SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ CHẤT THẢI AO NUÔI CÁ RÔ ĐẦU VUÔNG Ở TỈNH HẬU GIANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ – VI SINH TỪ CHẤT THẢI
AO NUÔI CÁ RÔ ĐẦU VUÔNG Ở TỈNH HẬU GIANG

Cần Thơ, Tháng 11/2012



TÓM TẮT
Đề tài “Sản xuất phân hữu cơ – vi sinh từ chất thải ao nuôi cá rô đầu vuông ở
tỉnh Hậu Giang” được thực hiện từ tháng 6/2012 đến tháng 10/2012 tại xã Vị Thanh,
huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang nhằm xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm phân
hữu cơ – vi sinh từ xác bã thực vật và chất thải bùn ao nuô i cá rô đầu vuông sau khi
thu hoạch cá rô.
Kết quả thử nghiệm sản xuất phân hữu cơ đã xác định được tỷ lệ phối trộn
nguyên vật liệu thích hợp là 2 kg bùn đáy ao nuôi cá rô : 8 kg xác bã thực vật (đến khi
đầy 1 m3 ) + chế phẩm Tricơ - ĐHCT.
Sau khi phân hữu cơ đã chín (hoai), tiếp tục ủ phân hữu cơ với phân vi sinh đa
chủng (Viện nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Sinh học)
Sản phẩm phân hữu cơ – vi sinh của đề tài với các chỉ tiêu về pH = 7,9, C - tổng
= 26,24%, vi khuẩn cố định đạm = 2,4*10 8 CFU/g và vi khuẩn hòa tan lân = 3,3*10 8
CFU/g đều đạt tiêu chuẩn ngành (áp dụng tiêu chuẩn ngành 10 TCN 526 -2002 của Bộ
Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn); các chỉ tiêu khác như N – tổng số = 1,32% , P
hữu hiệu =0,092% , K hữu hiệu = 0,048% đều thấp hơn tiêu chuẩn ngà nh; sản phẩm
phân hữu cơ – vi sinh cuối cùng đạt độ ẩm 49,8%. Khơng phát hiện Coliform và

Salmonella.
Từ khóa: bùn đáy ao cá rô, chất lượng phân hữu cơ - vi sinh, vi sinh vật có ích,
xác bã thực vật.

i


MỤC LỤC
TÓM TẮT ................................................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................................... ii
DANH SÁCH B ẢNG ........................................................................................................... iv
DANH SÁCH HÌNH ............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................... vi
I.

GIỚI THIỆU ................................................................................................................. 1

1.1 Đặt vấn đề ....................................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu đề tài ................................................................................................................ 2
1.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................................... 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU .......................................................................................... 3

II.

2.1 Giới thiệu về bùn thải ao nuôi cá rô đầu vuông ......................................................... 3
2.1.1

Diện tích ao ni cá rơ tại Hậu Giang ............................................................... 3

2.1.2

Thành phần bùn thải ao nuôi ca rô thâm canh ................................................. 3

2.1.3

Một số vấn đề môi trường phát sinh trong nuôi trồng thủy sản .................... 3

a.

Nước thải ............................................................................................................ 3

b.

Vấn đề bùn đáy ao ................................................................................................ 4

2.2 Phương pháp sản xuất phân hữu cơ - vi sinh ............................................................. 4
2.2.1

Khái niệm phân hữu cơ - vi sinh ........................................................................ 4

2.2.2

Tình hình nghiên cứu, sản xuất phân hữu cơ - vi sinh ..................................... 5

2.2.3

Các dạng ủ phân hữu cơ – vi sinh ...................................................................... 5

2.2.4

Quá trình sản xuất phân hữu cơ – vi sinh .......................................................... 6

2.2.5

Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất phân hữu cơ - vi sinh ........... 9

2.2.6

Các kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất phân hữu cơ - vi sinh ..................11

2.2.7

Các vi sinh vật tham gia vào quá trình s ản xuất phân hữu cơ - vi sinh .......12

III. PHƢƠNG TIỆN – PHƢƠNG PHÁP ..................................................................15
3.1

Phương tiện .........................................................................................................15

3.1.1

Nguyên vật liệu ...................................................................................................15

3.1.2

Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ............................................................................15

3.1.3

Địa điểm và thời gian thí nghiệm .....................................................................15

3.2

Phương pháp .......................................................................................................15
ii


3.2.1

Phân tích bùn thải và phân hữu cơ – vi sinh ..................................................15

3.2.2

Thí nghiệm sản xuất phân hữu cơ – vi sinh từ bùn ao nuôi cá rô thâm canh 25

3.3

Xử lý số liệu .........................................................................................................26

IV. KẾT QUẢ THẢO LUẬN .........................................................................................27
4.1 Phân tích chất lượng bùn đáy ao và xác bã thực vật ...............................................27
4.2 Thí nghiệm sản xuất phân hữu cơ – vi sinh ..............................................................28
4.2.1

Thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu ...........................................28

a.

Sự biến đổi về thể tích .......................................................................................29

b.

Sự biến đổi về nhiệt độ ......................................................................................29

c.

Xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu .............................................................31

4.2.2

Quy trình sản xuất thử nghiệm phân hữu cơ vi sinh .....................................35

a.

Chuẩn bị nguyên vật liệu .................................................................................35

b.

Cách tiến hành ủ phân ......................................................................................35

4.3 Đánh giá chất lượng phân hữu cơ – vi sinh ...............................................................36
V. KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ ..............................................................................................39
5.1. Kết luận. ..........................................................................................................................39
5.2 Đề nghị .............................................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................40
PHỤ LỤC ...................................................................................................................................

