Nghiên cứu,ứng dụng chế phẩm vi sinh xử lý phế thải ngô xã Hùng An – huyện Bắc Quang - tỉnh Hà Giang

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

“Nghiên cứu,ứng dụng chế phẩm vi sinh xử lý phế thải
cây ngô tại xã Hùng An – huyện Bắc Quang - tỉnh Hà
Giang”

Người thực hiện

: Lê Thị Huyền

Lớp
Khóa
Ngành
Người hướng dẫn

: MTA
: 57
: Khoa học Môi trường
: TS. Nguyễn Thế Bình

HÀ NỘI, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi. Các s ố li ệu, k ết qu ả
nghiên cứu đưa ra trong luận văn này là chung thực ch ưa được sử dụng và
công bố trong các khóa luận, luận văn, luận án và công trình khoa h ọc nào

trước đây.
Tôi xin cam đoan các thông tin trích d ẫn đ ược s ử d ụng trong lu ận văn
đều được ghi rõ nguồn gốc, đảm bảo trích dẫn theo đúng quy đ ịnh.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nghiệm về những lời cam đoan này!

Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Lê Th ị Huy ền

2

2


3

3


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận này ngoài nỗ lực của bản thân tôi đã nh ận
được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của tập thể cá nhân trong và ngoài
Học Viện.
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo trong khoa môi
trường – Học viện nông nghiệp Việt Nam, các thầy cô trong bộ môn vi sinh
vật đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận t ốt nghiệp.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguy ễn Thế
Bình, người đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian th ực hiện đề tài.
Khóa luận này đã không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đ ỡ, h ợp

tác của người dân xã Hùng An – huyện Bắc Quang – tỉnh Hà Giang. Tôi xin
tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các cán bộ, nhân viên c ủa UBNN xã Hùng
An đã ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình cho tôi thực hiện đề tài này.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã khích lệ động
viên tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2015
Sinh viên

Lê Th ị Huy ền

4

4


MỤC LỤC

5

5


DANH MỤC VIẾT TẮT

CYMMYT

: Trung tâm cải tạo giống ngô và lúa mỳ quốc tế

CT

: Công thức

CTR

: Chất thải rắn

CTRSH

: Chất thải rắn sinh hoạt

ĐC

: Đối chứng

HCVS : Hữu cơ vi sinh
KHCN: Khoa học công nghệ
MT

: Môi trường

TCN

: Trước công nguyên

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

6

TNHH

: Trách nghiệm hữu hạn

VSV

: Vi sinh vật

6


DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

7

7


PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Cây ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây lương th ực quan trọng nh ất trên
toàn thế giới. Với những đặc điểm nông sinh học quý nh ư: Tính thích ứng
rộng, chống chịu tốt với điều kiện bất thuận và sâu bệnh h ại, tiềm năng
năng suất cao cây ngô đã nhanh chóng được gieo trồng rộng rãi, ph ố bi ến
trên các vùng lãnh thổ.
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng th ứ hai sau cây lúa và là
cây màu quan trọng nhất, được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa
dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Cây ngô không ch ỉ cung

cấp lương thực cho người, vật nuôi mà còn là cây tr ồng xóa đói gi ảm nghèo
tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Sản xuất ngô của c ả n ước qua
các năm không ngừng tăng về diện tích, năng suất và sản lượng: năm 2001
tổng diện tích ngô là 729.500 ha, đến năm 2005 đã tăng trên 1 tri ệu ha,
năm 2012 là 1118,2 nghìn ha; năng suất 42,95 tạ/ha; sản l ượng trên 4,8
triệu tấn, năm 2014 là 1200 nghìn ha; năng suất đạt 47,0 tạ/ha; s ản l ượng
đạt 5,6 triệu tấn (FAOSTAT, 2015).
Vớingười dân vùng Trung du và miền núi phía Bắc ngô là cây l ương
thực không thể thiếu trong sản xuất và chăn nuôi. Xã Hùng An, huy ện B ắc
Quang – Hà Giang là một xã với 53% người dân sông bằng ngh ề nông, lâm
nghiệp.Với địa hình lòng chảo, tương đối bằng phẳng cùng v ới khí h ậu
nóng ẩm mưa nhiều thuận lợi cho phát triển cây nông nghiệp trong đó
ngô là cây chiếm tương đối lớn. Với tốc độ phát triển của nông nghi ệp
cùng với ngành khoa học kỹ thuật diện tích và sản l ượng ngô ngày càng
tăng đáp cho nhu cầu sử dụng của con người. Nh ưng cùng v ới đó là nh ững
phế phẩm của cây ngô sau khi thu hoạch như thân, lá hay lõi ngô ngày càng
8


tăng. Trước đây những phụ phẩm này thường được sử d ụng làm th ức ăn
cho gia súc và là nguồn nhiên liệu phục vụ chủ yếu trong đ ời s ống con
người. Nhưng những năm gần đây do đẩy mạnh cơ gi ới hóa khâu làm đ ất,
số lượng trâu bò cũng giảm nên việc sử dụng cây ngô làm th ức ăn cho trâu
bò cũng giảm theo. Mặt khác, việc sử dụng cây ngô làm chất đốt của người
dân cũng dần thay thế bằng ga và điện, củi. Do vậy một lượng l ớn thân, lá
ngô dư thừa sau thu hoạch được người dân đốt ngay trên ruộng hoặc th ả
xuống mương, sông suối gây tắc nghẽn dòng nước và ảnh h ưởng t ới các
vật nuôi thủy sản, còn gây ra ô nhiễm môi trường.
Hiện nayviệc ứng dụng chế phẩm vi sinh sinh để xử lýphế th ải cây ngô
thành phân hữu cơ và bón trả lại cho đất là một hướng phát triển nông

nghiệp bền vững.
Xuất phát từ thực tế trên, nhằm góp phần hạn chế tiêu cực ảnh h ưởng t ới
môi trường, đồng thời cung cấp thêm nguồn phân h ữu c ơ cho cây tr ồng, tôi
đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu, ứng dụng chế phẩm vi sinh
xử lý phế thải cây ngô tại xã Hùng An – huyện Bắc Quang - t ỉnh Hà
Giang”.
2. Mục tiêu nhiên cứu của đề tài
-

Xác định số lượngphế thải cây ngô trên địa bàn xã
Đánh giá hiệu quả của một số chế phẩm vi sinh trong xử phế thải cây ngô.
Tận dụng nguồn phế thải cây ngô trên đồng ruộng để xử lý và tái ch ế
thành phân bón hữu cơ
3. Yêu cầu nghiên cứu

-

Sử dụng phiếu điều tra để điều tra lượng phế thải cây ngô tại xã Hùng An
Sản xuất chế phẩm vi sinh vật theo quy trình của đề tài B2004 – 32- 66
Chỉ ra những thuận lợi và khó khăn trong quá trình xử lý ph ế th ải cây ngô
trên địa bàn xã Hùng An.

9


PHẦN 2
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
2.1. Tổng quan về cây ngô
2.1.1 Lịch sử về nguồn gốc và sự lan truyền của cây ngô
Với những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng Vavilovđã chứng minh

miền Trung Nam Mehico là trung tâm phát sinh thứ nhất và vùng núi Andet
thuộc Peru là Trung tâm phát sinh thứ hai củacâyngô (Vavilov, 1926) .
Nhận định này của ông đã được nhiều nhà khoa học chia sẻ (Galinat, 1977;
Kato, 1988) . Đặc biệt Harsberger (1893) đã kết luận ngô bắt nguồn từ một cây
hoang dại từ miền trung Mehico trên độ cao 1500 m củavùng bán hạn có
lượng mưa mùa hè khoảng 350 mm (Wilkes, 1988) . Vào năm 1948 người ta
đã tìm thấy hoá thạch của phấn ngô được khai quật ở Bellar ArterMehicô,điềunàyđãkhẳngđịnhnhữngnhậnđịnhcủaVavilovlàđúngđắn.
Từ đây, bằng nhiều con đường ngô đã lan truyền ra hầu hết các nước
thuộc châu Mỹ, lên phía bắc, sang phía tây của Hoa Kỳ và vượt đại dương đến
các đảo thuộc vịnh Caribe. Dưới sự tác động mạnh mẽ của con người trong công
tác cải tạo giống, cây ngô đã nhanh chóng thích nghi với nhiều vùng sinh thái
khác nhauvà đã hình thành một vùng “vành đai ngô’’ nổi tiếng của Mỹ với các
giống ngô lai đầutiên.
Từ Peru cây ngô lan truyền xuống phía Nam Chile, đến Ecuador,Columbia và
nhiều vùng thuộc đất nước Brazin. Cây ngô được đưa vào Châu Âu từ sau
chuyến thám hiểm của Colombus năm 1493. Ở đây người ta đã nhanh chóng
nhận ra giá trị lương thực của nónên cây ngô đã được trồng rộng rãi và nhanh
chóng lan truyền ra các nước trong Châu lục. Vào khoảng năm 1521 cây ngô
được đưa vào trồng ở Ấn Độ, Indonesia và năm 1575 ngô được nhập vào
TrungQuốc. Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, cây ngô được đưa vào Việt Nam
cuối thế kỷ 17 (thời Khang Hy) do ông Trần Thế Vinh đi sứ Trung Quốc về và
10


được trồng đầu tiên ở Sơn Tây và gọi là “ngô”. Ông cũng trích dẫn Lý Thời Trân
gọi cây trồng này là “Ngọc thử”. Nhờ những đặc điểm quý, cây ngô sớm được
người Việt Nam chấp nhận và mở rộng sản xuất, coi như là một trong các cây
lương thực chính chỉ sau cây lúa nước về mặt diện tích nhưng lại là cây màu số
một cho năng suất và giá trị kinh tế cao nhất. Cây ngô có khả năng thích ứng
rộng, có thể trồng được nhiều vụ trong năm và trồng được hầu hết các vùng sinh

thái khác nhau trong nước, đặc biệt là vùng đất cao không có khả năng tưới nước.
( Nguyễn Thị Phương Hạnh, 2009).
Đối với vùng núi Phía Bắc và Tây Nguyên ngô là cây lương thực chính của
đồng bào các dân tộc. Trải qua các giai đoạn phát triển, cây ngô ở Việt Nam ngày
càngđược hoàn thiện và tăng mạnh về diện tích cũng như năng suất. Việc mở rộng
diện tíchtrồngngô,cùngvớisửdụngnhữnggiốngchonăngsuấtcaođã gópphầntolớn
trong giải quyết nhu cầu lượng thực, thực phẩm, làm thức ăn gia súc và sử dụng
trong các ngành công nghiệp.
2.1.2 Vai trò của cây ngô
Ngô là cây lương thực nuôi sống gần 1/3 dân số trên thế giới, tất cả
các nước nói chung đều sử dụng ngô làm cây lương th ực ở m ức đ ộ khác
nhau, toàn thế giới sử dụng 17%, các nước sử dụng ngô làm l ương th ực
chính như: Mozambique (93% sản lượng), Kenya (91% sản lượng), Congo
(86%), Ethiophia (86%), Angola ( 84%), Indonesia (79%), Ấn Đ ộ (77%).
Không chỉ cung cấp lương thực cho con người ngô còn là nguồn th ức ăn
quan trọng trong chăn nuôi, 66% sản lượng ngô trên thế giới làm th ức ăn
cho chăn nuôi (Ngô Thế Tiến Dũng, 2012).
Hầu như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ ngô, điều đó ph ổ
biến trên toàn thế giới. Ngoài việc cung cấp thức ăn tinh, cây ngô còn là
thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biệt là bò s ữa. Ở Liên
Xô cũ hàng năm trồng tới 20 triệu ha ngô, trong đó chỉ có 3 tri ệu ha ngô là
lấy hạt, còn lại dùng làm thức ăn ủ chua. Ngoài việc ngô còn là nguyên liệu
11


chính cho các nhà máy thức ăn chăn nuôi tổng hợp, ngô còn là nguyên liệu
cho các nhà máy sản xuất cồn, rượu, tinh bột, dầu, glucoza và bánh k ẹo.....
Người ta đã sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng khác nhau trong ngay công
nghiệp tực phẩm, công nghiệp dược và công nghiệp nhẹ. Ví dụ n ước Mỹ
hàng năm sử dụng 18% tổng sản lượng ngô để sản xuất tinh bột, 37% s ản

xuất cồn và 5,8% sản xuất bánh kẹo ( Ngô Thế Tiến Dũng, 2012).
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, ngô tr ở
thành một nguyên liệu quan trọng để chế biến Ethanol một nguyên liệu
sinh học thay thế các nguyên liệu tự nhiên như: Dầu mỏ, than đá đang dần
cạn kiệt. Sử dụng Ethanol làm giảm ô nhiễm môi trường vì l ượng khí th ải
thấp hơn xe chạy xăng gần một nửa.
Ngô cũng là hàng hóa xuất khẩu, hàng năm ngô xuất khẩu khoảng 70
triệu tấn. Các nước xuất khẩu chính là Mỹ, Pháp, Trung Quốc, Thái Lan. Các
nước nhập khẩu chính là Hàn Quốc, Nhật Bản, Liên Xô cũ, Mexico và châu
Phi.......(Hồ Cao Hà, 2014)
2.1.3 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới
Ngô là loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, đứng th ứ ba sau lúa mỳ
và lúa gạo. Cây ngô là cây thích ứng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, do
vậy cây ngô được trồng hầu hết ở các nước trên thế giới.
Trong những năm gần đây dưới sự hỗ trợ của CIMMYT( Trung tâm
cải thiện giống ngô và lúa mỳ Quốc tế), chương trình phát tri ển của vùng
và chương trình phát triển giống ngô của mỗi quốc gia cùng v ới trình đ ộ
khoa học kỹ thuật trong sản xuất mà cây ngô không ng ừng phát tri ển v ề
diện tích, năng suất và sản lượng. Cùngvới dự án của CIMMYT đến năm
2020 nhu câu về ngô và lúa mỳ sẽ tăng nhanh h ơn so v ới nhu c ầu v ề lúa
nước ở các nước đang phát triển, do đó nhu cầu về lúa mỳ sẽ tăng kho ảng
1,58%/năm, nhu cầu về ngô sẽ tăng khoảng 2,35%/năm (CIMMYT, IITA,
2010)
12


Diện tích, sản lượng và năng suất ngô trên thế giới có xu h ướng tăng
qua các năm từ niên vụ 2001-02 đến niên vụ 2013-14. Di ện tích t ừ 173,3
triệu ha trong niên vụ 2001-02 tăng lên 177,4 triệu ha trong niên v ụ 201314, tăng 29% trong vòng 13 niên vụ. Năng suất cũng tăng 26% trong giai
đoạn 2001-13. Sản lượng ngô thế giới tăng 63%, bình quân 4,2%/năm.

Trong đó, sản lượng tăng do tăng diện tích là 2,2%/năm và do tăng năng
suất là 2% (Hình 2.1).
1000
900

6.000

Diên tích (triệu ha)

5.000

800

4.000

600
500

3.000

400

Tấn/ha

Triệu ha, triệu tấn

700

2.000

300
200

1.000

100
0

.000

Niên vụ

Hình2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng ngô trên thế gi ới
qua các niên vụ 2001-13.
Nguồn: AGROINFO, 2014.

Hoa Kỳ là nước dẫn đầu về sản lượng ngô, đạt trên 353 triệu tấn trong
niên vụ 2013-14, kế đến là Trung Quốc đạt trên 217 triệu tấn. Đ ứng hàng
thứ ba là Brazil với sản lượng 80,5 triệu tấn, khối EU-27 đ ứng th ứ t ư v ới
sản lượng gần 65 triệu tấn. Các quốc gia như Ukraine, Ấn Độ, Argentina,
Mexico có sản lượng từ 22-30 triệu tấn trong niên v ụ 2013-2014. T ổng
13


sản lượng ngô của các nước này chiếm 83% sản lượng ngô th ế gi ới (Hình
Nigeria
Philippines
Ethiopia
Serbia
Các nước …

Argentina
Mexico
Nam phi
Canada
Nga
Indonesia

Trung Quốc
Brazil
EU-27
Ukraine
Ấn độ

Mỹ

2.2).

ĐV: 1.000 tấn
400,000
300,000
200,000

100,000

Hình 2.2. Sản lượng ngô của một số quốc gia trên thế giới,
niên vụ 2013-2014.
Nguồn: AGROINFO, 2014.
2.1.4Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam
Việt nam là một trong những nước có tốc độ tăng tr ưởng sản xuất ngô

nhanh nhất trong khu vực Đông Nam Á. Từ năm 2005, năng suất và s ản
lượng ngô của Việt Nam đã có những bước nhảy vọt.
Bảng 2.1: Tình hình sảnxuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2012
Năm
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011

Diện tích
(1000 ha)
730,20
729,50
816,40
912,70
991.10
1052,60
1.031,80
1.069,10
1.140,20
1.089,20
1.125,70

1.121,30
14

Năng suất
(tấn/ ha)

Sản lượng
(1000 tấn)

2,75
2,96
3,08
3,44
3,46
3,60
3,70
39,3
4,01
4,11
4,31

2.005,90
2.511,20
3.136,30
3.430,90
3.787,10
3.819,20
4.303,20
4.573,10
4.371,70

4.625,70
4.835,60


2012
1.118,30
4,30
4.803,60
Tốc độ tăng trưởng
1,50
1,60
2,40
(%)/năm
Nguồn: Tổng cục thống kê 2000 – 2012
Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng của Vi ệt Nam
cao hơn nhiều lần so với thế giới, lợi nhuận của cây ngô cao h ơn h ẳn các
loại cây khác. Năm 2005 tổng diện tích ngô của c ả n ước là 1,052 tri ệu ha,
năng suất 36 tạ/ha và sản lượng đạt 3,757 triệu tấn. Năm 2010 di ện tích
ngô thay đổi không nhiều so với năm 2008 nh ưng theo h ướng duy trì ổn
định đạt 1,126,900 ha tăng 7% so với năm 2005, sản lượng lên t ới
4,606.800 tấn cao nhất từ trước tới nay. Năng suất từ 36,0 t ạ/ha lên 40,9
tạ/ha (tăng 13,6%) sau 5 năm. Năm 2012 diện tích ngô ở Việt Nam tăng 1,5
lần so với năm 2000; sản lương đạt 4803.600 tấn cao 2,4 l ần so v ới năm
2000.

Việt Nam là một trong những nước có tốc độ tăng trưởng sản xu ất

ngô khá nhanh trong khu vực Đông Nam Á.Tuy vậy sản xu ất ngô n ước ta
vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu, hàng năm nước ta phải nh ập khẩu l ượng
lớn ngô nguyên liệu chế biến cho thức ăn chăn nuôi.Khối lượng ngô nh ập

khẩu trong tháng 12/2014 đạt 549 nghìn tấn với giá trị đạt 145 triệu USD,
đưa khối lượng nhập khẩu mặt hàng này năm 2014 đạt 4,61 tri ệu t ấn, giá
trị nhập khẩu đạt gần 1,2 tỷ USD, tăng gấp 2,11 lần về lượng và 1,78 l ần v ề
giá trị so với năm 2013. Brazil, Ấn Độ và Achentina là các th ị tr ường nh ập
khẩu chính của mặt hàng này, chiếm lần lượt 55,3%; 14,8% và 8,4% t ổng
kim ngạch nhập khẩu mặt hàng này (Báo cáo của Bộ NNPTNT, 2014)
Nhà nước có nhiều cơ chế chính sách hỗ trợ giống đã khuy ến khích các
doanh nghiệp trong và ngoài nước cùng sản xuất, cung cấp gi ống, gi ới
thiệu giống mới vào sản xuất, chất lượng tốt vào sản xuất, nhi ều ti ến b ộ
khoa khọc về sảm xuất ngô đã được chuyển giao đến người nông dân. Tuy
nhiên việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất còn nhi ều
15


hạn chế. Đặc biệt là yếu tố địa hình, trên 70% ngô đ ược tr ồng trên đ ất có
địa hình cao, phụ thuộc vào nước trời, ít đầu tư thâm canh nên năng su ất
còn thấp so với tiềm năng của giống. Năm 2010 năng suất đạt 44,3 t ạ/ha,
sản lượng là 5,1 triệu tấn so với năng suất ngô thâm canh 70 – 80 t ạ/ha.
Bên cạnh đó các giống ngô có khả năng thích nghi v ới các đi ều ki ện th ời
tiết bất thuận như hạn hán và mưa lũ vẫn còn thiếu.
Để cây ngô Việt Nam phát triển một cách bền vững đ ảm bảo trên
80% nguyên liệu chế biến cho thức ăn chăn nuôi và mang lại hiệu quả kinh
tế cao cho người trong sản xuất, việc đánh giá đúng th ực tr ạng s ản xu ất
ngô, đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm mở rộng diên tích ngô là đi ều h ết
sức cần thiết trong giai đoạn này.
Lý do năng suất ngô của Việt Nam còn thấp so với năng suất bình quân
-

thế giới đã được nêu ra trong hội nghị trong nước và hội ngh ị quốc tế là:
Về khách quan:

+ Sản xuất ngô ở Việt nam trên 80% phụ thuộc vào nước trời, h ơn 60%
diện tích ngô được trồng trên đất dốc
+ Biến động lớn về độ phì nhiêu của đất trồng ngô của các vùng trên toàn
quốc
+ Thời tiết nhiệt đới gây quá nhiều biến động về nhiệt độ, m ưa và gió
bão,số giờ nắng
+ Trình độ canh tác và khả năng đầu tư thâm canh cây ngô của nông dân

-

gữa các vùng miền rất lớn và ở mức thấp
Vấn đề chủ quan:
+ Đối với giống
Chúng ta chưa có những đột phá giống mới năng suất cao, v ượt tr ội so
với một số giống ngô nước ngoài;
+ Vấn đề về kỹ thuật canh tác
Chưa có nhiều đầu tư vào nghiên cứu đến sự sinh trưởng và phát tri ển
của cây, nhất là ngô lai như: mật độ, liều lượng, NPK, ảnh h ưởng c ủa n ước
tưới, sử dụng thuốc trừ cỏ..v..v

16


2.2Tình hình quản lý và xử lýphế thải cây ngô trên th ế giới và ở Việt
Nam
2.2.1.Tình hình quản lý và xử lý phế thải cây ngô trên thế giới
Ngô là cây lương thực được gieo trồng nhiềucó giá trị dinh dưỡng cao
và phế thải cây ngô được ứng dụng trong nhiều ngành công nghi ệp nh ư:
sản xuất bột giấy từ thân cây ngô, sử dụng lõi ngô cho sản xuất năng l ượng
sinh học, sản xuất hydro phục vụ đời sống .

•

Làm nguyên liệu sản xuất ethanol
Thân cây ngô được coi là một nguyên liệu “thế hệ th ứ hai” dành cho

sản xuất nhiên liệu sinh học. Thân cây ngô sẽ được sử dụng để chuy ển đ ổi
vật liệu xenlulo trong thân thành nhiên liệu sinh học thay vì s ử d ụng tinh
bột ngô chuyển đổi thành ethanol thông thường.
Các nhà nghiên cứu Mỹ cho biết nếu công ngh ệ và sự hỗ tr ợ c ủa
chính phủ có hiệu quả về mặt kinh tế. Việc sử dụng thân cây ngô đ ể s ản
xuất nhiên liệu sinh học sẽ tăng lợi nhuận của việc trồng ngô so v ới các cây
trồng khác. Họ cũng dự đoán rằng thân cây ngô tại trang tr ại có giá 85,40
USD/tấn làm chonông dân nhận thức được lợi nhuận từ việc thu hoạch
thân cây ngô.
Ở Mỹ, ethanol từ ngô thật sự là một nhiên liệu thay thế hiệu quả cho
nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, sử dụng ngô không phải là không có
nhược điểm. Nhu cầu thủy lợi sử dụng nguồn nước để tr ồng ngô c ủa
người dân ngày càng cao, nguy cơ tiềm tàng tới nguồn n ước sinh hoạt và
sản xuất. Hơn nữa, nhiều nông dân đang chuy ển từ trồng cây l ương th ực
sang để trồng ngô phục vụ sản xuất ethanol. Chính điều này, đã tr ở thành
gánh nặng cho ngành nông nghiệp. Bởi lẽ, trồng trọt không đáp ứng đ ủ nhu
cầu lương thực, giá thành của các loại lương thực có th ể sẽ bị kéo lên cao
theo thị trường nhiên liệu. Ngoài Mỹ còn một số nước sử dụng thân cây
17


ngô để sản xuất ethanol đưa vào sử dụng trong đời sống như Braxil và m ột
số quốc gia ở Nam Mỹ.( Lê Hồng Vân, 2015)

•

Làm nguyên liệu sản xuất hydro
Không giống như các phương pháp sản xuất nhiên liệu hydro khác

dựa trên các loại đường chế biến cao, các nhà khoa học Mỹ đã sử dụng sinh
khối từ vỏ, lõi và thân cây ngô để tạo ra nhiên liệu hydro.
Năm 2014, Bộ Năng lượng Mỹ đã tài trợ hơn 1 tỷ USD để h ỗ tr ợ các
nhà khoa học và nông dân cùng nhau nghiên cứu và cung cấp nguyên li ệu
cho công trình phát triển nhiên liệu xanh t ừ cellulose, trong đó có vi ệc t ận
dụng từ những “phế phẩm” của cây ngô. Họ cho biết, nếu giải được bài
toán về vấn đề tạo ra nhiên liệu xanh từ cây ngô sẽ đồng nghĩa v ới vi ệc
tiết kiệm được cho nền kinh tế và đặc biệt giảm khí thải gây hiệu ứng nhà
kính hiện nay trên toàn cầu.(Trần Biên, 13/4/2015)
2.2.2. Tình hình quản lý xử lý phế thải cây ngô ở Việt Nam
Ngày nay, ngành nông nghiệp nước ta đã có rất nhiều giải pháp đ ể x ử
lý phế thải cây ngô sau thu hoạch như làm phân bón phục vụ cho sản xu ất
nông nghiệp nhằm nâng cao sản xuất, tiết kiệm chi phí cho đ ầu tư. Tuy
nhiên, ước tính đến 80% lượng phế thải này ch ưa đ ược x ử lý ho ặc x ử lý
bằng các biện pháp truyền thống của nông dân chưa mang lại hiệu quả
cao.
Việc sử dụng cây thân ngô để sản xuất ethanol hầu như rất ít đ ược
áp dụng ở nước ta. Cây ngô sau thu hoạch hiện nay một ph ần đ ược s ử
dụng làm thức ăn cho gia súc, làm bột giấy và phần còn lại được người
nông dân đốt là chủ yếu.
Sau đây là một số phương pháp xử lý phế thải cây ngô sau thu hoạch
ở Việt Nam:
18


•

Biện pháp đốt
Cây ngô sau khi thu hoạch sẽ được để lại trên đ ồng ruộng cho khô
hoặc chặt gom lại rồi phơi khô. Sau đó, người dân sẽ gom thành đ ống và
đốt.
Ưu điểm:
Làm nhanh nhất, đơn giản, giảm giá thành, không tốn kém công lao đ ộng.
Tiêu hủy mầm bệnh không phải tuân theo quy định nghiêm ngặt.
• Nhược điểm:
Mất chất dinh dưỡng cho đất
Gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng. Gây hiệu ứng nhà kính
Ảnh hường đến sức khỏe con người, gây các bệnh về đường hô h ấp
Gây hiện tượng khói mù làm cản trở tầm nhìn của người đi ều khi ển giao
•

-

•

-

thông (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2011)
Biện pháp làm thức ăn cho gia súc
Phương pháp này được coi là hiệu quả hơn hẳn so với ph ương pháp
đốt. Các phế thải này được sử dụng làm thức ăn cho trâu, bò, dê, cá.
• Ưu điểm:
Đem lại hiệu quả kinh tế, tiết kiệm được chi phí cho việc mua th ức ăn cho

-

gia súc.
Hạn chế gây ô nhiễm môi trường.
• Nhược điểm:
Làm hở vòng tuần hoàn vật chất, dinh dương được mang đi nh ưng ch ưa có

-

biện pháp thích hợp để bù trả lại chất hữu cơ.
Tốn lao động trong việc thu gom (Nguyễn Xuân Thành và cộng sư, 2011)

-

Hiện nay có hai phương pháp chủ yếu cho phế thải sau khi thu hoạch nh ư
sau:
Phương pháp 1: Sử dụng trực tiếp
Những phế thải sau khi thu hoạch được thu về và cho vật nuôi ăn tr ực
tiếp.
•

Ưu điểm:

Cung cấp thức ăn tươi cho vật nuôi

19


•

Nhược điểm:

Đối với phế hải cây ngô chỉ sử dụng được trong th ời gian ngắn lúc
cây còn tươi, lúc khô không còn được sử dụng.
Phương pháp 2: Ủ chua cho gia súc
Các phế thải khi còn tươi được thái nhỏ và được cung cấp thêm chất
dinh dưỡng sau đó đem ủ cùng với men vi sinh.
•

Ưu điểm:

Tăng hàm lượng chất dinh dưỡng trong thức ăn cho v ật nuôi, gi ảm
thiểu nguy cơ mắc bệnh cho vật nuôi.
•

Nhược điểm:

Tốn thời gian
•

Ủ phân
Phương pháp ủ đã có từ lâu đời và diễn ra ở nhiều n ơi trên th ế gi ới.
Từ rất lâu con người đã biết ủ lá cây, phân gia súc để bón cho cây tr ồng. Đã
có rất nhiều công trình nhiên cứu trong và ngoài n ước về v ấn đ ề ủ ch ất

-

thải thành phân bón và được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nơi.
• Ưu điểm:
Hạn chế được ô nhiễm môi trường
Trả lại hàm lượng chất hữu cơ cho đất
Đem lại hiệu quả kinh tế do tiết kiệm được tiền mua phân bón

Tiêu diệt mầm bệnh và làm sạch đồng ruộng
• Nhược điểm:
Mất thời gian ủ
Tốn công lao động
Hiện nay có hai phương pháp ủ chủ yếu cho phế thải đồng ruộng
như sau:
Phương pháp 1: Phương pháp ủ hiếu khí

20


Đống ủ được cung cấp vi sinh vật dưới dạng chế phẩm. Trong th ời
gian ủ đảm bảo oxi cho đống ủ bằng cách đảo trộn hàng tuần hoặc bằng
phương pháp thổi khí. Đảm bảo độ ẩm thích hợp.
•

Ưu điểm:
Hoạt động vi sinh vật diễn ra nhanh, chất mùn tổng h ợp nhi ều, th ời

gian hoàn thành đống ủ ngắn.
•

Nhược điểm:
Mất một hàm lượng lớn nitơ, một lượng nước bị thất thoát ra ngoài.

Phương pháp 2: phương pháp ủ nửa hiếu khí
Phương pháp này chia làm 2 giai đoạn:
-

Giai đoạn ủ hiếu khí: khoảng từ 8 – 10 ngày để nhiệt độ tăng lên cao nh ằm

-

tiêu diệt các vi sinh vật gây hại và cỏ dại.
Giai đoạn ủ yếm khí: sau thời gian ủ hiếu khí, dùng bùn đ ắp ch ẹn bên
ngoài đống ủ để không khí không lọt vào được. Trong giai đo ạn này ho ạt
động của vi sinh vật diễn ra trong điều kiện yếm khí.
• Ưu điểm:
Giữ được độ ẩm và không hao tổn nitơ
•

Nhược điểm:

Thời gian ủ lâu hơn, mức độ phân hủy chậm hơn ( Nguyễn Xuân Thành
và cộng sự, 2011)
•

Sử dụng che phủ đất
Đây là phương pháp dùng chủ yếu được người dân ở vùng cao s ử
dụng, ngô chủ yếu được trồng trên nương, dãy có độ dốc l ớn. Cây ngô sau

-

thu hoạch được người dân chặt và dải theo các luống giữa các hàng.
• Ưu điểm:
Hạn chế được dòng chảy, tránh xói mòn đất
Hạn chế sự sinh trưởng của cỏ dại
Tạo độ ẩm, giữ nước cho cây trồng
Trả lại hàm lượng chất hữu cơ cho đất
• Nhược điểm:

21


•

-

•

Dễ lây bệnh cho vụ sau vì mầm bệnh không được tiêu diệt
Tốn công lao động
Làm nguyên liệu phối trộn cho sản xuất nấm.
Cây ngô sau thu hoạch được nghiền sử dụng thay thế cho mùn c ưa
để sản xuất nấm Linh chi.
• Ưu điểm:
Giảm giá thành trong sản xuất
Hạn chế tình trạng ô nhiễm do đốt thân cây ngô
Nâng cao hiệu quả kinh tế và tăng thu nhập cho người dân
• Nhược điểm:
Làm mất chất dinh dưỡng cho đất
Làm đồ uống
Đề tài nghiên cứu: “Xây dựng quy trình chiết xuất, sản xuất đồ uống
giàu polyphenol, chlorophyll chống oxy hóa từ cây ngô” của ThS. Đặng Xuân
Cường, Viện Nghiên cứu & ứng dụng công nghệ Nha Trang, đề tài đã chi ết
xuất thành công chất polyphenol (hợp chất chống oxy hoá), chlorophyll
(chất diệp lục) từ cây ngô thành sản phẩm ở dạng bột có hàm lượng
polyphenol, chlorophll cao hơn so với chiết xuất từ những loại cây khác.
Do trong nước chưa sản xuất được nên các sản phẩm đồ uống này
phải nhập khẩu, chủ yếu từ Mỹ nên giá rất cao. Khi chiết xuất t ừ cây ngô
chất lượng bột chứa polyphenol, chlorophll tăng h ơn, v ới nguồn nguyên

liệu dồi dào từ cây ngô, sản xuất nước uống giá giảm h ơn 1/3 so v ới các
sản phẩm trên thị trường.
Theo ThS. Đặng Xuân Cường việc chọn cây ngô làm đề tài nghiên c ứu vì
ngô được trồng nhiều ở nước ta, mỗi ha ngô sau khi thu hoạch trái xong thì
lượng phế liệu còn lại như lá, thân cây rất lớn, người dân ch ỉ dùng làm
thức ăn gia súc hoặc đốt.
Đề tài nghiên cứu theo quy trình khép kín và có th ể t ận d ụng đ ược
tất cả phần phụ phẩm của cây ngô sẽ mang lại nhiều lợi ích cho bà con vì
tận dụng được nguồn nguyên liệu, sau khi chiết xuất xong ph ần ph ế th ải
vẫn có thể dùng làm phân bón". (Đặng Xuân Cường, 2014)
22


•

Sản xuất bột giấy từ thân cây ngô
Công ty TNHH Việt Sáng (Vĩnh Phúc) sản xuất thành công bột giấy t ừ
thân cây ngô bằng công nghệ sinh học, tiết kiệm năng lượng, lại không gây

-

ô nhiễm môi trường.
Mô tả quy trình công nghệ : Sản xuất bột giấy bằng ph ương pháp c ơ h ọc,

-

sử dụng enzym để tẩy trắngkhông dùng sút
Ưu điểm công nghệ : thân thiện với môi trường
Dây chuyền sản xuất được triển khai tại xã Vĩnh Ninh, huy ện Vinh T ường
với công suất lên tới 1.800 - 2.000 tấn/năm.

Dự tính, mỗi năm công ty sẽ thu mua từ 5.000-5.400 t ấn thân cây ngô sau
thu hoạch cho người nông dân các xã ven sông H ồng, đồng th ời giúp các
doanh nghiệp trong ngành sản xuất giấy giảm lượng bột nhập khẩu, gi ảm
chi phí đầu vào, giảm giá thành cho các sản ph ẩm giấy in, gi ấy viết trong
nước.(Nguyễn Vân, 22/01/2011)
2.3. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về xử lý phế thải thực vật
bằng công nghệ vi sinh
Những năm gần đây sản xuất nông nghiệp phát triển đồng nghĩa v ới
việc phát sinh rác thải, phế thải hữu cơ ngày càng tăng, tình hình ô nhiễm
do rác thải hữu cơ trên thế giới trở nên nghiêm trọng. Rác th ải h ữu c ơ gi ờ
đây được xem như là một nguồn nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản
xuất phân hữu cơ vi sinh. Nhiều nhà khoa học trên th ế giới và Việt Nam đã
bắt tay vào nghiên cứu để chế biến rác thải hữu cơ thành các s ản ph ẩm
hữu ích như phân vi sinh, làm tăng năng suất cây trồng cũng nh ư gi ảm chi
phí đầu tư cho sản xuất nông nghiệp.
2.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Người đầu tiên nghiên cứu quá trình ủ phân là Hutchison và
Richards.Tuy nhiên đến năm 1943 quá trình ủ phân compost m ới đ ược
nghiên cứu một cách khoa học và được báo cáo bởi giáo sư người Anh –
Howard thực hiện tại Ấn Độ. Howard đã đưa ra “ph ương pháp h ữu c ơ”
23


nghĩa là trộn xác hữu cơ với phân gia súc theo tỉ lệ 3:1 có đ ảo tr ộn th ường
xuyên. Ông đã phát triển phương pháp ủ trên nhiều loại nguyên liệu khác
nhau theo từng lớp có đảo trộn để tạo điều kiện hiếu khí. Đây là ph ương
pháp mang tên ông đang làm việc. Waksman và cộng tác viên (1929 – 1941)
nghiên cứu sự phân hủy hiếu khí bã thực vật, đ ộng v ật. Ông đã k ết lu ận
nhiệt độ và vi sinh vật có ảnh hưởng tới sự phân hủy chất th ải h ữu cơ .
Theo nghiên cứu Lamot và Voets (1979) đã dùng 7 vi sinh vật phân

giải xenluloza ( Aspergillus.sp, Penicillium.sp, và hai loài Chaetomium, một
loài Slerotium rolfsii và hai loại xạ khuẩn Streptomyses) để phân giải
xenlophan. Vì xenlophan có khá nhiều thành phần chất bọc ngoài: 10%
nitroxenluloza và clorua colyvinyliden, 90% xenlophan (trong đó có 76% là
xenluloza) nên cơ chất này không tan trong tất cả các dung môi h ữu c ơ. Tác
giả nhận thấy nếu để từng loài vi sinh vật tác dụng thì s ự phân gi ải h ầu
như không diễn ra, do đó phải dùng hỗn hợp các vi sinh v ật nói trên. Tuy
nhiên xenlophan cũng bị phân giả rất chậm dưới tác dụng của hỗn h ợp vi
sinh vật nói trên, phải gần sau 100 ngày lên men thì chúng m ới phân h ủy
được 85% xenlophan. Sản phẩm cuối cùng là 30% protein và 60% đ ường
hòa tan được dùng làm phân bón (Nguyễn Thị Hoài Phương, 2012).
Harper và Lynch (1984) đã nuôi hỗn hợp hai ch ủng là T.hrazianum
(phân giải xenluloza) và Clotridium butiricum (cố định nitơ) nhằm làm tăng
khả năng phân giải xenluloza, thành phần chính trong phế thải h ữu c ơ
(Nguyễn Thị Hoài Phương, 2012).
Nghiên cứu của Gaur và cộng sự cho thấy các vi sinh vật phân gi ải
xenluloza làm tăng hàm lượng photpho trong phân h ữu c ơ, đồng th ời làm
giảm giá thành công nghệ. Năm 1987, Gaur đã đưa các ch ủng n ấm ưa ẩm
vào các đống ủ thì thấy hàm lượng hữu cơ cacbon giảm từ 48% xuống 25%
trong tháng đầu tiên của quá trình ủ. Aspergillus sp làm C/N giảm từ 45%
24


xuống 20,6% Penicillum sp làm giảm xuống còn 19,6%. Như vậy, có thể
khảng định rằng việc có mặt của các vi sinh vật phân gi ải xenlulo là m ột
trong các yếu tố quan trọng để phân hủy các hợp chất hữu cơ và nâng cao
chất lượng các đống ủ
2.3.2. Các nghiên cứu trong nước
Những nghiên cứu về chế phẩm vi sinh vật ở Việt Nam đã bắt đ ầu
từ những năm 60 của thế kỷ XX, nhưng mãi đến năm 80 mới được đưa vào

cấp nhà nước với tiêu đề: “Công nghệ sinh học phục vụ trong nông
nghiệp” giai đoạn 1986 – 1990
Phạm Văn Ty và cộng sự (1998), đã phân lập được hàng trăm chủng
vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza, lignin, hemixenluloza. Tác gi ả
đã xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm phân giải ch ất h ữu c ơ đạt
huy chương vàng tại hội chợ triển lãm kinh tế toàn quốc 1987. Kết quả
thử nghiệm xử lý chế phẩm đã rút ngắn thời gian ủ xuống còn 45-60 ngày
thay vì 6 tháng đến 1 năm, thậm chí 2 năm với điều kiện t ự nhiên.
Đề tài cấp nhà nước KHCN 02 -06A, giai đoạn 1996 – 1998 “Nghiên
cứu và áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón h ữu c ơ vi sinh
từ nguồn phế thải hữu cơ rắn”, đã phân lập từ mẫu rác ở một số tỉnh phía
Bắc tuyển chọn được 2 chủng xạ khuẩn X50 thuộc loài Streptomyces
gougero và chủng X20 Streptomyces macrosporrus, 2 chủng vi khuẩn là V40
thuộc loài Cellulomona sp và V31 thuộc loạiCorynebaccoerum sp và 2 chủng
nấm N11 thuộc loài A.japonicus và N3 thuộc loài A.unilaterralis. Các chủng
này có khả năng phân hủy chuyển hóa chất h ữu cơ khó phân gi ải nh ư
xeluloza, hemixenluloza, có khả năng tổng hợp các enzym ngoại bào nh ư:
amylaza, proteiaza, pectinaza.... Khi nghiên cứu tác động của VSV vào quá
trình phân hủy rác các tác giả nhận thấy khi chúng tác động đ ồng th ời theo

25