Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam giữ vai trò trọng yếu trong nền kinh tế nhưng phương thức canh tác ở nhiều địa phương vẫn mang tính chất thủ công truyền thống. Phế phụ phẩm cây trồng sau thu hoạch thường không được thu gom hoặc xử lý đúng quy trình kỹ thuật. Thói quen phổ biến của người dân là đốt rơm rạ, thân lá ngay trên đồng ruộng hoặc vứt bỏ tự nhiên, dẫn đến phát sinh khói bụi ô nhiễm không khí, làm thoái hóa đất canh tác và tiêu diệt hệ vi sinh vật bản địa có lợi. Đồng thời, việc lạm dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật nhằm gia tăng năng suất trước mắt đang gây suy giảm độ phì nhiêu của đất, trong khi giá phân vô cơ trên thị trường ở mức cao so với thu nhập của nông dân.

Xã Đa Phúc, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình là địa phương thuần nông với cơ cấu cây trồng chính gồm lúa, ngô, sắn và đặc biệt là diện tích mía lớn. Hằng năm, lượng phế phụ phẩm phát sinh từ hoạt động trồng trọt tại xã rất lớn (ước tính trung bình 3–4 tấn/hộ/năm, chủ yếu là rơm rạ và vỏ lá mía). Phần lớn nguồn sinh khối này bị đốt bỏ hoặc vứt tự phát ven đường, bờ suối, gây ách tắc dòng chảy, phát sinh mùi hôi và trở thành nơi lưu trú cho các loài truyền bệnh. Việc ứng dụng công nghệ vi sinh vật hữu hiệu (Effective Microorganisms - EM) để ủ phế phụ phẩm nông nghiệp thành phân bón hữu cơ vi sinh là giải pháp giải quyết đồng thời mục tiêu cải tạo môi trường đất, tận dụng phụ phẩm sẵn có và giảm chi phí mua vật tư nông nghiệp cho người dân vùng nông thôn.

Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (EM) để xử lý rác thải từ nông nghiệp tại xã Đa Phúc, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình, nhằm chuyển hóa phụ phẩm thực vật thành phân bón hữu cơ có giá trị dinh dưỡng cao phục vụ canh tác.

Yêu cầu của đề tài (theo văn bản):

  1. Ứng dụng thực tế sản xuất làm phân hữu cơ ở các hộ gia đình, trang trại.
  2. Đề xuất các giải pháp có tính khả thi cao phù hợp với điều kiện của địa phương, thu hút được sự tham gia và đồng ý của người dân địa phương.

Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu chính:

  1. Đánh giá sơ lược tình hình cơ bản về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Đa Phúc.
  2. Đánh giá thực trạng phát sinh, thu gom và phương thức xử lý rác thải sinh hoạt, phế phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch tại địa phương.
  3. Khảo sát trình độ nhận thức của cộng đồng dân cư về chế phẩm vi sinh vật và phương pháp ủ phân hữu cơ.
  4. Bố trí thí nghiệm ứng dụng chế phẩm EM (gồm EM2 và EM Bokashi) để xử lý rơm rạ và vỏ lá mía; theo dõi các thông số nhiệt độ, khối lượng, thể tích, màu sắc và phân tích các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm mùn hữu cơ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Phế phụ phẩm nông nghiệp dạng khô gồm rơm, rạ, vỏ lá mía; các chế phẩm vi sinh vật gồm dung dịch EM2 và chế phẩm dạng bột EM Bokashi.
  • Phạm vi không gian: Địa bàn xóm Tung, xã Đa Phúc, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình; các phân tích hóa lý được thực hiện tại Viện Khoa học Sự sống – Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện từ ngày 01/01/2014 đến ngày 15/04/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nghiên cứu dựa trên các khái niệm chuẩn tắc về môi trường, ô nhiễm môi trường, nông nghiệp và phế phụ phẩm nông nghiệp (chất thải hữu cơ phát sinh từ trồng trọt, chế biến có khả năng phân hủy sinh học). Cơ sở khoa học về tác động tiêu cực của rác thải nông nghiệp được tác giả viện dẫn từ nghiên cứu của Lê Văn Khoa (2003), bao gồm: sự phát thải các khí độc hại ($H_2S$, $NH_3$, $CH_4$, $SO_2$, $CO_2$) gây kích ứng hô hấp; sự biến đổi tính chất lý hóa của đất khi tích trữ chất thải; sự suy giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước mặt khi rác thải bị xả xuống kênh rạch, ao hồ làm phát sinh các mầm bệnh tả, lỵ, thương hàn.

