ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Văn Sinh
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG
PHÂN BÓN COMPOST ĐẾN TÍNH CHẤT ĐẤT TRỒNG RAU
TẠI XÃ TỨ HIỆP, THANH TRÌ, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội, 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới các thầy cô, các
cán bộ trong và ngoài Khoa Môi trường trươ
̀
ng ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội
đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình tôi học tập tại trường. Xin
gửi lời cảm ơn đến Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương, Xí
nghiệp chế biến phế thải Cầu Diễn, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và động
viên tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Hà Nội, tháng 01 năm 2014
Học viên Nguyễn Văn Sinh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1 Phân compost 2
1.1.1 Khái niệm 2
1.1.2 Đặc tính của phân compost 2
1.1.3 Công nghệ sản xuất phân compost 5
1.1.4 Tác động của phân compost. 11
1.1.4.1 Tác động về mặt xã hội 11
1.1.4.2 Tác động đến các tính chất đất 12
1.1.4.3 Tác động đến cây trồng 20
1.1.5 Hiện trạng nghiên cứu, sản xuất và sử dụng phân compost trên
thế giới và ở Việt Nam 22

3.5.2 Ảnh hưởng đến sự ra lá của cây. 56
3.5.3 Ảnh hưởng đến chiều cao cây 58
KẾT LUẬN 60
KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Kết quả phân tích mẫu phân compost thử nghiệm của công ty
CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương ngày 27/10/2011 3
Bảng 2: Các điều kiện tối ưu cho quá trình ủ compost 4
Bảng 3: Thang đánh giá tỷ trọng. 14
Bảng 4 : Dư thừa Bo và Cu trong phân compost gây độc cho thực vật. 21
Bảng 5: Các công thức thí nghiệm 29
Bảng 6: Chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất 31
Bảng 7: Kết quả phân tích độ ẩm của đất của các công thức qua các vụ (%) 34
Bảng 8: Kết quả phân tích tỷ trọng của các công thức qua các vụ (g/cm
3
) 35
Bảng 9: Kết quả phân tích dung trọng của các công thức qua 2 vụ (g/cm
3
). 37
Bảng 10: Độ xốp của các công thức qua các vụ (%). 39
Bảng 11: Đánh giá độ xốp đất theo N.A.Karchinski, 1965 (trích trong
Bài giảng Phì Nhiêu Đất và Phân Bón của Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) 39
Bảng 12: Kết quả phân tích thành phần cơ giới ở các công thức qua các vụ. 40
Bảng 13: Kết quả phân tích hàm lượng chất hữu cơ của các công thức qua
các vụ (%) 41
Bảng 14: Kết quả phân tích CEC của đất qua các công thức giữa
các vụ(mđl/100g) 43
Bảng 15: Giá trị pH trong đất ở các công thức qua các vụ. 45

qua các vụ (%) 50
Hình 15: Biểu đồ so sánh hàm lượng photpho dễ tiêu giữa các công thức
qua các vụ (mg/100g đất) 52
Hình 16 : Biểu đồ so sánh hàm lượng Nitơ tổng số giữa các công thức qua
các vụ (%) 53
Hình 17 : Biểu đồ so sánh hàm lượng nitơ dễ tiêu giữa các công thức qua
các vụ (mg/100g đất) 55
Hình 18: Biểu đồ so sánh số lá trung bình /cây qua các công thức ở lần
quan sát 3 vụ 3 58
Hình 19: Biểu đồ chiều cao trung bình của cây qua các công thức ở lần
quan sát 3 vụ 3. 59 Danh mục chữ viết tắt

Chữ viết tắt
Nội dung đầy đủ
CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
CT6
N
ts

