Nghiên cứu sản xuất phân bón hữu cơ – vi sinh từ vỏ tiêu, phục vụ cho nông nghiệp sinh thái tại huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT
PHÂN BÓN HỮU CƠ – VI SINH TỪ VỎ TIÊU, PHỤC VỤ CHO
NÔNG NGHIỆP SINH THÁI TẠI HUYỆN CHÂU ĐỨC, TỈNH BÀ RỊA VŨNG TÀU
Vũ Hải Yến*
Trường Đại Học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh
*Tác giả liên hệ:
(Ngày nhận bài: 23/06/2016; Ngày duyệt đăng: 18/08/2016)
TÓM TẮT
Hơn 10 năm qua, Việt Nam luôn là nước xuất khẩu tiêu hàng đầu thế giới. Sản xuất tiêu sinh
ra một lượng lớn chất thải rắn là vỏ tiêu. Lượng vỏ tiêu này thải ra môi trường, không qua xử
lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu xử lý
triệt để vỏ tiêu, tạo ra sản phẩm phân bón hữu cơ vi sinh thơng qua quá trình phân hủy sinh
học sử dụng vi sinh vật hiếu khí. Nghiên cứu được thực hiện với 2 thí nghiệm chính: Sản xuất
phân bón hữu cơ vi sinh đạt tiêu chuẩn và thử nghiệm trên cây trồng. Thí nghiệm sản xuất phân
bón hữu cơ vi sinh được thực hiện với 1 Mơ hình đối chứng (khơng có bổ sung vi sinh vật) và 3
mơ hình bổ sung vi sinh vật bao gồm chế phẩm BIO-SEMR, chế phẩm Enchoice và vi sinh
Aspergillus sp ni cấy tại phịng thí nghiệm. Sau 50 ngày ủ, sản phẩm tạo ra có chất lượng rất
tốt. Thử nghiệm trên cây đậu xanh cho thấy hạt nảy mầm, cây phát triển bình thường. Sản phẩm
đầu ra đạt tiêu chuẩn của Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nơng thơn.
Từ khóa: Compost, probiotics, microbial compost, microorganisms, pepper shells.
STUDY TO PRODUCE COMPOST FROM PEPPER SHELLS - A CASE STUDY IN
CHAU DUC DISTRICT, BA RIA - VUNG TAU PROVINCE
Vu Hai Yen*
Ho Chi Minh City University of Technology
*Corresponding Author:
ABSTRACT
Over 10 years ago, Vietnam has been the world leader in the export of pepper. Pepper export
products always generate large amount pepper shell waste. Large amount pepper shell is
discharged, untreated, contributing to serious environmental pollution. This research is carried
out with the aim to take advantage of pepper shell to produce compost through aerobic

biodegradation. This study was carried out including two main experiments: Experiment
compost on microbiological criteria casing material supplemented with probiotics and
experiments to assess the effects of microbial organic fertilizer on annual crops. Experiments
microbial composting targets are made from pepper shells with 3 models, blank model (no
probiotic addition); BIO - SEMRS model, Enchoice model , and model with Aspergillus sp
isolated in the laboratory. After 50 days incubation, product launch quality is very good. Tested
on chickpea crop showed non - toxic products and inhibit the growth of crops. Output product
meets standards of the Ministry of Agriculture.
Keyword: Compost, probiotics, microbial compost, microorganisms, pepper shells.
chiếm một diện tích đất khá lớn, q trình
TỔNG QUAN
Từ năm 2001 đến nay, Việt Nam luôn giữ vị phân hủy tự nhiên diễn ra chậm gây tốn kém
trí hàng đầu về giá trị và sản lượng xuất khẩu chi phí tiêu hủy. Chính vì vậy, đề tài được thực
hồ tiêu trên thị trường thế giới. Riêng huyện hiện với mong muốn nhằm giảm bớt lượng
Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu có đến 25 chất thải rắn phát sinh trong ngành sản xuất hồ
cơ sở chế biến tiêu trắng, mỗi cơ sở sản xuất tiêu giảm chi phí xử lý chất thải rắn, tăng hiệu
từ 500kg đến 3.000kg tiêu trắng/ngày. Tổng quả kinh tế và cung cấp phân bón hữu cơ vi
cộng đã chế biến trên 130 tấn tiêu trắng/năm sinh phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, hướng
và thải ra môi trường khoảng 26 tấn vỏ tiêu đến phát triển bền vững. Sản phẩm không chỉ
gây ô nhiễm môi trường, lượng phế phẩm này có ý nghĩa bảo vệ mơi trường mà cịn là cơ hội
5


Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
để phát triển một ngành nghề mới tại huyện
Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu nói riêng, và
các hộ sản xuất hồ tiêu trên cả nước nói chung.

Vỏ tiêu được lấy tại huyện Châu Đức – Tỉnh
Bà Rịa - Vũng Tàu. Hạt tiêu đen sau khi được

phân loại bỏ hạt lép sẽ được chọn để sản xuất
tiêu sọ. Hạt tiêu được ngâm nước sau đó cho
qua máy chà vỏ để tách vỏ làm tiêu sọ. Vỏ tiêu
được tách ra khỏi hạt tiêu sọ và thải ra ngoài
theo nước qua hệ thống chắn rác vỏ tiêu được
cào lên thải bỏ. Hạt tiêu sọ sau đó được rửa
sạch bằng nước và đêm sấy hoặc phơi khơ đủ
tiêu chuẩn sau đó đưa vào kho bảo quản.
Ngun liệu chứa độ ẩm trên 80 % do đó tiến
hành phơi nắng để giảm độ ẩm trong vỏ tiêu
thuận lợi cho q trình phối trộn. Phân tích các
chỉ tiêu đầu vào về khối lượng riêng, độ ẩm,
pH, hàm lượng C, N.
Bảng 1. Các chỉ tiêu đầu vào của nguyên liệu

VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
Vật liệu nghiên cứu
Vỏ hạt tiêu đen thải bỏ trong quá trình sản xuất
tiêu sọ. Các chế phẩm sinh học được sử dụng
trong đề tài dùng để bổ sung, tăng tốc độ phân
hủy sinh học: Chế phẩm BIO-SEMR, Chế
phẩm Enchoice, Chế phẩm sinh học: chủng
Aspergillus sp được phân lập tại phịng thí
nghiệm.

Chỉ tiêu

Đơn vị

Vỏ tiêu

1

Khối lượng
riêng

kg/m3

298,5

2

Ph

3

Độ ẩm

4

STT

a
b
c
Hình 1. a) BIO-S.EMRS, b) Enchoice, c)
Aspergillus
Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu sản xuất

compost từ vỏ tiêu đen
a) Mô hình nghiên cứu
Mơ hình sử dụng có dạng hình chữ nhật, kích
thước dài x rộng x cao: 44 cm x 32 cm x 36
cm, được làm từ xốp cách nhiệt, trong có ống
dẫn khí được đặt song song với chiều rộng của
mơ hình với khoảng cách 5 cm, có đường kính
4 mm, ống thốt nước rị rỉ từ q trình ủ đặt
phía dưới mơ hình.
Hình 2. Mơ Hình Compost

8,0
%

31,7

Hàm lượng
Cacbon

%KLK

54,2

5

Hàm lượng
Nitơ

% KLK

2,97

6

Tỷ lệ C/N

7

Hàm lượng
Phospho

% KLK

0.248

8

Hàm lượng
Kali

% KLK

0.087

18,25

Kết quả phân tích cho thấy tỉ lệ C/N = 18,25
thích hợp cho q trình ủ, khơng cần bổ sung
các thành phần khác.
c) Ủ compost từ vỏ hạt tiêu

Bảng 2. Thông số ủ thí nghiệm compost
Thơng số
Màu sắc
Vỏ tiêu
S.EM
ENCHO
ICE
Trichod
erma

b) Phân tích vật liệu đầu vào
6

VT1
Đối
chứng

VT2
S.EM

VT3
Encho
ice

kg
g

Đen
8
0

Đen
8
4

Đen
8
0

VT4
Trich
oder
ma
Đen
8
0

ml

0

0

4

0

g

0

0

0

4

Đơn
vị


Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
Lượng
nước
thêm
vào
Khối
lượng
ban đầu
HCH
C
N

lít

6,8

6,8

6,8

6,8

kg

14,8

14,8

14,8

14,8

97,38

97,92

98,03

98,08

54,1

54,4

54,46

54,49

2,97

2,98

2,99

2,98

18,21

18,25

18,21

18,28

51

53

54

51

%KL
K
%KL
K
%KL
K

C/N
Độ ẩm

%KL
U

- Mơi trường trồng: Sản phẩm compost từ thí
nghiệm 1 được sử dụng làm môi trường để
gieo trồng các hạt đậu xanh.
- Hạt giống: Các hạt đậu xanh được mua ngoài
thị trường
Trình tự nghiên cứu
Đậu xanh được xử lý kích thích nảy mần: lựa
chọn hạt trịn bóng ngâm trong nước 4 h. Hạt
đâu xanh được chọn để gieo không được nứt
vỏ, phải cịn ngun vỏ chưa có dấu hiệu tách
vỏ sau đó đem gieo.
Mơ hình bao gồm 4 lơ, mỗi lơ trồng 10 hạt đậu
xanh q trình thí nghiệm được lặp lại 3 lần
sau đó lấy kết quả trung bình.

c) Phân tích thành phần đầu ra
Sản phẩm Compost tạo thành sẽ được phân
tích với các chỉ tiêu thể hiện ở bảng 3.
Bảng 3. Phân tích sản phẩm Compost tạo
thành
Chỉ
Đơn Phương
tiêu
vị

pháp
Màu
Quan sát
sắc
Thời
ngày Quan sát
gian ủ
Nhiệt
độ
0C
Nhiệt kế
khối ủ
Độ ẩm
%K
Khối
sản
LU
lượng
phẩm
Độ ẩm
%K
Khối
trung
LU
lượng
bình
Khối
Khối
lượng
kg

lượng
cịn lại
*KLK: khối lượng khơ

Chỉ
tiêu

Đơn vị

pH

Phương
pháp
Máy đo
pH
Khối
lượng

%C
HC

%KLK

%C

%KLK

Khối
lượng

%N

%KLK

Kjeldahl

%P

%KLK

UVVIS,
690 nm

%K

%KLK

Hình 4. Q trình gieo hạt đậu xanh
Phương pháp phân tích
Phân tích các chỉ tiêu : Nhiệt độ, pH, độ ẩm ,
CHC, C, N. Chỉ tiêu P, K chỉ theo dõi trên mẫu
đầu vào và đầu ra.
Bảng 4. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu
trong q trình ủ compost

CIP

Thí nghiệm 2: Ứng dụng sản phẩm compost
trên cây trồng ngắn ngày
a) Mơ hình nghiên cứu

Mơ hình sử dụng cốc nhựa làm giá thể để
trồng cây được đặt trong điều kiện mát mẽ, độ
ẩm môi trường 50 %, cường độ chiếu sáng
2.000 lux, nhiệt độ 27 0C.

Chỉ tiêu

Phương pháp

Nhiệt độ

Nhiệt kế

Tần suất theo dõi
( ngày/lần )
1

Độ ẩm
Chất hữu
cơ
C

Khối lượng

3

Khối lượng

3

Khối lượng

3

N

Kjeldahl

3

pH
Độ sụt
lún

Máy đo pH

1

Kích thước

3

P

UV-VIS, 690
nm

K

ICP

Mẫu đầu vào +
Mẫu đầu ra
Mẫu đầu vào +
Mẫu đầu ra

Các chỉ tiêu được phân tích lặp lại 3 lần lấy
kết quả trung bình.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu sản xuất
compost từ vỏ tiêu đen.
Bảng 5. Thông số đầu vào tiến hành ủ
compost

Hình 3. Mơ hình trồng cây đậu xanh
Vật liệu nghiên cứu

Thông
số
Màu sắc

7

Đơn vị

VT1
Đối
chứng
Đen

VT2
S.E
M
Đen

VT3
Ench
oice
Đen

VT4
Asper
gillus
Đen


Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
Vỏ tiêu
S.EM
ENCHOI
CE
Aspergill
us
Lượng
nước
thêm vào
Khối
lượng
ban đầu
Chất hữu

cơ
C
N
C/N
Độ ẩm

kg
g

8
0

8
4

8
0

8
0

ml

0

0

4

0

g

0

0

0

4

lít

6,8

6,8

6,8

6,8

kg

14,8

14,8

14,8

14,8

%KLK

97,38

97,92

98,03

98,08

%KLK
%KLK

54,1
2,97
18,21
51

54,4
2,98
18,25
53

54,46
2,99
18,21
54

54,49

2,98
18,28
51

%KLU

Nhiệt độ ở cả 4 mơ hình tăng lên sau đó giảm
dần cho thấy nhiệt độ là chỉ thị tăng trưởng
của các VSV hiếu khí như nấm, vi khuẩn, xạ
khuẩn. Nó thể hiện VSV trong những ngày
đầu thích nghi và chuyển sang pha ưa nhiệt
sau đó là pha trưởng thành.
Mơ hình có bổ sung nấm Aspergillus có nhiệt
độ cao nhất 52 0C, mơ hình có bổ sung chế
phẩm S.EM nhiệt độ cao thứ 2 đạt 50 0C, mơ
hình Đối chứng nhiệt độ cao thứ 3 đạt 49 0C.
Mô hình có bổ sung enzyme nhiệt độ khơng
cao đạt 45 0C.
c) Độ ẩm:
Độ ẩm
70.00

a) Biến thiên pH:

65.00

pH

60.00

8.5

55.00
8
50.00
7.5

45.00
40.00

7
35.00
6.5

30.00
0

3

6

6

9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48

Đối chứng

N

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

Đối chứng

S.EM

ENCHOICE

ENCHOICE

Aspergillus

Trong quá trình ủ, độ ẩm đã được kiểm tra và
duy trì nằm trong khoảng tối ưu để VSV,
enzyme phát triển phân hủy HCHC mạnh. Độ
ẩm tối ưu cho VSV phát triển mạnh dao động
trong khoảng 50 – 60 % Các mơ hình ủ đều
cho kết quả độ ẩm tối ưu trong quá trình ủ.
d) Độ sụt giản thể tích:

5.5

5

S.EM

N

Aspergillus

Giá trị pH ở cả 4 mơ hình đều nằm trong
khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật

trong quá trình ủ phân. Cả 4 mơ hình pH đều
có sự tăng giảm theo từng giai đoạn thời gian
giống nhau.. Sau 16 ngày ủ pH dao động ổn
định hơn, sản phẩm compost tạo thành của 4
mơ hình có giá trị pH trong khoảng 6,8 – 7,1.
b) Biến thiên nhiệt độ:

%

100.00

95.00
90.00
85.00
80.00
75.00

Nhiệt độ
55

70.00
65.00

50

60.00
45

55.00

40

50.00
0

3

6

9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48

Đối chứng

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
Đối chứng

S.EM

ENCHOICE

ENCHOICE

Ngày

Aspergillus

Kết quả sau 50 ngày ủ cho thấy mơ hình có bổ
sung nấm Aspergillus có thể tích sụt giảm

mạnh nhất 40,87%, mơ hình có bổ sung chế
phẩm S.EM thể tích sụt giảm đứng thứ 2
37,5%, mơ hình có bổ sung enzyme Enchoice

