Nghiên Cứu Quá Trình Sản Xuất Phân Hữu Cơ Vi Sinh Từ Phân Chim Cút Trong Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút, ứng dụng hiệu quả trong nông nghiệp bền vững.

• Tác giả: Huỳnh Thanh Nhàng
• Người hướng dẫn: Ths. Lê Vũ Khánh Trang
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Sản Xuất Phân Hữu Cơ Vi Sinh Từ Phân Chim Cút
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 3.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC
• 3.2. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
• 4. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 4.1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỮU CƠ (COMPOST)
• 4.1.1. ĐỊNH NGHĨA PHÂN HỮU CƠ
• 4.1.2. CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG KHI Ủ PHÂN
• 4.1.3. CÁC VI SINH VẬT XUẤT HIỆN TRONG ĐỐNG Ủ
• 4.1.3.1. VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH HIẾU KHÍ
• 4.1.3.2. VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH KỴ KHÍ
• 4.1.4. ƯU ĐIỂM CỦA PHÂN HỮU CƠ
• 4.1.5. NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHÂN HỮU CƠ
• 4.1.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP Ủ PHÂN HỮU CƠ (COMPOST)
• 4.1.7. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ Ủ PHÂN HỮU CƠ (COMPOST) TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 4.2. CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST HIẾU KHÍ
• 4.2.1. CÁC YẾU TỐ VẬT LÝ
• 4.2.2. CÁC YẾU TỐ HÓA SINH
• 4.2.3. VI SINH VẬT
• 4.3. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ PHÂN CHIM CÚT
• 5. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 5.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 5.2.1. CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 5.2.2. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
• 5.2.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 5.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.3.1. PHƯƠNG PHÁP TẠO CHẾ PHẨM
• 5.3.2. PHƯƠNG PHÁP HOẠT HÓA VI SINH VẬT
• 5.3.3. PHƯƠNG PHÁP Ủ PHÂN
• 5.3.3.1. PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU
• 5.3.4. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỐNG Ủ
• 5.3.5. PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU
• 5.3.6. PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ VÀ PH
• 5.3.7. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SALMONELLA SP.
• 5.3.8. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITƠ TỔNG SỐ
• 5.3.9. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHOSPHO TỔNG SỐ
• 5.3.10. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CACBON
• 5.3.11. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KIM LOẠI NẶNG
• 5.3.12. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
• 6. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
• 6.1. KẾT QUẢ XỬ LÝ SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU TRƯỚC KHI Ủ
• 6.1.1. XỬ LÝ SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU
• 6.1.2. ĐIỀU CHỈNH TỈ LỆ C/N
• 6.1.3. KẾT QUẢ THEO DÕI CÁC THÔNG SỐ TRONG QUÁ TRÌNH Ủ
• 6.1.4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHÂN CHIM CÚT THÀNH PHẨM
• 6.1.5. PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ TRONG PHÂN HỮU CƠ SẢN XUẤT TỪ PHÂN CHIM CÚT
• 6.1.6. XÂY DỰNG QUY TRÌNH Ủ PHÂN HỮU CƠ TỪ PHÂN CHIM CÚT
• 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Tình hình lạm dụng phân hóa học và thuốc bảo vệ thực vật đã làm cho đất đai trở nên bạc màu, thiếu dưỡng chất. Hệ vi sinh vật tự nhiên trong đất bị tiêu diệt, dẫn đến khả năng phân giải chất độc và dư lượng hữu cơ gần như không có. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của cây trồng, làm giảm năng suất. Phân hữu cơ vi sinh là giải pháp hiệu quả để cải tạo đất, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Tại Đà Nẵng, nghề nuôi chim cút phát triển mạnh, tạo ra lượng chất thải lớn. Tuy nhiên, chỉ một phần nhỏ được xử lý, phần còn lại gây ô nhiễm môi trường. Phân chim cút chứa nhiều hợp chất hữu cơ có thể gây hại cho cây trồng nếu không được xử lý đúng cách. Việc sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút không chỉ giúp xử lý chất thải mà còn tạo ra nguồn phân bón an toàn cho nông nghiệp. Điều này phù hợp với xu hướng phát triển nông nghiệp sạch và bền vững.

