BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN THỔ NHƯỠNG NÔNG HÓA *      BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI Tên đề tài: “Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi” Thuộc chương trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp và Thủy sản Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Chủ nhiệm đề tài: TS. Bùi Huy Hiền           8446   Hà Nội, 5/2010  1 Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi” TS. Bùi Huy Hiền và cộng sự I. THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: “Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi” Chủ nhiệm đề tài: TS. Bùi Huy Hiền Năm sinh: 11 tháng 8 năm 1956 Nam/Nữ: Nam Học vị: Tiến sĩ Năm đạt học vị: 1985 Ch ức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính. Điện thoại: Nhà riêng: 04.8216892; Mobile: 0913238171 E-mail: bhhien@hn.vnn.vn Tên cơ quan đang công tác: Bộ Nông nghiệp và PTNT Địa chỉ nhà riêng: Số nhà 35, Tuệ Tĩnh, Hai Bà Trưng, Hà Nội Tên cơ quan chủ trì đề tài: Viện Thổ nhưỡng Nông hoá Điện thoại: 04. 8362379; Fax: 04.8389924 E-mail: vpnisf@hn.vnn.vn Địa chỉ: Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội Họ và tên thủ trưởng cơ quan: Hồ Quang Đức Số tài khoản: 931.01.016 Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Từ Liêm 2 II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài - Theo hợp đồng đã ký kết: từ tháng 11/2006 đến tháng 6/2010. - Thực tế thực hiện: từ tháng 3/2007 đến tháng 6/2010. 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí a) Tổng kinh phí thực hiện 3.000 triệu đồng, trong đó: + Kinh phí hỗ trợ từ SNKH: 3.000 triệu đồng. + Kinh phí từ nguồn khác: 0. b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr. đ) Thời gian (tháng, năm) Kinh phí (tr. đ) Ghi chú (Số đề nghị quyết toán) 1 2 3 4 5 3. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài - Viện Chăn nuôi Quốc gia; - Viện Công nghệ Sinh học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; - Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội; - Viện Môi trường Nông nghiệp – Viện KHNN Việt Nam; - Trung tâm Ứng dụng KH&CN Nghệ AN; - Trung tâm Ứng dụng KH&CN Đắk Lắk. 3 4. Cán bộ chính tham gia thực hiện đề tài: STT Họ và tên Đơn vị công tác Chữ ký 1 Bùi Huy Hiền Bộ NN&PTNT 2 Nguyễn Thu Hà Viện Thổ nhưỡng Nông hóa 3 Cao Thị Thanh Tâm Viện Thổ nhưỡng Nông hóa 4 Lương Hữu Thành Viện Môi trường Nông nghiệp 5 Vũ Thúy Nga Viện Môi trường Nông nghiệp 6 Nghiêm Thị Minh Thu TT Ứng dụng KHCN Đắk Lắk 7 Ngô Hoàng Linh TT Ứng dụng tiến bộ KHCN Nghệ An 8 Đào Văn Thông Viện Môi trường Nông nghiệp 9 Phạm Việt Cường Liên hiệp KHSX Công nghệ Sinh học và Môi trường - Viện CNSH 10 Dương Văn Hợp Đại học Quốc gia Hà Nội 11 Nguyễn Thạc Hòa Viện Chăn nuôi 4 BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi Việt Nam ngày càng được chú trọng, có tốc độ phát triển cao và góp phần quan trọng trong phát triển chung của toàn ngành nông nghiệp. Kết quả điều tra về chăn nuôi tính đến thời điểm 01/4/2010 cho thấy tổng đàn trâu cả nước là 2,9 triệu con tăng 0,5% so với cùng kỳ năm 2009; đàn lợn có 27,3 triệu con, tăng 3,1%; đàn gia cầm có 277,4 triệu con, tăng 8,1%. Tuy dịch tai xanh trên lợn xảy ra trong hai tháng gầ n đây tại nhiều địa phương làm 150 nghìn con mắc bệnh, trong đó gần 66 nghìn con bị tiêu hủy nhưng những tháng đầu năm chăn nuôi có nhiều thuận lợi về giá bán