Khoảng 1/3 tổng lượng chất thải sinh hoạt là chất thải hữu cơ có thể tái chế một cách dễ dàng. Chất thải hữu cơ là một loại nguyên liệu thô có giá trị có thể được chế biến thành phân ủ có chất lượng tốt nhất, đưa chất hữu cơ thiết yếu vào đất trồng.

Phân ủ đem lại sự phì nhiêu cho đất; cải tạo cấu trúc của đất, giúp giữ nước đồng thời còn làm cho đất tiêu úng tốt. Nếu như loại chất thải này bị chôn lấp thì tiềm năng của chúng sẽ bị mất đi và các chất ô nhiễm sẽ phát tán vào không khí và nguồn nước gây ô nhiễm môi trường. Dùng giun để ủ phân là một phương pháp ủ được sử dụng ngay tại nhà hoặc ủ trên quy mô thương mại lớn.

Phân ủ bằng giun là gì?

Phân ủ bằng giun là dùng giun và các vi sinh khác (vi khuẩn, nấm và các động vật nguyên sinh) để biến chất thải hữu cơ thành mùn giàu dinh dưỡng. Quá trình này diễn ra một cách tự nhiên trong các khu vực thực vật bị phân hủy như: lá rụng và cây cối mục nát. Giun ăn cả chất hữu cơ phân hủy và các vi sinh vật.

Chất hữu cơ đi qua hệ thống tiêu hóa của giun sau đó được bài tiết thành khuôn. Phân ủ được tạo ra theo khuôn này cùng với các chất thải hữu cơ khác. Sản phẩm cuối cùng là chất tinh mịn, có độ xốp, thoáng khí và giữ ẩm tốt.

Phân tích phân ủ do giun tạo ra cho thấy loại phân ủ theo cách này giàu dinh dưỡng hơn so với đất, canxi nhiều gấp ba lần, nitơ, phốt pho và kali cũng nhiều hơn vài lần. Phân ủ này chứa tỷ lệ mùn cao. Mùn này giúp các hạt đất hình thành các cụm tạo các rãnh để không khí đi qua và làm cho khả năng giữ nước tốt hơn. Axít humíc trong đất mùn tạo ra những vị trí liên kết các chất dinh dưỡng trong cây và cung cấp các chất dinh dưỡng đó theo nhu cầu của cây. Axít humíc giúp ngăn ngừa các mầm bệnh, nấm, giun tròn và các vi khuẩn gây hại cây.

Phân giun tạo ra là mô đất có hoạt tính sinh học chứa hàng nghìn vi khuẩn, enzym và các phế thải của cây cối. Quá trình ủ phân sẽ tiếp tục diễn ra sau khi sản phẩm do giun tạo ra được làm lắng đọng. Hoạt động của vi sinh trong phân giun cao hơn trong đất 10-20 lần và chất hữu cơ cao hơn thức ăn của giun.

Giun là những tác nhân ủ phân nhanh, mỗi ngày chúng có thể ăn chất thải bằng nửa trọng lượng bản thân, 2000 con giun mỗi tuần có thể ăn 3kg chất thải.

Có rất nhiều loài giun khác nhau, mỗi loài có vai trò riêng trong phân hủy chất thải hữu cơ. Loài giun phân hủy chất thải hữu cơ tốt nhất là Dedrabaena veneta, Lumbricus rubellus và Aisenia andreii, giun hổ, giun ăn chất thải trên mặt.

Loài giun này sinh sản rất nhanh, trưởng thành trong 6 tuần, mỗi tuần có thể sinh sản 3 lần trong suốt một năm, đó là tuổi thọ thông thường của chúng. Giun sinh sản có thể làm kén mỗi tuần 2-3 lần và sẽ nở trong 21 ngày, mỗi kén nở được 2 hoặc ba con giun, giun trưởng thành trong vòng 60-90 ngày.

Giun hô hấp qua da, do đó cần phải môi trường ẩm để trao đổi không khí. Giun hoạt động tích cực nhất trong điều kiện nhiệt độ khoảng từ 130C đến 250C, mặc dù chúng có thể chịu được nhiệt độ từ 0-350C.

