Nghiên cứu hiệu quả của một số chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (Em thứ cấp) trong xử lý môi trường chăn nuôi gà tại huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc

ĐÀO VĂN BIÊNNGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA MỘT SỐ CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU EM THỨ CẤP TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG CHĂN NUÔI GÀ TẠI HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TR

ĐÀO VĂN BIÊN

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA MỘT SỐ CHẾ PHẨM

VI SINH VẬT HỮU HIỆU (EM THỨ CẤP)

TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG CHĂN NUÔI GÀ TẠI HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên, năm 2014

ĐÀO VĂN BIÊN

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ CỦA MỘT SỐ CHẾ PHẨM

VI SINH VẬT HỮU HIỆU (EM THỨ CẤP)

TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG CHĂN NUÔI GÀ TẠI HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Mã số : 60.44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học :PGS.TS Đỗ Thị Lan

PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam, đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu đã đưa trong luận vănnày là trung thực và chưa được sử dụng trong bất cứ một công trình nghiên cứukhoa học nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong việc thực hiện đề tài này đã được

cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đề tài đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Thái nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2014

Học viên

Đào Văn Biên

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu, đến nay em đã hoàn thành bài luậnvăn tốt nghiệp theo kế hoạch của trường Đại học nông lâm Thái Nguyên với đề tài

“Nghiên cứu hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (EM thứ cấp) trong

xử lý môi trường chăn nuôi gà tại huyện Tam Đảo, tỉnhVĩnh Phúc”.

Có được kết quả này đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô

giáo: PGS.TS Đỗ Thị Lan, PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh đã hướng dẫn em

trong quá trình hoàn thành luận văn Các thầy cô đã chỉ bảo và hướng dẫn tậntình cho em những kiến thức lý thuyết, thực tế cũng như các kỹ năng trongviết bài, đồng thời cũng chỉ rõ những thiếu sót và hạn chế để em hoàn thànhbài báo cáo với kết quả tốt nhất Các thầy cô luôn là người truyền động lựcgiúp em hoàn thành tốt giai đoạn thực tập tốt nghiệp và viết luận văn

Cho phép em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các phòng ban của UBND huyện Tam

Đảo, UBND xã Tam Quan đã nhiệt tình giúp đỡ em, cung cấp cho em các thông tin, số

liệu để phục vụ cho bài báo cáo Đã tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành luận văn

Em xin chân thành biết ơn sự tận tình dạy dỗ của các thầy cô trong Trường Đại họcnông lâm Thái Nguyên, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Môi truờng, phòng quản lí và

đào tạo sau đại học

Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc, em xin gửi đến gia đình, bạn bè đã luôn sát

cánh và động viên em trong những giai đoạn khó khăn nhất

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm2014

Học viên

Đào Văn Biên

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2.MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 2

3 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 2

4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3

4.1 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học 3

4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

1.1.1 Chất thải chăn nuôi 5

1.1.2 Đặc tính của chất thải chăn nuôi 5

1.2 Cơ sở thực tiễn 6

1.2.1 Thực trạng chăn nuôi trên thế giới 6

1.2.2 Thực trạng chăn nuôi tại Việt Nam 11

1.3 Cơ sở pháp lý 4

1.4 Tổng quan về công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EM 18

1.4.1 Giới thiệu về vi sinh vật hữu hiệu EM 18

1.4.2 Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM.20 1.4.3 Các dạng EM và công dụng của chúng 23

1.4.4.Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới và tại Việt Nam 26

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 36

2.2 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN TIẾN HÀNH 36

2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 36

2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.4.1 Phương pháp điều tra phỏng vấn 37

2.4.2 Phương pháp xác định lượng phân thải ra của hai giống gà: gà siêu trứng và gà broiner trong các thí nghiệm nghiên cứu 37

2.4.3 Phương pháp đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn gà bằng đệm lót sinh học 39

2.4.4 Phương pháp đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chế phẩm trong chăn nuôi 41

2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 42

2.4.6 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 42

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Tình hình chăn nuôi gia cầm, mục đích sử dụng và xử lý chất thải chăn nuôi gà tại các nông hộ trong tỉnh Vĩnh Phúc 43

3.1.1.Tình hình chăn nuôi gia cầm của tỉnh vĩnh phúc 43

3.1.3 Tình hình sử dụng phân gia cầm tại các nông hộ 53

3.1.4 Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi gà ở Vĩnh Phúc 53

3.2 Kết quả xác định lượng phân thải ra của hai giống gà: gà siêu trứng và gà Broiler trong các thí nghiệm nghiên cứu 54

3.2.1 Lượng phân của số gà trong thí nghiệm 54

3.2.2 Lượng phân gà ước tính cho cả huyện Tam Đảo 59

3.3 Đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn gà bằng đệm lót sinh học 61

3.3.1 Đánh giá khả năng xử lý khí độc H2S, NH3trong chất thải chăn nuôi 61

3.3.2 Đánh giá hàm lượng đạm, phốt pho, kali tổng số và độ ẩm trong chất thải chăn nuôi 64

3.3.3 Đánh giá hàm lượng vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi 69

3.4 Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chế phẩm trong chăn nuôi gà đẻ 71

3.4.1 Hiệu quả đẻ trứng và lượng thức ăn tiêu tốn 71

3.4.2 Hiệu kinh tế của việc chăn nuôi trên nền đệm lót 72

3.4.3 Nhận xét của người dân về hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi bằng đệm sinh học 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

EM : Các vi sinh vật hữu hiệu

: Dung dịch được chế xuất tứ EM gốcFAO : Agricultural Commodity Projections

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi 5

Bảng 1.2 Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu 15

Bảng 1.3 Diễn biến củađộ pH trong phân theo thời gian 31

Bảng 1.4 Ảnh hưởng của chế phẩm EM đến nồng độ một số loại khí thải tại chuồng nuôi gà 33

Bảng 3.2 Đánh giá chung của người dân về ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi gà đến môi trường sống xung quanh 50

Bảng 3.3 Đánh giá cảm quan của người dân về môi trường không khí xung quanh các khu vực trại chăn nuôi trong huyện Tam Đảo, Vĩnh Phúc 51

Bảng 3.4 Tình hình sử dụng phân gà tại một số nông hộ 53

Bảng 3.5 Tình hình xử lý chất thải chăn nuôi gà 54

Bảng 3.6 Lượng thức ăn ăn vào và phân tươi thải ra trong ngày của gà sinh sản 54

Bảng 3.7 Lượng thức ăn ăn vào và phân tươi thải ra trong ngày của gà Broiler 56

Bảng 3.8 Hệ số thải phân thực nghiệm (K) của gà sinh sản và gà Broiler 58

Bảng 3.9 Ước tính lượng phân thải ra trong một vòng đời của gà sinh sản và gà Broiler (X =K.C) 59

Bảng 3.10 Ước tính lượng phân gà thải ra trong một đời gà tại các trang trạigà trên địa bàn huyện Tam Đảo, Vĩnh Phúc 2013 60

Bảng 3.11 Hàm lượng khí NH3tại khu vực chuồng nuôi 61

Bảng 3.12 Hàm lượng khí H2S tại khu vực chuồng nuôi 63

Bảng 3.13 Hàm lượng đạm tổng số trong phân gà tại khu vực chuồng nuôi 64

Bảng 3.14 Hàm lượng P tổng số trong phân gà tại khu vực chuồng nuôi 66

Bảng 3.15 Hàm lượng Kali tổng số trong phân gà tại khu vực chuồng nuôi 67

Bảng 3.16 Độ ẩm của phân gà tại khu vực chuồng nuôi 68

Bảng 3.17 Số lượng một số loại vi sinh vật có trong phân sau 30 tuần xử lý 69

Bảng 3.18 Kết quả tỷ lệ đẻ trứng và lượng thức ăn tiêu thụ của gà trong các tuần tuổi 71

Bảng 3.19 Tính toán chi phí cho đàn gà đẻ 200 con từ 20 - 40 tuần tuổi 72

Bảng 3.20 Nhận xét của người dân về môi trường xung quanh các trại đã xử lý bằng chế phẩm EM 74

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới 9

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo bể UASB 10

Hình 1.3 Sơ đồ chức năng của các vi sinh vật 21

Hình 3.1 Đánh giá cảm quan của người dân về môi trường không khí xung quanh khu vực các trại chăn nuôi gà 52

Hình 3.2 Tình hình sử dụng phân gà tại một số nông hộ trong huyện Tam Đảo, Vĩnh Phúc 53

Hình 3.3 Lượng thức ăn ăn vào trong ngày của gà sinh sản 55

Hình 3.4 Lượng thức phân thải ra trong ngày của gà sinh sản 55

Hình 3.5 Lượng phân tươi thải ra trong ngày của gà Broiler 57

Hình 3.6 Hệ số thải phân thực nghiệm (K) của gà sinh sản và gà Broiler 58

Hình 3.7 Hàm lượng khí NH3tại khu vực chuồng nuôi 62

Hình 3.8 Hàm lượng khí H2S tại khu vực chuồng nuôi 63

Hình 3.10 Hàm lượng Đạm tổng số trong phân gà tại khu vực chuồng nuôi 65

Hình 3.11 Hàm lượng P tổng số trong phân gà tại khu vực chuồng nuôi 66

Hình 3.12 Hàm lượng K tổng số trong phân gà tại khu vực chuồng nuôi 67

Hình 3.13 Độ ẩm của phân gà tại khu vực chuồng nuôi 69

Hình 3.14 Số lượng một số loại vi sinh vật có trong phân sau 30 tuần xử lý 70

Hình 3.14 Sơ bộ tính toán chi phí cho đàn gà từ 20 - 40 tuần tuổi 72

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước thìnhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm chăn nuôi ngày càng đòi hỏi cao

hơn không những về số lượng mà cả về chất lượng Đi đôi với việc phát triển chăn

nuôi, một vấn đề cần quan tâm giải quyết đó là bảo vệ môi trường, giảm thiểunhững chất thải và chất độc do chăn nuôi gây ra đang trở thành mối quan tâm chungcủa toàn xã hội (Nguyễn Thị Liên và cộng sự, 2010) [14]

