BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
NGÔ NGUYỄN QUỲNH CHI
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIUN QUẾ, CÁC CHẾ
PHẨM VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÝ BÈO NHẬT BẢN
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG
CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60.85.01.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KIỂM SOÁT VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN MINH TRÍ
Huế, 2014
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Ngô Nguyễn Quỳnh Chi
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS. Nguyễn
Minh Trí đã trực tiếp hướng dẫn về khoa học và giúp đỡ
tận tình trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành
luận văn.
Tôi trân trọng cám ơn đến tất cả quý thầy cô đã
giảng dạy trong chương trình Cao học Quản lý tài nguyên
và môi trường khóa 2012 – 2014, Trường Đại học Khoa
học Huế, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến
thức hữu ích về Quản lý tài nguyên và môi trường làm cơ
sở cho tôi thực hiện tốt luận văn này.
!
"#$%
&'()
*+',-+.,/01(2
345!(2
6(2
(2
2((2
7589:;+<,=>?8!(2
22(2
22(2
7589:;+<,=>@(2
2A(2
A((2
&B4C;+<,DE4'!EF<(2
2G(2
A2(2
H7IJ89:;+<,KL4MD'!(2
2N(2
AA(2
,K5KCOPEQ!R!S!(2
A2(2
A(2
TMDPLU4!6V!$WT(2
AX(2
AX(2
HT89:;+<,C!S!(2
,K5KCOPEQ!R!mJ2n(A
A(A
AA(A
jKVTMDPLU4C!S!6V!$WTDJ((A
AX(A
A(A
jKVTMDPLU4C!S!6V!$WTDJ2(A
AY(A
AX(A
,K5KC4CU89:=>?8!(A
)(A
AY(A
,K5KC4CU89:=>@(A
((A
A[(A
,KP!4CU89:=>?8!(A
A(A
AG(A
,KP!4CU89:=>@(A
(A
AN(A
R89:;+<,EBf!Lo=>m?8!p@n(A
X2(A
qjr1(
(s+'t&'/uv*jwx/(
2/y1+.'/y+z12
A&'{?/+.'/y+z12
|+.'}*v*jwx/A
Xt1~•v*1€+?•+A
M(A
2222‡V%5L4LMDC!S!2X
222AHT!^ `WTC!S!2X
222‡V%EMJZ!LZ’=MVC^B2X
222X‡V%5KCOP75’=5UC^B2X
222Y&BcVde6!C˜!Bf!gE2X
22A4U6E89:L45!2Y
MA2[
HuS1-+.'/y+z12[
A(h+''h+',‰Š+'€,-+‡™t+q'x+'&'Ž'1u?x?š+.&'€+2[
A2H'-+•+.‡ˆ|,‰Š+'€,-+v*./1+S1uA(
A2(,KP5KOP75A(
A223•TMDPU4MJC!S!A
A2AHT89:;+<,C!S!A[
AA‡ˆ|,‰Š+'€,-+,•+.‹'u&'›?/3/+'?€AN
AA(,K5KC4C)
AA2,KPP!C4CA
AAAHTBC^;+<,=V>L<X
Aj‹+'./‹'t…†+.‹+.1k+&'™+'Œ1„G
AXjw‡1t‹./-/&'‹&3ˆ+.'†&|X(
AX(RL8!OBf!“;+<,=>?8!p>
@X2
AX239a;+<,EWT!R!S!X
Hu1€+?xjw+.'lXN
/Hu1€+XN
//jw+.'lY)
*+'œ+.~h+'v*‹./-Y(
x//ƒ1'*H'-ŠY2
PHỤ LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
KHCN : Khoa học Công nghệ
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
2.1 Giun quế (Peryonyx excavatus) 21
2.2 Bèo Nhật Bản (Eichhornia crassipes) 21
3.1 Biến động nhiệt độ của chất nền và phòng nuôi giun (đợt 1) 32
3.2 Biến động nhiệt độ của chất nền và phòng nuôi giun (đợt 2) 34
3.3
Động thái tăng trưởng về sinh khối của giun Quế trên các
nguồn thức ăn ở đợt 1
35
3.4
Động thái tăng trưởng về sinh khối của giun Quế trên các
nguồn thức ăn ở đợt 2
36
3.5 Biến động nhiệt độ của đống ủ khi xử lý bằng chế phẩm Vixura 40
3.6 Biến động nhiệt độ của đống ủ khi xử lý bằng chế phẩm EM 41
3.7 Biến động chiều cao đống ủ khi xử lý bằng chế phẩm Vixura 43
3.8 Biến động chiều cao đống ủ khi xử lý bằng chế phẩm EM 44
3.9
Mô hình xử lý bèo Nhật Bản thành phân hữu cơ sinh học bằng
chế phẩm (Vixura hoặc EM)
52
1
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Bèo Nhật Bản (Eichhornia crassipes) hay còn gọi là bèo Tây, Lục
Bình… có nguồn gốc từ Nam Mỹ đã được di nhập vào Việt Nam từ những
năm 1902 với mục đích làm cảnh. Trong điều kiện thuận lợi, loài này có thể
phát triển gấp đôi diện tích trong khoảng 10 ngày, hiện đã phân bố rộng khắp
xuất giải pháp sử dụng” nhằm mục đích tạo ra các sản phẩm phục vụ ngành
nông nghiệp và thân thiện với môi trường.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu sử dụng giun Quế và một số chế phẩm vi sinh để xử lý
sinh khối bèo Nhật Bản đang phát triển mạnh, phá vỡ cảnh quan và gây ô
nhiễm môi trường tại các thủy vực ở thành phố Huế nhằm tạo ra sản phẩm
phân hữu cơ sinh học an toàn và có chất lượng cho ngành nông nghiệp.