Khung pháp lý được tác giả áp dụng đồng bộ nhằm đối chiếu hiện trạng và xây dựng các đề xuất quản lý chất thải:

  • Luật Bảo vệ môi trường năm 2005 (được Quốc hội khóa XI thông qua ngày 29/11/2005).
  • Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 và Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 về hướng dẫn và sửa đổi, bổ sung thi hành Luật Bảo vệ môi trường.
  • Nghị định số 59/2007/NĐ-CP ngày 09/04/2007 của Chính phủ về quản lý chất thải rắn.
  • Thông tư số 199/TTg-CP ngày 03/04/1997 về các biện pháp cấp bách trong quản lý chất thải rắn đô thị và công nghiệp.
  • Thông tư số 13/2007/TT-BXD ngày 31/12/2007 của Bộ Xây dựng hướng dẫn một số điều của Nghị định 59/2007/NĐ-CP.
  • Quyết định số 17/2011/QĐ-BXD ngày 07/08/2011 của Bộ Xây dựng về định mức dự toán chuyên ngành vệ sinh môi trường.
  • Quyết định số 1630/QĐ-BTNMT ngày 01/10/2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành danh mục chế phẩm sinh học được lưu hành trong xử lý chất thải tại Việt Nam.
  • Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT quy định về quản lý chất thải nguy hại.
  • Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6696-2000 về chất thải rắn – bãi chôn lấp hợp vệ sinh.

Về mặt công nghệ vi sinh, tác giả sử dụng hệ thống vi sinh vật hữu hiệu EM gồm hơn 80 chủng vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc 10 chi phân lập từ công nghệ thực phẩm và lên men (chủ đạo gồm nhóm vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn Lactic). Khóa luận sử dụng hai dạng chế phẩm:

  1. Chế phẩm EM2: Dạng dung dịch thứ cấp điều chế từ EM gốc, có tác dụng phân giải cellulose, hemicellulose, protein, khử mùi hôi.
  2. Chế phẩm EM Bokashi: Dạng bột lên men từ chất mang hữu cơ (cám gạo, mùn cưa) kết hợp chế phẩm vi sinh, cung cấp mật độ vi sinh vật hữu hiệu cao vào khối ủ.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa điều tra xã hội học và bố trí thực nghiệm sinh học:

  • Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Tổng hợp niên giám thống kê, báo cáo kinh tế - xã hội hằng năm của UBND xã Đa Phúc, số liệu từ tạp chí chuyên ngành Môi trường và các tài liệu công bố liên quan.
  • Phương pháp điều tra sơ cấp: Tiến hành điều tra, phỏng vấn trực tiếp bằng phiếu câu hỏi bán cấu trúc tại 60 hộ gia đình thuộc xã Đa Phúc (lựa chọn mẫu ngẫu nhiên, có chọn lọc) để thu thập thông tin về khối lượng rác sinh hoạt, phế phụ phẩm nông nghiệp, tập quán xử lý và mức độ nhận thức về chế phẩm EM.
  • Phương pháp bố trí thí nghiệm ủ phân: Nguyên liệu gồm rơm rạ và vỏ lá mía khô được băm nhỏ kích thước 5–7 cm, làm ẩm sơ bộ. Thí nghiệm được bố trí trong các thùng xốp cách nhiệt, có bạt đậy kín để kiểm soát nhiệt và ẩm. Bố trí 4 công thức (CT) thí nghiệm:
    • Công thức 1 (CT1): 10 kg rơm + chế phẩm EM2.
    • Công thức 2 (CT2): 10 kg lá mía + chế phẩm EM Bokashi.
    • Công thức 3 (CT3): 5 kg rơm + 5 kg lá mía + chế phẩm EM Bokashi.
    • Công thức 4 (CT4): 5 kg rơm + 5 kg lá mía + chế phẩm EM2.
  • Phương pháp theo dõi và phân tích:
    • Đo nhiệt độ đống ủ bằng nhiệt kế định kỳ vào các mốc: ngày ủ (10/02/2014), ngày 20/02, 02/03, 12/03, 22/03, 01/04, 11/04 và 14/04/2014.
    • Cân khối lượng đống ủ định kỳ 10 ngày/lần.
    • Đo thể tích định kỳ 10 ngày/lần theo công thức hình khối: $V = a \cdot b \cdot h$ (trong đó $a, b$ là chiều rộng, chiều dài thùng xốp; $h$ là chiều cao khối nguyên liệu).
    • Quan sát cảm quan mức độ chuyển đổi màu sắc từ vàng nhạt sang đen mùn.
    • Phân tích các chỉ tiêu hóa lý tại phòng thí nghiệm: độ pH, tỷ lệ phần trăm mùn hữu cơ, hàm lượng Ni-tơ (N) dễ tiêu (mg/100g) và Phốt-pho ($P_2O_5$) dễ tiêu (mg/100g).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để lập bảng, xử lý thống kê mô tả, tính toán tỷ lệ phần trăm và so sánh định lượng giữa các công thức.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc tận dụng phụ phẩm mùa vụ trong bối cảnh nông nghiệp phụ thuộc nặng nề vào phân hóa học. Xác định rõ mục đích ứng dụng chế phẩm EM tại thực địa xã Đa Phúc, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình nhằm tạo nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ, giảm tải áp lực môi trường nông thôn và tiết kiệm chi phí đầu vào. Phần này xác định 2 yêu cầu cụ thể, ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài đối với công tác bảo vệ môi trường cơ sở.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết có hệ thống cơ sở lý luận về quản lý chất thải rắn, rác thải hữu cơ và kinh nghiệm ứng dụng công nghệ ủ sinh học:

  • Khái quát hiện trạng xử lý chất thải rắn tại một số quốc gia: Nhật Bản (phân loại 3 nhóm rác triệt để, tái chế >36%), Đức (quy chuẩn thùng rác 3-4 màu), Mỹ (tỷ lệ chất thải vô cơ cao, giấy chiếm 38%), Singapore (chiến lược bãi rác Semakau đến năm 2040 kết hợp 3R). Tác giả tổng hợp tỷ lệ xử lý chất thải qua bảng số liệu tại 9 nước phát triển (Thụy Điển chế biến phân vi sinh đạt 34%, trong khi Phần Lan chôn lấp 83%, Thụy Sỹ thiêu đốt 59%).
  • Tổng hợp hiện trạng 8 nhà máy chế biến phân compost tập trung tại Việt Nam (nhà máy Cầu Diễn - Hà Nội công suất 140 tấn/ngày; Nam Định 250 tấn/ngày; Việt Trì 35,2 tấn/ngày; Thủy Phương - Thừa Thiên Huế 159 tấn/ngày; Hà Tĩnh 200 tấn/ngày công nghệ Vương quốc Bỉ).
  • Đánh giá ưu nhược điểm của 5 phương pháp xử lý chất thải hữu cơ: ủ phân vi sinh (hiếu khí và kỵ khí), bãi chôn lấp hợp vệ sinh, thiêu đốt có kiểm soát, chôn lấp dưới biển và chôn rác nhiệt phân.
  • Phân tích cơ chế và đặc tính của các chế phẩm vi sinh vật: EM gốc, EM2, EM Bokashi, EMUNIV (mật độ $>10^9$ CFU/g), Compost Maker ($10^8$ CFU/g), EM-TMT.
  • Giới thiệu mô hình thực tiễn trong nước: chế phẩm Biomix1 và Biomix2 tại Vĩnh Phúc (giảm COD nước thải chăn nuôi từ 1697 mg/l xuống 330 mg/l, giảm SS từ 1160 mg/l xuống 144 mg/l); mô hình Compost Maker trên chè tại xã Hùng Sơn, huyện Anh Sơn, Nghệ An (120 hộ tham gia, 600 tấn phân, tiết kiệm 28.000 đồng/tấn so với phân chuồng, tăng 25% năng suất chè); mô hình ủ rơm rạ tại Trấn Yên, Yên Bái.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Văn bản chi tiết hóa các bước chuẩn bị vật liệu, chọn mẫu khảo sát và quy trình vận hành thí nghiệm:

  • Xác định đối tượng (rơm rạ, vỏ lá mía, EM2, EM Bokashi) tại xóm Tung, xã Đa Phúc trong thời gian 3,5 tháng.
  • Quy định cỡ mẫu điều tra xã hội học là 60 hộ gia đình thuần nông bằng phiếu phỏng vấn kết hợp câu hỏi đóng và mở.
  • Quy chuẩn hóa công thức thí nghiệm 4 nghiệm thức: 2 nghiệm thức đơn nguyên liệu (CT1 rơm + EM2; CT2 lá mía + EM Bokashi) và 2 nghiệm thức phối trộn tỷ lệ 1:1 (CT3 rơm + lá mía + EM Bokashi; CT4 rơm + lá mía + EM2).
  • Thống nhất quy trình lấy số liệu chu kỳ 10 ngày một lần đối với trọng lượng, thể tích; đo đạc nhiệt độ theo 8 mốc thời gian và phương thức phân tích mẫu mùn tại Viện Khoa học Sự sống.

Phần 4: Kết quả đạt được

Nội dung chương trình bày toàn bộ số liệu điều tra hiện trạng và kết quả phân tích thực nghiệm tại thực địa:

  1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội xã Đa Phúc: Diện tích tự nhiên 2740 ha (diện tích đất đai 2790 ha), địa hình đồi núi đá vôi xen kẽ thung lũng hẹp. Dân số 5446 người (1182 hộ tại 15 xóm), đồng bào dân tộc Mường chiếm ưu thế tuyệt đối với 98,6% (5371 người), người Kinh 1,2% (63 người), người Thái 0,2% (12 người). Lao động trong độ tuổi là 3444 người (63,23%), trong đó 98,46% là lao động nông lâm nghiệp phổ thông. Thu nhập bình quân đầu người năm 2013 đạt 9,06 triệu đồng/năm; tỷ lệ hộ nghèo chiếm 40%. Sản xuất trồng trọt chủ lực là mía (700 ha, năng suất 800 tạ/ha, sản lượng 56.000 tấn), ngô (240,6 ha, sản lượng 786 tấn), lúa (120 ha, sản lượng 504 tấn), sắn (155,44 ha, sản lượng 699 tấn). Đàn gia súc gia cầm gồm 1503 con trâu, 3339 con lợn, 295 con dê và 24.900 con gia cầm.
  2. Thực trạng chất thải rắn sinh hoạt: Lượng phát sinh dao động từ 0,15 đến 0,7 kg/người/ngày (trung bình 0,37 kg/người/ngày). Tổng khối lượng rác sinh hoạt phát sinh từ 60 hộ điều tra là 54,74 tấn/năm; trong đó rác hữu cơ chiếm 72% (39,42 tấn/năm, tương đương 657 kg/hộ/năm), rác vô cơ chiếm 26,9% (14,7 tấn/năm), chất thải nguy hại chiếm 1,1% (0,62 tấn/năm). Phương thức xử lý rác sinh hoạt còn thô sơ: 50% số hộ đổ ra vườn/hố rác gia đình, 35% vứt trực tiếp ra suối, ao, hồ, 10% đốt lộ thiên và chỉ có 5% thực hiện ủ phân bón.
  3. Thực trạng phế phụ phẩm nông nghiệp: Tổng lượng phụ phẩm phát sinh tại 60 hộ là 1130 tấn/năm (vỏ lá mía 670 tấn, rơm rạ 250 tấn, thân cây họ đỗ 195 tấn, cây khác 15 tấn). Hoạt động tái sử dụng chủ yếu làm thức ăn cho gia súc (191 lượt hộ) và chất độn chuồng rồi ủ phân (112 lượt hộ); trong khi đó tỷ lệ đốt dọn đồng ruộng chiếm 85 lượt hộ và thải bỏ tự do chiếm 66 lượt hộ. Vỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật chưa được thu gom riêng biệt, bị vứt bừa bãi tại đồng ruộng.
