Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơ

Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơKhóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÂM NGHIỆP o0o KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN BỆNH VIÊM RUỘT HOẠT TỬ Ở LỢN VÀ GÀ DO CHỦNG VI KHUẨN CLOSTRIDIUM PERFRINGENS BẰNG KỸ THUẬT PCR NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ SỐ : 7420201 Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Như Ngọc Sinh viên thực : Đỗ Hữu Long Khóa học : 2016 - 2020 Hà Nội, 2020 LỜI CẢM ƠN Báo cáo khóa luận cột mốc quan trọng đánh dấu bước trưởng thành em Sau năm học tập làm việc mái trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, em có đầy đủ kiến thức để làm việc tự khẳng định than mơi trường xã hội Thời gian học tập mái trường Lâm nghiệp em thầy, cô bạn giúp đỡ nhiều qua cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Như Ngọc thuộc môn Công nghệ vi sinh _ Hóa Sinh _Viện Cơng nghệ sinh học _ Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam tận tình hướng dẫn suốt trình em học tập trường thực khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành ảm ơn tới Th.s Nguyễn Thị Hồng Nhung, thầy, cô giảng dạy làm việc Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp, anh chị, bạn bè làm việc phòng thí nghiệm động viên, khuyến khích, giúp đỡ em thời gian học tập thực đề tài Trong q trình thực hồn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp thời gian kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến, bảo tận tình q thầy, để đề tài khóa luận hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Đỗ Hữu Long i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu C:N Cacbon:nitơ CFU Colony-Forming Unit: Đơn vị hình thành khuẩn lạc CMC Carboxymethyl Cellulose CTR Chất thải rắn ĐC Đối chứng LB Luria Bertani Chú thích NN&PTNT Nơng nghiệp phát triển nơng thơn OD 3RVE Optical Density: Mật độ quang Reduce_Recycle_Rense: Giảm thiểu _ Tái chế _ Sử dụng lại Validate: Nâng cao giá trị Eliminate: Xử lý phần sử dụng 10 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 11 TNMT Tài nguyên môi trường 12 VK Vi khuẩn 13 VSV Vi sinh vật 14 CTHC Chất thải hữu 15 PBHC Phân bón hữu ii LỜI MỞ ĐẦU Trong canh tác nơng nghiệp, phân bón yếu tố khơng thể thiếu nhằm tăng suất sản lượng trồng Ước tính nhu cầu phân bón Việt Nam mức gần 11 triệu tấn/năm, với lượng sử dụng trung bình khoảng 450 kg phân bón 01 hecta đất canh tác, cao gấp 3,2 lần trung bình giới Tuy nhiên, 90% lượng tiêu thụ phân bón hóa học với hiệu suất sử dụng ~ 35 – 40% (theo nghiên cứu Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam) Hiệu suất sử dụng phân bón thấp việc sử dụng phân khống lâu ngày, liều lượng cao, bổ sung phân hữu cơ, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng đất canh tác Đất bị bạc màu, lượng vi sinh vật giảm xuống, chất hóa học dư thừa, tích tụ, gây nhiễm đất Sản xuất phân bón hữu Việt Nam chiếm tỷ trọng nhỏ bắt đầu tăng nhanh số năm gần Theo số liệu Cục Bảo vệ thực vật, tính đến tháng 6/2019, số lượng phân bón hữu cơng nhận lưu hành 2.487 sản phẩm (chiếm 11,6% tổng số sản phẩm phân bón), gấp 3,5 lần so với tháng 12/2017 Cả nước có 265 nhà máy sản xuất phân bón hữu cấp phép, cao gấp 1,47 lần so với cuối năm 2017 Tuy nhiên, sản lượng phân bón hữu chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng người dân, đặc biệt nước ta q trình chuyển đổi sang nơng nghiệp hữu Mặt khác, theo thống kê năm 2017 Bộ TNMT lượng chất thải hữu phát sinh Việt