Nghiên cứu giải pháp xử lý bã thải nấm sau thu hoạch làm phân bón trên địa bàn tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
VŨ THỊ THU HẰNG
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÃ THẢI
NẤM SAU THU HOẠCH LÀM PHÂN BÓN
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
THÁI NGUYÊN -2014
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
VŨ THỊ THU HẰNG
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ
BÃ THẢI NẤM SAU THU HOẠCH LÀM PHÂN BÓN
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Thị Thanh Thủy
THÁI NGUYÊN -2014
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, toàn bộ số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chưa được sử dụng để bảo vệ
một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận
văn này đã được cảm ơn.
Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước khoa và
Nhà trường về các thông tin, số liệu trong đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2014
Người viết cam đoan
Vũ Thị Thu Hằng

ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài luận văn này ngoài sự nỗ lực và cố gắng của bản
thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp
và người thân đã giúp đỡ và tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Thị
Thanh Thủy, Trưởng khoa Tài Nguyên – Môi trường, Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Dư Ngọc Thành – Phó trưởng Khoa Môi
trường – trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Cô Nguyễn Thị Ngà –
nguyên Chủ tịch Hội Nông dân tỉnh Thái Nguyên, cùng các thầy cô giáo trong
Khoa Môi trường đã truyền đạt cho tôi kinh nghiệm cũng như những kiến
thức khoa học quý báu trong suốt quá trình học tập cũng như làm luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè,
đồng nghiệp đã luôn ủng hộ, quan tâm, động viên giúp đỡ tôi để tôi hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2014
Tác giả luận văn
Vũ Thị Thu Hằng
iii
MỤC LỤC
TIÊU ĐỀ
TRANG
MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của đề tài
1
2. Mục đích nghiên cứu

2
2.1. Mục tiêu tổng quát
2
2.2. Mục tiêu cụ thể
2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3
3.1. Ý nghĩa khoa học
3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
4
1.1.1. Cơ sở lý luận
4
1.1.2. Cơ sở thực tiễn
9
1.1.3. Cơ sở pháp lý
11
1.2. Những nghiên cứu về phân bón hữu cơ
12
1.2.1. Khái niệm phân bón hữu cơ
12
1.2.2. Phân chuồng
12
1.2.3. Phân rác
13
1.2.4. Phân xanh

14
1.2.5. Phân vi sinh
16
1.2.6. Phân than bùn
17
1.2.7. Phân sinh học hữu cơ
19
1.3. Các nghiên cứu về chế phẩm vi sinh
21
1.4. Các nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM
25
1.4.1. Khái niệm
25
iv
1.4.2. Nguyên lý cho ra đời chế phẩm EM
26
1.4.3. Đặc tính kỹ thuật của EM:
28
1.5. Các vi sinh vật chính trong EM, đặc tính sinh học của chúng
31
1.5.1.Vi khuẩn quang hợp
31
1.5.2 Vi khuẩn axit lactic
31
1.5.3. Nấm Mốc
32
1.5.4. Xạ khuẩn
32
1.5.5. Nấm men
33

1.6. Tác dụng của EM trong từng lĩnh vực
33
1.6.1. Đối với cây trồng
33
1.6.2. Đối với vật nuôi
35
1.6.3. Đối với môi trường
36
1.7. Ứng dụng EM trong xử lý môi trường
37
1.7.1. Ứng dụng EM trong xử lý môi trường trên Thế giới
37
1.7.2. Ứng dụng EM trong xử lý môi trường tại Việt Nam
37
1.8. Các ứng dụng công nghệ dùng chế phẩm vi sinh xử lý rác thải,
bã thải.
38
1.8.1. Chế biến rơm rạ thành phân bón bằng chế phẩm vi sinh (Fito-
Biomix RR)
38
1.8.2. Các nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm Bio-TMT
40
1.8.2.1. Trong chăn nuôi: Chế phẩm Bio – TMT có tác dụng:
41
1.8.2.2. Trong bảo vệ môi trường:
41
1.8.3. Quy trình làm phân bón từ xơ dừa (mụn dừa)
42
1.8.4. Giới thiệu về quy trình công nghệ xử lý phế thải trồng nấm (bã
nấm) thành phân bón hữu cơ.

44
1.9. Cơ chế hấp thụ dinh dưỡng của Nấm ăn, nấm dược liệu
45
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
48
2.1. Đối tượng, phạm vi, địa điểm nghiên cứu
48
v
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
48
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
48
2.2. Nội dung nghiên cứu
48
2.3. Phương pháp nghiên cứu
49
2.3.1. Điều tra thực trạng sản xuất nấm ăn trên địa bàn tỉnh TN
49
2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm lấy mẫu, phân tích
49
2.3.3. Phương pháp thực nghiệm
51
2.3.4. Phương pháp kế thừa
51
2.3.5. Phương pháp mô hình
51
2.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội, môi trường từ sử dụng phế thải
trồng nấm
51
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

