Thứ 6 - 26/02/2016
Kỷ niệm 79 năm Quốc khánh nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2/9/1945-2/9/2024)
Kỷ niệm 79 năm Ngày Cách mạng tháng Tám thành công (19/8/1945-19/8/2024)
Kỷ niệm 134 năm ngày sinh Chủ tịch Hồ Chí Minh (19/5/1890-19/5/2024)
Kỷ niệm 70 năm Chiến thắng Điện Biên Phủ (07/5/1954-07/5/2024)
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ TỪ PHỤ-PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP

​            Phụ-phế phẩm nông nghiệp được xem là nguồn nguyên liệu vô cùng lớn cần được tận dụng triệt để. Từ phụ-phế phẩm nông nghiệp bằng nhiều biện pháp khác nhau người ta có thể sản xuất ra những sản phẩm hữu ích như năng lượng (điện năng, khí sinh học), phân bón v.v. để phục vụ trở lại nhu cầu con người. Hướng giải quyết này không chỉ Việt Nam mà nhiều quốc gia khác trên Thế giới rất quan tâm.

Vấn đề đặt ra hiện nay là có nhiều biện pháp xử lý rác thải (phụ-phế phẩm nông nghiệp) hiệu quả và không gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng rác thành sản phẩm có giá trị kinh tế. Trong đó biện pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay để xử lý chất thải là sử dụng biện pháp phân huỷ sinh học, có hai phương pháp phân huỷ sinh học của chất thải hữu cơ là chế biến compost hiếu khí và phân huỷ kỵ khí, trong đó chế biến compost hiếu khí là ít tốn kém, sản phẩm của quá trình là compost có thể làm phân bón. Bên cạnh đó, nhiệt độ trong hệ thống có thể cho phép loại được các mầm bệnh, do đó quá trình làm compost được đánh giá là ít ảnh hưởng tới môi trường và nhất là phù hợp với các quy luật tự nhiên, có thể tái sử dụng để làm phân bón cho nông nghiệp.

Ngày nay, phương pháp ứng dụng vi sinh vật rất quan trọng trong quá trình ủ compost. Trong quá trình xử lý chất thải ngoài sự có mặt của các vi sinh vật tự nhiên tham gia vào quá trình phân giải chất hữu cơ tạo CO2, nước, khoáng chất và chất mùn thường bổ sung thêm những chủng vi sinh vật chọn lọc có khả năng phân hủy cellulose cao trong các chế phẩm vi sinh (Microorganisms activator) vào đống ủ, nhằm tăng tốc độ phân giải cơ chất và và rút ngắn thời gian ủ.

Gần đây, nhiều nhà khoa học đã và đang tập trung vào việc phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp các enzyme cao như: cellulase, protease, amylase, các chủng vi sinh vật phân giải lân, cố định đạm và vi sinh vật đối kháng v.v để bổ sung vào quá trình ủ compost nhằm tăng tốc độ phân hủy và rút ngắn thời gian ủ, đồng thởi tạo ra sản phẩm đạt chất lượng theo quy định phân bón hữu cơ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Tính phổ biến và khả năng sử dụng trong công nghiệp enzyme và phòng trừ sinh học của nấm Trichoderma spp. là đặc điểm hấp dẫn sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học ở nhiều nước. Trichoderma (teleomorph Hypocrea, Hypocreales, Ascomycota) là loại nấm được tìm thấy trong đất, xác bã hữu cơ và vùng rễ cây trồng nông lâm nghiệp. Những nghiên cứu cho thấy nấm có thể tấn công trên các loại nấm khác hiện diện trong đất và không hoặc ký sinh yếu với thực vật. Trong nông nghiệp, Trichoderma được sử dụng như một tác nhân phòng trừ sinh học dùng kiểm soát quần thể dịch hại trên loại cây trồng nhất định (ức chế một số nấm gây bệnh như: Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Fusarium spp., Aspergillus spp, Phytophthora palmivora v.v.) hay dùng trong phân hủy chất thải hữu cơ giúp cây trồng hấp thu dinh dưỡng tốt hơn.