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đề tài tập trung nghiên cứu chủ yếu về khả năng chuyển hóa sinh khối
bèo Nhật Bản của giun Quế và chế phẩm vi sinh để tạo phân hữu cơ sinh học,
đồng thời đánh giá chất lượng các nguồn phân tạo thành phục vụ cho ngành
nông nghiệp của địa phương.
3
4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
4.1. Ý nghĩa khoa học
Đóng góp về mặt lý luận cho việc sử dụng giun Quế và chế phẩm vi
sinh vật để xử lý bèo Nhật Bản nhằm tạo nguồn phân hữu cơ giàu dinh dưỡng
cho trồng trọt, đồng thời thu được sinh khối giun là một nguồn thức ăn giàu
đạm phục vụ cho chăn nuôi.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Cung cấp những dẫn liệu cơ bản về tình hình xâm hại của Bèo Nhật
Bản ở thành phố Huế và vùng phụ cận.
- Sử dụng bèo Nhật Bản làm thức ăn nuôi giun Quế tạo nguồn thức ăn
giàu đạm cho chăn nuôi và khả năng tạo nguồn phân hữu cơ sinh học bằng
chế phẩm vi sinh để xử lý bèo Nhật Bản.
- Đề xuất một số giải pháp nhằm sử dụng bèo Nhật Bản làm nguyên
liệu để có thể tạo ra sản phẩm phân bón an toàn, hướng tới một nền nông
nghiệp sạch và bền vững.
- Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho các cơ quan chức năng
trong việc triển khai ứng dụng vào thực tiễn, góp phần bảo vệ môi trường tại
C, pH khoảng 5,5 - 9. Tốc độ phát triển bèo Nhật Bản rất
cao, một cây mẹ có thể đẻ nhiều cây con, tăng số lượng gấp đôi sau 2 tuần. Ở
những nơi giàu dinh dưỡng, một cây bèo Nhật Bản có thể sinh ra tới 1.000 cá
thể trong hai tháng. Bèo Nhật Bản phát triển mạnh vào mùa nắng, đặc biệt từ
tháng 2 đến tháng 5 hàng năm (dẫn theo Châu Văn Ngọc) [24].
Bèo Nhật Bản thuộc nhóm thức ăn xanh, chứa hầu hết các acid amin
không thay thế, giàu vitamin, khoáng đa lượng và vi lượng nên có thể sử dụng
cho gia súc khi thiếu thức ăn xanh. Lượng chất khô thấp (6-7%), lượng xơ cao
(trên 200 g/kg), khoáng tổng số cũng cao (180 – 190 g/kg chất khô) nên giá trị
5
năng lượng thấp (1800 - 1900 Kcal) ứng với 1 kg chất khô (dẫn theo Châu
Văn Ngọc) [24].
Bèo Nhật Bản là một trong mười loài cây có tốc độ sinh trưởng mạnh
nhất trên thế giới. Theo Reddy và DeBusk (1987): tỷ lệ tăng trưởng của bèo
Nhật Bản khoảng 10,33-19,15 kg/ha/ngày, chúng có khả năng tăng gấp đôi
sinh khối trong vòng 14 ngày, sinh khối trung bình lớn nhất của bèo Nhật Bản
là 49,6 kg/m
2
. Trong điều kiện bình thường, bèo Nhật Bản có thể che phủ mặt
nước với mật độ 10 kg/m
2
, mật độ tối đa có thể đạt được là 50 kg/m
2
(dẫn
theo Phạm Công Minh) [21].