52
3.1. Thực trạng sản xuất nấm ăn trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
52
3.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Thái Nguyên
52
3.1.2. Thực trạng sản xuất nấm ăn trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
53
3.1.3. Thực trạng sản xuất nấm tại một số cơ sở nghiên cứu
58
3.1.4. Thực trạng bã nấm tại một số cơ sở nghiên cứu
59
3.2. Nghiên cứu dư lượng tinh bột và protein trong Bã nấm
61
3.2.1. Cách phối trộn giá thể trồng nấm
61
3.2.2. Kết quả phân tích hàm lượng tinh bột và protein
63
3.3. Nghiên cứu chế phẩm vi sinh phù hợp xử lý bã nấm thành phân
bón
64
3.3.1. Ảnh hưởng của loại chế phẩm đến thời gian phân giải phân bón
64
3.3.2. Ảnh hưởng của loại chế phẩm đến độ xẹp đống ủ
66
3.3.3. Kết quả phân tích chất lượng phân bón
67
3.4. Xây dựng quy trình xử lý bã nấm thành phân bón hữu cơ
70
3.4.1. Quy trình xử lý bã nấm (nguyên liệu mùn cưa) thành phân bón
70

3.4.2. Mô hình xử lý bã nấm bằng chế phẩm vi sinh
73
vi
3.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội, môi trường từ sử dụng phế thải
trồng nấm
74
3.5.1. Hiệu quả kinh tế
74
3.5.2. Hiệu quả xã hội
75
3.5.3. Hiệu quả môi trường
76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
77
1. Kết luận
77
2. Kiến nghị
78
vii
DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
STT
Ký hiệu
Tên ký hiệu
1
CNSH
Công nghệ sinh học
2
CT
Công thức
3

EM
Effective Microorganisms
4
HTX
Hợp tác xã
5
NNPTNT
Nông nghiệp và phát triển nông thôn
6
TNHH
Trách nhiệm hữu hạn
7
VSV
Vi sinh vật
viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
Ký hiệu
Tên bảng
1
Bảng 1.1
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vật
2
Bảng 1.2
Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng
3
Bảng 1.3
Hàm lượng đạm và lân trong một số cây phân xanh
4
Bảng 1.4

Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn ở
miền Đông Nam Bộ
5
Bảng 1.5
Thí dụ về thuốc trừ sâu vi sinh và đối tượng phòng trừ
6
Bảng 1.6
Công thức phối trộn để sản xuất phân hữu cơ vi sinh
từ xơ dừa bán thành phẩm MDA
7
Bảng 3.1
Kế hoạch sản xuất Nấm của các doanh nghiệp, HTX
và Hộ gia đình có quy mô lớn năm 2014
8
Bảng 3.2
Quy mô sản xuất của một số cơ sở sản xuất
9
Bảng 3.3
Thực trạng bã thải nấm tại địa bàn nghiên cứu
10
Bảng 3.4
Kết quả phân tích hàm lượng tinh bột và protein trong
bã nấm
11
Bảng 3.5
Bảng theo dõi biến thiên nhiệt độ
12
Bảng 3.6
Bảng theo dõi độ xẹp đốn ủ
13

Bảng 3.7
Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chế phẩm đến chất
lượng phân bón sau thời gian ủ 45 ngày
14
Bảng 3.8
Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế
15
Bảng 3.10
Đánh giá hiệu quả xã hội
ix
DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
Ký hiệu
Tên hình
1
Hình 1.1.
Sơ đồ chức năng của vi sinh vật
2
Hình 1.2
Sơ đồ sản xuất mụn xơ dừa thành phân bón
3
Hình 1.3
Sơ đồ công nghệ xử lý phế thải trồng nấm bằng
phương pháp ủ đống
4
Hình 3.1
Biểu đồ sản lượng các loại Nấm năm 2012
5
Hình 3.2
Biểu đồ sản lượng Nấm các loại năm 2014

6
Hình 3.3
Biểu đồ thực trạng sử dụng bã nấm sau thu hoạch
7
Hình 3.4
Biểu đồ thành phần dinh dưỡng trong giá thể trồng nấm
8
Hình 3.5
Biểu đồ mô tả biến thiên nhiệt độ
Hình 3.6
Biểu đồ so sánh độ xẹp đống ủ
9
Hình 3.7
Biểu đồ so sánh hàm lượng các chỉ tiêu theo công thức
thí nghiệm
10
Hình 3.8
Quy trình xử lý bã nấm bằng chế phẩm vi sinh
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc nghiên cứu, ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ sinh học vào xử
lý các phế thải từ nông nghiệp được coi là hướng đi đúng, đảm bảo nền sản
xuất nông nghiệp bền vững trong bối cảnh đồng ruộng đang có nguy cơ bị ô
nhiễm và “ngộ độc” do người dân lạm dụng các loại phân bón hóa học cho
cây trồng với sản lượng đạt trên 2.380 tấn nấm các loại, sử dụng trên 100.000
tấn nguyên liệu từ rơm, mùn cưa các loại và thải ra số lượng lớn bã nấm. Do
vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất nấm để tạo ra sản phẩm nông sản mới
thì việc sử dụng nguồn phế thải (bã nấm) như thế nào cho hiệu quả và hạn chế
việc ô nhiễm môi trường đang là vấn đề đặt ra cho các nhà quản lý và tổ chức

