2.3.1. Đặc điểm của phế thải trồng nấm
Nguyên liệu đầu vào của sản xuất nấm chủ yếu là rơm rạ và mùn cưa. Đây là những nguyên liệu mà thành phần chính của nó là xenlulo. Sau quá trình sử dụng để trồng nấm thì các nguyên liệu này đã bị phân hủy một phần. Tính chất của bã thải sau trồng nấm được thể hiện ở bảng 2.3.
Như vậy, có thể thấy thành phần dinh dưỡng có trong bã thải sau trồng nấm là tương đối thấp. Vì vậy để lấy bã thải sau trồng nấm làm nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất phân hữu cơ thì cần phải bổ sung thêm khoáng (Nitơ) sao cho đảm bảo tỷ lệ C/N = 25-30.
Bảng 2.3. Tính chất của bã thải sau trồng nấm
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
1 Cacbon tổng số (%) % 20 2 Nito tổng số % 0,35 3 Photpho tổng số % 0,22 4 Kali tổng số % 0,28 5 Độ ẩm % 35 6 pH 6,0-6,5 7 Vi khuẩn Tế bào/g 6,5.104 8 Xạ khuẩn Tế bào/g 7,8.104 9 Nấm mốc Tế bào/g 3,0.104 (Nguồn:Trần Thị Phương, 2005) Hàm lượng tinh bột và protein có trong bã thải trồng nấm có giá trị trung bình: Tinh bột: 1,073%; protein: 1,62%. Như vậy, trong thành phần của bã nấm có chứa một phần tinh bột và protein dư thừa do Nấm không sử dụng hết (một phần protein do tơ nấm vẫn còn).
Mặt khác, số lượng vi sinh vật trong bã thải sau trồng nấm chưa đạt tiêu chuẩn phân vi sinh. Chính vì vậy cần phải kích hoạt sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật có sẵn trong mẫu bã thải. Biện pháp kích hoạt sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong bã thải cụ thể là tạo nguồn cơ chất dinh dưỡng và môi trường vật lý thuận lợi bằng cách xây dựng kích thước đống ủ, tạo nhiệt độ, độ ẩm và pH chuẩn (Trần Thị Phương, 2005).
2.3.2. Đăc điểm của phân gà
Trong chăn nuôi gia cầm thường xuyên thải ra một lượng phân có hàm lượng đạm cao, chiếm tới 40% vật chất khô (Muller, 1984). Bên cạnh đó, trong phân gà có các thành phần dinh dưỡng khác gồm chất xơ, canxi, phốt pho, các chất khoáng, các nguyên tố vi lượng hay vitamin... Tổ chức Nông lương Liên Hợp Quốc (FAO) khuyến cáo các nước đang phát triển không nên xem phân gà là phế thải mà nên coi đó là "một nguồn tài nguyên", có thể tái sử dụng làm thức ăn cho gia súc khác như trâu, bò, lợn, cá...thay thế một phần đáng kể các loại thức ăn giàu đạm như đậu tương, bột cá, khô dầu...để giảm bớt sự thiếu hụt nguồn cung cấp protein, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh, đảm bảo người chăn nuôi có lãi, đồng thời ngăn ngừa được những nguy cơ có thể xảy ra từ phân và chống ô nhiễm môi trường - một vấn đề rất thời sự mang tính toàn cầu.
Theo Bùi Hữu Đoàn (2009), các loại gà khác nhau ở các giai đoạn khác nhau có lượng phân thải ra là khác nhau. Đối với gà sinh sản, lượng phân thải ra hàng ngày cao nhất và tương đối ổn định ở giai đoạn trên 20 tuần tuổi, tương ứng với các giống siêu thịt, siêu trứng và kiêm dụng là 149,23g; 128,76g và 141,32g thấp nhất ở giai đoạn từ 1-6 tuần tuổi tương ứng với các giống gà trên là 45,42; 37,73 và 42,57g, ở giai đoạn 7-12 tuần tuổi và 13-20 tuần tuổi, lượng phân thải ra không có sự sai khác đáng kể. Riêng đối với giống gà siêu trứng, lượng phân mà chúng thải ra tăng lên đều đặn qua các giai đoạn.
