CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.2. Các thí nghiệm trồng cây
Thực hiện song song 2 nhóm thí nghiệm trồng cây với 3 mục đích khác nhau. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên, ba lần lặp lại.
- Nhóm thí nghiệm 1: Thí nghiệm đánh giá độ chín, độ an tồn của sản phẩm sau xử lý.
- Nhóm thí nghiệm 2: Thí nghiệm đánh giá tính hiệu quả của phế thải gấu sau khi xử lý.
Nguyên liệu sử dụng cho các thí nghiệm trên:
- Cây trồng thí nghiệm: Giống cải ngọt Tosankan (Brassica integrifolia) Cây cải ngọt Tosankan là thực vật có hai lá mầm, có chu kỳ sinh trưởng ngắn (khoảng
40 ngày). Cây có giá trị về mặt dinh dưỡng cao. Cây cải ngọt phát triển tốt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa của Việt Nam và có thể trồng quanh năm.
- Đất thí nghiệm: là đất khu vực khu vực Trung tâm cứu hộ Gấu Việt Nam – Vườn Quốc Gia Tam Đảo với độ pHKCl = 6,6; hàm lượng Nts 0,185%, cacbon hữu cơ là 2,32%. Đất thí nghiệm được đánh tơi, nhặt bỏ xác hữu cơ, mầm cỏ. Phơi đất ngoài trời nắng từ 1-2 ngày để tiêu diệt mầm cỏ dại và vi sinh vật gây bệnh.
2.3.2.1. Thí nghiệm đánh giá độ chín và độ an tồn của sản phẩm sau xử lý
Kết thúc quá trình ủ, tiến hành đánh giá độ chín, đánh giá độ an tồn của sản phẩm đã xử lý đối với cây trồng theo 10TCN 216-2003: Quy phạm khảo nghiệm trên đồng ruộng hiệu lực của các loại phân bón đối với năng suất cây trồng, phẩm chất nông sản 10 TCN 216 - 00672003.
- Đánh giá độ hoai (chín) của phân ủ bằng phương pháp theo dõi nhiệt độ trong bao gói phân ủ.
- Đánh giá độ an toàn của sản phẩm đã xử lý đối với cây trồng Phương pháp Plan test:
Chuẩn bị khay có kích thước 38286 cm và đổ đầy phân ủ. Cân 10g hạt cải, rắc đều lên bề mặt khay. Sau khi gieo xong, phủ một lớp nilon lên bề mặt khay cho tới khi cây nảy mầm. Thường xuyên theo dõi quá trình phát triển của cây và độ ẩm của phân ủ. Sau 5 ngày gieo, tiến hành thu hoạch và cân trọng lượng tươi của cây cải ở mỗi khay. Mức độ chín của đống ủ được đánh giá qua tỉ lệ nẩy mầm và trọng lượng tươi của cải trên mỗi khay. Trọng lượng cải trên mỗi khay từ 60-100g sẽ cho biết đống ủ đã chín. Nếu trọng lượng của cải thu được nhỏ hơn 60g chứng tỏ phân ủ chưa chín.
2.3.2.2. Thí nghiệm đánh giá tính hiệu quả của sản phẩm sau xử lý [11]
Diện tích ơ thí nghiệm: mỗi ơ có diện tích là 2500 cm2 (50cm x50cm). Chiều cao ô: 25 cm. Khối lượng đất trong mỗi ô: 20kg.
Cơng thức 0(ĐC): Đối chứng, khơng bón phân hữu cơ + NPK Cơng thức 1(CT1): Bón phân gấu đã ủ (SPĐXL) + NPK Cơng thức 2(CT2): Bón phân gấu tươi +NPK
Cơng thức 3(CT3): Bón phân hữu cơ Cầu Diễn + NPK.
