Nguyen Thi Phuong * , Nguyen My Hoa and Do Thi Xuan

* Corresponding author (ntphuongdtu@gmail.com)

Abstract

The objective of the research was the reuse of sludge from beer (BS), seafood (SS) factory and sugarcane filter cake for composting to produce microbial-organic fertilizer (bioF). The experiments were (i) evaluation of the composting process and quality of the mature composts in 0.5 m3 composting scale, and (ii) effects of bioF on yield of vegetables. The results showed that the microbial-organic fertilizers from BS and SS had high qualities with 2.83-2.85% N; 5.6-6.63% P2O5, 2.1-2.11% K2O, and 35.21-40.98% C, respectively. Heavy metal contaminants and pathogen (Salmonella and Escherichia coli) were under the allowable limit. The population of Trichoderma met required standard with 7.14x107 to 7.82x107 CFU/g. Vegetable yields in the treatments amended with NPK recommended rate (RR) and 5 tons/ha of bioF made from BS and SS mixed with sugarcane filter cake increased statistically higher than those with NPK farmer rate (FR) and RR. Mustard yield amended with RR and 5 tons/ha of bioF doubled up treatments of FR and RR. Okra yield increased by 50.73% compared to RR and 40.91% compared to FR. Cucumber yield was about 17 tons/ha, 35% higher than that of FR and 10% compared to RR. Winter melon yield increased by 18% compared to RR and 25% compared with FR. Therefore, microbial-organic fertilizer composting from BS and SS mixed with sugarcane filter cake at ratio of 20:80 can be used to improve vegetable yields.
Keywords: Beer sludge, microbial-organic fertilizers, seafood sludge, vegetables, yield

Tóm tắt

Mục tiêu nghiên cứu là nhằm tái sử dụng bùn thải từ quá trình xử lý nước thải của nhà máy bia (BB), nhà máy chế biến thủy sản (BTS) và bùn mía làm phân hữu cơ vi sinh (HCVS). Nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm ủ phân từ các nguồn bùn thải bia và thủy sản với bùn mía  tỉ lệ 20:80, qui mô 0,5 m3 và hiệu quả phân HCVS bùn thải-bùn mía trên cải tùa xại, đậu bắp, dưa leo và bí đao trên các ruộng nông dân. Kết quả cho thấy phân HCVS sau ủ đạt chất lượng cao với 2,83-2,85%N; 5,6-6,63% P2O5, 2,1-2,11% K2O, và 35,21-40,98% C. Hàm lượng kim loại nặng, mật số Salmonella và Escherichia coli đều đạt dưới ngưỡng cho phép. Mật số Trichoderma sau ủ đạt tiêu chuẩn với 7,14x107-7,82x107CFU/g. Năng suất cây rau tăng có ý nghĩa thống kê ở tất các các thí nghiệm đồng ruộng khi bón 5 tấn/ha HCVS từ hai nguồn bùn thải-bùn mía + NPK khuyến cáo (KC) so với bón theo nông dân (ND) và KC. Trên cải tùa xại, năng suất tăng 2 lần so với ND và KC; trên đậu bắp năng suất tăng hơn 50,73% so với KC và hơn 40,91% so với ND; trên dưa leo năng suất đạt khoảng 17 tấn/ha, cao hơn 35% so với ND và 10% so với KC; trên bí đao năng suất tăng 25% so với KC và 18% so với ND. Do đó, phân HCVS có thể ủ từ nguồn BB và BTS và bã bùn mía ở tỉ lệ 20:80 để làm phân bón cải thiện năng suất rau trong canh tác cây trồng.
Từ khóa: Bùn thải bia, bùn thải thủy sản, cây rau, năng suất, phân hữu cơ vi sinh

Article Details

References

Bộ Công Thương, 2009. Quyết định số 2435/QĐ-BCT ngày 21 tháng 5 năm 2009 của Bộ Công Thương về Quyết định phê duyệt quy hoạch phát triển ngành Bia-Rượu-Nước giải khát Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025. Ha Nội.

Bộ Công Thương, 2016. Quyết định số 3690/QĐ-BCT ngày 12 tháng 9 năm 2016 của Bộ Công Thương về Quyết định phê duyệt quy hoạch phát triển ngành bia, rượu, nước giải khát việt nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035. Hà Nội,.

Brito, E., Bustamante, M., Paredes, C., Moreno-Caselles, J., Perez-Murcia, M., Perez-Espinosa, A., and Moral, R., 2010. Composting of brewery wastes with agricultural and forest residues, 14th Ramiran International Conference. http://www.ramiran. net/ramiran2010/docs/Ramiran2010_0114_final.pdf .

Dadi, D., Sulaiman, H. and Leta, S., 2012. Evaluation of composting and the quality of compost from the source separated municipal solid waste. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 16(1): 5-10.

de Bertoldi, M.d., Vallini, G.e. and Pera, A., 1983. The biology of composting: a review. Waste Management & Research, 1(1): 157-176.

