ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH SẢN XUẤT PHÂN BÓN TỪ CÁC CHẤT THẢI PHỤ PHẨM

line
09 tháng 02 năm 2021

Bộ môn Công nghệ Sinh học – Thực phẩm, Khoa Kỹ thuật – Công nghệ

   Nhà xuất bản Nông nghiệp xuất bản sách “Công nghệ Vi sinh và Ứng dụng” do tác giả Trần Minh Tâm và  Đàm Sao Mai (2020) biên soạn đã nêu rất rõ các khái niệm về các nguồn dinh dưỡng, giải thích các loại nguyên liệu chất thải phụ phẩm để sản xuất phân vi sinh, các loại vi sinh vật, các giai đoạn sản xuất và ích lợi của phân vi sinh.
   (1) Nguồn dinh dưỡng đất, bên cạnh các chất hữu cơ, các loại muối khoáng (đa lượng và vi lượng) còn có sự hoạt động của các vi sinh vật trong đất. Chính nhờ những hoạt động của các vi sinh vật đã làm phân giải nhanh chóng các chất hữu cơ trong đất, các chất phế thải của đồng ruộng, các xác côn trùng, động vật chết, … thành các chất dinh dưỡng mà bộ rễ có thể hấp thu để nuôi cây. Nguồn dinh dưỡng được tạo ra từ các hoạt động của vi sinh vật ở trong đất là rất lớn và không thể thiếu đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
   Dựa vào đặc tính hoạt động và khả năng sinh khối rất lớn của các vi sinh vật trong đất, người ta đã tiến hành phân lập, nuôi cấy và sản xuất nhân tạo các sinh vật này trong phòng thí nghiệm rồi đưa trở lại đồng ruộng dưới dạng chế phẩm phân bón mang các chủng vi sinh vật hoạt động phân giải chất hữu cơ gọi là phân vi sinh.
Bón phân vi sinh tức là làm tăng lượng vi sinh trong đất tạo điều kiện cho các hoạt động phân giải chất hữu cơ trong đất nhanh hơn, mạnh hơn và cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cây trồng nhiều hơn so với bình thường khi không bón. Phân vi sinh là chế phẩm sinh học có chứa một hoặc nhiều loại vi sinh vật khác nhau có khả năng cộng sinh trong đất, khi bón phân các vi sinh vật làm tăng nhanh quá trình chuyển hóa trong đất, giúp cây tăng năng suất. Trước đây, người ta hiểu phân vi sinh (hay phân sinh học) chỉ đơn giản là những chế phẩm sinh khối vi sinh vật có khả năng chuyển hóa một cơ chất nào đó, tăng khả năng chuyển hóa, giúp cây trồng phát triển mạnh hơn. Ngày nay, phân vi sinh được hiểu rộng hơn, đó là chế phẩm gồm hỗn hợp nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Các vi sinh vật này có khả năng cộng sinh trong đất và làm tăng quá trình chuyển hóa trong đất, tăng năng suất cây trồng.
   (2) Nguyên liệu chất thải phụ phẩm để sản xuất phân vi sinh.
   Có nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau được sử dụng để sản xuất phân vi sinh như các hợp chất vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xương, bột vỏ sò, …) hay các chất hữu cơ (than bùn, phế thải nông nghiệp, rác thải, …). Việc sử dụng nguồn rác thải hữu cơ và các phế phẩm ngành nông -  công nghiệp làm phân bón vi sinh được xem là giải pháp tối ưu, vừa làm sạch môi trường sinh thái vừa tạo ra nguồn phân hữu cơ rất tốt để bón cho cây trồng, tiết kiệm được nhiều chi phí cho sản xuất nông nghiệp.
   - Rác thải hữu cơ: Các loại rác thải hữu cơ trong sinh hoạt có thể phân hủy được.
   - Phế phẩm nông nghiệp: Rác phế thải có nguồn gốc từ thực vật: lá cây; vỏ dừa, vỏ trấu, vỏ cà phê; phân chuồng, rỉ đườn
g, …
   - Phế phẩm công nghiệp: Phế thải của các quy trình sản xuất công nghiệp như sản xuất bia, thức ăn gia súc, thực phẩm, …

Hình 1. Một số nguồn nguyên liệu chất thải phụ phẩm để sản xuất phân bón vi sinh

   Song hành với Trần Minh Tâm và  Đàm Sao Mai (2020); Nguyễn Mạnh Hùng và Nguyễn Mạnh Chinh (2019) đã xác định được các nhóm vi sinh vật thường hiện hữu trong phân vi sinh. 
   (3) Vi sinh vật trong phân vi sinh.
   Các vi sinh vật trong phân vi sinh là các vi sinh vật có ích có tác dụng huy động thêm chất dinh dưỡng cho cây khi bón vào đất. Các vi sinh vật thường được sử dụng trong sản xuất phân vi sinh như vi khuẩn cố định đạm: Azotobacter, Azospicilium, Rhizobium; Vi khuẩn chuyển hóa lân dễ tiêu: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus; Vi nấm phân giải cellulose: Trichoderma; Vi khuẩn kích thích tăng trưởng cây: Rhizobacteria .
   Các vi sinh vật này được phân lập từ môi trường tự nhiên, nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo nhằm tạo dòng thuần làm nguồn giống gốc để sử dụng cho sản xuất phân vi sinh. 

