Nghiên cứu sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh từ phế phụ phẩm sau quá trình khai thác sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ

MỤC TIÊU, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng quy trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh từ xơ bẹ chuối, vụn lá dứa sau quá trình sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ.

Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả phân giải chuyển hóa các chất hữu cơ trong sinh khối thực vật

- Nghiên cứu quy trình ủ phân từ các chủng vi sinh vật và phế phụ phẩm

- Nghiên cứu đánh giá chất lượng phân bón

- Nghiên cứu thử nghiệm hiệu quả phân bón.

Vật liệu, hóa chất, các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

- Sinh khối thực vật được thu sau quá tình chế tạo đồ thủ công mỹ nghệ bao gồm xơ chuối, vụn lá dứa

- Mẫu đất sử dụng để phân lập vi sinh vật được lấy từ Núi Luốt (Trường Đại học Lâm nghiệp, Thị trấn Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội)

Các thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm bao gồm máy đo pH, nồi hấp khử trùng, tủ ấm vô trùng, tủ sấy, cân điện tử, cân phân tích, tủ nuôi vi sinh vật, box cấy, máy ly tâm, tủ lạnh, máy nuôi lắc, thùng xốp và vật liệu lót (ủ) Những thiết bị này đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo quy trình thí nghiệm chính xác và hiệu quả.

- Dụng cụ: pipet, đĩa peptri, ống đong, bình thủy tinh, ống falcon, ống eppendof,

- PDA: 250gr khoai tây, 20gr D-glucose, 20gr agar, 1000ml nước cất

- LB – agar: 10gr peptone, 5gr cao nấm men, 10gr NaCl, 20gr agar, 1000ml nước cất

- LB: 10gr peptone, 5gr cao nấm men, 10gr NaCl, 1000ml nước cất

- Hansen: 50gr D-glucose, 3gr KH2PO4, 2gr MgSO4.7H2O, 10gr Peptone, 20gr agar, 1000ml nước cất.

Phương pháp nghiên cứu

Mẫu đất được thu thập từ nhiều khu vực khác nhau tại Núi Luốt, Trường Đại học Lâm nghiệp, được bảo quản trong túi nilon vô trùng Mỗi mẫu được ghi rõ tên, ngày lấy mẫu, đánh số thứ tự và vị trí lấy mẫu, theo phương pháp của Nguyễn Khởi Nghĩa [11].

Các khuẩn lạc riêng rẽ được tách ra đĩa petri chứa môi trường PDA, LB vô trùng, cấy chuyển nhiều lần để được giống thuần khiết [14]

2.4.2 Tuyển chọn chủng có khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào

Để so sánh và tuyển chọn các dòng vi sinh vật có khả năng tổng hợp enzyme ngoại bào như amylase, cellulase và protease, các dòng thuần được khảo sát trong môi trường thạch chứa tinh bột, CMC và Casein Các chủng vi sinh vật được cấy vào môi trường LB lỏng, nuôi lắc ở 200 vòng/phút và nhiệt độ từ 27 đến 37 độ C Sau 4-5 ngày nuôi, sinh khối được ly tâm để thu dịch enzyme, sau đó cho vào các giếng trên môi trường thạch (agar + tinh bột 1%; agar + CMC 1%; agar + Casein 1%) Sau 24 giờ ủ, mẫu được nhuộm Lugol để đánh giá khả năng thủy phân enzyme ngoại bào qua đường kính vòng tròn thủy phân Hoạt tính cellulase được kiểm tra bằng cách đo đường kính vòng tròn thủy phân theo phương pháp của Laurent và cộng sự (2000).

2.4.3 Đánh giá chất lượng giá thể sử dụng để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh

Nguồn sinh khối thực vật từ phế phụ phẩm sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ như xơ chuối và vụn lá dứa được phân loại và phân tích hàm lượng nước cùng các chất cần thiết cho nguyên liệu làm phân bón, bao gồm Carbon hữu cơ, Nitơ, P2O5, K2O, thông qua các phương pháp hiện đại.