sản phẩm và giá thức ăn, bên cạnh đó dịch cúm gia cầm và dịch lở mồm long móng trên trâu, bò cơ bản được khống chế nên sản phẩm chăn nuôi 6 tháng đầu năm tăng khá so với cùng kỳ năm trước, trong đó thịt l ợn hơi đạt 1,79 triệu tấn, tăng 4,7%; thịt gia cầm hơi đạt 330,7 nghìn tấn, tăng 17%; trứng gia cầm 3278,8 triệu quả, tăng 7,1%. Tính đến ngày 27/6/2010, dịch bệnh chưa qua 21 ngày còn ở các tỉnh/thành phố trực thuộc trung ương là: Dịch cúm gia cầm còn ở Thái Nguyên; dịch tai xanh trên lợn ở Hà Nội, Hải Phòng, Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Nghệ An, Quảng Ninh, Cao Bằng và Sơn La. Giá trị sản xuất chăn nuôi năm 2009 đạt mức tăng trưởng 5,3%, so với cùng kỳ năm 2008, chiếm một tỷ trọng đáng kể trong toàn ngành nông nghiệp. Những chính sách phát triển kinh tế, xã hội trong thời kỳ đổi mới đã khuyến khích các doanh nghiệp tư nhân, các hộ cá thể mạnh dạn đầu tư để phát triển chăn nuôi thành một ngành sản xuất hàng hoá. Mô hình chăn nuôi trang trại tập trung quy mô vừa và nhỏ đang được nhân rộng trên cả nước, đáp ứng phần lớn nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Tuy nhiên, do chỉ tập trung đầu tư để nâng cao năng suất và chất lượng vật nuôi nên vấn đề kiểm soát lượng phế thải thải ra trong quá 5 trình chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức. Đây là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng. Việt Nam là một nước nông nghiệp có hơn 70% dân số làm nông nghiệp, nhu cầu phân bón hữu cơ rất cao. Những năm gần đây, ngành chăn nuôi nói chung, chăn nuôi lợn, gà nói riêng đã có những tiến bộ đáng kể về chất lượng con giống, k ỹ thuật chăn nuôi, cơ sở chuồng trại, quản lý dịch bệnh, v.v Hình thức chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán, mang tính tận dụng, tự cung tự cấp tuy vẫn còn chiếm một tỷ lệ lớn, chủ yếu ở các vùng sâu, vùng xa, nhưng đang dần bị thay thế bởi mô hình chăn nuôi công nghiệp. Các cơ sở chăn nuôi lợn, gà có quy mô tập trung này chủ yếu được xây dựng gần các khu dân cư hoặc các khu công nghi ệp có đông đảo người lao động nhằm tạo vành đai cung cấp thực phẩm với số lượng lớn, đáp ứng thị hiếu sử dụng thực phẩm tươi sống (thực phẩm không qua đông lạnh) của người tiêu dùng, lượng phế phụ phẩm chăn nuôi lợn, gà còn lại được sử dụng để bón cho cây trồng. Trên thực tế, lượng phân chuồng không đủ cung cấ p cho diện tích trồng trọt, thời gian ủ phân theo phương pháp truyền thống quá dài, mặt khác nước thải và bã thải thải ra sau quá trình xử lý biogas là nguyên nhân gây ô nhiễm thứ cấp đối với môi trường. Việc nghiên cứu tận dụng nguồn phế thải chăn nuôi làm chất đốt và phân bón hữu cơ sinh học là rất thiết thực. Hầm ủ biogas tuy đã được triển khai trên diện rộng song quy mô các hầm ủ còn nhỏ, hiệu su ất thu hồi khí chưa cao và chất thải sau biogas đã và đang trở thành nguồn gây ô nhiễm thứ cấp. Thực tế chất lượng nước thải sau biogas đang cần có những nghiên cứu xử lý bằng phương pháp sinh học nhằm đảm bảo yêu cầu của nước thải loại B (TCVN 5945 – 2005). Thành phần của phế thải chăn nuôi gia súc dạng rắn gồm phần lớn các hợp chất hữu cơ giàu các bon và các s ản phẩm sau quá trình phân huỷ. Quá trình chuyển hoá của các hợp chất hữu cơ trong phế thải chủ yếu dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật trong tự nhiên, quá trình phân huỷ này thường kéo dài khoảng 4-6 tháng. Hiện nay, có rất