luận văn tốt nghiệp ngành môi trường : Đánh giá hiệu quả phân compost từ rác hữu cơ có bổ sung trùn quế (perionyx excavatus) trên cây mồng tơi

TÓM TẮTRác thải hữu cơ từ chợ có thể là nguồn thức ăn cho một số loài động vật, đặc biệt trùn quế Perionyx excavates với chức năng sống tự nhiên sẽ góp phần phân hủy rác hữu cơ tạo ra mộ

TÓM TẮT

Rác thải hữu cơ từ chợ có thể là nguồn thức ăn cho một số loài động vật, đặc biệt

trùn quế Perionyx excavates với chức năng sống tự nhiên sẽ góp phần phân hủy rác

hữu cơ tạo ra một lượng lớn sinh khối ứng dụng trong trồng trọt, thân thiện với môitrường thay thế nguồn phân từ hóa học

Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát sinh trưởng và phân hủy chất hữu cơtạo ra phân trùn Sau 4 tuần thí nghiệm, chúng tôi ghi nhận sinh khối giảm dần khităng lượng thức ăn lần lượt là 0,1; 0,2; 0,3 kg/2ngày Kết quả phân tích chỉ tiêu C và Ncho thấy, mẫu có lượng rác 0,1kg/2ngày cho kết quả tốt nhất với tỉ lệ là 15,33 : 1, phùhợp với tiêu chuẩn phân compost

Ứng dụng mẫu phân đạt kết quả tốt nhất để trồng thử nghiệm trên cây mồng tơi,nhóm nhận thấy kết quả cây mồng tơi phát triển mạnh trên mẫu phân trùn hơn so vớicác mẫu đối chứng: đất có bổ sung phân lân và đất không bổ sung phân

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG iv

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Những công việc cần thực hiện trong đề tài 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Rác thải hữu cơ 2

1.1.1 Khái niệm 2

1.1.2 Phân loại 2

1.2 Xử lí rác thải hữu cơ 2

1.2.1 Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh 2

1.2.2 Công nghệ xử lí rác thải hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Biomix-1 [19] 3

1.3 Trùn quế 3

1.3.1 Một số đặc điểm sinh học của trùn quế 3

1.3.1.1 Đặc tính sinh học 3

1.3.1.2 Đặc tính sinh lí 4

1.3.1.3 Đặc điểm sinh sản và sinh trưởng 5

1.3.2 Vai trò lợi ích từ trùn quế 5

1.3.2.1 Bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp sinh thái 5

1.3.2.2 Làm thức ăn bổ dưỡng cho gia súc, gia cầm, thủy sản 6

1.3.2.3 Là nguồn dược liệu quý 6

1.3.2.4 Làm thực phẩm cho người và sản xuất mỹ phẩm 6

1.3.2.5 Phân trùn quế làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, thủy sản và làm phân hữu cơ vi sinh tốt nhất 7

1.3.2.6 Những tác dụng khác của trùn quế 8

1.3.2.7 Ý nghĩa kinh tế - xã hội 8

1.4 Các nghiên cứu ứng dụng trùn quế trong xử lí rác thải hữu cơ 8

1.4.1 Nước ngoài 8

1.4.2 Trong nước 10

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 12

NGHIÊN CỨU 12

2.1 Phạm vi nghiên cứu 12

2.2 Vật liệu nghiên cứu 12

2.3 Phương pháp nghiên cứu 12

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu 12

2.3.2 Thuyết minh quy trình 13

2.3.2.1 Phân loại, xử lí sơ bộ rác thải 13

2.3.2.2 Chọn giống trùn 13

2.3.2.3 Phối trộn 14

2.3.2.4 Khảo sát các chỉ tiêu phân trùn 15

2.3.2.5 Khảo sát trên cây mồng tơi 16

2.3.3 Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu trong phân 16

2.3.4.1 Phương pháp xác định nhiệt độ phân 16

2.3.4.2 Phương pháp xác định pH trong phân 16

2.3.4.3 Phương pháp xác định nitơ tổng trong phân 17

2.3.4.4 Phương pháp xác định hàm lượng cacbon hữu cơ trong phân 20

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

3.1 Khối lượng trùn 23

3.2 pH 23

3.3 Nhiệt độ, độ ẩm 24

3.4 Nitơ, cacbon, C/N 25

3.5 Kết quả ứng dụng trên cây mồng tơi 26

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30

4.1 Kết luận 30

4.2 Kiến nghị 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

PHỤ LỤC 33

Phụ lục bảng 33

Phụ lục hình ảnh 37

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Ý Nghĩa

3R Giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế

A.B.T Công nghệ xử lý chất thải bẳng phương pháp yếu khí tùy nghi

C/N Tỉ lệ cacbon tổng trên nitơ tổng

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ xử lý rác bằng công nghệ vi sinh 2

Hình 1.2 Sơ đồ nghệ xử lí rác thải hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Biomix-1 3

Hình 2.1 Quy trình thí nghiệm 12

Hình 2.2: Giống trùn quế 13

Hình 2.3: Xử lí rác sơ bộ 14

Hình 2.4: Tỉ lệ rác hữu cơ cho trùn ăn 15

Hình 3.2 Mồng tơi sau 1 tuần 27

Hình 3.3 Mồng tơi trồng sau 3 tuần 28

Hình 3.4: Mồng tơi thu hoạch 29

DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Khối lượng trùn quế thu hoạch sau 4 tuần 23