+ Cách thức bón phân: Các loại phân bón được bón lót vào trong đất. Trong đó: phân gấu đã ủ được bón với khối lượng 0,4kg/ô; phân hữu cơ Cầu Diễn: 50g/ô; phân tươi: 0,4kg/ô. Riêng ở công thức phân tươi, phân tươi được tưới bổ sung sau 5 ngày.
+ Phân hóa học được tưới bổ sung theo cơng thức 31–14–7 (N-P2O5–K2O) (kg/ha).
Sau 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày thì đo đạc các chỉ tiêu sau: + Tỉ lệ nảy mầm: bằng số hạt nảy mầm trên tổng số hạt + Đo chiều cao cây: từ gốc rễ đến đầu lá cao nhất.
+ Khối lượng tươi trung bình của mỗi cây (mỗi cơng thức thí nghiệm nhổ 10 cây để cân).
+ Khối lượng khơ trung bình của mỗi cây + Số lá và diện tích lá.
Các biện pháp kỹ thuật như làm đất, chăm sóc, tưới nước... được thực hiện như trong điều kiện sản xuất thơng thường theo qui trình chăm sóc cây cải được hướng dẫn bởi Trần Thế Tục, Nguyễn Ngọc Kính và theo Quy phạm về khảo nghiệm hiệu quả các loại phân bón trên cây trồng (10TCN 216-2003).
2.3.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu khác
Đề tài sử dụng một số phương pháp nghiên cứu khoa học như sau:
- Phương pháp đánh giá nhanh:
+ Đánh giá sự biến động của đống ủ bằng trực quan. + Đánh giá nhanh hiệu quả các các công thức ủ.
- Phương pháp thống kê: Sử dụng để thu thập và xử lý các số liệu nghiên cứu,
đánh giá xu hướng biến đổi các tính chất lý, hóa sinh của đối tượng nghiên cứu.
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Áp dụng để khảo sát hiện trạng
thực tế của đối tượng nghiên cứu.
- Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu kế thừa tài liệu của các nghiên cứu làm cơ
sở khoa học cho nghiên cứu này, cũng như nhằm mục đích tham khảo.
- Phương pháp tham vấn: Tham vấn nhân viên của Trung tâm cứu hộ về một
số nội dung liên quan đến đề tài nghiên cứu.
- Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường và phân tích trong phịng thí nghiệm: Dưới sự hỗ trợ của nhân viên Trung tâm cứu hộ, tác giả đã thực hiện việc
lấy mẫu nhiều lần để thử các cơng thức ủ. Việc phân tích trong phịng thí nghiệm được thực hiện xuyên suốt quá trình nghiên cứu.
- Phương pháp xử lý số liệu
+ Số liệu được tính tốn và xử lý tính trung bình trên phần mềm EXCEL 2003. + Số liệu được trình bày trong phần kết quả nghiên cứu là số liệu trung bình của các lần phân tích lặp lại.
- Phương pháp so sánh: Trên cơ sở các Quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành về
môi trường để đưa ra các nhận xét.
Công tác chuẩn bị Xác định cơ sở
khoa học thực hiện đề tài nghiên
cứu
Xác định:
- Mục tiêu, phạm vi nghiên cứu, thời gian nghiên cứu đề tài.
- Đối tượng, phạm vi khảo sát
- Tư liệu, vật liệu, phương pháp thực hiện.
Khảo sát hiện trường (Phối hợp với người của Trung tâm cứu hộ gấu Tam Đảo, người
của Viện Môi trường nông nghiệp) Thực hiện thí nghiệm ủ phân Thí nghiệm trồng cây Học viên + Các bên hỗ Hướng dẫn của các thầy cơ
Tìm kiếm, thu thập các tài liệu chuyên ngành có liên
quan
Học viên + Giáo viên hướng dẫn
Khảo sát khu vực lưu chứa phân thải, hình thức thu gom phân thải, xác định nguyên nhân bể chứa phân thải hoạt động không
hiệu quả Khảo sát chế độ
dinh dưỡng của gấu Liên hệ với các bên
liên quan
Đo đạc, theo dõi số liệu, tính chất lý, hóa, sinh của đối tượng, đối chiếu các cơng Tổng hợp, phân tích, số liệu, thơng tin Thử nghiệm các phương thức ủ, cơng thức ủ, tính tốn tỉ lệ, thành phần phối trộn bã nấm, phân gấu, chế phẩm, vôi bột,
lân… Xử lý số liệu thống kê Đo đếm, quan sát kết quả. So sánh, rút ra kết luận
Hoàn thiện đề tài, bảo vệ trước hội đồng
2.5. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Từ tháng 4 đến tháng 12 năm 2017.