sản xuất nấm trong tỉnh Thái Nguyên. Trên thực tế đã có một số tổ chức, cá
nhân đã sử dụng phế thải sau thu hoạch nấm chuyển sang làm phân hữu cơ
bón cho cây trồng nhưng chưa được tổng kết và đánh giá tính hiệu quả cũng
như khả năng sử dụng của chất phế thải sau trồng nấm.
Trong quá phát triển nông nghiệp bền vững, phân bón hữu cơ được coi
như là một nhân tố đi đầu giúp nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như cải
tạo độ màu mỡ đất đai. Hơn nữa xu hướng chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ
gần như không còn, vì vậy nhu cầu về phân bón hữu cơ từ phế thải nông
nghiệp là rất lớn.
Trong khi đó, trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, là một tỉnh nông nghiệp
chiếm chủ yếu, nhu cầu sử dụng phân bón phục vụ nông nghiệp là rất lớn đặc
biệt là phân bón hữu cơ, phân bón vi sinh. Trong xu hướng phát triển hiện
nay, đất đai đang dần bị thoái hóa, chai cứng do quá trình canh tác lâu dài,
thói quen sử dụng phân bón hóa học và chất bảo vệ thực vật đã tích lũy một
lượng lớn phân bón hóa học. Gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con
người, động vật. Với xu thế tiến tới một môi trường sạch và thân thiện thì
2
việc sử dụng các nguồn nguyên liệu sạch cũng đang được người dân đặc biệt
quan tâm. Nhất là hiện nay trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, các khu đô
thị và các vùng lân cận, nhiều gia đình đã tận dụng khoảng trống trên sân
thượng hoặc trong sân vườn nhà để trồng các loại rau ăn lá, trồng hoa nhằm
cải thiện các bữa ăn và cảnh quan trong gia đình. Mặt khác phân bón hữu
cơ không những làm tăng năng suất cây trồng mà nó còn hạn chế được
nhiều loại sâu bệnh hại từ đó việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật được hạn
chế, giúp sản phẩm rau, hoa an toàn đối với con người và môi trường xung
quanh. Vì vậy việc sản xuất ra các loại phân bón hữu cơ là công việc
cần thiết trong thời buổi hiện nay.
Trước tình hình trên, được sự nhất trí của Ban Giám Hiệu Nhà trường
và Ban chủ nhiệm khoa Sau Đại học – Trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, chúng tôi thực hiện đề tài: «Nghiên cứu giải pháp xử lý bã thải

nấm sau thu hoạch làm phân bón trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên» nhằm
thay đổi thói quen sử dụng phân bón hóa học trong canh tác của người dân,
tận dụng các nguồn nguyên liệu sẵn có vừa đem lại lợi ích kinh tế, vừa góp
phần bảo vệ môi trường phục vụ cho nhu cầu sử dụng phân bón cho người
dân trên địa bàn tỉnh.
2. Mục đích nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu giải pháp xử lý bã nấm kết hợp với chế phẩm sinh học thích
hợp tạo phân bón hữu cơ.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá ảnh hưởng của phế thải trồng nấm đến môi trường
xung quanh.
- Đánh giá, phân loại nguồn vật liệu, sử dụng phương pháp phân tích
trong phòng thí nghiệm để phân tích thành phần vật liệu (phế thải trồng nấm
3
từ mùn cưa, từ rơm) tại các cơ sở, nhà máy sản xuất nấm trên địa bàn 3 huyện
Phú Lương, Đại Từ, Thành phố Thái Nguyên.
- Xác định được chế phẩm sinh học phù hợp sử dụng tạo phân bón hữu
cơ từ bã nấm
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Xây dựng mô hình xử lý bã nấm thành phân bón bằng chế phẩm sinh
học phù hợp.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng bã nấm đối với môi trường.
- Áp dụng mô hình xử lý bã nấm thành phân bón bằng chế phẩm sinh
học trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
4
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Cơ sở lý luận
Mỗi chất hữu cơ đều bị một nhóm VSV tương ứng phân huỷ một phần
hay toàn bộ, các sản phẩm phân huỷ này lại được các loài khác phân huỷ tiếp,
cứ như thế đến tận các chất vô cơ. Như vậy vật chất luôn luôn được tuần hoàn
bởi hai loại quá trình đối lập nhau: sự tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ, và
phân huỷ chất hữu cơ thành chất vô cơ. Các quá trình phân huỷ này chủ yếu
do vi sinh vật thực hiện, ở bất kỳ đâu có sự hiện diện của chúng: trong đất,
trong nước, trong cơ thể các sinh vật khác. (Ngô Tự Thành, 2010).[13]
- Vi sinh vật phân giải xenlulozo: xenlulozo là hợp phần cơ sở của sinh
khối thực vật, được tạo thành nhiều hơn tất cả các chất tự nhiên khác cộng lại
và chiếm khoảng một nửa sinh khối do quang hợp tạo thành. Xác thực vật
nằm lại trong đất và rơi trở lại đất trung bình chứa 45%, riêng ở cây bông là
90% xenlulozo. Vì thế bên cạnh CO
2
, xenlulozo cũng chiếm một vị thế trung
tâm trong vòng tuần hoàn của cacbon. (Ngô Tự Thành, 2010).[13]
Trong thiên nhiên có nhiều nhóm VSV có khả năng phân hủy
xenlulozo như có hệ enzim xenlulozo ngoại bào. Trong đó vi nấm là nhóm có
khả năng phân giải mạnh vì nó tiết ra môi trường một lượng lớn enzim có đầy
đủ các thành phần. Nấm mốc có hoạt tính phân giải xenlulozo, đáng chú ý là
Tricoderma. Hầu hết các loài thuộc Tricoderma sống hoại sinh trong đất, rác
và có khả năng phân hủy xenlulozo. Trong nhóm vi nấm ngoài Tricoderma
còn có rất nhiều giống khác có khả năng phân giải xenlulozo như Aspergillus,
Fusarium, Mucor…
Nhiều loại vi khuẩn cũng có khả năng phân hủy xenlulozo, tuy nhiên
cường độ không mạnh bằng vi nấm. Nguyên nhân là do số lượng enzim tiết
ra môi trường của vi khuẩn thường nhỏ hơn, thành phần các enzim không đầy
5
đủ. Thường ở trong đống ủ rác có ít loài vi khuẩn có khả năng tiết ra đầy đủ

bốn loại enzim trong hệ enzim xenlulozo. Nhóm này tiết ra một loại enzim,
nhóm khác tiết ra loại khác, chúng phối hợp với nhau để phân giản cơ chất
trong mối quan hệ hỗ sinh. Nhóm vi khuẩn hiếu khí bao gồm: Clostridium và
đặc biệt là nhóm vi khuẩn sống trong dạ cá của động vật nhai lại. Chính
những vi khuẩn này mà trâu bò có thể sử dụng được xenlulozo trong rơm rạ
làm thức ăn. Đó chính là những cầu khuẩn thuộc chi Ruminococus có khả
năng phân hủy xenlulozo thành đường và các axit hữu cơ.
Ngoài vi nấm và vi khuẩn, xạ khuẩn và niêm vi khuẩn cũng có khả
năng phân hủy xenlulozo. Người ta thường sử dụng xạ khuẩn, đặc biệt là chi
Streptomyces trong việc phân hủy rác thải sinh hoạt. Những xạ khuẩn này
thường thuộc nhóm ưa nóng, sinh trưởng và phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 45-
50
0
C rất thích hợp với quá trình ủ rác thải. (Trần Đức Hạ và CS, 2011) [2]
- Vi sinh vật phân giải protein: Trong môi trường rác ủ đống, nitơ tồn
tại ở các dạng khác nhau, từ nitơ phân giải ở dạng khí cho đến các hợp chất
hữu cơ phức tạp có trong cơ thể động vật, thực vật và con người. Trong cơ thể
sinh vật, nitơ tồn tại chủ yếu dưới dạng các hợp chất đạm như protein và axit
amin. Khi cơ thể sinh vật chết đi, lượng ni tơ hữu cơ này tồn tại trong đất (rác
thải). Dưới tác dụng của các nhóm VSV hoại sinh, protein được phân giải
thành các axit amin. Các axit amin này lại được một nhóm vi sinh vật phân
giải thành NH
3
hoặc NH
4
+
gọi là nhóm vi khuẩn amôn hóa. Quá trình này
được gọi là sự khoáng hóa chất hữu cơ vì qua đó, nitơ hữu cơ được chuyển
thành dạng nitơ khoáng. Dạng sẽ được chuyển hóa thành dạng NO
3

-
như
nhóm vi khuẩn nitrat hóa. Các hợp chất nitrat lại được chuyển hóa thành dạng
N
2
phân tử. Khí N
2
sẽ được cố định trong tế bào vi khuẩn cố định Ni tơ. Do
đó vòng tuần hoàn N
2
khép kín. Trong hầu hết các khâu chuyển hóa của vòng
tuần hoàn đều có sự tham gia của các VSV khác nhau. Nếu sự hoạt động của
một nhóm nào đó bị ngừng lại thì toàn bộ sự chuyển hóa của vòng tuần hoàn
6
sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Trong quá trình compost, nhóm vi khuẩn chính
phân giải protein là vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn cố định ni tơ. Nhóm vi
khuẩn nitrit hóa bao gồm bốn chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystic,
Nitrozolobus và Nitrosospira, chúng đều thuộc loại tự dưỡng bắt buộc, không
có khả năng sống trên môi trường thạch, bởi vậy phân lập chúng rất khó, phải
dựng Silicagen thay cho thạch.
Nhóm vi khuẩn nitrat hóa tiến hành oxi hóa NO
-
2
thành NO
-
3
bao gồm 3
chi khác nhau: Nitrobacter, Nitrospira và Nitrococcus.Quá trình oxi hóa NO
-
2

thành NO
-
3
được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn Nitrat hóa. Chúng cũng là
những VSV tự dưỡng có khả năng oxi hóa NO
-
2
thành năng lượng. Năng
lượng này dùng để đồng hóa CO
2
tạo thành đường.
Nhóm vi khuẩn cố định Nitơ có trong môi trường rác ủ là các nhóm:
Azotobater – là một loại vi khuẩn hiếu khí, không sinh bào tử, có khả năng cố
định nitơ phân tử, sống tự do trong đất (rác). Clostridium là một loại vi khuẩn
kị khí sống tự do trong rác, có khả năng hình thành bào tử, loại phổ biến nhất
là Clostridium pastenisium có hình que ngắn, khi còn non có khả năng di
động bởi tiên mao. Khi già mất khả năng di động. Khi hình thành bào tử
thường có hình con thoi do bào tử hình thành lớn hơn kích thước tế bào.
Clostridium có khả năng đồng hóa nhiều nguồn cacsbon khác nhau như các
loại đường, rượu, tinh bột Nó thuộc loại kỵ khí nên các sản phẩm trao đổi
chất của nó là các axit hữu cơ, butanol, etanol, axeton, đó là các sản phẩm
chưa được oxi hóa hoàn toàn. (Trần Đức Hạ và CS, 2011) [2]
- Vi sinh vật phân giải tinh bột: Tinh bột là chất dự trữ chiếm ưu thế ở
thực vật. Nói chung nó tồn tại ở dạng các hạt nhỏ có thể hình cầu, hình thấu
kính hoặc hình trứng và có cấu trúc lớp rõ ràng. Tinh bột thực vật được cấu
thành từ cả hai glucan là amiloz (15-27%)và amilopectin. Amiloz tan trong
nước nóng mà không bị trương và tạo thành màu xanh đặc trưng với iot. Nó
gồm những chuỗi không phân nhánh của D - glucoz. Các chuỗi đó được liên
7
kết với nhau theo kiểu α - glucosit ở vị trí 1 - 4 và được cuốn hình ốc; mức độ

trùng hợp là 200 - 5000. Amilopectin thì trương lên trong nước và khi được
đun nóng thì tạo thành hồ, với iot thì cho màu tím đến màu nâu. (Ngô Tự
Thành, 2010) [13]
Trong rác bể ủ có nhiều loại VSV có khả năng phân giải tinh bột. Một
số VSV có khả năng tiết ra môi trường đầy đủ các loại enzim trong hệ enzim
amilaza. Trong nhóm vi khuẩn có một số loài thuộc chi Bacillus, Cytophaza,
Pseudomonas,… Xạ khuẩn cũng có một số các chi Aspergillus, Fusarium,
Rhizopus,… Trong nhóm vi khuẩn cũng có một số loài thuộc chi Bacillus,
Cytophaza, Pseudomonas,… Xạ khuẩn cũng có một số chi có khả năng phân
hủy tinh bột. Đa số các VSV không có khả năng tiết đầy đủ hệ enzim amilaza
phân hủy tinh bột. Chúng chỉ có thể tiết ra môi trường một hoặc một vài men
trong hệ đó. Ví dụ như các loài Aspergillus candidus, Pasterianum…chỉ có
khả năng tiết ra môi trường một loại enzim-amilaza. Một số loài khác chỉ có
khả năng tiết ra môi trường enzim gluco amilaza. Các nhóm này cộng tác với
nhau trong quá trình phân hủy tinh bột thành đường. Trong sản xuất người ta
thường dùng các nhóm VSV có khả năng phân hủy tinh bột. Ví dụ trong chế
biến rác thải hữu cơ người ta cũng sử dụng những chủng VSV có khả năng
phân hủy tinh bột để phân hủy tinh bột có trong thành phần rác hữu cơ. (Trần
Đức Hạ và CS, 2011) [2]
- Sự hoạt động của các vi sinh vật trong đống ủ:
Các quá trình sinh hóa diễn ra trong đống ủ rác chủ yếu là do hoạt động
của các VSV sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho các
hoạt động sống của chúng. Các loại vi khuẩn và nấm đóng vai trò quan trọng
trong quá trình phân giải các hợp chất. Các loại VSV phát triển tốt trong điều
kiện môi trường được xác định như sau:
8
Bảng 1.1: Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến vi sinh vật
Yếu tố môi trường
Khoảng xác định
Nhiệt độ ,

0
C
0-70
Nồng độ muối, % NaCl
0-3
pH
1,0 – 1,2
Nồng độ oxi, %
0-21
Áp suất, mPa
0-115
Ánh sáng
Bóng tối, ánh sáng mạnh
Nguồn: Trần Đức Hạ, CS (2011). Cơ sở hóa học và vi sinh vật
học trong kỹ thuật môi trường.
Các VSV tham gia vào quá trình phân giải tại các đống ủ rác được chia
thành ba nhóm chủ yếu sau đây:
+ Các VSV ưa ẩm: Phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 0 – 20
0
C
+ Các VSV ưa ấm: Phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 20 – 40
0
C
+ Các VSV ưa nóng: Phát triển mạnh ở nhiệt độ 40 – 70
0
C
Trong quá trình ủ hiếu khí rác thải hữu cơ, thành phần VSV, kèm theo
đó là nhiệt độ trong đống ủ luôn thay đổi.
Sự phát triển của các loại VSV theo nhiệt độ được thể hiện theo đồ thị
sau: Thời kỳ đầu của quá trình ủ rác, quá trình hiếu khí được diễn ra, giai

đoạn này các chất hữu cơ dễ bị oxi hóa sinh hóa thành dạng đơn giản như
protein, tinh bột, chất béo các loại một lượng nhất định chất xenlulozo. Trong
quá trình này, các VSV tiếp nhận một lượng năng lượng rất lớn và vì thế có
tồn tại một lượng năng lượng đáng kể ở dạng nhiệt. Lượng năng lượng nhiệt
được tạo thành bên trong lòng đống ủ được tạo ra nhiều hơn so với lượng
nhiệt được thoát ra bên ngoài và do đó nhiệt độ bên trong các đống ủ được
tăng lên. Giá trị nhiệt độ tăng tới 60-70
0
C, kéo dài trong suốt thời gian khoảng
30 ngày. Ở khoảng nhiệt độ này, các phản ứng hóa học diễn ra sẽ trội hơn các
9
phản ứng VSV bởi vì hầu hết chủng VSV không phát triển được ở nhiệt độ
70
0
C. (Trần Đức Hạ và CS, 2011) [2]
1.1.2. Cơ sở thực tiễn
Theo đánh giá của Cục Trồng trọt (Bộ NNPTNT), năm 2013 nhu cầu
tiêu thụ phân bón cả nước cần 10,325 triệu tấn phân bón các loại. Trong đó,
khả năng sản xuất phân bón trong nước là 8 triệu tấn, còn lại phụ thuộc vào
nhập khẩu.
Tuy nhiên, việc nhập khẩu phân bón hiện nay đang có nhiều bất cập.
Theo ông Phan Huy Thông- Giám đốc Trung tâm Khuyến nông quốc gia, một
vấn đề bất cập hiện nay là Bộ Công Thương lại có nhiệm vụ điều tiết việc
nhập khẩu phân bón vô cơ như urê, SA, kali , còn Bộ NNPTNT lại được
giao quản lý và điều tiết lượng phân hữu cơ, tạo nên sự chồng chéo trong điều
hành và tính toán lượng phân nhập khẩu.
Liên quan vấn đề này, ông Lê Văn Tri- Chủ tịch Hiệp hội Phân bón
sinh học Việt Nam cho rằng, nếu bà con nông dân tận dụng tất cả các thành
phần hữu cơ bỏ đi của cây trồng để ủ tạo thành phân hữu cơ như rơm rạ, rác
hữu cơ, rác trong các trang trại chăn nuôi tập trung sẽ có thể giảm tới 30%

lượng phân hữu cơ phải nhập. (Chu Hồng Châu, 2013) [10]
Theo nhận định của các nhà khoa học, sau mỗi vụ thu hoạch 1ha lúa sẽ
thu được 6 tấn rơm rạ, nếu đem đốt sẽ mất đi hơn 5,5 triệu đồng, trong khi
cùng khối lượng rơm rạ ấy nếu đem xử lý bằng chế phẩm sinh học sẽ thu
được khoảng 400kg phân hữu cơ.
Nếu toàn bộ số rơm rạ sau thu hoạch của cả nước (khoảng 45 triệu tấn)
được xử lý sẽ đem lại 20 triệu tấn phân hữu cơ, người nông dân không phải
bỏ tiền mua phân hóa học (NPK) là 200.000 tấn đạm, 190.000 tấn lân và
460.000 tấn kali, như vậy, sẽ tiết kiệm được gần 11.000 tỷ đồng. (Lê Văn Tri,
2013) [7]
10
Trong nền kinh tế phát triển hiện nay, ngành nông nghiệp Việt Nam
đang được đầu tư với hướng đi đúng đắn và chuyên biệt rõ rệt nhằm tạo ra
những sản phẩm chất lượng, chi phí thấp, lợi nhuận cao.
Và đó là điều mong mỏi của liên kết 4 nhà (nhà nông, nhà khoa học,
nhà doanh nghiệp và nhà nước) tạo ra các mô hình sản xuất như cánh
đồng mẫu lớn, các câu lạc bộ sản xuất giỏi và thực hành nông nghiệp tốt
(VIỆT-GAP), …
Song song với việc phát triển nông nghiệp là sự phát triển mạnh mẽ
trong lĩnh vực phân bón, trong đó phân bón hữu cơ đã được nông dân sử dụng
từ thuở ban sơ trong quá trình trồng trọt như dùng trực tiếp các loại phân gia
súc, gia cầm, ủ cây, lá…
Từ khi có phân hóa học ra đời nâng cao được năng suất thì vai trò phân
hữu cơ giảm nhẹ, thậm chí lạm dụng phân hóa học trong sản xuất nông
nghiệp mà không cần sự hiện diện của phân hữu cơ nhưng việc sử dụng sai
lầm này đã dẫn đến 1 nền nông nghiệp không bền vững: chi phí sản xuất tăng,
sâu bệnh nhiều, năng suất không ổn định và đặc biệt chất lượng nông sản
thấp, giá thành giảm mạnh.
Từ đó cần phải nhìn nhận thực tế rằng phân bón hữu cơ và phân hóa
học có mối liên hệ tương hỗ và không thể tách rời, phân hữu cơ không thể