N
dt

P

Hàm lượng Kali tổng số
Hàm lượng Kali dễ tiêu
Lần quan sát 1 vụ1
Lần quan sát 2 vụ 1
Lần quan sát 3 vụ 1
Lần quan sát 1 vụ 2
Lần quan sát 2 vụ 2
Lần quan sát 3 vụ 2
Lần quan sát 1 vụ 3
Lần quan sat 2 vu 3
Lần quan sát 3 vụ 3 1
MỞ ĐẦU
Để thực hiện mục tiêu nâng cao năng suất của cây trồng, từ xa xưa con
người đã sử dụng phân bón như một công cụ. Cùng với sự phát triển, các loại
phân bón càng trở lên đa dạng về cả số lượng và chất lượng. Tuy nhiên, việc
sử dụng các loại phân bón đã để lại những tác động đến các thành phần sinh
thái đất. Hiện nay các loại đất thoái hóa do tác động của phân bón đang ngày
càng gia tăng về diện tích, đặc biệt là đất thoái hóa do các loại phân hóa học.
Khi sử dụng các loại phân hóa học cây trồng được cung cấp trực tiếp các chất
dinh dưỡng dạng dễ tiêu vì vậy cho năng suất cao và hiệu quả nhanh, nhưng
đồng thời nó làm thay đổi đến các tính chất của đất như: giảm pH, giảm
CEC, tác động xấu đến thành phần cơ giới, tăng tỷ trọng cũng như dung trọng
của đất, dẫn đến đất thoái hóa. Việc sử dụng phân compost như một giải
pháp hạn chế sự suy thoái đất, tuy nhiên mức độ cải tạo đất của loại phân bón
này như thế nào và liệu bên cạnh những tác động tích cực mà nó mang lại còn
có những hạn chế nào không đòi hỏi phải có những minh chứng bằng số liệu
thực tế, do vậy đề tài được tiến hành nhằm làm sáng tỏ những tác động của

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Phân compost
1.1.1 Khái niệm
Phân compost theo từ điển tiếng Anh có nghĩa là “ phân trộn”, được
giải nghĩa là một hỗn hợp của các hợp chất hữu cơ bị mục nát như lá mục hay
phân động vật . . ., được dùng như một loại phân bón hay cải tạo đất.
Phân compost hay còn gọi là phân rác. Đó là loại phân được chế biến từ
rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, chất thải thành phố … cho đến
khi hoai mục. Là một loại phân hữu cơ vì thế nó mang những đặc tính chung
của loại phân này như: hàm lượng hữu cơ cao, hàm lượng các chất dinh
dưỡng đa dạng tùy thuộc vào nguồn chế biến… Phân rác có thành phần dinh
dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi trong những giới hạn rất lớn tùy
thuộc vào bản chất của thành phần rác. Nguyên liệu để làm phân compost có
những loại sau đây:
- Rác các loại (các chất phế thải đã loại bỏ các tạp chất không phải là
hữu cơ, các chất không hoai mục được).
- Tàn dư thực vật sau khi thu hoạch như rơm rạ, thân lá cây.
- Các chất gây men và phụ trợ (phân chuồng hoai mục, vôi nước, nước
biển, bùn, phân lân, tro bếp) [8].
1.1.2 Đặc tính của phân compost
a. Đặc điểm lý tính: phân compost là một loại phân hữu cơ nên tính
chất vật lý của nó cũng gần tương tự với các loại phân hữu cơ khác. Phân có
màu tối đến màu đen, hạt không tồn tại ở dạng tinh thể như các loại phân
khoáng mà tồn tại ở dạng vô định hình. Hiện nay, phân compost được sử
dụng chủ yếu là những mùn rác hữu cơ bị nghiền nát và được ủ dưới sự tác 3
động của quá trình lên men của vi sinh vật. Phân compost có độ ẩm khoảng
25%.

0,93
5. Hàm lượng Mg (%)
AOAC 2007 (2006.03)
0,33
6. Hàm lượng Mn (mg/kg)
AOAC 2007 (2006.03)
223
7. Hàm lượng Zn (mg/kg)

AOAC 2007 (2006.03)
220
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm phân compost
Ngoài sự có mặt của các vi sinh vật cần thiết, những yếu tố chính ảnh
hưởng đến quá trình sản xuất phân compost được chia làm 03 nhóm chính là:
nhóm những yếu tố dinh dưỡng, môi trường và vận hành. 4
Bảng 2: Các điều kiện tối ưu cho quá trình ủ compost [14].
Các thông số
Khoảng hợp lý
Khoảng tối ưu nhất
Kích thước vật liệu (cm)
1 - 8
4 – 5
Tỉ lệ dinh dưỡng C/N
20 - 40
25 – 30
Độ ẩm (%)
40 - 65