18 dụng và hiện hành theo tiêu chuẩn Việt Nam tại Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội)

TT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích

2.4.4 Phương pháp ủ phân hữu cơ vi sinh

Hình 2.1 Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh [1]

 Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu, dụng cụ cần thiết

 Bước 2: Tập kết và sơ chế nguyên liệu

 Bước 3: Ủ với vi sinh vật phân giải Sau quá trình ủ thu được chất nền hữu cơ

 Bước 4: Bổ sung chế phẩm vi sinh, các nguyên tố đa, vi lượng, phối trộn đều

 Bước 5: Kiểm tra chất lượng phân bón sản xuất

 Bước 6: Đóng bao và bảo quản

2.4.5 Quy trình ủ phân và đánh giá một số chỉ tiêu vi sinh và hóa lý trong đống ủ a) Quy trình ủ phân

- Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu, dụng cụ

 Chuẩn bị nguyên liệu: sinh khối thực vật (xơ chuối, vụn lá dứa), chế phẩm Trichoderma

 Các dụng cụ cần thiết: dụng cụ đảo trộn đống ủ (xẻng, cào, ), thùng chứa, bình tưới, vật liệu lót và phủ đống ủ (nilong, bạt, )

- Bước 2: Phối trộn nguyên liệu

 Trải đều nguyên liệu sinh khối thực vật

 Hòa tan chế phẩm nấm Trichoderma với nước sau đó sử dụng bình tưới (doa tưới), tưới đều dung dịch vừa pha lên nguyên liệu

 Dùng xẻng trộn đều các nguyên liệu với nhau

- Bước 3: Ủ (thử nghiệm ủ trong 2 môi trường)

 Ủ kỵ khí: Chuyển nguyên liệu đã đảo trộn đều đến vị trí ủ, phủ đậy kín đống ủ bằng bạt hoặc nilong

Ủ hiếu khí là quá trình chuyển nguyên liệu đã được trộn đều vào thùng ủ có lỗ thông khí trên nắp Việc này giúp đánh giá một số chỉ tiêu vi sinh và hóa lý trong đống ủ.

Sau 60 ngày ủ giá thể với phân hữu cơ vi sinh thu được tiến hành đánh giá chất lượng phân thông qua các chỉ tiêu vi sinh và hóa lý theo Tiêu chuẩn Việt

Nam tại Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội)

TT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích Mức

3 Mật độ vi sinh vật hữu ích

4 Hàm lượng chất hữu cơ tổng số (%) TCVN 9294:2012 ≥22

5 Hàm lượng Nito tổng số (%) TCVN 8557:2010 ≥2,5

6 Hàm lượng lân hữu hiệu (%) TCVN 8559:2010 ≥2,5

7 Hàm lượng kali hữu hiệu (%) TCVN 8560:2010 ≥1,5

8 Mật độ Samonella (cfu/25g) TCVN 4829:2005 0

9 Hàm lượng Chì (mg/kg) TCVN 9290:2012 ≤200

10 Hàm lượng Cadimi (mg/kg) TCVN 9291:2012 ≤2,5

11 Hàm lượng thủy ngân (mg/kg) AOAC 2007 (971.21) ≤2

12 Hàm lượng axit humic TCVN 8561: 2010 -

2.4.6 Hiệu quả của giá thể hữu cơ đến sinh trưởng phát triển của rau

Phương pháp thử nghiệm đánh giá hiệu quả sản phẩm sau sản xuất được thực hiện tại Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, tập trung vào rau ngắn ngày Trong nghiên cứu, phân hữu cơ vi sinh được áp dụng với 6 tỷ lệ khác nhau, tương ứng với 6 công thức bón.

 TN1: 100% giá thể, không bổ sung phân bón

 TN2: 50% giá thể + 50% phân bón (loại phân bón trên thị trường)

 TN3: 90% giá thể + 10% phân bón hữu cơ vi sinh thành phẩm

 TN4: 70% giá thể + 30% phân bón hữu cơ vi sinh thành phẩm

 TN5: 50% giá thể + 50% phân bón hữu cơ vi sinh thành phẩm

 TN6: 30% giá thể + 70% phân bón hữu cơ vi sinh thành phẩm

Trong dó, giá thể sử dụng gồm có: 85% đất + 15% vỏ trấu

Phân bón hữu cơ vi sinh Sông Gianh, được sản xuất bởi Công ty CP Tổng công ty Sông Gianh, là sản phẩm phổ biến trên thị trường và được sử dụng trong các thí nghiệm.

