intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Số 418/2021

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:170

8
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Số 418/2021 tổng hợp các nghiên cứu sau: Sự đa dạng của vi khuẩn trong tự nhiên và sử dụng cho canh tác môi trường lợi khuẩn; Chất thải nông nghiệp và tiềm năng phát triển nông nghiệp theo hướng kinh tế tuần hoàn; Xác định dấu vết các bon cho đơn vị sản phẩm lúa gạo trong các phương thức canh tác lúa thông minh ở vùng đồng bằng sông Cửu Long;...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Số 418/2021

  1. môc lôc T¹p chÝ  Saburo matsui. Sù ®a d¹ng cña vi khuÈn trong tù nhiªn vµ sö dông cho 3-9 N«ng nghiÖp canh t¸c m«i tr­êng lîi khuÈn & ph¸t triÓn n«ng th«n  Mai v¨n trÞnh. ChÊt th¶i n«ng nghiÖp vµ tiÒm n¨ng ph¸t triÓn n«ng 10-15 nghiÖp theo h­íng kinh tÕ tuÇn hoµn ISSN 1859 - 4581  Bïi thÞ ph­¬ng loan, vò tÊn ph­¬ng, ®ç thanh ®Þnh, cao 16-25 h­¬ng giang, lôc thÞ thanh thªm. X¸c ®Þnh dÊu vÕt c¸c bon cho N¨m thø hai mƯƠI MỐT ®¬n vÞ s¶n phÈm lóa g¹o trong c¸c ph­¬ng thøc canh t¸c lóa th«ng minh ë vïng ®ång b»ng s«ng Cöu Long  NguyÔn quèc kh­¬ng, trÇn ngäc h÷u, l­u thÞ yÕn nhi, lª 26-31 Sè 418 n¨m 2021 vÜnh thóc, ®Æng h÷u ©n, trÇn chÝ nh©n, lª tiÕn ®¹t, lý XuÊt b¶n 1 th¸ng 2 kú ngäc thanh xu©n. Ph©n lËp, tuyÓn chän vi khuÈn néi sinh cè ®Þnh ®¹m vµ tæng hîp IAA tõ rÔ c©y cam sµnh t¹i huyÖn Ch©u Thµnh, tØnh HËu Giang  NguyÔn quèc hïng, lª thÞ mü hµ. ¶nh h­ëng cña chÊt gi÷ Èm AMS-1, 32-41 chÊt kÝch thÝch sinh tr­ëng kÕt hîp víi ph©n vi l­îng vµ ph©n bãn l¸ ®Õn s¶n Tæng biªn tËp xuÊt na r¶i vô t¹i huyÖn Chi L¨ng, tØnh L¹ng S¬n Ph¹m Hµ Th¸i  Lý ngäc thanh xu©n, trÇn ®an tr­êng, lª vÜnh thóc, trÇn 42-49 §T: 024.37711070 ngäc h÷u, nguyÔn hång huÕ, trÇn chÝ nh©n, nguyÔn quèc kh­¬ng. ¶nh h­ëng cña lo¹i ph©n h÷u c¬ ®Õn ®Æc tÝnh ®Êt vµ hÊp thu dinh d­ìng N, P, K cña c©y quýt ®­êng trªn ®Êt phÌn t¹i x· Long TrÞ, thÞ x· Phã tæng biªn tËp Long Mü, tØnh HËu Giang D­¬ng thanh h¶i  ®inh hång duyªn, ®ç tÊt thñy, nguyÔn tó ®iÖp, nguyÔn 50-56 §T: 024.38345457 xu©n hßa, phan quèc h­ng. Nghiªn cøu s¶n xuÊt ph©n h÷u c¬ vi sinh d¹ng viªn nÐn tõ ph©n gµ  NguyÔn anh vò, lª ngäc tuÊn, nguyÔn hïng, ®ç thÞ trang, 57-63 Toµ so¹n - TrÞ sù nguyÔn thÞ h¹nh, ph¹m thÞ h­¬ng, mai ®øc chung, nguyÔn Sè 10 NguyÔn C«ng Hoan v¨n ®ång, motoaki seki, hiroki tokunaga, nguyÔn h÷u QuËn Ba §×nh - Hµ Néi §T: 024.37711072 phong, lª thÞ kiÒu trang, nguyÔn v¨n hång, ph¹m xu©n héi, Fax: 024.37711073 lª huy hµm. Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng kh¸ng bÖnh kh¶m l¸ trong E-mail: tapchinongnghiep@vnn.vn tËp ®oµn gièng s¾n (Manihot esculenta Crantz) phôc vô c«ng t¸c chän t¹o Website:www.tapchikhoahocnongnghiep.vn gièng míi  Ph¹m quang tu©n, vò thÞ bÝch h¹nh, nguyÔn v¨n hµ, nguyÔn 64-75 thÞ nguyÖt anh, trÇn thÞ thanh hµ, d­¬ng thÞ loan, hoµng thÞ thïy, nguyÔn v¨n m­êi, vò v¨n liÕt, nguyÔn trung ®øc. v¨n phßng ®¹i diÖn t¹p chÝ §¸nh gi¸ ®Æc ®iÓm n«ng häc, ¶nh h­ëng m«i tr­êng vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ t¹i phÝa nam cña gièng ng« nÕp tÝm VNUA 141 vµ gièng ng« nÕp tr¾ng VNUA69 t¹i H¶i 135 Pasteur D­¬ng QuËn 3 - TP. Hå ChÝ Minh  Lª thÞ thu trang, hoµng thÞ huÖ, l· tuÊn nghÜa, hoµng 76-85 §T/Fax: 028.38274089 träng c¶nh. §¸nh gi¸ ®Æc ®iÓm n«ng sinh häc cña tËp ®oµn c¶i mÌo (Brassica juncea L.) ®Þa ph­¬ng ë miÒn B¾c ViÖt Nam  L©m thÞ viÖt hµ, phan thÞ bÝch tr©m, tr­¬ng träng ng«n, hµ 86-95 thanh toµn. Kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é vµ thêi gian trong qu¸ tr×nh GiÊy phÐp sè: lªn men vµ sÊy ®Õn chÊt l­îng h¹t ca cao trång t¹i §¾k L¾k 290/GP - BTTTT  L­u thÞ hµ giang, nguyÔn quèc v­¬ng, kim thÞ ph­¬ng oanh, 96-104 Bé Th«ng tin vµ TruyÒn th«ng vò v¨n in. øng dông cña chØ thÞ SNP trong nghiªn cøu di truyÒn chän cÊp ngµy 03 th¸ng 6 n¨m 2016 gièng thñy s¶n  NguyÔn v¨n tho¹i, nguyÔn ®øc t©n, huúnh vò vü, vò kh¾c 105-109 hïng, vò h÷u tr­êng. C¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn cña trøng vµ Êu trïng s¸n l¸ gan nhá (Opisthorchiidae) ë ngoµi m«i tr­êng vµ trong vËt chñ trung gian  nguyÔn t©m thµnh, ®ç h÷u quyÕt, trÇn v¨n ®¹t, nguyÔn tµi 110-115 C«ng ty CP Khoa häc tó, phïng v¨n giái, tkachenko K. K. Thµnh phÇn loµi san h« thuéc vµ C«ng nghÖ Hoµng Quèc ViÖt bé san h« cøng t¹i ®¶o Nam YÕt, quÇn ®¶o Tr­êng Sa cña ViÖt Nam §Þa chØ: Sè 18, Hoµng Quèc ViÖt,  ph¹m thu hµ, nguyÔn ®øc kiªn, phan ®øc chØnh. BiÕn dÞ vÒ 116-124 CÇu GiÊy, Hµ Néi sinh tr­ëng vµ s¶n l­îng h¹t cña c¸c dßng v« tÝnh M¾c ca (Macadamia) §T: 024.3756 2778 t¹i Hßa B×nh vµ Lai Ch©u  phan tiÕn dñng, nguyÔn v¨n minh, hoµng huy tuÊn, ®Æng 125-133 Gi¸: 50.000® th¸i d­¬ng, ph¹m c­êng, ®Æng th¸i hoµng. §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng thÝch øng vµ sinh tr­ëng cña c¸c dßng v« tÝnh loµi Quao (Dolichandrone spathacea (L.f.) K. Schum) 9 th¸ng tuæi ë s­u tËp nguån gen kÕt hîp kh¶o nghiÖm dßng v« tÝnh t¹i tØnh Qu¶ng TrÞ  ng« thÕ s¬n, nguyÔn thanh ph­¬ng, ph¹m v¨n tr­êng, 134-141 h’na s¬ r¬ niª, hµ thÞ ph­¬ng th¶o. Thùc tr¹ng ph¸t triÓn rõng Ph¸t hµnh qua m¹ng l­íi trång s¶n xuÊt cña c¸c n«ng hé ë huyÖn M’Dr¾k, tØnh §¾k L¾k B­u ®iÖn ViÖt Nam; m· Ên phÈm  vâ th¸i hiÖp, ®Æng thanh hµ, nguyÔn ngäc thïy. ¶nh h­ëng 142-149 C138; Hotline 1800.585855 cña c¸c biÖn ph¸p thÝch øng biÕn ®æi khÝ hËu ®Õn hiÖu qu¶ kinh tÕ cña hé nu«i t«m n­íc lî t¹i tØnh BÕn Tre  trÇn v¨n liªm, nguyÔn ngäc thïy. C¸c nh©n tè ¶nh h­ëng ®Õn 150-160 øng dông kü thuËt t­íi ­ít kh« xen kÏ (AWD) trong canh t¸c lóa t¹i thÞ x· Ng· N¨m, tØnh Sãc Tr¨ng  lª tuÊn ®Þnh, phan ®×nh binh, vò thÞ thanh thñy. Ph©n tÝch c¸c 161-170 yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn thÞ tr­êng quyÒn sö dông ®Êt ë ®« thÞ thø cÊp trªn ®Þa bµn thµnh phè Hµ Néi
  2. CONTENTS  Saburo matsui. Diversities of bacteria in nature and their utilization for 3-9 probiotic environmental farming VIETNAM JOURNAL OF  Mai van trinh. Agricultural wastes and potential for development of 10-15 agriculture toward cicular AGRICULTURE AND RURAL  Bui thi phuong loan, vu tan phuong, do thanh dinh, cao 16-25 DEVELOPMENT huong giang, luc thi thanh them. Assessment of carbon footprint in rice production of key rice cultivation practices in the Mekong delta ISSN 1859 - 4581  Nguyen quoc khuong, tran ngoc huu, luu thi yen nhi, le 26-31 vinh thuc, dang huu an, tran chi nhan, le tien dat, ly ngoc thanh xuan. Isolation and selection of endophytic bacteria possessing the ability of nitrogen fixation and producing indole acetic acid THE twentieth one YEAR from king mandarin root in Chau Thanh district, Hau Giang province  Nguyen quoc hung, le thi my ha. Effects of moisturizing material 32-41 AMS-1, growth stimulator combined with micronutrient and foliar fertilizer on No. 418 - 2021 prolonging the harvest of sugar apple production in Chi Lang district, Lang Son province  Ly ngoc thanh xuan, tran dan truong, le vinh thuc, tran 42-49 ngoc huu, nguyen hong hue, tran chi nhan, nguyen quoc khuong. Effect of organic fertilizer types on soil property and N, P, K uptake of mandarin on acid sulfate soil in Long Tri commune, Long My town, Hau Giang province  dinh hong duyen, do tat thuy, nguyen tu diep, nguyen xuan 50-56 Editor-in-Chief hoa, phan quoc hung. Production of microbial organic fertilizer pellets Pham Ha Thai from chicken manure Tel: 024.37711070  Nguyen anh vu, le ngoc tuan, nguyen hung, do thi trang, 57-63 Deputy Editor-in-Chief nguyen thi hanh, pham thi huong, mai duc chung, nguyen van dong, motoaki seki, hiroki tokunaga, nguyen huu Duong thanh hai phong, le thi kieu trang, nguyen van hong, pham xuan hoi, Tel: 024.38345457 le huy ham. Assessment of cassva mosaic disease resistance (Manihot esculenta Crantz) for breeding  Pham quang tuan, vu thi bich hanh, nguyen van ha, nguyen 64-75 thi nguyet anh, tran thi thanh ha, duong thi loan, hoang thi thuy, nguyen van muoi, vu van liet, nguyen trung duc. Head-office Assessment of agronomic characteristics, environmental effects and No 10 Nguyenconghoan economic benefit of purple waxy corn VNUA141 and white waxy corn VNUA69 in Hai Duong Badinh - Hanoi - Vietnam  Le thi thu trang, hoang thi hue, la tuan nghia, hoang 76-85 Tel: 024.37711072 trong canh. Evaluation of agromorphological characteristics of local Fax: 024.37711073 Meo green mustard (Brassica juncea L.) in North Vietnam E-mail: tapchinongnghiep@vnn.vn  Lam thi viet ha, phan thi bich tram, truong trong ngon, ha 86-95 Website:www.tapchikhoahocnongnghiep.vn thanh toan. Study on effective of temperature and time condition during fermentation and drying cocoa (Theobroma cacao L.) beans in Dak Lak  Luu thi ha giang, nguyen quoc vuong, kim thi phuong oanh, 96-104 vu van in. Applications of single nucleotide polymorphism markers in aquaculture genetics  Nguyen van thoai, nguyen duc tan, huynh vu vy, vu khac 105-109 Representative Office hung, vu huu truong. Development of eggs and larvae of 135 Pasteur Opisthorchiidae in environment