Theo báo cáo thường niên của The Environmental Performance Index (EPI: chỉ số thành tích môi trường) của Đại học Yale (Mỹ) năm 2012 cho thấy, Việt Nam đang xếp thứ 79 trên tổng số 132 quốc gia được khảo sát về nồng độ ô nhiễm (EPI=50,6 điểm). Xét riêng về không khí thì Việt Nam là một trong 10 nước có môi trường không khí ô nhiễm nhất trên thế giới. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này là phương pháp xử lý phế phụ phẩm sau thu hoạch bằng cách đốt bỏ. Theo một số kết quả nghiên cứu khác cho thấy, ở  đồng bằng Sông Hồng Việt Nam, lượng khí thải CO2 phát thải ra môi trường do đốt rơm rạ ngoài đồng từ 1,2 – 4,7 tấn/năm, nếu tỷ lệ rơm rạ đốt dao động trong khoảng từ 20 – 80%. Lượng phát thải các loại khí khác như CH4 là 1- 3,9 ngàn tấn/năm, lượng khí CO là 28,3 -113,2 ngàn tấn/ năm.

         Phụ phẩm cây mía, cây ngô từ lâu đã được xem là một trong những nguồn nguyên liệu có giá trị. Theo Van Dillewijn (1952), hàm lượng dinh dưỡng trong thân lá mía tương đối cao khoảng 62% N, 50% P2O5 và khoảng 55% K2O trong tổng số của các bộ phận thu hoạch. Theo Lê Thị Nhung (2014), kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Brazil cho thấy, sử dụng phế phụ phẩm từ các loại thân lá cây ngô bằng vi sinh vật (VSV) để sản xuất phân bón đã làm tăng đáng kể hàm lượng cacbon trong tầng đất mặt 24%, đạm tổng số tăng 15% và hàm lượng kali dễ tiêu cũng tăng 5% so với độc canh ngô 2 vụ.

         Hiện nay ở Hòa Bình cây ngô và cây mía đang dần trở thành những loại nông sản hàng hóa. Diện tích trồng ngô toàn tỉnh chiếm khoảng 40 nghìn ha, diện tích trồng mía khoảng 9 nghìn ha và do vậy hàng năm có một lượng lớn phế phẩm dư thừa từ cây ngô và cây mía tạo ra bị đốt bỏ, ảnh hưởng đến môi trường và lãng phí một nguồn nguyên liệu có giá trị. Do vậy, việc nghiên cứu chủ động sản xuất chế phẩm VSV trong xử lý phụ phẩm nông nghiệp ngay trên địa bàn tỉnh là quan trọng, nhằm mang lại hiệu quả ứng dụng cao, giảm giá thành sản phẩm. Tuy nhiên, trước khi kết quả nghiên cứu được ứng dụng đại trà trong sản xuất thực tiễn, cần có mô hình đánh giá hiệu quả ứng dụng, nhằm kiểm chứng kết quả nghiên cứu, đồng thời tuyên truyền, quảng bá trực tiếp tới người dân.

2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu nghiên cứu

   - Chế phẩm vi sinh vật phân giải xenluose, xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp được sản xuất từ 3 chủng VSV (Streptomyces misionensis, Bacillus polyfermenticus,Bacillus subtilis), tuyển chọn từ Quỹ gen Vi sinh vật, thuộc Viện Thổ nhưỡng Nông hóa.

- Nguồn phế phụ phẩm sử dụng: 5 tấn nguyên liệu (thân lá ngô, thân lá mía).

- Địa điểm: Xã Nam Phong, huyện Cao Phong.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

- Dùng 2 kg chế phẩm VSV để xử lý cho 1 tấn nguyên liệu, bổ sung 1 kg urê; 1 kg Kali clorua; 3 kg Super lân, 5-6 kg rỉ đường và 5 kg vôi bột. Tiến hành đảo, trộn đều nguyên liệu 2 lần, lần 1 sau ủ 10 ngày, lần 2 sau ủ 20 ngày. Theo dõi biến thiên nhiệt độ trong đống ủ, đánh giá cảm quan qua màu sắc, độ tơi xốp của nguyên liệu.

