Luận văn thạc sĩ ứng dụng chế phẩm sinh học trong việc sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện phổ yên tỉnh thái nguyên

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên.

• Tác giả: Nguyễn Thanh Đức
• Người hướng dẫn: ThS. Vương Vân Huyền
• Trường học: Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Ứng dụng chế phẩm sinh học trong việc sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Phổ Yên – tỉnh Thái Nguyên
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục đích của đề tài
• 1.3. Mục tiêu của đề tài
• 1.4. Yêu cầu của đề tài
• 1.5. Ý nghĩa của đề tài
• 1.5.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học
• 2.1.1. Sử dụng phân bón bền vững trong sản xuất nông nghiệp
• 2.1.2. Khái niệm phân hữu cơ
• 2.1.2.1. Phân chuồng
• 2.1.2.2. Phân rác
• 2.1.2.3. Phân xanh
• 2.1.2.4. Phân vi sinh
• 2.1.2.5. Phân sinh học hữu cơ
• 2.1.3. Khái niệm chất thải nông nghiệp
• 2.1.3.1. Chất thải rắn nông nghiệp
• 2.1.3.2. Nguồn gốc, thành phần và đặc điểm của chất thải rắn nông nghiệp
• 2.1.3.3. Thành phần và đặc điểm của phế phụ phẩm nông nghiệp
• 2.1.3.4. Thành phần chất thải trong trồng trọt
• 2.1.4. Tổng quan về men và chế phẩm vi sinh vật
• 2.1.5. Một số chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải hữu cơ và phế phụ phẩm nông nghiệp
• 2.1.6. Vai trò của chế phẩm sinh học

Tóm tắt

I. Giới thiệu và cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu tập trung vào ứng dụng chế phẩm sinh học để sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại Phổ Yên, Thái Nguyên. Mục tiêu chính là tận dụng nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp để tạo ra phân bón hữu cơ, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tái chế phế phẩm trong nông nghiệp để giảm thiểu ô nhiễm và tăng cường dinh dưỡng đất.

1.1. Vấn đề môi trường và nông nghiệp

Hiện nay, ô nhiễm môi trường là vấn đề toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Việt Nam, với quá trình phát triển kinh tế nhanh chóng, đang đối mặt với thách thức lớn về bảo vệ môi trường. Phế phụ phẩm nông nghiệp chưa được tận dụng hiệu quả, dẫn đến lãng phí tài nguyên và gây ô nhiễm. Nghiên cứu này đề xuất giải pháp sử dụng chế phẩm sinh học để chuyển hóa phế phụ phẩm thành phân hữu cơ, góp phần giảm thiểu ô nhiễm và tăng cường dinh dưỡng đất.

1.2. Mục tiêu và ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm mục tiêu sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp bằng cách sử dụng chế phẩm sinh học. Điều này không chỉ giúp tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có mà còn góp phần phát triển nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu cũng hướng đến việc xây dựng quy trình sản xuất phân hữu cơ đơn giản, hiệu quả, phù hợp với điều kiện địa phương. Ý nghĩa của nghiên cứu bao gồm nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp, bảo vệ môi trường, và tạo ra nông sản sạch.

II. Tổng quan về phân hữu cơ và phế phụ phẩm nông nghiệp

Phân hữu cơ là loại phân bón chứa các chất dinh dưỡng ở dạng hợp chất hữu cơ, được sản xuất từ các nguồn như phân chuồng, phân xanh, và phế phụ phẩm nông nghiệp. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, thân ngô, và vỏ lõi ngô để sản xuất phân hữu cơ. Các phương pháp ủ phân như ủ nóng, ủ nguội, và ủ nóng trước nguội sau được áp dụng để tối ưu hóa quá trình phân hủy và tăng chất lượng phân bón.

2.1. Khái niệm và phân loại phân hữu cơ

Phân hữu cơ bao gồm các loại như phân chuồng, phân xanh, và phân rác. Mỗi loại có đặc điểm và phương pháp chế biến khác nhau. Ví dụ, phân chuồng được ủ từ phân và nước tiểu gia súc, trong khi phân rác được chế biến từ cỏ dại và rơm rạ. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất phân hữu cơ, nhằm tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

2.2. Thành phần và đặc điểm của phế phụ phẩm nông nghiệp

Phế phụ phẩm nông nghiệp bao gồm các chất thải từ trồng trọt và chăn nuôi như rơm rạ, thân ngô, và phân gia súc. Những phế phụ phẩm này có thể được tái chế thành phân hữu cơ thông qua quá trình ủ và lên men. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phân loại và xử lý phế phụ phẩm để tối ưu hóa quá trình sản xuất phân bón, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

III. Ứng dụng chế phẩm sinh học trong sản xuất phân hữu cơ

Chế phẩm sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy và chuyển hóa phế phụ phẩm nông nghiệp thành phân hữu cơ. Các chế phẩm như EMUNIV được sử dụng để tăng tốc độ phân hủy và cải thiện chất lượng phân bón. Nghiên cứu này cũng đề xuất các phương pháp ủ phân hiệu quả, phù hợp với điều kiện địa phương tại Phổ Yên, Thái Nguyên.

