiều (73 – 142,7 lít).
Qua kết quả theo dõi diễn biến lượng khí theo chu kỳ có thể nhận định rằng hai túi ủ phân heo và rơm sau ủ nấm đã có sự chênh lệch về các giai đoạn phân hủy yếm khí, cụ thể là phân heo bước vào giai đoạn sinh khí methane thì rơm sau ủ chỉ mới bước vào giai đoạn thủy phân sinh axit. Đến lúc rơm sau ủ nấm bước vào giai
26
đoạn sinh khí methane thì nghiệm thức phân heo đã kết thúc quá trình phân hủy yếm khí do không được nạp thêm nguyên liệu. Điều này càng được chắc chắn hơn khi kiểm tra mức độ phân hủy của hai của hai vật liệu nạp sau khi kết thúc quá trình thí nghiệm. Bã phân heo dường như phân hủy hoàn toàn, trong khi đó bã rơm sau ủ nấm vẫn phân hủy chưa hết, khối lượng rơm sau ủ còn trong túi rất nhiều. Nguyên nhân tạo ra sự chênh lệch này là do rơm sau ủ có cấu tạo dạng sợi, khó phân hủy và thời gian tồn lưu kéo dài khoảng 100 ngày (Nguyễn Quang Khải, 2001). Đặc biệt, trong rơm rạ có thành phần xenlulozo và lignin là hai hợp chất hữu cơ cao phân tử khó phân hủy thành các hợp chất hữu cơ đơn giản, đây là giới hạn của quá trình lên men yếm khí (Lê Hoàng Việt, 1998). Bên cạnh đó, tỷ lệ cacbon trên nitơ của rơm sau ủ nấm vẫn cao hơn các loại thực vật khác như: lục bình (Lê Hoàng Tới, 2013), bèo tai tượng (Thái Hồng Cúc, 2013),… Khi nguyên liệu có tỷ lệ C/N cao chỉ ra rằng vi khuẩn sinh khí methane sẽ tiêu thụ Nitơ nhanh chóng gây ra thiếu đạm và kết quả là lượng khí sinh ra sẽ giảm (Monnet, 2003). Mặc khác, tuy nhiệt độ trong quá trình thí nghiệm nằm trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng của vi khuẩn trong túi ủ nhưng nhiệt độ thấp vào giai đoạn đầu của thí nghiệm do mưa nhiều cũng làm ảnh hưởng đến khả năng sinh khí.
So với thí nghiệm lần 1 và thí nghiệm lần 2 của Lê Hoàng Tới (2013) thì thời điểm túi ủ của hai túi ủ trong thí nghiệm này căng phồng và tròn đều đều chậm hơn. Cụ thể, túi ủ phân heo trong thí nghiệm này chậm hơn 1 ngày so với thí nghiệm lần 1 (ngày thứ 18 sau nạp) và 3 ngày so với thí nghiệm lần 2 (ngày thứ 16 sau nạp); Đối với túi ủ rơm sau ủ nấm chậm sinh khí hơn nghiệm thức lục bình trong thí nghiệm lần 1 là 6 ngày (ngày thứ 33 sau nạp) và chậm hơn 16 ngày so với thí nghiệm lần 2 (ngày thứ 23 sau nạp). Bên cạnh đó, tổng lượng khí sinh học đo lần đầu tiên của hai túi ủ trong thí nghiệm này cũng có sự khác biệt. Lượng khí đo được ở lần đầu tiên của túi ủ phân heo chỉ bằng 40,61% so với thí nghiệm lần 1 (3.063,3 lít) và bằng 67,17% so với thí nghiệm lần 2 (1.851,9 lít). Nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch đáng kể về tổng lượng khí đo lần đâu tiên của các thí nghiệm là do tỷ lệ C/N phân heo trong 2 thí nghiệm của Lê Hoàng Tới (2013) (35,66) cao hơn so với tỷ lệ C/N trong thí nghiệm này (19,5) gấp 1,83 lần. Đối với túi ủ rơm sau ủ nấm có tổng lượng khí đo lần đầu tiên cũng chênh lệch khá xa với túi ủ lục bình của Lê Hoàng Tới (2013) trong cả 2 lần thí nghiệm. So với thí nghiệm lần 1 thì lượng khí sinh ra của túi ủ rơm sau ủ nấm là 535 lít chỉ khoảng 66,86% của túi ủ lục bình (800,20 lít) và cũng chỉ chiếm khoảng 31,01% lượng khí sinh ra lần đầu tiên của nghiệm thức lục bình trong thí nghiệm lặp lại lần 2 (1.725,23 lít). Nguyên nhân của sự khác biệt trên là do sự khác nhau về tỷ lệ C/N của nguyên liệu ủ.
Giai đoạn từ ngày 39 đến ngày thứ 69, diễn biến lượng khí sinh ra theo mỗi chu kỳ của 2 túi ủ có sự khác biệt nhau. Ở túi ủ phân heo, lượng khí giảm dần qua
27
mỗi lần đo. Đến ngày thứ 69, lượng khí đã giảm bằng khoảng 1,62% (89,4 lít) so với ngày thứ 39 (5.534 lít). Theo kết quả ở hình 4.2 cho thấy phân heo đang trong giai đoạn cuối của quá trình sinh khí methane và do không được nạp thêm nguyên liệu (chỉ nạp 30 ngày đầu của thí nghiệm) nên quá trình sinh khí đi dần đến điểm kết thúc. Tuy nhiên, ở túi ủ rơm sau ủ nấm, lượng khí sinh ra giảm nhiều vào các ngày 39, 44. Kể từ ngày 49, 54, 59, 69 lượng khí sinh ra vẫn có xu hướng giảm nhưng lượng khí chênh lệch không nhiều qua các lần đo dao động trong khoảng 73 - 142,7 lít, nguyên nhân do rơm rạ có hàm lượng chất xơ rất cao khoảng trên 80% (Nguyễn Lân Dũng, 2011) trong khi đó hàm lượng chất xơ của lục bình chỉ khoảng 20% (Võ Văn Chi, 1997. Được trích từ Dương Thúy Hoa, 2004) trong đó các chất hữu cơ như là xenlulozo và lignin rất khó phân hủy thành các chất hữu cơ đơn giản, đây là một giới hạn của quá trình phân hủy yếm khí.