Nam khoảng 25,5 triệu tấn/năm, CTHC ngành nông nghiệp năm khoảng 76 triệu rơm rạ 47 triệu chất thải chăn nuôi Lượng chất thải lớn chưa xử lý thích hợp, gây lãng phí nhiễm mơi trường Để tận dụng nguồn chất thải hữu giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời đáp ứng nhu cầu phân bón hữu vi sinh nơng nghiệp nước, việc nghiên cứu tìm chủng vi sinh vật có đặc tính tốt phân giải hữu cơ; cố định nitơ; phân giải phosphat để góp phần thúc đẩy phát triển ngành sản xuất phân bón hữu vi sinh vấn đề có ý nghĩa phát triển ngành nông nghiệp cải tạo đất, trì hệ sinh thái Đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ số chất thải hữu cơ”, thực nhằm góp phần thực mục tiêu PHẦN TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Phân bón hữu vi sinh 1.1.1 Khái niệm Phân hữu vi sinh sản phẩm sản xuất từ nguồn nguyên liệu hữu khác nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng, cải tạo đất, chứa hay nhiều chủng vi sinh vật sống tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn quy định, góp phần nâng cao suất, chất lượng nông sản Phân hữu vi sinh không gây ảnh hưởng xấu đến người, động vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản(Công nghệ sản xuất phân bón vi sinh chất lượng cao từ phụ phẩm nông nghiệp, Techmart Quốc tế Việt Nam 2015) Tiêu chuẩn Việt Nam năm 1996 định nghĩa: "Phân VSV (phân vi sinh) sản phẩm chứa VSV sống, tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua hoạt động sống chúng tạo nên chất dinh dưỡng mà trồng sử dụng (N, P, K, S, Fe ) hay hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao suất (hoặc) chất lượng nông sản Phân VSV phải bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến người, động, thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nơng sản" 1.1.2 Phân loại phân bón vi sinh 1.1.2.1 Phân bón cố định Đạm Là loại phân bón có chứa vi khuẩn hay vi sinh vật có khả cố đinh nittơ từ khơng khí thành dạng nitơ trồng sử dụng dễ hấp thu Vi sinh vật có định đạm có hai dạng: Vi sinh vật cố định đạm tự vi sinh vật sống tự có khả cố định đạm đất mà không cần vật chủ Một số loại vi sinh vật cố định đạm đưa vào phân bón Azotobacter, Clostridium,… Vi sinh vật cố định đạm cộng sinh vi sinh vật cố định đạm phải cần vật chủ trồng để cộng sinh Rhizobium cộng sinh với họ đậu, Anabaena azollae cộng sinh với bèo hoa dâu hay tảo lục,… 1.1.2.2 Phân bón vi sinh phân giải lân Phân bón vi sinh phân giải lân: chứa VSV có khả tiết hợp chất có khả hịa tan hợp chất phostpho vơ khó tan đất (lân khó tiêu) thành dạng hịa tan (lân dễ tiêu) mà trồng, VSV sử dụng Các chủng vi sinh dùng bao gồm: Bacillus megaterium, B circulans, B subtilis, B polymyxa, B sircalmous, Pseudomonas striata; Nấm: Penicillium sp, Aspergillus awamori (Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật phân giải lân Việt Nam Phạm Văn Toản , Phạm Bích Hiên, 2009) 1.1.2.3 Phân bón vi sinh phân giải silicat Phân bón vi sinh phân giải silicat: có chứa VSV tiết hợp chất có khả hịa tan khống vật chứa silicat đất, đá để giải phóng ion kali, ion silic vào môi trường Các chủng vi sinh dùng bao gồm Bacillus megaterium var phosphaticum, Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus mucilaginous, Pseudomonas striata 1.1.2.4 Phân bón vi sinh gây ức chế VSV gây bệnh Phân bón vi sinh gây ức chế VSV gây bệnh: chứa VSV tiết hợp chất kháng sinh phức chất siderophore có tác dụng kìm hãm, ức chế nhóm VSV gây bệnh khác Các chủng vi sinh dùng bao gồm Bacillus sp., Enterobacter