thay phân hóa học và ngược lại, mỗi loại có vai trò khác nhau cùng tác động
trực tiếp và quyết định đến năng suất và chất lượng sản phẩm của ngành nông
nghiệp và tạo nền nông nghiệp phát triển ổn định bền vững.
Tại sao phân hữu cơ lại ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp nhiều
vậy? Bởi vì chất hữu cơ đối với cây trồng thì không thể thiếu, nó có một số
tác dụng cụ thể như sau:
Thứ nhất chất hữu cơ tồn tại xen kẽ với các thành phần kết cấu của đất,
tạo tạo ra sự thông thoáng giúp rễ phát triển mạnh nên có cường độ hô hấp tối
đa và dễ dàng hấp thu các nguồn dinh dưỡng.
11
Thứ hai chất hữu cơ sẽ lưu giữ các khoáng chất đa, trung vi lượng từ
các loại phân bón hóa học và cung cấp dần cho cây hạn chế được hiện tượng
thất thoát phân bón trong quá trình sử dụng, giảm chi phí đáng kể trong sản
xuất nông nghiệp, giúp đất giữ ẩm làm cây chống chịu khô hạn tốt hơn. Thứ
ba, sự hiện diện của chất hữu cơ làm môi trường sống cho các hệ vi sinh có
ích, các hệ vi sinh này cân bằng môi trường của hệ sinh thái vì vậy sẽ hạn chế
một số đối tượng gây bệnh, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông sản.
(Báo Mới, 2014)[15]
Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có 5 doanh nghiệp, 7 HTX, 113
nông hộ tham gia vào sản xuất nấm. Mỗi năm các doanh nghiệp này cũng thải
hàng nghìn tấn bã thải trồng nấm. Một phần các cơ sở sản xuất này tái sử
dụng, một phần bán hoặc cho người trồng trọt nhưng ở dạng thô, chưa qua xử
lý chế phẩm nên chất lượng dùng làm phân bón không cao, một phần bỏ
không. Điều này gây ra sự lãng phí so với nhu cầu sử dụng phân bón hữu cơ
rất lớn đối với nền nông nghiệp đang trên đà phát triển mạnh, đang cần sạch,
cần an toàn như hiện nay và tiết kiệm được rất lớn lượng phân nhập khẩu.
1.1.3. Cơ sở pháp lý
- Luật bảo vệ môi trường số 52/2005/QH11 ngày 29 tháng 11
năm 2005;
- Quyết định số 942/QĐ-UBND ngày 27/4/2010 của Ủy ban Nhân dân

tỉnh Thái Nguyên về việc phê duyệt Đề án tổ chức sản xuất và tiêu thụ nấm
ăn, nấm dược liệu tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2010-2015;
- Quyết định số 1329- QĐ/BNN-KHCN ngày 15 tháng 5 năm 2007 của
Bộ NN và PTNT về việc công nhận tạm thời biện pháp kỹ thuật mới: “Biện
pháp kỹ thuật sản xuất giá thể dinh dưỡng làm bầu ươm cây giống, cây lâm
nghiệp, cây ăn quả, cây rau giống và rau thương phẩm” cho các tác giả: TS
Cao Kỳ Sơn và KS Phạm Ngọc Tuấn - Viện Thổ Nhưỡng Nông hoá;
12
- Thông tư số 62/2009/TT-BNNPTNT ngày 25/9/2009 của Bộ Nông
nghiệp và PTNT về việc ban hành Danh mục bổ sung phân bón được phép
sản xuất, kinh doanh và sử dụng ở Việt Nam.
1.2. Những nghiên cứu về phân bón hữu cơ
1.2.1. Khái niệm phân bón hữu cơ
Là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu cơ
như: phân chuồng, phân xanh, phân than bùn, phụ phế phẩm nông nghiệp,
phân rác… (Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí, 2013)[21]
1.2.2. Phân chuồng
Loại phân do gia súc thải ra. Trung bình mỗi đầu gia súc nuôi nhốt trong
chuồng, sau mỗi năm có thể cung cấp một lượng phân chuồng (kể cả độn)
như sau:
Lợn
1.8 – 2.0 tấn/con/năm
Dê
0.8 – 0.9 tấn/con/năm
Trâu bò
8.0 – 9.0 tấn/con/năm
Ngựa
6.0 – 7.0 tấn/con/năm
Chất lượng và giá trị của phân chuồng phụ thuộc rất nhiều vào cách
chăm sóc, nuôi dưỡng, chất liệu độn chuồng và cách ủ phân. (Cục trồng trọt,