and in intermediate host  nguyen tam thanh, do huu quyet, tran van dat, nguyen tai 110-115 Dist 3 - Hochiminh City tu, phung van gioi, tkachenko K. K. Coral species composition in Tel/Fax: 028.38274089 Nam Yet island, Truong Sa archipelago in Vietnam  pham thu ha, nguyen duc kien, phan duc chinh. Genotypic 116-124 variation in growth and nut yield of Macadamia clones in Hoa Binh and Lai Chau provinces  phan tien dung, nguyen van minh, hoang huy tuan, dang 125-133 Printing in Hoang Quoc Viet thai duong, pham cuong, dang thai hoang. Assessment of the technology and science joint stock adaptability and growth of Dolichandrone spathacea (L. f.) K. Schum clone in the forest orchard of gene collection combined with clonal testing in company Quang Tri province at 9 - month-old period  ngo the son, nguyen thanh phuong, pham van truong, 134-141 h’na so ro nie, ha thi phuong thao. The situation of the development of plantation forest in M’Drak district, Dak Lak province  vo thai hiep, dang thanh ha, nguyen ngoc thuy. Effects of 142-149 climate change adaptation measures on the economic efficiency of brackish shrimp farming by households in Ben Tre province  tran van liem, nguyen ngoc thuy. Factors affecting the adoption of 150-160 aternative wetting and drying (AWD) technique in rice cultivation in Nga Nam town, Soc Trang province  le tuan dinh, phan dinh binh, vu thi thanh thuy. Analysis of 161-170 factors affecting land use rights market in second urban city in Ha Noi city
  3. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SỰ ĐA DẠNG CỦA VI KHUẨN TRONG TỰ NHIÊN VÀ SỬ DỤNG CHO CANH TÁC MÔI TRƯỜNG LỢI KHUẨN* Saburo Matsui1 TÓM TẮT Bài viết mô tả sự đa dạng và phong phú của vi khuẩn trong các điều kiện khác nhau trong tự nhiên, như vi sinh vật đường ruột ở người, lợi khuẩn cho người, vi khuẩn trong nước thải, lên men methane, bùn hoạt tính và vi khuẩn trong quá trình ủ phân hữu cơ ở nhiệt độ cao. Các vi khuẩn có lợi trong tự nhiên có thể được sử dụng phục vụ cho hướng phát triển nông nghiệp bền vững, bao gồm: sản xuất phân bón hữu cơ chất lượng cao bằng phương pháp ủ ở nhiệt độ cao với nguyên liệu như phân súc vật, phụ phẩm chế biến thực phẩm, rác thải, tàn dư thực vật sau thu hoạch và bùn thải sinh hoạt. Phương pháp này tạo ra sản phẩm phân bón hữu có chứa các vi khuẩn có lợi là một biện pháp hiệu quả trong phương thức canh tác môi trường lợi khuẩn để phục vụ phát triển nông nghiệp hữu cơ. Từ khóa: Đa dạng vi khuẩn, canh tác môi trường lợi khuẩn, lợi khuẩn, nông nghiệp hữu cơ, phân bón hữu cơ, phương pháp ủ ở nhiệt độ cao. 1. GIỚI THIỆU 1 đất trồng, không sử dụng phân bón hóa học khác biệt với việc sử dụng lợi khuẩn từ đơn chủng vi Phương thức canh tác hữu cơ đã được khuyến khuẩn có ích như Lactobacillus species hay Bacillus khích tại nhiều quốc gia, như cộng đồng châu Âu, species trên rau và cây ăn quả bằng phương pháp Mỹ, Nhật Bản và Việt Nam. Ủy ban châu Âu phát phun lên lá hay phun vào gốc, rễ cây. Sản xuất tổ hợp động phương thức canh tác hữu cơ là phương pháp các vi khuẩn có ích như thế nào để đạt hiệu quả là sản xuất nông nghiệp khuyến khích sử dụng nguyên công nghệ quan trọng và sản xuất có hiệu quả đơn liệu bằng phương pháp chế biến tự nhiên để sản xuất chủng các vi khuẩn có ích lại là công nghệ quan thực phẩm nhằm hạn chế các tác động đến môi trọng khác. trường: có trách nhiệm hơn trong sử dụng năng lượng và nguồn tài nguyên thiên nhiên; duy trì đa Bài viết này cung cấp những góc nhìn về vi dạng sinh học; bảo vệ cân bằng sinh học tại địa khuẩn, nấm, tuyến trùng và côn trùng liên quan đến phương và làm gia tăng độ phì nhiêu của đất đai. môi trường nông nghiệp và các nhóm vi khuẩn có lợi cho việc quản lý, sử dụng tốt đất canh tác, thực phẩm Thực hành tốt canh tác hữu cơ cho thấy khó an toàn và chống lại các vi khuẩn, nấm mốc, tuyến khăn lớn nhất là việc không sử dụng phân bón vô cơ trùng, côn trùng gây hại để bảo vệ cây trồng và giới và thuốc trừ sâu bệnh hại cây trồng có nguồn gốc thiệu công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ chất hoá học. Để vượt qua những khó khăn này, cần thiết lượng cao, bằng phương pháp ủ ở nhiệt độ cao với phải tìm kiếm những giải pháp thay thế. nguyên liệu là phân súc vật, phụ phẩm chế biến thực Ở Nhật Bản, công nghệ chế biến phân hữu cơ ở phẩm, rác thải, tàn dư thực vật sau thu hoạch và bùn nhiệt độ cao trong chế biến bùn thải sinh hoạt và rác thải sinh hoạt là một biện pháp hiệu quả của canh tác thải để sản xuất tập đoàn vi khuẩn có lợi hay còn môi trường lợi khuẩn để phục vụ cho phát triển nông được được gọi là vi khuẩn có ích đã được áp dụng. Vi nghiệp hữu cơ. khuẩn có ích tích lũy trong trong phân bón hữu cơ, 2. VI KHUẨN TRONG TỰ NHIÊN VÀ LỢI KHUẨN CHO NGƯỜI khi bón vào đất có tác dụng bảo vệ cây rau màu, cây ăn quả khỏi sự tấn công của nấm, vi khuẩn, tuyến 2.1. Vi khuẩn trong tự nhiên trùng và côn trùng. Việc sử dụng tập đoàn vi khuẩn Rất nhiều vi sinh vật được tìm thấy trên trái đất, có ích trên đồng ruộng để cải thiện độ phì nhiêu của bao gồm: vi khuẩn, sinh vật đơn bào, nấm mốc, tuyến trùng và vi rút. Bài viết này tập trung chủ yếu vào những vi sinh vật liên quan đến sức khỏe người và 1 Tiến sĩ, Giáo sư danh dự Đại học Kyoto – Nhật Bản, Hội sản xuất nông nghiệp. viên xuất sắc của Hiệp hội Nước thế giới Trong khi một số vi khuẩn và vi sinh vật đơn bào * Bài viết được biên dịch từ phiên bản tiếng Anh cùng chung sống trong hệ tiêu hóa của người, nhiều Người dịch: KS. Phan Đình Cương-NSO N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 3
  4. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ loại nấm, tuyến trùng, vi rút là tác nhân gây bệnh cho pháp luân canh, tránh trồng liên tục một loại hoa người và cây trồng. màu để phòng ngừa việc tích lũy những sinh vật có Bảng 1. Ngành và Loài vi khuẩn được xác định trong hại trong đất canh tác. tự nhiên Theo những khám phá mới về Ngành vi khuẩn Ngành Số loài được xác định và những chỉnh sửa, bổ sung về Loài vi khuẩn thông 1. Acidobacteria 4 qua kỹ thuật gen, số lượng Ngành và Loài vi khuẩn 2. Actinobacteria 2000 ngày càng gia tăng. Các vi khuẩn này được tìm thấy ở 3. Aquificae 22 trong môi trường đất và nước trong tự nhiên, trong 4. Armatimonadetes 3 đó, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Firmicutes và 5. Bacteroidetes 500 Proteobacteria là những nhóm vi khuẩn chính với 6. Caldiseric 1 nhiều loài hoạt động trong các chu trình chuyển hóa 7. Chlamydiae 17 các nguyên tố trên trái đất. 8. Chlorobi 17 Khi nghiên cứu các vi khuẩn trong hệ đường 9. Chloroflexi 45 ruột của người, mặc dù hầu hết vi khuẩn cùng chung sống với con người, nhưng đã phát hiện số lượng 10. Chrysiogenetes 4 Ngành và các Loài vi khuẩn giảm đáng kể, thể hiện 11. Coprothermobacterota 45 trong bảng 2. Các nhóm vi khuẩn chính trong đường 12. Cyanobacteria 2654 ruột là Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes và 13. Deferribacteres 14 Proteobacteria. Những vi khuẩn này có chiến lược 14. Deinococcus-Thermus 45 cùng chung sống trong ruột của người (2). 15. Dictyoglomi 2 Bảng 2. Ngành và số lượng Giống và Loài vi khuẩn 16. Elusimicrobia 1 đường ruột người 17. Fibrobacteres 2 Ngành Số lượng Số lượng 18. Firmicutes 2000 giống loài 19. Fusobacteria 37 2 Actinobacteria 12 28 20. Gemmatimonadetes 1 5 Bacteroidetes 9 53 21. Lentisphaerae 4 14 Deinococus-Thermus 1 1 22. Nitrospirae 11 18 Firmicutes 47 168 23. Planctomycetes 12 19 Fusobacteria 2 8 24. Proteobacteria 3000 20 Lentisphaerae 1 1 25. Spirochaetes 94 24 Proteobacteria 47 111 26. Synergistetes 23 25 Spirochaetes 1 1 27. Tenericutes 8 26 Synergistetes 2 2 28. Thermodesulfobacteria 8 27 Tenericutes 2 2 29. Thermotogae 30 30 Verrucomicrobia 1 1 30. Errucomicrobia 41 Tổng số 125 376 Tổng cộng: 10.558 2.2. Vi khuẩn đường ruột người Bảng 1 cho biết thông tin về hệ thống phân loại Điều kiện trong ruột người thường là yếm khí, Ngành vi khuẩn và số lượng Loài vi khuẩn trong tự yếm khí không bắt buộc và ở đây các vi khuẩn luôn nhiên [1]. Vi sinh vật sống trong đất, hình thành hệ phải cạnh tranh để tồn tại. Cuối cùng, sau khi đi qua sinh thái tổng thể, tùy thuộc vào các điều kiện phi hết đường ruột, các vi khuẩn trở lại môi trường đất và sinh học và sự hiện diện của chất hữu cơ trong đất, nước. Ruột của người là nơi cư trú tạm thời của vi luôn cạnh tranh với nhau và phát triển theo xu hướng khuẩn trong suốt chu kỳ sinh sống trong tự nhiên và ổn định. Hoạt động sản xuất nông nghiệp luôn tạo ra chỉ những vi khuẩn chọn lọc mới có sự tăng gia về số hệ sinh thái mới trong đất trồng trọt và xuất hiện lượng. Vi khuẩn sống trong đường ruột người cạnh cuộc cạnh tranh mới giữa các loài sinh vật với nhau. tranh dinh dưỡng và cạnh tranh với nhau nhưng lại Trong các vi sinh vật, kiểm soát vi khuẩn dễ thực sống hài hòa cùng nhau và với ký chủ là con người. hiện hơn kiểm soát nấm, tuyến trùng và côn trùng. Nếu một hoặc một vài loài vi khuẩn sinh trưởng Phương thức canh tác hữu cơ luôn nhấn mạnh biện 4 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  5. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ phát triển nhanh, sẽ đảo lộn sự hài hòa của quần thể phát triển thực phẩm lên men từ nguyên liệu cá độc vi khuẩn trong đường ruột, ký chủ sẽ bị bệnh. Để giữ đáo như nước mắm, mắm tôm, mắm cá… được sản môi trường khỏe mạnh cho quần thể vi khuẩn đường xuất nhờ một loại lợi khuẩn thông qua quá trình lên ruột, thực phẩm lên men truyền thống được sử dụng men lactic. Lên men lactic được tiến hành bởi những ở nhiều quốc gia trên thế giới. Nhiều người đã biết loài vi khuẩn nhất định được mô tả trong các bảng 3, loại thực phẩm nào tốt cho sức khỏe và phát triển 4 và 5. Lactobacillaceae và Streptococcaceae thuộc thực phẩm lên men truyền thống. Trong số các thực ngành Firmicutes, trong khi Bifidobacteriaceae phẩm lên men truyền thống, sữa chua, cải bắp, dưa thuộc ngành Actinobacteria. chuột lên men là phổ biến nhất. Người Việt Nam đã Bảng 3. Các loài Lactobacillus được xác định trong đường ruột người Họ: Lactobacillaceae Giống: Lactobacillus Loài: L. acidophilus L. amylolyticus L. amylovorus L. antri L. brevis L. buchneri L. casei L. coleohominis L. coryniformis subsp. coryniformis L. crispatus L. delbrueckii subsp. bulgaricus L. delbrueckii subsp. lactis L. farciminis L. fermentum L. fructivorans L. gasseri L. helveticus L. hilgardii L. iners L. jensenii L. johnsonii L. kefiranofaciens subsp. L. oris L. paracasei kefiranofaciens L. plantarum L. reuteri L. rhamnosus L. ruminis L. salivarius L. ultunensis L. vaginalis Giống Lactobacillus thuộc Họ Lactobacillaceae, Bộ Lactobacillales, Lớp Bacilli, Ngành Firmicutes. Bảng 4. Vi khuẩn lên men lactic trong đường ruột người Họ: Streptococcaceae Giống: Lactococcus Loài: L. lactis subsp. cremoris L. lactis subsp. lactis Giống: Streptococcus Loài: S. agalactiae S. anginosus subsp. anginosus S. anginosus subsp. whileyi S. australis S. bovis S. constellatus subsp. constellatus S. constellatus subsp. pharyngis S. cristatus S. dysgalactiae subsp. dysgalactiae S. dysgalactiae subsp. S. equinus S. gallolyticus subsp. gallolyticus equisimilis S. gallolyticus subsp. S. gordonii S. ictaluri macedonicus S. infantarius subsp. infantarius S. infantis S. macacae S. mitis S. mutans S. oralis S. parasanguinis S. parauberis S. pasteurianus S. peroris S. pneumoniae S. porcinus S. pseudopneumoniae S. pseudoporcinus S. pyogenes S. salivarius subsp. salivarius S. salivarius subsp. thermophilus S. sanguinis S. suis S. uberis S. urinalis S. vestibularis N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 5
  6. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 5. Vi khuẩn lên men acid latic trong đường ruột người Bộ: Bifidobacteriales Họ: Bifidobacteriaceae Giống: Bifidobacterium B. adolescentis B. angulatum B. animalis subsp. lactis B. bifidum B. breve B. catenulatum Loài: B. dentium B. gallicum B. longum subsp. infantis B. longum subsp. longum B. pseudocatenulatum Giống: Gardnerella Loài: G. vaginalis 2.3. Cung cấp lợi khuẩn (probiotic) cho người tiêu hóa, trong đó có mặt hầu hết các nhóm vi khuẩn đường ruột đã được tìm thấy như Actinobacteria, Thay vì dùng thực phẩm lên men latic, hàng Bacteroidetes, Firmicutes và Proteobacteria. ngày sử dụng các vi khuẩn latic đơn dòng đang trở nên phổ biến ở nhiều quốc gia trong đó có Nhật Bản, Môi trường trong các hệ thống nước thải thay đổi các nước châu Âu và Mỹ. Hàng ngày, sử dụng vi đáng kể đối với các vi khuẩn đường ruột. Số lượng khuẩn “tốt” này được gọi là cung cấp lợi khuẩn, giúp Ngành vi khuẩn đường ruột giảm, chứng tỏ môi trường ổn định quần thể vi khuẩn trong đường ruột và tạo nước thải không phù hợp đối với vi khuẩn đường ruột. điều kiện tiêu hóa tốt cho người. Một điều thú vị được phát hiện là có nhóm vi khuẩn mới xuất hiện trong nước thải, nhưng không tìm thấy Sự tương tác giữa vi khuẩn đường ruột và bản trong đường ruột như Acidobacteria, Chloroflexi, thân con người, ngày nay được gọi là chiến lược khoa Cyanobacteria và Nitrospirae (Bảng 6) [3]. học về dược phẩm với danh từ chuyên môn là hệ thống miễn nhiễm và hệ thống tiêu hóa khỏe mạnh. 3.2. Lên men metan Nhiều quốc gia phát triển và sản xuất nhanh với số Bảng 7. Vi khuẩn metan và vi sinh vật đơn bào phân lượng lớn loại thực phẩm mới từ các vi khuẩn hủy bùn thải probiotic áp dụng công nghệ lên men latic với tên gọi 1 Acidobacteria là thực phẩm chức năng có chức năng mới như miễn 5 Bacteroidetes dịch, tiêu hóa và nhiều đặc tính tốt khác. 9 Chloroflexi 3. VI KHUẨN TRONG NƯỚC THẢI, BÙN THẢI, PHÂN HỦY HỮU 18 Firmicutes CƠ VÀ BÙN HOẠT TÍNH 23 Planctomycetes Anaerolineaceae 3.1. Vi khuẩn trong nước thải 24 Proteobacteria Clostridiales 25 Spirochaetes Bảng 6. Ngành vi khuẩn chủ yếu tìm thấy trong nước 26 Synergistetes thải Lĩnh vực: Archaea Ngành Số lượng Giới: Euryarchaeota loài được Ngành: Euryarchaeota nhận diện Bộ: Methanomicrobia 1 Acidobacteria 4 Lớp: Methanosarcinales 2 Actinobacteria 2000 Giống: Methanothrix 5 Bacteroidetes 500 9 Chloroflexi 45 Trong các nhà máy xử lý nước thải, lên men 12 Cyanobacteria 2654 metan phân hủy chất thải được diễn ra. Một vài 18 Firmicutes 2500 nhóm vi khuẩn và vi sinh vật đơn bào có vai trò quan 19 Fusobacteria 37 trọng trong lên men metan được mô tả trong bảng 7 22 Nitrospirae 11 [4]. Quá trình phân hủy chất thải hữu cơ diễn ra 24 Proteobacteria 3000 trong điều kiện yếm khí bắt buộc để sản xuất ra Tổng cộng: 10.251 metan và phân hủy chất hữu cơ. Vi sinh vật tham gia quá trình lên men metan có những tính chất đặc biệt Nước thải chứa phân và nước tiểu của người sau để thích ứng với môi trường yếm khí bắt buộc. Vi 6 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  7. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ sinh vật lên men metan được tìm thấy giống với vi hóa dầu… Thành phần vi sinh vật của bùn hoạt tính khuẩn đường ruột người, chịu điều kiện yếm khí bắt thay đổi theo thành phần của nước thải và tùy thuộc buộc (Bảng 7). vào các loại nước được thải ra từ các thành phố. Nếu a. Phân hữu cơ (phân ủ) chất lượng cao bị lẫn với nước thải công nghiệp, chất lượng nước thải có thể thay đổi theo thành phần của nước thải Yếu tố chủ chốt trong phương thức canh tác công nghiệp. nông nghiệp hữu cơ sử dụng phân bón hữu cơ chất lượng cao là phải cân đối 3 yếu tố dinh dưỡng đa Sự thay đổi theo mùa của nước thải có thể xảy ra lượng chủ yếu là đạm, lân, kali và tiếp đến là các do sự thay đổi của các loại thực phẩm. Vị trí của các dưỡng chất trung lượng Ca, Mg và S. Tùy thuộc vào thành phố khác nhau tùy theo sự khác biệt về khí nguồn nguyên liệu là chất thải hữu cơ, một số phân ủ hậu và điều này cũng có thể làm thay đổi chất lượng còn chứa các dưỡng chất vi lượng quan trọng như Cl, nước thải do các loại thực phẩm tiêu thụ khác nhau. Si, Fe, Zn, Cu, B, Mn, Ni và Mo. Sản phẩm của nông Tuy nhiên, trong số những thay đổi và khác biệt đó, nghiệp hữu cơ hấp dẫn người tiêu dùng, vì lý do có thành phần vi sinh vật cốt lõi của bùn hoạt tính luôn vị ngon hơn do có sự đóng góp của các dưỡng chất là tổ hợp chung (Bảng 8) [5]. đa, vi lượng cân đối trong phân hữu cơ sử dụng. Với Bảng 8. Cộng đồng vi khuẩn chính của than bùn sự hỗ trợ của phân hữu cơ chất lượng cao, phương hoạt tính trong nhà máy xử lý các nguồn nước thải thức canh tác nông nghiệp hữu cơ bền vững có thể khác nhau thực hiện được. Phân bón hữu cơ chất lượng cao, Acidobacteria ngoài các chất dinh dưỡng vô cơ, hữu cơ, phải chứa 1. Actinobacteria thêm các hợp chất hữu cơ cần thiết như mùn, hợp 5. Bateroidetes chất humic và acid fulvic. Phân hữu cơ ủ chưa chín 9. Chloroflexi (chưa hoai), không có các hợp chất hữu cơ cần thiết 16. Emlusimicrobia này. Cuối cùng, phân bón hữu cơ chất lượng cao còn 18. Firmicutes phải chứa các vi khuẩn "tốt" có lợi cho sinh trưởng và 20. Gemmatimonadetes bảo vệ cây trồng khỏi bị vi sinh vật gây hại tấn công. 22. Nitrospirae Trong quá trình lên men chất thải hữu cơ như 23. Planctomycetes rác thải, bùn thải, phân súc vật và phụ phẩm trồng 24. Proteobacteria trọt có sự tham gia của nhiều vi khuẩn hiếu khí và 30. Verrucomicrobia yếm khí tùy tiện. Sản phẩm sau lên men cuối cùng 4. VI KHUẨN TRONG PHÂN Ủ Ở NHIỆT ĐỘ CAO chứa một lượng lớn các vi khuẩn sống và bào tử của vi khuẩn hiếu khí, yếm khí tùy tiện và đây chính là Khi lên men hiếu khí bùn thải, gồm bùn thải từ thành phần vi khuẩn "tốt", vi khuẩn có ích của phân các bồn lắng và bùn hoạt tính tồn dư, có thể thấy bón. diễn thế sinh thái của các loài vi khuẩn trong quá trình lên men (Hình 1) [6, 7], trong đó bùn thải khô b. Bùn hoạt tính (Activated sludge – AS) (bùn thải đã khử nước) chứa Actinobacteria và Nước thải được xử lý trong các nhà máy bằng Firmicutes với số lượng tương đối ít. Có nhiều dạng phương pháp truyền thống, sử dụng bùn hoạt tính. vi khuẩn khác trong bùn thải. Ở giai đoạn giữa của Bùn hoạt tính đã được sử dụng hàng trăm năm nay quá trình lên men, khi nhiệt độ tăng lên trên 90oC, trên thế giới và là hạ tầng cơ sở về vệ sinh chủ yếu cùng với các vi khuẩn chịu nhiệt như Deinococcus- cho con người. Bùn hoạt tính chứa vi sinh vật hiếu Thermus, Thermotogae, Bacillus trở thành thành khí, yếm khí như vi khuẩn, vi sinh vật đơn bào, nấm phần vi khuẩn chính. Sau giai đoạn nhiệt độ cao, và sinh vật nguyên sinh. Bùn hoạt tính hằng ngày nhiệt độ khối ủ giảm thấp từ từ đến nhiệt độ môi nhận một lượng lớn vi khuẩn thải ra từ khu dân sinh trường, Actinobacteria sẽ phân hủy những chất hữu được mô tả trong bảng 6, có khả năng phân hủy chất cơ còn lại, gồm cả vỏ tế bào cây trồng. Trong giai hữu cơ của phân người, nước tiểu và nhiều loại hợp đoạn cuối cùng của quá trình ủ, Actinobacteria và chất hữu cơ khác, gồm cả các hợp chất carbohydrat, Bacillus là các giống vi khuẩn chiếm đa số. dầu ăn từ chế biến thực phẩm, protein và các chất N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 7