1.1.2. Tình hình nghiên cứu về xử lý bèo Nhật Bản
Theo Wilson và cộng sự (2005), bèo Nhật Bản là một loài thực vật thủy
sinh phát triển lâu năm được tìm thấy đầu tiên ở các vùng đất ngập mặn [53].
Theo Malik (2007), bèo Nhật Bản có thể phá hoại trên diện rộng của mặt
nước và dẫn đến hàng loại những vấn đề như giảm đa dạng sinh học, tắc
Tại các địa phương như Quảng Điền, Phong Điền, Hương Trà, Hương
Thủy, Phú Vang, Phú Lộc bèo Nhật Bản phát triển và sinh sản rất nhanh.
Ngoài ra, do mật độ quá nhiều nên dẫn đến tình trạng cây bị chết với số lượng
lớn gây ô nhiễm môi trường nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trên sông. Với
sự phát triển mạnh của bèo Nhật Bản đã gây ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt và
cuộc sống của người dân trong khu vực.
Năm 2009, Trung tâm Chuyển giao công nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế
(nay là Trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ) phối hợp với
Viện Công nghệ sinh học đã xây dựng mô hình sản xuất phân hữu cơ sinh học
từ nguyên liệu bèo Nhật Bản, rơm rạ và các phụ phẩm nông nghiệp khác bằng
7
chế phẩm sinh học tại thị xã Hương Thủy và thử nghiệm sản phẩm cho trồng
hoa cảnh tại Thủy Vân, trồng lúa tại Thủy Thanh [18].
Tháng 5/2013, Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ Khoa học & Công nghệ
đã thực hiện dự án "Nhân rộng mô hình xử lý bèo Nhật Bản bằng chế
phẩm sinh học Micromix-3 thành phân hữu cơ sinh học tại 5 huyện/thị,
tỉnh Thừa Thiên Huế” nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu này, giải quyết vấn
nạn bèo Nhật Bản gây tắc nghẽn dòng chảy, làm ô nhiễm môi trường, cảnh
quan du lịch và có được sản phẩm phân hữu cơ sinh học phục vụ cho sản xuất
nông nghiệp một cách bền vững, góp phần để bảo vệ môi trường [18].
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VIỆC ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG
XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ
1.2.1. Các nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ
Trước tình trạng ô nhiễm rác thải và phế thải nông nghiệp ngày càng
trầm trọng và nhu cầu nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ cho sản xuất nông
nghiệp ngày càng lớn, nhiều nhà khoa học đã bắt tay vào nghiên cứu, khai
thác các nguồn hữu cơ tự nhiên có từ hoạt động sản xuất nông nghiệp (trồng
trọt, chăn nuôi) và từ sinh hoạt con người hàng ngày (ăn uống, chế biến ) để
tái chế thành phân bón hữu cơ. Cùng với sự góp mặt của công nghệ sinh học,
hàng vạn tấn phế thải hữu cơ đã được xử lý tạo ra sản phẩm cuối cùng là phân
đã phân lập và tuyển chọn được hai chủng xạ khuẩn là S59 và S116 có hoạt
tính phân giải tinh bột, cellulose cao. Khi thử nghiệm mức độ chuyển hóa
cellulose của các xạ khuẩn trên môi trường rơm, vở lạc đã qua xử lý kiềm
thì chủng S59 đã làm giảm hàm lượng xenlulose là 43,03% (rơm) và
39,37% (vỏ lạc); chủng S116 giảm 40,7% (rơm) và giảm 37,34% (vỏ lạc)
so với đối chứng [27].
Năm 2003, Tăng Thị Chính và cộng sự đã nghiên cứu hiệu quả sử dụng
chế phẩm Micromix 3 trong xử lý rác thải bằng phương pháp ủ hiếu khí tại
nhà máy chế biến phế thải Việt Trì, Phú Thọ. Thí nghiệm được các tác giả bố
trí như sau: rác được cho vào các bể lên men có dung dịch 150 m
3
, bể đối
chứng và bể thí nghiệm được bổ sung 8 kg đạm ure, 16 kg rỉ đường, riêng bể
thí nghiệm có bổ sung 30 kg chế phẩm Micromix 3 đã thúc đẩy nhanh quá
trình phân hủy triệt để hơn, thời gian ủ rút ngắn từ 50 ngày xuống 40 ngày,
9
hàm lượng mùn thu được tăng hơn 22%, đặc biệt hàm lượng mùn tinh tăng
hơn 50% so với đối chứng và thời gian xử lý được rút ngắn hơn [10].
