Hiệu quả của việc tận dụngchất thải bò sữa từ các nguồn thức ăn chăn nuôi khác nhau làm phân ủ sản xuất rau ăn lá

Hiệu quả của việc tận dụngchất thải bò sữa từ các nguồn thức ăn chăn nuôi khác nhau làm phân ủ sản xuất rau ăn lá

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Rau xanh là thành phần không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi người, mỗi gia đình Không chỉ chứa các nguyên tố vi lượng, đa lượng, vitamin cần thiết cho cơ thể mà lượng chất xơ trong rau cũng là một trong những yếu tố giúp cho con người khoẻ mạnh Trồng rau cũng là một trong những nghề truyền thống của người nông dân, tuy nhiên do nhu cầu về năng suất, thương phẩm, khoa học kỹ thuật phát triển mà việc sản xuất rau cũng có những thay đổi tiêu cực: người nông dân sử dụng nhiều phân hoá học hơn nhằm mang lại năng suất cao hơn, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật nhiều hơn để thương phẩm có giá trị hơn Nhưng chính những tác động đó là một trong những nguyên nhân ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người: phổ biến là dư lượng Nitrate, dư lượng kim lọai nặng, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong rau…

Chính vì vậy, nhu cầu thiết yếu của con người là phải có rau sạch – không có những ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của con người, đặc biệt là khi đời sống kinh tế ngày càng phát triển, thì nhu cầu về ẩm thực, về đảm bảo an toàn sức khoẻ càng cao Đáp ứng tình hình đó, nông nghiệp hiện nay chuyển dần sang hướng sản xuất nông nghiệp hữu cơ, không những có tác dụng đảm bảo năng suất mà còn có tác dụng tăng độ phì đất trồng Nguồn vật liệu hữu cơ rất đa dạng: dư thừa, xác bã động

thực vật, rác thải hữu cơ … và không thể không nói đến chất thải trong chăn nuôi gia súc, gia cầm.

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường do việc chăn nuôi gia súc nói riêng trong các khu dân cư ở những vùng ngoại thành đang trở lên phổ biến Do tốc độ đô thị hoá nhanh, diện tích đất nông nghiệp giảm dần, hình thành nhiều khu dân cư xen kẽ với những hộ sản xuất nông nghiệp – chăn nuôi bò sữa vì vậy việc ô nhiễm môi trường là không tránh khỏi.

Nhằm giải quyết những mặt hạn chế của nguồn phân thải từ chăn nuôi bò sữa: ô nhiễm môi trường… đồng thời tận dụng các ưu điểm của nguồn phân thải này làm nguồn phân hữu cơ cung cấp cho cây trồng, cải thiện đất trồng tiến tới nền nông nghiệp hữu cơ bền vững, đó chính là cơ sở để thực hiện đề tài: “Hiệu quả của việc tận dụng chất thải bò sữa từ các nguồn thức ăn chăn nuôi khác nhau làm phân ủ sản xuất rau ăn lá”

1.2 Mục đích – yêu cầu và giới hạn của đề tài:1.2.1 Mục đích:

Tận dụng phân thải trong chăn nuôi bò sữa làm phân hữu cơ sử dụng trên rau ăn lá hướng tới sản xuất theo nền nông nghiệp hữu cơ đồng thời giải quyết được tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi bò sữa gây ra.

- Đánh giá ảnh hưởng của thức ăn chăn nuôi bò sữa đến năng suất và chất lượng của rau sử dụng phân ủ.

- Đánh giá hiệu quả kinh tế của phân ủ trên rau cải ngọt, cải xanh

1.2.3 Giới hạn đề tài

- Thí nghiệm được thực hiện đối với vật liệu ủ là chất thải chăn nuôi bò sữa- Chỉ mới đánh giá hiệu quả của phân ủ trên 2 đối tượng cây rau ăn lá là: cải xanh và cải ngọt

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Xu hướng nền nông nghiệp thế giới

Redzuan Ibrahim, 2002, cải thiện và hạn chế những mặt tiêu cực của nền nông nghiệp thương mại, đảm bảo một nền nông nghiệp bền vững là vấn đề cấp thiết cho sự phát triển bền vững trong tương lai và “Nông nghiệp hữu cơ là giải pháp đúng đắn cho việc kiểm soát tổng hợp các vấn đề về sự thoái hóa môi trường, an toàn thực phẩm, ô nhiễm nguồn nước, môi trường đất bị thoái hóa và là một giải pháp cho một nền nông nghiệp bền vững”

Ơû Tây Aâu, Mỹ La tinh, và nước Mỹ, tốc độ tăng trưởng những vùng đất được quản lý theo hướng hữu cơ tăng rất đáng kể Trong khoảng thời gian từ 1995 – 2000, tổng diện tích sản xuất hữu cơ tăng lên 3 lần ở Tây Aâu và Mỹ Tại Mỹ, đất được xác nhận là nông nghiệp hữu cơ tăng khoảng 20% kể từ 1989, trong khi đó, ở Tây Aâu, mức tăng trưởng trung bình hằng năm khoảng 26% Riêng trong

Liên đoàn quốc tế về phong trào nông nghiệp hữu cơ (International federation of organic agriculture movements - IFOAM) là một tổ chức quốc tế phi lợi nhuận chuyên quản lý về các vấn đề sản xuất nông nghiệp hữu cơ, có trụ sở tại Đức và có 750 tổ chức thành viên tại khoảng 120 quốc gia Những tiêu chuẩn cơ sở và chương trình công nhận của IFOAM được tôn trọng như một hướng dẫn quốc tế chung cho các hệ thống tiêu chuẩn và chứng nhận của các quốc gia có thể được xây dựng về sản xuất hữu cơ.