II. Mục tiêu đề tài

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng quy trình ủ phân compost từ phân chim cút. Nghiên cứu sẽ đánh giá chất lượng của phân chim cút sau khi qua quá trình ủ. Việc này không chỉ giúp tận dụng nguồn phân thải từ chăn nuôi mà còn cung cấp cho nông dân một quy trình cụ thể để sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Điều này có thể góp phần nâng cao năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu cũng hướng đến việc thương mại hóa sản phẩm phân hữu cơ từ phân chim cút, tạo ra giá trị kinh tế cho người nông dân.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp tài liệu khoa học mới về sản xuất phân hữu cơ từ phân chim cút. Điều này có thể giúp nâng cao hiểu biết về quy trình sản xuất và ứng dụng phân hữu cơ vi sinh trong nông nghiệp. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu sẽ giúp người dân có thêm thông tin và quy trình để xử lý và tận dụng nguồn phân từ chăn nuôi. Việc sử dụng phân bón hữu cơ không chỉ cải thiện chất lượng đất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Điều này phù hợp với xu hướng phát triển nông nghiệp bền vững, đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe con người.

IV. Tổng quan tài liệu

Phân hữu cơ được định nghĩa là các loại phân được sản xuất từ vật liệu hữu cơ như xác bã thực vật và chất thải động vật. Phân hữu cơ không chỉ cung cấp dinh dưỡng cho cây mà còn cải tạo đất, nâng cao độ phì nhiêu. Quá trình ủ phân diễn ra qua nhiều giai đoạn, bao gồm phân hủy protein và cacbonhydrat. Các vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình này, với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí. Việc hiểu rõ các quá trình này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút.

V. Các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình sản xuất phân compost hiếu khí

Quá trình sản xuất phân compost chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố vật lý và hóa sinh. Kích thước hạt, độ ẩm, và tỷ lệ C/N là những yếu tố quan trọng. Việc điều chỉnh các yếu tố này sẽ giúp tối ưu hóa quá trình ủ, từ đó nâng cao chất lượng phân hữu cơ vi sinh. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc kiểm soát nhiệt độ và pH trong quá trình ủ là rất cần thiết để đảm bảo sự phát triển của vi sinh vật có lợi. Điều này sẽ giúp sản xuất ra phân bón hữu cơ chất lượng cao, phục vụ cho nông nghiệp sạch.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh hiện nay, việc sử dụng phân hóa học và thuốc bảo vệ thực vật quá mức đã làm đất trồng trở nên bạc màu, thiếu dưỡng chất và hệ vi sinh vật có lợi bị tiêu diệt gần như hoàn toàn. Tại khu vực Đà Nẵng và các vùng lân cận, nghề nuôi chim cút phát triển mạnh, tạo ra lượng lớn chất thải phân chim cút, trong đó chỉ khoảng 30-40% được xử lý đúng cách, phần còn lại gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Phân chim cút chứa hàm lượng đạm trên 2%, nhưng nếu không được xử lý hợp lý sẽ phát sinh khí độc và vi sinh vật gây hại, ảnh hưởng xấu đến cây trồng và môi trường. Do đó, việc nghiên cứu quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút nhằm tận dụng nguồn dinh dưỡng, cải tạo đất và phát triển nông nghiệp sạch là rất cần thiết.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng quy trình ủ phân compost từ phân chim cút, đánh giá chất lượng phân sau quá trình ủ, trong phạm vi nghiên cứu tại thành phố Đà Nẵng năm 2018. Nghiên cứu góp phần cung cấp dữ liệu khoa học mới, hỗ trợ sản xuất phân hữu cơ vi sinh thương mại, đồng thời giúp người dân xử lý và sử dụng phân chim cút hiệu quả, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về quá trình ủ phân hữu cơ (compost) hiếu khí, trong đó các vi sinh vật hiếu khí đóng vai trò chủ đạo phân hủy chất hữu cơ thành mùn và các chất dinh dưỡng. Quá trình ủ được chia thành các pha: pha thích nghi, pha tăng trưởng, pha ưa nhiệt và pha trưởng thành, với sự biến đổi nhiệt độ và pH đặc trưng. Các yếu tố vật lý như nhiệt độ (tối ưu 60-65°C), độ ẩm (50-70%), kích thước hạt (3-4 cm), độ rỗng và tỉ lệ C/N (25-30) được kiểm soát để tối ưu hóa hoạt động vi sinh vật.