  8. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Hình 1. Diễn thế sinh thái các loài vi khuẩn trong quá trình lên men bùn thải Ghi chú: Dewatered Sludge: Bùn thải đã khử nước; Middle of Fermantation: giai đoạn giữa quá trình ủ; Final stage of fermentation: Giai đoạn cuối quá trình lên men. Phương pháp lên men này được gọi là phương máy chế biến thực phẩm... pháp ủ phân hữu cơ ở nhiệt độ cao, trong đó vi khuẩn Bảng 9. Vi khuẩn chính trong phân ủ từ bùn thải ủ ở hiếu khí tham gia hoạt động từ giai đoạn đầu đến giai nhiệt độ cao đoạn cuối. Sự phân hủy các chất hữu cơ như 2 Actinobacteria carbonhydrate, lipid và protein, tỏa nhiệt làm nóng 5 Bacteroidetes khối ủ và tăng nhiệt độ lên tới trên 90oC tại trung tâm 9 Chloroflexi khối ủ và phát thải hơi nước nóng ra ngoài không 12 Cyanobacteria khí. Nếu kiểm soát tốt, nhiệt độ ở trung tâm khối ủ 13 Deferribacteres có thể lên tới trên 100oC. Vì vậy phương pháp này 14 Deinococcus-Thermus được gọi là phương pháp ủ phân hữu cơ nhiệt độ cao 18 Firmicutes: Thermus thermophilus [6, 7]. 22 Nitrospirae Điều kiện tồn tại của vi khuẩn thay đổi mạnh 24 Proteobacteria mẽ trong quá trình ủ phân. Các vi khuẩn dị dưỡng 25 Spirochaetes phải đối mặt với những điều kiện tồn tại khắc nghiệt 27 Tenericutes hơn, trong khi nhiệt độ cao và thiếu nước là những 29 Thermotogae điều kiện không thuận lợi để vi khuẩn yếm khí tồn 30 Verrucomicrobia tại. Bảng 9 cho biết Deinococcus-Thermus, 5. KẾT LUẬN Tenericutes và Thermotogae là các vi khuẩn chịu nhiệt cao, chịu nhiệt trung bình, sống sót được trong Trong tự nhiên, tập đoàn vi khuẩn rất phong phú điều kiện ủ phân hữu cơ ở nhiệt độ cao. Mặc dù nhiệt và đa dạng, trong đó có nhiều vi khuẩn có lợi cho độ ủ cao với hơi nước nóng tỏa ra và thường xuyên hướng phát triển nông nghiệp bền vững. Các vi được cấp khí, nhưng vẫn tìm thấy một vài vi khuẩn khuẩn có lợi có thể được khai thác trong chế biến yếm khí. Điều đó cho thấy, quá trình lên men yếm phân hữu cơ chất lượng cao từ nhiều loại chất thải khí cũng đang xảy ra trong môi trường vi mô của hữu cơ khác nhau bằng phương pháp ủ ở nhiệt độ khối ủ. Những sản phẩm của nhà máy phân bón hữu cao. Phân hữu cơ chất lượng cao từ phương pháp chế cơ ủ ở nhiệt độ cao đã được phổ biến rộng rãi ở Nhật biến này được sử dụng cho cây trồng là một biện Bản và có uy tín cao đối với người nông dân và khách pháp hữu hiệu trong phương thức canh tác môi hàng canh tác nông nghiệp hữu cơ. Nguồn nguyên trường lợi khuẩn để phục vụ cho sản xuất nông liệu sử dụng cho sản xuất phân hữu cơ là chất thải nghiệp hữu cơ. Việt Nam với nguồn chất thải hữu cơ hữu cơ như bùn lắng nước thải, rác thải thành phố, hữu cơ rất dồi dào có điều kiện thuận lợi để phát rác thải từ các chợ thực phẩm và bùn thải từ các nhà triển canh tác môi trường lợi khuẩn. 8 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  9. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ LỜI CẢM ƠN of methanogenic microorganisms drive full-scale Tác giả chân thành cảm ơn GS.TS. Nguyễn Thơ anaerobic digestion process. Volume 126, May 2019, đã đóng góp quý báu cho nội dung bài viết này. Pages 543-551 Environment International. 5. Nataliya M. Shchegolkova, et al. (2016). Microbial community structure of activated sludge in TÀI LIỆU THAM KHẢO treatment plants with different wastewater 1. Taxnomy, compositions. Front. Microbiol. 7:90. 10.3389. https://en.wikipedia.org/wiki/Bacterial-taxonomy Published online 2016 Feb 18. 2. Kazuhiro Hirayama (2016). Taxonomy of 6. Tairo Oshima and Toshiyuki Moriya (2008). Human Intestinal Bacteria, 30:5-152016. Journal of A Preliminary Analysis of Microbial and Biochemical Intestinal Microbiology, Japan. Properties of High-Temperature Compost, Annals of 3. Daniela Numberger (2019). Characterization the New York Academy of Sciences, 1125: 338–344. of bacterial communities in wastewater with 7. Takahiro Yoshii et al. (2016). Analysis of the enhanced taxonomic resolution by full-length 16S predominant microflora in high temperature rRNA sequencing. Scientific Reports volume 9, compost degrading middle gut gland of scallop”, Article number: 9673. Extremophiles 2016, Sep.2016. 4. Qiuting Zhang, et al. (2019). High variations DIVERSITIES OF BACTERIA IN NATURE AND THEIR UTILIZATION FOR PROBIOTIC ENVIRONMENTAL FARMING Saburo Matsui1 1 Ph.D., Emeritus Professor, Kyoto University, IWA Distinguished Fellow Summary The paper describes bacterial diversities in different environments in nature, such as bacteria in human intestine, probiotics for human, bacteria in sewage, methane fermentation of sewage sludge, activated sludge, and bacteria during the hyper-thermophilic composting. The beneficial bacteria in nature can be utilized in the approach of developing sustainabe agriculture, including the production of high quality compost by using the technology of hyper-thermophilic composting applied to animal dungs, by products from food processing, garbage, harvest residues and sewage sludge, etc. This method which produces organic fertilizer products containing beneficial bacteria is an efficient technique in the probiotic environmental farming for developing organic agriculture. Keywords: Bacterial diversities, hyper-thermophilic composting, organic agriculture, organic fertilizer, probiotics, probiotic environmental farming. Người phản biện: GS.TS. Phạm Văn Toản Ngày nhận bài: 29/7/2021 Ngày thông qua phản biện: 30/8/2021 Ngày duyệt đăng: 6/9/2021 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 9
  10. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP VÀ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP THEO HƯỚNG KINH TẾ TUẦN HOÀN Mai Văn Trịnh1 TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu là tính toán tiềm năng cung cấp dinh dưỡng cây trồng từ chất thải chăn nuôi và phụ phẩm trồng trọt. Từ hiện trạng sản xuất nông nghiệp trong lĩnh vực trồng trọt, chăn nuôi đã tính được lượng chất thải với hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P, K trong đó cần thiết cho cây trồng. Kết quả nghiên cứu cho thấy hằng năm từ phụ phẩm trồng trọt có thể sản xuất được lượng phân bón tương đương với 43,4 triệu tấn hữu cơ, 1,86 triệu tấn đạm urê, 1,68 triệu tấn supe lân đơn và 2,23 triệu tấn kali sunfat. Từ chất thải chăn nuôi có thể sản xuất lượng phân bón tương đương với 42 triệu tấn hữu cơ nguyên chất, 1,2 triệu tấn đạm urê, 3,1 triệu tấn supe lân đơn và 2,4 triệu tấn kali sunfat. Chất thải từ cả 2 lĩnh vực có thể cung cấp cho sản xuất lượng phân bón tương đương với 85,4 triệu tấn hữu cơ, 3,06 triệu tấn đạm urê, 4,78 triệu tấn supe lân đơn và 4,63 triệu tấn kali sunfat. Tuy nhiên hiện trạng sử dụng các loại chất thải này ở mức rất thấp, vừa không tận dụng được nguồn tài nguyên, vừa phát thải ra và gây ô nhiễm môi trường. Việc tăng cường tuần hoàn tái sử dụng lại các loại chất thải này cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa 2 lĩnh vực, kết hợp với chính sách của Nhà nước làm thông thoáng và tăng thu nhập từ chất thải và phụ phẩm trong các trang trại thì mới khắc phục, hạn chế được tình trạng ô nhiễm, đáp ứng nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp theo hướng kinh tế tuần hoàn và tiến đến một nền nông nghiệp bền vững. Từ khoá: Chất thải chăn nuôi, phụ phẩm trồng trọt, phân bón, nông nghiệp bền vững. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 2 khí; nước rửa chuồng không được thu gom và xử lý gây ô nhiễm đất, nước và không khí; mùi hôi từ các Sau một thời gian dài thực hiện các biện pháp chuồng trại kèm theo các khí độc H2S, NH3 gây ô canh tác tiên tiến và thâm canh, lĩnh vực trồng trọt nhiễm không khí và sức khỏe cộng đồng; chất thải từ đang đối mặt với nhiều vấn đề về môi trường và sự các cơ sở giết mổ (phân, nước rửa, lông, móng, tiết, phát triển bền vững như: (i) lượng phân bón và thuốc bộ phận cơ thể thừa). bảo vệ thực vật hóa học tăng quá mức khuyến cáo, gây lãng phí và ô nhiễm môi trường (Nguyen T. H., Do đó, mục đích của nghiên cứu là đưa ra những 2017); (ii) sử dụng phân hữu cơ giảm nghiêm trọng, tiềm năng tái sử dụng các phụ phẩm trồng trọt và chỉ còn dưới 15% cả về số lượng và khối lượng (Mai chăn nuôi để thay thế phân hoá học, tăng sự phát Văn Trịnh và cs, 2018); đốt bỏ 35-70% lượng phụ triển của nông nghiệp bền vững thông qua các thực phẩm nông nghiệp ngoài đồng vừa làm mất chất hữu hành nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp theo hướng cơ và dinh dưỡng cho cây trồng vừa sinh khói bụi và tuần hoàn. gây ô nhiễm không khí, gia tăng biến đổi khí hậu 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (Đỗ Thu Hà và cs, 2019). 