ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THỊ KIỀU

Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ
SINH HỌC TỪ NGUỒN PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP
TẠI XÃ PHÚC XUÂN – THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Khoa : Môi trường
Lớp : 42A - KHMT
Khóa học : 2010 – 2014
Giảng viên hướng dẫn : 1. Th.S Nguyễn Ngọc Sơn Hải
2. PGS-TS Nguyễn Ngọc Nông
Thái Nguyên, năm 2014
LỜI CẢM ƠN

Được sự nhất trí của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi

MỤC LỤC

Phần 1: MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích nghiên cứu 2
1.2.1. Mục tiêu tổng quát 2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể 3
1.3. Yêu cầu của đề tài 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài 3
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và ngiên cứu 3
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn 4
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
2.1. Cơ sở lý thuyết 5
2.1.1. Khái niệm chất thải 5
2.1.2. Khái niệm phế phụ phẩm nông nghiệp 5
2.1.3. Khái niệm phân hữu cơ sinh học 9
2.1.4. Khái niệm chế phẩm BIO - TMT 10
2.2. Cơ sở thực tiễn 14
2.3. Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trong và ngoài nước 15
2.3.1. Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trên thế giới 15
2.2.2.Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học ở Việt Nam 18
Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
3.1. Đối tượng nghiên cứu 24
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24
3.3. Nội dung nghiên cứu 24
3.3.1.Khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Phúc Xuân.
24
3.3.2. Đánh giá số lượng và tình hình sử dụng các phế phụ phẩm nông
nghiệp tại xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên. 24
3.3.3. Những thuận lợi và khó khăn trong công tác thu gom xử lý phế thải

4.2.4. Những thuận lợi, khó khăn trong công tác thu gom xử lý phế thải
nông nghiệp tại xã Phúc xuân, thành phố Thái Nguyên 42
4.3.Kết quả nghiên cứu xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp thành phân
hữu cơ sinh học 42
4.3.1. Diễn biến thay đổi màu sắc của đống ủ 42
4.3.2. Diễn biến thể tích và trọng lượng đống ủ 43
4.3.3. Diễn biến nhiệt độ của đống 45
4.3.4. Thành phần các chất dinh dưỡng trong phân bón được chế biến từ
phế phụ phẩm nông nghiệp 46
4 3.5. Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ phế phụ phẩm
nông nghiệp 48
4.3.6. Đánh giá của người dân về phân bón hữu cơ được sản xuất từ phế
phụ phẩm nông nghiệp 49
4.4. Sử dụng phân sinh học thành phẩm và phân hóa học trồng cây rau
muống
4.4.1. Theo dõi sự phát triển của cây rau muống 50
4.4.2. So sánh hiệu quả kinh tế và môi trường giữa loại phân ủ và phân
hóa học 51
4.5. Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế phẩm nông nghiệp
52
4.5.1. Giải pháp về cơ chế chính sách 53
4.5.2. Giải pháp về tổ chức, quản lý 53
4.5.3. Giải pháp công nghệ 53
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55
5.1. Kết luận 55
5.2.Kiến nghị 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Bảng 4.5. Lượng phân bón sử dụng trong nông nghiệp của 90 hộ điều tra
tại xã Phúc Xuân 39
Bảng 4.6. Hình thức xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp của xã Phúc Xuân 40
Bảng 4.7. Bảng diễn biến thay đổi màu sắc của đống ủ 42
Bảng 4.8. Diến biến trọng lượng đống ủ 43
Bảng 4.9. Diễn biến thể tích đống ủ 43
Bảng 4.10. Diễn biến nhiệt độ ủ 45
Bảng 4.11. Hàm lượng dinh dưỡng trong phân ủ 46
Bảng 4.12. Ý kiến đánh giá của các hộ tham gia phỏng vấn 49
Bảng 4.13. Lợi ích kinh tế sau thu hoạch rau muống 52
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ nguồn gốc phát sinh chất thải rắn nông nghiệp
6
Hình 4.1. Biểu đồ thể hiện độ suy giảm thể tích đống ủ
44
Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện diễn biến nhiệt độ trong đống ủ
45
Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của các chỉ tiêu trước và sau khi ủ
phế phụ phẩm nông nghiệp
47
Hình 4.4. Sơ đồ quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học
48
Hình 4.5. Hình ảnh phát triển của cây rau muống sau 10 ngày gieo trồng
50
Hình 4.6. Hình ảnh phát triển của cây rau muống sau 20 ngày gieo trồng
50
Hình 4.7. Hình ảnh của cây rau muống sau 30 ngày gieo trồng
51

với số lượng nhiều. Các phế phụ phẩm nông nghiệp như: rơm rạ, cây họ đậu,
thân lá ngô, và nhiều loại chất hữu cơ xanh khác là nguồn tài nguyên vô cùng

