Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Upcoming SlideShare
Phuc hoi vuon tieu sau thu hoach (duc trung)
Next
Download to read offline and view in fullscreen.

0

Share

Download to read offline

Tai su dung sowdust sau trong nam

Download to read offline

Related Audiobooks

Free with a 30 day trial from Scribd

See all
  • Be the first to like this

Tai su dung sowdust sau trong nam

  1. 1. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ MÙN CƯA THẢI SAU TRỒNG NẤM 2.1.1 Tổng Quan Về Nguyên Liệu Trồng Nấm Hiện nay đã có không ít hơn 80 loài nấm được nghiên cứu trồng thử nhưng chỉ có 22 loài nấm được nuôi trồng thương mại và 5 - 6 loài đang sản xuất ở quy mô công nghiệp. Dựa vào khả năng nuôi trồng của các loài nấm khác nhau, có thể xếp hạng theo thứ tự từ dễ trồng đến khó dần như Bảng 2.1 (Thắng và Minh, 2001). Bảng 2.1 Tóm tắt đặc điểm các loại nấm trồng phổ biến hiện nay (theo thứ tự từ dễ đến khó) Tên nấm (La Tinh) Tên nấm (Việt Nam) Kiễu sống Cơ chất chính Pleurotus Bào ngư Hoại sinh Gỗ, mùn cưa, xơ Lentinus Đông cô Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Auricularia Mèo Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Tremella Tuyết Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Pholiota Trân châu Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Flamulina Kim châm Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Volvariella Rơm Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Coprinus Đậu Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Agaricus Mỡ Hoại sinh Gỗ, mùn cưa Nguồn: Thắng và Minh, 2001. Nguyên liệu trồng các loài nấm rất đa dạng như rơm rạ, cây thân gỗ, bông khô, bã mía, mụn dừa, mùn cưa,… Tùy theo loại nấm và địa phương mà nguyên liệu trồng nấm sẽ khác nhau. Nấm mèo Đối với nấm mèo có thể trồng trên nhiều loại nguyên liệu khác nhau như: rơm rạ, cây thân gỗ, bông khô, bã mía, mụn dừa, mùn cưa,... Tuy nhiên, năng suất nấm trên các loại gỗ vẫn cao hơn hẳn. Gỗ để trồng nấm mèo là gỗ cây lá rộng, có nhựa nhưng không có tinh dầu. Qua các nghiên cứu cho thấy, nấm mèo mọc tốt trên cây Bọ chét (Leucoena leucocephala). Ở miền Nam sử dụng chủ yếu là các cây vườn như: cây Mít, Xoài, Mãng cầu ta, xiêm, So đũa,... Ở miền Trung, sử dụng nhiều các loại cây rừng và cây vườn như: Cóc rừng, Mít,... Ở miền Bắc có thể trồng thêm trên các loại cây như: cây Da cao su, Da búp đỏ, Ngái, Vả, Bồ đề, Si, Phượng vĩ,... Hiện nay, người trồng nấm thích dùng nguyên liệu mùn cưa vì tiện chế biến và cung cấp dinh dưỡng. Mùn cưa sử dụng nhiều nhất là mùn cưa cao su, nhưng các tỉnh không có mùn cưa cao su vẫn có thể dùng mùn cưa tạp để trồng nấm (chỉ cần bổ sung dinh dưỡng cho phù hợp) (Thắng và Minh, 2001). 2-1
  2. 2. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Quy trình trồng nấm mèo trên mùn cưa Sàn để loại bỏ giăm bào.Thêm nước vôi 1% Ủ đống 1 - 3 ngày Bổ sung dinh dưỡng Cơ chất trồng nấmCơ chất trồng nấm Mùn cưa cao su Mùn cưa tạp (gỗ mềm không tinh dầu) Phơi khô 48 h Rây (sàn) bỏ giăm bào Trộn nước vôi 0,5% Ủ đống 5 ngày Thêm chất dinh dưỡng Vào túi Thanh trùng Cấy giống Nuôi ủ 25 – 30 ngày. Cắt gốc Rửa sạch Phơi (hoặc sấy) khô Nấm khô Quả thể nấm Đưa vào nhà tưới Rạch bịch Tưới nước Bịch phôi Hình 2.1 Quy trình trồng nấm mèo trên mùn cưa1 . Nấm bào ngư Trồng nấm bào ngư, nguyên liệu sử dụng chính là mùn cưa cao su, nhiều nơi có thể dùng mùn cưa tạp của các cây lá rộng, gỗ mềm như Xoài, Mít, Sung, So Đũa, Điều, Điệp. Quy trình trồng nấm bào ngư tương tự như trồng nấm mèo2 . 1 Sổ Tay Hướng Dẫn Trồng Nấm, 2001. 2 http:///www.Viet Linh vietnamese.com, 3/2004. 2-2
  3. 3. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Quy trình trồng nấm Bào Ngư trên mùn cưa Mùn cưa cao su Ủ vôi 5% Sàn Dăm bào Trộn dinh dưỡng1 ngày DAPUrê Hấp khử trùng Cấy giốngĐể nguội 90-100o CNuôi ủ 20-30 ngày Bịch phôi Quả thể nấm Thu hái Đưa vào nhà tưới Ủ đốngLoại bỏ rác Mở miệng, Tưới nước Vào bịch Hình 2.2 Quy trình trồng nấm bào ngư1 . Nấm rơm Nấm rơm thường mọc trên rơm hoặc rạ nên quen gọi là nấm rơm (Straw mushroom). Tuy nhiên, nấm rơm có thể mọc trên nhiều loại nguyên liệu khác nếu có thành phần chất xơ (cenllulose) như bông gòn, bã mía, lục bình, chuối khô, đay và một số loại cỏ khô. Trong trường hợp mùn cưa đã hoai cũng làm nguyên liệu trồng nấm rơm. Nguyên liệu trồng nấm khác nhau sẽ cho năng suất khác nhau2 . Bảng 2.2 So sánh năng suất nấm rơm trên một vài cơ chất khác nhau Cơ chất Năng suất Rơm 14,5 - 21,6 Bông thải 25,0 - 45,2 Bẹ chuối 11,2 Bã mía 12,4 Xơ dừa 18,2 Mùn cưa thải 22,0 Nguồn: Thắng và Minh, 2001. Trồng nấm rơm tốn nhiều nhất là tiền mua nguyên liệu. Giá nguyên liệu còn tùy thuộc vào từng nơi, từng lúc, có thể cao hoặc thấp. Ngày nay, nấm rơm được trồng theo kiểu công nghiệp và sản lượng nấm tươi trên 15% so với nguyên liệu. Tuy nhiên, khi trồng bằng rơm rạ, năng suất không cao và rất khó chống nhiễm. Ngoài ra, với quy mô sản xuất công nghiệp thì khâu vận chuyển và xử lý nguyên liệu không đơn giản. Để giải quyết vấn đề này, cần phải thay đổi nguyên liệu rơm rạ truyền thống bằng một loại nguyên liệu khác dễ xử lý hơn như bông thải hay mùn cưa. Với nguyên liệu này, năng suất có thể lên đến 22% trên mùn cưa thải và 45% trên bông thải (Thắng và Minh, 2001). 1 Phỏng vấn chị Trinh, Công Ty Ứng Dụng Nhơn Sinh. 2 Phỏng vấn chủ trại nấm Bảy Yết. 2-3
  4. 4. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Qui trình trồng nấm rơm trên mùn cưa Mùn cưa thải * (sau trồng nấm mèo) Làm tơi ra Thêm nước vôi 0,5% Ủ đống 2 - 3 ngày Bổ sung dinh dưỡng Làm ẩm Ủ đống 15 - 20 ngày Bổ sung độ ẩm với nước vôi 0,5% Thêm dinh dưỡng Trộn meo giống (150 g giống/25 kg mùn cưa) Đóng khối (khay hoặc khuôn) Phơi khô bề mặt mô (2-3 nắng) Tơ giăng mạng nhện Tưới nước Quả thể Mùn cưa nguyên (các loại gỗ mềm) ( * ) Loại bỏ những bịch đen, nhầy nhớt hoặc nhiễm mốc, ... Hình 2.3 Quy trình trồng nấm rơm trên mùn cưa1 . Nấm mộc nhĩ Đối với nấm mộc nhĩ, mùn cưa được sử dụng là mùn cưa bồ đề, cao su, gòn, gáo (Hùng, 2000). Tóm lại, hiện nay mùn cưa cao su được sử dụng nhiều nhất ở hầu hết các trại nấm thành phố Hồ Chí Minh. Vì mùn cưa cao su có hàm lượng cellulose, lignin cao, chất dinh dưỡng và bổ sung dinh dưỡng dễ dàng, trồng nấm trên mùn cưa này khá ổn định và cho năng suất cao. Chính vì nghề trồng nấm ngày càng được ưa chuộng và phát triển nên hoạt động sản xuất này đã tạo ra hàng tấn mùn cưa thải sau mỗi vụ thu hoạch không được xử lý, cần tái sử dụng để làm phân bón phục vụ nông nghiệp, đồng thời góp phần giảm lượng rác tại bãi chôn lấp. Để giài quyết vấn đề này, mùn cưa thải sau trồng nấm tiếp tục trồng nấm rơm - nuôi giun - làm phân hữu cơ. Đặc điểm của mùn cưa cao su Bảng 2.3 Thành phần các nguyên tố trong mùn cưa Chỉ tiêu Mùn cưa cao su Chỉ tiêu Mùn cưa cao su N 0,20-1,68 Cu 23,83 P 0,04-0,48 Fe 113,76 K 0,05-1,18 Hg 0,01 1 Thắng và Minh, 2001. 2-4
  5. 5. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Ca 0,03-0,12 Mn 31,26 Chỉ tiêu Mùn cưa cao su Chỉ tiêu Mùn cưa cao su Mg 0,01-0,04 Pb 2,08 As 0,03 V 0,22 Cd 0,015 Zn 31,28 Nguồn: http://www.solution.uiuc.edu, 20/4/2005. 2.1.2 Mùn Cưa Thải Sau Trồng Nấm Nguyên liệu trồng nấm phổ biến hiện nay là mùn cưa, đặc biệt các tỉnh phía Nam là mùn cưa cao su. Ở Trung Quốc, năng suất bình quân của nấm mèo lông là 70 - 80% nấm tươi trên trọng lượng khô, nếu tính ra nấm khô là 10 - 11% so với nguyên liệu, nghĩa là 1 bịch phôi 1,5 kg (1 kg mùn cưa + 0,5 kg nước) sẽ thu được 100 - 110 g nấm khô (Thắng và Minh, 2004). Qua khảo sát một số trại nấm ở Thành Phố Hồ Chí Minh như: Công Ty Ứng Dụng Nhơn Sinh, trại nấm Bảy Yết, trại nấm hộ gia đình ở Quận 7,... năng suất từng loại nấm khô tính theo nguyên liệu được thể hiện trong Bảng 2.4. Bảng 2.4 Năng suất của từng loại nấm khô theo nguyên liệu1 Mùn cưa cao su Nấm bào ngư Nấm mèo Nấm linh chi Nấm hương 0,8-1,0 kg 0,5 kg . 0,15-0,2 kg 0,04-0,05 kg 0,3-0,4 kg Khối luợng mùn cưa thải/1 tấn nấm khô (tấn) 0,8-1,0 2,0-3,3 0,8-1,8 1,0-1,7 Cứ 0,8 - 1,0 kg mùn cưa cao su (1 bịch phôi) đem trồng nấm, mùn cưa thải sau trồng nấm là 50 - 60%, tương ứng 0,4 - 0,5 kg/bịch phôi. Theo tính toán sơ bộ, 1 tấn nấm ăn (theo khối lượng khô) tương ứng lượng mùn cưa thải là 1,2 - 1,7 tấn. Bảng 2.5 Thống kê lượng mùn cưa thải qua các năm, hệ số sử dụng nguyên liệu mùn cưa là 0,82 Năm Năm 2002 Năm 2003 Năm 2004 Năm 2010 Khối lượng nấm (tấn/năm)3 50.000 100.000 150.000 1.000.000 Lượng mùn cưa thải (tấn/năm) 32.000 - 40.000 160.000 - 264.000 96.000 - 216.000 800.000 - 1.360.000 Với lượng mùn cưa thải hàng năm như Bảng 2.5 là quá lớn nên cần tái sử dụng mùn cưa hợp lý. Nếu thải bỏ một lượng lớn mùn cưa như vậy là rất phí. Đặc điểm của mùn cưa sau trồng nấm - Độ ẩm: 47%; - Hàm lượng chất hữu cơ: 72,2%; - pH = 8,83; - Chất tro: 27,8% khối lượng khô; - N-org: 146,71 mg/kg; - N-NH3: 0 mg/kg; 1 Thống kê một số trại nấm ở TP. Hồ Chí Minh 2 Phỏng vấn: chủ trại nấm Bảy Yết, chị Trinh thuộc Công Ty Ứng Dụng Nhơn Sinh 3 http://www.cpv.org.vn, 28/12/2004. 2-5