iii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Tỷ lệ C/N của một số nguyên liệu ........................................................................10
Bảng 2: Thành phần môi trường Burk’s không đạm (Park et al., 2005) dùng để đếm
mật số vi khuẩn cố định đạm. ..............................................................................................22
Bảng 3: Thành phần môi trường NBRIP (Nautiyal, 1999) dùng để đếm mật số vi
khuẩn hòa tan lân. ..................................................................................................................23
Bảng 4: Kết quả phân tích chất lượng bùn ao và xác bã thực vật ...................................27
Bảng 5: Kết quả phân tích chất lượng phân hữu cơ ..........................................................31
Bảng 6: Đánh giá chất lượng phân hữu cơ – vi sinh sau 45 ngày ủ .............................. 37

iv


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1: Sự biến thiên nhiệt độ theo thời gian ...................................................................... 7
Hình 2: Quá trình sản xuất phân hữu cơ .............................................................................. 8
Hình 3: Pha lỗng và nhỏ giọt theo phương pháp đếm nhỏ giọt ......................................21
Hình 4: Quy trình sản xuất phân hữu cơ – vi sinh từ bùn ao ni rơ .............................25
Hình 5: Thí nghiệm ủ phân hữu cơ tại huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang. ......................27
Hình 6: Sự thay đổi thể tích của đống phân ủ theo thời gian. .........................................28
Hình 7: Sự thay đổi nhiệt độ của đống phân ủ theo thời gian ........................................29
Hình 8: Hàm lượng C – tổng số của các thí nghiệm ở các nghiệm thức ........................32
Hình 9: Hàm lượng N – tổng ở các thí nghiệm của các nghiệm thức. ...........................33
Hình 10: Hàm lượng P – hữu hiệu ở các mẫu thí nghiệm của các nghiệm thức. .......... 33
Hình 11: Hàm lượng K – hữu hiệu ở các thí nghiệm của các nghiệm thức. .................34
Hình 12: Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ xác rơm và bùn ao nuôi cá rơ đầu
vng ......................................................................................................................................35
Hình 13: Phân sinh học đa chủng – Đại học Cần Thơ được chủng vào phân hữu cơ. 36
Hình 14: Đống phân ủ sau khi chủng phân hữu cơ vi sinh ở huyện Vị Thủy – Hậu

Giang ...................................................................................................................................... 36
Hình 15: Phân hữu cơ – vi sinh thành phẩm .....................................................................36

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

C

Carbon

K

Kali

N

Nitơ

NT1

Nghiệm thức 1

NT2

Nghiệm thức 2

NT3

Nghiệm thức 3

P

Lân

vi


I.

GIỚI THIỆU

1.1

Đặt vấn đề
Chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao, con người càng hướng tới sự

tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự an toàn trong tiêu dùng và ăn uống. Nông phẩm,
một trong những thực phẩm quan trong trong bữa ăn của người Việt Nam nhất là
người dân ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Nhiều năm gần đây, dư lượng của
phân hóa học và thuốc trừ sâu trong nông phẩm là một vấn đề đáng báo động với
người tiêu dùng. Mọi người luôn mong muốn ăn được những nông phẩm sạch – tức là
không có dư lượng phân hóa học và thuốc trừ sâu.
Vậy làm thế nào để sản xuất được nông phẩm an toàn? Để trả lời câu hỏi này,
cần xem lại nguồn gốc của sự ơ nhiễm nơng phẩm, đó là bón các loại phân khơng đúng
cách và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật q nhiều, do đó nơng phẩm phải giảm sử
dụng hai nguồn ô nhiễm này và sử dụng nguồn phân hữu cơ từ những nguyên liệu có
sẳn ở địa phương.
Nguồn nguyên liệu để chế biến phân hữu cơ ở địa phương vô cùng phong phú.

Đặc biệt, một nguồn dinh dưỡng hữu cơ rất lớn và đang là một nguồn ô nhiễm môi
trường đất và nước tại nhiều địa phương, và Hậu Giang là một trong số đó. Đó là chất
thải từ các ao ni cá rơ thâm canh. Từ lượng thức ăn dư thừa tích tụ dưới đáy ao, chất
bài tiết của cá,.. chưa qua xử lý nên còn mang nhiều mầm bệnh, là nguy cơ gây ô
nhiễm trở lại ao nuôi và ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường tự nhiên.
Vấn đề đặt ra là làm thế nào phối hợp tốt các nguồn nguyên liệu hữu cơ và sử
dụng các vi sinh vật phân giải thành phân hữu cơ – vi sinh có hiệu quả tốt trên nơng
phẩm, có thể mang lại năng suất mong muốn, thay thế một phần nguồn phân vô cơ và
tạo ra nguồn nơng phẩm sạch phục vụ đời sống vì thế đề tài: “Sản xuất phân hữu cơ
– vi sinh từ chất thải ao nuôi cá rô đầu vuông ở tỉnh Hậu Giang” được tiến hành.

1


1.2

Mục tiêu đề tài
Tận dụng nguồn bùn đáy ao nuôi cá rô thâm canh và xác bã thực vật để sản xuất

phân hữu cơ – vi sinh, góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường.
Xác định tỉ lệ phối trộn ngun vật liệu thích hợp cho q trình ủ phân.
1.3

Nội dung nghiên cứu
Xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm phân hữu cơ – vi sinh từ bùn đáy ao

nuôi cá rô thâm canh sau khi thu hoạch.

2

II.

LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1

Giới thiệu về bùn thải ao nuôi cá rơ đầu vng

2.1.1 Diện tích ao ni cá rơ tại Hậu Giang
Năm 2004, diện tích thả cá rơ tồn tỉnh chỉ 31 ha, thì đến năm 2009 đã tăng lên
306ha, bình quân tăng 164,5%/năm giai đoạn 2004-2009. Đến năm 2010, diện tích thả
ni cá rơ tồn tỉnh lên đến 393,76ha, tăng 12,7 lần so với năm 2004 và tăng 1,29 lần
so với năm 2009, vượt 35,5% so với quy hoạch tổng thể phát triển thủy sản năm 2010
là 290 ha. Theo số liệu thống kê của ngành nông nghiệp Hậu Giang, diện tích ni cá
rơ tại thời điểm cuối tháng 8-2011 là 274 ha, tập trung chủ yếu ở các huyện Long Mỹ,
Vị Thủy và Phụng Hiệp, sản lượng thu hoạch cá rô đầu vuông từ đầu năm đến nay lên
đến gần 8.100 tấn.
2.1.2 Thành phần bùn thải ao ni ca rơ thâm canh
Bùn thải có thành phần chính là carbohydrat, lipit, protein chiếm 80-85% và
phần còn lại là chất mùn chiếm 15-20% (Hồng Đức Liên, 2003). Do đó địi hỏi phải
có các chủng vi sinh vật hữu hiệu để chuyển hóa các chất hữu cơ nếu muốn xử lý bùn,
lên men làm phân bón hữu cơ – vi sinh. Các chủng vi sinh vật dùng để phân hủy các
đối tượng phế thải cũng như điều kiện để cho các vi sinh vật hữu ích tồn tại được trên
các chất hữu cơ phế thải khác nhau cũng hoàn toàn khác nhau. Đã có những cơng trình
nghiên cứu sản xuất phân hữu cơ – vi sinh từ than bùn, bùn đáy ao ni cá tra,.. nhưng
chưa có nghiên cứu nào về phân hữu cơ – vi sinh từ chất thải ao nuôi cá rô. Do chất
thải ao nuôi cá rô mang những đặc tính lý, hóa, sinh học đặc trưng nên địi hỏi phải có
một phương pháp mang tính khoa học để chuyển hóa các chất hữu cơ trong bùn, xử lý
bùn một cách phù hợp để sản xuất phân bón hữu cơ – vi sinh từ phế phẩm này đạt chất

lượng tốt nhất.
2.1.3 Một số vấn đề môi trƣờng phát sinh trong nuôi trồng thủy sản
a.