Bảng 3.2 Kết quả đo pH qua 4 tuần 23

Bảng 3.3 Kết quả đo nhiệt độ qua 4 tuần (Đơn vị: 0C) 24

Bảng 3.4 Kết quả đo độ ẩm qua 4 tuần (Đơn vị: %) 24

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu đo 25

Bảng 3.6 Kết quả đo các chỉ tiêu trên cây mồng tơi 26

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ngày nay, việc sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hóahọc làm cho đất canh tác bị bạc màu nhanh chóng, nghèo chất dinh dưỡng, thậm chícòn gây ô nhiễm môi trường đất, nước, ảnh hưởng nhiều đến sinh vật và con người Bên cạnh đó, phân compost từ rác hữu cơ đang được nghiên cứu và ứng dụngnhằm mục đích cải thiện môi trường đất và tạo ra một loại phân bón giàu chất dinhdưỡng

Ngoài ra, vai trò của trùn quế trong quá trình phân giải chất hữu cơ cũng đangđược các nhà khoa học quan tâm Trùn quế với chức năng sống tự nhiên sẽ góp phầnphân hủy rác thải hữu cơ Trùn quế cũng là nguồn thức ăn mà động vật ưa thích, vớihàm lượng protein chiếm 70% khối lượng [2]

Để biết hiệu quả sử dụng của phân compost từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn

quế trên cây trồng nhóm chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả phân

compost từ rác hữu cơ có bổ sung trùn quế (Perionyx excavatus) trên cây mồng

tơi” nhằm tìm ra hướng giải quyết lượng lớn rác thải hữu cơ từ quá trình sinh hoạt,

kinh doanh, sản xuất Đồng thời, hướng tới việc tạo ra một sản phẩm phân bón thânthiện với môi trường, cung cấp cho những khu vực đô thị có nhu cầu trồng rau sạchnhưng không có đủ diện tích đất trồng

2 Mục tiêu của đề tài

Tạo ra được phân compost từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn quế

Đánh giá sự sinh trưởng của cây mồng tơi trồng trên đất được bón phân compost

từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn quế

3 Những công việc cần thực hiện trong đề tài

- Tạo môi trường sống phù hợp và thả trùn quế

- Thu gom rác hữu cơ (rau, củ, quả)

- Đo hàm lượng và một số chỉ tiêu trong đất

- Khảo sát sự sinh trưởng trên cây mồng tơi khi sử dụng sản phẩm phân compost

từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn quế

1.2 Xử lí rác thải hữu cơ

1.2.1 Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh [14]

Sơ đồ quy trình:

Hình 1.1: Sơ đồ xử lý rác bằng công nghệ vi sinh

- Ưu điểm: Tiết kiệm được chi phí xử lí rác thải, đem lại hiệu quả kinh tế cao Khắcphục được tình trạng ô nhiễm không khí và nước do rác thải để lại, tạo nguồn nănglượng, xử lí sự tồn đọng ở các bãi rác

- Khuyết điểm: Vẫn chưa được phổ biến rộng rãi, chỉ tập trung tái chế rác hữu cơ

Lên men VSV

1.2.2 Công nghệ xử lí rác thải hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Biomix-1 [19]

Hình 1.2 Sơ đồ nghệ xử lí rác thải hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Biomix-1

Rác thải sinh hoạt được thu gom và chuyển đến khu xử lý Tại đây, rác đượcphân loại thành rác hữu cơ và các loại rác đem chôn lấp Rác hữu cơ sau khi đượcphân loại được phun chế phẩm sinh học Biomix-1 với liều lượng phù hợp

1.3.1 Một số đặc điểm sinh học của trùn quế [5]

1.3.1.1 Đặc tính sinh học

Trùn quế có kích thước tương đối nhỏ, độ dài vào khoảng 10 - 15 cm, thân hơidẹt, bề ngang của con trưởng thành có thể đạt 0,1 - 0,2 cm, có màu từ đỏ đến màu mậnchín (tùy theo tuổi), màu nhạt dần về phía bụng, hai đầu hơi nhọn Cơ thể trùn có hìnhthon dài nối với nhau bởi nhiều đốt, trên mỗi đốt có một vành tơ

Trùn quế nuốt thức ăn bằng môi ở lỗ miệng, lượng thức ăn mỗi ngày được nhiềunhà khoa học ghi nhận là tương đương với trọng lượng cơ thể của nó Sau khi qua hệthống tiêu hóa với nhiều vi sinh vật cộng sinh, chúng thải ra phân ra ngoài rất giàudinh dưỡng, những vi sinh vật cộng sinh có ích trong hệ thống tiêu hóa này theo phân

ra khỏi cơ thể nhưng vẫn còn hoạt động ở “màng dinh dưỡng” một thời gian dài Đây

là một trong những nguyên nhân làm cho phân trùn có hàm lượng dinh dưỡng cao và

có hiệu quả cải tạo đất tốt hơn dạng phân hữu cơ phân hủy bình thường trong tự nhiên.Ngoài ra trong quá hoạt động của trùn quế có tiết proteinase giúp rút ngắn thờigian phân hủy rác hữu cơ, chuyển rác hữu cơ thành một dạng mà trùn quế có thể tiêuhóa dễ hơn

