Nghiên cứu sử dụng chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ phục vụ sản xuất rau ăn lá tại Thái Nguyên

Nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ là một lĩnh vực quan trọng trong nông nghiệp hiện đại, đặc biệt tại… 90 trang · Đại học Thái Nguyên · 2022.

• Tác giả: Lăng Văn Hạnh
• Người hướng dẫn: ThS. Hà Việt Long
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Nông nghiệp công nghệ cao
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Một Số Chế Phẩm Vi Sinh Trong Ủ Phân Hữu Cơ Phục Vụ Sản Xuất Rau Ăn Lá
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
• 2.1.1. Cơ sở lý luận
• 2.1.2. Cơ sở thực tiễn
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÓN VÀ PHÂN BÓN HỮU CƠ
• 2.2.1. Lịch sử ngành phân bón
• 2.2.2. Tình hình sản xuất phân hữu cơ trên thế giới
• 2.2.3. Tình hình sản xuất phân bón ở Việt Nam
• 2.2.4. Một số nghiên cứu liên quan đến phân hữu cơ
• 2.2.5. Phân hữu cơ-sinh học
• 2.3. KHÁI QUÁT MỘT SỐ LOẠI RAU ĂN LÁ
• 2.3.1. Nguồn gốc phân loại và giá trị dinh dưỡng của cây rau Muống
• 2.3.1.1. Nguồn gốc và phân bố
• 2.3.1.2. Phân loại thực vật
• 2.3.1.3. Giá trị dinh dưỡng
• 2.3.1.4. Đặc điểm sinh học cây rau Muống
• 2.3.2. Nguồn gốc phân loại và giá trị dinh dưỡng của cây rau Mùng tơi
• 2.3.3. Một số kết luận rút ra từ tổng quan
• 3. CHƯƠNG III: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.3. Các chỉ tiêu theo dõi
• 3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ LOẠI CHẾ PHẨM VI SINH Ủ PHÂN ĐẾN HÀM LƯỢNG DINH DƯỠNG VÀ THỜI GIAN HOÀN THÀNH QUÁ TRÌNH Ủ PHÂN
• 4.1.1. Đánh giá quy trình sản xuất phân
• 4.1.2. Phân tích chất lượng phân ủ
• 4.1.3. Thời gian hoàn thành ủ phân
• 4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT CÂY RAU MUỐNG
• 4.2.1. Ảnh hưởng của loại phân hữu cơ sinh học đến động thái tăng trưởng chiều cao cây rau Muống
• 4.2.2. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến động thái ra lá của cây rau Muống
• 4.2.3. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến động thái tăng trưởng đường kính thân cây rau Muống
• 4.2.4. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến kích thước của lá rau Muống
• 4.2.5. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến tình hình sâu bệnh hại trên cây rau Muống
• 4.2.6. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến năng suất cây rau Muống
• 4.2.7. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến hiệu quả kinh tế của cây rau Muống
• 4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU LƯỢNG PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT CÂY MÙNG TƠI
• 4.3.1. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học đến thời gian sinh trưởng của cây Mùng tơi
• 4.3.2. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học đến động thái tăng trưởng chiều cao cây Mùng tơi qua các giai đoạn
• 4.3.3. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học đến động thái ra lá trên cây Mùng tơi qua các giai đoạn
• 4.3.4. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học đến động thái tăng trưởng đường kính thân trên cây Mùng tơi qua các giai đoạn
• 4.3.5. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học đến đặc điểm kích thước lá cây Mùng tơi
• 4.3.6. Ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học đến năng suất của cây Mùng tơi
• 4.3.7. Hiệu quả kinh tế
• 5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ

Nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ là một lĩnh vực quan trọng trong nông nghiệp hiện đại, đặc biệt tại Thái Nguyên. Việc sử dụng chế phẩm vi sinh không chỉ giúp cải thiện chất lượng phân bón mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chế phẩm vi sinh có thể tăng cường quá trình phân hủy chất hữu cơ, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng của phân bón. Điều này đặc biệt quan trọng trong sản xuất rau ăn lá, nơi mà chất lượng sản phẩm là yếu tố hàng đầu.

1.1. Ý nghĩa của chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ

Chế phẩm vi sinh đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ, giúp tăng cường hàm lượng dinh dưỡng trong phân bón. Việc áp dụng chế phẩm này không chỉ cải thiện chất lượng đất mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.2. Tình hình nghiên cứu chế phẩm vi sinh tại Thái Nguyên

Tại Thái Nguyên, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của các chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ. Các kết quả cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng suất và chất lượng rau ăn lá khi sử dụng chế phẩm vi sinh.

II. Vấn đề và thách thức trong việc sử dụng chế phẩm vi sinh

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc áp dụng chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ vẫn gặp phải một số thách thức. Nhiều nông dân chưa nhận thức đầy đủ về lợi ích của chế phẩm vi sinh, dẫn đến việc sử dụng phân bón hóa học vẫn chiếm ưu thế. Hơn nữa, giá thành của chế phẩm vi sinh thường cao hơn so với phân hóa học, gây khó khăn cho người nông dân trong việc lựa chọn.

2.1. Nhận thức của nông dân về chế phẩm vi sinh

Nhiều nông dân vẫn chưa hiểu rõ về lợi ích của chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ. Việc thiếu thông tin và kiến thức đã dẫn đến sự chậm trễ trong việc áp dụng công nghệ này.

2.2. Giá thành và khả năng tiếp cận chế phẩm vi sinh

Giá thành cao của chế phẩm vi sinh so với phân hóa học là một rào cản lớn. Nông dân thường ưu tiên lựa chọn phân hóa học do tính tiện lợi và giá cả phải chăng.

III. Phương pháp nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ

Để nghiên cứu hiệu quả của chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ, các phương pháp thí nghiệm được áp dụng bao gồm phân tích hàm lượng dinh dưỡng, thời gian hoàn thành quá trình ủ và đánh giá ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây trồng. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện thực tế tại Thái Nguyên, nhằm đảm bảo tính khả thi và ứng dụng cao.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình ủ phân

Quy trình ủ phân được thiết kế với các biến thể khác nhau của chế phẩm vi sinh, nhằm đánh giá hiệu quả của từng loại. Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kiểm soát để đảm bảo tính chính xác.

3.2. Phân tích kết quả và đánh giá hiệu quả

Kết quả từ các thí nghiệm sẽ được phân tích để đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh đến hàm lượng dinh dưỡng trong phân bón và sự phát triển của cây rau ăn lá.

