Hiệu quả của việc tận dụngchất thải bò sữa từ các nguồn thức ăn chăn nuôi khác nhau làm phân ủ sản xuất rau ăn lá

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Rau xanh là thành phần không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của mỗi
người, mỗi gia đình. Không chỉ chứa các nguyên tố vi lượng, đa lượng, vitamin cần
thiết cho cơ thể mà lượng chất xơ trong rau cũng là một trong những yếu tố giúp cho
con người khoẻ mạnh. Trồng rau cũng là một trong những nghề truyền thống của
người nông dân, tuy nhiên do nhu cầu về năng suất, thương phẩm, khoa học kỹ
thuật phát triển mà việc sản xuất rau cũng có những thay đổi tiêu cực: người nông
dân sử dụng nhiều phân hoá học hơn nhằm mang lại năng suất cao hơn, sử dụng
thuốc bảo vệ thực vật nhiều hơn để thương phẩm có giá trò hơn. Nhưng chính những
tác động đó là một trong những nguyên nhân ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ
con người: phổ biến là dư lượng Nitrate, dư lượng kim lọai nặng, dư lượng thuốc bảo
vệ thực vật trong rau…
Chính vì vậy, nhu cầu thiết yếu của con người là phải có rau sạch – không có
những ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ của con người, đặc biệt là khi đời sống kinh tế
ngày càng phát triển, thì nhu cầu về ẩm thực, về đảm bảo an toàn sức khoẻ càng
cao. Đáp ứng tình hình đó, nông nghiệp hiện nay chuyển dần sang hướng sản xuất
nông nghiệp hữu cơ, không những có tác dụng đảm bảo năng suất mà còn có tác
dụng tăng độ phì đất trồng. Nguồn vật liệu hữu cơ rất đa dạng: dư thừa, xác bã động
1
thực vật, rác thải hữu cơ … và không thể không nói đến chất thải trong chăn nuôi gia
súc, gia cầm.
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường do việc chăn nuôi gia súc nói riêng
trong các khu dân cư ở những vùng ngoại thành đang trở lên phổ biến. Do tốc độ đô
thò hoá nhanh, diện tích đất nông nghiệp giảm dần, hình thành nhiều khu dân cư xen
kẽ với những hộ sản xuất nông nghiệp – chăn nuôi bò sữa vì vậy việc ô nhiễm môi
trường là không tránh khỏi.
Nhằm giải quyết những mặt hạn chế của nguồn phân thải từ chăn nuôi bò
sữa: ô nhiễm môi trường… đồng thời tận dụng các ưu điểm của nguồn phân thải này
làm nguồn phân hữu cơ cung cấp cho cây trồng, cải thiện đất trồng tiến tới nền

nông nghiệp hữu cơ bền vững, đó chính là cơ sở để thực hiện đề tài: “Hiệu quả của
việc tận dụng chất thải bò sữa từ các nguồn thức ăn chăn nuôi khác nhau làm phân
ủ sản xuất rau ăn lá”.
1.2 Mục đích – yêu cầu và giới hạn của đề tài:
1.2.1 Mục đích:
Tận dụng phân thải trong chăn nuôi bò sữa làm phân hữu cơ sử dụng trên rau
ăn lá hướng tới sản xuất theo nền nông nghiệp hữu cơ đồng thời giải quyết được
tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi bò sữa gây ra.
1.2.2 Yêu cầu:
- Ủ phân hữu cơ từ chất thải bò sữa
- Đánh giá ảnh hưởng của các nguồn thức ăn chăn nuôi khác nhau đến chất
lượng phân ủ.
2
- Đánh giá ảnh hưởng của thức ăn chăn nuôi bò sữa đến năng suất và chất
lượng của rau sử dụng phân ủ.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế của phân ủ trên rau cải ngọt, cải xanh.
1.2.3 Giới hạn đề tài
- Thí nghiệm được thực hiện đối với vật liệu ủ là chất thải chăn nuôi bò sữa
- Chỉ mới đánh giá hiệu quả của phân ủ trên 2 đối tượng cây rau ăn lá là: cải
xanh và cải ngọt.
3
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Xu hướng nền nông nghiệp thế giới
Redzuan Ibrahim, 2002, cải thiện và hạn chế những mặt tiêu cực của nền
nông nghiệp thương mại, đảm bảo một nền nông nghiệp bền vững là vấn đề cấp
thiết cho sự phát triển bền vững trong tương lai và “Nông nghiệp hữu cơ là giải
pháp đúng đắn cho việc kiểm soát tổng hợp các vấn đề về sự thoái hóa môi
trường, an toàn thực phẩm, ô nhiễm nguồn nước, môi trường đất bò thoái hóa và là
một giải pháp cho một nền nông nghiệp bền vững”.

