Khóa luận đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn nuôi bằng EM Bokashi tại ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Đánh giá hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi bằng chế phẩm EM Bokashi tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, phương pháp tiên tiến, thân thiện môi trường.

• Tác giả: Trần Văn Cảnh
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiệu Quả Xử Lý Chất Thải Chăn Nuôi Bằng Chế Phẩm EM Bokashi Tại Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Yêu cầu của đề tài
• 1.4. Ý nghĩa của đề tài
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Một số khái niệm cơ bản
• 2.2. Khái quát về chế phẩm EM
• 2.3. Khái quát về EM2 và EM- BOKASHI
• 2.4. Nguyên lý dẫn đến sự ra đời của chế phẩm EM
• 2.5. Cơ chế tác động của EM
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Xử lý chất thải chăn nuôi

Xử lý chất thải chăn nuôi là một vấn đề cấp thiết trong nông nghiệp hiện đại, đặc biệt tại các khu vực có mật độ chăn nuôi cao. Chất thải chăn nuôi bao gồm phân, nước tiểu, và các chất độn chuồng, gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý đúng cách. Chế phẩm EM Bokashi được nghiên cứu và ứng dụng tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nhằm giải quyết vấn đề này. Chế phẩm này sử dụng các vi sinh vật có lợi để phân hủy chất thải, giảm thiểu mùi hôi và tạo ra phân bón hữu cơ chất lượng cao.

1.1. Chất thải chăn nuôi và tác động môi trường

Chất thải chăn nuôi, đặc biệt là phân và nước tiểu, chứa nhiều chất hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh. Nếu không được xử lý, chúng sẽ gây ô nhiễm đất, nước và không khí. Hiệu quả xử lý của EM Bokashi được đánh giá thông qua khả năng giảm thiểu các tác động tiêu cực này. Chế phẩm giúp phân hủy nhanh chất thải, giảm mùi hôi và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại.

1.2. Ứng dụng EM Bokashi trong xử lý chất thải

EM Bokashi được sử dụng như một phương pháp xử lý sinh học hiệu quả. Chế phẩm này chứa các vi sinh vật có lợi như vi khuẩn lactic, vi khuẩn quang hợp và nấm men, giúp phân hủy chất thải nhanh chóng. Quá trình này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra phân bón hữu cơ, góp phần vào nông nghiệp bền vững.

II. Chế phẩm EM Bokashi

Chế phẩm EM Bokashi là một sản phẩm sinh học được phát triển từ Nhật Bản, chứa các vi sinh vật có lợi giúp cải thiện môi trường và tăng hiệu quả trong nông nghiệp. Tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, chế phẩm này được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý chất thải chăn nuôi. Hiệu quả xử lý của EM Bokashi được đánh giá thông qua khả năng phân hủy chất thải và tạo ra sản phẩm hữu ích.

2.1. Thành phần và cơ chế hoạt động

EM Bokashi bao gồm các vi sinh vật như vi khuẩn lactic, vi khuẩn quang hợp và nấm men. Các vi sinh vật này hoạt động đồng thời, phân hủy chất thải hữu cơ và tạo ra các chất dinh dưỡng có lợi. Cơ chế xử lý sinh học của EM Bokashi giúp giảm thiểu mùi hôi và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh.

2.2. Lợi ích của EM Bokashi

Sử dụng EM Bokashi không chỉ giúp xử lý môi trường hiệu quả mà còn tạo ra phân bón hữu cơ chất lượng cao. Chế phẩm này còn góp phần vào bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp hữu cơ, giúp giảm chi phí sản xuất và tăng năng suất cây trồng.

III. Hiệu quả xử lý tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Nghiên cứu tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã chứng minh hiệu quả xử lý của EM Bokashi trong việc xử lý chất thải chăn nuôi. Các thí nghiệm được tiến hành trên quy mô nhỏ và lớn, cho thấy khả năng phân hủy chất thải nhanh chóng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Phương pháp xử lý này được đánh giá là thân thiện với môi trường và có chi phí thấp.

3.1. Kết quả thí nghiệm

Các thí nghiệm sử dụng EM Bokashi cho thấy khả năng phân hủy chất thải chăn nuôi đạt hiệu quả cao. Lượng phân thải ra được xử lý nhanh chóng, giảm mùi hôi và tạo ra phân bón hữu cơ chất lượng. Hiệu quả kinh tế của phương pháp này cũng được đánh giá cao, giúp giảm chi phí xử lý và tăng lợi nhuận cho người chăn nuôi.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu tại Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã mở ra hướng ứng dụng rộng rãi EM Bokashi trong quản lý chất thải chăn nuôi. Phương pháp này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào nông nghiệp bền vững, tạo ra sản phẩm hữu ích từ chất thải.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành nông nghiệp Việt Nam đóng góp khoảng 20% GDP và trên 25% kim ngạch xuất khẩu của cả nước, trong đó chăn nuôi là phân ngành sản xuất mang lại giá trị kinh tế đáng kể. Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng về số lượng đàn gia súc, gia cầm đi kèm tình trạng chăn nuôi nhỏ lẻ, thiếu quy hoạch tập trung tại các khu dân cư đã tạo áp lực lớn lên môi trường. Hằng năm, hoạt động chăn nuôi trong nước thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn và khoảng 20–30 triệu $\text{m}^3$ chất thải lỏng. Trong đó, khoảng 50% chất thải rắn (tương đương 36,5 triệu tấn) và 80% chất thải lỏng (khoảng 20–24 triệu $\text{m}^3$) bị thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên hoặc sử dụng mà chưa qua quy trình xử lý đạt chuẩn.

