Bộ môn Công nghệ Sinh học – Thực phẩm

Để đối phó với sâu, bệnh hại cây trồng, cỏ dại…chạy đua sản lượng và chất lượng đáp ứng nhu cầu xuất khẩu, không ít hóa chất, phân bón vô cơ, thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng một cách tùy tiện và không phát huy hết được hiệu quả của nó. Theo số liệu tính toán của các chuyên gia trong lĩnh vực nông hoá học ở Việt Nam, hiện nay hiệu suất hấp thụ phân bón vô cơ của cây trồng còn tương đối thấp, khoảng 35 – 50%, như vậy còn 50 - 65% lượng phân được bón vào đất nhưng chưa được cây trồng sử dụng [1]. Dư lượng này, một phần còn lại ở trong đất, một phần bị rửa trôi do mưa, theo các công trình thuỷ lợi ra các ao, hồ, sông suối gây ô nhiễm nguồn nước mặt. Một phần bị rửa trôi theo chiều dọc xuống tầng nước ngầm và một phần bị bay hơi do tác động của nhiệt độ hay quá trình phản nitrat hoá gây ô nhiễm không khí.
Mục đích nhằm giảm lượng phân bón hóa học tích tụ trong đất và lan truyền gây ô nhiễm môi trường, phân bón hữu cơ đang là định hướng chuyển đổi thay thế phân bón vô cơ, thêm nữa phân bón hữu cơ còn có khả năng cải tạo và phục hồi môi trường đất mà phân bón vô cơ không có. 
Nhược điểm của việc sản xuất phân hữu cơ là đầu vào từ rau, củ, quả, lá cây, … hàm lượng Nitơ thấp và dễ bị bay hơi trong quá trình ủ nên chưa đạt tiêu chuẩn đầu ra của phân bón hữu cơ [2, 3]. Vì vậy, chọn nguyên liệu đầu vào là bước quan trọng trong quá trình ủ phân hữu cơ. Cây cỏ lào hay còn gọi là cây phân xanh mọc nhiều ở các vùng ở Việt Nam, đã được người dân sử dụng ủ làm phân xanh. Qua phân tích cỏ lào với hàm lượng nitơ cao, kết hợp với lá cây khô vườn là nguồn bổ sung cacbon cho ủ compost là mục đích của nhóm nghiên cứu, tạo một loại phân hữu cơ giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất trong trồng trọt, cải tạo đất và giảm thiểu ảnh hưởng môi trường.
Cách thức thực hiện:
- Thiết kế mô hình ủ compost bằng thùng xốp kích cỡ 70 x 50 x 46 cm, ủ khoảng 20 – 30 kg vật liệu phối trộn, có hệ thống cung cấp khí, nước, cửa lấy mẫu, ống thu gom nước rỉ rác, dụng cụ xáo trộn. 
- Vật liệu gồm cỏ lào và hỗn hợp lá vườn: phân tích độ ẩm, hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng Cacbon, Nitơ.
- Thực hiện 3 mô hình ủ để khảo sát kích thước tối ưu đối với hỗn hợp lá vườn vì có thành phần lignin và xơ phức tạp, khó phân hủy. Cỏ lào cắt nhỏ cỡ 2x3 cm, hỗn hợp lá vườn xay tán với 3 tỉ lệ: ∅3 mm, ∅5 mm, ∅12 mm theo thứ tự lần lượt mô hình 3, 2, 1. Tỷ lệ C/N là 25:1. 
- Tính toán tỷ lệ phối trộn dựa trên số liệu phân tích độ ẩm, tỷ lệ C/N của từng loại vật liệu. 
- Ghi nhận sự thay đổi các giá trị pH, nhiệt độ, độ xụt lún hằng ngày. Phân tích độ ẩm 2 ngày một lần để bổ sung nếu cần, phân tích hàm lượng chất hữu cơ, Cacbon, Nitơ vào ngày thứ 20, 21 và 22 mỗi mô hình ủ.
Phân tích thông số vật liệu đầu vào
Nhóm nghiên cứu đã phân tích các thông số đầu vào của cỏ lào và lá cây khô vườn, các thông số gồm chất hữu cơ, độ ẩm, cacbon, nitơ.

Bảng 1: Số liệu các thông số đầu vào của mô hình ủ compost

Từ số liệu phân tích trên, chọn tỷ lệ C/N hỗn hợp ủ là 25/1 do vật liệu phối trộn ủ đã được cắt, xay tán kích cỡ nhỏ nên dễ phân hủy [2],[4]. Tính toán dựa trên độ ẩm và tỷ lệ C/N cho tỷ lệ phối trộn giữa cỏ lào và lá cây vườn là 1kg cỏ lào phối trộn với 0,51 kg lá cây vườn.
Kết quả ủ mô hình compost từ cỏ lào và lá cây khô vườn:
Sau 22 ngày các mô hình ủ cho kết quả chất hữu cơ đã hoai và đạt chất lượng compost với tỷ lệ C/N nằm trong khoảng 9 – 13 [3], nhóm nghiên cứu đã phân tích và so sánh thông số của 03 mẫu mô hình với lá vườn khô được xay tán ở 3 kích cỡ khác nhau, ngày 21 cho kết quả Nitơ cao nhất như sau:

Bảng 2: Kết quả phân tích đầu ra Cacbon, Nitơ, chất hữu cơ của 3 mô hình

Qua kết quả bảng 2 cho thấy làm lượng Nitơ khá cao với mô hình 3 (kích thước lá cây vườn xay tán ∅3 mm), do chất hữu cơ đã được phân hủy tối ưu và cho kích thước hạt compost nhỏ nhất. Tuy nhiên, hàm lượng cacbon sau ủ còn thấp, cần phải điều chỉnh tỷ lệ C/N hỗn hợp phối trộn khi ủ để nâng hàm lượng cacbon.
Dựa trên kết nghiên cứu này là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo về sản xuất phân hữu cơ từ cỏ Lào. Các nghiên cứu tiếp theo cần điều chỉnh tỷ lệ C/N hỗn hợp phối trộn để nâng hàm lượng cacbon, bổ sung chế phẩm vi sinh, khảo sát các thành phần dinh dưỡng và vi lượng khác để ra được thành phần phân bón hữu cơ tiện lợi hơn.
Tài liệu tham khảo:
1. https://moitruong.net.vn/
2. GS.TS Nguyễn Văn Phước, Quản lý và xử lý chất thải rắn, NXB ĐHQG, 2012.
3. L.Cooperband, The Art and The Art and Science of Composting, Publishing Center of integrated agricultural systemcompany, 2002.
4. Hiệp hội Nông nghiệp hữu cơ Việt Nam, 2017. Tài liệu hướng dẫn Sản xuất phân bón hữu cơ.
TS. Phạm Thị Thanh Hòa (Khoa Kỹ thuật - Công nghệ, Trường Đại học Văn Hiến)