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
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 đoạn nửa cuối mùa lạnh. Thời kỳ độ ẩm cao thứ hai trong năm là thời kỳ mƣa nhiều, mƣa ngâu từ tháng 7 đến tháng 9, đặc biệt là giai đoạn mƣa ngâu tháng 8 do hội tụ nhiệt đới. Độ ẩm trung bình trong thời kỳ này là trên dƣới 85%.
Thời kỳ có độ ẩm thấp nhất là tháng 11 đến tháng 1 do chịu sự khống chế thời tiết của các khối không khí cực đới lục địa biến tính qua lục địa có bản chất khô và lạnh. Độ ẩm trung bình thấp nhất 50-55%. Trong thời kỳ độ ẩm thấp tuyệt đối xuống dƣới 10% các vùng núi, ở trung du khác có thể xuống dƣới 15%.
Sƣơng mù là hiện tƣợng ngƣng kết hơi nƣớc của lớp không khí sát mặt đất, ở vùng rừng núi và khu đông Bắc Giang thƣờng hay có sƣơng mù hình thành do sự giảm nhiệt độ bề mặt đất vào ban đêm do bức xạ nhiệt.
3.1.4. Bốc hơi và khô hạn
Khả năng bốc hơi ở Bắc Giang đạt từ 900-1200mm. Thời kỳ bốc hơi ít nhất là thời kỳ tháng 2,3,4, trong các tháng này khả năng bốc hơi chỉ đạt trên dƣới 50mm. Thời kỳ bốc hơi nhiều nhất là thời kỳ tháng 6 cho đến tháng 12 ứng với thời kỳ nắng nhất và độ ẩm không khí khô nhất trong năm.
Chỉ số khô hạn là tỷ lệ giữa khả năng bốc hơi và lƣợng mƣa rơi xuống khu vực. Theo đó chỉ số này ở các trạm Lục Ngạn, Bắc Giang và Sơn Động tƣơng xứng là 0,9; 0,8; 0,8. Do đó có thể gọi khí hậu Bắc Giang là khí hậu ẩm ƣớt vì lƣợng mƣa trong năm lớn hơn khả năng bốc hơi, tuy diễn biến tƣơng quan này theo từng tháng có sự thay đổi rất đáng kể. Hiện tƣợng thừa nƣớc thiếu nƣớc có thể xảy ra ngay trong 1 năm.
38
3.1.5. Nắng
Thời kỳ nắng nhiều nhất là vụ màu từ tháng 5 đến tháng 10. Tổng số giờ nắng thời kỳ đạt 1083 giờ. Tháng nắng nhất thƣờng là tháng 7, đạt trên dƣới 200 giờ nắng vào đúng thời kỳ mặt trời đi qua thiên đỉnh lần thứ hai. Thời kỳ nắng ít nhất là vụ chiêm từ tháng 11 đến tháng 4. Tổng số giờ nắng thời kỳ này đạt trên dƣới 700 giờ. Tháng nắng ít nhất là tháng 2, tháng 3 thƣờng chỉ đạt trên dƣới 50 giờ trong tháng.
3.1.6. Gió
Nhìn chung đa số toàn tỉnh rất hiếm có gió bão. Cấp gió phổ biến nhất là dƣới 5m/s chiếm tần suất trên 90%, ảnh hƣởng của bão đối với Bắc Giang chủ yếu chỉ là gây mƣa do tác dụng che chắn của các dãy núi ở phía đông và nam. So sánh ba khu vực Lục Ngạn, Sơn Động, Bắc Giang thì Lục Ngạn có các cấp gió lớn hơn11m/s, chiếm tần xuất 0,13% là nơi có gió mạnh hơn cả so với 2 khu vực kia.
Xét về hƣớng gió chủ yếu trong năm thì ba khu vực cũng có khác nhau, Ở Sơn Động tần xuất hƣớng lớn nhất là hƣớng tây bắc (chiếm 32%) sau đó mới đến các hƣớng Đông Nam và hƣớng bắc; ở Bắc Giang tần xuất hƣớng lớn nhất lại là hƣớng đông nam, sau đó mới đến các hƣớng tây bắc, hƣớng đông, và hƣớng bắc.
Đặc trƣng khí hậu vùng đất Bắc Giang thời tiết biến động thất thƣờng, tuy nhiên không có các thời tiết khắc nghiệt và đặc biệt nhƣ lốc, vòi rồng, mƣa đá... Do vậy không ảnh hƣởng nhiều đến năng suất lúa thí nghiệm.
3.2. Chỉ tiêu lí, hóa của đất vùng nghiên cứu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả phân tích đất trƣớc thí nghiệm cho thấy, tỉ lệ chất hữu cơ trong đất là 1,519 % - mức nghèo; độ chua của đất pHKCl là 5,49 mg K20/100g đất - mức chua ít theo thang đánh giá của Hội Khoa học Đất Việt Nam. Hàm lƣợng K20dt và K20ts lần lƣợt là 5,06 mg/100 g đất và 0,077 % - mức nghèo theo, riêng hàm lƣợng P2O5ts và P2O5dt ở mức giàu theo thang đánh giá của viện Thổ Nhƣỡng Nông Hóa. Thông số Nts
39
giá của Viện Thổ Nhƣỡng Nông Hóa. Khả năng trao đổi ion của đất là 6,2 ldl/100 g đất - ở mức thấp. Các chất dinh dƣỡng K và N cần bổ sung thêm vào đất trƣớc khi bắt đầu gieo trồng mùa vụ.