  4. Nhận thức của người dân về chế phẩm vi sinh: Khảo sát 60 hộ cho thấy 48,4% (29 người) hoàn toàn không biết về chế phẩm vi sinh; 40% (24 người) có nghe nói nhưng không biết rõ; chỉ có 11,6% (7 người) có hiểu biết rõ ràng về chế phẩm EM.
  5. Kết quả thực nghiệm ủ phế phụ phẩm:
    • Nhiệt độ: Quá trình lên men hiếu khí làm nhiệt độ tăng nhanh trong 10–20 ngày đầu, đạt cực đại từ ngày thứ 10 đến 25 (dao động 55–59,6 °C). CT2 đạt đỉnh cao nhất với 59,6 °C vào ngày 02/03/2014. Nhiệt độ hạ dần về mức 45–52 °C vào ngày kết thúc theo dõi (14/04/2014).
    • Khối lượng: Sau 53 ngày, khối lượng mỗi đống ủ từ 10 kg giảm còn 4,35–4,6 kg. Tỷ lệ suy giảm trọng lượng trung bình là 52,625%; cao nhất ở CT2 (giảm 56,5%), tiếp theo là CT3 (giảm 56%), CT1 (giảm 55%) và CT4 (giảm 54%).
    • Thể tích: Thể tích các đống ủ suy giảm mạnh, đạt tỷ lệ suy giảm trung bình 51,075%; CT2 giảm mạnh nhất (53,3%), CT3 giảm 53%, CT4 giảm 50% và CT1 giảm 48%.
    • Màu sắc: Các đống ủ chuyển màu đen mùn hoàn toàn sau 45–50 ngày. CT2 chuyển màu sớm nhất (ngày thứ 45), tiếp đến CT1, CT4 (ngày 48) và CT3 (ngày 49).
    • Hóa tính mùn sau ủ: Giá trị pH của cả 4 công thức đạt ngưỡng trung tính (7,62–7,74). Công thức CT2 (vỏ lá mía + EM Bokashi) đạt hàm lượng dinh dưỡng cao nhất với tỷ lệ mùn 9,45%, Ni-tơ dễ tiêu 34,02 mg/100g, Phốt-pho dễ tiêu 108,11 mg/100g. Công thức CT1 (rơm + EM2) đạt thấp nhất với mùn 6,18%, N dễ tiêu 30,66 mg/100g, P dễ tiêu 13,38 mg/100g.
  6. Phân tích hiệu quả kinh tế và môi trường: Dung dịch EM2 có giá bán 10.000 đồng/lít, có khả năng xử lý 700–1000 kg rác thải hữu cơ. Nếu kết hợp 1 lít EM2 với 6–7 kg phụ gia (cám gạo, mùn cưa), chi phí sản xuất 1 tấn phân vi sinh là 38.000 đồng, thấp hơn nhiều so với việc mua phân vô cơ hoặc phân chuồng thương phẩm. Phân ủ vi sinh giúp tiêu diệt hạt cỏ dại, loại trừ mầm bệnh nấm hại và cải tạo tính xốp cho đất trồng cạn.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận cung cấp hệ thống số liệu định lượng về hiện trạng môi trường nông thôn và hiệu quả xử lý sinh học rơm rạ, vỏ lá mía:

Bảng 1: Cơ cấu thành phần rác thải sinh hoạt phát sinh tại 60 hộ gia đình điều tra

STT Thành phần rác thải Khối lượng (tấn/năm) Khối lượng (kg/hộ/năm) Tỷ lệ (%)
1 Rác hữu cơ 39,42 657,00 72,0
2 Rác vô cơ 14,70 245,50 26,9
3 Chất thải nguy hại 0,62 10,03 1,1
Tổng 54,74 912,53 100,0

Bảng 2: Hiện trạng thu gom và xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp tại 60 hộ gia đình

Loại phế phụ phẩm Tổng phát sinh (tấn/năm) Dùng làm phân bón (số hộ) Đốt ngoài đồng (số hộ) Làm thức ăn gia súc (số hộ) Thải bỏ tự do (số hộ)
Rơm, rạ 250 32 25 60 23
Vỏ lá mía 670 35 60 60 27
Thân cây họ đỗ 195 22 0 44 6
Cây trồng khác 15 23 0 27 10
Tổng cộng 1130 112 85 191 66

