Điều tra thực trạng phế thải đồng ruộng và đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả phế thải đồng ruộng tại xã duy phiên, huyện tam dương, tỉnh vĩnh phúc

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu và kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa được sử dụng để bảo
vệ học vị nào khác
Cam đoan các thông tin trích dẫn trong khóa luận đều đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Tác giả khóa luận

Nguyễn Văn Huy

i


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Học Viện Nông
Nghiệp Việt Nam, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, tập thể các thầy giáo, cô
giáo, cán bộ trong và ngoài khoa Môi Trường đã giúp em hoàn thành quá
trình học tập và thực hiện đề tài.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Xuân
Thành đã tận tình chỉ dạy, giúp đỡ em trong suốt thời gian em thực tập tốt
nghiệp và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Khóa luận này sẽ không thể thực hiện được nếu em không nhận được sự
đồng ý, giúp đỡ của chính quyền địa phương cũng như bà con xã Duy Phiên,
huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất
cả các cán bộ, nhân viên và bà con tại xã Duy Phiên, đã ủng hộ giúp đỡ nhiệt
tình để em thực hiện đề tài này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã khuyến khích
động viên em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2017
Sinh viên

Nguyễn Văn Huy

ii


MỤC LỤC
Dựa vào quy hoạch sử dụng đất của xã Duy Phiên năm 2020 ta có:......32
(Nguồn: UBND xã Duy Phiên ).............................................................32
Có thể nhận thấy diện tích đất nông nghiệp giảm 10 ha do có 10 ha được
chuyển sang sử dụng cho mục đích phi nông nghiệp..............................32
Kết quả dự báo phế thải đồng ruộng của xã Duy Phiên năm 2020.........32
Tổ chức tuyên truyền luật môi trường, các văn bản liên quan đến môi
trường và bảo vệ môi trường băng nhiều hình thức như thông qua phương
tiện thông tin đại chúng, qua các hội nghị, tập huấn để nâng cao nhận thức
về bảo vệ môi trường cho toàn thể nhân dân, đặc biệt cần quan tâm đến các
nôi dung về trách nhiệm bảo vệ môi trường của người dân........................39

iii


DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ
Bảng 1.1: Hàm lượng xenluloza trong một số tàn dư thực vật trên đồng ruộng
.........................................................................Error: Reference source not found
Bảng 1.2: Lượng chất thải hữu cơ trên thế giới năm 2001.Error: Reference
source not found
Bảng 1.3: Khối lượng chất thải hữu cơ ở Mỹ. . .Error: Reference source not
found
Bảng 1.4: Khối lượng chất thải hữu cơ ở Trung Quốc........Error: Reference
source not found

Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp xã Duy Phiên năm 2016
...................................................................Error: Reference source not found
Bảng 3.2: Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính năm
2016 trên địa bàn xã Duy Phiên..............Error: Reference source not found
Bảng 3.3: Kết quả điều tra khối lượng phế thải hữu cơ đồng ruộng của xã
Duy Phiên năm 2016................................Error: Reference source not found
Bảng 3.4: Kết quả điều tra khối lượng phế thải vô cơ đồng ruộng của xã
Duy Phiên năm 2016................................Error: Reference source not found
Bảng 3.5: Tổng lượng phế thải đồng ruộng của xã Duy Phiên năm 2016
...................................................................Error: Reference source not found
Bảng 3.6: Thành phần phế thải đồng ruộng xã Duy Phiên năm 2016. Error:
Reference source not found
Bảng 3.7: Biện pháp xử lý phế thải đồng ruộng của 30 hộ điều tra tại xã
Duy Phiên..................................................Error: Reference source not found
Bảng 3.8: Khối lượng phế thải hữu cơ đồng ruộng của xã Duy Phiên Vụ
xuân năm 2017 (ước tính)........................Error: Reference source not found
Bảng 3.9: Khối lượng phế thải vô cơ đồng ruộng của xã Duy Phiên vụ
xuân năm 2017 (ước tính)........................Error: Reference source not found
Bảng 3.10: Tổng lượng phế thải đồng ruộng của xã Duy Phiên vụ xuân
năm 2017...................................................Error: Reference source not found

iv


Bảng 3.11: Thành phần phế thải đồng ruộng xã Duy Phiên vụ xuân năm
2017 (ước tính).........................................Error: Reference source not found
Bảng 3.12: Đánh giá của người dân về phế thải đồng ruộng và công tác
bảo vệ môi trường đồng ruộng................Error: Reference source not found
Bảng 3.13: Quy hoạch sử dụng đất xã Duy Phiên năm 2020.....................29
Bảng 3.14: Dự báo khối lượng phế thải đồng ruộng của xã Duy Phiên

...................................................................Error: Reference source not found
năm 2020...................................................Error: Reference source not found
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HINH
Hình 1.1: Sơ đồ các nguồn phát sinh chất thải rắn nông nghiệp...............Error:
Reference source not found
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí xã Duy Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh PhúcError:
Reference source not found
Hình 3.2: Các hình thức xử lý phế thải đồng ruộng Error: Reference source not
found
Hình 3.3: Vỏ thuốc BVTV vứt bừa bãi tại các kênh, mương..Error: Reference
source not found
Hình 3.4: Đánh giá của người dân về công tác bảo vệ môi trường đồng ruộng
.......................................................................Error: Reference source not found
Sơ đồ 3.1: Quy trình xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng. . .Error: Reference
source not found

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Bộ NN & PTNT
BVTV
UBNN

: Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn
: Bảo vệ thực vật
: Uỷ ban nhân dân

