- Trang Chủ
- Nông nghiệp
- Nghiên cứu sản xuất phân bón hữu cơ – vi sinh từ vỏ tiêu, phục vụ cho nông nghiệp sinh thái tại huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu
Xem mẫu
- Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT
PHÂN BÓN HỮU CƠ – VI SINH TỪ VỎ TIÊU, PHỤC VỤ CHO
NÔNG NGHIỆP SINH THÁI TẠI HUYỆN CHÂU ĐỨC, TỈNH BÀ RỊA VŨNG TÀU
Vũ Hải Yến*
Trường Đại Học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh
*Tác giả liên hệ: haiyen29@gmail.com
(Ngày nhận bài: 23/06/2016; Ngày duyệt đăng: 18/08/2016)
TÓM TẮT
Hơn 10 năm qua, Việt Nam luôn là nước xuất khẩu tiêu hàng đầu thế giới. Sản xuất tiêu sinh
ra một lượng lớn chất thải rắn là vỏ tiêu. Lượng vỏ tiêu này thải ra môi trường, không qua xử
lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu xử lý
triệt để vỏ tiêu, tạo ra sản phẩm phân bón hữu cơ vi sinh thông qua quá trình phân hủy sinh
học sử dụng vi sinh vật hiếu khí. Nghiên cứu được thực hiện với 2 thí nghiệm chính: Sản xuất
phân bón hữu cơ vi sinh đạt tiêu chuẩn và thử nghiệm trên cây trồng. Thí nghiệm sản xuất phân
bón hữu cơ vi sinh được thực hiện với 1 Mô hình đối chứng (không có bổ sung vi sinh vật) và 3
mô hình bổ sung vi sinh vật bao gồm chế phẩm BIO-SEMR, chế phẩm Enchoice và vi sinh
Aspergillus sp nuôi cấy tại phòng thí nghiệm. Sau 50 ngày ủ, sản phẩm tạo ra có chất lượng rất
tốt. Thử nghiệm trên cây đậu xanh cho thấy hạt nảy mầm, cây phát triển bình thường. Sản phẩm
đầu ra đạt tiêu chuẩn của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn.
Từ khóa: Compost, probiotics, microbial compost, microorganisms, pepper shells.
STUDY TO PRODUCE COMPOST FROM PEPPER SHELLS - A CASE STUDY IN
CHAU DUC DISTRICT, BA RIA - VUNG TAU PROVINCE
Vu Hai Yen*
Ho Chi Minh City University of Technology
*Corresponding Author: Thuhuonggdh@gmail.com
ABSTRACT
Over 10 years ago, Vietnam has been the world leader in the export of pepper. Pepper export
products always generate large amount pepper shell waste. Large amount pepper shell is
discharged, untreated, contributing to serious environmental pollution. This research is carried
out with the aim to take advantage of pepper shell to produce compost through aerobic
biodegradation. This study was carried out including two main experiments: Experiment
compost on microbiological criteria casing material supplemented with probiotics and
experiments to assess the effects of microbial organic fertilizer on annual crops. Experiments
microbial composting targets are made from pepper shells with 3 models, blank model (no
probiotic addition); BIO - SEMRS model, Enchoice model , and model with Aspergillus sp
isolated in the laboratory. After 50 days incubation, product launch quality is very good. Tested
on chickpea crop showed non - toxic products and inhibit the growth of crops. Output product
meets standards of the Ministry of Agriculture.
Keyword: Compost, probiotics, microbial compost, microorganisms, pepper shells.
