luận văn tốt nghiệp ngành môi trường : Đánh giá hiệu quả phân compost từ rác hữu cơ có bổ sung trùn quế (perionyx excavatus) trên cây mồng tơi

TÓM TẮT
Rác thải hữu cơ từ chợ có thể là nguồn thức ăn cho một số loài động vật, đặc biệt
trùn quế Perionyx excavates với chức năng sống tự nhiên sẽ góp phần phân hủy rác
hữu cơ tạo ra một lượng lớn sinh khối ứng dụng trong trồng trọt, thân thiện với môi
trường thay thế nguồn phân từ hóa học.
Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát sinh trưởng và phân hủy chất hữu cơ
tạo ra phân trùn. Sau 4 tuần thí nghiệm, chúng tôi ghi nhận sinh khối giảm dần khi
tăng lượng thức ăn lần lượt là 0,1; 0,2; 0,3 kg/2ngày. Kết quả phân tích chỉ tiêu C và N
cho thấy, mẫu có lượng rác 0,1kg/2ngày cho kết quả tốt nhất với tỉ lệ là 15,33 : 1, phù
hợp với tiêu chuẩn phân compost..
Ứng dụng mẫu phân đạt kết quả tốt nhất để trồng thử nghiệm trên cây mồng tơi,
nhóm nhận thấy kết quả cây mồng tơi phát triển mạnh trên mẫu phân trùn hơn so với
các mẫu đối chứng: đất có bổ sung phân lân và đất không bổ sung phân.


MỤC LỤC

2


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Ý Nghĩa

3R

Giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế

ASC

Công nghệ An Sinh

A.B.T

Công nghệ xử lý chất thải bẳng phương pháp yếu khí tùy nghi

P.MET

Chế phẩm sinh học

VSV

Vi sinh vật

C/N

Tỉ lệ cacbon tổng trên nitơ tổng

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

3


DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

4

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, việc sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hóa
học làm cho đất canh tác bị bạc màu nhanh chóng, nghèo chất dinh dưỡng, thậm chí
còn gây ô nhiễm môi trường đất, nước, ảnh hưởng nhiều đến sinh vật và con người.
Bên cạnh đó, phân compost từ rác hữu cơ đang được nghiên cứu và ứng dụng
nhằm mục đích cải thiện môi trường đất và tạo ra một loại phân bón giàu chất dinh
dưỡng.
Ngoài ra, vai trò của trùn quế trong quá trình phân giải chất hữu cơ cũng đang
được các nhà khoa học quan tâm. Trùn quế với chức năng sống tự nhiên sẽ góp phần
phân hủy rác thải hữu cơ. Trùn quế cũng là nguồn thức ăn mà động vật ưa thích, với
hàm lượng protein chiếm 70% khối lượng [2].
Để biết hiệu quả sử dụng của phân compost từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn
quế trên cây trồng nhóm chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả phân
compost từ rác hữu cơ có bổ sung trùn quế (Perionyx excavatus) trên cây mồng
tơi” nhằm tìm ra hướng giải quyết lượng lớn rác thải hữu cơ từ quá trình sinh hoạt,
kinh doanh, sản xuất... Đồng thời, hướng tới việc tạo ra một sản phẩm phân bón thân
thiện với môi trường, cung cấp cho những khu vực đô thị có nhu cầu trồng rau sạch
nhưng không có đủ diện tích đất trồng.
2. Mục tiêu của đề tài
Tạo ra được phân compost từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn quế
Đánh giá sự sinh trưởng của cây mồng tơi trồng trên đất được bón phân compost
từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn quế.
3. Những công việc cần thực hiện trong đề tài
- Tạo môi trường sống phù hợp và thả trùn quế.
- Thu gom rác hữu cơ (rau, củ, quả).
- Đo hàm lượng và một số chỉ tiêu trong đất.
- Khảo sát sự sinh trưởng trên cây mồng tơi khi sử dụng sản phẩm phân compost

từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn quế.

5


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Rác thải hữu cơ [2]
1.1.1. Khái niệm
Chất thải rắn hữu cơ là những chất thải có bản chất hữu cơ, và bị loại bỏ trong
quá trình sản xuất. Các chất thải rắn hữu cơ có thể có nguồn góc là thực vật, động vật,
các hợp chất carbua hydro hay cả bùn cặn thải ra sau khi xử lý nước thải. Mỗi chất thải
rắn hữu cơ có thành phần và tính chất khác nhau.
1.1.2. Phân loại
- Rác hữu cơ dễ phân hủy: là các loại rác dễ bị thối rữa trong điều kiện tự nhiên
sinh ra mùi hôi thối như: các loại thức ăn thừa, hư hỏng (rau, cá chết...), vỏ trái cây,....
- Rác thải khó phân hủy được chia làm 2 loại đó là rác tái chế và không tái chế.
Rác tái chế là các loại rác có thể sử dụng lại nhiều lần trực tiếp hoặc chế biến lại như:
giấy, các tông, kim loại (khung sắt, máy tàu hỏng,...), các loại nhựa.... Còn lại các loại
rác không tái chế là phần thải bỏ.
1.2. Xử lí rác thải hữu cơ
1.2.1. Xử lý rác thải bằng công nghệ vi sinh [14]
Sơ đồ quy trình:

Lên men VSV
Khí sinh học và phân vi sinh

Hình 1.1: Sơ đồ xử lý rác bằng công nghệ vi sinh

6

- Ưu điểm: Tiết kiệm được chi phí xử lí rác thải, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Khắc
phục được tình trạng ô nhiễm không khí và nước do rác thải để lại, tạo nguồn năng
lượng, xử lí sự tồn đọng ở các bãi rác.
- Khuyết điểm: Vẫn chưa được phổ biến rộng rãi, chỉ tập trung tái chế rác hữu cơ.
1.2.2. Công nghệ xử lí rác thải hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Biomix-1 [19]

Hình 1.2. Sơ đồ nghệ xử lí rác thải hữu cơ bằng chế phẩm sinh học Biomix-1
Rác thải sinh hoạt được thu gom và chuyển đến khu xử lý. Tại đây, rác được
phân loại thành rác hữu cơ và các loại rác đem chôn lấp. Rác hữu cơ sau khi được
phân loại được phun chế phẩm sinh học Biomix-1 với liều lượng phù hợp.
1.3. Trùn quế [16]
Trùn quế thuộc nhóm Trùn ăn phân, thường sống trong môi trường có nhiều chất
hữu cơ đang phân hủy.
Trùn quế là một trong những giống trùnn đã được thuần hóa, nhập nội và đưa vào
nuôi công nghiệp với các quy mô vừa và nhỏ. Đây là loài trùn mắn đẻ, xuất hiện rải
rác ở vùng nhiệt đới, dễ bắt bằng tay, vì vậy rất dễ thu hoạch.
1.3.1. Một số đặc điểm sinh học của trùn quế [5]
7


1.3.1.1. Đặc tính sinh học
Trùn quế có kích thước tương đối nhỏ, độ dài vào khoảng 10 - 15 cm, thân hơi
dẹt, bề ngang của con trưởng thành có thể đạt 0,1 - 0,2 cm, có màu từ đỏ đến màu mận
chín (tùy theo tuổi), màu nhạt dần về phía bụng, hai đầu hơi nhọn. Cơ thể trùn có hình
thon dài nối với nhau bởi nhiều đốt, trên mỗi đốt có một vành tơ.
Trùn quế nuốt thức ăn bằng môi ở lỗ miệng, lượng thức ăn mỗi ngày được nhiều
nhà khoa học ghi nhận là tương đương với trọng lượng cơ thể của nó. Sau khi qua hệ
thống tiêu hóa với nhiều vi sinh vật cộng sinh, chúng thải ra phân ra ngoài rất giàu
dinh dưỡng, những vi sinh vật cộng sinh có ích trong hệ thống tiêu hóa này theo phân

ra khỏi cơ thể nhưng vẫn còn hoạt động ở “màng dinh dưỡng” một thời gian dài. Đây
là một trong những nguyên nhân làm cho phân trùn có hàm lượng dinh dưỡng cao và
có hiệu quả cải tạo đất tốt hơn dạng phân hữu cơ phân hủy bình thường trong tự nhiên.
Ngoài ra trong quá hoạt động của trùn quế có tiết proteinase giúp rút ngắn thời
gian phân hủy rác hữu cơ, chuyển rác hữu cơ thành một dạng mà trùn quế có thể tiêu
hóa dễ hơn.
1.3.1.2. Đặc tính sinh lí
Trùn quế rất nhạy cảm, chúng phản ứng mạnh với ánh sáng, nhiệt độ và biên độ
nhiệt cao, độ mặn và điều kiện khô hạn. Nhiệt độ thích hợp nhất với trùn quế nằm
trong khoảng từ 20 - 30 0C, ở nhiệt độ khoảng 30 0C và độ ẩm thích hợp, chúng sinh
trưởng và sinh sản rất nhanh. Ở nhiệt độ quá thấp, chúng sẽ ngừng hoạt động và có thể
chết; hoặc khi nhiệt độ của luống nuôi lên quá cao cũng bỏ đi hoặc chết. Chúng có thể
chết khi điều kiện khô và nhiều ánh sáng nhưng chúng lại có thể tồn tại trong môi
trường nước có thổi Oxy.
Trùn quế quế rất thích sống trong môi trường ẩm ướt và có độ pH ổn định từ 4 –
9, thích hợp nhất vào khoảng 7.0 - 7.5, pH quá thấp chúng sẽ bỏ đi.
Trùn quế thích nghi với phổ thức ăn khá rộng, chúng ăn bất kỳ chất thải hữu cơ
nào có thể phân hủy trong tự nhiên (rác đang phân hủy, phân gia súc, gia cầm…). Tuy
nhiên, những thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng cao sẽ hấp dẫn chúng hơn, giúp cho
chúng sinh trưởng và sinh sản tốt hơn.

8


Trong tự nhiên, trùn quế thích sống nơi ẩm thấp, gần cống rãnh, hoặc nơi có
nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy và thối rữa như trong các đống phân động vật, các đống
rác hoai mục. Chúng rất ít hiện diện trên các đồng ruộng canh tác dù nơi đây có nhiều
chất thải hữu cơ.