1.3.1.2 Đặc tính sinh lí

Trùn quế rất nhạy cảm, chúng phản ứng mạnh với ánh sáng, nhiệt độ và biên độnhiệt cao, độ mặn và điều kiện khô hạn Nhiệt độ thích hợp nhất với trùn quế nằmtrong khoảng từ 20 - 30 0C, ở nhiệt độ khoảng 30 0C và độ ẩm thích hợp, chúng sinhtrưởng và sinh sản rất nhanh Ở nhiệt độ quá thấp, chúng sẽ ngừng hoạt động và có thểchết; hoặc khi nhiệt độ của luống nuôi lên quá cao cũng bỏ đi hoặc chết Chúng có thểchết khi điều kiện khô và nhiều ánh sáng nhưng chúng lại có thể tồn tại trong môitrường nước có thổi Oxy

Trùn quế quế rất thích sống trong môi trường ẩm ướt và có độ pH ổn định từ 4 –

9, thích hợp nhất vào khoảng 7.0 - 7.5, pH quá thấp chúng sẽ bỏ đi

Trùn quế thích nghi với phổ thức ăn khá rộng, chúng ăn bất kỳ chất thải hữu cơnào có thể phân hủy trong tự nhiên (rác đang phân hủy, phân gia súc, gia cầm…) Tuynhiên, những thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng cao sẽ hấp dẫn chúng hơn, giúp chochúng sinh trưởng và sinh sản tốt hơn

Trong tự nhiên, trùn quế thích sống nơi ẩm thấp, gần cống rãnh, hoặc nơi cónhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và thối rữa như trong các đống phân động vật, các đốngrác hoai mục Chúng rất ít hiện diện trên các đồng ruộng canh tác dù nơi đây có nhiềuchất thải hữu cơ

1.3.1.3 Đặc điểm sinh sản và sinh trưởng

a, Đặc điểm sinh sản

Trùn quế thành thục sớm 3- 4 tháng bắt đầu đẻ, cứ khoảng cách 7 - 10 ngày trùngiao phối và đẻ 1 kén chứa 1 - 20 trứng, 14 - 20 ngày kén nở ra trùn con; tái sinhnhanh (3 - 4 thế hệ/năm )

b, Đặc điểm sinh trưởng

Quá trình sinh trưởng của trùn là quá trình tăng số lượng đốt thân và tăng tiếtdiện đốt thân Từ lúc mới nở cho đến khi xuất hiện đai sinh dục, trùn tăng trưởngnhanh Thời gian sau giai đoạn sinh sản trùn tăng trưởng chậm lại Trùn đạt kích thướctối đa (trưởng thành) lúc 6 - 8 tháng tuổi

Sự già đi của trùn biểu hiện ở đặc điểm đai sinh dục ngày càng thoái hóa, trọnglượng giảm sút và chết Tuổi thọ của trùn biến động trong 4-8 năm tuổi

Trong điều kiện nuôi nhân tạo, việc giao phối diễn ra quanh năm, vì vậy việc cho sinh

khối đặc biệt cao Nuôi đúng kỹ thuật năng suất có thể đạt 1,5- 2 kg trùn tươi/m2/thánghay 180 - 240 tấn trùn tươi/ha/năm, và lượng phân trùn thải ra tương đương 500 - 600tấn/ ha/ năm

1.3.2 Vai trò lợi ích từ trùn quế [5]

1.3.2.1 Bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp sinh thái

Trùn có sức tiêu hóa lớn Tác dụng phân giải hữu cơ của trùn chi đứng sau các visinh vật Một tấn trùn có thể tiêu hủy được 70 – 80 tấn rác hữu cơ, hoặc 50 tấn phân giasúc trong một quý Tất cả các loại phân của gia súc, gia cầm; rơm rạ, thân cây lạc, dâykhoai lang ủ hoai mục; rác hữu cơ thối rữa, bùn cống rảnh; thức ăn tinh, vỏ củ quả bỏ đi đều có thể tận dụng trở thành thức ăn gián tiếp hoặc trực tiếp có giá trị đối với trùn đất,qua hệ thống tiêu hoá của trùn các loại phân, rác thải đều trở thành phân sạch

Trùn sống trong đất sẽ làm tăng độ phì nhiêu của đất Phân trùn góp phần làmgiảm mức sử dụng phân hóa học, giúp cây trồng phát triển tốt, tăng khả năng chốngsâu bệnh, giảm bớt việc sử dụng thuốc trừ sâu, nhờ đó bảo vệ được môi trường Vớinhững khu vực ô nhiễm, nếu nuôi trùn cũng làm sạch được môi trường nước Hơn nữa,trùn đất có thể xử lý chất thải hữu cơ, phân gà, phân lợn, phân bò và chuyển hóa phânbón hữu cơ có chất lượng cao, và bằng cách đó cải thiện môi trường sinh thái các vùngnông thôn

Phân trùn còn có tác dụng như chất khử mùi, vì trong đó có chứa vi khuẩn háo khí,một lớp mỏng được đặt trên đống phân gia súc sẽ trung hoà được mùi vị hầu như ngay lậptức, vi khuẩn trong phân trùn sẽ phân huỹ chất hữu cơ.

