Tài liệu ảnh hưởng của việc ủ phân gà bằng các hệ vi sinh vật bản địa (imo) và bằng chế phẩm bioplant đến sinh trưởng, phát triển, năng suất của rau cải xanh (brassica juncea (l)) trong điều kiện canh tác hữu cơ

EBOOKBKMT.COM PHẦN I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, cùng với ngành trồng trọt thì ngành chăn nuôi Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể. Nó đang chuyển dần từ chăn nuôi nhỏ lẻ sang chăn nuôi công nghiệp. Chăn nuôi tập trung quy mô lớn có nhiều ưu điểm như năng suất cao, khối lượng sản phẩm lớn, giá thành hạ…nhưng cũng có một số nhược điểm mà điển hình và trầm trọng nhất là gây ô nhiễm môi trường, do thường xuyên thải ra một lượng lớn phân, nước tiểu, khí độc…chưa được xử lý. Vì vậy, xử lí những chất thải từ trang trại chăn nuôi để bảo vệ môi trường, góp phần làm giảm biến đổi khí hậu của trái đất - ngôi nhà chung của nhân loại đang là một nhiệm vụ cấp bách mang tính toàn cầu. Ngành chăn nuôi gà ở nước ta cũng đang phát triển nhanh theo hướng công nghiệp, hàng ngày thải ra một lượng phân rất lớn. Theo Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO) (1945), người chăn nuôi không nên coi phân gà chỉ là chất thải gây ô nhiễm môi trường, mà phải coi đây là một nguồn tài nguyên, cung cấp một lượng phân đáng kể cho sản xuất nông nghiệp. Chính vì vậy nghiên cứu để tạo ra phân hữu cơ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là rất cần thiết, đặc biệt là trong nền sản xuất nông nghiệp bền vững. Nông nghiệp hữu cơ hạn chế tối đa việc sử dụng các hóa chất gây độc hại cho cây trồng/vật nuôi và môi trường sống như các loại phân hóa học, thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ, thuốc kích thích sinh trưởng/tăng trọng, hóa chất dùng để bảo quản, chế biến nông sản,… (IFOAM, 2002) Rau là loại thực phẩm rất cần thiết cho mọi người trong đời sống hàng ngày và cũng là loại thực phẩm không thể thay thế. Rau cung cấp rất nhiều chất quan trọng cho sự phát triển của cơ thể con người như: protein, vitamin, muối khoáng và nhiều chất quan trọng khác. Thực tế hiện nay, việc sản xuất rau do sử dụng quá nhiều phân bón hóa học và thuốc trừ sâu đã và đang gây ra những hậu EBOOKBKMT.COM quả tiêu cực cho đời sống người dân. Đó là sự tồn tại của một lượng đáng kể thuốc bảo vệ thực vật, NO3, kim loại nặng, vi sinh vật gây hại… trên rau và trong đất. Vì vậy, rau sản xuất theo phương pháp hữu cơ ngày càng được quan tâm. Xuất phát tử nhu cầu thực tế đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của việc ủ phân gà bằng các hệ vi sinh vật bản địa (IMO) và bằng chế phẩm Bio-plant đến sinh trưởng, phát triển, năng suất của rau cải xanh (Brassica juncea (L)) trong điều kiện canh tác hữu cơ tại Gia Lâm – Hà Nội” . 1.2. Mục đích, yêu cầu 1.2.1 Mục đích Từ việc tạo hệ vi sinh vật bản địa (IMO) để ủ phân so với việc ủ bằng một chế phẩm thương mại sẽ tìm được cách ủ phân gà tốt nhất, từ đó xác định lượng phân ủ thích hợp đến sinh trưởng, phát triển, năng suất của rau cải xanh; góp phần tăng năng suất, chất lượng rau và tiến tới xây dựng một nền nông nghiệp sạch thân thiện với môi trường. 1.2.2 Yêu cầu  Đánh giá ảnh hưởng của việc ủ phân bằng IMO và chế phẩm Bio- plant  Tìm hiểu ảnh hưởng của lượng phân gà ủ đến chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất của rau cải xanh . EBOOKBKMT.COM PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan về phân hữu cơ 2.1.1. Định nghĩa Theo Vũ Hữu Yêm (1995), phân hữu cơ là các loại chất hữu cơ khi vùi vào đất sau khi phân giải có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Do vậy, phân hữu cơ là tất cả các loại phân bắc, nước giải, phân gia súc, phân gia cầm, rác đô thị sau khi được ủ thành phân ủ, các chế phẩm cùa công nghiệp thực phẩm (đồ hộp và các kỹ nghệ dầu thực vật). Các tàn thể thực vật khi vùi trực tiếp vào đất cũng được xem là phân hữu cơ. Trần Thị Thu Hà (2009), phân hữu cơ được hiểu rộng ra bao gồm phế phụ phẩm của