Bảng 2.4. Thành phần của phân gia cầm (%)
Gia cầm H2O Hữu cơ N P2O5 K2O CaO MgO SO3
Gà 50-56 25,5 1,6-2,2 1,5-1,8 0,9-1,1 2,4 0,7 0,4
Vịt 57-60 26,2 0,8-1,1 1,4-1,5 0,5-0,6 1,7 0,3 0,3
Ngỗng 77-80 23,4 0,6 0,5 0,9-1,0 0,6 0,3 1,1
Phân gia cầm là loại phân hữu cơ có tương đối nhiều dinh dưỡng. Ngoài các chất dinh dưỡng đa lượng, trong phân gia cầm còn có chứa đáng kể các chất dinh dưỡng trung lượng. Tại các trại chăn nuôi gia cầm có lượng phân rất lớn do gia cầm thải ra trong một năm có thể dao động từ 6-15kg đối với gà, 7-20kg đối với vịt và 10-30kg đối với ngỗng (Lê Văn Căn, 1978).
Tỷ lệ N, P, K trong phân gà cao hơn các loại gia cầm khác, tỷ lệ chất dinh dưỡng trong phân gà thay đổi nhiều phụ thuộc vào số lượng và chất lượng thức ăn. Đây là một loại phân hỗn hợp có hàm lượng chất dinh dưỡng khá cao, tác dụng nhanh do các chất dinh dưỡng chính có trong phân này cây đều có thể sử dụng ngay. Tuy nhiên, N trong phân gia cầm chủ yếu nằm dưới dạng axit uric nên khi sử dụng phân tươi cho cây có thể gây ảnh hưởng xấu. Thông qua quá trình ủ, dạng đạm này dễ chuyển thành Urê và (NH4)2CO3 cho cây sử dụng và cũng rất dễ bị mất đi dưới dạng khí NH3 (Lê Văn Căn, 1978).
Bảng 2.5. Các loại vi khuẩn có trong phân gia súc, gia cầm
Tên ký sinh vật ký sinh Lượng Khả năng gây bệnh Điều kiện bị diệt
Nhiệt độ oC Thời gian (phút)
Salmonella typhi - Thương hàn 55 30
Salmonella typhi
A&B - Phó thương hàn 55 30
Shigella spp - Lỵ 55 60
Vibrio cholerae - Tả 55 60
Escherichia coli 105/100ml Viêm dạ dày, ruột 55 60
Hepatite A - Viêm gan 55 3-5
Taenia saginata - Sán 50 3-5
Micrococcus - U nhọt 54 10
Streptococcus 102/100ml Làm mủ 50 10
Ascaris
lumbricoides - Giun đũa 50 60
Mycobacterium - Lao 60 20
Tubecudsis - Bạch hầu 55 45
Diptheriac - Sởi 45 10
Corynerbacterium - Bại liệt 65 30
Giardia Lamblia - Tiêu chảy 60 30
Tricluris trichiura - Giun tóc 60 30
Trong thành phần phân gia súc, gia cầm còn chứa các loại virus, vi trùng, trứng giun sán và nó có thể tồn tại vài ngày tới vài tháng trong phân ảnh hưởng tới sức khỏe của con người và vật nuôi (Lê Trình, 2002).
2.4. ẢNH HƯỞNG CỦA PHẾ THẢI TRỒNG NẤM VÀ CHĂN NUÔI GÀ TỚI MÔI TRƯỜNG. TỚI MÔI TRƯỜNG.