2
có giá trị đối với sản xuất nông nghiệp. Trước đây, phần lớn phế thải nông
nghiệp sau thu hoạch dùng để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc nhưng nhiều
năm trở lại đây đời sống của người dân được cải thiện, họ không còn chú
trọng đến tái sử dụng những phế phẩm nông nghiệp, vì thế những phế phẩm
nông nghiệp này thường bị bỏ lại ngay tại đồng ruộng, thậm chí đốt ngay tại
ruộng gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe và làm mất an
toàn giao thông trên nhiều tuyến đường.
Nếu lượng phế phụ phẩm này cứ tiếp tục bị vứt bỏ không hoàn trả lại
cho đất thì đất sẽ thiếu trầm trọng chất hữu cơ, ngày càng thoái hóa khiến cây
trồng sinh trưởng, phát triển kém, năng suất giảm dần theo thời gian. Vì vậy
việc xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp không chỉ làm sạch môi trường mà còn
góp phần tạo ra phân hữu cơ trả lại cho đất, giảm bớt chi phí cho người dân.
Để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp chúng ta cần hướng tới tận dụng
các nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp làm phân bón. Việc tái sử dụng chúng
có thể được xử lý bằng nhiều biện pháp và một trong những biện pháp hữu
hiệu, có tính khả thi cao là sử dụng chế phẩm vi sinh vật.
Xuất phát từ thực tế trên và được sự đồng ý của Ban Giám hiệu nhà
trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn Hải và
PGS-TS Nguyễn Ngọc Nông - Khoa Môi trường - Đại học Nông lâm Thái
Nguyên em tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu quy trình sản xuất phân
bón hữu cơ sinh học từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp tại xã Phúc Xuân –
Thành phố Thái Nguyên”
1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
- Nghiên cứu quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học xử lý môi

1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và ngiên cứu
- Cơ hội vận dụng các lý thuyết đã học vào thực tiễn cuộc sống.
- Rèn luyện kỹ năng thực tế, rút ra kinh nghiệm, làm quen với môi trường
làm việc sau này. Đồng thời tạo lập thói quen, kỹ năng làm việc độc lập.

4
- Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu tham khảo.
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
- Khắc phục tình trạng ô nhiễm không khí do đốt chất thải nông nghiệp
theo hướng thân thiện với môi trường.
- Áp dụng rộng rãi việc sử dựng chế phẩm sinh học trong sản xuất nông
nghiệp tại địa phương.
- Tạo ra nguồn phân bón hữu cơ tại chỗ, nâng cao hiệu quả và giảm chi
phí trong sản xuất nông nghiệp.
- Cải thiên chất lượng nông sản, độ phì nhiêu của đất.

5
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở lý thuyết

chăm sóc cây và cả xác thực vật đã chết. Để cây trồng sinh trưởng phát triển
tốt và phòng chống sâu hại con người đã sử dụng các loại phân bón hoá học,
các loại thuốc BVTV nhưng bao bì và chai lọ đựng các hóa chất, túi nilon túi
giấy đựng phân bón đó lại bị vứt bừa bãi trên đồng ruộng trở thành phể thải
nông nghiệp có tính nguy hại cao cần phải có biện pháp thu gom và xử lý
thích hợp. Ngoài ra phế thải nông nghiệp còn phát sinh trong quá trình thu
Trồng trọt
(thực vật
chết, tỉa
cành, làm
cỏ…)
Bảo vệ
TV,ĐV ( bao
bì đựng,chai
lọ đựng hóa
chất TVBV )
Thu hoạch
nông sản
( rơm rạ,
trấu, thân, lõi
ngô…)
Qúa trình bón
phân, kích
thích tăng
trưởng (bao bì
đựng phân
bón)
Chế biến
sữa, giết mổ
gia súc, gia

