Nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Quảng Uyên - Tỉnh Cao Bằng

Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130 125 NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN QUẢNG UYÊN - TỈNH CAO BẰNG Trương Thị Ánh Tuyết*, Lý Văn Sơn, Hà Huy Hoàng Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Trong thời gian từ tháng 2 – 4/2013, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại huyện Quảng Uyên, tỉnh Cao Bằng. Kết quả cho thấy khi ủ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với các chế phẩm, nhiệt độ trong các xô ủ tăng dần trong quá trình ủ. Đến ngày thứ 12 nhiệt độ trong các xô đạt cao nhất, sau đó giảm dần, đồng thời với giảm nhiệt độ thì trọng lượng và thể tích các xô ủ cũng giảm theo. Kết quả sử dụng các loại phân sau ủ trồng rau cải canh cho thấy các công thức sử dụng phân bón được ủ từ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với chế phẩm EM, tro và men rượu thì rau cải canh sinh trưởng tốt hơn, chiều cao, số lá và năng suất cao hơn so với ủ không Từ khóa: EM, men rượu, phân hữu cơ, phế phụ phẩm nông nghiệp, ủ phân, tro ĐẶT VẤN ĐỀ* Cao Bằng là một tỉnh thuộc trung du miền núi phía Bắc Việt Nam, kinh tế chủ yếu của tỉnh là dựa vào sản xuất nông nghiệp và khai khoáng. Hoạt động nông nghiệp hàng năm làm phát sinh nhiều loại phế phụ phẩm nông nghiệp, nếu không được xử lý sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và sức khỏe của người dân, làm mất cảnh quan đô thị nông thôn. Để xử lý phế phụ phẩm sau khi thu hoạch, đại đa số người dân đều đem đốt bỏ. Điều này không những gây ô nhiễm môi trường mà còn lãng phí nguồn nguyên liệu phân bón, vì đa số phế phụ phẩm nông nghiệp đều là chất hữu cơ nên dễ dàng phân hủy nếu có biện pháp hợp lý (Đặng Văn Minh và cs, 2011). Huyện Quảng Uyên nằm ở phía Đông tỉnh Cao Bằng, tiềm năng khai thác các nguồn nguyên liệu sẵn có để sản xuất phân bón tại chỗ ở đây rất lớn. Các phế phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp như: rơm rạ, thân lá ngô, thân lá vỏ quả các cây họ đậu và nhiều loại chất hữu cơ xanh khác sau khi thu hoạch vẫn chưa được tận dụng để làm phân bón. Có thể nói đây là nguồn tài nguyên vô cùng lớn và có giá trị đối với sản xuất nông nghiệp. Nếu lượng phế phụ phẩm này cứ tiếp tục bị đốt, vứt bỏ không hoàn trả cho đất thì đất sẽ thiếu trầm trọng chất hữu cơ, ngày càng chai cứng, không * Tel 0916938087; email: truongthianhtuyet@tuaf.edu.vn có khả năng hút và giữ nước, khiến cây cối không thể sinh trưởng, phát triển bình thường nên năng suất thấp và giảm dần theo thời gian. Việc tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất phân hữu cơ không chỉ tận dụng được nguồn phế thải mà còn đem lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế, xã hội và môi trường. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu - Phế phụ phẩm nông nghiệp (thân ngô và rơm rạ) - Cây rau cải canh Nội dung - Nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ ở các công thức thí nghiệm - Nghiên cứu sự thay đổi trọng lượng và thể tích trong quá trình ủ ở các công thức thí nghiệm - Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và năng suất của rau cải canh trên các loại phân sau ủ Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sản xuất phân bón từ phế phụ phẩm nông nghiệp Thí nghiệm gồm 4 công thức, 3 lần nhắc lại + Công thức 1: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với chế phẩm EM2 + Công thức 2: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với tro Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130 126 + Công thức 3: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với men rượu + Công thức 4: Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ không Mỗi công thức được tiến hành với 3 xô (3 xô x 3 