Ba nhóm vi sinh vật chính tham gia gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm, với vai trò phân hủy các hợp chất hữu cơ khác nhau. Vi khuẩn phát triển mạnh ở giai đoạn đầu, xạ khuẩn và nấm phát triển ở giai đoạn sau, giúp phân hủy cellulose và lignin. Vi sinh vật có khả năng chịu nhiệt cao như Bacillus subtilis, Streptomyces sp., Trichoderma asperellum được sử dụng để tăng hiệu quả ủ và kháng nhiệt độ cao.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là phân chim cút thu gom tại các trang trại ở Đà Nẵng, cùng các chủng vi sinh vật được hoạt hóa từ phòng thí nghiệm khoa Sinh - Môi trường. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Xử lý sơ bộ nguyên liệu: làm tơi phân, điều chỉnh độ ẩm 60-70%, phối trộn với vỏ trấu để đạt tỉ lệ C/N tối ưu 25-30.
• Tạo chế phẩm vi sinh: phối trộn mùn cưa, cám gạo với vi sinh vật Bacillus subtilis, Streptomyces sp., Trichoderma asperellum, ủ ở 37°C trong 8 ngày.
• Ủ phân: phân chim cút phối trộn với chế phẩm vi sinh theo tỉ lệ 1%, ủ thành đống cao 1 m, che phủ bạt, đảo trộn sau 7 ngày, thời gian ủ 50-60 ngày.
• Theo dõi các chỉ số: nhiệt độ, pH đo 5 ngày/lần; phân tích nitơ tổng số, phospho tổng số, kim loại nặng, vi sinh vật gây hại Salmonella sp. theo tiêu chuẩn TCVN.
• Phân tích số liệu: mẫu lặp lại 3 lần, xử lý thống kê bằng MS Excel.

Thời gian nghiên cứu kéo dài 60 ngày, tập trung tại địa bàn thành phố Đà Nẵng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều chỉnh tỉ lệ C/N: Phân chim cút ban đầu có tỉ lệ C/N thấp (10.64/1), không phù hợp cho ủ compost. Phối trộn với vỏ trấu theo tỉ lệ 1:3 giúp đạt tỉ lệ C/N tối ưu 25-30, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.

2. Biến thiên nhiệt độ: Nhiệt độ đống ủ tăng nhanh trong 10 ngày đầu, đống ủ có bổ sung chế phẩm vi sinh đạt 53°C, đống đối chứng đạt 59°C. Sau đảo trộn, nhiệt độ đống ủ thực nghiệm đạt 63.33°C vào ngày 20, cao hơn đống đối chứng (61°C). Nhiệt độ giảm dần sau ngày 20, đống ủ thực nghiệm về nhiệt độ môi trường sau 50 ngày, đống đối chứng sau 60 ngày, cho thấy chế phẩm vi sinh giúp rút ngắn thời gian ủ.

3. Biến đổi pH: pH tăng nhẹ trong 10 ngày đầu, đống đối chứng tăng lên 6.93, đống thực nghiệm 6.17. Sau đó pH giảm xuống thấp nhất vào ngày 35 (5.6 thực nghiệm, 5.1 đối chứng) do acid hữu cơ sinh ra, rồi tăng trở lại về mức trung tính (7.0) vào ngày 60, phù hợp với quá trình phân hủy và ổn định phân hữu cơ.

4. Chất lượng phân thành phẩm: Nitơ tổng số trong đống ủ thực nghiệm đạt 10.5%, cao gấp 4 lần tiêu chuẩn TCVN, phospho tổng số đạt 7.16%, cao gấp 3 lần tiêu chuẩn. Kim loại nặng như chì (Pb) thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép, đảm bảo an toàn. Vi sinh vật gây hại Salmonella sp. không phát hiện sau ủ do nhiệt độ cao tiêu diệt hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Nhiệt độ cao trong đống ủ là chỉ số quan trọng phản ánh hoạt động mạnh mẽ của vi sinh vật phân hủy, đồng thời giúp tiêu diệt mầm bệnh. Việc bổ sung chế phẩm vi sinh có khả năng chịu nhiệt như Bacillus subtilis, Streptomyces sp., Trichoderma asperellum giúp duy trì hoạt động vi sinh vật trong giai đoạn nhiệt độ cao, rút ngắn thời gian ủ và nâng cao chất lượng phân. Sự biến đổi pH theo chu kỳ phù hợp với quá trình phân hủy sinh học, acid hữu cơ sinh ra trong giai đoạn đầu và amon hóa trong giai đoạn sau giúp ổn định môi trường ủ.