agglomerans, Pseudomonas sp., Lactobacillus sp (Trần Minh Hiền, Trần Thị Kim Cúc, 2011) 1.1.2.5 Phân bón vi sinh chất giữ ẩm polysacarit Phân bón vi sinh chất giữ ẩm polysacarit: có chứa VSV tiết polysacarit có tác dụng tăng cường liên kết hạt khoáng, sét, limon đất Loại có ích thời điểm khô hạn Các chủng vi sinh dùng bao gồm Lipomyces sp Loại chưa có sản phẩm thương mại Việt Nam 1.1.2.6 Phân bón vi sinh phân giải hợp chất hữu Phân bón vi sinh phân giải hợp chất hữu cơ: có chứa VSV tiết enzym có khả phân giải hợp chất hữu như: xenlulo, hemixenlulo, lighin, kitin Các chủng vi sinh dùng bao gồm Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus 1.1.2.7 Phân bón vi sinh sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật Phân bón vi sinh sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật: có chứa VSV tiết hocmoon sinh trưởng thực vật thuộc nhóm: IAA, Auxin, Giberrillin vào môi trường Các chủng vi sinh dùng bao gồm Azotobacter chroococcum, Azotobacter vinelandii, Azotobacter bejerinckii, Pseudomonas fluorescens, Gibberella fujikuroi 1.1.2.8 Phân bón vi sinh tăng cường hấp thu photpho, kali, sắt, mangan cho thực vật Phân bón vi sinh tăng cường hấp thu photpho, kali, sắt, mangan cho thực vật: có chứa VSV (chủ yếu nhóm nấm rễ, vi khuẩn, xạ khuẩn ) q trình sinh trưởng, phát triển, thơng qua hệ sợi thể dự trữ, có khả tăng cường hấp thu ion khoáng Các chủng vi sinh dùng bao gồm Arbuscular mycorrhiza, Ectomycorrhiza, Ericoid mycorrhizae, Rhizoctonia solani, Bacillus sp, Pseudomonas putida, P fluorescens Chao P fluorescens Tabriz Loại PBVS chưa thương mại nhiều, giai đoạn nghiên cứu Các loại phân vi sinh sử dụng chủ yếu để bón đại trà, bón lót trước trồng loại ngắn ngày Với dài ngày bón thêm phân định kỳ đợt tùy theo loại Ngoài ra, để phát triển tốt sử dụng loại sản phẩm vi sinh khác kèm theo đợt như: thuốc trừ sâu vi sinh, phân lân vi sinh… Trên thị trường có số loại phân vi sinh như: phân hữu vi sinh sông Gianh, phân hữu vi sinh Cao Nguyên 1.1.3 Ưu nhược phân bón hữu vi sinh  Lợi ích phân bón hữu vi sinh Trong điều kiện nhiệt đới nước ta với đặc trưng nhiệt độ độ ẩm khơng khí đất cao tốc độ q trình khống hóa chất hữu đất thường cao Vì vậy, khơng có biện pháp bổ sung chất hữu cho đất độ phì nhiêu đất giảm sút nhanh Theo Nguyễn Vy (1998), chất hữu bón vào đất Việt Nam phân giải nhanh, bình quân tháng đến năm gần phân giải hết Theo Lương Đức Loan (1997), đất khai hoang có hàm lượng hữu cao (5 – 6%), – năm canh tác lương thực ngắn ngày chất hữu giảm sút trung bình 50 – 60%(Trần Thu Hà, 2009) Việc sử dụng phân bón hữu vi sinh đem lại nhiều lợi ích:(Nguyễn Thanh Hiền, 2003) - Tăng thêm độ màu mỡ cho đất cung cấp thêm chất hữu cơ, chất dinh dưỡng - Là giải pháp hữu hiệu để cải tạo đất bạc màu Bón phân hữu vi sinh không sợ bị lốp đất cải tạo tốt - Phân hữu vi sinh làm môi trường cho trồng vật nuôi: cung cấp nguồn dinh dưỡng tự nhiên, giúp khỏe, tăng khả nảy mầm với tỷ lệ đồng cao, khả chống chịu sâu bệnh cao hơn, giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật cần sử dụng, tạo sản phẩm nơng nghiệp an tồn, khơng gây ngộ độc thực phẩm không gây ô nhiễm môi trường sống - Ngoài tác dụng làm tăng sản lượng cung cấp dinh dưỡng trực tiếp cho Các loại phân hữu cải thiện đa dạng sinh học (tuổi thọ đất) khả sản xuất lâu dài đất - Việc sử dụng phân hữu vi sinh giúp người trồng lúa giảm 30 – 40% lượng hóa học mà giữ vững suất  Sự khác biệt phân hữu vi sinh phân hóa học Phân hóa học hóa chất có chứa nguyên tố dinh dưỡng