Chất thải từ chăn nuôi gà có đặc thù phân chứa lẫn nước tiểu, độ ẩm cao, thức ăn và nước uống rơi vãi tạo môi trường bết dính. Quá trình phân hủy kỵ khí phát tán các khí độc hại như $\text{NH}_3$, $\text{H}_2\text{S}$, $\text{CH}_4$, gây mùi hôi thối và tạo điều kiện cho các vi sinh vật gây bệnh như Escherichia coli, Coliform, Salmonella phát triển, làm gia tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh trên đàn gia cầm (bệnh nhiễm trùng huyết, bệnh hen ghép C-CRD) và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

Tại Trại chăn nuôi của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, hoạt động chăn nuôi gà phục vụ nghiên cứu và đào tạo vẫn áp dụng tập quán truyền thống: sử dụng trấu rải nền đơn thuần không bổ sung chế phẩm, phân thải tích tụ vài tuần mới tiến hành dọn và chuyển ra bãi đất trống để ủ. Để giải quyết thực trạng ô nhiễm không khí và chất thải tại chỗ, đề tài "Đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn nuôi bằng chế phẩm vi sinh vật E.M – Bokashi tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên" được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm:

1. Mục tiêu chung: Đưa ra nhận xét, đánh giá khách quan về hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi của chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EM-Bokashi; thúc đẩy việc ứng dụng rộng rãi chế phẩm vi sinh trong chăn nuôi an toàn sinh học và bảo vệ môi trường.
2. Mục tiêu cụ thể:
   • Đánh giá hiệu quả xử lý chất thải của chế phẩm thông qua bố trí các mô hình thí nghiệm thực tế tại trại gà.
   • Đánh giá mức độ cải thiện môi trường chuồng nuôi và môi trường xung quanh (giảm mùi hôi, độ ẩm, mật độ vi sinh vật gây hại).
   • Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình sử dụng đệm lót sinh học kết hợp bổ sung chế phẩm EM vào nước uống cho gà.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EM thứ cấp (gồm dịch vi sinh $\text{EM}_2$ và bột lên men EM-Bokashi môi trường) và đàn gà sinh sản.
• Địa điểm nghiên cứu: Trại chăn nuôi Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
• Thời gian thực hiện: Từ ngày 15/01/2014 đến ngày 30/04/2014.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và căn cứ pháp lý

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vi sinh vật hữu hiệu (Effective Microorganisms – EM) do GS.TS Teruo Higa (Đại học Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản) phát minh năm 1980. Quần thể EM gồm khoảng 80 loài vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí thuộc 5 nhóm chính:

• Vi khuẩn lactic: Phân giải hydrat cacbon, sinh axit lactic khử trùng, ức chế vi sinh vật gây thối và nấm bệnh (Fusarium).
• Vi khuẩn Bacillus: Tiết enzym amylase và protease phân giải tinh bột, protein dư thừa trong chất thải chăn nuôi.
• Vi khuẩn quang hợp: Tự dưỡng quang năng, sử dụng $\text{H}_2\text{S}$, $\text{NO}_3^-$ khử mùi hôi, tổng hợp axit amin và cố định nitơ.
• Nấm men: Chuyển hóa chất hữu cơ, tạo chất kháng sinh, enzym, cung cấp vitamin và axit amin.
• Xạ khuẩn: Tiết kháng sinh ức chế vi khuẩn có hại và phân giải xenluloza.

Chế phẩm $\text{EM}_2$ được nhân sinh khối kỵ khí từ $\text{EM}_1$, rỉ đường và nước. Chế phẩm EM-Bokashi là dạng bột được phối chế từ cám gạo, cám ngô, mùn cưa và dịch $\text{EM}_2$, lên men kỵ khí ở độ ẩm 30–40%.