TNMT

: Tài nguyên môi trường

NN&PTNT

: Nông nghiệp và phát triển nông thôn

MTTQ

: Mặt trận tổ quốc

ĐBSCL

: Đồng Bằng Sông Cửu Long

VSV

: Vi sinh vật

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

KHCN

: Khoa học công nghệ

vi


TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Nông nghiệp nông thôn là bộ mặt quan trọng của nền kinh tế tại Việt Nam,
tuy nhiên trong những năm gần đây sản xuất nông nghiệp đã phát sinh những
tiêu cực nhất định trong đó lan dải nhất là vấn đề ô nhiễm môi trường đồng
ruộng mà nguyên nhân chủ yếu là do những phế phụ phẩm đồng ruộng, phát
sinh trong quá trình sản xuất không được xử lý một cách hợp lý. Trong khi đó
những phế phụ phẩm này chứa nguồn năng lượng rất lớn nếu biết cách khai thác,
tận dụng vì vậy đòi hỏi cần có những nghiên cứu đánh giá hiện trạng phế phụ
phẩm đồng ruộng tại địa phương và đề xuất những biện pháp phù hợp.
Xã Duy Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc là một xã thuần nông
với 75,45% diện tích đất nông nghiệp trên tổng số diện tích tự nhiên của toàn xã.
Qua điều tra thực tế các hộ dân trong xã, cũng như các báo cáo của thống
kê xã, ước tính tổng lượng phế thải đồng ruộng phát sinh trên toàn xã năm
2016 là 5185,93 tấn, dự kiến đến năm 2020 là 5203,89 tấn,đây là một khối
lượng phế phụ phẩm lớn.
Tuy nhiên hình thức xử lý của người dân là đa số vẫn là hình thức
truyền thống, theo số liệu điều tra có 43,33% người dân sử dụng để làm thức
ăn gia súc, 30% thu gom về làm chất đốt, 26,67% xử lý bằng các hình thức
khác như đốt tại ruộng, vứt ngay trên đồng ruộng, cày vùi ...đặc biệt 100%
người dân chưa tiến hành thu gom rác thải vô cơ mà chủ yếu là vỏ bao bì
thuốc bảo vệ thực vật nên môi trường có nguy cơ ô nhiễm cao.
Công tác bảo vệ môi trường tại địa phương chưa thực sự tốt, theo đánh
giá của người dân thì chỉ có 10% người dân cho rằng công tác bảo vệ môi
trường đồng ruộng tại xã là tốt còn lại 56.67% là khá và 33.33% trung bình.
Trước thực tế phát sinh phế phụ phẩm đồng ruộng tại xã đòi hỏi cần phải
có những biện pháp xử lý hợp ý. Trong đó một vài biện pháp được đề xuất
phù hợp với địa phương như:
Giải pháp chính sách, đầu tư, giải pháp kỹ thuật xử lý tái chế phân bón
và các sản phẩm hữu ích, giải pháp tuyên truyền giáo dục cộng đồng ...

vii

PHẦN MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam vẫn là một nước nông nghiệp với khoảng trên 80% dân số
sống ở nông thôn và khoảng 74,6% lực lượng lao động làm nông nghiệp. Có
thể nói nông nghiệp, nông thôn là bộ phận quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân của Việt Nam. Nông nghiệp đảm bảo vững chắc cho an ninh lương thực
quốc gia, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp; xuất khẩu nông sản đem lại
nguồn ngoại tệ quan trọng cho nền kinh tế; tạo việc làm và thu nhập cho đa số
người dân. Trong đó trồng trọt đóng vai trò quan trọng, giá trị sản xuất ngành
trồng trọt hiện nay chiếm 73,5% trong cơ cấu của ngành nông nghiệp, nhiều
lĩnh vực trồng trọt đều tăng từ 3% trở lên (2013: tăng 3%, 2014 tăng
3,2%/năm). Giá trị sản phẩm thu được trên 1 ha đất trồng trọt tăng: Năm 2012
đạt 72,8 triệu đồng, năm 2014 lên 79,3 triệu đồng, xuất khẩu các sản phẩm
trồng trọt vẫn duy trì ở mức 14,5 tỷ USD/năm.
Bên cạnh những lợi ích về kinh tế, việc sản xuất nông nghiệp còn đọng
lại các vấn đề về bãi chứa, đầu ra cho các phế phẩm đồng ruộng sau thu hoạch
như rơm rạ, vỏ trấu, thân rễ cây…Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất
khẩu hàng năm tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế thải nông
nghiệp. Tất cả các nguồn phế thải này một phần bị đốt gây ô nhiễm nghiêm
trọng môi trường đất, nguồn nước và là ổ dịch bệnh lây lan rất nguy hiểm trên
đồng ruộng.
Mặt khác, qua sản xuất nông nghiệp, con người đã lấy đi kỏi đất hàng
tỷ tấn vật chất mỗi năm thông qua sinh khối của cây trồng nhưng lại không trả
lại cho đất lượng vật chất đã lấy đi. Từ đó làm cho đất ngày càng trở nên thoái
hóa và bạc màu. Vì vậy việc quản lý tốt phế phẩm trên đồng ruộng không chỉ
làm sạch môi trường, mà còn có thể trả lại cho đất lượng chất dinh dưỡng mất
đi trong quá trình canh tác, giảm chi phí cho người dân.