  6. 6. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu - C/N: 27,4. 2.2 TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT PHÂN HỦY MÙN CƯA 2.2.1 Sự Phân Giải Cellulose Cellulose là thành phần chủ yếu của màng tế bào thực vật. Ở cây bông, cellulose chiếm 90% trọng lượng khô, ở các loại cây gỗ nói chung cellulose chiếm 40 - 50%. Cellulose được tích lũy trong đất do thực vật thải ra, cây cối chết đi, cành lá rụng xuống, một phần nhỏ do con người thải ra dưới dạng rác rưởi, giấy vụn, mùn cưa,… Nếu không có quá trình phân giải của vi sinh vật thì lượng chất hữu cơ khổng lồ này sẽ tràn ngập trái đất (Vân, 2002). Cellulose có công thức hóa học là (C6H10O5)n và được cấu tạo chủ yếu là các β - Dglucopiranos. Các β - Dglucopiranos được liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 glucozit. Cellulose có cấu tạo dạng sợi, các sợi này tạo thành các bó sợi (microfibrin). Các bó sợi có cấu trúc không giống nhau: phần cấu trúc chặt là cellulose kết tinh; phần cấu trúc xếp không chặt là cellulose vô định hình (Lượng và Dương, 2003). Tính chất - Lực liên kết hydro trùng hợp nhiều lần rất bền vững bởi vậy cellulose là hợp chất khó phân giải (Vân, 2002). - Dịch tiêu hóa ở người và động vật không thể tiêu hoá được, chúng chỉ bị tiêu hóa nhờ khu hệ vi sinh vật sống trong dạ dày cỏ của động vật nhai lại (Vân, 2002). Sự khó phân hủy cellulose trong điều kiện tự nhiên còn liên quan đến hai thành phần khác là lignin và pectin. Hai chất này thường kết hợp với cellulose để tạo ra các hợp chất pectinocelllulose và lignocellulose. Ở điều kiện tự nhiên chúng bị phân giải bởi vi sinh vật (Lượng và Dương, 2003). Tham gia vào các chất phân giải cellulose và các hợp chất lignocellulose, pecyinocellulose bao gồm rất nhiều loài vi sinh vật khác nhau, trong đó có các loài thuộc nhóm vi khuẩn, các loài thuộc nhóm xạ khuẩn và các loài thuộc nhóm nấm sợi (Lượng và Dương, 2003). Trong thiên nhiên có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng phân hủy cellulose nhờ hệ enzym cenluloza ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có khả năng phân giải mạnh nhất vì nó tiết ra môi trường một lượng lớn enzym đầy đủ các thành phần. Các nấm mốc có hoạt tính phân giải cellulose đáng chú ý là Tricoderma, hầu hết các loài thuộc chi này sống hoạt sinh trong đất và đều có khả năng phân giải cellulose (Vân, 2002) và Cellulomonas1 . Vi khuẩn cũng có khả năng phân phân hủy cellulose, tuy nhiên cường độ không mạnh bằng vi nấm. Ở trong đất có ít loài vi khuẩn có khả năng tiết ra đầy đủ 4 loại enzym trong hệ enzym cellulose. Nhóm này tiết ra một enzym, nhóm khác tiết ra các loại khác, chúng phối hợp với nhau để phân giải cơ chất trong mối quan hệ hỗ sinh. Nhóm vi khuẩn hiếu khí bao gồm Pseudomonas, Cenllulomonas, Achromobacter (Vân, 2002). Trong điều kiện hiếu khí, quá trình phân giải xảy ra chủ yếu là các vi khuẩn Bacillus sp (loài vi khuẩn hiếu khí tùy tiện). Trong điều kiện kị khí, quá trình phân giải xảy ra chủ yếu là các vi khuẩn kị khí. Quá trình phân giải cellulose trong điều kiện kị khí xảy ra chậm hơn quá trình phân giải cellulose trong điều kiện hiếu khí (Lượng và Dương, 2003). Dưới tác dụng của men celluloza do vi sinh vật tiết ra, cenlluloza bị phân giải thành cenllobioza sau đó nhờ men cenllubioza mà trở thành glucoza theo phương trình sau (Thủy, 2000). 1 http://www.ctu.edu.vn/knm.email: dminh@ctu.edu.vn 2-6
  7. 7. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu (C6H10O5) + nH2O nC12H22O11 + nH2O C6H12O6 Trong điều kiện hiếu khí: Glucoza bị các vi sinh vật hiếu khí thực hiện quá trình oxi hóa để tạo thành CO2 và H2O (Thủy, 2000). C6H12O6 + O2 R – CHOH – COOH + O2 CO2 + H2O + Q Trong điều kiện kị khí: Glucoza bị phân giải theo kiểu lên men butyric (Thủy, 2000). C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2 + Q1 Các enzym này thay nhau phân giải cellulose để giải phóng năng lượng và glucose, phục vụ cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Quá trình đó được trình bày trong Hình 2.4. Trong đống chất thải ở điều kiện tự nhiên, các loài thuộc nhóm vi khuẩn thường phát triển trước, khi đó nhiệt độ chưa cao và pH thay đổi trong khối ủ chưa mạnh, sau đó là sự phát triển mạnh của các loài thuộc nhóm nấm sợi và sau cùng là nhóm xạ khuẩn. Khi nhiệt độ đạt từ 60 - 75o C, trong đống chất thải tồn tại chủ ỵếu là các loài vi khuẩn chịu nhiệt. Quá trình này được lập đi lập lại nhiều lần cho đến khi khối ủ được chuyển hóa tối đa. Cellulose kết tinh Cellulose vô định hình Tế bào vi sinh vật Enzym cellulose Cellulose C 1 Cellulose vô định hình Enzym Cellulose C1 Cellulose C 1 Obigosaccharit Endo b (1,4) glucanase CellobioseGlucose β - glucosidase Cellulose kết tinh Hình 2.4 Sự phân giải cellulose nhờ vi sinh vật10 . Các chất cellulose trong điều kiện tự nhiên bị phân giải cả trong điều kiện hiếu khí lẫn kị khí. Thời gian để phân hủy chất thải chứa cellulose trong điều kiện tự nhiên thường rất dài. Để quá trình phân giải chất thải chứa cellulose trong điều kiện tự nhiên đến mức ổn định của tỷ lệ C/N là khoảng 8 tháng đến 12 năm (Lượng và Dương, 2003). 2.2.2 Vi Sinh Vật Phân Hủy Mùn Cưa Nhóm vi sinh vật sử dụng phân hủy cellulose trong nghiên cứu này là nhóm vi sinh hiếu khí: Bacillus spp, Cellulomonas, Achromobacter và Actinomyces. Xạ khuẩn Actinomyces Đặc Điểm Chung 1 Dương và Lượng, 2003. 2-7
  8. 8. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Xạ khuẩn thuộc nhóm Procaryotes, có cấu tạo nhân đơn giản giống như vi khuẩn. Tuy vậy, đa số tế bào xạ khuẩn lại có cấu tạo dạng sợi, phân nhánh phức tạp và có nhiều màu sắc giống như nấm mốc (Vân, 2002). Ý Nghĩa Thực Tiễn Của Xạ Khuẩn Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất, chúng tham gia vào các quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như cenllulose, tinh bột,… góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Đặc tính này còn được ứng dụng trong quá trình chế biến phân hủy rác,.. Nhiều xạ khuẩn có khả năng sinh chất kháng sinh. Đặc điểm này được sử dụng cấp số nhân. Tùy từng loại vi khuẩn, cứ khoảng 10 đến 30 phút lại cho ra một thế hệ (Vân, 2002). Về sinh sản hữu tính ở vi khuẩn, người ta chỉ mới phát hiện ra hình thức tiếp hợp giữa hai tế bào, hệ gen tế bào cho sẽ qua cầu nguyên sinh chất chuyển sang tế bào nhận, thường chỉ chuyển được một phần. Tế bào nhận có thêm một phần hệ gen của thể cho khi phân cắt sẽ sinh ra những tế bào mới mang đặc tính lai giữa hai tế bào. Có quan điểm cho rằng: bào tử cũng là một hình thức sinh sản và đổi mới tế bào của vi khuẩn. Vì lúc tế bào bình thường nảy mầm từ bào tử, nó đã được đổi mới, không còn như trước nữa (Vân,2002). Bacillus Chất thải phát triển rất nhiều vi khuẩn chứa bào tử, trong đó có nhiều loài Bacillus. Những loài vi khuẩn này sẽ làm tăng nhanh khả năng tạo mùn từ chất thải (Lượng và Dương, 2003). Hình dạng: Trực khuẩn, gram dương, tạo nội bào tử. Kích thước 0,5 - 1,5 x 2 - 4. Có khả năng di động. Là loại vi khuẩn dễ mọc trong điều kiện hiếu khí và kị khí tùy tiện. Nhiệt độ từ 5 - 50o C, tối ưu từ 35 - 40o C. pH từ 4,5 - 9,3, thích hợp từ 7 - 7,8. Lên men glucose trong điều kiện hiếu khí và kị khí, không lên men mannitol. Khử nitrat thành nitrit (Châu, 2004). Cellulomonas Sản sinh ra enzym cellulaza là emzyme thủy phân cellulose, là hệ enzyme phức hợp bao gồm cellulaza C1, cellulaza Cx và glucoxidaza. Enzym có thể phá vỡ thành tế bào thực vật, thủy phân dung dịch đường và các nguyên liệu rơm rạ, mạc cưa, gỗ vụn, dăm bào,... để sản xuất glucose, mật đường (Tâm, 2000). Achromobacter Là những vi khuẩn gram âm, không có nha bào, hình gậy, mọc tốt trong các môi trường nhân tạo (Châu, 2004). 2.2.3 Quá Trình Tạo Mùn Sự tạo thành mùn là do quá trình phân giải không triệt để xác động, thực vật bởi vi sinh vật. Khi vi sinh vật phân giải các xác động vật và thực vật, một phần tạo ra các chất hữu cơ đơn giản, một phần lớn tạo ra các chất phức tạp, chính những chất phức tạp tạo thành mùn (Dương và Lượng, 2003). Sự hình thành mùn là một quá trình biến đổi các chất hữu cơ thành mùn. Những chất hữu cơ như phân bón hay nơi thải bỏ chất thải. Quá trình hình thành mùn bao gồm trước tiên là quá trình dị hóa sau đó là đồng hóa. Bản chất hóa học của mùn Mùn là tập hợp vật chất phức tạp, cho đến nay người ta vẫn chưa xác định được chính xác thành phần 2-8
  9. 9. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu hoá học của chúng. Tuy nhiên, Tiurin đã nghiên cứ rất kỹ axít mùn và đã đưa ra được tính chất của các axít này. Axít mùn là thành phần cơ bản của mùn do đó hiểu được tính chất của những axít này sẽ hiểu được bản chất của mùn. Toàn bộ tính chất cơ bản của mùn được trình bày trong Bảng 2.6. Bảng 2.6 Đặc điểm của các axít mùn và nhóm amin Loại axít mùn Axit humic Axít humic được hình thành ở môi trường trung tính hơi hay kiềm, màu đen. Trọng lượng phân tử 800 - 1500, có kết cấu vòng. Thành phần có nitơ (3,6% - 4,0%), carbon (52 - 58%), H (3,3 - 3,8%), O (31,4 - 39,0%). Ngoài nhóm nitơ ra, trong axit humic có nhóm cacbon thơm và nhóm gluxit. Axit fulvic Axít fulvic được tạo ra trong môi trường axít, có màu vàng hay màu vàng nhạt. Hàm lượng các nguyên tố trong nhóm axít fulvic bao gồm: C (45 - 48%), H (5 - 6%), O ( 43,0 - 48,5%), N (1,3 - 5,0%). Loại axít mùn Nhóm amin Nhóm amin có trọng lượng phân tử rất lớn. Nhóm này được trùng hợp từ các axít mùn với các chất khoáng trong đất và mất nước. Humin hình thành một màng lưới kết chặt với keo sắt và axít humic, chúng tạo thành kết cấu đất. Nguồn: Dương và Lượng, 2003. Vai trò của cellulose trong sự hình thành mùn Cellulose là chất có vai trò quan trọng đặc biệt trong sự tạo thành mùn. Khi vi sinh vật phân giải cellulose trong xác thực vật, một phần sẽ tạo thành CO2, H2O, còn một phần tạo thành chất dẻo có phân tử lượng lớn (Dương và Lượng, 2003). Quá trình này có thể biểu diễn như Hình 2.5. Cellulose Các chất dẻo + các chất phân tử lượng thấp + CO2 + H2O Hình thành mùn Vi sinh vật Hình 2.5 Quá trình tạo mùn từ cellulose. Theo Vacne, quá trình phân giải cellulose tạo ra chất dẻo, chất dẻo này có thể là chất dung giải của tế bào vi khuẩn kết hợp các chất tạo thành quá trình phân giải cellulose. Ông kết luận rằng, chất dẻo được hình thành không phải là sản phẩm của quá trình phân giải cellulose là sản phẩm dưới tác dụng của vi sinh vật (Dương và Lượng, 2003). Nguồn gốc của chất mùn là các hợp chất hữu cơ chứa nitơ và các axít kiềm. Các chất hữu cơ chứa nitơ thường là thành phần tế bào của niêm vi khuẩn. Cellulose là thành phần môi trường rất cần thiết để niêm vi khuẩn phát triển. Khi chất thải nguồn thực vật bị phân giải, tạo ra những sản phẩm phân giải cellulose kết hợp với những sản phẩm dung giải của tế bào vi khuẩn sẽ tạo ra phản ứng tái hợp thành mùn (Dương và Lượng, 2003). 2.3 TỔNG QUAN VỀ GIUN ĐẤT VÀ GIUN QUẾ 2.3.1 Tổng Quan Về Giun ĐấT Khái niệm và đặc điểm của Giun Đất 2-9