- Đánh giá độ hoai mục của nguyên liệu được thực hiện theo phương pháp Plant test (Subrao - Indian, 1980): Mẫu nguyên liệu ủ đem trộn với đất, thí nghiệm tỷ lệ trộn như sau: CT1 (100% đất trồng); CT2 (90% đất + 10% phân ủ); CT3 (80% đất + 20% phân ủ); CT4: (70% đất + 30% phân ủ). Mỗi công thức gieo 50 hạt cải, tiến hành theo dõi sinh trưởng và phát triển của cây cải.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Hiệu quả xử lý thông qua sự biến động nhiệt độ đống ủ

        Tiến hành theo dõi nhiệt độ đống ủ của mô hình có bổ sung chế phẩm VSV (MH), theo dõi nhiệt độ của đống nguyên liệu ủ không bổ sung chế phẩm VSV (ĐC), đồng thời theo dõi nhiệt độ môi trường (MT) trong suốt quá trình ủ. Kết quả được thể hiện ở hình 3.1.

 

Hình 3.1. Sự biến động nhiệt độ đống ủ trong mô hình xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp bằng chế phẩm vi sinh vật tại xã Nam Phong, huyện Cao Phong

Kết quả ở đồ thị 3.1 cho thấy, nhiệt độ ở đống ủ của MH tăng mạnh, sau 7 ngày ủ, nhiệt độ tăng từ 35,6oC đến 58,2oC. Trong khi đó, ở đống ủ ĐC và MT, nhiệt độ chỉ dao động từ 32-380C. Nhiệt độ tăng nhanh chứng tỏ quá trình hoạt động và hô hấp của các chủng VSV diễn ra mạnh, làm tăng quá trình phân giải các hợp chất xenlulose. Sau 25 ngày ủ, nhiệt độ ở MH có xu hướng giảm rõ rệt và tiến tới cân bằng với nhiệt độ môi trường. Điều này cho thấy, quá trình phân giải xenlulose của các chủng VSV trong đống ủ có bổ sung chế phẩm VSV đã bắt đầu dừng lại.

3.2. Hiệu quả xử lý thông qua đánh giá bằng cảm quan

    Sau 25 ngày ủ, phế phụ phẩm nông nghiệp ban đầu rất tơi xốp, có màu nâu đen, kích thước đống ủ giảm 35 - 40% về thể tích, nhiệt độ đống ủ xấp xỉ nhiệt độ môi trường, đống ủ không có mùi hôi thối. Không thấy xuất hiện ruồi, muỗi và nhất là bọ mạt gây ngứa. Không nhận thấy nước rỉ ra từ đống ủ.

3.3. Hiệu quả xử lý thông qua đánh giá bằng phân tích, kiểm nghiệm

Song song với việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu sau ủ bằng phương pháp cảm quan, chúng tôi tiến hành lấy mẫu phân tích các thành phần hóa học. Kết quả phân tích được tổng hợp tại bảng 3.1.

Bảng 3.1. Thành phần hóa học trước và sau xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Nam Phong, huyện Cao Phong

Kết quả phân tích tại bảng 3.1 cho thấy, hàm lượng OC ≥ 15% (phân tích theo tiêu chuẩn TCVN 9294:2012), hầu hết các thành phần hóa học (N, K2O tổng số; P2O5, K2O dễ tiêu) đều tăng so với trước khi xử lý. Đặc biệt, tỷ lệ C/N giảm từ 41,32 xuống và ổn định ở khoảng 13,79 sau 25 ngày ủ. Điều này cho thấy, nguyên liệu ủ đã đạt đến độ hoai mục hoàn toàn.