2.1. Phương pháp thu thập dữ liệu Chăn nuôi phát triển luôn đi kèm với sự phát thải Các dữ liệu về chất thải chăn nuôi, phụ phẩm các chất thải. Nguyễn Thế Hinh (2017) đã tính toán trồng trọt, các số liệu về phát thải từ gia súc, gia cầm, mỗi năm khối lượng nguồn thải ra từ chăn nuôi ra các hệ thống trồng trọt được thu thập từ các nguồn môi trường là một con số khổng lồ, từ 70 - 80 triệu khác nhau như: Tổng cục Thống kê, số liệu thống kê tấn/năm. Việc tăng tốc độ phát triển cao và sự không và kế hoạch của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông theo kịp của việc xây dựng các hệ thống cơ sở hạ thôn, các tạp chí, báo cáo khoa học và một số nguồn tầng nuôi và xử lý môi trường đang dẫn đến hàng loạt thông tin từ các chuyên gia. các vấn đề về môi trường xảy ra trong lĩnh vực này 2.2. Phương pháp tổng hợp, tính toán và xây như: chất thải rắn và lỏng không được xử lý triệt để dựng đề xuất và thải ra môi trường gây ô nhiễm đất, nước và không Các số liệu về chất thải chăn nuôi, phụ phẩm trồng trọt và thành phần dinh dưỡng của chúng được 1 thu thập và tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau. Số Viện Môi trường Nông nghiệp 10 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  11. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ liệu được chuẩn hoá và tính toán tiềm năng các chất khác, như cây rau màu hằng năm, cây công nghiệp dinh dưỡng cho cây trồng trong chất thải chăn nuôi ngắn ngày, dài ngày, cây ăn quả. Mỗi loại cây đều có và phụ phẩm trồng trọt. Từ đó quy ra tiềm năng tỷ lệ phụ phẩm nhất định sau khi thu hoạch. Một số lượng phân bón hữu cơ và phân hoá học có thể được cây trồng có lượng phụ phẩm nông nghiệp lớn được thay thế. Những rào cản của việc tuần hoàn chất thải thể hiện trong bảng 1. được nhận diện, từ đó xây dựng các đề xuất tận dụng Bảng 1 cho thấy, cây lúa để lại khối lượng phụ tối đa nguồn tài nguyên quý giá phục vụ cho sản xuất phẩm lớn nhất với trên 45 triệu tấn rơm rạ và trên 8 nông nghiệp bền vững thông qua các hoạt động canh triệu tấn trấu/năm, tiếp đến là cây mía với khối lượng tác như nông nghiệp hữu cơ, tuần hoàn… bẹ và lá già cũng trên 20 triệu tấn/năm, tiếp đến là 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN thân lá ngô, sắn, rau các loại và vỏ cà phê. Mặc dù 3.1. Phụ phẩm trồng trọt phụ phẩm từ cây rau lớn nhưng hàm lượng chất khô và chất dinh dưỡng thấp nên không được coi trọng Bảng 1. Sinh khối phụ phẩm trồng trọt chính năm 2015 như các loại cây trồng khác. Rơm rạ được sử dụng Nguồn sinh khối Tiềm năng (triệu vào nhiều mục đích. Tuy nhiên trong bối cảnh công nông nghiệp tấn) nghiệp hoá và đô thị hoá thì rơm rạ bị thừa nhiều, Rơm rạ 45,22 dẫn đến việc nông dân đốt nhiều hơn, dao động từ Trấu 8,73 35-70% (Đỗ Thu Hà và cs, 2019). Nguy hiểm nhất là Thân ngô 6,33 bẹ và lá mía, thường bị đốt 100% sau khi thu hoạch Sắn 3,50 với lý do khó làm đất, lưu truyền mềm bệnh… Hầu Mía 20,0 hết các loại phụ phẩm trồng trọt chưa được sử dụng Vỏ cà phê 0,77 một cách hiệu quả, phát thải và gây ô nhiễm môi Rau các loại* 10,5 trường. Tổng 95,05 3.2. Chất thải chăn nuôi Nguồn: Viện Môi trường Nông nghiệp (2019) Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Diện tích đất sản xuất nông nghiệp cả nước Phát triển nông thôn (Bộ Nông nghiệp và PTNT, chiếm trên 11 triệu ha với nhiều loại cây trồng, trong 2021), trung bình từ năm 2016 đến 2019, tổng đàn gia đó lớn nhất là khoảng 4 triệu ha đất lúa hoặc trên 7,4 súc, gia cầm của nước ta đạt 27,28 triệu con lợn, triệu ha đất gieo trồng lúa, xấp xỉ 1 triệu ha đất trồng 420,34 triệu con gia cầm, 6,02 triệu con bò và 2,48 ngô. Ở quy mô nhỏ hơn là đất trồng các loại cây triệu con trâu (Bảng 2). Bảng 2. Ước tính khối lượng chất thải hàng ngày của gia súc, gia cầm Chất thải lỏng Trung bình tổng Tổng chất thải Chất thải rắn (kg/con/ngày) Vật nuôi (kg/con/ngày) đàn (2016-2020) (triệu tấn) (1) (2) (3) (2) (3) 1000 con (2016)* Rắn Lỏng Lợn 2,5 1,2-3,0 2,3 4-6 3,5 27.283 24,90 49,79 Gia cầm 0,02 0,02-0,05 - 420.336 3,07 - Bò 10,0 15-20 6-10 6.024 26,20 17,59 Trâu 15,0 18-25 8-12 2.481 17,70 9,06 Dê, cừu 1,5 1,5-2,5 0,6-1,0 - - - Tổng 71,87 76,44 (1): Tống Xuân Chinh, 2015; (2): Vũ Chí Cương (2013); (3) Elena Forbes; * Bộ Nông nghiệp và PTNT (2021). Với hệ số phát thải đã được báo cáo bởi Tống lỏng/năm, trong đó đàn bò, lợn và trâu đóng góp Xuân Chinh (2015), Vũ Chí Cương (2013) và Elena nhiều lượng chất thải rắn nhất và lợn đóng góp lượng Forrbes (2015) thì tổng lượng chất thải từ chăn nuôi chất thải lỏng lớn nhất. hằng năm (bình quân 2016-2020) của nước ta là 71,87 3.3. Tiềm năng dinh dưỡng cây trồng thông qua triệu tấn chất thải rắn và 76,44 triệu tấn chất thải phân bón hữu cơ phục vụ sản xuất nông nghiệp N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 11
  12. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Với tổng lượng phát thải các loại phụ phẩm trồng tính toán được tiềm năng mà các loại phụ phẩm này trọt như trong bảng 1 và đặc tính của từng loại phụ có thể cung cấp cho sản xuất nông nghiệp bằng việc phẩm cây trồng với hàm lượng các chất dinh dưỡng tái sử dụng (Bảng 3). chính như hữu cơ, đạm, lân, kali thì chúng ta có thể Bảng 3. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong phụ phẩm một số cây trồng chính Khối lượng chất dinh dưỡng Lượng phân bón tương đương Hàm lượng các chất (%) (triệu tấn) (triệu tấn) Phụ phẩm Chất Hữu Lân Kali trồng trọt khô Nts P2O5ts K2Ots C N P2O5 K2O cơ Urê supe sunfat Rơm rạ 31 0,8 0,2 1,5 14,02 0,36 0,09 0,68 24,21 0,80 0,54 1,36 Trấu 30 0,8 1,5 1,35 2,62 0,07 0,13 0,12 4,52 0,15 0,79 0,24 Thân ngô 30 1,29 0,26 0,12 1,90 0,08 0,02 0,01 3,28 0,18 0,10 0,02 Mía 31 0,77 0,2 1,4 6,20 0,15 0,04 0,28 10,71 0,34 0,24 0,56 Rau các loại 3,7 1,7 0,014 0,3 0,39 0,18 0,00 0,03 0,67 0,39 0,01 0,06 Tổng 25,12 0,85 0,28 1,12 43,40 1,86 1,68 2,23 (Nguồn: Tác giả tính toán) Với lượng sinh khối phụ phẩm các cây trồng hiệu quả với 35-70% bị đốt bỏ (đặc biệt là 100% lá mía chính như lúa, ngô, mía, rau các loại và với hàm và phần lớn thân lá ngô bị đốt sau khi thu hoạch) vừa lượng các chất dinh dưỡng kèm theo thì hàng năm mất đi lượng hữu cơ và dinh dưỡng cây trồng khổng phần sinh khối này có thể cung cấp tương đương với lồ, gây ô nhiễm nguồn nước và không khí, trong khi khoảng 43,4 triệu tấn hữu cơ, 1,86 triệu tấn đạm urê, đất trồng vẫn ngày càng bị thiếu hụt hữu cơ, thoái 1,68 triệu tấn supe lân đơn và 2,23 triệu tấn kali hoá trầm trọng. sulfat. Phần sinh khối này đang được sử dụng không Bảng 4. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong chất thải chăn nuôi Hàm lượng các chất (%) Khối lượng chất dinh dưỡng Lượng phân bón tương đương (triệu tấn) (triệu tấn) Tên vật Chất Lân Kali nuôi khô Nts P2O5 K2O C N P2O5 K2O Hữu cơ Urê supe sunfat Lợn 33,8 0,669 0,546 0,991 11,42 0,23 0,18 0,33 19,73 0,50 1,11 0,67 Gia cầm 17 1,11 1,755 2,585 2,89 0,19 0,30 0,44 4,99 0,42 1,79 0,88 Bò 26,2 0,341 0,099 0,795 6,86 0,09 0,03 0,21 11,86 0,20 0,16 0,42 Trâu 17,7 0,306 0,076 1.129 3,13 0,05 0,01 0,20 5,41 0,12 0,08 0,40 Tổng 24,3 0,6 0,5 1,2 42,0 1,2 3,1 2,4 (Nguồn: Tác giả tính toán) Dựa vào khối lượng và đặc tính của mỗi loại chất 3.4.1. Sử dụng hiệu quả nguồn hữu cơ cho dinh thải rắn của vật nuôi, kết quả cho thấy hàng năm dưỡng cây trồng lượng chất thải chăn nuôi có thể cung cấp lượng Riêng với lĩnh vực trồng trọt và chăn nuôi, nếu tương đương với khoảng 42 triệu tấn hữu cơ nguyên tính tổng lượng các chất dinh dưỡng từ chất thải quy chất, 1,2 triệu tấn đạm urê, 3,1 triệu tấn supe lân đơn ra phân bón thì hàng năm ở nước ta có thể có khoảng và 2,4 triệu tấn phân kali sunfat. 85,4 triệu tấn hữu cơ, 3,06 triệu tấn đạm urê, 4,78 3.4. Sử dụng hợp lý chất thải nông nghiệp cho triệu tấn supe lân đơn và 4,63 triệu tấn kali sunfat. phát triển nông nghiệp bền vững Tổng lượng phân đạm, lân và kali tiềm năng này 12 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  13. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ngang bằng với lượng phân bón hoá học hàng năm đó sẽ rất có giá trị trong việc duy trì sự phát triển của cả nước sử dụng cho sản xuất nông nghiệp (Bùi Thị trang trại. Phương, 2020). Thực tế thì việc sử dụng các chất thải - Phân hữu cơ chỉ được sản xuất từ phụ phẩm chăn nuôi và phụ phẩm nông nghiệp này còn đang ở trồng trọt hoặc chăn nuôi thì chất lượng không cao tỷ lệ rất thấp. Chính vì tỷ lệ tái sử dụng và tuần hoàn mà phải kết hợp giữa phụ phẩm trồng trọt với chất lại thấp nên sinh ra dư thừa và phát thải ra môi thải chăn nuôi vì quá trình phân huỷ tối ưu diễn ra trường, vừa bị mất đi nguồn tài nguyên vô cùng quý khi vật liệu ủ có tỷ lệ C/N (các bon/ni tơ) tối ưu. Tỷ giá mà vừa gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy việc tái sử lệ C/N của phụ phẩm trồng trọt cao (50-80) và của dụng chất thải chăn nuôi và phụ phẩm trồng trọt làm chất thải chăn nuôi rất thấp (dưới 10). Phân hữu cơ phân hữu cơ là rất cần thiết để góp phần cải tạo độ tốt phải có tỷ lệ C/N từ 15-30. Tức là 2 loại chất thải phì nhiêu, tăng sức khoẻ của đất, chống thoái hoá, này phải được trộn với nhau mới tạo thành phân hữu đạt năng suất cây trồng ổn định với sức chống chịu cơ chất lượng cao. Trong thực tế người trồng trọt cao và giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm được phân thừa phụ phẩm thiếu phân hữu cơ, người chăn nuôi bón vô cơ và tăng hiệu quả kinh tế. Hơn nữa hiệu quả thừa phụ phẩm phải đổ bỏ, cả 2 đều gây ô nhiễm môi lâu dài của các chất hữu cơ này là sự tích luỹ các bon trường, trong khi đất canh tác ngày càng bị thoái trong đất, cải thiện tiềm năng sản xuất của đất và hoá, chua hoá, phèn hoá và mất sức sản xuất. Vì vậy giảm nhẹ biến đổi khí hậu. nhất thiết phải có sự kết hợp, trao đổi giữa hai lĩnh 3.4.2. Tăng cường mối quan hệ giữa trồng trọt và vực này để sử dụng tuần hoàn được chất thải chăn chăn nuôi nuôi và phụ phẩm trồng trọt. Một tồn tại rất lớn trong vấn đề tuần hoàn chất 3.4.3. Hiện thực hoá đề án nông nghiệp hữu cơ thải chăn nuôi và phụ phẩm trồng trọt là mối liên hệ (NNHC) giữa trang trại/người trồng trọt và trang trại/người Nhu cầu tiêu thụ phân bón hằng năm của nước chăn nuôi rất lỏng lẻo, thậm chí không có mối liên hệ ta đạt khoảng 11 triệu tấn (Bùi Thị Phương, 2020) với gì. Hầu hết các trang trại chăn nuôi thì không trồng hơn 90% là phân bón vô cơ, còn lại là phân hữu cơ các trọt, trang trại trồng trọt thì không có chăn nuôi. Vì loại. Phân hỗn hợp NPK chiếm tỷ trọng lớn nhất thế chất thải của chăn nuôi không được sử dụng cho (35,5%), theo sau là phân urê (22,2%), DAP (10,1%) trồng trọt, trở nên dư thừa, phải thải bỏ gây ô nhiễm và phân lân đơn (9%). môi trường. Ngược lại, phụ phẩm trồng trọt như rơm Bảng 3 và 4 cho thấy tiềm năng cung cấp các rạ, cùi ngô, bẹ và lá mía thì không được tái sử dụng chất dinh dưỡng cho cây trồng từ chất thải chăn nuôi gây dư thừa phải thải bỏ, đốt bỏ gây ô nhiễm đất, và phụ phẩm trồng trọt là rất lớn, có thể thay thế nước và không khí, lại mất hàng triệu tấn hữu cơ, được rất nhiều phân vô cơ, vừa giảm chi phí sản xuất, phân đạm, lân, kali và các chất dinh dưỡng khác. tăng hiệu quả kinh tế, tăng cường độ phì nhiêu đất, Chất thải chăn nuôi là một nguồn tài nguyên, tăng năng suất, chất lượng nông sản và khả năng nhưng các trang trại chăn nuôi sở hữu cả một nguồn chống chịu sâu bệnh của cây trồng. tài nguyên khổng lồ hàng triệu tấn mà không bán Theo đề án nông nghiệp hữu cơ (Quyết định số được, phải đổ bỏ, gây ô nhiễm môi trường hoặc bán 885/QĐ-TTg, ngày 23/6/2020 của Thủ tướng Chính với giá rẻ mạt cho các công ty phân bón. Lý do là quy phủ), đến năm 2025 và năm 2030 phấn đấu diện tích định của Nhà nước về quy hoạch và điều kiện sản nông nghiệp hữu cơ là 1,5% và 3% diện tích trồng trọt, xuất phân bón hữu cơ, trong đó hơn 90% các trang tương đương với 225.000 ha và 450.000 ha trồng trọt trại đều không đủ điều kiện. Việc các trang trại chăn hữu cơ. Với lượng phân đạm đầu tư bình quân trên 1 nuôi không tận dụng được chất thải của trang trại ha =100 kg N và hàm lượng đạm (N) trong phân ủ là mình, chỉ thu lợi từ sản phẩm chính của chăn nuôi 0,6% thì lượng phân hữu cơ cần để thay thế cho 100 mà không thu được từ các sản phẩm phụ có giá trị, kg N là 16 tấn/1 ha và lượng phân hữu cơ cần cho đặc biệt trong những thời điểm khó khăn do giá cả các diện tích trên tương ứng là 3,6 và 7,2 triệu tấn/vụ tụt dốc hoặc dịch bệnh leo thang thì nguồn thu nhập vào năm 2025 và 2030. Hiện nay chỉ có 15% diện tích N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 13
  14. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ trồng trọt ở đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) bón phân đương với 85,4 triệu tấn hữu cơ, 3,06 triệu tấn urê, hữu cơ, ở các tỉnh miền Nam thì thấp hơn. Để có quy 4,78 triệu tấn supe lân đơn và 4,63 triệu tấn kali mô NNHC thực sự như trên thì đây là 2 nguồn duy sunfat. nhất để sản xuất phân hữu cơ thay thế phân vô cơ. Hiện trạng sử dụng các loại phụ phẩm trồng trọt Để phấn đấu một nền NNHC với quy mô lớn hơn nữa và chăn nuôi ở mức rất thấp, vừa không tận dụng thì cần phải có chính sách sản xuất đủ phân hữu cơ được nguồn tài nguyên, vừa phát thải và gây ô nhiễm cho canh tác hữu cơ. môi trường. Việc tăng cường tuần hoàn tái sử dụng 3.4.4. Nông nghiệp tuần hoàn lại các loại này cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa 2 lĩnh Trong nông nghiệp xanh, nông nghiệp tuần vực, kết hợp với chính sách của Nhà nước làm thông hoàn và nông nghiệp bền vững thì tất cả những thoáng và tăng thu nhập từ chất thải và phụ phẩm nguồn hữu cơ gồm: phân gia súc, gia cầm tươi, khô, trong các trang trại thì mới khắc phục và hạn chế phân chuồng, phân khô (ví dụ phân bò), phụ phẩm được tình trạng ô nhiễm, đáp ứng nông nghiệp hữu trồng trọt, rác thải sinh hoạt hữu cơ, bùn thải, bùn cơ, nông nghiệp theo hướng kinh tế tuần hoàn và đáy hầm biogas, nước thải sau biogas, cây cỏ, chất tiến đến một nền nông nghiệp bền vững. thải sản xuất tinh bột, giết mổ, chế biến thuỷ sản đều TÀI LIỆU THAN KHẢO có giá trị dinh dưỡng cao và có giá trị đầu vào cho 1. Bộ NN & PTNT, 2021. Báo cáo kế hoạch phát trồng trọt. Việc thải ra môi trường là lãng phí. Việc sử triển ngành Nông nghiệp 2021-2025. dụng các nguồn hữu cơ này dưới mọi hình thức đều 2. Bùi Thị Phương, 2020. Báo cáo cập nhật mang lại giá trị kinh tế và môi trường. Nếu người chủ ngành phân bón tháng 12/2020, FPT securities. trang trại được phép xử lý chúng thành phân hữu cơ và bán như một loại hàng hoá để tăng thu nhập (vẫn 3. Đỗ Thu Hà, Hoàng Thị Ngân, Nguyễn Thị tuân thủ các quy định của pháp luật và đảm bảo sản Huệ, Phạm Quang Hà, 2019. Nghiên cứu quản lý phụ phẩm của mình bán ra đạt tiêu chuẩn đăng ký) thì sẽ phẩm từ trồng lúa tại Việt Nam. Tạp chí Khoa học sạch bóng ô nhiễm chất thải chăn nuôi, không còn Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam số 10/2019, tr. đốt rơm rạ sau những mùa thu hoạch. 155 – 159. Các thể chế môi trường, quy hoạch và điều kiện 4. Elena Forbes. How to Make Pig Manure into sản xuất phân bón hữu cơ đang là rào cản các trang Organic Fertilizer (http://fertilizer- trại tận dụng nguồn hữu cơ phục vụ sản xuất và gián machine.net/solution_and_market/pig-manure- tiếp là nguyên nhân khiến họ gây ô nhiễm môi management-methods.html), 18/9/2015. trường. Các giấy phép con cho việc sản xuất phân 5. Mai Văn Trịnh, 2018. Báo cáo điều tra hiện hữu cơ vừa gây cản trở sản xuất phân hữu cơ, vừa trạng sản xuất lúa tỉnh Thái Bình. Dự án canh tác lúa làm tiêu tốn của cải xã hội (với nhiều chi phí). Ngành phát thải thấp. Viện Môi trường Nông nghiệp. nông nghiệp có trách nhiệm hướng dẫn cho người 6. Nguyễn, T. H., 2017. Tổng quan về ô nhiễm dân biến chất thải thành hàng hoá, tăng thu nhập cho nông nghiệp ở Việt Nam: Ngành trồng trọt. Chuẩn bị trang trại mà không cần phải chi phí không đáng có. cho Ngân hàng Thế giới, Washington, DC. 4. KẾT LUẬN 7. Nguyễn Thế Hinh (2017). Thực trạng xử lý Hằng năm từ phụ phẩm trồng trọt có thể cung môi trường chăn nuôi tại Việt Nam và đề xuất giải cấp cho sản xuất nông nghiệp lượng phân bón tương pháp quản lý. Tạp chí Môi trường, số 6/2017, 28-30. đương với 43,4 triệu tấn hữu cơ, 1,86 triệu tấn đạm 8. Tống Xuân Chinh (2015). Công nghệ khí sinh urê, 1,68 triệu tấn supe lân đơn và 2,23 triệu tấn kali học trong xử lý chất thải chăn nuôi và nguồn năng sunfat; từ chất thải chăn nuôi khoảng 42 triệu tấn lượng thay thế. Trong: Cục Chăn nuôi-Kỷ yếu 10 năm hữu cơ nguyên chất, 1,2 triệu tấn đạm urê, 3,1 triệu ngành chăn nuôi Việt Nam. Đặc san của Cục Chăn tấn supe lân đơn và 2,4 triệu tấn kali sunfat. Phụ nuôi, 2015. Trang 72-81. phẩm và chất thải từ trồng trọt, chăn nuôi có thể 9. Viện Môi trường Nông nghiệp, 2019. Báo cáo được sử dụng để sản xuất lượng phân bón tương 14 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  15. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ tổng kết đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải nuôi: Quản lý và sử dụng chất thải chăn nuôi hiệu pháp quản lý chất thải trong lĩnh vực trồng trọt”. quả và bền vững. Nxb. Khoa học Tự nhiên và Công 10. Vũ Chí Cương và nnk, 2013. Môi trường chăn nghệ. AGRICULTURAL WASTES AND POTENTIAL FOR DEVELOPMENT OF AGRICULTURE TOWARD CICULAR Mai Van Trinh Summary Objectives of study is to calculate the potential of plant nutrient from animal waste and crop residues. From the current agricultural production with its massive waste and residues and its nutrient content, that can be calculated annually amount of equivalent fertilizer from waste and residues. Crop residues contain equivalent to 43.4 million tons of organic matter, 1.86 million tons of urea, 1.68 million tons of single super phosphate and 2.23 million tons of sulfate potassium, while animal waste contain equivalent 42 million tons of organic matter, 1.2 million tons of urea, 3.1 million tons of single super phosphate and 2.4 million tons of sulfate potassium. In total, waste and residues from both sub-sectors contain equivalent 85.4 million tons of organic matter, 3.06 million tons of urea, 4.78 million tons of single super phosphate and 4.63 million tons of sulfate potassium. However, the current used of these waste and residues are very low. The circulation of these waste and residues needs to have combine of both crop and livestock sides, together with governmental policies to increase incomes for farm owner, that not only optimally used of production wastes but also remove pollution and clean environment, strongly support for organic farming, develop agriculture toward circular economy and develop sustainable agriculture. Keywords: Animal wate, crop residues, fertilizer, sustainable farming. Người phản biện: TS. Bùi Huy Hiền Ngày nhận bài: 27/7/2021 Ngày thông qua phản biện: 27/8/2021 Ngày duyệt đăng: 6/9/2021 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 15
  16. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÁC ĐỊNH DẤU VẾT CÁC BON CHO ĐƠN VỊ SẢN PHẨM LÚA GẠO TRONG CÁC PHƯƠNG THỨC CANH TÁC LÚA THÔNG MINH Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Bùi Thị Phương Loan1, Vũ Tấn Phương2, Đỗ Thanh Định1, Cao Hương Giang1, Lục Thị Thanh Thêm1 TÓM TẮT Canh tác lúa đóng vai trò rất quan trọng trong phát triển kinh tế nông nghiệp tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời canh tác lúa cũng là nguồn gây phát thải khí nhà kính lớn. Dấu vết các bon của sản phẩm lúa gạo cho biết lượng khí thải nhà kính được sản xuất hoặc tiêu thụ trong vòng đời của sản phẩm lúa gạo. Việc định lượng dấu vết các bon cho một đơn vị sản phẩm lúa gạo của các phương thức canh tác lúa khác nhau như: truyền thống, 1P5G, 3G3T, AWD tại đồng bằng sông Cửu Long sẽ giúp xác định các phương thức quản lý nào hiệu quả để giảm phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa. Kết quả nghiên cứu tại các tỉnh/thành: Cần Thơ, Sóc Trăng, Kiên Giang, Long An theo các phương thức canh tác truyền thống (TT), 1P5G (1 phải 5 giảm), 3G3T (3 giảm 3 tăng), AWD (tưới khô ướt xen kẽ) cho thấy dấu vết các bon theo đơn vị sản phẩm, trong vụ đông xuân 1,24 kg CO2e/kg thóc (TT), 0,97 kg CO2e/kg thóc (1P5G); 0,89 kg CO2e/kg thóc (3G3T) và 0,91 kg CO2e/kg thóc (AWD) và vụ hè thu lần lượt là: 1,67 kg CO2e/kg thóc (TT), 1,26 kg CO2e/kg thóc (1P5G), 1,2 kg CO2e/kg thóc (3G3T) và 1,09 kg CO2e/kg thóc (AWD). Từ tính toán dấu vết các bon các sản phẩm lúa gạo có thể thấy: phát thải mê tan từ canh tác lúa chiếm tỷ trọng lớn nhất từ 34-49,7%, tiếp đến là sản xuất phân bón và đốt rơm rạ tại đồng ruộng, chính vì vậy đề xuất các giải pháp giảm phát thải khí nhà kính ưu tiên trong vòng đời sản xuất lúa gạo tại đồng bằng sông Cửu Long cần tập trung mở rộng việc áp dụng các phương thức canh tác lúa 1P5G, 3G3T, AWD, quản lý phế phụ phẩm, giảm lượng đạm hợp lý, sử dụng phân tổng hợp, chậm tan và các loại giống ngắn ngày, đồng thời áp dụng các chính sách khuyến khích người nông dân thay đổi tập quán sản xuất. Từ khóa: Canh tác lúa, dấu vết các bon, đồng bằng sông Cửu Long, phát thải khí nhà kính. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 3 khuyến khích, đẩy mạnh và nhân rộng phương pháp canh tác lúa giảm khí nhà kính để nông dân áp dụng. Tổng lượng phát thải khí nhà kính (KNK) trong Dấu vết các bon (gồm dấu vết các bon sơ cấp và dấu sản xuất nông nghiệp đạt 89,8 triệu tấn CO2tđ trong vết các bon thứ cấp) là tổng lượng khí nhà kính phát năm 2014, lượng phát thải do sản xuất nông nghiệp thải do các hoạt động sản xuất trực tiếp và gián tiếp dự tính theo kịch bản phát triển thông thường (BAU) để tạo ra sản phẩm, thường được mô tả bằng tấn khí trong đóng góp quốc gia tự quyết định (NDC) cập CO2 tương đương (CO2e). Điều này thể hiện mức độ nhật là 104,5 triệu tấn CO2 tương đương (CO2e) vào sử dụng nguyên nhiên vật liệu đầu vào (nhiên liệu năm 2020 và 112,1 triệu tấn CO2e vào năm 2030, hóa thạch và các nguyên vật liệu khác trong quá trong đó canh tác lúa phát thải nhiều nhất, chiếm trình sản xuất ra sản phẩm). Hướng đến mục tiêu tương ứng 49,3% tổng lượng phát thải trong lĩnh vực quan trọng là tăng cường năng lực của người dân để nông nghiệp năm 2014 (Báo cáo kỹ thuật đóng góp nâng cao giá trị của việc canh tác lúa bền vững trên do quốc gia tự quyết định của Việt Nam, Bộ Tài đất nhiễm mặn và hướng dẫn thực hiện trồng lúa nguyên Môi trường, 2020). Đồng bằng sông Cửu giảm phát thải, nghiên cứu này tính toán dấu vết các Long là vựa lúa lớn nhất cả nước, theo Tổng cục bon cho canh tác lúa tại đồng bằng sông Cửu Long Thống kê năm 2019 có diện tích canh tác lúa 4.069,7 với các phương thức kỹ thuật canh tác chủ yếu đang nghìn ha, chiếm 54,5% diện tích canh tác cả nước với áp dụng như: Truyền thống, 1 phải 5 giảm (1P5G), 3 sản lượng 24.280,0 nghìn tấn, chiếm 55,9% sản lượng giảm 3 tăng (3G3T), tưới khô ướt xen kẽ (AWD) lúa gạo cả nước. Vì thế tính cấp thiết đặt ra là phải nhằm xác định các phương thức quản lý nào hiệu quả để giảm phát thải khí nhà kính trong canh tác lúa, đồng thời đề xuất các biện pháp nhằm giảm phát 1 Viện Môi trường Nông nghiệp thải khí nhà kính trong canh tác lúa tại đồng bằng 2 Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 16 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  17. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ sông Cửu Long. Dấu vết các bon của sản phẩm cho biết lượng khí 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU thải nhà kính được sản xuất hoặc tiêu thụ trong vòng đời của sản phẩm. Mục đích của nghiên cứu này là 2.1. Đối tượng nghiên cứu ước tính lượng phát thải KNK từ các cánh đồng lúa Đối tượng nghiên cứu là lượng phát thải KNK của đồng bằng sông Cửu Long về lượng phát thải từ (CH4, N2O được quy đổi ra CO2 tương đương) trong trồng lúa, các hoạt động cơ khí (bơm tưới, làm đất, thu vòng đời lúa gạo trong 2 vụ trên 4 phương thức canh hoạch), bón phân và đốt rơm rạ. Cuối cùng, tính toán tác: truyền thống (TT), 1 phải 5 giảm (1P5G), 3 giảm dấu vết các bon thu vào của tất cả các KNK liên quan 3 tăng (3G3T) và tưới khô ướt xen kẽ (AWD) tại các đến vòng đời lúa gạo (kg CO2e /kg thóc). tỉnh/thành: Cần Thơ, Sóc Trăng, Kiên Giang, Long Xây dựng phương pháp luận tính toán dấu vết An vùng đồng bằng sông Cửu Long. các bon cụ thể cho sản phẩm lúa gạo dựa trên việc Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 6 đế́n tháng kết hợp phân tích vòng đời sản phẩm (LCA) của ISO 12 năm 2020. và Hướng dẫn kiểm kê KNK quốc gia của IPCC năm 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2006 cùng các nghiên cứu liên quan khác. 2.2.1. Phương pháp luận tính toán dấu vết các Các hoạt động chính trong vòng đời lúa gạo tại bon của sản phẩm lúa gạo đồng bằng sông Cửu Long được trình bày trong hình 1. Hình 1. Vòng đời sản xuất lúa gạo tại đồng bằng sông Cửu Long 2.2.2. Phương pháp điều tra thống, bao gồm: điều tra lượng phân bón, lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng, lượng xăng, dầu phục Điều tra, thu thập số liệu tính toán dấu vết các vụ quá trình làm đất và bơm nước, thu hoạch; lượng bon trong sản xuất lúa khu vực ĐBSCL (diện tích nước tưới sử dụng trong quy trình canh tác tạo ra hạt canh tác 2 vụ, tại 4 tỉnh/thành: Long An, Kiên Giang, lúa (cả năm), lượng phế phụ phẩm sau thu hoạch với Cần Thơ và Sóc Trăng theo các phương thức canh 400 mẫu phiếu điều tra hộ nông dân. tác 1P5G, 3G3T, khô ướt xen kẽ (AWD) và truyền Bảng 1. Dung lượng mẫu cụ thể cho từng phương thức canh tác (1P5G, 3G3T, AWD, truyền thống) tại một số địa phương đại diện vùng ĐBSCL TT Kỹ thuật áp dụng Lượng phiếu điều tra Cần Thơ Long An Kiên Giang Sóc Trăng 1 1P5G 35 25 25 25 2 3G3T 35 25 25 25 3 AWD 25 25 25 4 Truyền thống 30 25 25 25 Tổng 100 100 100 100 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 17