Hòa cùng xu thế phát triển của đất nước trong những năm qua tỉnh Vĩnh Phúc

đã có những bước tiến vượt bậc Sự phát triển sản xuất các ngành nói chung, sản

xuất nông nghiệp nói riêng trong đó có ngành chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi giacầm ở tỉnh Vĩnh Phúc đã có nhiều sụ thay đổi, góp phần to lớn vào sự phát triểnkinh tế chung của tỉnh nhà Trong thời gian qua các vấn đề bảo vệ môi trường nôngthôn đã được các cấp chính quyền quan tâm nhiều hơn, tuy nhiên việc quản lý và xử

lý chất thải trong nông nghiệp vẫn còn nhiều hạn chế

Hầu hết các hộ chăn nuôi đều cho gà thịt, gà đẻ trứng ăn cám công nghiệp, gàlớn nhanh, khoảng 60 - 90 ngày là được 1 lứa gà thương phẩm, một năm nuôi 4 - 5 lứa.Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích về kinh tế thì vấn đề ô nhiễm môi trường trong các trangtrại chăn nuôi gia cầm đang trở thành vấn đề bức xúc đòi hỏi phải có những biện pháp

xử lý để kiểm soát được dịch bệnh và an toàn cho sản xuất Bình quân cứ 1.000 con gàthải ra từ 2-2,5 tấn phân tươi/tháng Lượng phân thải ra hàng ngày kết hợp với mùi cám

từ kho chứa, mùi cám thừa gây ô nhiễm nặng cho môi trường khu vực Phần lớn các hộ

nuôi thường không sử dụng bảo hộ lao động vì vậy đã xuất hiện nhiều bệnh về đường

hô hấp như: viêm phổi, ung thư phổi, viêm xoang, viêm gan Việc bón phân tươi trựctiếp cho rau màu là nguy cơ gây ra và lây nhiễm các bệnh dịch như cúm gia cầm, bệnhtruyền nhiễm, các vi rút, vi khuẩn có hại rất nguy hiểm đối với sức khoẻ con người Sựthờ ơ, thiếu quan tâm đến môi trường, coi thường sức khoẻ chính mình và cộng đồngcủa phần lớn các hộ nông dân chăn nuôi gia cầm, các hộ trồng rau màu sử dụng phân

gà không qua xử lý là điều đáng lo ngại

Tam Đảo là một huyện trung du miền nỳi của tỉnh Vĩnh phỳc, cú sự đa dạng

về địa hỡnh, cú tỷ lệ dõn số làm nụng nghiệp cao nhất trong tỉnh và cú phong trào

chăn nuụi gia cầm cụng nghiệp phỏt triển sớm và nhanh nhất trong cả nước, dođược tiếp cận sớm với ngành này nhờ cú Trung tõm giống gia cầm Quốc gia trờn địa

bàn huyện Bờn cạnh đú, ngành chăn nuụi gia cầm của huyện cũn chịu tỏc động tiờucực của nhiều yếu tố như dịch bệnh thường xuyờn đe dọa, giỏ cả thất thường làm

cho ngành chăn nuụi gia cầm trong huyện phỏt triển khụng mang tớnh bền vững dẫn

tới tỡnh trạng ụ nhiễm mụi trường trong chăn nuụi gà Tỡm kiếm giải phỏp cho việcgiảm thiểu ảnh hưởng mụi trường gõy ụ nhiễm nguồn khụng khớ tại cỏc hộ chăn nuụigia sỳc, gia cầm quy mụ nhỏ trong cỏc khu dõn cư đang là một vấn đề được đặt ra đốivới toàn thể xó hội (Bựi Xuõn An, 2007) [1]

Với mục đích ứng dụng chế phẩm EM trong việc cải thiện môi trường và xử lýchất thải chăn nuôi, cụ thể là chăn nuôi gà chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiờn cứu hiệu quả của một số chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (EM thứ cấp)

trong x ử lý mụi trường chăn nuụi gà tại huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phỳc”.

2.MỤC TIấU CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Mục tiờu tổng quỏt đề tài

Với mục tiờu để ngăn chặn, xử lý tỡnh trạng ụ nhiễm mụi trường nước, khụng

khớ thụng qua đú từng bước nõng cao chất lượng mụi trường nụng thụn gúp phần

phỏt triển nụng nghiệp nụng thụn bền vững

2.2 Mục tiờu cụ thể cuả đề tài

- Đỏnh giỏ hiện trạng vệ sinh mụi trường tại khu vực chăn nuụi

- Đỏnh giỏ hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EM thứ cấp trong xử lý

mụi trường chăn nuụi gà

- Từ cỏc kết quả nghiờn cứu trờn sẽ là tiền đề để mở rộng cỏc mụ hỡnh chăn

nuụi theo phương phỏp sinh học trờn toàn huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phỳc và cỏc

huyện, cỏc tỉnh khỏc

3 YấU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

- Tiến hành điều tra, đỏnh giỏ tỡnh hỡnh chăn nuụigà, cỏc mục đớch sử dụng, xử

lý chất thải chăn nuụi gà trờn địa bàn tỉnh Vĩnh Phỳc

- Tớnh toỏn xỏc định được lượng phõn thải ra của hai giống gà siờu trứng và gàBroiler qua cỏc tuần tuổi và trong cả một chu kỳ sống

- Đánh giá hiệu quả môi trường, hiệu quả kinh tế của việc chăn nuôi gà an toàn sinh học.

- KÕt qu¶ ph©n tÝch c¸c th«ng sè ph¶i minh b¹ch chÝnh x¸c, so s¸nh víi TCVN

4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

4.1 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học

Kết quả của đề tài là nền móng cho các nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng củachế phẩm sinh học trong xử lý các vấn đề về môi trường

4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

- Đây là biện pháp xử lý ô nhiễm thân thiện với môi trường, giá thành xử lýthấp, bà con nông dân có thể dễ dàng áp dụng

- Tạo nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ Nâng cao hiệu quả trong sản xuất nông

nghiệp, giảm giá thành của nông sản

-Giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại các khu vực chăn nuôi

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

- Thông tư số 07/2007/ TT - BTN & MT ngày 03/07/2007 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường về hướng dẫn phân loại và quyết định danh mục cơ sở gây ô nhiễmmôi trường cần xử lý

- Thông tư 04/2010/TT - BNN & PTNT ngày 15/01/2010 của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia điều kiện chăn nuôi gia cầm

an toàn sinh học QCVN01 - 15: 2010/BNN & PTNT

Thông tư 71/2011/TT - BNN & PTNT ngày 25 tháng 10 năm 2011 của Bộ Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia lĩnh vực thú y.+ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm - quy trìnhkiểm tra, đánh giá điều kiện vệ sinh thú y

Ký hiệu: QCVN 01 - 79: 2011/BNN & PTNT

+Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: cơ sở nuôi trồng thủy sản thương phẩm - Điềukiện vệ sinh thú y

Ký hiệu: QCVN 01 - 80: 2011/BNN & PTNT

+ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: cơ sở sản xuất, kinh doanh thủy sản giống

-điều kiện vệ sinh thú y

- Quyết định số 1504/QĐ - BNN & PTNT ngày 15/05/2008 của Bộ Nôngnghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành quy trình thực hành chăn nuôi tốt cho

chăn nuôi gia cầm an toàn

- Quyết định số 64/2003/QĐ - TTG vềviệc phê duyệt đề án “Kế hoạch xử lýtriệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng”

1.2 Cơ sở khoa học của đề tài

1.2.1 Ch ất thải chăn nuôi

Ở nước ta hiện nay, mỗi năm ngành chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn chất thải

rắn bao gồm phân khô, thức ăn thừa và 20 - 30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng,

nước tiểu, chất rửa chuồng trại) Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu

tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu tấn) xả thẳng ra tự nhiên hoặc sử dụng không qua

xử lý Một phần không nhỏ trong số đó là chất thải chăn nuôi gia súc, gia cầm Đây lànhững tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (Lưu Anh Đoàn, 2006) [8]

1.2 2 Đặc tính của chất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi đặc trưng nhất là phân Phân gồm các thành phần là những

dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi sự tiêu hóa vi

sinh hay men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được, axit amin thoát khỏi

sự hấp thu…) Các khoáng chất dư thừa mà cơ thể không sử dụng được như P2O5,

K2O, CaO, MgO… phần lớn xuất hiện trong phân Ngoài ra, còn có các chất cặn bã

của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin…) các mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa

và chất nhờn theo phân ra ngoài, các chất dính vào thức ăn (tro, bụi…) các vi sinhvật bị nhiễm trong thức ăn hay trong ruột bị tống ra ngoài… Lượng phân mà vậtnuôi thải ra thay đổi theo lượng thức ăn và thể trọng, dựa vào thức ăn và thể trọng

mà ta tính được lượng phân

B ảng 1.1 Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi

STT Loại vật nuôi Lượng phân thải mỗi ngày (% thể trọng)

Bảng 1.1 cho thấy lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao nhất là ở bòsữa 7,00 - 8,00% thể trọng; tiếp đến là bò thịt, lợn, gà theo thứ tự lần lượt là:5,00 - 8,00%; 6,00 - 7,00%; 5,00% thể trọng Qua đây, ta thấy số lượng vật nuôicàng lớn thì lượng chất thải thải ra ngoài môi trường càng nhiều Đây cũng chính

là vấn đề đáng lo ngại cho môi trường hiện nay

* Đối với chăn nuôi gà

Khác với hình thức chăn nuôi lợn, ô nhiễm môi trường chăn nuôi gà chủ yếu

là do các nguồn: phân, nước vệ sinh chuồng trại, các loại thuốc sử dụng để sáttrùng, tẩy rửa chuồng trại… chúng gây ra mùi hôi, ảnh hưởng tới môi trường không

khí xung quanh Đặc biệt, đối với các trại chăn nuôi gà hậu bị, lượng nước thải được

thải ra sau mỗi lần dọn rửa chuồng trại, máng ăn, máng uống chưa được các chủtrang trại chú ý đến việc lưu trữ để xử lý mà thải bỏ tự nhiên ra môi trường xung

quanh Phân gà thường chứa cả nước tiểu nên cần một hàm lượng lớn chất độn

chuồng, thức ăn và nước rơi vãi sẽ tạo ra chất thải có sự bết dính Quá trình gà vận