Hàm lượng nitơ và phospho cao trong phân hữu cơ thành phẩm đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cây trồng, góp phần cải tạo đất và tăng năng suất. Việc kiểm soát kim loại nặng và loại bỏ vi sinh vật gây hại đảm bảo an toàn cho người sử dụng và môi trường. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trong ngành công nghệ sinh học và môi trường về ủ phân hữu cơ vi sinh, đồng thời khẳng định tính khả thi của quy trình ủ phân chim cút tại địa phương.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến thiên nhiệt độ và pH theo thời gian, bảng so sánh hàm lượng dinh dưỡng và kim loại nặng giữa phân thành phẩm và tiêu chuẩn TCVN.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình ủ phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút với tỉ lệ phối trộn 1 phần phân chim cút và 3 phần vỏ trấu, bổ sung chế phẩm vi sinh gồm Bacillus subtilis, Streptomyces sp., Trichoderma asperellum để đảm bảo tỉ lệ C/N và điều kiện ủ tối ưu. Thời gian ủ khoảng 50-60 ngày. Chủ thể thực hiện: các trang trại chăn nuôi chim cút và hợp tác xã nông nghiệp.

2. Tăng cường đào tạo và hướng dẫn kỹ thuật ủ phân cho người dân và cán bộ kỹ thuật về kiểm soát nhiệt độ, pH, độ ẩm và đảo trộn đống ủ nhằm nâng cao hiệu quả phân hủy và chất lượng phân hữu cơ. Thời gian triển khai: trong vòng 6 tháng.

3. Xây dựng hệ thống thu gom và xử lý phân chim cút tập trung tại các vùng nuôi chim cút lớn để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời tận dụng nguồn phân làm phân hữu cơ vi sinh. Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương phối hợp với các doanh nghiệp và hợp tác xã.

4. Khuyến khích nghiên cứu và phát triển các chế phẩm vi sinh vật chịu nhiệt cao nhằm nâng cao hiệu quả ủ phân trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, giảm thời gian ủ và tăng chất lượng sản phẩm. Thời gian nghiên cứu: 1-2 năm, chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Môi trường: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm chi tiết về quy trình ủ phân hữu cơ vi sinh, giúp phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan.

2. Người chăn nuôi chim cút và các hợp tác xã nông nghiệp: Hướng dẫn kỹ thuật xử lý và tận dụng phân chim cút hiệu quả, giảm ô nhiễm môi trường và tăng giá trị kinh tế từ chất thải chăn nuôi.

3. Cơ quan quản lý môi trường và nông nghiệp địa phương: Cung cấp dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách, quy định về xử lý chất thải chăn nuôi và phát triển nông nghiệp bền vững.

4. Doanh nghiệp sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh: Tham khảo quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng và ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón thân thiện môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải điều chỉnh tỉ lệ C/N trong quá trình ủ phân?
   Tỉ lệ C/N ảnh hưởng đến hoạt động vi sinh vật phân hủy. Tỉ lệ quá thấp gây mất đạm do bay hơi NH3, tỉ lệ quá cao làm chậm phân hủy. Điều chỉnh tỉ lệ C/N về 25-30 giúp tối ưu quá trình ủ và chất lượng phân.

2. Chế phẩm vi sinh vật nào được sử dụng trong nghiên cứu và vai trò của chúng?
   Bacillus subtilis, Streptomyces sp., Trichoderma asperellum được sử dụng vì khả năng chịu nhiệt cao, phân hủy chất hữu cơ hiệu quả, giúp rút ngắn thời gian ủ và nâng cao chất lượng phân.