bón cho trồng nhằm nâng cao suất mùa màng (Trần Thu Hà, 2009 Nguyễn Thanh Hiền, 2003) Bảng 1.1 Sự khác phân hữu vi sinh phân hóa học Phân hữu vi sinh Phân hóa học Là vi sinh vật sống Là chất hóa học Cung cấp dinh dưỡng hữu từ từ Cung cấp chất dinh dưỡng hóa học với kéo dài khối lượng lớn lúc (mỗi lần bón) Tác dụng chậm Tác dụng nhanh Cải tạo đất Làm chai đất Không gây ô nhiễm môi trường nước Gây ô nhiễm môi trường nước lượng NO3 - tồn dư đất Sản xuất sản phẩm nông nghiệp an Gây ảnh hưởng đến chất lượng nơng tồn hữu sản lượng NO3 - tồn dư đất Là vi sinh vật sống nên thời gian Bảo quản lâu, đóng gói kín bảo quản khơng q tháng Khơng đóng gói kín, để khơng khí lọt vào Phân vi sinh ví thuốc Bắc Phân bón hóa học vi thuốc tây Bón phân vi sinh khơng sợ bị Bón q phân hóa học bị lốp lốp đất cải tạo bị chết (Nguồn: Nguyễn Thanh Hiền, Phân hữu cơ, phân vi sinh phân ủ, NXB Nghệ An, 2003) Phân hóa học làm cho trồng bộc phát mạnh mẽ khơng trì hiệu lâu Ngồi ra, chúng cịn để lại tồn dư dạng muối đất gây nên hậu kể sau: ngăn cản trồng hấp thụ dưỡng chất cần thiết, tiêu diệt loại vi sinh vật hữu ích cần thiết cho trồng Phân bón hóa học gây nguy hiểm, độc hại cho người môi trường Phân vi sinh giúp tạo nên phì nhiêu đất canh tác từ tạo chống chịu vững bền cho trồng để chúng nâng cao khả chống chịu sâu bệnh Phân hữu đảm bảo cho người trồng sống mơi trường an tồn khơng bị nhiễm độc Dùng phân hữu tạo cân môi trường điều quan trọng thúc đẩy việc sử lý chế phẩm hữu tồn đọng gây ô nhiễm môi trường trở thành phân bón Phân hóa học làm gia tăng mẫn cảm trồng với loại bệnh Phân hóa học làm trồng mẫn cảm với loại bệnh qua việc giết chết sinh vật đất mà sinh vật bảo vệ cho trồng khỏi bị chủng bệnh Phân hóa học ngăn cản hấp thụ dưỡng chất cần thiết quanh vùng long hút rễ cây, keo đất từ mùn hữu chuyển hầu hết chất khoáng từ dung dịch đất sang hệ thống rễ vào trồng Những hạt mùn có hấp lực nguyên tố dinh dưỡng như: đạm, lân, kali nguyên tố kim loại khác Khi phân bón hóa học bón vào đất năm qua năm khác gây nên thay đổi cấu trúc hạt mùn hữu sử dụng liên tiếp, nhiều phần tử phân bón đưa vào đất để mong đạt phát triển mạnh nhanh trồng Phân hóa học diệt tập đoàn vi sinh vật: đất cần phải coi vật thể sống Khi phân hóa học sử dụng năm qua năm khác,các axit tạo thành phá hủy chất mùn hữu phì nhiêu tạo từ phân rã thể sinh vật đất chết Các chất mùn có tính liên kết hạt đá li ti với tạo nên phì nhiều đất canh tác Trong lớp đất thiếu khí có tính axit mật độ sinh vật bị thay đổi bị chết Phân hóa học nguy hiểm độc hại: số phân hóa học chứa hợp chất Nitrat Khi bón xuống đồng ruộng, nước mưa làm trôi chất Nitrat xuống ao hồ song suối làm phát triển loại rong tảo, rong tảo chết đi, trình phân hủy sử dụng nhiều oxy nước, hậu làm nước bị thiếu dưỡng khí làm sinh vật khơng thể sống 1.1.4 Tình hình xử lý chất thải thành phân bón hữu a Trên giới ... cải tạo đất, trì hệ sinh thái Đề tài ? ?Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ số chất thải hữu cơ? ??, thực nhằm góp phần thực mục tiêu PHẦN TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN... Organic - ? ?Hữu cơ? ?? lĩnh vực Sinh học Môi trường: vật liệu đến từ đơn vị sống như: động vật, thực vật vi sinh vật Chất thải hữu đề cập đến dư lượng thực vật, động vật vi sinh vật, chất thải tạo tự... tạo tự nhiên từ tất sinh vật sống Chất thải hữu vật liệu có khả phân huỷ sinh học có nguồn gốc từ thực vật động vật Chất thải hữu thường phân hủy sinh vật khác theo thời gian gọi chất thải ướt (Trần