Tây u, Mỹ La tinh, và nước Mỹ, tốc độ tăng trưởng những vùng đất
được quản lý theo hướng hữu cơ tăng rất đáng kể. Trong khoảng thời gian từ 1995
– 2000, tổng diện tích sản xuất hữu cơ tăng lên 3 lần ở Tây u và Mỹ. Tại Mỹ,
đất được xác nhận là nông nghiệp hữu cơ tăng khoảng 20% kể từ 1989, trong khi
đó, ở Tây u, mức tăng trưởng trung bình hằng năm khoảng 26%. Riêng trong
năm 1999, Anh đã đạt được 125% về diện tích đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ.
Tình hình sử dụng đất cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ của một số nước Tây u
được thể hiện trên biểu đồ 2.1.
4
Liên đoàn quốc tế về phong trào nông nghiệp hữu cơ (International
federation of organic agriculture movements - IFOAM) là một tổ chức quốc tế phi
lợi nhuận chuyên quản lý về các vấn đề sản xuất nông nghiệp hữu cơ, có trụ sở tại
Đức và có 750 tổ chức thành viên tại khoảng 120 quốc gia. Những tiêu chuẩn cơ sở
và chương trình công nhận của IFOAM được tôn trọng như một hướng dẫn quốc tế
chung cho các hệ thống tiêu chuẩn và chứng nhận của các quốc gia có thể được xây
dựng về sản xuất hữu cơ.
Một số nước công nghiệp đã có kế hoạch để phát triển nền nông nghiệp hữu
cơ. Anh đã tăng ngân sách cho Chương trình nông trại hữu cơ nhằm chuyển đổi sang
sản xuất nông nhiệp hữu cơ lên khoảng 50% vào giai đoạn 2001 – 2002 (trung bình
mỗi năm 20 triệu bảng Anh); Mỹ dành 5 triệu USD cho việc nghiên cứu nông
nghiệp hữu cơ vào năm 2001. n độ và Thái lan cũng đã thiết lập những tiêu chuẩn
riêng về sản phẩm hữu cơ để thuận tiện cho việc xuất khẩu cũng như đáp ứng nhu
cầu trong nước. Trung Quốc, Malaysia và Philippin hiện cũng đang thiết lập những
tiêu chuẩn quốc gia về sản phẩm hữu cơ.
5
Biểu đồ 2.1: Diện tích đất sản xuất nông nghiệp hữu cơ một số nước Tây u
Trong những năm gần đây, nông nghiệp hữu cơ đã phát triển một cách nhanh
chóng ở qui mô thế giới và hiện có khoảng 120 quốc gia đang sản xuất. Theo FiBL,
The Research Institute of organic agriculture, 2005 - 2006, 623.174 nông trại trên
toàn thế giới đã áp dụng sản xuất theo hướng hữu cơ với hơn 31 triệu ha. Số liệu

được thể hiện trong bảng 2.1
6
Bảng 2.1 Diện tích và số nông trại sản xuất hữu cơ ở một số nước trên thế giới
Quốc gia Diện tích đất SX
hữu cơ (ha)
Tỷ lệ (% so với đất
nông nghiệp)
Số nông trại
hữu cơ
c 12.126.633 2,71 1.832
Trung Quốc 3.466.570 0,60 1.560
Argentina 2.800.000 1,58 1.824
Ý 954.000 6,22 36.639
Mỹ 889.048 0,22 8.035
Braxin 887.637 0,34 14.003
Đức 767.891 4,52 16.603
Uruguay 759.000 5,10 500
Tây Ban Nha 733.182 2,87 16.013
Anh 690.270 4,39 4.010
o 344.916 13,53 19.826
Liechtenstein 984 26,40 42
Thụy Só 121.387 11,33 6.373
Nhật Bản 29.151 0,56 4.539
Thái Lan 13.900 0,07 2.498
Việt Nam 6.475 0,07 1.022
2.2 Nông nghiệp hữu cơ
2.2.1. Khái niệm
“Nông nghiệp hữu cơ là hệ thống quản lý sản xuất nông nghiệp hiệu quả,
tăng cường tiềm lực của hệ sinh thái nông nghiệp như: đa dạng sinh học, chu trình
sinh học và hoạt tính sinh học đất”.