tử ở nhiệt độ cao hơn 65
0
C, chúng sẽ rơi vào giai đoạn nghỉ hoặc chết.
pH : pH tối ưu là từ 6 – 8. Vào giai đoạn đầu pH là 6, sau đó giảm
xuống 4,8 và cuối cùng tăng lên là 9. Giai đoạn đầu pH giảm do tạo thành các
axit hữu cơ.
Độ ẩm: Quá trình ủ compost ta giữ độ ẩm của cơ chất khoảng 40 –
45%. Nếu độ ẩm cao quá sẽ xảy ra quá trình phân hủy kị khí, độ ẩm thấp quá
sẽ kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sẽ ngừng hoạt
động ở độ ẩm 12%. 5
Vi sinh vật: Các loại vi sinh vật có vai trò vô cùng quan trọng đến thời
gian ủ phân compost. Với một hệ thống vi sinh vật được tuyển chọn tốt thì
không những thời gian ủ được rút ngắn mà chất lượng phân bón cũng đảm
bảo hơn. Các vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ compost bao gồm: vi khuẩn,
nấm, men, khuẩn tia … Người ta xác định hầu hết các loài trong nhóm vi sinh
vật nêu trên đều có khả năng phân giải gần hết các chất hữu cơ trong rác thải.
1.1.3 Công nghệ sản xuất phân compost
Quy trình ủ compost : là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất
hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dưới tác động và kiểm
soát của con người, sản phẩm giống như mùn được gọi là compost. Quy trình
được diễn ra chủ yếu như phân hủy trong tự nhiên, nhưng được tăng cường và
tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh
vật.
Nguyên tắc chung của quá trình ủ compost là các nguyên liệu rác hữu
cơ được nghiền cơ học, đảo trộn, và được ủ qua quá trình lên men dưới tác
động của hệ vi sinh vật thích hợp. Nhiều loại phân compost được bổ sung
thêm các loại vi sinh vật cố định đạm Azotobacter, vi sinh vật phân giải lân,

Sau khi rắc chất phụ trợ tiến hành tưới nước cho đủ độ ẩm lớp rác đã xếp rồi
tiếp tục xếp lớp khác lên trên. Cứ xếp như vậy cho đến khi đống rác cao hơn
mặt đất 0,5 – 1m thì trát bùn kín [8].
Phương pháp ứng dụng vi sinh vật rất quan trọng trong quá trình ủ
compost. Thực tế hệ vi sinh vật cần thiết cho quá trình ủ compost đã có sẵn
trong vật liệu hữu cơ, tự thích nghi và phát triển qua từng giai đoạn của quá
trình ủ compost. Các thành phần bổ sung thông thường có thể là sản phẩm sau
ủ compost hay các thành phần giúp điều chỉnh dinh dưỡng (C/N). Việc bổ
sung các chế phẩm có bản chất là vi sinh vật ngoại lai hay enzyme là không
cần thiết mà vẫn có thể ủ compost thành công. Kiểm soát tốt các điều kiện
môi trường ảnh hưởng tới hoạt động của vi sinh vật chính là nhân tố quyết
định đến sự thành công của quá trình ủ compost. Quản lý tốt quá trình ủ
compost cũng giúp giảm phát sinh mùi ô nhiễm cà giúp loại bỏ các mầm 7
mống vi sinh vật gây bệnh. Vì vậy các giải pháp kĩ thuật trong công nghệ ủ
compost hiện đại đều hướng tới mục tiêu kiểm soát tối ưu các điều kiện môi
trường cùng với khả năng vận hành thuận tiện.
Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thì các công
nghệ sản xuất phân compost cũng khá đa dạng. Trong nôi dung của luận văn,
xin được đưa ra công nghệ sản xuất phân compost của công ty CP MT ATP –
SERAPHIN Hải Dương. Đây là công nghệ của Tây Ban Nha đã được áp dụng
để sản xuất phân hữu cơ Cầu Diễn đã và đang có mặt trên thị trường.