TỔNG QUAN chiếm một diện tích đất khá lớn, quá trình
Từ năm 2001 đến nay, Việt Nam luôn giữ vị phân hủy tự nhiên diễn ra chậm gây tốn kém
trí hàng đầu về giá trị và sản lượng xuất khẩu chi phí tiêu hủy. Chính vì vậy, đề tài được thực
hồ tiêu trên thị trường thế giới. Riêng huyện hiện với mong muốn nhằm giảm bớt lượng
Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu có đến 25 chất thải rắn phát sinh trong ngành sản xuất hồ
cơ sở chế biến tiêu trắng, mỗi cơ sở sản xuất tiêu giảm chi phí xử lý chất thải rắn, tăng hiệu
từ 500kg đến 3.000kg tiêu trắng/ngày. Tổng quả kinh tế và cung cấp phân bón hữu cơ vi
cộng đã chế biến trên 130 tấn tiêu trắng/năm sinh phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, hướng
và thải ra môi trường khoảng 26 tấn vỏ tiêu đến phát triển bền vững. Sản phẩm không chỉ
gây ô nhiễm môi trường, lượng phế phẩm này có ý nghĩa bảo vệ môi trường mà còn là cơ hội
5
- Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
để phát triển một ngành nghề mới tại huyện Vỏ tiêu được lấy tại huyện Châu Đức – Tỉnh
Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu nói riêng, và Bà Rịa - Vũng Tàu. Hạt tiêu đen sau khi được
các hộ sản xuất hồ tiêu trên cả nước nói chung. phân loại bỏ hạt lép sẽ được chọn để sản xuất
tiêu sọ. Hạt tiêu được ngâm nước sau đó cho
VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN qua máy chà vỏ để tách vỏ làm tiêu sọ. Vỏ tiêu
CỨU được tách ra khỏi hạt tiêu sọ và thải ra ngoài
Vật liệu nghiên cứu theo nước qua hệ thống chắn rác vỏ tiêu được
Vỏ hạt tiêu đen thải bỏ trong quá trình sản xuất cào lên thải bỏ. Hạt tiêu sọ sau đó được rửa
tiêu sọ. Các chế phẩm sinh học được sử dụng sạch bằng nước và đêm sấy hoặc phơi khô đủ
trong đề tài dùng để bổ sung, tăng tốc độ phân tiêu chuẩn sau đó đưa vào kho bảo quản.
hủy sinh học: Chế phẩm BIO-SEMR, Chế Nguyên liệu chứa độ ẩm trên 80 % do đó tiến
phẩm Enchoice, Chế phẩm sinh học: chủng hành phơi nắng để giảm độ ẩm trong vỏ tiêu
Aspergillus sp được phân lập tại phòng thí thuận lợi cho quá trình phối trộn. Phân tích các
nghiệm. chỉ tiêu đầu vào về khối lượng riêng, độ ẩm,
pH, hàm lượng C, N.
Bảng 1. Các chỉ tiêu đầu vào của nguyên liệu
STT Chỉ tiêu Đơn vị Vỏ tiêu
Khối lượng
1 kg/m3 298,5
riêng
a b c
Hình 1. a) BIO-S.EMRS, b) Enchoice, c) 2 Ph 8,0
Aspergillus
Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu sản xuất 3 Độ ẩm % 31,7
compost từ vỏ tiêu đen
a) Mô hình nghiên cứu Hàm lượng
4 %KLK 54,2
Cacbon
Mô hình sử dụng có dạng hình chữ nhật, kích
thước dài x rộng x cao: 44 cm x 32 cm x 36 Hàm lượng
5 % KLK 2,97
cm, được làm từ xốp cách nhiệt, trong có ống Nitơ
dẫn khí được đặt song song với chiều rộng của
mô hình với khoảng cách 5 cm, có đường kính 6 Tỷ lệ C/N 18,25
4 mm, ống thoát nước rò rỉ từ quá trình ủ đặt
phía dưới mô hình. Hàm lượng
7 % KLK 0.248
Hình 2. Mô Hình Compost Phospho
Hàm lượng
8 % KLK 0.087
Kali
Kết quả phân tích cho thấy tỉ lệ C/N = 18,25
thích hợp cho quá trình ủ, không cần bổ sung
các thành phần khác.
c) Ủ compost từ vỏ hạt tiêu
Bảng 2. Thông số ủ thí nghiệm compost
VT4
VT1 VT3
Đơn VT2 Trich
Thông số Đối Encho
vị S.EM oder
chứng ice
ma
Màu sắc Đen Đen Đen Đen
Vỏ tiêu kg 8 8 8 8
S.EM g 0 4 0 0
ENCHO
ml 0 0 4 0
ICE
Trichod
g 0 0 0 4
erma
b) Phân tích vật liệu đầu vào
6
- Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
Lượng - Môi trường trồng: Sản phẩm compost từ thí
nước
thêm
lít 6,8 6,8 6,8 6,8 nghiệm 1 được sử dụng làm môi trường để
vào gieo trồng các hạt đậu xanh.
Khối - Hạt giống: Các hạt đậu xanh được mua ngoài
lượng kg 14,8 14,8 14,8 14,8
ban đầu
thị trường
%KL Trình tự nghiên cứu
HCH 97,38 97,92 98,03 98,08
K Đậu xanh được xử lý kích thích nảy mần: lựa
C
%KL
54,1 54,4 54,46 54,49 chọn hạt tròn bóng ngâm trong nước 4 h. Hạt
K
%KL đâu xanh được chọn để gieo không được nứt
N 2,97 2,98 2,99 2,98
K vỏ, phải còn nguyên vỏ chưa có dấu hiệu tách
C/N 18,21 18,25 18,21 18,28 vỏ sau đó đem gieo.