Bảng 3: Diễn biến nhiệt độ đống ủ của 4 công thức thí nghiệm theo thời gian (°C)

Ký hiệu công thức 10/02 20/02 02/03 12/03 22/03 01/04 11/04 14/04
CT1 (10 kg rơm + EM2) 20,0 56,0 58,0 56,0 53,0 50,0 48,0 45,0
CT2 (10 kg lá mía + EM Bokashi) 20,0 57,0 59,6 58,0 57,0 55,0 54,0 52,0
CT3 (5 kg rơm + 5 kg lá mía + EM Bokashi) 20,0 55,0 58,0 57,0 55,0 53,0 51,0 48,0
CT4 (5 kg rơm + 5 kg lá mía + EM2) 20,0 57,5 58,5 58,0 55,8 53,0 51,0 47,0

Bảng 4: Biến thiên thể tích, khối lượng và thời gian hóa đen sau 53 ngày ủ

Ký hiệu Khối lượng ban đầu (kg) Khối lượng sau ủ (kg) Độ suy giảm khối lượng (%) Thể tích ban đầu ($m^3$) Thể tích sau ủ ($m^3$) Độ suy giảm thể tích (%) Ngày đạt độ đen 100%
CT1 10,0 4,50 55,0 0,252 0,1123 48,0 Ngày thứ 48
CT2 10,0 4,35 56,5 0,216 0,1176 53,3 Ngày thứ 45
CT3 10,0 4,40 56,0 0,234 0,1100 53,0 Ngày thứ 49
CT4 10,0 4,60 54,0 0,234 0,1170 50,0 Ngày thứ 48

Bảng 5: Phân tích chỉ tiêu hóa lý phân hữu cơ sau khi ủ tại Viện Khoa học Sự sống

STT Ký hiệu công thức pH Mùn (%) Ni-tơ dễ tiêu (mg/100g) Phốt-pho dễ tiêu (mg/100g)
1 CT1 (10 kg rơm + EM2) 7,74 6,18 30,66 13,38
2 CT2 (10 kg lá mía + EM Bokashi) 7,62 9,45 34,02 108,11
3 CT3 (5 kg rơm + 5 kg lá mía + EM Bokashi) 7,64 8,57 31,50 84,75
4 CT4 (5 kg rơm + 5 kg lá mía + EM2) 7,66 8,35 27,44 73,98

Giải pháp và kiến nghị tác giả đề xuất:

  1. Đề xuất mô hình thu gom bao bì thuốc BVTV: Áp dụng mô hình bể bê tông có nắp đậy tại các xứ đồng để thu gom triệt để rác thải nguy hại nông nghiệp theo đúng quy định tại Thông tư 12/2011/TT-BTNMT.
  2. Mở rộng ứng dụng chế phẩm sinh học: Đẩy mạnh các lớp tập huấn kỹ thuật ủ rác hữu cơ bằng chế phẩm EM cho các hộ nông dân tại xã Đa Phúc nhằm tận dụng triệt để nguồn lá mía (670 tấn/năm) và rơm rạ (250 tấn/năm).
  3. Phát triển dịch vụ thương mại vi sinh: Kiến nghị địa phương hỗ trợ xây dựng các kênh cung ứng chế phẩm sinh học (EM2, EM Bokashi) về tận hệ thống đại lý vật tư nông nghiệp cấp xã để người dân dễ dàng tiếp cận với chi phí hợp lý.