động và sinh trưởng còn có lông gà và các tế bào chết có thêm trong phân Vào

những mùa thời tiết ấm và ẩm các vi sinh vật dễ ràng hoạt động tạo ra lượng mùi

hôi ra môi trường Thêm vào đó nữa trong quá trình thu dọn phân của các chủ trang

trại tưới cho phân đạt độ ẩm nhất định để chống bụi lại là môi trường cho vi sinh vậtphân hủy cho nên khi phân đã được đóng bao kín vẫn phát tán mùi hôi Phân của gà

có hàm lượng uric nên tạo ra mùi của khí NH3rất lớn (Nguyễn Duy Hoan và cộng

sự, 1999) [10]

1.3 Cơ sở thực tiễn

1.3.1 Th ực trạng chăn nuôi trên thế giới

Để đáp ứng nhu cầu thực phẩm của con người, ngành chăn nuôi trên thế giới

đã phát triển rất nhanh và đạt được nhiều thành tựu to lớn Trên thế giới, chăn nuôi

hiện chiếm khoảng 70% đất nông nghiệp và 30% tổng diện tích đất tự nhiên (không

kể diện tích bị băng bao phủ) Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nôngnghiệp toàn cầu Tuy nhiên, bên cạnh việc sản xuất và cung cấp một số lượng lớnsản phẩm quan trọng cho nhu cầu của con người, ngành chăn nuôi cũng đã gây nên

nhiều hiện tượng tiêu cực về môi trường Ngoài chất thải rắn và chất thải lỏng, chănnuôi hiện đóng góp khoảng 18% hiệu ứng nóng lên của trái đất (global warming) dothải ra các khí gây hiệu ứng nhà kính: khí CO2chiếm 9%, khí mêtan (CH4) 37% và

oxit nitơ (N2O) là 65% Những loại khí này sẽ còn tiếp tục tăng lên trong thời giantới (FAO, 2011) [31]

Theo dự báo của FAO, 2011 về nhu cầu sử dụng các sản phẩm chăn nuôi củathế giới dự kiến sẽ còn tiếp tục tăng gấp đôi trong nửa đầu của thế kỷ này Nhưngcũng đồng thời trong thời gian trên con người sẽ phải chứng kiến nhiều sự biến đổi

môi trường và khí hậu theo chiều hướng không mong đợi, môi trường sống ngày càng

bị đe dọa bởi chính các hoạt động chăn nuôi Do vậy, việc hướng tới một ngành chănnuôi chất lượng cao không chỉ giúp đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con

người về các sản phẩm có nguồn gốc động vật mà đồng thời phải chịu trách nhiệm

với chính con người về mặt môi trường và xã hội khi sản xuất ra những sản phẩm đó(Bùi Xuân An, 2007) [1]

Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới FAO năm 2011 số

lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: tổng đàn trâu là 182,2

triệu con và phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1.164,8 triệu con, dê591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14.191,1 triệu con vàtổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con Tốc độ tăng về số lượng vật nuôi hàng năm củathế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên dưới 1% năm (FAO,2011) [31]

Về số lượng, đàn bò nhiều nhất là Brazin 204,5 triệu con, thứ hai là Ấn

Độ 172,4 triệu con, thứ ba là Hoa Kỳ 94,5 triệu con, thứ tư là Trung Quốc 92,1

triệu con, thứ năm Ethiopia và thứ sáu Argentina có trên 50 triệu con bò(FAO,2011) [31]

Ấn Độ là một quốc gia đứng đầu về chăn nuôi trâu, hiện nay số lượng trâu của

Ấn Độ có khoảng 106,6 triệu con (chiếm trên 58% tổng số trâu của thế giới), hứ hai

là Pakistan 29,9 triệu con, thứ ba là Trung Quốc 23,7 triệu con, thứ tư là Nepan 4,6triệu con, thứ năm Egypt 3,5 triệu con, thứ sáu Philippine 3,3 triệu con và Việt Nam

đứng thứ 7 thế giới đạt 2,8 triệu con trâu (FAO,2011) [31]

Các cường quốc về chăn nuôi lợn của thế giới: số đầu lợn hàng năm số

một là Trung Quốc 451,1 triệu con, thứ hai là Hoa Kỳ 67,1 triệu, thứ ba Brazin37,0 triệu, Việt Nam đứng thứ 4 có 27,6 triệu con và đứng thứ năm là Đức 26,8triệu con lợn

Về chăn nuôi gà thì Trung Quốc là một quốc gia có nền chăn nuôi gia cầm pháttriển nhất thế giới, hiện nay số lượng gà của Trung Quốc đứng vị trí số một trênthế giới là 4.702,2 triệu con, tiếp đến thứ hai là Indonesia 1.341,7 triệu con, thứ

ba là Brazin 1.205,0 triệu con, thứ bốn làẤn Độ 613 triệu con và thứ năm làIran 513 triệu con gà Việt Nam về chăn nuôi gà có 200 triệu con đứng thứ 13thế giới (FAO,2011) [31]

Chăn nuôi vịt đứng thứ nhất vẫn là Trung Quốc có 771 triệu con, thứ hai là Việt

Nam 84 triệu, thứ ba là Indonesia 42,3 triệu, thứ tư là Bangladesh 24 triệu và cuối cùng

đứng thứ năm là Pháp có 22,5 triệu con vịt (FAO,2011) [31]

Xét về tổng số lượng vật nuôi của thế giới, các nước Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn

Độ, Brazin, Indonesia, Đức là những cường quốc, trong khi đó Việt Nam cũng lànước có tên tuổi về chăn nuôi: đứng thứ hai về số lượng vịt, thứ tư về lợn, thứ sáu

về số lượng trâu và thứ mười ba về số lượng gà(FAO,2011)[31]

Bên cạnh số lượng vật nuôi lớn, mỗi năm môi trường thế giới phải hứng chịumột khối lượng rất lớn chất thải từ các hoạt động chăn nuôi Việc xử lý chất thải

chăn nuôi nói chung và chất thải gia cầm nói riêng cũng đã được nghiên cứu triển

khai ở các nước phát triển từ cách đây vài chục năm Các nghiên cứu của các tổchức và các tác giả như: Burton, C H and Turner, C (2003); Dr Arux Chaiyakul,(2007); McDonald P, J F D Greenhalgh and C A Morgan (1995); Sebastià PuigBroch, (2008); Teruo Higa, (2002) Các công nghệ áp dụng cho xử lý nước thảichăn nuôi trên thế giới chủ yếu là các phương pháp sinh học Ở các nước phát triển,quy mô trang trại rộng hàng trăm hecta, trong trang trại ngoài chăn nuôi gia cầmquy mô lớn (trên 10.000 con), phân gia cầm và chất thải gia cầm chủ yếu làm phân

vi sinh và năng lượng Biogas cho máy phát điện còn nước thải chăn nuôi được sửdụng cho các mục đích nông nghiệp (Đỗ Ngọc Hòe, 1974) [11]

Hình 1.1 Mô hình qu ản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới

(Nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000) [13]

Tại Trung Quốc, người ta tính toán rằng cứ 3 triệu con gà “sản xuất” ra 212 tấnphân và số phân này được dùng để sản xuất điện Phân gà ở chuồng sẽ đi vào máng,

sau đó được chuyển xuống một băng chuyền để đến một nhà máy xử lý Nhà máy xử

lý sẽ tách methane ra khỏi phân gà để tạo ra điện, và điện sẽ được bán cho lưới điệnquốc gia Sau khi tách methane xong, phân gà sẽ được xử lý thành phân bón (ĐỗNgọc Hòe, 1974) [11]

Ông Pan Wenzhi - Phó chủ tịch công ty Công nghệ Nông nghiệp Deqingyuan chobiết: “Lượng than đá để tạo ra điện cho Trung Quốc có thể khan hiếm trong vài thập kỷtới Vì thế, phân gà có thể là một trong số những nguồn nguyên liệu thay thế để sản xuất

điện hiệu quả, tiết kiệm và bảo vệ môi trường” Hiện nay, nhiệt điện sử dụng than đá vẫn

chiếm 70% sản lượng điện của Trung Quốc (Đỗ Ngọc Hòe, 1974) [11]

Tại Hà Lan, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng công nghệ SBR (Sequencing

batch reactor) qua 2 giai đoạn: giai đoạn hiếu khí chuyển hóa thành phần hữu cơ

thành CO2, nhiệt năng và nước, amoni được nitrat hóa thành nitrit và khí nitơ; giai

Cơ sở chăn nuôi

quy mô nhỏ lẻ

Nuôi thả, chuồng hở

Ruộng, cánh đồng

đoạn kỵ khí xảy ra quá trình đề nitrat thành khí nitơ Phốtphat được loại bỏ từ pha

lỏng bằng định lượng vôi vào bể sục khí (Sebastià Puig Broch, 2008) [29]

Tại Tây Ban Nha, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng quy trình VALPUREN

(được cấp bằng sáng chế Tây Ban Nha số P9900761) Đây là quy trình xử lý kết

hợp phân hủy kỵ khí tạo hơi nước và làm khô bùn bằng nhiệt năng được cấp bởi hỗhợp khí sinh học và khí tự nhiên (Lê Văn Cát, 2007) [3]

Tại Thái Lan, công trình xử lý nước thải sau Biogas là UASB (Upflow

Anaerobic Sludge Blanket) Đây là công trình xử lý sinh học kỵ khí ngược dòng.Nước thải được đưa vào từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng ở dạng các

bông bùn mịn Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ diễn ra khi nước thải tiếp xúcvới các bông bùn này Một phần khí sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí (CH4,

CO2 và một số khí khác) sẽ kết dính với các bông bùn và kéo các bông bùn lên lơlửng trong bùn, tạo sự khuấy trộn đều giữa bùn và nước Khi lên đến đỉnh bể, các bọt

khí được giải phóng với khí tự do và bùn sẽ rơi xuống Để tăng tiếp xúc giữa nước

thải với các bông bùn, lượng khí tự do sau khi thoát ra khỏi bể được tuần hoàn trở lại

hệ thống (Dr Arux Chaiyakul, 2007) [27]

Hình 1 2 Sơ đồ cấu tạo bể UASB

(Nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000) [12]