Đoàn Thị Trúc Linh, 2012. Nghiên cứu sử dụng nấm Trichoderma ủ bùn cống thải phối trộn với vật liệu hữu cơ. Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường, , Đại học Cần Thơ.

Dương Minh Viễn, Trần Kim Tính và Võ Thị Gương, 2011. Ủ phân hữu cơ vi sinh và hiệu quả trong cải thiện năng suất cây trồng và chất lượng đất. Nxb. Nông nghiệp. 136 trang.

Eifediyi, E. and Remison, S., 2010. Growth and yield of cucumber (Cucumis sativus L.) as influenced by farmyard manure and inorganic fertilizer. Journal of Plant Breeding and Crop Science, 2(7): 216-220.

Elad, Y., Chet, I. and Henis, Y., 1981. A selective medium for improving quantitative isolation ofTrichoderma spp. from soil. Phytoparasitica, 9(1): 59-67.

Fillaudeau, L., Blanpain-Avet, P. and Daufin, G., 2006. Water, wastewater and waste management in brewing industries. Journal of Cleaner Production, 14(5): 463-471.

Ibrahim, K.H. and Fadni, O., 2013. Effect of organic fertilizers application on growth; yield and quality of tomatoes in North Kordofan (sandy soil) Western Sudan. Greener Journal of Agricultural Science, 3(4): 299-304.

Kalatzi, E., Sazakli, E., Karapanagioti, H. and Leotsinidis, M., 2016. Composting of brewery sludge mixed with different bulking agents. 1-12.

Kanagachandran, K. and Jayaratne, R., 2006. Utilization Potential of Brewery Waste Water Sludge as an Organic Fertilizer. Journal of the Institute of Brewing, 112(2): 92-96.

Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013. Giáo trình quản lý và xử lý chất thải rắn. NXB. Đại học Cần Thơ, 520 pp.

Lê Thị Kim Oanh và Trần Thị Mỹ Diệu, 2016. Nghiên cứu sản xuất compost nhằm tái sử dụng bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải chế biến cá da trơn. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 18(2M): 99-114.

Lê Thị Thanh Chi, Võ Thị Gương và Joachim Clemens, 2010. Tác dụng của phân hữu cơ từ hầm ủ biogas trong cải thiện độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 13: 160-169.

Mahmoud, E., El-Kader, N.A., Robin, P., Akkal-Corfini, N. and El-Rahman, L.A., 2009. Effects of different organic and inorganic fertilizers on cucumber yield and some soil properties. World J. Agric. Sci, 5(4): 408-414.

Mehdizadeh, M., Darbandi, E.I., Naseri-Rad, H. and Tobeh, H., 2013. Growth and yield of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) as influenced by different organic fertilizers. International journal of Agronomy and plant production, 4(4): 734-738.

Misra, R., Roy, R. and Hiraoka, H., 2016. On-farm composting methods. 1729-0554, Rome, Italy: UN-FAO.

Moretti, S.M.L., Bertoncini, E.I. and Abreu-Junior, C.H., 2015. Composting sewage sludge with green waste from tree pruning. Scientia Agricola, 72(5): 432-439.

Moretti, S.M.L., Bertoncini, E.I., Vitti, A.C., Alleoni, L.R.F. and Abreu-Junior, C.H., 2016. Concentration of Cu, Zn, Cr, Ni, Cd, and Pb in soil, sugarcane leaf and juice: residual effect of sewage sludge and organic compost application. Environmental monitoring and assessment, 188(3): 1-12.

Nartey, E.G., Amoah, P., Ofosu-Budu, G.K., Muspratt, A. and Pradhan, S.k., 2017. Effects of co-composting of faecal sludge and agricultural wastes on tomato transplant and growth. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 6(1): 23-36.

Nguyễn Đắc Kiên, Nguyễn Quang Trung, Nghiêm Thị Duyên, Lê Thị Hoàng Oanh và Nguyễn Thị Hà, 2016. Tận dụng bùn thải ao nuôi tôm để sản xuất phân bón hữu cơ. Tạp chí Khoa học Đại học quốc gia Hà Nội 1S(Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32): 231-237

Nguyễn Thị Phương, Lâm Ngọc Tuyết, Nguyễn Mỹ Hoa và Đỗ Thị Xuân, 2017a. Sử dụng bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến thủy sản trong ủ phân hữu cơ. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 5(Kỳ 1 tháng 3/2017): 54-61.

Nguyễn Thị Phương, Lâm Ngọc Tuyết, Nguyễn Mỹ Hoa và Đỗ Thị Xuân, 2017b. Sử dụng bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sản xuất bia trong ủ phân hữu cơ. Tạp chí Khoa học đất (Vietnam soil science), Hội Khoa học đất Việt Nam, 50/2017(Môi trường đất): 47-52.

