Luận Văn Đánh Giá Hiệu Quả Của Compst Ủ Từ Xơ Dừa Và Phân Bò Bổ Sung Chế Phẩm BIO-F Trên Cây Cà Chua

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay môi trường đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, trong đó có rất nhiều nguyên nhân đến từ nước, khí thải, chất thải rắn. Trong đó, ô nhiễm từ chất thải rắn là một nguồn thải gây tác động lớn đến môi trường trong thời gian qua. Chất thải ra không được xử lý an toàn đã tích tụ lâu dài trong môi trường, gây ô nhiễm đất, nước mặt, nước ngầm và không khí, ảnh hưởng đến các hệ sinh thái và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe. Lượng chất thải rắn của Việt Nam sẽ tăng từ 24 - 30% tương đương 45 triệu tấn rác/năm . Trong đó, 98% chất thải rắn hiện nay được xử lý bằng phương pháp chôn lấp. Qua quá trình vận hành, chôn lấp đã bộc lộ nhiều nhược điểm như tốn kém diện tích, chi phí cao, đồng thời gây ra tác động đến môi trường thông qua lượng khí thải, nước rỉ rác và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến mỹ quan đô thị. Điều đó đòi hỏi thành phố phải có hướng công nghệ tích cực hơn. Mặt khác, là một nước có đến 80% dân số tham gia sản xuất nông nghiệp, mỗi năm phải sử dụng 8 triệu tấn phân hữu cơ trong đó phải nhập từ nước ngoài khoảng 50%. Trong khi đó thì chất thải rắn có thể tái sử dụng được để sản xuất phân hữu cơ (Compost). Quá trình chế biến Compost lại đơn giản với vốn đầu tư vừa phải và sản phẩm của quá trình là phân bón. Chính vì vậy, hướng nghiên cứu này đã được Thành phố hướng đến trong thế kỷ này.
Nhiều đề tài đã thực hiện nhằm mục đích tạo ra sản phẩm compost, nhưng chưa nhiều đề tài thực hiện việc đánh giá hiệu quả của compost trên cây trồng. Trong các đề tài đã thực hiện, đa phần sản phẩm compost tạo ra đã được ứng dụng trên cây công nghiệp lâu năm như cà phê, cao su nhưng lại chưa được thử nghiem trên cây nông nghiệp ngắn ngày. Đề tài đã chọn cây cà chua làm đối tượng để nghiên cứu, vì cà chua là loại rau ăn trái rất được ưa thích có phẩm chất ngon và chế biến được nhiều cách, còn cho năng suất cao, mang lại lợi nhuận cao cho nhà nông.
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Danh mục bảng i
Danh mục hình ii
Danh mục chữ viết tắt iv
Lời nói đầu 1
Chương 1: Mở đầu 2
1.1. Đặt vấn đề 3
1.2. Mục đích của đề tài 4
1.3. Nội dung nghiên cứu 4
1.4. Đối tượng nghiên cứu 5
1.5. Phương pháp nghiên cứu 5
1.5.1. Phương pháp luận 5
1.5.2. Phương pháp thực tiễn 6
1.6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 6
1.6.1. Ý nghĩa khoa học 6
1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn 6
1.6.3. Tính mới của đề tài 7
1.7. Thời gian thực hiện đề tài 7