cây trồng và gia súc ở các giai đoạn khác nhau của quá trình phân giải và được bón vào đất nhằm cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và cải thiện tính chất đất. Phân hữu cơ bao gồm phân chuồng, phế phụ phẩm của trồng trọt, lâm nghiệp, rác thải công nghiệp từ các ngành sản xuất như ngành sản xuất giấy, đường, bùn cống rãnh và phế phụ phẩm từ ngành chế biến nông sản. 2.1.2. Lợi ích của phân hữu cơ Vũ Hữu Yêm (1995) cho rằng phân hữu cơ khi bón vào đất mang lại lợi ích:  Cải tạo hóa tính đất: phân hữu cơ bón vào đất sau khi phân giải sẽ cung cấp thêm các chất khoáng làm phong phú thêm nguồn thức ăn cho cây. Trong quá trình phân giải phân hữu cơ có thể tăng khả năng hòa tan của các chất khó tan. Việc hình thành các phức hữu cơ – vô cơ cũng có thể làm giảm khả năng di động của một số nguyên tố khoáng làm hạn chế khả năng đồng hóa kim loại nặng của cây. Sản phẩm nông nghiệp trở nên sạch hơn. Quan trọng hơn nữa là việc hình thành phức hữu cơ - vô cơ ngăn chặn được sự rửa trôi. EBOOKBKMT.COM Các chất hữu cơ sau khi mùn hóa làm tăng khả năng trao đổi của đất. Đặc tính này rất quan trọng đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ. Khả năng trao đổi của mùn gấp 5 lần khả năng trao đổi của sét.  Cải tạo lí tính đất: Các kết quả nghiên cứu của Monnier cho thấy việc trộn chất hữu cơ vào đất làm tăng độ ổn định kết cấu đất. Chính vì vậy mà phân hữu cơ bảo vệ được cấu trúc của đất và hạn chế được xói mòn. Tác dụng ổn định cấu trúc đất phụ thuộc vào bản chất hữu cơ và mức độ mùn hóa. Các chất dễ thối rữa (phân xanh) tăng độ ổn định kết cấu đất lên rất nhanh song khả năng tạo mùn thấp nên tác dụng không bền. Mùn làm tăng sự dính kết giữa các hạt đất giảm khả năng thấm ướt khiến cho kết cấu được bền trong nước. Hoạt động của vi sinh vật mạnh lên rất nhanh sau khi vùi phân xanh non, dễ phân giải nhiều đạm hòa tan. Các hợp chất hữu cơ hầu như khoáng hóa hoàn toàn và tác động kém đến kết cấu đất. Sau khi vùi phân chuồng, thường đã được mùn hóa một phần, chính nhờ hiệu ứng khối lượng mà phân chuồng ổn định được kết cấu đất. Phân hữu cơ ảnh hưởng đến tuần hoàn nước trong đất, làm cho nước ngấm vào đất thuận lợi hơn, khả năng giữ nước của đất cao hơn, việc bốc hơi mặt đất ít đi nhờ vậy mà tiết kiệm được nước tưới.  Phân hữu cơ tác động đến sinh tính của đất: trong quá trình phân giải, phân hữu cơ cung cấp thêm thức ăn cho vi sinh vật, cả thức ăn khoáng và thức ăn hữu cơ, nên sau khi vùi phân hữu cơ vào đất tập đoàn vi sinh vật trong đất phát triển rất nhanh. Chất hữu cơ càng dễ thối rữa vi sinh vật phát triển càng mạnh. Bón phân hữu cơ các loại có tác dụng tốt trong việc tăng số lượng vi sinh vật trong đất song ở mức độ khác nhau (Nguyễn Văn Sức, 1999). Kết quả thu được ở những thí nghiệm cơ bản cho thấy khi bón các nguồn hữu cơ khác nhau về hàm lượng cacbon và protein với liều lượng khác nhau thì số lượng vi sinh EBOOKBKMT.COM vật tổng số ở trong đất hoạt động theo chiều hướng: không bón < Rơm rạ < phân chuồng < tàn dư cây họ đậu, tương đương với 8,0 < 14,0 < 15,0 < 16,0 CFU x 106/ 1g đất. Phân hữu cơ khi bón vào đất có ảnh hưởng đến hoạt động của nhiều nhóm vi sinh vật đất. Nhóm vi khuẩn amôn hóa hoạt động khác nhau khi trong đất được bổ sung các nguồn hữu cơ có hàm lượng protein khác nhau. Số lượng vi khuẩn amôn hóa không hình thành bào tử phát triển mạnh khi trong đất được bổ sung nguồn hữu cơ giàu protein. Ngược lại, vi khuẩn amôn hóa hình thành bào tử phát triển mạnh khi trong đất được bổ sung nguồn hữu cơ có hàm lượng protein thấp (Trần Thị Thu Hà, 2009). Chu Thị Thơm, Phan Thị Lài, Nguyễn Văn Tố (2006) phân hữu cơ chế biến từ các nguồn phế thải hữu cơ và các chế phẩm vi sinh giúp cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cây trồng. Chất hữu cơ có khả năng tương tác với các chất dinh dưỡng, điều phối theo nhu cầu của cây trồng đồng thời giữ độ ẩm tối ưu cho cây trồng, khử nhiều loại độc tố, tạo thành hệ tổng thể đảm bảo duy trì độ phì nhiêu của đất và sự phát triển của cây trồng. Ngoài ra, nó còn có tác dụng cải tạo đất, bón phân hữu cơ làm tăng khả năng hoạt động của hệ sinh vật đất và làm thay đổi một số tính chất lý hóa học đất theo hướng tốt hơn. Đồng thời việc sử dụng phân hữu cơ cũng không gây độc hại cho con người cũng như các sinh vật, thực vật khác. Nó còn góp phần phòng chống thoái hóa, ô nhiễm đất đai, góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo về nhu cầu thâm canh lâu dài, tạo thêm tính bền vững cho nền sản xuất Nông Nghiệp Việt Nam. 2.1.3. Phương pháp ủ phân Ủ phân là biện pháp cần thiết trước khi đem phân chuồng ra bón ruộng. Bởi vì trong phân chuồng tươi còn có nhiều hạt cỏ dại, nhiều kén nhộng côn trùng, nhiều bảo tử, ngủ nghỉ của nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn và tuyến trùng gây bệnh. Ủ phân vừa có tác dụng sử dụng nhiệt độ tương đối cao trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ để tiêu diệt hạt cỏ dại và mầm mống côn trùng, bệnh cây vừa thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ, đẩy nhanh quá trình khoáng hoá EBOOKBKMT.COM để khi bón vào đất phân hữu cơ có thể nhanh chóng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Vũ Hữu Yêm (1995) chỉ ra rằng có 3 phương pháp ủ phân:  Ủ nóng hay ủ xốp: Dùng trong trường hợp phân chuồng có nhiều chất độn nên tỉ lệ C/N của chất độn cao do vậy mà tỉ lệ C/N của phân bón cũng cao. Phân chuồng ủ xốp nhiệt độ lên cao quá trình phân giải nhanh nên cũng được dùng trong trường hợp phân chuồng được lấy từ chuồng gia súc có bệnh hoặc các loại phân trâu bò có lẫn nhiều hạt cỏ. Khi ủ phân bằng phương pháp ủ nóng, phân lấy từ chuồng ra được đánh thành đống để cho phân phân giải trong điều kiện háo khí, đến khi nhiệt độ trong đống phân lên cao (đến 60 – 70 0C) phân hủy rất mạnh, đống phân sau khi xẹp xuống thì người ta lại chất tiếp lớp khác. Phương pháp ủ nóng, [23] có tác dụng tốt trong việc tiêu diệt các hạt cỏ dại, loại trừ các mầm mống sâu bệnh. Thời gian ủ tương đối ngắn. Chỉ 30 – 40 ngày là ủ xong, phân ủ có thể đem sử dụng. Phương pháp này lên men đều, chóng hoai song mất rất nhiều chất hữu cơ và đạm.  Ủ nguội hay ủ chặt: Trong phương pháp này phân được rải thành lớp rộng 1,5-3m, dầy 0,3-0,4m rồi nén chặt và tưới nước. Tùy theo số lượng phân người ta có thể tăng chiều rộng đống phân rồi tiếp tục xếp lớp khác, mỗi lớp dầy 0,30,4m rồi lại nén tưới như trên, còn chiều cao đống phân không nên vượt quá 1,5m. Chiều dài đống phân tùy ý. Sau đó dùng than bùn, đất hay rơm rạ phủ kín đống phân. Phân được nén chặt, đống phân không thông thoáng, phân phân giải trong điều kiện yếm khí, nhiệt độ không nên quá cao (chỉ trong khoảng 15 – 30 0C). Các khoảng trống EBOOKBKMT.COM trong đống phân không chứa nước thì cũng đầy ắp khí cacbonic làm cho vi sinh vật bị ức chế, chất hữu cơ phân giải chậm. Phân chế biến theo cách ủ chặt sau 3 - 4 tháng cũng chỉ mới bán phân giải. Với phương pháp này đạm mất đi ở mức thấp nhất, không vượt quá 10 -11%. Phân chứa nhiều đạm dưới dạng amon. Theo phương pháp này [23] thời gian ủ phân phải kéo dài 5 – 6 tháng phân ủ mới dùng được. Nhưng phân có chất lượng tốt hơn ủ nóng.  Ủ hỗn hợp hay ủ phân trước nóng sau nguội: Trong phương pháp này phân được lấy ra chất thành đống không nén, cao 0,8 -1m. Phân được phân giải trong điều kiện hảo khí, chất hữu cơ phân giải mạnh, nhiệt độ nhanh chóng lên cao. Sau 3 - 4ngày khi nhiệt độ đạt đến 60 – 700C thì bắt đầu nén cẩn thận đống phân, thêm nước cho không khí không vào được đống phân nữa, nhiệt độ hạ đến 30 – 35 0C quá trình phân giải hảo khí được thay bằng quá trình phân giải yếm khí, chất hữu cơ và chất đạm mất ít đi. Trên lớp đầu tiên người ta xếp lớp thứ hai, rồi lớp thứ ba cứ như vậy cho đến khi đống phân cao được chừng 2m. Nén lại, phủ đất hay than bùn và bảo quản cho đến khi đem bón. Ủ theo phương pháp này phân chuồng phân giải khá nhanh, hạt cỏ dại