Nguyễn Thị Phương, Nguyễn Mỹ Hoa, Đỗ Thị Xuân, Lâm Ngọc Tuyết và Võ Thị Thu Trân, 2016. Đặc tính bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sản xuất bia và chế biến thủy sản. Tạp chí Khoa học, Đại học Cần Thơ 45A/2016(Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ và Môi trường ): 74-81.

Przewrocki, P., Kulczycka, J., Wzorek, Z., Kowalski, Z., Gorazda, K., and Jodko, M., 2004. Risk analysis of sewage sludge-Poland and EU comparative approach. Polish Journal of Environmental Studies, 13(2): 237-244.

Rebah, F.B., Tyagi, R.D., Prevost, D. and Surampalli, R.Y., 2002. Wastewater sludge as a new medium for rhizobial growth. Water quality research journal of Canada, 37(2): 353-370.

Rudat, H., Sabel-Koschella, U. and Konstanczak, M., 1999. Utilisation of organic waste in (peri-) urban centres, Utilisation of organic waste in (peri-) urban centres. GTZ.

Sarhan, T.Z., Mohammed, G.H. and Teli, J., 2011. Effect of bio and organic fertilizers on growth, yield and fruit quality of summer squash. Sarhad Journal of Agriculture, 27(3): 377-383.

Senthilraja, K., Jothimani, P. and Rajannan, G., 2013. Effect of brewery wastewater on growth and physiological changes in maize, sunflower and sesame crops. Int J Life Sci Educ Res, 1(1): 36-42.

Shilev, S., Naydenov, M., Vancheva, V. and Aladjadjiyan, A., 2007. Composting of food and agricultural wastes, Utilization of By-Products and Treatment of Waste in the Food Industry. Springer, pp. 283-301.

Singh, V.K., Dwivedi, B.S., Singh, S.K., Majumdar, K., Jat, M.L., Mishra, R.P., and Rani, M., 2014. Optimal physical parameters for growth of Trichoderma species at varying pH, temperature and agitation. Virol Mycol, 3(1): 1-7.

Stocks, C., Barker, A. and Guy, S., 2002. The composting of brewery sludge. Journal of the Institute of Brewing, 108(4): 452-458.

Tăng Thanh Nhân, 2010. Sản xuất phân trùn từ rễ lục bình và phân gia súc và đánh giá hiệu quả trên năng suất rau và hoa. Luận văn thạc sĩ ngành Khoa học đất, Đại học Cần Thơ.

Trần Ngọc Hữu, Đỗ Tấn Trung, Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Thành Hối và Ngô Ngọc Hưng, 2014. Thành phần dinh dưỡng NPK trong ủ phân hữu cơ vi sinh và hiệu quả trong cải thiện sinh trưởng và năng suất lúa. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ 3(Số chuyên đề: Nông nghiệp): 151-157

Trần Thị Kim Hạnh, 2013. Nghiên cứu sử dụng bùn thải sinh học từ nước thải sản xuất bia để nuôi cấy vi khuẩn Bacillus Thuringiensis sinh độc tố diệt sâu. . Luận văn thạc sĩ. Đại học Thái Nguyên.

Võ Phú Đức, 2013. Xây dựng quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ nguồn bùn thải phát sinh trong quá trình chế biến cá tra. Đề tài Khoa học và công nghệ tỉnh Đồng Tháp.

Võ Thị Gương (Editor), 2010. Giáo trình chất hữu cơ trong đất. Phần 7. Hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh bã bùn mía trong cải thiện năng suất dưa leo tại Long Tuyền và Thới Thuận. Cần Thơ. NXB. Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ.

Võ Thị Gương, Nguyễn Mỹ Hoa, Châu Minh Khôi, Trần Văn Dũng và Dương Minh Viễn, 2016. Quản lý độ phì nhiêu đất và hiệu quả sử dụng phân bón ở Đồng bằng sông Cửu Long. Chương 4. Hiệu quả sử dụng phân hữu cơ trong cải thiện đặc tính đất và năng suất cây trồng ở ĐBSCL. NXB. Đại học Cần Thơ, 264 pp.

Vriens, L., Nihoul, R. and Verachtert, H., 1989. Activated sludges as animal feed: A review. Biological Wastes, 27(3): 161-207.

Vũ Hải Yến, 2015. Nghiên cứu sản xuất phân bón hữu cơ – vi sinh từ bã cà phê. In: H.N. Bộ tài nguyên và Môi trường (Editor), Kỷ yếu Hội nghị môi trường toàn quốc lần thứ IV ngày 29/09/2015: 74-82.

Wang, P., Zhang, S., Wang, C., Hou, J., Guo, P., and Lin, Z.P., 2008. Study of heavy metal in sewage sludge and in Chinese cabbage grown in soil amended with sewage sludge. African Journal of Biotechnology, 7(9): 1329-1334.

Wei, L., Shutao, W., Jin, Z. and Tong, X., 2014. Biochar influences the microbial community structure during tomato stalk composting with chicken manure. Bioresource technology, 154: 148-154.