1


Xã Duy Phiên thuộc huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc. Dân số sống
chủ yếu bằng nghề nông, vì vậy lượng phế thải nông nghiệp sau khi thu hoạch
là khá lớn. Trước đây, phần lớn phế thải nông nghiệp dùng để đun nấu, làm
thức ăn cho gia súc. Nhưng mấy năm trở lại đây, cùng với việc số lượng đàn
gia súc có xu hướng giảm, đời sống người dân được cải thiện không cần đến
rơm rạ để đun nấu, trong khi người dân vẫn cần giải phóng ruộng để chuẩn bị
cho vụ sau nên tiềm ẩn nguy cơ người dân sử dụng những giải pháp như đốt
rơm rạ trên đồng ruộng, cày vùi để chuẩn bị cho vụ sau. Việc đốt rơm rạ gây ô
nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe và làm mất an toàn giao thông
trên nhiều tuyến đường,Cày vùi rơm rạ làm phát sinh khí Metan; các hình
thức xử lý này làm mất đi lượng sinh khối mà đáng lẽ chúng có thể được tận
dụng. Xuất phát từ thực tế trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Điều tra thực
trạng phế thải đồng ruộng và đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả phế thải
đồng ruộng tại xã Duy Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc”
2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
- Điều tra thực trạng và các hình thức sử dụng phế thải đồng ruộng tại
xã Duy Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc;
- Đề xuất biện pháp sử dụng phế thải đồng ruộng hợp lý góp phần bảo
vệ môi trường tại xã Duy Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc.
2.2 Yêu cầu
- Sử dụng phiếu điều tra nông hộ để điều tra đánh giá thực trạng khối
lượng, thành phần phế thải đồng ruộng, các hình thức sử dụng tại xã Duy
Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc;
- Chỉ ra được những tồn tại, yếu kém trong việc sử dụng không hợp lý
phế thải đồng ruộng gây ô nhiễm môi trường tại địa bàn nghiên cứu.

2


Chương 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.

Tổng quan về phế thải đồng rộng

1.1.1. Khái niệm chung về phế thải đồng ruộng
Phế thải đồng ruộng là các chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động sản
xuất nông nghiệp ngoài đồng ruộng như trồng trọt (thực vật chết, tỉa cành,
làm cỏ,…), thu hoạch nông sản (rơm, rạ, chấu, cám, lõi ngô, thân ngô…), bao
bì đựng phân bón, thuốc BVTV, các chất thải từ chăn nuôi…(Báo cáo môi
trường quốc gia, 2011).
Phế phụ phẩm trồng trọt trên đồng ruộng bao gồm các vật chất loại bỏ
từ hoạt động trồng trọt của sản xuất nông nghiệp mà chủ yếu là tàn dư thực
vật hay chất thải sau thu hoạch (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2011).
1.1.2. Thành phần phế thải đồng ruộng
Phế thải đồng ruộng mà chủ yếu là phế thải hữu cơ có thành phần rất
phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, chúng đều thuộc 2 nhóm hợp chất chính là:
- Nhóm hợp chất hữu cơ chứa cacbon gồm có Xenluloza, Hemienxenluloza,
Pectin, Lignin, Tinh bột.
- Nhóm hợp chất hữu cơ chứa nitơ gồm có Protein và Kitin.
Các hợp chất hữu cơ này không bất biến mà luôn luôn chuyển hóa từ
dạng này sang dạng khác dưới tác dụng của nhiều yếu tố khác nhau tạo thành
một vòng tuần hoàn khép kín trong tự nhiên (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự,
2011).

3

Bảng 1.1: Hàm lượng xenluloza trong một số tàn dư thực vật
trên đồng ruộng
Loại tàn dư thực vật
Bông
Vỏ hạt
Sợi
Gỗ thông
Rơm
Lúa mì
Lúa mạch
Kiều mạch
Lúa nước
Vỏ đậu tương
Mía
Cây
Bã
Thân ngô
Cỏ

Xenluloza(%)
60
91
41
30,5
48,34
42,8
43
51

42
56,6
36
28
(Nguồn: Dẫn theo Nguyễn Thị Hạnh Dung,1996)

Như vậy xenluloza là thành phần chính trong các loại tàn dư thực vật, nhưng
đây lại là một hợp chất khó phân hủy, nếu để chúng tự phân giải trong điều kiện tự
nhiên sẽ mất nhiều thời gian, gây ô nhiễm môi trường, và nhiều vấn đề khác.
Nhưng vật chất không tự nhiên sinh ra mà không tự nhiên mất đi nó chỉ
chuyển từ dạng này sang dạng khác (định luật bảo toàn năng lượng). Các hợp
chất hữu cơ cũng theo định luật trên, nó cũng chuyển hóa từ dạng này sang
dạng khác dưới tác dụng của nhiều yếu tố( vật lý, hóa học, sinh học) tạo một
vòng tuần hoàn khép kín trong tự nhiên.
Do đó, trong vấn đề xử lí tàn dư thực vật trên đồng ruộng người ta
thường tập trung nghiên cứu phương pháp để quá trình phân giải, chuyển hóa
các hợp chất cacbon khó phân giải (chủ yếu là xenluloza) diễn ra thuận lợi.
1.1.3. Phân loại phế thải đồng ruộng
Phế thải đồng ruộng được phân loại theo nhiều cách khác nhau như:
theo nguồn gốc phát sinh, tính nguy hại, thành phần hóa học và theo khả năng
4


phân hủy sinh học. Trong khóa luận này, tôi chỉ tìm hiểu cách phân loại phế
thải đồng ruộng theo nguồn gốc phát sinh để từ đó đưa ra các giải pháp xử lý
loại phế thải này.
Theo nguồn gốc phát sinh, phế thải đồng ruộng gồm các phế thải có
nguồn gốc từ các phế phụ phẩm trồng trọt và từ các bao bì đựng các hóa chất
sử dụng trong nông nghiệp.

Các phế phụ phẩm trồng trọt gồm các loại phế thải trong quá trình thu
hoạch và chế biến nhiều loại cây trồng khác nhau như; các loại rơm, rạ sau
khi thu hoạch lúa tại các cánh đồng, các loại lá, thân cây, cỏ dại tại các vườn
cây, các phần dập của cây lúa không sử dụng được ở các ruộng sau khi thu
hoạch…
Chất thải từ các bao bì đựng hóa chất sử dụng trong nông nghiệp gồm
chai, lọ…bằng thủy tinh hoặc nhựa được dùng làm vỏ đựng thuốc trừ sâu, trừ
cỏ, thuốc diệt côn trùng, thuốc chữa bệnh cho động vật sau khi đã qua sử dụng
được thải bỏ, các túi nilon, túi giấy dùng đựng phân bón vi sinh, phân đạm, phân
lân và kể cả các hóa chất BVTV đã quá hạn sử dụng… Đây là các vật phẩm có
tính nguy hại cao, cần phải có biện pháp thu gom và xử lý thích hợp.
1.1.4. Tính chất, đặc điểm phế thải đồng ruộng
Phế thải đồng ruộng phát sinh chất từ nhiều nguồn khác nhau và được
thể hiện qua sơ đồ sau:

5


Trồng trọt
(thực vật
chết, tỉa
cành, làm
cỏ…)
Thu hoạch
nông sản
(rơm rạ, trấu,
cám, thân lõi
ngô…)

PHẾ

THẢI
ĐỒNG
RUỘNG

Bảo vệ thực
vật, động vật
(chai lọ đựng
hóa chất
BVTV)
Quá trình
bón phân,
kích thích
sinh trưởng
(bao bì chứa
đựng…)

Hình 1.1: Sơ đồ các nguồn phát sinh chất thải rắn nông nghiệp
Phế thải đồng ruộng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như trong quá
trình trồng trọt, thu hoạch nông sản, quá trình sử dụng thuốc BVTV, quá trình
bón phân, kích thích sinh trưởng.
Trong quá trình trồng trọt, phế thải đồng ruộng chính là các xác thực
vật đã chết, cành lá được cắt tỉa và các loại cây cỏ bị con người loại bỏ trong
khi chăm sóc cây trồng.
Trong quá trình sinh trưởng của cây, để giúp cây phát triển tốt và chống
lại các loại sâu bệnh con người đã sử dụng các loại hóa chất BVTV, các loại
phân bón hóa học để bón cho cây trồng nhưng chai lọ và bao bì đựng các hóa
chất đó lại bị vứt bừa bãi trên đồng ruộng trở thành phế thải đồng ruộng.
Ngoài ra, phế thải đông ruộng còn phát sinh trong quá trinh thu hoạch
nông sản như: rơm rạ, thân lõi ngô, trấu, cám…Đây là nguồn phế thải chính
trong phế thải đồng ruộng và hiện đang là nguồn gây ô nhiễm trầm trọng nếu

không được xử lý kịp thời.

6


1.2.

Cơ sở khoa học và quy trình xử lý phế thải đổng ruộng

1.2.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam
* Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên thế giới
Theo báo cáo AMIS Market Monitor mới nhất (tháng 2 năm 2016) và
Food Outlook (tháng 10 năm 2015), sản lượng ngũ cốc thế giới năm 2015 ở
mức 2,531 tỷ tấn, thấp hơn khoảng 30 triệu tấn so với kỷ lục năm 2014. Triển
vọng năm 2016, sản lượng sẽ bị ảnh hưởng một phần bởi hiện tượng thời tiết
El Nino. Theo kỳ vọng hiện tại, sản lượng lúa mì sẽ lập kỷ lục mới là 736,8
triệu tấn và ngũ cốc thô sẽ giảm khoảng 31 triệu tấn từ kỷ lục 1,302 tỷ tấn của
năm ngoái. Tuy nhiên, điều kiện thời tiết không thuận lợi nên sản lượng lúa
gạo 2015, mà đang được dự đoán là 491,8 triệu tấn, giảm 0,5% so với năm
2014. Dựa trên những dự báo mới nhất về sản xuất và tiêu thụ, dự trữ ngũ cốc
thế giới sau mùa vụ năm 2016 được dự báo là 642,4 triệu tấn, cao hơn 2,5
triệu tấn (0,4%) so với mức hiện nay. Lúa mì có lẽ là loại ngũ cốc có sản
lượng tăng lớn nhất, tiếp theo là ngô, trong khi dự trữ lúa gạo được dự báo sẽ
giảm 3%.
*Thực trạng sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam
Sản xuất nông nghiệp đạt 637,4 nghìn tỷ đồng, tăng 2,28% so với năm
2014, trồng trọt có mức tăng trưởng thấp nhất so với cùng kỳ năm ngoái
(+1,56%). Lĩnh vực trồng trọt đạt mức tăng trưởng thấp so với các năm gần
đây chủ yếu do sản lượng một số cây trồng năm 2015 đạt mức tăng thấp, như:
Lúa tăng 0,5%, ngô tăng 1,5%, sắn 2,5%, trong khi đó sản lượng một số cây

công nghiệp hàng năm lại giảm như: Mía giảm 7,6%, thuốc lá giảm 19,4%,
bông giảm 55,2%, đậu tương giảm 6,5%. Sản lượng một số cây công nghiệp
lâu năm có tăng, nhưng mức tăng không nhiều, riêng chỉ có sản lượng hạt tiêu
là tăng mạnh đạt 11,3%.

