Đặt vấn đề Hiện nay sản xuất nông nghiệp vẫn là ngành chủ đạo ở nước ta, với trên 10 triệu ha đất nông nghiệp và có 2 vùng sản xuất lúa gạo lớn nhất cả nước là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long đã giúp Việt Nam là nước thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo. Ngoài ra còn có nhiều nông sản khác như cà phê, bông, mía, chè…Là một nước nông nghiệp hàng năm lượng phế thải sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân lá cây ngô, bã mía, sau quá trình chế biến các nông sản rất lớn và đa dạng về chủng loại. Đó cũng là nỗi lo về các bãi chứa, đe dọa ô nhiễm môi trường với các địa phương có thề mạnh về sản xuất nông nghiệp. Tất cả các nguồn phế thải này một phần bị đốt gây ô nhiễm không khí gây ra hiệu ứng nhà kính; phần còn lại gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, môi trường nước và là ổ dịch bệnh gây hại cho mùa màng.
Hoạt động sản xuất nông nghiệp hiện nay con người đã lấy đi khỏi đất hàng tỷ tấn vật chất mỗi năm thông qua sinh khối của cây trồng. Nhưng lại không hoàn trả cho đất lượng vật chất đã lấy đi nên đã làm cho đất ngày càng trở nên thoái hóa, bạc màu, thành phần cơ giới đất mất cân đối, cây trồng sinh trưởng phát triển không đồng đều. Để tăng năng suất và bảo vệ cây trồng thì người dân phải sử dụng phân bón hóa học, thuốc BVTV. Vì vậy tính tồn dư độc hại trong sản phẩm nông nghiệp ngày càng tăng và an toàn dinh dưỡng càng giảm sút ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động nông nghiệp và người sử dụng sản phẩm.
Trong khi đó sản phẩm phụ của nông nghiệp sau thu hoạch thay phân chuồng chưa được khai thác sử dụng một cách hợp lý. Xã Phúc Xuân nằm ở phía Tây thành phố Thái Nguyên, tiềm năng khai thác các nguồn nguyên liệu sẵn có để sản xuất phân bón tại chỗ rất phong phú với số lượng nhiều. Các phế phụ phẩm nông nghiệp như: rơm rạ, cây họ đậu, thân lá ngô, và nhiều loại chất hữu cơ xanh khác là nguồn tài nguyên vô cùng 2 có giá trị đối với sản xuất nông nghiệp. Trước đây, phần lớn phế thải nông nghiệp sau thu hoạch dùng để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc nhưng nhiều năm trở lại đây đời sống của người dân được cải thiện, họ không còn chú trọng đến tái sử dụng những phế phẩm nông nghiệp, vì thế những phế phẩm nông nghiệp này thường bị bỏ lại ngay tại đồng ruộng, thậm chí đốt ngay tại ruộng gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe và làm mất an toàn giao thông trên nhiều tuyến đường.
Nếu lượng phế phụ phẩm này cứ tiếp tục bị vứt bỏ không hoàn trả lại cho đất thì đất sẽ thiếu trầm trọng chất hữu cơ, ngày càng thoái hóa khiến cây trồng sinh trưởng, phát triển kém, năng suất giảm dần theo thời gian. Vì vậy việc xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp không chỉ làm sạch môi trường mà còn góp phần tạo ra phân hữu cơ trả lại cho đất, giảm bớt chi phí cho người dân. Để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp chúng ta cần hướng tới tận dụng các nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp làm phân bón. Việc tái sử dụng chúng có thể được xử lý bằng nhiều biện pháp và một trong những biện pháp hữu hiệu, có tính khả thi cao là sử dụng chế phẩm vi sinh vật.
Xuất phát từ thực tế trên và được sự đồng ý của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn Hải và PGS-TS Nguyễn Ngọc Nông - Khoa Môi trường - Đại học Nông lâm Thái Nguyên em tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân – Thành phố Thái Nguyên” 1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1. Mục tiêu tổng quát - Nghiên cứu quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học xử lý môi trường từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp, giúp người dân chủ động cung cấp phân bón tại chỗ cho sản xuất nông nghiệp sạch, an toàn và thân thiện với môi trường. - Giảm được lượng phân bón hóa học trên đồng ruộng 3 - Tiết kiệm chi phí cho người dân nhờ việc làm phân bón tại chỗ.
Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng, các hình thức sử dụng, xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân- thành phố Thái Nguyên. - Nghiên cứu, xây dựng mô hình thí nghiệm sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ phế phụ phẩm nông nghiệp sẵn có. - Giúp người dân nắm bắt được quy trình làm phân hữu cơ sinh học. - Đề xuất một số biện pháp xử lý có hiệu quả phù hợp với địa phương.
Yêu cầu của đề tài - Số liệu phải thu thập một cách khách quan, trung thực, chính xác. - Tiến hành điều tra theo bộ câu hỏi: Bộ câu hỏi phải dễ hiểu, đầy đủ các thông tin cần thiết cho việc đánh giá. - Nơi bố trí thí nghiệm thuận tiện cho việc sử dụng, trên nền đất trống hoặc nền xi măng khô ráo, có rãnh xung quanh để thu gom nước. Sản phẩm phân bón thu được phải được phơi khô để ở nhiệt độ phòng nhằm tránh sai sót trong kết quả phân tích mẫu.