Nƣớc thải
Nước thải sinh ra từ ni bè hay ao có chứa hàm lượng các chất ô nhiễm cao;

phần lớn do phân hủy thức ăn dư thừa mà người nuôi đã cung cấp cho cá, hoặc thức ăn
phân rã nhanh làm cá không sử dụng được. Lượng thức ăn không được sử dụng hay
hiệu suất chuyển hóa năng lượng từ dinh dưỡng trong thức ăn kém sẽ làm cho mơi
trường có nhiều nguy cơ ô nhiễm, mà đặc biệt là nước và nền đáy ao.

3


b.

Vấn đề bùn đáy ao
Bùn đáy ao nuôi trong nuôi trồng thủy sản nói chung là kết quả của sự lắng

đọng các vật chất lơ lửng có trong ao ni, nó phụ thuộc vào kích thước và dịng chảy
của các vật chất lơ lững. Tùy hàm lượng vật chất lơ lững trong nước và mơ hình ni
trồng thủy sản khác nhau mà sự tích tụ bùn đáy ao trong ao nuôi khác nhau. Giles et al.
(2006) cho thấy tốc độ lắng bùn hằng ngày trong mơ hình ni hai mảnh vỏ (Perna
canalius) ở New Zealand khoảng 546 g bùn khô cho một mét vng, trong khi đó ở
những thủy vực không nuôi tốc độ lắng đọng chỉ 452 g/m2/ngày; tốc độ tích tụ này
cũng khác nhau theo mùa vụ. Trong mơ hình ni hai mảnh vỏ (Crassostrea gigas) ở
Úc, tốc độ lắng đọng bùn từ 7,2 – 14,5 g/m2/ngày (Crawford et al.,2003). Cho đến nay
chưa tìm thấy cơng trình cơng bố về lượng bùn đáy tích tụ trong q trình nuôi cá rô
đầu vuông ở đồng bằng sông Cửu Long. Thực tế cho thấy sau một vụ nuôi, người nuôi

thường sên bùn trong ao nuôi bơm lên bờ hoặc ra sơng rạch. Vấn đề này đang được
quan tâm vì nó làm tăng nguy cơ ô nhiễm nước mặt ở đồng bằng sông Cửu Long.
2.2

Phƣơng pháp sản xuất phân hữu cơ - vi sinh

2.2.1 Khái niệm phân hữu cơ - vi sinh
Phân hữu cơ – vi sinh là sản phẩm được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hữu
cơ khác nhau nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, chứa một hay
nhiều chủng vi sinh vật sống được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn quy định, góp
phần nâng cao năng suất, chất lượng nơng sản. Phân hữu cơ - vi sinh không ảnh hưởng
xấu đến người, động vật, môi trường sinh thái và chất lượng nơng sản (TCVN
6169:1996). Trong đó, phân hữu cơ bao gồm tất cả các loại phân có nguồn gốc là sản
phẩm hữu cơ, như các loại phân chuồng, phân xanh,… (Nguyễn Cơng Vinh, 2002), đó
là sản phẩm cuối cùng của q trình phân giải rác thải hữu cơ nhờ vi sinh vật (Nguyễn
Thanh Hiền, 2003).
Phân hữu cơ - vi sinh là sản phẩm cao cấp hơn so với phân hữu cơ do được bổ
sung thêm một số loại vi sinh vật hữu ích như vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân
giải lân khó tan, vi sinh vật kích thích tăng trưởng cây trồng, vi sinh vật đối kháng,…
(Đỗ Thị Thanh Ren & Ngô Ngọc Hưng, 2004). Các vi sinh vật được sản xuất qua kỹ
thuật lên men trên mơi trường sau đó trộn với xác bã thực vật hoặc than bùn nên phân
thường có màu nâu thẫm hoặc đen (Nguyễn Đăng Nghĩa et al., 2005). Hàm lượng các
vi sinh vật hữu ích thường phải đạt 1,0 x 10 6 CFU/gam (Lê Văn Tri, 2001).
4


2.2.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất phân hữu cơ - vi sinh
Hiện nay nghiên cứu và sản xuất phân bón hữu cơ - vi sinh là vấn đề đã và đang
được quan tâm ở nhiều nước trên thế giới. Khoảng 20 năm trở lại đây, các tạp chí khoa
học quốc tế thông báo nhiều thành tựu và công nghệ vi sinh vật để sản xuất phân hữu