+ Phế phụ phẩm từ trồng trọt : rơm rạ, trấu, cám, lá cây, vỏ, lõi ngô, bã
mía, thân lá khoai lang, khoai tây…
+ Phân động vật: phân gia súc ( trâu, bò, lợn ), phân gia cầm ( gà, vịt,
ngan…)
+ Bao bì đóng gói, chai lọ đựng TBVTV, đựng thuốc trừ sâu, lọ đựng
thuốc thú y, túi đựng hóa chất nông nghiệp, túi đựng phân bón.
+Các bệnh phẩm, xác động thực vật chết như gà toi, lở mồm long móng,
bò điên chứa các vi trùng gây bệnh, lông gia súc.
Bảng 2.1. Thành phần chất thải trong trồng trọt
( Phế phụ phẩm phát sinh để thu được 1 tấn nông sản sau thu hoạch)
Tên nông sản Phế phụ phẩm Khối lượng (kg)

Lúa
Rơm, rạ 4000 - 6000
Cám 150
Trấu 200
Ngô Thân, lá cây 2100 - 2350
Vỏ, lõi, râu, bắp 50

( Nguồn: Nguyễn Đinh Hương và CS,2006) [8] 8
3. Phân loại
Phế phẩm nông nghiệp được phân loại theo nhiều cách khác nhau như:
theo nguồn gốc phát sinh, thành phần hóa học, tính nguy hại, theo khả năng
phân hủy sinh học. Vì thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên em chỉ tìm
hiểu cách phân loại theo nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp.
Theo nguồn gốc phát sinh phế thải nông nghiệp chia thành:
+ Các phế phụ phẩm trồng trọt bao gồm các loại phế thải sau quá trình

thể sử dụng theo những mục đích sau:
+ Sản xuất thức ăn chăn nuôi
+ Làm chất đốt
|+ Làm nguyên liệu cho ngành nghề tiểu thủ thủ công, cho công nghiệp.
+ Sản xuất Biogas và điện năng
+ Làm phân hữu cơ
2.1.3. Khái niệm phân hữu cơ sinh học
* Phân hữu cơ sinh học:
- Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng VSV sống.
- Đi từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau.
- VSV tuyển chọn có mật độ đạt tiêu chuẩn hiện hành
- Thông qua các hoạt động của VSV sau quá trình bón vào đất mà cây
trồng có thể sử dụng được ( N, P, K ) hoặc các hoạt chất sinh học.
-> Nâng cao năng suất và chất lượng nông sản.
Bảng 2.2. So sánh các chỉ tiêu giữa phân hóa học và phân hữu cơ sinh học
Chỉ tiêu Phân hóa học Phân hữu cơ sinh học
Thành phần chất sinh dưỡng Ít Nhiều
Tỉ lệ chất dinh dưỡng Cao Thấp
Tốc độ phát huy hiệu quả của
phân sau khi bón vào đất
Nhanh Chậm
Ảnh hưởng của việc bón phân
liên tục nhiều năm đối với đất
Làm đất hóa
chua
Không ảnh hưởng
đến đất

10
-> Phân hữu cơ sinh học:

thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ
khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2.000 loài được sử dụng
phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men. Bao gồm 5
nhóm vi sinh vật:
+ Vi khuẩn Bacillus.
+ Vi khuẩn quang hợp.
+ Vi khuẩn Lactic.
+ Nấm men.
+ Xạ khuẩn
Năm nhóm vi khuẩn này tạo ra axít amin tự do, axít hữu cơ, vitamin hòa
tan trong nước, kháng sinh tự nhiên và tạo ra các hoóc môn tự nhiên. Vì thế
khi các vi khuẩn này được sử dụng vào trong tự nhiên sẽ tạo ra mối liên kết
nhằm khống chế các vi khuẩn gây hại đối với các loại cây trồng và vật nuôi,
giúp xử lý hiệu quả mùi hôi, thối từ chất thải chăn nuôi.[14]
* Những thành phần cơ bản của chế phẩm E.M
1. Vi khuẩn quang hợp
Vi khuẩn quang hợp là những nhóm vi khuẩn tự dưỡng quang năng sử
dụng năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành năng lượng hoá học trong
liên kết cao năng của cơ thể. Năng lượng này được sử dụng để đồng hoá CO
2