2.4.1. Ảnh hưởng của phế thải trồng nấm tới môi trường
Lượng bã thải sau trồng nấm của một đơn vị sản xuất nấm trong một năm lên tới hàng trăm nghìn tấn phế phẩm sau thu hoạch. Các phế phẩm này ảnh hưởng ít nhiều tới môi trường.
Vì nấm chủ yếu sống dị dưỡng lấy thức ăn từ các nguồn hữu cơ có sẵn trong bịch nấm. Hầu hết các loại nấm đều lấy dinh dưỡng qua màng tế bào hệ sợi (giống rễ cây thực vât). Nhiều loại nấm có hệ men (enzym) phân giải tương đối mạnh, giúp chúng có thể sử dụng các dạng thức ăn phức tạp bao gồm các đại phân tử như chất xơ (xenlulozo, hemixenlulozo), chất đạm (protein), chất bột (amidon, polysaccharide), chất mộc (ligin)… Với cấu trúc sợi, tơ nấm len lỏi sâu vào trong cơ chất (rơm rạ, mùn cưa, gỗ…) rút lấy thức ăn để nuôi toàn bộ cơ thể nấm (Minh Như, 2014).
Tuy nhiên sau chu kỳ sinh trưởng, nấm không ăn hết phần dinh dưỡng có trong giá thể, một phần tinh bột và protein (có sẵn trong giá thể nhưng tỷ lệ rất ít, phần lớn protein có trong bã nấm đều do rễ nấm (tơ nấm) và gốc nấm khi người thu hái chỉ cắt phần tai nấm để đem tiêu thụ còn lại phần gốc nấm vẫn còn dính trong bịch). Tinh bột và protein không phải những chất trực tiếp gây ô nhiễm môi trường, nhưng sau thời gian dài để ngoài môi trường, tinh bột và protein sẽ phân hủy gây ra mùi hôi thối và làm ô nhiễm nguồn nước, đất do tinh bột phân hủy sinh ra khí H2S, SO2…, protein phân hủy tạo ra NH3, NO2…Những chất này chính là tác nhân gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước và môi trường không khí (Minh Như, 2014).
Thành phần chủ yếu có trong bã nấm là xenlulozo – rất khó phân hủy, thời gian phân hủy rất lâu, bên cạnh đó lượng bã nấm hàng năm rất lớn; do vậy lượng bã thải này chiếm một diện tích không hề nhỏ.
Bên cạnh mùi hôi thối do quá trình phân giải protein và tinh bột thừa trong bã nấm gây ra, có rất nhiều các loại bọ mạt, côn trùng, ấu trùng có hại gây ngứa xuất hiện tại nơi tập trung bã thải nấm (Vũ Thị Thu Hằng, 2014).
2.4.2. Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi gà tới môi trường
Phân gia súc, gia cầm được sử dụng rộng rãi để làm phân bón trong trồng trọt vì chúng cần thiết cho mùa vụ. Tác dụng của phân gia súc, gia cầm là cải thiện điều kiện vật lý đất, tăng độ phì nhiêu của đất, ổn định và tăng năng suất cây trồng, Ngày nay, phân hóa học đã trở nên phổ biến và thay thế hầu như hoàn toàn phân hữu cơ trong trồng trọt. Kết quả của hệ thống chăn nuôi là một lượng lớn chất thải được thải ra ngoài tự nhiên gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người cũng như vật nuôi.
Trong chất thải chăn nuôi gia cầm luôn tồn tại một lượng lớn vi sinh vật hoại sinh. Nguồn thức ăn của chúng là các chất hữu cơ, vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy hòa tan trong nước tạo ra những sản phẩm vô cơ: NO2, NO3, SO3, CO2
quá trình này xảy ra nhanh không tạo mùi hôi thối, nếu lượng chất hữu cơ quá nhiều vi sinh vật hiếu khí sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong nước làm khả năng hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm CH4, H2S, NH3, H2, Indol, Scattol… tạo ra mùi hôi, nước có màu đen và có váng. Những sản phẩm này là nguyên nhân làm gia tăng bệnh đường hô hấp, tim mạch ở người và động vật (Bùi Hữu Đoàn, 2009).
Chất thải từ chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi gia cầm là nguồn gây ô nhiễm rất lớn cho đất, nước và không khí. Từ quá trình dự trữ, xử lý làm phân bón cho đồng ruộng, một lượng lớn CO2, CH4, N2O, NH3… được phát tán vào khí quyển gây hiệu ứng nhà kính, chất thải rắn có hàm lượng N và P cao, chúng theo dòng nước xâm nhập vào môi trường đất, nước gây ô nhiễm. Từ quá trình phân hủy chất thải rắn phát thải ra các khí độc hại, gây ra mùi hôi thối trong chuồng nuôi. Các vi sinh vật gây thối phân hủy phân gia súc thành NH3, NH2. Để phân giải được protein trong chất thải rắn, các vi sinh vật phải tiết ra men protease ngoại bào, phân giải protein thành các polpeptid và olyopeptid. Các chất này tiếp tục được phân giải theo những con đường khác nhau, thường là các phản ứng khử amin. Khử cacboxyl hoặc khử amon và cacboxyl hình thành các khí thải. Từ các chất thải rắn, như phân khô, vật liệu lót chuồng có thể hình thành nên bụi trong không khí chuồng nuôi. Tác hại của bụi thường kết hợp với các yếu tố khác như vi sinh vật, endotoxin và khí độc. Bụi bám vào niêm mạc gây kích ứng cơ giới, gây khó chịu làm cho gia súc, gia cầm mắc hội chứng bệnh hô hấp. Chất thải rắn là nơi cư trú cho vi sinh vật có hại và mầm bệnh, hàng trăm bệnh lan truyền giữa vật nuôi và vật
nuôi, trên 150 bệnh lan truyền giữa vật nuôi và người. Tùy vào điều kiện môi trường, phương thức thu gom và xử lý chất thải rắn mà vi sinh vật cũng như mầm bệnh có thể tồn tại trong thời gian ngắn hay dài. Thời gian tồn tại của vi sinh vật gây bệnh trong chất thải rắn còn phụ thuộc tùy theo chất thải của loài động vật. Vi sinh vật và mầm bệnh sống ngắn nhất trong phân gia cầm nuôi lồng (Bùi Hữu Đoàn, 2009).
2.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHẾ THẢI TRỒNG NẤM VÀ CHĂN NUÔI GÀ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM CHĂN NUÔI GÀ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.5.1. Tình hình nghiên cứu xử lý phế thải trồng nấm và chăn nuôi gà trên thế giới thế giới
Hiện nay, trên thế giới việc sản xuất phân hữu cơ bằng các biện pháp dùng chế phẩm sinh học được áp dụng rộng rãi. Đặc biệt là các nước có nền nông nghiệp phát triển như Nhật Bản hay một số nước khác. Các chế phẩm được xem như một biện pháp thúc đẩy mạnh mẽ tới quá trình biến đổi của các chất hữu cơ. Tại viện Nghiên cứu Khoa học Nhật Bản, việc nghiên cứu sử dụng các chế phẩm sinh học tạo ra nguồn lớn các sản phẩm sử dụng trong nông nghiệp và việc làm sạch môi trường đó là một biện pháp rất tốt nhằm bảo vệ môi trường đồng thời tăng sản lượng nông nghiệp thông qua việc sử dụng các chế phẩm đó trong việc sản xuất phân hữu cơ (Đào Huy Đăng, 2011).
Tại Nhật Bản, chế phẩm sinh học được nghiên cứu và ứng dụng từ rất sớm. Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa – Trường Đại học tổng hợp Ryukyu, Okinawa, Nhật Bản đã nghiên cứu và phát minh ra công nghệ vi sinh vật hữu hiệu vào những năm 70 của thế kỷ 20. TS.T.Higa đã nghiên cứu phân lập, nuôi cấy và trộn lẫn 5 nhóm vi sinh vật có ích là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi được tìm thấy trong tự nhiên tạo ra chế phấm Effective Microorganisms (EM). Công nghệ EM dần trở nên nối tiếng và có ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước.
