Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong canh tác nông nghiệp hiện đại, cơ giới hóa đóng vai trò trọng yếu nhằm giải phóng sức lao động và nâng cao hiệu quả sử dụng đất. Tuy nhiên, việc xử lý tàn dư sau thu hoạch bằng biện pháp băm nhỏ và vùi trực tiếp vào đồng ruộng tiềm ẩn nhiều rủi ro về mặt nông học và môi trường, đặc biệt là hiện tượng ngộ độc hữu cơ cho cây trồng vụ sau, sự cạnh tranh dinh dưỡng đạm tạm thời của vi sinh vật và nguy cơ phát sinh khí độc trong điều kiện yếm khí.
Theo số liệu từ Viện Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Nông thôn Việt Nam (VIRI), khối lượng phế phụ phẩm trồng trọt tại Việt Nam phát sinh hàng năm là rất lớn, trong đó rơm lúa chiếm 42,8 triệu tấn, thân cây bắp chiếm khoảng 10 triệu tấn và phụ phẩm rau quả đạt 3,6 triệu tấn. Dù vậy, tỷ lệ thu gom và tái sử dụng phế phụ phẩm trồng trọt trên cả nước mới đạt 52,2%; hơn 80% lượng thân lá bắp sau thu hoạch chưa được xử lý hiệu quả mà chủ yếu bị đốt bỏ tại ruộng hoặc thải trực tiếp ra môi trường, gây lãng phí tài nguyên hữu cơ và ô nhiễm môi trường sinh thái. Song song đó, ngành chăn nuôi gia cầm phát triển nhanh chóng tạo ra lượng chất thải phân gà trấu đáng kể (trung bình 40 kg/con/năm trên tổng đàn hơn 409 triệu con), đòi hỏi các giải pháp xử lý triệt để mầm bệnh trước khi bón cho cây. Việc nghiên cứu ủ phân hữu cơ (compost) từ nguồn phụ phẩm thân lá bắp kết hợp phân chuồng nhằm tạo ra nguồn phân bón hữu cơ chất lượng cao, phục vụ cải tạo đất xám bạc màu tại chỗ, là một yêu cầu thực tiễn cấp thiết.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:
- Xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu tối ưu (giữa thân lá bắp, lá bi bắp và phân gà trấu) để sản xuất phân compost đạt tiêu chuẩn kỹ thuật bằng phương pháp ủ hiếu khí có cấp khí đáy.
- Đánh giá chất lượng và hiệu quả nông học của sản phẩm phân compost sau ủ thông qua thử nghiệm bón bổ sung trên cây rau cải xanh (Brassica juncea L.) trồng trên đất xám.
Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm:
- Bố trí thí nghiệm ủ phân quy mô pilot, theo dõi các chỉ tiêu lý học và hóa học xuyên suốt quá trình ủ.
- Bố trí thí nghiệm trồng rau cải xanh trong chậu để đánh giá các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất.
- Phân tích số liệu và xử lý thống kê sinh học.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Phụ phẩm thân lá bắp (TLB), lá bi bắp (LB) thu thập tại Trại Thực nghiệm Khoa Nông học; phân gà trấu (PGT) từ Đồng Nai; chế phẩm nấm đối kháng Trichoderma; giống rau cải xanh HN-25 (Brassica juncea L.); đất xám pha cát tại địa bàn nghiên cứu.
- Phạm vi không gian: Trại Thực nghiệm Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh (thành phố Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh).
- Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện từ tháng 11/2022 đến tháng 04/2023 (Thí nghiệm ủ phân từ tháng 11/2022 đến tháng 12/2022; Thí nghiệm trồng rau từ tháng 02/2023 đến tháng 03/2023).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của đề tài dựa trên bản chất sinh hóa của quá trình ủ compost hiếu khí và động thái dinh dưỡng khoáng trong đất. Theo Nghị định số 108/2017/NĐ-CP và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng phân bón QCVN 01-189:2019/BNNPTNT, phân compost là sản phẩm của quá trình phân giải sinh học hiếu khí các chất thải hữu cơ dưới tác động kiểm soát của con người, chuyển hóa cơ chất phức tạp thành mùn ổn định giàu dinh dưỡng khoáng. Quá trình ủ chịu sự chi phối chặt chẽ bởi các thông số kỹ thuật: tỷ lệ C/N ban đầu (tối ưu 25:1 – 30:1), kích thước hạt (3 – 50 mm), độ ẩm cơ chất (50 – 60%), độ thoáng khí (30 – 60%) và nhiệt độ khối ủ (duy trì pha ưa nhiệt 50 – 55°C để tiêu diệt mầm bệnh và hạt cỏ). Đồng thời, đề tài ứng dụng các nguyên lý chuyển hóa đạm trong đất (amoni hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa và cố định đạm sinh vật) nhằm giải thích hiện tượng cạnh tranh dinh dưỡng khi bón phụ phẩm tươi so với phân hữu cơ đã hoai mục.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế qua hai giai đoạn liên hoàn:
- Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ phối trộn nguyên liệu ủ compost (quy mô pilot)
- Bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) đơn yếu tố với 4 nghiệm thức và 2 lần lặp lại (tổng cộng 8 ngăn ủ). Kích thước mỗi ngăn ủ là 2,0 m x 0,9 m x 1,1 m (dài x rộng x cao), thể tích khối ủ 1,0 m³, xây trên nền xi măng nâng cao 20 cm có lắp đặt hệ thống ống PVC đục lỗ cấp khí cưỡng bức dưới đáy.
- Bổ sung chế phẩm sinh học Trichoderma dạng bột hòa nước với liều lượng 1 kg/tấn nguyên liệu. Đảo trộn định kỳ vào các ngày thứ 0, 5, 10, 15, 20 và 30 sau khi ủ (NSU).
- Các nghiệm thức phối trộn gồm:
- NT1: 100% Thân lá bắp xay nhỏ (TLB).
- NT2: 100% Lá bi bắp xay nhỏ (LB).
- NT3: 75% TLB + 25% LB.
- NT4: 60% TLB + 20% LB + 20% Phân gà trấu (PGT).
- Thí nghiệm 2: Đánh giá hiệu quả bón phân compost lên sinh trưởng và năng suất rau cải xanh
- Bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) đơn yếu tố gồm 8 nghiệm thức và 3 lần lặp lại (24 chậu gỗ kích thước 0,78 m x 0,56 m x 0,20 m; diện tích bề mặt 0,42 m²; mật độ 20 cây/chậu, tương đương 47 cây/m²). Lớp đất mặt 0 – 10 cm (20 kg cát pha) được phối trộn đồng đều với phân bón lót theo từng công thức.
- Nguồn compost sử dụng là sản phẩm tối ưu từ Thí nghiệm 1 (NT4). Bón thúc sử dụng phân vô cơ NPK (16-16-8). Quy trình chăm sóc áp dụng tưới nhỏ giọt, phòng trừ sâu hại bằng thuốc Plutel 5EC vào các ngày 7, 14, 21 sau gieo, thu hoạch ở 28 ngày sau cấy (NSC).
Nguồn dữ liệu và phương pháp thu thập chỉ tiêu:
- Chỉ tiêu lý hóa khối ủ: Đo nhiệt độ hàng ngày bằng nhiệt kế chuyên dụng tại 3 tầng độ sâu (0 – 20 cm, 20 – 40 cm, 40 – 60 cm); xác định độ sụt giảm thể tích; đo độ ẩm, pH (tỷ lệ 1:10), độ dẫn điện EC (1:10) và độ mặn NaCl tại các ngày 0, 5, 10, 15, 20, 30 NSU.
- Chỉ tiêu phân tích chất lượng compost sau ủ: Hàm lượng carbon hữu cơ (TCVN 9294:2012), đạm tổng số $N_{ts}$ (TCVN 8557:2010), lân hữu hiệu $P_2O_{5hh}$ (TCVN 8559:2010), kali hữu hiệu $K_2O_{hh}$ (TCVN 8560:2010) và tỷ lệ C/N.
- Chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất cây trồng: Đo chiều cao cây, đếm số lá (định kỳ 5 ngày/lần); xác định trọng lượng tươi và trọng lượng khô thân lá, rễ; tính toán năng suất lý thuyết (NSLT), năng suất thực thu (NSTT) và tỷ lệ bội thu năng suất (BTNS).
- Phương pháp xử lý số liệu: Phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định phân hạng trung bình bằng trắc nghiệm LSD ở mức ý nghĩa $\alpha = 0,05$ trên phần mềm thống kê R 4.2.2.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về phân compost, thực trạng phụ phẩm cây bắp và các yếu tố kỹ thuật kiểm soát quá trình ủ hiếu khí:
- Khái quát vai trò của phân compost trong cải tạo lý - hóa tính đất, tăng cường khả năng giữ nước, bổ sung mùn và kích thích hệ vi sinh vật bản địa phát triển.
- Phân tích hiện trạng nguồn nguyên liệu phụ phẩm tại Việt Nam: thân lá bắp có tỷ trọng nhẹ (dung trọng 50 kg/m³, tỷ trọng 216,7 kg/m³, độ rỗng 76,9%), lá bi bắp có độ rỗng cao (93,1%, tỷ trọng 437,8 kg/m³), trong khi phân gà trấu có hàm lượng dinh dưỡng khoáng đa lượng và vi lượng dồi dào nhưng tỷ lệ C/N thấp.
- Trình bày động thái chu trình đạm trong đất, chỉ rõ rủi ro khi vùi tàn dư thực vật tươi chưa phân hủy có thể gây hiện tượng "đói đạm" sinh học và ức chế rễ non.
- Tổng kết các công trình nghiên cứu tiền bối: mô hình ủ hiếu khí cưỡng bức của Trần Thị Thanh Tâm (2020), ứng dụng IoT giám sát phân gà của Trần Duy Toàn và cộng sự (2022), hiệu quả bón compost trên cây cải thìa của Vũ Thị Ngọc Trâm (2020), công nghệ ủ rác chợ của Võ Diệp Ngọc Khôi và Trần Văn Quang (2019), phân hữu cơ biogas của Lê Thị Thanh Chi và cộng sự (2010), cùng nghiên cứu tận dụng bùn thải nhà máy bia của Nguyễn Thị Phương và cộng sự (2018).
Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm, đặc tính nguyên liệu ban đầu và các công thức phân bón:
- Đặc tính nguyên liệu đầu vào: Thân lá bắp có pH 6,51, EC 667 µS/cm; Lá bi bắp có pH 6,26, EC 337 µS/cm; Phân gà trấu có độ ẩm 19,4%, pH 7,4, EC 6430 µS/cm, không phát hiện vi khuẩn gây bệnh E. coli và Salmonella.
| Thông số nguyên liệu ban đầu |
Thân lá bắp (TLB) |
Lá bi bắp (LB) |
Phân gà trấu (PGT) |
| Độ ẩm (%) |
- |
- |
19,4 |
| pH (tỷ lệ 1:10) |
6,51 |
6,26 |
7,40 |
| EC (tỷ lệ 1:10) (µS/cm) |
667 |
337 |
6430 |
| Dung trọng (kg/m³) |
50,0 |
30,0 |
- |
| Tỷ trọng (kg/m³) |
216,7 |
437,8 |
- |
| Độ rỗng (%) |
76,9 |
93,1 |
- |
- Chi tiết các công thức bón phân trong Thí nghiệm 2 trên rau cải xanh (diện tích chậu 0,42 m²):
- NT1: Đối chứng không bón phân.
- NT2: Đối chứng sản xuất (1 kg phân bò + 50 g NPK 16-16-8)/m² (tương đương 0,42 kg PB + 21 g NPK/chậu).
- NT3: (0,5 kg TLB tươi + 50 g NPK)/m² (tương đương 0,21 kg TLB + 21 g NPK/chậu).
- NT4: (1,0 kg TLB tươi + 50 g NPK)/m² (tương đương 0,42 kg TLB + 21 g NPK/chậu).
- NT5: (2,0 kg TLB tươi + 50 g NPK)/m² (tương đương 0,84 kg TLB + 21 g NPK/chậu).
