HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

“Nghiên cứu,ứng dụng chế phẩm vi sinh xử lý phế thải
cây ngô tại xã Hùng An – huyện Bắc Quang - tỉnh Hà
Giang”

Người thực hiện

: Lê Thị Huyền

Lớp
Khóa
Ngành
Người hướng dẫn

: MTA
: 57
: Khoa học Môi trường
: TS. Nguyễn Thế Bình

HÀ NỘI, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi. Các s ố li ệu, k ết qu ả
nghiên cứu đưa ra trong luận văn này là chung thực ch ưa được sử dụng và
công bố trong các khóa luận, luận văn, luận án và công trình khoa h ọc nào

tác của người dân xã Hùng An – huyện Bắc Quang – tỉnh Hà Giang. Tôi xin
tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các cán bộ, nhân viên c ủa UBNN xã Hùng
An đã ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình cho tôi thực hiện đề tài này.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã khích lệ động
viên tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2015
Sinh viên

Lê Th ị Huy ền

4

4


MỤC LỤC

5

5


DANH MỤC VIẾT TẮT

CYMMYT

: Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ quốc tế

CT


: Trách nghiệm hữu hạn

VSV

: Vi sinh vật

6


DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

7

7


PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây lương th ực quan trọng nh ất trên
toàn thế giới. Với những đặc điểm nông sinh học quý nh ư: Tính thích ứng
rộng, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận và sâu bệnh h ại, tiềm năng
năng suất cao cây ngô đã nhanh chóng được gieo trồng rộng rãi, ph ố bi ến
trên các vùng lãnh thổ.
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng th ứ hai sau cây lúa và là
cây màu quan trọng nhất, được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa
dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Cây ngô không ch ỉ cung

nghiệp bền vững.
Xuất phát từ thực tế trên, nhằm góp phần hạn chế tiêu cực ảnh h ưởng t ới
môi trường, đồng thời cung cấp thêm nguồn phân h ữu c ơ cho cây tr ồng, tôi
đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu, ứng dụng chế phẩm vi sinh
xử lý phế thải cây ngô tại xã Hùng An – huyện Bắc Quang - t ỉnh Hà
Giang”.
2. Mục tiêu nhiên cứu của đề tài
-

Xác định số lượngphế thải cây ngô trên địa bàn xã
Đánh giá hiệu quả của một số chế phẩm vi sinh trong xử phế thải cây ngô.
Tận dụng nguồn phế thải cây ngô trên đồng ruộng để xử lý và tái ch ế
thành phân bón hữu cơ
3. Yêu cầu nghiên cứu

-

Sử dụng phiếu điều tra để điều tra lượng phế thải cây ngô tại xã Hùng An
Sản xuất chế phẩm vi sinh vật theo quy trình của đề tài B2004 – 32- 66
Chỉ ra những thuận lợi và khó khăn trong quá trình xử lý ph ế th ải cây ngô
trên địa bàn xã Hùng An.

9


PHẦN 2
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
2.1. Tổng quan về cây ngô
2.1.1 Lịch sử về nguồn gốc và sự lan truyền của cây ngô
Với những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng Vavilovđã chứng minh

