Ảnh Hưởng Của Âm Độ Phân Gà Đến Chất Lượng Và Sản Lượng Phân Ủ Qua Máy Compo Tower

Khóa luận nông học nghiên cứu ảnh hưởng ẩm độ phân gà đến chất lượng và sản lượng phân ủ qua máy compo tower, cung cấp thông tin hữu ích cho nông dân.

• Tác giả: Lê Hữu Bằng
• Người hướng dẫn: ThS. Lê Trọng Hiếu
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Nông Học
• Đề tài: Ảnh Hưởng Của Âm Độ Phân Gà Đến Chất Lượng Và Sản Lượng Phân Ủ Qua Máy Compo Tower
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về phân chuồng và phân gà
• 1.2. Vai trò của phân chuồng
• 1.3. Một số loại phân chuồng, hữu cơ
• 1.3.1. Phân heo
• 1.3.2. Phân trâu, bò
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
• 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Điều kiện thời tiết ở tỉnh Long An
• 2.3. Phương pháp thí nghiệm
• 2.4. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Ảnh hưởng của ẩm độ đến chất lượng phân vào
• 3.1.1. Nhiệt độ phân trong quá trình ủ ở khoang 1
• 3.1.2. Nhiệt độ phân trong quá trình ủ ở khoang 2
• 3.1.3. Nhiệt độ phân trong quá trình ủ ở khoang 3
• 3.1.4. pH, hàm lượng CHC, Nỉs phân trước khi ủ
• 3.2. Ảnh hưởng của ẩm độ đến sản lượng và chất lượng sản phẩm đầu ra
• 3.2.1. Hiệu suất sản phẩm đầu ra
• 3.2.2. Ẩm độ của sản phẩm đầu ra
• 3.2.3. pH, hàm lượng CNC, Nỉs của sản phẩm đầu ra
• 3.2.4. Tỉ lệ P2O5, K2O và các kim loại nặng
• 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• DANH SÁCH CÁC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng Của Âm Độ Phân Gà Đến Chất Lượng Phân Ủ

Trong bối cảnh nông nghiệp hiện đại, việc sử dụng phân gà làm nguồn dinh dưỡng cho cây trồng ngày càng trở nên phổ biến. Tuy nhiên, chất lượng và sản lượng của phân ủ từ phân gà phụ thuộc nhiều vào âm độ trong quá trình ủ. Nghiên cứu này nhằm làm rõ ảnh hưởng của âm độ phân gà đến chất lượng và sản lượng phân ủ qua máy Compo Tower, một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực ủ phân.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Phân Gà Trong Nông Nghiệp

Phân gà chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, đặc biệt là N, P2O5 và K2O, giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất. Việc sử dụng phân gà không chỉ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ ẩm và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.2. Công Nghệ Ủ Phân Compo Tower

Máy Compo Tower là một hệ thống ủ phân hiện đại, cho phép ủ phân gà trong thời gian ngắn và hiệu quả. Công nghệ này giúp chuyển đổi chất thải hữu cơ thành phân ủ chất lượng cao, đồng thời giảm thiểu mùi hôi và ô nhiễm môi trường.

II. Vấn Đề Về Âm Độ Trong Quá Trình Ủ Phân Gà

Âm độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình phân hủy và chất lượng của phân ủ. Việc kiểm soát âm độ không chỉ giúp tăng cường hiệu suất phân hủy mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng âm độ tối ưu cho quá trình ủ phân gà là 60%.

2.1. Tác Động Của Âm Độ Đến Chất Lượng Phân Ủ

Âm độ không phù hợp có thể dẫn đến sự phát triển của vi sinh vật không mong muốn, làm giảm chất lượng phân ủ. Nghiên cứu cho thấy âm độ 60% mang lại chất lượng phân ủ tốt nhất với các chỉ số pH, tỉ lệ N, P2O5 và K2O đạt yêu cầu.

2.2. Thách Thức Trong Việc Kiểm Soát Âm Độ

Việc duy trì âm độ ổn định trong quá trình ủ là một thách thức lớn. Các yếu tố như thời tiết, loại nguyên liệu đầu vào và quy trình ủ đều có thể ảnh hưởng đến âm độ, từ đó tác động đến chất lượng và sản lượng phân ủ.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Âm Độ Đến Phân Ủ

Nghiên cứu được thực hiện tại công ty TNHH TM CN công nghệ cao Hoàn Hảo Vina, với thiết kế thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên. Các nghiệm thức được bố trí với âm độ khác nhau: 70%, 60%, 50% và 40%. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

3.1. Thiết Kế Thí Nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức khác nhau về âm độ. Mỗi nghiệm thức được theo dõi và ghi nhận số liệu về độ ẩm, hàm lượng dinh dưỡng và trọng lượng trước và sau ủ.

3.2. Phân Tích Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả cho thấy âm độ 60% cho sản lượng phân ủ cao nhất, đạt 14,40 tấn sau 14 ngày ủ. Các chỉ số chất lượng như pH, tỉ lệ N, P2O5 và K2O đều đạt yêu cầu, cho thấy âm độ này là tối ưu cho quá trình ủ.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Phân Ủ Từ Phân Gà

Phân ủ từ phân gà sau khi được xử lý qua máy Compo Tower có thể được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Sản phẩm này không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn tăng năng suất cây trồng, góp phần vào sự phát triển bền vững của nông nghiệp.