IV. Ứng dụng thực tiễn của chế phẩm vi sinh trong sản xuất rau ăn lá

Việc áp dụng chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ đã mang lại nhiều lợi ích cho sản xuất rau ăn lá tại Thái Nguyên. Các mô hình thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng suất và chất lượng rau, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Điều này không chỉ giúp nâng cao thu nhập cho nông dân mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.1. Kết quả nghiên cứu về năng suất rau ăn lá

Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ đã làm tăng năng suất rau muống và mồng tơi, giúp nông dân có nguồn thu nhập ổn định.

4.2. Lợi ích về môi trường từ việc sử dụng chế phẩm vi sinh

Việc áp dụng chế phẩm vi sinh không chỉ cải thiện chất lượng phân bón mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ cho rau ăn lá tại Thái Nguyên đã mở ra nhiều triển vọng mới cho nông nghiệp bền vững. Việc nâng cao nhận thức và ứng dụng công nghệ này sẽ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp, đồng thời bảo vệ môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các chế phẩm vi sinh mới, phù hợp với điều kiện sản xuất tại địa phương.

5.1. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để phát triển các chế phẩm vi sinh mới, phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai tại Thái Nguyên, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất.

5.2. Tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan

Cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà nghiên cứu, nông dân và các tổ chức hỗ trợ để thúc đẩy việc áp dụng chế phẩm vi sinh trong sản xuất nông nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh nền nông nghiệp hiện đại hướng tới mục tiêu phát triển bền vững và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, mô hình kinh tế tuần hoàn (Circular economy) ngày càng khẳng định vai trò trọng tâm. Khái niệm này được chính thức đề xuất vào năm 1990 bởi Pearce và Turner, dựa trên nguyên lý cơ bản là mọi chất thải và phụ phẩm của một chu trình sản xuất đều có thể trở thành yếu tố đầu vào cho chu trình sản xuất tiếp theo. Tại Việt Nam, định hướng phát triển kinh tế tuần hoàn đã được khẳng định rõ nét trong Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/02/2020 của Bộ Chính trị về Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045. Trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp, tiềm năng ứng dụng kinh tế tuần hoàn là rất lớn thông qua việc thu gom, xử lý và tái chế nguồn phế phụ phẩm trồng trọt, chất thải chăn nuôi và rác thải hữu cơ nhằm chế biến thành phân bón.

Thực tiễn sản xuất tại Việt Nam cho thấy phân bón đóng góp từ 30% đến 50% tổng sản lượng cây trồng (theo đánh giá của Stewart, 2005). Tuy nhiên, lượng tiêu thụ phân bón trong nước đã gia tăng đột biến tới 517% trong vòng 20 năm qua, trong khi diện tích đất gieo trồng chỉ tăng 57%. Số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2020 chỉ ra rằng tổng lượng phân bón tiêu thụ trên toàn quốc đạt khoảng 10,23 triệu tấn, trong đó phân bón vô cơ (hóa học) chiếm tới 7,6 triệu tấn và phân bón hữu cơ chỉ đạt 2,63 triệu tấn. Việc lạm dụng phân bón vô cơ kéo dài đã dẫn đến tình trạng suy thoái, chua hóa, chai cứng đất, tích lũy nitrat độc hại trong nông sản và đe dọa trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng. Đồng thời, mỗi năm cả nước phát sinh khoảng 25 triệu tấn chất thải rắn sinh hoạt (trong đó chất thải hữu cơ chiếm 60%), song hơn 70% lượng rác thải này vẫn đang phải chôn lấp trực tiếp ngoài tự nhiên (>10 triệu tấn rác hữu cơ). Ngoài ra, nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp thải ra hàng năm lên tới xấp xỉ 76 triệu tấn (gồm 45,22 triệu tấn rơm rạ, 8,73 triệu tấn trấu, 6,33 triệu tấn phụ phẩm ngô, 4,04 triệu tấn bã mía, 1 triệu tấn vỏ cà phê và 10 triệu tấn phụ phẩm rau) cùng 85 triệu tấn chất thải rắn chăn nuôi, nhưng mới chỉ có khoảng 20% lượng chất thải chăn nuôi được thu gom và khai thác hiệu quả.

Thị trường phân bón giai đoạn 2020–2022 còn chịu tác động nặng nề từ các biến động địa chính trị toàn cầu như đại dịch COVID-19 và xung đột Nga – Ukraine. Các lệnh trừng phạt kinh tế và việc giá dầu thô leo thang vượt mốc 100–140 USD/thùng đã đẩy giá phân bón thế giới tăng trên 40%; trong đó giá phân đạm urê tăng 60,5% và giá phân kali nhập khẩu tăng gấp đôi. Trong nước, nguồn cung phân kali và đạm sunphat phụ thuộc hoàn toàn vào nhập khẩu, trong khi nguồn cung DAP và MAP mới chỉ tự chủ được 86%. Thực trạng này đòi hỏi phải chủ động khai thác nguồn nguyên liệu hữu cơ sẵn có tại chỗ để thay thế một phần phân hóa học. Tại tỉnh Thái Nguyên, quy hoạch phát triển vùng sản xuất nông nghiệp an toàn theo quy trình VietGAP giai đoạn 2011–2016 đã đạt diện tích gần 800 ha với tổng vốn đầu tư gần 770 tỷ đồng. Do đó, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm nông sản sạch, đặc biệt là các loại rau ăn lá phổ biến như rau muống (Ipomoea aquatica) và rau mùng tơi (Basella alba L.), là rất cấp thiết.

Nhằm hoàn thiện quy trình kỹ thuật sản xuất phân hữu cơ sinh học từ phế phụ phẩm địa phương và xác định chế độ bón thích hợp cho rau ăn lá, đề tài đã đặt ra các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

1. Lựa chọn được chế phẩm vi sinh phù hợp trong ủ phân hữu cơ sinh học.
2. Lựa chọn được loại phân hữu cơ sinh học phù hợp cho sản xuất rau muống.
3. Lựa chọn được liều lượng phân bón hữu cơ sinh học phù hợp cho sản xuất rau mùng tơi.