Một trong những phương pháp tăng cường lượng đạm cho đất được nhiều người quan tâm là sử dụng các loại vi sinh vật cố định nitơ từ không khí. Trong môi trường đất, vi sinh vật tham gia chuyển hóa các chất hữu cơ, cố định nitơ làm giàu đạm cho đất, tích lũy vào đất các auxin kích thích sự phát triển của cây trồng, tổng hợp các vitamin thyamin, nicotinic và biotin... Hiện nay, các nhà khoa học đã xác định một số loài vi khuẩn có khả năng cố định đạm như: Rhizobium, Azotobacter và Arthrobacter v.v.

Nhiều loài Bacillus subtilis đã được xác định là có khả năng chế ngự nấm bào tử của mầm bệnh. Người ta đã dùng Bacillus subtilis để sản xuất các kháng sinh thực vật và ứng dụng trong nông nghiệp, sự phát triển Bacillus subtilis trên cây làm tăng sự tổng hợp peptide kháng khuẩn của vi khuẩn nốt rể, được ứng dụng để kiểm soát sinh học.

Nhiều chủng Bacillus: Bacillus subtilis, Bacillus polymyxa, Bacillus lichenifoms có tác dụng thúc đẩy đáng kể quá trình hình thành mùn từ chất thải hữu cơ của ngành công, nông nghiệp như: vỏ cà phê, sơ dừa, bùn đáy ao v.v. được dùng để sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Ngoài ra lợi ích lớn nhất các chủng Bacillus này mang lại là giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đặt biệt thường thấy trong các cơ sở chăn nuôi.

Ứng dụng “xử lý cỏ sau khi cắt nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường”

Cỏ dại được xếp vào nhóm chất thải rắn thông thường nhưng nếu không có biện pháp xử lý, tái sử dụng hợp lý thì sẽ trở thành nguồn chất thải rắn nguy hại. Vấn đề đặt ra hiện nay là phải có biện pháp xử lý “Cỏ thải” thành sản phẩm phân bón hữu cơ có ích mang lại hiệu quả kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Một trong những đề xuất là tái chế nguồn “cỏ thải” để tạo thành sản phẩm phân compost nhằm tận thu một cách có hiệu quả nguồn “cỏ thải” ra sau khi cắt, đồng thời làm sạch môi trường, đáp ứng nhu cầu phân bón cho cây trồng, tạo một nền nông nghiệp sạch và an toàn.

 Theo tài liệu nghiên cứu ở phạm vi phòng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM đã tiến hành ủ compost cỏ với 2 loại chế phẩm vi sinh NOLASUB, NOLATRI (gồm các chủng vi sinh vật: Trichoderma sp.; Bacillus sp.)

Nghiên cứu đã thiết lập được quy trình xử lí cỏ sau khi cắt để tạo thành phân compost. Về mặt cảm quan sản phẩm cỏ sau 45 ngày ủ bằng phương pháp composting có màu nâu đến nâu đen, cấu trúc hạt phân nhỏ. Sản phẩm compost sau 45 ngày ủ composting mô hình pilot ở các nghiệm thức nhìn chung đạt tiêu chuẩn phân bón quy định. Ở qui mô pilot, sản phẩm compost có hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng đa lượng cao hơn qui mô phòng thí nghiệm. Nhìn chung sản phẩm compost của quá trình ủ composting cỏ qui mô pilot (20m3 cỏ/khối ủ) đạt chất lượng hơn qui mô phòng thí nghiệm. Điều này có thể lí giải do khối ủ ở mô hình pilot đạt các yêu cầu về kích thước, khối lượng cũng như quy cách của khối ủ. Chính vì vậy các yếu tố như nhiệt độ, ẩm độ, pH, vi sinh vật trong khối ủ luôn được đảm bảo và duy trì ở điều kiện tối ưu giúp quá trình phân hủy diễn ra nhanh và đạt hiệu quả cao.

Sản phẩm compost sau khi được bổ sung thêm một số vi sinh vật có ích (VSV cố định đạm, phân giải lân, phân giải cellulose) và một số phụ gia (tro,than bùn) tạo sản phẩm phân hữu cơ vi sinh BIO-RP với thành phần: chất hữu cơ 13,97%; N:P:K có tỉ lệ 1,75:1,71:1,02; VSV phân giải cellulose 1,5 x 106 (CFU/g); VSV cố định đạm 2 x 106 (CFU/g); VSV phân giải lân 1 x 106 (CFU/g).