cơ - vi sinh từ các phế thải nông nghiệp kết hợp với quặng lân có hàm lượng thấp được
áp dụng trong các trang trại của Mỹ, Canada, Ấn Độ… Nhiều loại phân bón chứa vi
sinh vật cố định đạm, hịa tan lân, kích thích sinh trưởng, phân giải cellulose… đã
được sản xuất và thương mại hóa với quy mơ tồn cầu.
Ở Việt Nam, khoảng 10 năm trở lại đây, đã có nhiều thành công trong việc
nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong sản xuất phân hữu cơ - vi sinh từ
than bùn và quặng nghèo lân. Gần đây, các cán bộ Viện Công nghệ Sinh học đã nghiên
cứu thử nghiệm thành công một số công nghệ sản xuất phân hữu cơ - vi sinh chất
lượng cao, có khả năng thay thế tốt phân khoáng cũng như các phân hữu cơ - vi sinh
khác trên cơ sở sử dụng các tổ hợp vi sinh vật để lên men xử lý hiệu quả hơn các cặn
bùn nước thải làng nghề chế biến nông sản kết hợp với chăn nuôi, xử lý rác phế thải
sinh hoạt và tận dụng than bùn, mùn mía cơng nghiệp. Phân vi sinh vật cố định đạm,
phân giải lân đã bước đầu được nghiên cứu từ những năm 1960. Tiếp thu các thông tin
khoa học trên thế giới từ những năm 1980-1990, nhiều cơ quan khoa học đã nghiên
cứu sản xuất các chế phẩm vi sinh vật cho cây đậu đỗ. Tiếp đó là những đề tài nghiên
cứu vi sinh vật phân giải hợp chất phosphate khó tan ( Đặng Đình Kim và Vũ Văn
Dũng, 2004 ).
Việc nghiên cứu để sản xuất phân hữu cơ – vi sinh từ các phế thải là một vấn đề
lớn, cấp thiết nhằm nâng cao năng suất và chất lượng nơng sản, giảm chi phí đầu tư
sản xuất, tiết kiệm ngoại tệ và bảo vệ mơi trường khơng khí, đất, nước, xây dựng nền
nông nghiệp sinh thái bền vững. Đây là một vấn đề khó vì các dạng phế thải khác nhau
có những đặc điểm hóa, lý, sinh học khác nhau. Các chủng vi sinh vật hữu ích tồn tại
được trên các chất hữu cơ phế thải khác nhau cũng hoàn toàn khác nhau.
2.2.3 Các dạng ủ phân hữu cơ – vi sinh
- Ủ phân kỵ khí: sự phân hủy xảy ra khi oxi khơng có hoặc được cung cấp hạn
chế. Các vi sinh vật kỵ khí chiếm ưu thế và sinh ra các hợp chất trung gian bao gồm
methane, các acid hữu cơ, hydro sulfur và các chất khác. Sự kỵ khí các hợp chất này
tích lũy và khơng chuyển hóa. Ủ phân kỵ khí nó khơng tiêu diệt được hết các hạt cỏ
5

dại và các mầm bệnh. Hơn nữa, quá trình này thường tiêu tốn nhiều thời gian. Tuy
nhiên, ủ phân kỵ khí là cơng việc ít phức tạp và mất ít dinh dưỡng (Misra et al., 2003).
Trong ủ phân kỵ khí, q trình phản nitrate hóa xảy ra rất mạnh, pH thích hợp
cho q trình này là trung tính hoặc kiềm (pH = 7,0 – 8,2). Q trình phản nitrate hóa
trực tiếp gây ra do nhiều loài vi sinh vật khác nhau. Trong đó, đáng chú ý nhất là:
Chromobacterium denitrificans, Achromobacter stuzeri, Pseudomonas fluorescens ,…
chúng tham gia khử nitrate và nitrit thành phân tử nitơ tự do, làm tổn thất lượng nitơ
của phân (Nguyễn Đức Lượng, 1996).
- Ủ phân hiếu khí: Các vi sinh vật hiếu khí phân cắt hợp chất hữu cơ và sản sinh
ra CO2, NH3 , nước, nhiệt và chất mùn, sản phẩm cuối cùng tương đối ổn định. Kết quả
là phân hữu cơ ủ với dạng chất hữu cơ tương đối không bền (Misra et al., 2003). Trong
cách ủ này, nhiệt độ lên men có thể lên đến 50 – 60 0C và thậm chí 70 0C tùy lồi và
điều kiện của ngun liệu thơ (Nguyễn Thanh Hiền, 2003). Ủ phân hiếu khí có ưu
điểm là xử lý triệt để phế thải, không gây ô nhiễm môi trường, tiêu diệt được các vi
sinh vật gây bệnh (Hoàng Đức Liên & Tống Ngọc Tuấn, 2003).
2.2.4 Quá trình sản xuất phân hữu cơ – vi sinh
Quá trình sản xuất phân hữu cơ – vi sinh được tiến hành qua 2 cơng đoạn: Đầu
tiên là ủ hiếu khí ngun vật liệu đã phối trộn theo tỷ lệ thích hợp tạo thành phân hữu
cơ; trên nền phân hữu cơ được tạo thành ta chủng vào các vi sinh vật hữu ích (cố định
đạm và hịa tan lân) để có phân hữu cơ – vi sinh thích hợp.

6


A: Giai đoạn ấm
B: Giai đoạn nóng
C: Thời kỳ nguội dần
D: Thời kỳ hoại mục

Hình 1: Sự biến thiên nhiệt độ theo thời gian
Nguồn: Vũ Hữu Yêm, 1995
- Công đoạn 1: Ủ phân hữu cơ
Theo Misra et al. (2003) quá trình ủ phân hiếu khí trong nhiều trường hợp, nhiệt
độ tăng lên nhanh chóng đến 70 – 800 C trong vòng một vài ngày đầu. Đầu tiên, các vi
sinh vật ưa nhiệt trung bình (20 – 45 0C) tăng lên nhanh dựa vào lượng đường và các
acid amin có sẵn. Chúng sinh ra nhiệt bởi sự trao đổi chất và nâng nhiệt độ lên đến
mức mà ở đó hoạt động của chúng trở nên bị kìm hãm. Khi đó một vài loài nấm và vi
khuẩn ưa nhiệt (50 – 70 0C) tiếp tục tiến trình xử lý, nâng nhiệt độ của khối nguyên liệu
lên đến 65 0 C hoặc cao hơn. Giai đoạn này ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng phân
ủ bởi vì nhiệt tiêu diệt các mầm bệnh và các hạt cỏ dại.
+ Giai đoạn xữ lý kéo dài: Nhiệt độ đống ủ phân giảm dần. Bắt đầu của giai
đoạn này được nhận biết khi đống ủ không nóng lại nữa. Ở giai đoạn này, nhóm nấm
ưa nhiệt khác bắt đầu phát triển. Những nấm này đưa đến giai đoạn phân hủy chủ yếu
vách tế bào thực vật như cellulose và hemi-cellulose. Ủ phân kéo dài có thể đề phòng
được các nguy hiểm do việc sử dụng phân ủ chưa chín như tình trạng nghèo nitơ, sự
thiếu hụt oxy, và các độc chất acid hữu cơ trên cây trồng.

7


Cuối cùng nhiệt độ đống ủ giảm đến nhiệt độ mơi trường xung quanh. Vào lúc
ủ phân hồn tất, đống ủ khơng thay đổi về hình dạng nữa và hoạt động sinh học trở
nên bớt đi mặc dù các sinh vật ưa nhiệt trung bình vẫn cịn tồn tại trong phân. Nguyên
vật liệu ban đầu từ màu nâu đậm chuyển thành màu đen. Các hạt giảm kích thước và
trở nên rắn chắc giống kết cấu đất. trong quá trình này, hàm lượng chất mùn gia tăng,
tỷ lệ giữa carbon và nitơ (C:N) giảm, pH trung tính.
Hơi nước

Nhiệt

Khí CO2

Mùn hoặc chất
hữu cơ phân
hủy

Khoáng chất
Chất lỏng/Nước
Hữu cơ tươi

Đống ủ phân
Khoáng chất
Các vi sinh vật

Nước

O2
Hình 2: Quá trình sản xuất phân hữu cơ
Nguồn: Pace et al., 1995
-

Công đoạn 2: Chủng các vi sinh vật hữu ích
Cơng đoạn này có tác dụng làm màu mỡ phân hữu cơ. Phân hữu cơ ủ thường

nghèo hàm lượng P (0,4 - 0,8%). Việc thêm P vào làm cho phân trở nên cân bằng hơn,
và cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật sinh trưởng và phân hủy chất thải nhanh hơn.
Sự bổ sung P cũng làm giảm sự mất mát N. Phân hữu cơ có thể được làm màu mỡ
thêm bằng cách thêm quặng lân hoặc bột xương động vật (quặng lân giá trị thấp có thể
được sử dụng cho mục đích này), cũng có thể sử dụng xương động vật thơ, phá vỡ nó

thành những mảnh nhỏ và cho vào đống ủ làm cải tiến đáng kể giá trị dinh dưỡng của
phân. Thêm tro củi làm gia tăng hàm lượng K của phân.
Chủng các vi khuẩn cố định đạm hòa tan lân vào đống ủ. Phẩm chất của phân
được cải tiến nhiều hơn bởi việc chủng vi sinh vật lần thứ hai này Azotobacter,
Azospirillum lipoferum và Azospirillum brasilense (cố định đạm); và Bacillus
megaterium hoặc Pseudomonas sp. (hòa tan lân). Các vi sinh vật này được cấy vào ở
dạng dịch lên men và rưới vào nguyên liệu phân hủy đã biến đổi sau khoảng 1 tháng.
8


Bởi kết quả của việc chủng này, nhiệt độ của khối ủ cũng trở nên ổn định khoảng
35 0C, hàm lượng N của phân ủ có thể tăng lên 2%. Những bổ sung này giảm đáng kể
thời gian ủ phân (Misra et al., 2003).
2.2.5 Các nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình sản xuất phân hữu cơ - vi sinh
-

Sự thơng khí: Ủ hiếu khí u cầu lượng oxy lớn, đặc biệt là trong giai đoạn đầu.

Sự thơng khí để cung cấp oxy là không thể thiếu được trong ủ phân hiếu khí. Ở những
nơi mà oxy cung cấp khơng đủ cho sự phát triển của vi sinh vật, dẫn đến kết quả của
sự phân hủy châm. Hơn nữa sự thơng khí sẽ di chuyển nhiệt thừa, hơi nước, các chất
khí khác thốt ra khỏi đống ủ. Ngồi ra, sự thơng khí tốt là cần thiết để tăng hiệu suất
ủ. Để đảm bảo điều kiện hiếu khí cho đống ủ, ta có thể kiểm sốt tính chất vật lý đặc
trưng của vật liệu ủ (kích thước hạt, hàm lượng ẩm), kích thước đống ủ, phương pháp
làm thơng gió và bởi sự đảo trộn thường xuyên đầy đủ (Misrs et al.,2003; Pace et al.,
1995)
-

Độ ẩm nguyên liệu: quá ẩm hoặc quá khô điều ảnh hưởng xấu đến sự phân hủy.

Quá ẩm sẽ làm oxy khó lọt qua đống ủ để tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí hoạt
động. Quá khô sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật vì chúng cần độ ẩm để phát
triển. Tạo được độ ẩm và khơng khí tối ưu cho đống phân ủ, sẽ giúp cho quá trình ủ
phân diễn ra nhanh và chất lượng phân tốt (Nguyễn Thanh Hiền, 2003). Các nguyên
vật liệu ủ nên được duy trì ở độ ẩm 40-65%. Đống ủ q khơ thì ủ phân xảy ra chậm,
ngược lại độ ẩm lớn hơn 65% phát triển các điều kiện hiếu khí. Trong thực tế, độ ẩm
thích hợp của đống ủ ban đầu là 50-60%, sản phẩm cuối cùng là khoảng 30% (Misra et
al.,2003; Pace et al.,1995).
-

Thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu: C và N là thức ăn chính của vi sinh

vật phân giải chất thải thành phân. Nếu nguyên liệu thiếu đạm thì quần thể phát triển
kém. Trong trường hợp cần bổ sung phân hoặc nước tiểu gia súc (Nguyễn Thanh Hiền,
2003). Các vi sinh vật cần đến C, N, P, K như là nguồn dinh dưỡng ban đầu. Đặc biệt
quan trọng là tỷ lệ C:N của nguyên liệu thô. Tỷ lệ C:N của nguyên liệu thô tối ưu là
25:1 và 30:1, mặc dù tỷ lệ giữa 20:1 và 40:1 cũng có thể chấp nhận được. Ở tỷ lệ cao
hơn 40:1, sự phát triển của vi sinh vật bị hạn chế, dẫn đến kết quả là thời gian ủ kéo
dài. Một tỷ lệ thấp hơn 20:1 dẫn đến sự sử dụng không đúng mức N và sự thừa này có
thể làm mất NH3, NO2 và mùi có thể trở thành một vấn đề. Tỷ lệ C:N của sản phẩm
cuối cùng nằm giữa 10:1 và 15:1 (Misra et al., 2003; Pace et al., 1995) .
9


Bảng 1: Tỷ lệ C/N của một số nguyên liệu
Loại nguyên liệu

N (% theo chất khô)

C/N

Cỏ xén ở các vườn hoa (non)

2–4

12

Cây phân xanh (phần non)

3–5

10 – 15

Rác đô thị (nhiều rau cỏ)

2–3

10 – 16

2,2 – 2,5

20

Rạ lúa mì

0,6

80

Mùn cưa gỗ tươi

0,1

500

Bèo Nhật Bản

80:1*

Mụn dừa

Nguồn: Vũ Hữu Yêm, 1995; * Handreck, 1993
-

Nhiệt độ ủ: nhiệt độ tăng là quá trình ủ phân diễn ra tốt, các loại mầm bệnh bị

tiêu diệt. tuy nhiên, không để nhiệt độ tăng quá 60 oC. ở nhiệt độ này nhiều vi sinh vật
có ích cũng sẽ bị tiêu diệt. Muốn giảm nhiệt độ chỉ cần đảo trộn đống phân. Nhiệt độ
tối ưu cho đống phân ủ là 50-60 oC (Nguyễn Thanh Hiền, 2003). Theo Misra et al.
(2003) quá trình ủ phân bao gồm 2 dãy nhiệt độ: nhiệt độ trung bình và nhiệt độ cao.
Nhiệt độ lý tưởng cho giai đoạn ủ ban đầu là 20-40o C. Đến giai đoạn sau, với vi sinh
vật ưa nhiệt chiếm ưu thế, nhiệt độ từ 50-70o C có lẽ là lý tưởng. nhiệt độ cao là đặc
điểm của q trình ủ phân hiếu khí và cung cấp dấu hiệu cho sự hoạt động mạnh mẽ
của vi sinh vật. Các mầm bệnh thường bị tiêu diệt ở 55 oC, trong khi nhiệt độ tới hạn để
khử các hạt cỏ dại là 62 oC. Đảo trộn và thơng gió có thể được sử dụng để điều chỉnh
nhiệt độ.
-

Chất gỗ (lignin): là một trong những thành phần chính của vách tế bào thực vật,

và cấu trúc hóa học phức tạp của chúng làm cho nó có sức chịu đựng cao đối với sự
thoái biến của vi sinh vật. Chất gỗ trong tự nhiên này có 2 thành phần liên quan với
nhau. Một phần làm giảm giá trị sinh học của cấu tử tế bào, làm giảm tỷ lệ C:N. Một
phần nâng cao trạng thái xốp tạo điều kiện thuận lợi cho ủ phân hiếu khí (Misra et al.,
2003)

10


-

Giá trị pH: mặc dù lớp đệm tự nhiên tác động đến q trình ủ phân có thể chấp

nhận sử dụng nguyên liệu với một dãy pH rộng. Tuy nhiên, giá trị pH không nên vượt
qua 8.0. Ở mức pH cao hơn 8.0 khí NH3 được sinh ra nhiều hơn và có thể bị mất vào
khơng khí (Misra et al., 2003).
2.2.6 Các kỹ thuật nâng cao hiệu quả sản xuất phân hữu cơ - vi sinh
- Kích thước đống ủ và tính chất xốp của nguyên liệu: Kích thước tối ưu cho
đống ủ được xem xét dựa trên đặc tính vật lý (tính chất xốp) của các nguyên liệu và
cách định hình đống ủ. Sự mất nhiệt giảm đến mức tối thiểu với đống ủ lớn hơn khi
thời tiết lạnh. Tuy nhiên, khi thời tiết nóng, đống ủ với kích thước như vậy có thể sẽ
quá nhiệt và trong một vài trường hợp nhiệt độ quá cao (75 0C hoặc hơn) có thể bắt lửa
gây hỏa hoạn.
- Sự thơng khí: bằng cách chọc những lỗ vào đống ủ ở một vài điểm. Ở Trung
Quốc, lồng vào sâu bên trong những cọc tre thẳng đứng và được rút ra khỏi đống ủ vài
ngày sau đó. Sử dụng một tấm lưới mắt cáo được làm bằng những cành cây cũ đặt
dưới đống ủ (ở Ecuador). Phương pháp thơng khí thụ động: phải có những cái lỗ đục
thủng xuyên qua đống ủ, khi những đoạn cuối (đầu mút) của ống dẫn khí mở ra, dịng
khơng khí được tạo ra và oxi được cung cấp đến đống ủ liên tục. Việc cải thiện sự
thông khí cốt để thu được sản phẩm phân bón cuối cùng có chất lượng đồng nhất.

- Đảo trộn: là kỹ thuật duy nhất để cải thiện sự hiếu khí, đảo trộn khơng chỉ
phân phối khơng khí đều khắp trong đống ủ, nó cũng ngăn ngừa sự quá nhiệt có thể
giết chết tất cả các vi sinh vật trong đống ủ và dẫn đến sự phân hủy bị dừng lại. Tuy
nhiên, khi đảo trộn quá thường xuyên có thể dẫn đến kết quả là nhiệt độ trong đống ủ
quá thấp không đủ để tiêu diệt các mầm gây bệnh và các hạt cỏ dại.
-

Chủng vi sinh vật: Có thể chủng vi sinh vật vào đống ủ ví dụ như

Trichoderma sp., Pleurotus sp. Ngồi ra, có thể tận dụng nguồn các vi sinh vật tự
nhiên lấy từ đất hoặc trên lá thực vật.
- Bổ sung dinh dưỡng: phổ biến là thêm các loại phân vô cơ, đặc biệt là N, cốt
để làm thay đổi một tỷ lệ C:N quá cao. Tương tự, P đơi khi cũng được bổ sung vì tỷ lệ
C:P của hỗn hợp nguyên liệu cũng là một tiêu chí quan trọng (tỷ lệ C:P ở khoảng 75:1
đến 150:1). Ngoài ra có thể bổ sung bằng mật đường.

11


- Kích thước nguyên liệu: băm nhỏ nguyên liệu để làm gia tăng diện tích bề
mặt cho hoạt động của vi sinh vật và cung cấp điều kiện hiếu khí tốt hơn. (Misra et al.,
2003).
2.2.7 Các vi sinh vật tham gia vào quá trình sản xuất phân hữu cơ - vi sinh
- Vi sinh vật phân hủy lignin: những nhóm sinh vật có khả năng phân hủy lignin
tốt nhất là Phanerochaete chrysosporium, Phlebia radiata, Trametes versicolor,
Bjekandera adusta, Chrysonilia sitophila, Streptomyces badius và Streptomyces
flavovirens. Chúng thuộc nhóm nấm đảm (Basidiomycetes) (Kirk & Farrell, 1987),
một số là nấm túi (Ascomycetes) (Duran et al., 1987) hoặc xạ khuẩn (Crawford et al.,
1983; Ramachandra et al., 1988). Lồi vi khuẩn S. viridosporus có khả năng oxi hóa depolyme hóa lignin và phân hủy hemicellulose cũng như cellulose của tế bào thực vật
(Hồ Sĩ Tráng, 2004). Các vi khuẩn đất có khả năng phát triển bằng cách sử dụng

dioxane lignin trong gỗ thông như nguồn carbon và nguồn năng lượng trong môi
trường vô cơ dưới điều kiện hiếu khí. Đây là những lồi vi khuẩn gram âm hiếu khí có
hình que như Pseudomonas, Xanthomonas và Acinetobacter (Odier et al., 1981).
Cartwight & Holdom (1973) đã phân lập dịng Arthrobacter có khả năng sử dụng
enzyme phân giải lignin như nguồn carbon duy nhất.
Đã có những báo cáo về ảnh hưởng của pH môi trường đến sự biến dưỡng lignin và
cellulose cũng như sự sản xuất acid precipitable polymeric lignin (APPL) bởi
S.viridosporus. (Pometto & Crawford, 1986).
- Vi sinh vật phân giải cellulose: bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và rất nhiều loại
nấm. Xạ khuẩn có hệ enzyme cellulosae mạnh, chúng phân giải cellulose thành
cellobiose, glucose và chất mùn (Lê Văn Tri, 2001).
Vi sinh vật gây phân hủy cellulose hiếu khí gồm vi khuẩn Spototrichum
cellulophilum, Cellvibrio, Cellfaciculla; nấm mốc Penicillium, Botritis, Fusarium,
Aspergillus, Trichoderma; xạ khuẩn Actinomyces (Nguyễn Đức Lượng, 1996; Phạm
Thị Trân Châu & Phan Tuấn Nghĩa, 2006). Hơn nữa, Trichoderma viride sản sinh ra
một lượng vừa phải protease và các acid hữu cơ để làm hoà tan phosphate
(Sunantapongsuk et al., 2006). Các vi loài vi khuẩn phân giải yếm khí cellulose:
Bacillus cellulosae hydrogenicus, Bacillus cellulosae methanicus, Bacillus cellulosae
dissolvens, Clostridium thermocellum (Nguyễn Đức Lượng, 1996).
12


Những chất hữu cơ (mạt dừa, lá mía, rơm và lục bình) sau khi được xử lý với
hỗn hợp vi sinh bao gồm vi khuẩn Pleurotus-sojar-caju và nấm Trichoderma thì hàm
lượng carbon hữu cơ, tỷ lệ C/N, lignin và phenol giảm trong khi đó hàm lượng N, P,
K, Cu, humic acid của các chể phẩm nông nghiệp tăng lên rất rõ (Lưu Hồng Mẫn,
2006).
- Vi sinh vật cố định đạm: các vi sinh vật cố định đạm cộng sinh như vi khuẩn
Rhizobium sống trong nốt sần cây họ đậu, tảo lam (Cyanobacteria) cộng sinh với bèo
hoa dâu (Azolla), xạ khuẩn Actinomyces, Klebsiella sống cộng sinh với 7 họ bao gồm

160 lồi thực vật thân gỗ cũng hình thành nốt sần (Lê Văn Tri, 2001; Đường Hồng
Dật, 2002). Gây đột biến Bradyrhizobium sp. để làm giảm hoạt tính của nitrogenase thì
cũng làm giảm đáng kể hàm lượng nitơ (Baginsky et al., 2005).
Các vi khuẩn sống tự do hiếu khí: Azotobacter, Azomonas,… vi khuẩn kị khí
khơng bắt buộc Acrobacter, Bacillus polymyxa… vi khuẩn kị khí bắt buộc:
Clostridium desulphovibrio… (Lê Văn Tri, 2001). Azospirillum tìm thấy khoảng 90%
trong đất vùng nhiệt đới và gần 60% ở vùng ôn đới, chủ yếu là 2 loài Azospirillum
brasilense và Azospirillum lipoferum. Việc chủng Azospirillum brasilense vào hạt
giống ngũ cốc sẽ góp phần làm tăng số lượng của chúng trong đất (Swedrzynska &
Sawicka, 2001). Gluconacetobacter diazotrophicus, trước đây là Acetobacter
diazotrophicus, điểm đặc trưng của vi khuẩn này là khả năng cố định N2 trong điều
kiện có sự hiện diện của oxy (Dong et al., 2002). Gluconacetobacter diazotrophicus
chịu đựng được việc xử lý nhiệt và độ mặn, nhưng hoạt tính enzyme nitrogenase và
các enzyme biến dưỡng carbon của nó bị ảnh hưởng bởi nồng độ muối cao với liều
lượng 150 – 200 ml NaCl/lít (Tejera et al., 2003).
- Vi sinh vật hoà tan lân: Vi sinh vật phân giải lân gồm Aspergillus niger, một
số loài thuộc chi vi khuẩn Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus (Đường Hồng Dật,
2002). Azomonas agilis sản sinh ra một lượng lớn các acid hữu cơ để hòa tan
phosphate và canxi làm gia tăng độ màu mỡ của đất (Sunantapongsuk et al., 2006).
Một số lượng nhỏ thuộc giống Pseudomonas sensu stricto được biết có khả năng phân
giải phosphate. Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas
corrugata, Pseudomonas stutzeri và Pseudomonas fluorescens là các loài được nghiên
cứu phổ biến. Tuy nhiên, nhiều lồi vi khuẩn có khả có năng hịa tan phosphate ở vùng
rễ thực vật vẫn được biết đến và cần được nghiên cứu nhiều hơn (Peix et al., 2003).
13


Một số loài này, ngoài việc hút lân cung cấp cho cây, cịn có khả năng huy động các
ngun tố Cu, Zn, Fe,… cho cây trồng (Đường Hồng Dật, 2002).

14


III. PHƢƠNG TIỆN – PHƢƠNG PHÁP
3.1 Phƣơng tiện
3.1.1 Nguyên vật liệu
- Bùn thải ao nuôi cá rô đầu vuông được lấy từ ao nuôi cá rô ở xã Vị Thanh,
huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang.
- Xác bã thực vật là: rơm rạ (xã Vị Thanh, huyện Vị Thủy ở vụ Hè Thu) - Các
chế phẩm vi sinh: chế phẩm Tricho (Trichoderma sp.) của Khoa Nông nghiệp và Sinh
học ứng dụng, phân sinh học đa chủng (vi khuẩn cố định đạm Gluconacetobacter
diazotrophicus và vi khuẩn hòa tan lân Pseudomonas stutzeri) của Viện nghiên cứu và
phát triển Công nghệ Sinh học Trường Đại học Cần Thơ.
3.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
- Cân điện tử, cân đồng hồ, nhiệt kế, thước dây.
- Dụng cụ ủ phân: mê bồ, bạt nylon, tre, thùng tưới.
- Các hoá chất, dụng cụ khác cần thiết cho q trình thí nghiệm.
3.1.3