Một số nước công nghiệp đã có kế hoạch để phát triển nền nông nghiệp hữu cơ Anh đã tăng ngân sách cho Chương trình nông trại hữu cơ nhằm chuyển đổi sang sản xuất nông nhiệp hữu cơ lên khoảng 50% vào giai đoạn 2001 – 2002 (trung bình mỗi năm 20 triệu bảng Anh); Mỹ dành 5 triệu USD cho việc nghiên cứu nông nghiệp hữu cơ vào năm 2001 Aán độ và Thái lan cũng đã thiết lập những tiêu chuẩn riêng về sản phẩm hữu cơ để thuận tiện cho việc xuất khẩu cũng như đáp ứng nhu cầu trong nước Trung Quốc, Malaysia và Philippin hiện cũng đang thiết lập những tiêu chuẩn quốc gia về sản phẩm hữu cơ.

Biểu đồ 2.1: Diện tích đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ một số nước Tây Aâu

Trong những năm gần đây, nông nghiệp hữu cơ đã phát triển một cách nhanh chóng ở qui mô thế giới và hiện có khoảng 120 quốc gia đang sản xuất Theo FiBL, The Research Institute of organic agriculture, 2005 - 2006, 623.174 nông trại trên toàn thế giới đã áp dụng sản xuất theo hướng hữu cơ với hơn 31 triệu ha Số liệu được thể hiện trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Diện tích và số nông trại sản xuất hữu cơ ở một số nước trên thế giới

Quốc gia Diện tích đất SX hữu cơ (ha)

Tỷ lệ (% so với đất nông nghiệp)

Số nông trại hữu cơ

Nông nghiệp hữu cơ là loại hình nông nghịêp phụ thuộc vào kỹ thuật quản lý hệ sinh thái và những cố gắng để giảm hoặc hạn chế các yếu tố đầu vào trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là những yếu tố tổng hợp, nhân tạo Người ta cho rằng hệ thống quản lý sản xuất nông nghiệp truyền thống thúc đẩy và tăng cường hệ

sinh thái nông nghiệp, bao gồm đa dạng sinh học, chu trình sinh học và các hoạt động sinh thái đất Đó là ưu tiên sử dụng đầu vào là các phó phẩm nông nghiệp, nông nghiệp hữu cơ nhấn mạnh các kỹ thuật quản lý, quan tâm đến những điều kiện từng vùng và có những hệ thống thích nghi theo từng địa phương…

Nông nghiệp hữu cơ là một hệ thống nông nghệp bền vững mà chú trọng về các cách thức sản xuất lương thực, sợi, gia súc đảm bảo các yếu tố môi trường, xã hội và kinh tế; tái sử dụng dinh dưỡng, thúc đẩy các quá trình tự nhiên mà giúp kiểm soát được sâu, bệnh hại trong nông nghiệp và duy trì được độ màu mỡ của đất về lâu dài để đảm bảo sản xuất thành công Nông nghiệp hữu cơ loại trừ phân bón hoá học, thuốc trừ sâu và sinh vật biến đổi gen.

IFOAM, 2005, Nông nghiệp hữu cơ bao gồm tất cả các hệ thống nông nghiệp mà thúc đẩy việc sản xuất thực phẩm và sợi một cách hợp lý đảm bảo các yếu tố về môi trường, xã hội và kinh tế Việc tái sử dụng chất dinh dưỡng và củng cố các quá trình tự nhiên giúp duy trì độ màu mỡ của đất và đảm bảo sản xuất thành công Quan tâm đến khả năng tự nhiên của cây trồng, động vật và cảnh quan để đạt được những chất lượng tối ưu về mội trường và nông nghiệp Nông nghiệp hữu cơ giảm đáng kể nhập lượng từ bên ngoài bằng cách hạn chế việc sử dụng phân bón hoá

IFOAM nhấn mạnh và ủng hộ sự phát triển của các hệ thống “tự cấp theo điều kiện của địa phương”.

Caroline Hattam, 2004 cho rằng nông nghiệp hữu cơ thành công trong việc cân bằng giữa sản xuất thực phẩm và bảo tồn môi trường Quản lý chất hữu cơ trong đất phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu tại chỗ và những hiểu biết của con người để làm tăng cách thức sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên, khả năng phục vụ của hệ sinh thái Bằng cách giảm sự phụ thuộc vào nguồn chi phí nông nghiệp và tạo sự cân bằng giữa dinh dưỡng và nguồn năng lượng, khả năng khôi phục của hệ sinh thái mạnh hơn, an toàn thực phẩm tăng lên đồng thời vẫn tăng nguồn thu nhập.

2.2.2 Ưu thế của nông nghiệp hữu cơ

Sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ thông qua việc sử dụng phân hữu cơ có thể:

- Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.

- Cải thiện lý, hóa tính đất: tăng cường khả năng thấm hút và giữ nước của đất, hạn chế nhu cầu tưới, xói mòn, lũ lụt, tăng cường khả năng hữu dụng các chất dinh dưỡng có trong đất.

Alexandra Bot/ Jose Benite, 2005, Hầu hết chất hữu cơ trong đất đều có nguồn gốc từ mô thực vật Xác bã thực vật chứa 60 – 90% ẩm độ Chất khô bao gồm Cacbon, Oxygen, Hydro và một lượng nhỏ lưu huỳnh, Nitơ, Phospho, Kali, Ca và Mg Chất hữu cơ là một cấu thành đa dạng: 14 – 40% ở dạng hoạt động là các vi sinh vật và 40 – 60% chất hữu cơ bền vững gọi là mùn.

Chất hữu cơ trên bề mặt như là xác bã thực vật giúp đất tránh khỏi những tác động của mưa, gió và mặt trời Di dời, gom lại hay đốt cháy xác bã thực vật này làm cho đất phải đối mặt với những tác động tiêu cực của khí hậu và việc di chuyển hay đốt cháy xác bã thực vật là đã làm mất đi nguồn năng lượng chủ yếu của vi sinh vật đất vì chất hữu cơ trong đất đóng vai trò hai chức năng chính là:

+ Nguồn dự trữ dinh dưỡng quay vòng trong đất

+ Nhân tố cải thiện cấu trúc đất, duy trì lớp đất mặt và hạn chế xói mòn.

Về mặt cải thiện cấu trúc đất, các thành phần hữu cơ đất hoạt động và bền vững cùng với hệ vi sinh vật, đặc biệt là nấm liên kết các phần tử đất thành các kết cấu lớn hơn Sự liên kết này rất quan trọng đối với cấu trúc đất, sự thoáng khí, thấm hút của đất và chống lại sự xói mòn, đóng váng đất.