Nông nghiệp hữu cơ là loại hình nông nghòêp phụ thuộc vào kỹ thuật quản lý
hệ sinh thái và những cố gắng để giảm hoặc hạn chế các yếu tố đầu vào trong sản
xuất nông nghiệp, đặc biệt là những yếu tố tổng hợp, nhân tạo. Người ta cho rằng
hệ thống quản lý sản xuất nông nghiệp truyền thống thúc đẩy và tăng cường hệ
7
sinh thái nông nghiệp, bao gồm đa dạng sinh học, chu trình sinh học và các hoạt
động sinh thái đất. Đó là ưu tiên sử dụng đầu vào là các phó phẩm nông nghiệp,
nông nghiệp hữu cơ nhấn mạnh các kỹ thuật quản lý, quan tâm đến những điều
kiện từng vùng và có những hệ thống thích nghi theo từng đòa phương…
Nông nghiệp hữu cơ là một hệ thống nông nghệp bền vững mà chú trọng về
các cách thức sản xuất lương thực, sợi, gia súc đảm bảo các yếu tố môi trường, xã
hội và kinh tế; tái sử dụng dinh dưỡng, thúc đẩy các quá trình tự nhiên mà giúp
kiểm soát được sâu, bệnh hại trong nông nghiệp và duy trì được độ màu mỡ của đất
về lâu dài để đảm bảo sản xuất thành công. Nông nghiệp hữu cơ loại trừ phân bón
hoá học, thuốc trừ sâu và sinh vật biến đổi gen.
IFOAM, 2005, Nông nghiệp hữu cơ bao gồm tất cả các hệ thống nông nghiệp
mà thúc đẩy việc sản xuất thực phẩm và sợi một cách hợp lý đảm bảo các yếu tố về
môi trường, xã hội và kinh tế. Việc tái sử dụng chất dinh dưỡng và củng cố các quá
trình tự nhiên giúp duy trì độ màu mỡ của đất và đảm bảo sản xuất thành công.
Quan tâm đến khả năng tự nhiên của cây trồng, động vật và cảnh quan để đạt được
những chất lượng tối ưu về mội trường và nông nghiệp. Nông nghiệp hữu cơ giảm
đáng kể nhập lượng từ bên ngoài bằng cách hạn chế việc sử dụng phân bón hoá
học và thuốc trừ sâu, sinh vật biến đổi gen và nông dược khác. Sâu bệnh hại được
kiểm soát bằng cả các phương pháp tự nhiên cũng như các kỹ thuật khoa học hiện
đại để tăng sản lượng nông nghiệp cũng như chống lại sâu bệnh hại. Nông nghiệp
hữu cơ gắn liền với những nguyên lý đã đựơc chấp nhận toàn cầu là thực hiện đầy
đủ các yếu tố kinh tế – xã hội, khí hậu và nông nghiệp. Vì tầm quan trọng đó,
8
IFOAM nhấn mạnh và ủng hộ sự phát triển của các hệ thống “tự cấp theo điều kiện
của đòa phương”.

Caroline Hattam, 2004 cho rằng nông nghiệp hữu cơ thành công trong việc
cân bằng giữa sản xuất thực phẩm và bảo tồn môi trường. Quản lý chất hữu cơ
trong đất phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu tại chỗ và những hiểu biết của con
người để làm tăng cách thức sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên, khả năng phục
vụ của hệ sinh thái. Bằng cách giảm sự phụ thuộc vào nguồn chi phí nông nghiệp
và tạo sự cân bằng giữa dinh dưỡng và nguồn năng lượng, khả năng khôi phục của
hệ sinh thái mạnh hơn, an toàn thực phẩm tăng lên đồng thời vẫn tăng nguồn thu
nhập.
2.2.2 Ưu thế của nông nghiệp hữu cơ
Sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ thông qua việc sử dụng phân hữu
cơ có thể:
- Cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.
- Cải thiện lý, hóa tính đất: tăng cường khả năng thấm hút và giữ nước của
đất, hạn chế nhu cầu tưới, xói mòn, lũ lụt, tăng cường khả năng hữu dụng các chất
dinh dưỡng có trong đất.
Alexandra Bot/ Jose Benite, 2005, Hầu hết chất hữu cơ trong đất đều có
nguồn gốc từ mô thực vật. Xác bã thực vật chứa 60 – 90% ẩm độ. Chất khô bao
gồm Cacbon, Oxygen, Hydro và một lượng nhỏ lưu huỳnh, Nitơ, Phospho, Kali, Ca
và Mg. Chất hữu cơ là một cấu thành đa dạng: 14 – 40% ở dạng hoạt động là các vi
sinh vật và 40 – 60% chất hữu cơ bền vững gọi là mùn.
9
Chất hữu cơ trên bề mặt như là xác bã thực vật giúp đất tránh khỏi những tác
động của mưa, gió và mặt trời. Di dời, gom lại hay đốt cháy xác bã thực vật này
làm cho đất phải đối mặt với những tác động tiêu cực của khí hậu và việc di chuyển
hay đốt cháy xác bã thực vật là đã làm mất đi nguồn năng lượng chủ yếu của vi
sinh vật đất vì chất hữu cơ trong đất đóng vai trò hai chức năng chính là:
+ Nguồn dự trữ dinh dưỡng quay vòng trong đất
+ Nhân tố cải thiện cấu trúc đất, duy trì lớp đất mặt và hạn chế xói
mòn.
Về mặt cải thiện cấu trúc đất, các thành phần hữu cơ đất hoạt động và bền