3. Nhiệt độ và pH ảnh hưởng thế nào đến quá trình ủ phân?
   Nhiệt độ tối ưu 60-65°C kích thích vi sinh vật hoạt động mạnh, tiêu diệt mầm bệnh. pH biến đổi theo quá trình phân hủy, duy trì trong khoảng 6-8 giúp vi sinh vật phát triển tốt và phân hủy hiệu quả.

4. Phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút có an toàn không?
   Sau ủ 60 ngày, nhiệt độ cao tiêu diệt vi sinh vật gây hại như Salmonella sp., hàm lượng kim loại nặng thấp hơn tiêu chuẩn, đảm bảo an toàn cho cây trồng và người sử dụng.

5. Làm thế nào để áp dụng quy trình ủ phân hữu cơ vi sinh trong thực tế?
   Cần thu gom phân chim cút, phối trộn với nguyên liệu giàu cacbon như vỏ trấu, bổ sung chế phẩm vi sinh, duy trì độ ẩm và nhiệt độ phù hợp, đảo trộn định kỳ trong 50-60 ngày để thu được phân hữu cơ chất lượng cao.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình ủ phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút với tỉ lệ phối trộn và điều kiện ủ tối ưu, rút ngắn thời gian ủ xuống còn khoảng 50-60 ngày.
• Chế phẩm vi sinh vật Bacillus subtilis, Streptomyces sp., Trichoderma asperellum giúp duy trì hoạt động vi sinh vật trong giai đoạn nhiệt độ cao, nâng cao hiệu quả phân hủy.
• Phân hữu cơ thành phẩm có hàm lượng nitơ và phospho cao, vượt tiêu chuẩn TCVN, an toàn về mặt vi sinh và kim loại nặng, phù hợp sử dụng trong nông nghiệp sạch.
• Quy trình nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi tại các trang trại nuôi chim cút và các vùng chăn nuôi khác nhằm giảm ô nhiễm môi trường và tăng giá trị kinh tế.
• Đề xuất triển khai đào tạo kỹ thuật, xây dựng hệ thống thu gom và phát triển chế phẩm vi sinh để nhân rộng ứng dụng trong thời gian tới.

Hành động tiếp theo là tổ chức các khóa tập huấn kỹ thuật ủ phân hữu cơ vi sinh cho người dân và cán bộ kỹ thuật, đồng thời phối hợp với các cơ quan quản lý để xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển mô hình này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH MÔI TRƯỜNG HUỲNH THANH NHÀNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ PHÂN CHIM CÚT Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH MÔI TRƯỜNG HUỲNH THANH NHÀNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ PHÂN CHIM CÚT Ngành: Công Nghệ Sinh Học Người hướng dẫn: Ths. Lê Vũ Khánh Trang Đà Nẵng – Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Đà Nẵng, ngày 9 tháng 4 năm 2018 Sinh viên thực hiện Huỳnh Thanh Nhàng ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ tận tình từ các cá nhân và tập thể.

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ths. Lê Vũ Khánh Trang đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa cùng các thầy cô giáo khoa Sinh – Môi Trường trường Đại học Sư Phạm Đại học Đà Nẵng đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu để tôi hoàn thành khóa luận. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn lớp 14CNSH đã luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn nhóm nghiên cứu ASUS khoa Sinh – Môi Trường trường Đại học Sư Phạm Đại học Đà Nẵng đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Và cuối cùng tôi xin cảm ơn Ba, Mẹ và gia đình đã lo lắng, chăm sóc và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Đà Nẵng, ngày 9 tháng 4 năm 2018 Sinh viên thực hiện Huỳnh Thanh Nhàng iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TP Thành phố TX Thị xã VSV Vi sinh vật KLN Kim loại nặng TCVN Tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam iv DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1. Mối tương quan giữa tỉ lệ C/N và thời gian ủ 18 Mối tương quan giữa tỷ lệ C/N và lượng đạm bị thất 1.

Các chủng vi sinh vật và môi trường nuôi cấy 29 2. Tỉ lệ phối trộn cơ chất và bổ sung giống 30 3. Kết quả phân tích tỉ lệ C/N của phân chim cút trước khi ủ 34 3. Kết quả sự thay đổi nhiệt độ 35 3.