nhiều biện pháp xử lý phế thải chăn nuôi như chôn lấp hoặc ủ đánh đống, 6 sinh học, v.v trong đó, xử lý phế thải chăn nuôi theo phương pháp sinh học không những đạt hiệu quả cao, rút ngắn thời gian ủ, hạn chế ô nhiễm môi trường mà sản phẩm tạo thành sau khi xử lý còn có thể sử dụng như nguồn phân bón có chất lượng. Phế thải chăn nuôi rắn ở quy mô nhỏ được chế biến thành phân hữu cơ (phân chuồng) theo phương pháp truyền thống hoặc sử d ụng trực tiếp làm thức ăn cho cá hay bón phân cho cây trồng. Trường hợp sử dụng trực tiếp phế thải chăn nuôi rắn có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất cao, ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ cộng đồng và hiệu quả chăn nuôi. Sản xuất phân ủ theo phương pháp truyền thống sẽ không thể áp dụng tại các cơ sở chăn nuôi tập trung vì không có đủ điều kiện c ơ sở hạ tầng và nhân công. Nghiên cứu phương pháp ủ nhanh có sự trợ giúp của vi sinh vật khởi động là hướng đi đáp ứng được yêu cầu của sản xuất. Phân hữu cơ sản xuất theo phương pháp này không chỉ bảo đảm độ an toàn về vệ sinh thực phẩm mà còn là một sản phẩm hàng hóa có giá trị, đáp ứng yêu cầu quản lý tổng hợp dinh dưỡng cây trồng và phát triển nông nghi ệp bền vững. Để đạt được mục đích trên, đề tài “Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi” thuộc Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2020 đã được phê duyệt thực hiện theo Quyết định số 3201 QĐ/BNN-KHCN ngày 30 tháng 10 năm 2006 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT. 7 II. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 2.1. Mục tiêu của đề tài + Mục tiêu chung Tạo ra chế phẩm vi sinh vật (VSV) và công nghệ xử lý có hiệu quả phế thải chăn nuôi cho các trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm qui mô tập trung. + Mục tiêu cụ thể: - Đối với phế thải chăn nuôi rắn: Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng thành công chế phẩm VSV khởi động để xử lý nhanh phế thải ch ăn nuôi rắn ở qui mô tập trung, tạo sản phẩm phân hữu cơ đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. - Đối với phế thải chăn nuôi lỏng: Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm VSV xử lý có hiệu qủa nước thải sau biogas tại cơ sở chăn nuôi qui mô tập trung. 2.2. Nội dung nghiên cứu của đề tài 2.2.1. Điều tra, đánh giá hiện trạng phế thả i và tình hình xử lý phế thải tại 5-10 cơ sở chăn nuôi gà, lợn tập trung tại một số tỉnh đồng bằng sông Hồng và miền Đông Nam bộ, lấy mẫu và phân tích đánh giá tính chất vật lý, hoá học và sinh học của mẫu phế thải. 2.2.2. Tuyển chọn bộ giống vi sinh vật có khả năng chuyển hoá các hợp chất hữu cơ (cacbonhydrat, protein, lipit,…) và ức chế, tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh. 2.2.3. Đánh giá trong phòng thí nghiệm khả năng sử dụng hỗn hợp các vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn và lỏng. 22.4. Phân loại và xác định mức độ an toàn sinh học của bộ giống vi sinh vật tuyển chọn. 2.2.5. Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải sau biogas ở qui mô phòng thí nghiệm. 2.2.6. Sản xuất thử nghiệm chế phẩ m vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải sau biogas. 8 2.2.7. Đánh giá khả năng sử dụng chế phẩm trong xử lý nhanh phế thải rắn và nước thải sau biogas tại cơ sở chăn nuôi. 2.2.8. Đánh giá khả năng sử dụng phế thải chăn nuôi rắn sau xử lý trong sản xuất nông nghiệp. 