Theo số liệu thống kê hiện nay cả nƣớc Việt Nam có hơn 7 triệu ha lúa; 1 triệu ha ngô; 0,56 triệu ha sắn; gần 1 triệu ha cây rau đậu các loại; gần 0,7 triệu ha cây công nghiệp ngắn ngày và gần 3 triệu ha cây dài ngày. Nhƣ vậy nếu chỉ lấy bình quân 1ha cần 1 tấn phân hữu cơ thì yêu cầu phân hữu cơ trên toàn quốc đã trên dƣới 13 triệu tấn.
28
Ƣớc tính, để sản xuất 13 triệu tấn phân hữu cơ (có chứa từ 15-22% chất hữu cơ) sẽ cần từ 2-3 triệu tấn chất hữu cơ dạng nguyên chất.
Nhƣng thực tế hiện nay có khoảng hơn 150 Công ty sản xuất phân hữu cơ với lƣợng sản xuất khoảng 500.000 tấn. Với xu thế phát triển nông nghiệp sạch, nông nghiệp hữu cơ, việc sử dụng phân hữu cơ sẽ ngày càng trở nên phổ biến.
Trƣớc đây việc sử dụng phân chuồng, phân xanh và các loại phân hữu cơ khác cho nông nghiệp là rất phổ biến, tuy nhiên hiện nay trong xu thế phát triển chung, ngƣời dân không dùng phân chuồng để bón (do việc sử dụng các loại phân hoá học, phân tổng hợp ngày một rộng rãi).
Trong khi nguồn than bùn đang bị suy giảm, những mỏ than bùn mới không đƣợc phép khai thác (vì nhiều nguyên nhân nhƣ: bảo vệ môi trƣờng, giữ cảnh quan tại những vùng đất ngập nƣớc...), việc khai thác nguồn nguyên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp đƣợc coi là một hƣớng quan trọng vừa mang lại nguồn phân bón vừa góp phần giảm khí thải do việc đốt rơm rạ gây nên.
Theo số liệu năm 2011 hàng năm Việt Nam sản xuất khoảng 42 triệu tấn gạo; 4,6 triệu tấn ngô; gần 10 triệu tấn sắn; 1,1 triệu tấn cà phê; 17,5 triệu tấn mía, nhƣ vậy bình quân chúng ta có thể khai thác đƣợc hơn 70 triệu tấn phế phụ phẩm từ những cây trồng chính này. Với hơn 70 triệu tấn phế phụ phẩm, nếu đƣợc xử lí theo đúng các quy định thì việc sản xuất khoảng 13 triệu tấn phân hữu cơ hoàn toàn có thể thực hiện đƣợc.
Nƣớc ta là một nƣớc nông nghiệp, lƣợng phân bón hàng năm sử dụng ƣớc tính trong giai đoạn 2005-2010 khoảng 3,2 triệu tấn đạm; 5,0 triệu tấn lân và xấp xỉ 1 triệu tấn phân kali (Bùi Huy Hiền, 2005). Xu thế nông nghiệp thâm canh trong tƣơng lai đòi hỏi lƣợng phân bón cao hơn so với hiện nay, đây có thể coi là nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc và không khí. Việc sử dụng quá mức phân bón hóa học không chỉ dẫn đến giảm khả năng sinh sản của đất, mà còn giảm khả năng sinh trƣởng và sức đề kháng của cây trong điều kiện bất lợi (nhƣ biến đổi khí hậu, nấm và sâu bệnh ...) và nông dân
29
bắt buộc phải áp dụng thuốc trừ sâu, hóa chất bảo vệ thực vật để đảm bảo cho cây trồng của họ. Kết luận, các sản phẩm nông nghiệp không những có chất lƣợng thấp mà còn đe dọa đến sức khỏe ngƣời tiêu dùng do bị ngộ độc thực phẩm. Sản xuất nhỏ, thƣờng xuyên sử dụng quá mức phân bón hóa học và thuốc trừ sâu. Việc tính toán mức độ phát thải khí hiệu ứng nhà kính trong nông nghiệp ở nƣớc ta còn hạn chế do trang thiết bị nghiên cứu còn thiếu do vậy việc đi sâu nghiên cứu về ảnh hƣởng của phân bón và phát thải khí hiệu ứng nhà kính là rất cần thiết.
Mặc dù có nhiều tiến bộ trong việc sử dụng phân bón, nhƣng hệ số sử dụng nitơ trong phân bón của cây trồng khoảng 35-45%, phốtpho và kali khoảng 50-60%, với số lƣợng lớn phân bón hóa học bị mất đi do bay hơi, rửa trôi, xói mòn và cố định. Điều này không chỉ gây lãng phí phân bón mà còn dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng. Ngƣời ta ƣớc tính rằng, ở Việt Nam, sự mất đi hàng năm của nitơ trong phân bón chiếm khoảng 1-1.2 triệu tấn tƣơng đƣơng.