Kết quả sự thay đổi pH 38 3. Kết quả các thông số trong đống ủ 40 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu Tên hình ảnh Trang hình ảnh 1. Biến thiên nhiệt độ trong quá trình ủ 9 Mô hình ủ compost theo luống có thông khí cưỡng 1. 16 bức trên thế giới 2.

Bố trí thí nghiệm 28 3. Biểu đồ diễn biến nhiệt độ của đống ủ 36 3. Biểu đồ diễn biến pH của đống ủ 39 3. Sơ đồ quy trình ủ phân hữu cơ từ phân chim cút 45 1 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. iii DANH MỤC CÁC BẢNG. iv DANH MỤC HÌNH ẢNH. Tính cấp thiết của đề tài.

Mục tiêu đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Ý nghĩa khoa học. Ý nghĩa thực tiễn.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỮU CƠ (COMPOST). Định nghĩa phân hữu cơ. Các quá trình xảy ra trong khi ủ phân.

Các vi sinh vật xuất hiện trong đống ủ. Vi sinh vật trong quá trình hiếu khí. Vi sinh vật trong quá trình kỵ khí. Ưu điểm của phân hữu cơ.

Nhược điểm của phân hữu cơ. Các phương pháp ủ phân hữu cơ (compost). Một số công nghệ ủ phân hữu cơ (compost) trong và ngoài nước. CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN COMPOST HIẾU KHÍ.

Các yếu tố vật lý. Kích thước hạt. Các yếu tố hóa sinh. Vi sinh vật.

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XỬ LÝ PHÂN CHIM CÚT. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.

Các nội dung nghiên cứu. Bố trí thí nghiệm. Phạm vi nghiên cứu. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Phương pháp tạo chế phẩm. Phương pháp hoạt hóa vi sinh vật. Phương pháp tạo chế phẩm. Phương pháp ủ phân.

Phương pháp chuẩn bị nguyên liệu. Phương pháp ủ phân. Phương pháp phân tích đống ủ. Phương pháp lấy mẫu.

Phương pháp đo nhiệt độ và pH. Phương pháp xác định Salmonella sp. Phương pháp xác định nitơ tổng số. Phương pháp xác định phospho tổng số.

Phương pháp xác định cacbon. Phương pháp xác định kim loại nặng. Phương pháp xử lý số liệu. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN.

KẾT QUẢ XỬ LÝ SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU TRƯỚC KHI Ủ .1 Xử lý sơ bộ nguyên liệu. Điều chỉnh tỉ lệ C/N. Kết quả theo dõi các thông số trong quá trình ủ. Kết quả phân tích phân chim cút thành phẩm.

Phân tích các thông số trong phân hữu cơ sản xuất từ phân chim cút. Xây dựng quy trình ủ phân hữu cơ từ phân chim cút. 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 47 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.

Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, tình hình lạm dụng quá nhiều phân hóa học cũng như các loại thuốc bảo vệ thực vật đã làm cho đất đai trồng trọt ngày càng trở nên bạc màu, thiếu dưỡng chất, hệ vi sinh vật tự nhiên có lợi trong đất gần như bị tiêu diệt hoàn toàn. Từ đó dẫn đến khả năng phân giải các chất độc và dư lượng hữu cơ trong đất gần như là không có. Điều này có tác hại nghiêm trọng đến sự phát triển của cây trồng. Cây không hấp thụ được dưỡng chất, sức đề kháng yếu do nhiễm độc tố, các loại bệnh dễ dàng hình thành.

Chính vì vậy, năng suất cây trồng ngày càng giảm sút nghiêm trọng. Phân hữu cơ vi sinh là giải pháp tốt nhất để cải tạo đất trồng. Ngoài các thành phần như khoáng chất, đa – trung - vi lượng, trong phân hữu cơ vi sinh có một hàm lượng vi sinh vật có lợi cao, giúp tăng khả năng phân giải các độc tố, ức chế nấm bệnh, tăng sức đề kháng cho cây trồng, biến đất từ dạng chai cứng trở nên tơi xốp, tạo môi trường thuận lợi cho giun, trùn phát triển, tạo hệ vi sinh vật phong phú. Điều này sẽ làm cho cây phát triển tốt theo cách tự nhiên vốn có của nó.[6] Trong những năm gần đây, tại khu vực Đà Nẵng - Quảng Nam nói riêng, cũng như vùng miền Trung Tây Nguyên nói chung rất phát triển nghề nuôi chim cút.