thái khác nhau trong nước, đặc biệt là vùng đất cao không có khả năng tưới nước.
( Nguyễn Thị Phương Hạnh, 2009).
Đối với vùng núi Phía Bắc và Tây Nguyên ngô là cây lương thực chính của
đồng bào các dân tộc. Trải qua các giai đoạn phát triển, cây ngô ở Việt Nam ngày
càngđược hoàn thiện và tăng mạnh về diện tích cũng như năng suất. Việc mở rộng
diện tíchtrồngngô,cùngvớisửdụngnhữnggiốngchonăngsuấtcaođã gópphầntolớn
trong giải quyết nhu cầu lượng thực, thực phẩm, làm thức ăn gia súc và sử dụng
trong các ngành công nghiệp.
2.1.2 Vai trò của cây ngô
Ngô là cây lương thực nuôi sống gần 1/3 dân số trên thế giới, tất cả
các nước nói chung đều sử dụng ngô làm cây lương th ực ở m ức đ ộ khác
nhau, toàn thế giới sử dụng 17%, các nước sử dụng ngô làm l ương th ực
chính như: Mozambique (93% sản lượng), Kenya (91% sản lượng), Congo
(86%), Ethiophia (86%), Angola ( 84%), Indonesia (79%), Ấn Đ ộ (77%).
Không chỉ cung cấp lương thực cho con người ngô còn là nguồn th ức ăn
quan trọng trong chăn nuôi, 66% sản lượng ngô trên thế giới làm th ức ăn
cho chăn nuôi (Ngô Thế Tiến Dũng, 2012).
Hầu như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ ngô, điều đó ph ổ
biến trên toàn thế giới. Ngoài việc cung cấp thức ăn tinh, cây ngô còn là
thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biệt là bò s ữa. Ở Liên
Xô cũ hàng năm trồng tới 20 triệu ha ngô, trong đó chỉ có 3 tri ệu ha ngô là
lấy hạt, còn lại dùng làm thức ăn ủ chua. Ngoài việc ngô còn là nguyên liệu
11


chính cho các nhà máy thức ăn chăn nuôi tổng hợp, ngô còn là nguyên liệu
cho các nhà máy sản xuất cồn, rượu, tinh bột, dầu, glucoza và bánh k ẹo.....
Người ta đã sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng khác nhau trong ngay công
nghiệp tực phẩm, công nghiệp dược và công nghiệp nhẹ. Ví dụ n ước Mỹ
hàng năm sử dụng 18% tổng sản lượng ngô để sản xuất tinh bột, 37% s ản

Trong đó, sản lượng tăng do tăng diện tích là 2,2%/năm và do tăng năng
suất là 2% (Hình 2.1).
1000
900

6.000

Diên tích (triệu ha)

5.000

800

4.000

600
500

3.000

400

Tấn/ha

Triệu ha, triệu tấn

700

2.000



Argentina
Mexico
Nam phi
Canada
Nga
Indonesia

Trung Quốc
Brazil
EU-27
Ukraine
Ấn độ

Mỹ

2.2).

ĐV: 1.000 tấn
400,000
300,000
200,000

100,000

Hình 2.2. Sản lượng ngô của một số quốc gia trên thế giới,
niên vụ 2013-2014.
Nguồn: AGROINFO, 2014.
2.1.4Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Việt nam là một trong những nước có tốc độ tăng tr ưởng sản xuất ngô

1.121,30
14

Năng suất
(tấn/ ha)

Sản lượng
(1000 tấn)

2,75
2,96
3,08
3,44
3,46
3,60
3,70
39,3
4,01
4,11
4,31

2.005,90
2.511,20
3.136,30
3.430,90
3.787,10
3.819,20
4.303,20
4.573,10
4.371,70

khẩu trong tháng 12/2014 đạt 549 nghìn tấn với giá trị đạt 145 triệu USD,
đưa khối lượng nhập khẩu mặt hàng này năm 2014 đạt 4,61 tri ệu t ấn, giá
trị nhập khẩu đạt gần 1,2 tỷ USD, tăng gấp 2,11 lần về lượng và 1,78 l ần v ề
giá trị so với năm 2013. Brazil, Ấn Độ và Achentina là các th ị tr ường nh ập
khẩu chính của mặt hàng này, chiếm lần lượt 55,3%; 14,8% và 8,4% t ổng
kim ngạch nhập khẩu mặt hàng này (Báo cáo của Bộ NNPTNT, 2014)
Nhà nước có nhiều cơ chế chính sách hỗ trợ giống đã khuy ến khích các
doanh nghiệp trong và ngoài nước cùng sản xuất, cung cấp gi ống, gi ới
thiệu giống mới vào sản xuất, chất lượng tốt vào sản xuất, nhi ều ti ến b ộ
khoa khọc về sảm xuất ngô đã được chuyển giao đến người nông dân. Tuy
nhiên việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn nhi ều
15