trong không khí để tạo nên chất hữu cơ. Vi khuẩn quang hợp có sắc tố trong
tế bào, nhưng sắc tố quang hợp ở vi khuẩn không phải là clorofit như ở cây
xanh mà mà bao gồm nhiều loại khác nhau như Bacteriochlorofit a, b, c, e,
g… mỗi loại có một phổ hấp thụ ánh sáng riêng.
Vi khuẩn quang hợp chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong E.M và nó cũng giữ
vai trò chủ đạo trong quá trình hoạt động. Vi khuẩn quang hợp tổng hợp nên
các chất có lợi như Acid amin, hormone tăng trưởng, đường và các hoạt động
sinh học khác. Tất cả chúng đều thức đẩy sự sinh trưởng của thực vật do quá


3. Xạ khuẩn
Xạ khuẩn là trung giữa vi khuẩn và nấm thuộc nhóm Prokaryote. Đa số
xạ khuẩn có cấu tạo dạng sợi, sợi liên kết với nhau thành khuẩn lạc, phân
nhánh phức tạp nhưng toàn bộ hệ sợi chỉ là một tế bào nhiều nhánh, không có
vách ngăn ngang. Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất và
trong chế phẩm E.M (sau vi khuẩn và nấm). Chúng tham gia vào quá trình
phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như cellulose, tinh bột có thành phần
khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Do đặc tính này nên chế
phẩm E.M còn được ứng dụng trong chế biến phân huỷ rác. Xạ khuẩn còn sản
sinhra chất kháng sinh từ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và
chất hữu cơ trong môi trường. Chất hữu cơ có tác dụng diệt nấm và các vi
khuẩn gây hại. Xạ khuẩn có thể cùng tồn tại với vi khuẩn quang hợp trong chế
phẩm E.M. Do đó cả 2 đều làm tăng tính chất của môi trường đất bằng cách
tăng hoạt động kháng sinh học của đất.[10,13]
4. Nấm men
Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào. Nấm men tham gia vào quá
trình chuyển hoá vật chất, phân huỷ các chất hữu cơ trong đất. Nấm men còn
tổng hợp chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng từ acid amin
và đường được tạo thành trong quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang
hợp. Các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học như hormone và enzym do nấm
men tạo ra thúc đẩy tế bào hoạt động. Nhưng các chất này được tạo thành
trong quá trình trao đổi chất thì lại là nguồn dinh dưỡng cho các vi sinh vật
hữu hiệu khác như vi khuẩn lactic và xạ khuẩn. Ngoài hoạt tính sinh lý, bản
thân nấm men có rất nhiều vitamin và acid amin, đặc biệt là acid amin không
thay thế. Do đặc tính này nên chế phẩm E.M còn được dùng để bổ sung thức
ăn cho gia súc tạo năng suất cao.[13]
5. Vi khuẩn Bacilus
Cơ thể vi khuẩn bacilus có khả năng cạnh tranh sinh học, giảm sự phát
triển của Vibrio, vi khuẩn có hại cho nguyên sinh động vật. Vi khuẩn Bacilus
sản sinh ra các enzym protease và amylase có vai trò tích cực trong phân giải


