Luận Văn Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Rơm Rạ Làm Phân Bón Cho Cây Lúa Tại Tỉnh Hưng Yên

Tài liệu nghiên cứu Luận văn nghiên cứu tái sử dụng rơm rạ làm phân bón cho cây lúa tại tỉnh hưng yên nhằm cải tạo độ, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Đặng Thùy Anh
• Người hướng dẫn: PGS. Mai Văn Trịnh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Tái Sử Dụng Rơm Rạ Làm Phân Bón Cho Lúa: Cải Tạo Đất & Bảo Vệ Môi Trường
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Khoa học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về phế phụ phẩm nông nghiệp và rơm rạ trong sản xuất lúa
• 1.2. Tình hình sử dụng rơm rạ trên Thế Giới và Việt Nam
• 1.3. Giới thiệu về than sinh học và phân compost
• 1.4. Ảnh hưởng của sử dụng rơm rạ đến tính chất đất
• 1.5. Sơ lược về địa bàn nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp kế thừa tài liệu
• 2.5. Phương pháp điều tra thực địa
• 2.6. Phương pháp sản xuất than sinh học và phân compost từ rơm rạ
• 2.6.1. Phương pháp sản xuất than sinh học (xem phụ lục 3)
• 2.6.2. Phương pháp sản xuất phân compost (xem phụ lục 4)
• 2.7. Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả của than sinh học và phân compost đến độ phì nhiêu của đất
• 2.8. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
• 2.9. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Số liệu điều tra rơm rạ tỉnh Hưng Yên
• 3.2. Hiệu quả của than sinh học tới độ phì nhiêu của đất
• 3.2.1. Thành phần cơ giới đất
• 3.2.2. Đặc tính hóa học của đất sau thí nghiệm
• 3.2.2.1. Hàm lượng Cácbon hữu cơ
• 3.2.2.2. Khả năng trao đổi cation (CEC)
• 3.2.2.3. Đạm tổng số
• 3.2.2.4. Phốt pho tổng số
• 3.2.2.5. Kali tổng số
• 3.2.3. Ảnh hưởng bón than sinh học tới năng suất lúa
• 3.3. Hiệu quả của phân compost tới độ phì nhiêu của đất
• 3.3.1. Thành phần cơ giới đất
• 3.3.2. Đặc tính hóa học của đất sau thí nghiệm
• 3.3.2.1. Hàm lượng Cácbon hữu cơ tổng số
• 3.3.2.2. Khả năng trao đổi cation (CEC)
• 3.3.2.3. Đạm tổng số
• 3.3.2.4. Phốt pho tổng số
• 3.3.2.5. Kali tổng số
• 3.3.3. Ảnh hưởng của bón phân compost tới năng suất lúa
• 3.4. Hiệu quả môi trường than sinh học và phân compost
• 3.4.1. Hiệu quả môi trường của phân compost
• 3.5. Đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng tốt rơm rạ
• 3.5.1. Giải pháp phù hợp với điều kiện địa phương
• 3.5.2. Tuyên truyền giáo dục, cộng đồng
• 3.5.3. Giải pháp về quản lý
• 3.5.4. Giải pháp về công nghệ
• 3.5.5. Giải pháp về cơ chế, thể chế, tổ chức, quản lý
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tái Sử Dụng Rơm Rạ

Việc tái sử dụng rơm rạ trong nông nghiệp không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn cải thiện độ phì nhiêu của đất. Rơm rạ, một loại phế phẩm nông nghiệp, thường bị bỏ lại hoặc đốt, gây ra ô nhiễm không khí và đất. Theo nghiên cứu, việc sử dụng rơm rạ làm phân bón hữu cơ có thể cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời cải thiện cấu trúc đất. Rơm rạ có thể được chế biến thành than sinh học và phân compost, giúp tăng cường khả năng giữ ẩm và cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây lúa. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn tạo ra một nguồn tài nguyên quý giá cho nông nghiệp bền vững.