4.1. Lợi Ích Của Phân Ủ Trong Nông Nghiệp

Phân ủ từ phân gà cung cấp nguồn dinh dưỡng phong phú cho cây trồng, giúp tăng cường sức đề kháng và giảm thiểu bệnh tật. Ngoài ra, việc sử dụng phân ủ còn giúp cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng giữ ẩm.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu Tại Công Ty Hoàn Hảo Vina

Kết quả nghiên cứu tại công ty cho thấy việc sử dụng phân ủ từ phân gà đã giúp tăng năng suất cây trồng lên đến 20% so với việc sử dụng phân bón hóa học truyền thống.

V. Kết Luận Về Ảnh Hưởng Của Âm Độ Đến Phân Ủ

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng âm độ là yếu tố quyết định đến chất lượng và sản lượng phân ủ từ phân gà. Âm độ 60% là tối ưu cho quá trình ủ, mang lại sản phẩm chất lượng cao và hiệu quả kinh tế cho nông dân.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Về Phân Ủ

Nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng phân gà trong nông nghiệp, đồng thời khuyến khích việc áp dụng công nghệ ủ hiện đại như máy Compo Tower để nâng cao hiệu quả sản xuất.

5.2. Đề Xuất Cho Các Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ phân gà, từ đó phát triển các phương pháp ủ hiệu quả hơn, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành chăn nuôi gia cầm tại Việt Nam đang phát triển với tốc độ nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng của xã hội. Theo số liệu thống kê của Hội Chăn nuôi Việt Nam, tính đến ngày 31/12/2021, tổng đàn gia cầm cả nước đạt khoảng 523,6 triệu con, trong đó đàn gà chiếm trên 420 triệu con (trên 80% tổng đàn). Đến cuối năm 2022, đàn gà tiếp tục tăng lên 453,3 triệu con trên tổng số 557,3 triệu con gia cầm (chiếm 81,3%). Sự gia tăng quy mô đàn gà kéo theo lượng chất thải phát sinh hằng ngày rất lớn. Phân gà tươi có đặc tính độ ẩm cao (thường trên 70% đến 80%), dễ phát sinh mùi hôi do quá trình phân hủy axit uric thành amoniac, đồng thời chứa nhiều nấm bệnh và tuyến trùng gây hại. Nếu không được xử lý kịp thời và đúng kỹ thuật, nguồn chất thải này sẽ tồn đọng gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường xung quanh các khu chăn nuôi.

Mặc dù phân gà chứa hàm lượng chất hữu cơ cao và giàu các nguyên tố dinh dưỡng khoáng đa lượng (N, P₂O₅, K₂O) cũng như vi lượng (Bo, Mo, Mg, Mn, Fe, Zn) vượt trội so với phân của nhiều loài gia súc khác, các phương pháp ủ truyền thống (ủ nóng kéo dài 30–40 ngày, ủ nguội kéo dài 5–6 tháng hoặc ủ hỗn hợp) đòi hỏi nhiều thời gian, diện tích mặt bằng lớn và khó kiểm soát mùi triệt để. Nhằm giải quyết tình trạng tồn đọng chất thải chăn nuôi quy mô lớn, công nghệ tháp ủ đứng Compo tower đã được đưa vào ứng dụng. Đây là hệ thống ủ sinh học hiếu khí khép kín bằng thùng thép không gỉ, vận hành liên tục, tiết kiệm diện tích và có khả năng kiểm soát nhiệt độ lên men trên 60°C để tiêu diệt mầm bệnh và hạn chế phát sinh khí amoniac.

Khóa luận "Ảnh hưởng của ẩm độ phân gà đến chất lượng và sản lượng phân ủ qua máy Compo tower" được tác giả Lê Hữu Bằng thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Trọng Hiếu tại Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh (tháng 5/2024).

Mục tiêu nghiên cứu:

• Xác định được ẩm độ và lượng nguyên liệu đầu vào phù hợp cho hệ thống tháp ủ Compo tower.
• Đánh giá mức độ gia tăng chất lượng và sản lượng của phân gà sau ủ, cung cấp căn cứ khoa học nhằm ứng dụng trực tiếp vào quy trình sản xuất phân bón hữu cơ quy mô công nghiệp.

Yêu cầu và giới hạn nghiên cứu:

1. Quá trình ủ bắt buộc thực hiện trên hệ thống máy ủ tháp đứng Compo tower theo chu kỳ ủ mẻ 14 ngày.
2. Thực hiện bố trí thí nghiệm, theo dõi và thu thập chính xác các chỉ tiêu về độ ẩm, hàm lượng dinh dưỡng khoáng và khối lượng trước và sau ủ.
3. Nguyên liệu ủ sử dụng hoàn toàn từ nguồn phân gà tươi, không phối trộn thêm bất kỳ phụ phẩm hữu cơ nào khác; việc điều chỉnh ẩm độ ban đầu được thực hiện bằng cách phối trộn phân gà tươi với phân gà sấy khô (ẩm độ 20–30%).
4. Phạm vi không gian và thời gian: Thí nghiệm tiến hành từ tháng 12/2023 đến tháng 3/2024 tại Công ty TNHH TM CN công nghệ cao Hoàn Hảo Vina, Thửa số 18, ấp 1, xã Thạnh An, huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An (khu vực mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thời điểm thực hiện thuộc mùa khô với nhiệt độ trung bình tháng 27,2–27,7°C).