lần nhắc lại = 9 xô), cả thí nghiệm là 36 xô, mỗi xô gồm 4kg thân ngô và rơm rạ. • Cách ủ + Sơ đồ quy trình + Các bước tiến hành Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ - Phế phụ phẩm có nguồn gốc từ nông nghiệp băm nhỏ dài từ 5 đến 10cm phơi khô. - Chế phẩm EM2, Men rượu, tro, - Xô nhựa tối màu, - Túi nilong tối màu, dây cao su để đậy kín miệng xô. Bước 2: Trộn chế phẩm với nguyên liệu ủ - Cho nguyên liệu vào từng xô sau đó cho thêm chế phẩm vào trộn đều - Nếu khô quá cho thêm nước vào cho độ ẩm đạt từ 50 đến 60% là được Bước 3: Tiến hành ủ - Đảo đều cho nguyên liệu thấm đều chế phẩm đem ủ - Dùng túi chụp miệng xô lại và quấn dây cao su bên ngoài tránh tiếp xúc với không khí. Bước 4: Bảo quản - Sau khi ủ chọn nơi thoáng mát tránh ánh nắng để xô ủ - Sau 4 ngày kiểm tra xô ủ, đo các chỉ số liên quan và đảo lại cho đều. + Thời gian tiến hành từ 15/2 – 20/3 • Cách theo dõi + Theo dõi kiểm tra 4 ngày một lần: Mở túi nilong chụp miệng xô ra kiểm tra, đo đếm các chỉ tiêu, sau đó chụp lại và quấn dây cao su cho kín miệng xô • Các chỉ tiêu theo dõi + Đánh giá cảm quan: xác nhận màu sắc và mùi vị đặc trưng của từng xô ủ + Đo nhiệt độ: Dùng nhiệt kế cắm vào giữa xô ủ để 3 đến 5 phút rồi ghi chỉ số nhiệt độ, các lần đo vào cùng thời gian trong ngày khoảng 4 đến 5 giờ chiều. + Cân khối lượng: Dùng cân bàn để cân, đặt cả xô ủ lên cân rồi ghi số cân và trừ đi trọng lượng của xô với túi nilong, dây cao su quấn ngoài. + Đo thể tích: Dùng thước cứng hình vuông nhỏ cắm vào giữa xô ủ để đo chiều cao phân ủ rồi ghi kết quả lại. Công thức tính thể tích là: V = πR2h Trong đó: - V là thể tích - R là bán kính trung bình của xô ủ bằng 15cm = 1,5dm - h là chiều cao thực của nguyên liệu ủ trong xô. Theo dõi sinh trưởng của cây - Loại cây trồng: rau cải canh có thời gian sinh trưởng nhanh - Thời gian trồng: 20/3/2013 đến 30/4/2013 - Diện tích trồng: 24 m2 chia thành 12 ô, mỗi ô 2m2, mật độ trồng 20x20 - Lượng phân bón áp dụng theo công thức 10 tấn phân/1ha. Theo đó, mỗi ô thí nghiệm (2m2) bón 2kg phân ủ. - Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc lại Phương pháp theo dõi - Động thái sinh trưởng của cây + Theo dõi sau trồng 10 ngày, cứ 5 ngày tiến hành đo đếm 1 lần + Đo từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng, đo 10 cây trong một luống. - Động thái ra lá + Theo dõi trên các cây đo chiều cao, đếm cùng thời điểm đo chiều cao cây Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ Trộn chế phẩm với nguyên liệu ủ Tiến hành ủ Bảo quản Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130 127 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ của các công thức thí nghiệm Bảng 1: Diễn biến của nhiệt độ trong nguyên liệu của các công thức thí nghiệm Đơn vị: 0C Thời gian sau khi ủ (ngày) Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với...... EM Tro Men rượu Ủ không 1 21 21 21 21 4 36 27 35 28 8 47 46 46 43 12 53 53 54 52 16 48 49 47 49 20 44 42 42 45 24 38 36 37 40 28 34 33 35 35 32 30 30 32 32 Bảng 2: Diễn biến về sự thay đổi trọng lượng trong quá trình ủ Đơn vị: kg Thời gian sau khi ủ (ngày) Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với...... EM Tro Men rượu Ủ không 1 4,0 4,0 4,0 4,0 4 4,0 4,0 4,3 4,0 8 3,9 4,0 4,1 4,0 12 3,8 3,9 3,9 3,9 16 3,8 3,9 3,9 3,9 20 3,8 3,9 3,7 3,8 24 3,8 3,9 3,7 3,8 28 3,7 3,8 3,6 3,8 32 3,7 3,8 3,6 3,8 Số liệu bảng 1 cho thấy sau khi ủ nhiệt độ tăng dần ở các công thức thí nghiệm. Sau 4 ngày nhiệt độ ở các công thức đã đạt 27-360C. Trong đó, hỗn hợp rơm rạ thân ngô ủ với EM có nhiệt độ tăng cao nhất (360C), ủ với men rượu (350C). Đến ngày 12 sau ủ, nhiệt độ trong các xô ủ đạt cao nhất, dao động từ 52- 540C. Trong đó, hỗn hợp ủ với men rượu có nhiệt độ cao nhất (540C), tiếp đến là hỗn hợp ủ với EM và tro