Tài liệu Báo cáo nghiên cưu khoa học đề tài máy xay lá cây và trộn với hỗn hợp men trichoderma, supe lân để làm phân hữu cơ vi sinh

TÓM TẮT DỰ ÁN. 1. Mục đích dự án. - Cải tiến, tạo thành máy có khả năng xay mịn lá cây rơi trên sân trường và trộn với hỗn hợp men Trichoderma, supe lân nhằm tạo thành phân bón hữu cơ vi sinh. - Chấm dứt hẳn việc xả khói và mùi hôi khi xử lý (đốt) lá cây rơi trên sân trường hàng ngày. - Tạo được nguồn phân bón đáng kể cho hoa và cây xanh ở công trình măng non, công trình thanh niên trong Nhà trường. - Góp phần giáo dục cho các bạn học sinh ý thức bảo vệ môi trường “Xanh Sạch - Đẹp”. - Kích thích, phát huy tính sáng tạo tiềm ẩn trong mỗi một học sinh. 2. Trình tự thực hiện dự án. Bước 1: Phân tích thực tế. Bước 2: Hình thành ý tưởng. Bước 3: Xác định phương pháp thực hiện. Bước 4: Xin ý kiến của Ban giám hiệu Nhà trường. Bước 5: Cải tiến, tạo thành máy. Bước 6: Ủ phân. Bước 7: Kết quả. Bước 8: Thảo luận, rút kinh nghiệm. Bước 9: Kết luận. 3. Dữ liệu và kết luận. - Máy có kích thước: + Dài: 700mm. + Cao: 680mm. + Rộng: 230mm. 1 + Nặng: 23kg. + Tốc độ của động cơ: 1200v/ph. + Tốc độ trục xay: 1200v/ph. + Tốc độ của máng trộn: 300v/ph. - Khối lượng lá xay được/phút: 0,27kg/ph. - Khối lượng hỗn hợp xuống (Trichoderma, supe lân):0,33g/ph (có thể điều chỉnh). - Khối lượng phân bón thu được sau khi ủ/khối lượng lá xay trong khoảng thời gian 1 phút: 0,27kg): 0,351kg. Như vậy, với sản phẩm này Nhà trường chấm dứt hẳn việc xả khói và mùi hôi khi xử lý (đốt) lá cây rơi trên sân trường hàng ngày. Đồng thời tạo được nguồn phân bón đáng kể cho hoa và cây xanh ở công trình măng non, công trình thanh niên trong Nhà trường. Hơn thế nữa, qua việc làm này sẽ góp phần giáo dục cho các bạn học sinh ý thức bảo vệ môi trường “Xanh - Sạch - Đẹp” và kích thích, phát huy tính sáng tạo tiềm ẩn trong mỗi một học sinh. 2 GIỚI THIỆU DỰ ÁN. 1. Lý do chọn dự án. Trong tình hình hiện nay, ô nhiễm môi trường đang là vấn nạn ảnh hưởng xấu, trực tiếp đến cuộc sống của toàn nhân loại. Thực tế ở trường em có rất nhiều cây cổ thụ với nhiều lá rụng, việc xử lý lá cây hàng ngày bằng phương pháp đốt bỏ rất vất vả và trực tiếp ảnh hưởng đến môi trường sống xung quanh bởi khói và mùi hôi ... Đồng thời việc sử dụng quá nhiều sản phẩm phân bón hóa học cũng là một trong những nguyên nhân chính đặc biệt ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường (môi trường đất và môi trường nước). Như chúng ta đều biết, phân bón hóa học làm cho cây trồng sinh trưởng mạnh mẽ nhưng làm ô nhiễm môi trường và thoái hóa đất. Hơn nữa, phân bón hóa học làm gia tăng sự mẫn cảm của cây trồng với các loại bệnh hơn qua việc giết chết các vi sinh vật trong đất, trong khi các vi sinh vật này bảo vệ cho cây trồng khỏi bị một số chứng bệnh hại. Ngoài ra, chúng còn để lại những tồn dư dưới các dạng muối trong đất gây nên những hậu quả xấu, có thể kể như sau: - Ngăn cản cây trồng hấp thụ những dưỡng chất cần thiết; - Tiêu diệt các loại vi sinh vật hữu ích cho cây trồng. Như vậy, phân bón hóa học có thể gây độc hại, nguy hiểm đối với con người và môi trường sống của họ. Vậy, tại sao chúng ta lại phải đốt lá cây để gây ô nhiễm môi trường? 