Căn cứ pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng trong nghiên cứu bao gồm: Luật Bảo vệ môi trường năm 2005; các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-79:2011/BNN&PTNT (điều kiện vệ sinh thú y cơ sở chăn nuôi), QCVN 01-82:2011/BNN&PTNT, QCVN 01-81:2011/BNN&PTNT, QCVN 01-39:2011/BNN&PTNT, QCVN 01-14:2010/BNN&PTNT, QCVN 01-15:2010/BNN&PTNT (trại chăn nuôi an toàn sinh học).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

1. Phương pháp xác định lượng phân thải: Bố trí 1 ô chuồng nhốt riêng $N = 10$ con gà sinh sản, nền lót nilon thu gom phân toàn phần trong 24 giờ liên tục qua 8 tuần theo dõi. Cân đo lượng thức ăn ăn vào ($A$) và khối lượng phân thu được ($B$). Lượng phân bình quân tính theo công thức: $$X = \frac{B - A_0}{N}$$ (Trong đó: $X$ là lượng phân thải ra g/con/ngày; $A_0$ là khối lượng bao nilon ban đầu; $B$ là khối lượng bao chứa phân sau 24 giờ).

2. Bố trí thí nghiệm đệm lót sinh học: Thí nghiệm thực hiện trên 3 ô chuồng gà đẻ (quy mô 200 con/chuồng, diện tích chuồng $25\text{ m}^2$, gà đã đẻ 2 tháng):

   • Ô đối chứng (ĐC): Nền chuồng rải trấu thông thường dày 5–7 cm, không bổ sung vi sinh.
   • Ô Thí nghiệm 1 (TN1): Đệm lót sinh học rải trấu dày 7–10 cm kết hợp rắc bột EM-Bokashi.
   • Ô Thí nghiệm 2 (TN2): Đệm lót sinh học rải trấu dày 7–10 cm kết hợp rắc bột EM-Bokashi, đồng thời bổ sung chế phẩm $\text{EM}_2$ vào nước uống hàng ngày với nồng độ 3–5‰ ($3\text{--}5\text{ ml } \text{EM}_2/\text{lít nước}$).

3. Quy trình ủ chế phẩm EM-Bokashi (cho $50\text{ m}^2$ chuồng): Trộn đều 4 kg cám ngô + 4 kg cám gạo (bổ sung mùn cưa), tưới dịch $\text{EM}_2$ đạt độ ẩm 30–40%, chứa trong bao/xô đậy kín ủ kỵ khí ở nhiệt độ $30\text{--}35^\circ\text{C}$ trong thời gian 5–10 ngày đến khi xuất hiện mùi thơm lên men, chua nhẹ và tơi xốp.

4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu:

   • Lấy mẫu phân theo phương pháp hỗn hợp: Lấy 5 điểm chéo góc tại mỗi ô chuồng (khoảng 200 g/điểm), trộn đều, dàn mỏng trên nilon và chia tư lấy 2 phần đối diện gửi Viện Khoa học Sự sống phân tích.
   • Tiêu chuẩn phân tích:
     • Độ ẩm (%): TCVN 4326:2007.
     • Nitơ tổng số (%): TCVN 4328:2007.
     • Photpho tổng số (%): TCVN 1525:2001.
     • Kali tổng số (%): TCVN 8660:2011.
     • Vi khuẩn E. coli (CFU/g): TCVN 4882:2004.
     • Vi khuẩn Coliform (MPN/g): TCVN 6187-2:1996.
     • Đánh giá khí độc ($\text{NH}_3$, $\text{H}_2\text{S}$): Khảo sát cảm quan thực tế chuồng nuôi.
   • Xử lý số liệu: Tổng hợp và tính toán thống kê mô tả trên phần mềm Microsoft Excel và Word.

---

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tổng quan về thực trạng ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi tại Việt Nam khi nền kinh tế chuyển dịch, nhu cầu thực phẩm tăng cao nhưng chăn nuôi nông hộ còn phân tán. Đặt vấn đề nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải chi phí thấp, nguyên liệu sẵn có, thao tác đơn giản thông qua ứng dụng công nghệ vi sinh EM. Xác lập mục tiêu chung, 3 mục tiêu cụ thể, 4 yêu cầu kỹ thuật và ý nghĩa khoa học – thực tiễn của đề tài trong việc tạo nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ và cải thiện vệ sinh chuồng trại.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa các khái niệm học thuật về môi trường, chất thải chăn nuôi, đệm lót sinh thái. Tổng kết đặc tính phân gia súc gia cầm (gà thải phân chiếm 5,00% thể trọng/ngày). Phân tích cấu trúc sinh học của tập đoàn 80 loài vi sinh vật trong chế phẩm EM, phân loại chế phẩm dạng dịch $\text{EM}_2$ và dạng bột EM-Bokashi. Phân tích bệnh học thú y liên quan đến vi khuẩn E. coli (bệnh nhiễm trùng huyết nguyên phát, bệnh hen ghép C-CRD). Tổng hợp cơ sở pháp lý theo các quy chuẩn chăn nuôi thú y hiện hành. Trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu EM trên thế giới (mạng lưới APNAN, các trung tâm huấn luyện tại Nhật Bản, Thái Lan, Triều Tiên, Trung Quốc) và tại Việt Nam (các chương trình công nghệ sinh học nông nghiệp từ 1986 đến nay, các công trình của Viện Sinh học Nông nghiệp, Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội).