Bảng 7. Tiến độ thực hiện đề tài
TT Nội dung thực hiện
Số ngày
(Từ ngày
15/04/2017)
Tiến độ thực hiện (tháng/2017)
4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Công tác chuẩn bị các tài liệu, xác định mục tiêu, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
20
2
Liên hệ với người của Trung tâm cứu hộ gấu Tam Đảo để thu thập thông tin, lấy mẫu, và các đơn vị hỗ trợ khác để chuẩn bị các công cụ, vật liệu, dụng cụ phục vụ đề tài.
7
3 Khảo sát hiện trường, thu thập thông tin, tài liệu, thu thập mẫu 2 4 Phân tích thành phần mẫu phân gấu ban đầu, bã nấm, đất 20 5 Xử lý sơ bộ bã nấm, đất 30
6 Thử nghiệm các công thức ủ 90
7 Quan sát, đo nhiệt độ đống ủ, phân tích chỉ tiêu vi sinh 90 8 Chuẩn bị thí nghiệm trồng cây, phân tích đo đạc các thơng số
liên quan 20
9 Ghi chép, tổng hợp số liệu, thông tin. 210 10 Xử lý số liệu thống kê 180
11 Báo cáo tiến độ, liên hệ thực hiện đến các thầy cô hướng dẫn 210 12 Viết báo cáo hoàn chỉnh, bảo vệ trước hội đồng 18
13 Tổng thời gian thực hiện 210
15/04/2017 05/5/2017 07/5/2017 27/6/2017 27/6/2017 15/4/2017 27/5/2017 27/5/2017 20/10/2017 15/5/2017 15/04/2017 01/12/2017
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. CÁC TÍNH CHẤT LÝ, HỐ, SINH HỌC CỦA PHÂN GẤU 3.1. CÁC TÍNH CHẤT LÝ, HỐ, SINH HỌC CỦA PHÂN GẤU 3.1.1. Tính chất lý hóa của phân gấu
Gấu được cứu hộ tại Trung tâm sống trong điều kiện bán hoang dã, chế độ dinh dưỡng đầy đủ. Thức ăn chủ yếu là trái cây các loại (dưa hấu, táo, chuối, lê…), rau củ cùng với thức ăn khơ đóng gói cho chó cũng được sử dụng như nguồn dinh dưỡng chính. Trái cây và mật ong là thức ăn ưa thích của gấu được cứu hộ ở Trung tâm.
Hình 5. Nhân viên cứu hộ đang rưới mật ong lên khay thức ăn cho gấu mật ong lên khay thức ăn cho gấu
Hình 6. Khẩu phần ăn của gấu
- Trung tâm có một nhóm người lao động có nhiệm vụ thu gom phân gấu trên tồn bộ diện tích trung tâm về tập kết tại bể chứa phân gấu. Mục đích ban đầu của bể chứa này vừa là nơi lưa chứa, vừa có khả năng xử lý yếm khí 1 phần cho phân đỡ gây mùi. Tuy nhiên, do đặc tính của phân gấu và cấu trúc chứa hợp lý nên việc xử lý này khơng thành cơng. Nên khu vực lưu chứa có mùi rất khó chịu.