1.3.2.2 Làm thức ăn bổ dưỡng cho gia súc, gia cầm, thủy sản

Trùn là loài thức ăn giàu đạm, chất lượng cao để nuôi gia súc, gia cầm và thủyhải sản, đồng thời làm giảm chi phí thức ăn chăn nuôi

Với hàm lượng Protein thô chiếm 70% trọn lượng khô, hàm lượng đạm của trùntương đương với bột cá, thường được dùng trong thức ăn chăn nuôi Trùn còn hội đủ

12 loại Axit Amin, nhiều loại Vitamin, chất khoáng cần thiết cho gia súc, gia cầm vàthủy sản Đặc biệt trùn còn có các loại kích thích tố sinh trưởng tự nhiên mà trong bột

cá không có Thức ăn chăn nuôi có bột trùn sẽ không có mùi tanh và khét của cá vàdầu cá, hấp dẫn vật nuôi, lại bảo quản được lâu hơn thức ăn có dùng bột cá

Chỉ cần nuôi 10 m2 trùn quế, sẽ cung cấp đủ thức ăn đạm cho 100 con gà , vịthoặc 100 con cá trê phi

Hiện nay cũng có nhiều nghiên cứu bổ sung trùn quế vào quá trình ủ nước mắm

để làm tăng độ đạm.Tiến sĩ Nguyễn Văn Thành, phó hiệu trưởng trường đại học Bình Dương và các cộng sự đã nghiên cứu thành công công nghệ rút ngắn thời gian ủ và tăng lượng đạm cho nước mắm bằng cách thêm vào nguyên liệu chế biến thành phần trùn quế (tên khoa học Perionyx Excavatus).Sử dụng trùn quế cùng nguồn nguyên liệu lên men cơ bản là cá nục, nhóm nghiên cứu đã thu được nước mắm có độ đạm lên đến 53g/l, không có mùi nồng tanh của trùn quế và thời gian lấy nước mắm chỉ sau 165 ngày lên men (công nghệ bình thường chỉ cho nước mắm có độ đạm khoảng 30% và thời gian lên men kéo dài gần một năm).[18]

1.3.2.3 Là nguồn dược liệu quý

Y học cổ truyển của nhiều nước, trong đó có Việt Nam, đã dùng trùn đất để chữacác bệnh về huyết áp, tim mạch, thần kinh, kháng ung thư, hen suyễn, sốt rét, thấpkhớp, đậu mùa, thương hàn, gẫy tay chân v v… Ngoài ra nó còn điều trị suy nhượcthần kinh toàn diện, trí nhớ kém, ngủ kém, khứu giác bất thường

1.3.2.4 Làm thực phẩm cho người và sản xuất mỹ phẩm

Trùn có hàm lượng Protein cao, giàu nguyên tố vi lượng tương tự thịt thỏ – làloại thịt giàu đạm, ít chất béo Trong trùn có tới 8 loại Axit Amin cần thiết cho conngười Hàm lượng Vitamin B1, B2 trong trùn gấp 10 lần khô đậu tương, 14 lần bột cá,

cùng sự phong phú về Vitamin A, E, C và các vi lượng khoáng chất có lợi cho sứckhỏe dinh dưỡng của con người

Trùn cũng cung cấp nguyên vật liệu thô tốt nhất cho công nghiệp Một sốEnzyme và hoạt chất được chiết xuất từ trùn để làm thuốc, thức ăn, mỹ phẩm Hiệntrùn đang được quan tâm nghiên cứu sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm

1.3.2.5 Phân trùn quế làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, thủy sản và làm phân hữu cơ vi sinh tốt nhất

Thức ăn chủ yếu của trùn là phân trâu bò, ngựa, dê, cừu, thỏ, lợn, gà; phế thải,rau củ quả, cây thân thảo và các loại rác hữu cơ hoai mục…; sau khi được trùn tiêuhóa sẽ trở thành phân trùn, có chứa một số Axit Amin như: Tyrosin, Arginin, Cystin,Methiomin, Histidin… thì phân trùn có thể làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc, giacầm, thủy sản

Phân trùn chứa một hỗn hợp vi sinh có hoạt tính cao, dễ hòa tan trong nước, chứahơn 50% chất mùn Do đó phân trùn không chỉ kích thích tăng trưởng cây trồng, màcòn tăng khả năng cải tạo đất Hàm lượng N-P-K, Ca và các chất khoáng vi lượngtrong phân trùn, cao gấp 2-3 lần phân trâu bò, phân ngựa; gấp 1,5-2 lần phân lợn vàphân dê Hơn nữa, phân trùn không có mùi hôi thối như các loại phân gia súc, gia cầm,lại có thể để lưu giữ lâu ngày trong túi nilon mà không sợ bị mốc Phân trùn làm giảmlượng axit cacbon trong đất và gia tăng nồng độ nitơ ở trạng thái cây trồng có thể hấpthụ được

Phân trùn có thể giúp chống sự xói mòn và tăng khả năng giữ nước trong đất.Cây trồng khi bón phân trùn sẽ không bị “cháy”, khống chế được các kim loại nặngxâm nhập cây gây đột biến làm phát sinh tế bào lại có hại, gây hoại tử rễ… Chất mùntrong phân trùn loại trừ được những độc tố, nấm, và vi khuẩn có hại trong đất có thểngăn ngừa các bệnh về rễ và đẩy lùi nhiều bệnh của cây trồng Phân trùn có tác dụngđiều hòa môi trường đất rất tốt, giúp cây phát triển ngay cả khi nồng độ pH trong đấtquá cao hoặc thấp