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên lý thuyết phân giải sinh học hiếu khí chất thải hữu cơ (Compost). Quá trình phân giải hiếu khí nhờ tập đoàn vi sinh vật bản địa chuyển hóa các hợp chất hữu cơ phức tạp thành mùn ổn định, sinh nhiệt nội sinh giúp nâng nhiệt độ khối ủ lên 55–70°C, từ đó tiêu diệt mầm bệnh, trứng côn trùng và hạt cỏ dại theo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường (như tiêu chuẩn EPA Hoa Kỳ). Tác giả tổng hợp các yếu tố kỹ thuật chi phối quá trình ủ bao gồm tỷ lệ C/N (tối ưu 25–30/1 đối với compost nói chung, trong khi phân gà có tỷ lệ C/N hẹp từ 5/1–10/1), độ ẩm nguyên liệu (tối ưu 50–60%), độ thoáng khí và nồng độ oxy, kích thước hạt chất độn và chế độ đảo trộn.

Thiết kế thí nghiệm

Thí nghiệm đơn yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (Completely Randomized Design - CRD) với 4 nghiệm thức (NT) và 3 lần lặp lại (sử dụng 4 tháp ủ Compo tower riêng biệt, mỗi nghiệm thức tương ứng với một tháp ủ):

• NT1 (Đối chứng - ĐC): Ẩm độ phân vào 70% (tỷ lệ phối trộn: 3,5 tấn phân tươi + 0,5 tấn phân sấy khô/ngày).
• NT2: Ẩm độ phân vào 60% (tỷ lệ phối trộn: 3,0 tấn phân tươi + 1,0 tấn phân sấy khô/ngày).
• NT3: Ẩm độ phân vào 50% (tỷ lệ phối trộn: 2,5 tấn phân tươi + 1,5 tấn phân sấy khô/ngày).
• NT4: Ẩm độ phân vào 40% (tỷ lệ phối trộn: 2,0 tấn phân tươi + 2,0 tấn phân sấy khô/ngày).

Quy mô nạp liệu cho mỗi tháp là 4 tấn/ngày trong 7 ngày đầu liên tục (tổng lượng nguyên liệu nạp vào mỗi tháp là 28 tấn/mẻ). Chu kỳ ủ kéo dài 14 ngày; thời gian mở cửa xả thu sản phẩm diễn ra từ ngày thứ 8 đến ngày thứ 14 (30 phút/lần xả/ngày). Chế độ vận hành đảo trộn của cánh khuấy là 10 phút đảo trộn xen kẽ 10 phút nghỉ liên tục trong 24 giờ. Hệ thống khí thải được xử lý qua 2 bậc lọc khử mùi (bậc 1 bằng nước, bậc 2 bằng đá bọt).

Chỉ tiêu và phương pháp phân tích

Mẫu phân được lấy tại 5 vị trí đại diện của khối phân, mỗi vị trí lấy 1 kg rồi trộn đều thành mẫu trung bình:

• Nhiệt độ (°C): Đo trực tiếp tại 3 vị trí khoang (khoang 1: tiếp nhận trên cùng; khoang 2: khoang ủ chính giữa; khoang 3: khoang chứa sản phẩm đáy) vào 3 khung giờ mỗi ngày: 7h00, 13h00 và 17h00.
• Độ pH: Xác định theo TCVN 13263-9:2020 bằng máy đo để bàn Hanna HI2210-02 (tỷ lệ pha 10 g mẫu trong 50 ml nước cất, lắc 1 giờ).
• Hàm lượng chất hữu cơ (CHC %): Phân tích theo TCVN 9294:2012.
• Nitơ tổng số (Nts %): Phân tích theo TCVN 10682:2015.
• Độ ẩm (%): Sấy mẫu 500 g ở nhiệt độ 150°C đến khối lượng không đổi (TCVN 9297:2012).
• Sản lượng và hiệu suất phân ra: Cân định lượng trực tiếp hàng ngày; hiệu suất (%) = (Khối lượng phân ra / Khối lượng phân vào) x 100.
• Dinh dưỡng khoáng và kim loại nặng: Mẫu được gửi phân tích tại Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3 (Quatest 3) gồm Photpho tổng số P₂O₅ hữu hiệu (TCVN 8559:2010), Kali tổng số K₂O hữu hiệu (TCVN 8560:2018), Chì Pb (TCVN 9290:2018), Thủy ngân Hg (TCVN 10676:2015), Cadimi Cd (TCVN 9291:2018).

Số liệu được thu thập bằng Microsoft Excel 2016 và xử lý thống kê ANOVA, kiểm định so sánh phân hạng trung bình Duncan ở mức ý nghĩa $\alpha = 0{,}05$ và $\alpha = 0{,}01$ bằng phần mềm DSAASTAT.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này hệ thống hóa các kiến thức cơ bản về phân chuồng và phân gà, bao gồm thành phần lý hóa, vai trò cải tạo đất và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Tác giả trích dẫn các tài liệu thống kê về hiện trạng sử dụng phân gà tại nông hộ vùng Đồng bằng sông Hồng (Bùi Hữu Đoàn, 2011), chỉ ra rằng có tới 93,33% hộ dùng phân gà tươi chưa qua xử lý cho cá ăn và 16,67% hộ bón trực tiếp cho hoa màu, gây nguy cơ lây lan dịch bệnh.

Phần tiếp theo trình bày nguyên lý ủ compost truyền thống và công nghiệp, cấu tạo cùng cơ chế hoạt động của tháp ủ Compo tower. Các nghiên cứu liên quan được tổng thuật gồm: nghiên cứu tối ưu lưu lượng khí và tốc độ trục khuấy máy ủ UP-20 (Đào Vĩnh Hưng và ctv, 2022); ủ vỏ lụa hạt điều bằng Trichoderma (Phan Thị Thanh Thủy và cs, 2017); ép viên phân gà vi sinh (Đinh Hồng Duyên và cs, 2021); xử lý phân gà bằng trùn quế (Trần Tú Linh, 2014); và các nghiên cứu của Mingzi Shi (2018), Zekeria Yusuf (2020), Rodriguez (2012).

