Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

VŨ THỊ THU HẰNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÃ THẢI
NẤM SAU THU HOẠCH LÀM PHÂN BÓN
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Thanh Thủy

THÁI NGUYÊN -2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

i
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, toàn bộ số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chưa được sử dụng để bảo vệ
một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận
văn này đã được cảm ơn.
Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước khoa và
Nhà trường về các thông tin, số liệu trong đề tài.

đồng nghiệp đã luôn ủng hộ, quan tâm, động viên giúp đỡ tôi để tôi hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2014
Tác giả luận văn
Vũ Thị Thu Hằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iii
MỤC LỤC

TIÊU ĐỀ
TRANG
MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của đề tài
1
2. Mục đích nghiên cứu
2
2.1. Mục tiêu tổng quát
2
2.2. Mục tiêu cụ thể

17
1.2.7. Phân sinh học hữu cơ
19
1.3. Các nghiên cứu về chế phẩm vi sinh
21
1.4. Các nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM
25
1.4.1. Khái niệm
25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iv
1.4.2. Nguyên lý cho ra đời chế phẩm EM
26
1.4.3. Đặc tính kỹ thuật của EM:
28
1.5. Các vi sinh vật chính trong EM, đặc tính sinh học của chúng
31
1.5.1.Vi khuẩn quang hợp
31
1.5.2 Vi khuẩn axit lactic
31
1.5.3. Nấm Mốc
32
1.5.4. Xạ khuẩn
32

1.8.4. Giới thiệu về quy trình công nghệ xử lý phế thải trồng nấm (bã
nấm) thành phân bón hữu cơ.
44
1.9. Cơ chế hấp thụ dinh dưỡng của Nấm ăn, nấm dược liệu
45
CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
48

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

v
2.1. Đối tượng, phạm vi, địa điểm nghiên cứu
48
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
48
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
48
2.2. Nội dung nghiên cứu
48
2.3. Phương pháp nghiên cứu
49
2.3.1. Điều tra thực trạng sản xuất nấm ăn trên địa bàn tỉnh TN
49
2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm lấy mẫu, phân tích
49
2.3.3. Phương pháp thực nghiệm
51

3.3.2. Ảnh hưởng của loại chế phẩm đến độ xẹp đống ủ
66
3.3.3. Kết quả phân tích chất lượng phân bón
67
3.4. Xây dựng quy trình xử lý bã nấm thành phân bón hữu cơ
70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

vi 3.4.1. Quy trình xử lý bã nấm (nguyên liệu mùn cưa) thành phân bón
70
3.4.2. Mô hình xử lý bã nấm bằng chế phẩm vi sinh
73
3.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội, môi trường từ sử dụng phế thải
trồng nấm
74
3.5.1. Hiệu quả kinh tế
74
3.5.2. Hiệu quả xã hội
75
3.5.3. Hiệu quả môi trường
76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
77

Nông nghiệp và phát triển nông thôn
6
TNHH
Trách nhiệm hữu hạn
7
VSV
Vi sinh vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU

STT
Ký hiệu
Tên bảng
1
Bảng 1.1
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vật
2
Bảng 1.2
Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng
3
Bảng 1.3
Hàm lượng đạm và lân trong một số cây phân xanh
4

13
Bảng 3.7
Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chế phẩm đến chất
lượng phân bón sau thời gian ủ 45 ngày
14
Bảng 3.8
Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế
15
Bảng 3.10
Đánh giá hiệu quả xã hội
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ix
DANH MỤC HÌNH VẼ

STT
Ký hiệu
Tên hình
1
Hình 1.1.
Sơ đồ chức năng của vi sinh vật
2
Hình 1.2
Sơ đồ sản xuất mụn xơ dừa thành phân bón Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

1
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc nghiên cứu, ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ sinh học vào xử
lý các phế thải từ nông nghiệp được coi là hướng đi đúng, đảm bảo nền sản
xuất nông nghiệp bền vững trong bối cảnh đồng ruộng đang có nguy cơ bị ô
nhiễm và “ngộ độc” do người dân lạm dụng các loại phân bón hóa học cho
cây trồng với sản lượng đạt trên 2.380 tấn nấm các loại, sử dụng trên 100.000
tấn nguyên liệu từ rơm, mùn cưa các loại và thải ra số lượng lớn bã nấm. Do
vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất nấm để tạo ra sản phẩm nông sản mới
thì việc sử dụng nguồn phế thải (bã nấm) như thế nào cho hiệu quả và hạn chế
việc ô nhiễm môi trường đang là vấn đề đặt ra cho các nhà quản lý và tổ chức
sản xuất nấm trong tỉnh Thái Nguyên. Trên thực tế đã có một số tổ chức, cá
nhân đã sử dụng phế thải sau thu hoạch nấm chuyển sang làm phân hữu cơ
bón cho cây trồng nhưng chưa được tổng kết và đánh giá tính hiệu quả cũng
như khả năng sử dụng của chất phế thải sau trồng nấm.
Trong quá phát triển nông nghiệp bền vững, phân bón hữu cơ được coi
như là một nhân tố đi đầu giúp nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như cải
tạo độ màu mỡ đất đai. Hơn nữa xu hướng chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ
gần như không còn, vì vậy nhu cầu về phân bón hữu cơ từ phế thải nông
nghiệp là rất lớn.
Trong khi đó, trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, là một tỉnh nông nghiệp
chiếm chủ yếu, nhu cầu sử dụng phân bón phục vụ nông nghiệp là rất lớn đặc

