1 Báo cáo khoa học Thử nghiệm một số phơng pháp chế biến phân lợn thành phân hữu cơ vi sinh tại Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phơng Trịnh Quang Tuyên (1) , Nguyễn Quế Côi (1) , Nguyễn Duy Phơng (2) , Đỗ Thị Mai Phơng (1) , Nguyễn Tiến Thông (1) , Đàm Tuấn Tú (1) Tác giả liên hệ: Trịnh Quang Tuyên, Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phơng; Email: quangtuyenvcn@yahoo.com.vn; điện thoại: 0989750711 (1) Viện Chăn nuôi; (2) Viện Thổ nhỡng Nông hoá Abstract Increasing pig production has let to an increase of environmental polution due to pig manure, slurry and odour from pig farms. Among manure treatment methods, selection of an effective method is still questionable for most of pig producers. In this research, we applied 3 methods: using EM liquid, EM Bokashi and Compostmaker to treat pig manure in order to find the best treatment options for pig farms. Temperature of manure pits that are treated by EM liquid, EM Bokashi and Compost maker increase rapidly since the second day. Then it decreases gradualy at the fifth day of treatment. This result also observes at the second treatment period after mixing. Treated manure has no odour, no eggs or occytes of parasites and the N, P, K contents are still maintained. Using EM liquid is a simple and suitable method for pig farms. Đặt vấn đề Mùi hôi thoát ra từ các trang trại chăn nuôi, nơi chứa phân, quá trình bón phân lợn cho cây trồng luôn là vấn đề cho cộng đồng dân c và ngời trực tiếp lao động. Ngành chăn nuôi ngày càng phát triển đã đặt ra một yêu cầu thiết yếu là làm sao tìm ra đợc một giải pháp thích hợp để giảm thiểu mùi hôi từ phân lợn, giảm ô nhiễm môi trờng. Một số tác giả trong và ngoài nớc nghiên cứu về xử lý phân nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trờng trong chăn nuôi lợn tập trung. Chantsavang và cs ( 1992) nghiên cứu xử lý chất thải của lợn bằng phơng pháp sử dụng các vi sinh vật có ích (EM). Các kết quả đã cho thấy EM rất thích hợp cho việc xử lý chất thải từ quá trình chăn nuôi lợn, khi vệ sinh lợn và chuồng nuôi hàng ngày với EM pha loãng có thể kiểm soát hiệu quả các mùi hôi thoát ra từ chất thải của lợn. 2 Paul Lessard (1997) sử dụng lọc sinh học BIOSOR để xử lý phân lợn, kết quả đã làm giảm lợng chất gây ô nhiễm trong phân lợn tới 90% và loại bỏ gần 95% lợng mùi hôi thoát ra từ chuồng nuôi, kho chứa, từ quá trình vận chuyển và rải phân. Võ Thị Hạnh (2004) nghiên cứu xử lý phân lợn bằng cách sử dụng Bio-F, sau 3 ngày phân lợn ủ với chế phẩm Bio-F, 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 60-70 0 C, 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 đợc là phân bón hữu cơ vi sinh. Mặc dù ở nớc ta đã có những