Nhiệm vụ (yêu cầu) nghiên cứu của đề tài:

1. Đánh giá được ảnh hưởng của một số loại chế phẩm vi sinh ủ phân đến hàm lượng dinh dưỡng và thời gian hoàn thành quá trình ủ phân hữu cơ.
2. Đánh giá được ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến sinh trưởng và năng suất của cây rau Muống cạn.
3. Đánh giá được ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học tới sinh trưởng, phát triển của cây rau Mùng tơi.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Bốn loại chế phẩm vi sinh thương mại (Sumitri, EMIC, EMUNIV dạng bột, Trichoderma); nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp (thân cây ngô, cỏ xuyến chi, cỏ phân xanh, vỏ trấu), phân trâu tươi; cây rau muống cạn và cây rau mùng tơi.
• Không gian nghiên cứu: Thí nghiệm ủ phân và thử nghiệm đồng ruộng được tiến hành tại thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên. Công tác phân tích các chỉ tiêu chất lượng hóa lý và vi sinh của phân ủ được thực hiện tại Phòng phân tích hóa học thuộc Viện Khoa học sự sống – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
• Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 02/2022 đến tháng 06/2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết lập dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn quốc gia hiện hành về quản lý và kiểm định chất lượng phân bón tại Việt Nam. Khung phân loại phân bón được trích dẫn theo Nghị định số 84/2019/NĐ-CP (gồm nhóm phân bón hóa học/vô cơ, nhóm phân bón hữu cơ và nhóm phân bón sinh học). Việc kiểm định và đánh giá phẩm chất phân ủ thành phẩm được căn cứ trực tiếp theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng phân bón QCVN 01-189:2019/BNNPTNT (ban hành kèm theo Thông tư số 09/2019/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn).

Hệ thống phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn áp dụng để phân tích chất lượng phân bón bao gồm:

• Xác định độ ẩm: Phương pháp sấy khô mẫu.
• Xác định hàm lượng chất hữu cơ tổng số: Tiêu chuẩn cơ sở TCCS 15:2014.
• Xác định hàm lượng nitơ tổng số (Nts): Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8557:2010.
• Xác định hàm lượng photpho tổng số (P2O5ts): Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8563:2010.
• Xác định hàm lượng kali tổng số (K2Ots): Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8562:2010.
• Xác định hàm lượng axit humic và axit fulvic: Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8561:2010 (quy đổi hàm lượng axit humic bằng carbon nhân với 1,724; axit fulvic bằng carbon nhân với 2,150).
• Xác định tỷ lệ C/N: Tiêu chuẩn carbon theo TCVN 9294:2012 và nitơ theo TCVN 8557:2010.
• Giám định mật độ vi sinh vật gây hại: Escherichia coli theo TCVN 6846:2007; Salmonella theo TCVN 10780-1:2017.

Phương pháp bố trí thí nghiệm thực tế bao gồm ba nội dung chính:

1. Thí nghiệm 1: Khảo nghiệm ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh đến quá trình ủ phân hữu cơ. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 4 công thức và 3 lần nhắc lại. Thí nghiệm thực hiện trên các thùng xốp chứa 50 kg nguyên liệu/thùng. Tỷ lệ phối trộn tính trên 1 tấn nguyên liệu theo quy trình của Trần Thị Minh Hằng và cs. (2021) gồm: 800 kg phụ phẩm trồng trọt (thân ngô chiếm 40% thể tích, cỏ xuyến chi và phân xanh chiếm 50% thể tích) + 200 kg phân chuồng (phân trâu chiếm 10% thể tích) + 5 kg vôi bột + chế phẩm vi sinh. Các công thức thí nghiệm gồm:

• CT1: Bổ sung chế phẩm Sumitri (liều lượng 1 kg/4–5 tấn nguyên liệu).
• CT2: Bổ sung chế phẩm EMIC (liều lượng 2 kg/1 tấn nguyên liệu).
• CT3: Bổ sung chế phẩm EMUNIV dạng bột (liều lượng 1 kg/1 tấn nguyên liệu).
• CT4: Bổ sung chế phẩm Trichoderma (liều lượng 2 kg/1 tấn nguyên liệu). Quá trình ủ kéo dài cho đến khi nhiệt độ đống ủ duy trì mức chênh lệch không quá 5°C so với nhiệt độ môi trường trong 3 ngày liên tiếp; sau đó dỡ đống ủ, đảo trộn và để ổn định 1–2 tuần trước khi lấy mẫu phân tích.

2. Thí nghiệm 2: Khảo nghiệm ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến cây rau muống cạn. Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới, bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 5 công thức, 3 lần nhắc lại trên 15 ô thí nghiệm (diện tích mỗi ô 1 m², kích thước 1 m x 1 m, rãnh luống rộng 30 cm). Gieo hạt ngày 16/4/2022. Mức bón quy đổi cho 1.000 m²:

• CT1 (đối chứng): 2 tấn phân chuồng đã qua xử lý + nền phân khoáng.
• CT2: 2 tấn phân ủ bằng Sumitri + nền phân khoáng.
• CT3: 2 tấn phân ủ bằng EMIC + nền phân khoáng.
• CT4: 2 tấn phân ủ bằng EMUNIV + nền phân khoáng.
• CT5: 2 tấn phân ủ bằng Trichoderma + nền phân khoáng. Nền phân vô cơ chung cho 1.000 m² bao gồm: 20 kg supe lân + 15 kg đạm urê + 5 kg kali clorua. Kỹ thuật gieo trồng, bón phân và thu hoạch áp dụng theo tài liệu hướng dẫn của Trung tâm Khuyến nông Thành phố Hồ Chí Minh.

3. Thí nghiệm 3: Khảo nghiệm ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học (chế phẩm EMIC) đến cây rau mùng tơi. Bố trí trong nhà lưới theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) gồm 5 công thức, 3 lần nhắc lại (15 ô thí nghiệm, 1 m²/ô, mật độ 35 cây/ô, tổng số 525 cây theo dõi). Cây con được ươm 22 ngày tuổi, gieo ngày 26/4/2022 và trồng ngày 18/5/2022. Các công thức bón cho 1.000 m² gồm:

• CT1: 1,5 tấn phân chuồng xử lý + nền phân khoáng.
• CT2: 1,5 tấn phân hữu cơ sinh học EMIC (không bón nền).
• CT3: 1,5 tấn phân hữu cơ sinh học EMIC + 50% nền phân khoáng.
• CT4: 3,0 tấn phân hữu cơ sinh học EMIC (không bón nền).
• CT5: 3,0 tấn phân hữu cơ sinh học EMIC + 50% nền phân khoáng. Nền phân khoáng chuẩn cho 1.000 m² mùng tơi gồm: 50 kg supe lân + 12 kg đạm urê + 10 kg kali clorua.

