Phân ủ là gì, tại sao phải ủ phân?

Có hai loại phân ủ. 
Loai 1: là chỉ cần trộn các phế liệu hữu cơ thô với nhau. Đây là phương pháp tĩnh vì không có quá trình lên men. 
Loại 2: là trộn phế liệu hữu cơ với một lượng lớn các VSV đang hoạt động. Những VSV này sẽ sinh sôi nảy nở và chết đi trong một chu kỳ sống rất ngắn, để lại phần xác giầu đạm và nhiều chất dinh dưỡng cho cây xanh. Vậy loại phân ủ này thực sự đã làm tăng giá trị dinh dưỡng của mình theo cấp số nhân, như một nhà máy sản xuất phân bón trong lòng đất. Hơn nữa, loại phân ủ này còn chứa các chất như glucô, cồn, axit amin, và các khoáng chất được tạo ra trong quá trình lên men. Những chất đó cũng là nguồn dinh dưỡng cho các VSV trong đất để sinh sôi nảy nở. Các VSV và các enzym được tạo ra sẽ phân huỷ thêm các chất hữu cơ trong đất và tạo ra các chất dinh dưỡng tương tự. Chu kỳ này cải thiện đáng kể điều kiện sinh học của đất.

Có nhiều loại phân ủ, nhưng có thể chia làm hai loại chính như sau:

1. Phân ủ nhằm cải tạo độ màu của đất 
Mục tiêu chính là nhằm phục hồi độ màu mỡ của đất để canh tác bền vững. Các chất liệu thô cho loại phân ủ này cần có nhiều chất xơ và chất gỗ để tạo ra nhiều mùn cho đất khi bón. Các mẩu gỗ vụn, mùn cưa, mẩu cây vụn, vỏ các trái cọ dừa, vỏ trấu, tre, nứa,v.v.. là những chất liệu dai cứng khó phân huỷ, nhưng phù hợp nhất cho mục đích này. Với sự hỗ trợ của một số loài VSV gây men mạnh, những chất liệu đó có thể trở thành phân ủ chất lượng rất cao để phục hồi độ màu mỡ cho đất.

2. Phân ủ làm nguồn dinh dưỡng cho cây
Các chất liệu thô để làm phân ủ với mục đích cung cấp chất dinh dưỡng cho cây xanh, chủ yếu gồm phân gia súc, rơm rạ, cỏ xanh, các phế thải của rau và các chất liệu mềm khác. Các chất liệu này cho ủ men toàn phần và sử dụng làm phân bón cơ bản cũng như phân bón bổ sung.

Tóm lại, những chất liệu thô cứng và khó phân huỷ được sử dụng làm phân ủ với mục đích phục hồi độ màu mỡ của đất và có tác dụng lâu dài. Những chất liệu mềm và dễ phân huỷ được dùng với mục đích cung cấp chất dinh dưỡng cho cây.

Cả hai dạng phân ủ trên đều quan trọng để phát triển nông nghiệp bền vững. Đất đai màu mỡ là tài sản lớn nhất của một nông trại. Không có nó, năng suất sẽ giảm, chi phí sản xuất sẽ cao. Nếu đất đai được chăm sóc, năng suất cao hơn, chất lượng sản phẩm tốt hơn, chi phí đầu vào thấp hơn, và môi trường trong sạch hơn về lâu dài.

1. Vai trò của vi sinh vật trong quá trình ủ phân
Như ta thấy, vi sinh vật giữ vai trò quyết định trong quá trình ủ phân. Không có sự tham gia của VSV, rác thải không chuyển được thành mùn để nuôi cây và cải tạo đất. Các VSV này có khả năng phân giải chất xơ thành đường, đạm hữu cơ thành các axit amin, quặng thành lân dễ tiêu...

Trong đất, trong rác có 2 loại vi sinh vật: VSV yếm khí (kị khí) và VSV hiếu khí (thoáng khí). Phụ thuộc vào điều kiện ủ phân (cách ủ phân) mà loại VSV này hay VSV kia hoạt động.

Trong điều kiện ủ phân yếm khí là sau khi trộn các thành phần để ủ phân, đống phân được trát kín, không cho không khí lọt qua. Trong điều kiền này, các VSV yếm khí sẽ hoạt động.

Ngược lại, nếu đống phân chỉ che đậy sơ sơ bằng rơm rạ hoặc lá chuối để chống mưa nắng, không khí dễ dàng lọt qua. Ngoài ra, đống phân còn được đảo trộn để bổ sung không khí. Trong điều kiện này các VSV hiếu khí sẽ hoạt động. Trong quá trình ủ thoáng khí, nhiệt độ lên men có thể lên đến 50-60OC và thậm chí lên đến 70OC, tuỳ loại và điều kiện của chất liệu thô. Quá trình lên men thoáng khí tạo ra nhiều chất như glucô, cồn, axit amin và các hợp chất khác. Phân ủ lên men thoáng khí là phân ủ chất lượng cao.