Cả cỏ dại và các mầm bệnh đều bị giết chết trong quá trình ủ phân bằng giun. Phân ủ bằng giun thường bị vi khuẩn chi phối, nhưng sinh khối nấm cũng có thể xuất hiện. Phân ủ bằng giun, lượng nhiệt tao ra rất nhỏ; giun ăn cả loại giun tròn hại rễ cây, vi khuẩn gây bệnh, nấm và các hạt cỏ dại nhỏ.

So sánh phân ủ bằng giun và phân ủ thông thường

Phân ủ bằng giun nói chung được coi là phương pháp sản xuất tiện lợi, tốn ít thời gian hơn so với phân ủ thông thường. Phân ủ do giun tạo ra cũng có giá trị dinh dưỡng đất lớn hơn so với phân ủ hiếu khí.

Nhiều sinh vật gây bệnh như Salmonella, các vi rút gây bệnh đường ruột dạng coli trong phân và các trứng giun ký sinh có thể tập trung trong các hệ thống phân ủ trộn và phân ủ bằng giun. Các phương pháp ủ phân hiếu khí truyền thống cần tăng nhiệt độ trong đống phân ủ từ 57-710C mới diệt được các mầm bệnh này. Tuy nhiên, trong phân ủ bằng giun nhiệt độ phải giữ dưới 320C để duy trì giun hoạt động có hiệu suất cao.

Do nghiên cứu chưa nhiều về các mầm bệnh tồn tại trong phân ủ bằng giun, nên các chất rắn sinh học đã được tiến hành ủ trước ở nhiệt độ cao để diệt các mầm bệnh đó trước khi ủ phân bằng giun. Vì vậy làm cho chi phí ủ phân bằng giun tăng cao.

Tuy nhiên, gần đây của Hoa Kỳ đã phối hợp điều tra nghiên cứu vấn đề này cùng với Cơ quan Bảo vệ Môi trường của quận Cam, Công ty Giun đất Hoa Kỳ và Thành phố Ocoee, Florida. Nghiên cứu được tiến hành trong hai khu vực: khu vực thứ nhất trong hai đống chất rắn sinh học (15-20%) đã làm vô hiệu hoá salmonella, các dạng coli trong phân và các vi khuẩn đường ruột, khu thứ hai, trong hai đống chất rắn sinh học đã làm vô hiệu hoá chứng giun. Kết quả là tất cả các mức độ mầm bệnh đạt được những yêu cầu của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ quy định đối với phân ủ trong 144 giờ.

Những kết quả nghiên cứu của Đại học Mississipi cho thấy rằng phân ủ bằng giun làm tăng sinh trưởng cây trồng, phát triển rễ, tăng trọng lượng khô, tăng số lượng hoa ban đầu so với sử dụng phân bằng rêu mùn.

Hàm lượng dinh dưỡng của phân ủ liên quan chặt chẽ với dạng thức ăn của giun. Phân ủ bằng giun nuôi bằng chất thải sinh hoạt không phù hợp để xử lý số lượng lớn chất thải từ vườn tược và cần phải pha trộn các loại chất thải hữu cơ để hoạt động hiệu quả.

Phân ủ bằng giun theo quy mô gia đình

Phân ủ bằng giun ở quy mô nhỏ hầu như ít gặp những vấn đề nan giải hơn các hệ thống phân ủ trên quy mô thương mại. Hệ thống ủ phân trên quy mô gia đình chỉ tận dụng tốt nhất các chất thải lương thực, thực phẩm với chất thải vườn tược như cỏ, lá cây thường được ủ thành đống. Quy trình xử lý này tạo ra hai sản phẩm giá trị; phân ủ và chất lỏng có thể được sử dụng để bón cây trong vườn và trong nhà ươm.

Các thùng ủ phân gia đình chiếm khoảng không gian nhỏ và có thể đặt gần cửa bếp, ít phát ra mùi hôi vì giun ăn hết chất thải trước khi phân hủy. Để làm thùng nuôi giun, có thể tận dụng bất kỳ loại thùng hàng nào. Có thể dùng thêm vật liệu đệm lót như phân bón hoặc phân ủ đã ngấu với một ít giấy báo vụn và một ít giun.