%KL
Độ ẩm
U
51 53 54 51 Mô hình bao gồm 4 lô, mỗi lô trồng 10 hạt đậu
c) Phân tích thành phần đầu ra xanh quá trình thí nghiệm được lặp lại 3 lần
Sản phẩm Compost tạo thành sẽ được phân sau đó lấy kết quả trung bình.
tích với các chỉ tiêu thể hiện ở bảng 3.
Bảng 3. Phân tích sản phẩm Compost tạo
thành
Chỉ Đơn Phương Chỉ Phương
Đơn vị
tiêu vị pháp tiêu pháp
Màu Máy đo
sắc
Quan sát pH
pH Hình 4. Quá trình gieo hạt đậu xanh
Thời
ngày Quan sát
%C
%KLK
Khối Phương pháp phân tích
gian ủ HC lượng Phân tích các chỉ tiêu : Nhiệt độ, pH, độ ẩm ,
Nhiệt
độ 0C Nhiệt kế %C %KLK
Khối CHC, C, N. Chỉ tiêu P, K chỉ theo dõi trên mẫu
lượng đầu vào và đầu ra.
khối ủ
Độ ẩm
%K Khối Bảng 4. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu
sản %N %KLK Kjeldahl
phẩm
LU lượng trong quá trình ủ compost
Độ ẩm UV- Tần suất theo dõi
%K Khối Chỉ tiêu Phương pháp
trung %P %KLK VIS, ( ngày/lần )
LU lượng
bình 690 nm Nhiệt độ Nhiệt kế 1
Khối
lượng kg
Khối
%K %KLK CIP Độ ẩm Khối lượng 3
lượng
còn lại Chất hữu
*KLK: khối lượng khô Khối lượng 3
cơ
Thí nghiệm 2: Ứng dụng sản phẩm compost C Khối lượng 3
trên cây trồng ngắn ngày
N Kjeldahl 3
a) Mô hình nghiên cứu
Mô hình sử dụng cốc nhựa làm giá thể để pH Máy đo pH 1
trồng cây được đặt trong điều kiện mát mẽ, độ Độ sụt
Kích thước 3
lún
ẩm môi trường 50 %, cường độ chiếu sáng
UV-VIS, 690 Mẫu đầu vào +
2.000 lux, nhiệt độ 27 0C. P
nm Mẫu đầu ra
Mẫu đầu vào +
K ICP
Mẫu đầu ra
Các chỉ tiêu được phân tích lặp lại 3 lần lấy
kết quả trung bình.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu sản xuất
compost từ vỏ tiêu đen.
Bảng 5. Thông số đầu vào tiến hành ủ
Hình 3. Mô hình trồng cây đậu xanh compost
Vật liệu nghiên cứu Thông
VT1 VT2 VT3 VT4
Đơn vị Đối S.E Ench Asper
số
chứng M oice gillus
Màu sắc Đen Đen Đen Đen
7
- Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
Vỏ tiêu kg 8 8 8 8 Nhiệt độ ở cả 4 mô hình tăng lên sau đó giảm
S.EM g 0 4 0 0 dần cho thấy nhiệt độ là chỉ thị tăng trưởng
ENCHOI
CE
ml 0 0 4 0 của các VSV hiếu khí như nấm, vi khuẩn, xạ
Aspergill khuẩn. Nó thể hiện VSV trong những ngày
g 0 0 0 4
us đầu thích nghi và chuyển sang pha ưa nhiệt
Lượng sau đó là pha trưởng thành.
nước lít 6,8 6,8 6,8 6,8
thêm vào Mô hình có bổ sung nấm Aspergillus có nhiệt
Khối độ cao nhất 52 0C, mô hình có bổ sung chế
lượng kg 14,8 14,8 14,8 14,8 phẩm S.EM nhiệt độ cao thứ 2 đạt 50 0C, mô
ban đầu
Chất hữu hình Đối chứng nhiệt độ cao thứ 3 đạt 49 0C.
cơ
%KLK 97,38 97,92 98,03 98,08 Mô hình có bổ sung enzyme nhiệt độ không
C %KLK 54,1 54,4 54,46 54,49 cao đạt 45 0C.