Chương 2: Vật liệu và phương pháp thí nghiệm

Chương này mô tả chi tiết địa điểm, điều kiện khí hậu huyện Thạnh Hóa (Long An), cấu tạo tháp ủ Compo tower gồm bồn trụ đứng có 12 cánh quạt phân bổ đều trên 3 khoang chức năng. Tác giả cung cấp bảng phân tích thành phần nguyên liệu phân gà tươi ban đầu (ẩm độ 80,7%, pH 8,30, CHC 70,2%, Nts 5,22%, P₂O₅ hữu hiệu 2,52%, K₂O hữu hiệu 2,59%, C/N 6,1, Ca 5,08%, Mg 0,67%). Đồng thời, chương 2 chi tiết hóa tỷ lệ phối trộn phân tươi - phân sấy để thiết lập 4 mức ẩm độ đầu vào (70%, 60%, 50%, 40%), quy trình vận hành 4 bước của tháp ủ và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (TCVN) được áp dụng để xác định các chỉ tiêu theo dõi.

Chỉ tiêu nguyên liệu phân gà tươi	Phương pháp phân tích	Kết quả phân tích
Ẩm độ (%)	TCVN 9297:2012	80,70
pH (H₂O)	TCVN 5979:2007	8,30
Chất hữu cơ - CHC (%)	TCVN 9294:2012	70,20
Nitơ tổng số - Nts (%)	TCVN 8557:2010	5,22
P₂O₅ hữu hiệu (%)	TCVN 8559:2010	2,52
K₂O hữu hiệu (%)	TCVN 8560:2018	2,59
Tỷ lệ C/N	TCVN 9294:2012	6,10
Canxi - Ca (%)	TCVN 12598:2018	5,08
Magie - Mg (%)	TCVN 9285:2018	0,67

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

1. Diễn biến nhiệt độ: Nhiệt độ tại cả 3 khoang đều duy trì trên 55°C trong phần lớn thời gian ủ. Khoang 2 là tâm điểm lên men hiếu khí có nhiệt độ cao nhất (53–76°C), trong đó khung 13h00 luôn ghi nhận mức nhiệt cao nhất do cộng hưởng nhiệt môi trường. Khoang 1 dao động từ 51–72°C, trong khi khoang 3 (chứa thành phẩm chuẩn bị xả) có nhiệt độ thấp nhất (49–67°C). Nhiệt độ tăng mạnh từ ngày 6 đến ngày 10 rồi giảm dần về ngày 14 khi quá trình lên men hoàn tất.
2. Chỉ tiêu phân trước ủ: Ẩm độ phân vào ảnh hưởng rõ rệt đến pH, CHC và Nts ban đầu. Ở mức ẩm độ 50% (NT3), hàm lượng CHC đạt cao nhất (76,31%), khác biệt rất có ý nghĩa thống kê ($p < 0{,}01$) so với đối chứng 70% (63,37%). Hàm lượng Nts của NT3 đạt 3,95%, cao hơn có ý nghĩa so với đối chứng NT1 (3,83%).
3. Sản lượng và hiệu suất phân ra: Tổng sản lượng phân thu được sau 7 ngày xả liệu (ngày 8–14) đạt cao nhất ở NT4 (15,63 tấn), tiếp theo là NT2 và NT3 (đều đạt 14,40 tấn), thấp nhất ở NT1 đối chứng (13,40 tấn). Hiệu suất thu hồi sản phẩm phân ra dao động từ 45,25% đến 62,65%.
4. Chất lượng phân sau ủ:
   • Ẩm độ phân ra ngày thứ 14 ở NT2 (ẩm vào 60%) đạt mức thấp nhất và ổn định nhất là 26,90%.
   • pH sản phẩm dao động 7,33–7,47 (giảm nhẹ so với phân tươi ban đầu do vi sinh vật phân giải hữu cơ tạo axit hữu cơ và CO₂ hòa tan).
   • Hàm lượng CHC sau ủ ở các nghiệm thức đạt từ 78,69% đến 80,36% (NT2 đạt 79,42%).
   • Hàm lượng Nts sau ủ đạt từ 3,57% đến 3,68% (NT2 đạt 3,62%).
   • Tỷ lệ dinh dưỡng khoáng trung bình đạt P₂O₅ hữu hiệu 2,92%, K₂O hữu hiệu 2,96%.
   • Các kim loại nặng độc hại gồm Chì (Pb), Cadimi (Cd), Thủy ngân (Hg) đều không phát hiện trong sản phẩm sau ủ.

Nghiệm thức (Ẩm độ vào)	Sản lượng tổng sau 14 ngày (tấn)	Ẩm độ phân ra ngày 14 (%)	pH sau ủ	CHC sau ủ (%)	Nts sau ủ (%)	P₂O₅ hữu hiệu (%)	K₂O hữu hiệu (%)	Kim loại nặng (Pb, Cd, Hg)
NT1 (70% - ĐC)	13,40	32,72	7,33	79,16	3,68	-	-	-
NT2 (60%)	14,40	26,90	7,40	79,42	3,62	2,92	2,96	Không phát hiện
NT3 (50%)	14,40	34,25	7,47	80,36	3,68	-	-	-
NT4 (40%)	15,63	32,13	7,47	78,69	3,57	-	-	-