Hình 1. Sơ đồ mô tả công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt tại công ty CP MT ATP –
SERAPHIN Hải Dương (Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương)
Diệt ruồi
Dầu FO
19-20%
Vận
chuyể
n
Xe xúc lật
Nilon 1-2%
Sản phẩm
gốc dầu
Rác trơ
Bể chứa
nƣớc rác
Cân rác
rác
Lƣu kho
Rác hữu cơ
Ủ phân
Sàng lồng
Hạt
nhựa
Mùn sau ủ

Sàng lồng

Mùn hữu cơ
Rác trơ

Lọc
Tro
San lấp
Mất nƣớc và giảm
thể tích do ủ
20-25%
45-50%
rác trơ 9
Khi các loại rác hữu cơ đã được phân loại được đưa vào quá trình ủ phân
compost. Giai đoạn ủ phân được tách thành hai quá trình ủ cơ bản là ủ men và
ủ chín:


13
Khoang
16
Khoang
14
Khoang
15
Khoang
17
Khoang
24
Khoang
19
Khoang
22
Khoang
20
Khoang
21
Khoang
23
Rác hữu cơ sau
phân loại sơ bộ

Nguyên liệu ra sau quá
trình ủ men
Đảo pha
Đảo pha
B 9
B 10
B 8
B 7
B 6
C 12
C 11
C 13
C 14
C 15
D 17
D 16
D 18
D 19
D 20
Đảo
Đảo
Ra 11
1.1.4 Tác động của phân compost.
1.1.4.1 Tác động về mặt xã hội
Hiện nay, cùng với sự tăng nhanh của dân số với quá trình đô thị hóa
diễn ra mạnh mẽ thì rác thải là một vấn đề nhức nhối của xã hội và cần có
những giải pháp về công nghệ, chính sách . . . để giải quyết vấn đề này. Rác
khi không được thu gom, xử lý đúng thời điểm và đúng cách sẽ gây ra những
tác động lớn đến môi trường và ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức
khỏe của con người.
Quá trình đô thị hóa đã tạo ra nhiều hơn các đô thị mới. Quá trình này

thành phân bón hữu cơ đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng, cải tạo đất
và góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất. Mặt khác, cùng với sự phát
triển mạnh mẽ của các loại phân bón hóa học, với khả năng cho năng suất
cao, rút ngắn thời gian canh tác, giảm công bón phân… vì thế nền nông
nghiệp hiện nay đang dùng các loại phân hóa học như một công cụ, người dân
đang bỏ thói quen dùng phân hữu cơ chuyển sang dùng phân hóa học. Đó là
mặt tích cực mà phân hóa học đem lại còn mặt tiêu cực cũng đáng quan tâm.
Ngoài tác động xấu làm xấu đất, làm chua đất, và các tính chất khác của đất bị
ảnh hưởng mà nó còn tác động về mặt kinh tế, giá thành của phân khoáng khá
cao, người dân ngoài những mối lo về sâu bệnh, thuốc trừ sâu … họ còn nỗi
lo về phân bón. Sử dụng phân compost với chi phí nhỏ hơn vừa đảm bảo về
mặt kinh tế vừa đảm bảo về mặt xã hội.
1.1.4.2 Tác động đến các tính chất đất
Phân compost hay phân rác là một loại phân hữu cơ nên khi bón vào
đất có tác dụng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo đất theo cơ chế
của phân hữu cơ thông thường.
13
a) Tác động đến tính chất vật lý đất
Phân compost được chế biến từ các chất hữu cơ nên trong thành phần
chính của phân chứa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ. Các chất hữu cơ có
ảnh hưởng rất lớn đến tính chất vật lý của đất. Một trong những ảnh hưởng là
hình thành cấu trúc và duy trì độ bền cấu trúc đất [23]. Khi bón chất hữu cơ
vào đất cùng với sự hoạt động của vi sinh vật đất làm tăng tính ổn định kết
cấu đất, giúp làm đất tơi xốp và tạo lớp phủ bề mặt đất. Phân compost ảnh
hưởng đến tuần hoàn nước trong đất làm cho nước thấm vào đất thuận lợi,
khả năng giữ nước của đất cao, việc bốc hơi bề mặt giảm đi, ngoài ra còn hạn
chế đóng váng bề mặt. Thông qua hoạt động của vi sinh vật đất chất hữu cơ

Loại đất
< 2,5
Đất có lượng mùn cao
2,5 – 2,66
Đất có lượng mùn trung bình
> 2,7
Đất giàu sắt (Fe
2
O
3
)