Chỉ cần nuôi 10 m2 trùn quế thì lượng phân trùn thải ra đủ cung cấp cho 300 m2chuyên canh sản xuất rau sạch Nếu nuôi cả 1 ha trùn thì lượng phân thải ra cũngkhông phải là nhỏ (600 tấn/năm)

1.3.2.6 Những tác dụng khác của trùn quế

- Trùn là một sinh vật chỉ thị về môi trường thổ nhưỡng, có thể đánh giá được mức độ

ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất độc hại của môi trường vùng đất mà trùn sống

- Trùn là một trong những loại mồi câu cá, bẫy chim

- Trùn còn được sử dụng làm học cụ trong nhà trường, có thể tiến hành vào bất cứthời điểm nào, vừa rẻ tiền, thao tác dễ dàng, mà việc thu nhập bảo quản an toàn chothầy giáo và học sinh

1.3.2.7 Ý nghĩa kinh tế - xã hội

Nuôi trùn là một nghề dễ thực hiện, vốn đầu tư nuôi ít, chi phí đầu tư không lớn,thức ăn để nuôi trùn chủ yếu sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có như rác hữu cơ (rau,

củ, hoa quả, vỏ trái cây loại bỏ, rơm rạ, các loại bã đã ép dầu…), phân trâu, bò, dê,lợn, gà… rất dồi dào và rẻ tiền Nuôi trùn ít bị bệnh, ít rủi ro, tốn ít công chăm sóc, kỹthuật đơn giản, dễ làm, sớm có thu nhập Nếu sản xuất hàng hóa để bán thì có lợinhuận đáng kể, mang lại giá trị cao

Trùn sinh sản rất nhanh, nên chỉ cần đầu tư con giống một lần đầu tiên Từ 1 kgtrùn giống, sau 60 ngày nuôi có thể thu được 2 đến 3 kg trùn Mỗi hộ chỉ cần nuôikhoảng 10m2 trùn quế; Vừa tạo được một số lượng trùn khá lớn để làm thức ăn cho giacầm, vừa có phân để trồng hoa màu, tiết kiệm được một số tiền không nhỏ

Giúp cho nông dân tiếp cận với một vật nuôi mới, có triển vọng; Vừa cung cấpnguồn protein tốt, góp phần giải quyết nguồn thức ăn giàu đạm, giảm giá thành - nângcao chất lượng sản phẩm; Vừa góp phần xử lý chất thải trong chăn nuôi Làm trongsạch và bảo vệ môi trường Đồng thời sản xuất ra một khối lượng lớn phân hữu cơ tốtnhất cho cây trồng, nhằm tạo ra sản phẩm sạch, an toàn và tươi ngon phục vụ cho đờisống con người

Phổ biến cho nông dân một nghành nghề mới, nâng cao ý thức của họ về bảo vệmôi trường, góp phần tăng thu nhập cho người lao động

1.4 Các nghiên cứu ứng dụng trùn quế trong xử lí rác thải hữu cơ

1.4.1 Nước ngoài

Các loại phân bón hóa học được sản xuất từ "các nguồn nguyên liệu không táitạo" của trái đất Nông dân rất cần một giải pháp bền vững, vừa tiết kiệm và hiệu quảtrong khi vẫn duy trì sự ổn định và độ phì của đất Một khái niệm mới là "sinh tháinông nghiệp", đó có nghĩa là "canh tác hữu cơ" đã được tập trung chủ yếu vào sản xuất

thực phẩm không hóa chất Sinh thái nông nghiệp nhấn mạnh việc bảo vệ môi trườngtrong sản xuất nông nghiệp đồng thời vẫn đảm bảo cho sự phát triển kinh tế Liên HợpQuốc cũng đã xác nhận điều đó Vermiculture cung cấp câu trả lời tốt nhất cho sinhthái nông nghiệp, đó là đồng nghĩa với "nông nghiệp bền vững" [12].

Vai trò của trùn đất trong chu trình dinh dưỡng đất thuộc lĩnh vực nông nghiệp

đã thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới chỉ trong vài thập kỷ trởlại

Quản lý chất thải được coi là một phần không thể thiếu của một xã hội bền vững,

do đó đòi hỏi phải chuyển hướng của các phân đoạn phân hủy sinh học của chất thải từbãi rác công cộng vào quá trình quản lý thay thế như sản xuất phân trùn Phân trùn từrác thải là một loại phân bón hữu cơ dinh dưỡng giàu mùn, NPK, vi chất dinh dưỡng,

vi sinh vật có lợi trong đất như vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân, kích thích hoocmontăng trưởng ở thực vật như giberelin và cytokinin Cả phân trùn và chất lỏng thải ra từ

cơ thể của nó (vermiwash) được chứng minh giúp cho kích thích tăng trưởng và bảo vệcho cây trồng [12]