3 Tại sao chúng ta lại không sử dụng loại phân bón đảm bảo an toàn cho con người và môi trường sống của họ? Câu hỏi đó làm em trăn trở mãi không thôi. Với những thắc mắc đó, qua quan sát thực tế em có ý tưởng đó là mình sẽ cải tiến, tạo thành một máy có khả năng xay mịn lá cây rơi trên sân trường và trộn với hỗn hợp men Trichoderma, supe lân rồi ủ để tạo thành phân bón hữu cơ vi sinh. Như vậy, với sản phẩm này Nhà trường sẽ chấm dứt hẳn việc xả khói và mùi hôi khi xử lý (đốt) lá cây rơi trên sân trường hàng ngày. Đồng thời, tạo được nguồn phân bón đáng kể cho cây hoa và cây xanh ở công trình măng non, công trình thanh niên trong Nhà trường. Hơn thế nữa, qua việc làm này sẽ góp phần giáo dục cho các bạn học sinh ý thức bảo vệ môi trường “Xanh - Sạch - Đẹp” và kích thích, phát huy tính sáng tạo tiềm ẩn trong mỗi một học sinh. Vì vậy, em quyết định chọn dự án “Máy xay lá cây và trộn với hỗn hợp men Trichoderma, supe lân để làm phân hữu cơ vi sinh” làm dự án nghiên cứu của mình. 2. Mục đích. - Cải tiến, tạo thành một máy có khả năng xay mịn lá cây rơi trên sân trường và trộn với hỗn hợp men Trichoderma, supe lân để làm phân bón hữu cơ vi sinh. - Chấm dứt hẳn việc xả khói và mùi hôi khi xử lý (đốt) lá cây rơi trên sân trường hàng ngày. - Tạo được nguồn phân bón đáng kể cho hoa và cây xanh ở công trình măng non, công trình thanh niên trong Nhà trường. - Góp phần giáo dục cho các bạn học sinh ý thức bảo vệ môi trường “Xanh Sạch - Đẹp”. - Kích thích, phát huy tính sáng tạo tiềm ẩn trong mỗi một học sinh. 3. Giả thuyết. Khi cho lá cây vào máy, máy sẽ tiến hành xay, nghiền mịn lá cây. Sau đó, phần lá cây đã được xay, nghiền mịn sẽ được chuyển sang cơ cấu trộn với hỗn hợp men vi sinh, supe lân. 4 Sau khi trộn, chúng ta sẽ mang hỗn hợp thu được đi ủ để tạo thành phân bón hữu cơ vi sinh. 4. Hy vọng đạt được. - Cải tiến, tạo thành máy xay mịn lá cây và trộn với hỗn hợp men vi sinh ... với giá thành thấp, phù hợp với điều kiện thực tế tại địa phương. - Góp phần trực tiếp vào việc bảo vệ môi trường sống của mình bởi chúng em đã chấm dứt được một lượng khói và mùi hôi xả vào trong môi trường khi chúng ta phải đốt lá cây hàng ngày ở trong trường học. - Tạo ra được một lượng phân bón đáng kể phục vụ trực tiếp cho Nhà trường mà đỡ phải tốn tiền đi mua. - Góp phần giáo dục ý thức xây dựng trường học “Xanh – Sạch – Đẹp”. - Kích thích, phát huy khả năng sáng tạo của các bạn học sinh khác. 5 PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM. 1. Phương pháp nghiên cứu. Để thực hiện dự án này, chúng em đã sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp 1: “Phương pháp thử sai”. Cụ thể là chúng em đã tiến hành dự án một cách mò mẫm, qua nhiều lần thử, rút kinh nghiệm, rồi lại thử để đi đến các kết luận. Phương pháp 2: “Phương pháp thâm nhập ngẫu nhiên”. Có nghĩa là chúng em đã tiến thâm nhập thực tế một cách ngẫu nhiên (quan sát, nhận biết một cách ngẫu nhiên) để đi đến các kết luận. Phương pháp 3: “Phương pháp nới rộng khái niệm”. Chúng em đã tiến hành dự án này với những khái niệm, ý tưởng đơn giản ban đầu, sau đó em nới rộng cách giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá trình thực hiện, trong đó đặc biệt có một số vấn đề mà phải trực tiếp nhờ đến sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn thì chúng em mới có thể giải quyết được. Phương pháp 4: “Phương pháp mô hình hóa”. Chúng em đã tiến hành dự án này theo cách: - Tìm hiểu đối tượng; - Xây dựng mô hình; - Thực nghiệm; - Phân tích; - Đối chiếu kết quả. 2. Nội dung thực hiện. Bước 1: Phân tích thực tế. - Trường chúng em có tổng diện tích: 6 700m2. - Số lượng cây xanh trong khuôn viên: 47 cây. - Khối lượng lá rụng/ngày: 03kg. 6 - Số lượng học sinh quét, gom lá cây/ngày: 12 bạn. - Số lượng giáo viên chỉ đạo/ngày: 01 người. - Phương pháp xử lý lá cây: Phơi khô rồi đốt. - Mức độ gây ô nhiễm môi trường: Khói, mùi hôi. - Diện tích bồn hoa: 230m2. - Số lượng phân bón sử dụng bón cây trong khuôn viên: 03kg/tháng. Bước 2: Hình thành ý tưởng. Qua thực tế ở gia đình, chúng em thấy bố mẹ cùng các phụ huynh khác thường dùng lá cây băm nhỏ để ủ làm phân bón cho cây trồng. Đồng thời qua quan sát máy xay thịt của gia đình, chúng em thấy thịt đưa vào máng sau đó được xay nhỏ rồi đưa ra, chúng em thiết nghĩ nếu mình có một cái máy nghiền nát lá cây để ủ phân thì có thể chấm dứt được việc đốt lá cây, gây ô nhiễm môi trường trong khu vực trường học của mình. Từ đó, chúng em hình thành nên ý tưởng đã nêu trên. Bước 3: Xác định phương pháp nghiên cứu (gồm các phương pháp nghiên cứu như đã nêu ở trên). Bước 4: Xin ý kiến của Ban giám hiệu Nhà trường. Đầu tiên chúng em đã trực tiếp gặp và trình bày ý tưởng và bản mô phỏng trên giấy với thầy giáo Lê Đình Đức - giáo viên dạy Vật lý và cô giáo Châu Thị Thanh Liễu - giáo viên dạy Sinh – Công nghệ (có bản mô phỏng kèm theo). Thầy giáo Lê Đình Đức, cô giáo Châu Thị Thanh Liễu đã hoàn toàn nhất trí với ý tưởng cũng như bản vẽ mô phỏng mà chúng em đã trình bày. Sau đó, hai thầy, cô giáo đã dẫn chúng em lên gặp Ban giám hiệu xin ý kiến. Ngay sau khi nghe chúng em trình bày ý tưởng cũng như xem bản mô phỏng đã thể hiện, Ban giám hiệu Nhà trường đã nhất trí cho chúng em tiến hành các bước tiếp theo. Đồng thời Ban giám hiệu Nhà trường cũng giao