3.1. Vai trò của chế phẩm sinh học

Chế phẩm sinh học giúp phân hủy nhanh các chất hữu cơ trong phế phụ phẩm nông nghiệp, chuyển hóa chúng thành chất dinh dưỡng dễ tiêu cho cây trồng. Ngoài ra, chế phẩm sinh học còn có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và giảm mùi hôi thối trong quá trình ủ phân. Nghiên cứu này sử dụng chế phẩm EMUNIV để tối ưu hóa quá trình sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp.

3.2. Quy trình sản xuất phân hữu cơ

Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp bao gồm các bước như phân loại, băm nhỏ, và ủ với chế phẩm sinh học. Nghiên cứu này đề xuất phương pháp ủ phân hiệu quả, đảm bảo chất lượng phân bón và giảm thiểu thời gian ủ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng chế phẩm sinh học giúp tăng cường dinh dưỡng đất và cải thiện năng suất cây trồng.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm sinh học trong sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp. Phân bón thu được có chất lượng cao, giúp tăng cường dinh dưỡng đất và cải thiện năng suất cây trồng. Nghiên cứu cũng đề xuất mô hình sản xuất phân hữu cơ phù hợp với điều kiện địa phương tại Phổ Yên, Thái Nguyên, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường.

4.1. Hiệu quả kinh tế và môi trường

Việc sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất nông nghiệp mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nghiên cứu cho thấy, phân hữu cơ có hiệu quả tương đương với phân hóa học trong việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Điều này giúp phát triển nông nghiệp bền vững và tạo ra nông sản sạch.

4.2. Ứng dụng thực tiễn tại Phổ Yên Thái Nguyên

Nghiên cứu đã xây dựng mô hình sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại Phổ Yên, Thái Nguyên. Mô hình này được đánh giá cao về tính khả thi và hiệu quả, phù hợp với điều kiện địa phương. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng mô hình này giúp tăng cường dinh dưỡng đất, cải thiện năng suất cây trồng, và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đây là bước tiến quan trọng trong việc phát triển nông nghiệp bền vững tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hiện nay môi trường đang là vấn đề cấp bách mang tính toàn cầu được toàn xã hội quan tâm. Trong những thập niên vừa qua sự phát triển về mặt khoa học kỹ thuật đã dẫn tới sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế. Các quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ngày càng được đẩy mạnh. Chính vì sự phát triển này môi trường sống của con người cũng như các dạng sống trên trái đất đang bị đe dọa nghiêm trọng.

Những năm gần đây thế giới đã có nhiều hoạt động bảo vệ môi trường và cũng đã có rất nhiều thành tựu đạt được. Tuy nhiên vấn đề môi trường hiện nay vẫn đang là vấn đề nóng bỏng mang tính toàn cầu. Việt Nam hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đã có những tác động không nhỏ đến môi trường sống. Công tác bảo vệ môi trường vì mục tiêu phát triển bền vững trong những thập niên đầu của thế kỷ XXI cũng đứng trước những thách thức to lớn, đòi hỏi phải có giải pháp tổng thể và đồng bộ.

Trong đó có 8 giải pháp đã được đưa ra gồm: Nhanh chóng hoàn thiện và tăng cường hiệu lực thi hành của hệ thống pháp luật; Hoàn thiện cơ quan quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường; Sự tham gia tích cực của các tổ chức chính trị, xã hội, con người và cộng đồng; Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của dân cư; Tăng cường công tác bảo vệ quy hoạch môi trường; Thiết lập hệ thống giám sát; Đa dạng hóa các nguồn vốn và quản lý; Sử dụng có hiệu quả nguồn vốn đầu tư cho bảo vệ môi trường. Song trong thực tế việc thi hành pháp luật bảo vệ môi trường chưa chú trọng và quan tâm nhiều, vấn đề quản lý môi trường ở các cấp từ trung ương đến địa phương các cấp các ngành vẫn bộc lộ nhiều yếu kém, đội ngũ cán bộ làm công tác quản lý môi trường chưa được đào tạo một cách toàn diện, ý thức tự giác bảo vệ môi trường và gìn giữ môi trường công cộng chưa trở thành thói quen trong cách sống, cách suy nghĩ của đại bộ phận dân cư. Phổ Yên là một huyện trung du nằm ở phía nam tỉnh Thái Nguyên. Trong những năm vừa qua cùng với sự công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất n 3 nước nền kinh tế của huyện đã có nhiều sự phát triển vượt bậc nâng cao đời sống nhân dân.