Phần Kết luận và Đề nghị

Khóa luận đúc kết việc ủ phân gà qua tháp Compo tower với ẩm độ nguyên liệu đầu vào 60% (NT2) mang lại hiệu quả tối ưu về mặt chất lượng kỹ thuật: phân ra khô ráo (ẩm độ 26,90%), hàm lượng hữu cơ cao (79,42%), giàu N-P-K và đạt độ an toàn sinh học. Mặt khác, nếu ưu tiên về mặt tổng khối lượng thu hồi thương phẩm thì mức ẩm độ 40% (NT4) cho sản lượng cao nhất (15,63 tấn). Tác giả kiến nghị đưa nghiệm thức ẩm độ 60% vào quy trình sản xuất thực tế tại doanh nghiệp.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

• Xác lập chế độ nhiệt khử khuẩn: Quá trình ủ hiếu khí trong tháp Compo tower duy trì được nhiệt độ khoang ủ chính (khoang 2) từ 53°C đến 76°C, trong đó giai đoạn cao điểm (ngày 6–10) nhiệt độ luôn vượt 65°C, đáp ứng tiêu chuẩn tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và hạt cỏ dại mà không cần gia nhiệt nhân tạo.
• Tối ưu hóa sản lượng và độ ẩm: Nghiệm thức ẩm độ đầu vào 60% (NT2) giúp sản phẩm đầu ra đạt độ ẩm lý tưởng 26,90% vào ngày kết thúc mẻ (ngày 14), tổng sản lượng đạt 14,40 tấn/mẻ 28 tấn nạp. Nghiệm thức ẩm độ 40% (NT4) đạt sản lượng cao nhất 15,63 tấn với hiệu suất thu hồi đạt tới 62,65% ở ngày xả đầu tiên.
• Chất lượng phân bón hữu cơ thành phẩm: Phân gà sau ủ qua tháp Compo tower ở nghiệm thức 60% có pH trung tính (7,40), hàm lượng chất hữu cơ cao (79,42%), nitơ tổng số đạt 3,62%, photpho hữu hiệu (P₂O₅) đạt 2,92%, kali hữu hiệu (K₂O) đạt 2,96%, hoàn toàn không chứa dư lượng kim loại nặng độc hại (Pb, Cd, Hg).

Đóng góp thực tiễn và khoa học

• Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm đầu tiên về việc vận hành máy ủ đứng Compo tower đối với nguồn nguyên liệu 100% phân gà tươi tại Việt Nam mà không cần phối trộn thêm các nguồn phế phụ phẩm thực vật hay chất mang độn cồng kềnh.
• Làm rõ mối quan hệ giữa độ ẩm nguyên liệu ban đầu với động thái nhiệt độ 3 khoang, sản lượng thu hồi và các chỉ tiêu hóa sinh của phân bón sau ủ.
• Đưa ra thông số công nghệ cụ thể (ẩm độ đầu vào tối ưu 60%, chu kỳ 14 ngày, chế độ đảo 10 phút chạy / 10 phút nghỉ) giúp các cơ sở chăn nuôi gia cầm quy mô công nghiệp chuyển đổi chất thải thành phân bón hữu cơ thương phẩm giá trị cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Thí nghiệm chỉ mới thực hiện trên một đối tượng nguyên liệu đơn nhất là phân gà tươi phối trộn phân sấy khô tại một địa điểm (huyện Thạnh Hóa, tỉnh Long An) trong điều kiện mùa khô (tháng 12 đến tháng 3). Chưa đánh giá biến động vận hành trong mùa mưa khi độ ẩm không khí và ẩm độ nguyên liệu tự nhiên tăng cao.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  1. Thử nghiệm bổ sung các loại chế phẩm sinh học phân giải xenlulo hoặc chủng vi sinh vật đối kháng để rút ngắn hơn nữa chu kỳ ủ.
  2. Khảo sát vận hành tháp Compo tower trong điều kiện mùa mưa tại khu vực phía Nam.
  3. Đánh giá hiệu lực nông học của sản phẩm phân gà ủ Compo tower khi bón thực tế cho các nhóm cây trồng cụ thể (cây ăn trái, rau màu) ngoài đồng ruộng để kiểm chứng khả năng cải tạo đất và năng suất cây trồng.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu này hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên thuộc các ngành: Nông học, Khoa học Đất, Nông nghiệp Hữu cơ, Công nghệ Môi trường và Kỹ thuật Nông nghiệp.

Các phần có giá trị tham khảo cao:

• Quy trình vận hành và thiết lập thông số kỹ thuật cho tháp ủ đứng Compo tower: Chi tiết về phân chia 3 khoang, chế độ cấp khí, chu kỳ đảo trộn cánh khuấy và hệ thống khử mùi 2 bậc (nước và đá bọt) tại Chương 2.
• Bộ số liệu thực nghiệm về động thái nhiệt độ và biến thiên dưỡng chất: Hệ thống bảng số liệu đối chiếu chi tiết giữa 4 mức ẩm độ đầu vào đối với pH, CHC, Nts, P₂O₅, K₂O và kim loại nặng tại Chương 3.
• Phương pháp chuẩn bị và phối trộn nguyên liệu điều chỉnh ẩm: Công thức phối trộn phân tươi và phân sấy khô để đạt chính xác các ngưỡng ẩm độ mong muốn (40%, 50%, 60%, 70%) phục vụ bố trí thí nghiệm compost.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tháp ủ Compo tower có cấu tạo như thế nào và nguyên lý phân chia khoang ra sao?

Tháp ủ Compo tower là hệ thống thùng thép không gỉ khép kín đặt đứng, bên trong trang bị 12 cánh quạt đảo trộn chia làm 3 khoang chính:

• Khoang 1 (4 cánh trên cùng): Tiếp nhận phân gà đầu vào và phủ một lớp phân đã ủ lên bề mặt làm mồi sinh học.
• Khoang 2 (4 cánh giữa): Khoang phản ứng chính, nơi phân tươi được đảo trộn, cấp khí cưỡng bức và diễn ra quá trình lên men hiếu khí sinh nhiệt cao.
• Khoang 3 (4 cánh đáy): Khoang chứa sản phẩm phân sau khi kết thúc lên men, chuẩn bị cho quá trình xả ra ngoài đóng gói.

