BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        TRẦN THỊ HẢI NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Bà THẢI DONG RIỀNG LÀM PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI HUYỆN ðÀ BẮC - TỈNH HÒA BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : KHOA HỌC ðẤT Mã số : 60.62.15 Người hướng dẫn khoa học: TS. CAO KỲ SƠN HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Cao Kỳ Sơn, Giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu phân bón và dinh dưỡng cây trồng, Viện Thổ nhưỡng- Nông hóa và các bạn ñồng nghiệp. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Người viết cam ñoan Trần Thị Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. ii LỜI CẢM ƠN Lời ñầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Cao Kỳ Sơn, Giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu phân bón và dinh dưỡng cây trồng, Viện Thổ nhưỡng- Nông hóa, người ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Thiếu Hùng, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ- Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Ban lãnh ñạo Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm, Ban lãnh ñạo Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có củ, các cán bộ Bộ môn Vi sinh- Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa cùng các bạn ñồng nghiệp ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới PGS. TS. Nguyễn Xuân Thành, Trưởng khoa Tài nguyên và Môi trường, PGS.TS. Nguyễn Hữu Thành, Trưởng bộ môn Khoa học ñất, các thầy cô Khoa Tài Nguyên và Môi trường và anh, chị, em cán bộ Viện ñào tạo sau ñại học- Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành ñề tài. Lời cuối cùng là lòng biết ơn vô hạn dành cho cha mẹ, cùng tất cả thành viên trong gia ñình luôn ñộng viên, giúp sức cho tôi ñược học tập và nghiên cứu. Tác giả Trần Thị Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii 1. MỞ ðẦU i 1. 1. Tính cấp thiết của ñề tài nghiên cứu 1 1.2. Mục ñích và yêu cầu 2 1.2.1. Mục ñích nghiên cứu 2 1.2.2. Yêu cầu nghiên cứu 2 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3 2.1. Hiện trạng chế biến nông sản và quản lý chất thải hữu cơ 3 2.2. Các nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật phân giải chất thải hữu cơ ñể sản xuất phân bón hữu cơ sinh học 12 3. ðỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 3.1. ðối tượng nghiên cứu 34 3.2. Phạm vi nghiên cứu 34 3.3. Nội dung nghiên cứu 34 3.4. Phương pháp nghiên cứu 34 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 4.1. Khái quát về vùng trồng dong riềng của huyện ðà Bắc 39 4.1.1. Vị trí ñịa lí và ñiều kiện tự nhiên 39 4.1.2. Vị trí của cây dong riềng trong hệ thống cây trồng hàng năm 41 4.1.3. Các ñiều kiện liên quan ñến phát triển sản xuất cây dong riềng 42 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. iv 4.1.4. Vấn ñề phát triển chế biến dong riềng 44 4.2. ðặc ñiểm chung của bã dong riềng 46 4.3. Một số ñặc ñiểm chung của chủng vi sinh vật bổ sung vào mẫu ủ 48 4.4. ðánh giá khả năng phân giải bã dong riềng của tổ hợp các chủng VSV 50 4.5. Kết quả ñánh giá tác ñộng của chế phẩm vi sinh vật ủ tới khả năng phân huỷ bã dong riềng làm phân bón hữu cơ sinh học 52 4.5.1. Biến ñộng của nhiệt ñộ tại các mẫu ủ 52 4.5.2. Biến ñộng của pH tại các mẫu ủ 54 4.5.3. Kết quả ñánh giá tác ñộng của chế phẩm tới thành phần hoá học của bã thải dong riềng 55 4.6. Kết quả ñánh giá vi sinh vật gây bệnh cho người 57 4.7. Kết quả ñánh giá tác ñộng của chế phẩm vi sinh vật ủ tới tính chất cảm quan của mẫu ủ 57 4.8. Kết quả ñánh giá tác ñộng của chế phẩm vi sinh vật ủ tới ñộ chín và ñộc tố của phân ủ ñối với cây trồng 59 4.9. Hiệu quả kinh tế sản xuất phân hữu cơ sinh học từ bã thải dong riềng 61 4.10. Xây dựng qui trình kỹ thuật xử lý bã dong riềng phế thải thành phân hữu cơ sinh học 62 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1. Kết luận 64 5.2. Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. v DANH MỤC VIẾT TẮT CFU Colony -forming unit CMC Carboxymethylcellulose CT Công thức BTDR Bã thải dong riềng VSV Vi sinh vật NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn UBND Ủy ban nhân dân BOD Biochemical oxygen Demand COD Chemical Oxygen Demand Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1: Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu mẫu phân 37 4.1: Diện tích, sản lượng và giá trị các cây trồng hàng năm Huyện ðà Bắc năm 2008 (Nguồn NN&PTNT) 41 4.2: Diễn biến diện tích dong riềng huyện ðà Bắc (Nguồn: NN&PTNT) 43 4.3 : Thành phần hóa học, ñộ ẩm và pH của nguyên liệu 47 4.4 : Mật ñộ các chủng vi sinh vật trong bã dong riềng 47 4.5: ðặc ñiểm chung và hoạt tính sinh học của bộ chủng giống vi sinh vật lựa chọn 49 4.6: Tỷ lệ giảm trọng lượng bã dong riềng trong bình ủ bổ sung vi sinh vật 51 4.7: Kết quả theo dõi biến ñộng nhiệt ñộ trong mẫu ủ 52 4.8: Kết quả theo dõi biến ñộng pH trong mẫu ủ 54 4.9 : Kết qủa ñánh giá tác ñộng của chế phẩm tới tính chất hoá học của cơ chất sau 45 ngày ủ 55 4.10: Kết quả phân tích chất lượng phân bón hữu cơ sinh học 56 4.11: Chỉ tiêu vi sinh vật gây bệnh trong mẫu ủ sau 30 ngày ủ 57 4.12: Kết qủa ñánh giá tác ñộng của chế phẩm tới tính chất cảm quan của cơ chất sau 45 ngày ủ 57 4.13: Kết quả ñánh giá chất lượng ñống ủ bằng phương pháp sinh học 59 4.14: Chi phí ñể ủ 01 tấn nguyên liệu 61 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 4.1 Bản ñồ hành chính huyện ðà Bắc- tỉnh Hòa Bình 40 4.2 Hoạt ñộng chế biến và vận chuyển dong riềng tại ðà Bắc- tỉnh Hòa Bình 46 4.3 Vòng phân giải xenlulo của các chủng VSV ( theo phương pháp CMC-aza) 50 4.4 Thí nghiệm ñánh giá giảm trọng lượng bã dong riềng trong bình ủ bổ sung vi sinh vật 51 4.5 Biến ñộng nhiệt ñộ ñống ủ 53 4.6 Biến ñộng pH ñống ủ 54 4.7 Mẫu phân sau khi xử lí bằng chế phẩm vi sinh vật + dinh dưỡng khoáng. 58 4.8 Mẫu ñối chứng 58 4.9: ðánh giá ảnh hưởng của phân ủ tới khả năng sinh trưởng phát triển của cải 60 4.10 ðánh giá ảnh hưởng của phân ủ tới khả khả năng nảy mầm của ngô 60 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. 1 1. MỞ ðẦU 1. 1. Tính cấp thiết của ñề tài nghiên cứu Ô nhiễm môi trường do phế thải của các làng nghề ñang là một vấn ñề "nóng" ở Việt Nam. Các dạng ô nhiễm phổ biến ở các làng nghề là khí thải, nước thải và chất thải rắn. ðây là 3 dạng ô nhiễm phổ biến ñược sinh ra bởi hoạt ñộng làng nghề, do họ chỉ chú ý ñến sản phẩm mà không có ý thức xử lý các chất thải nguy hại, là nguyên nhân gây ra các bệnh và dịch bệnh cho bản thân người lao ñộng ở chính làng nghề và ảnh hưởng ñến cộng ñồng dân cư sống xung quanh. Tình trạng này ngày càng gia tăng trong những năm gần ñây. Trong số những làng nghề gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường xung quanh, có làng nghề tinh lọc bột sắn (Thành phố Huế), làng nghề sản xuất bột dong riềng, thuộc Liêu Xá (Hưng Yên). Làng chế biến nông sản Dương Liễu - Hoài ðức, Hà Nội thì lại ô nhiễm bởi nước thải từ việc làm miến, nấu mạch nha và thứ mùi chua ung ủng của bột sắn, bột dong riềng. Nước thải từ các làng nghề ñều không ñược xử lý mà thải luôn ra mương hay cống thoát nước quanh làng. Dương Liễu có nghề làm miến và chế biến nông sản từ rất lâu rồi nhưng cho ñến nay, các phương pháp sản xuất vẫn hoàn toàn thủ công, nhỏ lẻ, chủ yếu là hộ gia ñình. Theo ông Nguyễn Danh Bảo, vào mùa làm miến, trung bình mỗi hộ sản xuất ở Dương Liễu làm tới 5-7 tấn/ngày, lượng nước thải và bã thải ra rất lớn, chất ñống tại sân, cổng, ñường làng bốc mùi khó thở. Vì vậy, chất thải ñã khiến làng nghề trong tình trạng báo ñộng ñỏ về ô nhiễm, nhất là nước thải và bã củ dong riềng ñể làm miến không biết xử lý thế nào. Huyện ðà Bắc tỉnh hòa Bình cũng là một ñịa phương trồng dong riềng với diện tích tương ñối, toàn huyện trồng khoảng 448,4 ha (nguồn NN & PTNT năm 2009) và có xu hướng tăng. Vì cây dong riềng là một loại cây dễ trồng, không mất công chăm sóc lại cho giá trị kinh tế cao nên những năm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………. 2 gần ñây việc trồng và chế biến củ dong ngày càng phát triển. Việc chế biến dong riềng cần dùng nhiều nước; bã và nước xả ra càng nhiều ñã làm ách tắc dòng chảy và gây nên sự ô nhiễm môi trường trầm trọng ở huyện và các vùng lân cận. Hàng năm mùa thu hoạch dong riềng ñến ñồng thời cũng là lúc người dân ở huyện và các vùng lân cận phải sống chung với ô nhiễm môi trường nặng. Nguồn nước ở mương máng, hồ ao do nước thải và bã dong riềng xả ra không tiêu thoát ñược, ứ ñọng lại, phân huỷ gây nên mùi hôi thối kéo dài hàng tháng. Với mong muốn giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở các làng nghề chế biến nông sản, tận dụng nguồn bã thải dong riềng xử lý thành phân bón hữu cơ sinh học, ñề tài: "Nghiên cứu xử lý bã thải dong riềng làm phân hữu cơ sinh học tại huyện ðà Bắc- tỉnh Hòa Bình" ñược tiến hành là rất cấp thiết. 1.2. Mục ñích và yêu cầu 1.2.1. Mục ñích nghiên cứu Xử lý bã thải làng nghề chế biến dong riềng tại huyện ðà Bắc- tỉnh Hòa Bình làm phân hữu cơ sinh học. 1.2.2. Yêu cầu nghiên cứu Xây dựng ñược quy trình xử lý bã thải dong riềng thành phân hữu cơ sinh học giải quyêt vấn ñề ô nhiễm môi trường ñất tại các làng nghề huyện ðà Bắc tỉnh Hòa Bình. [...]... l C/N cũng có th nh hơn trong trư ng h p b sung thêm ch t th i h u cơ t nư c th i ñô th (b sung nitơ h u cơ t bùn c n) Trong quá trình ñi u ch nh t l C/N là bi n pháp có hi u qu làm phân bón chóng hoai, nâng cao h s hoá mùn 2.2.3 Nghiên c u ng d ng vi sinh v t phân gi i ch t h u cơ ñ s n xu t phân bón h u cơ sinh h c Phân bón h u cơ sinh h c ñư c Noble Hiltner s n xu t ñ u tiên t i ð c vào năm 1896... ………………………… 15 2.2.2 Công ngh x lý ph th i h u cơ b ng phương pháp 2.2.2.1 T ng quan v phân và phân h u cơ sinh h c Phân là s n ph m cu i cùng c a quá trình phân gi i ch t th i h u cơ như: Rơm, r , tr u mùn cưa, m u g v n, ph th i th c ăn nh vi sinh v t Bón phân cho cây là cách ti t ki m nh t ñ tr l i cho ñ t ch t h u cơ và các ch t dinh dư ng mà cây tr ng ñã l y ñi ñ sinh trư ng và phát tri n như ñ... Humic (ñ i v i phân ch bi n t than bùn) ≥ 2,5 % Cũng theo Thông tư này hàm lư ng dinh dư ng ñư c ch p nh n và ñ nh lư ng b t bu c ñ i v i các y u t trong phân bón có ch a h u cơ ñư c quy ñ nh: hàm lư ng h u cơ ≥ 80 % và hàm lư ng m t y u t ña lư ng Nts ho c P2O5hh ho c K2O hh ñ i v i phân bón h u cơ khoáng ≥ 90 % so v i ch s ñăng ký Phân bón h u cơ; h u cơ khoáng; h u cơ vi sinh; h u cơ sinh h c s n... h p v i lo i vi sinh v t ñó, kìm hãm sinh trư ng c a chúng n u ñi u ki n bên ngoài không phù h p, nhi u khi ñình ch hoàn toàn s phát tri n c a vi sinh v t Làm v n ph th i: Nghi n, làm v n có tác d ng làm kích thư c c a h t gi m ñi, do ñó làm tăng di n tích ti p xúc v i vi sinh v t và không khí t o ñi u ki n cho vi sinh v t xâm nh p và phân hu d dàng ðây là quá trình x lý sơ b xenlulo làm Trư ng ð i... VSV có ích s là m t ngu n nguyên li u có giá tr ph c v cho s n xu t nông nghi p như phân bón h u cơ vi sinh 2.2 Các nghiên c u ng d ng vi sinh v t phân gi i ch t th i h u cơ ñ s n xu t phân bón h u cơ sinh h c 2.2.1 Vai trò c a VSV làm tác nhân chuy n hóa ch t th i h u cơ Trong c u trúc c a th c v t có 3 thành ph n cơ b n xenlulo, hemi xenlulo, và lignin Các thành ph n này thư ng có t l không gi ng... u t n và v i 34,8 kg nitơ, 21,8 kg P2O5 và 26,1 kg K2O/ha/năm Phân chu ng, phân rác là m t lo i phân h u cơ sinh h c ñư c ch bi n b ng cách t n d ng vi sinh v t vón có trong nguyên li u V i phương pháp truy n th ng ñ t o ñư c phân h u cơ ñ m b o ñ hoai chín c n thi t th i gian 4-6 tháng t ng d ng công ngh vi sinh v t ch bi n phân h u cơ sinh h c không ch rút ng n th i gian mà còn nâng cao giá tr dinh... trình nghiên c u trong và ngoài nư c Các s n ph m vi sinh như phân bón vi sinh v t trong vi c làm tăng kh năng sinh trư ng phát tri n cây tr ng, ti t ki m phân bón hóa h c cũng như tăng năng su t ch t lư ng nông s n ñã ñư c kh ng ñ nh trong nhi u công trình nghiên c u c a nhi u nư c trên th gi i Trên th gi i vi c phát tri n ch ph m vi sinh v t d ng bón g c ph i h p v i ch ph m phân bón h u cơ vi sinh. .. ñ t.[3] Phân h u cơ sinh h c là lo i s n ph m phân bón ñư c t o thành thông qua quá trình lên men vi sinh v t các h p ch t h u cơ có ngu n g c khác nhau (ph th i nông nghi p, lâm nghi p, ph th i ch bi n nông s n, rác th i sinh ho t…), trong ñó các h p ch t h u cơ ph c t p dư i tác ñ ng c a vi sinh v t ho c các ho t ch t sinh h c ñư c chuy n hóa thành mùn Theo Nguy n Văn B (1994) ti m năng phân rác... tr ng s làm tăng ch t lư ng cho ñ t và có l i cho cây tr ng Cây tr ng không s d ng nitơ d ng h u cơ mà ch s d ng nitơ d ng vô cơ 2.2.2.3 Các phương pháp làm phân Quá trình các ch t th i h u cơ là m t quá trình sinh h c phân hu ch t th i h u cơ và n ñ nh các thành ph n cu i cùng c a chúng dư i tác d ng c a các lo i vi sinh v t ưa nhi t Có 2 ki u : hi u khí và a) y m khí hi u khí: Là quá trình phân gi... ng phân Th c ra phân là lo i phân bón ñư c dùng ñ làm tăng lư ng mùn trong ñ t và ñ màu m cho ñ t, làm tăng hi u qu s d ng ñ t ði u ki n th c hi n ñ ng : Ch y u d a vào tác d ng phân gi i h p ch t h u cơ c a vi sinh v t Tuỳ theo phương pháp khác nhau mà s d ng các lo i vi sinh v t khác nhau v i s lư ng khác nhau Trong quá trình phân, ñi u ki n bên ngoài có nh hư ng r t l n ñ n ho t ñ ng c a vi sinh . ñích nghiên cứu Xử lý bã thải làng nghề chế biến dong riềng tại huyện ðà Bắc- tỉnh Hòa Bình làm phân hữu cơ sinh học. 1.2.2. Yêu cầu nghiên cứu Xây dựng ñược quy trình xử lý bã thải dong riềng. dong riềng xử lý thành phân bón hữu cơ sinh học, ñề tài: " ;Nghiên cứu xử lý bã thải dong riềng làm phân hữu cơ sinh học tại huyện ðà Bắc- tỉnh Hòa Bình& quot; ñược tiến hành là rất cấp thiết TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        TRẦN THỊ HẢI NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Bà THẢI DONG RIỀNG LÀM PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC TẠI HUYỆN ðÀ BẮC - TỈNH HÒA BÌNH LUẬN