Lượng chất thải từ chim cút rất lớn. Khoảng 30-40% chất thải này được xử lý, còn lại được xả thải trực tiếp ra môi trường. Lượng chất thải này đa phần được xử lý bằng phương pháp làm hầm biogas, nhưng đa số hầm được xây dựng chưa đúng quy trình, nên đã gây ra những vấn đề về môi trường đáng báo động. Mặt khác, phân thải ra từ các trại chăn nuôi là dạng cơ chất rất giàu dinh dưỡng, hàm lượng đạm chiếm đến hơn 2%.

Tuy nhiên, trong phân còn rất nhiều hợp chất hữu cơ phân hủy dở dang từ đường ruột của động vật, khi bón vào đất, 5 trong môi trường kỵ khí, các hợp chất này tiếp tục phân hủy bởi các vi sinh vật kỵ khí sinh ra rất nhiều axit hữu cơ và khí độc. Điều này góp phần làm chua đất và gây ngộ độc hữu cơ cho cây trồng. Ngoài ra, trong phân có chứa nhiều vi sinh vật có hại, nên nếu không xử lý trước khi đưa vào sử dụng sẽ gây bệnh cho cây trồng. Chính vì vậy, sử dụng phân chim cút để sản xuất phân hữu cơ vi sinh, phục vụ sản xuất nông nghiệp sạch, nhằm đảm bảo sức khoẻ cho con người và phát triển nông nghiệp một cách bền vững là điều hết sức cần thiết.

Ngành nông nghiệp nước ta hiện nay đang hướng đến một nền sản xuất nông nghiệp hiện đại, đầu tư phát triển theo hướng nông nghiệp sạch nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và thân thiện với môi trường đang là mục tiêu phấn đầu của ngành nông nghiệp nói chung và nông dân nói riêng. Một trong những biện pháp hữu hiệu để phát triển nông nghiệp bền vững là tận dụng phế thải chăn nuôi để sản xuất phân hữu cơ vi sinh nhằm thay thế các hóa chất bảo vệ thực vật và các loại phân hóa học góp phần bảo vệ môi trường, cải tạo đất đồng thời nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng và tăng khả năng cạnh tranh, hiệu quả kinh tế cho sản xuất nông nghiệp. Xuất phát từ những tình hình thực tế trên, chúng tôi chọn đề tài “nghiên cứu quá trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phân chim cút” 2. Mục tiêu đề tài Xây dựng quy trình ủ phân compost từ phân chim cút.

Đánh giá được chất lượng phân chim cút đã qua quá trình ủ. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3. Ý nghĩa khoa học Kết quả của nghiên cứu sẽ cung cấp dẫn liệu khoa học mới, có tính hệ thống về sản xuất phân hữu cơ từ phân chim cút, có thể hướng đến việc sản xuất và thương mại hóa loại phân hữu cơ này. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của nghiên cứu sẽ cung cấp cho người dân một quy trình đầy đủ để có thể xử lý và tận dụng nguồn phân từ quá trình chăn nuôi chim cút và sử dụng nguồn phân hữu cơ này vào việc trồng trọt của mình.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỮU CƠ (COMPOST) 1. Định nghĩa phân hữu cơ Phân hữu cơ là tên gọi chung cho các loại phân được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như: xác bã thực vật, chất thải động vật, phế phẩm nông nghiệp hay công nghiệp bị chôn vùi trực tiếp vào đất hoặc ủ thành phân. Sau khi phân giải có khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây.

Quan trọng hơn nữa là có khả năng tái tạo lớn. Phân hữu cơ không những làm tăng năng suât cây trồng mà còn có khả năng tăng hiệu quả của phân bón hóa học, cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu của đất. Kinh nghiệm trong quá trình sử dụng, nghiên cứu phân bón cho thấy để đảm bảo năng suất cao và ổn định, việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng chỉ dựa vào phân vô cơ là chưa đủ mà phải có hữu cơ ít nhất 25% trong tổng số dinh dưỡng.