1.1. Lợi Ích Của Việc Tái Sử Dụng Rơm Rạ

Việc tái sử dụng rơm rạ mang lại nhiều lợi ích cho nông nghiệp và môi trường. Đầu tiên, nó giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất, nhờ vào việc bổ sung các chất hữu cơ và dinh dưỡng. Thứ hai, việc sử dụng rơm rạ làm phân bón tự nhiên giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do việc đốt rơm. Theo nghiên cứu, việc cày vùi rơm rạ vào đất có thể làm tăng hàm lượng carbon hữu cơ trong đất, từ đó cải thiện khả năng giữ nước và dinh dưỡng cho cây trồng. Cuối cùng, việc này cũng góp phần bảo vệ môi trường sinh thái, giảm thiểu phát thải khí nhà kính và duy trì sự bền vững trong sản xuất nông nghiệp.

II. Cải Tạo Đất

Việc sử dụng phân bón hữu cơ từ rơm rạ có tác động tích cực đến quá trình cải tạo đất. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc bón phân compost và than sinh học từ rơm rạ có thể làm tăng độ phì nhiêu của đất, cải thiện cấu trúc và tính chất hóa học của đất. Cụ thể, hàm lượng cácbon hữu cơ, khả năng trao đổi cation (CEC), và các chất dinh dưỡng như đạm, phốt pho, kali đều được cải thiện. Điều này không chỉ giúp cây lúa phát triển tốt hơn mà còn tạo ra một môi trường sống lý tưởng cho các vi sinh vật có lợi trong đất. Như vậy, việc cải tạo đất thông qua việc sử dụng rơm rạ không chỉ mang lại lợi ích cho cây trồng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

2.1. Tác Động Của Phân Bón Hữu Cơ Đến Đất

Sử dụng phân bón hữu cơ từ rơm rạ có tác động rõ rệt đến tính chất đất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bón phân compost và than sinh học giúp tăng cường hàm lượng cácbon hữu cơ trong đất, từ đó cải thiện khả năng giữ nước và dinh dưỡng. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu, khi mà đất ngày càng bị khô cằn. Hơn nữa, việc cải thiện cấu trúc đất cũng giúp tăng cường khả năng thoát nước, giảm thiểu tình trạng ngập úng trong mùa mưa. Như vậy, việc sử dụng rơm rạ không chỉ giúp cải tạo đất mà còn tạo ra một hệ sinh thái nông nghiệp bền vững.

III. Bảo Vệ Môi Trường

Việc bảo vệ môi trường thông qua tái sử dụng rơm rạ là một trong những mục tiêu quan trọng của nghiên cứu này. Sử dụng rơm rạ làm phân bón tự nhiên không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm do việc đốt rơm mà còn giảm thiểu lượng chất thải hữu cơ trong nông nghiệp. Theo các chuyên gia, việc này có thể giảm phát thải khí nhà kính, góp phần vào việc chống biến đổi khí hậu. Hơn nữa, việc cải thiện độ phì nhiêu của đất cũng giúp tăng cường khả năng chống chịu của cây trồng trước các tác động tiêu cực từ môi trường. Như vậy, việc tái sử dụng rơm rạ không chỉ mang lại lợi ích cho nông nghiệp mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