bếp (530C), ủ không có nhiệt độ thấp nhất (520C). Sau thời điểm này, nhiệt độ các xô ủ theo công thức thí nghiệm giảm dần, đến 32 ngày sau ủ nhiệt độ trong các xô ủ giảm còn 30-320C. Kết quả theo dõi sự thay đổi sự thay đổi về trọng lượng và thể tích trong quá trình ủ của các công thức thí nghiệm Sự thay đổi về trọng lượng Số liệu bảng 2 cho thấy trong 4 ngày đầu hỗn hợp ủ không có sự thay đổi về trọng lượng (trừ công thức 3: ủ với men rượu), công thức ủ với men rượu trọng lượng tăng là do men rượu ở dạng lỏng. Sau 8 ngày trở đi trọng lượng các xô ủ ở các công thức thí nghiệm giảm dần. Đến ngày thứ 32 sau ủ, trọng lượng hỗn hợp trong các xô ủ biến động từ 3,6 – 3,8 kg. Trong đó công thức 3 (ủ với men rượu) có trọng lượng (3,6 kg) thấp hơn các công thức khác. Sự thay đổi về thể tích Số liệu bảng 3 cho thấy sự thay đổi về thể tích trong các xô ủ khá phức tạp trong vài ngay đầu tiên thể tích trong các xô ủ tăng lên từ 0,5 đến 1 dm3 nhưng các ngày tiếp theo thể tích các xô ủ giảm dần theo thời gian ủ. Thể tích diễn biến như vậy là do nguyên liệu khô Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130 128 khi ủ cho thêm nước làm thời gian đầu nguyên liệu bị trương nước sau đó có sự phân giải xảy ra thể tích bắt đầu giảm dần. Sau 32 ngày ủ thể tích trong các xô ủ biến động từ 9,89 – 10,6 dm3. Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng của rau cải canh trồng bằng các loại phân sau khi ủ Động thái tăng trưởng chiều cao cây Số liệu bảng 4 cho thấy sau trồng 10 ngày chiều cao cây của các công thức thí nghiệm chênh lệch không lớn, biến động từ 16,2-17,7 cm. Tốc độ tăng trưởng chiều cao tăng dần qua các giai đoạn sinh trưởng. Giai đoạn 35 ngày sau trồng chiều cao cây rau ở các công thức thí nghiệm biến động từ 31,4 -35,6cm. Trong đó công thức 1 (bón phân hỗn hợp ủ EM) và công thức 2 (bón phân hỗn hợp ủ men rượu) có chiều cao cây cao nhất (35,5- 35,6cm), công thức 4 (hỗn hợp ủ không) có chiều cao cây thấp nhất ở mức tin cậy 95%. Động thái ra lá của cây Số liệu bảng 5 cho thấy số lá rau tăng dần theo thời gian sinh trưởng, tăng nhanh nhất là giai đoạn từ 20 – 30 ngày sau trồng, sau giai đoạn này tốc độ ra lá chậm lại. Thời điểm thu hoạch (35 ngày sau trồng), số lá các rau cải ở các công thức thí nghiệm đạt từ 8,4 – 10,3. Trong thí nghiệm công thức 1,2 và 3 có số lá tương đương nhau và cao hơn công thức 4 ở mức tin cậy 95%. Bảng 3: Diễn biến về thể tích của nguyên liệu trong từng xô ủ Đơn vị: dm3 Thời gian sau khi ủ (ngày) Hỗn hợp thân ngô và rơm rạ ủ với...... EM Tro Men rượu Ủ không 0 14,84 15,54 16,25 14,13 4 15,54 14,84 16,25 14,84 8 14,13 14,13 14,13 14,13 12 13,42 14,13 13,42 14,13 16 13,42 12,72 13,42 13,42 20 12,72 11,30 12,01 12,72 24 12,72 11,30 12,01 11,30 28 11,30 10,60 11,30 10,60 32 10,60 9,89 9,89 9,89 Bảng 4: Động thái tăng trưởng chiều cao của rau cải canh trồng bằng các sản phẩm phân bón sau khi ủ Đơn vị: cm CT S ố ngày Loại phân Chiều cao cây sau trồng ngày 10 15 20 25 30 35 1 Hỗn hợp ủ với EM 17,7 21,4 24,9 27,5 31,7 35,6 2 Hỗn hợp ủ với tro 17,6 20,9 23,8 26,6 29,5 33,1 3 Hỗn hợp ủ với men rượu 17,5 21,8 25,5 27,1 30,9 35,5 4 Hỗn hợp ủ không 16,2 18,5 21,6 25,3 28,2 31,4 P <0,05 CV% 3,2 LSD.05 1,59 Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130 129 Bảng 5: Động thái ra lá của rau cải canh trồng bằng các sản phẩm phân bón sau khi ủ Đơn vị: lá CT Số ngày Loại phân Số lá sau trồng ngày 10 15 20 25 30 35 1 Hỗn hợp ủ với EM 4,7 5,6 6,7 8,2 9,8 10,3 2 Hỗn hợp ủ với tro 4,1 5,4 6,7 7,9 8,6 9,1 3 Hỗn hợp ủ với men rượu 4,4 5,3 6,6 7,5 8,7 9,4 4 Hỗn hợp ủ không 3,8 4,6 5,5 6,3 7,4 8,4 P <0,05 CV% 6,5 LSD.05 1,2 Năng suất rau cải canh ở các công thức thí nghiệm Bảng 6. Năng suất rau cải canh ở các công thức thí nghiệm CT Loại phân Năng