2.2.9. Xây dựng mô hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải sau biogas tại các cơ sở chăn nuôi tập trung. Tiến độ thực hiện các nội dung như sau: - Nội dung và kết quả năm 2006: TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian hoàn thành 1 Đánh giá hiện trạng phế thải và tình hình xử lý tại cơ sở chăn nuôi tập trung, phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của mẫu phế thải. - Số liệu điều tra 5 cơ sở chăn nuôi. - Số liệu phân tích chỉ tiêu lý, hóa học và sinh học của mẫu phế thải của 5 cơ sở chăn nuôi. 3/2007 2 Tuyển chọn bộ giống vi sinh vật sử dụng trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn và lỏng. 6-8 chủng vi sinh vật có khả năng phân giải cacbonhydrat, protein, lipit, tinh bột, ức chế vi sinh vật gây bệnh, H 2 S, NH 3 . 3/2007 9 - Nội dung và kết quả năm 2007 TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian hoàn thành 1 Đánh giá trong phòng thí nghiệm khả năng sử dụng hỗn hợp các vi sinh vật trong xử lý phế thải. Bảng số liệu của các tổ hợp từ 6 chủng vi sinh vật đã phân lập. 12/2007 2 Phân loại vi sinh vật và xác định mức độ an toàn sinh học. Kết quả phân loại đến loài của 6 chủng vi sinh vật phân lập. 12/2007 3 Bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật quy mô phòng thí nghiệm. Một số thông số kỹ thuật về điều kiện sinh trưởng phát triển của 6 chủng vi sinh vật chọn lọc. 12/2007 - Nội dung và kết quả năm 2008: TT Các nội dung, công việc cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian hoàn thành 1 Tiếp tục nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật quy mô PTN. Các thông số kỹ thuật lên men sinh khối vi sinh vật, số liệu về khả năng tồn tại trong chất mang của các vi sinh vật chọn lọc. 6/2008 2 Sản xuất thử nghiệm chế phẩm vi sinh vật. 10 kg chế phẩm xử lý phế thải chăn nuôi rắn và lỏng. 12/2008 3 Đánh giá khả năng sử dụng chế Số liệu bước đầu của các 12/2008 [...].. .phẩm vi sinh vật trong xử lý nhanh nghiên cứu về khả năng phế thải rắn và nước thải sau sử dụng chế phẩm vi biogas tại cơ sở chăn nuôi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn, lỏng và chất lượng chế phẩm - Nội dung và kết quả năm 2009: TT Các nội dung, công vi c cụ thể Sản phẩm phải đạt Tiếp tục đánh giá khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý nhanh phế thải rắn và nước thải sau... dụng chế phẩm xử lý nhanh phế thải chăn nuôi rắn và chất lỏng sau biogas 10 Số liệu nghiên cứu về mô hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi - Nội dung và kết quả năm 2010: TT Các nội dung, công vi c cụ thể Sản phẩm phải đạt Thời gian hoàn thành 5/2010 1 Tiếp tục xây dựng mô hình sản Số liệu nghiên cứu và 3xuất và sử dụng chế phẩm xử lý 4 mô hình sản xuất, sử nhanh. .. nước thải sau biogas tại cơ sở chăn nuôi Số liệu của các nghiên cứu về khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn, lỏng và chất lượng chế phẩm 1 Thời gian hoàn thành 9/2009 12/2009 2 Đánh giá khả năng sử dụng phế Số liệu nghiên cứu về thải chăn nuôi dạng rắn sau xử lý khả năng sử dụng phân trong trồng trọt bón hữu cơ sản xuất từ phế thải chăn nuôi dạng rắn trong trồng trọt... tiến hành theo dõi nhiệt độ, biến động quần thể vi sinh vật trong đống ủ Chỉ tiêu vật lý, hoá học, cảm quan được đánh giá trước và sau khi ủ theo các 31 phương pháp phân tích thông thường 4.2.9 Phương pháp thí nghiệm sử dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải chăn nuôi dạng lỏng sau biogas - Nguyên liệu: phế thải chăn nuôi lợn sau biogas Chế phẩm vi sinh vật, rỉ mật - Tiến hành: Thí nghiệm 1 đối với... nhanh phế thải chăn nuôi rắn và dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chất lỏng sau biogas 6/2010 2 Tổng kết nghiệm thu Báo cáo được nghiệm thu III TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3.1 Giới thiệu chung về tình hình chăn nuôi tại Vi t Nam 3.1.1 Vai trò của chăn nuôi trong nền kinh tế quốc dân Chăn nuôi luôn chiếm một vị trí quan trọng trong hệ thống sản xuất nông nghiệp Trong 10 năm gần đây, ngành chăn nuôi. .. TCVN 5989: 1995 - Phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí tổng số, kỵ khí tổng số, một số vi sinh vật gây bệnh đối với người, động vật trong phế thải chăn nuôi dạng rắn và dạng lỏng theo TCVN 4829: 2001; TCVN 6187: 1996; TCVN 4883: 1993; và bộ kít sinh học phân tử sử dụng trong chuẩn đoán nhanh vi sinh vật gây bệnh 4.2 Các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật đang được áp dụng rộng rãi trong các... VSV/gr cùng với vi sinh vật cố định nitơ tự do Azotobacter nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm 27 IV VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp điều tra và phân tích các chỉ tiêu lý, hoá, sinh học Để giải quyết các nội dung nghiên cứu đề ra đề tài đã tiến hành điều tra, đánh giá hiện trạng phế thải chăn nuôi và thực tế xử lý phế thải rắn và lỏng tại một số cơ sở chăn nuôi tập trung,... trạng phế thải và tình hình xử lý phế thải tại cơ sở chăn nuôi tập trung Phương thức chăn nuôi: + Chăn nuôi lợn: Kết quả điều tra tại 4 cơ sở chăn nuôi lợn tập trung (Hà Nội - bao gồm cả Hà Tây cũ, Ninh Bình, Bình Dương, Đồng Nai) cho thấy hiện có 3 phương thức chăn nuôi phổ biến, đó là: - Ô chuồng trên nền bê tông: chủ yếu để chăn nuôi lợn thịt thương phẩm - Cũi sắt: phổ biến để nuôi lợn nái sinh sản... (0,2%), kali (0,2) - Bảo quản: Sản phẩm được đúng gói trong túi nilon tối màu, bảo quản trong điều kiện phòng Sản phẩm được kiểm tra mật độ vi sinh vật theo thời gian bảo quản 0 giờ, 7 ngày, 15 ngày, 30 ngày, 45 ngày, 60 ngày, 3 tháng 4.2.8 Phương pháp thí ngiệm sử dụng chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải chăn nuôi dạng rắn - Nguyên liệu: Phân lợn dạng rắn Chế phẩm vi sinh vật, đạm, lân super, kali, rỉ... phần mềm Fasta Tên vi sinh vật được xác định với xác suất tương đồng cao nhất Ngoài các kỹ thuật vi sinh vật thường quy sử dụng trong nhân, xử lý sinh khối vi sinh vật và tạo chế phẩm đề tài cũng sử dụng các TCVN, TCN để đánh giá chất lượng chế phẩm Xác định khả năng sử dụng phế thải chăn nuôi dạng rắn sau xử lý làm phân bón thông qua các thử nghiệm, khảo nghiệm đồng ruộng theo 10TCN216: 2003 – Quy phạm . Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi TS. Bùi Huy Hiền và cộng sự I. THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Nghiên cứu chế phẩm vi sinh vật xử lý nhanh phế thải chăn nuôi . 12/2008 10 phẩm vi sinh vật trong xử lý nhanh phế thải rắn và nước thải sau biogas tại cơ sở chăn nuôi. nghiên cứu về khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong xử lý phế thải chăn nuôi rắn,. phẩm vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải sau biogas ở qui mô phòng thí nghiệm. 2.2.6. Sản xuất thử nghiệm chế phẩ m vi sinh vật xử lý phế thải chăn nuôi rắn và nước thải