Các dạng chất hữu cơ bền vững đóng vai trò chính về khả năng giữ chất dinh dưỡng – khả năng trao đổi Cation (CEC) và màu sắc của đất Những dạng chất này phân huỷ rất chậm, do đó, chúng ít ảnh hưởng đến độ màu mỡ của đất so với các dạng chất hoạt động

Bảng 2.2: Aûnh hưởng của sự giảm chất hữu cơ đến khả năng giữ chất dinh dưỡng

Đất thịt (20% sét)

2% to 1.5%4% to 3.5%

Số liệu từ bảng 2.2 cho thấy: hàm lượng chất hữu cơ quyết định đến khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất mà không tuỳ thuộc vào cấu trúc đất Một số kết quả nghiên cứu thì các hạt keo hữu cơ có khả năng giữ chất dinh dưỡng để cung cấp cho cây trồng gấp 5 lần so với hạt sét

- Gia tăng đa dạng sinh học đất – sinh khối và chủng loại hệ vi sinh vật đất Scialabba Nadia, 2004 Sinh khối vi sinh vật đất được xem là nguồn dưỡng chất cho cây trồng Các hệ thống nông nghiệp hữu cơ làm cho nguồn sinh khối tăng cao hơn so với các hệ thống canh tác thông thường và không bón phân Hoạt động của hệ emzyme đất (emzyme phân hủy hydrogen, protein, phosphat) cũng tăng lên rõ rệt trong hệ thống nông nghiệp hữu cơ.

- Hạn chế tối đa sự nguy hại đến sức khỏe con người, suy thoái môi trường tự nhiên cũng như suy thoái của môi trường nông nghiệp.

2.3 Phân hữu cơ2.3.1 Khái niệm

Michel Vilain, phân loại theo khả năng khoáng hoá chất hữu cơ hay khả năng tạo mùn của đất - chất hữu cơ có tỷ lệ C/N cao, được vùi trực tiếp vào đất

không qua chế biến có chức năng chính là cải tạo đất gọi là Chất cải tạo đất hữu cơ - Organic amendment; chất hữu cơ thông qua chế biến có tỷ lệ C/N thấp được gọi là phân hữu cơ.

Lê Văn Dũ (2004), phân hữu cơ là những nguyên vật liệu có nguồn gốc từ xác bã động và thực vật, được bón vào đất nhằm duy trì độ phì nhiêu đất đai và tăng năng suất cây trồng Các loại phân phân hữu cơ sử dụng phổ biến hiện nay gồm: phân chuồng (chất thải của gia súc), phân rác, than bùn, phân xanh…

Theo IFA (International Industrial Fertilizer Association) (2004): Phân hữu cơ là các vật liệu hữu cơ có hàm lượng Cacbon hữu cơ >14% và có ít nhất là 5% chất dinh dưỡng đa lượng NPK, nếu hàm lượng các chất dinh dưỡng đa lượng <5% thì gọi là chất hữu cơ bổ sung.

Quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về tiêu chuẩn để phân bón được khảo nghiệm theo Quyết định 37/QĐ-BNN ngày 24/4/2007 đối với một số loại phân bón được trình bày trong bảng 2.3

Bảng 2.3: Tiêu chuẩn của phân bón được khảo nghiệm

-Các yếu tố để xem xét khi chọn vật liệu để ủ:

- Phân chuồng: Hàm lượng N cao; ướt; dùng chất cải tạo có hàm lượng C cao; sinh mùi khi phân giải yếm khí; biến động tuỳ vào động vật và phương pháp ủ.

- Xác bã thực vật: Hàm lượng N thấp, khô tuỳ thuộc vào độ tuổi; dùng với vật liệu có hàm lượng N cao, ướt; dễ lây truyền bệnh nếu nhiệt độ ủ không đủ điều kiện.

2.3.2 Vai trò của phân hữu cơ

2.3.2.1 Đối với đất trồng

+ Cải tạo hóa tính đất

- Tăng cường khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng có trong đất: làm tăng khả năng hòa tan của các chất khó tan nhất là các khoáng vi lượng; ngăn chặn

được sự rửa trôi các nguyên tố dinh dưỡng trong đất nhờ sự hình thành các phức chất chelate - Là phức chất gồm Acid hữu cơ và các kim loại như: Fe, Zn, Cu và Mn…

Chelate tự nhiên là sản phẩm của các hoạt động vi sinh vật và sự phân giải chất hữu cơ, các dư thừa thực vật có trong đất.

- Chất hữu cơ sau khi mùn hóa làm tăng khả năng trao đổi của đất, tăng tính đệm của đất Khả năng trao đổi của mùn gấp 5 lần khả năng trao đổi của sét Cải thiện các đặc tính bất lợi của đất chua, đất mặn… đối với sự sinh trưởng của cây trồng.

+ Cải tạo lý tính đất

- Mùn làm tăng sự kết dính các hạt đất để tạo thành đoàn lạp và làm giảm khả năng phân tán khiến cho kết cấu được bền trong nước Làm tăng độ ổn định kết cấu đất do vậy bảo vệ được cấu trúc đất và hạn chế xói mòn Các chất hữu cơ dễ phân giải (phân xanh) tăng độ ổn định kết cấu đất lên rất nhanh song khả năng tạo mùn thấp nên tác dụng không bền.

- Caroline Hattam, 2004, ở Malleco, Chile, sau 4 năm canh tác hữu cơ đã giảm được xói mòn từ 12 tấn/ha đến 60 tấn/ha.

