PHÂN.
Theo Lê Văn Căn (1982), có 5 yếu tốảnh hưởng tới quá trình ủ phân là tỷ lệ C/N,
ẩm độ, nhiệt độ, không khí và phản ứng môi trường. Theo Chongrak P. (1989), các yếu tốảnh hưởng tới sự phân giải của vi sinh vật là: tỷ số C/N, kích cỡ của nguyên liệu, ẩm độ, nhu cầu thông thoáng, nhiệt độ và độ pH.
2.7.1. Nhiệt độ.
Nhiệt độ là một trong những nhân tố môi trường khá quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật. Mỗi nhóm vi sinh vật chỉ có khả năng phát triển trong khoảng nhiệt độ phù hợp với chúng, ngoài phạm vi nhiệt độ này chúng không thể
phát triển được thậm chí không tồn tại được. Việc điều chỉnh nhiệt độ của mẻủ rất cần thiết đểđảm bảo:
• Tối ưu hoá tốc độ phân huỷ chất hữu cơ
• Vô hiệu hoá các mầm bệnh
Theo Chongrak P. (1989), nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn ưa nhiệt là 60-65oC. Nếu nhiệt độ của mẻ ủ ở mức 55oC tối ưu cho quá trình phân huỷ chất hữu cơ và vô hiệu hoá mầm bệnh.
Theo Frank Schuchardt (1995), nhiệt độ thích hợp cho quá trình ủ phân compost là 35-55oC, vượt quá 60oC các vi sinh vật giảm hoạt động và như thế quá trình phân huỷ sẽ chậm lại.
Theo Lê Văn Căn (1982), trong điều kiện có đủ không khí, độ ẩm và chất dinh dưỡng, việc phân huỷ chất hữu cơ do vi sinh vật điều khiển tiến hành ồ ạt làm cho nhiệt độ tăng lên 50-60oC, có khi lên đến 70oC. Với nhiệt độ cao như thế này sẽ
có tác dụng tiêu diệt hạt cỏ dại, giết chết các vi sinh vật gây bệnh…làm tiệt trùng
đống phân.
Theo Robert C.H et al. (1995) , nhiệt độ của các mẻ ủ nên được điều chỉnh trong khoảng 140-150oF (55-70oC). Nếu trên khoảng nhiệt độ này thì bản thân vi sinh vật ưa nhiệt cũng bị vô hiệu hoá hoạt động, do đó quá trình phân huỷ trở nên kém hiệu quả hơn.
Nhiệt độ khoảng 60-70oC là điều kiện tốt nhất để tiêu diệt mầm bệnh. Đểđảm bảo an toàn khi sử dụng phân ủ, nhiệt độ phải đạt 55oC trong hai tuần, hoặc 65oC kéo dài trong một tuần của quá trình ủ. (M.Konstanzack et al.,1999).
2.7.2. Ẩm độ.
Việc tạo nên một ẩm độ thích hợp cho vi khuẩn hoạt động quyết định đến chất lượng và thời gian ủ, vì nước rất cần thiết để hoà tan chất dinh dưỡng và chiếm tỷ
lệ phần trăm rất cao trong nguyên sinh chất của vi sinh vật. Ẩm độ của nguyên liệu dưới 20% sẽ cản trở các quá trình sinh học. Ẩm độ quá cao sẽ làm rửa trôi hoặc thấm rỉ các chất dinh dưỡng. Trong trường hợp ủ hiếu khí, ẩm độ cao sẽ ngăn cản quá trình thông khí làm cho mẻ ủ trở nên yếm khí. Ẩm độ của nguyên liệu từ 50- 70% (trung bình 60%) là thích hợp cho ủ compost và nên giữẩm độ suốt quá trình
ủ. (ChongRak P. , 1989).
Theo M.Konstanczak et al. (1999), vi sinh vật chỉ có thể hấp thu thức ăn dưới dạng hòa tan, cho nên một ẩm độ thích hợp rất cần thiết cho sự phân hủy, ẩm độ
thấp nhất từ 25-30%, dưới 20% sự phân hủy gần như ngừng hẳn, ẩm độ tốt cho quá trình phân hủy nằm trong khoảng 50-60%.
Theo Robert C.H et al. (1995), nên giữ ẩm độ khoảng 60% sau khi chất thải hữu cơđược phối trộn. Khi phối trộn hỗn hợp, ẩm độ ban đầu có thể trong khoảng 55- 70%. Tuy nhiên, nếu ẩm độ > 60%, độ bền cấu trúc phân compost sẽ giảm, sự di chuyển của O2 sẽ bị ức chế và quá trình ủ trở nên yếm khí. Nếu ẩm độ <50% tốc
độ phân hủy sẽ bị giảm một cách nhanh chóng.
Theo Lê Văn Căn (1982), ẩm độ của nguyên liệu ủ đầu vào tốt nhất là từ 60-70% và đầu ra (phân đã hoai) nên có độẩm từ 30 - 40% là tối ưu. Nếu độẩm quá cao sẽ
làm cho nhiệt độ tăng chậm, đồng thời các chất dinh dưỡng trong hỗn hợp ủ sẽ bị
2.7.3. Độ pH.
Cũng như nhiệt độ, pH có vai trò quyết định loại vi sinh vật nào có thể phát triển mạnh trong môi trường đã cho và tốc độ sinh sản của chúng. Tuy nhiên, yếu tố
quyết định pH thường là chính các vi sinh vật. Các vi sinh vật có thể làm thay đổi pH của môi trường thông qua các hoạt động trao đổi chất khác nhau và những sự
thay đổi này thường bất lợi cho những loài vi sinh vật đã gây ra biến đổi.Trong nhiều trường hợp, sự thay đổi pH do một loại vi sinh vật gây nên có thể tạo ra sự ưu thế cho một đối thủ cạnh tranh khác. Các vi khuẩn có thể sinh sản các sản phẩm mang tính chất axit làm cho pH môi trường giảm xuống và vì thế nấm trở nên chiếm ưu thế.
Theo Lê Văn Căn (1982), trong quá trình phân giải của đống phân, vi sinh vật thải ra một số loại axit hữu cơ. Nếu số lượng axit này được tích lũy đến một mức độ
giới hạn nào đó thì ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng, đồng thời kiềm hãm sự phân giải. Hoạt động phân giải của vi sinh vật thuận lợi ở pH từ
7,0-7,5.
Theo M. Konstanczak et al. (1999), về cơ bản các chất hữu có pH từ 3-8 có thể
làm nguyên liệu ủ phân, giá trị tốt nhất nằm trong khoảng 5,5-8. Vi khuẩn thích pH trung tính, ngược lại nấm phát triển tốt dưới điều kiện acid nhẹ. Thông thường pH giảm nhẹ ở giai đoạn đầu của quá trình ủ do hoạt động của các vi khuẩn sản sinh acid. Với sự hiện diện của các vi sinh vật khác trong sự phân hủy, pH tiếp tục tăng sau vài ngày và ổn định ở pH trung tính.
2.7.4. Tỷ số C/N.
Đây là thông số quan trọng nhất về các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật trong suốt quá trình ủ. Alexander (1961), cho rằng 20-40% carbon trong các chất thải hữu cơ được vi khuẩn đồng hóa để tạo nên các tế bào mới, phần còn lại biến
đổi thành CO2 và quá trình này sinh ra năng lượng. Các tế bào vi khuẩn chứa 50% carbon và 5% nitơ (tính trên vật chất khô) nên lượng đạm cần thiết trong mẻ ủ
compost phải chiếm từ 2-4% lượng carbon. Do đó tỷ số C/N = 25/1 là thích hợp cho quá trình ủ compost.
Các nguyên tố carbon và nitơ là thức ăn chủ yếu của vi khuẩn, tốc độ tiêu thụ
carbon nhanh hơn nitơ khoảng 30 lần, do đó tỷ lệ C/N 20 :1 đến 35 :1 trong thực liệu thô thì thuận tiện cho việc ủ phân. Tỷ số C/N quá lớn (>40 :1) hoặc quá nhỏ
(<20 :1) sẽ làm xáo trộn quá trình phân hủy sinh học. Tỷ số C/N của chất thải hữu cơ thường nằm trong khoảng 15 :1 đến 30 :1. Trong suốt quá trình phân hủy, tỷ số
C/N giảm dần đến 12 :1 khi phân đã ủ hoai. (M. Konstanczak et al., 1999).
Theo S.P Mathur (1991), phần lớn quá trình ủ phân compost thuận lợi khi tỷ lệ
C/N từ 30-40. Tỷ lệ C/N quá thấp N sẽ bị mất thông qua mất NH3 và sản phẩm compost có chất lượng thấp. Nếu tỷ lệ C/N quá lớn phân ủ sẽ chậm hoai.
Theo Robert C.H et al. (1995), việc ủ phân compost thường thành công khi hỗn hợp có tỷ lệ C/N đạt từ 20-40. Tuy nhiên, ở tỷ lệ C/N > 30 tốc độ phân hủy sẽ
giảm, và khi tỷ lệ C/N <25 lượng thừa nitơ sẽ chuyển đổi thành ammonia bay vào khí khuyển, gây mùi khó chịu.
Bảng 2.7. Tỷ số C/N của một số chất thải. Thực liệu Tỷ lệ C/N Vỏ Coca Xác Café Trái cây hư Thân cây họđậu Rau hư bỏ Rơm ngũ cốc Trấu Phân gà, vịt Phân heo Phân trâu, bò, cừu 22 20 40 35 12 75-150 120 10 15 18 (MMaarrkkVVaannHHoorrnn,,2200006) 6 2.6.5. Độ thông thoáng.
Để tạo điều kiện cho các vi sinh vật hiếu khí tham gia phân giải nhanh chóng mẻ ủ, ta phải cung cấp lượng oxy cần thiết. Khi ủ phân ban đầu lúc còn nhiều chất độn và nguyên liệu chưa hoai, cần để cho đống phân được thoáng, không cần phải nén chặt đống phân. Trong quá trình ủ phản ứng phân giải của vi sinh vật tạo ra nhiều
CO2 và chiếm hết các lỗ hổng, làm cho mẻủ trở thành yếm khí, cần thiết phải đưa không khí vào hoặc phải đảo phân để cho quá trình phân giải được tiếp tục. (Lê Văn Căn, 1982).
Theo Robert C.H et al. (1995), oxy phải được cung cấp đủ cho nhu cầu của vi khuẩn để đảm bảo sự phân hủy hiếu khí và giảm mùi. Do đó, những nguyên liệu
đểủ phân compost phải lựa chọn kích cỡ và số lượng thích hợp để tạo ra những lỗ
hổng cho không khí lưu thông trong mẻủ. Theo một số nghiên cứu những khoảng trống này chiếm từ 35-50% thể tích của hỗn hợp ủ là thích hợp cho việc phân hủy hiếu khí.
Sự cung cấp oxy cho hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, về cơ bản bị ảnh hưởng bởi cấu trúc và kích cỡ của thực liệu. Độ ẩm của mẻ ủ cũng ảnh hưởng đến sự
khí rộng, giúp cho oxy lưu thông dễ dàng trong mẻ ủ và quá trình phân hủy sẽ hiệu quả hơn. (M. Konstanczak et al., 1999).
2.7.6.Kích cỡ nguyên liệu.
Các nguyên liệu có kích cỡ nhỏ sẽ làm tăng bề mặt tiếp xúc với vi sinh vật và do
đó dễ phân hủy hơn. Vì vậy, phế phẩm nông nghiệp, rơm, thủy sinh vật nên được băm nhỏ trước khi ủ. Phân người, bùn, phân gia súc chứa các chất rắn có cỡ hạt nhỏ, thích hợp cho việc phân hủy vi sinh vật, nhưng phải trộn thêm các vật liệu
độn để tạo khoảng không khí thích hợp cho quá trình thông khí trong mẻ ủ.