nghiên cứu về các biện pháp xử lý phân lợn song vẫn cha đáp ứng đợc với yêu cầu thực tế đòi hỏi hiện nay, ô nhiễm môi trờng do phân lợn còn đang phổ biến tại các trại chăn nuôi lợn tập trung, vì vậy cần phải nghiên cứu các phơng pháp xử lý phân lợn phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trờng. Mục tiêu của đề tài: - Xác định đợc phơng pháp xử lý phân lợn thành phân hữu cơ vi sinh giảm thiểu ô nhiễm môi trờng. - Tạo đợc sản phẩm phân bón hữu cơ vi sinh an toàn cho cây trồng. nguyên liệu, Nội dung, phơng pháp 1. Địa điểm: Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phơng. 2. Thời gian: Tháng 8 năm 2007 đến tháng 8 năm 2008. 3. Nguyên liệu: Phân lợn, chế phẩm EM thứ cấp, EM Bokashi, Compos maker. 4. Nội dung: 4.1. Xác định phơng pháp chế biến phân lợn bằng EM thứ cấp. 4.2. Xác định phơng pháp chế biến phân lợn bằng EM Bokashi. 4.3. Xác định phơng pháp chế biến phân lợn bằng Compos maker. 5. Phơng pháp: 5.1. Phơng pháp tiến hành: Thí nghiệm đợc bố trí 3 lô. Lô thí nghiệm 1: Phân lợn đợc xử lý bằng chế phẩm EM Bokashi, lô thí nghiệm 2: Phân lợn đợc xử lý bằng chế phẩm EM thứ cấp và lô thí nghiệm 3: Phân lợn đợc xử lý bằng chế phẩm Compost maker. LôTN 1: Rải phân thành lớp dày 20-30 cm, rộng 1,5 mét, chiều dài 4 mét. Dùng chế phẩm EM Bokashi rắc đều trên bề mặt lớp phân với lợng EM Bokashi là 5% so với lợng phân. Tiếp tục làm nhiều lớp đến khi đống phân cao từ 0,5 đến 1 mét. Dùng bạt dứa che phủ trên bề mặt. Sau 7 ngày tiến hành đảo đống ủ và rắc EM Bokashi lần 2 liều lợng nh 3 lần 1, để tiếp tục 7 ngày sau đó tiến hành thu sản phẩm. Sản phẩm là phân hữu cơ vi sinh đợc phơi khô hoặc để tiếp cho đến khi khô thì đóng bao. Tiến hành làm lặp lại 5 lần. Lô TN 2: Rải phân thành lớp dày 20-30 cm, rộng 1,5 mét, chiều dài 4 mét. Dùng chế phẩm EM thứ cấp pha loãng theo tỷ lệ 1/100 phun ớt đều đống phân (từ 20-25 lít dung dịch đã pha loãng/1m 3 ). Tiếp tục làm nhiều lớp đến khi đống phân cao từ 0,5 đến 1 mét. Dùng bạt dứa che phủ trên bề mặt. Sau 7 ngày tiến hành đảo đống ủ và phun EM thứ cấp lần 2 liều lợng nh lần 1, để tiếp tục 7 ngày sau đó tiến hành thu sản phẩm. Sản phẩm là phân hữu cơ vi sinh đợc phơi khô hoặc để tiếp cho đến khi khô thì đóng bao. Tiến hành làm lặp lại 5 lần. LôTN 3: Phân lợn đợc trộn đều với than bùn theo tỷ lệ phân lợn và than bùn là 1:1, tiến hành rải hỗn hợp phân thành lớp dày 20-30 cm, rộng 1,5 mét, chiều dài 4 mét. Dùng chế phẩm Compost maker pha loãng theo tỷ lệ 1/100 phun ớt đều đống phân (từ 20-25 lít dung dịch đã pha loãng/1m 3 ). Tiếp tục làm nhiều lớp đến khi đống phân cao từ 0,5 đến 1 mét. Dùng bạt dứa che phủ trên bề mặt. Sau 7 ngày tiến hành đảo đống ủ và phun Compost maker lần 2 liều lợng nh lần 