3.1. Giảm Thiểu Ô Nhiễm Môi Trường

Việc sử dụng rơm rạ làm phân bón hữu cơ có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách hiệu quả. Thay vì đốt rơm, nông dân có thể tận dụng nguồn tài nguyên này để sản xuất than sinh học và phân compost, từ đó giảm thiểu lượng khí thải độc hại vào không khí. Hơn nữa, việc cải thiện độ phì nhiêu của đất cũng giúp tăng cường khả năng giữ nước, giảm thiểu tình trạng xói mòn và ô nhiễm nguồn nước. Như vậy, việc tái sử dụng rơm rạ không chỉ mang lại lợi ích cho nông nghiệp mà còn góp phần bảo vệ môi trường sống của con người.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lúa là cây trồng chủ lực tại Việt Nam, chiếm khoảng 61% diện tích trồng trọt cả nước và thu hút sự tham gia của 80% nông dân. Theo ước tính, trong quá trình sản xuất lúa, lượng rơm rạ phát sinh chiếm tới 50% trọng lượng thóc thu hoạch, tương đương với 1 tấn rơm rạ cho mỗi 1 tấn thóc. Tỉnh Hưng Yên, với diện tích trồng lúa lớn và sản lượng đạt trên 5 triệu tấn/năm, tạo ra khối lượng rơm rạ dư thừa rất lớn, gây áp lực ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý hợp lý. Hiện nay, phần lớn rơm rạ tại địa phương này được đốt hoặc bỏ lại đồng ruộng, dẫn đến phát thải khí nhà kính và suy giảm chất lượng đất canh tác.

Nghiên cứu nhằm mục tiêu đánh giá hiệu quả của việc tái sử dụng rơm rạ làm phân bón hữu cơ, cụ thể là than sinh học và phân compost, trong việc cải tạo độ phì nhiêu đất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại các cánh đồng lúa thuộc xã Minh Phượng, huyện Tiên Lữ và xã Trung Nghĩa, thành phố Hưng Yên. Thời gian nghiên cứu tập trung vào hai vụ mùa 2013 và xuân 2014. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao nhận thức của nông dân về tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, đồng thời góp phần phát triển nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường tại vùng đồng bằng sông Hồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết về cải tạo đất bằng vật liệu hữu cơ và mô hình quản lý chất thải nông nghiệp bền vững. Than sinh học (Biochar) được định nghĩa là sản phẩm than được tạo ra từ quá trình nhiệt phân yếm khí các nguồn sinh khối như rơm rạ, giữ lại cấu trúc carbon ổn định, giúp cải thiện tính chất vật lý và hóa học của đất. Phân compost là phân hữu cơ được chế biến từ rơm rạ và các chế phẩm vi sinh, có tác dụng tăng độ mùn, cải thiện cấu trúc đất và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

Ba khái niệm chính được sử dụng gồm: độ phì nhiêu của đất (đánh giá qua pH, hàm lượng cácbon hữu cơ, CEC, đạm, lân, kali), hiệu quả phân bón hữu cơ (than sinh học và phân compost) trong cải tạo đất, và tác động môi trường của việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu điều tra thực địa từ 60 hộ nông dân tại hai xã nghiên cứu, kết hợp với các phân tích mẫu đất và năng suất lúa sau hai vụ canh tác. Phương pháp chọn mẫu là chọn hộ dân có diện tích ruộng liền kề, thuận tiện cho việc so sánh giữa các công thức thí nghiệm. Cỡ mẫu gồm 12 hộ tham gia thí nghiệm than sinh học và 8 hộ tham gia thí nghiệm phân compost, tổng diện tích thí nghiệm mỗi loại là 1 ha.

Phân tích số liệu sử dụng phương pháp thống kê mô tả và so sánh trung bình trên phần mềm Excel. Các chỉ tiêu phân tích gồm pHKCl, hàm lượng cácbon hữu cơ (OC), khả năng trao đổi cation (CEC), đạm tổng số (N), phốt pho tổng số (P2O5), kali tổng số (K2O) và thành phần cơ giới đất. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ vụ mùa 2013 đến vụ xuân 2014, với các bước thu thập mẫu, phân tích và đánh giá hiệu quả phân bón.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phương thức sử dụng rơm rạ của nông dân: 55% hộ dân sử dụng rơm rạ đốt tại ruộng, 17% vùi rơm rạ tại ruộng, 10% dùng làm độn chuồng, 11% làm thức ăn cho gia súc, và chỉ 7% dùng để trồng nấm. Việc đốt rơm rạ gây lãng phí chất hữu cơ và ô nhiễm môi trường.