- NT6: (1,0 kg compost NT4 + 50 g NPK)/m² (tương đương 0,42 kg compost + 21 g NPK/chậu).
- NT7: (1,0 kg compost NT4 + 37,5 g NPK)/m² (giảm 25% NPK, bón 15,75 g NPK/chậu).
- NT8: (1,0 kg compost NT4 + 25 g NPK)/m² (giảm 50% NPK, bón 10,5 g NPK/chậu).
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 3 trình bày chuỗi dữ liệu thực nghiệm về động thái khối ủ và năng suất cây trồng:
- Động thái khối ủ compost:
- Nhiệt độ: Khối ủ NT4 đạt đỉnh nhiệt độ 68°C vào ngày thứ 4, duy trì pha ưa nhiệt dài hơn và tái tăng nhiệt sau mỗi lần đảo trộn (ngày 5, 10, 15), trước khi hạ nhiệt ổn định từ ngày 20 NSU. Các nghiệm thức phụ phẩm thuần (NT1, NT2, NT3) tăng nhiệt ban đầu nhưng nhanh chóng giảm sau 10 NSU do thiếu hụt đạm cho vi sinh vật.
- Chỉ số pH, EC và NaCl: pH tăng nhẹ trong 5 ngày đầu (đạt 6,68 – 6,87 do giải phóng NH₃), sau đó giảm và duy trì ổn định trong khoảng 6,22 – 6,67 ở cuối quá trình ủ. EC tăng dần theo thời gian phản ánh quá trình khoáng hóa chất hữu cơ, trong đó NT4 đạt EC cao nhất (4758 µS/cm). Độ mặn NaCl dao động từ 0,03% đến 0,24%.
- Sụt giảm thể tích và khối lượng thu hồi: Khối ủ sụt giảm mạnh nhất trong 5 ngày đầu; kết thúc 30 ngày ủ, thể tích giảm từ 50% đến 61% (thể tích còn lại 0,39 – 0,5 m³). Tổng khối lượng compost thu được ở NT4 đạt cao nhất với 125,2 kg (gồm 50,2 kg hạt loại 1 qua sàng < 5 mm và 75,1 kg hạt loại 2 qua sàng > 5 mm).
| Chỉ tiêu chất lượng sau ủ |
NT1 (100% TLB) |
NT2 (100% LB) |
NT3 (75% TLB + 25% LB) |
NT4 (60% TLB + 20% LB + 20% PGT) |
Quy chuẩn QCVN 01-189:2019 |
| Đạm tổng số $N_{ts}$ (%) |
- |
1,56 |
- |
2,42 |
- |
| Lân hữu hiệu $P_2O_{5hh}$ (%) |
- |
- |
- |
3,46 |
- |
| Kali hữu hiệu $K_2O_{hh}$ (%) |
- |
- |
- |
3,22 |
- |
| pH ($H_2O$, tỷ lệ 1:10) |
6,67 |
6,22 |
6,61 |
6,61 |
$\ge 5,0$ |
| EC (µS/cm) |
1065 |
613 |
898 |
4758 |
- |
| Độ mặn NaCl (%) |
0,05 |
0,03 |
0,04 |
0,24 |
- |
| Độ ẩm (%) |
61,0 |
64,0 |
64,0 |
55,0 |
$\le 30,0$ |
| Chất hữu cơ (%) |
- |
57,27 |
- |
40,54 |
$\ge 20,0$ |
| Tỷ lệ C/N |
- |
36,71 |
- |
16,77 |
$\le 12,0$ |
- Sinh trưởng và năng suất rau cải xanh:
- Chiều cao cây và số lá: Các nghiệm thức bón compost (NT6, NT7, NT8) giúp cây cải phát triển vượt trội. Tại thời điểm thu hoạch (25 NSC), chiều cao cây ở NT7 đạt 35,0 cm và NT8 đạt 34,4 cm; số lá đạt từ 9,5 đến 10,1 lá/cây. Ngược lại, nghiệm thức bón vùi 2 kg TLB tươi (NT5) khiến cây bị còi cọc rõ rệt do ngộ độc hữu cơ, chiều cao chỉ đạt 27,0 cm.