trách nhiệm cho thầy giáo Lê Đình Đức, cô giáo Châu Thị Thanh Liễu sẽ trực tiếp hướng dẫn chúng em thực hiện dự án này. 7 Bước 5: Cải tiến, tạo thành máy. - Dựa vào bản mô phỏng chúng em đã liệt kê các cơ cấu, phần tử cần cải tiến, tạo thành máy như sau: + Động cơ (động cơ điện cũ): 01 cái (Bộ phận phát ra chuyển động). + Máng dẫn nguyên liệu vào: 02 cái. * Máng để đưa lá cây vào: 01 cái. * Máng để đưa men Trichoderma và supe lân: 01 cái. + Cơ cấu xay: Trục quay có gắn 01 thanh dẫn theo dạng xoắn để cuốn lá và 02 thanh đập để đập mịn lá cây, tất cả được đóng trong thùng tồn. + Cơ cấu đánh tơi hỗn hợp Trichoderma, supe lân: Gồm 2 thanh kim loại có dạng chữ Z gắn đối xứng qua trục quay, có hộp dẫn hướng hỗn hợp rơi xuống máng trộn. + Cơ cấu truyền động: 02 cơ cấu. * Cơ cấu truyền động đai truyền chuyển động từ động cơ đến cơ cấu xay: 01 cơ cấu. * Cơ cấu truyền động ăn khớp truyền chuyển động từ động cơ đến máng trộn: 01 cơ cấu. + Máng trộn: 01 cái, được làm bằng tôn có dạng hình phễu được gắn trực tiếp trên một nữa của cơ cấu truyền động ăn khớp (bánh răng bị dẫn). Lưu ý: Máy được đặt trên giá có gắn 04 bánh xe để tiện trong quá trình di chuyển. - Tiến hành cải tiến, tạo thành máy như sau: + Động cơ (động cơ điện cũ): 01 cái (Bộ phận phát ra chuyển động). Có: * Công suất định mức: Pđm = 270W. * Điện áp định mức: Uđm: 220V. * Dòng điện định mức: Iđm = 2,5A. * Tốc độ định mức: nđm: 1200v/ph. 8 + Máng dẫn nguyên liệu vào: *Máng để đưa lá cây vào: 01 cái. * Máng để đưa men Trichoderma và supe lân: 01 cái. Máng đưa men Trichoderm a, supe lân Máng đưa lá cây (ở 2 góc nhìn: trên xuốống, ngang) + Cơ cấu xay: Trục quay có gắn 01 thanh dẫn theo dạng xoắn để cuốn lá và 02 thanh đập để đập mịn lá cây, tất cả được đóng trong thùng tồn. Thanh dâẫn dạng xoắốn Thanh đ ập + Cơ cấu đánh tơi hỗn hợp Trichoderma, supe lân: Gồm 2 thanh kim loại có dạng chữ Z gắn đối xứng qua trục quay, có hộp dẫn hướng hỗn hợp rơi xuống máng trộn. Hộp dâẫn hướng 9 + Cơ cấu truyền động: 02 cơ cấu. * Cơ cấu truyền động đai truyền chuyển động từ động cơ đến cơ cấu xay Cơ câốu truyêền động đai truyêền chuyển động từ động cơ đêốn trục xay. * Cơ cấu truyền động ăn khớp truyền chuyển động từ động cơ đến máng trộn. + Máng trộn: 01 cái, được làm bằng tôn có dạng hình phễu được gắn trực tiếp trên một nữa của cơ cấu truyền động ăn khớp (bánh răng bị dẫn). 10 Bước 6: Ủ phân. - Chuẩn bị dụng cụ, nguyên liệu. * Lá cây: 1000g. * Supe lân: 30g. * Trichoderma: 3g. * Nước: 300ml. * Thùng ủ phân: 01 cái. * Dụng cụ đo nhiệt độ: 01 cái. - Xay, trộn hỗn hợp. - Ủ phân. * Dùng tay nắm hỗn hợp phân ủ, thấy nước vừa rịn kẽ tay là được (Độ ẩm ủ phân lúc đó đạt khoảng 50 - 55%, nếu để quá khô, cũng như quá ướt làm chậm quá trình phát triển của nấm men; không nên nén quá chặt sẽ làm hạn chế sự phát triển của nấm