Yong Xia Hou (2013) đã có nghiên cứu “Ảnh hưởng của việc sử dụng bã nấm trên đất bị xói mòn tới sự phát triển của cây cà chua”. Qua các thí nghiệm cho thấy, bã nấm giúp cải thiện chiều cao cây, tỷ lệ quang hợp của lá, tốc động tăng trưởng của cây được nâng cao. Trong các công thức thí nghiệm việc bổ xung 2,5%, 5%, 10% bã nấm, thêm 10% bã nấm là tốt nhất. Nó có thể làm tăng đáng kể sự sinh trưởng và quang hợp của cà chua và là một trong nhưng biện pháp hữu hiệu đối với đất bị xói mòn.
LIANG Hai-tian và cs (2015) đã có nghiên cứu: “ Ảnh hưởng của bã nấm, than bùn và khoáng chất đến đặc điểm tăng trưởng của cây cà chua giống” Nghiên cứu tập trung vào những ảnh hưởng của bã nấm, than bùn và khoáng chất đến đặc điểm sinh trưởng của cà chua giống. Sau khi được bổ sung khoáng chất, bã nấm được bón cho cây cà chua giống. Bã nấm đã được bổ sung khoáng chất và than bùn với các tỷ lệ khác nhau: 0,33%, 50%, 67% tương ứng, và tỷ lệ sống và tăng trưởng của cây cà chua giống được thử nghiệm sau 25, 45 và 65 ngày. Kết quả cho thấy tỷ lệ sống của cây giống cà chua với các công thức khác nhau là khác nhau. Tỷ lệ sống của cây cà chua giống, đường kính thân cây và chỉ số phát triển rễ ở công thức bã nấm:than bùn:khoáng chất =1:1:1 cao hơn so với các công thức khác.
Theo GAO Xian-biao (2009), quy trình công nghệ xử lý phế thải trồng nấm bao gồm các bước: Sau khi thu hoạch nấm, phế thải xếp thành đống, tưới nước rồi phủ nilon 3- 4 tháng, sau đó đem phơi khô, tán nhỏ và sàng. Nguyên liệu thu được có dung trọng 0,41g/cm2, hàm lượng nước 60,5%, Nts: 1,8% , Pts 0,84%, Kts 1,77%. Phế thải trồng nấm trộn với cát, xỉ than… để sử dụng.
Sơ đồ 2.1. Công nghệ xử lý phế thải trồng nấm bằng phương pháp ủ đống Phế thải trồng nấm các loại Loại bỏ các tạp chất Làm tơi xốp Chỉnh độ ẩm từ 55-65%, ủ đống. Bổ sung chế phẩm vi sinh
Phân hữu cơ Kiểm tra chất lượng
Bên cạnh đó, theo Judy Duncan (2005), phân gà sau khi được ủ thành phân compost có tác dụng tốt với đất, thêm chất hữu cơ, làm tăng khả năng giữ nước và vi sinh vật có lợi trong đất. Phân gà cung cấp Nitơ, Phốt pho và Kali nhiều hơn là phân ngựa, phân bò…
Các bước ủ phân gà được tiến hành như sau:
Sơ đồ 2.2. Các bước ủ phân gà thành phân hữu cơ
Nguồn: Judy Duncan (2005) - Phân gà độn trấu với tỷ lệ khối lượng 80:20 được phối trộn đều với mùn cưa (đảm bảo tỷ lệ C/N :30/1). Hòa chế phẩm sinh học phun đều lên đống ủ. Đảo trộn đều đống ủ, đảm bảo độ ẩm đạt 45-50%.