1, để tiếp tục 7 ngày sau đó tiến hành thu sản phẩm. Sản phẩm là phân hữu cơ vi sinh đợc phơi khô hoặc để tiếp cho đến khi khô thì đóng bao. Tiến hành làm lặp lại 5 lần. 5.2. Các chỉ tiêu theo dõi: - Nhiệt độ lô ủ phân: Dùng nhiệt kế chuyên dụng đợc cắm liên tục từ ngày ủ đến khi kết thúc tại vị trí giữa lô ủ, lấy số liệu vào 8 giờ sáng hàng ngày. - Xác định nồng độ khí độc: Xác định 10 lợt lấy mẫu trên bề mặt các lô ủ phân 1 cm, với NH 3 ; H 2 S bằng phơng pháp quang phổ màu theo 10TCN-676-2006 và 10TCN-677- 2006, khí CO 2 bằng phơng pháp chuẩn độ. - Xác định tỷ lệ các chất dinh dỡng có lợi cho cây trồng: Phân tích mỗi loại 20 mẫu, phân tích đạm (N) theo phơng pháp Kjendhal; lân (P) theo phơng pháp so màu phức chất của photphat và vanado molypdat trên máy Spectrophotometer; kali (K) xác định trên máy quang phổ kế. - Xác định tỷ lệ nhiễm ký sinh trùng: Mỗi lô lấy 5 mẫu phân lợn xác định số lợng trứng, noãn nang trên 1g phân bằng phơng pháp Mcmaster. 5.3. Xử l ý số liệu: Số liệu đợc xử lý bằng phần mềm Minitab version 14. Kết quả và thảo luận 3.1. Xác định nhiệt độ của các lô chế biến phân 4 Xác định nhiệt độ của các lô chế biến phân bằng các chế phẩm EM thứ cấp, EM Bokashi, Compost maker, kết quả cho thể hiện tại bảng 1 Bảng 1: Kết quả xác định nhiệt độ của các lô chế biến phân STT Ngày ủ LôTN 1 (EM thứ cấp) (n=5) X SE LôTN 2 (EM Bokashi) (n=5) X SE Lô TN 3 (Compost maker) (n=5) X SE 1 Ngày ủ 1 45,8 0,74 45,2 1,07 43,4 0,93 2 Ngày ủ 2 56,4 0,68 61,4 2,64 49,0 0,71 3 Ngày ủ 3 62,2 0,86 66,8 1,46 52,0 1,3 4 Ngày ủ 4 63,6 1,17 70,0 1,3 53,8 0,37 5 Ngày ủ 5 58,4 0,68 68,6 1,75 49,6 0,87 6 Ngày ủ 6 55,2 0,8 62,8 2,18 47,2 1,28 7 Ngày ủ 7 51,6 0,81 58,8 2,29 44,8 1,24 8 Ngày đảo lại 9 Ngày ủ 1 48,0 0,55 51,4 1,17 42,6 0,81 10 Ngày ủ 2 51,8 1,24 59,6 1,83 48,6 0,51 11 Ngày ủ 3 55,6 1,96 63,6 0,98 49,8 0,97 12 Ngày ủ 4 54,8 3,06 61,4 1,72 47,6 0,93 13 Ngày ủ 5 53,0 1,22 56,6 1,69 46,0 1,14 14 Ngày ủ 6 49,4 1,03 52,8 2,03 43,8 0,37 15 Ngày ủ 7 45,8 0,97 49,4 1,63 42,8 0,49 Kết quả tại bảng 1 cho thấy: Nhiệt độ lô ủ phân tăng mạnh sau ngày ủ thứ nhất cho đến ngày ủ thứ 4 và giảm dần đến ngày thứ 7, nhiệt độ cao nhất đo đợc ở lô sử dụng chế phẩm EM Bokashi (70,0 0 C), thấp nhất ở lô sử dụng chế phẩm Compost maker (53,8 0 C). Khi tiến hành đảo lại lần 2 diễn biến nhiệt độ cũng tăng lên sau ngày đảo lại và giảm dần vào ngày thứ 5. Khi so sánh với phơng pháp sử dụng chế phẩm Bio-F của Võ Thị Hạnh thì nhiệt độ của phơng pháp sử dụng các chế phẩm của chúng tôi đều thấp hơn. 3.2. Xác định hàm lợng một số khí độc của phân trớc khi chế biến và khi kết thúc Để xác định mức độ giảm thiểu một số khí độc, tiến hành đo trực tiếp tại nơi xử lý phân trớc khi chế biến