Bảng 3.1. Kết quả phân tích đất vùng nghiên cứu
Thông số Kết quả Đánh giá Đơn vị pHKCl 5,49 Chua ít (*) mg K20/100g đất OC 1,519 Nghèo (*) % Nts 0,129 Trung bình (**) % P2O5ts 0,17 Giàu (**) % K20ts 0,077 Nghèo (**) % P2O5dt 11,57 Giàu (**) mg/100 g đất K2Odt 5,06 Nghèo (**) mg/100 g đất CEC 6,2 Thấp (***) ldl/100 g đất Ca2+ 1,6 - ldl/100 g đất Mg2+ 1,4 - ldl/100 g đất
Ghi chú: (*) Hội Khoa học Đất Việt Nam
(**) Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, 2005
(***) Đỗ Ánh, 2000
Không phân tích đất sau thí nghiệm vì theo nhiều kết quả nghiên cứu của Viện Thổ nhƣỡng Nông hoá sau 1 năm thí nghiệm tính chất đất hầu nhƣ không thay đổi đáng kể.
3.3. Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
3.3.1. Thời gian, nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm ủ
- Thời gian ủ của các sản phẩm 2, sản phẩm 3 và sản phẩm 4 bằng nhau là 60 ngày. Các sản phẩm ủ này đều có sự tham gia hoạt động của vi sinh vật phân giải xenlulo. Vi
40
sinh vật phân giải xenlulo gồm xạ khuẩn, nấm phân giải xenlulo (Aspergillus niger,
Trichoderma reesei, Aspergillus sp, Penicilliumsp, Paeceilomyces sp, Trichurus
spiralis, Chetomium sp,.. ). Phân chuồng có thời gian ủ ít nhất là 56 ngày. Thời gian ủ
cao nhất là sản phẩm 1 với 65 ngày, có thể giải thích là do sản phẩm 1 không có sự tham gia phân giải xenlulo của vi sinh vật nên thời gian ủ kéo dài hơn.
Bảng 3.2. Thời gian ủ của các sản phẩm và phân chuồng trong phòng thí nghiệm
Công thức ủ SP1 SP2 SP3 SP4 PC Thời gian (ngày) 65 60 60 60 56 Ghi chú: SP1: Ủ thuần nƣớc thải sau bioga với rơm rạ.
SP2: Ủ rơm rạ với các chủng VSV phân giải xenlulo.
SP3: Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung VSV phân giải xenlulo. SP4: Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung các phụ gia khác. PC: Phân chuồng.
- Nhiệt độ của các sản phẩm ủ
Nhiệt độ ban đầu của các sản phẩm đều là 260
C. Nhiệt độ của các sản phẩm ủ tăng dần đến tuần thứ 3 sau 16 ngày. Các sản phẩm đều đạt nhiệt độ cao nhất vào tuần thứ 3 sau 16 ngày và tuần thứ 7 sau 45 ngày. Đối với sản phẩm 2 và sản phẩm 4, nhiệt độ trong đống ủ cao nhất là 480
C. Sản phẩm 3 có nhiệt độ đống ủ cao nhất là 49 0C. Đối với sản phẩm phân chuồng ủ, nhiệt độ cao nhất là 500C tại tuần thứ 3 sau 16 ngày và sản phẩm 1 nhiệt độ trong đống ủ cao nhất là 480
C tại tuần thứ 7 sau 45 ngày. Kết thúc quá trình ủ, các sản phẩm đều có nhiệt độ trên 350
41 Bảng 3.3. Nhiệt độ của các sản phẩm ủ (đv: o C) Tuần T. 1 T. 2 T. 3 T. 4 T. 5 T. 6 T. 7 T. 8 T. 9 Ngày 1 8 16 25 30 38 45 53 65 SP 1 26 42 46 43 34 41 48 47 38 Ngày 1 8 16 25 30 38 45 53 60 SP2 26 45 48 44 33 42 48 40 36 Ngày 1 8 16 25 30 38 45 53 60 SP3 26 46 49 43 34 42 49 39 35 Ngày 1 8 16 25 30 38 45 53 60 SP4 26 45 48 44 33 38 48 40 36 Ngày 1 8 15 22 30 36 44 56 PC 26 47 50 42 33 42 49 35 Ghi chú: SP1: Ủ thuần nƣớc thải sau bioga với rơm rạ.
SP2: Ủ rơm rạ với các chủng VSV phân giải xenlulo.