Các chỉ tiêu theo dõi sự phát triển của cây bao gồm tỷ lệ nảy mầm, thời gian nảy mầm, chiều cao cây, độ dày thân và màu sắc lá Những chỉ tiêu này được xác định thông qua việc đo đếm trực tiếp.

Kết quả nghiên cứu được xử lý thống kê bằng phần mềm Excel

KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

Kết quả phân lập và định danh các chủng vi sinh vật có trong đất

3.1.1 Kết quả phân lập các chủng vi sinh vật có trong đất

Tiến hành phân lập và cấy truyền liên tục các chủng vi sinh vật cho đến khi đạt được kết quả đồng nhất về hình thái và màu sắc trên các đĩa Hai chủng vi sinh vật, bao gồm một chủng nấm và một chủng vi khuẩn, cho thấy khả năng sinh trưởng mạnh mẽ trên môi trường PDA và LB ở nhiệt độ 25 – 30 °C Đặc điểm hình thái của các chủng vi sinh vật được trình bày trong bảng 3.1.

Bảng 3.1 Đặc điểm hình thái của các chủng vi sinh vật

STT Kí hiệu Đặc điểm hình thái

Khuẩn lạc phát triển nhanh trên môi trường PDA, sau 72 giờ ở 25°C, bán kính đạt từ 32,4 đến 40,7 mm Sau 96 giờ ở 25°C trong bóng tối, khuẩn lạc tiếp tục phát triển mạnh mẽ, với bào tử nấm bao phủ gần như toàn bộ bề mặt đĩa petri Bào tử hình thành có mật độ dày đặc, tạo ra những vòng tròn đồng tâm hướng ra ngoài mép đĩa.

Bào tử màu xanh lá cây thường xuất hiện trong vòng (57-66) giờ trên PDA ở 25 o C trong bóng tối (hình 3.1)

Khuẩn lạc có màu vàng, tròn nhỏ đều đặn, bề mặt trơn bóng, không sinh sắc tố Đường kính khuẩn lạc khoảng 1,5 mm (hình 3.2)

3.1.2 Định danh sơ bộ các chủng vi sinh qua đặc điểm hình thái

Dựa vào các đặc điểm hình thái được trình bày trong bảng 3.1, kết hợp với Khóa phân loại vi khuẩn của Bergey và Hệ nấm mốc tại Việt Nam do Ths Đặng Vũ Hồng Miên biên soạn.

23 cho thấy chủng M1 có đặc điểm giống với chủng nấm Trichoderma và chủng M2 có đặc điểm của Acetobacter diazotrophicus

Nghiên cứu của Nguyễn Đức Huy và cộng sự (2018) đã tiến hành phân lập các chủng nấm Trichoderma spp từ đất để xác định khả năng đối kháng Kết quả cho thấy có 9 chủng nấm được phân lập từ các mẫu đất ở những vùng địa lý khác nhau, tất cả đều có đặc điểm hình thái tương tự với hệ sợi phát triển nhanh, màu xanh và nhiều bào tử phân sinh, được định danh sơ bộ thuộc về chủng nấm này.

Nghiên cứu của Trần Đình Mấn và cộng sự (2014) đã phân lập được 4 chủng nấm từ đất trồng cà phê ở Tây Nguyên, bao gồm Ab-CF 7.2, Ac-CF 2.2, As-CF 1.5 và VL-CF 7.3 Trong số đó, chủng Ac-CF 2.2 được xác định là A diazotrophicus dựa trên đặc điểm hình thái, với hình thái khuẩn lạc trên môi trường đặc hiệu tương tự như chủng M2 trong nghiên cứu của chúng tôi.