Bảng:  Đặc tính lý, hóa, sinh của  sản  phẩm phân bón từ nguyên liệu compost cỏ

Chỉ tiêu

Sản phẩm phân hữu cơ vi sinh

Phương pháp

 

(Sản xuất từ nguyên liệu cỏ ủ compost)

 

pH

6,88

AOAC 981.12-1997

Độ ẩm (%)

28,09

10TCN 302-97

Chất hữu cơ (%)

13,97

10TCN 366-99

N tổng (%)

1,75

10 TCN 304-97

P205 (%)

1,71

10 TCN 306 - 97

K20(%)

1,02

10 TCN 308 – 97

Hg (ug/kg)

<0,4

CV-Amalgam AAS

Cd (mg/kg)

<0,002

FAAS

Pb (mg/kg)

60,59

CV-Amalgam AAS

As (mg/kg)

0,32

FAAS

VSV phân giải cellulose (CFU/g)

1,5x106

TCVN 6168 -1996

VSV cố định đạm (CFU/g)

2 x106

TCVN 6166 – 1996

VSV phân giải lân (CFU/g)

1 x106

TCVN 6167 - 1996

Samonella/25g

KPH

TCVN 4829 - 2001

Kết quả khảo nghiệm phân HCVS (BIO_RP) trên cây Cải bẹ xanh

(Kết quả phân tích của Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường & Tài Nguyên  -  Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường - Trường ĐH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh).

Bảng: Cải bẹ xanh sau 25 ngày trồng

Nghiệm thức

Yếu tố tăng trưởng

Số lá

Chiều cao cây (cm)

Trọng lượng cây (1cây/g)

D/C (Nền)

7,53

29,87

42,67

Nền + phân bò

8,60

31,65

50,03

Nền + phân BIO-RP

9,53

33,36

55,33

            Sau 25 ngày trồng; xét về chiều cao, số lá, trọng lượng cây thì cải trồng ở NT nền + phân  BIO-RP cho kết quả cao hơn so với 2 NT còn lại. Điều này chứng tỏ, bón phân BIO-RP cho hiệu quả vượt trội hơn so với bón với phân bò (phân bón hữu cơ truyền thống)

KHẢ  NĂNG ÁP DỤNG TRONG SẢN XUẤT

Đây là đề tài mang tính ứng dụng cao. Xử lí cỏ vừa giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường vừa cung cấp một lượng lớn phân bón hữu cơ cho cây trồng mở ra khả năng ứng dụng vào thực tế là rất lớn và có cơ sở. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu này, chúng ta có thể ứng dụng để xử lý các nguồn xác bã thực vật, phụ phế phẩm nông nghiệp bằng các chủng vi sinh vật để làm phân bón hữu cơ.

  

Ứng dụng sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phế thải rau củ quả, rơm và mạt cưa sau trồng nấm

Cùng với sự phát triển của xã hội, ngành nông nghiệp Việt Nam đã có những thay đổi rất đáng kể. Sản xuất phân bón và giống được xem là hai yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất cũng như chất lượng cây trồng. Nhiều vùng sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hóa học làm cho đất canh tác bị bạc màu nhanh chóng, bên cạnh đó, các phế thải từ rau củ quả dư thừa tại các chợ truyền thống, từ các nhà máy chế biến nông sản, từ sinh hoạt hộ gia đình, phế phẩm từ sản xuất nông nghiệp,… gây ô nhiễm môi trường đất, nước, ảnh hưởng nhiều đến sinh vật, đời sống con người và sản xuất nông nghiệp.

Từ các kết quả nghiên cứu của Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường - Trường ĐH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh về thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu đầu vào gồm: độ ẩm, C/N của phế phẩm rau củ quả và rơm, mạt cưa sau trồng nấm đã thiết lập ra ba công thức ủ, chọn ra công thức tối ưu nhất. Bố trí nghiệm thức ủ phân compost ở quy mô phòng thí nghiệm với ba loại chế phẩm (NOLASUB, BIO-F, BIOFERTM). Tiến hành khảo nghiệm trên rau cải ngọt để so sánh chất lượng phân. Ngoài ra, còn bố trí ủ ở quy mô pilot có hệ thống thổi khí và không thổi khí đối với chế phẩm tối ưu thu được từ nghiệm thức trên để đánh giá mức độ phân hủy. Về mặt cảm quan sản phẩm hỗn hợp phân hữu cơ vi sinh thu được sau 21 ngày ủ bằng phương pháp ủ có màu nâu – đen, cấu trúc hạt phân nhỏ, rất tươi xốp và có mùi gần giống mùi của đất.