vững cùng với hệ vi sinh vật, đặc biệt là nấm liên kết các phần tử đất thành các kết
cấu lớn hơn. Sự liên kết này rất quan trọng đối với cấu trúc đất, sự thoáng khí, thấm
hút của đất và chống lại sự xói mòn, đóng váng đất.
Các dạng chất hữu cơ bền vững đóng vai trò chính về khả năng giữ chất dinh
dưỡng – khả năng trao đổi Cation (CEC) và màu sắc của đất. Những dạng chất này
phân huỷ rất chậm, do đó, chúng ít ảnh hưởng đến độ màu mỡ của đất so với các
dạng chất hoạt động.
10
Bảng 2.2: nh hưởng của sự giảm chất hữu cơ đến khả năng giữ chất dinh dưỡng
của đất
Cấu trúc đất Nếu hàm lượng chất
hữu cơ giảm từ
Khả năng giữ chất dinh
dưỡng có thể giảm khỏang
Đất cát pha thòt (5% sét)
Đất thòt (20% sét)
2% to 1.5%
4% to 3.5%
14%
4%
Số liệu từ bảng 2.2 cho thấy: hàm lượng chất hữu cơ quyết đònh đến khả
năng giữ chất dinh dưỡng của đất mà không tuỳ thuộc vào cấu trúc đất. Một số kết
quả nghiên cứu thì các hạt keo hữu cơ có khả năng giữ chất dinh dưỡng để cung cấp
cho cây trồng gấp 5 lần so với hạt sét.
- Gia tăng đa dạng sinh học đất – sinh khối và chủng loại hệ vi sinh vật đất.
Scialabba Nadia, 2004 Sinh khối vi sinh vật đất được xem là nguồn dưỡng
chất cho cây trồng. Các hệ thống nông nghiệp hữu cơ làm cho nguồn sinh khối tăng
cao hơn so với các hệ thống canh tác thông thường và không bón phân. Hoạt động
của hệ emzyme đất (emzyme phân hủy hydrogen, protein, phosphat) cũng tăng lên
rõ rệt trong hệ thống nông nghiệp hữu cơ.

- Hạn chế tối đa sự nguy hại đến sức khỏe con người, suy thoái môi trường tự
nhiên cũng như suy thoái của môi trường nông nghiệp.
2.3 Phân hữu cơ
2.3.1 Khái niệm
Michel Vilain, phân loại theo khả năng khoáng hoá chất hữu cơ hay khả
năng tạo mùn của đất - chất hữu cơ có tỷ lệ C/N cao, được vùi trực tiếp vào đất
11
không qua chế biến có chức năng chính là cải tạo đất gọi là Chất cải tạo đất hữu cơ
- Organic amendment; chất hữu cơ thông qua chế biến có tỷ lệ C/N thấp được gọi là
phân hữu cơ.
Lê Văn Dũ (2004), phân hữu cơ là những nguyên vật liệu có nguồn gốc từ
xác bã động và thực vật, được bón vào đất nhằm duy trì độ phì nhiêu đất đai và
tăng năng suất cây trồng. Các loại phân phân hữu cơ sử dụng phổ biến hiện nay
gồm: phân chuồng (chất thải của gia súc), phân rác, than bùn, phân xanh…
Theo IFA (International Industrial Fertilizer Association) (2004): Phân hữu
cơ là các vật liệu hữu cơ có hàm lượng Cacbon hữu cơ >14% và có ít nhất là 5%
chất dinh dưỡng đa lượng NPK, nếu hàm lượng các chất dinh dưỡng đa lượng <5%
thì gọi là chất hữu cơ bổ sung.
Quy đònh của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về tiêu chuẩn để
phân bón được khảo nghiệm theo Quyết đònh 37/QĐ-BNN ngày 24/4/2007 đối với
một số loại phân bón được trình bày trong bảng 2.3
12
Bảng 2.3: Tiêu chuẩn của phân bón được khảo nghiệm
Phân hữu
cơ
Phân hữu cơ
sinh học
Phân hữu cơ vi
sinh
Phân hữu cơ

khoáng
Hàm lượng chất
hữu cơ
>= 22.36% >= 22.36% >= 15% >= 15.36%
%C >= 13% >= 13% >= 8.5% >= 8.5%
%N >= 3% >= 3%
Nts+P
2
O
5
+K
2
O>=8%
m độ <= 25% <= 25%
<= 30%
Dạng bột
<= 25%
pH pHKCl: 5 - 7 - -
Vi sinh vật có ích - -
>= 10
6
CFU/gram
Dạng lỏng
-
Salmonella, E.Coli,
Coliform, Ascaris
trong 25g mẫu
- - Không có -
Các yếu tố để xem xét khi chọn vật liệu để ủ:
- Phân chuồng: Hàm lượng N cao; ướt; dùng chất cải tạo có hàm lượng C cao;

sinh mùi khi phân giải yếm khí; biến động tuỳ vào động vật và phương pháp ủ.
- Xác bã thực vật: Hàm lượng N thấp, khô tuỳ thuộc vào độ tuổi; dùng với
vật liệu có hàm lượng N cao, ướt; dễ lây truyền bệnh nếu nhiệt độ ủ không đủ điều
kiện.
2.3.2 Vai trò của phân hữu cơ
2.3.2.1 Đối với đất trồng
+ Cải tạo hóa tính đất
- Tăng cường khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng có trong đất: làm
tăng khả năng hòa tan của các chất khó tan nhất là các khoáng vi lượng; ngăn chặn
13
được sự rửa trôi các nguyên tố dinh dưỡng trong đất nhờ sự hình thành các phức
chất chelate - Là phức chất gồm Acid hữu cơ và các kim loại như: Fe, Zn, Cu và
Mn…
Chelate tự nhiên là sản phẩm của các hoạt động vi sinh vật và sự phân giải
chất hữu cơ, các dư thừa thực vật có trong đất.
- Chất hữu cơ sau khi mùn hóa làm tăng khả năng trao đổi của đất, tăng tính
đệm của đất. Khả năng trao đổi của mùn gấp 5 lần khả năng trao đổi của sét. Cải
thiện các đặc tính bất lợi của đất chua, đất mặn… đối với sự sinh trưởng của cây
trồng.
+ Cải tạo lý tính đất
- Mùn làm tăng sự kết dính các hạt đất để tạo thành đoàn lạp và làm giảm
khả năng phân tán khiến cho kết cấu được bền trong nước. Làm tăng độ ổn đònh
kết cấu đất do vậy bảo vệ được cấu trúc đất và hạn chế xói mòn. Các chất hữu cơ
dễ phân giải (phân xanh) tăng độ ổn đònh kết cấu đất lên rất nhanh song khả năng
tạo mùn thấp nên tác dụng không bền.
- Caroline Hattam, 2004, ở Malleco, Chile, sau 4 năm canh tác hữu cơ đã
giảm được xói mòn từ 12 tấn/ha đến 60 tấn/ha.
- Làm tăng khả năng thấm ban đầu của nước chảy tràn khi tưới hay mưa to
- Giảm sự bốc thoát hơi nước ở bề mặt đất đồng thời còn làm tăng khả năng
hấp thụ nhiệt của đất ở những vùng có khí hậu lạnh.