Phương pháp xử lý số liệu: Toàn bộ số liệu thực nghiệm thu thập được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm chuyên dụng SAS 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), áp dụng phép kiểm định sai biệt nhỏ nhất có ý nghĩa (LSD) ở mức xác suất p < 0,05 để so sánh sự sai khác giữa các công thức.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Mở đầu

Chương này tập trung làm rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ chủ trương thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và nền nông nghiệp an toàn tại Việt Nam. Tác giả phân tích tình trạng mất cân đối trầm trọng trong sử dụng phân bón vô cơ so với phân hữu cơ, sự lãng phí tài nguyên phế phụ phẩm nông nghiệp và rác thải hữu cơ chôn lấp gây ô nhiễm môi trường. Từ bối cảnh thực tiễn của tỉnh Thái Nguyên, chương mở đầu xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, 3 nhiệm vụ khoa học, cùng ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp dữ liệu kỹ thuật ủ phân sinh học và ý nghĩa thực tiễn đối với đào tạo chuyên môn nông học.

Chương II: Tổng quan tài liệu

Nội dung chương tổng quan hệ thống hóa các cơ sở khoa học và thực tiễn liên quan đến dinh dưỡng cây trồng và công nghệ phân bón:

• Trình bày lịch sử ngành phân bón thế giới từ thế kỷ 18 đến nay và các mốc phát triển công nghiệp phân bón tại Việt Nam từ năm 1961.
• Định nghĩa, phân loại phân bón theo Nghị định số 84/2019/NĐ-CP và QCVN 01-189:2019/BNNPTNT.
• Khái quát tình hình sản xuất phân hữu cơ trên thế giới (Châu Âu chiếm 38% thị phần năm 2019, dự báo tăng trưởng hàng năm ~6% giai đoạn 2019–2029 theo Persistence Market Research).
• Phân tích thị trường phân bón Việt Nam: tổng công suất 32,27 triệu tấn/năm nhưng phân vô cơ chiếm tới 89,3% (28,8 triệu tấn/năm từ 576 nhà máy), trong khi phân hữu cơ chỉ chiếm 10,7% (3,47 triệu tấn/năm từ 265 nhà máy).
• Thống kê nguồn phát thải sinh khối: 76 triệu tấn phụ phẩm trồng trọt, 85 triệu tấn chất thải chăn nuôi rắn và 7 tỷ m³ than bùn tự nhiên.
• Tổng kết các nghiên cứu trong nước điển hình về ủ phân compost từ phụ phẩm của Võ Văn Bình và cs. (2014), Nguyễn Thị Thanh Bình và cs. (2015), Huỳnh Công Khanh và cs. (2017).
• Tổng quan đặc điểm thực vật học, giá trị dinh dưỡng của cây rau muống (Ipomoea aquatica) và cây rau mùng tơi (Basella alba L.).

Chương III: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết nguồn gốc và thành phần của 4 chế phẩm sinh học (Sumitri, EMIC, EMUNIV, Trichoderma); chủng loại nguyên liệu ủ (thân ngô, cỏ xuyến chi, cỏ phân xanh, vỏ trấu, phân trâu); địa điểm và thời gian nghiên cứu. Chương này mô tả tường minh sơ đồ bố trí các thí nghiệm RCBD trong nhà lưới và trên mô hình thùng xốp; quy trình kỹ thuật ủ phân theo Trần Thị Minh Hằng và cs. (2021); quy trình chăm sóc rau ăn lá an toàn; hệ thống các chỉ tiêu theo dõi về chất lượng phân ủ, sinh trưởng nông học, năng suất thực thu, tần suất sâu bệnh và phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm SAS 9.1.

Chương IV: Kết quả và thảo luận

Chương IV trình bày các kết quả thực nghiệm và thảo luận khoa học:

• Đánh giá tính khả thi của quy trình ủ phân phụ phẩm ở quy mô hộ gia đình và bán công nghiệp.
• Công bố số liệu kiểm nghiệm các chỉ tiêu lý hóa của 4 loại phân ủ so sánh với ngưỡng quy chuẩn QCVN 01-189:2019/BNNPTNT.
• Phân tích động thái nhiệt độ khối ủ qua các mốc thời gian (10, 20, 30, 40, 45, 50, 54 ngày) và xác định thời gian hoai mục hoàn thành.
• Đánh giá ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ sinh học đến thời gian sinh trưởng, tỷ lệ mọc, động thái tăng trưởng chiều cao cây, khả năng ra lá, đường kính thân, kích thước lá, mức độ sâu bệnh hại, năng suất và hiệu quả kinh tế trên cây rau muống cạn.
• Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học EMIC đến các chỉ tiêu sinh trưởng, năng suất và hiệu quả kinh tế trên cây rau mùng tơi.

Chương V: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp về loại chế phẩm vi sinh tối ưu trong quá trình ủ phân phụ phẩm nông nghiệp; khẳng định hiệu quả của phân hữu cơ sinh học đối với sinh trưởng và năng suất rau muống, rau mùng tơi; đồng thời đưa ra các đề nghị kỹ thuật nhằm điều chỉnh nguyên liệu phối trộn và hoàn thiện quy trình canh tác rau an toàn.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thu thập và kiểm định chi tiết các thông số chất lượng của 4 công thức phân ủ sau thời gian ổn định 2 tuần so với quy chuẩn quốc gia QCVN 01-189:2019/BNNPTNT.

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng của phân ủ hữu cơ:

STT	Chỉ tiêu theo dõi	Đơn vị	Ngưỡng theo QCVN 01-189:2019/BNNPTNT	CT1 (Sumitri)	CT2 (EMIC)	CT3 (EMUNIV)	CT4 (Trichoderma)
1	pH	-	≥ 5	8,53	8,45	8,64	8,58
2	Độ ẩm	%	≤ 30%	24,68	26,54	29,05	26,53
3	Chất hữu cơ	%	≥ 20%	38,92	43,28	43,38	44,13
4	Nitơ tổng số (Nts)	%	≥ 1 và < 8	1,52	1,79	1,73	1,76
5	Photpho tổng số (P2O5ts)	%	≥ 1 và < 8	0,20	0,25	0,20	0,27
6	Kali tổng số (K2Ots)	%	≥ 1 và < 8	1,00	1,48	1,45	1,26
7	Axit humic + Axit fulvic	%	≥ 1,75 và < 3,5	6,36	6,68	6,62	6,43
8	Tỷ lệ C/N	-	< 12	14,78	14,00	14,55	14,51
9	Vi khuẩn E. coli	MPN/g	≤ 1,1 × 10³	0	0	0	0
10	Vi khuẩn Salmonella	CFU/25g	Không phát hiện (KPH)	KPH	KPH	KPH	KPH