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Mô tả chi tiết đối tượng nghiên cứu gồm chế phẩm EM thứ cấp ($\text{EM}_2$, EM-Bokashi) và giống gà sinh sản tại Trại gà Đại học Nông Lâm Thái Nguyên trong khung thời gian từ 15/01/2014 đến 30/04/2014. Thiết kế 4 nội dung nghiên cứu chính: Khảo sát thực trạng chăn nuôi và xử lý chất thải tại trại; xác định lượng phân thải thực tế; thử nghiệm 3 công thức đệm lót sinh học để phân tích các chỉ tiêu lý - hóa - sinh; đánh giá hiệu quả kinh tế và khả năng sinh sản của đàn gà. Chi tiết hóa quy trình kỹ thuật ủ men, rải chuồng, bảo dưỡng định kỳ 20–25 ngày/lần và quy chuẩn phân tích theo TCVN.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung toàn bộ dữ liệu thực nghiệm thu thập từ trại chăn nuôi và kết quả phân tích phòng thí nghiệm:

• Hiện trạng đàn: Trại nuôi 1.200 gà sinh sản, 500 gà thịt và 5 lợn rừng. Gà sinh sản đẻ liên tục 9–11 tháng/chu kỳ. Thức ăn sử dụng là cám tổng hợp có bổ sung men All-zym, chuồng rải trấu thường không ủ men, dọn định kỳ và ủ ngoài trời làm phát tán mùi hôi.
• Định lượng phân thải: Kết quả theo dõi 10 gà thí nghiệm trong 8 tuần cho thấy lượng thức ăn thu nhận trung bình đạt 115,125 g/con/ngày, lượng phân tươi thải ra đạt 124,94 g/con/ngày (bằng 1,09 lần lượng thức ăn). Ước tính cả đàn 1.200 gà sinh sản trong 1 năm (360 ngày) tiêu thụ 49,734 tấn thức ăn và thải ra 53,974 tấn phân tươi.
• Khả năng giảm thiểu khí độc và mùi hôi: Cảm quan tại ô TN1 và TN2 ghi nhận mùi hôi hăng hắc của $\text{NH}_3$ và $\text{H}_2\text{S}$ giảm rõ rệt so với ô ĐC; gà ở ô TN2 có đường ruột ổn định, phân khô, không bị tiêu chảy phân trắng.
• Chất lượng dinh dưỡng và độ ẩm của phân chuồng: Hàm lượng N, P, K tổng số trong phân ở các công thức thí nghiệm tăng mạnh so với đối chứng nhờ hoạt động giữ chất và cố định đạm của hệ vi sinh, đồng thời độ ẩm phân giảm giúp chuồng nuôi khô ráo.
• Khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh: Mật độ vi khuẩn đường ruột E. coli và Coliform trong phân giảm từ hàng chục triệu đơn vị ở ô đối chứng xuống mức rất thấp ở các ô có dùng EM.
• Hiệu quả kinh tế: Chi phí vật tư đệm lót và bảo dưỡng trong 6 tháng cho $50\text{ m}^2$ chuồng nuôi dùng EM là 270.000 đồng, trong khi mô hình đối chứng thay trấu định kỳ tốn 400.000 đồng (chưa tính chi phí công lao động dọn chuồng).

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả đúc kết các kết quả định lượng đạt được, khẳng định tính khả thi của mô hình đệm lót sinh học bằng EM-Bokashi tại địa phương; đồng thời kiến nghị mở rộng quy mô ứng dụng cho các hộ chăn nuôi lân cận và tiếp tục hoàn thiện cơ chế chuyển giao kỹ thuật.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng từ thực nghiệm

Nghiên cứu đã cung cấp hệ thống số liệu định lượng chi tiết về các chỉ tiêu lý, hóa, sinh và kinh tế của mô hình:

Chỉ tiêu theo dõi	Ô Đối chứng (ĐC) (Trấu thông thường)	Ô Thí nghiệm 1 (TN1) (Đệm lót EM-Bokashi)	Ô Thí nghiệm 2 (TN2) (Đệm Bokashi + Uống EM 3–5‰)
Hàm lượng Nitơ tổng số (%)	0,23	0,28	2,17
Hàm lượng Photpho tổng số (%)	0,90	1,17	3,22
Hàm lượng Kali tổng số (%)	1,12	1,40	3,85
Độ ẩm phân chuồng (%)	34,83	33,89	30,17
Mật độ E. coli (CFU/g)	$5,6 \times 10^7$	$3,2 \times 10^5$	$2,7 \times 10^4$
Mật độ Coliform (MPN/g)	$4,5 \times 10^6$	$2,8 \times 10^4$	$2,2 \times 10^3$
Chi phí chất độn/bảo dưỡng ($50\text{ m}^2$/6 tháng)	400.000 VNĐ	—	270.000 VNĐ