Hình 3.1 Kết quả phân lập các chủng nấm Trichoderma

Hình 3.2 Khuẩn lạc chủng M2 trên 3 nồng độ môi trường pha loãng khác nhau

Chủng vi khuẩn Azotobacter đã được phân lập thành công trên ba nồng độ môi trường phân lập đặc hiệu không chứa nguồn nitơ khác nhau Trong số các nồng độ môi trường này, có ba nồng độ phù hợp nhất cho sự phát triển của vi khuẩn.

Azotobacter phát triển, sinh trưởng mạnh hơn nên được chọn để làm môi trường phân lập tạo kết quả cho những thí nghiệm tiếp theo

3.1.3 Đánh giá khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào

Từ 2 chủng vi sinh vật đã phân lập và định danh sơ bộ, tiến hành đánh giá khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào (amylase, cellulase, protease) qua đường kính vòng phân giải trên môi trường thạch có chứa tinh bột, CMC, Casein Kết quả thể hiện ở bảng

Bảng 3.2 Đường kính vòng phân giải (cm) cơ chất của các chủng nấm

Nghiên cứu cho thấy hai chủng vi sinh vật đều có khả năng tạo vòng phân hủy cơ chất, chứng tỏ khả năng sinh enzyme ngoại bào với giá trị casein là 2,08 ± 0,27 và 1,71 ± 0,09.

Trong nghiên cứu, 25 mẫu vi sinh vật được nuôi cấy chứa enzym cellulase, amylase và protease được đưa vào các lỗ thạch trên môi trường có cơ chất tương ứng Các enzym này xúc tác quá trình phân giải CMC, tinh bột và protein thành các đơn phân Khu vực thủy phân cơ chất không bắt màu với thuốc nhuộm, tạo thành vòng phân giải trong suốt trên đĩa thạch Đặc biệt, chủng M1 cho thấy khả năng sinh tổng hợp enzym cellulase, amylase và protease cao nhất, với đường kính vòng phân giải lần lượt là 2,12 cm, 1,81 cm và 2,08 cm.

Nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh (2016) đã phân lập được 5 chủng vi sinh vật (VSV) từ đống ủ phế thải nông nghiệp và bã nấm, bao gồm 1 giống xạ khuẩn (Streptomyces sp.), 2 giống vi khuẩn (Bacillus subtilis và Azotobacter), 1 giống nấm men (Sacharomyces) và 1 giống nấm sợi (Trichoderma) Các chủng này có hoạt tính sinh học cao, chuyển hóa tốt chất hữu cơ và an toàn với cây trồng Đặc biệt, chủng Trichoderma có khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase và amylase với đường kính vòng phân giải D > 3cm, cùng với protease có D > 2,5cm Ngược lại, chủng Azotobacter không thể hiện vòng phân giải cellulose, nhưng có đường kính vòng phân giải tinh bột và casein tương tự như chủng Trichoderma.

Chủng M1 có khả năng sinh tổng hợp enzyme ngoại bào vượt trội hơn so với chủng M2, do đó, chủng M1 được chọn làm đối tượng để sản xuất chế phẩm phân hữu cơ vi sinh trong các thí nghiệm tiếp theo.

Hình 3.3 Đường kính vòng phân giải CMC của chủng M1 (a) và chủng M2 (b)

Sản xuất chế phẩm

3.2.1 Kết quả phân tích hàm lượng các chất có trong mẫu sinh khối thực vật (xơ chuối, vụn lá dứa)

Xác định đặc tính của nguyên liệu đầu vào là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn phương pháp xử lý hiệu quả Phân tích xơ thân chuối và xơ dứa cho thấy chúng là nguồn nguyên liệu rất thích hợp cho ủ compost.

Bảng 3.3 Hàm lượng các chất dinh dưỡng đa lượng trong sinh khối thực vật sau thu hồi

Phụ phẩm tách bẹ chuối

(xơ thân chuối) 73,5 6,78 45,33 1,08 0,25 2,03 Phụ phẩm tách lá dứa (vụn lá) 68,5 6,96 42,27 1,17 0,13 7,28

Kết quả phân tích từ bảng 3.3 cho thấy các mẫu sinh khối thực vật có độ ẩm cao từ 68,5 - 73,5%, giúp nguyên liệu trước khi ủ không cần quá trình cấp ẩm Nguyên liệu này cũng có môi trường trung tính và chứa thành phần dinh dưỡng phong phú, với hàm lượng OC đạt 45,33%.