2. Mục đích nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu giải pháp xử lý bã nấm kết hợp với chế phẩm sinh học thích
hợp tạo phân bón hữu cơ.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá ảnh hưởng của phế thải trồng nấm đến môi trường
xung quanh.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3
- Đánh giá, phân loại nguồn vật liệu, sử dụng phương pháp phân tích
trong phòng thí nghiệm để phân tích thành phần vật liệu (phế thải trồng nấm
từ mùn cưa, từ rơm) tại các cơ sở, nhà máy sản xuất nấm trên địa bàn 3 huyện
Phú Lương, Đại Từ, Thành phố Thái Nguyên.
- Xác định được chế phẩm sinh học phù hợp sử dụng tạo phân bón hữu
cơ từ bã nấm
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Xây dựng mô hình xử lý bã nấm thành phân bón bằng chế phẩm sinh
học phù hợp.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng bã nấm đối với môi trường.
- Áp dụng mô hình xử lý bã nấm thành phân bón bằng chế phẩm sinh
học trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
do vi sinh vật thực hiện, ở bất kỳ đâu có sự hiện diện của chúng: trong đất,
trong nước, trong cơ thể các sinh vật khác. (Ngô Tự Thành, 2010).[13]
- Vi sinh vật phân giải xenlulozo: xenlulozo là hợp phần cơ sở của sinh
khối thực vật, được tạo thành nhiều hơn tất cả các chất tự nhiên khác cộng lại
và chiếm khoảng một nửa sinh khối do quang hợp tạo thành. Xác thực vật
nằm lại trong đất và rơi trở lại đất trung bình chứa 45%, riêng ở cây bông là
90% xenlulozo. Vì thế bên cạnh CO
2
, xenlulozo cũng chiếm một vị thế trung
tâm trong vòng tuần hoàn của cacbon. (Ngô Tự Thành, 2010).[13]
Trong thiên nhiên có nhiều nhóm VSV có khả năng phân hủy
xenlulozo như có hệ enzim xenlulozo ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có
khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra môi trường một lượng lớn enzim có đầy
đủ các thành phần. Nấm mốc có hoạt tính phân giải xenlulozo, đáng chú ý là
Tricoderma. Hầu hết các loài thuộc Tricoderma sống hoại sinh trong đất, rác
và có khả năng phân hủy xenlulozo. Trong nhóm vi nấm ngoài Tricoderma

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

5
còn có rất nhiều giống khác có khả năng phân giải xenlulozo như Aspergillus,
Fusarium, Mucor…
Nhiều loại vi khuẩn cũng có khả năng phân hủy xenlulozo, tuy nhiên
cường độ không mạnh bằng vi nấm. Nguyên nhân là do số lượng enzim tiết
ra môi trường của vi khuẩn thường nhỏ hơn, thành phần các enzim không đầy
đủ. Thường ở trong đống ủ rác có ít loài vi khuẩn có khả năng tiết ra đầy đủ
bốn loại enzim trong hệ enzim xenlulozo. Nhóm này tiết ra một loại enzim,


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

6
thành dạng nitơ khoáng. Dạng sẽ được chuyển hóa thành dạng NO
3
-
như
nhóm vi khuẩn nitrat hóa. Các hợp chất nitrat lại được chuyển hóa thành dạng
N
2
phân tử. Khí N
2
sẽ được cố định trong tế bào vi khuẩn cố định Ni tơ. Do
đó vòng tuần hoàn N
2
khép kín. Trong hầu hết các khâu chuyển hóa của vòng
tuần hoàn đều có sự tham gia của các VSV khác nhau. Nếu sự hoạt động của
một nhóm nào đó bị ngừng lại thì toàn bộ sự chuyển hóa của vòng tuần hoàn
sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Trong quá trình compost, nhóm vi khuẩn chính
phân giải protein là vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn cố định ni tơ. Nhóm vi
khuẩn nitrit hóa bao gồm bốn chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystic,
Nitrozolobus và Nitrosospira, chúng đều thuộc loại tự dưỡng bắt buộc, không
có khả năng sống trên môi trường thạch, bởi vậy phân lập chúng rất khó, phải
dựng Silicagen thay cho thạch.
Nhóm vi khuẩn nitrat hóa tiến hành oxi hóa NO
-
2
thành NO
-