7


1.2.2. Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới và Việt Nam
Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới
Để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực hiện nay, để đòi hỏi các quốc
gia trên thế giới không ngừng mở rộng diện tích sản xuất và áp dụng các tiến
bộ KH-KT để nâng cao năng suất chất lượng nông sản. Đồng nghĩa với việc
đó là ngành nông nghiệp để lại một lượng khổng lồ các chất thải rắn mỗi năm.
Theo số liệu năm 2001 thì lượng chất thải hữu cơ trên thế giới có số
lượng như sau:
Bảng 1.2: Lượng chất thải hữu cơ trên thế giới năm 2001
Loại chất thải

Số lượng

Tỉ lệ

Tàn dư thực vật trên đồng ruộng

( triệu tấn/ năm)
1200

(%)
35,7

Bùn thải

650

19,3

Rác sinh hoạt

400

11,9

Rác vườn

690

20,5

Chất thải công nghiệp thực phẩm
420
12,5
(Nguồn: Báo cáo đề tài nhà nước KHCN 02-04 1996- 2000)
Từ bảng trên ta thấy, khối lượng phế thải hàng năm của ngành nông
nghiệp thải ra ngoài môi trường là rất lớn, với khối lượng 1200 triệu tấn/ năm.
Trong khi đó, các loại chất thải khác như bùn thải là 650 triệu tấn/ năm, rác
sinh hoạt là 400 triệu tấn/ năm, rác vườn là 690 triệu tấn/ năm và chất thải
công nghiệp thực phẩm là 420 triệu tấn/ năm.
Như vậy, phế thải nông nghiệp có khối lượng lớn nhất trong các loại
chất thải và chiếm khoảng 35,7% tổng khối lượng.

1.2.1.1. Phế thải đồng ruộng ở Mỹ
Theo số liệu thống kê năm 2012 thì lượng chất thải hữu cơ ở Mỹ có số
lượng như sau:

8


Bảng 1.3: Khối lượng chất thải hữu cơ ở Mỹ
STT

Loại chất thải

Khối lượng

Tỉ lệ

(triệu tấn/năm)
(%)
Chất thải nông nghiệp
230
28,4
Bùn thải
150
18,5
Rác thải sinh hoạt
180
22,2
Rác vườn, rừng
80
9,9

Chất thải công nghiệp thực phẩm
170
21,0
(Nguồn: Theo Issue paper, 2012)

1
2
3
4
5

Từ bảng trên cho ta thấy lượng phế thải hàng năm do ngành nông
nghiệp để lại rất lớn với khối lượng 230 triệu tấn/năm. Trong khi đó các
nguồn thải khác như rác thải sinh hoạt là 180 triệu tấn/năm, bùn thải là 150
triệu tấn/năm…Như vậy phế thải nông nghiệp có khối lượng lớn nhất so với
các loại phế thải khác và chiếm 28,4% về khối lượng.
1.2.1.2. Phế thải đồng ruộng ở Trung Quốc
Theo số liệu thống kê năm 2013 thì lượng chất thải hữu cơ cơ ở Trung
Quốc có số lượng như sau:
Bảng 1.4: Khối lượng chất thải hữu cơ ở Trung Quốc
STT
1
2
3
4
5

Loại chất thải

Khối lượng

Tỉ lệ

(triệu tấn/năm)
(%)
Chất thải nông nghiệp
280
25,9
Bùn thải
210
19,4
Rác thải sinh hoạt
190
17,6
Rác vườn, rừng
160
14,8
Chất thải công nghiệp thực phẩm
240
22,2
(Nguồn: Theo Fan Feng, 2013)

9


Từ bảng trên ta thấy lượng phế thải hàng năm do ngành nông nghiệp để
lại rất lớn với khối lượng 280 triệu tấn/năm. Trong khi đó các nguồn thải khác
như rác thải sinh hoạt là 190 triệu tấn/năm, bùn thải là 210 triệu tấn/năm…
Như vậy phế thải nông nghiệp có khối lượng lớn nhất so với các loại phế thải
khác và chiếm 25,9% về khối lượng.

1.2.3. Thực trạng phế thải đồng ruộng Việt Nam
Việt Nam là một nước nông nghiệp, gạo là mặt hàng xuất khẩu thế
mạnh. Với tổng diện tích gieo trồng hàng năm đến 7,6 triệu ha, năng suất đạt 4 –
4,5 tấn/ha, sản lượng lúa đạt 35 triệu tấn. Do đó, lượng phế thải để lại hàng năm
cũng rất lớn, ước tính khoảng gần 31 triệu tấn rơm rạ. Ngoài ra, cả nước còn có
hơn 1 triệu ha trồng ngô cho sản lượng khoảng 3,8 triệu tấn và để lại lượng phế
thải trên 10 triệu tấn mỗi năm (Báo cáo môi trường quốc gia, 2011).
Trên đây chỉ là kết quả tính toán cho một số cây lương thực chủ yếu
như lúa, ngô… ngoài ra trên thế giới và Việt Nam, hàng năm còn có một
lượng lớn diện tích các loại cây trồng khác như cà phê, chè, cao su, mía, lạc
đậu, rau… cũng để lại một lượng phế thải đáng kể.
1.3.

Các phương pháp xử lý phế thải đồng ruộng hiện nay

1.3.1. Phương pháp đốt
Đây là biện pháp được xử lý khá phổ biến trong xử lý phế thải đồng
ruộng hiện nay, do lượng phế thải quá nhiều và rất dễ cháy. Phương pháp này
vốn được người dân Nam bộ sử dụng từ lâu để tiêu hủy lượng rơm rạ trên
đồng ruộng và tro sau quá trình đốt được xem là phân bón. Hiện tượng đốt
phế thải nông nghiệp ngay trên đồng ruộng hiện nay đã lan ra cả những vùng
đồng bằng sông Hồng.
Ưu điểm :
Làm nhanh nhất, đơn giản, giảm giá thành, không tốn kém công.
Tiêu hủy nầm bệnh, và giảm thiểu sâu bệnh hại trên đồng ruộng.

