Phần 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.3. Giới thiệu về phân ủ hữu cơ (compost)
2.3.4. Nhu cầu sử dụng phân ủ hữu cơ của một số loại cây trồng
Trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng, vai trò của các yếu tố dinh dưỡng là không thể thiếu. Tuy nhiên, mỗi loại cây trồng, ở mỗi thời kỳ,
18
trên mỗi loại đất nhu cầu về dinh dưỡng của cây là khác nhau cả về liều lượng và tỉ lệ giữa các chất dinh dưỡng. Do đó, sự lựa chọn phân bón trong quá trình chăm sóc cây trồng có vai trò quyết định tới năng suất và chất lượng nông sản sẽ thu hoạch. Ngoài ra, chọn đúng loại phân bón phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng của cây còn góp phần vào việc giảm chi phí đầu tư trong sản xuất nông nghiệp. Để có được hiệu quả kinh tế cao nhất và nâng cao thu nhập từ sản xuất nông nghiệp, người nông dân cần phải nắm rõ được vai trò của từng yếu tố dinh dưỡng đối với cây trồng và nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng ở mỗi thời kỳ, từ đó lựa chọn và sử dụng phân bón một cách hợp lý nhất (Nguyễn Văn Toản, 2002).
Việc bón phân hữu cơ cho đất không được bà con quan tâm áp dụng thay vào đó là tăng lượng phân hóa học để tiết kiệm thời gian hơn, điều này dẫn đến sứ hao hụt chất hữu cơ của đất do lấy đi khi canh tác mà không được hoàn trả lại.
Hầu hết các quy trình thâm canh ở các địa phương đã không còn dùng đến phân hữu cơ, có rất nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học nông nghiệp về vấn đề sử dụng phân ủ hữu cơ trong thâm canh cây trồng và hiệu quả của nó đối với chất lượng đất cũng như năng suất, chất lượng nông sản (Trần Xuân Thắng, 2014).
Bảng 2.3. Lượng phân ủ hữu có dùng cho một số loại cây trồng Cây trồng
Lúa nước Khoai mì Khoai lang Mía
Đậu tương Lạc Thuốc lá Trà Cao su Cà phê Cây ăn quả Rau các loại
Nguồn: Trần Xuân Thắng (2014)
19
Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh một chân lý không thể bác bỏ đó là: Trong thâm canh cây trồng, bên cạnh phân khoáng thì phân bón hữu cơ luôn là người bạn đồng hành có một vai trò đặc biệt quan trọng đối với độ bền sức sản xuất của đất và nâng cao năng suất, chất lượng nông sản.
2.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG PHÂN Ủ TRONG SẢN XUẤT RAU HỮU CƠ
2.4.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân ủ hữu cơ trong sản xuất rau trên thế giới
Hiện nay rác thải sinh hoạt và phế thải từ hoạt động nông công nghiệp là một thảm họa khó lường trong sự phát triển mạnh mẽ của quá trình sản xuất, chế và hoạt động của toàn xã hội. Phế thải không chỉ làm ô nhiễm môi trường sinh thái, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất, gây độc hại đến sức khỏe con người, vật nuôi và cây trồng, mà còn làm mất đi cảnh quan văn hóa đô thị và nông thôn. Ở các nước phát triển như EU - Mỹ - úc - Nhật Bản - Singapo đều có hệ thống thu gom và phân loại rác thải gia đình, nơi công cộng ngay cả ở các vùng nông thôn.
Sau đó tái chế phần rác thải hữu cơ thành phân hữu cơ bón cho cây trồng.
Tại nhiều nước đang phát triển của Châu á như: Thái Lan, Inđônêsia, Malaysia cũng đã có nhiều chương trình giáo dục và nghiên cứu khoa học về thu gom rác thải hữu cơ tại gia và nơi công cộng của thị trấn, thành phố, góp phần làm sạch môi trường và tạo nguồn phân hữu cơ bằng công nghệ sinh học cho sản xuất nông nghiệp.