30
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Chất thải (gồm cả nƣớc và cặn lắng) sau hầm bioga - Rơm rạ sau thu hoạch mùa vụ
Thời gian và địa điểm: Nghiên cứu đƣợc tiến hành từ tháng 06 năm 2011 đến tháng 09 năm 2012 tại xã Lƣơng Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu
Tiến hành thu thập số liệu các thông tin về điều kiện thời tiết và khí hậu của vùng nghiên cứu để đánh giá mức độ ảnh hƣởng của thời tiết khí hậu đến năng suất của các thí nghiệm trong đề tài.
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
* Phƣơng pháp phối trộn
- SP 1: Ủ thuần nƣớc thải sau bioga với rơm rạ.
- SP 2: Ủ rơm rạ với các chủng VSV phân giải xenlulo.
- SP 3: Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung VSV phân giải xenlulo. - SP 4: Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung các phụ gia khác. * Qui trình ủ trong phòng thí nghiệm:
- Nguyên lí hoạt động: Dựa vào hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí. - Ủ theo tỉ lệ (tính trên 10m2):
31
+ Sản phẩm 1 - Ủ thuần nƣớc thải sau bioga với rơm rạ: Trộn đều 5kg rơm rạ với 23 lít nƣớc thải sau bioga.
+ Sản phẩm 2 - Ủ rơm rạ với các chủng VSV phân hủy xenlulo: Trộn đều 5kg rơm rạ với dung dịch có pha 10g chế phẩm VSV.
+ Sản phẩm 3 - Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung VSV phân giải xenlulo: Trộn đều 5kg rơm rạ với 23 lít nƣớc thải sau bioga có bổ sung thêm 10g chế phẩm VSV. (chế phẩm VSV đƣợc hòa lẫn trong 23 lít nƣớc thải bioga).
+ Sản phẩm 4 - Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung supe phot phat: Trộn đều 5kg rơm rạ với 23 lít nƣớc thải sau bioga có bổ sung thêm 125g supe photphat.
Sau khi trộn đều các nguyên liệu, đƣa hỗn hợp các sản phẩm vào thùng xốp và tiến hành theo dõi, đánh giá và phân tích. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đề tài đƣa ra tỉ lệ ủ 23 lít nƣớc thải sau bioga với 5kg rơm rạ dựa trên:
+ Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trong nƣớc thải sau bioga và trong rơm rạ.
+ Độ ẩm của sản phẩm ủ. Độ ẩm tối ƣu tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh trƣởng phát triển và phân giải xenlulo trong nguyên liệu ủ là rơm rạ.
* Thời gian ủ (Chọn thời điểm sản phẩm hoai mục) Tính theo nhiệt độ
+ Lấy mẫu phân tích khi nhiệt độ cao nhất (khi thấy nhiệt độ giảm xuống thì ghi lại và lấy mẫu)
+ Khi nhiệt độ ổn định sẽ lấy mẫu và tính thời điểm sản phẩm hoai mục * Phƣơng pháp theo dõi đánh giá chất lƣợng sản phẩm
- Theo dõi nhiệt độ của các sản phẩm ủ: thực hiện hàng ngày - Đo độ ẩm các hố ủ
- Phân tích hàm lƣợng dinh dƣỡng: Hữu cơ, đạm, lân, kali tổng số, Cu, Pb, Zn, VSV tổng số, VSV phân giải xenlulo trong nƣớc thải sau bioga.
32
- Phân tích hàm lƣợng C, N, P, K tổng số trong rơm rạ.
- Phân tích các thành phần và chỉ tiêu dinh dƣỡng gồm: Ẩm độ, hữu cơ, N, Pts, Phh, Pdt, K20ts, K20hh, pHH2O, pHKCl, với từng sản phẩm theo thời gian ủ.
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng
* Triển khai thí nghiệm đồng ruộng để so sánh hiệu lực của các sản phẩm sau ủ với phân chuồng đối với cây lúa ở Bắc Giang.
Các thí nghiệm đồng ruộng bao gồm các công thức: + CT1: NPK (Công thức đối chứng).
+ CT2: NPK + Phân chuồng.
+ CT3: NPK + Sản phẩm 1 - Ủ thuần nƣớc thải sau bioga với rơm rạ.
+ CT4: NPK + Sản phẩm 2 - Ủ rơm rạ với các chủng VSV phân giải xenlulo.
+ CT5: NPK + Sản phẩm 3 - Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung VSV phân giải xenlulo.
+ CT6: NPK + Sản phẩm 4 - Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung supe photphat.