- Làm tăng khả năng thấm ban đầu của nước chảy tràn khi tưới hay mưa to

+ Cải thiện sinh tính đất

- Là nguồn cung cấp năng lượng và thức ăn cho nhiều loại vi sinh vật đất- Tăng cường sự phong phú của tập đoàn vi sinh vật trong đất Có thể nói, hàm lượng chất hữu cơ trong đất có tương quan thuận với mật số và tính đa dạng của vi sinh vật

- Caroline Hattam, 2004, quản lý đất theo hệ thống nông nghiệp hữu cơ: sinh khối trong đất tăng cao hơn 30 – 40% và hoạt động của vi sinh vật đất tăng hơn 30 – 100% so với việc quản lý đất thông thường

2.3.2.2 Đối với cây trồng

- Phân hữu cơ là nguồn dinh dưỡng cho cây trồng

- Trong quá trình phân giải, phân hữu cơ còn có thể cung cấp CO2 để cây trồng thực hiện quá trình quang hợp tổng hợp vật chất khô.

- Quá trình phân giải hữu cơ có thể làm tăng khả năng hòa tan của các chất khó tan; hình thành các phức chất hữu cơ – vô cơ làm giảm khả năng di động của một số nguyên tố khoáng do đó, đồng thời cũng do khả năng tạo phức của các acid hữu cơ với các nguyên tố kim loại nặng nên có thể làm hạn chế khả năng đồng hóa kim loại nặng của cây Sản phẩm nông nghiệp trở nên sạch hơn.

2.4 Vai trò của vi sinh vật trong quá trình phân giải chất hữu cơ

- Nguyễn Ngọc Nông, Giáo trình Nông hóa học (1999), vi sinh vật được coi là nhân tố chính yếu trong chu trình dinh dưỡng trong đất: chuyển hóa các xác bã hữu cơ thành các hợp chất mùn - quyết định hàm lượng, thành phần chất hữu cơ trong đất

- Hiraoka.H 2002, sử dụng EM (Effective -Microorganim) – vi sinh vật hữu hiệu - thời gian ủ (phân bò, tro trấu) hoàn thành rất nhanh chỉ sau từ 1 tháng đến 3 tháng tùy thuộc chất lượng của nguyên liệu ủ.

Vi sinh vật hữu hiệu (EM)

Vi sinh vật hữu hiệu (EM) là chế phẩm trong đó một tập đoàn vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn axit lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm sản sinh men) được nuôi cấy chung trong cùng một môi trường với tỉ lệ nhất định, chúng được sử dụng như là chất men để tăng cường tính đa dạng sinh học trong đất Cải thiện chất lượng đất, tăng cường sự phát triển, năng suất và chất lượng cây trồng.

Hiệu quả của EM

- Thúc đẩy sự nẩy mầm, ra hoa, ra quả, sự chín của thực vật.

- Cải tạo về lý học, hóa học và sinh học của môi trường đất và ngăn chặn sự phát triển của sâu bệnh hại trong đất.

- Làm tăng khả năng đề kháng, tăng trưởng của cây trồng.- Bảo đảm sự nẩy mầm và phát triển của thực vật được tốt.

- Làm tăng cường tính hiệu quả của chất hữu cơ như là các lọai phân bón.

Các vi sinh vật chính trong EM

năng lượng Các chất có lợi gồm acid amine, acid nucleic, các chất hoạt động sinh học và đường, tất cả dùng để thúc đẩy cho sinh vật tăng trưởng và phát triển.

* Vi khuẩn acid lactic

Vi khuẩn acid lactic sản xuất ra acid lactic từ đường và các cacbon hydrat khác, acid lactic là chất khử trùng mạnh Vi khuẩn acid lactic làm tăng cường sự

phân hủy các chất hữu cơ khó phân giải như: linhin, xenlulo.* Các men

Các men tổng hợp chống vi sinh vật và những chất có lợi cho sự phát triển của cây trồng từ acid amin và đường được tiết ra từ vi khuẩn quang hợp, chất hữu cơ và

các rễ thực vật Các chất hoạt động sinh học như các hoocmon, enzym được sản

xuất ra bởi các men thúc đẩy các hoạt động của tế bào và nhóm rễ Các chất tiết ra của chúng là chất nền có lợi cho vi sinh vật hữu hiệu như vi khuẩn acid lactic và xạ khuẩn.

* Xạ khuẩn

Cấu trúc của xạ khuẩn là trung gian giữa vi khuẩn và nấm, sản xuất ra những chất chống vi khuẩn từ acid amin được tiết ra bởi vi khuẩn quang hợp và chất hữu cơ Xạ khuẩn có thể chung sống với vi khuẩn quang hợp Do đó, cả hai loài làm tăng cường chất lượng môi trường đất, do tăng cường sự hoạt động của các vi sinh vật có ích trong đất.

* Nấm

Các loài nấm có tác dụng lên men như Aspergillus và Penicillium phân hủy

nhanh các chất hữu cơ để tạo ra rượu, este và các chất chống vi khuẩn Do tác dụng

này, chất hữu cơ sẽ nhanh chóng mất mùi, và ngăn ngừa sự tấn công cây trồng của các côn trùng có hại.

Tóm lại, mỗi loài vi sinh vật hữu hiệu (vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn axit lactic, các men, xạ khuẩn và nấm lên men) có chức năng quan trọng riêng của nó Tuy nhiên vi khuẩn quang hợp là xương sống của hoạt động EM, bởi vì vi khuẩn quang hợp là loài hổ trợ chính cho các hoạt động của các vi sinh vật khác.

Một số kết quả nghiên cứu về chế phẩm EM trong nước

Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp, 1999, nghiên cứu trên đất trồng lúa và bắp liên tục trong nhiều vụ cho thấy:

- Việc sử dụng EM cho cây trồng không những làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển của cây mà còn cải thiện một số tính chất của đất như hàm lượng mùn, đạm cao hơn, quần thể vi sinh vật trong đất phát triển mạnh hơn.

- EM khi phối hợp với các chế phẩm vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân vi sinh trong nước làm tăng hiệu quả của cả EM lẫn các chế phẩm phân vi sinh vật.

