ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một nƣớc có nhiều lợi thế về phát triển nông nghiệp. Song hành với quá trình sản xuất, hằng năm một lƣợng lớn phế thải sau quá trình thu hoạch, chế biến đƣợc thải ra ngoài môi trƣờng nhƣng chƣa đƣợc xử lý một cách hiệu quả. Các phụ phẩm này phần lớn đƣợc xử lý theo phƣơng pháp truyền thống là đốt bỏ hoặc thải trực tiếp ra môi trƣờng. Điều này không chỉ gây lãng phí nguồn sinh khối dồi dào mà còn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng.
Vấn đề nghiên cứu tập trung vào việc tái sử dụng nguồn cơ chất lignocellulose nhằm phục vụ sản xuất phân bón hữu cơ, thức ăn chăn nuôi, than đốt góp ý nghĩa to lớn tới nền kinh tế nông nghiệp, vừa không lãng phí nguồn tài nguyên tự nhiên dồi dào vừa giúp góp phần giảm thiểu các vấn đề về ô nhiễm môi trƣờng. Nguồn cơ chất lignocellulose bao gồm 3 thành phần chính là cellulose, hemicellulose và lignin. Trong đó Lingin là hợp chất vòng, có tính kết dính giữa các lớp cellulose và hemicellulose giúp làm tăng độ cứng cáp của thực vật. Chính đặc tính này của lignin khiến cho quá trình phân giải cellulose và hemicellulose tạo nguyên liệu cho quá trình tái sử dụng cơ chất bị cản trở rất nhiều.
Đã có nhiều nghiên cứu đánh giá về khả năng phân giải lignin trên phụ phẩm trong những năm gần đây, các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc cho thấy các chủng vi sinh vật nhƣ nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn có khả năng phân giải lignin nằm sử dụng hiệu quả nguồn cơ chất lignocellulose trong phế thải nông nghiệp. Một số đề tài trong nƣớc điển hình nhƣ đề tài của Định Hồng Duyên và cs nghiên cứu về các chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy phụ phẩm sau thu hoạch vải, đã thu đƣợc 98 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải cellulose và lignin từ 300 mẫu hoai mục, mẫu đất, mẫu mùn và bƣớc đầu xử lý phụ phẩm quả vải sau 35 ngày ủ đã cho thấy độ hoai mục đạt 57-59% (Đinh Hồng Duyên & cs. Ngoài ra, đề tài của Nguyễn Vũ Mai Linh và cs trong nghiên cứu về các chủng xạ khuẩn có khả năng phân giải lignin đã phân lập đƣợc 47 chủng xạ khuẩn ƣu nhiệt có khả năng phân giải lignin tốt từ 20 mẫu mùn thu tại Công ty giấy Bãi Bằng (Nguyễn Vũ Mai Linh & Nguyễn Thị Hồng Liên, 2020). Trên thế 1 giới cũng có nhiều nghiên cứu về hệ vi sinh vật có khả năng phân giải lignin nhƣ nghiên cứu năng cao khả năng phân hủy lignin trong ủ cây thuốc lá với việc cấy 2 loại nấm thối trắng Trametes hirusta và Pleurotus ostreatus giúp tăng khả năng phân hủy và tăng chất lƣợng đống ủ (Reddy & Yang, 2005).
Năm 2012, Zeng và cs đã đánh giá đƣợc sự phân hủy lignin rơm rạ lúa mì bản địa do Streptomyces viridosporus T7A (Zeng & cs. Tuy nhiên sử dụng nấm hay xạ khuẩn cũng đồng thời đem lại những rủi ro rất khó tránh khỏi bởi sự phát tán khó kiểm soát của chúng và trên phế phụ phẩm nhãn chƣa có nghiên cứu nào về vi khuẩn phân giải lignin trên phụ phẩm nhãn sau thu hoạch để phục vụ cho mục đích tạo chế phẩm vi sinh. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: ―Nghiên cứu môi trƣờng, điều kiện nuôi DN2, D3.6 và đánh giá khả năng sinh trƣởng, phát triển nhằm sử lý phụ phẩm nhãn‖ nhằm tạo môi trƣờng tối ƣu hóa, có tính ứng dụng cao để có thể giảm giá thành khi sinh khối lƣợng lớn đồng thời tạo tiền đề phục vụ cho các nghiên cứu sau này. 2 Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.