Nguồn thu nhập chủ yếu của người dân trên địa bàn huyện là từ sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, các phế phụ phẩm nông nghiệp chưa được tận dụng tối đa, lãng phí. Để nâng cao khả năng xử dụng tài nguyên và nguồn nguyên liệu sẵn có, được sự đồng ý của Trường Đại Học Nông Lâm – Thái Nguyên, phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Phổ Yên, và sự hướng dẫn của cô giáo: Vương Vân Huyền, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng chế phẩm sinh học trong việc sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Phổ Yên – tỉnh Thái Nguyên” 1. Mục đích của đề tài - Điều tra, đánh giá, xác định số lượng, phân loại thành phần, tỷ lệ phế phụ phẩm nông nghiệp.

- Nghiên cứu sử dụng kiến thức về lên men tự nhiên và một số chế phẩm vi sinh vật để sản xuất phân bón hữu cơ tại chỗ từ phế phụ phẩm nông nghiệp, tăng hiệu quả kinh tế sử dụng tài nguyên là phế phụ phẩm nông nghiệp. Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu các kiến thức về lên men sinh học tự nhiên và chế phẩm vi sinh vật. -Tìm các phương pháp ủ phân hữu cơ hiệu quả đơn giản và nhanh chóng từ các phương thức lên men tự nhiên. -So sánh, đánh giá chất lượng phân sau khi ủ với các loại men khác nhau.

-Phân tích chất lượng và hiệu quả kinh tế, môi trường giữa phân ủ với phân hóa học. -Xây dựng mô hình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phế phụ phẩm sẵn có. Yêu cầu của đề tài -Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực, chính xác. -Các mẫu nghiên cứu phải đại diện cho các mô hình thí nghiệm.

n 4 -Trước khi bố trí thí nghiệm phế phụ phẩm nông nghiệp phải được phân loại, băm nhỏ và trộn đều đẻ tăng tính đồng chất, tránh sai khác về các chỉ tiêu theo dõi giữa các mẫu nhắc lại trong cùng một công thức thí nghiệm. -Nơi bố trí thí nghiệm phải thoáng mát, không chịu trực tiếp ánh sáng mặt trời. Sản phẩm phân bón thu được phải được phơi khô để ở nhiệt độ phòng 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 nhắm đưa ra các bảng số liệu cuối cùng. -Quy trình sản xuất phân phải rõ ràng để người dân dễ thực hiện, giá thành hợp lý. Ý nghĩa của đề tài - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học +Nâng cao ý thức, kỹ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này. +Vận dụng và phát huy được các kiến thức đã học và nghiên cứu.

+Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu tham khảo. - Ý nghĩa trong thực tiễn +Tạo nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ, nâng cao hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp, giảm chi phí cho sản xuất nông nghiệp. n 5 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2.

Sử dụng phân bón bền vững trong sản xuất nông nghiệp. Khi việc sử dụng phân bón hóa học một cách tràn lan như hiện nay thì việc sử dụng phân bón hữu cơ cho cây trồng tạo ra hướng sản xuất bền vững. Sản xuất bền vững là hướng phấn đấu của nghành nông nghiệp nhiều nước tiên tiến trên thế giới hiện nay. Tiêu chí của sản xuất nông nghiệp bền vững có nhiều vấn đề, nhưng tập trung là tạo ra sản phẩm sạch, an toàn và bảo vệ môi trường.

Khai thác, sử dụng hữu cơ là một biện pháp để bảo vệ tài nguyên đất trong sản xuất nông nghiệp bền vững…. Rơm rạ nên được ủ trước khi đem bón cho cây trồng sẽ tốt hơn, vì cây trồng có thể hấp thu chất dinh dưỡng ngay. Nếu cày vùi rơm rạ tươi thì mất thời gian cho vi sinh vật trong đất phân hủy, như vậy cây trồng mới hấp thu được và một số trường hợp có thể xảy ra hiện tượng ngộ độc hữu cơ cho cây cho cây lúa nếu rơm, rạ không có thời gian phân hủy hoàn toàn… [24] 2. Khái niệm phân hữu cơ.