Trường Đại Học Nông Nghiệp I (Hà Nội)

- EM làm tăng năng suất lúa Trên giống lúa CR203 năng suất tăng từ 290÷490 kg/ ha so với đối chứng; trên giống C70 làm tăng từ 110÷1040 kg/ ha Liều

- Raabe.R.D (2001), quá trình phân giải nhanh có biểu hiện: mùi “dễ chịu”, nhiệt độ vật liệu ủ tăng, xuất hiện loại nấm trắng trên vật liệu ủ, thể tích khối ủ giảm, vật liệu ủ chuyển sang màu nâu sậm Khi quá trình ủ gần hoàn toàn, nhiệt độ giảm xuống, dao động ở 30oC Đảo trộn vật liệu ủ mỗi ngày sẽ rút ngắn thời gian ủ (khoảng 2 tuần) hoặc lâu hơn một chút - nếu đảo cách ngày.

2.5 Vật liệu ủ

Nguồn phân thải từ gia súc, gia cầm được coi là có chứa nhiều dinh dưỡng cho cây trồng Bên cạnh việc cung cấp các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và lượng cho cây trồng, cho đất, còn cung cấp các vật liệu hữu cơ có tác dụng cải thiện các thuộc tính lý, hoá của đất và tăng cường khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất; làm giảm sự xói mòn do gió và nước; tăng cường sự tăng trưởng của hệ vi sinh vật có ích trong đất.

Giáo trình Nông hóa học, Phân chuồng còn đưa vào đất một số hoocmon có tác dụng kích thích sự phát triển của rễ và các quá trình sống của cây.

Theo Phedorop, 1963, phân chuồng còn có ảnh hưởng đến đời sống vi sinh vật hút đạm không khí Đất được bón phân chuồng số lượng vi sinh vật này tăng rõ rệt, khả năng Nitrate hóa của đất cũng được nâng cao.

Phân chuồng được xem là phân bón đúng nghĩa mặc dù hàm lượng dinh dưỡng là tương đối thấp Hàm lượng dinh dưỡng khác nhau tuỳ thuộc vào nguồn gia súc và nguồn thức ăn mà gia súc được cho ăn Tỷ lệ phân bón điển hình là 1:1:1 loại phân chuồng thường được sử dụng là phân bò sữa, heo, gà và cừu Hầu hết người làm vườn ưa chuộng sử dụng phân compost từ phân chuồng vì nó đảm bảo

lượng muối trong phân ít hơn vì vậy làm giảm thiểu khả năng cháy rễ Tuy nhiên vì hàm lượng dinh dưỡng cho cây trồng ít nên phân chuồng được sử dụng tốt nhất như là chất cải tạo đất thay vì là phân bón Tỷ lệ bón phân điển hình dao động trong khoảng 70 pound/1.000 feet vuông hay 1 tấn/1.000 feet vuông.

Ơû Oklahoma, mỗi năm ước tính khoảng 10 triệu tấn phân thải của gia súc được sử dụng làm phân bón Ước tính tương đương 10 triệu pounds (4.540.000 kg) dinh dưỡng cho cây trồng và vật liệu hữu cơ làm giàu cho đất

Lê Văn Căn & ctv, trung bình mỗi đầu gia súc nuôi trong chuồng, mỗi năm thải ra một lượng phân (chất độn chuồng) theo từng loài được thống kê như sau:

Bảng 2.4: Lượng phân thải trung bình của một số gia súc

Loài Lượng phân thải (tấn/năm)

Bảng 2.5 : Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng (%)

+ Sự khác nhau giữa dinh dưỡng trong phân chuồng và phân bón thương mại

- Hầu hết các chất dinh dưỡng cho cây trồng trong phân bón thương mại – phân hóa học - là ở dạng dễ tan trong nước và ở trạng thái sẵn sàng hữu dụng cho cây trồng hấp thu

- Dễ hoà tan nhưng rễ cây chỉ có thể hấp thụ một lượng nhỏ chất dinh dưỡng cùng một lúc nên dễ bị rò rỉ xuống dưới vùng rễ hoặc vào trong các mao mạch.- Có thể làm cho hàm lượng muối trong đất cao, ảnh hưởng xấu đến hiệu lực của các vi sinh vật có ích Một số phân hóa học có tính acid cao

- Phân hóa học không thể giữ được màu mỡ của đất, không thể cung cấp mùn cũng không thể thay thế mùn.

- Phân tự nhiên hầu hết không tan trong nước, chất dinh dưỡng có đựơc là do các vật liệu hữu cơ được phân huỷ và phóng thích từ từ

- Khó hoà hoà tan nên còn lưu lại nơi được bón và có tác dụng kéo dài hơn

- Hàm lựơng muối không cao Hiếm khi dẫn đến tình trạng acid cao.

- Tạo mùn Cung cấp dinh dưỡng cho hệ vi sinh vật đất, đặc biệt là Cacbon – thức ăn chính của vi sinh vật - nhờ

Hailin Zhang, 2006, khả năng hữu dụng của N dao động trong khoảng từ 30 – 80% tuỳ thuộc vào loại phân chuồng và phương pháp bón Khả năng hữu dụng của P và K ở phân chuồng thì tương đương với các loại phân bón thương mại vì đa số P, K trong phân chuồng đều ở dạng vô cơ Trong hầu hết các loại phân chuồng, 90% P, K được xem là hữu dụng trong năm bón đầu tiên và 10% trong những năm tiếp theo.

Bảng 2.6: Ước tính khoảng hàm lượng N hữu dụng trong phân chuồng (%)

Loại phân chuồng Năm bón thứ nhất Năm bón tiếp theo

2.6 Một số phương pháp ủ nhanh phân hữu cơ

Uû phân là quá trình phân giải hiếu khí các vật liệu hữu cơ bởi vi sinh vật dưới các điều kiện có kiểm soát.

Chất hữu cơ + O2 + Vi sinh vật = CO2 + H2O + sản phẩm ủ (compost)

Điều kiện khuyến cáo (lý tưởng):

C/N: 20/1 – 40/1 hoặc 25/1 – 30/1Aåm độ: 40 – 65% hoặc 50 – 60%

2.6.1 Phương pháp ủ nhanh Berkley.

- Vật liệu ủ được chặt nhỏ (kích thước từ ½ - 3/2 inch).- Tỷ lệ C/N xấp xỉ 30/1.

- Không nên dùng đất, các loại tro từ lò sưởi hoặc tro bếp, các loại phân từ động vật ăn thịt, nên sử dụng các loại phân từ các loài động vật ăn cỏ như: thỏ, dê, gia súc, ngựa, voi hoặc gia cầm.