1.3.1.3. Đặc điểm sinh sản và sinh trưởng

a, Đặc điểm sinh sản
Trùn quế thành thục sớm 3- 4 tháng bắt đầu đẻ, cứ khoảng cách 7 - 10 ngày trùn
giao phối và đẻ 1 kén chứa 1 - 20 trứng, 14 - 20 ngày kén nở ra trùn con; tái sinh
nhanh (3 - 4 thế hệ/năm )
b, Đặc điểm sinh trưởng
Quá trình sinh trưởng của trùn là quá trình tăng số lượng đốt thân và tăng tiết
diện đốt thân. Từ lúc mới nở cho đến khi xuất hiện đai sinh dục, trùn tăng trưởng
nhanh. Thời gian sau giai đoạn sinh sản trùn tăng trưởng chậm lại. Trùn đạt kích thước
tối đa (trưởng thành) lúc 6 - 8 tháng tuổi
Sự già đi của trùn biểu hiện ở đặc điểm đai sinh dục ngày càng thoái hóa, trọng
lượng giảm sút và chết. Tuổi thọ của trùn biến động trong 4-8 năm tuổi.
Trong điều kiện nuôi nhân tạo, việc giao phối diễn ra quanh năm, vì vậy việc cho sinh
khối đặc biệt cao. Nuôi đúng kỹ thuật năng suất có thể đạt 1,5- 2 kg trùn tươi/m2/tháng
hay 180 - 240 tấn trùn tươi/ha/năm, và lượng phân trùn thải ra tương đương 500 - 600
tấn/ ha/ năm.
1.3.2. Vai trò lợi ích từ trùn quế [5]
1.3.2.1. Bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp sinh thái

9


Trùn có sức tiêu hóa lớn. Tác dụng phân giải hữu cơ của trùn chi đứng sau các vi
sinh vật. Một tấn trùn có thể tiêu hủy được 70 – 80 tấn rác hữu cơ, hoặc 50 tấn phân gia
súc trong một quý. Tất cả các loại phân của gia súc, gia cầm; rơm rạ, thân cây lạc, dây
khoai lang ủ hoai mục; rác hữu cơ thối rữa, bùn cống rảnh; thức ăn tinh, vỏ củ quả bỏ đi....
đều có thể tận dụng trở thành thức ăn gián tiếp hoặc trực tiếp có giá trị đối với trùn đất,
qua hệ thống tiêu hoá của trùn các loại phân, rác thải đều trở thành phân sạch.
Trùn sống trong đất sẽ làm tăng độ phì nhiêu của đất. Phân trùn góp phần làm
giảm mức sử dụng phân hóa học, giúp cây trồng phát triển tốt, tăng khả năng chống
sâu bệnh, giảm bớt việc sử dụng thuốc trừ sâu, nhờ đó bảo vệ được môi trường. Với

những khu vực ô nhiễm, nếu nuôi trùn cũng làm sạch được môi trường nước. Hơn nữa,
trùn đất có thể xử lý chất thải hữu cơ, phân gà, phân lợn, phân bò và chuyển hóa phân
bón hữu cơ có chất lượng cao, và bằng cách đó cải thiện môi trường sinh thái các vùng
nông thôn.
Phân trùn còn có tác dụng như chất khử mùi, vì trong đó có chứa vi khuẩn háo khí,
một lớp mỏng được đặt trên đống phân gia súc sẽ trung hoà được mùi vị hầu như ngay lập
tức, vi khuẩn trong phân trùn sẽ phân huỹ chất hữu cơ.
1.3.2.2. Làm thức ăn bổ dưỡng cho gia súc, gia cầm, thủy sản
Trùn là loài thức ăn giàu đạm, chất lượng cao để nuôi gia súc, gia cầm và thủy
hải sản, đồng thời làm giảm chi phí thức ăn chăn nuôi
Với hàm lượng Protein thô chiếm 70% trọn lượng khô, hàm lượng đạm của trùn
tương đương với bột cá, thường được dùng trong thức ăn chăn nuôi. Trùn còn hội đủ
12 loại Axit Amin, nhiều loại Vitamin, chất khoáng cần thiết cho gia súc, gia cầm và
thủy sản. Đặc biệt trùn còn có các loại kích thích tố sinh trưởng tự nhiên mà trong bột
cá không có. Thức ăn chăn nuôi có bột trùn sẽ không có mùi tanh và khét của cá và
dầu cá, hấp dẫn vật nuôi, lại bảo quản được lâu hơn thức ăn có dùng bột cá.
Chỉ cần nuôi 10 m2 trùn quế, sẽ cung cấp đủ thức ăn đạm cho 100 con gà , vịt
hoặc 100 con cá trê phi.
Hiện nay cũng có nhiều nghiên cứu bổ sung trùn quế vào quá trình ủ nước mắm
để làm tăng độ đạm. Tiến sĩ Nguyễn Văn Thành, phó hiệu trưởng trường đại học Bình
Dương và các cộng sự đã nghiên cứu thành công công nghệ rút ngắn thời gian ủ và
10


tăng lượng đạm cho nước mắm bằng cách thêm vào nguyên liệu chế biến thành phần
trùn quế (tên khoa học Perionyx Excavatus).Sử dụng trùn quế cùng nguồn nguyên liệu
lên men cơ bản là cá nục, nhóm nghiên cứu đã thu được nước mắm có độ đạm lên đến
53g/l, không có mùi nồng tanh của trùn quế và thời gian lấy nước mắm chỉ sau 165
ngày lên men (công nghệ bình thường chỉ cho nước mắm có độ đạm khoảng 30% và
thời gian lên men kéo dài gần một năm).[18]