men, kéo dài thời gian ủ, chất lượng phân không tốt). * Dùng bạt màu tối phủ kín thùng ủ phân để che nắng, che mưa. * Sau 3-5 ngày tiến hành kiểm tra nhiệt độ trong thùng ủ (nhiệt độ khoảng 70oC là đạt yêu cầu) * Khoảng 10 ngày sau tiến hành đảo trộn từ trên xuống, từ ngoài vào trong cho đều, tiến hành ủ tiếp khoảng 13 – 15 ngày nữa là có thể sử dụng bón cho cây xanh. Lưu ý: - Phải sử dụng nước sạch, nước giếng hoặc nước đã được phân tích đạt tiêu chuẩn. Tuyệt đối không dùng nước nhiễm bẫn, nhiễm phèn. Bước 7: Kết quả. - Chi phí cho máy: + Động cơ: Tận dụng sản phẩm cũ. + Sắt V, tôn: Tận dụng sản phẩm cũ. + Ổ bi 04 cái: 100.000đ. 11 + Buli 02 cái: 50.000đ. + Đai truyền: 25.000đ. + Công (gò, hàn): 300.000đ cho 02 công. Cộng: 475 000đ - Chi phí cho hỗn hợp: + Men Trichoderma: 165đ cho 0,03g. + Supe lân: 150đ cho 0,3g. Cộng : 315đ Tổng cộng : 475 315đ - Bảng theo dõi nhiệt độ của hỗn hợp sau khi trộn trong quá trình ủ phân : TT Thời gian Nhiệt độ Ghi chú 1 17h00-01/11/2013 230C 2 17h00-03/11/2013 470C 3 17h00-05/11/2013 670C Bổ sung nước 4 17h00-07/11/2013 500C Bổ sung nước 5 17h00-09/11/2013 450C 6 17h00-11/11/2013 400C 7 17h00-13/11/2013 380C 8 17h00-15/11/2013 370C 9 17h00-17/11/2013 370C Có thể bón cây 10 17h00-19/11/2013 370C Có thể bón cây - Cải tiến, tạo được máy xay, trộn lá cây với hỗn hợp men Trichoderma, supe lân với giá thành rẻ, phù hợp với điều kiện thực tế tại các trường THCS vùng nông thôn. 12 - Lợi dụng khả năng phân hủy cellulose, phân giải lân chậm tan của Trichoderma vào quá trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh nên đã thúc đẩy quá trình phân hủy hữu cơ được nhanh chóng. - Sử dụng phân hữu cơ vi sinh tạo được đã để bón cho cây trồng đã giúp: + Phân giải nhanh các chất hữu cơ thành dạng dễ tiêu, cung cấp dinh dưỡng cho cây; + Ngăn ngừa, hạn chế một số nấm bệnh gây hại cho cây trồng; + Cây xanh chống chịu sâu, bệnh tốt hơn; + Tăng cường hệ vi sinh vật có ích trong đất; + Cải thiện độ phì nhiêu đất; + Tăng năng suất năng suất cây trồng. + Giảm được rất nhiều chi phí sản xuất như phân bón, thuốc trừ sâu, hạn chế bệnh xảy ra trên cây xanh; + Tiết kiệm chi phí từ 30-50% cho việc mua phân để bón lót; - Không còn tình trạng xả khói và mùi hôi ra môi trường. - Đặc biệt, sản phẩm này còn góp phần giáo dục học sinh ý thức bảo vệ môi trường “Xanh - Sạch - Đẹp”. 13 - Kích thích các bạn khác phát huy tính sáng tạo. Bước 8: Thảo luận, rút kinh nghiệm. - Cơ cấu truyền động ăn khớp tạo ra tiếng ồn khá lớn (mặc dù đã được bôi trơn) do các bánh răng đã cũ (đây là các bánh răng trong máy mài kim loại đã hỏng mà em đã tận dụng được). Như vậy, nếu được thay thế các bánh răng mới thì hạn chế trên ta có thể khắc phục được. - Tốc độ quay của máng trộn còn quá lớn do chưa có bánh răng thay thế một cách thích hợp. Qua quan sát chúng em