và phân hữu cơ vi sinh thành phẩm. Kết quả đợc thể hiện tại bảng 2 5 Bảng 2: Kết quả xác định hàm lợng một số khí độc trớc và sau khi chế biến phân Lô TN 1 (EM thứ cấp) (n=10) X SE Lô TN 2 (EM Bokashi) (n=10) X SE Lô TN 3 (Compostmaker) (n=10) X SE T T Khí độc Trớc khi chế biến Thành phẩm Trớc khi chế biến Thành phẩm Trớc khi chế biến Thành phẩm 1 NH 3 (mg/m 3 ) 2,76a 0,25 0,67b0,12 2,75a0,43 0,69b0,08 2,74a0,34 0,70b0,06 2 H 2 S (mg/m 3 ) 0,18a0,02 0,07b0,01 0,23a0,04 0,07b0,01 0,25a0,03 0,07b0,01 3 CO 2 (%) 0,087a0,005 0,039b0,003 0,085a0,007 0,038b0,002 0,094a0,004 0,040b0,002 Các giá trị có cùng chữ trong hàng ngang là không sai khác (p>0,05) Ghi chú: Mức cho phép khí độc tại chuồng nuôi với NH 3 : 0,2 mg/m 3 (TCVN 5938/95), H 2 S: 0,08 mg/m 3 (TCVN 5937/95), CO 2 : 1,0 % (505 Bộ y tế QĐ). Kết quả tại bảng 2 cho thấy hàm lợng khí NH 3 , H 2 S, CO 2 đều giảm đáng kể ở tất cả các lô thí nghiệm (p<0,05). NH 3 giảm nhiều nhất (giảm 3,9 đến 4,1 lần), H 2 S giảm từ 2,6 đến 3,5 lần, CO 2 giảm từ 2,2 đến 2,3 lần. Cha có tiêu chuẩn về khí độc cho nơi chế biến phân, nhng khi so với mức khí độc tại chuồng nuôi theo TCVN thì các khí độc tại nơi chế biến phân có hàm lợng NH 3 còn cao hơn mức cho phép, hàm lợng khí H 2 S và CO 2 đều thấp hơn nhiều so với mức cho phép. Mặc dù phân hữu cơ vi sinh vẫn còn một số khí độc nhng ở mức rất thấp, ở mức này thì con ngời không cảm nhận đợc mùi hôi, nếu đem bón phân cho cây trồng thì không còn ảnh hởng của mùi hôi ch o con ngời. 3.3. Xác định trứng, noãn nang của ký sinh trùng ở phân lợn trớc khi xử lý và phân thành phẩm Kết quả xác định trứng, noãn nang ký sinh trùng phân lợn trớc khi xử lý và phân thành phẩm đợc thể hiện tại bảng 3 Bảng 3 cho thấy: Phân lợn cha chế biến luôn nhiễm trứng, noãn nang ký sinh trùng, tất cả các mẫu đều đếm đợc các noãn nang của cầu trùng, nhiều nhất ở mẫu số 2 (650 noãn nang), thấp nhất ở mẫu số 3 và 4 (cùng đếm đợc 100 noãn nang). Toàn bộ mẫu lấy từ phân hữu cơ vi sinh xử lý bằng bằng EM thứ cấp, EM Bokashi và Compostmaker đều không còn noãn nang của cầu trùng. Trứng giun Strongyloides tìm đợc ở 3/5 mẫu phân lợn cha chế biến với cờng độ nhiễm cao nhất ở mẫu số 5 (250 trứng) mẫu số 3 và 4 không phát hiện đợc trứng giun sán. Số mẫu lấy từ phân hữu cơ vi sinh xử lý bằng bằng EM thứ cấp, EM Bokashi và Compostmaker đều không còn trứng giun. Nh vậy sử dụng phân hữu cơ vi sinh sẽ không còn bị ảnh hởng của các mầm bệnh của ký sinh trùng. 6 Bảng 3: Kết quả xác định trứng, noãn nang ký sinh trùng Mẫu Lô ĐC (số trứng hoặc noãn nang/1g phân) (n=5) Lô TN 1 (EM thứ cấp) (n=5) X SE Lô TN 2 (EM Bokashi) (n=5) X SE Lô TN 3 (Compostmaker) (n=5) X SE 1 Ct: 350 noãn nang St: 50 trứng Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính 2 Ct: 650 noãn nang St: 150 trứng Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính 3 Ct: 100 noãn nang St: Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính 4 Ct: 100 noãn nang St: Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính 5 Ct: 200 noãn nang St: 250 trứng Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Âm tính Ghi chú: Ct: Cầu trùng; St: Strongyloides 3.4. Xác định hàm lợng dinh dỡng có lợi cho cây trồng trớc và sau khi chế biến phân Để xác định các tỷ lệ các chất dinh dỡng có lợi cho cây trồng trong phân lợn cha xử lý và đã xử lý bằng 3 phơng pháp, kết quả thể hiện ở bảng 4. Bảng 4: Kết quả xác định tỷ lệ các chất dinh dỡng có lợi cho cây trồng % khô kiệt Kí hiệu mẫu Đạm (%) Lân (%) Kali (%) Phân lợn cha chế biến (Lô C) (n=20) 2,112a 6,503a 1,037a Phân chế biến bằng EM thứ cấp (Lô TN 1) (n=20) 1,507b 5,614b 0,905a Phân chế biến bằng EM Bokashi (Lô TN2) (n=20) 1,612b 5,650b 0,986a Phân chế biến bằng Compostmaker (Lô TN3) (n=20) 1,074c 2,306c 0,657b Các giá trị có cùng chữ trong hàng dọc là không sai khác (p>0,05) 7 Bảng 4 cho thấy thành phần dinh dỡng có lợi cho cây trồng của phân hữu cơ vi sinh nh đạm, lân, kali ở các lô thí nghiệm đều thấp hơn phân lợn tơi. Đạm có tỷ lệ thất thoát nhiều nhất sau khi xử lý, phần trăm đạm ở các lô thí nghiệm đều thấp hơn đáng kể so với lô đối chứng (p<0,05). Tuy nhiên lô thí nghiệm xử lý bằng Compost maker có phần trăm đạm giảm nhiều nhất, điều này đợc lý giải là trong quá trình xử lý có trộn một tỉ lệ than bùn vào phân khi ủ nên ảnh hởng đến tỉ lệ đạm. Tỉ lệ lân ở lô xử lý bằng Compost maker cũng giảm nhiều nhất so với các lô khác. Kali có tỷ lệ thất thoát thấp hơn, ở lô xử lý bằng EM thứ cấp và EM Bokashi, tỉ lệ kali không sai khác so với lô đối chứng (p>0,05). Lô xử lý bằng Compost maker có tỉ lệ kali thấp hơn đáng kể so với lô đối chứng và hai lô thí nghiệm xử lý bằng EM thứ cấp và EM Bokashi. Trong quá trình xử lý, phân lợn sẽ bị mất một phần các chất dinh dỡng có lợi cho cây trồng, vì vậy khi xử lý phân lợn bằng các phơng pháp sinh học cần phải có biện pháp làm giàu dinh dỡng và cân đối dinh dỡng tùy theo từng loại cây trồng. Đó là mục tiêu cho nghiên cứu tiếp theo của đề tài này. 3.5. Hạch toán giá thành của phân hữu cơ vi sinh sau khi chế biến Giá thành của 1kg phân hữu cơ vi sinh đợc tính trên cơ sở của 1000 kg phân lợn tơi, giá thành đợc tính cho thời điểm cuối năm 2007 đến đầu năm 2008. Kết quả đợc thể hiện qua bảng 5: Bảng 5: Kết quả giá thành phân hữu cơ vi sinh TT Phần chi, thu Đơn vị EM thứ cấp EM Bokashi Compostmaker 1 Phần chi Phân lợn đồng 200.000 200.000 100.000 Than bùn đồng 0 0 125.000 Chế phẩm đồng 10.000 55.000 25.000 Phụ gia đồng 5.000 5.000 25.000 Công lao động đồng 210.000 210.000 210.000 Khấu hao tài sản cố định đồng 50.000 50.000 50.000 Tổng số tiền chi đồng 475.000 520.000 645.000 2 Phần thu Phân hữu cơ vi sinh kg 380 420 748 3 Giá thành đồng/kg 1.365 1.477 829 8 Bảng 5 cho thấy giá thành/1kg phân hữu cơ vi sinh biến động từ 829 đồng/1kg đến 1.477 đồng/kg. Giá thành thấp nhất là sản phẩm phân hữu cơ vi sinh sử dụng Compostmaker (829 đồng/1kg) do phân lợn đợc trộn với than bùn nên khối lợng sản phẩm thu đợc nhiều nhất đã làm giảm giá thành, nhng có hàm lợng dinh dỡng có lợi cho cây trồng lại thấp nhất. Giá thành cao nhất là phân hữu cơ vi sinh sử dụng EM Bokashi vì các thành phần bổ sung trong quá trình chế EM Bokashi có giá thành cao. Bảng giá thành cho thấy tiền công lao động còn cao, chiếm từ 33% đến 44%, nếu sản xuất theo dây chuyền bằng máy thì giá thành sẽ giảm hơn. Kết luận và đề nghị 1. Kết luận 1.1. Phân lợn khi xử lý bằng các chế phẩm sinh học EM thứ cấp, EM Bokashi, Compost maker có nhiệt độ đều tăng nhanh sau ngày ủ thứ hai và giảm dần sau ngày ủ thứ 5 và cũng đợc lặp lại nh vậy khi đảo lại. 1.2. Phân hữu cơ vi sinh thơng phẩm không còn mùi hôi, không còn trứng và noãn nang của ký sinh trùng. Phân hữu cơ vi sinh vi sinh vẫn đảm bảo các chất dinh dỡng có lợi cho cây trồng. 1.3. Sử dụng các chế phẩm EM thứ cấp, EM Bokashi, Compost maker đều có tác dụng xử lý phân lợn thành phân hữu cơ vi sinh. Phơng pháp sử dụng chế phẩm EM thứ cấp là đơn giản, dễ làm nhất phù hợp với các trang trại chăn nuôi lợn tập trung. 2. Đề nghị 2.1. Phổ biến phơng pháp sử dụng chế phẩm EM thứ cấp để xử lý phân lợn trong các trại chăn nuôi. 2.2. Cho tiếp tục nghiên cứu để sản xuất ra phân hữu cơ vi sinh dạng bột hoặc viên phù hợp với từng loại cây trồng. Tài liệu tham khảo Thị Hạnh, 2005. Dùng chế phẩm sinh học biến phân chuồng thành phân vi sinh. http://www.moure.gov.vn. Chantsavang. S, Sinratchatanun. C, Ayuwat. K and Sirirote. P, 1992. Application of effective microorganisms for Swine waste treament. www.scdworld.com Paul Lessard, 1997 . Comprehensive pig treatment using the BIOSOR biofiltration process. . 1 Báo cáo khoa học Thử nghiệm một số phơng pháp chế biến phân lợn thành phân hữu cơ vi sinh tại Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phơng Trịnh Quang Tuyên (1) , Nguyễn. tiếp tại nơi xử lý phân trớc khi chế biến và phân hữu cơ vi sinh thành phẩm. Kết quả đợc thể hiện tại bảng 2 5 Bảng 2: Kết quả xác định hàm lợng một số khí độc trớc và sau khi chế biến phân. Tổng số tiền chi đồng 475.000 520.000 645.000 2 Phần thu Phân hữu cơ vi sinh kg 380 420 748 3 Giá thành đồng/kg 1.365 1.477 829 8 Bảng 5 cho thấy giá thành/ 1kg phân hữu cơ vi sinh biến