1.3.2.3. Là nguồn dược liệu quý
Y học cổ truyển của nhiều nước, trong đó có Việt Nam, đã dùng trùn đất để chữa
các bệnh về huyết áp, tim mạch, thần kinh, kháng ung thư, hen suyễn, sốt rét, thấp
khớp, đậu mùa, thương hàn, gẫy tay chân v..v… Ngoài ra nó còn điều trị suy nhược
thần kinh toàn diện, trí nhớ kém, ngủ kém, khứu giác bất thường.
1.3.2.4. Làm thực phẩm cho người và sản xuất mỹ phẩm
Trùn có hàm lượng Protein cao, giàu nguyên tố vi lượng tương tự thịt thỏ – là
loại thịt giàu đạm, ít chất béo. Trong trùn có tới 8 loại Axit Amin cần thiết cho con
người. Hàm lượng Vitamin B1, B2 trong trùn gấp 10 lần khô đậu tương, 14 lần bột cá,
cùng sự phong phú về Vitamin A, E, C và các vi lượng khoáng chất có lợi cho sức
khỏe dinh dưỡng của con người.
Trùn cũng cung cấp nguyên vật liệu thô tốt nhất cho công nghiệp. Một số
Enzyme và hoạt chất được chiết xuất từ trùn để làm thuốc, thức ăn, mỹ phẩm. Hiện
trùn đang được quan tâm nghiên cứu sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm.
1.3.2.5. Phân trùn quế làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, thủy sản và làm phân
hữu cơ vi sinh tốt nhất
Thức ăn chủ yếu của trùn là phân trâu bò, ngựa, dê, cừu, thỏ, lợn, gà; phế thải,
rau củ quả, cây thân thảo và các loại rác hữu cơ hoai mục…; sau khi được trùn tiêu
hóa sẽ trở thành phân trùn, có chứa một số Axit Amin như: Tyrosin, Arginin, Cystin,
Methiomin, Histidin… thì phân trùn có thể làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc, gia
cầm, thủy sản.

11


Phân trùn chứa một hỗn hợp vi sinh có hoạt tính cao, dễ hòa tan trong nước, chứa
hơn 50% chất mùn. Do đó phân trùn không chỉ kích thích tăng trưởng cây trồng, mà
còn tăng khả năng cải tạo đất. Hàm lượng N-P-K, Ca và các chất khoáng vi lượng
trong phân trùn, cao gấp 2-3 lần phân trâu bò, phân ngựa; gấp 1,5-2 lần phân lợn và
phân dê. Hơn nữa, phân trùn không có mùi hôi thối như các loại phân gia súc, gia cầm,

lại có thể để lưu giữ lâu ngày trong túi nilon mà không sợ bị mốc. Phân trùn làm giảm
lượng axit cacbon trong đất và gia tăng nồng độ nitơ ở trạng thái cây trồng có thể hấp
thụ được.
Phân trùn có thể giúp chống sự xói mòn và tăng khả năng giữ nước trong đất.
Cây trồng khi bón phân trùn sẽ không bị “cháy”, khống chế được các kim loại nặng
xâm nhập cây gây đột biến làm phát sinh tế bào lại có hại, gây hoại tử rễ… Chất mùn
trong phân trùn loại trừ được những độc tố, nấm, và vi khuẩn có hại trong đất có thể
ngăn ngừa các bệnh về rễ và đẩy lùi nhiều bệnh của cây trồng. Phân trùn có tác dụng
điều hòa môi trường đất rất tốt, giúp cây phát triển ngay cả khi nồng độ pH trong đất
quá cao hoặc thấp.
Chỉ cần nuôi 10 m2 trùn quế thì lượng phân trùn thải ra đủ cung cấp cho 300 m 2
chuyên canh sản xuất rau sạch. Nếu nuôi cả 1 ha trùn thì lượng phân thải ra cũng
không phải là nhỏ (600 tấn/năm).

1.3.2.6. Những tác dụng khác của trùn quế
- Trùn là một sinh vật chỉ thị về môi trường thổ nhưỡng, có thể đánh giá được mức độ
ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất độc hại của môi trường vùng đất mà trùn sống.
- Trùn là một trong những loại mồi câu cá, bẫy chim.
- Trùn còn được sử dụng làm học cụ trong nhà trường, có thể tiến hành vào bất cứ
thời điểm nào, vừa rẻ tiền, thao tác dễ dàng, mà việc thu nhập bảo quản an toàn cho
thầy giáo và học sinh.
1.3.2.7. Ý nghĩa kinh tế - xã hội

12


Nuôi trùn là một nghề dễ thực hiện, vốn đầu tư nuôi ít, chi phí đầu tư không lớn,
thức ăn để nuôi trùn chủ yếu sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có như rác hữu cơ (rau,
củ, hoa quả, vỏ trái cây loại bỏ, rơm rạ, các loại bã đã ép dầu…), phân trâu, bò, dê,
lợn, gà… rất dồi dào và rẻ tiền. Nuôi trùn ít bị bệnh, ít rủi ro, tốn ít công chăm sóc, kỹ

thuật đơn giản, dễ làm, sớm có thu nhập. Nếu sản xuất hàng hóa để bán thì có lợi
nhuận đáng kể, mang lại giá trị cao.
Trùn sinh sản rất nhanh, nên chỉ cần đầu tư con giống một lần đầu tiên. Từ 1 kg
trùn giống, sau 60 ngày nuôi có thể thu được 2 đến 3 kg trùn. Mỗi hộ chỉ cần nuôi
khoảng 10m2 trùn quế; Vừa tạo được một số lượng trùn khá lớn để làm thức ăn cho gia
cầm, vừa có phân để trồng hoa màu, tiết kiệm được một số tiền không nhỏ...
Giúp cho nông dân tiếp cận với một vật nuôi mới, có triển vọng; Vừa cung cấp
nguồn protein tốt, góp phần giải quyết nguồn thức ăn giàu đạm, giảm giá thành - nâng
cao chất lượng sản phẩm; Vừa góp phần xử lý chất thải trong chăn nuôi. Làm trong
sạch và bảo vệ môi trường. Đồng thời sản xuất ra một khối lượng lớn phân hữu cơ tốt
nhất cho cây trồng, nhằm tạo ra sản phẩm sạch, an toàn và tươi ngon phục vụ cho đời
sống con người.
Phổ biến cho nông dân một nghành nghề mới, nâng cao ý thức của họ về bảo vệ
môi trường, góp phần tăng thu nhập cho người lao động
1.4. Các nghiên cứu ứng dụng trùn quế trong xử lí rác thải hữu cơ
1.4.1. Nước ngoài
Các loại phân bón hóa học được sản xuất từ "các nguồn nguyên liệu không tái
tạo" của trái đất. Nông dân rất cần một giải pháp bền vững, vừa tiết kiệm và hiệu quả
trong khi vẫn duy trì sự ổn định và độ phì của đất. Một khái niệm mới là "sinh thái
nông nghiệp", đó có nghĩa là "canh tác hữu cơ" đã được tập trung chủ yếu vào sản xuất
thực phẩm không hóa chất. Sinh thái nông nghiệp nhấn mạnh việc bảo vệ môi trường
trong sản xuất nông nghiệp đồng thời vẫn đảm bảo cho sự phát triển kinh tế. Liên Hợp
Quốc cũng đã xác nhận điều đó. Vermiculture cung cấp câu trả lời tốt nhất cho sinh
thái nông nghiệp, đó là đồng nghĩa với "nông nghiệp bền vững" [12].
Vai trò của trùn đất trong chu trình dinh dưỡng đất thuộc lĩnh vực nông nghiệp
đã thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới chỉ trong vài thập kỷ trở
lại.

13

Quản lý chất thải được coi là một phần không thể thiếu của một xã hội bền vững,
do đó đòi hỏi phải chuyển hướng của các phân đoạn phân hủy sinh học của chất thải từ
bãi rác công cộng vào quá trình quản lý thay thế như sản xuất phân trùn. Phân trùn từ
rác thải là một loại phân bón hữu cơ dinh dưỡng giàu mùn, NPK, vi chất dinh dưỡng,
vi sinh vật có lợi trong đất như vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân, kích thích hoocmon
tăng trưởng ở thực vật như giberelin và cytokinin. Cả phân trùn và chất lỏng thải ra từ
cơ thể của nó (vermiwash) được chứng minh giúp cho kích thích tăng trưởng và bảo vệ
cho cây trồng [12].
Trước tình hình đó một cuộc cách mạng đã và đang diễn ra trong các nghiên cứu
phân trùn nhằm biến chất thải hữu cơ mà trùn đất ăn tạo thành một loại "phân bón hữu
cơ" dinh dưỡng. Sử dụng chúng để sản xuất thực phẩm sạch an toàn, chi phí thấp, với
sản lượng và chất lượng không thua kém các loại hóa chất nông nghiệp. Sử dụng nhiều
hóa chất nông nghiệp kể từ khi "cách mạng xanh" của năm 1960 giúp tăng sản lượng
lương thực nhưng phải chịu chi phí môi trường và xã hội. Nó đã giết hại các sinh vật
có lợi trong đất và phá hủy khả năng sinh sản tự nhiên của chúng, suy giảm sức mạnh
của 'kháng sinh học trong cây trồng làm cho chúng dễ bị sâu bệnh và dịch bệnh. Thực
phẩm hóa học phát triển đã ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người [12].
"Phong trào nuôi trùn " đang diễn ra ở Ấn Độ với nhiều mục tiêu của quản lý
chất thải công cộng, phát triển kinh tế sản xuất cây trồng, thay thế các loại phân bón
hóa học tốn kém, nhằm thực hiện các chương trình xóa đói giảm nghèo ở các làng.
Vermicomposting cơ bản chỉ đơn giản có nghĩa là làm phân hữu cơ bằng trùn thông
qua tập tính của trùn. Quá trình Vermicomposting giúp cải thiện sự thoáng khí trong
đất và do đó thúc đẩy sự tồn tại và phát tán của vi khuẩn hữu ích trong đất nhằm làm
sạch đất từng ngày. Vermicomposts có thể được làm từ chất thải nhà bếp, chất thải
nông nghiệp, chất thải của thị trường, thậm chí từ chất thải hữu cơ trong thành phố.
Trùn đất có hiệu quả nhất trong xử lý chất thải hữu cơ và bổ sung các chất dinh dưỡng
cho thực vật vì nó duy trì cũng như cải thiện chất lượng đất [12].
Năm 2006, kỹ sư Lori Marsh đã nghiên cứu đề tài “Ủ phân hữu cơ từ rác thải nhà
bếp với trùn”. Kết quả cho thấy rất hiệu quả và ứng dụng tốt ngoài thực tế giúp giải

quyết một lượng lớn rác thải hữu cơ từ các nhà hàng, quán ăn,… Mà những thức ăn
này không được xử lý sẽ tạo ra mùi hôi khó chịu.Vì vậy sử dụng trùn để giải quyết vấn
đề trên là rất hữu ích [9].
14


Năm 2012, B.D.Punde và R.A.Ganorkar đã nghiên cứu đề tài “Vermicomposting
recycling waste into valuable organic fertilizer” Nghiên cứu cho thấy rằng chất lượng
phân hữu cơ vi sinh tạo ra tốt. Các đặc tính quan trọng như pH, N, P, K, tỷ lệ C / N
đáp ứng các tiêu chuẩn được đưa ra trong hướng dẫn về quản lý chất thải rắn trong
thành phố năm 2000 quá trình này sẽ làm giảm thiệt hại về môi trường. Ngoài ra
vermicompost là một đóng góp giá trị cho nông nghiệp bền vững và phát triển đất
hoang. Phân huỷ là một cách hiệu quả để quản lý chất thải hữu cơ. Nó thúc đẩy môi
trường bền vững bằng cách chuyển đổi phế phẩm hữu cơ thành một sản phẩm có giá
trị để cải thiện môi trường. Vermicomposting được khuyến khích nhằm giảm chi phí
đầu tư cho việc xử lí nguồn rác thải được tạo ra trong thành phố. Quá trình này sẽ làm
giảm thiệt hại về môi trường [10].
1.4.2. Trong nước
Phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ có bổ sung trùn đất cũng đã được rất nhiều nhà
nghiên cứu trong nước tiến hành nghiên cứu và đã đạt nhiều kết quả khác nhau, có ứng
dụng rộng rãi trong nông nghiệp mang lại hiệu quả cao.
Năm 2005, PGS.TS Đào Châu Thu, GS.TS Mario Gregori cùng các cộng sự đã
thực hiện đề tài: “Sản xuất phân hữu cơ từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông
nghiệp để dùng làm phân bón cho rau sạch vùng ngoại vi thành phố ”. Sản xuất chế
phẩm vi sinh vật để xử lý rác thải hữu cơ và phế phẩm nông nghiệp thành phân hữu cơ
sinh học. Nghiên cứu và thử nghiệm quy trình xử lý rác thải sinh hoạt hữu cơ đã được
phân loại theo công nghệ vi sinh bán hiếu khí.Phân tích, đánh giá chất lượng phân hữu
cơ sinh học sau khi ủ rác thải và phế thải nông nghiệp [4].
Năm 2010, Hồ Hồng Quyên và cộng sự đã nghiên cứu quá trình sản xuất phân
hữu cơ từ rác thải với sự tham gia của trùn quế tại địa bàn thành phố Đà Nẵng. Kết quả

cho thấy sản phẩm phân sản xuất từ trùn quế rất thích hợp cho các loại cây cảnh, cây
ngắn ngày [3].
Năm 2013, Th.S Vũ Hải Yến nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sản xuất phân hữu
cơ vi sinh từ bã khoai mì phục vụ cho nông nghiệp sinh thái” nhằm góp phần giải
quyết vấn đề ô nhiễm môi trường của cây khoai mì và tạo ra sản phẩm có giá trị cho
nông nghiệp. Sau 60 ngày nghiên cứu với nguyên liệu đầu vào là bã khoai mì và xơ
dừa kết hợp thêm một số chủng vi sinh vật đã tạo ra sản phẩm hữu cơ có tỷ lệ N:P:K =
2,82% : 5,86% : 4,91%. Đó là loại phân hữu cơ rất tốt cho cây trồng.Kết quả của
15


nghiên cứu này là tạo ra phân compost không chứa mần bệnh, không lôi kéo côn trùng,
có thể lưu trữ an toàn và có lợi cho sự phát của cây trồng [8].

16


CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Phạm vi nghiên cứu
 Không gian: Nhà của thành viên trong nhóm.
 Thời gian: từ tháng 10/2014 đến 03/2015

2.2. Vật liệu nghiên cứu
- Giống trùn quế (Perionyx excavatus, chi Pheretima, họ Megascocidae)
- Đất nền ( phụ lục hình ảnh – Hình 2.1 Chuẩn bị đất nền)
- Vật liệu dùng để chứa trùn nuôi: Thùng xốp (kích thước 18,5x27,5x20cm)
(phục lục hình ảnh - Hình 2.2 Thùng rác nuôi trùn)
- Thiết bị dùng trong các thí nghiệm xác định các thông số: Máy đo pH, nhiệt kế,
lò nướng, cân phân tích.( phụ lục hình ảnh - Hình 2.3 Lò nung, Hình 2.4 Cân phân

tích, Hình 2.5 Nhiệt kế, Hình 2.6 Máy đo pH )
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu

Hình 2.1. Quy trình thí nghiệm

17


2.3.2. Thuyết minh quy trình
2.3.2.1. Phân loại, xử lí sơ bộ rác thải
Nguồn rác: Lấy nguồn rác hữu cơ từ chợ Phú Hòa, chủ yếu là các loại rau, củ,
quả, phụ phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên, không lấy rác có tính độc, cay, tinh dầu vì
những loại này sẽ thay đổi pH trong đất ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của trùn.
2.3.2.2. Chọn giống trùn
Giống trùn quế được mua ở Đặng Gia Trang
Địa chỉ: 156/1/12/5 Cộng Hòa, P.12, Q. Tân Bình.Tp. Hồ Chí Minh

Hình 2.2: Giống trùn quế

18


2.3.2.3. Phối trộn
- Đất nền nuôi trùn là đất tại nơi tiến hành nghiên cứu
- Tỉ lệ thức ăn: Rác được phân loại, cắt nhỏ với kích thước 2 - 3 cm

Hình 2.3: Xử lí rác sơ bộ
- Bổ sung trùn: Trùn quế sau khi chọn lựa sẽ được bổ sung vào thùng xốp có chứa lớp
đất nền và sinh khối ban đầu (4kg) với độ pH trung tính lấy tại nơi đặt thí nghiệm là tại

nhà thành viên nhóm được sàn với mắt sàn 0,4mm theo tỉ lệ 4kg : 50g trùn quế/thùng
xốp.
Đáy thùng xốp đục lỗ và được lót bông gòn, để ngoài vườn nơi có bóng cây,
thoáng mát.
19


Sau 2 ngày tính từ lúc nuôi, cứ 2 ngày/lần cho vào mỗi thùng xốp lượng rác hữu
cơ với tỉ lệ như sau:
Khối lượng rác M1 ( kg )
Số ngày

M2 ( kg )

M3 ( kg )

2 ngày

0.2

0.3

0.1

20


Hình a: Tỉ lệ 0,1 kg

Hình b: Tỉ lệ 0,2 kg

Hình c: Tỉ lệ 0,3 kg
Hình 2.4: Tỉ lệ rác hữu cơ cho trùn ăn
- Tưới nước 2 lần/ngày vào buổi sáng và buổi chiều
- Thời gian khảo sát: 4 tuần
2.3.2.4. Khảo sát các chỉ tiêu phân trùn.






Nhiệt độ: Đo nhiệt độ 2 lần/ngày vào lúc 6h và 13h.
pH đo 1 tuần 1 lần
Độ ẩm đo 1 tuần 1 lần
Nitơ tổng: xác định hàm lượng nitơ tổng có trong phân sau 4 tuần
Cacbon tổng: xác định hàm lượng cacbon hữu cơ có trong phân sau 4 tuần
21


 Tỉ lệ C/N: Từ kết quả phân tích nito tổng và cacbon hữu cơ sẽ tính tỉ lệ C/N của

phân trùn và so sánh với chỉ tiêu phân vi sinh hữu cơ.
2.3.2.5. Khảo sát trên cây mồng tơi.
Nhận thấy đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây mồng tơi thích hợp với
điều kiện khí hậu ở Bình Dương và phù hợp với thời gian nghiên cứu của đề tài. Vì
vậy, nhóm chọn cây rau mồng tơi để khả sát hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh có sự
tham gia của trùn quế. Thí nghiệm được bố trí như sau:
Rau mồng tơi được trồng vào các chậu đất nhỏ với sự bổ sung phân như sau:
(1): Phân trùn quế (bên dưới đáy thùng xốp được lót một lớp đất, phân trùn quế

được rải lên trên khoảng 5cm.
(2): Phân lân (bổ sung phân lân bón xong rồi xới đất hoặc bón theo luống)
Bón phân hữu cơ khoáng vedagro dạng viên cho 1.000 m2 như sau: Mồng tơi
trồng mới bón lót trước khi trồng 50 kg phân hữu cơ khoáng Vedagro + 50 kg phân lân
(theo ThS Lê Thị Nghiêm) [17]. Vây với diện tích thùng xốp là 18,5x27,5cm ta bón
khoảng 3g phân lân.
(3): Đối chứng (không bổ sung phân)
Với các chỉ tiêu khảo sát:
-

Đo đường kính cổ rễ
Đo chiều cao cây
Đếm số lượng lá
Đo chiều dài của lá
Các chỉ tiêu được đo vào các ngày 28 của quá trình khảo sát.

2.3.3. Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu trong phân
2.3.4.1. Phương pháp xác định nhiệt độ phân
Sử dụng nhiệt kế rượu
2.3.4.2. Phương pháp xác định pH trong phân [13]
o

Cân 10g đất mịn khô không khí cho vào trong bình nhựa dung tích 100ml

miệng rộng
o Thêm 50 ml H20 cất( hoặc KCL nếu đo pH KCl)
o Lắc bằng tay cho phân tán đất và tiếp tục lắc bằng máy 30 phút ( vận tốc
maximun) sau đó để yên trong khoảng 2 giờ(không quá 3 giờ).
o Lắc xoáy lại 2-3 lần bằng tay cho phân tán huyền phù.
22

o

Đo pH bằng pH mét điện cực thủy tinh. Vị trí bầu điện cực ở vị trí trung tâm
và trung điểm độ sâu của dung dịch trong huyền phù.

Đọc kết quả đo sao khi kim chỉ ổn định 30 giây (mẫu được đo 2 lần lặp lại).
2.3.4.3. Phương pháp xác định nitơ tổng trong phân [6]
Xác định nito tổng số theo TCVN 8557 – 2010.
Bước 1: Lắp đặt, kiểm tra thiết bị chưng cất Kjeldhal
+ Tùy theo thực tế của mỗi thiết bị mà cách lắp đặt có thể khác nhau, nhưng
phải tuyệt đối kín trong suốt quá trình hoạt động, có khả năng điều chỉnh được tốc độ
chưng cất và tốc độ ngưng.
+ Trước khi chưng cất mẫu phải kiểm tra thiết bị Kjeldhal bằng cách chưng cất
14ml dung dịch tiêu chuẩn amoni 0.05 mgN/ml với kiềm. Chuẩn độ lượng nitơ trong
bình hứng hết 5ml 0.1 ml dung dịch tiêu chuẩn 0.01N HCl là đạt yêu cầu, nếu ít hơn
là do thiết bị cất bị hở, nếu lớn hơn có thể là do bị bắn kiềm từ bình cất hoặc do thiết bị
không sạch, cần khắc phục.
Bước 2: Phân hủy mẫu
Phân hủy với hai nhóm mẫu khác nhau
+ Sử dụng H2SO4 để phân hủy mẫu nhóm một:
 Cân 2g ± 0.001g mẫu đã được chuẩn bị cho vào bình phân hủy (không để
dính mẫu ở cổ và thành bình).
 Thêm 10ml nước.
 Thêm 10 ml H2SO4 đậm đặc d = 1.84.
 Chuẩn bị đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, tiến hành đồng nhất
điều kiện như mẫu thử.
 Đun nóng từ từ trên bếp cho đến khi hết sủi bọt (có thể cho thêm một chút
parafin để giảm bớt bọt, tránh trào).

 Tăng dần nhiệt đô tới 2000C đun sôi nhẹ đến khi khói trắng bay lên (khoảng
60 phút). Tiếp tục đun thêm 30 phút, không để khô.
 Để nguội, thêm từ từ 50 ml nước đun sôi 10 phút.
 Chuyển dung dịch trong bình phân hủy sang bình định mức dung dịch A để
xác định Nitơ tổng số.
+ Sử dụng H2SO4 và xúc tác để phân hủy nhóm hai:

23


 Cân 2g ± 0.001g mẫu đã được chuẩn bị cho vào bình phân hủy (không để
dính mẫu ở cổ và thành bình).
 Thêm 1g hỗn hợp xúc tác K2SO4 và Se, thêm 25ml H2SO4 đặc.
 Chuẩn bị đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, tiến hành đồng nhất
điều kiện như mẫu thử trên bếp cho đến khi hết sủi bọt (có thể cho thêm một
chút parafin để giảm bớt bọt, tránh tràn).
 Tăng dần nhiệt độ lên 2000C khoảng 120 phút, có khói trắng bay lên.
 Tiếp tục tăng dần nhiệt độ lên 350 0C trong khoảng 60 phút đến khi dung dịch
mẫu trắng trong là được, không để khổ.
 Để nguội, thêm từ từ 50 ml nước cất, đun sôi 10 phút.
 Chuyển sang bình định mức dung tích 200 ml, thêm nước cất vạch định mức,
lắc đều, lọc hoặc để lắng trong. Gọi đây là dung dịch A để xác định nitơ tổng số
Bước 3 : Chưng cất Amoni (NH3):
+ Bình hứng dung tích 250ml.
Lấy vào bình hứng một lượng dung dịch axit boric đã có hỗn hợp chỉ thị màu,
lượng axit boric lấy phụ thuộc lượng nitơ trong bình cất (phải đảm bảo 1 mg nitơ ít
nhất 0.5 ml dung dịch axit boric bão hòa).
Đặt bình hứng dưới ống sinh hàn (nhúng đuôi ống sinh hàn vào dung dịch axit
boric khoảng 2 mm).
Lựa chọn lượng axit boric và nồng độ axit tiêu chuẩn thích hợp phù hợp với

lượng nitơ có trong bình cất theo bảng 1.
Dự kiến lượng nitơ có
Lượng axit boric tối thiểu,
Nồng độ HCl tiêu
trong bình cất
ml
chuẩn, N
Dưới 30 mg N
15
0,1 hoặc 0.2
Từ 30 mg N
25
0,2 hoặc 0,5
Từ 50 mg đến 100mg N
50
0,2 hoặc 0,5
Từ 100 mg đến 200 mg N
100
0,5
+ Bình cất dung tích 250 ml (nếu đun trực tiếp sử dụng bình cầu dung tích 1000
ml).
Chuyển vào bình cất một lượng dung dịch A sau phân hủy có chứa khoảng 30
mg N đến 200 mg N tráng phểu và dụng cụ đong bằng nước cất, dồn vào bình cất.
Cho hệ thống làm lạnh hoạt động.

24


Cho 50 ml dung dịch NaOH 40% qua phễu nhỏ rọt vào bình cất, giữ lại 1 ml
trên phẫu sau đó dùng khoảng 50 ml nước cất tráng phễu, và chuyển nước tráng vào

bình cất giữ lại trên phễu 1ml, khóa phễu và cho nước cất ½ phểu.
+ Tiến hành cất amoni, điều chỉnh tốc độ sôi và tốc độ ngưng lạnh để nhiệt độ
nước sau khi ngưng khoảng 350C.
+ Kết thúc quá trình khi hết amoni (khi dung dịch ngưng khoảng 150ml với
lượng nitơ trong bình cất có dưới 100mg N và 200ml với lượng nitơ trong bình cất có
nhiều hơn 100 mg N). Thử bằng thuốc thử Nessler.
+ Hạ thấp bình hứng, tỉa rửa đuôi ống sinh hàn vào bình hứng, để nguội.
Bước 4: Chuẩn độ:
+ Chuẩn độ amonitetaborat bằng axit tiêu chuẩn HCl hoặc H 2SO4, lắc liên tục
cho đến khi chuyển màu đột ngột.
+ Nếu chỉ thị là hỗn hợp bromocresol xanh- metyl đỏ thì màu của dung dịch
chuyển từ xanh sang tía nhạt. Nếu chỉ thị hỗn hợp metyl xanh – metyl đỏ thì màu của
dung dịch chuyển từ xanh lục sang tím đỏ.
Chú ý: quá trình phân huỷ mẫu phải theo dõi thường xuyên, đặc biệt ở giai đoạn
đầu, không để trào bắn mẫu ra ngoài, không để khô mẫu (luôn luôn dư axit ít nhất 2ml,
nếu thiếu phải cho them axit).
Bước 5: Tính kết quả :
+ Hàm lượng nitơ % N theo phần trăm khối lượng được tính theo công thức :

Trong đó :
a: Thể tích dung dịch axit tiêu chuẩn tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ mẫu thử
tính bằng mililit (ml);
b: Thể tích dung dịch axit tiêu chuẩn tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ mẫu
trắng tính bằng mililit (ml);
N : nồng độ đương lượng axit tiêu chuẩn (N);
0,01401 : mili đương lượng tính bằng g của nitơ (g);
m: khối lượng mẫu tương ứng với thể tích dịch trích chưng cất tính bằng gam
(g).

25