suất (tạ/sào) 1 Hỗn hợp ủ với EM 9,18 2 Hỗn hợp ủ với tro 7,92 3 Hỗn hợp ủ với men rượu 9,00 4 Hỗn hợp ủ không 7,20 P <0,05 CV% 3,7 LSD.05 0,62 Số liệu bảng 6 cho thấy năng suất rau cải canh trồng trên các loại phân sau ủ ở các công thức biến động từ 7,2 – 9,18 tạ/sào. Trong thí nghiệm năng suất rau cải ở công thức 1 (hỗn hợp ủ với EM) và công thức 3 (hỗn hợp ủ với men rượu) đạt năng suất cao nhất (9 – 9,18 tạ/sào), tiếp đến là công thức 2 (hỗn hợp ủ với tro) và công thức 4 (hỗn hợp ủ không) đạt năng suất thấp nhất (7,2 tạ/sào), sự sai khác giữa các công thức trên có ý nghĩa ở mức tin cậy 95%. Như vậy khi sử dụng hỗn hợp thân ngô và rơm rạ làm phân bón nên ủ với chế phẩm EM, tro hoặc men rượu để các hỗn hợp trên nhanh chóng phân hủy cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. KẾT LUẬN - Khi ủ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với các chế phẩm, nhiệt độ trong các xô ủ tăng dần trong quá trình ủ. Sau ủ 12 ngày nhiệt độ trong các xô đạt cao nhất, dao động từ 52-540C. Trong đó, hỗn hợp ủ với men rượu có nhiệt độ cao nhất (540C), tiếp đến là hỗn hợp ủ với EM và tro bếp (530C), ủ không có nhiệt độ thấp nhất (520C). Sau thời điểm này, nhiệt độ các xô ủ ở các công thức thí nghiệm giảm dần. - Trọng lượng và thể tích các xô ủ thay đổi trong quá trình ủ + Sau 8 ngày ủ trọng lượng các xô bắt đầu giảm. Đến ngày thứ 32 trọng lượng các xô ủ biến động từ 3,6 – 3,8 kg. Trong đó công thứ 3 (ủ với men rượu) có trọng lượng (3,6 kg) thấp hơn các công thức khác + Thể tích của hỗn hợp các xô ủ trong 4 ngày đầu tăng lên từ 0,5 - 1 dm3, sau đó giảm dần theo thời gian ủ. Sau 32 ngày thể tích trong các xô ủ biến động từ 9,89 – 10,6 dm3, trong đó công thức 1 (hỗn hợp ủ với EM) giảm thể tích ít nhất. - Kết quả sử dụng các loại phân sau ủ trồng rau cải canh cho thấy các công thức sử dụng phân bón được ủ từ hỗn hợp thân ngô, rơm rạ với chế phẩm EM, tro và men rượu thì rau cải canh sinh trưởng tốt hơn, chiều cao, số lá và năng suất cao hơn so với ủ không TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dang Van Minh, Nguyen Van Tam, Le Thi Thu (2011). “Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón hữu cơ vi sinh sản xuất tại chỗ đến sinh trưởng, phát triển của giống lúa CTA 88 tại tỉnh Lào Cai”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên, Tập 77, số 01, 29-33. Trương Thị Ánh Tuyết và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 112(12)/2: 125 - 130 130 SUMMARY RESEARCH ON PRODUCTION OF ORGANIC FERTILIZERS FROM AGRICULTURAL BY-PRODUCTS IN QUANG UYEN DISTRICT - CAO BANG PROVINCE Truong Thi Anh Tuyet*, Ly Van Son, Ha Huy Hoang College of Agriculture and Forestry – TNU During the period from February- April/2013, we conducted experiments on producing organic fertilizers fro agricultural by-products in Quang Uyen district, Cao Bang province. The results showed that compostion of mixture (corn stalks, rice straw) with the preparations, the temperature in the composted bucket increased during composting progress. By day 12, the temperature in buckets reached the peak, then decreased gradually, and together with the temperature fall, the weight and volume of the composted buckets fell down as well. Results of using compost fertilizers after planting vegetable indicated that vegetable applied fertilizers composted by mixture of corn stalks, rice straw with the EM, ash and alcoholic ferment developed better, its height and number of leave and productivity were higher than non-composted fertilizers. Key words: organic fertilizers, agricultural byproduct, compost, EM, ash and alcoholic ferment Phản biện khoa học: TS. Nguyễn Thị Mão – Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên * Tel 0916938087; email: truongthianhtuyet@tuaf.edu.vn