Lý Kim Bảng và Tăng Thị Chính (2005) đã xây dựng công nghệ xử lý
rơm rạ ngay tại đồng ruộng tại tỉnh Nam Định với việc bổ sung các chủng vi
sinh vật phân giải nhanh cellulose và các chất phụ gia cần thiết. Kết quả tạo
được một nguồn phân hữu cơ lớn để cải tạo đất trồng lúa, hạn chế đốt rơm rạ
nên không có khói gây ô nhiễm môi trường [5].
Trong thời gian qua đã có một số đề tài khoa học nghiên cứu xử phế
thải giàu chất hữu cơ như đề tài B001-32-09 của Nguyễn Xuân Thành chủ trì
về “xử lý phế thải mùn mía, bùn mía bằng công nghệ vi sinh thành phân hữu
cơ bón cho cây mía đường” [29]. Đào Châu Thu (2006) chủ trì Đề tài hợp tác
Khoa học và Công nghệ của Đại học Nông nghiệp I Hà Nội với Cộng hòa
Italia: “Sản xuất phân hữu cơ sinh học từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải
nông nghiệp để dùng làm phân bón cho rau sạch vùng ngoại vi thành phố Hà
được triển khai mạnh mẽ. Vi sinh vật môi trường đang là phương pháp tiếp
cận nghiên cứu tốt nhất của thế giới, tập trung vào việc phân lập vi sinh vật từ
tự nhiên hay tạo ra các chủng vi sinh vật môi trường được coi là biện pháp
hữu hiệu nhằm giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm nước thải, rác thải mà các
công nghệ trước đây như kỹ thuật kị khí, hiếu khí chưa làm được.
Nước ta là nước nông nông nghiệp có nguồn phế thải sau thu hoạch rất
lớn, đa dạng, một số ngành công nghiệp cũng tạo ra một khối lượng rác hữu
cơ rất lớn từ quá trình sản xuất và các nguồn rác phế thải cũng từ sinh hoạt.
Nguồn rác thải và phế thải này là một cản trở lớn cho sự phát triển mạnh mẽ
của xã hội và chỉ một phần phế thải đó được xử lý đúng quy cách và tận dụng
11
được những lợi ích từ những nguồn rác thải và phế thải này. Biện pháp sinh
học để xử lý phế thải là biện pháp tối ưu nhất và hiệu quả nhất [31].
Hiện nay, ở Việt Nam trong công tác xử lý chất thải đã tồn tại và được
sử dụng phổ biến ở một số chủng loại vi sinh vật hữu hiệu như: vi sinh vật
phân giải celulose, protein, lignin, tinh bột Cụ thể, một số loại chế phẩm vi
sinh vật sử dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường:
- Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EM (Effective Microoganisms) có
nguồn gốc từ Nhật Bản do Trung tâm chuyển giao công nghệ Việt - Nhật, Bộ
Khoa học và Công nghệ đưa vào thử nghiệm ở Việt Nam
- Chế phẩm vi sinh vật Emuni và vi sinh vật cellulose: là chế phẩm của
Trung tâm Ứng dụng Vi sinh vật thuộc Đại học Quốc Gia Hà Nội.
- Chế phẩm vi sinh vật Micromic 3: là chế phẩm vi sinh vật của Viện
Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Chủng loại vi sinh vật của Trung tâm Ứng dụng Vi sinh vật thuộc
trường Đại học Quốc gia Hà Nội.
Ở thành phố Huế, hiện nay các chế phẩm vi sinh vật được ứng dụng
rộng rãi để xử lý chất thải và mang lại hiệu quả trong công tác giảm thiểu ô
nhiễm môi trường,ví dụ như công ty Xử lý chất thải rắn đã sử dụng chế phẩm
EM thứ cấp trong xử lý rác thải, đặc biệt việc sử dụng chế phẩm Micromix 3
nuôi giun ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Canada, Pháp, Ý, Úc, Nhật, Hàn
Quốc, Trung Quốc… ở những nước này giun được nuôi để làm thức ăn cho
gia súc, các loài thủy sản đặc sản, làm thức ăn cho người (cháo giun, lương
khô) và thuốc trị bệnh cho người (dẫn theo Trình Nghiên) [23].
Tại Pháp, hội tư nhân Sovadec thành lập năm 1986 đã tổ chức xử lý rác
thải sinh hoạt ở quy mô công nghiệp và năm 1991 xí nghiệp này đã xây dựng
nhà máy đầu tiên xử lý rác thải bằng giun đất ở La Voulte thuộc tỉnh Ardeche
với hiệu suất 30 tấn rác/ngày. Sản phẩm cuối cùng của ủ rác hữu cơ với giun
đất là một sản phẩm tơi xốp và giàu chất dinh dưỡng. Tất cả những người sử
dụng sản phẩm này làm phân bón đều nhận thấy cây trái trồng trên đất được
Copyright: Tài liệu đại học ©