Xơ thân chuối và phụ phẩm vụn lá dứa có hàm lượng dinh dưỡng cao, với tỷ lệ xơ đạt 27% và 42,27% tương ứng Hàm lượng Nito lần lượt là 1,08% và 1,17%, trong khi hàm lượng lân dao động từ 0,13-0,25% Kali chiếm tỷ lệ 2,03% ở xơ chuối và 7,28% ở vụn dứa Với thành phần dinh dưỡng này, nguồn nguyên liệu được đánh giá là có giá trị cao trong sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh.

3.2.2 Sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bả chuối

Sản xuất chế phẩm vi sinh vật từ chủng nấm Trichoderma đã được phân lập và định danh, đồng thời đánh giá khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh được minh họa trong hình 3.4.

Hình 3.4 Quy trình sản xuất chế phẩm từ chủng nấm Trichoderma sp

Nhân sinh khối giống cấp 1 được thực hiện bằng cách cấy các chủng Trichoderma sp vào bình tam giác chứa 50ml canh trường lỏng Quá trình ủ diễn ra với tốc độ lắc 150 vòng/phút ở nhiệt độ phòng từ 20 đến 25 độ C trong khoảng thời gian 2 đến 3 ngày.

Hình 3.5 Sinh khối nấm trichoderma thu được thu được sau 3 ngày nuôi lắc

Nhân sinh khối cấp 2 trên môi trường rắn yêu cầu phối trộn nguyên liệu gồm 24% cám mì, 16% mụn xơ chuối và 60% nước Sau đó, hấp khử trùng ở 121 o C, 1 atm trong 30 phút Sau khi khử trùng, cần để nguyên liệu nguội xuống 20 – 25 o C trước khi phối trộn với sinh khối nấm Trichoderma và ủ trong khoảng 7 – 10 ngày.

Hình 3.6 Sinh khối nấm Trichoderma cấp 2 trên môi trừng rắn sau 5 ngày ủ

Môi trường nuôi cấy được thu nhận bằng cách sấy thông gió ở nhiệt độ 35 độ C cho đến khi độ ẩm giảm xuống khoảng 10% Sau đó, môi trường này được nghiền nhỏ và rây qua lưới có kích thước mắt lưới 75.

 Đóng gói và bảo quản chế phẩm phân hữu cơ vi sinh thu được

Hình 3.7 Chế phẩm phân hữu cơ vi sinh thu được

Chất lượng giá thể hữu cơ tạo thành sau xử lý sinh khối thực vật

3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ chế phẩm đến chất lượng giá thể

Hàm lượng chế phẩm vi sinh trong sinh khối thực vật ảnh hưởng đến thời gian ủ và chất lượng phân hữu cơ vi sinh Chúng tôi đã tiến hành đánh giá cảm quan của khối ủ dựa trên hai công thức phối trộn khác nhau.

- CT1: 2kg sinh khối thực vật + 1g chế phẩm vi sinh

- CT2: 2kg sinh khối thực vật + 2g chế phẩm vi sinh

Bảng 3.4 Sự thay đổi cảm quan của 2 đống ủ với tỉ lệ phối trộn khác nhau sau các khoảng thời gian

0 (bắt đầu ủ) Mẫu vụn, tươi, có màu xanh đặc trưng của thực vật

Mẫu vụn, tươi, có màu xanh đặc trưng của thực vật

3 Chưa có hiện tượng gì Chưa có hiện tượng gì

5 Chưa có hiện tượng gì

Bắt đầu ngả màu xanh đen trờn ẳ bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Bắt đầu ngả màu xanh đen trên 1/3 bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Khoảng mẫu màu xanh đen lan rộng trờn ẵ bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Khoảng mẫu màu xanh đen lan rộng ẵ bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Màu xanh đen chiếm ẵ trờn bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Bắt đầu ngả màu xanh đen trên ẵ bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Khoảng mẫu màu xanh đen lan rộng 2/3 bề mặt khối lượng mẫu Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Khoảng mẫu màu xanh đen lan rộng 2/3 bề mặt khối lượng mẫu