Bảng:  Đặc tính hóa lý của phân hữu cơ vi sinh sau 21 ngày ủ có bổ sung chế phẩm vi sinh

Chỉ tiêu

Các sản phẩm

Đối chứng

BIO-F

NOLASUB

BIOFERTM

pH

6,9

7,37

7,2

7,4

Độ ẩm (%)

64,17

62,88

64,43

63,15

Các bon hữu cơ (%)

21,14

19,59

19,32

19,98

Tổng nitơ (%)

1,49

1,56

1,58

1,53

Cellulose (%)

42,17

40,5

40

42

Tỷ lệ C/N

14,19

12,56

12,23

13,06

(Kết quả phân tích của Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường & Tài Nguyên  -  Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường - Trường ĐH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh).

Kết quả cho thấy phân hữu cơ vi sinh được làm từ hỗn hợp phế thải rau củ quả với rơm, mạt cưa sau trồng nấm và than bùn nhìn chung đạt tiêu chuẩn phân bón quy định. Điều này có thể giải thích như sau: quá trình tổng hợp mùn của vi sinh vật diễn ra phức tạp, giai đoạn đầu vi sinh vật khoáng hóa chất hữu cơ dễ phân hủy, giai đoạn 2 là tổng hợp chất mùn, ở giai đoạn này chỉ những vật liệu khó phân hủy như lignin, hemi-cellulose và cellulose nhờ hoạt động của VSV phân giải chúng thành chất mùn ở điều kiện vi hiếu khí; chất mùn bao gồm nhiều thành phần khác nhau (như axít humíc, fulvic, humin) nhưng chủ yếu là axít humíc (Marja Tuomela, 2002), vì vậy những compost được làm từ nguồn thải giàu hợp chất khó phân hủy thường có hàm lượng axít humíc nhiều hơn (phụ thuộc vào thời gian và phương pháp ủ).

Sản phẩm phân hữu cơ vi sinh sau 21 ngày của khối ủ có thổi khí: Sau khi phân tích hàm lượng cellulose, C, N sau 21 ngày ủ không có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (P > 0,05) giữa các nghiệm thức.

Bảng: Đặc tính hóa lý của phân hữu cơ vi sinh sau 21 ngày ủ có thổi khí

Chỉ tiêu

Sản phẩm phân hữu cơ vi sinh PLTK

pH

7,91

Độ ẩm (%)

60,09

Các bon hữu cơ (%)

18,77

Tổng nitơ (%)

1,322

Phốt pho dạng P2O5 (%)

1,5

Kali dạng K2O (%)

1,5

VSV phân giải cellulose (cfu/g)

1,27x105

VSV phân giải lân (cfu/g)

2x106

VSV cố định đạm (cfu/g)

4,6x106

Cd (ppm)

<0,004

Pb (ppm)

10,02

Coliform

KPH

E. coli

KPH

Samonella

KPH

Cellulose

38,83

Tỷ lệ C/N

14,2

(Kết quả phân tích của Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường & Tài Nguyên  -  Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường - Trường ĐH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh).

Bước đầu khảo sát ảnh hưởng của một số compost đến sự phát triển cây cải ngọt (Brassica integrifolia) trên diện hẹp.

Theo một số tác giả (Alvarez, 1995; P. Bhattacharyya, 2003) trước khảo sát, họ đã bổ sung từ 5% - 50% phân hữu cơ vi sinh tùy từng loại cây trồng và cho biết đã thu được kết quả khả quan, ngoài cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng phân hữu cơ vi sinh còn có khả năng kháng được một số nấm bệnh và tuyến trùng vùng rễ. Vì vậy, chúng tôi đã lựa chọn tỷ lệ bổ sung 15% phân hữu cơ vi sinh/đất theo trọng lượng (W/W).