14
+ Cải thiện sinh tính đất
- Là nguồn cung cấp năng lượng và thức ăn cho nhiều loại vi sinh vật đất
- Tăng cường sự phong phú của tập đoàn vi sinh vật trong đất. Có thể nói,
hàm lượng chất hữu cơ trong đất có tương quan thuận với mật số và tính đa dạng
của vi sinh vật.
- Caroline Hattam, 2004, quản lý đất theo hệ thống nông nghiệp hữu cơ: sinh
khối trong đất tăng cao hơn 30 – 40% và hoạt động của vi sinh vật đất tăng hơn 30
– 100% so với việc quản lý đất thông thường.
2.3.2.2 Đối với cây trồng
- Phân hữu cơ là nguồn dinh dưỡng cho cây trồng.
- Trong quá trình phân giải, phân hữu cơ còn có thể cung cấp CO
2
để cây
trồng thực hiện quá trình quang hợp tổng hợp vật chất khô.
- Quá trình phân giải hữu cơ có thể làm tăng khả năng hòa tan của các chất
khó tan; hình thành các phức chất hữu cơ – vô cơ làm giảm khả năng di động của
một số nguyên tố khoáng do đó, đồng thời cũng do khả năng tạo phức của các acid
hữu cơ với các nguyên tố kim loại nặng nên có thể làm hạn chế khả năng đồng hóa
kim loại nặng của cây. Sản phẩm nông nghiệp trở nên sạch hơn.
2.4 Vai trò của vi sinh vật trong quá trình phân giải chất hữu cơ
- Nguyễn Ngọc Nông, Giáo trình Nông hóa học (1999), vi sinh vật được coi
là nhân tố chính yếu trong chu trình dinh dưỡng trong đất: chuyển hóa các xác bã
hữu cơ thành các hợp chất mùn - quyết đònh hàm lượng, thành phần chất hữu cơ
trong đất
15
- Hiraoka.H. 2002, sử dụng EM (Effective -Microorganim) – vi sinh vật hữu
hiệu - thời gian ủ (phân bò, tro trấu) hoàn thành rất nhanh chỉ sau từ 1 tháng đến 3
tháng tùy thuộc chất lượng của nguyên liệu ủ.
Vi sinh vật hữu hiệu (EM)

Vi sinh vật hữu hiệu (EM) là chế phẩm trong đó một tập đoàn vi sinh vật
(chủ yếu là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn axit lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm sản
sinh men) được nuôi cấy chung trong cùng một môi trường với tỉ lệ nhất đònh, chúng
được sử dụng như là chất men để tăng cường tính đa dạng sinh học trong đất. Cải
thiện chất lượng đất, tăng cường sự phát triển, năng suất và chất lượng cây trồng.
Hiệu quả của EM
- Thúc đẩy sự nẩy mầm, ra hoa, ra quả, sự chín của thực vật.
- Cải tạo về lý học, hóa học và sinh học của môi trường đất và ngăn chặn
sự phát triển của sâu bệnh hại trong đất.
- Làm tăng khả năng đề kháng, tăng trưởng của cây trồng.
- Bảo đảm sự nẩy mầm và phát triển của thực vật được tốt.
- Làm tăng cường tính hiệu quả của chất hữu cơ như là các lọai phân bón.
Các vi sinh vật chính trong EM
* Vi khuẩn quang hợp
Vi khuẩn quang hợp là độc lập nó hổ trợ cho các vi sinh vật. Các vi khuẩn
này tổng hợp các chất có lợi tiết ra của rễ, chất hữu cơ hoặc chất khí độc hại (Sulfit
hydro)ø bằng việc sử dụng ánh sáng mặt trời và nhiệt của đất như là nguồn cung cấp
16
năng lượng. Các chất có lợi gồm acid amine, acid nucleic, các chất hoạt động sinh
học và đường, tất cả dùng để thúc đẩy cho sinh vật tăng trưởng và phát triển.
* Vi khuẩn acid lactic
Vi khuẩn acid lactic sản xuất ra acid lactic từ đường và các cacbon hydrat
khác, acid lactic là chất khử trùng mạnh. Vi khuẩn acid lactic làm tăng cường sự
phân hủy các chất hữu cơ khó phân giải như: linhin, xenlulo.
* Các men
Các men tổng hợp chống vi sinh vật và những chất có lợi cho sự phát triển của
cây trồng từ acid amin và đường được tiết ra từ vi khuẩn quang hợp, chất hữu cơ và
các rễ thực vật. Các chất hoạt động sinh học như các hoocmon, enzym được sản
xuất ra bởi các men thúc đẩy các hoạt động của tế bào và nhóm rễ. Các chất tiết ra
của chúng là chất nền có lợi cho vi sinh vật hữu hiệu như vi khuẩn acid lactic và xạ

khuẩn.
* Xạ khuẩn
Cấu trúc của xạ khuẩn là trung gian giữa vi khuẩn và nấm, sản xuất ra những
chất chống vi khuẩn từ acid amin được tiết ra bởi vi khuẩn quang hợp và chất hữu
cơ. Xạ khuẩn có thể chung sống với vi khuẩn quang hợp. Do đó, cả hai loài làm
tăng cường chất lượng môi trường đất, do tăng cường sự hoạt động của các vi sinh
vật có ích trong đất.
* Nấm
Các loài nấm có tác dụng lên men như Aspergillus và Penicillium phân hủy
nhanh các chất hữu cơ để tạo ra rượu, este và các chất chống vi khuẩn. Do tác dụng
17
này, chất hữu cơ sẽ nhanh chóng mất mùi, và ngăn ngừa sự tấn công cây trồng của
các côn trùng có hại.
Tóm lại, mỗi loài vi sinh vật hữu hiệu (vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn axit
lactic, các men, xạ khuẩn và nấm lên men) có chức năng quan trọng riêng của nó.
Tuy nhiên vi khuẩn quang hợp là xương sống của hoạt động EM, bởi vì vi khuẩn
quang hợp là loài hổ trợ chính cho các hoạt động của các vi sinh vật khác.
Một số kết quả nghiên cứu về chế phẩm EM trong nước
Viện Khoa Học Kỹ Thuật Nông Nghiệp, 1999, nghiên cứu trên đất trồng lúa
và bắp liên tục trong nhiều vụ cho thấy:
- Việc sử dụng EM cho cây trồng không những làm tăng khả năng sinh
trưởng phát triển của cây mà còn cải thiện một số tính chất của đất như hàm lượng
mùn, đạm... cao hơn, quần thể vi sinh vật trong đất phát triển mạnh hơn.
- EM khi phối hợp với các chế phẩm vi sinh vật cố đònh đạm, phân giải lân vi
sinh trong nước làm tăng hiệu quả của cả EM lẫn các chế phẩm phân vi sinh vật.
Trường Đại Học Nông Nghiệp I (Hà Nội)
- EM làm tăng năng suất lúa. Trên giống lúa CR203 năng suất tăng từ
290÷490 kg/ ha so với đối chứng; trên giống C70 làm tăng từ 110÷1040 kg/ ha. Liều
lượng 2 tấn EM Bokashi/ha kết hợp phun EM 10.1% là liều lượng hiệu quả nhất
trên lúa.

- Sử dụng EM liên tục nhiều vụ đã làm biến đổi lý hóa tính đất, như làm tăng
hàm lượng mùn và đạm tổng số trong đất lên rất nhiều.
18
- Raabe.R.D. (2001), quá trình phân giải nhanh có biểu hiện: mùi “dễ chòu”,
nhiệt độ vật liệu ủ tăng, xuất hiện loại nấm trắng trên vật liệu ủ, thể tích khối ủ
giảm, vật liệu ủ chuyển sang màu nâu sậm. Khi quá trình ủ gần hoàn toàn, nhiệt độ
giảm xuống, dao động ở 30
o
C. Đảo trộn vật liệu ủ mỗi ngày sẽ rút ngắn thời gian ủ
(khoảng 2 tuần) hoặc lâu hơn một chút - nếu đảo cách ngày.
2.5 Vật liệu ủ
Nguồn phân thải từ gia súc, gia cầm được coi là có chứa nhiều dinh dưỡng
cho cây trồng. Bên cạnh việc cung cấp các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và lượng
cho cây trồng, cho đất, còn cung cấp các vật liệu hữu cơ có tác dụng cải thiện các
thuộc tính lý, hoá của đất và tăng cường khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất; làm
giảm sự xói mòn do gió và nước; tăng cường sự tăng trưởng của hệ vi sinh vật có
ích trong đất.
Giáo trình Nông hóa học, Phân chuồng còn đưa vào đất một số hoocmon có
tác dụng kích thích sự phát triển của rễ và các quá trình sống của cây.
Theo Phedorop, 1963, phân chuồng còn có ảnh hưởng đến đời sống vi sinh
vật hút đạm không khí. Đất được bón phân chuồng số lượng vi sinh vật này tăng rõ
rệt, khả năng Nitrate hóa của đất cũng được nâng cao.
Phân chuồng được xem là phân bón đúng nghóa mặc dù hàm lượng dinh
dưỡng là tương đối thấp. Hàm lượng dinh dưỡng khác nhau tuỳ thuộc vào nguồn gia
súc và nguồn thức ăn mà gia súc được cho ăn. Tỷ lệ phân bón điển hình là 1:1:1.
loại phân chuồng thường được sử dụng là phân bò sữa, heo, gà và cừu. Hầu hết
người làm vườn ưa chuộng sử dụng phân compost từ phân chuồng vì nó đảm bảo
19
lượng muối trong phân ít hơn vì vậy làm giảm thiểu khả năng cháy rễ. Tuy nhiên vì
hàm lượng dinh dưỡng cho cây trồng ít nên phân chuồng được sử dụng tốt nhất như