1.8. Giới hạn đề tài 7
1.9. Địa điểm nghiên cứu 7
1.10. Cấu trúc luận văn 7
Chương 2: Tổng quan lý thuyết 9
2.1. Tổng quan về Compost 10
2.1.1. Định nghĩa 10
2.1.2. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ 10
2.1.2.1. Phản ứng sinh hóa 10
2.1.2.2. Phản ứng sinh học 11
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ compost 12
2.1.3.1. Các yếu tố vật lý 12
2.1.3.2. Các yếu tố hóa sinh 16
2.1.4. Chất lượng của compost 20
2.1.5. Tính cấp thiết của compost 20
2.1.6. Lợi ích và hạn chế của quá trình chế biến compost 21
2.1.6.1. Lợi ích của quá trình làm Compost 21
2.1.6.2. Hạn chế của quá trình làm Compost 22
2.1.7. Một số phương pháp ủ Compost trên thế giới 22
2.1.7.1. Phương pháp ủ phân theo luống dài 22
2.1.7.2. Phương pháp ủ phân theo luống dài hoặc đống với thổi
khí cưỡng bức. 24
2.1.7.3. Phương pháp ủ trong container 25
2.1.8. Một số công nghệ chế biến phân hữu cơ điển hình 26
2.1.8.1. Hệ thống Composting Lema 26
2.1.8.2. Công nghệ Compost Steinmueller – Đức 27
2.2. Tổng quan về cây cà chua 29
2.2.1. Giới thiệu 29
2.2.1.1.Tên 29
2.2.1.2. Nguồn gốc 30
2.2.1.3. Tình hình sản xuất cà chua ở Việt Nam và thế giới 31
2.2.2. Thành phần hóa học quả cà chua 31
2.2.2.1. Cấu tạo qủa cà chua 31
2.2.2.2. Thành phần hóa học 32
2.2.3. Đặc tính sinh thái 33
2.2.3.1. Đặc điểm giống cây trồng 33
2.2.3.2. Đặc điểm sinh lý cây cà chua 35
2.2.3.3. Yêu cầu sinh lý 36
2.2.4. Phương pháp trồng cây cà chua 38
2.3. Chế phẩm sinh học 46
2.3.1. Thành phần 46
2.3.2. Tác dụng 46
2.3.3. Liều dùng 46
Chương 3: Phương pháp nghiên cứu 48
3.1. Nghiên cứu lý thuyết 49
3.2. Nghiên cứu thực nghiệm 49
3.2.1. Thí nghiệm 1 49
3.2.1.1. Mô hình thí nghiệm 49
3.2.1.2. Phương pháp nghiên cứu 49
3.2.2. Thí nghiệm 2 52
3.2.1.1. Mô hình thí nghiệm 52
3.2.1.2. Phương pháp nghiên cứu 52
3.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 55
3.3.1. Phương pháp phân tích 55
3.3.1.1. Thí nghiệm 1 55
3.3.1.2. Thí nghiệm 2 59
3.3.2. Xử lý số liệu 59
Chương 4: Kết quả và thảo luận 61
4.1. Thí nghiệm 1 62
4.2. Thí nghiệm 2 67
4.2.1. Chiều cao cây 68
4.2.2. Số nhánh 69
4.2.3. Thời gian ra hoa 72
Chương 5: Kết luận và kiến nghị 74
5.1. Kết luận 75
5.2. Kiến nghị 75
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục

1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, việc thu gom vận chuyển và xử lý chất thải rắn (CTR) đang là vấn đề mang tính cấp bách và nan giải đối với nhiều địa phương trong cả nước. CTR và các vấn đề liên quan hiện nay không chỉ là điểm nóng trong các cuộc hội họp, hội thảo của các cấp lãnh đạo mà còn là vấn đề “cơm bữa” của các tầng lớp xã hội.