Bảng: Ảnh hưởng của lượng phân hữu cơ vi sinh đến ra lá và năng suất sau 20 ngày trồng

Nghiệm thức

Số lá (lá/cây)

Trọng lượng cây (g)*

Đối chứng

7,0 ± 0,58b

73,3 ± 14,53

Nghiệm thức 1

10,0 ± 0,58a

126,7 ± 14,53

Nghiệm thức 2

11,3 ± 0,67a

293,3 ± 61,73

Nghiệm thức 3

11,0 ± 1,73a

316,7 ± 44,1

Nghiệm thức 4

11,0 ± 1,15a

280,0 ± 69,28

Các giá trị trung bình đi sau có các chữ cái không cùng kí tự biểu hiện sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (P < 0,05). (*) Trọng lượng trung bình của 4 cây cải ngọt sau 20 ngày tuổi.

(Kết quả Nghiên cứu của Ths Nguyễn Thị Thúy Huệ - Trung Tâm Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trường & Tài Nguyên  -  Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học & Môi Trường - Trường ĐH Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh).

Số liệu ở bảng trên cho thấy, chiều cao của lá cây cải ngọt ở các nghiệm thức có bổ sung phân nghiệm thức 1, nghiệm thức 2, nghiệm thức 3, nghiệm thức 4 đều cao hơn nghiệm thức đối chứng từ 5 – 15 cm, cao nhất ở nghiệm thức 3 tương ứng 35,67 cm. Số lá cũng là chỉ tiêu quan trọng, ở các nghiệm thức mà có bổ sung phân phân hữu cơ vi sinh thì đều nhiều hơn đối chứng 4 lá. Năng suất luôn là thước đo chính để đánh giá sản phẩm, ở thí nghiệm này nhận thấy hầu hết các nghiệm thức có bổ sung phân hữu cơ vi sinh đều cho năng suất cao hơn đối chứng, đáng chú ý phân nghiệm thức 3 cho năng suất cao gấp 4 lần (316 g) so với đối chứng (73 g). Tuy nhiên, ở nghiệm thức 2 và nghiệm thức 4 không có sự chênh lệch nhiều, còn giữa nghiệm thức 1 so với nghiệm thức 2, nghệm thức 3 và nghiệm thức 4 có sự chênh lệch khá rõ rệt ngay cả có cùng thời gian ủ là 21 ngày. Điều này có thể giải thích có lẽ sản phẩm chưa được phân hủy hoàn toàn nên khi sử dụng ảnh hưởng không nhỏ đến cây cải ngọt.


KHẢ  NĂNG ÁP DỤNG TRONG SẢN XUẤT

Kết quả nghiên cứu trên rất hữu ích đối với đời sống, sản xuất hiện nay.  Vừa giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường vừa cung cấp một lượng lớn phân bón hữu cơ cho cây trồng mở ra khả năng ứng dụng vào thực tế là rất lớn và có cơ sở. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu này, chúng ta có thể ứng dụng để xử lý các nguồn xác bã thực vật, phụ phế phẩm nông nghiệp từ các nguồn rác thải hữu cơ chợ truyền thống, rác thải hữu cơ được phân loại từ các hộ gia đình, từ các cơ sở sản xuất sơ, chế biến sản phẩm nông nghiệp, từ nguồn phế phẩm trong trồng trọt, chăn nuôi,… bằng các chủng vi sinh vật để làm phân bón hữu cơ.

(Th.s Vương Lan)

(Số liệu báo cáo được tổng hợp theo tài liệu “nghiên cứu trên các chế phẩm vi sinh NOLASUB, NOLATRI của Ths. Nguyễn Thị Thúy Huệ  - Trung tâm Công nghệ và Quản lý Môi trường và Tài nguyên - Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM).​ 


Đang cập nhật bài hát.

Liên kết webiste

Số lượt truy cập

Ban Quản lý Khu công nghệ cao Công nghệ sinh học tỉnh Đồng Nai​

Chịu trách nhiệm chính: ông Phạm Việt Phương - Trưởng ban quản lý Khu Công nghệ cao công nghệ sinh học Đồng Nai . 
Địa chỉ Văn phòng đại diện: Số 288/4 đường 30/4, phường Thanh Bình, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai

​Trụ sở chính: xã Xuân Đường, huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai
ĐT: 0251.650.9666 - Email: