Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón compost đến tính chất đất trồng rau tại xã Tứ Hiệp, Thanh Trì, Hà Nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




Nguyễn Văn Sinh



NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG
PHÂN BÓN COMPOST ĐẾN TÍNH CHẤT ĐẤT TRỒNG RAU
TẠI XÃ TỨ HIỆP, THANH TRÌ, HÀ NỘI







LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC






Hà Nội, 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



Nguyễn Văn Sinh



NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG
PHÂN BÓN COMPOST ĐẾN TÍNH CHẤT ĐẤT TRỒNG RAU
TẠI XÃ TỨ HIỆP, THANH TRÌ, HÀ NỘI


Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60 44 03 01


LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Kiều Băng Tâm




Hà Nội, 2014

Lời cảm ơn
Tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Kiều Băng Tâm –
Trường ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi

trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới các thầy cô, các
cán bộ trong và ngoài Khoa Môi trường trươ
̀
ng ĐHKHTN – ĐHQG Hà Nội
đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình tôi học tập tại trường. Xin
gửi lời cảm ơn đến Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương, Xí
nghiệp chế biến phế thải Cầu Diễn, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và động
viên tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Hà Nội, tháng 01 năm 2014
Học viên


Nguyễn Văn Sinh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1 Phân compost 2
1.1.1 Khái niệm 2
1.1.2 Đặc tính của phân compost 2
1.1.3 Công nghệ sản xuất phân compost 5
1.1.4 Tác động của phân compost. 11
1.1.4.1 Tác động về mặt xã hội 11
1.1.4.2 Tác động đến các tính chất đất 12
1.1.4.3 Tác động đến cây trồng 20
1.1.5 Hiện trạng nghiên cứu, sản xuất và sử dụng phân compost trên
thế giới và ở Việt Nam 22

1.1.6 Đặc điểm sự sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh 27
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 28
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 28
2.2.1 Bố trí thí nghiệm 28
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. 30
2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
3.1 Điều kiện tự nhiên khu vực Tứ Hiệp – Thanh Trì – Hà Nội 32
3.2 Ảnh hƣởng của các công thức thí nghiệm bón phân đến tính chất
vật lý đất. 34
3.2.1 Ảnh hưởng đến độ ẩm đất. 34
3.2.2 Ảnh hưởng đến tỷ trọng đất. 35
3.2.3 Ảnh hưởng đến dung trọng đất 37
3.2.4 Ảnh hưởng đến độ xốp đất 38
3.2.5 Ảnh hưởng đến thành phần cơ giới đất 40
3.3 Ảnh hƣởng của các công thức thí nghiệm bón phân đến tính chất
hóa học đất. 41
3.3.1 Hàm lượng các chất hữu cơ 41
3.3.2 Ảnh hưởng đến CEC của đất. 43
3.3.3 Ảnh hưởng đến pH của đất 45
3.3.4 Ảnh hưởng đến hàm lượng kali dễ tiêu 46
3.3.5 Ảnh hưởng đến hàm lượng kali tổng số 48
3.3.6 Ảnh hưởng đến hàm lượng photpho tổng số 49
3.3.7 Ảnh hưởng đến hàm lượng photpho dễ tiêu 51
3.3.8 Ảnh hưởng đến hàm lượng N tổng số 52
3.3.9 Ảnh hưởng đến hàm lượng N dễ tiêu 54
3.4 Ảnh hƣởng đến số lƣợng vi sinh vật tổng số của đất 55
3.5 Tác động đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây trồng 56
3.5.1 Ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt. 56

3.5.2 Ảnh hưởng đến sự ra lá của cây. 56
3.5.3 Ảnh hưởng đến chiều cao cây 58
KẾT LUẬN 60
KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Kết quả phân tích mẫu phân compost thử nghiệm của công ty
CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương ngày 27/10/2011 3
Bảng 2: Các điều kiện tối ưu cho quá trình ủ compost 4
Bảng 3: Thang đánh giá tỷ trọng. 14
Bảng 4 : Dư thừa Bo và Cu trong phân compost gây độc cho thực vật. 21
Bảng 5: Các công thức thí nghiệm 29
Bảng 6: Chỉ tiêu và phương pháp phân tích đất 31
Bảng 7: Kết quả phân tích độ ẩm của đất của các công thức qua các vụ (%) 34
Bảng 8: Kết quả phân tích tỷ trọng của các công thức qua các vụ (g/cm
3
) 35
Bảng 9: Kết quả phân tích dung trọng của các công thức qua 2 vụ (g/cm
3
). 37
Bảng 10: Độ xốp của các công thức qua các vụ (%). 39
Bảng 11: Đánh giá độ xốp đất theo N.A.Karchinski, 1965 (trích trong
Bài giảng Phì Nhiêu Đất và Phân Bón của Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) 39
Bảng 12: Kết quả phân tích thành phần cơ giới ở các công thức qua các vụ. 40
Bảng 13: Kết quả phân tích hàm lượng chất hữu cơ của các công thức qua
các vụ (%) 41
Bảng 14: Kết quả phân tích CEC của đất qua các công thức giữa
các vụ(mđl/100g) 43
Bảng 15: Giá trị pH trong đất ở các công thức qua các vụ. 45

Bảng 16: Kết quả phân tích hàm lượng kali dễ tiêu qua các vụ (mg/100 gam đất) 46
Bảng 17: Kết quả phân tích hàm lượng kali dễ tiêu qua các vụ. 48
Bảng 18: Kết quả phân tích hàm lượng photpho tổng số qua các vụ. 49
Bảng 19: Kết quả phân tích hàm lượng photpho dễ tiêu qua các vụ (mg/100g đất) 51
Bảng 20: Kết quả phân tích hàm lượng N tổng số qua các vụ. 52
Bảng 21: Kết quả phân tích hàm lượng N dễ tiêu qua các vụ( mg/100g đất) . 54
Bảng 22: Kết quả phân tích vi sinh vật tổng số qua 2 vụ ( CFU / gam) 55
Bảng 23: Số lá trung bình / cây ở các công thức qua các đợt quan sát (lá/ cây) 57
Bảng 24: Bảng theo dõi chiều cao cây của các công thức qua các vụ (cm) 58

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ mô tả công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt tại công ty CP MT ATP –
SERAPHIN Hải Dương (Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương) 8
Hình 2: Sơ đồ ủ men 9
Hình 3: Sơ đồ quá trình ủ chín 10
Hình 4 :Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý rác thải của Mỹ và Canada 23
Hình 5: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý rác thải của Đức 24
Hình 6: Công nghệ xử lý rác thải ở Trung Quốc 24
Hình 7: Biểu đồ giá trị tỷ trọng của các công thức qua các vụ (g/cm
3
) 36
Hình 8: Biểu đồ sự thay đổi dung trọng giữa các công thức qua các vụ 38
Hình 9:Biểu đồ so sánh hàm luợng chất hữu cơ giữa các công thức và
giữa các vụ (%) 43
Hình10: Biểu đồ so sánh CEC của các công thức qua các vụ 44
Hình11: Biểu đồ biểu hiện sự thay đổi pH của các công thức ở vụ 3 46
Hình 12: Biểu đồ so sánh hàm lượng kali dễ tiêu giữa các công thức qua
các vụ (mg/100g đất) 47
Hình 13: Biểu đồ so sánh hàm lượng kali tổng số giữa các công thức qua các vụ. 49
Hình14: Biểu đồ so sánh hàm lượng photpho tổng số giữa các công thức

qua các vụ (%) 50
Hình 15: Biểu đồ so sánh hàm lượng photpho dễ tiêu giữa các công thức
qua các vụ (mg/100g đất) 52
Hình 16 : Biểu đồ so sánh hàm lượng Nitơ tổng số giữa các công thức qua
các vụ (%) 53
Hình 17 : Biểu đồ so sánh hàm lượng nitơ dễ tiêu giữa các công thức qua
các vụ (mg/100g đất) 55
Hình 18: Biểu đồ so sánh số lá trung bình /cây qua các công thức ở lần
quan sát 3 vụ 3 58
Hình 19: Biểu đồ chiều cao trung bình của cây qua các công thức ở lần
quan sát 3 vụ 3. 59


Danh mục chữ viết tắt

Chữ viết tắt
Nội dung đầy đủ
CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
CT6
N
ts

N
dt

P

ts

P
dt

K
ts

K
dt

V11
V12
V13
V21
V22
V23
V31
V32
V33
Công thức 1
Công thức 2
Công thức 3
Công thức 4
Công thức 5
Công thức 6
Hàm lượng Nitơ tổng số
Hàm lượng Nitơ dễ tiêu
Hàm lượng Phospho tổng số
Hàm lượng Phospho dễ tiêu

Hàm lượng Kali tổng số
Hàm lượng Kali dễ tiêu
Lần quan sát 1 vụ1
Lần quan sát 2 vụ 1
Lần quan sát 3 vụ 1
Lần quan sát 1 vụ 2
Lần quan sát 2 vụ 2
Lần quan sát 3 vụ 2
Lần quan sát 1 vụ 3
Lần quan sat 2 vu 3
Lần quan sát 3 vụ 3


1
MỞ ĐẦU
Để thực hiện mục tiêu nâng cao năng suất của cây trồng, từ xa xưa con
người đã sử dụng phân bón như một công cụ. Cùng với sự phát triển, các loại
phân bón càng trở lên đa dạng về cả số lượng và chất lượng. Tuy nhiên, việc
sử dụng các loại phân bón đã để lại những tác động đến các thành phần sinh
thái đất. Hiện nay các loại đất thoái hóa do tác động của phân bón đang ngày
càng gia tăng về diện tích, đặc biệt là đất thoái hóa do các loại phân hóa học.
Khi sử dụng các loại phân hóa học cây trồng được cung cấp trực tiếp các chất
dinh dưỡng dạng dễ tiêu vì vậy cho năng suất cao và hiệu quả nhanh, nhưng
đồng thời nó làm thay đổi đến các tính chất của đất như: giảm pH, giảm
CEC, tác động xấu đến thành phần cơ giới, tăng tỷ trọng cũng như dung trọng
của đất, dẫn đến đất thoái hóa. Việc sử dụng phân compost như một giải
pháp hạn chế sự suy thoái đất, tuy nhiên mức độ cải tạo đất của loại phân bón
này như thế nào và liệu bên cạnh những tác động tích cực mà nó mang lại còn
có những hạn chế nào không đòi hỏi phải có những minh chứng bằng số liệu
thực tế, do vậy đề tài được tiến hành nhằm làm sáng tỏ những tác động của

phân bón compost đến một số tính chất đất trồng rau tại địa điểm trồng thực
nghiệm là xã Tứ Hiệp, Thanh Trì, Hà Nội.
Mục tiêu của đề tài là:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng phân compost đến tính chất
đất trồng rau tại xã Tứ Hiệp - Thanh Trì – Hà Nội va
̀
sư
̣
sinh trươ
̉
ng va
̀
pha
́
t
triê
̉
n cu
̉
a cây rau ca
̉
i xanh . (tính chất vật lý như: tỷ trọng, dung trọng, thành
phần cơ giới, độ ẩm, độ xốp. Các tính chất hóa học của đất như: CEC, pH,
NPK ở dạng tổng số và dễ tiêu…, số lượng vi sinh vật tổng số)
- Qua đó, lựa chọn công thức bón phân có hiệu quả nhất, tác dụng cải
tạo các tính chất của đất và tạo điều kiện tốt cho cây trồng sinh trưởng và phát
triển.


2

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Phân compost
1.1.1 Khái niệm
Phân compost theo từ điển tiếng Anh có nghĩa là “ phân trộn”, được
giải nghĩa là một hỗn hợp của các hợp chất hữu cơ bị mục nát như lá mục hay
phân động vật . . ., được dùng như một loại phân bón hay cải tạo đất.
Phân compost hay còn gọi là phân rác. Đó là loại phân được chế biến từ
rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, chất thải thành phố … cho đến
khi hoai mục. Là một loại phân hữu cơ vì thế nó mang những đặc tính chung
của loại phân này như: hàm lượng hữu cơ cao, hàm lượng các chất dinh
dưỡng đa dạng tùy thuộc vào nguồn chế biến… Phân rác có thành phần dinh
dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi trong những giới hạn rất lớn tùy
thuộc vào bản chất của thành phần rác. Nguyên liệu để làm phân compost có
những loại sau đây:
- Rác các loại (các chất phế thải đã loại bỏ các tạp chất không phải là
hữu cơ, các chất không hoai mục được).
- Tàn dư thực vật sau khi thu hoạch như rơm rạ, thân lá cây.
- Các chất gây men và phụ trợ (phân chuồng hoai mục, vôi nước, nước
biển, bùn, phân lân, tro bếp) [8].
1.1.2 Đặc tính của phân compost
a. Đặc điểm lý tính: phân compost là một loại phân hữu cơ nên tính
chất vật lý của nó cũng gần tương tự với các loại phân hữu cơ khác. Phân có
màu tối đến màu đen, hạt không tồn tại ở dạng tinh thể như các loại phân
khoáng mà tồn tại ở dạng vô định hình. Hiện nay, phân compost được sử
dụng chủ yếu là những mùn rác hữu cơ bị nghiền nát và được ủ dưới sự tác


3
động của quá trình lên men của vi sinh vật. Phân compost có độ ẩm khoảng
25%.

b. Đặc điểm hóa tính: Phân compost có hàm lượng hữu cơ cao khoảng
hơn 20%. Hàm lượng dinh dưỡng các chất trong phân thay đổi tùy thuộc vào
bản chất và thành phần của rác. Cũng như các loại phân hữu cơ khác phân
compost có hàm lượng nguyên tố đa lượng không cao nhưng thành phần dinh
dưỡng trong phân lại rất đa dạng, ngoài các nguyên tố đa lượng N, P, K phân
còn chứa các nguyên tố trung và vi lượng như: Ca, Mg, Cr, Fe,… và hàm
lượng của nó cũng tùy thuộc vào bản chất của rác.
Bảng 1: Kết quả phân tích mẫu phân compost thử nghiệm của công ty CP
MT ATP – SERAPHIN Hải Dương ngày 27/10/2011.
Tên chỉ tiêu
Phương pháp thử
Kết quả
1. Hàm lượng chất hữu cơ
(%)
AOAC 2007 (967.05)
25,4
2. Hàm lượng N (%)
AOAC 2007 (993.13)
1,1
3.Hàm lượng P
2
O
5
(%)
AOAC 2007 (958.01)
0,09
4. Hàm lượng K
2
O (%)
TCVN 5815:2001

0,93
5. Hàm lượng Mg (%)
AOAC 2007 (2006.03)
0,33
6. Hàm lượng Mn (mg/kg)
AOAC 2007 (2006.03)
223
7. Hàm lượng Zn (mg/kg)

AOAC 2007 (2006.03)
220
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm phân compost
Ngoài sự có mặt của các vi sinh vật cần thiết, những yếu tố chính ảnh
hưởng đến quá trình sản xuất phân compost được chia làm 03 nhóm chính là:
nhóm những yếu tố dinh dưỡng, môi trường và vận hành.


4
Bảng 2: Các điều kiện tối ưu cho quá trình ủ compost [14].
Các thông số
Khoảng hợp lý
Khoảng tối ưu nhất
Kích thước vật liệu (cm)
1 - 8
4 – 5
Tỉ lệ dinh dưỡng C/N
20 - 40
25 – 30
Độ ẩm (%)
40 - 65

52 – 58
Độ pH
5,5 - 9
6 – 8
Nhiệt độ(
0
C)
40 - 65
50 – 55
Nồng độ oxy(%)
>5
>5

Tỉ lệ C/N : là hệ số chính trong quá trình sản xuất compost, tỉ lệ này
vào khoảng 20:1 đến 25:1. Nếu tỉ lệ C/N vượt quá giới hạn này tốc độ phân
hủy sẽ bị chậm lại. Ngược lại, tỉ lệ mà nhỏ hơn 20:1 thì N bị thất thoát.
Mỗi vi sinh vật đều có giới hạn về yếu tố nhiệt độ để sinh trưởng và
phát triển và trong giới hạn đó có một khoảng mà các vi sinh vật phát triển tốt
nhất là các khoảng tối ưu. Nhiệt độ tối ưu cho các quá trình sinh hóa là 40 –
55
0
C. Khi ủ compost nhiệt độ cao đối với đống ủ thì tốc độ ủ sẽ nhanh.
Sự giải phóng CO
2
tối đa xảy ra ở nhiệt độ 55
0
C. Nếu nhiệt độ cao quá
65
0
C quá trình ủ compost sẽ bị ảnh hưởng xấu do vi sinh vật hình thành bào

tử ở nhiệt độ cao hơn 65
0
C, chúng sẽ rơi vào giai đoạn nghỉ hoặc chết.
pH : pH tối ưu là từ 6 – 8. Vào giai đoạn đầu pH là 6, sau đó giảm
xuống 4,8 và cuối cùng tăng lên là 9. Giai đoạn đầu pH giảm do tạo thành các
axit hữu cơ.
Độ ẩm: Quá trình ủ compost ta giữ độ ẩm của cơ chất khoảng 40 –
45%. Nếu độ ẩm cao quá sẽ xảy ra quá trình phân hủy kị khí, độ ẩm thấp quá
sẽ kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sẽ ngừng hoạt
động ở độ ẩm 12%.


5
Vi sinh vật: Các loại vi sinh vật có vai trò vô cùng quan trọng đến thời
gian ủ phân compost. Với một hệ thống vi sinh vật được tuyển chọn tốt thì
không những thời gian ủ được rút ngắn mà chất lượng phân bón cũng đảm
bảo hơn. Các vi sinh vật có mặt trong quá trình ủ compost bao gồm: vi khuẩn,
nấm, men, khuẩn tia … Người ta xác định hầu hết các loài trong nhóm vi sinh
vật nêu trên đều có khả năng phân giải gần hết các chất hữu cơ trong rác thải.
1.1.3 Công nghệ sản xuất phân compost
Quy trình ủ compost : là quá trình phân hủy sinh học hiếu khí các chất
hữu cơ dễ phân hủy sinh học đến trạng thái ổn định dưới tác động và kiểm
soát của con người, sản phẩm giống như mùn được gọi là compost. Quy trình
được diễn ra chủ yếu như phân hủy trong tự nhiên, nhưng được tăng cường và
tăng tốc bởi tối ưu hóa các điều kiện môi trường cho hoạt động của vi sinh
vật.
Nguyên tắc chung của quá trình ủ compost là các nguyên liệu rác hữu
cơ được nghiền cơ học, đảo trộn, và được ủ qua quá trình lên men dưới tác
động của hệ vi sinh vật thích hợp. Nhiều loại phân compost được bổ sung
thêm các loại vi sinh vật cố định đạm Azotobacter, vi sinh vật phân giải lân,

vi sinh vật cố định đạm cộng sinh.
Hiện nay, có 2 phương pháp ủ phân compost là ủ trên mặt đất và ủ dưới
hố sâu . Tùy vào điều kiện thực tế mà áp dụng các phương pháp khác nhau.
Ủ trên mặt đất: là hình thức đơn giản, dễ thực hiện và thường áp dụng ở
những nơi thấp trũng, hay bị ngập nước khi trời mưa. Người ta đắp lên một
lớp đất, dùng đầm đầm đất thật chặt, nếu có thể láng một xi măng để hạn chế
nước phân ngấm vào đất. Rác được xếp thành từng lớp như ở cách ủ phân
trong hố. Khi đống ủ cao 1,5 – 2m người ta nén chặt và lấy bùn trát phủ kín.
Nếu đống ủ bị khô thì tưới nước cho phân khi nhiệt độ đống ủ cao hơn 50
0
C


6
thì đảo phân, sau đó nén chặt lại. Ở những nơi có điều kiện thì nên xây nhà ủ
phân rác để đảm bảo chất lượng và dùng được nhiều lần. Nếu xây nhà ủ phân
thì nên đắp nền nghiêng về phía hố trữ nước phân. Chung quanh nền cần có
rãnh để thu nước phân hủy ra và gom vào hố. Khi đống ủ bị khô dùng nước
phân này để tưới. Nhà ủ rác nên xây tường bao quanh ba mặt, tường cao 2m,
nhà phân được ngăn thành từng ô, mỗi ô từ 5 – 6 m
2
. Sau một thời gian ủ, khi
đống ủ xẹp đi chỉ còn lại khoảng 1/2 khối lượng ban đầu thì đem sử dụng làm
phân bón.
Ủ dưới hố sâu: được thực hiện ở nơi đất cao ráo, không bị ngập nước.
Người ta đào hố kích thước sâu 1,0 – 1,5m, rộng 1,5 – 3m, dài tùy theo địa
thế. Đất ở đáy các hố và các thành hố được nén chặt. Các chất thải được cho
vào hố thành từng lớp, mỗi lớp có chiều dài từ 30 – 50 cm, sau mỗi lớp lại
phủ một lớp chất phụ trợ, cùng với chất phụ trợ có thể rắc thêm men vi sinh
vật phân giải các chất hữu cơ để thúc đẩy quá trình hoai mục của các loại rác.

Sau khi rắc chất phụ trợ tiến hành tưới nước cho đủ độ ẩm lớp rác đã xếp rồi
tiếp tục xếp lớp khác lên trên. Cứ xếp như vậy cho đến khi đống rác cao hơn
mặt đất 0,5 – 1m thì trát bùn kín [8].
Phương pháp ứng dụng vi sinh vật rất quan trọng trong quá trình ủ
compost. Thực tế hệ vi sinh vật cần thiết cho quá trình ủ compost đã có sẵn
trong vật liệu hữu cơ, tự thích nghi và phát triển qua từng giai đoạn của quá
trình ủ compost. Các thành phần bổ sung thông thường có thể là sản phẩm sau
ủ compost hay các thành phần giúp điều chỉnh dinh dưỡng (C/N). Việc bổ
sung các chế phẩm có bản chất là vi sinh vật ngoại lai hay enzyme là không
cần thiết mà vẫn có thể ủ compost thành công. Kiểm soát tốt các điều kiện
môi trường ảnh hưởng tới hoạt động của vi sinh vật chính là nhân tố quyết
định đến sự thành công của quá trình ủ compost. Quản lý tốt quá trình ủ
compost cũng giúp giảm phát sinh mùi ô nhiễm cà giúp loại bỏ các mầm


7
mống vi sinh vật gây bệnh. Vì vậy các giải pháp kĩ thuật trong công nghệ ủ
compost hiện đại đều hướng tới mục tiêu kiểm soát tối ưu các điều kiện môi
trường cùng với khả năng vận hành thuận tiện.
Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thì các công
nghệ sản xuất phân compost cũng khá đa dạng. Trong nôi dung của luận văn,
xin được đưa ra công nghệ sản xuất phân compost của công ty CP MT ATP –
SERAPHIN Hải Dương. Đây là công nghệ của Tây Ban Nha đã được áp dụng
để sản xuất phân hữu cơ Cầu Diễn đã và đang có mặt trên thị trường.

8

Hình 1. Sơ đồ mô tả công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt tại công ty CP MT ATP –
SERAPHIN Hải Dương (Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương)
Diệt ruồi
Dầu FO
19-20%
Vận
chuyể
n
Xe xúc lật
Nilon 1-2%
Sản phẩm
gốc dầu
Rác trơ
Bể chứa
nƣớc rác
Cân rác
rác
Lƣu kho
Rác hữu cơ
Ủ phân
Sàng lồng
Hạt
nhựa
Mùn sau ủ

Sàng lồng

Mùn hữu cơ
Rác trơ

Xà bần
Chôn lấp
Đóng bao
Lƣu kho
Tiêu thụ
Làm phân
Nƣớc
rỉ
rác
Bơm tƣới
tuần hoàn
Nƣớc
rỉ rác
Vận
chuyển
Xe xúc lật
Xe xúc lật
Xe xúc lật
Xe xúc lật
Men VSV
Bổ sung NPK
Rác
55-60%
40%
35-37%
5-7 %
5-10%
100%
Lò đốt
Khí thải

Lọc
Tro
San lấp
Mất nƣớc và giảm
thể tích do ủ
20-25%
45-50%
rác trơ


9
Khi các loại rác hữu cơ đã được phân loại được đưa vào quá trình ủ phân
compost. Giai đoạn ủ phân được tách thành hai quá trình ủ cơ bản là ủ men và
ủ chín:

Hình 2: Sơ đồ ủ men (Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương)
Khoang
6
Khoang
1
Khoang
4
Khoang
2
Khoang
3

Khoang
5
Khoang
12
Khoang
7
Khoang
10
Khoang
8
Khoang
9
Khoang
11
Khoang
18
Khoang

13
Khoang
16
Khoang
14
Khoang
15
Khoang
17
Khoang
24
Khoang
19
Khoang
22
Khoang
20
Khoang
21
Khoang
23
Rác hữu cơ sau
phân loại sơ bộ

Nguyên liệu ra sau quá
trình ủ men
Đảo pha
Đảo pha

10
Ủ chín: sau khi ủ men 21 ngày, rác hữu cơ sẽ được xe xúc lật vận
chuyển sang khu vực ủ chín.



















Hình 3: Sơ đồ quá trình ủ chín (Công ty CP MT ATP – SERAPHIN Hải Dương)

Phân loại tinh
A 4
A 5
A 3
A 2
A 1

B 9
B 10
B 8
B 7
B 6
C 12
C 11
C 13
C 14
C 15
D 17
D 16
D 18
D 19
D 20
Đảo
Đảo
Ra


11
1.1.4 Tác động của phân compost.
1.1.4.1 Tác động về mặt xã hội
Hiện nay, cùng với sự tăng nhanh của dân số với quá trình đô thị hóa
diễn ra mạnh mẽ thì rác thải là một vấn đề nhức nhối của xã hội và cần có
những giải pháp về công nghệ, chính sách . . . để giải quyết vấn đề này. Rác
khi không được thu gom, xử lý đúng thời điểm và đúng cách sẽ gây ra những
tác động lớn đến môi trường và ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức
khỏe của con người.
Quá trình đô thị hóa đã tạo ra nhiều hơn các đô thị mới. Quá trình này

diễn ra rất nhanh đã trở thành nhân tố tích cực đối với phát triển kinh tế - xã
hội của đất nước. Tuy nhiên, nó đã tạo sức ép về nhiều mặt, dẫn đến suy giảm
chất lượng môi trường và phát triển không bền vững, gia tăng lượng chất thải
rắn. Việt Nam, tính bình quân người dân đô thị tiêu dùng năng lượng, vật
dụng, thực phẩm cao gấp 2 - 3 lần người dân nông thôn, lượng rác thải rắn
của người dân đô thị cũng cao hơn người dân nông thôn [15]. Cùng với đó là
sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp thu hút một lượng lớn lao
động thì việc giải quyết vấn đề rác thải sinh hoạt là cấp thiết.
Dân số trên thế giới tăng nhanh, nhất là ở các nước đang phát triển với
tình trạng tỷ lệ đói nghèo ở mức cao và trình độ khoa học kỹ thuật còn hạn
chế thì để xử lý rác thải, xử lý ô nhiễm môi trường là một thách thức. Theo
thống kê lượng rác thải trung bình đầu người ở Mỹ (năm 2007) là khoảng
2kg/người/ngày chất thải rắn. Với một lượng dân lớn như hiện nay và có xu
hướng tăng thì chúng ta không có lựa chọn khác là phải đối đầu với vấn đề
này.
Sản xuất các loại phân hóa học sử dụng một lượng lớn tài nguyên thiên
nhiên và quá trình sản xuất đó đã và đang gây những tác động đến môi


12
trường. Rác thải cũng là một loại tài nguyên thiên nhiên và chúng ta có thể
khai thác được những giá trị từ loại tài nguyên này. Đã có nhiều nghiên cứu
nhằm xử lý rác được đưa ra và áp dụng rộng rãi trên thế giới, không dừng lại
ở xử lý mà còn biến rác thải thành nguyên liệu để sản xuất. Các công nghệ
nhằm tái chế sử dụng rác như công nghệ Seraphin tái chế rác thành các sản
phẩm có ích phục vụ đời sống, công nghệ tái chế rác thải nilon thành ván ép
trong xây dựng ( Mai ngọc Trâm – giải thưởng khoa học cấp nhà nước năm
2005). Công nghệ chế biến rác thải thành phân bón là một trong những công
nghệ tiên tiến nhằm giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường và tận dụng tiết
kiệm nguồn tài nguyên, biến một khối lượng lớn rác thải có nguồn gốc hữu cơ

thành phân bón hữu cơ đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng, cải tạo đất
và góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất. Mặt khác, cùng với sự phát
triển mạnh mẽ của các loại phân bón hóa học, với khả năng cho năng suất
cao, rút ngắn thời gian canh tác, giảm công bón phân… vì thế nền nông
nghiệp hiện nay đang dùng các loại phân hóa học như một công cụ, người dân
đang bỏ thói quen dùng phân hữu cơ chuyển sang dùng phân hóa học. Đó là
mặt tích cực mà phân hóa học đem lại còn mặt tiêu cực cũng đáng quan tâm.
Ngoài tác động xấu làm xấu đất, làm chua đất, và các tính chất khác của đất bị
ảnh hưởng mà nó còn tác động về mặt kinh tế, giá thành của phân khoáng khá
cao, người dân ngoài những mối lo về sâu bệnh, thuốc trừ sâu … họ còn nỗi
lo về phân bón. Sử dụng phân compost với chi phí nhỏ hơn vừa đảm bảo về
mặt kinh tế vừa đảm bảo về mặt xã hội.
1.1.4.2 Tác động đến các tính chất đất
Phân compost hay phân rác là một loại phân hữu cơ nên khi bón vào
đất có tác dụng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo đất theo cơ chế
của phân hữu cơ thông thường.



13
a) Tác động đến tính chất vật lý đất
Phân compost được chế biến từ các chất hữu cơ nên trong thành phần
chính của phân chứa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ. Các chất hữu cơ có
ảnh hưởng rất lớn đến tính chất vật lý của đất. Một trong những ảnh hưởng là
hình thành cấu trúc và duy trì độ bền cấu trúc đất [23]. Khi bón chất hữu cơ
vào đất cùng với sự hoạt động của vi sinh vật đất làm tăng tính ổn định kết
cấu đất, giúp làm đất tơi xốp và tạo lớp phủ bề mặt đất. Phân compost ảnh
hưởng đến tuần hoàn nước trong đất làm cho nước thấm vào đất thuận lợi,
khả năng giữ nước của đất cao, việc bốc hơi bề mặt giảm đi, ngoài ra còn hạn
chế đóng váng bề mặt. Thông qua hoạt động của vi sinh vật đất chất hữu cơ

phân hủy thành mùn, mùn có khả năng liên kết các các hạt đất phân tán làm
cho đất có cấu trúc tốt, thoáng khí, tăng độ xốp, giữ phân và giữ nước tốt hơn.
Khi bón phân một cách có hệ thống sẽ cải thiện các tính chất lý, hóa cũng như
sinh học, chế độ nước, chế độ nhiệt của đất [8]. Đất có cấu trúc làm cho đất
thoáng khí và điều hòa nhiệt độ đất, do đó giúp rễ cây trồng phát triển, trao
đổi khí được tốt hơn [25], đồng thời giảm dung trọng và lực cản của đất [28].
Ngược lại, sự suy giảm chất hữu cơ trong đất đưa đến giảm độ xốp đất và tăng
dung trọng đất [31]. Mặt khác, khi bón phân hữu cơ thì nước thấm vào đất
thuận lợi hơn, khả năng giữ nước của đất cao hơn, việc bốc hơi bề mặt ít đi và
hạn chế đóng váng bề mặt [19].
- Tỷ trọng đất: Là khối lượng của đất trên một đơn vị thể tích, đất ở
trạng thái khô kiệt và không tính đến thể tích các lỗ trống trong đất
(g/cm
3
). Tỷ trọng của đất lớn hay nhỏ phụ thuộc rất nhiều vào hàm
lượng các chất hữu cơ trong đất [17]. Bởi vì tỷ trọng của chất hữu
cơ nhỏ khoảng 1,2 – 1,4 g/cm
3
do vậy các loại đất giàu mùn có tỷ
trọng nhỏ hơn các loại đất nghèo mùn. Vì thế tỷ trọng của lớp đất
mặt nhỏ hơn tỷ trọng của các lớp đất tầng dưới [4]. Dựa vào tỷ trọng


14
đất, Katrinski đã đưa ra mức đánh giá chung khi xác định tỷ trọng
của đất trồng rau:
Bảng 3: Thang đánh giá tỷ trọng [1].
Tỷ trọng ( g/ cm
3
)

Loại đất
< 2,5
Đất có lượng mùn cao
2,5 – 2,66
Đất có lượng mùn trung bình
> 2,7
Đất giàu sắt (Fe
2
O
3
)

Phân compost là loại phân có hàm lượng chất hữu cơ cao, đó cũng là lí
do khi sử dụng các loại phân compost thì tỷ trọng của đất giảm.
- Dung trọng đất: là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất khô
không bị phá vỡ cấu trúc và được tính bằng g/cm
3
[6], như vậy dung
trọng của đất thường nhỏ hơn so với tỷ trọng vì thể tích đất khô kiệt
ở đây bao gồm các hạt đất rắn và các khe hở tự nhiên trong đất.
Dung trọng bình quân của đất canh tác là khoảng 1,1 – 1,4 g/ cm
3
.
Để cây phát triển tốt dung trọng đất trồng phải nằm trong khoảng
thấp hơn 1,4 g/ cm
3
.
Dung trọng của đất phụ thuộc vào cấp hạt cơ giới, độ chặt và kết cấu
của đất. Các loại đất tơi xốp, giàu chất hữu cơ và mùn thường có dung trọng
nhỏ và ngược lại, những loại đất chặt, kém tơi xốp, nghèo chất hữu cơ thường

có dung trọng lớn. Trong phẫu diện đất của phần lớn các loại đất, dung trọng
có chiều hướng tăng dần khi xuống các tầng đất dưới sâu, vì càng xuống sâu
hàm lượng mùn giảm. Mặt khác, do quá trình tích tụ sét và các vật liệu mịn bị
rửa trôi từ tầng trên xuống.
Độ xốp: việc dùng phân hữu cơ nói chung hay phân compost nói riêng
làm tăng độ xốp của đất, độ xốp có vai trò rất lớn đến độ phì của đất, nước và


15
không khí di chuyển được trong đất là nhờ các khoảng trống trong đất hay độ
xốp và hoạt động của các vi sinh vật chủ yếu diễn ra ở những khoảng trống
này. Ngoài ra, nếu đất có độ xốp cao thì thuận lợi cho cây trồng phát triển. Ở
những vùng đồi núi nếu đất có độ xốp cao thì nước mưa được thấm xuống các
tầng sâu hạn chế quá trình chảy tràn trên bề mặt.
- Thành phần cơ giới: Trong đất tồn tại các cấp hạt cơ giới là cấp hạt
sét, cấp hạt limôn (thịt hay bụi) và cấp hạt cát. Tỷ lệ các cấp hạt cơ giới trong
đất gọi là thành phần cơ giới đất [3]. Khi bón các loại phân hữu cơ vào đất thì
thành phần cơ giới trong đất sẽ được cải thiện đáng kể qua các quá trình thâm
canh. Đối với đất cát các axit mùn như các chất keo liên kết các hạt lại và làm
đất trở lên có cấu trúc. Còn với đất sét các axit mùn liên kết với các hạt sét và
làm cho đất trở lên tơi xốp và có cấu trúc hơn.
- Khả năng giữ ẩm của đất: Phân compost cải thiện cấu trúc của đất và
tăng khả năng giữ nước. Khả năng liên kết này là do hàm lượng mùn trong
đất. Mùn được tạo thành do sự phân huỷ các chất hữu cơ ở mức cao. Các
thành phần của mùn (axit humic, axit fulvic) đóng vai trò như “chất keo” kết
dính các hạt đất với nhau, làm cho chúng có khả năng chống xói mòn và tăng
khả năng giữ ẩm của đất [13].
- Tính bền cấu trúc: khi sử dụng phân compost thì tính bền cấu trúc
đất được cải thiện và nó thể hiện rõ nhất ở các tầng đất mặt do quá trình làm
đất của người dân chủ yếu cày xới đất trên tầng mặt nên phân compost khi

bón vào đất và các tàn dư thực vật sau thu hoạch đã không được chôn vùi sâu
xuống tầng bên dưới mà chủ yếu tập trung ở tầng mặt đất (từ 0 -10cm). Hơn
nữa, quá trình làm đất bằng phương tiện cơ giới nặng trước đây cũng làm cho
đất hình thành tầng đế cày nén bên dưới. Tính bền cấu trúc tăng lên được
giải thích là do quá trình sử dụng phân có nguồn gốc hữu cơ, các chất hữu cơ
đã có tác dụng kết dính các hạt đất và góp phần cải thiện tính bền cấu trúc của


16
đất, điều này phù hợp với nghiên cứu trên đất trồng cây lâu năm khi đưa ra
kết luận rằng chỉ số độ bền đoàn lạp của đất được cải thiện khi đất được bón
phân hữu cơ [6].
b) Tác động đến tính chất hóa học
Khi sử dụng các loại phân hóa học các chất dinh dưỡng cần thiết đưa vào
trong đất dưới dạng các ion trực tiếp do đó cây trực tiếp sử dụng và cho hiệu
quả nhanh. Tuy nhiên, khi đưa vào đất các loại phân này thì thành phần hay
tính chất hóa học đất thay đổi đáng kể. Ngược lại, các loại phân hữu cơ cho
tác dụng chậm hơn, các chất dinh dưỡng được nhả từ từ và được sử dụng
trong quá trình lâu dài do sự hoạt động của các sinh vật phân hủy. Do đó, khi
sử dụng các loại phân này thì thành phần hóa học của đất cũng bị thay đổi.
- Đầu tiên ta phải nhắc đến hàm lượng chất hữu cơ: Phân compost chứa
hàm lượng các chất hữu cơ cao, phân hữu cơ Cầu Diễn hàm lượng hữu
cơ lớn hơn 23%, phân hữu cơ của công ty ATP SERAPHIN – Hải
Dương hàm chất hữu cơ đạt 25%. Thành phần chất hữu cơ trong các
phân rất đa dạng tùy thuộc vào nguồn dùng để sản xuất phân. Khi bón
phân compost hàm lượng các chất hữu cơ trong đất được cải thiện
đáng kể như làm tăng hàm lượng mùn trong đất qua đó làm cải thiện
các tính chất của đất như:
+ Với lý tính đất: có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu đất, các keo mùn
gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền vững, từ đó ảnh

hưởng đến toàn bộ lý tính đất như chế độ nước (tính thấm và giữ nước tốt
hơn), chế độ khí, chế độ nhiệt (sự hấp thu nhiệt và giữ nhiệt tốt hơn), các tính
chất vật lý phổ biến của đất, việc làm đất cũng dễ dàng hơn. Nhờ đó mà nếu
đất giàu chất hữu cơ người ta có thể trồng trọt tốt cả nơi đất có thành phần cơ
giới quá nặng hoặc quá nhẹ.


17
+ Với hoá tính đất: chất hữu cơ xúc tiến các phản ứng hoá học, cải thiện
điều kiện oxy hoá, gắn liền với sự di động và kết tủa của các nguyên tố vô cơ
trong đất. Nhờ có nhóm định chức các hợp chất mùn nói riêng, chất hữu cơ
nói chung làm tăng khả năng hấp phụ của đất, giữ được các chất dinh dưỡng,
đồng thời làm tăng tính đệm của đất.
Phân compost cung cấp các hợp chất mùn trong đất: Thông qua quá trình
mùn hóa dưới tác động của các quá trình hóa học và sinh học thì các chất hữu
cơ, các xác hữu cơ được phân giải và hình thành hợp chất mùn trong đất.
Thành phần mùn bao gồm 2 loại: phần không tan là các xác hữu cơ chưa phân
giải và hợp chất humin, phần hoà tan là các axit mùn. Axit hoá phần hoà tan
bằng axit H
2
SO
4
thu được 2 phần, phần kết tủa (màu sẫm) đó là axit humic và
phần hoà tan (màu vàng hoặc vàng nhạt) là axit fulvic. Như vậy từ hợp chất
mùn của đất bao gồm 3 thành phần chính: axit humic, axit fulvic và hợp chất
humin. Tỉ lệ C/N là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng của các loại
phân hữu cơ. Tỉ lệ C/N lớn hơn 20:1 thì quá trình phân giải các hợp chất hữu
cơ trong đất sẽ diễn ra chậm.
- Tác động đến pH đất (độ chua của đất): Các loại phân hóa học khi bón
vào đất thường có xu hướng làm đất chua hóa, Khi bón những loại

phân như (NH
4
)
2
SO
4
, NH
4
Cl, KCl vào đất các cation NH
4
+
,
K
+
sẽ được
keo đất và cây trồng hấp thụ để lại gốc SO
4
2-
và Cl
-
. Các gốc axit này sẽ
tạo HCl và H
2
SO
4
làm cho đất bị chua. Những phân có thể làm đất bị
hoá chua bằng cơ chế này được gọi chung là các phân chua sinh lý. Một
số loại phân như supe lân trong thành phần thường chứa một lượng
nhất định axit dư nên khi bón nhiều vào đất cũng có thể làm cho đất
chua thêm.

Phân compost hay các loại phân hữu cơ khác trong quá trình ủ đã tạo ra
một số axit hữu cơ, khi bón cho đất dưới tác dụng của hệ vi sinh vật và các