Số liệu thực nghiệm cho thấy hàm lượng chất hữu cơ ở cả 4 công thức đạt từ 38,92% đến 44,13%, cao gấp hơn hai lần mức quy định tối thiểu của quy chuẩn (≥ 20%), trong đó CT4 (Trichoderma) đạt cao nhất (44,13%). Độ ẩm thành phẩm dao động từ 24,68% đến 29,05%, hoàn toàn nằm trong ngưỡng cho phép (≤ 30%). Hàm lượng Nts đạt từ 1,52% đến 1,79% và K2Ots đạt từ 1,00% đến 1,48%, đều thỏa mãn quy chuẩn kỹ thuật; trong đó CT2 (EMIC) đạt hàm lượng Nts (1,79%) và K2Ots (1,48%) cao nhất. Tổng hàm lượng axit humic và axit fulvic ở cả 4 công thức đạt từ 6,36% đến 6,68%, vượt trội so với ngưỡng quy định (1,75% – 3,5%). Về mặt an toàn sinh học, cả 4 công thức đều âm tính với Salmonella và mật độ E. coli bằng 0 MPN/g, đảm bảo điều kiện vệ sinh cho sản xuất rau an toàn. Tuy nhiên, hàm lượng lân tổng số P2O5ts ở tất cả các công thức đều rất thấp (0,20% – 0,27%), chưa đạt ngưỡng tối thiểu 1% của QCVN; tỷ lệ C/N dao động từ 14,00 đến 14,78, chưa đạt mức yêu cầu (< 12); chỉ số pH của phân ủ dao động từ 8,45 đến 8,64 thể hiện tính kiềm cao.

Bảng theo dõi biến động nhiệt độ khối ủ qua các giai đoạn (°C):

Công thức	10 ngày	20 ngày	30 ngày	40 ngày	45 ngày	50 ngày	54 ngày	Thời gian hoàn thành (ngày)
CT1 (Sumitri)	56,7	53,0	44,7	40,0	35,3	30,3	29,3	50
CT2 (EMIC)	62,7	56,7	46,7	43,3	37,3	37,7	31,7	54
CT3 (EMUNIV)	56,0	53,3	47,7	40,3	39,7	39,0	30,3	54
CT4 (Trichoderma)	57,0	50,7	44,7	38,7	35,0	35,0	30,0	54

Quá trình phân hủy nhiệt diễn ra mạnh mẽ nhất trong 10 đến 20 ngày đầu. CT2 (EMIC) đạt mức nhiệt độ cao nhất ở giai đoạn 10 ngày (62,7°C) và 20 ngày (56,7°C), tạo điều kiện tốt cho quá trình tiêu diệt mầm bệnh và phân giải cellulose. Thời gian hoàn thành quá trình ủ của CT1 là 50 ngày, trong khi CT2, CT3 và CT4 cùng đạt độ hoai mục sau 54 ngày.

Đối với thí nghiệm trên cây rau muống cạn, kết quả theo dõi giai đoạn đầu được thể hiện qua bảng sau:

Bảng ảnh hưởng của phân ủ đến thời gian sinh trưởng ban đầu của rau muống:

Công thức thí nghiệm	Ngày mọc (ngày)	Tỷ lệ mọc (%)	Tổng thời gian sinh trưởng (ngày)
CT1 (Phân chuồng - ĐC)	4	86,5ᵃ	30
CT2 (Phân ủ Sumitri)	4	80,5ᵇ	30
CT3 (Phân ủ EMIC)	4	81,7ᵇ	30
CT4 (Phân ủ EMUNIV)	4	87,0ᵃ	30
CT5 (Phân ủ Trichoderma)	4	80,8ᵇ	30
P-value	ns	< 0,05	ns
CV (%)	-	1,88	-
LSD₀,₀₅	0	2,95	0

Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự sai khác có ý nghĩa thống kê ở mức p < 0,05; ns là không có sai khác mang ý nghĩa thống kê.

Kết quả chỉ ra rằng thời gian từ gieo đến mọc (4 ngày) và tổng chu kỳ sinh trưởng của rau muống (30 ngày) không có sự khác biệt giữa các công thức. Tỷ lệ mọc của hạt có sự sai khác có ý nghĩa thống kê (p < 0,05): công thức bón phân ủ EMUNIV đạt tỷ lệ mọc cao nhất (87,0%), tương đương với công thức bón phân chuồng đối chứng (86,5%); các công thức CT2, CT3 và CT5 có tỷ lệ nảy mầm thấp hơn, dao động từ 80,5% đến 81,7%.

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật do tác giả đề xuất:

• Cần điều chỉnh giảm lượng vôi bột trong công thức phối trộn (hiện dùng 5 kg vôi/tấn nguyên liệu) nhằm hạ thấp chỉ số pH của phân ủ thành phẩm, tránh hiện tượng kiềm hóa đất canh tác.
• Cần bổ sung thêm các nguồn vật liệu hữu cơ giàu lân hoặc phối trộn thêm quặng photphat tự nhiên trong quá trình ủ để khắc phục tình trạng thiếu hụt hàm lượng P2O5ts (< 1%).
• Cần tính toán điều chỉnh tỷ lệ carbon và nitơ của khối ủ nguyên liệu ban đầu để rút ngắn thời gian ủ và đưa tỷ lệ C/N của thành phẩm về ngưỡng quy định (< 12).
• Khi mở rộng quy mô sản xuất từ hộ gia đình lên quy mô công nghiệp, cần trang bị thêm các thiết bị cơ giới như máy xúc lật, hệ thống thổi khí cưỡng bức và máy băm nghiền nguyên liệu công suất lớn.