thấy nếu ta có thể kiếm được hệ thống bánh răng ăn khớp ở máy trộn bê tông thì ta có thể hạn chế được tốc độ của máng trộn xuống thấp hơn, do bánh răng ở máy trộn bê tông có số răng nhiều hơn. - Máng trộn có hình phễu và được đặt theo phương thẳng đứng thì khả năng đảo, trộn chưa được cao do lực ly tâm quá lớn. Qua quan sát máy trộn bê tông chúng em thấy nếu mình làm máng trộn dạng bầu và đặt theo phương nằm nghiêng thì khả năng đảo trộn sẽ cao hơn. Tuy nhiên, do điều kiện thời gian, hơn nữa chúng em đang là học sinh lớp 9 phần lớn thời gian đều dành cho việc học nên chưa cải tiến được cơ cấu này. Trước mắt, chúng em chỉ mới tạo thêm một thanh răng có chức năng gạt, đảo trong máng trộn để khắc phục hạn chế đã nêu trên. - Có thể bón phân cùng lúc với các loại phân hữu cơ sinh học, nhưng không được trộn chung với các loại phân vô cơ và phải bón cách ly với vôi (vôi phải bón trước ít nhất 5 ngày, không nên để phân tiếp xúc với vôi). KẾT LUẬN. Dự án “Máy xay lá cây và trộn với hỗn hợp men Trichoderma, supe lân làm phân hữu cơ vi sinh trong trường học” đã giải quyết được bài toán nan giải 14 đối với hàng vạn lá rụng, chấm dứt được việc xả khói và mùi hôi vào môi trường gây ô nhiễm môi trường, tiết kiệm được rất nhiều chi phí như phải mua phân bón, thuốc trừ sâu, hạn chế mầm bệnh xảy ra trên cây xanh, là sản phẩm tuyệt đối an toàn với người và động vật. Mặt khác, phân bón hữu cơ vi sinh được tạo thành sẽ giúp tăng cường hệ vi sinh vật có ích trong đất; phân giải nhanh các chất hữu cơ thành dạng dễ tiêu, cung cấp dinh dưỡng cho cây; phòng một số nấm bệnh gây hại cho cây trồng, chất lượng phân cao hơn, thân thiện với môi trường hơn. Hơn thế nữa, sản phẩm này còn góp phần giáo dục học sinh ý thức bảo vệ môi trường “Xanh - Sạch - Đẹp”, đồng thời kích thích phát huy tính sáng tạo đang tiềm ẩn trong mỗi một học sinh. Trên đây là toàn bộ dự án mà chúng em đã thực hiện xuất phát từ thực tiễn của Nhà trường. Mặc dù chúng em đã rất cố gắng nhưng cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự đóng góp quý báu của quý vị giám khảo, các thầy cô, cùng các bạn để có thể hoàn thiện hơn, đồng thời triển khai áp dụng nó vào thực tế, nhằm góp phần bảo vệ môi trường, xây dựng trường học “Xanh - Sạch - Đẹp”, kích thích, phát triển tư duy sáng tạo của các bạn học sinh khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO TT Tác phẩm Tác giả 15 NXB Giáo dục (Vũ Quang - Tổng chủ biên. 1 Sách giáo khoa mốn Vật lý 6, 7, 8, 9 Nguyêẫn Đức Thẩm - Chủ biên. Đoàn Duy Hinh …………………………) NXB Giáo dục (Nguyêẫn Minh Đường - Tổng chủ biên. 2 Sách giáo khoa mốn Cống nghệ 7, 8 Đặng Vắn Đào Chủ biên. Trâền Hữu Quêố ……………………………….) 3 Vụ giáo dục trung học Tài liệu tập huấn Tổ chức hoạt động NCKHKT của học sinh trường trung (PGS.TS Lê Huy Hoàng học. PGS.TS Mai Syẫ Tuâốn …………………….) 16