2. Ảnh hưởng của than sinh học đến độ phì nhiêu đất: Sau 2 vụ canh tác, đất bón than sinh học có pHKCl tăng 0.4 đơn vị lên khoảng 5.19, hàm lượng cácbon hữu cơ tăng 0.28%, CEC tăng lên 15.3 meq/100g đất, đạm tổng số tăng 0.02%, phốt pho tổng số tăng 0.5%, và kali tổng số tăng 0.15% so với đất đối chứng. Năng suất lúa tăng 10.02% vụ mùa và 13.54% vụ xuân so với phương thức canh tác thông thường.

3. Ảnh hưởng của phân compost đến độ phì nhiêu đất: Đất bón phân compost có pHKCl tăng 0.3 đơn vị lên khoảng 5.19, hàm lượng cácbon hữu cơ tăng 0.6%, CEC tăng lên 15.7 meq/100g đất, đạm tổng số tăng 0.03%, phốt pho tổng số tăng 0.4%, và kali tổng số tăng 0.2% so với đất đối chứng. Năng suất lúa tăng trung bình 8-12% so với phương thức canh tác truyền thống.

4. Hiệu quả môi trường: Việc sử dụng than sinh học và phân compost làm giảm lượng rơm rạ bị đốt, từ đó giảm phát thải khí CO2 và các khí độc hại khác, góp phần giảm thiểu ô nhiễm không khí và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Thảo luận kết quả

Việc bón than sinh học và phân compost từ rơm rạ đã cải thiện rõ rệt các chỉ tiêu hóa học và vật lý của đất phù sa tại Hưng Yên, đồng thời nâng cao năng suất lúa. Sự tăng pH đất giúp giảm độ chua, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật có lợi phát triển. Hàm lượng cácbon hữu cơ và CEC tăng cho thấy đất giữ được nhiều dinh dưỡng hơn, hạn chế rửa trôi và thoái hóa đất. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về tác dụng tích cực của than sinh học và phân compost trong cải tạo đất nông nghiệp.

So với phương thức canh tác truyền thống, việc áp dụng phân bón hữu cơ từ rơm rạ giúp giảm lượng phân hóa học cần thiết, góp phần giảm chi phí sản xuất và ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, hiệu quả của than sinh học và phân compost còn phụ thuộc vào điều kiện đất đai, khí hậu và kỹ thuật sản xuất, do đó cần nghiên cứu thêm để tối ưu hóa quy trình áp dụng tại từng địa phương.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh pH, OC, CEC và năng suất lúa giữa các công thức thí nghiệm và đối chứng, giúp minh họa rõ ràng tác động tích cực của phân bón hữu cơ.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Khuyến khích áp dụng than sinh học và phân compost trong canh tác lúa: Tăng cường tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật cho nông dân về quy trình sản xuất và sử dụng phân bón hữu cơ từ rơm rạ nhằm nâng cao độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng trong vòng 2-3 năm tới.

2. Phát triển mô hình sản xuất phân compost tập trung: Xây dựng các cơ sở ủ phân compost quy mô cộng đồng tại các vùng trọng điểm sản xuất lúa, đảm bảo nguồn nguyên liệu và chất lượng phân bón, giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong 5 năm tới.

3. Hoàn thiện chính sách hỗ trợ và quản lý: Ban hành các chính sách ưu đãi về thuế, hỗ trợ kỹ thuật và tài chính cho các hộ nông dân và doanh nghiệp tham gia sản xuất và sử dụng phân bón hữu cơ từ rơm rạ, đồng thời kiểm soát việc đốt rơm rạ trái phép.

4. Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới: Đầu tư nghiên cứu công nghệ nhiệt phân và ủ compost hiện đại, nâng cao hiệu quả chuyển hóa rơm rạ thành phân bón chất lượng cao, giảm thời gian xử lý và chi phí sản xuất trong vòng 3-5 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nông dân trồng lúa tại các vùng đồng bằng sông Hồng: Nắm bắt kỹ thuật tái sử dụng rơm rạ làm phân bón hữu cơ, nâng cao năng suất và cải tạo đất canh tác.