- Không cho thêm vật liệu khác trong quá trình ủ.

- Aåm độ ủ tối ưu: 50% Aåm độ quá cao phân ủ bị úng, sự phân giải bị chậm lại, xuất hiện mùi khó chịu Aåm độ quá thấp sự phân giải diễn ra rất chậm hoặc không xảy ra.

- Duy trì nhiệt độ ủ: (1600F # 710C) Đảo phân để tránh nhiệt độ lên > 1600F, - Kích thước khuyến cáo: 36”x36”x36” (45cm x 45cm x 45cm).

2.6.2 Phương pháp sử dụng phân đạm vô cơ– Phương pháp ủ nóng (Đại học Quốc gia Bắc Dakota)

- Chiều cao đống phân ủ: 6 feet (1.8m).

- Vật liệu ủ có dài nhất là 6 – 9 inch (15-23cm).- Thêm 0.12kg N/1 feet khối (1 feet khối = 4,3m3) - Đảo phân sau mỗi 3-4 ngày.

2.6.3 Phương pháp sử dụng EM (Effective Micro-organisms)

Vật liệu ủ: - Phân bò: 2 phần- Vỏ trấu: 1 phần- Vụn trấu: 1 phần

- Men xúc tác: Pha loãng

Tiến hành ủ: - Trộn lẫn các vật liệu ủ.

- Chia vật liệu ủ thành các lớp dầy 5 feet và phun men xúc tác pha loãng lên mỗi lớp.

- Sau 2 – 3 tuần tiến hành đảo đều khối phân ủ.

Thời gian ủ từ 1 – 3 tháng.

Tiềm năng sản suất hằng năm: 86.4 tấn (0.9 tấn x 8 hố x 12 tháng).

2.7 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ trong và ngoài nước

Phạm Văn Thành - Trung tâm nghiên cứu phát triển cộng đồng nông thôn, nông dân thường hay sử dụng biện pháp ủ phân bằng cách đắp bùn hoặc dùng bao xác rắn che đậy để tạo phân chuồng hoai mục sẽ mất nhiều thời gian (5 – 6 tháng/mẻ), tốn công sức, chất lượng không cao Trái lại, việc sử dụng chế phẩm sinh học sẽ rút ngắn thời gian xuống 45 ngày Bón bằng phân hữu cơ không những cây trồng có thể “ăn” hết phân, mà còn phục hồi và duy trì độ phì nhiêu đất canh tác, tăng hiệu quả hấp thu Nitơ khi bón Urê, giảm lượng phân hóa học phải sử dụng từ 30 – 40%, giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật 30 – 35%.

Sử dụng phân hữu cơ vi sinh từ phân gia súc trên cây trồng cho năng suất cây trồng (lúa, khoai sọ, hành tây) tăng từ 15 – 20% trong giai đọan đầu, sâu bệnh hại ít hơn, độ tơi xốp tăng rõ rệt (độ mùn của phân là 15%).

Trần Kim Quy - Trung tâm nghiên cứu hóa sinh ứng dụng, Đại học KHTN, sử dụng phân compost, khi bón vào, rễ cây sẽ hấp thụ ngay, không làm nóng rễ, độ pH và độ kiềm trong đất ổn định, không hề nguy hại cho môi trường.

Chellemi, Daniel, Kết quả nghiên cứu về sử dụng phân hữu cơ trên hệ thống sản xuất rau quả ở Florida cho thấy: Việc sử dụng phân hữu cơ có thể mang lại nhiều lợi ích như: cải thiện độ màu mỡ của đất, tăng mật số vi sinh vật đất và giảm sự tác động của bệnh hại trong đất

Lê Anh, Tạp chí Công nghiệp hoá chất, Tổng Công ty hoá chất Việt Nam, Phân gia súc hỗn hợp có tác dụng cải thiện hiệu quả các tính chất lý – hoá tính của đất trồng, nhằm đạt được hiệu quả sử dụng cao cho nông dân, phân gia súc hỗn hợp đựơc ép viên để làm giảm khối lượng và độ ẩm Hiện nay, Nhật Bản đã sản xuất các sản phẩm phân gia súc dưới dạng viên, dạng hạt có đường kính 5mm trung bình giá của sản phẩm phân gia súc dạng viên tương đương khoảng 45.000đ/20kg

So với các công thức phân bón hóa học thì nồng độ dinh dưỡng của phân hữu

sinh vật trong đất tăng lên Hệ nấm rễ – làm tăng khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng kháac cho cây trồng – cũng phát triển ở những nơi mà hàm lượng chất hữu cơ cao Dinh dưỡng từ phân bón hữu cơ được phóng thích ra chậm do đó không gây rò rỉ trong đất làm hạn chế hiện tượng ô nhiễm mực nước ngầm như phân tổng hợp có thể gây ra.

2.8 Tình hình sản xuất rau trong nước

Theo Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn, sản lượng rau và quả chiếm 13,2% tổng giá trị sản lượng nông nghiệp và 16% giá trị sản lượng trồng trọt của cả nước Tuy nhiên, sản lựơng rau an toàn chỉ chiếm khoảng 5% và mới chỉ đáp ứng một phần nhỏ nhu cầu của người tiêu dùng Hiện nay, trên cả nước có 58/64 tỉnh thành có sản xuất rau an toàn với khoảng 19.000ha trong số 45.000ha rau trồng cả nước Trước tình hình đó, quy hoạch đến năm 2010, diện tích trồng rau sẽ là 700.000ha, với sản lượng 14 triệu tấn Phấn đấu đến năm 2010, tổng kim ngạch xuất khẩu rau, hoa, quả đạt 760 triệu USD/năm và đến năm 2020 đạt 1,2 tỷ USD/năm.