Là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu cơ như: Phân chuồng, phân xanh, phân than bùn, phế phụ phẩm nông nghiệp, phân rác… * Phân chuồng. - Đặc điểm: Phân chuồng là hỗn hợp chủ yếu của: Phân, nước tiểu gia súc vá chất độn. Nó không những cung cấp thức ăn cho cây trồng mà còn bổ sung chất hữu cơ cho đất được tơi xốp, tăng độ phì nhiêu, tăng hiệu quả sử dụng phân hóa học… - Chế biến phân chuồng: có 3 phương pháp + Ủ nóng (ủ xốp): Lấy phân ra khỏi chuồng, chất thành lớp, không được nén, tưới nước, giữ ẩm 60-70%, có thể trộn thêm 1% vôi bột và 1-2% super lân, sau đó trét bùn che phủ cho kín hàng ngày tưới nước, thời gian ủ ngắn 30-40 ngày, ủ xong là sử dụng được. n 6 + Ủ nguội (ủ chặt): Lấy phân ra khỏi chuồng xếp thành lớp mỗi lớp rắc khoảng (2%) lân, nén chặt.

Đống phân ủ rộng khoảng 2-3m, cao 1,5-2m, trét bùn bên ngoài tránh mưa. Thời gian ủ lâu, 5-6 tháng mới xong. + Ủ nóng trước nguội sau: Ủ nóng 5-6 ngày, khi nhiệt độ 50-600C nén chặt ủ tiếp lớp khác lên trên, trét bùn kín, có thể cho thêm vào đống phân ủ các loại phân khác như: phân thỏ, gà. vịt làm phân men để tăng chất lượng phân.

* Phân rác - Đặc điểm: Là phân hữu cơ được chế biến từ: Cỏ dại, rác, thân lá cây xanh, rơm rạ… Ủ với 1 số phân men như phân chuồng, lân, vôi. đến khi mục thành phân (thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng). - Cách ủ: Nguyên liệu chính là phân rác 70%, cung cấp thêm đạm và kali 2% còn lại phân men ( phân chuồng, lân , vôi). Nguyên liệu được chặt ra thành đoạn ngắn 20-30cm xếp thành lớp cứ 30cm rắc 1 lơp vôi, trét bùn.

Ủ khoảng 20 ngày đảo lại rắc thêm phân men, xếp đủ cao trét bùn lại để hở lỗ tưới nước thường xuyên, ủ khoảng 60 ngày dùng bón lót, để lâu hơn khi phân hoại có thể dùng để bón thúc. *Phân xanh - Đặc điểm: Phân xanh là phân hữu cơ sử dụng các loại cây lá tươi bón ngay vào đất không qua quá trình ủ do đó chỉ dùng để bón lót. Cây phân xanh thường được dùng là cây họ đậu: điền thanh, muồng, keo đậu, cỏ stylo, điên điển… - Cách sử dụng: vùi cây phân xanh vào đất khi cây ra hoa, bón lót lúc làm đất. *Phân vi sinh - Đặc điểm: là chế phẩm phân bón được sản xuất bằng cách dùng các loại vi sinh vật hữu ích cấy vào môi trường là chất hữu cơ ( như bột than bùn).

Khi bón cho đất các chủng loại vi sinh vật sẽ phát huy vai trò của nó như phân giải chất dinh dưỡng khó tiêu thành dễ tiêu cho cây hấp thụ, hoặc hút đạm khí trời để bổ sung cho đất và cây. - Các loại phân trên thị trường: + Phân vi sinh cố định đạm: n 7 Phân vi sinh cố định đạm, sống cộng sinh với cây họ đậu: Nitragin, Rhidafo… Phân vi sinh cố định đạm, sống tự do: Azotobacterin… + Phân vi sinh phân giải lân: Phân lân hữu cơ vi sinh Komic và nhiều loại phân vi sinh phân giải lân khác có tính năng tác dụng giống như nhau. + Ngoài ra trên thị trường còn có những loại phân khác với tên thương phẩm khác nhau nhưng tính năng tác dụng thì cũng giống như các loại phân kể trên. - Cách sử dụng phân hữu cơ vi sinh: Thời gian sử dụng phân có hạn, tùy loại thường từ 1-6 tháng (chú ý xem thời hạn sử dụng).

Phân vi sinh phát huy hiệu lực ở: vùng đất mới, đất phèn, những vùng đất bị thoái hóa mất kết cấu do bón phân hóa học lâu ngày, vùng chưa trồng các cây có vi khuẩn cộng sinh… thì mới có hiệu quả cao. *Phân sinh học hữu cơ.