  18. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 2.2.3. Phương pháp tính toán dấu vết các bon k, (ha/năm); i, j và k: Các hệ sinh thái khác nhau, cơ cho một đơn vị sản phẩm lúa gạo chế quản lý nước tưới, loại và lượng chất hữu cơ được bổ sung và các điều kiện mà theo đó lượng phát thải Việc xây dựng phương pháp luận tính toán dấu CH4 từ lúa có thể thay đổi; k: Lượng hữu cơ, phân loại vết các bon của sản phẩm lúa gạo tại vùng đồng bằng bao nhiêu hộ bón mức hữu cơ cao, trung bình, thấp. sông Cửu Long còn dựa trên các giả định sau: toàn bộ lượng phát thải KNK từ việc lượng rơm rạ vùi + Phát thải thải khí nhà kính từ việc sử dụng xuống ruộng trong vụ này bao gồm cả lượng phát nhiên liệu hóa thạch cho vận hành máy móc tại thải mê tan từ canh tác lúa trong vụ sau; toàn bộ máy ruộng: Phát thải KNK, nhiên liệu = Tiêu thụ nhiên liệu x bơm của HTX đều được sử dụng cho quá trình canh EFKNK, nhiên liệu (5) tác lúa trong vụ đông xuân và hè thu; lượng hấp thụ EFKNK, nhiên liệu: Hệ số phát thải mặc định của một các bon vào đất trong dài hạn bằng 0; tại khu vực loại KNK theo loại nhiên liệu (kg khí/TJ). Đối với nghiên cứu, không có sự thay đổi mục đích sử dụng CO2 còn bao gồm hệ số oxi hóa các-bon và được đất trong vòng 20 năm qua; phát thải KNK từ việc giả định là 1. sản xuất và sửa chữa các máy móc nông nghiệp là + Phát thải CO2 từ bón phân đạm: Phát thải CO2- không đáng kể. C = M x EF (6) Trong từng khâu sản xuất, tính toán các nguồn Phát thải CO2 - C: Lượng phát thải C từ việc áp phát thải dưới đây. dụng phân urea (tấn C/ha); (i) Tính toán phát thải trước quá trình sản xuất, M: Lượng phân ure được áp dụng (tấn urea); EF: bao gồm: Hệ số phát thải (tấn C/tấn urea). + Phát thải KNK từ sản xuất điện nhằm sử dụng + Phát thải N2O từ đất nông nghiệp cho các máy móc và thiết bị nông nghiệp: Phát thải N2O trực tiếp: N2ODirect-N = [(FSN+FAW Phát thảiKNK = Tiêu thụ điện *Hệ số phát thải lưới điện(1) +FBN + FCR)*EF1] + (FOS *EF2) (7) + Phát thải KNK từ việc sản xuất phân bón: N2ODirect-N: Phát thải N2O trên mỗi đơn vị nitơ (kg N/năm); FSN: Lượng phân đạm tổng hợp bón cho đất hàng năm đã điều chỉnh để tính lượng bay hơi EFsản xuất phân bón: Hệ số phát thải của việc sản của NH3 và Nox; FAW: Lượng phân chuồng bón cho xuất phân bón theo loại phân (kg CO2e/kg phân) đất hàng năm đã điều chỉnh để tính lượng bay hơi + Phát thải từ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật: của NH3 và NOx; FBN: Lượng nitơ cố định theo loại cây cố định đạm được trồng năm; FCR: Lượng nitơ trong phụ phẩm nông nghiệp hấp thụ trở lại đất hàng EFsản xuất thuốc BVTV: Hệ số phát thải của việc sản xuất năm; FOS: Diện tích đất hữu cơ được canh tác hàng thuốc bảo vệ thực vật (kg CO2e/kg a.i.). năm; EF1: EF cho phát thải từ N bổ sung (kg N2O- (ii) Tính toán phát thải trong quá trình sản xuất, N/kg N bổ sung); EF2: EF cho phát thải từ canh tác bao gồm: đất hữu cơ (kg N2O-N/ha-năm). + Phát thải mê-tan từ canh tác lúa: Phát thải gián tiếp N2O: N2Oindirect-N= N2O(G)+ -6 CH4 lúa=∑i,j,k(EFi,j,k* ti,j,k* Ai,j,k*10 ) N2O(L)+ N2O(S) (8) (4) N2Oindirect-N: Phát thải N2O theo đơn vị nitơ; CH4 lúa: Lượng phát thải mê-tan hàng năm từ N2O(G): N2O được sinh ra từ quá trình bay hơi của canh tác lúa (Gg CH4/năm); EFijk: Hệ số phát phân bón tổng hợp và phân chuồng đã sử dụng và thải/ngày theo điều kiện i, j, k, (kg CH4/m2/ngày); tiếp theo là NOx và NH3 lắng đọng trong khí quyển tij: Thời gian canh tác lúa theo điều kiện i, j, k (ngày); (kg N/năm); N2O(L): N2O được sinh ra từ quá trình Aijk: Diện tích thu hoạch hàng năm theo điều kiện i, j, 18 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
  19. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ rửa trôi và rò rỉ của phân bón và phân chuồng sử (v) Đánh giá độ không chắc chắn dụng (kg N/năm); N2O(S): N2O được sinh ra từ hoạt Độ không chắc chắn được tính toán theo công động xả nước thải sinh hoạt vào sông hay các cửa thức 3.1 trong Quyển 1 của Hướng dẫn kiểm kê KNK sông (kg N/năm) quốc gia của IPCC (2006). (iii) Tính toán phát thải sau quá trình sản xuất, bao gồm: + Phát thải KNK trong vận chuyển thóc từ ruộng Trong đó: Utotal là độ không chắc chắn tổng thể đến các lò sấy, xay xát tính bằng %; U1, U2, …Un là độ không chắc chắn của Phát thải CO2 = Quãng đường di chuyển x tính toán phát thải theo từng công đoạn. EFphương tiện (9) 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN EFphương tiện: Hệ số phát thải của phương tiện (kgCO2e/km). 3.1. Phát thải khí nhà kính từ các hoạt động Phát thải KNK từ đốt rơm rạ sau thu hoạch: trong vòng đời lúa gạo -3 Lcháy=A x MB x Cf x Gef x 10 (10) 3.1.1. Phát thải do sử dụng điện cho vận hành Lcháy: Lượng KNK phát ra do cháy (tấn KNK) (ví các máy móc và thiết bị nông nghiệp dụ: CH4, N2O…); A: Diện tích bị cháy (ha); MB: Khối Trong vòng đời cây lúa, điện sản xuất được sử lượng nhiên liệu sẵn có cho việc đốt cháy (tấn/ha); dụng cho việc vận hành máy bơm nước (tưới tiêu), quạt Cf: Hiệu suất cháy (hoặc tỷ lệ sinh khối bị đốt cháy); Gef: Hệ số phát thải, g (/kg d.m.). điện (rê thóc làm sạch) và máy xát gạo. Theo kết quả điều tra, việc áp dụng phương thức canh tác 1P5G, (iv) Tính toán dấu vết các bon 3G3T và AWD sẽ tiêu hao nhiều lượng điện hơn so với Tiềm năng ấm lên toàn cầu (GWP) của CH4 và phương thức canh tác truyền thống để đảm bảo việc N2O được lấy theo Báo cáo IPCC (2007), trong đó: GWP của CH4 là 25 và GWP của N2O là 298. điều tiết nước, rút nước theo quy trình tưới. Kết quả phát thải KNK từ sản xuất điện cho vận hành máy bơm GWPcấp i =Phát thảiCH x 25+Phát thảiN O x 298 + 4 2 nước, quạt điện và máy xát gạo cho các mô hình 1P5G, Phát thải CO2 (11) 3G3T và AWD được tính toán và thể hiện trong bảng 2. Trong đó: GWP: Tiềm năng ấm lên toàn cầu (kg CO2e/ha). Kết quả tính toán cho thấy lượng phát thải khí nhà kính trung bình lớn nhất từ việc phát điện cho Dấu vết các bon được tính toán bằng cách cộng tổng GWP của tất cả các cấp. Đơn vị thể hiện dấu vết vận hành máy bơm nước với các giá trị là 488,7 kg các bon của hệ thống nông nghiệp có thể là dấu vết CO2e/ha/vụ (3G3T), 478,4 kg CO2e/ha/vụ (1P5G), các bon theo không gian hoặc sản lượng, được tính 362,2 kg CO2e/ha/vụ (AWD) và 312,4 kg CO2e/ha toán theo công thức sau: (truyền thống) vào vụ đông xuân (ĐX). Lượng phát 3 CFs= ∑ [GWP(cấp )] (12). thải khí nhà kính trong vụ ĐX cho các biện pháp kỹ Trong đó: CFy= CFs/Sản lượng (13) thuật: truyền thống, 3G3T, 1P5G cao hơn vụ hè thu CFs: dấu vết các bon theo không gian (kg (HT). Việc phát điện cho vận hành máy xát gạo có CO2e/ha); CFy: dấu vết các bon theo sản lượng (kg lượng phát thải KNK đứng thứ hai với giá trị là 114,9 CO2e/kg). kg CO2e/ha/vụ trong cả vụ ĐX và vụ HT. Theo kết Báo cáo sẽ sử dụng đơn vị tính toán dấu vết các quả phỏng vấn tại các tỉnh điều tra, thì toàn bộ các hộ bon theo cả không gian (kg CO2e/ha) và sản lượng dân đều bán gạo cho thương lái tại ruộng và thương (kg CO2e/kg thóc). lái sẽ vận chuyển gạo về sấy tập trung tại các lò sấy, thời gian sử dụng máy xát gạo trong cả vụ ĐX và HT N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021 19
  20. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ là như nhau, dao động từ 8-10 giờ đồng hồ cho 1 mẻ hành quạt là không đáng kể, chỉ khoảng 0,17-0,21 kg sấy. Trong quá trình sấy thóc, sử dụng quạt điện, tuy CO2e/ha/vụ trong cả vụ ĐX và HT. nhiên lượng phát thải KNK từ việc phát điện để vận Bảng 2. Phát thải khí nhà kính từ sản xuất điện cho vận hành các máy móc trong canh tác lúa áp dụng các biện pháp kỹ thuật tại vùng ĐBSCL Đơn vị: kg CO2e/ha/vụ Nguồn phát thải Tổng phát thải cho sản TT Kỹ thuật áp dụng xuất điện cho vận hành Máy bơm nước Quạt điện May xát gạo các máy móc I Vụ đông xuân (ĐX) 1 Truyền thống 312,4 0,21 114,9 427,6 2 3G3T 488,7 0,17 114,9 603,8 3 1P5G 478,4 0,21 114,9 593,5 4 AWD 362,2 0,17 114,9 477,3 II Vụ hè thu (HT) 1 Truyền thống 302,7 0,21 114,9 417,8 2 3G3T 419,3 0,17 114,9 534,4 3 1P5G 395,7 0,21 114,9 510,8 4 AWD 396,3 0,17 114,9 511,4 3.1.2. Phát thải do sản xuất phân bón trong cả bốn phương thức canh tác trong vụ ĐX và HT, tiếp đến là phân đạm (N), phát thải phân lân Kết quả cho thấy phát thát thải khí nhà kính từ (P2O5) là thấp nhất. phân hỗn hợp NPK, DAP chiếm tỷ trọng lớn nhất Bảng 3. Phát thải khí nhà kính từ các loại phân bón Đơn vị: kg CO2e/ha/vụ Nguồn phát thải Tổng phát TT Kỹ thuật áp dụng Đạm (N) Lân (P) Kali (K) NPK, DAP thải cho sản xuất phân bón I Vụ đông xuân 1 Truyền thống 626,1 6,5 102,3 1.300,0 2.034,9 2 3G3T 530,6 0,0 80,1 1.240,4 1.851,1 3 1P5G 579,8 31,4 84,3 1.182,1 1.877,5 4 AWD 484,1 22,3 76,0 1.130,2 1.712,7 II Vụ hè thu 1 Truyền thống 627,7 9,7 99,9 1.364,0 2.100,7 2 3G3T 550,8 0,0 83,1 1.141,9 1.775,8 3 1P5G 596,9 25,880,2 1.206,2 1.909,2 4 AWD 449,8 23,078,1 682,3 1.233,1 Tổng lượng phát thải KNK trung bình từ phân thức canh tác truyền thống là lớn nhất, tiếp đến là bón vào vụ ĐX lần lượt là: 2.034,9 kg CO2e/ha theo 1P5G, 3G3T và thấp nhất là theo phương thức (truyền thống), 1.877,5 kg CO2e/ha (1P5G), 1.851,1 AWD. kg CO2e/ha (3G3T) và 1.712,7 kg CO2e/ha (AWD). 3.1.3. Phát thải do sử dụng thuốc bảo vệ thực vật Vào vụ HT, tổng lượng phát thải KNK trung bình lần Lượng phát thải KNK từ thuốc BVTV có giá trị lượt là: 2.100,7 kg CO2e/ha (truyền thống), 1.909,2 lớn nhất là 2,55 kg CO e/ha/vụ đối với phương thức 2 kg CO2e/ha (1P5G), 1.775,8 kg CO2e/ha (3G3T) và truyền thống. Đối với phương thức canh tác 1P5G, 1.233,1 kg CO2e/ha (AWD). Kết quả phân tích cho 3G3T và AWD, lượng phát thải này nhỏ hơn và có giá thấy, phát thải khí nhà kính từ phân bón theo phương trị là 1,28 kg CO e/ha/vụ do khi canh tác theo 2 20 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 10/2021
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2