D: đường kắnh vòng phân giải lớn(mm); d: đường kắnh lỗ ựục (mm)
3.4.2. Kết quả xử lý rơm rạ quy mô ựống ủ lớn
Sơ ựồ 3.1. Quy trình xử lý rơm rạ trên ựồng ruộng
Nguyên liệu cần ựể xử lý 50kg rơm rạ gồm:
- Chế phẩm vi sinh vật dạng dịch: 0,5 lắt - Chế phẩm vi sinh vật dạng bột: 0,5 kg
Bổ sung chế phẩm vi sinh, N:P:K, vôi,...
Theo dõi diễn biến nhệt ựộ ựống ủ (35 ngày)
Bổ sung nước ựảm bảo ựộ ẩm 50 - 60%
Kiểm tra chất lượng phân giải
Tạo ựống ủ (50kg) Thu gom, phân loại
phế phụ phẩm nông nghiệp
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 59
- Supe lân: 1 kg; kaliclorua: 0,25 kg; Nitơ: 0,5 kg - Phân lợn: 1kg trâu bò hoặc 0,25 kg phân gà - Vôi bột: 0,5 kg
Hình 3.11. Thiết kế ựổng ủ rơm rạ với khối lượng 50kg
Các bước tiến hành:
- Bước 1:
+ Thu gom rơm rạ ngay trên ruộng ngay trên ựồng ruộng sau khi thu hoạch, loại bỏ tạp chất vô cơ như vỏ chai, túi nilon, gạch, ựá,...
+ Vị trắ ủ: ựược bố trắ nơi có nền ựất nện, khô ráo và có rãnh thoát nước. + Diện tắch nền: khoảng 1m2/ 50kg rơm rạ.
- Bước 2:
(1) Trộn ựều rơm rạ với phân gia súc gia cầm (2) Rắc vôi bột ựều vào ựống ủ
(3) Rắc ựều lân, kali vào ựống ủ
(4) Với ựống ủ ựối chứng: Bổ sung nước vào ựống ủ ựể ựạt ựộ ẩm 50-60%. Với ựống ủ thắ nghiệm: Rắc ựều chế phẩm dạng bột vào ựống ủ ựể ựộ ẩm của ựống ủ vào khoảng 50 ựến 60%.
(5) Trộn ựều sao cho các chất ựồng ựều trong ựống ủ
(6) Dùng cào, cuốc ựánh thành ựống ruộng khoảng 0,6m và cao khoảng 0,8m (7) Dùng bạt phủ kắn lên mỗi ựống ủ.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 60
- Kiểm tra nhiệt ựộ hằng ngày
- Ủ từ 30 Ờ 50 ngày, rồi tái chế thành phân hữu cơ.
∗ Diễn biến nhiệt ựộ ựống ủ:
Trong thời gian ủ thì nhiệt ựộ là yếu tố quan trọng. Theo dõi của nhiệt ựộ ựống ủ nhận thấy sự biến ựộng nhiệt ựộ theo thời gian và theo các công thức thắ nghiệm là không giống nhau. Dựa vào nhiệt ựộ của ựống ủ ta có thể thấy diễn biến của quá trình phân giải chất hữu cơ mạnh hay yếu.
Bảng 3.10. Diễn biến nhiệt ựộ ựống ủ
Nhiệt ựộ (0C) Ngày CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 0 20 20 20 20 20 1 30 33 34 38 36 2 35 42 40 50 48 3 38 44 44 51 50 4 40 46 47 55 54 5 41 49 50 58 57 6 42 51 52 60 61 7 40 50 50 59 57 8 39 48 47 50 52 9 37 44 45 45 50 10 35 41 44 40 45 15 33 39 40 38 41 20 32 32 35 33 34 25 30 28 30 30 29 30 28 26 28 27 27 35 27 26 27 26 26
Theo bảng 3.10 cho thấy: Nhiệt ựộ của 5 ựống ủ tăng dần và ựạt cực ựại ở ngày thứ 6. đến khi ựạt cực ựại thì nhiệt ựộ lại giảm dần và ựến ngày ủ thứ 35 nhiệt ựộ ựã giảm xuống gần bằng với nhiệt ựộ của ngày ủ thứ 1.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 61
Nhìn chung nhiệt ựộ của CT4 và CT5 ở các ngày ủ lớn hơn khá nhiều so với 3 công thức còn lại, ở CT4 nhiệt ựộ cực ựại ựạt 600C (từ ngày thứ 2 ựến ngày thứ 8 nhiệt ựộ luôn ≥ 500C); ở CT5 nhiệt ựộ cực ựại ựạt 610C (từ ngày thứ 3 ựến ngày thứ 9 nhiệt ựộ luôn ≥ 500C). Nguyên nhân có thể là do ở CT4 và CT5 có sự tham gia của vi khuẩn ưa nhiệt. Chứng tỏ quá trình phân giải xenluloza ở CT4 và CT5 diễn ra mạnh mẽ hơn so với CT1, CT2 và CT3.