Xuất hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Khoảng mẫu màu xanh đen lan rộng ắ bề mặt khối lượng mẫu, màu xanh đen dần trở nên đậm hơi ngả xám

Không còn hiện các đốm trắng ở rìa của khoảng màu tối

Mẫu ủ bắt đầu xốp dần, ra nước và xuất hiện mùi hôi

Sinh khối giảm 2/3 so với khối lượng ban đầu

25 Khoảng mẫu màu xanh đen lan Mẫu ủ đã đồng nhất chuyển màu

31 rộng 2/3 bề mặt khối lượng mẫu, màu đen đậm dần

Bắt đầu xuất hiện mùi hôi xám đen

Lượng nước ra nhiều hơn, có mùi hôi

Mẫu ủ đồng nhất về sắc (màu xanh đen) Đống ủ tơi xốp, mùi hôi

Lượng nước trong đống ủ tăng Độ tơi xốp giảm

Lượng nước trong đóng ủ giảm dần

Mùi dễ chịu Độ tơi xốp tăng

Lượng nước trong đống ủ tăng Độ tơi xốp giảm

Không còn mùi hôi Đống ủ màu nâu đen

Mùi hôi Đóng ủ có màu xám đen

Bảng 3.4 cho thấy rằng tỉ lệ sinh khối thực vật và chế phẩm vi sinh 2:1 giúp thời gian ủ nhanh hơn Tuy nhiên, với tỉ lệ 1:1, sau 60 ngày, đống ủ có độ xốp tối ưu, không có mùi hôi và có màu nâu đen Ngược lại, tỉ lệ 2:1 tạo ra đống ủ có màu đen, mùi hôi nồng nặc, và lượng nước trong đống ủ tăng dần, dẫn đến tình trạng không tơi xốp.

Kết quả so sánh với TCVN 7185:2002 cho thấy chất lượng giá thể của công thức phối trộn 2 không đạt yêu cầu, trong khi công thức phối trộn 1 đạt tiêu chuẩn Do đó, chúng tôi quyết định lựa chọn công thức 1 để tiếp tục nghiên cứu hiệu quả của chế phẩm vi sinh đối với sự phát triển của thực vật, đặc biệt là rau.

Nghiên cứu của Hồ Bích Liên (2016) chỉ ra rằng tỉ lệ phối trộn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng cảm quan của giá thể Cụ thể, nghiệm thức 4 với tỉ lệ rác thải và lá cao su là 2:0 cùng với 2% chế phẩm hữu cơ từ nấm Trichoderma cho cảm quan kém, thể hiện qua độ xốp không đạt và mùi hôi khó chịu Ngược lại, bốn nghiệm thức còn lại cho ra đống ủ tơi xốp và mùi dễ chịu.

3.3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn đến nhiệt độ, độ ẩm và pH của đống ủ

Nhiệt độ, độ ẩm và pH là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của đống ủ và quá trình sinh trưởng cũng như trao đổi chất của vi sinh vật Trong quá trình ủ, ba yếu tố này thay đổi theo thời gian và với các tỉ lệ khác nhau, ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong đống ủ.

Tiến hành so sánh nhiệt độ, độ ẩm, pH của 2 đống ủ với 2 tỉ lệ phối trộn khác nhau đã nêu ở mục 3.2.1 Kết quả thể hiện ở bảng 3.3

Bảng 3.5 Sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, pH trong quá trình ủ ở các tỉ lệ phối trộn khác nhau

Nhiệt độ ( o C) Độ ẩm (%) pH Nhiệt độ

Kết quả ở bảng 3.5 cho thấy, trong suốt quá trình ủ ở CT1 và CT2, nhiệt độ và pH có xu hướng tăng dần và tăng cao nhất vào khoảng 7-15 ngày sau ủ

Nhiệt độ tăng nhanh trong giai đoạn này là do sự gia tăng hoạt động của vi sinh vật trong quá trình phân hủy nguyên liệu ủ Khi quá trình phân hủy gần kết thúc, hoạt động của vi sinh vật giảm, dẫn đến nhiệt độ cũng từ từ hạ xuống.