hạn chế. Đặc biệt là yếu tố địa hình, trên 70% ngô đ ược tr ồng trên đ ất có
địa hình cao, phụ thuộc vào nước trời, ít đầu tư thâm canh nên năng su ất
còn thấp so với tiềm năng của giống. Năm 2010 năng suất đạt 44,3 t ạ/ha,
sản lượng là 5,1 triệu tấn so với năng suất ngô thâm canh 70 – 80 t ạ/ha.
Bên cạnh đó các giống ngô có khả năng thích nghi v ới các đi ều ki ện th ời
tiết bất thuận như hạn hán và mưa lũ vẫn còn thiếu.
Để cây ngô Việt Nam phát triển một cách bền vững đ ảm bảo trên
80% nguyên liệu chế biến cho thức ăn chăn nuôi và mang lại hiệu quả kinh
tế cao cho người trong sản xuất, việc đánh giá đúng th ực tr ạng s ản xu ất
ngô, đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm mở rộng diên tích ngô là đi ều h ết
sức cần thiết trong giai đoạn này.
Lý do năng suất ngô của Việt Nam còn thấp so với năng suất bình quân
-

thế giới đã được nêu ra trong hội nghị trong nước và hội ngh ị quốc tế là:
Về khách quan:

•

Làm nguyên liệu sản xuất ethanol
Thân cây ngô được coi là một nguyên liệu “thế hệ th ứ hai” dành cho

sản xuất nhiên liệu sinh học. Thân cây ngô sẽ được sử dụng để chuy ển đ ổi
vật liệu xenlulo trong thân thành nhiên liệu sinh học thay vì s ử d ụng tinh
bột ngô chuyển đổi thành ethanol thông thường.
Các nhà nghiên cứu Mỹ cho biết nếu công ngh ệ và sự hỗ tr ợ c ủa
chính phủ có hiệu quả về mặt kinh tế. Việc sử dụng thân cây ngô đ ể s ản
xuất nhiên liệu sinh học sẽ tăng lợi nhuận của việc trồng ngô so v ới các cây
trồng khác. Họ cũng dự đoán rằng thân cây ngô tại trang tr ại có giá 85,40
USD/tấn làm chonông dân nhận thức được lợi nhuận từ việc thu hoạch
thân cây ngô.
Ở Mỹ, ethanol từ ngô thật sự là một nhiên liệu thay thế hiệu quả cho
nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, sử dụng ngô không phải là không có
nhược điểm. Nhu cầu thủy lợi sử dụng nguồn nước để tr ồng ngô c ủa
người dân ngày càng cao, nguy cơ tiềm tàng tới nguồn n ước sinh hoạt và
sản xuất. Hơn nữa, nhiều nông dân đang chuy ển từ trồng cây l ương th ực
sang để trồng ngô phục vụ sản xuất ethanol. Chính điều này, đã tr ở thành
gánh nặng cho ngành nông nghiệp. Bởi lẽ, trồng trọt không đáp ứng đ ủ nhu
cầu lương thực, giá thành của các loại lương thực có th ể sẽ bị kéo lên cao
theo thị trường nhiên liệu. Ngoài Mỹ còn một số nước sử dụng thân cây
17


ngô để sản xuất ethanol đưa vào sử dụng trong đời sống như Braxil và m ột
số quốc gia ở Nam Mỹ.( Lê Hồng Vân, 2015)