Đóng góp của khóa luận:

  • Đề tài là công trình nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên đánh giá định lượng khả năng phân hủy vỏ lá mía kết hợp rơm rạ bằng chế phẩm EM2 và EM Bokashi tại huyện Yên Thủy, Hòa Bình.
  • Xác lập được bộ thông số nhiệt - ẩm - thể tích và chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm phân ủ, chứng minh tính ưu việt của chế phẩm EM Bokashi đối với nguồn phụ phẩm giàu cellulose và lignin như vỏ lá mía (hàm lượng mùn đạt 9,45%, phốt pho dễ tiêu đạt 108,11 mg/100g).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số điểm hạn chế do giới hạn về nguồn lực và thời gian thực hiện:

  • Quy mô thí nghiệm nhỏ: Thí nghiệm chỉ được thực hiện ở quy mô mô hình trong các thùng xốp cách nhiệt (khối lượng 10 kg nguyên liệu khô mỗi công thức) tại một địa điểm duy nhất (xóm Tung), chưa tiến hành thử nghiệm đống ủ quy mô đống luống lớn (hàng trăm kg hoặc tấn) trực tiếp ngoài đồng ruộng.
  • Phạm vi khảo sát: Mẫu điều tra xã hội học dừng lại ở 60 hộ gia đình, tập trung tại địa bàn thuần nông của xã Đa Phúc, chưa bao quát được toàn diện các tiểu vùng sinh thái khác của huyện Yên Thủy.
  • Thời gian theo dõi ngắn: Nghiên cứu kết thúc sau 53 ngày ủ khi sản phẩm đạt độ đen cảm quan; tác giả chưa thực hiện đánh giá thực tế hiệu lực sinh học khi bón sản phẩm phân hữu cơ vi sinh này đối với năng suất và chất lượng của cây trồng vụ kế tiếp (chưa có số liệu thực nghiệm trên ruộng lúa hoặc ruộng mía).
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo: Mở rộng thí nghiệm đống ủ quy mô hộ gia đình dạng luống hở có mái che; thử nghiệm đánh giá khả năng cải tạo dung tích hấp thu, độ xốp của đất canh tác sau khi bón phân ủ; khảo sát thời gian tồn lưu của các chủng vi sinh vật hữu hiệu trong điều kiện thổ nhưỡng thực tế tại Hòa Bình.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu chuyên khảo thực tiễn hữu ích cho nhiều đối tượng:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Nông học, Quản lý tài nguyên: Tham khảo quy trình thiết kế bảng hỏi khảo sát rác thải nông thôn, phương pháp tính toán thể tích và phương pháp bố trí thí nghiệm ủ hiếu khí phụ phẩm nông nghiệp.
  • Cán bộ khuyến nông và quản lý môi trường cơ sở: Sử dụng các số liệu hạch toán kinh tế (chi phí 38.000 đồng hóa chất phụ trợ để xử lý 1 tấn rác thải hữu cơ bằng 1 lít EM2) để xây dựng đề án nhân rộng mô hình phân loại và xử lý rác tại nguồn ở các xã miền núi, vùng sâu, vùng xa.
  • Hộ gia đình và chủ trang trại: Có thể áp dụng trực tiếp tỷ lệ phối trộn (công thức CT2 hoặc CT3) kết hợp quy trình băm nhỏ 5–7 cm, tưới ẩm định kỳ và kiểm soát nhiệt độ đống ủ trong giai đoạn 10–25 ngày đầu để tự ủ rác hữu cơ thành phân vi sinh an toàn, thay thế phân bón hóa học.

Câu hỏi thường gặp

1. Khảo sát 60 hộ gia đình tại xã Đa Phúc cho thấy cơ cấu phát sinh và phương thức xử lý rác thải sinh hoạt thực tế như thế nào? Tổng khối lượng rác sinh hoạt phát sinh từ 60 hộ khảo sát là 54,74 tấn/năm (bình quân 0,37 kg/người/ngày). Trong đó, rác hữu cơ chiếm tỷ lệ áp đảo với 72% (39,42 tấn/năm), rác vô cơ chiếm 26,9% (14,7 tấn/năm) và chất thải nguy hại chiếm 1,1% (0,62 tấn/năm). Về phương thức xử lý, 50% số hộ (30 hộ) đào hố hoặc đổ trực tiếp ra góc vườn; 35% (21 hộ) xả thải trực tiếp ra suối, ao, hồ; 10% (6 hộ) xử lý bằng hình thức đốt lộ thiên và chỉ có 5% (3 hộ) áp dụng biện pháp ủ phân hữu cơ.