và mầm bệnh truyền nhiễm cũng bị tiêu diệt song chất hữu cơ và đạm cũng mất nhiều hơn ủ nguội. Ủ phân theo cách này, [23] có thể rút ngắn được thời gian so với cách ủ nguội, nhưng phải có thời gian dài hơn cách ủ nóng. Bảng 2.1: Ảnh hưởng của phương pháp chế biến và chất độn chuồng đến việc mất đạm và chất hữu cơ Đơn vị: % chất tươi Phương pháp ủ Độn chuồng bằng rơm rạ Mất chất hữu Mất đạm cơ Độn chuồng bằng than bùn Mất chất hữu Mất đạm cơ EBOOKBKMT.COM Ủ xốp Ủ hỗn hợp Ủ chặt 32,6 24,6 12,2 31,4 21,6 10,7 40,0 32,9 7,0 25,2 17,0 1,0 Nguồn : Vũ Hữu Yêm, Giáo trình Phân bón và cách bón phân, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội, 1995. Phương pháp ủ hỗn hợp sử dụng khi phân chuồng có nhiều chất độn. Loại phân như vậy phải được đem bón càng sớm càng tốt. Phương pháp này được vận dụng khi trong phân có lẫn nhiều mầm bệnh, cỏ dại và khi nhà nông muốn nhanh có phân hoai bón ruộng. 2.1.4. Sự chuyển hóa trong quá trình ủ phân Vũ Hữu Yêm (1995) đường, tinh bột, axit amin được phân giải trước tiên để cung cấp năng lượng cho vi sinh vật sinh sôi nảy nở và tổng hợp các chất có đạm mới. Các hợp chất xenlulo và hemi xenlulo mất dần. Lignin rất khó phân giải tồn tại trong nhân mùn. Các chất hữu cơ có đạm được hình thành và các chất khoáng được giải phóng, song vì chất hữu cơ mất đi nên hàm lượng tương đối của lignin, chất hữu cơ có đạm và chất khoáng tăng lên. Bảng 2.2: Động thái của các hợp chất hữu cơ trong quá trình chuyển hóa phân chuồng Đơn vị: % chất khô Thành phần Xenlulo Hemi xenlulo Lignin Chất hữu cơ có đạm Chất khoáng 0 ngày 27,5 Ngày phân tích 39 ngày 96 ngày 157 ngày 23,2 16,0 7,0 290 ngày 6,0 23,5 22,8 15,7 13,4 12,9 14,2 16,6 17,9 20,5 28,4 6,8 7,0 14,8 18,6 16,4 9,1 13,6 20,9 22,2 19,3 EBOOKBKMT.COM Nguồn : Vũ Hữu Yêm, Giáo trình Phân bón và cách bón phân, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội, 1995. Theo Nguyễn Vĩnh Phước (1980) vi sinh vật giữ vai trò quyết định trong quá trình ủ phân. Không có sự tham gia của vi sinh vật, rác thải không chuyển được thành mùn để nuôi cây và cải tạo đất. Các vi sinh vật này có khả năng phân giải chất xơ thành đường, đạm hữu cơ thành các axit min, quặng thành lân dễ tiêu… Dưới tác dụng của vi khuẩn, một số lượng lớn nhất hữu cơ của phân chuồng bị phân giải và làm giảm trọng lượng chất khô của phân, phân càng ủ không chặt chừng nào càng mất nhiều chất khô chừng ấy. Chỉ cần ủ phân trong điều kiện yếm khí thì sự phân giải mới chỉ dừng ở giai đoạn đầu do các axit hữu cơ được tạo thành và tích lũy lại kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật. Sự tiêu hao trọng lượng khô là do sự phân giải liên tục xenlulo, các đa bào, peptozan, pectin và các hợp chất protit và do sự tạo thành khí CO 2. Phân ủ trong điều kiện hiếu khí thì số lượng CO2 sẽ hình thành nhiều và đó là sản phẩm của các quá trình hoạt động sống của vi sinh vật. Ngoài khí CO2 ra, các khí khác cũng được tạo thành: khí mêtan, hidro và nito phân tử. Khi ủ phân trong điều kiện hảo khí những sản phẩm này được tạo ra ít, còn trong điều kiện yếm khí thì được tạo ra nhiều hơn. Ngoài ra, quá trình phân giải phân chuồng còn tạo thành các axit hữu cơ như : axit focmic, axit axetic, axit propionic, axit béo và các lactic, những loại axit này sẽ tiếp tục được chuyển hóa thành các sản phẩm khác. Các hợp chất của đạm cũng được phân giải trong phân chuồng. Đạm trong phân chuồng tươi thường ở dạng ure, axit hippuric, axit uric, axit amin và một số hợp chất khác. Amoniac được tạo ra là do sự phân giải những chất đạm kể trên. Ure bị phân giải sẽ cung cấp nhiều amoniac nhất và cả CO 2 . Vì ure phân giải nhanh nên đạm có thể bay đi một phần. Để tránh sự mất mất amoniac ta có thể dùng bùn hoặc đất sét. Chất bùn có khả năng tạo phản ứng kiềm, hấp thụ được amoniac, còn đất sét làm xảy ra phản ứng hóa học, chuyển hóa chất đạm thành sunfat amon. EBOOKBKMT.COM 2.2. Vài nét về vi sinh vật bản địa IMO (Indigenous Microorganisms) có nghĩa là các hệ vi sinh vật bản địa. Trong vi sinh vật này gồm có nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn. Vi sinh vật bản địa có thể nuôi ở bất kì thời điểm nào trong năm và là đặc trưng hệ vi sinh vật của một vùng nào đó (Hoon Park1 và Michael W. DuPonte, 2008). IMO đã được sử dụng tại nhiều quốc gia : Nhật Bản, Hàn Quốc, Philippin, Mỹ…cho thấy các kết quả khả quan.  