Các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Nêpan hoặc các trang trại tập trung ở Đức, Mỹ, hiện nay phương pháp khí sinh học sản xuất từ phế thải chăn nuôi được sử dụng tương đối rộng rãi tại các cơ sở chăn nuôi nhỏ. Ưu điểm của phương pháp này là dễ làm, đầu tư ít ở quy mô nhỏ (Nguyễn Quang Huy, 2008) Trước năm 1970, công ty Groeikraga Organic Fertilizea ở Nam Phi đã sản xuất phân ủ (compost) từ nguồn nguyên liệu là phân chim và amoicarbonat để phục vụ cho việc sản xuất rau với quy mô lớn. Từ năm 1986 ở Đài Loan đã phát triển sản xuất compost. Hàng chục loại compost được tung ra thị trường phục vụ cho sản xuất rau, thuốc lá, chè,… thu lại hiệu quả cao (Nguyễn Quang Huy, 2008).
Theo Dickson (1987), ủ phân là một trong những giải pháp quản lý phế thải trong chăn nuôi lợn công nghiệp. Quá trình ủ sẽ cho ra phân bón có giá trị hơn, giảm thiểu mùi phát tán trong không khí và giảm chi phí cho vận chuyển vì phân ủ nhẹ hơn phân tươi vì trong quá trình ủ phân, vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ thành CO2, H2O và NH3 (Nguyễn Quang Huy, 2008).
Theo Gaur (1980) cho thấy việc bổ sung các loại vi sinh vật có khả năng phân hủy xenlulo cao cùng các nguyên tố dinh dưỡng như dạng đạm hữu cơ, lân dạng quạng photphorit và một số điều kiện môi trường khác đã giúp rút ngắn thời gian ủ phân chuồng từ 4-6 tháng xuống còn 2-4 tuần. Các chủng vi sinh vật phân giải hợp chất hữu cơ được bổ sung trong quá trình ủ nóng đóng vai trò vi sinh vật khởi động sản xuất nhanh phân hữu cơ từ nguồn phế thải giàu xenlulo là Aspergillus, Trichoderma và Penicillium.
Cũng từ kết quả nghiên cứu và thực tiễn sản xuất, năm 1982 Gaur và cộng sự đã đề xuất kỹ thuật bổ sung thêm quặng photphat với liều lượng 5% và vi sinh vật phân giải lân (Aspergillus, Penicillium, Pseudomonas, Bacillus) với mật độ 106-108 VSV/gr cùng với vi sinh vật cố định nitơ tự do Azotobacter nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, từ đó việc sản xuất rau cũng mang lại hiệu quả hơn (Gaur, 1980).
Lào là nước nằm trong khu vực nóng ẩm, nên quá trình phân giải chất hữu cơ diễn ra nhanh, mạnh. Kết hợp với địa hình có độ dốc cao dẫn đến sự xói mòn đất và suy thoái đất khốc liệt.
Điều kiện sản xuất nông nghiệp của Lào hiện nay bị suy thoái, đất không giàu chất dinh dưỡng N, P, K trong đất không đủ để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng. Trong hoạt động sản xuất nông nghiệp hiện nay, nông dân Lào đã chuyển nhiều loại phân bón. Thói quen sử dụng phân hóa học của nông dân không những làm cho việc trồng trọt không hiệu quả mà còn làm giảm đi độ phì nhiêu của đất.
Việc sản xuất và sử dụng phân bón hữu cơ chưa được mở rộng và các nhà máy phân bón hữu cơ đang sản xuất cầm chừng. Người dân Lào chưa thấy được tác dụng của phân hữu cơ, họ cho rằng sử dụng phân hữu cơ năng suất thấp hơn, nhưng nhu cầu cho canh tác hữu cơ là cần thiết (Trung tâm điều tra và phân loại đất, 2000).
Về vấn đề đất đai, Cục Quản lý và Phát triển quỹ đất cũng đã tập trung khuyến khích nông dân. Đảm bảo cải thiện độ phì của đất bằng cách lựa chọn những loại phân bón hữu cơ, phân ủ, phân chuồng và các loại phân bón khác có tác dụng tốt đối với đất trong thời gian dài. Để phát triển được các mô hình rau hữu cơ, Cục cũng đã tập trung vào việc đào tạo ra các chuyên gia có kiến thức và kinh nghiệm cải tạo đất, sử dụng phân bón hữu cơ để cải thiện đất sẵn có trong khu vực.
