TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
NGUYỄN PHƯƠNG THẢO
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC SAU BIOGAS
ĐỂ CANH TÁC HOA MÀU
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
Mã ngành: 62440303
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC SAU BIOGAS
ĐỂ CANH TÁC HOA MÀU
NGUYỄN PHƯƠNG THẢO
MSNCS: P0714005
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS.TS. BÙI THỊ NGA
2021
i
LỜI CẢM TẠ
Để hoàn thành đƣợc luận án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã
nhận đƣợc sự động viên, giúp đỡ và hỗ trợ rất quý báu của rất nhiều cá nhân
và đơn vị. Xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc!
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Bùi Thị Nga đã quan tâm giúp đỡ, tận
tình hƣớng dẫn, cung cấp kiến thức và những kinh nghiệm làm việc quý báu
cho em trong suốt thời gian em học tập và thực hiện đề tài.
Xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy, Cô, Anh, Chị đã
và đang công tác tại Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên thiên nhiên, Khoa Nông
nghiệp đã luôn tận tâm giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích và luôn giúp đỡ
em trong suốt chặn đƣờng học tập và nghiên cứu đầy gian nan và khó nhọc.
Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban Lãnh đạo
Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên thiên nhiên, Khoa Sau Đại học, Trƣờng Đại
học Cần Thơ; đặc biệt, chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Công,
PGS.TS. Nguyễn Xuân Hoàng, Cô Bùi Thị Chuyền đã hỗ trợ và tạo điều kiện
để thực hiện các thủ tục, hồ sơ cần thiết trong suốt thời gian học tập và nghiên
cứu tại trƣờng.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Lãnh đạo Phòng Quản lý
Khoa học, các đồng nghiệp Trƣờng Đại học Cần Thơ, nơi tôi đang công tác đã
hỗ trợ và tạo điều kiện cho tôi tham gia học tập và nghiên cứu trong thời gian
qua.
Xin gửi lời tri ân đến gia đình chú Dƣơng Tấn Thành, gia đình anh
Nguyễn Văn Bình và gia đình chị Nguyễn Thị Hồng Ngoan đã nhiệt tình hỗ
trợ, tạo điều kiện tốt cho tôi triển khai các nội dung nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Châu Minh Khôi, PGS.TS. Nguyễn Võ
Châu Ngân, TS. Trần Sỹ Nam, TS. Nguyễn Công Thuận, ThS. Đoàn Thị Trúc
Linh, ThS. Huỳnh Văn Thảo, bạn Nguyễn Điền Châu, các em học viên cao
học và các em sinh viên đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn
thành luận án.
Sau cùng con xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba, mẹ, em xin cảm ơn
chồng và các thành viên trong gia đình đã giúp đỡ, động viên suốt thời gian
qua.
Xin chân thành cảm ơn!
Trân trọng,
ii
TÓM TẮT
Nƣớc sau biogas từ hệ thống túi ủ biogas chứa hàm lƣợng chất hữu cơ,
đạm và lân cao đƣợc thải ra thủy vực tiếp nhận nên có nguy cơ gây ô nhiễm
thuỷ vực tiếp nhận; do đó, đề tài “Nghiên cứu sử dụng nƣớc sau biogas để canh
tác hoa màu” đã đƣợc thực hiện nhằm tận dụng dinh dƣỡng từ nƣớc sau biogas
thay thế phân hóa học canh tác hoa màu góp phần hạn chế ô nhiễm môi trƣờng
chăn nuôi và cải thiện thu nhập quy mô nông hộ. Nghiên cứu đã đƣợc triển khai
lần lƣợt từ trong phòng đến các thí nghiệm ngoài đồng; kết quả cho thấy nƣớc
sau biogas cung cấp đạm hữu dụng cho đất gồm đạm amôn, đạm nitrat; đạm
hữu dụng tăng tỉ lệ thuận với hoạt động vi sinh vật và với thể tích nƣớc sau
biogas. Trong đất trồng hoa màu tƣới nƣớc sau biogas, hoạt động vi sinh vật đất
tƣơng quan thuận với hàm lƣợng đạm hữu dụng trong đất. Ở điều kiện trồng
cây trong chậu, cây bắp ở nghiệm thức tƣới nƣớc sau biogas với tỉ lệ 75%, cây
đậu bắp 100% có tăng trƣởng tƣơng đƣơng với nghiệm thức bón phân hóa học.
Đất canh tác cây bắp, đậu bắp và dƣa leo tại nông hộ có hàm lƣợng đạm hữu
dụng cao từ khi gieo hạt đến khi cây ra hoa, sau đó giảm dần đến khi thu hoạch;
hàm lƣợng đạm tồn dƣ trong đất tƣới nƣớc sau biogas thấp hơn so với bón phân
hóa học. Mật số vi sinh vật đất trồng dƣa leo tƣới nƣớc sau biogas cao hơn so
với bón phân hóa học từ lúc gieo hạt cho đến cây ra hoa. Sử dụng nƣớc sau
biogas canh tác bắp, đậu bắp và dƣa leo mang lại lợi ích môi trƣờng là giảm
lƣợng nƣớc sau biogas thải ra thủy vực tiếp nhận lần lƣợt là 35, 30,8 và 20,3
L/m2/vụ, giảm đƣợc 100% lƣợng phân hóa học bón vào đất; hiệu quả đồng vốn
cao hơn so với bón phân hóa học đối với cây bắp và dƣa leo. Trồng dƣa leo với
vật liệu hấp phụ nƣớc sau biogas giảm đƣợc lƣợng nƣớc sau biogas cao hơn so
với phƣơng pháp tƣới, nhƣng hiệu quả đồng vốn có giá trị âm. Trái bắp, đậu
bắp và dƣa leo đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm về hàm lƣợng nitrat, E.coli và
có độ giòn tƣơng đƣơng bón phân hóa học, độ ngọt cao hơn bón phân hóa học.
Trên cơ sở kết quả các thí nghiệm, hƣớng dẫn sử dụng nƣớc sau biogas canh
tác cây bắp và dƣa leo quy mô nông hộ đã đƣợc xây dựng. Trong phạm vi luận
án, cần tiếp tục nghiên cứu đặc tính lý học, chất hữu cơ và vi sinh vật chuyển
hóa đạm trong đất qua nhiều vụ trồng.
Từ khóa: đạm hữu dụng, hiệu quả đồng vốn, hoa màu, lợi ích môi
trường, nước sau biogas, vi sinh vật đất.
iii
ABSTRACT
The effluent of biogas digester from the biogas system contains high
levels of organic matter, nitrogen, and phosphorus that have been discharged
into the receiving water body so there is a risk of pollution of the receiving
water body; therefore, the project "Research on using effluent from biogas
digester growing cash crop" had been conducted to salvage the nutrients of the
effluent from biogas digesters to replace chemical fertilizers for crop
cultivation, contribute to limiting the pollution of livestock environment and
improve the household income. The research had been carried out in turn on
indoor experiments to field experiments; the results showed that the effluent of
biogas digester provided available nitrogen for the soil including ammonium
nitrogen, nitrate nitrogen; available nitrogen increased in proportion to
microorganism activity and the volume of the effluent. In cropland irrigated by
the effluent, soil microorganism activity was positively correlated with the
available nitrogen content in the soil. Under potted planting, maize in the
effluent from biogas digester watering treatment at the rate of 75%, okra in
100% had the same growth as the chemical fertilization treatment. The soil
planting maize, okra, and cucumber in the farm household had high available
nitrogen content from seeding to flowering period, and decreased until
harvest; residual nitrogen content in irrigated effluent soil was lower than that
of chemical fertilizers. The density of microorganisms soil for cucumbers
watered effluent was higher than that of chemical fertilizers from sowing to
flowering period. The environmental benefit of using effluent from biogas in
the cultivation of maize, okra, and cucumber was reducing the amount of
effluent from biogas discharged into water bodies were 35, 30.8, and 20.3
L/m2/crop respectively, reducing 100% of the chemical fertilizer was manured
to the soil, the capital efficiencies were higher than that of chemical fertilizer
for the maize and cucumber planting. Growing cucumber with the biogas
effluent adsorbed material helped to decrease the amount of biogas effluent
higher than the irrigation method, but the capital efficiency was the negative
value. Maize, okra, and cucumber fruits reached food safety standards of
nitrate, E.coli and the brittle was equivalent to the chemical fertilizer
treatment, sweeter than the chemical fertilizer treatment. Based on the results
of the experiments, the instructions for using effluent from biogas digester for
cultivating maize and cucumber at the household scale had been developed. In
the scope of the thesis, it is necessary to study on the physical properties,
organic matter, and the nitrogen metabolism microorganism in soil over many
crops.
Keywords: available nitrogen, capital efficiency, cash crop, effluent from
biogas digester, environmental benefits, soil microorganisms.