2007)[16]
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng
Đơn vị %
Loại
phân
H
2
O
N
P
2
O
5
K
2
O
CaO
MgO
Lợn
82,0
0,80
0,41
0,26
0,09
0,10
Trâu bò
83,1
0,29
0,17
1,00

0,35
0,13
Ngựa
75,7
0.44
0,35
0,35
0,15
0,12
Gà
56,0
1,63
1,54
0,85
2,40
0,74
Vịt
56,0
1,00
1,40
0,62
1,70
0,35
Nguồn: Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí (2013), Khái niệm phân hữu cơ
13
Trong 10 tấn phân chuồng có thể lấy ra được một số nguyên tố vi
lượng như sau:
Bo: 50 – 200 g;
Mn: 500 – 2000 g;
Co: 2 – 10 g

Cu: 50 – 150 g;
Zn: 200 – 1000 g;
Mo: 2 – 25 g
* Đặc điểm:
Phân chuồng là hỗn hợp chủ yếu của: phân, nước tiểu gia súc và chất
độn. Nó không những cung cấp thức ăn cho cây trồng mà còn bổ sung chất
hữu cơ cho đất giúp cho đất được tơi xốp, tăng độ phì nhiêu, tăng hiệu quả sử
dụng phân hóa học…
* Chế biến phân chuồng: Có 3 phương pháp
+ Ủ nóng (ủ xốp): Lấy phân ra khỏi chuồng, chất thành lớp, không được
nén, tưới nước, giữ ẩm 60-70%, có thể trộn thêm 1% vôi bột và 1-2% Super
Lân, sau đó trét bùn che phủ cho kín hàng ngày tưới nước, thời gian ủ ngắn
30-40 ngày, ủ xong là sử dụng được.
+ Ủ nguội (ủ chặt): Lấy phân ra khỏi chuồng xếp thành lớp, mỗi lớp rắc
khoảng (2%) lân, nén chặt. Đống phân ủ rộng khoảng 2-3m, cao 1, 5-2m, trét
bùn bên ngoài tránh mưa. Thời gian ủ lâu, 5-6 tháng mới xong.
+ Ủ nóng trước nguội sau: Ủ nóng 5-6 ngày, khi nhiệt độ 50-60°c nén
chặt ủ tiếp lớp khác lên trên, trét bùn kín, có thể cho thêm vào đống phân ủ
các loại phân khác như: phân thỏ, gà, vịt làm phân men để tăng chất lượng
phân. (Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí, 2013) [21]
1.2.3. Phân rác
Còn được gọi là phân campốt. Đó là loại phân hữu cơ được chế biến từ
rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, chất thải rắn thành phố v.v
được ủ với một số phân men như phân chuồng, nước giải, lân, vôi… cho đến
khi hoai mục.
Phân rác có thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi
trong những giới hạn rất lớn tuỳ thuộc vào bản chất và thành phần của rác.
14
Nguyên liệu để làm phân rác có các 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 tiểu,
bùn, phân lân, tro bếp). (Cục trồng trọt, 2007)[16]
* Cách ủ:
Nguyên liệu chính là phân rác 70%, cung cấp thêm đạm và Kali 2%, còn
lại phân men(phân chuồng, lân, vôi). Nguyên liệu được chặt ra thành đoạn
ngắn 20-30cm xếp thành lớp cứ 30cm rắc một lớp vôi; trét bùn; ủ khoảng 20
ngày đảo lại rắc thêm phân men, xếp đủ cao trét bùn lại, để hở lỗ tưới nước
thường xuyên;ủ khoãng 60 ngày dùng bón lót, để lâu hơn khi phân hoai có thể
dùng để bón thúc. (Tổng công ty phân bón và hóa chất dầu khí, 2013) [21]
1.2.4. Phân xanh
Phân xanh là loại phân hữu cơ, sử dụng các loại bộ phận trên mặt đất của
cây. Phân xanh thường được sử dụng tươi, không qua quá trình ủ. Vì vậy,
phân xanh chỉ phát huy hiệu quả sau khi được phân huỷ. Cho nên người ta
thường dùng phân xanh để bón lót cho cây hàng năm hoặc dùng để “ép xanh”
(tủ gốc) cho cây lâu năm. Tuy vậy, ở một số địa phương vùng Trung Bộ, phân
xanh được chặt nhỏ và bón cho ruộng lúa, người ta gọi là “bón bổi”.
Cây phân xanh thường là cây họ đậu, tuy vậy cũng có một số loài cây
thuộc các họ khác như cỏ lào, cây quỳ dại, v.v cũng được nhiều nơi dùng
làm phân xanh. Phân xanh có nhiều loài được nông dân gieo trồng với mục
đích làm phân bón, nhưng cũng có một số loài cây mọc hoang dại được sử
dụng làm phân xanh. Các loại cây họ đậu thường có các vi sinh vật cộng sinh
sống trên rễ và giúp cây hút đạm từ không khí. Lượng đạm này về sau có thể
cung cấp một phần cho cây trồng. Cây họ đậu còn có khả năng hút lân khó
tiêu và kali từ những lớp đất sâu mạnh hơn nhiều loài cây khác.