N %KLK 2,97 2,98 2,99 2,98 c) Độ ẩm:
C/N 18,21 18,25 18,21 18,28 Độ ẩm
Độ ẩm %KLU 51 53 54 51 70.00
a) Biến thiên pH: 65.00
pH 60.00
8.5
55.00
8
50.00
7.5 45.00
40.00
7
35.00
6.5
30.00 N
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
6 Đối chứng S.EM ENCHOICE Aspergillus
5.5
Trong quá trình ủ, độ ẩm đã được kiểm tra và
duy trì nằm trong khoảng tối ưu để VSV,
5 enzyme phát triển phân hủy HCHC mạnh. Độ
N
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
ẩm tối ưu cho VSV phát triển mạnh dao động
Đối chứng S.EM ENCHOICE Aspergillus
trong khoảng 50 – 60 % Các mô hình ủ đều
Giá trị pH ở cả 4 mô hình đều nằm trong cho kết quả độ ẩm tối ưu trong quá trình ủ.
khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật d) Độ sụt giản thể tích:
trong quá trình ủ phân. Cả 4 mô hình pH đều %
100.00
có sự tăng giảm theo từng giai đoạn thời gian 95.00
giống nhau.. Sau 16 ngày ủ pH dao động ổn
90.00
định hơn, sản phẩm compost tạo thành của 4
85.00
mô hình có giá trị pH trong khoảng 6,8 – 7,1.
80.00
b) Biến thiên nhiệt độ:
75.00
Nhiệt độ
55 70.00
65.00
50
60.00
45
55.00
40 50.00 Ngày
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
35 Đối chứng S.EM ENCHOICE Aspergillus
30
Kết quả sau 50 ngày ủ cho thấy mô hình có bổ
sung nấm Aspergillus có thể tích sụt giảm
25
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 N mạnh nhất 40,87%, mô hình có bổ sung chế
Đối chứng S.EM ENCHOICE Aspergillus phẩm S.EM thể tích sụt giảm đứng thứ 2
37,5%, mô hình có bổ sung enzyme Enchoice
8
- Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
có đô sụt giảm nhiều thứ 3 35,74%. Mô hình 1,14%, mô hình bổ sung Enchoice có hàm
Đối chứng có thể tích sụt giảm ít nhất 32,2%. lượng N giảm thứ 2 1,13%, mô hình bổ sung
Chứng tỏ việc có bổ sung VSV hay enzyme chế phẩm S.EM có hàm lượng N giảm thứ 3
cho hiệu quả xử lý tốt hơn. 1,06%, mô hình Đối chứng có hàm lượng N
e) Hàm lượng chất hữu cơ (CHC): giảm ít nhất 0,91%.
% CHC Bảng 6. Các thông số vận hành quá trình ủ
100.00
compost trong 50 ngày
VT1 VT3 VT4
90.00 Chỉ Đơn VT2
Đối Encho Asper
tiêu vị S.EM
80.00
chứng ice gillus
Màu Nâu Nâu Nâu Nâu
70.00
sắc đen đen đen đen
Thời
Ngày 50 50 50 50
60.00
gian ủ
Nhiệt
30 - 30 - 30 - 30 -
50.00 độ 0C
Ng 49 50 45 52
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 khối ủ
Đối chứng S.EM ENCHOICE Aspergillus 6,0 – 5,6 – 5,8 – 5,6 –
pH
8,01 7,5 7,6 7,5
Hàm lượng CHC tại 4 mô hình có sự suy giảm Độ ẩm
đều rõ rệt chứng tỏ các quá trình phân hủy trung
%KL
55,45 54,13 53,26 52,8
U
CHC xảy ra nhanh chóng và đồng đều. Sau 50 bình
Khối
ngày ủ mô hình có bổ sung nấm Aspergillus lượng Kg 10,0 9,25 9,5 8,75
có tốc độ phân huỷ mạnh nhất 20,56%, mô còn lại
hình S.EM 18,11%, mô hình Enchoice Độ ẩm
%KL
15,68%, mô hình Đối chứng có hàm lượng sản 41,5 40,0 40,1 40,3
U
phẩm
CHC phân hủy ít nhất 13,45%. Chứng tỏ rằng %KL
%CHC 83,93 79,81 82,35 77,53
việc bổ sung nấm Aspergillus cho hiệu quả xủ K
lý CHC tốt nhất. %KL
%C 46,63 44,34 45,75 43,07
K
g) Hàm lượng C: %KL
Sau 50 ngày ủ mô hình có bổ sung nấm %N
K
2,06 1,92 1,86 1,84
Aspergillus có lượng C giảm nhiều nhất %P
%KL
0,559 0,107 0,545 0,467
K
11,42%, mô hình S.EM 10,06%, mô hình %KL
Enchoice 8,74%, mô hình Đối chứng hàm %K
K
0,105 0,096 0,096 0,095
lượng C sụt giảm ít nhất 7,46%.