Hình 7. Bể chứa phân gấu tại Trung tâm cứ hộ gấu Tam Đảo được thiết theo nhiều ơ
Hình 8. Phân gấu khơng được xử lý gây mùi khó chịu
Hình 9. Phân gấu trước khi xử lý
- Với khẩu phần ăn đầy đủ chất như vậy, phân gấu khi mới được bài xuất ra môi trường cực kỳ nặng mùi, đặc biệt sau khi thải ra môi trường một thời gian ngắn, gặp thời tiết nóng ẩm thì mùi bốc lên cực kỳ khó chịu. Màu sắc của phế thải gấu phụ thuộc nhiều vào thức ăn của từng con gấu, màu sắc đa dạng, có lẫn lơng gấu và lá cây. Kích thước khá lớn, hình dạng khơng giống nhau, rất nhão.
Bảng 8. Một số tính chất lý, hố học của phế thải gấu
TT Chỉ tiêu Đơn vị đo Kết quả
1. Độ ẩm (W) % 85,17
2. pH - 5-5,5
3. Cacbon hữu cơ % 10,71 4. Nitơ tổng số (N) % 0,53 5. Lân hữu hiệu (P2O5) mgP2O5/100g 77,29 6. Kali hữu hiệu ( K2O) mgK2O/100g 365,12 7. Photpho tổng số % P2O5 0,31 8. Kali tổng số %K2O 0,37 9. Hàm lượng Asen (As) mg/kg. 0,16 10. Hàm lượng Cadimi (Cd) mg/kg. 0,08 11. Hàm lượng Đồng (Cu) mg/kg. 3,22
12. Hàm lượng Chì (Pb) mg/kg Khơng phát hiện. 11. Hàm lượng Kẽm (Zn) mg/kg 120,17
Kết quả phân tích các thành phần lý, hố học trong phân gấu cho thấy:
- Phân gấu có độ ẩm cao, axit nhẹ. Hàm lượng chất hữu cơ khá cao chiếm tỉ lệ 10,71%. Trong khi đó, hàm lượng nitơ tổng số khá thấp: 0,53%, hàm lượng lân tổng số và kali tổng số lần lượt là 0,31% và 0,37%.
- Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu kim loại nặng trong phế thải gấu, đối chiếu với QCVN 03/2015/BTNMT về hàm lượng kim loại nặng cho phép trong đất và QCVN 07/2009/BTNMT về ngưỡng chất thải nguy hại thì hàm lượng hàm lượng KLN có chứa trong mẫu phân gấu khơng đáng kể, có thể sử dụng như một nguyên liệu ủ an tồn.
Theo hướng dẫn về quy trình xử lý phế thải chăn nuôi bằng VSV, tỷ lệ C/N tốt nhất là từ 25/1 đến 30/1. Tỷ lệ C/P tốt nhất trong quá trình phân giải được xác định là từ 75/1 đến 150/1. Về độ ẩm, nên điều chỉnh độ ẩm ban đầu từ 50%-60%. Giá trị pH cho quá trình ủ phân khá rộng, tuy nhiên để hiệu suất ủ cao, pH trong q trình ủ khơng cao hơn 8.
85,1% là rất cao và pH = 5-5,5 có tính axit nhẹ. Thơng thường, có 2 cách để điều chỉnh độ ẩm cho đống ủ, hoặc là phơi khô tự nhiên hoặc dùng chất độn, đối với đối tượng là phân gấu rất nặng mùi, thì phơi khơ tự nhiên được coi là khơng khả thi, do đó, nghiên cứu sử dụng chất độn để giảm độ ẩm của hỗn hợp. Dùng vôi bội để làm giảm độ axit của phế thải. Mặt khác, đề tài cũng bổ sung thêm một số chất dinh dưỡng khác để tạo mơi trường thích hợp cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển.
3.1.2. Kiểm tra quần thể vi sinh vật có trong phế thải
- Phế thải gấu có chứa thành phần dinh dưỡng tương đối cao, là mơi trường thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, đặc biệt là các loài vi sinh vật gây bệnh.
