MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm vừa qua, nền nông nghiệp nông nghiệp Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ. Bên cạnh việc mang lại chất lượng và hiệu quả quả kinh tế lớn cho người sản xuất từ việc sản xuất nông nghiệp theo hướng thị trường, thì quá trình sản xuất nông nghiệp này sẽ tạo ra một lượng phụ phẩm lớn nếu không được quản lý chặt chẽ sẽ gây ô nhiễm môi trường và lãng phí nguồn nguyên liệu có khả năng tái sử dụng. Thế giới đã và đang hướng đến mô hình kinh tế tuần hoàn nhằm hướng đến sự phát triển bền vững nên nhiều doanh nghiệp ở Việt Nam cũng bắt đầu dành sự quan tâm nhiều hơn vào việc thay đổi các quy trình sản xuất từ khâu chuẩn bị nguyên liệu đến khâu xử lý chất thải để phù hợp với mô hình kinh tế tuần hoàn.
Công ty TNHH TMDV Đạt Đức Thịnh địa chỉ tại Huyện Cái Bè, Tiền Giang, Việt Nam là một trong những nhà máy sản xuất và kinh doanh gạo lớn, với qui mô sản xuất gạo lớn thì mỗi ngày công ty đã tạo ra lượng phụ phẩm từ việc xay xát có thể 50 tấn. Lượng phụ phẩm lớn này được công ty xử lý bằng cách bán cho các cơ sở có nhu cầu sử dụng để đốt làm nhiệt điện, và việc đốt này sẽ thải ra lượng CO 2 rất lớn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, bản thân công ty do thải ra lượng lớn trấu mỗi ngày nên cũng dùng biện pháp đốt để xử lý trấu, từ đó sinh ra một loại phụ phẩm khác là tro trấu. Ngoài ra trong quá trình sản xuất, nhà máy còn phát thải ra một lượng lớn bụi từ quá trình xay xát lúa gạo. Vì lượng phụ phẩm thải ra quá lớn nên công ty muốn tái sử dụng chúng bằng cách biến phụ phẩm thành phân bón.
Phân bón là một sản phẩm nông nghiệp đóng vai trò vô cùng quan trọng, lượng tiêu thụ phân bón trung bình mỗi năm khá lớn tại Việt Nam. Việc sản xuất và sử dụng phân bón giúp tăng năng suất cây trồng, nâng cao chất lượng nông sản và duy trì độ phì nhiêu của đất. Nếu có thể tận dụng được nguồn phụ phẩm là trấu, bụi, tro và cám để thay thế cho phân bón mua ngoài thị trường thì công ty sẽ tiết kiệm được một khoản chi phí, đồng thời giảm lượng chất thải xả ra môi trường. Hiện nay có rất ít nghiên cứu sử dụng các phụ phẩm trên làm nguồn nguyên liệu để ủ phân compost, vì vậy nghiên cứu này được thực hiện để đáp ứng yêu cầu của công ty là sử dụng các phụ phẩm để làm nguyên liệu ủ phân compost, đề tài của nghiên cứu là: “Nghiên cứu ủ phân compost hiếu khí từ phụ phẩm nhà máy xay xát lúa gạo và đánh giá khả năng ứng dụng thực tế”.
Mục tiêu của đề tài - Khảo sát nguyên liệu ủ, tỉ lệ trộn tối ưu và lượng chế phẩm vi sinh tối ưu nhằm tạo ra phân thành phẩm có hiệu quả tốt. - Bước đầu đánh giá hiệu quả của phân bón hữu cơ bằng thí nghiệm khảo sát tỉ lệ nảy mầm. - Đánh giá sơ bộ tính khả thi về mặt kinh tế, qua đó đánh giá khả năng áp dụng thực tế. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Phụ phẩm từ nhà máy xay xát lúa gạo ở Công ty TNHH TMDV Đạt Đức Thịnh gồm trấu, tro trấu, bụi trấu, cám.
Phân chuồng từ xí nghiệp chăn nuôi heo Phước Long ở Củ Chi. Chế phẩm vi sinh mà nghiên cứu sử dụng là MicrobeLift® BPCC được cung cấp bởi công ty TNHH Đất Hợp. Phương pháp ủ phân được sử dụng trong nghiên cứu là ủ thùng được cấp khí bằng cách đảo trộn thủ công. Nội dung nghiên cứu - Thu thập nguyên liệu gồm phân heo, trấu, bụi, tro, cám gạo và chế phẩm vi sinh.
- Khảo sát các thông số pH, độ ẩm, % tổng Cacbon hữu cơ, % tổng N, % P2O5 của các nguyên liệu. - Khảo sát nguyên liệu ủ phân. - Khảo sát tỉ lệ trộn tối ưu. - Khảo sát lượng chế phẩm vi sinh tối ưu.
- Dùng phân bón thành phẩm làm phân bón lót trồng cây để đánh giá hiệu quả của phân bón. - Tính toán cân bằng khối lượng của phân compost thành phẩm. - Tính toán và so sánh giá thành phân thành phẩm của nghiên cứu với các sản phẩm ngoài thị trường để đánh giá khả năng ứng dụng thực tế.1 Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu này có tính mới về nguyên liệu ủ phân vì chưa có nghiên cứu nào thực hiện ủ phân hữu cơ từ trấu, phân heo, bụi, cám và tro trấu. Kết quả nghiên cứu của đề tài được coi là cơ sở nghiên cứu khoa học cho việc tận dụng các phụ phẩm xay xát dư thừa hiện nay 2 trở thành một loại phân hữu cơ có nhiều chất dinh dưỡng tốt cho cây trồng.