10


Nhược điểm:

Mất chất dinh dưỡng đất.
Gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng, gây hiệu ứng nhà kính.
Ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây các bệnh về đường hô hấp.
Gây hiện tượng khói mù cản trở tầm nhìn của người điều khiển phương
tiện giao thông (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2011).
Với những nhược điểm trên thì trong tương lai phương pháp này cần
được loại bỏ.
1.3.2. Phương pháp cày vùi trực tiếp vào đất trên đồng ruộng
Sau khi thu hoạch nông sản, phế phụ phẩm này được để lại trên đồng
ruộng. Khi người dân cày đất sẽ cày úp rơm rạ xuống phía dưới. Nhờ hoạt
động của vi sinh vật, rơm rạ sẽ phân hủy để thành các chất hữu cơ dễ sử dụng
cho cây trồng.
Ưu điểm:
Tuần hoàn vòng quanh vật chất, cải thiện các đặc tính lý hóa, sinh học
cho đất, nâng cao độ phì của đất và duy trì khả năng sản xuất của đất.
Diệt trừ một số sâu bệnh trên phế thải.
Nhược điểm :
Việc cày vùi rơm rạ vào đất ướt sẽ gây ra tình trạng cố định đạm tạm
thời và làm tăng lượng khí metan phóng thích trong đất, gây ra tình trạng tích
lũy khí nhà kính.
Có thể gây ra một số bệnh cho cây trồng, có thể làm chậm sự sinh
trưởng và làm giảm năng suất cây trồng.
Tốn công lao động và cần máy móc thích hợp cho làm đất (Nguyễn
Xuân Thành và cộng sự, 2011).
1.3.3. Phương pháp làm thức ăn gia súc
Biện pháp này là biện pháp thay thế bền vững hơn so với phương pháp
đốt và vùi rơm rạ vào đất. Các phế phụ phẩm này được giữ lại làm thức ăn
cho trâu, bò, dê, cừu.

11

Ưu điểm :
Đem lại hiệu quả kinh tế, tiết kiệm được tiền cho việc mua thức ăn gia súc.
Hạn chế ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm:
Làm hở vòng quay vật chất, chất dinh dưỡng bị mang đi nhưng chưa có
biện pháp thích hợp để bù lại chất hữu cơ.
Tốn lao động thu gom (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2011).
1.3.4. Phương pháp ủ làm phân
Phương pháp ủ đã có từ lâu đời và diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới. Từ
rất xa xưa, con người đã biết ủ lá cây, phân gia súc để bón cho cây trồng. Đã
có rất nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về vấn đề ủ chất 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 thải hữu cơ cho đất.
Đem lại hiệu quả kinh tế do tiết kiệm được tiền mua phân bón hóa học.
Tiêu diệt nầm 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 ruồng như sau:
Phương pháp 1: Phương pháp ủ hiếu khí
Đống ủ được cung cấp vi sinh vật dưới dạng chế phẩm. Trong thời gian
ủ đảm bảo oxy 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 của vi sinh vật diễn ra nhanh, chất mùn tổng hợp nhiều, thời
gian hoàn thành đống ủ ngắn.

12


Nhược điểm:
Mất một hàm lượng lớn nito, một lượng nước bị thất thoát ra ngoài.
Phương pháp 2: Phương pháp ủ nửa hiếu khí
Phương pháp này chia làm hai giai đoạn:
• Giai đoạn ủ hiếm khí: khoảng 8 – 10 ngày để nhiệt độ tăng cao nhằm
diệt các vi sinh vật gây bệnh và cỏ dại.
• Giai đoạn ủ yếm khí: sau thời gian ủ hiếu khí, dùng bùn đắp chẹn bên
ngoài đống ủ để không khí không lọt vào được. Trong giai đoạn này
hoạt 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 và mức độ phân hủy chậm hơn (Nguyễn Xuân
Thành và cộng sự, 2011).
1.3.5. Phương pháp sinh học
Hiện nay, phương pháp sinh học để xử lý phế thải là phương pháp tối
ưu nhất, đang được tất cả các nước sử dụng.
Phương pháp sinh học là dùng công nghệ VSV để phân hủy phế thải.
Muốn thực hiện được phương pháp này, điều quan trọng nhất là phải phân
loại được phế thải, vì trong phế thải còn nhiều phế liệu khó phân giải như: túi
polyetylen, vỏ chai lọ bằng thủy tinh và nhựa…
1.4 Một số kết quả nghiên cứu về sử dụng biện pháp sinh học xử lý phế
thải đồng ruộng và tái chế thành phân hữu cơ trả lại cho đất trồng trọt
đã được áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới
1.4.1 Các nghiên cứu trên thế giới
Từ lâu con người đã nhận thức được tầm quan trọng của vi sinh vật đối