  10. 10. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Giun đất còn gọi là Địa Long. Từ cổ chí kim có nhiều tên gọi khác nhau: Kiên Tàn, Binh Diễn, Phụ Dẫn, Thổ Long, Trùn Triện. Giun đất thuộc ngành giun đốt (Annelida) trong lớp giun ít tơ (Olygochaeta). Hiện nay, trên thế giới có khoảng 2500 loài, Louis- Pháp (1985) cho là có 2400 loài, Trần Đức Ngưu -Trung Quốc (1998) cho là có 3000 loài. Trong đó có 3/4 số loài là giun đất sống trên cạn, còn Mehrotra - Ấn Độ (1997) cho là có 3920 loài giun đất. Các loài giun đất đều có đặc điểm chung của giun đốt, có đai sinh dục, đầu thái hoá. Các cơ quan bên trong của giun đất như: hệ tuần hoàn, hệ thần kinh, hệ bài tiết,…cũng sắp xếp theo đốt. Mỗi một đốt có thể có hạch thần kinh, điều đó làm cho cảm giác và phản ứng của cơ thể đối với ngoại cảnh rất nhạy bén.(Dương và Lượng, 2003). Hình thái bên ngoài . Giun không có xương sống, bên ngoài, cơ thể có một lớp kitin mỏng có sắc tố. Trừ hai đốt phía trước đầu, còn các đốt khác đều có sợi tơ. Thường thì sợi tơ xếp thành hai chùm lưng và hai chùm bụng trên mỗi đốt. Thân giun đất có hình trụ dài, đầu và đuôi hơi nhọn (Uyển, 2000). Loài giun nhỏ có độ dài thân 3 cm, tiết diện thân 0,2 cm. Loài giun trung bình có độ dài thân 3-10 cm, tiết diện thân 0,2-0,5 cm. Loại giun lớn có độ dài thân dài trên 10 cm, tiết diện thân trên 0,5 cm. Đặc điểm nổi bật nhất của giun đất là cơ thể chia thành nhiều đốt và bên trong cũng phân đốt tương ứng. Các loài giun đất khác nhau có số lượng đốt thân rất khác nhau. Nhìn chung, số lượng đốt thân ở giun đất từ 110-180 cái (Ch. Gaspar, 1990). Giun đất có sợi tơ (setae) rất đặc biệt. Đó là cơ quan vận động của giun đất, các sợi tơ thường ngắn là điểm tựa trên thành hang giúp giun đào và di chuyển trong đất. Tập tính ăn Trong tự nhiên, giun có thể sử dụng rất nhiều chất hữu cơ để làm thức ăn. Trong điều kiện không thuận lợi, chúng vẫn có thể lấy dinh dưỡng trong đất làm thức ăn. Evans và Guild (1948) nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn trên sự đẻ kén của giun và thấy rằng, giun ăn thức ăn có phân động vật sẽ đẻ nhiều kén hơn khi ăn thức ăn chỉ có chất hữu cơ là thực vật (Hùng, 2004). Phân trâu, bò, dê, heo, thỏ, cút, chất sơ, rơm rạ, vỏ trái cây, thực vật,… là thức ăn chính của giun nhưng tốt nhất là phân tươi của trâu, bò cỏ, bò sữa1 . Thức ăn chủ yếu của giun là các chất hữu cơ không có độc tố, có độ pH thích hợp, có độ muối khoáng cao và đã được vi sinh phân giải như các loại phân gia súc, gia cầm, bã của các nhà máy chế biến thực phẩm, chế biến gỗ, nhà máy làm giấy, các loại phế thải của nông sản, các cành lá mục, rau cải bỏ,… Nhưng các loại cây gia vị (như rau húng, rau quế, rau đắng,…) và các loại cây có tinh dầu (như lá chanh, lá cam, lá tràm bông vàng) đều có thể giết giun hoặc làm giun bỏ trốn (Dương và Lượng, 2003). Đặc biệt, giun rất nhạy cảm với thức ăn ngọt và có vị tanh. Do vậy, khi nuôi giun nên chú ý cho ăn các loại hoa quả dập nát và tưới nước tôm cá lên thức ăn sẽ làm tăng tính thèm ăn của giun. Sinh trưởng và tập tính sinh sản 1 vietfarmhungtien@hcm.vnn.vn, 10/2005. 2-10
  11. 11. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Giun sinh trưởng bằng phương thức tăng số lượng đốt thân hoặc tăng tiết diện đốt thân. Phương thức sinh sản của giun gồm sinh sản hữu tính và vô tính (Uyển, 2000). Quy luật sinh trưởng Kén giun đất hình tròn, hình bầu dục hoặc hình quả lê. Trong quá trình phát triển phôi, kén giun có vai trò rất quan trọng trong điều kiện bình thường, thời gian nở ra ấu trùng đối với giun Perionyx Excavatus là 2-3 tuần,…Mỗi kén chứa từ 1-20 giun (Uyển, 2000). Đặc điểm sinh sản Kén Giun Tùy theo giống loài giun mà màu sắc, kích thước, số lượng kén đẻ ra khác nhau. Màu sắc của kén thường thay đổi theo thời gian. Lúc mới đẻ ra, kén có màu trắng nhạt và vàng nhạt, sau đó chuyển thành màu vàng, màu xanh lục nhạt hoặc nâu nhạt, cuối cùng là màu nâu sẫm hoặc tím sẫm. Hình dáng của kén cũng thay đổi theo giống loài (hình bầu dục, hình thoi, hình túi, hình bình hoa). Cấu tạo phần đầu kén giữa các loài cũng không giống nhau: hình mũi tên, hình chóp, hình dù. Số lượng kén cũng thay đổi theo giống loài của giun. Thông thường nếu điều kiện thích hợp trong năm, giun có thể đẻ kén liên tục, mỗi tuần đẻ một kén. Với loài giun sống hoang dã trong tự nhiên, nó sinh sản theo mùa vụ rõ rệt. Giao Phối Phương thức giao phối của giun là dị thể : tinh trùng của con này sẽ vào túi nhận tinh của con kia và tinh trùng tạm thời chứa ở đó để chuẩn bị cho sự thụ tinh tiếp theo. Giun là động vật lưỡng tính (chiếm đại đa số các loài) do đó cần hai con để giao phối lẫn nhau. Một số loài giao phối trên mặt đất. Trong trường hợp môi trường xấu hoặc ngủ đông, một số loài sẽ đình trệ sinh dục, còn tuyệt đại đa số giống loài giun là tiến hành giao phối khác nhau. Ở giun Lumbricus Terrestris, hai con tiết ra một chất nhờn hấp dẫn lẫn nhau, sau đó đầu và đuôi của hai con quay ngược nhau, bụng hai con áp sát nhau (đai sinh dục của con này áp sát vào lỗ nhận tinh của con kia) và hoàn thành cuộc giao phối. Thời gian giao phối kéo dài 2-3 giờ, rồi hai con tự tách rời nhau ra.Trong điều kiện nhân tạo, nếu tạo đủ điều kiện thích hợp thì giun có thể giao phối quanh năm cả bốn mùa. Trong quá trình giao phối, trứng được phóng ra ngoài qua lỗ sinh dục cái. Trứng được đẩy ra ngoài nhờ tiên mao của ống dẫn trứng và nhờ phễu trứng lay động nhịp nhàng. Vài ba ngày sau khi giao phối, đai sinh dục dày lên dần, nhận một ít trứng rồi tuột trên thân giun về đầu giun (Ch. Gaspar, 1990). Sự tái sinh của giun Giun đất có khả năng rất lớn trong việc tái sinh một bộ phận nào đó bị tổn thương hoặc bị cắt đứt. Lớp Oligachaetae có thể tái sinh cả phía trước và phía sau thân của cơ thể, nhưng phần phía sau mọc trở lại nhanh hơn phần phía trước thân. Giun đất có khả năng hình thành những cơ thể đã bị cắt mất. Tuổi thọ của giun Tuổi thọ của giun tùy thuộc vào giống, loài và điều kiện sinh sống. Nhìn chung, giun nuôi nhân tạo có tuổi thọ cao hơn giun sống ngoài tự nhiên. Chẳng hạn, loài giun Lumbricus Terrestris khi sống ngoài tự nhiên chỉ được bốn năm nhưng sống trong điều kiện nuôi nhân 2-11
  12. 12. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu tạo có thể đến mười năm. Đối với giun Eisenia Foetida, khi nuôi nhân tạo có thể sống đến 15 năm. Ý nghĩa kinh tế và bảo vệ môi trường của Giun Đất. Giun đất là nguồn thức ăn có giá trị của vật nuôi Trong thức ăn chăn nuôi, mấu chốt là nguồn đạm. Giải quyết được nguồn đạm trong chăn nuôi không phải là vấn đề đơn giản. Hàm lượng đạm của giun rất cao (trên 70% trọng lượng khô) nên giun là nguồn thức ăn bổ dưỡng cho ngan, vịt, ngỗng. Nếu cung cấp đủ lượng đạm từ giun thì chúng sẽ mau chóng lớn, đẻ đều, cho trứng lớn, được những kết quả mỹ mãn11 . Gà là vật nuôi phổ biến nhất, nếu cho gà ăn thêm giun thì gà sẽ mau lớn hơn nhiều. Kết hợp nuôi giun với nuôi gà là một mô hình đẹp. Tại gia đình bác Nguyễn Trân Cảnh ở thôn La Khê, xã Văn Khê, thị xã Hà Đông đã thực hiện và nhận thấy: giun ăn phân gà rất tốt, làm hết mùi hôi thối và cung cấp nguồn phân bón sạch từ phân giun. Đối với gà đẻ, giun là thức ăn tuyệt vời để nó duy trì tốc độ đẻ liên tục. Nuôi gà mà không kết hợp nuôi giun là một thiệt thòi (Uyển, 2000). Ngoài ra, giun còn là thức ăn cho cá. Cá trê vàng, cá trê phi, lươn là đối tượng có thể xuất khẩu. Nếu đưa giun làm nguồn thức ăn cho chúng thì chắc chắn người nuôi sẽ rất an tâm (Uyển, 2000). Lợn cũng thích ăn giun. Tuy nhiên, ta nên nấu chín giun hoặc chế biến thành mắm để cho chúng ăn. Tốt nhất là sấy khô và giữ giun để cho lợn ăn dần (Uyển, 2000). Giun đất là người thợ cày nguyên thủy của giới tự nhiên Giun làm việc suốt ngày, chúng đào và ngoạm đất vào miệng, trong đó có các mùn hữu cơ. Thức ăn qua ruột giun sẽ được các men tiêu hóa tiết ra để đồng hóa. Phân và đất được thải ra ngoài. Phân giun tơi, xốp và rất giàu nitrat, photphat và kali ở dạng dễ tiêu. Các đường hào ngang dọc mà giun đào qua, cộng với phân giun làm cho đất tơi xốp, thoáng khí, giữ được độ ẩm, giàu các dạng phân dễ tiêu, thích ứng với sự hoạt động của hệ rễ cây trồng. Vừa qua, ở Mỹ đã có những cuộc điều tra công phu để xác định vai trò của giun đất đối với canh tác. Người ta công bố rằng, nếu giữ được một mật độ giun thích hợp trong ruộng vườn thì năng xuất của ngô có thể tăng 250%, lúa mạch đen 64%, yên mạch 3%, khoai tây 135%, và đậu đỗ là 300% (Uyển, 2000). Vai trò củagiun đất trong công cuộc phủxanhđồi trọc, cải tạođất hoang hoá và phục hồi đất bạc màu Sự có mặt của giun đất sẽ mau chóng làm tơi, làm xốp, làm tốt tươi lên những đất khô cằn, hoang hóa, đồi trọc, song song với hình thức đó phải có biện pháp hỗ trợ như: thủy lợi hóa, khu vực hóa. Thành thị sẽ đưa một vấn đề cấp bách cho nhân loại. Trong đó, người ta đã lựa chọn một số loài giun đất có khả năng phân hủy và tiêu hóa nhanh các loại rác và bùn cống rãnh. Bùn cống rãnh cộng với giun đất và cây xanh sẽ là những mũi tên xung phong tiến lên những vùng khô cằn và hoang hóa1 . Phân giun - nguồn phân hữu cơ quý giá Để chạy theo năng suất nhất thời, nhiều người đã quá lạm dụng phân vô cơ mà xem nhẹ việc phối trộn với phân hữu cơ. Thành phần hữu cơ trong đất giảm sút, đất cứng và ảnh hưởng xấu rõ rệt đến cây trồng. Thêm vào đó, việc dùng ồ ạt các loại thuốc trừ sâu với liều lượng ngày một 11 http://sinhthaivietnam.com/php/chuyende, 10/2004 2-12