Đóng góp thực tiễn và giải pháp kỹ thuật đề xuất

1. Bảo tồn dưỡng chất hữu cơ cho nông nghiệp: Việc ứng dụng vi sinh vật cố định đạm và phân giải lân kỵ khí/hiếu khí trong EM-Bokashi giúp hạn chế tối đa quá trình thất thoát nitơ qua con đường bay hơi khí $\text{NH}_3$. Phân thải sau nuôi trở thành nguồn phân bón hữu cơ có hàm lượng $\text{N}$, $\text{P}$, $\text{K}$ cao vượt trội (Nitơ tăng 9,4 lần; Photpho tăng 3,57 lần; Kali tăng 3,43 lần ở công thức kết hợp uống EM).
2. Kiểm soát an toàn sinh học chuồng nuôi: Mật độ E. coli giảm hơn 2.000 lần và Coliform giảm hơn 2.000 lần ở công thức TN2 so với đối chứng, hạn chế nguy cơ nhiễm khuẩn chéo và phát sinh dịch bệnh đường ruột, hô hấp trên gia cầm.
3. Quy trình bảo dưỡng đệm lót tối ưu: Tác giả đề xuất quy trình cào đảo tơi xốp bề mặt chuồng định kỳ 20–25 ngày/lần; khi xuất hiện mùi hăng hắc cần phun bổ sung dịch $\text{EM}_2$ pha loãng tỷ lệ 1/10 hoặc 1/100 (khoảng 0,5 lít/lần bảo dưỡng) vào lúc chiều mát để chuồng thông thoáng, duy trì độ ẩm đệm lót ở mức tối ưu.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của nghiên cứu:
  • Thiết bị đo khí chuyên dụng tại đơn vị chưa đáp ứng được việc đo kiểm tự động nồng độ phát thải định lượng của các khí độc ($\text{NH}_3$, $\text{H}_2\text{S}$), do đó việc đánh giá hiệu quả khử mùi khí độc chủ yếu dựa trên phương pháp cảm quan trực tiếp.
  • Thời gian theo dõi thực nghiệm tập trung trong phạm vi 3,5 tháng (tháng 1 đến tháng 4 năm 2014) trên quy mô đàn 200 con/lô thí nghiệm, chưa đánh giá hết các biến động thời tiết trong các giai đoạn nắng nóng cực đoan mùa hè hoặc ẩm ướt mùa đông kéo dài.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo được văn bản đề cập:
  • Cần trang bị phương tiện quan trắc khí thải chuyên sâu để định lượng nồng độ $\text{NH}_3$, $\text{H}_2\text{S}$, $\text{CH}_4$ trong không khí chuồng nuôi theo từng chu kỳ sinh trưởng của gà.
  • Mở rộng thử nghiệm ứng dụng chế phẩm $\text{EM}_2$ và EM-Bokashi trên các đối tượng vật nuôi có lượng nước thải và phân lỏng lớn như thủy cầm (vịt, ngan) hoặc thỏ, lợn.

---

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo thực tế cho:

• Sinh viên, học viên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường: Tham khảo phương pháp thiết kế thí nghiệm xử lý chất thải hữu cơ bằng công nghệ sinh học, phương pháp lấy mẫu phân tích đất/phân hỗn hợp và quy trình áp dụng các TCVN chuyên ngành (TCVN 4326:2007, TCVN 4328:2007, TCVN 1525:2001, TCVN 8660:2011, TCVN 4882:2004, TCVN 6187-2:1996).
• Sinh viên ngành Chăn nuôi – Thú y, Nông học: Nắm bắt quy trình phối trộn thức ăn, kỹ thuật chế biến đệm lót sinh học bằng phế phụ phẩm nông nghiệp (trấu, cám, mùn cưa) và đánh giá các chỉ số sinh học của gia cầm.
• Chủ trang trại, cán bộ khuyến nông cơ sở: Cung cấp định mức tiêu hao nguyên liệu thực tế (4 kg cám gạo + 4 kg cám ngô + dịch $\text{EM}_2$ cho $50\text{ m}^2$ chuồng) và bài toán kinh tế giúp giảm 32,5% chi phí chất độn chuồng trong chu kỳ 6 tháng.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Định mức phát sinh phân tươi của 1 con gà sinh sản tại trại thực nghiệm là bao nhiêu?
Theo kết quả theo dõi 8 tuần liên tục, trung bình một con gà sinh sản tiêu thụ 115,125 g thức ăn/ngày và thải ra 124,94 g phân tươi/ngày (tỷ lệ phân/thức ăn bằng 1,09 lần). Với quy mô 1.200 gà sinh sản của trại, lượng phân tươi phát sinh trong 1 năm (360 ngày) ước tính là 53,974 tấn.