•


Biện pháp đốt
Cây ngô sau khi thu hoạch sẽ được để lại trên đ ồng ruộng cho khô
hoặc chặt gom lại rồi phơi khô. Sau đó, người dân sẽ gom thành đ ống và
đốt.
Ưu điểm:
Làm nhanh nhất, đơn giản, giảm giá thành, không tốn kém công lao đ ộng.
Tiêu hủy mầm bệnh không phải tuân theo quy định nghiêm ngặt.
• Nhược điểm:
Mất chất dinh dưỡng cho đất
Gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng. Gây hiệu ứng nhà kính
Ảnh hường đến sức khỏe con người, gây các bệnh về đường hô h ấp
Gây hiện tượng khói mù làm cản trở tầm nhìn của người đi ều khi ển giao
•

-

•

-

thông (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2011)
Biện pháp làm thức ăn cho gia súc
Phương pháp này được coi là hiệu quả hơn hẳn so với ph ương pháp
đốt. Các phế thải này được sử dụng làm thức ăn cho trâu, bò, dê, cá.
• Ưu điểm:
Đem lại hiệu quả kinh tế, tiết kiệm được chi phí cho việc mua th ức ăn cho

-


Đối với phế hải cây ngô chỉ sử dụng được trong th ời gian ngắn lúc
cây còn tươi, lúc khô không còn được sử dụng.
Phương pháp 2: Ủ chua cho gia súc
Các phế thải khi còn tươi được thái nhỏ và được cung cấp thêm chất
dinh dưỡng sau đó đem ủ cùng với men vi sinh.
•

Ưu điểm:

Tăng hàm lượng chất dinh dưỡng trong thức ăn cho v ật nuôi, gi ảm
thiểu nguy cơ mắc bệnh cho vật nuôi.
•

Nhược điểm:

Tốn thời gian
•

Ủ phân
Phương pháp ủ đã có từ lâu đời và diễn ra ở nhiều n ơi trên th ế gi ới.
Từ rất lâu con người đã biết ủ lá cây, phân gia súc để bón cho cây tr ồng. Đã
có rất nhiều công trình nhiên cứu trong và ngoài n ước về v ấn đ ề ủ ch ất

-

thải thành phân bón và được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nơi.
• Ưu điểm:
Hạn chế được ô nhiễm môi trường
Trả lại hàm lượng chất hữu cơ cho đất
Đem lại hiệu quả kinh tế do tiết kiệm được tiền mua phân bón


-

tiêu diệt các vi sinh vật gây hại và cỏ dại.
Giai đoạn ủ yếm khí: sau thời gian ủ hiếu khí, dùng bùn đ ắp ch ẹn bên
ngoài đống ủ để không khí không lọt vào được. Trong giai đo ạn này ho ạt
động của vi sinh vật diễn ra trong điều kiện yếm khí.
• Ưu điểm:
Giữ được độ ẩm và không hao tổn nitơ
•

Nhược điểm:

Thời gian ủ lâu hơn, mức độ phân hủy chậm hơn ( Nguyễn Xuân Thành
và cộng sự, 2011)
•

Sử dụng che phủ đất
Đây là phương pháp dùng chủ yếu được người dân ở vùng cao s ử
dụng, ngô chủ yếu được trồng trên nương, dãy có độ dốc l ớn. Cây ngô sau

-

thu hoạch được người dân chặt và dải theo các luống giữa các hàng.
• Ưu điểm:
Hạn chế được dòng chảy, tránh xói mòn đất
Hạn chế sự sinh trưởng của cỏ dại
Tạo độ ẩm, giữ nước cho cây trồng
Trả lại hàm lượng chất hữu cơ cho đất
• Nhược điểm:

liệu dồi dào từ cây ngô, sản xuất nước uống giá giảm h ơn 1/3 so v ới các
sản phẩm trên thị trường.
Theo ThS. Đặng Xuân Cường việc chọn cây ngô làm đề tài nghiên c ứu vì
ngô được trồng nhiều ở nước ta, mỗi ha ngô sau khi thu hoạch trái xong thì
lượng phế liệu còn lại như lá, thân cây rất lớn, người dân ch ỉ dùng làm
thức ăn gia súc hoặc đốt.
Đề tài nghiên cứu theo quy trình khép kín và có th ể t ận d ụng đ ược
tất cả phần phụ phẩm của cây ngô sẽ mang lại nhiều lợi ích cho bà con vì
tận dụng được nguồn nguyên liệu, sau khi chiết xuất xong ph ần ph ế th ải
vẫn có thể dùng làm phân bón". (Đặng Xuân Cường, 2014)
22