Thực trạng sản lƣợng phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam Việt Nam là một trong những nƣớc đang trong giai đoạn công nghiệp hóa- hiện đại hóa với một số ngành chủ lực về kinh tế trong đó có ngành nông nghiệp. Mặc dù, nhiều diện tích đất nông nghiệp đang dần đƣợc chuyển đổi mục đích sử dụng cho ngành công nghiệp. Tuy diện tích đất nông nghiệp đang đƣợc thu hẹp nhƣng sản lƣợng nông nghiệp không ngừng tăng. Điển hình nhƣ sản xuất lúa đã đạt sản lƣợng đến 43,86 triệu tấn (Bùi Thủy, 2022).
Là một nƣớc nông nghiệp, hằng năm lƣợng phế thải dƣ thừa trong quá trình chế biến các sản phẩm nông sản, thực phẩm rất lớn và đa dạng về chủng loại. Đó cũng là nỗi lo về các bãi chứa, đe dọa ô nhiễm môi trƣờng với những địa phƣơng có thế mạnh về sản xuất nông nghiệp. Mặc dù, ngành nông nghiệp đã đƣợc cơ giới hóa, đƣợc chú trọng nhƣng nó để lại không ít hệ quả tới môi trƣờng. Rác thải trồng trọt đƣợc thải ra bởi các hoạt động nông nghiệp khác nhau trong quá trình trồng trọt, canh tác nhƣ thu hoạch hoa màu, thâm canh lúa nƣớc, trồng trọt cây ăn quả điển hình nhƣ rơm rạ và trấu của lúa và lúa mì, chất thải của rau, sản phẩm thực phẩm, thân cây trồng… Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, tổng khối lƣợng phụ phẩm năm 2020 của cả nƣớc là trên 156,8 triệu tấn, bao gồm: 88,9 triệu tấn phụ phẩm sau thu hoạch từ cây trồng, từ quá trình chế biến nông sản của ngành trồng trọt (chiếm 56,7%).
Việc sản xuất chất thải nông nghiệp tràn lan gây ô nhiễm môi trƣờng và phát sinh nhiều vấn đề ô nhiễm môi trƣờng. Nguyễn Thị Ngọc Trúc, Viện Cây ăn quả miền Nam, trong quá trình sản xuất, thu hái và chế biến trái cây ở ĐBSCL, miền Đông Nam Bộ, lƣợng hạt xoài, vỏ chuối, vỏ sầu riêng, hạt nhãn, hạt vải… rất nhiều, nhƣng nhiều nơi đang để lãng phí, thậm chí còn gây ô nhiễm môi trƣờng, trong khi có thể tái sử dụng để làm ―phân bón hữu cơ‖ cho cây trồng. Võ Tòng Xuân (―cha đẻ‖ của nhiều giống lúa ngon của ĐBSCL) cho rằng, việc thu gom, tái sử dụng các loại phụ phẩm trong nông nghiệp (chăn nuôi, trồng trọt, thủy sản, lâm 3 nghiệp) không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn giúp nông dân có cơ hội làm giàu. Võ Tòng Xuân cho hay: ―Hạt nhãn, hạt vải thiều… có rất nhiều công dụng mà chúng ta chƣa khai thác hết, không chỉ làm phân bón mà có thể chế biến làm thức ăn cho gia súc, thậm chí làm thực phẩm chức năng nhƣng hiện nay chúng ta đang để lãng phí‖ (Đỗ Hƣơng, 2021).
Trong những khoảng thời gian nhất định, đặc tính của phế liệu thay đổi và gây tác hại, độc hại đối với con ngƣời. Khoảng 2 tấn chất thải nông nghiệp mỗi ngày đƣợc sản xuất ở các vùng nông thôn. Bên cạnh đó, trang trại bò và ngành công nghiệp mía đƣờng đã thải ra trung bình 20 triệu tấn chất thải, là một nguồn giàu chất dinh dƣỡng và phân chuồng. Thông thƣờng, nông dân đốt hoặc để lại chất thải nông nghiệp trên đồng ruộng, nhƣng điều này gây ra nhiều ô nhiễm không khí và ô nhiễm đất, trong khi tỉ lệ phụ phẩm đƣợc thu gom, sử dụng trong nông nghiệp chỉ chiếm 32,2%, trong đó tỉ lệ sử dụng cho mục đích cơ bản nhƣ làm thức ăn thô cho gia súc ăn cỏ, làm chất độn cho chuồng vật nuôi, làm đệm lót sinh học cho vật nuôi, phủ gốc cây trồng, làm nấm rơm… chiếm tới 56,3% lƣợng phụ phẩm đƣợc thu gom.
Trƣớc đây, khi nông nghiệp còn chƣa đƣợc cơ giới hóa, các phế phẩm nông nghiệp nhƣ rơm, rạ, bẹ ngô…đƣợc tái sử dụng làm chất đốt trong gia đình, làm thức ăn chăn nuôi cũng nhƣ tận dụng để làm nguyên liệu ủ phân hữu cơ. Ngƣời nông dân có thể tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp vào nhiều mục đích khác nhau. Theo Tổng cục Thống kê, tổng khối lƣợng phụ phẩm ở nƣớc ta năm 2020 là trên 156,8 triệu tấn, bao gồm: 88,9 triệu tấn phụ phẩm sau thu hoạch từ cây trồng, từ quá trình chế biến nông sản của ngành trồng trọt (chiếm 56,7%); 61,4 triệu tấn phân gia súc, gia cầm từ ngành chăn nuôi (chiếm 39,1%); 5,5 triệu tấn từ ngành lâm nghiệp (chiếm 3,5%) và khoảng gần 1 triệu tấn từ ngành thủy sản (10,6%). Riêng tại Hậu Giang, trên cây lúa: ƣớc lƣợng rơm, rạ, vỏ trấu từ sản xuất 3 vụ lúa trên địa bàn lƣợng phụ phẩm phát thải ra môi trƣờng 1,48 ngàn tấn từ rơm rạ, vỏ trấu (rơm rạ 1.152,8 ngàn tấn, vỏ chấu 327,2 ngàn tấn) và 176,2 ngàn tấn cám; Trên cây ăn trái: lƣợng phụ phẩm chủ yếu là cành lá trong quá trình cắt tỉa, trái rụng do yếu tố sâu bệnh với ƣớc lƣợng khoảng 172,7 ngàn tấn/năm.
Trên rau màu: phụ phẩm ƣớc 46,9 ngàn tấn/năm, chủ yếu là thân lá của rau màu sau thu hoạch còn lại trên đồng ruộng. Trên cây bắp với diện tích trồng 2.050 với 4 lƣợng phụ phẩm sau thu hoạch lớn, có 5% phụ phẩm là thân lá tƣơi đƣợc nông dân thu hoạch để làm thức ăn gia súc nhƣ trâu, bò, dê với với số lƣợng 123 tấn tƣơi/năm, số lƣợng thân lá còn lại cho tự oai mục tại rẫy; Trên cây mía: ƣớc phụ phẩm 126 ngàn tấn, chủ yếu từ ngọn mía bỏ lại tại rẫy và xác bã sau khi nhà máy đã p đƣờng. Trong đó: ngọn mía là 7,56 tấn, bã mía là 118,5 ngàn tấn. Với nhịp sống nhanh, sự tiến bộ của nông nghiệp cũng nhƣ trình độ của ngƣời nông dân, tang gia sản xuất thâm canh xen canh lien tục quanh năm tạo ra rất nhiều phế phụ phẩm nông nghiệp, tuy nhiên lƣợng phế phụ phẩm này không đƣợc xử lý triệt để tận dụng làm phân ủ,…mà chỉ bị bỏ lại ngoài đồng, vƣờn, thậm chí là đốt,.
gây ảnh hƣởng rất nhiều tới việc ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng đến cuộc sống và phí phạm nguồn nhiên liệu tự nhiên. Vì vậy, vấn đề đặt ra hiện nay là làm sao giải quyết triệt để việc tái sử dụng phế phẩm nông nghiệp tạo sinh kế cho ngƣời nông dân đồng thời hạn chế mức độ ảnh hƣởng tới môi trƣờng. Tổng quan về phế phụ phẩm sau thu hoạch nhãn Nhãn là một trong những cây trồng phổ biến và có giá trị kinh tế cao, phân bố rộng rãi ở các nƣớc Đông Nam Á nhƣ Trung Quốc, Việt Nam, Thái Lan và Philipin (Ya-Yuan Tang & cs. Ở nƣớc ta, nhãn đƣợc trồng nhiều ở nhiều vùng khắp cả nƣớc.
Tuy nhiên, hai tỉnh Sơn La và Hƣng Yên là nơi trồng nhiều nhãn nhất miền Bắc chiếm khoảng 30% diện tích trồng nhãn của toàn quốc (Báo Hƣng Yên, 2020). Theo Cục chế biến và phát triển thị trƣờng nông sản, dự kiến năm 2021 tổng sản lƣợng nhãn trên cả nƣớc đạt 637 nghìn tấn, tăng khoảng 8% so với năm 2020. Tại khu vực phía Nam, sản lƣợng nhãn ƣớc đạt 337.000 tấn, tăng khoảng 4% so với năm 2020 (324. Trong đó sản lƣợng đã thu hoạch 6 tháng đầu năm ƣớc đạt 60.