2. Các nhà quản lý nông nghiệp và môi trường địa phương: Xây dựng chính sách, chương trình hỗ trợ và quản lý việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

3. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo về khoa học môi trường và nông nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả và đề xuất để phát triển các dự án nghiên cứu tiếp theo.

4. Doanh nghiệp sản xuất phân bón hữu cơ và công nghệ xử lý phụ phẩm nông nghiệp: Áp dụng quy trình sản xuất than sinh học và phân compost từ rơm rạ, mở rộng thị trường và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải sử dụng rơm rạ làm phân bón thay vì đốt bỏ?
   Việc đốt rơm rạ gây phát thải khí nhà kính và ô nhiễm không khí, đồng thời làm mất đi nguồn dinh dưỡng hữu cơ quý giá cho đất. Sử dụng rơm rạ làm phân bón giúp cải tạo đất, tăng năng suất và bảo vệ môi trường.

2. Than sinh học và phân compost khác nhau như thế nào?
   Than sinh học là sản phẩm than được tạo ra từ nhiệt phân yếm khí, có cấu trúc bền vững và khả năng giữ dinh dưỡng lâu dài. Phân compost là sản phẩm phân hữu cơ được ủ từ rơm rạ và chế phẩm vi sinh, cung cấp dinh dưỡng nhanh hơn và cải thiện cấu trúc đất.

3. Hiệu quả sử dụng than sinh học và phân compost trong canh tác lúa ra sao?
   Nghiên cứu cho thấy bón than sinh học và phân compost làm tăng pH đất, hàm lượng cácbon hữu cơ, CEC và các chất dinh dưỡng, từ đó nâng cao năng suất lúa từ 8% đến hơn 13% so với phương thức truyền thống.

4. Có khó khăn gì khi áp dụng các phương pháp này tại địa phương?
   Khó khăn gồm nhận thức hạn chế của nông dân, chi phí đầu tư ban đầu, và thiếu các cơ sở sản xuất phân compost quy mô lớn. Cần có sự hỗ trợ kỹ thuật và chính sách phù hợp để khắc phục.

5. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng phân compost và than sinh học?
   Cần tuân thủ quy trình sản xuất nghiêm ngặt, kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ và thời gian ủ, đồng thời phân tích định kỳ các chỉ tiêu hóa học để đảm bảo phân bón đạt tiêu chuẩn sử dụng.

Kết luận

• Việc tái sử dụng rơm rạ làm than sinh học và phân compost tại tỉnh Hưng Yên đã cải thiện đáng kể các chỉ tiêu hóa học và vật lý của đất phù sa, góp phần nâng cao độ phì nhiêu đất.
• Năng suất lúa tăng trung bình từ 10% đến 13% khi áp dụng bón kết hợp phân bón hữu cơ và phân khoáng so với phương thức canh tác truyền thống.
• Sử dụng phân bón hữu cơ từ rơm rạ giúp giảm phát thải khí nhà kính, hạn chế ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
• Cần triển khai các giải pháp đồng bộ về kỹ thuật, chính sách và tuyên truyền để nhân rộng mô hình sử dụng rơm rạ làm phân bón hữu cơ.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng quy mô thí nghiệm, hoàn thiện công nghệ sản xuất và xây dựng chính sách hỗ trợ nhằm phát triển nông nghiệp bền vững tại vùng đồng bằng sông Hồng.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp bền vững!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về phế phụ phẩm nông nghiệp và rơm rạ trong sản xuất lúa Phụ phẩm nông nghiệp đều là các chất hữu cơ, có thể còn non xanh, có thể đã xơ cứng vì silic hóa như trấu hay lignin hóa như gỗ. Chúng có thể được xem như một dạng tích chữ năng lượng từ mặt trời nhờ quá trình quang hợp và các quá trình sinh học khác Thực trạng phế phụ phẩm nông nghiệp và rơm rạ trong sản xuất lúa Theo Liên Hiệp Quốc, tới tháng Bảy năm 2013, dân số thế giới sẽ đạt 7.2 tỷ người và tới năm 2100 là 10.9 tỷ người do mức sinh tăng cao tại các nước đang phát triển.Với lượng dân số thế giới đạt mức như thế này thì vấn đề về nhu cầu lương thực luôn được ưu tiên hàng đầu, đòi hỏi con người không ngừng mở rộng sản xuất cải thiện các công nghệ trong sản xuất nông nghiệp đạt hiệu quả cao hơn [12]. Theo dự báo của tổ chức Lương thực thế giới (FAO), sản lượng ngũ cốc thế giới năm 2013 có thể đạt mức kỷ lục mới là 1.259 triệu tấn, tăng 8.5% so với năm trước và cao hơn mức 1.