- Năng suất và hiệu quả giảm phân vô cơ: Bón compost kết hợp giảm phân hóa học mang lại năng suất thực thu cao nhất. Nghiệm thức NT7 (giảm 25% NPK) đạt NSTT 944,3 g/m² (bội thu 80,4% so với đối chứng không bón), NT8 (giảm 50% NPK) đạt NSTT 873,3 g/m² (bội thu 66,9%), tương đương hoặc cao hơn nghiệm thức bón 100% NPK kết hợp phân bò NT2 (NSTT 909,0 g/m²). Trong khi đó, NT5 bón 2 kg TLB tươi chỉ đạt NSTT 541,5 g/m² (bội thu chỉ đạt 3,8%).
| Nghiệm thức |
Trọng lượng tươi (g/cây) |
Trọng lượng khô (g/cây) |
Năng suất lý thuyết ($g/m^2$) |
Năng suất thực thu ($g/m^2$) |
Bội thu năng suất (%) |
| NT1 (ĐC1: Không bón) |
17,2 |
0,9 |
808,4 |
523,4 b |
0,0 |
| NT2 (ĐC2: PB + NPK) |
21,7 |
1,2 |
1021,5 |
909,0 a |
73,7 |
| NT3 (0,5 kg TLB + NPK) |
19,5 |
0,9 |
758,9 |
726,3 ab |
38,8 |
| NT4 (1,0 kg TLB + NPK) |
18,0 |
0,9 |
722,1 |
541,5 b |
3,8 |
| NT5 (2,0 kg TLB + NPK) |
20,7 |
1,1 |
883,8 |
841,3 ab |
60,8 |
| NT6 (1 kg compost + NPK) |
22,1 |
1,2 |
1014,5 |
944,3 a |
80,4 |
| NT7 (1 kg compost + 75% NPK) |
21,7 |
1,1 |
915,0 |
873,3 ab |
66,9 |
| NT8 (1 kg compost + 50% NPK) |
19,8 |
1,0 |
930,6 |
843,3 ab |
61,1 |
| Mức ý nghĩa ($F_{tinh}$) |
$0,3^{ns}$ |
$0,7^{ns}$ |
$0,2^{ns}$ |
$5,6^{**}$ |
- |
(Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có cùng ký tự theo sau không khác biệt ở mức ý nghĩa $P < 0,01$; $^{ns}$ là không có ý nghĩa thống kê).
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu mang lại các kết quả thực nghiệm định lượng rõ ràng:
- Xác định được công thức phối trộn nguyên liệu tối ưu quy mô pilot là NT4 gồm: 60% thân lá bắp xay nhỏ + 20% lá bi bắp xay nhỏ + 20% phân gà trấu (theo thể tích), có bổ sung 1 kg chế phẩm nấm Trichoderma/tấn nguyên liệu và cấp khí đáy.
- Sản phẩm compost thu được từ công thức NT4 sở hữu hàm lượng dưỡng chất cao với đạm tổng số $N_{ts} = 2,42%$, lân hữu hiệu $P_2O_{5hh} = 3,46%$, kali hữu hiệu $K_2O_{hh} = 3,22%$, hàm lượng chất hữu cơ đạt 40,54% và pH đạt 6,61; đáp ứng tốt các tiêu chuẩn về pH và hữu cơ theo QCVN 01-189:2019/BNNPTNT.
- Thử nghiệm sinh học khẳng định việc bón lót phân compost phụ phẩm bắp với liều lượng 1 kg/m² cho phép cắt giảm từ 25% đến 50% lượng phân bón vô cơ NPK (16-16-8) mà vẫn duy trì năng suất thực thu rau cải xanh ở mức cao (từ 843,3 đến 944,3 g/m²), đạt mức bội thu từ 61,1% đến 80,4% so với đối chứng không bón.