30
25

S.EM

N

Aspergillus

8


Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
có đơ sụt giảm nhiều thứ 3 35,74%. Mơ hình
Đối chứng có thể tích sụt giảm ít nhất 32,2%.
Chứng tỏ việc có bổ sung VSV hay enzyme
cho hiệu quả xử lý tốt hơn.
e) Hàm lượng chất hữu cơ (CHC):

1,14%, mơ hình bổ sung Enchoice có hàm
lượng N giảm thứ 2 1,13%, mơ hình bổ sung
chế phẩm S.EM có hàm lượng N giảm thứ 3
1,06%, mơ hình Đối chứng có hàm lượng N
giảm ít nhất 0,91%.
Bảng 6. Các thơng số vận hành q trình ủ
compost trong 50 ngày

% CHC
100.00

Chỉ
tiêu

90.00
80.00

Màu
sắc
Thời
gian ủ
Nhiệt
độ
khối ủ

70.00
60.00
50.00
0

3

6

9

Đối chứng

12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
S.EM

ENCHOICE

Ng

Aspergillus

Đơn
vị

Độ ẩm
trung
bình
Khối
lượng
cịn lại
Độ ẩm
sản
phẩm
%CHC
%C
%N
%P
%K

Nâu
đen

VT3
Encho
ice
Nâu
đen

VT4
Asper
gillus
Nâu
đen

VT2
S.EM

Ngày

50

50

50

50

0C

30 49

30 50

30 45

30 52

6,0 –
8,01

5,6 –
7,5

5,8 –
7,6

5,6 –
7,5

%KL
U

55,45

54,13

53,26

52,8

Kg

10,0

9,25

9,5

8,75

%KL
U

41,5

40,0

40,1

40,3

83,93

79,81

82,35

77,53

46,63

44,34

45,75

43,07

2,06

1,92

1,86

1,84

0,559

0,107

0,545

0,467

0,105

0,096

0,096

0,095

pH

Hàm lượng CHC tại 4 mơ hình có sự suy giảm
đều rõ rệt chứng tỏ các quá trình phân hủy
CHC xảy ra nhanh chóng và đồng đều. Sau 50
ngày ủ mơ hình có bổ sung nấm Aspergillus
có tốc độ phân huỷ mạnh nhất 20,56%, mơ
hình S.EM 18,11%, mơ hình Enchoice
15,68%, mơ hình Đối chứng có hàm lượng
CHC phân hủy ít nhất 13,45%. Chứng tỏ rằng
việc bổ sung nấm Aspergillus cho hiệu quả xủ
lý CHC tốt nhất.
g) Hàm lượng C:
Sau 50 ngày ủ mơ hình có bổ sung nấm
Aspergillus có lượng C giảm nhiều nhất
11,42%, mơ hình S.EM 10,06%, mơ hình
Enchoice 8,74%, mơ hình Đối chứng hàm
lượng C sụt giảm ít nhất 7,46%.

VT1
Đối
chứng
Nâu
đen

%KL
K
%KL
K
%KL

K
%KL
K
%KL
K

%C
60.00
55.00
50.00

Hình 5. Vỏ tiêu trước khi ủ và sau 50 ngày ủ thành compost

45.00

Thí nghiệm 2: Ứng dụng sản phẩm compost
trên cây trồng ngắn ngày.
Sản phẩm compost tạo thành khơng gây độc
cho q trình nảy mầm của hạt đậu xanh tỷ lệ
nảy mầm 100 % sau 2 ngày trồng. Tỷ lệ nảy
mầm của hạt đậu xanh của các mô hình ở ngày
thứ 1 có sự khác biệt. Mơ hình có bổ sung nấm
Aspergillus ngày thứ 1 có tỷ lệ nảy mầm
100%, mơ hình S.EM có tỷ lệ nảy mầm là
80%, mơ hình đối chứng ngày thứ 1 có tỷ lệ
nảy mầm là 66,67%. Mơ hình Enchoice sau
ngày thứ 1 tỷ lệ nảy mầm thấp nhất 50%.