2. Vì sao nhiệt độ khoang 2 lại đạt mức cao nhất (lên đến 76°C) trong quá trình ủ?

Khoang 2 là nơi tập trung khối lượng phân tươi chính và diễn ra hoạt động phân giải hiếu khí mạnh mẽ nhất của vi sinh vật. Quá trình trao đổi chất của vi sinh vật hiếu khí giải phóng lượng nhiệt nội sinh lớn. Đồng thời, việc đảo trộn định kỳ (10 phút chạy / 10 phút nghỉ) kết hợp 2 máy thổi khí cấp oxy liên tục đã duy trì điều kiện tối ưu cho phản ứng sinh nhiệt, khiến nhiệt độ khoang này dao động từ 53°C đến 76°C (đặc biệt cao vào khung 13h00 trưa do cộng hưởng nhiệt môi trường).

3. Nghiệm thức ẩm độ nào cho kết quả tốt nhất về chất lượng phân bón sau ủ?

Nghiệm thức NT2 (ẩm độ đầu vào 60%) cho kết quả tốt nhất về mặt chất lượng kỹ thuật. Sau 14 ngày ủ, phân thành phẩm đạt độ ẩm thấp và ổn định nhất (26,90%), độ pH trung tính (7,40), hàm lượng chất hữu cơ cao (79,42%), nitơ tổng số 3,62%, photpho hữu hiệu 2,92%, kali hữu hiệu 2,96% và không phát hiện các kim loại nặng độc hại (Pb, Cd, Hg).

4. Khí thải và mùi hôi sinh ra từ tháp Compo tower được xử lý bằng cơ chế nào?

Hệ thống sử dụng hai cơ chế khử mùi kết hợp:

1. Kiểm soát nhiệt độ: Nhiệt độ lên men hiếu khí trong tháp được duy trì trên 60°C giúp ức chế vi khuẩn phân giải axit uric thành amoniac, giảm thiểu nguồn phát sinh mùi hôi ngay từ bên trong khối ủ.
2. Hệ thống lọc 2 bậc: Khí thoát ra được dẫn qua hệ thống khử mùi bậc 1 bằng nước, sau đó qua hệ thống khử mùi bậc 2 bằng đá bọt trước khi xả ra môi trường.

5. Sự khác biệt về tổng sản lượng phân thu được giữa các mức ẩm độ đầu vào là bao nhiêu?

Tổng lượng nạp nguyên liệu vào mỗi tháp trong 7 ngày đầu là 28 tấn. Sau chu kỳ 14 ngày, tổng sản lượng phân thu được tại cửa xả (từ ngày 8 đến ngày 14) đạt:

• NT1 (ẩm 70%): 13,40 tấn (thấp nhất).
• NT2 (ẩm 60%): 14,40 tấn.
• NT3 (ẩm 50%): 14,40 tấn.
• NT4 (ẩm 40%): 15,63 tấn (cao nhất, chênh lệch cao hơn đối chứng NT1 là 2,23 tấn phân thành phẩm).

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Hữu Bằng đã giải quyết thành công bài toán thực nghiệm xử lý phân gà tươi bằng công nghệ tháp ủ đứng Compo tower tại tỉnh Long An. Kết quả nghiên cứu khẳng định mức ẩm độ nguyên liệu đầu vào 60% là ngưỡng tối ưu để sản xuất phân bón hữu cơ có chất lượng cao (ẩm độ 26,90%, CHC 79,42%, giàu N-P-K và an toàn sinh học), trong khi mức ẩm độ 40% mang lại sản lượng thành phẩm lớn nhất (15,63 tấn/mẻ 28 tấn). Đề tài cung cấp cơ sở khoa học và thông số vận hành tin cậy cho việc ứng dụng công nghệ ủ hiếu khí khép kín nhằm nâng cao giá trị phụ phẩm chăn nuôi gia cầm và bảo vệ môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về phân chuồng và phân gà 1.1 Tổng quan về phân chuồng Theo Bùi Hữu Doan và cs (2011), phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hoá của gia súc, gia cầm bị bài tiết ra qua đường tiêu hóa. Các thành phần của phân bao gôm: Các chất hữu cơ gồm các chất protein, carbonhydrate, chất béo và các sản phẩm trao đôi của chúng, các chất vô cơ bao gồm các hợp chất khoáng (đa lượng, vi lượng). Nước là thành phần chiếm ty trọng lớn nhất, chiếm 65 — 80% khối lượng của phân. Dư lượng của thức ăn bổ sung cho gia súc, gia cầm gồm các thuốc kích thích tăng trưởng, các hormone hay dư lượng kháng sinh.

Các men tiêu hóa của bản thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóa sau khi sử dụng bị mất hoạt tính và được thải ra ngoài, các mô và chất nhờn tróc ra từ niêm mạc đường tiêu hoá. Các thành phan hỗn tap từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trong quá trình chế biến thức ăn hay quá trình nuôi dưỡng, các yếu t6 gây bệnh như các vi khuan hay ký sinh trùng bị nhiễm trong đường tiêu hoá hay trong thức ăn. Phân chuồng là loại phân bón hữu cơ được hình thành từ chất thải động vật: nước tiểu, phân gia súc, gia cầm. Các loại phế phụ phẩm nông nghiệp (rom, ra, cỏ, rau), rác thải hữu cơ và phân xanh.