進流水分配器

出流水甲烷氣

Tầng bùn lơ lửng

Nước thải sau

bể UASB Khí Biogas

1.3.2 Th ực trạng chăn nuôi tại Việt Nam

Tại Việt Nam, mỗi năm đàn vật nuôi thải ra khoảng trên 73 triệu tấn chất thảirắn, 25 - 30 triệu khối chất thải lỏng và hàng trăm triệu tấn chất thải khí Trong đó,khoảng 50% tổng lượng chất thải rắn và 80% tổng lượng chất thải lỏng bị xả thẳng

ra môi trường mà không qua xử lý (Lưu Anh Đoàn, 2006) [8]

Theo tác giả Đặng Văn Minh, 2011 [16] cho biết không khí trong chuồng nuôichứa khoảng 100 loại hợp chất khí độc hại như NH3, H2S, CO2, tổng số vi khuẩncao gấp 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài Nếu hít nhiều và thường xuyên cóthể gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính Ở nồng độ cao có thể gây nôn mửa, ngạtthở, ngất xỉu hoặc tử vong cho người và vật nuôi

Kết quả khảo sát của nhóm nghiên cứu của trường Đại học Nông lâm TháiNguyên, cho thấy có trên 80% cơ sở chăn nuôi ở một số tỉnh miền núi phía Bắc như

Lào Cai, Tuyên Quang… xây dựng chuồng nuôi ngay trong khu dân cư xen lẫn vớinơi ở của người, chuồng nuôi đa số là tạm bợ hoặc bán kiên cố

Cũng theo PGS.TS Đặng Văn Minh cho biết ngành chăn nuôi sẽ gây ô nhiễm

môi trường nghiêm trọng, nếu không có biện pháp xử lý chất thải phù hợp “Chỉ cần

một gia đình nuôi vài con lợn, không vệ sinh chuồng trại, xử lý phân nước thải khônghợp lý thì tất cả các hộ sống xung quanh phải gánh chịu hậu quả từ nguồn nước đếnkhông khí hôi thối, ruồi bọ phát triển mạnh, tăng nguy cơ lây lan bệnh dịch”

Nguồn gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở chăn nuôi bao gồm chất thải rắn

như lông, phân gia súc, rác, thức ăn thừa, xác gia súc, gia cầm tiêu hủy không đúng

kỹ thuật và chất thải lỏng như: nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm gia súc.Những loại chất thải này, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức

đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất chăn nuôi giảm, hiệu quả kinh tế

không cao (Lê Văn Cát, 2007) [3]

Theo tác giả Lưu Anh Đoàn, 2006 [8] cho rằng: phần lớn người trồng rau hiện

nay đều sử dụng phân chuồng trong chăm bón, trong khi các vật nuôi này được nuôi

bằng những loại thức ăn tổng hợp Thức ăn dạng này chứa rất nhiều khoáng đa lượng,

vi lượng Hàm lượng kim loại nặng trong phân của vật nuôi sẽ xâm nhập vào đất trồng,

rau và tồn lưu trong các nông sản Đặc biệt là đối với các loại rau ăn lá như cải ngọt, cảixanh, bắp cải, xà lách… Người ăn phải thì hậu quả thật khó lường

GS.TS Nguyễn Quang Thạch, trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội cho biết:

sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải chăn nuôi không những cải thiện rất đáng kể

ô nhiễm môi trường mà còn cung cấp một nguồn năng lượng sạch và quan trọng,phục vụ việc đun nấu, thắp sáng Tuy nhiên, đối với các trang trại hay hộ chăn nuôilớn, áp dụng các biện pháp xử lý chất thải là điều cần thiết, song đối với các hộ chănnuôi nhỏ, không phải bất kỳ hộ nào cũng có điều kiện để xử lý an toàn chất thải

chăn nuôi bằng phương pháp Biogas, nhất là ở các vùng mà kinh tế còn nhiều khókhăn (Nguyễn Quang Thạch, 2001) [22]

Bà Trần Thị Bíp, một hộ chăn nuôi nhỏ tại xã Thanh Lâm, Mê Linh, Hà Nội chobiết, để xây dựng một hầm Biogas đạt chuẩn như hiện nay, kinh phí không dưới 10triệu đồng Hoàn cảnh gia đình còn khó khăn nên chưa thể làm được, chấp nhận phảithải thẳng ra hệ thống thoát nước xung quanh (Nguyễn Quang Thạch, 2001) [22]

“Ngoài việc tuyên truyền tạo ý thức cho người dân thu gom và có biện pháp

xử lý chất thải phù hợp, rất cần có sự hỗ trợ của Nhà nước, sự phối hợp của chínhquyền địa phương Có như thế mới thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển vừa đáp

ứng nhu cầu thực phẩm vừa đảm bảo vệ sinh môi trường” GS.TS Nguyễn Quang

Thạch nhận định [22]

Theo thống kê hiện nay, Việt Nam có khoảng 8,5 triệu hộ có chăn nuôi vớitrên 5 triệu con bò; 2,8 triệu con trâu; 27,6 triệu con lợn; 220 triệu gia cầm Ước

tính lượng chất thải rắn mà các vật nuôi trưởng thành mỗi ngày có thể thải ra: bò

10kg/con, trâu 15kg/con, lợn 2kg/con, gia cầm 0,2kg/con Một tấn phân chuồng

tươi không qua xử lý sẽ phát thải vào không khí 0,24 tấn CO2 (Trần Minh Châu,1984) [6]

Vì vậy, nghiên cứu việc xử lý ô nhiễm trong chăn nuôi bằng các biện phápsinh học sẽ giúp người chăn nuôi biết được thực trạng ô nhiễm do chính họ gây ra

Từ đó, có các biện pháp xử lý chất thải nhằm phát triển sản xuất đi đôi với việc bảo

vệ cuộc sống, bảo vệ mội trường sống của chính mình Nghiên cứu hiện trạng chấtthải chăn nuôi gia cầm còn giúp các cơ quan chức năng có cơ sở để đưa ra nhữnggiải pháp, những quyết định xử phạt hợp lý nhằm hạn chế, ngăn chặn những tác

động gây hại đến môi trường Một số giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi hiện nay:

1 Giải pháp xây dựng hầm Biogas

Xử lý chất thải chăn nuôi bằng công trình khí sinh học (KSH) được đánh giá làgiải pháp hữu ích nhằm giảm khí thải methane và sản xuất năng lượng sạch Vớitrên 500.000 công trình KSH hiện có trên cả nước (336.000 công trình KSH thaythế than đun nấu vùng đồng bằng và 224.000 công trình KSH thay thế củi đun nấuvùng miền núi), sản xuất ra khoảng 450 triệu m3khí gas/năm Theo thông báo quốc

gia lần 2, tiềm năng giảm nhẹ phát thải khí nhà kính của phương án này khoảng22,6 triệu tấn CO2, chi phí giảm đối với vùng đồng bằng là 4,1 USD/tấn CO2, đối

với miền núi 9,7 USD/tấn CO2, mang lại giá trị kinh tế khoảng 1.200 tỷ đồng vềchất đốt Do đó, khả năng giảm thiểu khí phát thải của công trình khí sinh học sẽ

tăng lên trong tương lai và tầm quan trọng của việc tận dụng nguồn năng lượng tái

tạo này, không chỉ nhằm chống việc nóng lên của khí hậu toàn cầu, mà còn giúpViệt Nam đi theo hướng phát triển nền kinh tế có hàm lượng carbon thấp mà không

ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững Mặc dù vậy, phát triển khí sinh học tại Việt

Nam còn gặp một số khó khăn vì mức đầu tư cao so với khả năng tài chính của

người nông dân, hỗ trợ của nhà nước thấp và phụ thuộc nhiều vào quy mô và tính

ổn định của ngành chăn nuôi (Đỗ Thành Nam, 2008) [18]

2 Xử lý bằng sử dụng thực vật thủy sinh

Trong xử lý nước thải (XLNT), thực vật thủy sinh (TVTS) có vai trò rất quantrọng TVTS tham gia loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốtpho, kimloại nặng và VSV gây bệnh Trong quá trình XLNT thì sự phối hợp chặt chẽ giữa TVTS

và các sinh vật khác (động vật phù du, tảo, vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh,nhuyễn thể, ấu trùng, côn trùng…) có ý nghĩa quan trọng Vi sinh vật tham gia trực tiếpvào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo nguyên liệu dinh dưỡng (N, P và cáckhoáng chất khác…) cho thực vật sử dụng Đây chính là cơ chế quan trọng để TVTS loại

bỏ các hợp chất vô cơ N, P Hiện nay việc sử dụng TVTS trong công tác bảo vệ môi

trường ngày càng được chú ý hơn vì chúng có những ưu điểm nổi bật:

- Xử lý được nhiều tác nhân gây ô nhiễm

- Thân thiện với môi trường

- Tốc độ tăng trưởng sinh khối nhanh: sinh khối của TVTS sau xử lý có thể sửdụng làm thức ăn chăn nuôi, sản xuất khí mêtan, phân bón…

- Giá thành xử lý thấp hơn so với các phương pháp sinh học khác (Vũ ThụyQuang, 2009) [20]

* Xử lý nước thải bằng tảo: tảo có khả năng quang hợp, chúng có tốc độ sinh

trưởng nhanh, chịu được các thay đổi của môi trường, có khả năng phát triển trongnước thải, có giá trị dinh dưỡng cao Do đó, người ta đã lợi dụng các đặc điểm này

của tảo để: chuyển đổi năng lượng mặt trời và chất dinh dưỡng trong nước thải

thành năng lượng sinh khối tảo Thông thường, người ta kết hợp việc XLNT với sản

xuất và thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải

Các yếu tố cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng tảo:

Dưỡng chất: amoni là nguồn đạm chính cho quá trình tổng hợp nên protein

của tế bào thông qua quá trình quang hợp của tảo Các nguyên tố vi lượng ảnh

hưởng đến sự phát triển của tảo, trong tế bào tảo tỷ lệ N: P: K là 1,5:1:0,5

Độ sâu của tảo: độ sâu của tảo được lựa chọn trên cơ sở tối ưu hóa khả năng

sử dụng ánh sáng trong quá trình quang hợp của tảo, độ sâu thường là 40 - 50cm

Thời gian lưu chất thải trong ao: thường chọn lớn hơn 2 - 8 ngày.