Trước tình hình đó một cuộc cách mạng đã và đang diễn ra trong các nghiên cứuphân trùn nhằm biến chất thải hữu cơ mà trùn đất ăn tạo thành một loại "phân bón hữucơ" dinh dưỡng Sử dụng chúng để sản xuất thực phẩm sạch an toàn, chi phí thấp, vớisản lượng và chất lượng không thua kém các loại hóa chất nông nghiệp Sử dụng nhiềuhóa chất nông nghiệp kể từ khi "cách mạng xanh" của năm 1960 giúp tăng sản lượnglương thực nhưng phải chịu chi phí môi trường và xã hội Nó đã giết hại các sinh vật

có lợi trong đất và phá hủy khả năng sinh sản tự nhiên của chúng, suy giảm sức mạnhcủa 'kháng sinh học trong cây trồng làm cho chúng dễ bị sâu bệnh và dịch bệnh Thựcphẩm hóa học phát triển đã ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người [12]

"Phong trào nuôi trùn " đang diễn ra ở Ấn Độ với nhiều mục tiêu của quản lýchất thải công cộng, phát triển kinh tế sản xuất cây trồng, thay thế các loại phân bónhóa học tốn kém, nhằm thực hiện các chương trình xóa đói giảm nghèo ở các làng.Vermicomposting cơ bản chỉ đơn giản có nghĩa là làm phân hữu cơ bằng trùn thôngqua tập tính của trùn Quá trình Vermicomposting giúp cải thiện sự thoáng khí trongđất và do đó thúc đẩy sự tồn tại và phát tán của vi khuẩn hữu ích trong đất nhằm làmsạch đất từng ngày Vermicomposts có thể được làm từ chất thải nhà bếp, chất thảinông nghiệp, chất thải của thị trường, thậm chí từ chất thải hữu cơ trong thành phố

Trùn đất có hiệu quả nhất trong xử lý chất thải hữu cơ và bổ sung các chất dinh dưỡngcho thực vật vì nó duy trì cũng như cải thiện chất lượng đất [12].

Năm 2006, kỹ sư Lori Marsh đã nghiên cứu đề tài “Ủ phân hữu cơ từ rác thải nhàbếp với trùn” Kết quả cho thấy rất hiệu quả và ứng dụng tốt ngoài thực tế giúp giảiquyết một lượng lớn rác thải hữu cơ từ các nhà hàng, quán ăn,… Mà những thức ănnày không được xử lý sẽ tạo ra mùi hôi khó chịu.Vì vậy sử dụng trùn để giải quyết vấn

đề trên là rất hữu ích [9]

Năm 2012, B.D.Punde và R.A.Ganorkar đã nghiên cứu đề tài “Vermicompostingrecycling waste into valuable organic fertilizer” Nghiên cứu cho thấy rằng chất lượngphân hữu cơ vi sinh tạo ra tốt Các đặc tính quan trọng như pH, N, P, K, tỷ lệ C / N đápứng các tiêu chuẩn được đưa ra trong hướng dẫn về quản lý chất thải rắn trong thànhphố năm 2000 quá trình này sẽ làm giảm thiệt hại về môi trường Ngoài ravermicompost là một đóng góp giá trị cho nông nghiệp bền vững và phát triển đấthoang Phân huỷ là một cách hiệu quả để quản lý chất thải hữu cơ Nó thúc đẩy môitrường bền vững bằng cách chuyển đổi phế phẩm hữu cơ thành một sản phẩm có giátrị để cải thiện môi trường Vermicomposting được khuyến khích nhằm giảm chi phíđầu tư cho việc xử lí nguồn rác thải được tạo ra trong thành phố Quá trình này sẽ làmgiảm thiệt hại về môi trường [10]

1.4.2 Trong nước

Phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn đất cũng đã được rất nhiều nhànghiên cứu trong nước tiến hành nghiên cứu và đã đạt nhiều kết quả khác nhau, có ứngdụng rộng rãi trong nông nghiệp mang lại hiệu quả cao

Năm 2005, PGS.TS Đào Châu Thu, GS.TS Mario Gregori cùng các cộng sự đãthực hiện đề tài: “Sản xuất phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nôngnghiệp để dùng làm phân bón cho rau sạch vùng ngoại vi thành phố ” Sản xuất chếphẩm vi sinh vật để xử lý rác thải hữu cơ và phế phẩm nông nghiệp thành phân hữu cơsinh học Nghiên cứu và thử nghiệm quy trình xử lý rác thải sinh hoạt hữu cơ đã đượcphân loại theo công nghệ vi sinh bán hiếu khí.Phân tích, đánh giá chất lượng phân hữu

cơ sinh học sau khi ủ rác thải và phế thải nông nghiệp [4]

Năm 2010, Hồ Hồng Quyên và cộng sự đã nghiên cứu quá trình sản xuất phânhữu cơ từ rác thải với sự tham gia của trùn quế tại địa bàn thành phố Đà Nẵng Kết quả

cho thấy sản phẩm phân sản xuất từ trùn quế rất thích hợp cho các loại cây cảnh, câyngắn ngày [3].