Với khả năng phân hủy các chất hữu cơ từ phụ phẩm xay xát của các vi sinh vật có trong chế phẩm vi sinh và phân chuồng, phân dược tạo ra vừa an toàn, vừa thân thiện và vừa đảm bảo hàm lượng dinh dưỡng. Sự thay đổi các yếu tố vận hành, hay các thông số trong quá trình vận hành, là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu hay phát triển quy trình sản xuất hoàn chỉnh.2 Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu này giúp giải quyết vấn đề về lượng phụ phẩm xay xát và các phụ phẩm khác không có giá trị của Công ty TNHH TMDV Đạt Đức Thịnh. Ngoài ra, nghiên cứu này cho thấy tính ứng dụng trong cuộc sống của người dân, đặc biệt là nông dân, giúp tạo ra được một loại phân bón rẻ, tiết kiệm chi phí, thân thiện với môi trường, và đặc biệt giúp nhà máy vận hành theo mô hình kinh tế tuần hoàn khi phụ phẩm được tái tạo thành phân bón rồi tiếp tục lại bón cho cây. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về phân bón 1.1 Khái niệm phân bón Trong Luật Trồng trọt số 31/2018/QH14 [1] do Quốc hội ban hành vào ngày 19 tháng 11 năm 2018 có giải thích khái niệm của phân bón là: “Phân bón là sản phẩm có chức năng cung cấp chất dinh dưỡng hoặc có tác dụng cải tạo đất để tăng năng suất, chất lượng cho cây trồng”.
Có thể hiểu phân bón là chất được con người bổ sung thêm cho cây trồng để cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng sinh trưởng và phát triển. Thành phần trong phân bón sẽ gồm các nguyên tố đa lượng như Cacbon (C), Nito (N), Oxi (O), Photpho (P), Kali (K), … có vai trò cấu tạo nên mọi phân tử của tế bào; ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng và một số khoáng chất cần thiết cho cây trồng, 1.2 Phân loại các loại phân bón Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng phân bón (viết tắt là QCVN 01- 189:2019/BNNPTNT) [2] có quy định về phân loại phân bón như sau: “Phân loại phân bón thuộc nhóm phân bón hóa học (còn gọi là phân bón vô cơ) theo thành phần, hàm lượng hoặc chức năng của các nguyên tố dinh dưỡng trong phân bón đối với cây trồng: a) Phân bón đa lượng là phân bón trong thành phần chứa ít nhất 01 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; b) Phân bón trung lượng là phân bón trong thành phần chứa ít nhất 01 (đối với phân bón lá) hoặc 02 (đối với phân bón rễ) nguyên tố dinh dưỡng trung lượng, có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này, không bao gồm đá vôi, thạch cao, đá macnơ, đá đôlomit ở dạng khai thác tự nhiên chưa qua quá trình xử lý, sản xuất thành phân bón; c) Phân bón vi lượng là phân bón trong thành phần chứa ít nhất 01 nguyên tố dinh dưỡng vi lượng và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; d) Phân bón vô cơ cải tạo đất là phân bón có tác dụng cải thiện tính chất lý, hóa, sinh học của đất để tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng, phát triển, được sản xuất 4 từ nguyên liệu chính là các chất vô cơ hoặc hữu cơ tổng hợp và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; đ) Phân bón hóa học nhiều thành phần (còn gọi là phân bón vô cơ nhiều thành phần) là phân bón hóa học được sản xuất từ nguyên liệu chính là các chất vô cơ hoặc hữu cơ tổng hợp và được phối trộn thêm một hoặc nhiều chất là chất hữu cơ tự nhiên, chất sinh học hoặc vi sinh vật có ích và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này. Phân loại phân bón đa lượng theo thành phần hoặc liên kết hóa học của các nguyên tố dinh dưỡng trong phân bón: a) Phân bón vô cơ đơn (còn gọi là phân bón đơn) là phân bón trong thành phần chỉ chứa 01 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; b) Phân bón vô cơ phức hợp (còn gọi là phân bón phức hợp) là phân bón trong thành phần chỉ chứa các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng được liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; c) Phân bón vô cơ hỗn hợp (còn gọi là phân bón hỗn hợp) là phân bón trong thành phần có chứa ít nhất 02 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, được sản xuất bằng cách phối trộn từ các loại phân bón khác nhau và có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; d) Phân bón đa lượng-trung lượng (còn gọi là phân bón đa-trung lượng) là phân bón vô cơ trong thành phần chứa ít nhất 01 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và một nguyên tố dinh dưỡng trung lượng, có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; đ) Phân bón đa lượng-vi lượng (còn gọi là phân bón đa-vi lượng) là phân bón vô cơ trong thành phần chứa ít nhất 01 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và 01 nguyên tố dinh dưỡng vi lượng, có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này; e) Phân bón đa lượng-trung lượng-vi lượng (còn gọi là phân bón đa-trung-vi lượng) là phân bón vô cơ trong thành phần chứa ít nhất 01 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, 01 nguyên tố dinh dưỡng trung lượng và 01 nguyên tố dinh dưỡng vi lượng, có chỉ tiêu chất lượng chính đáp ứng quy định tại Quy chuẩn này.