Lượng BOD nạp cho hồ tảo: ảnh hưởng đến năng suất tảo vì nếu lượng BOD nạp

quá cao môi trường sẽ trở nên yếm khí ảnh hưởng đến quá trình cộng sinh của tảo và vi

khuẩn Một số thí nghiệm ở Thái Lan cho thấy trong điều kiện nhiệt đới thì lượng BODnạp vào là 336 kg/ha ngày (33,6 gam/m2/ngày) (Vũ Thụy Quang, 2009) [20]

* Xử lý bằng thực vật thủy sinh có kích thước lớn: thực vật thủy sinh kích

thước lớn có thể sử dụng trong xử lý nước thải chia làm 3 nhóm:

- Nhóm nổi: bèo tấm (Lemna minor), bèo Nhật bản (Eichhornia crassipes),

loại này có thân, lá nổi trên mặt nước, chỉ có phần rễ là chìm trong nước

- Nhóm nửa chìm, nửa nổi: sậy (Pharagmites communis), lau (Cirpus lacustris) Loại này có bộ rễ cắm vào đất, bùn còn phần thân chìm trong nước, phần

còn lại và lá ở phía trên Mực nước thích hợp của cây là >1,5m

-Nhóm chìm: rong xương cá (Potamogeton crispus), rong đuôi chó (Littorella umiflora), thực vật loại này chìm hẳn trong nước, rễ của chúng bám chặt vào bùn

đất, còn thân và lá ngập trong nước (Vũ Thụy Quang, 2009) [20]

B ảng 1.2 Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu

Thuỷ sinh vật sống chìm

Hydrilla Hydrilla verticilata

Water milfoil Myriophyllum spicatum

Thuỷ sinh vật sống trôi nổi

Bèo tai tượng Pistia stratiotes

Chăn nuôi sinh thái là hệ thống chăn nuôi không có chất thải, không gây ô

nhiễm môi trường, tiết kiệm nguyên vật liệu, sử dụng tài nguyên và kỹ thuật rẻ tiền,

chăn nuôi không lạm dụng thuốc kháng sinh và hóa chất hóa học, sử dụng công

nghệ vi sinh làm nền tảng Sử dụng công nghệ vi sinh trong chăn nuôi hiện nay đã

và đang là một trong những hướng đi mới mẻ được nghiên cứu và phát triển ở nhiềunơi Với những hộ chăn nuôi tập trung, lượng phân sinh ra rất lớn vì thế để xử lý

phân hiệu quả, nhanh đạt tiêu chuẩn phân bón và vệ sinh là rất cần thiết cho việcgiải quyết ô nhiễm môi trường cho cộng đồng khu vực Việc sử dụng các chế phẩmsinh học như chế phẩm EM có tác dụng làm tăng cường khả năng xử lý phân, rútngắn thời gian ủ, thỏa mãn các yêu cầu về vệ sinh môi trường tái sử dụng chất thải

chăn nuôi (Nguyễn Hoài Châu, 2007) [5]

Một số công trình nghiên cứu về xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam:

1 Đề tài “Phát triển nuôi giun quế (Perionyx excavatus) tạo nguồn thức ăn

giàu protein cho gia cầm và hạn chế ô nhiễm môi trường” của tác giả Vũ Đình

Tônvà cộng sự (2009) [23]cho thấy:

Giun quế có khả năng xử lý rất hiệu quả các chất thải hữu cơ, nhất là phân gia súc

và phụ phẩm nông nghiệp, tạo thành nguồn phân bón rất giàu dinh dưỡng với hàm

lượng cao các khoáng chất thiết yếu và dễ hấp thu đối với cây trồng (P, K, Ca, Mg,

NH4+,…) Hơn nữa, xử lý chất thải bằng giun quế còn giúp hạn chế ô nhiễm môitrường nhờ việc giảm đáng kể hàm lượng NH3 trong phân (giảm khoảng 9,17 lần ởcông thức 50% phân trâu bò + 50% phân lợn, giảm 14,98 lần so với phân trâu bò tươi

và 50,61 lần so với phân lợn tươi)

Giun quế sinh trưởng và phát triển tốt trên các loại chất thải khác nhau Trong

đó, nuôi giun bằng phân trâu bò cho kết quả cao nhất về tăng sinh khối (713 gamsau 45 ngày, tương đương tốc độ sinh trưởng là 2,43% Bên cạnh đó, chúng ta cũng

có thể trộn phân trâu bò với các loại chất thải khác với các tỷ lệ khác nhau đều chotốc độ tăng sinh khối cao ở giun Với đặc điểm sinh trưởng nhanh, chúng ta có thểnuôi giun với quy mô thâm canh hay bán thâm canh để sản xuất nguồn thức ăn giàu

dinh dưỡng cho chăn nuôi

Bổ sung giun quế vào khẩu phần ăn đã góp phần làm tăng khả năng tăng trọngcủa gà, cải thiện được đáng kể tiêu tốn thức ăn và do đó làm giảm chi phí thức ăn

cho 1kg tăng trọng của gà Đồng thời việc bổ sung giun quế đã làm tăng tỷ lệ thân

thịt và tỷ lệ các phần thịt có giá trị của gà và không làm thay đổi chất lượng cảmquan của thịt (màu sắc, pH, tỷ lệ mất nước sau bảo quản và chế biến) Mức bổ sung2% giun cho kết quả tốt nhất làm tăng trọng của gà cao hơn hẳn so với lô đối chứng,

đặc biệt ở các tuần tuổi cuối trước khi giết thịt, giúp làm giảm 0,21kg thức ăn cho

mỗi kg tăng khối lượng gà, tương ứng với 6,8% so với ở lô đối chứng Bổ sung 2,00

% cho tỷ lệ thân thịt và tỷ lệ thịt lườn, thịt đùi cao hơn hẳn so với ở lô đối chứng(Vũ Đình Tôn và cộng sự, 2009) [23]

2 Đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây rau dừa

nước” của tác giả Vũ Thụy Quang - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố

Hồ Chí Minh” Kết quả đề tài cho thấy:

- Rau dừa nước có khả năng sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải.Khả năng lọc nước thải của chúng rất mạnh qua sự thay đổi các chỉ tiêu lý-hoá họccủa nước thải, đặc biệt là ở nước thải 100% (không pha loãng) Rau dừa nước làmbiến đổi các chỉ tiêu như sau:

+ PH: gây ức chế sự phát triển của tảo và ổn định giá trị pH (kiềm nhẹ) phùhợp cho vi sinh vật phát triển.

+ EC (độ dẫn điện): giảm do khả năng hấp thu các ion dinh dưỡng (NH4+,

PO43-) trong nước hạn chế hiện tượng tảo nở hoa

+ Nồng độ COD: giảm do cây làm cải thiện lượng oxy hoà tan trong nước, tạo

điều kiện cho các quá trình phân giải chất hữu cơ thành các chất đơn giản cho cây

có thể hấp thu (H = 73,6% ở nghiệm thức nước thải 100%)

+ Nồng độ BOD: giảm mạnh do bộ rễ cây tạo giá bám cho vi sinh vật pháttriển làm quá trình oxy hoá hiếu khí các chất hữu cơ diễn ra mạnh hơn (H = 87.2%

ở nước thải 100%)

- Rau dừa nước sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải còn được đặc

trưng bởi sự gia tăng mạnh các chỉ tiêu về sinh trưởng của rau như sau một thờigian đầu: chiều dài thân, số lá và màu sắc của rau Trong khi đó, rau trồng trongnước sạch cũng thay đổi về chiều dài thân và số lá nhưng chậm dần ở giai đoạn sau

Màu sắc của lá: rau trong nước thải lá có màu xanh thẫm và diện tích lá to hơn,trồng trong nước sạch lá màu nhạt và diện tích lá nhỏ hơn

Như vậy, từ những kết quả nghiên cứu trên đã chứng minh hiệu quả lọc nước

thải rất tốt của cây rau dừa nước (H  80%) Các chỉ tiêu nước và sự tăng trưởng

của cây đã phản ánh khả năng sống của cây ở nồng độ nước thải chăn nuôi cao(COD = 338,96 mg/l, BOD = 340 mg/l) Cây rau dừa nước có tác dụng lọc hấp thucác chất hữu cơ trong nước thải, không cần phải qua quy trình kỹ thuật hay máymóc phức tạp, đắt tiền (Vũ Thụy Quang, 2009) [20]

3 Đề tài “Khảo sát khả năng sinh gas và xử lý nước thải nuôi lợn của hệ

thống Biogas phủ nhựa HDPE (High Density Polyethylene)” của tác giả Đỗ Thành

Nam trường Đại học Nông lâm, thành phố Hồ Chí Minh Kết quả đạt được như sau:

Về xử lý chất thải chăn nuôi lợn: COD đầu ra của nước thải qua hệ thống hầm

ủ Biogas giảm 95,4 % so với nước thải đầu vào, chất rắn lơ lửng của nước thải đầu

ra qua hệ thống hầm ủ Biogas giảm 86,5 % so với nước thải đầu vào, vật chất khô

nước thải đầu ra qua hệ thống hầm ủ Biogas giảm 90% so với nước thải đầu vào,

pH đạt tiêu chuẩn để có thể sử dụng nước này cho sản xuất nông nghiệp và nuôi cá,

nhiệt độ của nước thải đầu ra qua hầm ủ biogas tăng 1,1 % so với nước thải đầu

vào Nhìn chung, hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng hệ thống hầm ủBiogas đạt kết quả tương đối tốt.