- Kết quả kiểm tra quần thể vi sinh vật có trong phế thải gấu sau khi lấy mẫu và biến đổi mật độ vi sinh vật theo thời gian lưu ngồi mơi trường được thể hiện ở Bảng dưới đây:
Bảng 9. Quần thể vi sinh vật có trong phế thải
Nhóm vi sinh vật
Mật độ vi sinh vật (CFU/g) trong thời gian theo dõi (ngày)
0 3 10 15 20 25 VKTS 3,98x106 1,78x107 8,53x107 9,10x107 9,13x106 7,20x106 Nấm mốc -- 2,46x103 5,23x105 1,15x105 5,63x105 7,60x105 Nấm men -- -- 4,70x104 5,26x105 7,70x105 2,90x105 Xạ khuẩn -- 2,86x103 7,88x103 5,24x104 7,80x104 8,40x105 E.coli 4,06x105 6,53x105 7,21x106 5,66x105 6,53x105 1,86x105 Salmonella 5,80x103 7,60x103 9,13x105 6,70x104 2,20x104 1,1x104
(--) không phát hiện được ở nồng độ pha loãng 10-1
Số liệu Bảng 5 cho thấy, phân gấu khi mới được bài xuất đã chứa sẵn một
lượng vi sinh vật nhất định. Tại thời điểm 0 ngày, vi sinh vật tổng số là 3,98x106
CFU/g. Sau 3 ngày, số lượng vi sinh vật tổng số tăng (1,78x106
trong phế thải. Nguyên nhân có thể là do phân gấu có giá trị dinh dưỡng cao là mơi trường thích hợp cho các lồi vi sinh vật phát triển.
Chỉ tiêu E.coli và Salmonella kiểm tra ngay sau khi lấy mẫu cao, mật độ E.coli 4,06x105 CFU/g và Salmonella là 5,80x103
CFU/g. Nhìn vào bảng 5, ta thấy
E.coli và Salmonella sau 3 ngày, 10 ngày, 25 ngày đều khơng giảm đi mà có dấu hiệu
tăng lên. Sau 25 ngày, vẫn tồn tại vi khuẩn E.coli và Salmonella với mật độ vi sinh vật tương ứng là 1,80x105
CFU/g và 1,1x104 CFU/g.
Nhận xét: Từ kết quả phân tích trên, có thể thấy phế thải gấu nếu không được
xử lý sẽ trở thành mầm bệnh, nhất là khi được thải trực tiếp ra mơi trường, hoặc bón trực tiếp cho cây trồng.
3.2. KẾT QUẢ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHÂN GẤU BẰNG CHẾ PHẨM VSV
Thí nghiệm ủ phân được tiến hành tại khu thí nghiệm của Viện Mơi trường Nơng nghiệp. Do phế thải gấu là đối tượng nghiên cứu mới, nên nghiên cứu này đã thử nghiệm các công thức ủ khác nhau, một số công thức không đạt được kết quả như mong muốn, chủ yếu do một số nguyên nhân chính sau:
- Hỗn hợp ủ không đạt được độ ẩm thích hợp, thường là khoảng 50-60% là độ ẩm tối ưu, nếu ẩm quá thì đống ủ khơng những khơng lên nhiệt mà cịn có mùi khó chịu hơn và tạo mơi trường sống cho các lồi sinh vật như loăng quăng, dịi... Lưu ý để có thể kiểm sốt được độ ẩm thì chất độn là bã nấm rất quan trọng, bã nấm phải khơ ráo, ko có cành khơ, lá cây giúp cho q trình trộn với phân gấu dễ dàng hơn và người thực hiện cũng dễ kiểm sốt độ ẩm tồn hỗn hợp hơn.
- Hỗn hợp ủ không được bổ sung các chất dinh dưỡng thích hợp. Như đã phân