Đồng nghĩa với nhu cầu lương thực tăng hay diện tích sản xuất nông nghiệp tăng chính là lượng phế phụ phẩm nông nghiệp cũng tăng theo với lượng phát sinh và khối lượng ngày càng lớn. Khối lượng phế thải để lại của một số cây lương thực chính trên thế giới Sản lương Khối lượng phế thải Cây trồng (triệu tấn/năm) (tỷ tấn/năm) Lương thực 2325.8 (Nguồn: Viện Môi trường nông nghiệp, 2014) 3 Thành phần chủ yếu của phế phụ phẩm nông nghiệp là phế thải hữu cơ và nó là loại phế thải chiếm nhiều nhất trong các chất thải hữu cơ Bảng 1. L ư ợ n g c h ấ t t h ả i h ữ u c ơ t r ê n t h ế g i ớ i n ă m 2 0 1 1 Loại chất thải Số lượng (triệu tấn/ năm) Tàn dư thực vật trên đồng ruộng 1200 Bùn thải 650 Rác thải sinh hoạt 400 Rác vườn 690 Chất thải công nghiệp thực phẩm 420 (Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thùy Dương, 2011) Từ bảng trên ta thấy khối lượng tàn dư thực vật trên đồng ruộng thải ra môi trường hàng năm rất lớn với 1200 triệu tấn/năm trong khi các loại khác như bùn thải thì là 650 triệu tấn/năm hay rác thải sinh hoạt chiếm 400 triệu tấn/năm rác vườn chiếm 690 triệu tấn/ năm và chất thải công nghiệp thực phẩm chiếm 420 triệu tấn/ năm. Như vậy riêng chất thải hữu cơ từ nông nghiệp đã chiếm 35.7% lượng chất hữu cơ trên thế giới.

Từ đó chúng ta cần có biện pháp xử lý sử dụng thích hợp tránh gây lãng phí và làm ô nhiễm môi trường [12]. Kết quả ước tính lượng phế phụ phẩm từ trồng trọt của Viện Môi trường Nông nghiệp đã cho thấy cả nước ta có khoảng 61.43 triệu tấn phế phụ phẩm (gồm 39.98 triệu tấn rơm rạ, 7.99 triệu tấn trấu, 4.2 triệu tấn thân lá mía, 4.43 triệu tấn thân lõi ngô (Bảng 1. Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp Việt Nam Nguồn sinh khối nông nghiệp Tiềm năng (triệu tấn) Tỷ lệ (%) Rơm rạ 39. Tình hình sử dụng rơm rạ trên Thế Giới và Việt Nam 1.

Tình hình nghiên cứu sử dụng rơm rạ trên Thế Giới + Các phương pháp tận dụng rơm rạ thông thường Theo các dữ liệu thu thập được, các hình thức sử dụng rơm rạ theo thông thường chủ yếu bao gồm sử dụng để làm chất đốt, làm vật liệu xây dựng, nuôi gia súc - Lợp nhà: Ở nông thôn, trước đây người nông dân hay sử dụng rơm rạ cũng như lau sậy hay các loại vật liệu tương tự để làm các tấm lợp mái nhà nhẹ và không thấm nước. Loại rơm để sử dụng cho mục đích này thường được trồng riêng và thu hoạch bằng tay hoặc bằng máy gặt bó [3]. - Làm thủ công mỹ nghệ như mũ, dép, xăng dan, bện dây thừng: Người ta có thể tạo ra nhiều kiểu mũ được bện từ rơm rạ. Tại Anh, vài trăm năm trước đây, các mũ bện từ rơm rạ đã rất phổ biến.