Từ Minh Thiện - Trung tâm tư vấn hỗ trợ nông nghiệp (HCACS): Nông nghiệp TP Hồ Chí Minh là nền nông nghiệp đô thị, với thế mạnh là sản xuất rau sạch, bò sữa, cá sấu, hoa – cây cảnh,… Dù chỉ ciếm 1,65 GDP của thành phố (năm 2006) nhưng nông nghiệp có vai trò quan trọng trong cơ cấu kinh tế thành phố

Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn, diện tích gieo trồng rau năm 2006 là 9.235ha, so với năm 2005 đạt 108,34% Trong đó, diện tích gieo trồng rau an toàn là 8.773ha, so với năm 2005 đạt 106,99ha Năng suất rau trung bình đạt 19,07

tấn/ha, so với năm 2005 đạt 100,80% Sản lượng rau đạt 176.146 tấn, so với năm 2005 đạt 109,21%.

2.9 Hàm lượng tối đa cho phép của một số kim loại nặng trong rau, đất trồng

“Quy định tạm thời về sản xuất rau an toàn” của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn được trình bày trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Mức tối đa cho phép về hàm lượng kim loại nặng của Bộ Nông

nghiệp và phát triển nông thôn (1998)

Bảng 2.3: Mức tối đa cho phép về hàm lượng kim loại nặng của tổ chức

2.10 Cây cải ngọt

Tên khoa học: Brassica chinensis.

Tên tiếng Anh: Pak – choi cabbageHọ Thập tự: Cruciferae

Cải ngọt là cây ăn lá ngắn ngày, có thể gieo thẳng hay ươm cây con rồi cấy Nếu gieo thẳng hạt thì 30 – 35 ngày có thể thu hoạch, nếu cấy thì từ khi gieo đến cấy 18 – 20 ngày, từ cấy đến thu hoạch là 18 – 20 ngày Có thể trồng quanh năm, tốt nhất là vụ Đông Xuân.

Một số sâu bệnh hại chủ yếu trên cây cải ngọt:- Côn trùng gây hại: Bọ nhảy, sâu tơ

- Bệnh hại: Bệnh lở cổ rễ thời kỳ cây con.

2.11 Cây cải bẹ xanh

Tên khoa học: Brassica juncea L.

Tên tiếng Anh: Leaf mustardHọ Thập tự: Cruciferae

Cải bẹ xanh là loại rau ăn lá phổ biến trong bữa ăn àhng ngày Có thể dùng để an sống hoặc chế biến canh và nhiều mó ăn khác Hạt cải được ép lấy dầu dùng trong công nghiệp thực phẩm.

Cải bẹ xanh có nguồn gốc ở Đông Á và phát triển qua lục địa Châu Aâu, Bắc Mỹ và Nam Á Ơû nước ta, cây cải bẹ xanh đang được trồng phổ biến, rộng rãi, trong đó có Thành phố Hồ Chí Minh Thời gian sinh trưởng ngắn 40 – 45 ngày Có thể thồng nhiều vụ trong năm, vụ Đông Xuân cho năng suất cao hơn các vụ khác Mùa mưa thường sâu bệnh nhiều nhưng giá bán cao nên một số nông dân thường trồng vào mùa mưa.

- Vụ Đông Xuân: gieo từ tháng 10 đến tháng 1 (Dương lịch)- Vụ Hè Xuân: gieo từ tháng 2 đến tháng 4 (Dương lịch)- Vụ mưa: giao từ tháng 7 đến tháng 9 (Dương lịch)Một số sâu bệnh hại chủ yếu trên cây cải bẹ xanh:

- Côn trùng: Sâu đo, rầy mềm, sâu tơ - Bệnh hại: các bệnh do virus, thối nhũ.

Chương 3

NÔÏI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung 1: Điều tra cơ bản nguồn thức ăn chăn nuôi bò sữa

- Đánh giá chung về tình hình chăn nuôi bò sữa trên toàn Huyện Hóc Môn- Đánh giá tình hình chăn nuôi bò sữa tại vùng thí nghiệm – xã Tân Xuân, Hóc Môn: Điều tra quy mô chăn nuôi bò sữa của nông hộ

- Xác định các nguồn thức ăn được sử dụng trong chăn nuôi bò sữa- Xác định 1 số nguyên tố dinh dưỡng trong thức ăn tinh của bò sữa.- Tình hình sử dụng và xử lý phân thải từ chăn nuôi bò sữa

- Phân nhóm nông hộ theo nghiệm thức thí nghiệm

3.1.1 Phạm vi nghiên cứu:

Số liệu điều tra được thực hiện tại xã Tân Xuân, huyện Hóc Môn trong thời gian từ tháng 4 đến tháng 5 năm 2007 với 41 hộ chăn nuôi bò sữa/ 201 hộ chăn nuôi bò sữa

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập thông tin từ Phòng Kinh tế Huyện- Điều tra tại nông hộ bằng phiếu điều tra in sẵn

3.2 Nội dung 2: Ủ phân với các vật liệu ủ khác nhau3.2.1 Địa điểm

+ Thí nghiệm được bố trí tại huyện Hóc Môn

3.2.2 Bố trí thí nghiệm

+ Thời gian tiến hành ủ phân (1.5 tháng)

+ Kiểu bố trí thí nghiệm: đơn yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên Yếu tố thí nghiệm là loại vật liệu ủ:

- R (phân thải bò sữa được nuôi bằng thức ăn chính là Rơm)

- T (phân thải bò sữa được nuôi bằng thức ăn chính là Thức ăn tinh)- H (phân thải bò sữa được nuôi bằng thức ăn chính là Hèm bia)- C (phân thải bò sữa được nuôi bằng thức ăn chính là Cỏ) - nghiệm thức đối chứng.

Thí nghiệm ủ trên nền chất độn là xơ dừa và tro trấu; với 3 lần lặp lại.Chế phẩm vi sinh của công ty Phú Sỹ.

+ Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 2m2.