Đóng góp của nghiên cứu: Tác giả đã tự xác định được giá trị đóng góp của đề tài trong việc cung cấp hệ thống dẫn liệu thực nghiệm khoa học về kỹ thuật ủ phân hữu cơ sinh học từ các phế phụ phẩm trồng trọt sẵn có tại địa phương (thân ngô, cỏ dại) kết hợp với phân trâu tươi. Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học cho quy trình canh tác rau ăn lá an toàn, giảm thiểu sự phụ thuộc vào phân vô cơ, đồng thời nâng cao nhận thức của người dân địa phương về tái chế chất thải nông nghiệp theo định hướng kinh tế tuần hoàn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận đã thẳng thắn ghi nhận một số hạn chế kỹ thuật trong quá trình triển khai:

• Do điều kiện kinh phí thực hiện đề tài có hạn, nghiên cứu chưa tiến hành phân tích được các chỉ tiêu kim loại nặng bắt buộc theo quy định tại Phụ lục IV, Bảng 27 của QCVN 01-189:2019/BNNPTNT (gồm hàm lượng Asen, Chì, Thủy ngân và Cadimi).
• Một số chỉ tiêu chất lượng của phân ủ chưa đạt chuẩn kỹ thuật quốc gia: hàm lượng photpho tổng số (P2O5ts) ở cả 4 công thức đều thấp (chỉ đạt 0,20% – 0,27% so với yêu cầu ≥ 1%); tỷ lệ C/N sau ủ còn cao (14,00 – 14,78 so với ngưỡng yêu cầu < 12); chỉ số pH mang tính kiềm cao (8,45 – 8,64).
• Thí nghiệm mới dừng lại ở quy mô bán vi mô (thùng xốp 50 kg nguyên liệu) và các ô thí nghiệm diện tích nhỏ (1 m²) trong môi trường nhà lưới tại một vụ xuân hè, chưa thực hiện khảo nghiệm diện rộng trên đất đồng ruộng mở qua nhiều vụ liên tiếp.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Bố trí các thí nghiệm nghiên cứu chuyên sâu về các tỷ lệ phối trộn vôi bột khác nhau nhằm tối ưu hóa độ pH của phân ủ thành phẩm về ngưỡng trung tính (6,5 – 7,5).
• Nghiên cứu bổ sung các thành phần phụ phẩm giàu dinh dưỡng khoáng (đặc biệt là lân hữu cơ) để cân bằng tỷ lệ dinh dưỡng đa lượng N-P-K trong phân ủ.
• Tiến hành phân tích bổ sung đầy đủ các chỉ tiêu độc chất kim loại nặng và dư lượng bảo vệ thực vật nhằm đáp ứng toàn diện các tiêu chí của QCVN trước khi nhân rộng thương mại hóa.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Nông nghiệp công nghệ cao, Nông học, Khoa học cây trồng, Quản lý tài nguyên và Môi trường nông nghiệp. Tài liệu đặc biệt giá trị đối với các cá nhân, hợp tác xã hoặc kỹ thuật viên khuyến nông đang tìm kiếm giải pháp tái chế phế phụ phẩm trồng trọt tại chỗ nhằm hạ giá thành vật tư nông nghiệp.

Các nội dung có giá trị tham khảo ứng dụng cao bao gồm:

• Quy trình kỹ thuật ủ phân hữu cơ vi sinh quy mô bán tự nhiên từ thân cây ngô, cỏ xuyến chi và phân chuồng tươi với định mức tỷ lệ nguyên liệu cụ thể.
• Phương pháp luận tra cứu, áp dụng và đánh giá sai số các chỉ tiêu phân bón hữu cơ sinh học theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-189:2019/BNNPTNT và các tiêu chuẩn kiểm nghiệm TCVN liên quan.
• Phương pháp bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) trên cây rau ăn lá trong điều kiện nhà lưới cùng quy trình xử lý số liệu sinh học bằng phần mềm SAS 9.1.

Câu hỏi thường gặp

Bốn loại chế phẩm vi sinh được sử dụng trong thí nghiệm ủ phân là gì và liều lượng sử dụng ra sao? Bốn loại chế phẩm vi sinh thương mại được đưa vào thử nghiệm gồm có: chế phẩm Sumitri (liều lượng sử dụng 1 kg cho 4–5 tấn nguyên liệu), chế phẩm EMIC (liều lượng 2 kg cho 1 tấn nguyên liệu), chế phẩm EMUNIV dạng bột (liều lượng 1 kg cho 1 tấn nguyên liệu) và chế phẩm Trichoderma (liều lượng 2 kg cho 1 tấn nguyên liệu).

Tại sao hàm lượng photpho tổng số (P2O5ts) trong các mẫu phân ủ chưa đạt tiêu chuẩn QCVN 01-189:2019/BNNPTNT? Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng P2O5ts của 4 công thức chỉ dao động từ 0,20% đến 0,27%, thấp hơn ngưỡng quy chuẩn quy định (≥ 1% và < 8%). Nguyên nhân chủ yếu do thành phần nguyên liệu đầu vào phối trộn trong thí nghiệm (thân cây ngô, cỏ xuyến chi, cỏ phân xanh và phân trâu) có hàm lượng lân tự nhiên rất thấp, đồng thời trong quá trình ủ tác giả không phối trộn bổ sung thêm nguồn khoáng lân ngoài.

Chất lượng an toàn vi sinh vật của các loại phân ủ có đảm bảo cho canh tác rau an toàn không? Tất cả 4 công thức phân ủ sau thời gian ủ và ổn định đều đạt tiêu chuẩn an toàn vi sinh vật nghiêm ngặt theo QCVN 01-189:2019/BNNPTNT. Cụ thể, mẫu phân tích ở cả 4 công thức đều âm tính (không phát hiện) đối với vi khuẩn gây bệnh Salmonella trong 25 g mẫu và mật độ vi khuẩn Escherichia coli đều đạt mức 0 MPN/g (thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép là ≤ 1,1 × 10³ MPN/g).

Diễn biến nhiệt độ của khối ủ diễn ra như thế nào và công thức nào đạt nhiệt độ cao nhất? Nhiệt độ của các khối ủ tăng mạnh trong 10 đến 20 ngày đầu sau khi phối trộn (giai đoạn ưa nhiệt). Công thức CT2 (sử dụng chế phẩm EMIC) đạt nhiệt độ cao nhất ở ngày thứ 10 (đạt 62,7°C) và duy trì mức nhiệt cao ở ngày thứ 20 (56,7°C), giúp phân giải nhanh các chất hữu cơ phức tạp và ức chế các vi sinh vật gây hại. Sau 45–54 ngày, nhiệt độ tất cả các đống ủ hạ dần xuống mức 29,3°C – 31,7°C, tiệm cận với nhiệt độ môi trường.