Chúng có độ âm từ 56 — 83% tùy theo từng loại phân của các loài gia súc gia cam khác nhau và có tỉ lệ N, P, K cao. Thông thường, chăn nuôi theo phương thức quảng canh lượng phân thải ra của gia súc gia cầm thường lớn hơn phương thức chăn nuôi thâm canh, nuôi có chất đệm lót cũng sẽ tạo ra lượng chất thải lớn hơn nuôi trên sàn. Lượng phân thải ra của gia súc gia cầm hằng ngày được trình bay trong bảng 1.1 Lượng phân thải ra ở gia súc, gia cầm hằng ngày Loại phân gia súc gia Phân tươi Tổng chất rắn Tổng chất cầm rắn (kg/ngày) (% tươi) (kg/ngày) Bò sữa (500 kg) 35 13 4,5 Bò thịt (400 kg) 25 13 3,2 Lợn nái (200 kg) 16 9 1,4 Lợn thịt (50 kg) 3,3 9 0,3 Cừu 38 32 12 Gà tây 0,4 25 0,09 Gà đẻ 0,12 25 0,03 Gà thịt 0,1 21 0,02 (Nguôn: New Zealand Ministry ofAgriculture & Fisheries Aglink EPP603: 1985) Thanh phan hóa hoc của phân chuồng phụ thuộc vào nguồn góc chat thải, điều kiện dinh dưỡng, lứa tuổi và trình trạng sức khỏe của gia súc gia cầm. Thanh phan nguyên tố vi lượng thay đổi phụ thuộc vào lượng thức ăn và loại thức ăn: Bo: 5 — 7 ppm, Mn: 30 — 75 ppm, Co: 0,2 — 0,5 ppm, Cu: 4 — 8 ppm, Zn: 20 — 45 ppm, Mo: 0,8 —1 ppm.

Trong quá trình ủ thì vi sinh vật sẽ phân giải thành các chất khoáng ở dang dễ hòa tan (Vũ Đình Tôn và cs, 2011). Thành phần phân gia súc gia cầm được trình bày ở bảng 1.2 Thành phần một số nguyên tô đa lượng trong phân gia súc, gia cầm (%). Loại phân H;O Nitơ P:Os KzO CaO MgO Lon 82 0,6 0,41 0,26 0,09 0,1 Trau bo 83,1 0,29 0,17 1,0 0,35 0,13 Ngựa TS 0,44 0,35 0,35 0,15 0,12 Ga 56,0 1,63 0,54 0,85 2,4 0,74 Vit 56,0 | 1,4 0,62 1,7 - (Nguon: Lé Van Can, 1975) Phân lợn, trâu, bò, ngựa được xếp vào loại phân lỏng do có hàm lượng nước khá cao từ 76 — 83%, phần vật chất khô chủ yếu là các chất hữu cơ và N, P, K khá quan trọng dưới dạng hợp chất vô cơ. Phân gia cầm thì có hàm lượng nước thấp hơn chỉ chiếm khoảng 56%, phần các hợp chất vô cơ nhất là nitơ có tỉ lệ cao hơn rất nhiều so với các phân gia súc ở trên (Vũ Đình Tôn, 2011).

Ngoài ra còn có phân bắc đây là loại phân có chất lượng cao, nhưng cần ủ kỹ hoặc sát trùng trước khi dùng. Bình quan I người lớn thai ra trong 24 gid là 133 g phân tươi, gồm có 25 g chất khô, 2 g N, 1,35 g PaOs và 0,64 g KaO (Bùi Huy Hiền, 2011).2 Vai trò của phân chuồng Trong nông nghiệp hữu cơ việc sử dụng phân bón cho cây trồng cần tuân thủ nguyên tắc nghiêm ngặc. Các loại phân sử dụng chủ yếu là phân hữu cơ và các loại phân khoáng tự nhiên, dung dịch dinh dưỡng. Theo Bùi Thị Cúc và cs (2017), phân chuồng có một số vai trò như sau: Đối với đất Phân chuông có tác dụng cải tạo tính chất của đất do có tác dụng chậm nên một phần được cây hap thụ và phan còn lại thì được dé lại trong đất.

Nguồn bổ sung min không thé thay thế cho dat trong khi bón phân khác không có khả năng bổ sung hoặc làm ổn định lượng mun trong đất.Giải phóng ra nhiều axit HaCOa, có khả năng hoa tan được các chất dinh dưỡng khó tan trong đất, dé cung cấp dinh dưỡng cho cây. 5 Có khả năng kết hợp với các chất dinh dưỡng khoáng hoà tan thành các phức hệ hữu cơ - vô cơ, có tác dụng làm giảm khả năng rửa trôi các chất đinh dung này. Đồng thời hạn chế việc cây hấp thụ các nguyên tố kim loại nặng, nên có tác dụng hạn chê sản phâm nông nghiệp bị "nhiêm ban kim loại nang". Tạo điều kiện cho tập đoàn vi sinh vật (VSV) đất phát triển mạnh, do tác dụng cung cấp thức ăn cho VSV ở thé khoáng và nguồn chat năng lượng là các chất hữu cơ.

Đồng thời hình thành một số hoạt chất sinh học (chất kích thích sinh trưởng, kháng sinh) cũng tác động tới sinh trưởng và trao đôi chất của cây. Đối với cây trồng Cung cấp các chất dinh dưỡng khoáng cho cây trồng trong thành phan của phân chuồng có chứa đa dạng về chủng loại các chất dinh dưỡng: từ đa lượng, trung lượng đến vi lượng. Tạo vòng tuần hoàn vật chất tự nhiên và bảo vệ môi trường. Việc sử dụng phân chuông trong nông nghiệp còn là biện pháp xử lý nguồn gây ô nhiễm môi trường rất hợp lý, hiệu quả đối với toàn xã hội.