Địa điểm và thời gian thí nghiệm
Thí nghiệm quy trình thử nghiệm sản xuất phân hữu cơ - vi sinh từ bùn thải ao

nuôi cá rô đầu vuông tại xã Vị Thanh, Huyện Vị Thủy, Tỉnh Hậu Giang từ tháng
6/2012 đến tháng 8/2012
3.2

Phƣơng pháp

3.2.1 Phân tích bùn thải và phân hữu cơ – vi sinh
- Sử dụng các phương pháp phổ biến để phân tích các thông số liên quan tới chất

lượng bùn hữu cơ, phân hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh. Các chỉ tiêu phân tích: Độ pH,
độ ẩm, hàm lượng C tổng số, hàm lượng N tổng số, hàm lượng P dễ tiêu, hàm lượng K
trao đổi, vi sinh vật hữu hiệu.
 Mẫu bùn trước khi làm phân được thu như sau: lấy ngẫu nhiên ở các điểm bề
mặt và cách bề mặt bùn 20 cm. Trộn các mẫu lại với nhau, để khơ tự nhiên,
nghiền nhuyễn để phân tích các chỉ tiêu.
 Mẫu phân hữu cơ: Lấy ngẫu nhiên ở tất cả các điểm trong đống ủ phân, trộn các
mẫu lại, mỗi nghiệm thức lấy 1 mẫu sau đó để khơ tự nhiên, nghiền nhuyễn để
phân tích các chỉ tiêu.

15


 Mẫu phân hữu cơ – vi sinh: lấy ngẫu nhiên ở tất cả các điểm trong đống ủ, trộn
các mẫu nhỏ lại thành 1 mẫu, để khô tự nhiên và nghiền nhuyễn để phân tích
các chỉ tiêu.
Các chỉ tiêu phân tích nhƣ sau:
+ Phân tích độ pH
Phương pháp: cân chính xác 1g mẫu mịn khơ, cho vào ống nghiệm,
thêm 15 ml nước cất. Lắc xoáy bằng tay cho phân tán mẫu, tiếp tục lắc trên máy
5 phút và để yên trong 20 phút. Sau đó đo bằng máy đo pH kế. Vị trí đầu điện
cực ở vị trí trung tâm và trung điểm độ sâu của dung dịch trong huyền phù. Đọc
số đo sau khi chỉ số ổn định khoảng 30 giây.
+ Phân tích đạm tổng số bằng phƣơng pháp micro-Kjedahl
Nguyên tắc:
Khi đun mẫu vật có chứa nitơ trong H2SO4 đậm đặc với chất xúc tác thích hợp
thì tất cả các hợp chất hữu cơ bị oxy hoá, carbon và hyddro tạo thành CO2 và H2O.
Nitơ phóng thích dưới dạng NH3 và kết hợp với H2SO4 tạo thành muối (NH4)2SO4 tan
trong dung dịch.
Chưng cất, đuổi nitơ ra khỏi dung dịch (NH4)2SO4 dưới dạng NH3 bằng NaOH,

hấp thu NH3 bằng dung dịch acid boric (H3BO3) với chất chỉ thị màu (hỗn hợp
bromresol green và methyl red) tạo thành muối ammonium tetraborat.
(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2 SO4 + 2NH3 + 2H2O
2NH3 + 4H3BO3 → (NH4 )2B4O7 + 5H2O
Sau đó định phân lượng nitơ trong dung dịch (NH4)2 B4O7 bằng dung dịch acid
mạnh H2 SO4 0,05N (chuẩn) đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu đỏ nâu.
(NH4)2B4O7 + H2 SO4 + 5H2O → (NH4)2 SO4 + 4H3BO3
Cách tiến hành:
 Vô cơ hố mẫu
Cho vào bình kjeldahl lần lượt 0,5 ml mẫu, 5ml H2SO4 đậm đặc, 0,5 g chất xúc
tác vô cơ hố. Tráng bình kjeldahl một vịng bằng nước cất, sau đó đem đun trong tủ
16


hút độc đến khi dung dịch trong suốt hay có màu xanh lơ. Để nguội cho vào một ít
nước cất, dung dịch trong suốt hay có màu xanh lơ của CuSO4 thì mẫu đã bị vơ cơ hố
hồn tồn, nếu dung dịch có hạt màu đen thì ta tiếp tục đun.
Song song với mẫu thử thật ta tiến hành mẫu thử không (thay lượng mẫu bằng
lượng nước cất) để loại trừ sai số.
 Chưng cất
Cho dung dịch đã vô cơ hố vào bình cầu củ hệ thống chưng cất đạm, tráng
bình kjeldahl 3 lần bằng nước cất. Cho dung dịch NaOH 10N vào bình cầu để trung
hồ dung dịch vơ cơ hố đến khi dung dịch trong bình cầu chuyển từ trong suốt sang
màu xanh của CuSO4 và chuyển sang màu xám (khoảng 25ml). Tiếp tục chưng cất cho
hơi nước và NH3 tạo thành NH4OH vào cốc chứa 30ml dung dịch acid boric. Sau đó
hứng khoảng 100ml dung dịch có màu xanh nước biển (thử bằng cách dùng giấy quỳ:
nếu nước tụ từ ống sinh hàn làm giấy quỳ chuyển sang màu xanh thì trong nước cịn
lượng NH3 q trình chưng cất chưa kết thúc, giấy quỳ không đổi màu chứng tỏ trong
nước khơng có NH3 q trình chưng cất kết thúc).
 Định phân

Dung dịch sau khi chưng cất đạm có màu xanh nước biển đem chuẩn độ bằng
dung dịch H2SO4 0,1N khi dung dịch mất màu xanh và chuyển sang màu đỏ nâu thì kết
thúc, đọc số ml dung dịch H2SO4 0,05N sử dụng.
 Tính kết quả
Trong đó:

Nitơ tổng số (g/l) =

0,0007 x (V – V0) x 1000
m

V: Số ml H2SO4 0,05N dùng chuẩn độ mẫu.
V0: Số ml H2 SO4 0,05N dùng chuẩn độ mẫu thử không.
0,0014: Số gram nitơ tương ứng với 1ml H2SO4 0,1N.
m: Số ml mẫu (mẫu nước) hay số gram mẫu (mẫu khô) đem phân tích.
1000: Hệ số quy đổi từ ml sang lít hay từ gram sang kg.
+ Phân tích hàm lƣợng lân dễ tiêu bằng phƣơng pháp Oniani

17