Các VSV yếm khí hoạt động trong quá trình phân huỷ yếm khí. Các VSV này không hoạt động trong đất và nước, nơi có oxy tự do, mà chỉ hoạt động mạnh trong môi trường thiếu oxy tự do. Các vi khuẩn này có đặc tính sinh lý rất đặc trưng. Chúng thở bằng oxy lấy từ các chất bị ôxy hoá. Trong quá trình phân huỷ yếm khí, nhiệt độ lên men không vượt quá 45OC. Các axit hữu cơ như khí mêtan (CH4), axit lactic và axit butyric đươc tạo ra trong điều kiện lên men yếm khí. Những chất này có hại cho cây trồng vì chúng làm yếu hoặc cản trở sự phát triển của rễ.

Có một số loại vi khuẩn có ích trong số vi khuẩn yếm khí, nhưng nhìn chung là có hại đối với thiên nhiên và nông nghiệp.

Phân ủ tạo ra hai dạng mùn trong đất: dạng trung tính và dạng axit. Mùn được tạo ra, qua quá trình phân huỷ thoáng khí là mùn trung tính và rất có hiệu quả trong việc nâng cao độ màu của đất qua việc kết hợp các i-ông khoáng với các hợp chất gỗ - đạm.

Ngược lại, chất mùn được tạo ra từ phân ủ, qua quá trình lên men yếm khí có tính axit do kết hợp các i-ông hydrô với các hợp chất gỗ - đạm, làm tăng độ chua cho đất.

Phân ủ chất lượng tốt nhờ quá trình lên men thoáng khí.

Quá trình lên men ban đầu, ngay sau khi đánh đống thường là thoáng khí, do có lượng ôxy khá lớn, nhưng nếu tiếp tục lên men, các VSV thoáng khí sẽ sử dụng hết ôxy tự do trong đống ủ. Tình trạng này sẽ xấu hơn nếu đống ủ bị nén chặt hoặc độ ẩm trong đống ủ cao. Nếu không chăm sóc, các vi khuẩn yếm khí sẽ sinh sôi nảy nở mạnh và đống phân ủ sẽ bị khử ôxy , tạo ra khí mêtan (CH4), và cacbon hydrate trong đống sẽ biến thành axit butyric qua việc lên men butyric. Chất đạm cũng bắt đầu bị phân huỷ yếm khí thành ammonia-indole, thay vì được phân huỷ thoáng khí thành axit-amin, nên sẽ thoát ra mùi khó chịu. Axit nitric được tạo ra sẽ khử nitơ làm xấu đi chất lượng của phân ủ.

Để tạo ra chất lượng phân ủ tốt, không nên để đống phân ủ trong tình trạng lên men yếm khí. Cần phải đưa không khí trong lành vào đống để duy trì quá trình lên men thoáng khí. Luôn phải để quá trình lên men thoáng khí đóng vai trò chính.

Trong đất, trong rác đã có sẵn các VSV có khả năng tham gia vào quá trình phân giải rác, tuy số lượng là ít, do vậy, thời gian ủ kéo dài từ 3-6 tháng, tuỳ thuộc vào nguyên liệu (phương pháp ủ tĩnh).

Thời gian ủ có thể rút ngắn bằng cách bổ sung các VSV đã được lựa chọn kỹ về hoạt tính phân giải của chúng. Đây là các VSV hiếu khí. Bằng cách này, mật độ VSV có ích trong đống phân sẽ tăng lên gấp hàng trăm lần, hoạt động như "nhà máy sản xuất phân bón". Sử dụng các VSV được lựa chọn (VSVP.U) này, có thể rút ngắn thời gian phân giải từ 2 - 3 tháng, chất lượng phân ủ tốt hơn.

2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phân ủ.
a. Độ ẩm và không khí.
Quá ẩm hoặc quá khô đều ảnh hưởng xấu đến sự phân huỷ. Quá ẩm sẽ làm oxy (không khí) khó lọt qua đống phân, và tạo điều kiện cho VSV yếm khí hoạt động. Quá khô sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của các VSV, vì VSV cần độ ẩm. Tạo được độ ẩm và không khí tối ưu cho đống phân ủ, sẽ giúp cho quá trình ủ phân diễn ra nhanh và chất lượng phân tốt.

b. Nhiệt độ
Nhiệt độ tăng là quá trình ủ phân diễn ra tốt. Các loại mầm bệnh cũng bị tiêu diệt. Tuy nhiên, không nên để nhiệt độ tăng quá 60OC. ở nhiệt độ này, nhiều VSV có ích cũng sẽ bị tiêu diệt. Muốn giảm nhiệt độ, chỉ cần đảo lại đống phân. Nhiệt độ tối ưu cho đống phân ủ là 50-60 OC.

c. Nguồn đạm (nitơ) trong nguyên liệu
Cacbon (C) và đạm (N) là thức ăn chính của VSV phân giải chất thải thành phân ủ. Nếu nguyên liệu phân ủ thiếu đạm thì quần thể VSV phát triển kém. Trong trường hợp này, cần bổ sung phân gia súc hoặc nước tiểu.

d. Kích thước nguyên liệu
Kích thước nguyên liệu trong đống phân càng nhỏ, bề mặt tiếp xúc với VSV càng tăng, tốc độ phân giải càng nhanh, do vậy, rơm rạ, cành cây, thân cây cần băm nhỏ hoặc nghiền.