Người Nhật, Triều Tiên có phổ biến sử dụng rơm rạ để làm dép, xăng đan, đồ thủ công mỹ nghệ. Tại một số nơi thuộc Đức, như vùng Black Forest và Hunsruck, người ta thường đi dép rơm trong nhà hoặc tại lễ hội. - Tại nhiều nơi trên thế giới, rơm rạ cho đến nay vẫn được sử dụng để làm đệm giường nằm cho con người và làm ổ cho vật nuôi. Nó thường được sử dụng để làm ổ cho các loại súc vật như trâu bò (tức là loại động vật nhai lại) và cả ngựa.

Nó cũng có thể sử dụng để làm ổ cho các loài động vật nhỏ, nhưng điều này thường dẫn đến gây thương tổn cho các con vật ở miệng, mũi và mắt do những sợi rơm rất sắc dễ cứa. - Làm thức ăn cho động vật: Rơm rạ có một hàm lượng năng lượng và dinh dưỡng có thể tiêu hóa được. Lượng nhiệt được sinh ra trong ruột của các con vật ăn cỏ, vì vậy việc tiêu hóa rơm rạ có thể hữu ích trong việc duy trì nhiệt độ cơ thể trong thời tiết mùa đông lạnh [3]. +Ứng dụng rơm rạ trong nông nghiệp Rơm rạ trong nông nghiệp được dùng để: phủ lên bề mặt đất thành một lớp vật liệu.

Qua thời gian, vật liệu này được phân giải thành chất hữu cơ để khôi phục một phần hữu cơ và các chất dinh dưỡng bón cho đất thích hợp với nhiều loại cây trồng, 5 ví dụ như dưa chuột, cà chua, cây cảnh. Rơm rạ còn được dùng để: lót ổ cho gia súc trong chăn nuôi gia súc, sử dụng chống sương giá trong điều kiện khí hậu giá rét, sử dụng làm phương tiện nuôi giun. Làm vật mang trong ủ và phân hủy bùn cống [3]. + Các ứng dụng rơm rạ trong sản xuất công nghiệp Những ứng dụng tiềm năng nhất của rơm rạ có thể xếp theo nhóm như sử dụng năng lượng, chế tạo và xây dựng, giảm ô nhiễm môi trường hay chăn nuôi gia súc.

Thí dụ, các sản phẩm năng lượng có thể gồm ethanol, methane, nhiệt cho sản xuất điện và sản xuất khí ga từ quá trình khí hóa. Trong lĩnh vực sản xuất gồm một loạt các loại ván ép, nhựa gia cường sợi/chất thải, bột giấy và các sản phẩm sợi/xi măng. Ứng dụng trong giảm nhẹ ô nhiễm môi trường gồm sử dụng rơm rạ để kiểm soát xói mòn ở những khu vực xây dựng hay làm phục hồi những vùng đất bị suy thoái hữu cơ [13]. Tình hình sử dụng rơm rạ Việt Nam Rơm thường được dùng làm thức ăn cho gia súc, đặc biệt là đối với gia súc chăn thả như trâu, bò, ngựa, dê, và cừu.

Rơm còn là nguồn thức ăn dự trữ rất tốt cho gia súc nhất là khi mùa đông giá rét, gia súc không thể chăn thả ngoài đồng, và không có sẵn thức ăn tươi khác. Ngoài ra rơm còn được sử dụng để làm chất đốt cho đun nấu ở vùng nông thôn hay dùng rơm làm nguyên liệu quan trọng cho trồng nấm rơm, trải rơm làm ổ nằm, hay là làm mái nhà và trộn với đất thành vách nhà [13]. Với sản xuất nhiên liệu sinh học, rơm rạ được thu gom, phơi khô rồi đưa vào lò nhiệt phân. Sau phản ứng nhiệt phân sẽ thu được sản phẩm ở cả ba dạng khí, lỏng và rắn.