  13. 13. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu tăng đã làm cho nhiều loài động vật có lợi cũng bị tiêu diệt theo, trong đó có giun đất. Giun có thể ăn hầu hết các chất hữu cơ trừ cao su, chất dẻo, thủy tinh và kim loại. Tất cả các loại thức ăn qua bụng giun đã được các loại men tiêu hóa tiết ra để phân hủy. Các chất thải ra ngoài theo phân giun phần lớn là các chất dễ tiêu hóa. Trong phân giun có nhiều nitrat, kali, photphat. Người ta tìm thấy rằng, về mặt enzyme,1 tạ enzyme tương đương 5 tấn phân chuồng. Phân giun thích hợp với khoai tây, thuốc lá, rau, đậu, và các cây ăn quả, cây vườn ươm, cây hoa, cây cảnh. Phân giun không những giàu dinh dưỡng, tơi, xốp mà còn không có mùi khó chịu và có khả năng giữ ẩm tốt. Đồng thời dùng phân giun để trồng cây trong chậu, trong sọt, trong bồn để treo trên cửa sổ. Hình thức này thích ứng với các gia đình ở thành phố trong điều kiện không có đất đai hoặc ở bệnh viện, trường học, công sở, nhà máy. Nhìn chung, phân giun rất tiện ích và tốt hơn các cơ chất khác. Đây cũng là một trong những lí do nghiên cứu sự phân giải mùn cưa kết hợp nuôi giun trong đề tài tốt nghiệp này. Giun đất làm mồi câu - một hình thức kinh doanh mới Đi câu – môn thể thao hấp dẫn dã thu hút hàng chục triệu người tham gia. Riêng ở Mỹ, 5/1973 đã có 33.500.000 người xin đăng kí cấp thẻ đi câu. Lượng giun cung cấp cho người đi câu lên tới hàng chục tấn. Số tiền thu được của người nuôi giun ở Mỹ lên đến hàng tỷ đô-la. Những món ăn chế biến từ giun đất Ở Ý dùng giun làm pa-te Ở Nhật được đưa vào làm bánh bích-quy. Ở Mỹ có những quán đặc biệt chuyên những món ăn về giun. Ở Ustralia giun đất được dùng làm bánh và ốp-lếch với trứng. Những loại thuốc qúy từ giun đất Giun đất đã được người xưa dùng làm thuốc. Kinh nghiệm cổ truyền và được lặp lại, còn tiếp tục nghiên cứu nâng cao. Người ta dùng giun để chế thuốc chữa sốt rét, sốt, hen, huyết áp cao, sơ cứng động mạch, đau đầu. Ngoài ra, còn chữa bệnh thấp khớp, làm lợi tiểu và “ban khí” suy dinh dưỡng ở trẻ em. Dùng giun chữa bệnh nhiệt phát cuồng, ho suyễn, kinh phong mãn và cấp, bán thân bất toại, tiểu tiện khó khăn, dùng ngoài đắp mụn nhọt. Dùng giun đất để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường Chúng ta có thể sử dụng biện pháp nuôi giun để giảm bớt ô nhiễm môi trường. Toàn bộ phân, rác phải được thường xuyên đưa vào luống nuôi giun. Phía trên có một tấm phủ ẩm che đậy. Giun ăn phân và thải phân giun lên trên mặt. Lớp phân giun tạo ra một dải ngăn cách, giảm bớt mùi hôi thối. Động tác thu gom phân hàng ngày vào một chỗ để nuôi giun cũng góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường. Ở thành phố, nhiều người nuôi gà công nghiệp ngay trong căn hộ tập thể. Phân gà công nghiệp hôi như phân bắc. Nhưng nếu họ bố trí một thùng nuôi giun tại đó thì rất tốt. Phân gà thường xuyên được hớt cho vào thùng. Trong thùng, giun sẽ ăn phân và làm mất hết mùi hôi. Giun thu được sẽ cung cấp cho gà, còn phân giun sẽ dùng làm phân bón cho cây hoa, cây cảnh gia đình. Phân giun không còn mùi hôi thối (Uyển, 2000). 2-13
  14. 14. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu 2.3.2 Tổng Quan Về Giun Quế Trên thực tế có nhiều loại giun như: giun khoang, giun quắn, giun quế, giun cọp, giun đất…nhưng qua nghiên cứu của Tử Diên, Đinh Đăng Minh, Nguyễn Lân Hùng cho thấy giun quế được ưa chuộng hơn và có nhiều đặc tính nổi bật hơn so với các loại giun khác. Chẳng hạn như: hám chuộng phân động vật, có phổ thức ăn rộng, thành thục sớm (3-4 tháng), tái sản xuất nhanh (2-3 thế hệ trong 1 năm), cho sinh khối đặc biệt cao, khả năng chịu đựng chuyên chở tốt, đóng gói đơn giản, hàm lượng protit rất cao chiếm (65,0 + 2,5)% hoặc (65,0 - 2,5)% khối lượng khô (Uyển, 2000). Giun Quế có tên khoa học là Perionyx excavatus, chi Pheretima, họ Megascocidae (họ cự dẫn), ngành ruột khoan. Chúng thuộc nhóm giun ăn phân, thường sống trong môi trường có nhiều chất hữu cơ đang phân hủy. Chúng không có khả năng cải tạo đất trực tiếp như một số loài giun địa phương sống trong đất. Giun Quế là một trong những giống giun đã được thuần hoá, nhập nội và đưa vào nuôi công nghiệp với các quy mô vừa và nhỏ. Đây là loài giun mắn đẻ, xuất hiện rải rác ở vùng nhiệt đới, dễ bắt bằng tay, vì vậy rất dễ thu hoạch. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển hóa chất thảm ở Philippines, Australia (Hùng, 2004). Kích thước giun Quế trưởng thành từ 10-15 cm, nước chiếm khoảng 80-85%, chất khô khoảng 15-20%. Hàm lượng các chất (tính trên trọng lượng chất khô) như sau: Protein: 68-70%, Lipid: 7-8%, chất đường: 12-14 %, tro: 11-12%. Do có hàm lượng Protein cao nên giun Quế được xem là nguồn dinh dưỡng bổ sung quý giá cho các loại gia súc, gia cầm, thủy hải sản,…Ngoài ra, giun Quế còn được dùng trong y học, công nghệ chế biến thức ăn gia súc1 ,…. Phân giun là loại phân hữu cơ sinh học có hàm lượng dinh dưỡng cao, thích hợp cho nhiều loại cây trồng, không gây ra tình trạng “sốc” phân, yêu cầu trữ dễ dàng, đặc biệt thích hợp cho các loại hoa kiểng, làm giá thể vườn ươm và là nguồn phân thích hợp để sản xuất rau sạch. Vai Trò Của Giun Quế Vai trò của các loài giun Quế trong các hệ sinh thái rất đa dạng. Chúng tham gia tích cực vào sự hình thành mùn và tạo độ phì cho đất, làm đất tơi xốp, mặt khác chúng là nguồn thức ăn giàu prôtêin cho gia cầm, cho các động vật ăn giun. Giun Quế biến đổi vật chất hữu cơ không ổn định, thường có gốc thực vật thành các chất hữu cơ ổn định gọi là mùn. Chúng làm tăng lượng nitơ hữu dụng cho cây cối hoặc do phân của chúng hoặc do xác của chúng. Chúng góp phần làm sạch môi trường sinh thái, làm phân hủy chất hữu cơ và làm mất mùi hôi của các loại phân và nước thải. Từ đó, giun trở thành đối tượng nghiên cứu và hướng về việc sử dụng chúng trong môi trường nhân tạo, thường là trong xử lí chất thải. Đặc tính sinh học của giun Quế Giun Quế có kích thước tương đối nhỏ, độ dài khoảng 10-15 cm, thân hơi dẹt, bề ngang của con trưởng thành có thể đạt 0,1-0,2 cm, có màu từ đỏ đến màu mận chín (tùy theo tuổi), có ánh kim trên da, màu nhạt dần về phía bụng, hai đầu hơi nhọn. Cơ thể giun có hình thon dài nối với nhau bởi nhiều đốt, trên mỗi đốt có một vành tơ. Khi di chuyển, các đốt co duỗi kết hợp các lông tơ phía bên dưới các đốt bám vào cơ chất đẩy cơ thể di chuyển một cách dễ dàng2 . 2 thai@sinhthaivietnam.com, 10/2004 3 vietfarmhungtien@hcm.vnn.vn, 10/2004 2-14
  15. 15. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Giun Quế hô hấp qua da, chúng có khả năng hấp thu Oxy và thải CO2 trong môi trường nước. Điều này giúp cho chúng có khả năng sống trong nước nhiều lần, thậm chí trong nhiều tháng. Hệ thống bài tiết bao gồm một cặp thận ở mỗi đốt. Các cơ quan này bảo đảm cho việc bài tiết các chất thải chứa đạm dưới dạng Amoniac và Urer. Giun Quế nuốt thức ăn bằng môi ở lỗ miệng, lượng thức ăn mỗi ngày được nhiều nhà khoa học ghi nhận là tương đương với trọng lượng cơ thể của nó. Sau khi qua hệ thống tiêu hóa với nhiều vi sinh vật cộng sinh, chúng thải ra phân (Vermicas) rất giàu dinh dưỡng (hệ số chuyển hóa khoảng 0,7), những vi sinh vật cộng sinh có ích trong hệ thống tiêu hóa này theo phân ra khỏi cơ thể giun nhưng vẫn còn hoạt động ở “màng dinh dưỡng” trong một thời gian dài. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho phân giun có hàm lượng dinh dưỡng cao và có hiệu quả cải tạo đất tốt hơn dạng phân hữu cơ phân hủy bình thường trong tự nhiên. Đặc Tính Sinh Lý Của Giun Quế Giun Quế rất nhạy cảm, chúng phản ứng mạnh với ánh sáng, nhiệt độ và biên độ nhiệt cao, độ mặn và điều kiện khô hạn. Nhiệt độ thích hợp nhất với giun Quế nằm trong khoảng từ 20 - 35o C, sự đẻ kén và kén nở tập trung khi nhiệt độ luống giữ ở 20 - 30o C. Ở nhiệt độ khoảng 30o C và độ ẩm thích hợp, chúng sinh trưởng và sinh sản rất nhanh. Ở nhiệt độ quá thấp, chúng sẽ ngừng hoạt động và có thể chết; hoặc khi nhiệt độ của luống nuôi lên quá cao chúng cũng bỏ đi hoặc chết. Giun có thể chết khi điều kiện khô và nhiều ánh sáng nhưng chúng lại có thể tồn tại trong môi trường nước có thổi Oxy1 . Giun Quế rất thích sống trong môi trường ẩm ướt và có độ pH ổn định. Chúng thích hợp nhất vào khoảng 7,0 - 7,5, nhưng chúng có khả năng chịu đựng được phổ pH khá rộng, từ 4-9. Nếu pH quá thấp, chúng sẽ bỏ đi2 . Độ ẩm là yếu tố quan trọng, là điều kiện sống còn của giun. Sự bài tiết nước tiểu của giun luôn luôn mất đi một lượng lớn nước đòi hỏi phải được bổ sung. Do đó, cần đảm bảo độ ẩm, cần tưới nước nhân tạo cho giun. Thường thường, độ ẩm trong khoảng 60-78% là cực thuận cho sự sống bình thường của giun. Giun Quế thích nghi với phổ thức ăn khá rộng, chúng ăn bất kỳ chất thải hữu cơ nào có thể phân hủy trong tự nhiên (rác đang phân hủy, phân gia súc, gia cầm,…). Tuy nhiên, những thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng cao sẽ hấp dẫn chúng hơn, giúp cho chúng sinh trưởng và sinh sản tốt hơn (Hùng, 2004). Đặc biệt phân động vật tươi (phân bò, thỏ, gà,…) làm tăng mức độ sinh sản đáng kể. Trong tự nhiên, giun Quế thích sống nơi ẩm thấp, gần cống rãnh, hoặc nơi có nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và thối rữa như trong các đống phân động vật, các đống rác hoai mục. Chúng rất ít hiện diện trên các đồng ruộng canh tác dù nơi đây có nhiều chất thải hữu cơ, có lẽ vì tỷ lệ C/N của những chất thải này thường cao, không hấp dẫn và không đảm bảo ẩm độ thường xuyên. Sự Sinh Sản Và Phát Triển Giun Quế sinh sản rất nhanh trong điều kiện khí hậu nhiệt đới tương đối ổn định và có độ ẩm cao như điều kiện của khu vực phía Nam. Theo nhiều tài liệu, từ một cặp ban đầu trong điều kiện sống thích hợp có thể tạo ra từ 1.000 -1.500 cá thể trong một năm3 . 4 http://sinhthaivietnam.com/php/chuyende, 10/2004 5 http://sinhthaivietnam.com/php/chuyende, 10/2004 6 www.sinhthaivietnam.com/, 10/2004 2-15