2. Công thức phối chế bột men EM-Bokashi cho diện tích $50\text{ m}^2$ chuồng nuôi được thực hiện như thế nào?
Sử dụng 4 kg cám ngô kết hợp 4 kg cám gạo (có thể bổ sung thêm mùn cưa), phun đều dịch $\text{EM}_2$ để hỗn hợp đạt độ ẩm 30–40% (kiểm tra bằng cách nắm chặt không ứa nước qua kẽ tay, bóp nhẹ thì tơi ra). Sau đó cho vào bao hoặc xô đậy kín, ủ kỵ khí ở nhiệt độ $30\text{--}35^\circ\text{C}$ trong thời gian 5–10 ngày đến khi men có mùi thơm nhẹ.

3. Vì sao hàm lượng Nitơ tổng số trong phân ở công thức sử dụng đệm lót kết hợp cho uống EM lại tăng cao (đạt 2,17%) so với đối chứng (0,23%)?
Do trong chế phẩm EM có chứa các chủng vi khuẩn cố định nitơ tự do và vi sinh vật quang hợp giúp giữ lại nguồn đạm trong phân, hạn chế tối đa quá trình chuyển hóa amoniac thành khí $\text{NH}_3$ bay hơi. Đồng thời, việc bổ sung EM vào đường tiêu hóa giúp gia cầm hấp thu dưỡng chất tốt hơn, hệ vi sinh đường ruột ổn định làm phân thải khô nhanh, giữ nguyên các hợp chất nitơ hữu cơ.

4. Mật độ vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm E. coli và Coliform thay đổi như thế nào sau 3 tháng xử lý bằng chế phẩm?
Ở ô đối chứng không dùng chế phẩm, mật độ E. coli là $5,6 \times 10^7\text{ CFU/g}$ và Coliform là $4,5 \times 10^6\text{ MPN/g}$. Sau 3 tháng xử lý tại ô thí nghiệm kết hợp (đệm lót Bokashi + cho uống $\text{EM}_2$), mật độ E. coli giảm xuống còn $2,7 \times 10^4\text{ CFU/g}$ (giảm hơn 2.000 lần) và Coliform giảm xuống còn $2,2 \times 10^3\text{ MPN/g}$ (giảm hơn 2.000 lần).

5. Chi phí kinh tế của việc sử dụng đệm lót EM so với phương pháp nuôi trấu truyền thống trong 6 tháng chênh lệch ra sao?
Đối với diện tích $50\text{ m}^2$ chuồng nuôi trong 6 tháng: Mô hình đệm lót EM tốn 100.000 đồng tiền trấu ban đầu (220 kg) cộng 170.000 đồng tiền ủ chế phẩm và bảo dưỡng 6–7 lần, tổng chi phí là 270.000 đồng. Mô hình truyền thống không dùng EM phải thay trấu 1,5 tháng/lần (mỗi lần 200 kg hết 100.000 đồng), tổng chi phí trấu trong 6 tháng là 400.000 đồng (chưa kể nhân công thu dọn thường xuyên). Mô hình EM giúp tiết kiệm 130.000 đồng tiền vật tư/chu kỳ.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Văn Cảnh đã chứng minh việc ứng dụng chế phẩm vi sinh vật $\text{EM}_2$ và EM-Bokashi làm đệm lót sinh học kết hợp bổ sung vào nước uống mang lại hiệu quả rõ rệt trong xử lý chất thải chăn nuôi gà tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Mô hình giúp giảm mạnh độ ẩm phân chuồng (xuống 30,17%), ức chế vi khuẩn gây bệnh E. coli và Coliform tới hơn 2.000 lần, đồng thời hạn chế mùi hôi $\text{NH}_3$, $\text{H}_2\text{S}$ và bảo tồn hàm lượng dưỡng chất $\text{N}$, $\text{P}$, $\text{K}$ cao trong phân bón hữu cơ. Nghiên cứu cung cấp luận cứ thực nghiệm và quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh, đáp ứng tiêu chuẩn an toàn sinh học với chi phí thấp, phù hợp áp dụng rộng rãi trong phát triển nông nghiệp sinh thái bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế ở nước ta, thì vấn đề ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở nên phức tạp và bức thiết hơn, đặc biệt đối với những nước đang phát triển thì vấn đề này càng trở thành vấn đề nóng bỏng và nổi cộm trong mọi lĩnh vực. Nước ta là một đất nước đang trong giai đoạn phát triển, với hơn 70% dân số làm nông nghiệp. Nông nghiệp nông thôn đóng góp cho nền kinh tế quốc dân với 20% GDP, trên 25% kinh ngạch xuất khẩu. Trong đó, chăn nuôi là một trong những lĩnh vực sản xuất của nông nghiệp có hiệu quả kinh tế khá cao.