- Số liệu nghiên cứu phải được ghi chép đầy đủ, chính xác, thể hiện đầy đủ và đúng thực tế. Kết thúc thí nghiệm số liệu phải được xử lý thống kê nhằm đưa ra bảng số liệu cuối cùng. - Quy trình sản xuất phân bón phải rõ ràng để người dân dễ dàng thực hiện, giá thành hợp lý. - Những kiến nghị đưa ra phải phù hợp với tình hình địa phương và có tính khả thi cao.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và ngiên cứu - Cơ hội vận dụng các lý thuyết đã học vào thực tiễn cuộc sống. - Rèn luyện kỹ năng thực tế, rút ra kinh nghiệm, làm quen với môi trường làm việc sau này. Đồng thời tạo lập thói quen, kỹ năng làm việc độc lập.
4 - Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu tham khảo. Ý nghĩa trong thực tiễn - Khắc phục tình trạng ô nhiễm không khí do đốt chất thải nông nghiệp theo hướng thân thiện với môi trường. - Áp dụng rộng rãi việc sử dựng chế phẩm sinh học trong sản xuất nông nghiệp tại địa phương. - Tạo ra nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí trong sản xuất nông nghiệp.
- Cải thiên chất lượng nông sản, độ phì nhiêu của đất. 5 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Khái niệm chất thải Có nhiều định nghĩa khác nhau về chất thải. Trong đó: Chất thải là mọi thứ mà con người, thiên nhiên và quá trình con người tác động vào thiên nhiên thải ra môi trường.[8] Chất thải là các chất hoặc vật liệu mà người chủ hoặc người tạo ra chúng hiện tại không sử dụng và thải bỏ chúng.
Chất thải là sản phẩm được phát sinh ra trong quá trình sinh hoạt của con người, sản xuất nông nghiệp, công nghiêp, thương mại, dịch vụ, giao thông, sinh hoạt gia đình, trường học, các khu dân cư, nhà hàng, khách sạn…[12] 2. Khái niệm phế phụ phẩm nông nghiệp Phế phụ phẩm nông nghiệp là chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động nông nghiệp. Phế phụ phẩm nông nghiệp là những sản phẩm phụ thu được từ sản xuất nông nghiệp ngoài những sản phẩm chính. Ví dụ: rơm rạ, cám gạo, vỏ trấu, rễ lúa ngoài gạo là chính, lõi ngô, thân ngô, bẹ lá ngô, bã mía, vỏ mía, cỏ mía, vỏ hạt cà phê.[5] * Nguồn gốc, thành phần và phân loại phế phụ phẩm nông nghiệp 1.
Nguồn gốc Nguồn gốc phát sinh phế thải nông nghiệp từ nhiều nguồn khác nhau và được thể hiện qua sơ đồ sau: 6 Trồng trọt Bảo vệ (thực vật TV,ĐV ( bao chết, tỉa bì đựng,chai cành, làm lọ đựng hóa cỏ…) CHẤT chất TVBV ) THẢI Thu hoạch Qúa trình bón nông sản RẮN phân, kích ( rơm rạ, thích tăng trấu, thân, lõi NÔNG trưởng (bao bì ngô…) đựng phân NGHIỆP bón) Chế biến Thú y ( chai lọ sữa, giết mổ đựng thuốc gia súc, gia thú y, dụng cụ cầm tiêm) Hình 2. Sơ đồ nguồn gốc phát sinh chất thải rắn nông nghiệp (Nguồn : Nguyễn Đinh Hương và CS,2006) [8] Phế thải nông nghiệp phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như trong quá trình trồng trọt, thu hoạch nông sản, quá trình sử dụng thuốc BVTV, quá trình bón phân, kích thích sinh trưởng. Trong quá trình trồng trọt, phế phẩm nông nghiệp chính là cành lá bị cắt tỉa, các loại cỏ dại bị con người loại bỏ khi chăm sóc cây và cả xác thực vật đã chết. Để cây trồng sinh trưởng phát triển tốt và phòng chống sâu hại con người đã sử dụng các loại phân bón hoá học, các loại thuốc BVTV nhưng bao bì và chai lọ đựng các hóa chất, túi nilon túi giấy đựng phân bón đó lại bị vứt bừa bãi trên đồng ruộng trở thành phể thải nông nghiệp có tính nguy hại cao cần phải có biện pháp thu gom và xử lý thích hợp.
Ngoài ra phế thải nông nghiệp còn phát sinh trong quá trình thu 7 hoạch nông sản như; rơn rạ, trấu, thân lá lõi ngô, bã mía…Đây là nguồn phế thải chính và hiện đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý kịp thời. Thành phần Phế thải nông nghiệp bao gồm nhiều chủng loại khác nhau, phần lớn là các thành phần có thể phân hủy sinh học và một phần là các chất khó phân hủy và độc hại. Thành phần chính của chất thải nông nghiệp bao gồm : + Phế phụ phẩm từ trồng trọt : rơm rạ, trấu, cám, lá cây, vỏ, lõi ngô, bã mía, thân lá khoai lang, khoai tây… + Phân động vật: phân gia súc ( trâu, bò, lợn.), phân gia cầm ( gà, vịt, ngan…) + Bao bì đóng gói, chai lọ đựng TBVTV, đựng thuốc trừ sâu, lọ đựng thuốc thú y, túi đựng hóa chất nông nghiệp, túi đựng phân bón. +Các bệnh phẩm, xác động thực vật chết như gà toi, lở mồm long móng, bò điên chứa các vi trùng gây bệnh, lông gia súc.
Thành phần chất thải trong trồng trọt ( Phế phụ phẩm phát sinh để thu được 1 tấn nông sản sau thu hoạch) Tên nông sản Phế phụ phẩm Khối lượng (kg) Rơm, rạ 4000 - 6000 Lúa Cám 150 Trấu 200 Ngô Thân, lá cây 2100 - 2350 Vỏ, lõi, râu, bắp 50 ( Nguồn: Nguyễn Đinh Hương và CS,2006) [8] 8 3.