  16. 16. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Giun Quế là sinh vật lưỡng tính, chúng có đai và các lỗ sinh dục nằm ở phía đầu của cơ thể, có thể giao phối chéo với nhau để hình thành kén ở mỗi con, kén được hình thành ở đai sinh dục, trong mỗi kén mang từ 1-20 trứng, kén giun di chuyển dần về phía đầu và hơi ra đất. Kén áo hình dạng thon dài, hai đẩu túm nhọn lại gần giống như hạt bông cỏ, ban đầu có màu trắng đục, sau chuyển sang xanh nhạt rồi vàng nhạt. Mỗi kén có thể nở từ 2-10 con. Khi mới nở, con nhỏ như đầu kim có màu trắng, dài khoảng 2-3 mm, sau 5-7 ngày cơ thể chúng sẽ chuyển dần sang màu đỏ và bắt đầu xuất hiện một vằn đỏ thẫm trên lưng. Khoảng từ 15-30 ngày sau, chúng trưởng thành và bắt đầu xuất hiện đai sinh dục (theo Arellano, 1997); từ lúc này chúng bắt đầu có khả năng bắt cặp và sinh sản. Con trưởng thành khỏe mạnh có màu mận chín và có sắc ánh kim trên cơ thể. Các Mô Hình Nuôi Giun Quế Hiện nay, trên thế giới có nhiều mô hình nuôi giun Quế: từ đơn giản như nuôi trong khay, chậu trên một diện tích nhỏ, đến nuôi trên đồng ruộng (có hoặc không có mái che), hay nuôi trong những nhà nuôi kiên cố,… nhưng nhìn chung, các mô hình này đều phải đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật phù hợp với đặc đđiểm sinh lý của con giun. Hiện nay, các mô hình nuôi thích hợp với quy mô nhỏ trong từng hộ gia đình, quy mô bán công nghiệp và giới thiệu một số nét về quy mô nuôi công nghiệp hiện đại1 . Nuôi trong khay chậu Áp dụng cho những hộ gia đình không có đất sản xuất hoặc muốn tận dụng tối đa các diện tích trống có thể sử dụng được, mô hình này có thể sử dụng các dụng cụ đơn giản và rẻ tiền như các thùng gỗ, thau chậu, thùng xô,…Các thùng gỗ chỉ nên có kích thước vừa phải (vào khoảng 0,2 – 0,4 m2 với chiều cao khoảng 0,3m). Các dụng cụ này nên được đặt trên những cái khung nhiều tầng để dễ chăm sóc và tận dụng được không gian. Các dụng cụ nuôi nên được che mưa gió, đặt nơi có ánh sáng hạn chế càng tốt. Chúng phải được lỗ thoát nước, những lỗ này cần được chặn lại bằng bông gòn, lưới…để không bị thất thoát nước con giống. Do tính ưa tối nên trên mặt của dụng cụ cần được kiểm tra thường xuyên. Mô hình nuôi này có ưu điểm là dễ thực hiện, có thể sử dụng lao động phụ trong gia đình hoặc tận dụng thời gian rãnh rỗi. Công tác chăm sóc cũng thuận tiện vì dễ quan sát và gọn nhẹ. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là tốn nhiều thời gian hơn các mô hình khác, số lượng sản phẩm có giới hạn, việc chăm sóc cho giun phải được chú ý cẩn thận hơn. Nuôi trên đồng ruộng có mái che Thích hợp cho quy mô gia đình vừa phải hoặc mở rộng, thích hợp cho những vườn cây ăn quả, cây công nghiệp lâu năm có bóng râm vừa phải. Các luống nuôi có thể đạt độ ẩm trong đất hoặc làm bằng các vật liệu nhẹ như bạt không thấm nước, gỗ…, có bề ngang từ 1-2m, độ sâu (hoặc cao) khoảng 30 – 40 cm, bảo đảm thoát nước được nước và thông thoáng. Mái che nên làm ở dạng cơ động để dễ di chuyển, thay đổi trong những thời tiết khác nhau. Độ dày chất nền ban đầu và thức ăn nên được bổ sung hàng tuần. Luống nuôi cần được che phủ để giữ ẩm, kích thích hoạt động của giun. Nuôi trên đồng ruộng không có mái che 7 http://www.vcn.vnn.vn/quitrinh/Qt_2004/qt_20_10_2004_4.htm 2-16
  17. 17. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Đây là phương pháp nuôi truyền thống ở các nước đã phát triển công nghệ nuôi Giun như Mỹ, Úc.. và có thể thực hiện ở quy mô lớn. Luống nuôi có thể nổi hoặc âm trong mặt đất, bề ngang khoảng 1 – 2m, chiều dài thường không giới hạn mà tùy theo diện tích nuôi. Với phương pháp này, người nuôi không phải làm lán trại, có thể sử dụng các trang thiết bị cơ giới để chăm sóc và thu hoạch sản phẩm. Nếu cho lượng thức ăn ban đầu ít và bổ sung hàng tuần thì việc thu hoạch cũng khá dễ dàng. Tuy nhiên, phương pháp nuôi này bị tác động mạnh bởi các yếu tố thời tiết, có thể gây tổn hại đến giun và cần một diện tích tương đối lớn. Nuôi trong nhà với quy mô công nghiệp và bán công nghiệp Là dạng Cải tiến và mở rộng của luống nuôi có mái che trên đồng ruộng và nuôi trong thau chậu. Các khung (bồn) nuôi có thể được xây dựng kiên cố trên mặt đất có kích thước rộng hơn hoặc được sắp thành nhiều tầng. Việc chăm sóc có thể thực hiện bằng tay hoặc các hệ thống tự động tùy theo quy mô. Phương pháp này có nhiều ưu điểm là chủ động được điều kiện nuôi. Chăm sóc tốt, nuôi theo quy mô lớn nhưng chi phí xây dựng cơ bản và trang thiết bị cao. Hiện nay, quy mô nuôi công nghiệp với những trang thiết bị hiện đại được áp dụng khá phổ biến ở các nước phát triển như Mỹ, Úc, Canada. Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Việc Nuôi Giun Để nuôi giun Quế đạt hiệu quả, cần chú ý một số vấn đề sau1 Về người nuôi Nắm bắt được một số đặc tính sinh lý, sinh thái cơ bản của con Giun. Có kiến thức tối thiểu về các loại chất thải hữu cơ dùng làm thức ăn cho Giun. Về luống trại nuôi Luống hoặc trại nuôi phải đặt nơi thoáng mát, không bị ngập úng và không nên bị ánh sáng chiếu trực tiếp, có nguồn nước tưới thường xuyên, trung tính và sạch; cần thoát nhiệt, thoát nước tốt. Bảo đảm các điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm. Nên có biện pháp ngăn ngừa các thiên địch (kiến, cóc, nhái.) Về chất nền Chất nền có cơ cấu xốp, kết cấu tương đối thô, có khả năng giữ ẩm tốt, không gây phản ứng nhiệt, pH không nằm ngoài phổ chịu đựng của giun , có thể là môi trường sống tạm của giun khi gặp điều kiện bất lợi. Về thức ăn Thức ăn là chất thải hữu cơ ở dạng đang phân hủy, không nên có hàm lượng muối và amoniac quá cao, chủng loại tương đối đa dạng nhưng thích hợp nhất là những chất liệu có tỷ lệ C/N vào khoảng 10:1 như phân gia súc, các chất liệu phân hủy thô của ruồi lính đen hấp dẫn giun hơn là các loại phân khô hoặc đã qua giai đoạn ủ. Khi cho ăn, có thể bố trí thức ăn thành những luống nhỏ xen kẽ nhau hoặc đổ thành từng cụm. Lượng thức ăn tùy thuộc vào mật số giun hiện có, để có nguồn phân chuyển hóa tương đối hoàn toàn nên chú ý đến thời gian bổ sung thức ăn. 8 www.sinhthaivietnam.com/, 10/2004 2-17
  18. 18. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Về độ ẩm Nên chú ý tưới giữ ẩm ngay từ khi mới thả giống vì giun đã bị sốc khi di chuyển, hàng ngày kiểm tra độ ẩm và tưới bổ sung, tốt nhất là tưới nhiều lần trong ngày khi trời nóng, lượng nước cho mỗi lần tưới ít. Nếu sử dụng chất nền có kết cấu hạt xốp và to thì độ ẩm có thể duy trì ở mức cao và ngược lại. Trong điều kiện khô nóng cũng nên duy trì ẩm độ cao. Nước tưới nên có pH trung tính, không nhiễm mặn hoặc phèn. Thu hoạch Tùy theo mục đích mà có những phương pháp thu hoạch khác nhau. Có 2 phương pháp thu hoạch chủ yếu1 Phương pháp thu hoạch tươi bằng cách dẫn dụ: Nhằm thu được nguồn giống mà không làm cho chúng bị sốc và thu phân giun. Trước khi thu hoạch khoảng một tuần, cho một tấn lưới vào khoảng trống mới đã dọn ở giữa luống (hoặc trên bề mặt luống) có chứa thức ăn mới đã được bổ sung nước ở mức bão hòa, không tưới trên phần phân chũ ở hai bên. Thức ăn tươi và ẩm độ sẽ hấp dẫn giun và chúng sẽ tập trung cao độ ở đây. Để thu được trên 90% con giống, nên thực hiện động tác này 2 lần. Phương pháp thu hoạch khô: thu hoạch giun thịt làm thức ăn gia súc và thu tưới giữ ẩm, nên xới xáo nhiều lần giúp bốc thoát hơi nước. Khi nhận thấy hạt phân tương đối rời rạc, dùng cào gom phân vào giữa, con giun có khuynh hướng chui xuống, cuộn tròn dưới lớp đáy của luống. Hốt lớp phân bên trên và tiếp tục gom phân lại. Thực hiện thao tác này sẽ tách riêng được phân và giun. Ngoài ra còn một số cách thu hoạch khác - Phương pháp thu hoạch bằng tay - Phương pháp thu hoạch bằng tay hay nhử mồi - Phương pháp thu hoạch bằng bàn hoặc sử dụng ánh sáng - Phương pháp thu hoạch bằng sàng 2.4 TỔNG QUAN CHẤT THẢI RẮN SINH HOẠT Ở TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật, văn hóa và du lịch của cả nước, là nơi đông dân cư nhất và cũng là một trong những nơi tập trung phát triển công nghiệp so với các tỉnh thành của cả nước. Thành phố gồm 24 quận huyện, trong đó có 19 quận nội thành và 5 huyện ngoại thành. Nơi đây dân số phát triển nhanh và khách vãn lai nhiều nhất nhì so với cả nước. Cùng với sự phát triển kinh tế và công nghiệp, mức sống người dân ngày một nâng cao là sự gia tăng khối lượng chất thải rắn sinh hoạt. Đây là vấn đề thời sự trong các nguồn gây ô nhiễm môi trường ở Việt Nam. Thực tế các số liệu thống kê cho thấy Tp HCM là nơi thải CTRSH cao nhất nước so với Hà Nội là 1000 tấn/ngày (Centema, 1997). Trong đó, nguồn phát sinh CTRSH đáng kể nhất là từ các hộ gia đình. 2.4.1 Nguồn Phát Sinh Chất Thải Rắn Sinh Hoạt Ở Tp HCM 9 http://www.vcn.vnn.vn/quitrinh/Qt_2004/qt_20_10_2004_4.htm 2-18
  19. 19. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu CTRSH phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau, có thể phân loại như sau: - CTR từ các hộ dân cư, khách vãng lai, du lịch… - CTR từ các chợ, khu thương mại, tụ điểm buôn bán, nhà hàng, khách sạn… - CTR từ các cơ quan, trường học, công sở… - CTR từ các dịch vụ đô thị, sân bay, nhà ga, bến xe… - CTR từ các công trình xây dựng, cải tạo, nâng cấp thành phố… - CTR từ các khu công cộng, khu vui chơi giải trí, khu văn hóa… - CTR từ các hoạt động công nghiệp, cơ sở sản xuất, xí nghiệp, trạm xử lí chất thải, TXLNT và từ các đường cống thoát nước của thành phố… Nguồn gốc và khối lượng CTRSH Tp HCM được trình bày trong Bảng 2.8. Bảng 2.7 Nguồn gốc và khối lượng CTRSH Tp HCM Loại rác Khối lượng (tấn/ngày) Thành phần % theo khối lượng (%) Rác đường phố, nơi công cộng 380 10 Rác từ cơ quan, công sở 76 2 Rác sinh hoạt từ các hộ dân 1300 35 Rác thương mại 107 3 Rác chợ 760 20 Xà bần 1026 27 Rác độc hại 114 3 Tổng cộng 3763 100 Nguồn: Centema, 2000. 2.4.2 Thành Phần Chất Thải Rắn Sinh Hoạt Ở Tp HCM Thành phần CTR là một trong những thông số quan trọng nhất dùng để thiết kế, lựa chọn thiết bị, tính toán nhân lực và vận hành hệ thống kỹ thuật quản lí CTR. Do đặc thù riêng, CTRSH Tp HCM không đồng nhất và gồm nhiều loại. Chất thải thực phẩm: là phần còn lại của động vật, trái cây và rau qủa thải ra trong qúa trình lưu trữ, chế biến và tiêu thụ thực phẩm. Tính chất của loại chất thải này có khả năng thối rữa cao và phân hủy rất nhanh, gây mùi hôi thối, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao (30-340 C) và độ ẩm cao của Tp HCM (80-90%). Chất thải nông nghiệp: sinh ra trong các hoạt động sản xuất nông nghiệp. Chất thải này bao gồm rơm rạ, sản phẩm chế biến, chất thải từ các lò mổ heo, bò… Chất thải rắn nguy hại có trong CTRSH Chất thải nguy hại gồm các loại sau Chất thải cháy nổ là chất thải lỏng với nhiệt độ cháy dưới 6000 C hoặc là chất rắn có thể cháy dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn. Chất thải ăn mòn là chất thải lỏng với 2<pH hoặc pH>12,5 hoặc ăn mòn thép với tốc độ cao hơn 0,64 cm/năm. Chất thải hoạt tính là chất thải không ổn định, có thể phản ứng với không khí hoặc nước, hoặc tạo thành các hỗn hợp nổ với nước. 2-19