4 Đề tài “Nghiên cứu xử lý chất thải chăn nuôi gà bằng mô hình Biogas” Vũ

Đình Tôn và cộng sự, Đại học Nông nghiệp Hà Nội cho thấy:

- Hệ số thải phân (HSTP) của các loại gà khác nhau đáng kể: gà siêu trứng cóHSTP thấp nhất là 1,05 tiếp sau là gà kiêm dụng là 1,07 và HSTP cao nhất là gàsiêu thịt 1,20

- Lượng Biogas sản sinh ra khác nhau rất rõ rệt giữa mùa đông và mùa hè

(mùa hè cao hơn tới trên 2 lần) do nhiệt độ mùa đông quá thấp không thuận lợi cho

sự phát triển của vi sinh vật

- Dùng hầm Biogas cải thiện được đáng kể ô nhiễm môi trường nhất là nồng

độ BOD5 ,COD (Vũ Đình Tôn, 2009) [23]

5 Đề tài “Nghiên cứu hiệu quả của một số loại chế phẩm vi sinh vật hữu

hiệu (EM thứ cấp) trong xử lý môi trường chăn nuôi gà tại Thái Nguyên ”

- Bổ sung chế phẩm EM trong chăn nuôi gà có tác dụng làm giảm mùi hôi củachuồng nuôi Lượng khí thải NH3giảm 4,15 - 5,72 lần; khí H2S giảm từ 1,96 - 3,79lần so với đối chứng

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng như N,P,K có xu hướng tăng lên: N tổng số

tăng 1,3 - 1,91 lần; P tổng số tăng 3,45 - 4,77 lần; K tổng số tăng 1,29 - 1,94 lần

ngoài ra thì độ ẩm và hàm lượng các chủng vi sinh vật trong chuồng nuôi cũng có

xu hướng giảm mạnh Điều này rất có ý nghĩa trong chăn nuôi

- Sử dụng chế phẩm EM trong chăn nuôi gà sẽ mang lại hiệu quả kinh tế vàthu nhập cho người dân cao hơn so vớiđối chứng (Hoàng Thị Lan Anh, 2012) [2]

1.4 Tổng quan về công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EM

1.4.1 Gi ới thiệu về vi sinh vật hữu hiệu EM

Vi sinh vật hữu hiệu EM (Effective Microoganisms) là tập hợp các loài vi sinh vật có ích, gồm các nhóm (vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn Lactic,

nấm men, xạ khuẩn) sống cộng sinh trong cùng môi trường, khi được bổ sung vào

môi trường sẽ góp phần cải thiện môi trường sống

Ví dụ: Đối với môi trường đất có thể áp dụng chúng như là một chất nhằm

tăng cường tính đa dạng của hệ vi sinh vật đất, bổ sung các vi sinh vật có ích vào

môi trường tự nhiên, giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường do các vi sinh vật có hại

gây ra Kết quả là nó có thể cải thiện chất lượng và làm tốt đất, tăngcường hiệu quả

sử dụng các chất hữu cơ của cây trồng

Công nghệ EM (Effective microorgannic) đã được bắt đầu nghiên cứu bởi

Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa vào những năm 1970 Ông đã phân lập, nuôi cấy trộn

lẫn các vi sinh vật có ích được tìm thấy trong môi trường và được sử dụng rộng rãitrong công nghiệp và thực phẩm…Ông đã kiên trì đấu tranh cho quan điểm mở rộngcác chế phẩm sinh học, giảm thiểu tiến tới đẩy lùi việc sử dụng phân bón hoá học,thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh bằng hoá học Ông và các cộng sự sau khi nghiên cứu

thành công đã đảm nhiệm phân lập, nhân giống và cung cấp công nghệ, kỹ thuật,

xây dựng các Trung tâm nghiên cứu công nghệ EM và tham gia xây dựng nhà máysản xuất chế phẩm EM tại nhiều nước trên thế giới Hiện nay có trên 80 nước ứngdụng chế phẩm sinh học EM trong sản xuất nông nghiệp và xử lý môi trường Chếphẩm EM được chính thức đưa vào Việt Nam từ tháng 4 năm 1997 (Nguyễn QuangThạch, 2001) [22]

Chế phẩm EM được tạo ra không phải bằng kỹ thuật di truyền và cũng khôngchứa các loài vi sinh vật được tạo ra bởi kỹ thuật di truyền EM rất an toàn, rẻ tiền,

và ứng dụng có hiệu quả, cải thiện tốt môi trường Các vi sinh vật tạo ra một môi

trường sinh thái đồng nhất, sản sinh ra nhiều sản phẩm khác nhau cùng sinh trưởng,

phát triển Mỗi loại vi sinh vật trong chế phẩm EM có chức năng năng họat độngriêng của chúng Các vi sinh vật này đều là những vi sinh vật có lợi chung sốngtrong cùng một môi trường, chúng sống cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ nhau dovậy hiệu quả của hoạt động tổng hợp của chế phẩm tăng lên rất nhiều Trong đó loài

vi khuẩn quang hợp đóng vai trò chủ chốt, sản phẩm của quá trình quang hợp lànguồn dinh dưỡng quan trọng cho các loài khác trong chế phẩm EM Việc sản xuất

vi sinh vật từ phế phụ phẩm khá đơn giản và dễ thực hiện: xử lý thô nguồn nguyênliệu phế phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp và các nhà máy chế biến, phối trộn vớichế phẩm EM gốc và một vài phụ liệu khác như đạm, kali, rỉ mật…, độ ẩm cuốicùng của hỗn hợp cần đạt từ 45 - 50% Nguyên liệu dùng để sản xuất chế phẩm làtận dụng các loại phế phẩm nông nghiệp như: bột ngô, bột cám, vỏ trấu, lõi ngô, vỏ

điều, mùn cưa,… với giá thành thấp, nhưng hiệu quả của sản phẩm mang lại giải

quyết được nhiều vấn đề bức xúc của xã hội hiện nay (Nguyễn Quang Thạch,2001) [22]

1.4.2 Thành ph ần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM

Theo báo cáo của APNAN, trong chế phẩm EM có khoảng hơn 80 loài vi sinhvật cả kị khí và hiếu khí thuộc 10 chi khác nhau, chúng bao gồm: vi khuẩn quanghợp có chức năng tổng hợp chất hữu cơ từ CO2 và H2O, vi khuẩn cố định N2 sửdụng các chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp để chuyển hóa N2 trong không khíthành các hợp chất N2; Xạ khuẩn (sản sinh các chất kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh và phân giải chất hữu cơ), vi khuẩn Lactic (chuyển hóa thức ăn khó tiêu

thành thức ăn dễ tiêu), nấm men (sản sinh các vitamin và các axitamin) Các vi sinhvật trong chế phẩm EM tạo ra một hệ thống vi sinh thái với nhau, tạo ra nhiều sảnphẩm khác nhau, chúng hỗ trợ lẫn nhau cùng sinh trưởng và phát triển (NguyễnQuang Thạch, 2011) [22]

1.4.2.1 Vi khuẩn quang hợp

Là nhóm vi khuẩn tự dưỡng quang năng, có khả năng sử dụng năng lượng ánh

sáng để chuyển thành các năng lượng hóa học Năng lượng này dùng để đồng hóa CO2

trong không khí tạo nên các chất hữu cơ, giúp vi sinh vật có thể tự dưỡng hoàn toàn,không phụ thuộc vào sự cung cấp các chất hữu cơ từ bên ngoài làm nguồn dinh dưỡng

Vi khuẩn quang hợp có sắc tố trong tế bào, nhưng sắc tố quang hợp ở vi khuẩn không

phải Clorofil như ở cây xanh mà bao gồm nhiều loại khác nhau như Bacteriochlorofil

a, b, c, e, g… mỗi loại có một phổ hấp thụ ánh sáng riệng

Vi khuẩn quang hợp chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong EM và nó cũng giữ vai tròchủ đạo trong quá trình hoạt động Vi khuẩn quang hợp tổng hợp nên các hợp chất

có lợi như axit amin, hoocmon sinh trưởng, một số vi khuẩn trong nhóm này có khả

năng cố định Nito, phân giải Lân khó tiêu thành Lân dễ tiêu Mặt khác trong quá

trình tự dưỡng của mình, vikhuẩn quang hợp còn sử dụng các chất như H2S, NO3-…

kết quả làm giảm mùi khó chịu gây ra bởi các sản phẩm chứa S cũng như sản phẩmbiến đổi của quá trình khử NH3(Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Hình 1.3 S ơ đồ chức năng của các vi sinh vật

(Nguồn: Terua Higa, 2002) [30]

1.3.2.2 Vi khuẩn lactic

Vi khuẩn Lactic thuộc nhóm vi khuẩn gram (+), không tạo bào tử, hầu hết

không di động, có hình thái khác nhau Vi khuẩn lactic lên men kỵ khí bắt buộc, tuy

nhiên chúng cũng có thể sinh trưởng được cả khi có mặt oxy đó là bọn sống từ kỵkhí tới hiếu khí Vi khuẩn lactic thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải kỵ khí

đường, hyddrat cacbon với sự tích lũy axit lactic trong môi trường Người ta đã ứng

dụng quá trình lên men lactic rất rộng rãi để chế biến thức ăn chua, ủ thức ăn chogia súc, sản xuất axit lactic Chính vì vậy, vi khuẩn lactic được đưa vào nhóm EMvới mục đích chủ yếu để chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu Sau đây

là những hoạt động của vi khuẩn lactic trong chế phẩm EM:

- Chuyển hoá các thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu

- Vi khuẩn lactic sinh axit lactic, là chất khử trùng mạnh, nó tiêu diệt các visinh vật có hại và làm tăng sự phân huỷ các chất hữu cơ

- Vi khuẩn Lactic làm tăng sự phân cắt các hợp chất chất hữu cơ như

xenlluloza sau đó lên men chúng mà không gây ảnh hưởng có hại nào từ các

chấthữu cơ không bị phân huỷ

- Vi khuẩn Lactic có khả năng tiêu diệt sự hoạt động và truyền giống của

Fusarium, là loài gây bệnh cho mùa màng (làm yếu cây trồng, gia tăng mầm bệnh)

1.3.2.3 Xạ khuẩn

Xạ khuẩn là nhóm vi khuẩn trung gian giữa vi khuẩn và nấm thuộc nhóm

Prokaryot Đa số vi khuẩn có cấu tạo dạng sợi, sợi liên kết với nhau thành khuẩn lạc

phân nhánh phức tạp nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào có nhiều nhánh, không

có vách ngăn ngang

Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất và chế phẩm EM (sau

vi khuẩn và nấm) Chúng tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ

trong đất như xenlluloza, tinh bột có phầnkhépkín vòng tuần hoàn vật chất trong tựnhiên.Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn được ứng dụng trong quá trình chế

biến phân huỷ rác Xạ khuẩn còn sản sinh ra chất kháng sinh từ quá trình trao đổichất của vi khuẩn quang hợp và chất hữu cơ trong môi trường Chất hữu cơ này cótác dụng diệt nấm và vi khuẩn gâyhại Xạ khuẩn có khả năng cùng tồn tại với vikhuẩn quang hợp trong chế phẩm EM Do đó cả hai loại này đều làm tăng tính chấtcủa môi trường đất bằng cách làm tăng hoạt tính sinh học của đất (Nguyễn QuangThạch, 2011) [22]