Năm 2013, Th.S Vũ Hải Yến nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sản xuất phân hữu

cơ vi sinh từ bã khoai mì phục vụ cho nông nghiệp sinh thái” nhằm góp phần giảiquyết vấn đề ô nhiễm môi trường của cây khoai mì và tạo ra sản phẩm có giá trị chonông nghiệp Sau 60 ngày nghiên cứu với nguyên liệu đầu vào là bã khoai mì và xơdừa kết hợp thêm một số chủng vi sinh vật đã tạo ra sản phẩm hữu cơ có tỷ lệ N:P:K =2,82% : 5,86% : 4,91% Đó là loại phân hữu cơ rất tốt cho cây trồng.Kết quả củanghiên cứu này là tạo ra phân compost không chứa mần bệnh, không lôi kéo côn trùng,

có thể lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát của cây trồng [8]

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Phạm vi nghiên cứu

 Không gian: Nhà của thành viên trong nhóm

 Thời gian: từ tháng 10/2014 đến 03/2015

2.2 Vật liệu nghiên cứu

- Giống trùn quế (Perionyx excavatus, chi Pheretima, họ Megascocidae)

- Đất nền ( phụ lục hình ảnh – Hình 2.1 Chuẩn bị đất nền)

- Vật liệu dùng để chứa trùn nuôi: Thùng xốp (kích thước 18,5x27,5x20cm)(phục lục hình ảnh - Hình 2.2 Thùng rác nuôi trùn)

- Thiết bị dùng trong các thí nghiệm xác định các thông số: Máy đo pH, nhiệt kế,

lò nướng, cân phân tích.( phụ lục hình ảnh - Hình 2.3 Lò nung, Hình 2.4 Cân phântích, Hình 2.5 Nhiệt kế, Hình 2.6 Máy đo pH )

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu

Hình 2.1 Quy trình thí nghiệm

2.3.2 Thuyết minh quy trình

2.3.2.1 Phân loại, xử lí sơ bộ rác thải

Nguồn rác: Lấy nguồn rác hữu cơ từ chợ Phú Hòa, chủ yếu là các loại rau, củ,quả, phụ phẩm nông nghiệp Tuy nhiên, không lấy rác có tính độc, cay, tinh dầu vìnhững loại này sẽ thay đổi pH trong đất ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của trùn

2.3.2.2 Chọn giống trùn

Giống trùn quế được mua ở Đặng Gia Trang

Địa chỉ: 156/1/12/5 Cộng Hòa, P.12, Q Tân Bình.Tp Hồ Chí Minh

Hình 2.2: Giống trùn quế

2.3.2.3 Phối trộn

- Đất nền nuôi trùn là đất tại nơi tiến hành nghiên cứu

- Tỉ lệ thức ăn: Rác được phân loại, cắt nhỏ với kích thước 2 - 3 cm

Hình 2.3: Xử lí rác sơ bộ

- Bổ sung trùn: Trùn quế sau khi chọn lựa sẽ được bổ sung vào thùng xốp có chứa lớpđất nền và sinh khối ban đầu (4kg) với độ pH trung tính lấy tại nơi đặt thí nghiệm là tạinhà thành viên nhóm được sàn với mắt sàn 0,4mm theo tỉ lệ 4kg : 50g trùn quế/thùngxốp

Đáy thùng xốp đục lỗ và được lót bông gòn, để ngoài vườn nơi có bóng cây,thoáng mát

Sau 2 ngày tính từ lúc nuôi, cứ 2 ngày/lần cho vào mỗi thùng xốp lượng rác hữu

cơ với tỉ lệ như sau:

Khối lượng rác

Số ngày

M1 ( kg ) M2 ( kg ) M3 ( kg )

Hình a: Tỉ lệ 0,1 kg Hình b: Tỉ lệ 0,2 kg

Hình c: Tỉ lệ 0,3 kg

Hình 2.4: Tỉ lệ rác hữu cơ cho trùn ăn

- Tưới nước 2 lần/ngày vào buổi sáng và buổi chiều

- Thời gian khảo sát: 4 tuần

2.3.2.4 Khảo sát các chỉ tiêu phân trùn.

Nhiệt độ: Đo nhiệt độ 2 lần/ngày vào lúc 6h và 13h

pH đo 1 tuần 1 lần

Độ ẩm đo 1 tuần 1 lần

Nitơ tổng: xác định hàm lượng nitơ tổng có trong phân sau 4 tuần

Cacbon tổng: xác định hàm lượng cacbon hữu cơ có trong phân sau 4 tuần

Tỉ lệ C/N: Từ kết quả phân tích nito tổng và cacbon hữu cơ sẽ tính tỉ lệ C/N củaphân trùn và so sánh với chỉ tiêu phân vi sinh hữu cơ

2.3.2.5 Khảo sát trên cây mồng tơi

Nhận thấy đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây mồng tơi thích hợp vớiđiều kiện khí hậu ở Bình Dương và phù hợp với thời gian nghiên cứu của đề tài Vìvậy, nhóm chọn cây rau mồng tơi để khả sát hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh có sựtham gia của trùn quế Thí nghiệm được bố trí như sau:

Rau mồng tơi được trồng vào các chậu đất nhỏ với sự bổ sung phân như sau:(1): Phân trùn quế (bên dưới đáy thùng xốp được lót một lớp đất, phân trùn quếđược rải lên trên khoảng 5cm

(2): Phân lân (bổ sung phân lân bón xong rồi xới đất hoặc bón theo luống)Bón phân hữu cơ khoáng vedagro dạng viên cho 1.000 m2 như sau: Mồng tơitrồng mới bón lót trước khi trồng 50 kg phân hữu cơ khoáng Vedagro + 50 kg phân lân(theo ThS Lê Thị Nghiêm) [17] Vây với diện tích thùng xốp là 18,5x27,5cm ta bónkhoảng 3g phân lân

(3): Đối chứng (không bổ sung phân)

Với các chỉ tiêu khảo sát:

- Đo đường kính cổ rễ

- Đo chiều cao cây

- Đếm số lượng lá

- Đo chiều dài của lá

- Các chỉ tiêu được đo vào các ngày 28 của quá trình khảo sát

2.3.3 Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu trong phân

2.3.4.1 Phương pháp xác định nhiệt độ phân

Sử dụng nhiệt kế rượu

2.3.4.2 Phương pháp xác định pH trong phân [13]

o Cân 10g đất mịn khô không khí cho vào trong bình nhựa dung tích 100mlmiệng rộng

o Thêm 50 ml H20 cất( hoặc KCL nếu đo pH KCl)

o Lắc bằng tay cho phân tán đất và tiếp tục lắc bằng máy 30 phút ( vận tốcmaximun) sau đó để yên trong khoảng 2 giờ(không quá 3 giờ)

o Lắc xoáy lại 2-3 lần bằng tay cho phân tán huyền phù

o Đo pH bằng pH mét điện cực thủy tinh Vị trí bầu điện cực ở vị trí trung tâm

và trung điểm độ sâu của dung dịch trong huyền phù

Đọc kết quả đo sao khi kim chỉ ổn định 30 giây (mẫu được đo 2 lần lặp lại)

2.3.4.3 Phương pháp xác định nitơ tổng trong phân [6]

Xác định nito tổng số theo TCVN 8557 – 2010

Bước 1: Lắp đặt, kiểm tra thiết bị chưng cất Kjeldhal

+ Tùy theo thực tế của mỗi thiết bị mà cách lắp đặt có thể khác nhau, nhưngphải tuyệt đối kín trong suốt quá trình hoạt động, có khả năng điều chỉnh được tốc độchưng cất và tốc độ ngưng

+ Trước khi chưng cất mẫu phải kiểm tra thiết bị Kjeldhal bằng cách chưng cất14ml dung dịch tiêu chuẩn amoni 0.05 mgN/ml với kiềm Chuẩn độ lượng nitơ trongbình hứng hết 5ml ± 0.1 ml dung dịch tiêu chuẩn 0.01N HCl là đạt yêu cầu, nếu ít hơn

là do thiết bị cất bị hở, nếu lớn hơn có thể là do bị bắn kiềm từ bình cất hoặc do thiết bịkhông sạch, cần khắc phục

Bước 2: Phân hủy mẫu

Phân hủy với hai nhóm mẫu khác nhau

+ Sử dụng H2SO4 để phân hủy mẫu nhóm một:

 Cân 2g ± 0.001g mẫu đã được chuẩn bị cho vào bình phân hủy (không đểdính mẫu ở cổ và thành bình)

 Thêm 10ml nước

 Thêm 10 ml H2SO4 đậm đặc d = 1.84

 Chuẩn bị đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, tiến hành đồng nhấtđiều kiện như mẫu thử

 Đun nóng từ từ trên bếp cho đến khi hết sủi bọt (có thể cho thêm một chútparafin để giảm bớt bọt, tránh trào).

 Tăng dần nhiệt đô tới 2000C đun sôi nhẹ đến khi khói trắng bay lên (khoảng

60 phút) Tiếp tục đun thêm 30 phút, không để khô

 Để nguội, thêm từ từ 50 ml nước đun sôi 10 phút

 Chuyển dung dịch trong bình phân hủy sang bình định mức dung dịch A đểxác định Nitơ tổng số

+ Sử dụng H2SO4 và xúc tác để phân hủy nhóm hai:

 Cân 2g ± 0.001g mẫu đã được chuẩn bị cho vào bình phân hủy (không đểdính mẫu ở cổ và thành bình)

 Thêm 1g hỗn hợp xúc tác K2SO4 và Se, thêm 25ml H2SO4 đặc

 Chuẩn bị đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, tiến hành đồng nhấtđiều kiện như mẫu thử trên bếp cho đến khi hết sủi bọt (có thể cho thêm mộtchút parafin để giảm bớt bọt, tránh tràn)

 Tăng dần nhiệt độ lên 2000C khoảng 120 phút, có khói trắng bay lên

 Tiếp tục tăng dần nhiệt độ lên 3500C trong khoảng 60 phút đến khi dung dịchmẫu trắng trong là được, không để khổ

 Để nguội, thêm từ từ 50 ml nước cất, đun sôi 10 phút

 Chuyển sang bình định mức dung tích 200 ml, thêm nước cất vạch định mức,lắc đều, lọc hoặc để lắng trong Gọi đây là dung dịch A để xác định nitơ tổng sốBước 3 : Chưng cất Amoni (NH3):

+ Bình hứng dung tích 250ml

Lấy vào bình hứng một lượng dung dịch axit boric đã có hỗn hợp chỉ thị màu,lượng axit boric lấy phụ thuộc lượng nitơ trong bình cất (phải đảm bảo 1 mg nitơ ítnhất 0.5 ml dung dịch axit boric bão hòa)

Đặt bình hứng dưới ống sinh hàn (nhúng đuôi ống sinh hàn vào dung dịch axitboric khoảng 2 mm)

Lựa chọn lượng axit boric và nồng độ axit tiêu chuẩn thích hợp phù hợp vớilượng nitơ có trong bình cất theo bảng 1

Dự kiến lượng nitơ có

trong bình cất

Lượng axit boric tối thiểu, ml

Nồng độ HCl tiêu chuẩn, N