Khóa luận chưa phân tích được những chỉ tiêu bắt buộc nào theo quy chuẩn quốc gia? Do hạn chế về mặt nguồn kinh phí nghiên cứu, đề tài chưa thể thực hiện phân tích các chỉ tiêu về yếu tố hạn chế (kim loại nặng) theo quy định tại Phụ lục IV, Bảng 27 của QCVN 01-189:2019/BNNPTNT, bao gồm hàm lượng kim loại nặng Asen (As), Chì (Pb), Thủy ngân (Hg) và Cadimi (Cd).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Lăng Văn Hạnh đã hoàn thành việc nghiên cứu thử nghiệm quy trình ủ phân hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm ngô, cỏ dại và phân trâu sử dụng 4 loại chế phẩm vi sinh (Sumitri, EMIC, EMUNIV, Trichoderma) tại thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả kiểm nghiệm thực tế đã chứng minh phân ủ thành phẩm có hàm lượng chất hữu cơ vượt trội (38,92% – 44,13%), hàm lượng axit humic và axit fulvic cao (6,36% – 6,68%) cùng độ an toàn tuyệt đối về chỉ tiêu vi sinh vật gây hại (E. coli và Salmonella), trong đó công thức sử dụng chế phẩm EMIC thể hiện ưu thế về nhiệt độ phân giải và tích lũy đạm, kali tổng số. Dù còn một số hạn chế về hàm lượng lân tổng số, độ pH kiềm và tỷ lệ C/N cần được tiếp tục hoàn thiện, công trình đã đóng góp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng phục vụ kỹ thuật sản xuất rau ăn lá an toàn và thúc đẩy định hướng nông nghiệp tuần hoàn tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết Thuật ngữ kinh tế tuần hoàn (Circular economy) lần đầu tiên được chính thức sử dụng vào năm 1990 bởi Pearce và Turner (1990), với quan điểm rằng mọi thứ đều có thể là đầu vào của một quá trình sản xuất. Có rất nhiều quan điểm về kinh tế tuần hoàn (KTTH) nhưng chiến lược KTTH đơn giản nhất là tập trung vào tái chế các chất thải và phụ phẩm của một quá trình sản xuất để làm đầu vào cho một quá trình sản xuất khác [10]. Ở nước ta, Đảng và Nhà nước đã có những chủ chương về phát triển kinh tế bền vững, phát triển kinh tế song song với bảo vệ môi trường. Trong Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/02/2020 của Bộ Chính trị về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, chủ chương về phát triển KTTH mới chính thức được đề cập.

Nông nghiệp là ngành có tiềm năng áp dụng KTTH một cách rộng rãi, tái chế các phế phụ phẩm nông nghiệp, chất thải chăn nuôi, rác thải hữu cơ để sử dụng làm phân bón [10]. Trong sản xuất nông nghiệp phân bón là một trong những vật tư quan trọng và được sử dụng với một lượng lớn hàng năm. Phân bón đóng vai trò quan trọng góp phần làm tăng năng suất cây trồng, nâng cao chất lượng nông sản. Theo đánh giá của Stewart (2005), phân bón đóng góp khoảng 30-50% tổng sản lượng cây trồng [28].

Kinh nghiệm truyền thống của nông dân Việt Nam đánh giá vai trò các yếu tố đầu vào trong sản xuất nông nghiệp: “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống”. Câu nói này cho thấy rằng, phân bón là một trong bốn yếu tố quan trọng bậc nhất để góp phần nâng cao năng suất cây trồng. Lượng tiêu thụ phân bón của nước ta tăng mạnh trong vòng 20 năm qua (tăng 517%) mặc dù diện tích đất gieo trồng chỉ tăng 57% [17]. Cùng với đó, những chính sách đầu tư phát triển và mở rộng của các công ty sản xuất phân bón hóa học lớn ở Việt Nam làm cho phân bón hóa học đang ngày càng chiếm lĩnh thị phần trên thị trường.

Theo thống kê của Bộ NN&PTNT Việt Nam (năm 2020), 2 nước ta tiêu thụ khoảng 10,23 triệu tấn phân bón, trong đó phân bón hóa học là 7,6 triệu tấn và phân bón hữu cơ là 2,63 triệu tấn [22]. Số liệu trên cho thấy, lượng tiêu thụ phân bón hóa học còn gấp nhiều lần lượng tiêu thụ phân bón hữu cơ. Việc tăng mạnh lượng tiêu thụ phân bón hóa học thường đi kèm với những mặt hại như: dư thừa dinh dưỡng, làm chai cứng đất, bón phân không đúng cách, ô nhiễm từ các nhà máy sản xuất phân hóa học, phân bón chứa các chất độc hại, ảnh hưởng đến chất lượng của thực phẩm và người sử dụng [17]. Mỗi năm, tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt là 25 triệu tấn nhưng chỉ có 30% được xử lý bằng cách đốt hoặc sản xuất phân hữu cơ, hơn 70% chôn lấp trực tiếp.

Trong đó lượng rác thải hữu cơ chiếm đến 60% tổng lượng rác thải. Mặc dù trong những năm gần đây, lượng rác thải hữu cơ tái chế thành phân hữu cơ có tăng lên nhưng còn chưa đáng kể so với lượng lớn rác không được xử lý. Có khoảng hơn 10 triệu tấn rác thải hữu cơ phải chôn lấp trực tiếp ngoài tự nhiên, chưa kể đến lượng chất thải ra sông ngòi gây ô nhiễm nguồn nước và đất, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và sức khỏe của người dân [20]. Xu hướng phát triển của thế giới hiện nay là một nền nông nghiệp bền vững, việc sản xuất và sử dụng phân hữu cơ cũng là một phần đóng góp vào phát triển nông nghiệp bền vững.

Sử dụng các chế phẩm sinh học để ủ phân hữu cơ hay phân hữu cơ vi sinh đã và đang phát triển ở nước ta. Có thể thấy, hướng đi này không còn mới nhưng vẫn chưa được nhiều người nông dân biết đến và áp dụng. Cùng với đó là các loại phân hữu cơ trên thị trường giá thành khá đắt, chưa được phổ biến và thuận tiện như phân hóa học cho nên vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. Các tác dụng chính của phân hữu cơ có thể kể đến như: giải quyết được một lượng lớn rác thải hữu cơ thải ra môi trường, xử lý các phế phụ phẩm nông nghiệp; cải tạo đất trồng khi bị bạc màu, thoái hóa.