với con người và sản xuất nông nghiệp. Và con người đã biết ứng dụng nó

13


vào việc ủ chất thải hữu cơ (lá cây, phân gia súc) làm phân bón, trả lại một
phần hữu cơ cho đất.
Hutchingson và Richards (1921) là người đầu tiên nghiên cứu quá trình
ủ phân. Tiếp theo, Horward đã đưa ra “phương pháp hữu cơ” tức là trộn xác
hữu cơ với phân gia súc theo tỉ lệ 3:1 có đảo trộn thường xuyên. Ông đã phát
triển phương pháp ủ trên những loại nguyên liệu khác nhau theo từng lớp có
đảo trộn để tạo điều kiện hiếu khí. Đây là phương pháp Indore, phương pháp
mang tên nơi ông làm việc.
Từ năm 1926 đến năm 1941, Warksman và các cộng tác viên nghiên
cứu sự phân hủy hiếu khí bã thực vật, động vật. Ông đã đưa ra kết luận nhiệt
độ và các nhóm vi sinh vật có ảnh hưởng đến sự phân giải chất thải hữu cơ.
Vào những năm 1942, ở Mỹ, Rodale J.I đã kết hợp các nghiên cứu của
Howard với thực nghiệm của mình và đã đưa ra những phương pháp hữu cơ
trong trồng trọt, làm vườn. Phương pháp này cũng đã được áp dụng nhiều nước
trong thế giới và đạt được kết quả khả quan (Lê Văn Nhương và cộng sự, 2001).
Golass và cộng sự (1950-1952) đã nghiên cứu các nguyên tắc cơ bản của
phân ủ hỗn hợp rác thải và bùn cống. Các tác nhân môi trường có liên qan đến
hiệu quả của việc ủ phân: nhiệt độ, độ thoáng khí, kích thước cơ chất, tần số
đảo trộn, đặc biệt là tỉ lệ C/N của nguyên liệu thô có liên quan đến hiệu quả của
việc ủ phân (Lê Văn Nhương và cộng sự, 2001).
1.4.2 Các nghiên cứu ở trong nước
Những nghiên cứu về chế phẩm vi sinh vật ở Việt Nam đã được bắt đầu
từ những năm 60 của thế kỷ XX, nhưng mãi đến những năm 80 mới được đưa
vào chương trình cấp nhà nước với tiêu đề “Công nghệ sinh học phục vụ nông
nghiệp” giai đoạn 1985-1990.

Phạm Văn Ty và các cộng sự đã phân lập được hàng tram chủng vi sinh
vật có khả năng phân giải xenluloza, lignin, hemixenluloza. Tác giả đã xây
dựng được quy trình sản xuất chế phẩn phân giải chất hữu cơ đạt huy chương

14


vàng hội chợ triển lãm kinh tế toàn quốc năm 1987. Kết quả thử nghiệm xử lý
bằng 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 tự nhiên (Phạm Văn Ty,
1998).
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 hữu cơ 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 loài Corynebaccoerium.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 các hợp chất hữu cơ khó phân giải như xenluloza,
hemixenluloza, có khả năng sinh tổng hợp cấc enzyme ngoại bào như:
amylaza, proteiaza, pectinaza…Khi nghiên cứu các tác động của VSV vào
quá trình phân hủy rác các tác giả nhận thấy khi chúng tác động đồng thời
theo tỉ lệ phối trộn giữa vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm là 1:1:1 sẽ cho hiệu quả cao
hơn khi chúng có tác động riêng rẽ (Lê Văn Nhương và cộng sự, 1998).
Đề tài cấp nhà nước KC 02 – 04 Lê Văn Nhương và cộng sự đã phân
lập tuyển chọn được 2 chủng xạ khuẩn là S59 và S116 có hoạt tính phân giải
tinh bột, xenluloza và CMC cao. Khi thử nghiệm mức độ chuyển hóa của các
xạ khuẩn trên môi trường có bổ sung 5g rơm rạ hoặc vỏ lạc đã xử lý kiềm và
nhận thấy chúng làm giảm cơ chất rơm 37,78%, thể tích giảm 47,05% và
trọng lượng vỏ lạc giảm 25,15%, thể tích giảm 32,16% so với đối chứng. Khi

nuôi cấy trong môi trường rơm vỏ lạc thông qua xử lý kiềm thì hàm lượng
xenluloza giảm 43,03% rơm và giảm 39,73% vỏ lạc đối với chủng S59. Đối
với chủng S116 thì giảm 40,7% ( rơm), giảm 37,34% ( vỏ lạc) so với đối
chứng (Lê Văn Nhương và cộng sự, 2001).

15


Năm 1999, đề tài cấp bộ B99 – 32 – 46 của tác giả Nguyễn Xuân
Thành và các cộng sự đã nghiên cứu thành công đề tài : ‘ Xử lý rác thải sinh
hoạt và phế thải bùn mía bằng vsv và tái chế phế thải thành phân hữu cơ bón
cho cây trồng”. Kết quả cho thấy khi xử lý chế phẩm vsv vào đống ủ phế thải
có tác dụng làm tăng vi khuẩn tổng số hiếu khí, vi khuẩn phân giải xenluloza,
nấm tổng số so với đối chứng. Hàm lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu và độ xốp
tăng so với đống ủ không được xử lý. Phân hữu cơ được tái chế từ phế thải
đạt TCVN – 123B – 1996, chất lượng phân sau 4 tháng vẫn đạt TCVN. Khi
thử nghiệm trên cây đậu tương cho kết quả: phân hữu cơ vi sinh tái chế từ phế
thải, rác thải hữu cơ có tác dụng làm tăng chiều cao cây, trọng lượng, tăng
cường độ N phân tử và tăng năng suất hạt đậu tương từ 15 – 20% so với đối
chứng (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 1999).
Trong báo cáo đề tài cấp nhà nước KC 04-04 (1998-2000), “Xử lý vỏ cà
phê bằng chế phẩm vi sinh vật” Nguyễn Xuân Thành và cộng sự đã chứng minh:
- Vỏ cà phê khi được xử lý theo phương pháp không được bổ sung chế
phẩm vi sinh vật ở ngoài trời, sau 12 tháng mùn hóa được 80% đống ủ.
- Vỏ cà phê khi được xử lý theo phương pháp bổ sung chế phẩm vi sinh
vật ngoài trời sau 4 tháng đống ủ đã mùn hóa 80%.
- Vỏ cà phê xử lý theo phương pháp bổ sung chế phẩm vi sinh vật trong
bể ủ có mái che, sau 3 tháng mùn hóa được 80% đống ủ.
Như vậy đống ủ có xử lý vi sinh vật cho hiệu suất phân hủy cao hơn, thời
gian ủ rút ngắn hơn so với đống ủ không xử lý bằng vi sinh vật , ủ trong bể có

mái che nhanh hơn là ủ ở ngoài trời không có mái che (Nguyễn Xuân Thành
và cộng sự, 2000).
Năm 2004, tác giả Nguyễn Xuân Thành và các cộng sự đã nghiên cứu
thành công đề tài khoa học cấp Bộ B2004 – 32 – 66 : “ Xây dựng quy trình
sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lí tàn dư thực vật trên đồng ruộng thành
phân hữu cơ tại chỗ bón cho cây trồng”. Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh

16


vật xử lí tàn dư thực vật trên đồng ruộng đạt TCVN. Chế phẩm được thử
nghiệm đem lại hiệu quả cao, rút ngắn thời gian xử lý so với đối chứng xuống
còn 46-60 ngày, có hàm lượng dinh dưỡng tăng… có thể làm phân bón hữu cơ
tại chỗ cho nhiều loại cây trồng, giảm bớt chi phí đầu vào cho sản xuất nông
nghiệp (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2004).
Năm 2007, Phan Bá Học đã nghiên cứu: “ Ứng dụng chế phẩm vi sinh
vật xử lý tàn dư thực vật trên đồng ruộng thành phân hữu cơ tại chỗ bón cho
cây trồng trên đất phù sa sông Hồng” đã có kết luận: “ Cứ một tấn rơm rạ ủ
thì cho ra 0,2- 0,25 tấn phân hữu cơ; 1 tấn than và lá ngô sau khi ủ cho ra 0,30,33 tấn phân hữu cơ; 1 tấn than và lá khoai tây thu được 0,2 tấn phân ủ; 1 tấn
các loại rau màu khác nhau cho 0,15- 0,3 tấn phân ủ (Phan Bá Học, 2007).
Lưu Hồng Mẫn và cộng sự ở Viện Lúa ĐBSCL đã khai thác nấm
Trichoderma, là nguồn vi sinh vật có khả năng phân hủy rơm rạ nhanh, hạn
chế được sự phát triển của nấm bệnh khô vằn lưu tồn tại trong rơm rạ, tạo
nguồn phân hữu cơ cho đất. Nếu sử dụng 10kg chế phẩm cho 1 ha rơm rạ sau
thu hoạch thì trong thời gian 4 tuần sẽ tạo ra khoảng 6 tấn phân hữu cơ tại
chỗ. Chế phẩm vi sinh vật phân hủy được theo nghiên cứu và sản xuất thành 2
dạng: dạng xử lý trực tiếp vào rơm và dạng hòa tan trong nước tưới hoặc phun
trực tiếp vào rơm. Thời gian chế phẩm sinh học phân hủy rơm rạ là 5- 6 tuần
sau khi xử lý. Rơm rạ xử lý ở các thời điểm khác nhau khi được bón trả lại
cho vụ mùa không ảnh hưởng tới sự tăng trưởng của cây lúa.

Như vậy có thể nói các tác giả Việt Nam đã tận dụng và phát huy tốt
những nguồn lợi thiên nhiên sẵn có trong nước. Đóng góp lớn nhất của các tác
giả ở đây là biến các ngồn lợi tự nhiên (các chủng giống vi sinh vật và phế
thải hữu cơ) tưởng chừng như không có giá trị đối với cuộc sống trở thành có
ý nghĩa, có giá trị thiết thực hơn. Từ đó, không những góp phần làm giảm
thiểu ô nhiễm môi trường do phế thải hữu cơ gây ra mà còn tạo ra một nguồn

17


phân hữu cơ sinh học rất lớn dùng để bón cho cây trồng, giảm bớt chi phí về
phân bón cho người nông dân.
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Phế thải đồng ruộng và các vấn đề liên quan đến phế thải đồng ruộng

tại xã Duy Phiên, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc
- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 1/201 7 đến tháng 5/2017
2.2.

Nội dung nghiên cứu:

2.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Duy Phiên, huyện Tam
Dương, tỉnh Vĩnh Phúc
- Điều kiện tự nhiên (vị trí địa lý, địa hình địa mạo, khí tượng thủy văn,
các nguồn tài nguyên, cảnh quan môi trường) xã Duy Phiên, huyện Tam

Dương, tỉnh Vĩnh Phúc
- Điều kiện kinh tế xã hội (Tăng trưởng kinh tế, GDP%, phát triển kinh
tế các ngành, cơ sở hạ tầng, dân số lao động việc làm…) xã Duy Phiên, huyện
Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc
2.2.2 Thực trạng phế thải đồng ruộng tại xã Duy Phiên, huyện Tam
Dương, tỉnh Vĩnh Phúc năm 2016 và vụ đông xuân năm 2017
2.2.2.1 Thực trạng phế thải đồng ruộng tại xã Duy Phiên, huyện Tam Dương,
tỉnh Vĩnh Phúc năm 2016
- Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp tại xã nghiên cứu.
- Diện tích, năng suất, sản lượng của một số cây trồng chính tại khu vực
nghiên cứu.
- Chủng loại, tỷ lệ, thành phần và khối lượng phế thải đồng ruộng

18