%C
60.00
55.00
50.00
45.00 Hình 5. Vỏ tiêu trước khi ủ và sau 50 ngày ủ thành compost
Thí nghiệm 2: Ứng dụng sản phẩm compost
40.00
35.00
trên cây trồng ngắn ngày.
30.00
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
Ngày
Sản phẩm compost tạo thành không gây độc
%C Đối chứng %C S.EM cho quá trình nảy mầm của hạt đậu xanh tỷ lệ
h) Hàm lượng N: nảy mầm 100 % sau 2 ngày trồng. Tỷ lệ nảy
%N
mầm của hạt đậu xanh của các mô hình ở ngày
3.00 thứ 1 có sự khác biệt. Mô hình có bổ sung nấm
2.50 Aspergillus ngày thứ 1 có tỷ lệ nảy mầm
2.00
100%, mô hình S.EM có tỷ lệ nảy mầm là
1.50
80%, mô hình đối chứng ngày thứ 1 có tỷ lệ
nảy mầm là 66,67%. Mô hình Enchoice sau
1.00
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48Ngày ngày thứ 1 tỷ lệ nảy mầm thấp nhất 50%.
%N Đối chứng %N S.EM
Sau 50 ngày ủ mô hình bổ sung nấm
Aspergillus hàm lượng N giảm nhiều nhất
9
- Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
100
% nhau. Mô hình có bổ sung nấm Aspergillus
80 có chất lượng compost tốt nhất phối trộn
60 25% NPK (6:20:10) đạt tiêu chuẩn phân hữu
40
cơ vi sinh vật chế biến từ chất thải rắn sinh
20
hoạt do Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông
0
Đối chứng S.EM Enchoice Aspergillus Ngày Thôn ban hành.
Ngày 1 Ngày 2
Với sản lượng tiêu trắng trên 130 tấn tiêu
trắng/năm và thải ra môi trường khoảng 26 tấn
vỏ tiêu nếu tận dụng hết nguồn phế thải vỏ tiêu
kể trên thì có thể sản xuất được 15,37 tấn phân
bón hữu cơ vi sinh từ vỏ tiêu phục vụ cho sản
xuất nông nghiệp.
Quy trình sản xuất đơn giản, chi phí đầu tư
thấp, ít tốn nhân công áp dụng tại hộ gia đình
Hình 6. Hạt đậu được gieo sau 2 ngày.
đã tạo ra được sản phẩm phân hữu cơ vi sinh
KẾT LUẬN: phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, giảm bớt
Sau 50 ngày nghiên cứu với nguyên liệu đầu chi phí phân bón trong quá trình sản xuất nông
vào là vỏ tiêu với 4 mô hình có bổ sung chế nghiệp mang lại lợi nhuận kinh tế cao cho nhà
S.EM, Enchoice, nấm Aspergillus phân lập từ nông, giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi
xơ dừa và mô hình đối chứng 100% vỏ tiêu trường khi sản xuất tiêu trắng.
cho ra 4 loại compost có chất lượng khác
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LÊ HOÀNG VIỆT , 1998, Giáo trình quản lý – Tái sử dụng chất thải hữu cơ, Trường
Đại Học Cần Thơ.
NGUYỄN VĂN PHƯỚC, 2007, Quản lý và xử lý chất thải rắn, NXB Đại Học Quốc Gia
TP. HCM.
NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG, 2003, Công nghệ sinh học môi trường - Tập 2, NXB Đại học
Quốc gia TP.HCM.
NGUYỄN HOÀI HƯƠNG, 2009, Thực hành vi sinh ứng dụng, trường ĐH. Kỹ thuật
Công Nghệ TP.HCM, Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học.
DƯƠNG ĐỨC HIẾU, 2005, Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm vi sinh để xử lý rác
sinh hoạt thành compost, Luận văn thạc sĩ.
TRẦN XUÂN HUY, 2009, Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ cà phê, Đồ án tốt
nghiệp.
ĐẶNG THỊ NHÂN, 2010, Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì phục vụ
nông nghiệp sinh thái, Đồ án tốt nghiệp.
TRẦN THỊ KIM DUNG, 2011, Phân lập được các loại vi nấm có khả năng phân giải
cellulose từ các môi trường đất, hố ủ compost rơm rạ, và phụ phế phẩm mụn dừa, Trường Đại
Học Kỹ thuật Công Nghê Thành Phố Hồ Chí Minh, TP. HCM.
10
nguon tai.lieu . vn