SP3: Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung VSV phân giải xenlulo. SP4: Ủ rơm rạ với nƣớc thải sau bioga có bổ sung các phụ gia khác. PC: Phân chuồng
Qua hình 3.1 chúng tôi thấy, nhiệt độ của các sản phẩm ủ có xu hƣớng tƣơng tự nhau. Nhiệt độ các sản phẩm ủ tăng lên đạt đỉnh (lần 1) tại tuần thứ 3 rồi giảm dần xuống tại tuần thứ 5, sau đó tiếp tục tăng dần đạt đỉnh (lần 2) tại tuần thứ 7. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
42
Hình 3.1. Theo dõi nhiệt độ của các sản phẩm ủ
Điều này có thể giải thích là do hoạt động của vi sinh vật phân giải xenlulo. Khi hoạt động phân giải xenlulo của vi sinh vật diễn ra mạnh, đó là thời điểm nhiệt độ tăng cao. Khi nhiệt độ giảm là do hoạt động vi sinh vật yếu đi, nên phải đảo đống ủ để đống ủ đƣợc hoai mục hơn, kết hợp với bổ sung nƣớc đảm bảo độ ẩm ở mức 65%. Khi nhiệt độ tăng lần 2 và rồi giảm dần đến ổn định, khi đó sản phẩm ủ đã hoai mục và đƣợc tiến hành bón cho cây lúa.
- Độ ẩm theo dõi thƣờng xuyên và đƣợc duy trì ở mức 65%.
3.3.2. Kết quả phân tích nước thải sau bioga và rơm rạ
* Kết quả phân tích nƣớc thải sau bioga cho thấy, các thông số phân tích nƣớc thải sau bioga đều cho kết quả thấp hơn QCVN 40– 2011/BTNMT loại B (cho xả vào nguồn tiếp nhận là các nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt), riêng với N, P đều vƣợt mức cho phép. Hàm lƣợng N tổng số trong nƣớc thải sau bioga là 546 mg/l, cao gấp hơn 13 lần so với QCVN 40 – 2011/BTNMT loại B. Đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng ở các thủy vực. Hàm lƣợng kim loại nặng trong nƣớc thải sau bioga thấp dƣới mức cho phép trong QCVN 40– 2011/BTNMT loại B đảm bảo an toàn về mặt kim loại nặng cho cây trồng. Không phát hiện thấy có xạ khuẩn phân giải xenlulo trong nƣớc thải sau bioga.
Nhiệt
độ
(
43
Bảng 3.4. Kết quả phân tích nước thải sau bioga
STT Thông số Kết quả QCVN 40 – 2011/BTNMT loại B 1 Nts (mg/l) 546 40 2 P2O5(mg/l) 476,53 6 3 K2O(mg/l) 27,72 - 4 Cu(mg/l) 0,47 2 5 Zn(mg/l) 0,35 3 6 Pb(mg/l) 0 0,5 7 VKts (CFU/ml) 1,8 x 105 - 8 XK phân giải xenlulo (CFU/ml) 0 - 9 VK phân giải xenlulo (CFU/ml) 4,0 x 103 -
* Kết quả phân tích thành phần rơm rạ cho thấy, hàm lƣợng Kali trong rơm rạ nhiều hơn so với Nitơ là 0,34 % và cao gấp 4 lần hàm lƣợng Photpho. Cụ thể, hàm lƣợng Kali trong rơm rạ là 1,217 %; hàm lƣợng Nitơ và Photpho tƣơng ứng là 0,88 % và 0,244 %. Hàm lƣợng Cacbon trong rơm rạ rất cao, chiếm đến 45,56%. Tuy nhiên lƣợng cacbon này chủ yếu ở dạng xenlulo khó phân giải, cây trồng khó hấp thu. Kết quả đƣợc thể hiện trong bảng 3.5.
44
Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần trong rơm rạ
STT Thành phần Kết quả (%)
1 C 45,56
2 N 0,88
3 P2O5 0,244
4 K2O 1,217
Tỉ lệ C/N của rơm rạ phân tích đƣợc còn ở mức cao là 51. Tỉ lệ C/N là chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất luợng của phân hữu cơ. Nếu tỉ lệ C/N lớn hơn 20:1 thì quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất sẽ diễn ra chậm. Nếu tỷ lệ C/N nhỏ hơn 20:1 vi sinh vật sẽ sử dụng đạm của phế phụ phẩm cây trồng để phân giải phế phụ phẩm cây trồng và quá trình này gọi là quá trình khoáng hóa đạm.
3.3.3. Kết quả phân tích chất lượng sản phẩm ủ
Kết quả phân tích chất lƣợng sản phẩm ủ ở bảng 3.6 cho thấy, sản phẩm 3: ủ nƣớc thải sau bioga với rơm rạ có bổ sung vi sinh vật phân giải xenlulo cho ra sản phẩm ủ có chất lƣợng cao nhất về các thông số: OC, N, Pdt, K20ts và K20dt. Hàm lƣợng OC cao nhất là 31,32 % của sản phẩm 3, tiếp đến là 28,09 % của sản phẩm 4 và thấp