21
Trong sản xuất rau hữu cơ, phân hữu cơ đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc cải thiện độ phì nhiêu của đất một cách bền vững. Trong tương lai để tăng độ phì nhiêu của đất để sử dụng bền vững, chính phủ phải hỗ trợ và khuyến khích cho công việc cải tạo đất của nông dân, tham khảo ý kiến nông dân, hỗ trợ hạt giống để trồng cải tạo đất cho nông dân có thể làm được (phân xanh).
Nghiên cứu và xây dựng công thức làm phân hữu cơ ủ chất lượng cao để thúc đẩy nông dân theo tiềm năng với nguyên liệu thô địa phương.
2.4.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng phân ủ hữu cơ trong sản xuất rau ở Việt Nam
Môi trường ở Việt Nam hiện nay đang là vấn đề cấp thiết cần được quan tâm, đặc biệt phế thải từ hoạt động trồng trọt, chăn nuôi nếu không được xử lý kịp thời sẽ gây ô nhiễm môi trường.
Tại Việt Nam, trong khuôn khổ dự án sản xuất thử nghiệm KC 04 - DA11, năm 2005 Bộ môn Vi sinh vật - Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đã sản xuất thử nghiệm thành công 2500 kg chế phẩm Compost Maker phục vụ cho sản xuất hàng nghìn tấn phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế thải chăn nuôi (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2005). Các nhà khoa học Việt Nam đã thử nghiệm thành công phương pháp nuôi giun bằng rác thải, nhằm giải quyết nạn ô nhiễm môi trường do rác gây ra, đồng thời cung cấp thức ăn cho gia súc. Loài giun này được nhập từ Philippines, có ưu điểm là dễ nuôi, sinh sản nhanh, thích nghi tốt với khí hậu Việt Nam.
Theo Võ Thị Hạnh (2004) Viện sinh học nhiệt đới nghiên cứu xử lý nguồn phân chuồng, biến phế thải này thành phân bón hữu cơ vi sinh khi sử dụng Bio-F, chế phẩm chứa các vi sinh vật như xạ khuẩn Stetomyces sp., nấm mốc Trichoderma sp. và vi khuẩn Bacillus sp. Những vi sinh vật trên có tác dụng phân huỷ nhanh các hợp chất hữu cơ trong phân lợn, gà và bò gây mất mùi hôi phân lợn, gà sau khi được thải ra sẽ được xử lý ẩm độ, sau đó ủ với chế phẩm Bio-F.
Sau 3 ngày các vi sinh vật hữu ích phát triển mạnh phân giải và làm mất mùi phân. Nhiệt độ trong khối ủ cũng tăng lên tới 60-700C, tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh và trứng giun trong phân. Sau 7-10 ngày, giai đoạn kết thúc và sản phẩm thu được là phân bón hữu cơ chất lượng cao, có tác dụng phòng chống nấm gây hại cây trồng.
Trong những năm gần đây, ngành trồng trọt của chúng ta phát triển khá
mạnh mẽ cả về số lượng và chất lượng. Trên đồng ruộng nương rẫy hàng năm để lại hàng triệu tấn phế thải là rơm rạ, lõi ngô, cây sắn, thân lá thực vật… Tất cả các nguồn phế thải này một phần đem đốt, còn lại trở thành rác thải, phế thải gây
ô nhiễm nghiêm trọng môi trường và nguồn nước, trong khi đất đai lại thiếu nghiêm trọng nguồn dinh dưỡng cho cây và hàng năm chúng ta lại bỏ ra hàng triệu dola để mua phân hóa học nước ngoài. Thông thường, các chế phẩm nông nghiệp được người dân tận dụng tối đa để làm chất đốt, làm giá nấm, làm thức ăn gia súc, vật liệu độn chuồng hoặc vùi trở lại đất, do đó khả năng tồn lưu gây ô nhiễm môi trường cũng giảm bớt.