1.3.2.4 Nấm men

Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào Nấm men tham gia vào quá trìnhchuyển hóa vật chất, phân hủy các chất hữu cơ trong đất Ngoài ra, nấm men còn tổnghợp các chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng như axitamin và đường.Các chất có hoạt tính sinh học do nấm men tạo ra thúc đẩy tế bào hoạt động Ngoài hoạttính sinh lý, bản thân nấm men còn có rất nhiều loại vitamin và các axit amin, đặc biệt làcác axit amin không thay thế Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn được dùng để bổsung thức ăn cho gia súc tạo năng suất cao (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

1.3.2.5.Nhóm vi khuẩn Bacillus

Từ Bacillus nhằm miêu tả hình dáng của một nhóm vi khuẩn khi được quan

sát dưới kính hiển vi Nó xuất phát từ tiếng Latinh có nghĩa là hình que Do đó, một

số nơi gọi là khuẩn que Trong chế phẩm EM nhóm vi khuẩn Bacillus có những vai

trò như sau:

- Sản sinh ra các enzyme protease và amylase có vai trò tích cực trong việcphân giải các sản phẩm protein, tinh bột dư thừa trong môi trường chăn nuôi, giúpcải thiện chất lượng môi trường Mặt khác các sản phẩm của sự phân giải như

đường, axit amin lại có vai trò dinh dưỡng đối với cây trồng vật nuôi cũng như hệ vi

sinh vật có lợi có mặt trong chế phẩm

- Có khả năng cạnh tranh sinh học, giảm sự phát triển của Vibrio, vi khuẩn có

hại và nguyên sinh động vật

Ví dụ: Một loài trong chế phẩm EM đó là Lactobacillus acidophilus (có nghĩa vi khuẩn sữa yêu axít) là một loài trong chi Lactobacillus L acidophilus phân hóa đường thành axít lactic L acidophilus là một trực khuẩn thường cư trú ở đường tiêu hóa của

con người, có khả năng sinh ra acid lactic, do đó tạo ra một môi trường không thuận lợi

cho sự phát triển của các vi khuẩn và nấm gây bệnh kể cả các vi khuẩn gây thối rữa L.

acidophilus đã được dùng trong nhiều năm để điều trị ỉa chảy chưa có biến chứng, đặc

biệt do vi khuẩn chí ở ruột bị biến đổi do dùng kháng sinh L acidophilus sinh sản bằng

cách chia đôi hay trực phân Mặc dù không có hình thức sinh sản hữu tính (chỉ là sinh

sản cận hữu tính) (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Ví dụ: Đểtiêu diệt các vi sinh vật gây mùi thối (sinh ra các loại khí H2S, SO2,

NH3…) trong rác thải, chúng ta sử dụng chế phẩm EM thứ cấp phun trực tiếp vào

rác thải, cống rãnh, toa lét, chuồng trại chăn nuôi sẽ khử được mùi hôi một cáchnhanh chóng Đồng thời số lượng ruồi muỗi, ve các loại côn trùng bay khác cũng

giảm hẳn Chức năng phân hủy rác thải hữu cơ, tốc độ hóa mùn diễn ra nhanh hơnchỉ sau một ngày.

Chế phẩm EM có thể giúp cho hệ vi sinh vật tiết ra các emzyme phân hủy như

lignin peroxidase, có khả năng phân hủy các hóa chất nông nghiệp tồn dư, môi

trường được cải thiện Đây là sản phẩm thân thiện môi trường phù hợp với xuhướng của xã hội hướng đến thay thế thuốc hóa học bằng chế phẩm sinh học

*Chiết suất cây trồng lên men bằng EM (gọi là EM - F.P.E)

- Khái niệm: là dung dịch chiết suất cây trồng được lên men từ EM1, rỉ đường,

+ Dùng xua đuổi côn trùng, sâu hại, ngăn chặn bệnh tật, sâu hại cho cây trồng

+ Thời gian sử dụng: 7 ngày

Ví dụ: trong chăn nuôi lợn, gà, trâu, bò

Sử dụng EM - Bokashi cho lợn ăn đã làm tăng năng suất, chất lượng thịt cóchiều hướng tốt hơn ở một số chỉ tiêu protein thô, khoáng tổng hợp

Chế phẩm EM có tác dụng phòng chống và trị bệnh tiêu chảy ở lợn con trong

giai đoạn bú sữa, sau cai sữa và 60 ngày tuổi Sử dụng EM trong điều trị bệnh tiêu

chảy ở lợn có hiệu quả kinh tế cao hơn và không có tác dụng xấu sau điều trị nhưcác thuốc kháng sinh (Nguyễn Quang Thạch và cộng sự, 2001) [22]

Dùng EM để phòng trị bệnh tiêu chảy ở bò, trâu không ảnh hưởng đến sức

khỏe, các trạng thái sinh lý, hệ thống vi sinh vật dạ cỏ và sữa bò EM có tác dụng

kháng khuẩn mạnh đối với các vi khuẩn Salmonellsa và E.coli Điều trị bệnh ỉa

chảy với liều lượng 3ml EM gốc/kg trọng lượng cơ thể trâu bò cho kết quả khỏibệnh sau 2 - 3 ngày (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

+ EM - Bokashi dùng trong xử lý môi trường: hỗn hợp chất hữu cơ cám gạo,

mùn cưa, cám bồi, bã mía nghiền nhỏ…

+ EM - Bokashi dùng trong trồng trọt: hỗn hợp chất hữu cơ là phân động vậtcám, than, bùn, phân chuồng, rơm rác… hoặc các chất hữu cơ khác

Một số ứng dụng của chế phẩm EM Bokasi trong trồng trọt như sau:

Đối với cây lúa: sử dụng EM ở dạng Bokashi hoặc EM thứ cấp đều có tác dụng

xúc tiến tăng trưởng và phát triển, rút ngắn thời gian sinh trưởng trong vụ xuân từ 7

-9 ngày, vụ mùa từ 4 - 5 ngày (giống lúa CR203), tăng năng suất từ 5 - 10%, chốngchịu với sâu bệnh tốt hơn Kết quả thí nghiệm cho thấy có thể giảm 30% lượng phân

bón vô cơ nếu sử dụng EM -Bokashi kết hợp với phun E.M thứ cấp (Nguyễn Quang

Thạch, 2011) [22]

Đối với cây ngô: bón EM - Bokashi kết hợp phun EM thứ cấp đều có ảnh hưởng

tốt đến sinh trưởng và phát triển của cây ngô: rút ngắn thời gian trổ cờ 2 - 3 ngày, ngôtrỗ tập trung làm cho quá trình thụ phấn thuận lợi, năng suất tăng từ 12 - 28%(NguyễnQuang Thạch, 2011)[22]

Cây đậu tương: EM có ảnh hưởng tốt đến các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển,tăng độ sâu rễ, tăng số lượng, trọng lượng nốt sần, tăng năng suất từ 15 - 19%; chấtlượng hạt đậu tương cũng tăng, có thể giảm 30% lượng phân bón hóa học (NPK)

(Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Cây rau: sử dụng EM làm tăng các chỉ tiêu cấu thành năng suất rau ăn lá, dẫntới tăng năng suất trong thâm canh rau, tăng hiệu quả kinh tế Chi tiêu NO3 trongrau cải Đông Dư khi sử dụng EM - Bokashi và phun EM thứ cấp đã giảm rõ rệt.Công nghệ EM là khâu quan trọng trong sản xuất rau sạch(Nguyễn Quang Thạch,2011) [22]

+ Thời gian sử dụng tùy theo từng loại song tốt nhất là trong vòng 30 ngày saukhi kết thúc công đoạn sản xuất sản

Từ những kết quả ứng dụng của công nghệ EM, nhiều quốc gia đã triển khai dưới

sự trợ giúp của Nhà nước như: Pakistan, Myanma, Indonesia, Thai Lan, Ai cập, Cộnghòa dân chủ nhân dân Triều Tiên Ở một số nước do các tổ chức phi chính phủ chủ trì

như: Brazil, Nepal, Scrilanca, Bỉ, Hà Lan…Những nước khác do các công ty hoặc cáctrường Đại học đứng ra tổ chức các công việc đào tạo, huấn luyện, nghiên cứu, ứng

dụng, chuyển giao công nghệ hoặc bán sản phẩm của EM (Việt Nam)

Nguyên tắc ứng dụng công nghệ EM ở các nước đều trải qua các giai đoạn như:

- Giai đoạn 1: huấn luyện, chuyển giao công nghệ, chế tạo thử EM và thử nghiệm

- Giai đoạn 2: sản xuất thử với liều lượng lớn hơn và áp dụng với quy môrộng lớn

- Giai đoạn 3: phát triển, mở rộng quy mô ứng dụng

Các kết quả đạt được trong việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ EM mộtcách rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới trong các lĩnh vực nông nghiệp, sảnxuất cây trồng, rau, lúa, ngô, khoai tây, đậu, cà phê…; chăn nuôi: trâu, bò, lợn,

gà…; bảo vệ thực vật, xử lý môi trường…Qua các hội nghị Quốc tế về công nghệ

EM, các báo cáo của các nhà khoa học cho thấy chế phẩm sinh học EM có thể gia

tăng cân bằng sinh quyển, tính đa dạng của đất nông nghiệp, tăng chất lượng đất,

khả năng sinh trưởng, chất lượng sản phẩm nông nghiệp (Nguyễn Quang Thạch,2001) [22]

1.4.4.Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới và tại Việt Nam

1.4.4.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới

Nhờ những kết quả ứng dụng có hiệu quả của EM cho đến nay trên thế giới đã

có trên 80 nước triển khai như: Bỉ, Hà Lan, Italia (Châu Âu); Brazil (Châu Mỹ);

Nhật, Trung Quốc, Ấn Độ (Châu Á) Đặc biệt các nước đang phát triển như:Myanma, Bhutan, Pakistan, Thái Lan, Việt Nam việc ứng dụng EM trong sản xuất

và bảo vệ môi trường được chính phủ các nước này rất quan tâm

Theo thông báo của tổ chức APNAN, số liệu về lượng chế phẩm gốc được sảnxuất ở các nướcnăm 2001 như sau:

Việc triển khai áp dụng công nghệ EM ở các nước cộng hòa dân chủ nhân dânTriều Tiên là một ví dụ điển hình:

- Thời kỳ 1994 - 1995 là giai đoạn đầu công nghệ EM được giới thiệu vào

nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Triều Tiên để thử nghiệm, huấn luyện ở quy mô

nhỏ (phòng thí nghiệm và pilot) để xác định hiệuquả của công nghệ

- Thời kỳ 1996 - 1998 là giai đoạn được sản xuất với số lượng lớn hơn và ápdụng ở quy mô rộng hơn

- Thời kỳ 1999 đến nay là giai đoạn được áp dụng rộng rãi

Mùa xuân năm 1995, xưởng pilot được xây dựng với quy mô sản xuất 100 tấn/năm ở thành phố Bình Nhưỡng và tỉnh Bongsan Sau đó thành lập Trung tâm

nghiên cứu EM thuộc Viện hàn lâm khoa học Cộng hòa dân chủ nhân dân TriềuTiên vào tháng 6/1997 trên diện tích 5.000m2 và Viện Hữu nghị quốc tế về côngnghệ EM vào tháng 4/1999 trên diện tích 2000 m2để nghiên cứu sản xuất giống của

EM1 Ngoài ra còn có trên 100 xưởng sản xuất EM thứ cấp với công suất 500 - 2000tấn/năm (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Năm 1999, công nghệ EM đã được áp dụng cho khoảng 1 triệu ha đất trồng

trọt chủ yếu là rau, lúa, ngô Trong lĩnh vực môi trường, một nhà máy làm sạch

nước thải thành phố với công suất 50.000m3/ngày đã được xây dựng vào mùa xuânnăm 1998 ở thủ đô Bình Nhưỡng với việc sử dụng EM Ngoài việc khử mùi hôi và

chống ô nhiễm môi trường, nhà máy này còn sản xuất ra một lượng phân bón chất

lượng cao với 2.000 tấn/ năm (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Trong chăn nuôi nhiều nước đã sử dụng EM, 16 nước EU sử dụng EM để sử

lý môi trường chăn nuôi và chế tạo thức ăn có chất lượng cao, đơn giản và an toàn

cho động vật Ở Hà Lan, Bộ nông nghiệp, quản lý thiên nhiên và nghề cá - vụ dịch

vụ nghiên cứu nông nghiệp, Khoa RIKILT, viện chất lượng nhà nước các sản phẩmnông nghiệp và làm vườn, khoa sinh vật, khoa dinh dưỡng cây trồng, và khoa học

đất của trường Đại học Wageningen đã phối hợp nghiên cứu rất có hiệu quả về tácđộng của EM đối với việc tăng cường chất lượng đất và sự phát triển của cây trồng

và không thấy có tác động âm tính nào Ở Hà Lan, chưa bao giờ có ý kiến phản báchoặc phản đối đối với chế phẩm EM (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Trường Đại học Nông nghiệp Bắc Kinh Trung Quốc có một dự án áp dụng

công nghệ EM để trồng rau trong vùng hoang mạc Nội Mông

Viện Hàn lâm khoa học ở Minsk của Belarussia đã nghiên cứu nhiềunăm vàcho thấy rằng EM đã giúp cho cây trồng lấy đi một số lượng lớn chất phóng xạ dotai họa của nhà máy điện nguyên tử Chernobyl, do đó làm giảm sự ô nhiễm.Tấtnhiên cây trồng này phải hủy bỏ nhưng đã tạo ra sự an toàn cho đất về sau(Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Còn ở Thái Lan, người ta ứng dụng rộng rãi công nghệ EM để nuôi tôm Nhờ

đó chất lượng sản phẩm nâng cao, tôm ít bệnh, năng suất cao, đem lại lợi nhuận lớn

cho các trang trại nuôi tôm (Nguyễn Quang Thạch, 2011) [22]

Cũng theo tác giả Nguyễn Quang Thạch (2011)[22] ở Nhật Bản và Thái Lan…

đã sử dụng EM để chế biến thức ăn, cho vào nước uống nuôi gia súc, gia cầm cho

kết quả lớn nhanh, tỷ lệ đẻ cao hơn và một số bệnh như bệnh đường tiêu hóa giảm

đáng kể Phun dung dịch EM vào chuồng nuôi, các khí độc hại giảm hàng chục

thậm chí hàng trăm lần(Nguyễn Quang Thạch, 2011)[22]

* Các tổ chức nghiên cứu công nghệ EM

Các tổ chức nghiên cứu về công nghệ EM gọi tắt là EMRO (EM Research

Organization) được hình thành ở nhiều nước trên thế giới và có quan hệ mật thiết

với EMRO ở Nhật Bản cụ thể:

- EMRO Nhật Bản có địa chỉ tại:

Takamiyagi Bldg, 2 - 9 - 2 Ganeko, Girowan - shi, Okinawa 901 - 2214, Japan.Tel: +8198890111; Fax: +81988901122

Khu vực Trung và Nam Mỹ:

- EMRO Costarica APDO 642-1100, TIBAS, Costarica, C, A

Tel&Fax: ++560-36-4726 [16]

- Tại Việt Nam hiện nay cũng có rất nhiều tổ chức đơn vị nghiên cứu về chếphẩm EM như: Viện bảo vệ thực vật, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Đại học Quốc

gia Hà Nội, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Đại học Nông lâm Thái Nguyên,

Sở Khoa học & công nghệ tỉnh Thái Nguyên, Hà Nội, Vĩnh Phúc

1.4.4.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM tại Việt Nam

Sau 3 năm nghiên cứu (1998 - 2000) đề tài cấp nhà nước do PGS.TS Nguyễn

Quang Thạch (Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội) làm chủ nhiệm đã được nghiệmthu và được Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường đánh giá cao Đề tài đã chứng minh

được rằng trong chế phẩm EM không có vi sinh vật gây hại, dễ áp dụng và đem lại hiệu

quả kinh tế cao, nhất là trong sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường

Song song với chương trình nghiên cứu đề tài cấp nhà nước, nhiều địa phương

đã áp dụng thử (dưới sự bảo trợ về kỹ thuật của Trung tâm phát triển công nghệ

Việt - Nhật) Kết quả thật bất ngờ, ngay năm đầu thử nghiệm đã cho những kết quả

bước đầu là công nghệ EM có hiệu quả tích cực trong trồng trọt, chăn nuôi và vệsinh môi trường Nhờ những kết quả đó nhiều địa phương trong cả nước đã triển

khai ứng dụng công nghệ EM thành công

Tại các tỉnh phía Nam và các tỉnh ven biển miền trung công nghệ EM đã được

ứng dụng rộng rãi trong xử lý các bãi rác thải tập trung, trong trồng trọt nhất là ứng

dụng EM trong nuôi trồng thủy sản (nuôi tôm) Các tỉnh phía Bắc như: Nghệ An,Thanh Hóa, Thái Bình, Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Thái Nguyên, Bắc Kạn…chế phẩm

EM cũng đang được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực trồng trọt, chăn nuôi, bảo

vệ thực vật và vệ sinh môi trường Tại các bãi rác lớn như ở Hà Nội, Vĩnh Phúc,Bắc Giang, Thái Nguyên, Bắc Kạn…đã ứng dụng công nghệ E.M vào xử lý rác thảicho kết quả rất tốt (khử hoàn toàn mùi hôi thối giảm thời gian phân hủy, giảm ruồinhặng, côn trùng Chi phí chế phẩm EM để xử lý 1m3 rác chỉ hết 3000 đồng) Cáctỉnh Vĩnh Phúc, Thái Bình, Bắc Giang, Thái Nguyên việc ứng dụng công nghệ EMcũng rất thành công trong sản xuất thâm canh lúa, ngô, đỗ tương, chè, dâutằm… trong chăn nuôi lợn gà Đặc biệt là 2 tình Thái Bình và Vĩnh Phúc (theo báocáo của 2 tình trong tổng kết chương trình Nông nghiệp sạch 1997 - 2001) thì mỗi

năm đã sử dụng 20 - 25 tấn E.M thứ cấp cho các lĩnh vực Có nhiều xã, nhiều huyện

ở Vĩnh Phúc 100% số hộ nông dân đã được tập huấn E.M và đang sử dụng E.M

trong sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản (Nguyễn QuangThạch, 2011) [22]

* Một số công trình nghiên cứu về hiệu quả của chế phẩm EM

1 Tóm tắt kết quả phân tích chế phẩm EM (Effective microorganisms) của tácgiả Phạm Văn Tỵ (1997) qua kiểm tra chế phẩm EM cho thấy trong chế phẩm

không có vi khuẩn gây bệnh như: Salmonella, Shigella, Pseudomonas aerugimosa,

Staphylococcus aureus, chế phẩm không độc với chuột khi cho chuột uống thay

nước nồng độ từ 5 - 10% Ngoài ra, dùng EM nồng độ 0,2%bổ sung vào khẩu phần

ăn cho lợn thịt có tác dụng tăng cường thu nhận thức ăn, kích thích sinh trưởng,

giảm mức độ nhiễm bệnh ở lợn thínghiệm,giảmmùihôicủachuồng nuôi Lô thínghiệm có tốc độ sinh trưởng tích luỹ cao hơn (11,26%) so với lô đối chứng (Phạm

văn Tỵ, 1997) [25]

2 Nghiên cứu hiệu quả xử lý phân gà bằng phương pháp ủ yếm khí với chế phẩm

EM của tác giả Bùi Hữu Đoàn - Đại học Nông nghiệp Hà Nội Kết quả cho thấy:

B ảng 1.3 Diễn biến củađộ pH trong phân theo thời gian

(Nguồn: kết quả nghiên cứu của tác giả Bùi Hữu Đoàn, 2009) [9]

Độ pH của phân gà khi chưa ủ là khá cao Đối với phân gà khô là 7,26và phân

gà ướt là 7,83 khi ủ phân ướt sự dung giải protein diễn ra mạnh hơn Quá trình ủ

phân tạo ra NH3 làm cho pH của phân ủ ở mức cao Để đảm bảo phân ủ có chất