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước thì nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm chăn nuôi ngày càng đòi hỏi về cả số lượng và chất lượng. Vấn đề song song với phát triển chăn nuôi đó chính là bảo vệ môi trường và chất độc do chăn nuôi gây ra, việc giảm thiểu những chất thải và chất độc do chăn nuôi gây ra đang là mối quan tâm chung của toàn xã hội. Ngành chăn nuôi nước ta những năm gần đây đã và đang phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, việc chăn nuôi nhỏ lẻ, thiếu quy hoạch của nông hộ nhất là tại các vùng dân cư đông đúc đã gây ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng.

Một số hộ chăn nuôi quy mô lớn đã có những biện pháp xử lý nguồn chất thải chăn nuôi nhằm hạn chế những ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, trong khi đó, việc xử lý chất thải của một số trang trại và chăn nuôi nhỏ lẻ vẫn chưa được coi trọng đặc biệt là chăn nuôi nhỏ lẻ việc xử lý chất thải gần như là không có. Một trong những nguyên nhân là do người dân chưa hiểu rõ tầm quan trọng trong việc xử lý nguồn chất thải và vấn đề sống lâu thành quen nên người dân không để ý đến những vấn đề đó. Hơn nữa, luật xử lý chất thải còn chưa đồng bộ, khó áp dụng đối với những hộ chăn nuôi n -2- nhỏ lẻ, việc chăn nuôi của nông dân tại nông thôn đã trở thành tập quán từ bao đời, vì thế vấn đề thay đổi cần có thời gian và cần có sự quan tâm hơn nữa của các cấp, các ngành, các địa phương. Việc ứng dụng các chế phẩm sinh học vào xử lý chất thải chăn nuôi và đặc biệt là chăn nuôi gia súc, gia cầm đang là mối quan tâm của các cấp chính quyền, các địa phương, các hộ chăn nuôi và cả toàn xã hội.

Vấn đề đặt ra là phải lựa chọn và sử dụng chế phẩm như thế nào để đáp ứng được nhu cầu: chi phí đầu tư thấp, nguyên liệu dễ kiếm, cách làm đơn giản, hiệu quả giảm thiểu ô nhiễm cao, sử dụng lâu dài và làm tăng chất lượng vật nuôi. Nhận thức rõ vai trò to lớn của kinh tế chăn nuôi gia súc, gia cầm trong tiến trình xây dựng nông thôn mới và để khắc phục những hạn chế cũng như xử lý chất thải chăn nuôi một cách có hiệu quả, ngăn chặn, xử lý tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí thông qua đó từng bước nâng cao chất lượng môi trường nông thôn, góp phần phát triển nông nghiệp nông thôn bền vững. Từ thực tiễn trên, được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn nuôi bằng chế phẩm EM - Bokashi tại Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên” 1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài * Mục tiêu chung: - Đưa ra những nhận xét và đánh giá khách quan về hiệu quả của chế phẩm EM- Bokashi trong xử lý chất thải chăn nuôi.

- Ứng dụng rộng rãi việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu trong chăn nuôi và xử lý chất thải. * Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá hiệu quả của chế phẩm thông qua việc bố trí các mô hình thí nghiệm. n -3- - Cải thiên môi trường chăn nuôi và môi trường xung quanh. - Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sử dụng đệm lót sinh học và việc bổ sung chế phẩm EM thức ăn.

Yêu cầu của đề tài - Xác định được lượng phân thải ra của số gà thí nghiệm trong thời gian sinh sản, từ đó xác định được lượng phân thải ra của toàn bộ gà sinh sản trong trại. - Đánh giá hiệu quả môi trường, hiệu quả kinh tế của việc chăn nuôi gà an toàn sinh học. - Việc tiến hành các mô hình thí nghiệm phải tuân thủ theo quy tắc an toàn, đảm bảo vệ sinh, theo đúng tỷ lệ, thành phần. - Các số liệu thu thập, tính toán phải chính xác, khách quan, trung thực.

Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Rèn luyện kĩ năng thực tế, làm quen với môi trường làm việc sau này. - Củng cố và hệ thống hóa lại các kiến thức đã học. - Tạo lập thói quen, kĩ năng làm việc độc lập.

Ý nghĩa trong thực tiễn - Giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi và các khu vực lân cận. - Tạo nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ, nâng cao hiệu trong sản xuất nông nghiệp, giảm giá thành nông sản. - Là biện pháp xử lý ô nhiễm thân thiện với môi trường, giá thành thấp, sử dụng được lâu, bảo dưỡng dễ dàng, giúp cho người dân dễ dàng áp dụng. n -4- Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.

Một số khái niệm cơ bản * Khái niệm môi trường Môi trường là tập hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người có ảnh hưởng tới con người và tác động qua lại với các hoạt động sống của con người như: Không khí, nước, đất, sinh vật, xã hội loài người. * Khái niệm đệm lót sinh thái Đệm lót sinh thái là đệm nót trên nền chuồng chăn nuôi. Đệm này đang được khuyến cáo là mùn cưa. Mùn cưa được thu gom từ các cơ sở sản xuất, chế biến gỗ.