7
chất của nó là các axit hữu cơ, butanol, etanol, axeton, đó là các sản phẩm
chưa được oxi hóa hoàn toàn. (Trần Đức Hạ và CS, 2011) [2]
- Vi sinh vật phân giải tinh bột: Tinh bột là chất dự trữ chiếm ưu thế ở
thực vật. Nói chung nó tồn tại ở dạng các hạt nhỏ có thể hình cầu, hình thấu
kính hoặc hình trứng và có cấu trúc lớp rõ ràng. Tinh bột thực vật được cấu
thành từ cả hai glucan là amiloz (15-27%)và amilopectin. Amiloz tan trong
nước nóng mà không bị trương và tạo thành màu xanh đặc trưng với iot. Nó
gồm những chuỗi không phân nhánh của D - glucoz. Các chuỗi đó được liên
kết với nhau theo kiểu α - glucosit ở vị trí 1 - 4 và được cuốn hình ốc; mức độ
trùng hợp là 200 - 5000. Amilopectin thì trương lên trong nước và khi được
đun nóng thì tạo thành hồ, với iot thì cho màu tím đến màu nâu. (Ngô Tự
Thành, 2010) [13]
Trong rác bể ủ có nhiều loại VSV có khả năng phân giải tinh bột. Một
số VSV có khả năng tiết ra môi trường đầy đủ các loại enzim trong hệ enzim
amilaza. Trong nhóm vi khuẩn có một số loài thuộc chi Bacillus, Cytophaza,
Pseudomonas,… Xạ khuẩn cũng có một số các chi Aspergillus, Fusarium,
Rhizopus,… Trong nhóm vi khuẩn cũng có một số loài thuộc chi Bacillus,
Cytophaza, Pseudomonas,… Xạ khuẩn cũng có một số chi có khả năng phân
hủy tinh bột. Đa số các VSV không có khả năng tiết đầy đủ hệ enzim amilaza
phân hủy tinh bột. Chúng chỉ có thể tiết ra môi trường một hoặc một vài men
trong hệ đó. Ví dụ như các loài Aspergillus candidus, Pasterianum…chỉ có
khả năng tiết ra môi trường một loại enzim-amilaza. Một số loài khác chỉ có
khả năng tiết ra môi trường enzim gluco amilaza. Các nhóm này cộng tác với
nhau trong quá trình phân hủy tinh bột thành đường. Trong sản xuất người ta
thường dùng các nhóm VSV có khả năng phân hủy tinh bột. Ví dụ trong chế
biến rác thải hữu cơ người ta cũng sử dụng những chủng VSV có khả năng
Ánh sáng
Bóng tối, ánh sáng mạnh
Nguồn: Trần Đức Hạ, CS (2011). Cơ sở hóa học và vi sinh vật
học trong kỹ thuật môi trường.
Các VSV tham gia vào quá trình phân giải tại các đống ủ rác được chia
thành ba nhóm chủ yếu sau đây:
+ Các VSV ưa ẩm: Phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 0 – 20
0
C
+ Các VSV ưa ấm: Phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 20 – 40
0
C
+ Các VSV ưa nóng: Phát triển mạnh ở nhiệt độ 40 – 70
0
C
Trong quá trình ủ hiếu khí rác thải hữu cơ, thành phần VSV, kèm theo
đó là nhiệt độ trong đống ủ luôn thay đổi.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

9
Sự phát triển của các loại VSV theo nhiệt độ được thể hiện theo đồ thị
sau: Thời kỳ đầu của quá trình ủ rác, quá trình hiếu khí được diễn ra, giai
đoạn này các chất hữu cơ dễ bị oxi hóa sinh hóa thành dạng đơn giản như
protein, tinh bột, chất béo các loại một lượng nhất định chất xenlulozo. Trong
quá trình này, các VSV tiếp nhận một lượng năng lượng rất lớn và vì thế có
tồn tại một lượng năng lượng đáng kể ở dạng nhiệt. Lượng năng lượng nhiệt