Hình 2. Một số vi sinh vật được sử dụng sản xuất phân vi sinh

   (4) Sản xuất phân vi sinh gồm 03 giai đoạn, với mục đích tạo ra sản phẩm đạt đúng tiêu chuẩn nhằm đảm bảo chất lượng tốt phục vụ tốt cho sức khỏe và lợi ích của cây trồng.

Hình 3. Quy trình tổng quát sản xuất phân vi sinh

   Giai đoạn 1: với mục đích tạo nguyên liệu chất mang, chất mang là rác thải hữu cơ, phế phẩm nông nghiệp – công nghiệp, … được ủ yếm khí hoặc hiếu khí nhằm tiêu diệt một phần vi sinh vật tạp và trứng sâu bọ, bay hơi các hợp chất dễ bay hơi và phân giải phần nhỏ các chất hữu cơ khó tan. Chất mang sau khi xử lý được sử dụng để sản xuất phân vi sinh cần đảm bảo một số yêu cầu như có hàm lượng chất hữu cơ cao, không có hóa chất độc hại, có khả năng giữ nước hơn 50%, dễ dàng phân hủy trong đất. 
   Giai đoạn 2: Nhân sinh khối vi sinh vật, các chủng vi sinh vật gốc được nuôi cấy tăng sinh nhằm tăng mật số bằng cách nuôi cấy lắc  trong các bình tam giác (thể tích 250 – 1000 ml, tốc độ 200 vòng/phút) trong 5 - 7 ngày hoặc nuôi cấy trong bồn lớn khuấy liên tục trong môi trường dinh dưỡng nuôi cấy nhân tạo.
   Giai đoạn 3: Tạo sản phẩm; Khi đã đạt được mật số vi sinh vật mong muốn, tiến hành phối trộn sinh khối vi sinh vật với các chất mang đã qua xử lý. Trong chất mang, vi sinh vật trú ngụ, duy trì mật độ trong thời gian từ khi sản xuất đến khi sử dụng, tạo điều kiện thuận lợi cho vận chuyển, bảo quản và sử dụng phân vi sinh.
   Theo qui định phân vi sinh cần đạt các tiêu chuẩn như mật độ vi sinh vật sống có ích ≥ 1x 108 CFU/g(ml), độ ẩm < 30% (dạng bột) và không tồn tại vi khuẩn Samonella, E. coli, Coliform và trứng giun đũa (Ascaris) trong 25 g(ml) mẫu phân. 
 

Hình 4. Một số sản phẩm phân vi sinh thương mại trên thị trường

   (5) Ích lợi của phân vi sinh (Trần Minh Tâm và  Đàm Sao Mai, 2020)
   Bón phân vi sinh có thể tiết kiệm được nhiều chi phi do giá thành thấp, giảm lượng phân bón vô cơ, giảm số lần phun và lượng thuốc bảo vệ thực vật, … nên hạ được giá thành sản phẩm, tăng thêm mức thu nhập cho nông dân.
   Bón phân vi sinh làm cho cây khỏe hơn, sinh trưởng nhanh hơn, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn. Năng suất cây trồng có thể tăng từ 25 - 30%, chất lượng tốt hơn, mẫu mã của quả đẹp hơn.
   Do bón vi sinh nên sản phẩm an toàn hơn, lượng nitrat giảm đáng kể, đất không bị ô nhiễm, khả năng giữ ẩm tốt hơn, tăng cường khả năng cải tạo đất do các hệ sinh vật có ích hoạt động mạnh làm cho đất tơi xốp hơn, cây dễ hút dinh dưỡng từ đất.

   Tài liệu tham khảo
   [1] Trần Minh Tâm, Đàm Sao Mai, 2020. Công nghệ Vi sinh ứng dụng. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 
   [2] Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyễn Mạnh Chinh, 2019. Dinh dưỡng cây trồng và phân bón. Nhà xuất bản Nông nghiệp.
   [3] Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, 2007. Quyết định Số 36/2007/QĐ-BNN -Quyết định về việc ban hành quy định sản xuất, kinh doanh và sử dụng phân bón. 
   [4] http://viennntn.vinhuni.edu.vn/nghien-cuu-khoa-hoc/seo/phan-bon-vi-sinh-vat-giai-phap-phat-trien-nong-nghiep-ben-vung-86049
   [5] https://sokhcn.vinhphuc.gov.vn/noidung/bantin-khcn/Lists/PhoBienKienThuc/View_Detail.aspx?ItemID=28