  20. 20. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Chất thải độc hại là loại chất thải gây nguy hiểm đến sức khỏe con người, như kim loại nặng (Hg, Cr, Ni, Pb…), các loại thuốc bảo vệ thực vật, chất tẩy rửa, dầu nhớt, dung môi (benzen, toluen,…) Chất thải đặc biệt: gồm rác quét đường, thùng chứa, xác động vật… Tro: là phần còn lại trong qúa trình đốt để cung cấp năng lượng, sưởi nóng và nấu nướng. 2.4.3 Khối Lượng Chất Thải Rắn Sinh Hoạt Ở Tp HCM Khối lượng CTR Tp HCM qua các năm được trình bày trong Bảng 2.9. Bảng 2.8 Khối lượng CTR đô thị của Tp HCM năm 1983 – 2003 Năm Rác Xà bần Tổng lượng CTR (tấn/năm) (tấn/ngày) (tấn/năm) (tấn/ngày) (tấn/năm) (tấn/ngày) 1983 181.802 498 1984 180.484 494 1985 202.925 556 1986 202.483 555 1987 198.012 542 1988 236.982 649 1989 310.214 850 1990 390.610 107 1991 491.182 1.346 1992 424.807 1.164 191.600 525 616.407 1.689 1993 562.227 1.540 276.608 758 838.835 2.298 1994 719.889 1.972 285.529 782 1.005.418 2.755 1995 978.084 2.680 329.534 903 1.307.618 3.583 1996 1.058.488 2.900 346.875 950 1.405.345 3.850 1997 983.811 2.695 190.121 521 1.173.972 3.216 1998 939.943 2.575 246.685 676 1.186.628 3.251 1999 1.066.272 2.921 312.695 857 1.378.931 3.778 2000 1.172.958 3.214 311.005 852 1.483.963 4.066 2001 1.369.358 3.752 344.451 944 1.713.809 4.695 2002 1.568.477 4.297 385.763 1.058 1.959.595 5.443 2003 1.662.849 4.619 394.732 1.096 2.063.296 5.731 Nguồn: Centema, 2000. Chính vì lượng rác thải ở thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày gia tăng nên cần có nhiều biện pháp xử lí và quản lí. Phương pháp chôn lấp có hiệu qủa về nhiều mặt, nhất là về mặt kinh tế (rẻ tiền) và qui trình vận hành (đơn giản). Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các bãi chôn lấp chất thải rắn đã bộc lộ rất nhiều nhược điểm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống và quá trình vận hành ổn định, an toàn của các bãi chôn lấp. Có nhiều sự cố môi trường xảy ra, như mùi hôi thối, sự cố tràn bờ nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao, ruồi muỗi và các loại côn trùng…Do đó, ngày nay người ta thường nghĩ đến tái sinh, tái chế và tái xử lý chất thải. Rất nhiều thành phần chất thải rắn trong rác thải có khả năng tái sinh, tái chế như: giấy, carton, túi nilon, nhựa, cao su, da, gỗ, thủy tinh, kim loại,…Các thành phần còn lại như rác thực phẩm thì có thể sản xuất phân compost. Trong luận án tốt nghiệp này nhằm tái sử dụng lượng mùn cưa thải, đồng thời cũng sử dụng rác thực phẩm kết hợp mùn cưa để tạo thành một loại sản phẩm có tác dụng như phân bón. Vấn đề này vừa mang ý nghĩa kinh tế vừa mang ý nghĩa môi trường. Vì một mặt có thể giảm lượng rác thải đáng kể bỏ vào bãi chôn lấp, khỏi tốn tiền xử lí; mặt khác có thể giúp người trồng nấm nói 2-20
  21. 21. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu riêng, người dân Việt Nam nói chung nhận thức hơn, tiết kiệm hơn và thu nhập kinh tế hơn từ việc sử dụng lượng rác thải kết hợp nuôi giun và làm phân. 2.5 TỔNG QUAN VỀ COMPOST 2.5.1 Định Nghĩa Compost Compost là sản phẩm của quá trình chế biến compost, đã được ổn định như humus, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo các côn trùng, có thể được lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng (Diệu, 2004). Quá trình chế biến compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất hữu cơ dưới điều kiện thermorphilic. Kết quả của quá trình phân hủy sinh học tạo ra nhiệt, sản phẩm cuối cùng ổn định, không mang mầm bệnh và có ích trong việc ứng dụng cho cây trồng (Diệu, 2004). 2.5.2 Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Chế Biến Compost Diệu, 2004 đã đưa ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến compost như sau: Vận tốc phân hủy chất hữu cơ trong quá trình chế biến compost chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: nhiệt độ, pH, vi sinh vật, oxygen, chất hữu cơ, độ ẩm, tỷ lệ C/N và cấu trúc chất thải. Hình 2.1 mô tả những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình composting. Nhiệt độ Hoạt tính VSV Nồng độ CO2/O2 Trao đổi khí Trở lực Độ xốpNước Dinh dưỡng C/N pH Khối lượng Thể tích Cấu trúc Hình 2.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình composting. Nhiệt Độ Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật trong quá trình chế biến compost. Hầu hết các tài liệu đề nghị duy trì nhiệt độ thermophilic (55 - 650 C) trong luống ủ 2-21
  22. 22. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu compost vì ở nhiệt độ này, quá trình chế biến compost vẫn hiệu quả và mầm bệnh bị tiêu diệt. Nhiệt độ tăng trên ngưỡng này sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp hơn thermophilic, compost không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh. Nhiệt độ trong luống ủ compost có thể được điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau như hiệu chỉnh tốc độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối phân với môi trường bên ngoài bằng cách che phủ hợp lý. Vi Sinh Vật Vi sinh vật trong quá trình chế biến compost bao gồm nấm, actinomycetes và vi khuẩn. Những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất thải hữu cơ, có thể bổ sung thêm vi sinh vật từ các nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu quả hơn.1 pH Vi sinh vật cần khoảng pH tối ưu cho quá trình chế biến compost khoảng 6,5 - 8,0. Tùy thuộc vào thành phần và tính chất của chất thải, pH sẽ thay đổi trong quá trình chế biến compost. Rynk và cộng sự (1992) cho rằng chất hữu cơ với pH ban đầu từ 5,5-9 có thể chế biến compost một cách hiệu quả.1 Độ Ẩm Nước là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật trong quá trình chế biến compost. Vì nước cần cho quá trình hòa tan dinh dưỡng và nguyên sinh chất của tế bào, độ ẩm thấp hơn 20% có thể gây ức chế nghiêm trọng quá trình sinh học. Độ ẩm quá cao sẽ dẫn đến rò rỉ các chất dinh dưỡng và sinh vật gây bệnh cũng như bất lợi cho quá trình thổi khí do hiện tượng bịt kín các khe rỗng không cho không khí đi qua và tạo môi trường kị khí bên trong khối ủ compost. Độ ẩm tối ưu trong quá trình chế biến compost trong khoảng 50-60%. Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào. Độ ẩm cao được điều chỉnh bằng cách trộn với các vật liệu độn có độ ẩm thấp. Độ Xốp Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến compost. Độ xốp tối ưu thay đổi tùy theo loại vật liệu chế biến compost. Các tài liệu nghiên cứu trước đây cho thấy, nhiều loại vật liệu có độ xốp nằm trong khoảng 35-60% có thể chế biến compost thành công. Khoảng tối ưu nhất là 32-36%. Độ xốp thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển oxy nên hạn chế giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ trong đống compost. Ngược lại, độ xốp cao có thể dẫn tới nhiệt độ trong đống compost thấp, không đảm bảo tiêu diệt mầm bệnh. Độ xốp có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỉ lệ trộn hợp lí. Thổi Khí Khí ở môi trường xung quanh được cung cấp đến đống compost để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt. Nếu khí không được cung cấp đầy đủ có thể hình thành những vùng kị khí trong đống compospt, gây mùi hôi.Lượng không khí cung cấp cho khối phân compost có thể được thực hiện bằng cách: - Đảo trộn; - Cắm ống tre; - Thải chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp; - Thổi khí. 2-22
  23. 23. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Quá trình đảo trộn cung cấp khí không đủ theo cân bằng tỷ lượng. Điều kiện hiếu khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi trường tùy tiện hoặc kị khí. Do đó, tốc độ phân hủy giảm và thời gian cần thiết để quá trình làm phân hoàn tất bị kéo dài. Cấp khí bằng phương pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy nhiên, lưu lượng khí phải được khống chế thích hợp. Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn đến chi phí cao và gây mất nhiệt của đống phân, kéo theo sản phẩm không an toàn vì có thể chứa vi sinh vật gây bệnh. Khi pH của môi trường lớn hơn 7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm thất thoát N dưới dạng NH3. Trái lại, nếu thổi khí quá ít, môi trường bên trong khối phân trở nên kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ compost thường trong khoảng 5-10 m3 khí/tấn nguyên liệu/h. Chất Hữu Cơ Vận tốc phân hủy dao động tùy theo thành phần, tính chất của chất hữu cơ. Chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hòa tan. Lignin và ligno - cenllulosics là những chất phân hủy rất chậm. Kích Thước Hạt Kích thước hạt ảnh hưởng tới tốc độ phân hủy. Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ sẽ có diện tích bề mặt lớn nên sẽ tăng sự tiếp xúc với oxy và có thể tăng vận tốc phân hủy trong một khoảng độ xốp nhất định, vì hạt quá nhỏ sẽ có độ xốp thấp ức chế vận tốc phân hủy. Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo kênh thổi khí làm cho sự phân phối khí không đều, không có lợi cho quá trình chế biến compost. Kích thước hạt có đường kính tối ưu đạt từ 3-50 mm. Kích thước hạt tối ưu có thể đạt được bằng cách cắt, nghiền, sàng vật liệu thô ban đầu. Chất Dinh Dưỡng Thông số dinh dưỡng quan trọng nhất là cacbon/nitơ (C/N). Phospho là nguyên tố quan trọng kế tiếp. Lưu huỳnh, canxi và các nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhu cầu N trong nguyên liệu làm phân compost chiếm khoảng 2-4% C ban đầu, hay nói cách khác tỷ lệ C/N vào khoảng 25:1. Tỉ lệ C/N của vật liệu làm phân compost cao hơn giá trị tối ưu sẽ hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu trình chuyển hóa, oxy hóa phần carbon dư cho đến khi tỉ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân compost bị kéo dài hơn và sản phẩm thu được chứa ít mùn hơn. Ở tỉ lệ C/N thấp (như phân bắc và bùn) N sẽ thất thoát dưới dạng khí NH3, đặc biệt ở nhiệt độ cao, pH cao và có thổi khí. Tóm lại, những nhân tố quan trọng trong điều khiển quá trình làm phân compost bao gồm độ ẩm, tỉ lệ C/N và nhiệt độ. Đối với hầu hết các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, khi độ ẩm đạt 50-60% và được cấp khí đầy đủ, tốc độ quá trình trao đổi sẽ tăng. Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn và phát triển mô tế bào từ nguồn N, P, C và các chất dinh dưỡng khác. Do cacbon hữu cơ được sử dụng làm nguồn năng lượng và cacbon của tế bào nên nhu cầu cacbon lớn hơn nhiều so với nitơ. 2.5.3 Chế Biến Phân Compost (Composting) Chế biến phân compost là một phương pháp xử lí chất thải rắn hiệu quả tạo ra sản phẩm có ích phục vụ cho đời sống con người, đó là phân compost. Phân compost được định nghĩa là một vật 2-23
  24. 24. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu liệu giống như đất mùn được tạo ra do quá trình ổn định sinh học các vật chất hữu cơ có trong chất thải rắn. Việc chế biến thành phân compost đạt hiệu quả nhất khi chất thải không chứa các vật liệu vô cơ. Về bản chất, đây là quá trình phân hủy các thành phần hữu cơ trong rác thải có sự tham gia của vi sinh vật trong điều kiện môi trường thích hợp (nhiệt độ, độ ẩm, không khí,…) để tạo thành phân hữu cơ. Công nghệ này được chia thành 2 loại (Linh, 2004). Ủ hiếu khí Công nghệ ủ hiếu khí dựa trên sự hoạt động của vi khuẩn hiếu khí trong điều kiện cung cấp đầy đủ khí oxy. Các vi sinh vật có sẵn trong rác thực hiện quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thành CO2 và nước. Sau 2 ngày ủ, nhiệt độ lên đến 45 o C, sau 6 - 7 ngày, nhiệt độ tăng lên đến 70 - 75 o C. Thời gian phân hủy hiếu khí khá nhanh, khoảng 2 - 4 tuần thì rác phân hủy hoàn toàn. - Ưu điểm + Diễn ra nhanh, 2 – 4 tuần. + Vi sinh vật bị tiêu diệt do nhiệt độ cao. + Mùi hôi thối bị khử. - Nhược điểm + Chi phí đầu tư ban đầu cao. + Kĩ thuật phức tạp nên vận hành khó do phải duy trì độ ẩm tối ưu cho vi sinh vật sinh sống và phát triển. + Chi phí vận hành cao. Ủ yếm khí Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong rác thải diễn ra nhờ hoạt động của các vi sinh vật kị khí. - Ưu điểm + Chi phí đầu tư thấp. + Sản phẩm phân hủy có thể kết hợp tốt với các loại phân khác như phân hầm cầu, phân gia súc, than bùn,…tạo thành phân hữu cơ có hàm lượng chất dinh duỡng cao. + Lượng khí sinh học (biogas) sinh ra trong quá trình ủ có thể làm nhiên liệu. - Nhược điểm + Thời gian phân hủy lâu. + Tạo thành các khí độc như: H2S, NH3,…gây hôi thối, khó chịu. Các vi khuẩn gây bệnh luôn tồn tại cùng quá trình phân hủy vì nhiệt độ phân hủy thấp. 2.5.4 Các Kĩ Thuật Xử Lí Chất Thải Rắn Hiện nay, kĩ thuật xử lí CTR gồm 3 phương pháp chính để xử lí rác đô thị: đốt, chôn lấp hợp vệ sinh và chế biến compost. Đốt (incineration) Phương pháp này được dùng để thiêu hủy các loại rác thải dễ cháy và có nhiều thành phần độc hại. Rác thải được đưa vào những lò đốt chuyên dụng và được đốt với nhiệt độ trên 1000o C bằng 2-24
  25. 25. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu nhiên liệu gas hoặc dầu. - Ưu điểm + Có khả năng thiêu hủy tốt đối với nhiều loại chất thải rắn kể cả nhựa, cao su,… + Xử lí tốt các chất ô nhiễm, hạn chế tối đa vấn đề ô nhiễm do nước rác. + Ít tốn diện tích sử dụng: thể tích rác có thể giảm từ 75 - 95%, thích hợp cho những nơi không có điều kiện về mặt bằng chôn lấp rác. + Tiêu diệt triệt để các vi sinh vật gây bệnh. + Vận hành đơn giản. + Lượng tro sau khi thiêu có thể dùng làm phân bón. - Nhược điểm + Sinh ra khói, bụi và các khí độc như: SO2, HCl, NOx, COx,…gây ô nhiễm môi trường. + Phát thải các hợp chất đioxin trong quá trình thiêu đốt các thành phần nhựa. + Cần xây dựng hệ thống xử lí khí thải. + Chi phí đầu tư và vận hành cao. Phương pháp đốt hiện nay thường được áp dụng để xử lí chất thải bệnh viện, chất thải nguy hại từ các hoạt động công nghiệp. Chôn lấp hợp vệ sinh tại BCL (landfill) - Ưu điểm + Côn trùng, vi sinh vật gây bệnh,…khó sinh sôi, nảy nở vì bị rác nén chặt và được phủ kín bằng 1 lớp đât rất dày. + Giảm thiểu các mùi hôi thối gây ô nhiễm không khí. + BCL hợp vệ sinh có thể tiếp nhận tất cả các loại chất thải rắn mà không cần phân loại trước. + Chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành thấp. + Kĩ thuật đơn giản, dễ vận hành. + Quá trình phân huỷ sinh học bên trong tạo ra các chất mùn giàu dinh dưỡng có thể phục vụ cải tạo đất. - Nhược điểm + Đòi hỏi một diện tích khá lớn trong khi đất ở thành phố lớn rất hiếm và rất đắt. + Các lớp đất phủ thường bị xói mòn. + Các bãi chôn lấp rác thường tạo ra khí CH4 và khí H2S độc hại có khả năng gây cháy nổ hay gây ngạt. Tuy nhiên khí CH4 có thể thu hồi làm khí đốt. + Nếu không được xây dựng và quản lí tốt, nước rò rỉ từ BCL có thể gây ô nhiễm đất, không khí và nguồn nước ngầm. Chế biến compost tương tự như đã trình bày ở phần 2.1.3. 2.5.5 Mục Đích Và Lợi Ích Của Phân Compost Phân compost được nghiên cứu nhiều ở các trường đại học và các tổ chức nông nghiệp tại nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Học Viện Nghiên Cứu Khoa Học Nông Nghiệp, Thực Phẩm và Môi Trường của Bang Minnesota. Nghiên cứu này đã chứng minh nhiều lợi ích của phân compost. Những lợi ích mà nghiên cứu đưa ra đã được công nhận bởi Cơ Quan Bảo Vệ Môi Trường Hoa 2-25
  26. 26. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Kì (EPA), một cơ quan chính phủ chịu trách nhiệm nghiên cứu, hoạch định chính sách và ban hành luật lệ về ngăn chặn nạn ô nhiễm môi trường tại Mỹ. Sau đây là một số lợi ích quan trọng nhất trong các lĩnh vực chính Làm giàu cho đất trồng1 - Bổ sung các chất hữu cơ, mùn và chuyển hóa về cation (có chứa các ion dương tính) để phục hồi đất bạc màu. - Tiêu diệt một số bệnh làm hại cây trồng và sâu bọ kí sinh. - Gia tăng dung lượng dinh dưỡng và khả năng giữ nước trong đất sét và đất cát. - Sử dụng sản phẩm của quá trình composting bổ sung dinh dưỡng cho đất, có khả năng làm giảm sự thất thoát dinh dưỡng do rò rỉ vì các chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu dưới dạng không tan. - Lớp đất trồng được cải tiến nên giúp rễ cây phát triển tốt hơn - Khôi phục cấu trúc đất trồng sau khi các vi sinh vật tự nhiên trong đất trồng bị sụt giảm do sử dụng phân hóa học. - Giảm mạnh nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón. - Giảm các nhu cầu về phân bón ít nhất 50%. - Giải quyết các vấn đề cụ thể về đất, nước, không khí. - Tạo thuận lợi cho việc tái tạo rừng, phục hồi đất ẩm, các nỗ lực tái sinh môi trường bằng cách làm giàu dinh dưỡng cho đất ô nhiễm, đất bị kết cứng và đất khó trồng trọt. Cải thiện nạn ô nhiễm2 - Hấp thụ các mùi hôi và làm giảm các hóa chất hữu cơ dễ bay hơi. - Kết chặt các kim loại nặng và ngăn chúng khỏi nhiễm vào các nguồn nước, được cây trồng hấp thụ ngăn chúng không gây độc hại sinh học cho con người. - Giảm hay hoàn toàn giảm thiểu thuốc phòng bệnh cho cây trồng, các sản phẩm xăng dầu, thuốc trừ sâu và một số hydrocacbon có hay không có khử trùng bằng Clo trong đất bị nhiễm bẩn. - Cải thiện đất bị nhiễm bẩn một cách tiết kiệm. - Tiết kiệm ít nhất 50% chi phí so với các công nghệ cải thiện nạn ô nhiễm đất, nguồn nước và không khí khác. Ngoài ra, làm phân compost còn có một số lợi ích như Làm khô bùn Phân người, phân động vật và bùn chứa khoảng 80-95% nước, do đó chi phí thu gom, vận chuyển và thải bỏ cao. Làm khô bùn trong quá trình ủ phân compost là phương pháp lợi dụng nhiệt của chất thải sinh ra từ quá trình phân hủy sinh học làm bay hơi nước chứa trong bùn (Diệu, 2004). Làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh 1 http://www.vista.gov.vn/vietnam/khcn/2004 2 http://www.biotech.com.vn/2004/03 2-26