10
hữu cơ, rác trong các trang trại chăn nuôi tập trung sẽ có thể giảm tới 30%
lượng phân hữu cơ phải nhập. (Chu Hồng Châu, 2013) [10]
Theo nhận định của các nhà khoa học, sau mỗi vụ thu hoạch 1ha lúa sẽ
thu được 6 tấn rơm rạ, nếu đem đốt sẽ mất đi hơn 5,5 triệu đồng, trong khi
cùng khối lượng rơm rạ ấy nếu đem xử lý bằng chế phẩm sinh học sẽ thu
được khoảng 400kg phân hữu cơ.
Nếu toàn bộ số rơm rạ sau thu hoạch của cả nước (khoảng 45 triệu tấn)
được xử lý sẽ đem lại 20 triệu tấn phân hữu cơ, người nông dân không phải
bỏ tiền mua phân hóa học (NPK) là 200.000 tấn đạm, 190.000 tấn lân và
460.000 tấn kali, như vậy, sẽ tiết kiệm được gần 11.000 tỷ đồng. (Lê Văn Tri,
2013) [7]
Trong nền kinh tế phát triển hiện nay, ngành nông nghiệp Việt Nam
đang được đầu tư với hướng đi đúng đắn và chuyên biệt rõ rệt nhằm tạo ra
những sản phẩm chất lượng, chi phí thấp, lợi nhuận cao.
Và đó là điều mong mỏi của liên kết 4 nhà (nhà nông, nhà khoa học,
nhà doanh nghiệp và nhà nước) tạo ra các mô hình sản xuất như cánh
đồng mẫu lớn, các câu lạc bộ sản xuất giỏi và thực hành nông nghiệp tốt
(VIỆT-GAP), …
Song song với việc phát triển nông nghiệp là sự phát triển mạnh mẽ
trong lĩnh vực phân bón, trong đó phân bón hữu cơ đã được nông dân sử dụng
từ thuở ban sơ trong quá trình trồng trọt như dùng trực tiếp các loại phân gia
súc, gia cầm, ủ cây, lá…
Từ khi có phân hóa học ra đời nâng cao được năng suất thì vai trò phân
hữu cơ giảm nhẹ, thậm chí lạm dụng phân hóa học trong sản xuất nông
nghiệp mà không cần sự hiện diện của phân hữu cơ nhưng việc sử dụng sai
lầm này đã dẫn đến 1 nền nông nghiệp không bền vững: chi phí sản xuất tăng,

không. Điều này gây ra sự lãng phí so với nhu cầu sử dụng phân bón hữu cơ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

12
rất lớn đối với nền nông nghiệp đang trên đà phát triển mạnh, đang cần sạch,
cần an toàn như hiện nay và tiết kiệm được rất lớn lượng phân nhập khẩu.
1.1.3. Cơ sở pháp lý
- Luật bảo vệ môi trường số 52/2005/QH11 ngày 29 tháng 11
năm 2005;
- Quyết định số 942/QĐ-UBND ngày 27/4/2010 của Ủy ban Nhân dân
tỉnh Thái Nguyên về việc phê duyệt Đề án tổ chức sản xuất và tiêu thụ nấm
ăn, nấm dược liệu tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2010-2015;
- Quyết định số 1329- QĐ/BNN-KHCN ngày 15 tháng 5 năm 2007 của
Bộ NN và PTNT về việc công nhận tạm thời biện pháp kỹ thuật mới: “Biện
pháp kỹ thuật sản xuất giá thể dinh dưỡng làm bầu ươm cây giống, cây lâm
nghiệp, cây ăn quả, cây rau giống và rau thương phẩm” cho các tác giả: TS
Cao Kỳ Sơn và KS Phạm Ngọc Tuấn - Viện Thổ Nhưỡng Nông hoá;
- Thông tư số 62/2009/TT-BNNPTNT ngày 25/9/2009 của Bộ Nông
nghiệp và PTNT về việc ban hành Danh mục bổ sung phân bón được phép
sản xuất, kinh doanh và sử dụng ở Việt Nam.
1.2. Những nghiên cứu về phân bón hữu cơ
1.2.1. Khái niệm phân bón hữu cơ
Là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu cơ
như: phân chuồng, phân xanh, phân than bùn, phụ phế phẩm nông nghiệp,
phân rác… (Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí, 2013)[21]
1.2.2. Phân chuồng

2
O
5

K
2
O
CaO
MgO
Lợn
82,0
0,80
0,41
0,26
0,09
0,10
Trâu bò
83,1
0,29
0,17
1,00
0,35
0,13
Ngựa
75,7
0.44
0,35
0,35
0,15
0,12

nén, tưới nước, giữ ẩm 60-70%, có thể trộn thêm 1% vôi bột và 1-2% Super

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

14
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.
+ 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 50-60°c 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. (Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí, 2013) [21]
1.2.3. Phân rác
Còn được gọi là phân campốt. Đó là loại phân hữu cơ được chế biến từ
rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, chất thải rắn thành phố v.v
được ủ với một số phân men như phân chuồng, nước giải, lân, vôi… cho đến
khi hoai mục.
Phân rác có thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi
trong những giới hạn rất lớn tuỳ thuộc vào bản chất và thành phần của rác.
Nguyên liệu để làm phân rác có các 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 tiểu,
bùn, phân lân, tro bếp). (Cục trồng trọt, 2007)[16]