Hình 3.8 Bảng hướng dẫn hiệu lực của chất dinh dưỡng ở những pH khác nhau

Trong quá trình ủ, pH thường dao động gần trung tính (pH = 6 – 7) Theo bảng hướng dẫn hiệu lực của chất dinh dưỡng ở các pH khác nhau, pH lý tưởng nằm trong khoảng 6,00 – 6,50, nơi các kim loại như nitơ và photpho chủ yếu ở dạng hòa tan, dễ hấp thu cho cây trồng Do đó, pH 6,19 (CT1) nằm trong khoảng tốt nhất cho sự phát triển của cây.

Hơn nữa, độ ẩm ở cả 2 công thức phối trộn đều tăng dần trong khoảng từ

Trong khoảng thời gian từ 0 đến 40 ngày, độ ẩm giảm dần và đạt giá trị cao nhất vào ngày 15 đến 30 Đặc biệt, độ ẩm ở CT2 (75,35%) cao hơn so với CT1 (68,27%) do tỉ lệ chế phẩm vi sinh sử dụng ở CT2 cao hơn, dẫn đến mật độ và sự phát triển của vi sinh vật tăng, làm tăng lượng nước trong đống ủ.

Trong đống ủ CT2, việc thiếu vật liệu hút ẩm như lá khô dẫn đến tình trạng giá thể luôn bết dính Điều này làm cho oxy không thể khuếch tán vào môi trường ủ, gây ra quá trình phân hủy kỵ khí với mùi hôi phát sinh nhanh hơn so với CT1.

Kết quả nghiên cứu phù hợp với công bố của Hồ Bích Liên (2016) về ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn nguyên vật liệu đến nhiệt độ, độ ẩm và pH của đống ủ Cả 5 nghiệm thức đều cho thấy sự gia tăng dần dần của 3 yếu tố này trong 7 ngày đầu của quá trình ủ, sau đó giảm dần sau 35 ngày.

3.3.3 Kết quả phân tích các thông số phân thành phẩm

Bảng 3.6 Kết quả phân tích thành phần trong đống ủ thành phẩm

TT Chỉ tiêu phân tích

3 Mật độ vi sinh vật hữu ích (cfu/g)

4 Hàm lượng chất hữu cơ tổng số (%)

5 Hàm lượng Nito tổng số (%)

6 Hàm lượng lân hữu hiệu (%)

7 Hàm lượng kali hữu hiệu (%)

11 Hàm lượng thủy ngân (mg/kg)

Kết quả phân tích cho thấy các chỉ tiêu đánh giá thành phẩm phân bón hữu cơ vi sinh phù hợp với tiêu chuẩn TCVN CT2 có hàm lượng nito tổng số và lân hữu hiệu vượt trội hơn CT1, trong khi CT1 có độ ẩm thấp hơn CT2 (30,33% so với 65,77%) và đạt tiêu chuẩn TCVN 9297:2012 (≤35%) Hàm lượng Cd, Pb và Hg trong CT1 cũng thấp hơn so với CT2 (0,2 mg/kg, 0,3 mg/kg, 0,05 mg/kg so với 0,5 mg/kg, 0,8 mg/kg, 0,1 mg/kg) Hàm lượng axit humic trong cả hai công thức đều cao, dao động từ 3,56 đến 3,85.

Nghiên cứu cho thấy tỉ lệ phối trộn giữa chế phẩm vi sinh và sinh khối thực vật là 2:1 mang lại chất lượng tốt cho giá thể ủ Tỉ lệ này không chỉ cải thiện cảm quan và mùi của đống ủ mà còn đảm bảo các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm và pH trong quá trình ủ, cũng như các chỉ tiêu vi sinh và hóa lý trong sản phẩm phân ủ.