là chất cải tạo đất thay vì là phân bón. Tỷ lệ bón phân điển hình dao động trong
khoảng 70 pound/1.000 feet vuông hay 1 tấn/1.000 feet vuông.
Oklahoma, mỗi năm ước tính khoảng 10 triệu tấn phân thải của gia súc
được sử dụng làm phân bón. Ước tính tương đương 10 triệu pounds (4.540.000 kg)
dinh dưỡng cho cây trồng và vật liệu hữu cơ làm giàu cho đất.
Lê Văn Căn & ctv, trung bình mỗi đầu gia súc nuôi trong chuồng, mỗi năm
thải ra một lượng phân (chất độn chuồng) theo từng loài được thống kê như sau:
Bảng 2.4: Lượng phân thải trung bình của một số gia súc
Loài Lượng phân thải (tấn/năm)
Trâu, bò 8 – 9
Ngựa 6 – 7
Heo 1,8 – 2
Dê 0,8 – 0,9
Giá trò dinh dưỡng của phân chuồng phụ thuộc vào cách chăm sóc, nuôi
dưỡng, chất liệu độn chuồng và cách ủ phân. Theo thống kê, phân gia súc có chất
lượng có thành phần và hàm lượng dinh dưỡng được trình bày trong bảng 2.5:
20
Bảng 2.5 : Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng (%)
Loài Nước N P
2
O
5
K
2
O CaO MgO
Trâu, bò 83,1 0,29 0,17 1,00 0,35 0,13
Heo 82,0 0,60 0,41 0,26 0,09 0,10
Ngựa 75,7 0,44 0,35 0,35 0,15 0,12
Gà 56,0 1,63 0,54 0,85 2,40 0,74
Vòt 56,0 1,00 1,40 0,62 1,70 0,35

Một số nguyên tố vi lượng trong 10 tấn phân chuồng có thể lấy được (g):
Cu Zn Mo Mn Bo Co
50 – 150 200 – 1.000 2 – 25 500 – 2.000 50 – 200 2 – 10
Phân chuồng gồm phân gia súc và chất độn chuồng. Chất lượng chất độn
chuồng phụ thuộc vào thành phần chất dinh dưỡng trong chất độn và khả năng hút
nước của chất độn. Chất độn chuồng càng hút nước tốt thì phân chuồng càng đỡ mất
chất dinh dưỡng, trong quá trình bảo quản đỡ bò mất đạm, đống phân tơi xốp nên
phân chuồng phân giải cũng nhanh hơn.
21
+ Sự khác nhau giữa dinh dưỡng trong phân chuồng và phân bón thương
mại
Phân bón thương mại Phân hữu cơ
- Hầu hết các chất dinh dưỡng cho cây
trồng trong phân bón thương mại –
phân hóa học - là ở dạng dễ tan trong
nước và ở trạng thái sẵn sàng hữu dụng
cho cây trồng hấp thu.
- Dễ hoà tan nhưng rễ cây chỉ có thể
hấp thụ một lượng nhỏ chất dinh dưỡng
cùng một lúc nên dễ bò rò rỉ xuống dưới
vùng rễ hoặc vào trong các mao mạch.
- Có thể làm cho hàm lượng muối trong
đất cao, ảnh hưởng xấu đến hiệu lực
của các vi sinh vật có ích. Một số phân
hóa học có tính acid cao.
- Phân hóa học không thể giữ được
màu mỡ của đất, không thể cung cấp
mùn cũng không thể thay thế mùn.
- Phân tự nhiên hầu hết không tan
trong nước, chất dinh dưỡng có đựơc

là do các vật liệu hữu cơ được phân
huỷ và phóng thích từ từ.
- Khó hoà hoà tan nên còn lưu lại nơi
được bón và có tác dụng kéo dài hơn
- Hàm lựơng muối không cao. Hiếm
khi dẫn đến tình trạng acid cao.
- Tạo mùn. Cung cấp dinh dưỡng cho
hệ vi sinh vật đất, đặc biệt là Cacbon
– thức ăn chính của vi sinh vật - nhờ
quá trình phân giải chất hữu cơ đồng
thời tạo thành các phức chất ở dạng
dễ cây trồng có thể hấp thụ được –
sản phẩm của quá trình phân giải.
22
Hailin Zhang, 2006, khả năng hữu dụng của N dao động trong khoảng từ 30 –
80% tuỳ thuộc vào loại phân chuồng và phương pháp bón. Khả năng hữu dụng của
P và K ở phân chuồng thì tương đương với các loại phân bón thương mại vì đa số P,
K trong phân chuồng đều ở dạng vô cơ. Trong hầu hết các loại phân chuồng, 90%
P, K được xem là hữu dụng trong năm bón đầu tiên và 10% trong những năm tiếp
theo.
Bảng 2.6: Ước tính khoảng hàm lượng N hữu dụng trong phân chuồng (%)
Loại phân chuồng Năm bón thứ nhất Năm bón tiếp theo
Feedlot manure 50 – 70 10 – 20
Phân gia cầm 50 – 70 10 – 15
Phân bò sữa 50 – 70 10 – 20
Phân heo 30 – 50 5 – 10
2.6 Một số phương pháp ủ nhanh phân hữu cơ
phân là quá trình phân giải hiếu khí các vật liệu hữu cơ bởi vi sinh vật
dưới các điều kiện có kiểm soát.
Chất hữu cơ + O

2
+ Vi sinh vật = CO
2
+ H
2
O + sản phẩm ủ (compost)
Điều kiện khuyến cáo (lý tưởng):
C/N: 20/1 – 40/1 hoặc 25/1 – 30/1
m độ: 40 – 65% hoặc 50 – 60%
O
2:
5%
Kích thức phân tử: 1/8 – ½
pH: 5.5 – 9.0 hoặc 6.5 – 8.0
Nhiệt độ: 110 – 150
0
F hoặc 130 – 140
0
F
23
2.6.1 Phương pháp ủ nhanh Berkley.
- Vật liệu ủ được chặt nhỏ (kích thước từ ½ - 3/2 inch).
- Tỷ lệ C/N xấp xỉ 30/1.
- Không nên dùng đất, các loại tro từ lò sưởi hoặc tro bếp, các loại phân từ
động vật ăn thòt, nên sử dụng các loại phân từ các loài động vật ăn cỏ như: thỏ, dê,
gia súc, ngựa, voi hoặc gia cầm.
- Không cho thêm vật liệu khác trong quá trình ủ.
- m độ ủ tối ưu: 50%. m độ quá cao phân ủ bò úng, sự phân giải bò chậm
lại, xuất hiện mùi khó chòu. m độ quá thấp sự phân giải diễn ra rất chậm hoặc
không xảy ra.

- Duy trì nhiệt độ ủ: (160
0
F # 71
0
C). Đảo phân để tránh nhiệt độ lên > 160
0
F,
- Kích thước khuyến cáo: 36”x36”x36” (45cm x 45cm x 45cm).
2.6.2 Phương pháp sử dụng phân đạm vô cơ– Phương pháp ủ nóng (Đại học Quốc
gia Bắc Dakota)
- Chiều cao đống phân ủ: 6 feet (1.8m).
- Vật liệu ủ có dài nhất là 6 – 9 inch (15-23cm).
- Thêm 0.12kg N/1 feet khối (1 feet khối = 4,3m
3
).
- Đảo phân sau mỗi 3-4 ngày.
- Nhiệt độ trong quá trình ủ dao động trong khoảng 120 - 160
0
F (49 - 71
0
C).
- Thời gian ủ: 4 – 6 tuần. Tốc độ phân giải nhanh hơn vào mùa hè (3-4 tuần)
so với vào mùa đông và mùa thu.
- Thành phẩm khi nhiệt độ phân ủ giảm ổn đònh, mùi dễ chòu, vật liệu ủ tơi
vụn.
24
2.6.3 Phương pháp sử dụng EM (Effective Micro-organisms)
Vật liệu ủ: - Phân bò: 2 phần
- Vỏ trấu: 1 phần
- Vụn trấu: 1 phần

- Men xúc tác: Pha loãng
Tiến hành ủ: - Trộn lẫn các vật liệu ủ.
- Chia vật liệu ủ thành các lớp dầy 5 feet và phun men
xúc tác pha loãng lên mỗi lớp.
- Sau 2 – 3 tuần tiến hành đảo đều khối phân ủ.
Thời gian ủ từ 1 – 3 tháng.
Tiềm năng sản suất hằng năm: 86.4 tấn (0.9 tấn x 8 hố x 12 tháng).
2.7 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ trong và ngoài nước
Phạm Văn Thành - Trung tâm nghiên cứu phát triển cộng đồng nông thôn,
nông dân thường hay sử dụng biện pháp ủ phân bằng cách đắp bùn hoặc dùng bao
xác rắn che đậy để tạo phân chuồng hoai mục sẽ mất nhiều thời gian (5 – 6 tháng/
mẻ), tốn công sức, chất lượng không cao. Trái lại, việc sử dụng chế phẩm sinh học
sẽ rút ngắn thời gian xuống 45 ngày. Bón bằng phân hữu cơ không những cây trồng
có thể “ăn” hết phân, mà còn phục hồi và duy trì độ phì nhiêu đất canh tác, tăng
hiệu quả hấp thu Nitơ khi bón Urê, giảm lượng phân hóa học phải sử dụng từ 30 –
40%, giảm sử dụng thuốc bảo vệ thực vật 30 – 35%.
25