Hình 3.12. Diễn biến nhiệt ựộ trong ựống ủ
Ở CT2 Ờ chế phẩm Emina nhiệt ựộ ở các ngày ủ gần như tương ựương so với CT3. Nhiệt ựộ của CT1 - công thức ựối chứng chỉ ựạt ngưỡng cao nhất là 420C nhỏ hơn rất nhiều so với 4 CT trên ựồng thời nhiệt ựộ cũng biến thiên chậm hơn. Nguyên nhân là do công thức ựối chứng chỉ có khu hệ vi sinh vật tự nhiên, sẵn có trong ựống ủ ựể tham gia phân giải xenluloza một cách chậm chạp.
Vì vậy, qua phân tắch trên cho thấy tốc ựộ phân hủy chất hữu cơ diễn ra như sau: CT1 < CT2 = CT3 < CT4 < CT5 và nhiệt ựộ trên 600C ở các ựống ủ CT4 và CT5 sẽ ựảm bảo ựược sạch mầm bệnh, cỏ dại.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 62
Bảng 3.11. Kết quả phân tắch các ựống ủ sau 35 ngày Chỉ tiêu Công thức độ hoai (%) OC% P2O5% K2O% Trước thắ nghiệm 0 35,0 0,20 1,38 CT1 50 ổ 4,6 28,14 ổ 0,15 0,28 ổ 0,02 1,40 ổ 0,01 CT2 77 ổ 1,5 23,90 ổ 0,21 0,47 ổ 0,04 1,61 ổ 0,02 CT3 78 ổ 1,2 22,47 ổ 0,18 0,48 ổ 0,03 1,62 ổ 0,04 CT4 83 ổ 1,15 21,15 ổ 0,24 0,51 ổ 0,01 1,77 ổ 0,02 CT5 87 ổ 2,0 19,34 ổ 0,1 0,54 ổ 0,02 1,82 ổ 0,03 Các giá trị sau ổ là giá trị SD với n=3
Số liệu bảng 3.11 cho thấy: ở các CT4 và CT5 thì các chỉ tiêu về ựộ hoai, hàm lượng dinh dưỡng ựều cao hơn so với 3 công thức còn lại.
Các giá trị về ựộ hoai, hàm lượng photpho, kali và OC ở CT2 Ờ chế phẩm Emina gần như tương ựương với CT3. Vì vậy hiệu quả xử lý của chế phẩm ngoài thị trường và chế phẩm ở CT3 (Vi khuẩn V5 : Xạ khuẩn X10 : Nấm 21) là như nhau.
CT5 là công thức cho hiệu quả xử lý rơm rạ ựạt cao nhất với sự kết hợp của 4 chủng vi khuẩn V5, vi khuẩn ưa nhiệt T1, xạ khuẩn X10 và nấm N21. Cũng sau 35 ngày ủ, ựộ hoai trong CT5 ựạt cao nhất 87%, rơm rạ chuyển sang màu ựen xốp, rất dễ vỡ vụn, trong khi ựó ựộ hoai ở CT1 Ờ ựối chứng chỉ ựạt 50%, rơm rạ mới chuyển sang màu ựen, nhiều chỗ vẫn còn nguyên màu vàng. Hàm lượng các dinh dưỡng ở CT5 cũng cao hơn tất cả các công thức còn lại.
Như vậy sau 35 ngày ủ rơm rạ ở CT4, CT5 ựã hoai hơn 80% (83% và 87%) nên có thể dùng như là một nguồn phân hữu cơ bón cho ựất và cây; còn ở CT2 (chế phẩm Emina) và CT3 (V5 : X10 : N21) mới chỉ ựạt ựộ hoai mới chỉ ựạt 78%, cần ủ thêm 7 ựến 10 ngày nữa thì ựộ hoai mới ựạt 80%; công thức ựối chứng sau 35 ngày ủ ựộ hoai mới ựạt 50%, phải sau 3 tháng ựộ hoai mới ựạt 80%. Như vậy chế phẩm vi sinh vật ựã góp phần rút ngắn thời gian ủ.