40.00
35.00

30.00
0

3

6

9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
Ngày
%C Đối chứng

%C S.EM

h) Hàm lượng N:
%N
3.00

2.50
2.00
1.50
1.00
0

3

6

9

12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48Ngày

%N Đối chứng
%N S.EM

Sau 50 ngày ủ mơ hình bổ sung nấm
Aspergillus hàm lượng N giảm nhiều nhất
9


Bản tin Khoa học Trẻ số 2(2), 2016
100

nhau. Mơ hình có bổ sung nấm Aspergillus
có chất lượng compost tốt nhất phối trộn
25% NPK (6:20:10) đạt tiêu chuẩn phân hữu
cơ vi sinh vật chế biến từ chất thải rắn sinh
hoạt do Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông
Thôn ban hành.
Với sản lượng tiêu trắng trên 130 tấn tiêu
trắng/năm và thải ra môi trường khoảng 26 tấn
vỏ tiêu nếu tận dụng hết nguồn phế thải vỏ tiêu
kể trên thì có thể sản xuất được 15,37 tấn phân
bón hữu cơ vi sinh từ vỏ tiêu phục vụ cho sản
xuất nơng nghiệp.
Quy trình sản xuất đơn giản, chi phí đầu tư
thấp, ít tốn nhân cơng áp dụng tại hộ gia đình
đã tạo ra được sản phẩm phân hữu cơ vi sinh
phục vụ cho sản xuất nơng nghiệp, giảm bớt
chi phí phân bón trong q trình sản xuất nơng
nghiệp mang lại lợi nhuận kinh tế cao cho nhà
nông, giải quyết được vấn đề ô nhiễm mơi

trường khi sản xuất tiêu trắng.

%

80
60
40
20
0
Đối chứng

S.EM
Ngày 1

Enchoice

Aspergillus
Ngày 2

Ngày

Hình 6. Hạt đậu được gieo sau 2 ngày.

KẾT LUẬN:
Sau 50 ngày nghiên cứu với nguyên liệu đầu
vào là vỏ tiêu với 4 mơ hình có bổ sung chế
S.EM, Enchoice, nấm Aspergillus phân lập từ
xơ dừa và mơ hình đối chứng 100% vỏ tiêu
cho ra 4 loại compost có chất lượng khác

TÀI LIỆU THAM KHẢO
LÊ HỒNG VIỆT , 1998, Giáo trình quản lý – Tái sử dụng chất thải hữu cơ, Trường
Đại Học Cần Thơ.
NGUYỄN VĂN PHƯỚC, 2007, Quản lý và xử lý chất thải rắn, NXB Đại Học Quốc Gia
TP. HCM.
NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG, 2003, Công nghệ sinh học môi trường - Tập 2, NXB Đại học
Quốc gia TP.HCM.
NGUYỄN HOÀI HƯƠNG, 2009, Thực hành vi sinh ứng dụng, trường ĐH. Kỹ thuật
Công Nghệ TP.HCM, Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học.
DƯƠNG ĐỨC HIẾU, 2005, Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm vi sinh để xử lý rác
sinh hoạt thành compost, Luận văn thạc sĩ.
TRẦN XUÂN HUY, 2009, Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ cà phê, Đồ án tốt
nghiệp.
ĐẶNG THỊ NHÂN, 2010, Nghiên cứu sản xuất phân compost từ vỏ khoai mì phục vụ
nơng nghiệp sinh thái, Đồ án tốt nghiệp.
TRẦN THỊ KIM DUNG, 2011, Phân lập được các loại vi nấm có khả năng phân giải
cellulose từ các môi trường đất, hố ủ compost rơm rạ, và phụ phế phẩm mụn dừa, Trường Đại
Học Kỹ thuật Công Nghê Thành Phố Hồ Chí Minh, TP. HCM.

10