•

Sản xuất bột giấy từ thân cây ngô
Công ty TNHH Việt Sáng (Vĩnh Phúc) sản xuất thành công bột giấy t ừ
thân cây ngô bằng công nghệ sinh học, tiết kiệm năng lượng, lại không gây

-

ô nhiễm môi trường.
Mô tả quy trình công nghệ : Sản xuất bột giấy bằng ph ương pháp c ơ h ọc,

-

sử dụng enzym để tẩy trắngkhông dùng sút
Ưu điểm công nghệ : thân thiện với môi trường
Dây chuyền sản xuất được triển khai tại xã Vĩnh Ninh, huy ện Vinh T ường
với công suất lên tới 1.800 - 2.000 tấn/năm.

giải xenluloza ( Aspergillus.sp, Penicillium.sp, và hai loài Chaetomium, một
loài Slerotium rolfsii và hai loại xạ khuẩn Streptomyses) để phân giải
xenlophan. Vì xenlophan có khá nhiều thành phần chất bọc ngoài: 10%
nitroxenluloza và clorua colyvinyliden, 90% xenlophan (trong đó có 76% là
xenluloza) nên cơ chất này không tan trong tất cả các dung môi h ữu c ơ. Tác
giả nhận thấy nếu để từng loài vi sinh vật tác dụng thì s ự phân gi ải h ầu
như không diễn ra, do đó phải dùng hỗn hợp các vi sinh v ật nói trên. Tuy
nhiên xenlophan cũng bị phân giả rất chậm dưới tác dụng của hỗn h ợp vi
sinh vật nói trên, phải gần sau 100 ngày lên men thì chúng m ới phân h ủy
được 85% xenlophan. Sản phẩm cuối cùng là 30% protein và 60% đ ường
hòa tan được dùng làm phân bón (Nguyễn Thị Hoài Phương, 2012).
Harper và Lynch (1984) đã nuôi hỗn hợp hai ch ủng là T.hrazianum
(phân giải xenluloza) và Clotridium butiricum (cố định nitơ) nhằm làm tăng
khả năng phân giải xenluloza, thành phần chính trong phế thải h ữu c ơ
(Nguyễn Thị Hoài Phương, 2012).
Nghiên cứu của Gaur và cộng sự cho thấy các vi sinh vật phân gi ải
xenluloza làm tăng hàm lượng photpho trong phân h ữu c ơ, đồng th ời làm
giảm giá thành công nghệ. Năm 1987, Gaur đã đưa các ch ủng n ấm ưa ẩm
vào các đống ủ thì thấy hàm lượng hữu cơ cacbon giảm từ 48% xuống 25%
trong tháng đầu tiên của quá trình ủ. Aspergillus sp làm C/N giảm từ 45%
24


xuống 20,6% Penicillum sp làm giảm xuống còn 19,6%. Như vậy, có thể
khảng định rằng việc có mặt của các vi sinh vật phân gi ải xenlulo là m ột
trong các yếu tố quan trọng để phân hủy các hợp chất hữu cơ và nâng cao
chất lượng các đống ủ
2.3.2. Các nghiên cứu trong nước
Những nghiên cứu về chế phẩm vi sinh vật ở Việt Nam đã bắt đ ầu
từ những năm 60 của thế kỷ XX, nhưng mãi đến năm 80 mới được đưa vào