Sản phẩm lỏng chiếm phần lớn, chứa dầu sinh học (bio-oil), có thể sử dụng vào nhiều lĩnh vực như sản xuất hóa chất, y dược, công nghiệp, thực phẩm hoặc làm nhiên liệu. Riêng trong lĩnh vực năng lượng, bio-oil có thể sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu trong nhà máy điện (gia nhiệt nồi hơi, lò…) hoặc thay thế diezel dầu mỏ để chạy động cơ. Sản phẩm rắn (than) có thể sử dụng làm than hoạt tính, hoặc được 6 làm phân bón quay lại cải thiện đất trồng khi được bổ sung thêm cácbon, và một số nguyên tố vi lượng. Giới thiệu về than sinh học và phân compost 1.

Giới thiệu về than sinh học Than sinh học (Biochar) là loại than được sản xuất từ các nguồn sinh khối cây trồng hay rác thải hữu cơ thông qua quá trình nhiệt phân yếm khí mà cấu trúc tự nhiên của nó được duy trì và carbon vẫn còn trong than với hàm lượng cao. Than sinh học có thể cung cấp dinh dưỡng khoáng ở dạng dễ tiêu và tạo môi trường phát triển các tập đoàn sinh vật bộ rễ , chúng có khả năng giữ dinh dưỡng, ngoài ra còn cải thiện độ chua đất. Than sinh học có thể tồn tại nhiều năm trong đất với cấu trúc tơi xốp, diện tích bề mặt lớn và độ hấp phụ các chất cao, nhờ đó cải tạo được đặc điểm vật lý cũng như tăng sức trữ ẩm của đất [3]. Trên thế giới việc ứng dụng than sinh học (TSH) cũng đang còn tiếp tục đánh giá và xem xét vì vẫn có một số ý kiến tranh cãi về loại vật liệu này do: Than sinh học đã được ứng dụng nhưng chưa phổ cập trên thế giới, ví dụ như ở Mỹ, Úc, Ấn Độ, Philippines, Thái Lan và ở Châu Phi.

Nghiên cứu về TSH cần đánh giá từng địa bàn cụ thể, chất đất cụ thể và phải xem xét các tác động của nó, vì vẫn có ý kiến cho rằng bản thân biochar còn có những tác động không hoàn toàn tốt. Có thể có những loại đất, thổ nhưỡng không phù hợp thì có những tác động ngược lại Rõ ràng trong vấn đề nghiên cứu TSH còn đòi hỏi phải có nhiều nghiên cứu tổng thể trên nhiều phương diện khác nhau về mặt khoa học kỹ thuật. Cho nên việc ứng dụng còn tùy thuộc vào từng địa phương, từng quốc gia và từng cây trồng trên địa bàn khác nhau. Có nơi rất phổ cập sử dụng biochar như Haiwaii, nhưng có nơi khác mức độ vừa phải thôi.

Ngoài ra còn tùy thuộc vào công nghệ cụ thể và giá thành đầu vào nữa. Ví dụ có nơi trấu là một mặt hàng đắt tiền và được dùng cho mục đích khác có giá trị thương mại cao hơn. Nên đầu vào còn tùy thuộc vào những nơi khác nhau [3]. 7 Sử dụng làm than sinh học Việt Nam Trong nông nghiệp than sinh học cũng đã được sử dụng như một loại giá thể trồng các loại hoa có giá trị kinh tế cao như hoa lan, hoa ly… Việc sử dụng than sinh học làm từ trấu hun để làm giá thể, đất nhân tạo và phân bón hữu cơ vi sinh phục vụ cho trồng hoa, cây cảnh và các loại rau đặc sản cũng đang được đẩy mạnh.