- Làm rõ cơ chế tiêu cực của việc bón phụ phẩm thân lá bắp tươi chưa qua xử lý: khi tăng lượng bón vùi tươi từ 1 kg lên 2 kg/m², cây trồng biểu hiện rõ rệt triệu chứng còi cọc do ngộ độc hữu cơ, làm giảm chiều cao, số lá và khiến năng suất thực thu suy giảm nghiêm trọng (chỉ đạt 541,5 g/m²).
Đóng góp về mặt khoa học và thực tiễn:
- Cung cấp dẫn liệu khoa học hoàn chỉnh về diễn biến nhiệt độ, ẩm độ, pH, EC và độ mặn trong quá trình ủ hiếu khí cưỡng bức phụ phẩm cây bắp kết hợp phân gà trấu.
- Đưa ra giải pháp kỹ thuật tái chế phụ phẩm trồng trọt tại chỗ, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do đốt rơm rạ, đồng thời đề xuất công thức phân bón hữu cơ giúp tiết kiệm chi phí phân bón vô cơ trong canh tác rau ăn lá trên nền đất xám.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài:
- Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô thí nghiệm pilot (thể tích 1 m³) và khảo nghiệm trong chậu gỗ tại Trại thực nghiệm, chưa tiến hành thử nghiệm diện rộng trên đồng ruộng thực tế.
- Số lượng mẫu phân tích chuyên sâu về các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm còn giới hạn do điều kiện kinh phí.
- Sản phẩm phân compost sau 30 ngày ủ vẫn còn hai chỉ tiêu chưa đạt ngưỡng quy định của QCVN 01-189:2019/BNNPTNT dành cho phân bón hữu cơ truyền thống: tỷ lệ C/N còn ở mức 16,77 (quy định $\le 12$) và độ ẩm đạt 55% (quy định $\le 30%$, do chưa qua công đoạn phơi sấy hạ ẩm).
Hướng nghiên cứu tiếp và đề nghị từ tác giả:
- Tiếp tục nghiên cứu mở rộng các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu khác nhau và kéo dài thời gian ủ hoặc tối ưu chế độ cấp khí nhằm hạ tỷ lệ C/N đạt chuẩn hoàn toàn.
- Triển khai đánh giá hiệu lực nông học của phân compost phụ phẩm bắp trên nhiều loại cây trồng khác nhau trực tiếp ngoài đồng ruộng.
- Đối với biện pháp vùi phụ phẩm thân lá bắp trực tiếp sau thu hoạch để phân hủy tại ruộng, tác giả khuyến cáo lượng bón vùi không được vượt quá 5 tấn/ha nhằm tránh gây ngộ độc hữu cơ cho cây trồng.
Giá trị tham khảo
Đề tài là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho:
- Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Nông học, Khoa học Đất, Quản lý Dinh dưỡng Cây trồng và Kỹ thuật Môi trường Nông nghiệp.
- Các nhà quản lý nông nghiệp, hợp tác xã và trang trại trồng trọt - chăn nuôi tuần hoàn cần tài liệu hướng dẫn quy trình ủ compost hiếu khí quy mô vừa và nhỏ.
Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật:
- Thiết kế hệ thống ngăn ủ hiếu khí có ống cấp khí đáy và kỹ thuật bổ sung vi sinh vật đối kháng Trichoderma.
- Bảng số liệu chi tiết về biến thiên nhiệt độ 3 tầng, động thái pH, EC và tốc độ sụt giảm thể tích cơ chất hữu cơ trong suốt chu kỳ ủ 30 ngày.
- Phương pháp bố trí thí nghiệm chậu và quy trình đánh giá sinh trưởng, năng suất rau cải xanh theo tiêu chuẩn thống kê sinh học bằng phần mềm R.
Câu hỏi thường gặp
1. Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu nào cho kết quả ủ compost phụ phẩm bắp tốt nhất và chất lượng phân thu được ra sao?
Tỷ lệ phối trộn tối ưu là Nghiệm thức 4 (NT4) với 60% thân lá bắp + 20% lá bi bắp + 20% phân gà trấu (tính theo thể tích), bổ sung 1 kg chế phẩm Trichoderma/tấn nguyên liệu. Sản phẩm sau 30 ngày ủ đạt hàm lượng dinh dưỡng: $N_{ts} = 2,42%$, $P_2O_{5hh} = 3,46%$, $K_2O_{hh} = 3,22%$, chất hữu cơ đạt 40,54%, pH đạt 6,61 và tổng khối lượng thu hồi đạt 125,2 kg/m³ khối ủ.