Tiếp tục đánh giá độ chín của nguyên liệu bằng phương pháp Plant test (Subrao - Indian, 1980): Đánh giá độ chín của nguyên liệu ủ bằng khả năng nảy mầm, sinh trưởng và phát triển của cải ngọt trên cơ chất là phế thải nông nghiệp đã được xử lý bằng chế phẩm vi sinh vật. Mẫu nguyên liệu được lấy từ đống ủ, trộn với đất. Thí nghiệm gồm 4 công thức: CT1 (100% đất trồng); CT2 (10% đất + 90% phân ủ); CT3 (50% đất + 50% phân ủ); CT4: (70% đất + 30% phân ủ). Mỗi công thức gieo 50 hạt cải. Tiến hành xác định số hạt nảy mầm/tổng số hạt đã gieo, đồng thời theo dõi sự phát triển của cải ở các công thức thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm được tổng hợp ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nguyên liệu sau ủ lên khả năng nảy mầm, sinh trưởng phát triển của cây cải ngọt

               Hình 3.3. Ảnh hưởng của nguyên liệu sau ủ đến sinh trưởng, phát triển của cây cải ngọt

Kết quả đánh giá cho thấy, hạt cải tại các công thức thí nghiệm đều nảy mầm tốt với tỷ lệ đạt 100%. Tuy nhiên, khả năng sinh trưởng và phát triển của cải ở mỗi công thức là khác nhau. Sau trồng 30 ngày, khối lượng cải ở CT1 chỉ đạt 700,12 g/50 cây, thấp hơn so với các công thức thí nghiệm khác. Đặc biệt, ở các công thức bón (50% đất + 50% phân ủ) và công thức bón (70% đất + 30% phân ủ) thì khối lượng trung bình của 50 cây cải theo dõi cao rõ rệt so với CT1(ĐC) từ 48,03-54,04 g/50 cây. Điều này cho thấy, nguyên liệu sau ủ đã hoai mục hoàn toàn và có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ vi sinh.

4. KẾT LUẬN

4.1. Kết luận

- Sau 25 ngày ủ phế phụ phẩm nông nghiệp bằng chế phẩm VSV, nguyên liệu đã hoai mục hoàn toàn, nhiệt độ đống ủ cao nhất đạt >58oC, nguyên liệu chuyển từ màu vàng sáng sang màu nâu đen, kích thức đống ủ giảm 35 - 40%, không còn mùi hôi thối, hàm lượng các chất Nts, P2O5dt, K2O dt tăng, tỷ lệ C/N ổn định, đạt 13,79.

- Đã xây dựng 01 mô hình xử lý phế thải nông nghiệp thành nguyên liệu sản xuất phân HCVS tại xã Nam Phong, huyện Cao Phong. Qui mô: 5 tấn/mô hình.

4.2. Đề nghị

Tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện qui trình sản xuất phân HCVS từ nguồn nguyên liệu hữu cơ đã được xử lý, nhằm đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng hàng hóa theo thông tư 41/2014/TT-BNNPTNT, ngày 13 tháng  11 năm 2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Mậu Dũng (2012). ” Ước tính lượng khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở đồng bằng Sông Hồng”. Tạp chí Khoa học và Phát triển 2012: Tập 10, số 1: 190 – 198

2. Lê Thị Nhung (2014). “ Xây dựng chương trình và mô đun đào tạo về xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp”. Dự án hỗ trợ nông nghiệp các bon thấp.

3. Phạm Văn Toản (2002). “Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm VSV chuyển hóa nguyên liệu, phế thải giàu hợp chất các bon (compost marker)làm phân hữu cơ sinh học”. Báo cáo hội nghị khoa học chuyên ngành đất, phân bón và hệ thống nông nghiệp,  Bộ NN&PTNT, Nha Trang 8/2004.

4. Kayhanian M., Tchobanoglous G., 1992. Computation of C/N ratio for various organic fractions. BioCycle, 33: 58–60.

5. Van Dillewijn C (1952), Botany of sugarcane, Waltham, Mass, USA. The chronica Co.Book Department, page 196-269.

6.http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/moi-truong/khong-khi-o-viet-nam-ban-thu-10-the-gioi-2217381.html

                                                                      Trần Thị Huế, Lã Tuấn Anh - Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

• Trang trước
• Trang sau