Quần thể giun được hình thành chậm bằng thức ăn bổ sung như bã cà phê, túi chè và vỏ chuối, loại thức ăn này giun khá ưa thích. Sau một vài tuần khi quần thể giun đã được hình thành và sinh sản, thì có thể bổ sung nhiều thức ăn hơn kể cả thịt.

Nếu như trong thùng nuôi giun quá ẩm ướt thì phải bổ sung thêm giấy báo. Giun ăn cả giấy và chất thải lương thực. Nhiệt độ trong thùng cần giữ ở 4-200C, do đó mùa đông không nên đặt thùng ra ngoài trời hoặc cũng phải tránh những ngày nắng to.

Khi quần thể giun quá lớn thì phải chuyển giun sang thùng khác hoặc bổ sung giun vào đống phân ủ. Khi lấy phân ủ, phải đặt thùng ra nơi có ánh sáng, như vậy giun sẽ bò xuống phía dưới, vào chỗ tối và khi đó lấy phân ủ ở phía trên cùng. Hoặc có thể đẩy lượng phân ủ trong thùng sang một bên và cho thêm thức ăn mới và nền được bổ sung vào phần bên cạnh của thùng, giun sẽ bò sang phần nền mới, lúc đó có thể lấy phân ủ ra.

Phân ủ bằng giun trong thùng đặt ở bếp hoặc trong lớp học là một phương pháp đáng được quan tâm nhằm tận dụng chất thải hữu cơ mà không phải chôn lấp, song phương pháp này vẫn chưa được áp dụng phổ biến. ở Australia, ước tính có ít nhất là 4% chất thải sinh hoạt được làm phân ủ bằng giun.

Phân ủ bằng giun ở quy mô lớn

Các hệ thống phân ủ bằng giun ở quy mô thương mại lần đầu tiên được thực hiện ở châu Mỹ từ đầu những năm 1990. Các yếu tố cần được xem xét khi lựa chọn ủ phân bằng giun ở quy mô lớn bao gồm:

Khối lượng và thể loại nguyên liệu có sẵn

Cung cấp tài chính

Quy định pháp lý

Vị trí và quy mô

Điều kiện khí hậu

Đáp ứng về lao động

Phân ủ bằng giun theo quy mô này thường gặp khó khăn khi kiểm soát nhiệt độ vì quá trình ủ sẽ sinh ra nhiệt độ cao hơn và thời gian ủ cũng lâu hơn so với các hệ thống ủ ở quy mô nhỏ. Phần lớn các hệ thống ủ ở quy mô thương mại sử dụng cơ giới để lấy phân ủ vào giai đoạn cuối của quá trình ủ phân.

Có nhiều phương pháp khác nhau được áp dụng ở quy mô thương mại, chẳng hạn, một trong những phương pháp ủ phân ở Yelm thuộc Oashington, Hoa Kỳ đã sử dụng 15 tấn giun đỏ trong quá trình ủ phân và dùng nhiều loại thức ăn cho giun như phân gia súc, vỏ bào, giấy bìa và chất thải lương thực.

Kết luận

Sử dụng những tập tính tự nhiên của giun để biến các chất thải hữu cơ thành phân ủ mang lại nhiều lợi ích. Kết quả là: giảm được khối lượng chất thải đáng lẽ cơ quan chính quyền địa phương phải thu gom mang đi chôn lấp, tiết kiệm tiền của và giảm những tác động về vận chuyển. ủ phân bằng giun cũng làm thay đổi thành phần chất thải, giảm khả năng gây ô nhiễm. Phân ủ bằng giun tốt và chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn so với phân ủ truyền thống.

Tuy nhiên, quy trình sản xuất phân ủ nhạy cảm hơn phân ủ thông thường và cần phải rất chú ý, nhất là khi sản xuất ở quy mô lớn.

Phân ủ bằng giun ở quy mô gia đình rất giàu dinh dưỡng, vì vậy khi sử dụng riêng để bón cây cần phải trộn thêm với đất và các vật liệu khác, do đó kết hợp lý tưởng là phải có một đống phân ủ thông thường cho các chất thải vườn tược và đống phân ủ bằng giun dùng cho các chất thải gia đình.

Nguồn: Warmer Bulletin, 1/2004.