Phân compost là loại phân có hàm lượng chất hữu cơ cao, đó cũng là lí
do khi sử dụng các loại phân compost thì tỷ trọng của đất giảm.
- Dung trọng đất: là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất khô
không bị phá vỡ cấu trúc và được tính bằng g/cm
3
[6], như vậy dung
trọng của đất thường nhỏ hơn so với tỷ trọng vì thể tích đất khô kiệt
ở đây bao gồm các hạt đất rắn và các khe hở tự nhiên trong đất.
Dung trọng bình quân của đất canh tác là khoảng 1,1 – 1,4 g/ cm
3
.
Để cây phát triển tốt dung trọng đất trồng phải nằm trong khoảng
thấp hơn 1,4 g/ cm
3
.
Dung trọng của đất phụ thuộc vào cấp hạt cơ giới, độ chặt và kết cấu
của đất. Các loại đất tơi xốp, giàu chất hữu cơ và mùn thường có dung trọng
nhỏ và ngược lại, những loại đất chặt, kém tơi xốp, nghèo chất hữu cơ thường

bón vào đất và các tàn dư thực vật sau thu hoạch đã không được chôn vùi sâu
xuống tầng bên dưới mà chủ yếu tập trung ở tầng mặt đất (từ 0 -10cm). Hơn
nữa, quá trình làm đất bằng phương tiện cơ giới nặng trước đây cũng làm cho
đất hình thành tầng đế cày nén bên dưới. Tính bền cấu trúc tăng lên được
giải thích là do quá trình sử dụng phân có nguồn gốc hữu cơ, các chất hữu cơ
đã có tác dụng kết dính các hạt đất và góp phần cải thiện tính bền cấu trúc của 16
đất, điều này phù hợp với nghiên cứu trên đất trồng cây lâu năm khi đưa ra
kết luận rằng chỉ số độ bền đoàn lạp của đất được cải thiện khi đất được bón
phân hữu cơ [6].
b) Tác động đến tính chất hóa học
Khi sử dụng các loại phân hóa học các chất dinh dưỡng cần thiết đưa vào
trong đất dưới dạng các ion trực tiếp do đó cây trực tiếp sử dụng và cho hiệu
quả nhanh. Tuy nhiên, khi đưa vào đất các loại phân này thì thành phần hay
tính chất hóa học đất thay đổi đáng kể. Ngược lại, các loại phân hữu cơ cho
tác dụng chậm hơn, các chất dinh dưỡng được nhả từ từ và được sử dụng
trong quá trình lâu dài do sự hoạt động của các sinh vật phân hủy. Do đó, khi
sử dụng các loại phân này thì thành phần hóa học của đất cũng bị thay đổi.
- Đầu tiên ta phải nhắc đến hàm lượng chất hữu cơ: Phân compost chứa
hàm lượng các chất hữu cơ cao, phân hữu cơ Cầu Diễn hàm lượng hữu
cơ lớn hơn 23%, phân hữu cơ của công ty ATP SERAPHIN – Hải
Dương hàm chất hữu cơ đạt 25%. Thành phần chất hữu cơ trong các
phân rất đa dạng tùy thuộc vào nguồn dùng để sản xuất phân. Khi bón
phân compost hàm lượng các chất hữu cơ trong đất được cải thiện
đáng kể như làm tăng hàm lượng mùn trong đất qua đó làm cải thiện
các tính chất của đất như:
+ Với lý tính đất: có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu đất, các keo mùn
gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền vững, từ đó ảnh

phân như (NH
4
)
2
SO
4
, NH
4
Cl, KCl vào đất các cation NH
4
+
,
K
+
sẽ được
keo đất và cây trồng hấp thụ để lại gốc SO
4
2-
và Cl
-
. Các gốc axit này sẽ
tạo HCl và H
2
SO
4
làm cho đất bị chua. Những phân có thể làm đất bị
hoá chua bằng cơ chế này được gọi chung là các phân chua sinh lý. Một
số loại phân như supe lân trong thành phần thường chứa một lượng
nhất định axit dư nên khi bón nhiều vào đất cũng có thể làm cho đất
chua thêm.