Có tác dụng cung cấp CO> cho cây trồng, càng bón nhiều càng tạo ra nhiều nguồn CO: cho cây (vì đưới tác động của VSV các loại phân hữu cơ được phân giải và tạo ra nhiều khí COa, làm giàu nguồn khí này cho phần khí của đất và lớp không khí sát mặt đất), kết quả cải thiện nguồn dinh dưỡng khí cho cây đặc biệt là đối với những cây trông cân nhiêu CO2, 1.3 Một số loại phân chuồng, hữu cơ 1.1 Phân heo Tại các quốc gia phát triển như Mỹ, ngành chăn nuôi heo vẫn gây ra ô nhiễm nặng nề. Bang Bắc Carolina trở thành trung tâm nuôi heo giàu nhất nước, khoảng 10 triệu con heo được nuôi tại các trang trại không lồ. Bên cạch các trang trại còn có các bề chứa phân heo, mỗi bề chứa là chục mét khối hỗn hợp phân và nước tiêu heo. Trong đó còn bị tràn phân ra khỏi bể chứa gây ảnh hưởng đến các gia đình lân cận (Trần Thị Thanh Tâm, 2020).

Theo tạp chí chăn nuôi, 2023 tổng số lợn của cả nước tính đến thời điểm cuối tháng 3 năm 2023 là 24,66 triệu con, tăng 6,2% so với cùng thời điểm năm 2022. Theo Lochr (1984), lượng phân thải ra hằng ngày bằng 6 — 8% khối lượng cơ thé heo. Hill và Tollner (1982), lượng phân thải ra một ngày đêm của heo có khối lượng dưới 10 kg là 0,5 - 1 kg, từ 15 — 40 kg là 1 — 3 kg phân, từ 45 — 100 kg là 3 — 5 kg phân (Lê Thanh Hải, 1997). Theo Vincent Porphyre, Nguyễn Quế Côi (2006) heo nái ngoại thải từ 0,94 — 1,79 kg/ngày, heo thịt từ 0,6 — 1,0 kg/ngày tùy theo các mùa khác nhau.

Như vậy lượng chât thải răn biên động rât lớn và còn phụ thuộc vào cả mùa vụ trong năm. Với lượng phân trung bình mỗi con lợn 2,5kg/ngày thì các trang tại có qui mô lớn nếu dùng máy tách phân có thể cho lượng phân ép (tách nước) từ vài tạ đến vài tan/ngay. Phân lợn ép có hàm lượng chất hữu cơ cao 38%, Nis khoảng 1,16%, Pis khoảng 1,38%, K khoảng 1,19%, kim loại nặng luôn nằm trong ngưỡng cho phép, do đó rất phù hợp đề làm nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng phân bón (QCVNI-189:2019/BNNPTNT). Tuy nhiên, phân lợn sau khi ép vẫn còn bị ảnh hưởng của vi khuẩn E.coli va Salmonella, có thê gây hại cho môi trường.

Ti lệ C/N cũng còn ở mức rất thấp xấp xi 15 (Hoàng Thái Ninh va cs, 2020).2 Phân trâu, bò Theo số liệu ước tính của Tổng cục Thống kê, tổng số trâu của cả nước tính đến thời điểm cuối thang 3 năm 2023 là 2,23 triệu con, giảm 2,4%, tong số bò là 6,41 triệu con, tăng 1,9% so với cùng thời điểm năm 2022. Mỗi con trâu, bò trưởng thành trung bình thải ra 14 kg phân/ngày (Tạp chí chăn nuôi, 2023). Trong tong lượng CH¡ thải ra môi trường thì hoạt động chăn nuôi gia súc nhai lại (trâu, bò) góp 74% (Tamminga, 1992), nguy cơ phát thải CH¿ vẫn tăng lên do sự tăng số đầu con và quy mô chăn nuôi dé đáp ứng cho nhu cầu thịt ngày càng tăng của con người. Thành phần dinh dưỡng của phân trâu, bò có hàm lượng nước chiếm khoảng 83,1%, 0,29% N, 0,17% P20s, 1,0% K20, 0,35% CaO, 0,13% MgO.

Trong 10 tấn phân có thê lay ra một số nguyên tố vi lượng: Bo, Mn, Cu, Zn, Mo, Co. Phân bò chủ yếu là chất xơ khó phân hủy nên thời gian phân giải chậm lâu hoai, nhiệt độ khi ủ thấp, sau khi ủ cho hiệu quả phân bón cao.3 Phân trùn quế Theo Bui Thị Cúc và cs (2017), phân trùn quế có các tác dụng: Phân trùn qué là loại phân bón thiên nhiên giàu dinh dưỡng có tác dụng kích thích sự tăng trưởng của cây trồng. Không giống như phân chuông, phân trùn được hấp thu ngay một cách dé dàng bởi cây trồng, nó không chỉ kích thích tăng trưởng cho cây trồng mà còn tăng khả năng duy trì giữ nước trong đất và thậm chí còn có thể ngăn ngừa các bệnh về rễ. Phân trùn qué chứa các vi sinh vật có hoạt tính cao như vi khuẩn, nam mốc, đặc biệt là hệ vi khuẩn cé định đạm tự do (Azotobacter), vi khuẩn phan giai lan, phân giải cellulose va chat xúc tác sinh hoc.

Phân trùn qué cung cấp các chất khoáng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng như đạm, lân, kali, canxi, magie. Nó cũng chứa mangan, đồng, kẽm, coban, borat, sắt.