  27. 27. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Nhiệt của chất thải sinh ra từ quá trình phân hủy sinh học có thể đạt khoảng 600 C, đủ để làm mất hoạt tính của vi khuẩn gây bệnh, virus và trứng giun sán nếu như nhiệt độ này được duy trì ít nhất 1 ngày. Do đó, các sản phẩm của quá trình chế biến compost có thể thải bỏ an toàn trên đất hoặc sử dụng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho đất (Diệu, 2004). Ổn định chất thải Các phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình làm phân compost sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ dễ thối rữa sang dạng ổn định, chủ yếu là các chất vô cơ ít gây ô nhiễm môi trường khi thải ra đất hoặc nước. 2.5.6 Các Vấn Đề Phát Sinh Từ Quá Trình Chế Biến Compost Mặc dù kĩ thuật làm phân compost để quản lí chất thải rắn có hiệu quả kinh tế cao nhưng cũng phải gặp một số vấn đề. Diệu, 2004 đã đưa ra một số vấn đề sau: - Hàm lượng chất dinh dưỡng trong phân compost không thỏa mãn yêu cầu. - Do đặc tính của chất thải hữu cơ có thể thay đổi theo thời gian, khí hậu và phương pháp thực hiện, nên tính chất của sản phẩm cũng khác nhau. Bản chất vật liệu làm phân compost thường làm cho sự phân bố nhiệt độ trong đống phân không đồng đều. Do đó khả năng làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh trong sản phẩm compost cũng không hoàn. - Hầu hết các nhà nông vẫn thích sử dụng phân hóa học vì không quá đắt tiền, dễ sử dụng và tăng năng suất cây trồng một cách rõ ràng. - Quá trình làm phân compost tạo mùi hôi, gây mất mỹ quang. - Ủ phân compost ngoài trời gặp một số vấn đề không phải nhỏ về thời tiết, đặc biệt là trong mùa mưa và mùa gió mùa ở vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. - Lựa chọn thiết bị không đúng đã từng là nguyên nhân của nhiều thất bại. Thiết bị thiết kế không phù hợp cũng làm hao tốn nhiều năng lượng mà không đem lại kết quả xử lí như mong đợi. - Thiếu sự huấn luyện nguồn nhân lực địa phương một cách đúng đắn có thể gây ra thương tích, nhà máy hoạt động thiếu hiệu quả và sản phẩm kém chất lượng. - Không có chương trình kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt thì số lượng và chất lượng phân compost sẽ không đạt tiêu chuẩn và dẫn đến hiệu quả hoạt động kém. - Thiếu một chương trình tiếp thị và khuyến mãi hấp dẫn, sản phẩm phân compost sản xuất ra có thể không tiêu thụ được, làm phát sinh nhu cầu lưu kho lớn, gây ra nhiều vấn đề về luân chuyển tiền mặt cho nhà. Nếu thiếu sự quan tâm đến mỗi và mọi vấn đề trên đây, nhà máy làm phân compost sẽ có nguy cơ thất bại hoặc không đủ khả năng đáp ứng các yêu cầu về kinh tế và thiết kế. Thực tế, đã có nhiều nhà máy làm phân compost trên khắp thế giới đối mặt với những vấn đề như vậy. Các nhà máy đã bị đóng cửa hoàn toàn trong khi nhiều giải pháp khác tốn kém hơn đã được tìm kiếm. 2.6 TỔNG QUAN VỀ VERMICOMPOSTING 2.6.1 Tổng Quan Về Vermicomposting Bất cứ đơn vị trồng trọt nào cũng cần nguồn phân hữu cơ sạch để sản xuất ra những sản phẩm sạch và cho năng suất cao phân giun quế được đánh giá là nguồn phân sạch nhất, giàu dưỡng 2-27
  28. 28. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu hất và thích hợp nhất cho tất cả các loại cây trồng hiện nay1 . Phân giun quế Sau khi ăn các loại chất thải hữu cơ, giun quế sẽ cho ra nguồn phân hữu cơ sạch và đồng nhất; Phân giun có màu nâu sẫm, dạng đất mùn, có lẫn trứng và ấu trùng của giun quế. Theo các nhà nghiên cứu, phân giun là loại phân hữu cơ tự nhiên duy nhất hiện nay có chứa đầy đủ hàm lượng các chất cần thiết cho các loại cây trồng, đặc biệt cho các loại cây ngắn ngày như đậu, bắp, hay các loại cây la-ghim khác2 . Giá trị sử dụng So với các loại phân chuồng hay phân hữu cơ khác, phân giun cho hiệu quả cao hơn. Cụ thể phân giun có khả năng giúp nhà nông hay người làm vườn rút ngắn thời gian trồng, cây phát triển đều, kháng sâu bệnh tốt hơn, đặc biệt phân giun phát huy tác dụng tốt trong hai mùa vụ ngắn ngày liên tiếp. Phân giun không để lại trong cây trồng hay trong đất bất cứ dư lượng hóa chất hay phụ phẩm độc hại nào. Trong các chương trình sản xuất rau sạch, rau chất lượng cao, sử dụng phân giun làm nguồn phân hữu cơ sạch là tốt nhất. Một số ứng dụng của phân giun Vermicomposting được coi là phần sản phẩm cuối cùng của quá trình xử lý rác thải hữu cơ với tác nhân phân giải chính là giun quế nên chúng còn có tên là Earhworm Compost. Kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy chúng thúc đẩy nhanh sự phát triển của thực vật (Edwards, 2000) và có thể bổ sung chúng vào đất nghèo dinh dưỡng, ngăn cản sự xói mòn đến mức thấp nhất. Cấu trúc vật lý cuối cùng của vermicomposting phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nguyên liệu sử dụng ban đầu. Tuy nhiên, sản phẩm cuối cùng vermicompost dù bất kỳ nguyên liệu ban đầu như thế nào cũng đều có chung một đặc tính là giống than bùn, tơi, mịn xốp, thoáng khí và giữ ẩm khá tốt, đồng thời chứa hàm lượng dinh dưỡng khá cao.2 Khi phân tích thành phần, hàm lượng của các nguyên tố trong vermicomposting khác nhau, hàm lượng dinh dưỡng có sự biến động tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu đem xử lý, nhưng khi so với phân hữu cơ hỗn hợp có bổ sung khoáng vô cơ, tất cả đều chứa các yếu tố cần thiết cho cây trồng với tỷ lệ khá cao, ngoại trừ Mg. Nhiều thuận lợi do Vermicomposting mang lại2 . - Giảm chi phí loại bỏ rác thải hộ gia đình - Ít sinh ra mùi và sinh vật gây hại hơn các loại rác thực phẩm tạo thành trong container - Tiết kiệm điện và nước - Tạo sản phẩm compost chất lượng cao, miễn phí. - Không gian nhỏ hẹp, lao động dễ dàng, duy trì bảo dưỡng đơn giản - Cung cấp thức ăn (giun) cho gia cầm, gia súc. - Tạo chất dinh dưỡng sẵn có cho cây trồng, tăng cấu trúc bền chặt cho đất. Bảng 2.9 Thành phần hoá học của compost và vermicompost Thành phần hoá học Garden compost (Có nguồn gốc từ thực vật) Vermicompost (Có nguồn gốc từ phân chuồng) pH 7,80 6,80 1 www.nyworms.com/vermicomposting.htm, 11/10/2004. 2 www.ciwmb.ca.gov/Organics/Worms, 4/24/2005. 2-28
  29. 29. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu EC (mmhos/cm) 3,60 11,7 Total Kjeldahl nitrogen (%) 0,80 1,94 Nitrate Nitrogen (ppm) 156,5 902,2 Phosphorous (%) 0,35 0,47 Potassium (%) 0,48 0,70 Calcium (%) 2,27 4,40 Sodium (%) < 0,01 0,02 Magnesium (%) 0,57 0,46 Iron (ppm) 11690 7563 Zinc (ppm) 128 278 Manganese (ppm) 414 475 Copper (ppm) 17, 0 27,0 Boron (ppm) 25, 0 34,0 Aluminum (ppm) 7380 7012 Nguồn: www.cahe.nmsu.edu/pubs/_h/h-164.html, 4/24/2005. 2.6.2 Phương Pháp Ủ Tương Tự Vermicomposting: Lombricompost Ch. Gas, 1990 định nghĩa Lombricompost và các yếu tố ảnh hưởng như sau: Lombricompost là kết qủa của việc ủ các chất cặn bã hữu cơ với sự hiện diện của giun đất để biến thành compost (phân ủ). Lombricompost gồm chủ yếu phân của giun sau khi chất hữu cơ đi qua ống tiêu hóa của giun. Từ compost trong lombricompost nhằm để đối chiếu việc ủ phân cổ truyền với việc ủ phân với giun đất, trong cách sau này tác động của các vi sinh vật được cộng thêm tác động mạnh hơn của giun. Tác động của giun được phân tích như sau: - Sự thông thoáng của đống phân ủ; - Phân hoai nhanh hơn, các chất hữu cơ dễ biến chất; - Tăng lượng trao đổi của vài nguyên tố (P, K, Ca, Mg,…); - Ảnh hưởng trên quần thể vi sinh vật, biến đổi hay hoạt hóa. Ảnh hưởng của lombricompost từ rác gia đình Đặc điểm vật lý và lý hóa Kích cỡ các hạt Các loài giun đất có tác dụng phá hủy cơ học các chất nền hữu cơ. Việc so sánh kích cỡ hạt của lombricompost và compost thông thường là điều đáng lưu ý. Bảng 3.2 cho thấy sự phân bố thành 8 cấp, các mẫu trích từ một lombricompost và từ một compost thường. Trong cấp 1 (>4,00 mm), cả hai trường hợp, phần trọng lượng lớn nhất của các hạt đều hiện diện. Tuy nhiên, trong cấp này, 50% trọng lượng tổng quát với các mẫu của compost và chỉ 40% trong trường hợp lombricompost. Trong những cấp khác theo đo hạt, sự khác biệt giữa compost và lombricompost, nếu có, có vẻ ít hơn. Do đó, cần phải tham khảo thêm số liệu khác về việc này để xác định xem sự khác biệt trên có thể ứng dụng rộng rãi.Vậy việc ủ phân với giun đất giúp lấy lại một số lượng lớn các hạt mịn hơn là ủ phân thông thường, lợi ích các phần mịn là rất giàu chất hữu cơ. 2-29
  30. 30. Nghiên Cứu Tái Sử Dụng Mùn Cưa Sau Trồng Nấm GVHD: TS.Trần Thị Mỹ Diệu Bảng 2.10 Kích cỡ hạt (phân bố theo các cấp) Đường kính lỗ ray (mm) >4,00 >3,15 >2,50 >1,60 >1,25 >1,00 >0,80 <0,80 Lombricompost A Compost A 41,0 53,0 5,0 5,0 7,0 5,5 16,0 10,5 10,0 6,5 7,0 3,5 6,0 3,5 8,0 12,5 Lombricompost B Compost B 40,0 50,5 7,0 5,5 10,0 6,5 15,0 13,5 10,0 6,0 4,5 3,5 4,5 3,5 9,0 11,0 Lombricompost C Compost C 44,0 53,5 10,0 8,5 8,0 6,5 14,0 10,5 8,0 5,5 4,0 2,5 4,0 2,5 8,0 10,5 Theo De Blignieres, 1983b. - Các kết qủa được tính bằng % của trọng lượng tổng quát - Các khối compost và lombricompost cao 30 cm vào lúc trích mẫu + A = trong 10 cm trên + B = trong 10 cm giữa + C = trong 10 cm dưới. Độ ẩm Trong suốt quá trình ủ phân với giun đất, cần giữ bên trong chất nền tình trạng độ ẩm ở mức bão hòa. Tình trạng này cần thiết cho sự tăng trưởng tốt của giun. Độ ẩm thông thường của các compost thông thường 25-40%. pH pH của lombricompost thường gần trung tính, phân của giun đất có pH vào khoảng 7. De Blignieres (1983b) tìm thấy ở một lombricompost ủ từ rác gia đình, có pH từ 6,75 đến 7,25. Các compost thông thường có vẻ kiềm hơn. Anid (1983) cho rằng compost khác nhau pH từ 7,2-7,8. Thực tế là rất ít số liệu về pH của lombricompost từ rác gia đình, vì rất ít nghiên cứu về đề tài này. Đặc điểm hóa học Một lombricompost có hàm lượng tổng số các nguyên tố thấp hơn so với một compost. Thực tế, nếu sau khi ủ phân với giun đất, lúc tách giun ra khỏi chất nền, người ta sẽ gây nên một sự di chuyển các nguyên tố bị dính theo mô của giun. Vì vậy, Juste và Solde (1983) nhận thấy một sự mất đi từ 4-5% nitơ tổng số bằng cách thu hồi chúng lại từ giun. Đối với P và K, sự mất mát này ít rõ rệt. Hàm lượng nguyên tố trao đổi của lombricompost cao hơn so với compost. Giá trị nông học của lombricompost Khả năng dùng lombricompost làm lớp nền để trồng trọt hay làm phân hữu cơ để cải tạo đất rất đáng được lưu ý. Lombricompost hấp dẫn hơn compost về cấu trúc hạt, mùi đất mùn, chất lượng của lombricompost thường được nông dân đánh giá cao. Chất hữu cơ rất ổn định do sự sát nhập vào phân của giun. Các giun đất có ảnh hưởng rõ rệt đến quần thể vi sinh vật. Quần thể này được kích thích và tác động của chúng phối hợp với tác động của giun đất giúp cho chất nền hữu cơ hoai nhanh chóng. Giun đất nhào trộn chất nền làm cho môi trường đồng đều. Một dẫn chứng dưới đây thể hiện sự hiện diện của giun khi ủ phân tốt hơn khi không có giun mà Juste và Solde đã thực hiện trong thời gian 6-10 tuần. Trên các chất nền này người ta gieo đậu và bắp, Juste và Solde nghiên cứu sự tăng trưởng và thành phần hóa học của các cây sau 1 tháng. 2-30

Views

Total views

2,026

On Slideshare

0

From embeds

0

Number of embeds

3

Actions

Downloads

54

Shares

0

Comments

0

Likes

0

×