Hiệu quả của giá thể hữu cơ đến sinh trưởng phát triển của rau

Sau 2 tháng ủ sinh khối thực vật (xơ dứa) với chế phẩm phân hữu cơ vi sinh theo tỉ lệ 2:1, tiến hành bón lót giá thể thu được lên đối tượng rau cải Đánh giá hiệu quả của giá thể hữu cơ thông qua chiều cao của mầm cải sau 7 ngày gieo hạt giống giữa hạt giống rau trồng trên đất (không bổ sung chế phẩm hữu

36 cơ vi sinh hay phân bón hóa học) và trồng trên giá thế phân hữu cơ vi sinh tối ưu Kết quả thể hiện ở bảng 3.7

Bảng 3.7 Hiệu quả của giá thể hữu cơ đến sinh trưởng phát triển của rau

Thời gian nảy mầm sau gieo (ngày)

Chiều cao cây (cm) Độ mập thân

Hình 3.9 Rau cải được trồng ở các công thức thử nghiệm

Bảng 3.9 cho thấy giá thể có bổ sung phân hữu cơ vi sinh giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ nảy mầm và chiều cao của rau so với giá thể không có bổ sung Hạt cải gieo trên giá thể này đạt tỷ lệ nảy mầm từ 85,8 - 93,5%, nảy mầm sau 2 ngày và sau 7 ngày, chiều cao cây đạt 6,13 - 6,58 cm, tùy thuộc vào tỷ lệ bón lót Cây phát triển khỏe mạnh với thân mập mạp và lá xanh Đặc biệt, tỷ lệ phối trộn theo CT3 (90% giá thể + 10% phân bón hữu cơ vi sinh) cho tỷ lệ nảy mầm và chiều cao mầm cải cao nhất, lần lượt là 93,5% và 6,58 cm.

Sau 7 ngày theo dõi thí nghiệm với giá thể có bổ sung phân hữu cơ vi sinh, hạt giống vẫn chưa nảy mầm Nguyên nhân có thể là do loại phân bón không phù hợp với hạt giống cây trồng.

Hạt giống gieo trên đất chỉ đạt tỉ lệ nảy mầm 68,6% sau 4 ngày, với chiều cao cây trung bình là 4,31 cm Cây có thân gầy, mảnh và màu sắc nhợt nhạt do môi trường giá thể thiếu chất dinh dưỡng.

Nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh (2016) cho thấy giá thể phân hữu cơ vi sinh cải thiện chất lượng rau mồng tơi Cụ thể, rau mồng tơi trồng trên giá thể hữu cơ có sự sinh trưởng mạnh mẽ hơn, với chiều cao cây cao hơn 24,6% so với trồng trên đất Diện tích lá của cây trồng trên giá thể cũng cao hơn 13,8% so với đối chứng Tỉ lệ nảy mầm của hạt giống trên giá thể cao hơn 6% so với gieo trên đất Năng suất rau trồng trên giá thể đạt 35,91 g/chậu, cao hơn 20,34% so với công thức đối chứng.

Theo nghiên cứu của Hồ Bích Liên (2016), giá thể hữu cơ từ rác thải và lá cây cao su có ảnh hưởng tích cực đến sự sinh trưởng của cây củ cải trắng Cụ thể, chiều cao cây ở nghiệm thức 1 (giá thể phân hữu cơ vi sinh tối ưu) luôn vượt trội hơn so với nghiệm thức 2 (giá thể xơ dừa) ngay từ ngày sau gieo hạt thứ 2, với chiều cao lần lượt là 5,75 cm và 4,50 cm Đến ngày thu hoạch, chiều cao của nghiệm thức 1 đạt 16,20 cm, vẫn cao hơn nghiệm thức 2 với 15,50 cm.

Sử dụng công thức giá thể kết hợp với phân hữu cơ vi sinh theo tỉ lệ tối ưu (90% giá thể và 10% phân bón hữu cơ vi sinh thành phẩm) giúp thúc đẩy sự phát triển và sinh trưởng của thực vật, rút ngắn thời gian nảy mầm, tăng chiều cao và năng suất cây trồng so với phương pháp trồng trên đất.