Từ năm 1990 đến nay, cùng với sự tăng trưởng kinh tế, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, vì thế lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh ngày càng lớn, tại thành phố Hồ Chí Minh khối lượng chất thải rắn sinh hoạt đã vượt khỏi con số một triệu tấn năm, những câu chuyện về rác và những hệ lụy môi trường từ rác đang “nóng lên” trong những năm gần đây. Với khối lượng 7.000 tấn chất thải rắn sinh hoạt phát sinh mỗi ngày, phương pháp xử lý duy nhất là chôn lấp, thành phố có 3 bãi chôn lấp (BCL) hợp vệ sinh, BCL Gò Cát, Phước Hiệp 1 và Phước Hiệp 1A (mới đi vào hoạt động). Cho đến nay, tổng khối lượng rác đã được chôn lấp tại 2 BCL Gò Cát và Phước Hiệp 1 đã lên đến con số 7.900.000 tấn, trong đó Gò Cát là 4.600.000 tấn, và Phước Hiệp 1 là 3.300.000 tấn. Và sự quá tải đó đã dẫn đến những hậu quả về mặt môi trường, như mùi hôi nồng nặc phát sinh từ các BCL đã phát tán hàng kilômét vào khu vực dân cư xung quanh và một vấn đề nghiêm trọng nửa là sự tồn đọng của hàng trăm ngàn mét khối nước rác tại các BCL và cùng với lượng nước rỉ rác phát sinh thêm mỗi ngày khoảng 1.000 - 1.500 m3 tại các BCL thì nuớc rỉ rác đang là nguồn hiểm họa ngầm đối với môi trường. (Báo cáo “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả và giảm chi phí xử lý nước rỉ rác”, CENTEMA, 2007.). Đây là kết quả của việc phân hủy tự nhiên các chất hữu cơ có trong rác thải. Vấn đề đặt ra hiện nay là phải có biện pháp xử lý rác thải hiệu quả, không gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng rác thải thành các sản phẩm có giá trị kinh tế. Biện pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay để xử lý chất thải là sử dụng phương pháp phân hủy sinh học, có hai phương pháp phân hủy sinh học của chất thải hữu cơ là chế biến compost hiếu khí và phân hủy kỵ khí, trong đó chế biến compost hiếu khí ít tốn kém, sản phẩm của quá trình là compost có thể làm phân bón. Bên cạnh đó, nhiệt độ cao trong hệ thống có thể cho phép loại được các mầm bệnh, do đó quá trình làm compost được đánh giá là ít ảnh hưởng môi trường và nhất là phù hợp với các qui luật tự nhiên, có thể tái sử dụng để làm phân bón cho nông nghiệp.
Việt Nam là nước nông nghiệp với hơn 80% dân số tham gia sản xuất nông nghiệp, nhu cầu sử dụng phân bón khoảng 5,2 triệu tấn hàng năm. Các loại phân bón được tiêu thụ trên thị trường Việt Nam hiện nay chủ yếu là phân hóa học. Trong khi đó, nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ từ CTR không bị động về mặt giá thị trường giúp người dân yên tâm hơn trong việc đầu tư lâu dài vào ngành nông nghiệp.
Có nhiều nghiêu cứu đã thực hiện để tạo compost và ứng dụng vào cây công nghiệp, nhưng chưa ứng dụng trên cây nông nghiệp ngắn ngày, có thời gian sinh trưởng phát triển ngắn như cây cà chua. Chính vì vậy, tác giả đã thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu quả của compost ủ từ xơ dừa và phân bò bổ sung chế phẩm BIO-F trên cây cà chua”, nhằm giải quyết bài toán về tái sử dụng CTR tạo ra nguồn phân bón và ứng dụng rộng rãi vào sản xuất nông nghiệp.
1.2. Mục đích của đề tài
- Tạo được nguồn compost từ xơ dừa và phân bò bổ sung chế phẩm BIO-F.
- Đánh giá hiệu quả của compost thành phẩm trên cây cà chua.
1.3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đồ án được thực hiện với những nội dung chính sau :
Thí nghiệm 1: Tạo ra compost thành phẩm
- Khảo sát quá trình ủ hiếu khí.
- Chỉ tiêu theo dõi: khảo sát tốc độ phân hủy của các chất thải thông qua việc theo dõi sự biến thiên của các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm, pH, hàm lượng chất hữu cơ, cacbon, nitơ trong quá trình ủ.
- Tần suất: 2 ngày/lần.
Thí nghiệm 2: Đánh giá hiệu quả của compost trên cây cà chua (cây trồng ngắn ngày).
- Khảo sát: sự sinh trưởng và sinh sản của cây bón bằng compost.
- Chỉ tiêu theo dõi: thử nghiệm trực tiếp và đánh giá hiệu quả của compost trên cây trồng ngắn ngày bằng việc theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng (số nhánh, chiều cao cây), và sinh sản (thời gian ra hoa).
- Tần suất: 10 ngày đầu (sau khi bón lót).
15 ngày (sau khi bón thúc lần 1).
35 ngày (sau khi bón thúc lần 2).
1.4. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài: nghiên cứu tạo sản phẩm compost bằng xơ dừa và phân bò, bổ sung chế phẩm BIO-F.
Đối tượng để đánh giá hiệu quả: thực hiện trên đối tượng là cây nông nghiệp ngắn ngày: cây cà chua trong thời gian 35 ngày.