Đặc điểm của vi sinh vật bản địa  Khả năng phân hủy: khi các vật liệu phức tạp hữu cơ như thực vật, động vật, chất bài tiết, và phân bón hữu cơ vào đất, IMO phá vỡ thành những hợp chất đơn giản, dễ hấp thụ cho cây.  Xúc tác các quá trình hóa học trong đất: chúng sản xuất ra nhiều enzym, kháng sinh, axit hữu cơ và phức hợp khác nhau tạo các phản ứng hóa học.  Phục hồi hệ sinh thái: Khi IMO được bón vào đất, chúng làm xuất hiện vi khuẩn và các nấm khác nhau đầu tiên, sau đó là tuyến trùng, giun đất…để cải tạo đất.  Ngăn chặn các mầm bệnh trong đất gây hại cho cây trồng: chúng có khả năng chuyển đổi khoáng, vi lượng và lưu thông các chất dinh dưỡng trong đất. Chúng còn làm cân bằng các vi khuẩn đã bị phá vỡ do lạm dụng hóa chất, sự đa dạng của vi khuẩn được phục hồi, sau đó làm giảm sự xuất hiện của bệnh rất nhanh [24]. 2.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ 2.3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ trên thế giới Xenophon (400TCN) đã nêu biện pháp cày vùi tàn thể thực vật làm tốt đất. Columella lập danh sách nhiều cây Bộ đậu có khả năng cải thiện đất: Lupin, EBOOKBKMT.COM đậu tằm, lentille, đậu chick, cỏ ba lá. Ông là người đặt nền tảng cho việc dùng cây bộ đậu làm phân xanh. Đến Pliny (62 TCN – 122 SCN) đã thấy nêu biện pháp bón vôi và dùng salpetre (KNO3) làm phân bón. Ở Trung Quốc, ngay từ thế kỷ VI, trong Tề Dân Yếu Thuật viết đời Hậu Ngụy, tác giả Tư Hiệp đã ghi nhiều loại phân bón như phân tằm, phân bắc hoai, đất vách, phân xanh, vùi tươi xác cây bộ đậu. Ông đã nêu tỷ mỉ phương pháp luân canh cây bộ đậu (Đậu xanh, đậu đen...) và xem biện pháp luân canh cây bộ đậu làm đất tốt không kém gì bón phân bắc hoai, phân tằm. Đến thế kỉ XIV, trong tác phẩm Vương Trịnh Nông thư ở phần Nông tang thông quyết có ghi: Việc canh nông lấy phân bón làm chính. Bón phân có thể biến ruộng xấu thành ruộng tốt. biến đất cằn thành đất phì nhiêu. Khi kể các loại phân tác giả có kể đến phân chuồng, phân xanh, đất hun, xác các loài động thực vật, vôi và bùn ao. Ở Châu Mỹ, khi Christoph Colomb (1451 – 1506) đặt chân lên Châu Mỹ cuối thế kỷ XV đầu thế kỉ XVI đã thấy thổ dân Châu Mỹ biết dùng cá chết bón cho ngô. Jean Baptiste Boussingault (1802-1882) đã xây dựng một trang trại thí nghiệm ở Alsace để tiến hành thí nghiệm đồng ruộng. Boussingault đã dùng kĩ thuật của Saussure để cân và phân tích phân bón. Ông đã cân phân bón vào chậu và sản lượng thu hoạch. Từ đó, ông đã xác định được vai trò của phân chuồng trong việc cung cấp thức ăn cho cây (Vũ Hữu Yêm, 1995). Những kết quả nghiên cứu về sử dụng phân hữu cơ đã tạo tiền đề để sử dụng phân hữu cơ rộng rãi trên thế giới tạo nên một nền Nông nghiệp hoàn thiện với môi trường. Trong những năm gần đây, các tổ chức quốc tế như tổ chức Nông lương (FAO), tổ chức Y tế thế giới (WHO) và các tổ chức khác về vấn đề môi trường đã đưa ra các khuyến cáo, hạn chế việc sử dụng hoá chất nhân tạo vào nông nghiệp, xây dựng các quy trình sản xuất theo công nghệ sạch, công nghệ sinh học, công nghệ sử dụng nguồn năng lượng tái tạo (Nguyễn Xuân Thành, 1997). EBOOKBKMT.COM Tình hình nghiên cứu và sản xuất rau trên thế giới:  Theo số liệu của FAO năm 1987 diện tích gieo trồng cải trên thế giới hằng năm là 1,5 triệu ha. Năng suất rau cải gần đây đạt đến mức ổn định nhờ sử dụng giống mới, giống lai và phương pháp canh tác tiên tiến. Trong các loại rau cải, cải bắp được canh tác nhiều nhất, rộng rải khắp 5 châu và chiếm sản lượng cao nhất. Đặc biệt là các giống Âu Châu dần dần được canh tác rộng rãi ở các