2. Tại sao việc bón trực tiếp thân lá bắp tươi chưa qua ủ ở liều lượng cao lại làm giảm sinh trưởng và năng suất rau cải?
Khi bón vùi thân lá bắp tươi chưa hoai mục với lượng lớn (1 – 2 kg/m²), quá trình phân hủy yếm khí/hiếu khí diễn ra mạnh ngay trong đất tạo ra các acid hữu cơ và khí độc gây ngộ độc rễ. Đồng thời, hệ vi sinh vật phân giải chất hữu cơ cạnh tranh trực tiếp nguồn đạm dễ tiêu và oxy trong đất, khiến cây cải bị còi cọc và năng suất thực thu giảm mạnh xuống chỉ còn 541,5 g/m² (ở mức bón 2 kg tươi).
3. Hiệu quả thay thế phân bón hóa học NPK của phân compost từ phụ phẩm bắp được thể hiện như thế nào?
Bón lót phân compost NT4 với liều lượng 1 kg/m² kết hợp cắt giảm 25% đến 50% lượng phân bón vô cơ NPK (16-16-8) vẫn cho năng suất thực thu rau cải xanh đạt từ 843,3 đến 944,3 g/m², tương đương và thậm chí cao hơn công thức đối chứng bón 100% NPK kết hợp phân bò (909,0 g/m²), mang lại tỷ lệ bội thu từ 61,1% đến 80,4% so với đối chứng không bón.
4. Những chỉ tiêu nào của compost sau ủ đã đạt và chưa đạt Quy chuẩn QCVN 01-189:2019/BNNPTNT?
Sản phẩm compost NT4 đạt quy chuẩn về chỉ số pH (6,61 so với quy định $\ge 5,0$) và hàm lượng chất hữu cơ (40,54% so với quy định $\ge 20,0%$). Tuy nhiên, tỷ lệ C/N (16,77 so với quy chuẩn $\le 12,0$) và độ ẩm sau ủ (55,0% so với quy chuẩn $\le 30,0%$) vẫn chưa đạt ngưỡng quy định đối với phân bón hữu cơ truyền thống do thời gian ủ ngắn (30 ngày) và chưa qua công đoạn làm khô.
5. Hệ thống ủ pilot trong nghiên cứu được thiết kế với các thông số vận hành như thế nào?
Mỗi ngăn ủ pilot có kích thước 2,0 m x 0,9 m x 1,1 m (thể tích 1 m³), xây bằng vách ván ép trên nền xi măng nâng cao 20 cm, bên dưới lắp hệ thống ống nhựa PVC đục lỗ để cấp khí hiếu khí. Khối ủ được đo nhiệt độ tại 3 tầng độ sâu (0–20 cm, 20–40 cm, 40–60 cm) và được đảo trộn định kỳ vào các ngày thứ 0, 5, 10, 15, 20, 30 sau khi ủ.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thái Bình đã xác định thành công công thức phối trộn 60% thân lá bắp, 20% lá bi bắp và 20% phân gà trấu kết hợp chế phẩm Trichoderma để sản xuất phân compost hiếu khí có chất lượng dinh dưỡng khoáng cao ($N_{ts} = 2,42%$, $P_2O_{5hh} = 3,46%$, $K_2O_{hh} = 3,22%$). Thử nghiệm nông học trên cây rau cải xanh khẳng định việc sử dụng 1 kg phân compost/m² có thể thay thế hiệu quả từ 25% đến 50% lượng phân bón vô cơ NPK khuyến cáo, đồng thời cảnh báo rủi ro ngộ độc hữu cơ khi vùi trực tiếp phụ phẩm bắp tươi chưa qua ủ vào đất. Đây là công trình thực nghiệm có tính ứng dụng thực tiễn cao, đóng góp giải pháp cụ thể cho việc tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp và phát triển canh tác bền vững trên đất xám.