1.5. Phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Phương pháp luận
Dựa vào những tài liệu sẵn có về quá trình lên men hiếu khí chất thải rắn có nguồn gốc hữu cơ, đề tài xây dựng mô hình ủ từ xơ dừa và phân bò có bổ sung chế phẩm BIO-F để tăng tốc độ phân hủy, theo dõi liên tục các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng C ảnh hưởng đến quá trình để tạo ra sản phẩm compost cho cây trồng.
Thử nghiệm bón compost trên cây cà chua so sánh hiệu quả tăng trưởng và năng suất thu hoạch trái giữa mô hình bón compost và mô hình đối chứng (không bón phân), mô hình bón phân vô cơ.
5.1.2. Phương pháp thực tiễn
Thí nghiệm 1: Tạo ra compost thành phẩm, sử dụng phương pháp:
- Phương pháp thu thập số liệu: thu các số liệu về quá trình ủ compost, các thông số trong quá trình theo dõi (nhiệt độ, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng C, N).
- Phương pháp thực nghiệm: làm thực nghiệm ủ compost.
- Phương pháp thống kê: tính toán các biến thiên nhiệt độ, độ ẩm, chất hữu cơ, C, N trong quá trình ủ.
- Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết quả thu được sau thời gian ủ.
Thí nghiệm 2: Đánh giá hiệu quả của compost, sử dụng phương pháp:
- Phương pháp thu thập số liệu: thu thập các số liệu trong quá trình trồng cây.
- Phương pháp thực nghiệm: trồng thử nghiệm cây cà chua.
- Phương pháp quan sát: theo dõi sự sinh trưởng và phát triển của cà chua sau các lần bón phân.
- Phương pháp thống kê: đo chiều cao cây, đếm tất cả các nhánh và tính thời gian ra hoa của cà chua.
- Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết quả thu được.
1.6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
1.6.1. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài mở ra một hướng mới trong việc tận dụng xơ dừa và phân bò phế thải để biến thành sản phẩm có ích.
- Đề tài là một bước khởi đầu trong việc đánh giá hiệu quả của compost trên cây trồng ngắn ngày.
1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Compost tạo ra có thể áp dụng trực tiếp cho nông nghiệp.
- Quá trình tạo compost dễ thực hiện và có triển vọng cao.
- Đặc biệt nước ta có khoảng 500 triệu ha đất nông nghiệp để sử dụng trồng cây ngắn ngày nếu compost được ứng dụng sẽ giảm được lượng phân bón hoá học.
- Cà chua là một loại thực vật dễ trồng, nếu được bón compost thì sẽ cho năng suất cao hơn nhiều.
1.6.3. Tính mới của đề tài
Đề tài đã chọn xơ dừa và phân bò làm nguyên liệu ủ compost có bổ sung chế phẩm BIO-F mang tính mới hoàn toàn. Mặt khác, cũng chưa nhiều nghiên cứu thực hiện đánh giá hiệu quả của compost trên cây nông nghiệp ngắn ngày, đặc biệt cây cà chua.
1.7. Thời gian thực hiện đề tài.
Đề tài được thực hiện từ 01/04 đến 24/06 năm 2009.
1.8. Giới hạn đề tài
Đề tài chỉ sử dụng CTR là xơ dừa và phân bò để tạo ra compost.
Chỉ đánh giá được từ khi cây sinh trưởng phát triển cho đến khi ra hoa của cà chua.
1.9. Địa điểm nghiên cứu
- Quá trình thí nghiệm: thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa Môi Trường của Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp HCM.
- Mô hình trồng cây đặt tại vườn rau của Trung Tâm Nghiên Cứu và Phát Triển Nông Nghiệp Công Nghệ Cao ở Củ Chi.
- Các số liệu phân tích ở phòng thí nghiệm Hóa Môi Trường của Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp HCM.
1.10. Cấu trúc của luận văn
Luận văn bao gồm 5 chương
Chương 1: Mở đầu
Chương 2: Tổng quan lý thuyết
Chương 3: Phương pháp nghiên cứu
Chương 4: Kết quả và thảo luận
Chương 5: Kết luận và kiến nghị