* Với nghiên cứu ngoài đồng ruộng, các sản phẩm đƣợc ủ theo phƣơng pháp thông dụng bà con nông dân vẫn ủ phân chuồng. Đó là phƣơng pháp ủ sản phẩm phối trộn vào hố phân bón, trát bùn xung quanh đến hoai đem bón ruộng.
- Phƣơng pháp ủ và tỉ lệ nguyên liệu ngoài đồng ruộng tƣơng tự phƣơng pháp ủ và tỉ lệ nguyên liệu trong phòng thí nghiệm.
- Qui trình ủ ngoài đồng ruộng:
Chọn nơi đất cao ráo, đào hố ủ sâu khoảng 60 đến 80 cm. Đáy và phần chìm xuống của hố ủ đƣợc lót bằng nilông.
33
+ Sản phẩm 1 - Ủ thuần nƣớc thải sau bioga với rơm rạ:
Rải một lớp rơm rạ sau đó tƣới đều lƣợng nƣớc thải sau bioga cho rơm ƣớt, cứ mỗi lớp rơm dày 0,1m lại tƣới nƣớc thải bioga. Tiếp tục làm nhƣ vậy cho đến khi hết nguyên liệu. + Sản phẩm 2 - Ủ rơm rạ với các chủng VSV phân giải xenlulo:
Rải một lớp rơm rạ sau đó tƣới nƣớc cho ƣớt rơm, rồi rắc đều chế phẩm VSV. Tiếp tục làm nhƣ vậy cho đến khi hết nguyên liệu.
+ Sản phẩm 3 - Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung VSV:
Rải một lớp rơm rạ sau đó tƣới đều lƣợng nƣớc thải sau bioga cho rơm ƣớt, sau đó rải chế phẩm VSV, cứ mỗi lớp rơm dày 0,1m, rải lƣợng chế phẩm VSV sao cho đều khắp. Tiếp tục làm nhƣ vậy cho đến khi hết nguyên liệu.
+ Sản phẩm 4 - Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung supe photphat: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Rải một lớp rơm rạ sau đó tƣới đều lƣợng nƣớc thải sau bioga cho rơm ƣớt, sau đó rải supe photphat lên đống ủ, cứ mỗi lớp rơm dày 0,1m, rải lƣợng supe photphat sao cho đều khắp.Tiếp tục làm nhƣ vậy cho đến khi hết nguyên liệu.
- Lƣợng nguyên liệu sử dụng trong mỗi ô thí nghiệm tƣơng ứng là: rơm rạ 15kg, lƣợng nƣớc thải sau bioga 69 lít và lƣợng VSV 30g, phụ gia 750g supe photphat.
Đối với các CT trong đề tài này, lƣợng bón NPK ở các CT là: + Vụ xuân: 60kg/ha đạm N, 60kg/ha lân P205, 80kg/ha kali K20 + Vụ mùa: 40kg/ha đạm N, 60kg/ha lân P205, 80kg/ha kali K20 + Phân chuồng: 8 tấn/ha
* Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm
- Thí nghiệm bố trí trên đồng ruộng theo phƣơng pháp ngẫu nhiên theo khối với 4 lần lặp lại. Diện tích ô thí nghiệm là 30m2
34
- Gieo mạ và thu hoạch:
+ Vụ xuân: Gieo mạ ngày16/01/2012, ngày cấy 08/02/2012, thu hoạch ngày 01/06/2012 + Vụ mùa: Gieo mạ ngày 25/06/2012, ngày cấy 06/07/2012, thu hoạch ngày 14/09/2012 - Cấy 3 - 4 dảnh/ khóm, mật độ cấy 50 - 55 khóm/m2
- Giống lúa: Khang Dân 18 * Các chỉ tiêu theo dõi
- Theo dõi sinh trƣởng, phát triển của cây trồng theo từng thời kỳ sinh trƣởng của cây lúa với các chỉ tiêu: Khả năng đẻ nhánh, sinh khối.
- Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây trồng: thu 10 khóm lúa, để tính yếu tố cấu thành năng suất; thu 5 m2
để tính năng suất thí nghiệm. - Các chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế của các công thức thí nghiệm.
- Các chỉ tiêu lí, hoá của đất vùng nghiên cứu bao gồm: hàm lƣợng hữu cơ, N, P2O5, K2O tổng số, P2O5, K2O dễ tiêu, Ca2+
, Mg2+, CEC.
2.2.4. Phương pháp phân tích và xử lí số liệu
* Phân tích đất, các sản phẩm ủ:
Đất trƣớc, sau thí nghiệm, các sản phẩm ủ sẽ phân tích theo các phƣơng pháp mới nhất tại phòng phân tích của Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa.