Kết quả nghiên cứu của đinh Hồng Duyên (2010) và Nguyễn Xuân Thành (2004) khi ủ rơm rạ bằng chế phẩm VSV ựều cần từ 40 - 45 ngày ủ thì rơm rạ mới
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 63
ựạt ựộ hoai 80%. Lý Kim Bảng (2003) và Phan Bá Học (2007) rút ngắn thời gian ủ từ 50 ngày xuống 40 ngày và ựộ hoai cũng chỉ ựạt hơn 80%.
Như vậy so với các ựề tài phân lập trước ựây thì chế phẩm vi sinh trong luận văn ựã rút ngắn thời gian ủ rơm rạ xuống ngắn hơn từ 5-10 ngày. Chứng tỏ các chủng VSV ựề tài phân lập có khả năng phân giải mạnh xenluloza và sự kết hợp giữa các chủng VSV sẽ ựem lại hiệu quả phân hủy mạnh nhất. đặc biệt là sự kết hợp giữa vi khuẩn ưa nhiệt T1 với xạ khuẩn X10 và nấm N21.
* Bước ựầu tắnh toán hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường của việc xử lý rơm rạ thành phân hữu cơ
- Hiệu quả kinh tế:
Bảng 3.12. Khối lượng phân hữu cơ sau khi ủ ở các công thức thắ nghiệm
Công thức ủ Khối lượng rơm rạ trước khi ủ (kg) Số ngày ủ (Ngày)
Khối lượng phân hữu cơ (kg) CT1 50 90 18,3 CT2 50 55 18,2 CT3 50 45 18,2 CT4 50 35 18,3 CT5 50 35 18,5
Từ Bảng 3.12 cho thấy nhìn chung khi ủ rơm rạ cho ựến khi rơm rạ ựạt ựộ hoai lớn hơn 80% ựể ựược coi như là phân hữu cơ thì từ 50 kg rơm rạ trước khi ủ sẽ cho 18,3 kg phân hữu cơ.
Ngoài ra trong bảng 3.12 cũng cho thấy sử dụng chế phẩm VSV không chỉ rút ngắn thời gian ủ, nâng cao chất lượng phân ủ (bảng 3.11) mà còn thu ựược lượng phân hữu cơ sau ủ nhiều hơn (CT5 và CT4).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 64 Bảng 3.13. Chi phắ ựể xử lý 1 tấn rơm rạ Thành phần Chế phẩm (1%) NPK Phân
chuồng Vôi Công Tổng
Chi phắ
(ựồng) 600.000 32.000 13.500 100.000 240.000 745.500 = A
Ghi chú: Giá tắnh theo thị trường tháng 4/2014: - Phân chuồng: 900ựồng/kg
- Phân bón ựạm 11.500ự/kg, lân 3.500ự/kg, kali 13.500ự/kg. - Vôi: 10.000 ựồng/kg
- Giá chế phẩm VNBac khoảng 60.000ự/kg. - Công xử lý: 120.000ựồng/ công
Vậy tổng chi phắ ựể xử lý 1 tấn rơm rạ bằng chế phẩm VSV thành phân hữu cơ là 745.500 (ựồng) = A.
Phân hữu cơ hiện nay có giá: 3.500 ựồng/kg. Nếu bán 366 kg phân hữu cơ trên thị trường thì sẽ thu ựược: 366kg x 3.500 ựồng/kg = 1.281.000 (ựồng) = B.
Vì vậy lợi ắch kinh tế từ việc xử lý rơm rạ thành phân hữu cơ sẽ là phần chênh lệch giữa việc bán ựược 366kg phân hữu cơ và chi phắ ựể xử lý ựể xử lý 1 tấn rơm rạ = B Ờ A = 1.281.000 Ờ 745.500 = 526.500 (ựồng).
Vậy với 26 triệu tấn rơm rạ (2013) của đồng Bằng Sông Hồng, nếu ựem ủ thành phân hữu cơ sẽ thu ựược 9.516.000 tấn phân hữu cơ và lợi ắch kinh tế thu ựược là 1517 tỷ ựồng.
Ngoài rơm rạ ựã ựưa ra trong tổng quan 1.4.2. Việc bón phân hữu cơ tái chế từ phụ phẩm nông nghiệp cho cây trồng còn góp phần nâng cao năng suất chất lượng cây trồng và thu ựược nhiều lợi ắch kinh tế hơn nữa.
- Hiệu quả về mặt xã hội:
Nguồn nhân lực là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc xử lý rơm rạ thành phân bón hữu cơ, vì vậy chi phắ ựể trả cho 1 công lao ựộng là cũng khá lớn (200.000 ựồng - 250.000 ựồng/công/người tùy thuộc vào từng khu
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 65
vực). Người dân có thể tận dụng ựược nguồn nhân lực sẵn có vừa mang lại thêm lợi nhuận kinh tế và ngoài ra còn giúp giải quyết ựược công ăn việc làm cho một lượng người lớn ựang còn ựang thất nghiệp, nhất là trong giai ựoạn tìm việc làm khó khăn như hiện nay.
- Hiệu quả môi trường
Tắnh toán hiệu quả về mặt môi trường của việc xử lý rơm rạ thành phân hữu cơ thông qua việc tắnh toán lượng khắ thải ra khi ựốt 1 tấn rơm rạ
Lượng khắ thải phát thải từ việc ựốt rơm rạ ựược ước tắnh theo công thức:
Ei = Qst x EFi
Trong ựó:
Ei: Lượng khắ thải i phát thải vào môi trường do ựốt rơm rạ ngoài ựồng ruộng Qst: Lượng rơm rạ ựem ựốt
EFi: Hệ số phát thải khắ thải i từ việc ựốt rơm rạ ngoài ựồng ruộng (TJ Christian và cs, 2003).
Bảng 3.14. Lượng khắ thải vào môi trường do ựốt rơm rạ ngoài ựồng ruộng
Loại khắ thải Hệ số phát thải EFi (g/kg) Lượng khắ phát thải Ei (kg) PM2,5 8,3 8,3 PM10 9,1 9,1 SO2 0,18 0,18 CO2 1177 1177 CO 93 93 NOx 2,28 2,28 NH3 4,1 4,1 CH4 9,59 9,59 OC 2,99 2,99 Chú thắch: - PM2,5: Bụi có kắch thước 2,5ộm - PM10: Bụi có kắch thước 10ộm
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 66
Thành phần chủ yếu của rơm rạ là xenluloza, hemixenluloza và các chất hữu cơ kết dắnh... khi ựốt cháy sẽ tạo ra các loại khắ ựộc, con người hắt vào sẽ gây ảnh hưởng ựến sức khỏe, nhất là sẽ dễ mắc các chứng bệnh về ựường hô hấp, gây co thắt phế quản và không loại trừ nguy cơ gây ung thư phổi. Ngoài ra lượng lớn khắ thải ựộc hại góp phần làm biến ựổi khắ hậu toàn cầu. Cụ thể từ bảng 3.13 tắnh toán cho thấy khi ựốt 1 tấn rơm rạ phát thải 1177 kg khắ CO2, 93 kg khắ CO,....
Khi ựốt 1 tấn rơm rạ chỉ thu ựược 17,4 kg tro bụi, như vậy lượng chất thu ựược nhỏ hơn rất nhiều so với việc ủ 1 tấn rơm rạ thành phân hữu cơ (bảng 3.13). Do vậy, ựốt bỏ rơm rạ cũng có nghĩa là ựã bỏ ựi một lượng phân bón, chất dinh dưỡng cần thiết cho cây lúa. Hơn nữa, Theo Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), trong 1 tấn rơm chứa 5-8kg ựạm; 1,2kg lân; 20kg kali; 40kg silic và 400kg carbon. Khi ựốt thì hàm lượng carbon và toàn bộ lượng ựạm có trong rơm rạ hầu như bay hết, khoảng 25% lân và 20% kali bị mất, chất silic còn lại nhưng do bị ựun nóng nên cây lúa không sử dụng ựược.
Như vậy với 26 triệu tấn rơm rạ (2013) của đồng Bằng Sông Hồng sẽ thải ra ngoài môi trường 1 lượng khắ rất lớn: khoảng 30,60 triệu tấn CO2, 2,4 triệu tấn CO, 452 tấn tro bụi, 4,68 tấn SO2 và hàng ngàn tấn các khắ ựộc khác gây ảnh hưởng rất lớn ựến bầu khắ quyển. Con người ựã không biết tận dụng nguồn tài nguyên quý giá mà thiên nhiên ban tặng mà chỉ vì những cái lợi ắch trước mắt mà làm ảnh hưởng ựến sức khỏe của bản thân và môi trường xung quanh.
Vì vậy qua việc phân tắch trên cho thấy việc ủ rơm rạ không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân, tạo việc làm ổn ựịnh cho xã hội mà còn góp phần trong việc bảo vệ môi trường chống lại biến ựổi khắ hậu.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 67