Mùn cưa này được đưa vào nền chuồng nuôi, sao đó được rải lên trên mặt một lớp hệ men vi sinh vật có ích. Hệ men này có tác dụng chủ yếu: - Phân giải phân, nước tiểu do vật nuôi thải ra, hạn chế sinh khí hôi, thối; - Ức chế và tiêu diệt sự phát triển của hệ vi sinh vật có hại, khống chế sự lên men sinh khí hôi thối; - Phân giải một phần mùn cưa; - Giữ ấm cho vật nuôi do đệm lót luôn luôn ấm bởi nhiệt từ hoạt động của hệ men vi sinh vật. * Khái niệm chất thải Chất thải được hiểu như sau: Chất thải là những vật và chất mà người dùng không còn muốn sử dụng và thải ra, tuy nhiên trong một số ngữ cảnh nó có thể là không có ý nghĩa với người này nhưng lại là lợi ích của người khác. Trong cuộc sống, chất thải được hình dung là những chất không còn được sử dụng cùng với những chất độc được xuất ra từ chúng.

n -5- * Khái niệm chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là những sản phẩm thải bỏ từ quá trình chăn nuôi và các hoạt động phục vụ quá trình chăn nuôi của con người. Chất thải chăn nuôi bao gồm: phân, nước tiểu, vật liệu lót nền chuồng, khí độc phát sinh, và các chất khác. Ở nước ta hiện nay, hằng năm ngành chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn bao gồm phân khô, thức ăn thừa và khoảng 20-30 triệu khối chất thải lỏng ( phân lỏng, nước tiểu, chất rửa chuồng trại). Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20-24 triệu tấn) xả thẳng ra tự nhiên hoặc sử dụng không qua xử lý.

Một phần không nhỏ trong số đó là chất thải chăn nuôi gia súc, gia cầm. Đây là những tác nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng ( Lưu Anh Đoàn, 2006) [5]. - Đặc tính của chất thải chăn nuôi: Chất thải chăn nuôi đặc trưng nhất là phân. Phân bao gồm những chất không tiêu hóa được hoặc những chất thoát khỏi sự tiêu hóa vi sinh hay men tiêu hóa, hay các khoáng chất dư thừa mà cơ thể không sử dụng được như P2O5, K2O, CaO, MgO.

Ngoài ra còn có các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin) và các chất nhờn theo phân ra ngoài, các vi sinh vật dính vào thức ăn hay trong ruột bị thải ra ngoài. Lượng phân thải ra sẽ thay đổi theo lượng thức ăn và thể trọng của vật nuôi, dựa vào đó ta tính được lượng phân.1 Lượng phân thải ra của một số loại vật nuôi STT Loại vật nuôi Lượng phân thải mỗi ngày (% thể trọng) 1 Lợn 6,00 – 7.00 2 Bò sữa 7,00 – 8,00 3 Bò thịt 5,00 – 8,00 4 Gà 5,00 (Nguồn: Nguyễn Quế Côi, 2006) [6] n -6- Bảng trên cho thấy bò sữa có lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao nhất ( 7,00 – 8,00% thể trọng), tiếp theo là bò thịt, lợn, gà. Vấn đề đáng lo ngại cho môi trường hiện nay là số lượng vật nuôi càng lớn thì chất thải càng nhiều, nếu không có biện pháp xử lý thì ngành chăn nuôi sẽ gây ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng. Riêng đối với chăn nuôi gà ô nhiễm chủ yếu là do các nguồn: phân, nước vệ sinh chuồng trại, các chất tẩy rửa hay sát trùng chuồng trại.

chúng ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, gây ra mùi hôi khó chịu. Phân gà thường chứa cả nước tiểu nên cần lượng chất độn chuồng lớn, thức ăn và nước rơi vãi xuống nền chuồng sẽ tạo ra chất thải bết dính, ẩm ướt khiến cho các vi sinh vật dễ dàng hoạt động và phát triển tạo ra điều kiện thuận lợi để mầm bệnh phát triển. Khái quát về chế phẩm EM Chế phẩm sinh học EM là tên viết tắt của (Effective Microorganisms), là quần thể vi sinh vật có ích, sống cộng sinh trong cùng môi trường, khi được bổ sung vào môi trường sẽ góp phần cải thiện môi trường sống. Đây là loại chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ Nhật Bản, được nghiên cứu bởi giáo sư tiến sĩ Teruo Higa tại trường Đại học Tổng hợp Ryukyus, Okinawoa.

Lần đầu tiên loại chế phẩm sinh học này được áp dụng vào thực tiễn là vào năm 1980. Chế phẩm EM chứa khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí, được sàng lọc từ hơn 2000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men.