* Phƣơng pháp xử lí số liệu:
Số liệu theo dõi sẽ quản lí và xử lí theo chƣơng trình Excel, IRRIstat và các phần mềm thống kê khác.
2.2.5. Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm
35
- TCVN 6167-96 : Phân bón vi sinh vật phân giải hợp chất Photpho khó tan; - 10 TCN 301-97 : Phân tích phân bón - Phƣơng pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu; - 10 TCN 302-97 : Phân tích phân bón - Phƣơng pháp xác định độ ẩm;
- 10TCN 366-99 : Phân tích phân bón-Phƣơng pháp xác định các bon tổng số; - 10 TCN 304-97 : Phân tích phân bón - Phƣơng pháp xác định nitơ tổng số; - 10 TCN 307-97 : Phân tích phân bón - Phƣơng pháp xác định photpho hữu hiệu; - 10 TCN 360-99: Phân tích phân bón - Phƣơng pháp xác định kali hữu hiệu; - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Nitơ tổng số; - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Phốt pho hữu hiệu; - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Kali hữu hiệu; - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Phốt pho tổng số; - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Kali tổng số; - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Phốt pho dễ tiêu - TCVN 5815-2001 : Phân hỗn hợp NPK – Xác định hàm lƣợng Kali dễ tiêu - 10 TCN 370-99 : Phân tích đất – Phƣơng pháp xác định các cation bazơ trao đổi; - AOAC 2002 : Sản phẩm cây trồng – Xác định hàm lƣợng Zn, Cu, Pb;
- TCVN 6168-2002 : Chế phẩm vi sinh vật phân giải xenlulo – Xác định vi sinh vật phân giải xenlulo, vi khuẩn tổng số;
- TCVN 6168-2002 : Chế phẩm vi sinh vật phân giải xenlulo – Xác định Xạ Khuẩn phân giải xenlulo;
36
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc trƣng khí hậu vùng nghiên cứu [9]
3.1.1. Lượng mưa
Bắc Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc. Mùa ẩm là mùa mƣa nhiều thƣờng bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10. Tuy nhiên do tính chất không ổn định của gió mùa nên tuỳ theo từng năm mùa mƣa có thể sớm, muộn hay kết thúc sớm muộn một tháng so với thời điểm trung bình. Thời điểm trung bình đó là khoảng nửa cuối tháng 4 và nửa đầu tháng 10. Tổng lƣợng nƣớc nhỏ, trong mùa mƣa đạt từ 1100-1800 mm, chiếm 92-94% tổng lƣợng nƣớc mƣa năm. Tháng mƣa nhiều nhất là tháng 8. Lƣợng mƣa trung bình tháng thấp nhất rơi vào tháng 12. Mƣa mùa khô thƣờng là mƣa nhỏ, mƣa phùn và có thể kéo dài nhiều ngày gây thời tiết âm u, ẩm ƣớt. Thƣờng các cơn mƣa kiểu này hay xảy ra vào tháng 2 và tháng 3 nên gọi là mƣa xuân.
3.1.2. Nhiệt độ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bắc Giang có 2 mùa nóng, lạnh. Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 9, mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Biên độ dao động nhiệt năm lên đến 130C. Riêng mùa đông ở Lục Ngạn, Sơn Động mùa đông đến sớm hơn nơi khác trong tỉnh một tháng, kéo dài từ trung tuần tháng 11 đến trung tuần tháng 3 năm sau.
Nhìn chung nền nhiệt độ trung bình tháng trong mùa đông ở Bắc Giang khá thấp là trong toàn vùng, nhiệt độ trung bình tháng đều xuống dƣới 180
C.
Về mùa nóng: Nhiệt độ trung bình tháng trên toàn khu vực đồng nhất hơn, có nhiều diễn biến theo thời gian. Tháng nóng nhất là tháng 6 và tháng 7. Tháng mát nhất là tháng 4. Chênh lệch giữa tháng cao nhất và thấp nhất từ 4,30
C đến 5,30C. Trong mùa nóng, nhìn chung nhiệt độ ở các vùng đều lên tới trên dƣới 270
37
3.1.3. Độ ẩm, không khí sương mù
Nhìn chung, trong cả năm độ ẩm trong các vùng tƣơng đối cao, thể hiện một chế độ khí hậu ẩm gió mùa. Độ ẩm trung bình năm đạt trên 80%, thông thƣờng ở khu vực có nhiều hồ ao, mặt nƣớc trong lớp phủ thực vật phát triển thì độ ẩm cao hơn các vùng đồi núi trọc trống. Thời kỳ khí hậu có độ ẩm cao nhất là thời kỳ mƣa phùn, khu vực chịu ảnh hƣởng khống chế của khối không khí cực đới biến tính qua biển trong giai