nước Á Châu và hiện nay lan dần sang các nước Phi Châu. Bảng 2.3: Năng suất , sản lượng rau của một số nước trên thế giới NS 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Tr. Quốc 191,7 184,4 178,6 167,2 180,5 180,8 184,5 182,4 173,6 171,8 Italy 193,6 169,5 175,5 171,4 171,4 171,4 171,4 171,4 171,4 180,6 Mexico 72,6 78,2 80,0 80,0 80,0 80,0 80,0 80,0 80,0 80,0 Thái Lan 71,2 71,5 72,6 70,4 70,8 70,8 70,8 70,8 70,8 70,0 Việt Nam 112,3 125,8 122,0 117,5 124,4 126,9 124,7 124,0 124,0 125,7 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Tr. Quốc 92 94 96 102 122 129 136 138 140 142 Italy 3 2 2 2 2 2 2 2 2 3 Mexico 181 197 250 300 400 450 500 560 560 560 Thái Lan 925 930 980 950 970 970 977 998 998 1015 Việt Nam 4 5 5 5 6 6 6 6 6 7 (tạ/ha) S.Lượng (triệu tấn) ( Nguồn : FAO) Các nước có diện tích và sản lượng cải cao nhất là Liên Xô, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản và Mỹ. Ở Châu Âu Ý, Anh, Pháp, Ba Lan, Nam Tư, Tây Ban Nha canh tác cải nhiều nhất. Hiện nay các nước đó phát triển có khuynh hướng EBOOKBKMT.COM trồng cải bông và cải bixen thay thế cải bắp vì các loại cải này giàu chất dinh dưỡng hơn và có thể đóng hộp hay đông lạnh tươi. Ở Nhật, Trung Quốc, Triều Tiên do tập quán lâu đời nên cải thảo và cải củ vẫn còn được ưa chuộng trong sản xuất. Ở các nước đang phát triển như nước ta cải bắp và cải ăn lá còn là loại rau quan trọng hơn cả vì năng suất cao nên rau cải có khả năng giải quyết tình trạng thiếu rau ăn trong nước (Phạm Xuân Lân, 2007). Theo Lee at (2006) cho thấy thời gian dài cung cấp 40 -80 tấn/ha/năm phân chuồng ủ có thể cải tiến chất lượng đất và tăng năng suất của cải bắp và ngô mà không làm ô nhiễm đất và cây trồng với kim loại nặng Ca, Zn. Lu và Edward (1994) cho thấy rau chân vịt bị phá hủy trong 7 ngày sau khi trồng nếu lượng bón phân gia cầm vượt quá 58tấn/ha và giới thiệu tỉ lệ bón là 20 tấn là thích hợp cho sự sinh trưởng của cây này. Mặt khác, Fareen etall(1993) nghiên cứu cho thấy lượng phân gia cầm bón thích hợp cho sản xuất dâu tây là 10,8 tấn/ha và 12,8 tấn/ha cho sản xuất nho và khẳng định lượng thích hợp của phân gia cầm thì khác nhau cho các cây trồng khác nhau. 2.3.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ ở Việt Nam Nông dân Việt Nam đã dùng phân bón từ rất lâu đời. Từ việc phát nương, đốt rẫy để lại tro rồi chọc lỗ gieo hạt, gặt lúa đốt rơm rạ ngay tại ruộng sau đó cho nước vào cày bừa cấy, đến việc đốt phân trâu bò lấy tro đem bón, nông dân ta đã dùng phân bón và đánh giá đúng vai trò của nguyên tố tro đối với năng suất cây trồng. Sau khi thực dân Pháp xâm chiếm và khai thác nước ta, cùng với việc mở trường cao đẳng nông nghiệp, việc phổ biến nghiên cứu phân bón cũng được mở rộng. Mặc dù bèo hoa dâu đã được nông dân Thái Bình sử dụng từ rất lâu đời, nhưng mãi đến khoảng 1926- 1927 Nguyễn Công Tiễu mới là người đầu tiên viết về cây bèo hoa dâu. Suốt trong thời kì kháng chiến nông dân ta chỉ dùng phân hữu cơ là phân bón chính cho cây trồng, dùng phân chuồng và phân xanh chế biến từ các loại lá dại cắt ủ làm phân. EBOOKBKMT.COM Những năm 60, 70 ta đã có những thành công đáng kể trong việc nghiên cứu và phổ biến kĩ thuật sản xuất phân hữu cơ. Lê Văn Liêm đã nghiên cứu thành công việc sản xuất bèo hoa dâu quanh năm đã được chính phủ VNDCCH đánh giá cao, hàng loạt tác phẩm viết về bèo hoa dâu, điền thanh, than bùn, phân chuồng, phân bắc được xuất bản đã đưa phong trào dùng phân xanh lên rất cao. Có năm bèo hoa dâu đã phủ kín 600.000ha lúa chiêm xuân, hàng ngàn ha điền thanh gieo mô, cấy gối phát triển trên đồng ruộng Xuân Thủy- Hải Hậu- Nam Định (Vũ Hữu Yêm, 1995). Những hạn chế của cuộc cách mạng xanh và công nghiệp hóa nông nghiệp, đã dẫn đến nhiều nước quay trở lại với nông nghiệp hữu cơ trong đó có Việt Nam. Trước xu hướng hội nhập với thế giới, việc sản xuất các sản phẩm nông nghiệp ở nước ta cũng dần được phát triển theo hướng an toàn và bền vững. Ở Việt nam, năm 1998 mới manh nha một tổ chức "Phong trào nông nghiệp hữu cơ Việt nam" (gọi tắt là Foodlink). Các thành viên sáng lập Foodlink gồm một số các tổ chức của Việt Nam và nước ngoài, trong đó có Chi cục Bảo vệ thực vật tỉnh Phú thọ. Trong những năm gần đây việc phát triển nông nghiệp hữu cơ ngày càng được nhà nước và chính phủ quan tâm hơn. Hướng tới một nền nông nghiệp sạch, giúp nông dân có kiến thức trong sản xuất sản phẩm sạch đang là mục tiêu của nhà nước ta. Trung ương Hội Nông dân Việt Nam và Tổ chức phát triển Nông nghiệp Đan Mạch – Châu Á (ADDA) đã hợp tác và phát triển dự án: “Phát triển khuôn khổ cho sản xuất và marketing nông nghiệp hữu cơ tại Việt Nam”. Dự án đã chính thức được Chính phủ phê duyệt tại văn bản số 1838/CP – QHQT và giao cho TƯ Hội Nông dân Việt Nam tiếp nhận thực hiện trong vòng 5 năm (2005 – 2010). Dự án này bước đầu được triển khai ở 6 tỉnh: Hải Phòng, Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Lào Cai, Tuyên Quang. Đây là mô ̣t trong những dự án phát triển hữu cơ đầu tiên tại Việt Nam. EBOOKBKMT.COM Về sản xuất rau an toàn, được sự đầu tư của Nhà nước nhiều mô hình sản xuất rau an toàn ở các tỉnh đã được thực hiện từ năm 1995, đến nay việc sản xuất rau an toàn không ngừng được gia tăng trong cả nước, thu được những kết quả ban đầu đáng khích lệ. Tuy nhiên mới chỉ là mô hình nhỏ lẻ, manh mún, diện tích canh tác nông nghiệp hữu cơ chỉ chiếm một phần rất nhỏ trên tổng diện tích rau chuyên canh của từng vùng, vấn đề chất lượng, giá cả và thương hiệu chưa được quan tâm. Năm 1998 Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn đã ban hành quyết định tạm thời về sản xuất “rau an toàn”. Trong đó đã đưa ra khái niệm về rau an toàn: “ Những sản phẩm rau tươi bao gồm tất cả các loại rau ăn củ, thân, lá, hoa, quả có chất lượng đúng với đặc tính của giống, hàm lượng các hóa chất độc hại và mức độ nhiễm các vi sinh vật gây hại ở dưới mức tiêu chuẩn cho phép, an toàn cho người tiêu dung và môi trường thì được coi là rau đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, gọi tắt là “Rau an toàn”(Phạm Thị Thùy, 2006). Nghiên cứu “Khảo nghiệm hiệu lực phân bón hữu cơ Liquid Calcium Nitrate đối với một số cây trồng trên một số loại đất miền Bắc Việt Nam 2006” của Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa năm 2006- 2007 cho thấy: bón 2 tấn phân hữu cơ Liquid/ha cho rau cải bắp và su hào trên đất bạc màu, đất phù sa sông Hồng đã tăng năng suất rau cải bắp và su hào lên 17- 24 % so với không bón hữu cơ và đối chứng của nông dân; tăng năng suất của rau 9% so với công thức bón 10 tấn phân chuồng/ha. Bón 1,5 tấn phân hữu cơ Liquid và giảm lượng NK có trong phân hữu cơ cho năng suất rau tương đương với công thức bón 10 tấn phân chuồng/ha và cao hơn 9- 15% so với công thức không bón phân hữu cơ. Bón 1,5 tấn phân hữu cơ Liquid/ha cho bắp cải và su hào làm tăng tiền lãi 21- 25% so với công thức bón theo nông dân và tăng 8- 14% so với công thức bón 10 tấn phân chuồng/ha. Kết quả thử nghiệm phân bón lá super K-Humate trên rau cải bắp NSKross vụ thu và vụ đông 2006 của Sở KH&CN Vĩnh Phúc cho thấy: trọng lượng bình quân/bắp cao hơn công thức không bón và tăng năng suất 276,5 kg/sào. EBOOKBKMT.COM Các mẫu rau dùng K- Humate khi phân tích đều đạt tiêu chuẩn chất lượng rau an toàn. Lãi cao hơn đối chứng 10,5%. Dự án Kết hợp cải cách giáo dục và Phát triển cộng đồng do trường Đại học Cần Thơ hợp tác với trường Đại Học Michigan State thực hiện năm 2006 - 2007 ở ấp Hòa Bình huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang trong 4 công thức bón phân: 100% phân hóa học; bón100% phân hữu cơ; 50% phân hóa học + 50% phân hữu cơ; 100% phân hữu cơ + 50% phân hóa học; Kết quả cho thấy, công thức bón 100% phân hữu cơ + 50% phân hóa học cho năng suất và hiệu quả tốt nhất đối với rau. Những nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Thanh Hiền về phân bón đạm vi sinh Biogro ở xóm Tâm Thái, xã