Ở Việt Nam các đề tài Nhà nước về xử lý các phế thải từ hoạt động trồng trọt thành phân ủ hữu cơ bón cho cây trồng đã và đang được quan tâm.
Đề tài KHCN 02- 04 (A, B) giai đoạn 1996- 2000 do GS Lê Văn Nhương chủ trì Xử lý phế thải hữu cơ rắn (lá mía, vỏ cà phê ) bằng công nghệ sinh học chống ô nhiễm môi trường.
Đề tài cấp bộ: B 99-32-46; B 001- 32- 09 giai đoạn 1999- 2001 do PGS Nguyễn Xuân Thành chủ trì xử lý phế thải mùn mía, bùn mía bằng công nghệ vi sinh thành phân hữu cơ bón cho cây mía đường.
Đề tài cấp Tổng công ty: Xử lý phế thải của nhà máy đường bằng công nghệ sinh học do PGS Nguyễn Xuân Thành, PGS Nguyễn Đình Mạnh phối hợp với tổng công ty mía đường Việt Nam, tổng công ty mía đường Lam Sơn – Thanh Hóa để thành phân hữu cơ bón cho cây trồng.
Năm 2007, Viện công nghệ môi trường - Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tổ chức mô hình ứng dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải nông nghiệp thành phân bón hữu cơ vi sinh, làm sạch môi trường tại 2 xã Đại Đồng và Kim Xá, huyện Vĩnh Tường (Vĩnh Phúc), quy mô 20 ha. Trong đó tại thôn Hoàng Tân, Xã Kim Xá xử lý 6ha dây bí đỏ + phân gia súc, gia cầm; xã Đại Đồng xử lý 5 ha phế thải nông nghiệp (Rơm rạ, phân gia súc, gia cầm).
Kết quả các phế thải nông nghiệp sau khi trộn với chế phẩm vi sinh vật, đem ủ, sau thời gian từ 40-60 ngày đã tạo ra một loại phân bón hữu cơ tốt, không có mùi, sử dụng để bón cho lúa và rau màu vụ đông rất tốt, được nông dân hưởng ứng.
Tỉnh Đắk Lắc là địa phương có diện tích, sản lượng ngô, cà phê lớn nhất
23
nước, bình quân mỗi năm đạt từ 500.000 tấn ngô hạt, 350.000 – 400.000 tấn cà phê trở lên, thải ra môi trường hàng trăm ngàn tấn vỏ ngô, vỏ cà phê gây ô nhiễm môi trường. Từ năm 2006 trở lại đây, dưới sự hướng dẫn, giúp đỡ của sở Khoa Học Công nghệ tỉnh Đăk Lắc, Trung tâm nghiên cứu Đất – Phân bón môi trường Tây Nguyên về các quy trình sử dụng men vi sinh vật ủ với các phụ phẩm trong sản xuất nông nghiệp như vỏ lõi ngô, vỏ cà phê, rơm, rạ, phân chuồng, phân xanh để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh tiết kiệm chi phí sản xuất, nhưng hiệu quả kinh tế khá cao (Văn Hân, 2009).
Ở Bến Tre, gần đây do sản xuất các ngành phát triển nên kéo theo các phế phụ liệu như “mụn dừa, bã mía rơm rạ” thải ra nhiều làm ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Để giải quyết vấn đề trên, một số cơ quan chức năng đã tìm đến Trung tâm sinh học ứng dụng, nhờ chuyển giao cho Bến Tre quy trình trồng và chăm sóc nấm bào ngư trên “mụn dừa, bã mía rơm rạ” rồi làm tiếp nấm rơm – nuôi trùng và sau cùng là phân bón hữu cơ. Qua thời gian thử nghiệm, kết quả bước đầu cho thấy nông dân có điều kiện, sớm tổ chức sản xuất, có thể làm gia tăng thêm thu nhập, làm giảm bớt nạn ô nhiễm môi trường. Nấm bào ngư (Nấm sò, nấm dai…) là loại có giá trị rất cao lại có ưu điểm là mọc được trên nhiều loại phế phụ phẩm khác nhau (có thành phân Xenluloza, lignin).