15
biện pháp xử lý chất thải nông nghiệp đòi hỏi phải đáp ứng các yếu tố như:
đơn giản, dễ thực hiện, chi phí đầu tư thấp, hiệu quả xử lý cao, sản phẩm sau
xử lý có thể tận dụng phục vụ trồng trọt.
Việc xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp bằng biện pháp sinh học mà cụ thể
là sử dụng chế phẩm BIO - TMT trong xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp không
chỉ là một biện pháp hữu hiệu mà còn là giải pháp giải quyết được các khó khăn
nêu trên. Bởi vì:
Phân hữu cơ sinh học có thểđược sản xuất tại chỗ từ nguyên liệu sẵn có tại
địa phương như rơm rạ, trấu, chất thải chăn nuôi cộng thêm với sự tham gia của
một số chế phẩm sinh học. Nông dân hoàn toàn có thể sản xuất được loại phân
bón này vừa rẻ tiền nhưng vẫn có hiệu quả cao đối với môi trường chỉ cần được
hướng dẫn qua về quy trình hoặc tự nghiên cứu bằng tài liệu.
Vì vậy việc sử dụng phân hữu cơ sản xuất tại chỗ là biện pháp có hiệu
quả nhất hiện nay để bổ sung chất hữu cơ cho đất, cải tạo và bồi dưỡng đất,
tiến tới nền sản xuất nông nghiệp hữu cơ.
2.3.Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trong và ngoài nước
2.3.1. Tình hình sản xuất phân hữu cơ sinh học trên thế giới
Trước đây nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp không được con người
quan tâm nhiều, cứ sau vụ thu hoạch một phần nhỏ được con người sử dụng
làm chất độn chuồng, giá trồng nấm nhưng hầu như được đốt hết. Vậy mà nó
chính là một trong những mặt hàng xuất khẩu tiềm năng mà trước đây chúng
ta đang bỏ phí. Hiện nay với nền kinh tế phát triển cao nhiều nước trên thế
giới đã thu được lợi nhuận rất cao từ phế phụ phẩm này, họ sử dụng vào
những mục đích khác nhau. Ở các nước công nghiệp phải tìm cách nhập khẩu
phụ phẩm nông nghiệp như: Nhật Bản, Đài Loan, Trung Quốc…để tái chế,
tiết kiệm chi phí, làm giàu và thúc đẩy kinh tế nông nghiệp phát triển mạnh hơn.
Trên nhiều vùng đất nước Liên Xô, đặc biệt là vùng thảo nguyên có
nhiều rơm, rạ, vỏ trấu và các loại phế thải khác nhau của trồng trọt chưa được

17
mô hình nhà ở bằng ván ghép rơm. Sản phẩm ván ép làm từ rơm rạ có khả
năng chịu nhiệt, chồng cháy, chống thấm và tiết kiệm
Ngày nay, do dịch bệnh phát triển ngành chăn nuôi đang có xu hướng
tập trung vào những vùng xa dân cư, đó lại là điều kiện tập trung nguồn chất
thải từ gia súc để sản xuất Biogas và phát điện, vừa giải quyết vấn đề môi
trường, vừa tăng thu nhập cho người chăn nuôi.
Tại Trung Quốc phân bón VSV cố định đạm làm tăng năng suất cây
trồng từ 7-15% tiết kiệm 20% phân khoáng, phân VSV phân giải lân tăng
năng suất cây trồng từ 5-30%, phân hỗn hợp vi sinh tăng năng suất cây lương
thực 10-30%, cây ăn quả trên 40%.
Bảng 2.3. Hiệu quả sử dụng phân vi sinh vật ở Trung Quốc
Chủng loại phânvi
sinh vật
Hiệu quả sử dụng
% tăng năng suất % tiết kiệm phân vô cơ
Cố định Nitơ 7- 15 20
Phân giải lân 5- 30 10-15
Hỗn hợp 10- 30 30-50
( Nguồn: Pan jianrong Lin Min, 2000) [27]
Hiện nay phân bón vi sinh vật đã trở thành hàng hóa được sử dụng tại
nhiều quốc gia trên thế giới. Riêng vi khuẩn nốt sần cây họ đậu hàng năm
đem lại 25 triệu USD, trong đó tại Mỹ sản phẩm này được bán ra với doanh
số 19 triệu USD. Tại Thái Lan tỷ lệ tăng trưởng của phân vi khuẩn nốt sần từ
năm 1980 đến 1993 cho đậu tương là 199%, lạc 280%. Tổng giá trị sản phẩm
này năm 1995 đạt 405.571 USD (Cong ngoen và cộng sự, 1997).[24]
Ngoài phân vi khuẩn nốt sần các loại phân vi sinh vật khác như cố định
nitơ tự do từ Zotobacter, Clostridium, tảo lam, cố định nitơ hội sinh từ
Azopirillum, phân giải phốt phát chậm từ Bacilus, Pseudomonas. Phòng trừ vi