Từ đó, cung cấp một lượng lớn các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, tạo mùn cho đất, giảm chi phí cho người sản xuất [22]. Từ đó có thể thấy hiệu quả và tiềm năng của việc sản xuất phân hữu cơ là rất lớn. Đây là một hướng đi đúng đắn, phù hợp với xu hướng phát triển nền nông nghiệp sạch và an toàn không chỉ cho người tiêu dùng, mà 3 còn an toàn cho người sản xuất. Điển hình là mô hình trồng vải sử dụng phân hữu cơ sinh học NTT của Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên cho thấy được những hiệu quả rõ rệt về năng xuất và chất lượng [19]; mô hình “Ứng dụng chế phẩm sinh học xử lý rơm rạ trên cơ cấu sản xuất lúa mùa – lạc” với quy mô 20ha, 30 hộ dân tham gia tại xã Tân Hòa Đông, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang được Trạm Khuyến nông Tân Phước triển khai thực hiện.

Mô hình đem lại nhiều lợi ích về kinh tế do giảm được chi phí đầu vào, tận dụng được phụ phẩm bỏ đi [15]. Rau muống (Ipomoea aquatica) là một loài thực vật nhiệt đới bán thủy sinh thuộc họ Bìm bìm (Convolvulaceae), là một loại rau ăn lá. Tại Việt Nam, rau muống là một loại rau rất phổ biến và rất được ưa chuộng. Rau muống có hàm lượng khoáng rất cao [23].

Mồng tơi (Basella alba L.) là một loại rau ăn lá được nhiều người ưa thích lựa chọn và còn nhiều tác dụng khác như: nhuận tràng, lợi sữa, táo bón, chữa di tinh, … Chứa nhiều dinh dưỡng như glucid, chất béo, canxi, chất xơ, vitamin A, sắt, … Ngoài ra còn có chất nhầy pectin, peptide kháng nấm, ribosome [12]. Tuy nhiên, việc sản xuất rau hiện nay bằng phân hóa học còn tiềm ẩn nhiều độc hại như lạm dụng phân hóa học, bón phân không đúng kỹ thuật, tồn dư nhiều chất hóa học có hại trong rau [17]. Để đáp ứng được những nhu cầu cấp bách của thực tiễn, góp phần hoàn thiện một phần kĩ thuật sản xuất một số rau ăn lá và giải quyết một phần rác thải hữu cơ và phế phụ phẩm nông nghiệp hiện nay, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng một số chế phẩm vi sinh trong ủ phân hữu cơ phục vụ sản xuất rau ăn lá” là rất cần thiết.Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Lựa chọn được chế phẩm vi sinh phù hợp trong ủ phân hữu cơ sinh học - Lựa chọn được loại phân hữu cơ sinh học phù hợp cho sản xuất rau muống. - Lựa chọn được liều lượng phân bón hữu có sinh học phù hợp cho sản xuất rau mùng tơi.

Yêu cầu - Đánh giá được ảnh hưởng của một số loại chế phẩm vi sinh ủ phân đến hàm lượng dinh dưỡng và thời gian hoàn thành quá trình ủ phân hữu cơ. - Đánh giá được ảnh hưởng của các phân hữu cơ sinh học đến sinh trưởng và năng suất của cây rau Muống cạn. - Đánh giá được ảnh hưởng của liều lượng phân hữu cơ sinh học tới sinh trưởng, phát triển của cây rau Mùng tơi. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài 1.

Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu đề tài là cơ sở khoa học trong việc sử dụng các chế phẩm vi sinh để sản xuất phân hữu cơ sinh học và biện pháp kỹ thuật ủ phân hữu cơ sinh học từ phế phụ phẩm nông nghiệp. - Kết quả nghiên cứu đề tài là cơ sở khoa học giúp xác định biện pháp kỹ thuật sản xuất rau muống và rau mùng tơi an toàn sử dụng phân hữu cơ sinh học. - Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học góp phần nâng cao nhận thức của người nông dân về sản xuất nông nghiệp bền vững, nông nghiệp hữu cơ, tái sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp làm phân bón hữu cơ. Ý nghĩa thực tiễn - Giúp sinh viên nắm bắt được phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh và biện pháp kỹ thuật ủ phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp.

- Giúp sinh viên rèn luyện kỹ năng bố trí thí nghiệm trên đồng ruộng và kỹ thuật chăm sóc cây trồng, biết được phương pháp thu thập số liệu, xử lí số liệu và cách viết một bài báo cáo nghiên cứu khoa học. 5 CHƯƠNG II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.Cơ sở lý luận Tỉnh Thái Nguyên đã quy hoạch được các vùng sản xuất nông nghiệp an toàn theo quy trình VietGap với diện tích gần 800 ha trong giai đoạn từ 2011- 2016.

Cùng với đó, tỉnh đã đầu tư gần 770 tỷ đồng cho lĩnh vực nông nghiệp. Nhiều chương trình xúc tiến liên kết sản xuất, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp với các tỉnh lân cận, được Sở Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn (NN&PTNT) tham mưu. Tỉnh có các lợi thế đến như: có nhiều trường đại học, cao đẳng, nhiều khu công nghiệp với số lượng công nhân hàng trăm nghìn người, … Nằm trong quy hoạch vùng thủ đô tạo ra các cơ hội cho sản phẩm nông nghiệp của tỉnh Thái Nguyên. Tỉnh có chủ trương kêu gọi các doanh nghiệp đầu tư sản suất, xây dựng nền nông nghiệp sạch, nền nông nghiệp an toàn.

Cùng với đó, Hiệp định đối tác Kinh tế chiến lược Thái Bình Dương (TPP) đã ký kết tác động lớn đến xuất khẩu nông sản chất lượng cao, nông sản hữu cơ của Việt Nam. Hành lang pháp lý cho việc quản lý an toàn thực phẩm trong luật vệ sinh an toàn thực phẩm, tạo điều kiện cho hướng phát triển nông nghiệp hữu cơ của tỉnh. Đây là điều kiện tốt cho phát triển nông nghiệp nói riêng và kinh tế nói chung [21]. Phân vô cơ có các đặc điểm như gọn nhẹ, tác dụng nhanh hơn phân hữu cơ, thuận tiện cho người nông dân sử dụng.

Do đó, phân vô cơ tổng hợp được người nông dân ưa chuộng, thậm chí lạm dụng sử dụng trên cây trồng mà phớt lờ những tác hại mà nó tác động đến môi trường. Theo số liệu của FAO, diện tích đất thoái hóa lên đến 2 triệu ha. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bón cân đối tỷ lệ đạm hữu cơ và vô cơ sẽ gia tăng năng suất cây trồng, hiệu quả kinh tế cao và ổn định. Nếu bón 10 tấn phân chuồng/ha có thể giảm bớt được 40-50% lượng phân Kali cần bón.