Hóa Thượng, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên trong 4 vụ cho thấy: việc dùng đạm vi sinh thay thế được 50% ure và tăng năng suất cây trồng. Với lúa, năng suất tăng từ 10- 25%, công thức bón đạm vi sinh 3 kg/sào thay cho 70% đạm hóa học, tăng năng suất 25,9 kg/sào. Đối với mỗi loại rau khác nhau năng suất cũng tăng 12- 20%. Bên cạnh đó người ta nhận thấy đạm vi sinh làm tăng khả năng chống chịu sâu bệnh của cây trồng vì nó làm cây trồng khỏe, phát triển đều, phẩm chất hạt và quả tăng (Phạm Xuân Lân, 2007). Theo giới thiệu của Sở Nông Nghiệp tỉnh Lào Cai cho sản xuất rau hữu cơ ăn lá thì lượng phân hữu cơ thích hợp cho rau ăn lá là 25tấn/ha kết hợp với 2,5tấn phân vi sinh/ha. EBOOKBKMT.COM EBOOKBKMT.COM PHẦN III ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu  Phân gà: Được thu gom từ trại gà Quang Trung có đóng bao bì.  Rau cải xanh: Giống cải xanh lá vàng 3.1.2. Địa điểm nghiên cứu Trung tâm Nông nghiệp hữu cơ – trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. 3.1.3. Thời gian nghiên cứu Thí nghiệm được tiến hành vào vụ xuân, từ cuối tháng 1 đến giữa tháng 7 năm 2011. 3.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 3.2.1. Thí nghiệm 1: Ủ phân gà bằng các hệ vi sinh vật bản địa(IMO) và bằng chế phẩm Bio-plant.  Bố trí các công thức thí nghiệm:  Các công thức thí nghiệm sắp xếp theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB/ RCBD) với 4 lần nhắc lại và 3 công thức. CT: IMO: Phân gà ủ bằng các hệ vi sinh vật bản địa CT: Bio: Phân gà ủ bằng chế phẩm Bio-plant CT: ĐC: Phân gà ủ bằng nước lã EBOOKBKMT.COM Sơ đồ bố trí các công thức thí nghiệm:  Nhắc lại I ĐC IMO Bio Nhắc lại II Bio ĐC IMO Nhắc lại III ĐC Bio IMO Nhắc lại IV IMO ĐC Bio Quy trình tạo vi sinh vật bản địa (IMO) (Hoon Park1 và Michael  W.DuPonte , 2008) Sơ đồ:  (2) (4) IMO IMO3 Rice Steamed Spray (1/50) IMO4 (3) (1) Microbe (From Sugar Rice Bran (5%)-IMO2 Natural) (1) days 3-5 days (2) (3) 2-3 days dic Manure from some Ferralsols wastes and chicken (10%) manures (85%) (4) 5-7 datys 15-30 EBOOKBKMT.COM  Vật liệu cơ bản để nuôi vi sinh vật bản địa + Một hộp nhỏ bằng gỗ, khăn giấy trắng, túi nilon, dây điện lưới đủ phủ kín hộp gỗ để phòng chống chuột. + Cơm trắng + Một cái chậu, thìa gỗ, vại sạch, dây cao su.  Quá trình nuôi: + Cho cơm trắng vào trong hộp gỗ, cách miệng hộp 3cm (để tạo khoảng không khí khi đậy giấy trắng lên trên). Sau đó đậy giấy mềm trắng để hở cho không khí xâm nhập vào quanh miệng hộp buộc bằng dây cao su, phủ tấm dây điện lưới lên trên (ngăn ngừa động vật làm xáo trộn cơm) + Đem hộp đặt dưới đất nơi có thảm thực vật mùn dày đặc, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp. Một phần hộp chôn dưới đất khoảng 6cm để cho kết quả tốt nhất. Để ít nhất trong 3 -5ngày, sau đó lấy lên xem cơm đã mốc hay chưa. Nếu nấm mốc phát triển thưa thớt lại đem chôn thêm 1– 2ngày nữa, thấy nấm mốc nhiều và đổi màu (không phải màu trắng) là đạt. Lúc này tạo IMO 1. Nếu trong quá trình nuôi hộp bị thấm nước thì phải làm lại. + Tiếp theo đem toàn bộ lượng cơm đã mốc trong hộp cho vào chậu. Cho đường vào chậu, lượng đường cân bằng với lượng cơm mốc, dùng tay nhào cho đường và cơm mốc thành một hỗn hợp sánh lại. Đem cho hỗn hợp trên vào trong vại sạch, dùng khăn giấy đậy miệng vại và buộc chặt bằng dây cao su. Đặt vại ở nơi thoáng mát, tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp , nhiệt độ 23 – 25 oC trong vòng 5-7 ngày để hỗn hợp lên men tạo IMO2. + Sau đó thêm nước vào hỗn hợp lên men IMO2 tỉ lệ 2 : 1000, từ từ phun lên 50kg cám gạo cho đến khi hỗn hợp ẩm ướt, độ ẩm khoảng 65 -70%. Đánh đống hỗn hợp, che phủ bảng túi nilon hoặc lá cây, tránh ánh nắng trặc tiếp. Ủ trong vòng 5-7 ngày , nhiệt độ 23 – 25 oC, theo dõi nhiệt độ trong quá trình ủ để không vượt quá 50o C. Khi bề mặt bên trong đống có mốc trắng, nhiệt độ bên trong đống ổn định thì quá trình lên men kết thúc, IMO 3 có thể sử dụng để ủ phân.