2. Quá trình thí nghiệm ủ phế phụ phẩm diễn ra trong bao nhiêu ngày và nhiệt độ các đống ủ biến thiên ra sao? Thí nghiệm diễn ra trong 53 ngày (bắt đầu từ ngày 10/02/2014 và theo dõi đến 14/04/2014). Nhiệt độ ban đầu của các công thức là 20 °C, sau đó tăng mạnh trong 10–20 ngày đầu do vi sinh vật hoạt động mạnh để phân giải rác thải. Nhiệt độ cao nhất được ghi nhận từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 25, đạt đỉnh từ 57,0 °C đến 59,6 °C (công thức CT2 đạt nhiệt độ cao nhất 59,6 °C vào ngày 02/03/2014). Sau giai đoạn này, nhiệt độ giảm dần và ổn định ở mức 45,0–52,0 °C vào ngày 14/04/2014.

3. Khối lượng và thể tích của các đống ủ rơm rạ và vỏ lá mía suy giảm ở mức độ nào sau khi ủ? Sau 53 ngày, tất cả các công thức đều có sự suy giảm mạnh về kích thước vật lý. Độ suy giảm khối lượng trung bình của 4 công thức đạt 52,625% (từ 10 kg ban đầu giảm còn 4,35–4,6 kg; trong đó CT2 giảm nhiều nhất là 56,5%, CT3 giảm 56%, CT1 giảm 55%, CT4 giảm 54%). Độ suy giảm thể tích trung bình đạt 51,075% (cao nhất ở CT2 giảm 53,3%, CT3 giảm 53%, CT4 giảm 50% và CT1 giảm 48%).

4. Sự khác biệt về chất lượng mùn và dinh dưỡng giữa việc sử dụng chế phẩm EM Bokashi và EM2 được thể hiện qua các chỉ số nào? Tất cả các công thức sau ủ đều cho phản ứng trung tính với pH từ 7,62 đến 7,74. Tuy nhiên, các công thức sử dụng chế phẩm EM Bokashi (CT2 và CT3) cho hàm lượng dinh dưỡng vượt trội so với chế phẩm EM2 (CT1 và CT4). Cụ thể, CT2 (lá mía + EM Bokashi) đạt độ mùn cao nhất 9,45%, Ni-tơ dễ tiêu 34,02 mg/100g và Phốt-pho dễ tiêu 108,11 mg/100g. Trong khi đó, CT1 (rơm + EM2) chỉ đạt độ mùn 6,18%, Ni-tơ dễ tiêu 30,66 mg/100g và Phốt-pho dễ tiêu ở mức rất thấp là 13,38 mg/100g.

5. Chi phí nguyên liệu chế phẩm vi sinh để xử lý 1 tấn rác thải hữu cơ theo tính toán của tác giả là bao nhiêu? Theo đơn giá thị trường thời điểm nghiên cứu, 1 lít dung dịch chế phẩm EM2 có giá bán 10.000 đồng, đủ khả năng xử lý từ 700 đến 1000 kg chất thải hữu cơ. Để sản xuất 1 tấn phân vi sinh, tác giả hạch toán việc phối trộn 1 lít chế phẩm EM2 cùng với 6–7 kg phụ gia (gồm cám gạo, mùn cưa) với tổng chi phí vật tư là 38.000 đồng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Bùi Văn Thiệu đã phản ánh chân thực thực trạng ô nhiễm môi trường nông thôn do thói quen vứt bỏ, đốt phế phụ phẩm nông nghiệp (lá mía, rơm rạ) và rác sinh hoạt tại xã Đa Phúc, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình. Thông qua nghiên cứu thực nghiệm 4 công thức phối trộn trong 53 ngày, đề tài đã chứng minh việc ứng dụng chế phẩm vi sinh hữu hiệu EM (đặc biệt là EM Bokashi trên nền vỏ lá mía) giúp chuyển hóa nhanh phế phụ phẩm thành mùn hữu cơ trung tính giàu dinh dưỡng, làm giảm hơn 50% thể tích và khối lượng rác phát sinh. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở thực tiễn vững chắc cho việc nhân rộng mô hình tự sản xuất phân hữu cơ vi sinh quy mô hộ gia đình với chi phí thấp, góp phần bảo vệ tài nguyên đất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại các địa bàn thuần nông.