+ Sơ đồ lô ủ:

3.2.2 Mô tả thí nghiệm

Vật liệu ủ được chia thành 3 lớp Mỗi lớp gồm hỗn hợp tro trấu, xơ dừa, phân thải chia theo tỷ lệ tro trấu : xơ dừa : phân thải là 1:1:2 (5cm:5cm:10cm) Trên mỗi lớp phân chuồng được phun 1 lớp chế phẩm vi sinh

3.2.3 Tiến trình xử lý, theo dõi3.2.3.1 Trước khi ủ:

- Điều tra thành phần thức ăn, nguồn cung cấp thức ăn cho bò sữa- Điều tra hàm lượng kim loại nặng trong thức ăn tinh của bò sữa - Xác định ẩm độ của phân thải

- So sánh giữa lượng kim loại nặng trong thức ăn và trong phân thải 3.2.3.2 Tiến hành ủ:

- Đảo hỗn hợp vật liệu ủ sau mỗi 7 ngày.- Tưới nước (tùy vào ẩm độ vật liệu ủ).- Lấy mẫu phân tích (sau 1 tháng)

3.2.4 Các chỉ tiêu theo dõi trong quá trình ủ và sau khi ủ

+ Aåm độ: Sấy khô phân ở nhiệt độ 1000 – 1050Ccho đến khi trọng lượng không đổi

+ Nhiệt độ: Đo bằng nhiệt kế

+ Trọng lượng sau ủ: vào bao cân trọng lượng+ pH phân ủ: pHH2O, bằng pH kế theo tỷ lệ 1:2.5+ %C: Phương pháp Tiurin x 1.724

+ %N: Phương pháp chưng cất đạm Kjeldal+ %P2O5: Phương pháp Loren

+ Lân dễ tiêu: Phương pháp Bray N01

+ %K2O: Phương pháp quang kế trên ngọn lửa

+ Hàm lượng kim loại nặng: xác định bằng quang phổ kế hấp thu nguyên tử – AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer)

3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu

+ Phần mềm Statgraphic

+ Vẽ đồ thị bằng phần mềm Excel

3.3 Nội dung 3: Thử nghiệm hiệu quả phân ủ trên cây trồng (rau ăn lá) 3.3.1 Đặc điểm đất đai khu thí nghiệm

3.3.1.1 Lý tính đất – Thành phần cơ giới:

Đất không canh tác trong một thời gian dài, hầu như để trống, đất có thành phần cơ giới đất nhẹ, đất thịt thô, thoát nước tốt Đất chua, hàm lượng đạm ở mức tương đối thấp, nghèo lân và kali, các cation trao đổi ở mức thấp, hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp Như vậy, đối với dất này cần tăng cường lân và kali, đặc biệt là bó tăng cường phân hữu cơ nhằm tăng khả năng giữ nước, phân bón, tăng khả năng hữu dụng các chất dinh dưỡng trong đất, đồng thời làm tăng khả năng trao đổi cation trong đất, cải thiện cấu trúc đất.

- Kiểu thí nghiệm: 2 yếu tố kiểu lô phụ; 3 lần lặp lại:

+ Lô chính: Các thành phẩm phân ủ: T, H, R, C

+ Lô phụ: Các mức bón phân hữu cơ: 0 (bón phân vô cơ theo quy

trình sản xuất rau sạch), 5, 7, 10, 15 tấn/ha (bón lót) tương đương với các nghiệm thức: P0, P1, P2, P3, P4.

- Diện tích ô thí nghiệm: 1m2 (1mx 1m) - Diện tích toàn khu thí nghiệm: 250m2

- Thí nghiệm thực hiện trên 2 loại rau ăn lá: rau cải ngọt, rau cải xanh

- Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

- Đánh giá hiệu quả kinh tế

3.3.7 Phương pháp theo dõi

- Theo dõi chiều cao, trọng lượng trung bình cây, trọng lượng cây/ô thí nghiệm.- Xác định năng suất sau thu hoạch: năng suất lý thuyết, năng suất thực thu.- Lấy mẫu rau :

+ Mục đích: phân tích dư lượng rau của 1 số rau ăn lá trong thí nghiệm: NO3-, Cu, Zn, Pb.

+ Tiến hành lấy mẫu ở mỗi nghiệm thức theo các lần lặp lại Ô thí nghiệm lấy 5 điểm theo 2 đường chéo góc của ô, mỗi điểm lấy 3 cây, trộn chung các lần lặp lại, cho vào bịch ny – lon, ghi mã số và mang về phòng thí nghiệm, phân tích trong ngày.

+ Nitrate: Mẫu rau được trích bằng nước ấm, đo bằng tia UV theo phương pháp khử kẽm.

+ Kim loại nặng (Cu, Zn, Pb): Đo bằng máy hấp thu nguyên tử.- Lấy mẫu đất:

+ Mục đích: phân tích lý hoá, tính đất trước và sau khi trồng

+ Trước khi thí nghiệm: Lấy 5 điểm chéo theo 2 đường chéo góc của ruộng rau, kích thước mỗi phẫu diện là 20x20x20cm, mỗi điểm lấy 500g, trộn đều lấy 1 mẫu nặng 1kg cho vào bịch ny – lon đem về phòng thí nghiệm để phân tích.

3.3.8 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu

+ Phần mềm MTSTATC

+ Vẽ đồ thị bằng phần mềm Excel

3.4 Điều kiện khí hậu tự nhiên trong thời gian thí nghiệm

Bảng 3.1: Thời tiết khu vực Thành phố Hồ Chí Minh trong các tháng thí nghiệm

Độ ẩm (%)

Lượng bốc

hơi (mm)

Số giờ nắng

Biểu đồ 3.1: Thời tiết các tháng thực hiện thí nghiệm

Nhìn chung, ở thời điểm thực hiện thí nghiệm ủ phân (từ tháng 11 đến tháng 12) thì nhiệt độ không khí trung bình ở mức tương đối cao, dao động trong khoảng từ (26.9 - 27.60C), lượng mưa ở tháng 11 cao nhưng sau đó giảm mạnh vào tháng 12 (7mm/tháng) Lượng mưa tập trung vào những ngày đầu tiên ủ phân do vậy có ảnh hưởng nhất định đến tốc độ phân giải chất hữu cơ Tuy nhiên, sang tháng 12 thì lượng mưa giảm đáng kể, số giờ nắng cao nhưng lượng bốc hơi tương đối thấp do vậy khá thuận lợi cho việc thực hiện thí nghiệm

050100150200250