Khả năng phân hủy rơm rạ của các chủng xạ khuẩn thu thập ở đồng bằng sông cửu long

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n KỲ 2 TH¸NG 12/2020 44 KHẢ NĂNG PHÂN HỦY RƠM RẠ CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN THU THẬP Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Hồ Chí Thật1, Phạm Mai Hoàng Duy1 và Lê[.]

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY RƠM RẠ CỦA CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN THU THẬP Ở ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG Hồ Chí Thật1 , Phạm Mai Hồng Duy1 Lê Minh Tường2* TÓM TẮT Nghiên cứu thực Bộ môn Bảo vệ thực vật, Trường Đại học Cần Thơ nhằm tìm chủng xạ khuẩn có khả phân hủy rơm rạ Khả phân giải cellulose 22 chủng xạ khuẩn thực hoàn toàn ngẫu nhiên với lần lặp lại Kết cho thấy chủng xạ khuẩn BT-VL5.4, PL-BL16, TĐ-ST8, BTVL3, CL2-ĐT34, LM-HG6 LV-ĐT26 có khả phân giải cellulose cao thể qua bán kính vịng phân giải lớn 20,00 mm kéo dài đến thời điểm ngày sau cấy Khả tiết enzyme cellulase chủng xạ khuẩn thực với lần lặp lại Kết cho thấy chủng BT-VL5.4, PL-BL16 LMHG6 có khả tiết enzyme cellulase cao với hàm lượng enzyme tiết 0,117 IU/ml; 0,098 IU/ml 0,087 IU/ml thời điểm ngày sau bố trí thí nghiệm Khả phân hủy rơm rạ chủng xạ khuẩn (BT-VL5.4, PL-BL16 LM-HG6) thực điều kiện phịng thí nghiệm với lần lặp lại Kết cho thấy, chủng BT-VL5.4 PL-BL16 có khả phân hủy rơm rạ cao với khối lượng rơm rạ 0,841 g 0,728 g khối lượng tro lại sau xử lý nhiệt thấp 0,265 g 0,288 g khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng Từ khóa: Cellulose, phân hủy hữu cơ, xạ khuẩn ĐẶT VẤN ĐỀ Lúa loại lương thực quan trọng an ninh lương thực giới, lúa gạo nuôi sống khoảng gần 1/2 dân số giới (Nguyễn Ngọc Đệ, 2009) Theo số liệu từ Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn, tính đến tháng 12 năm 2018, xuất gạo Thái Lan đứng thứ giới với 10,35 triệu tấn, đứng đầu Ấn Độ với 11,37 triệu tấn, Việt Nam đứng xếp với 6,06 triệu Viện Nghiên cứu Lúa giới (IRRI, 2003) cho biết suất rơm dao động từ tấn/ha đến tấn/ha thuộc vào giống lúa, suất lúa phương pháp thu hoạch Tỷ lệ rơm: lúa thường nằm khoảng 0,8:1 – 1:1 Đốt rơm rạ trực tiếp đồng ruộng gây ô nhiễm môi trường, thúc đẩy q trình rửa trơi chất dinh dưỡng quan trọng từ đất làm “chai đất” Ngày nay, sử dụng vi sinh vật để phân hủy rơm rạ tạo thành phân bón mang lại nhiều hiệu lợi ích như: Tránh ngộ độc hữu rơm rạ gây ra, cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng, xử lý phế phụ liệu nông nghiệp giảm ô nhiễm môi trường Trong nhóm vi sinh vật phân giải cellulose tự nhiên xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces thường sử dụng việc phân huỷ rác thải sinh hoạt, rác thải nơng nghiệp… xạ khuẩn thường thuộc nhóm chịu nhiệt, sinh trưởng, phát triển tốt nhiệt độ 45 – 500C nên thích hợp với trình ủ rác thải Ngồi ra, xạ khuẩn tiết nhiều loại enzyme như: proteinase, amylase, cellulase, chitinase,… vừa giúp dễ chuyển hóa chất q trình sống, vừa để cạnh tranh dinh dưỡng đối kháng với sinh vật khác (Nguyễn Xuân Thành ctv., 2005) Theo kết nghiên cứu Lê Minh Tường Trần Thị Thu Em (2014), số xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces phân lập từ vùng đất rễ lúa vừa có hiệu phịng trị bệnh đạo ôn hại lúa, vừa có khả tiết enzyme chitinase, glucanase, cellulase… Nghiên cứu Nguyễn Thị Thu Thủy Nguyễn Tiến Long năm 2018 tuyển chọn chủng xạ khuẩn 22TH NH1 có khả phân giải cellulose mạnh ủ phế phụ phẩm nông nghiệp với hai chủng vi sinh vật tuần làm giảm 55,87% hàm lượng cellulose đống ủ, hàm lượng đạm, lân, kali tổng số tăng lên đáng kể Do đó, nghiên cứu thực nhằm tìm chủng xạ khuẩn có khả phân hủy rơm rạ, từ làm tiền đề cho nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học ứng dụng phân hủy phụ phẩm nông nghiệp Sinh viên ngành Bảo vệ thực vật Khóa 43, Trường Đại học Cần Thơ Khoa Nơng nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Email: lmtuong@ctu.edu.vn 44 N«ng nghiệp phát triển nông thôn - K - TH¸NG 12/2020 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu thí nghiệm Nguồn xạ khuẩn: 22 chủng xạ khuẩn cung cấp từ Phịng thí nghiệm bệnh cây, Bộ mơn Bảo vệ thực vật, Trường Đại học Cần Thơ Các chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces có khả đối kháng cao với số tác nhân gây bệnh hại trồng như: chủng (BT-VL5.4, LV-ĐT3.4 TCAG2.1) có khả đối kháng với nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn hại lúa canh tác vùng nước ngọt; chủng (PL-BL7, PL-BL16) có khả đối kháng với nấm Pyricularia oryzae gây bệnh đạo ôn hại lúa canh tác vùng đất nhiễm mặn; chủng (KSST6b KS-ST8b) có khả đối kháng với nấm R solani gây bệnh đốm vằn lúa; chủng (TĐ-ST8, BT-VL3) có khả đối kháng với nấm Sclerotium rolfsii gây bệnh thối gốc thân khoai lang; chủng (TM-ĐT15, BM-VL9) có khả đối kháng với nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư sầu riêng; chủng (TM-ĐT5) có khả đối kháng với nấm Colletotrichum sp gây bệnh thán thư sen; chủng (CL-ĐT, CTA1-HG, HB2-BL CTA2-HG) có khả đối kháng với vi khuẩn Xanthomonas sp gây bệnh đốm đen xoài; chủng (DH-TV4, LVĐT15, CM-AG22, LV-ĐT24 LV-ĐT26) có khả đối kháng với với vi khuẩn Erwinia sp gây bệnh thối củ khoai môn chủng (LM-HG6) có khả đối kháng với nấm Fusarium solani gây bệnh vàng thối rễ có múi 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Khảo sát khả phân giải cellulose chủng xạ khuẩn mơi trường thạch * Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí hồn tồn ngẫu nhiên nhân tố gồm 22 nghiệm thức, nghiệm thức chủng xạ khuẩn với lần lặp lại Thí nghiệm tiến hành theo phương pháp Henric et al (1995) * Tiến hành thí nghiệm: Mỗi chủng xạ khuẩn nuôi môi trường MS, sau 6-7 ngày cho ml nước cất trùng vào đĩa, cạo lấy hết bào tử xạ khuẩn, lọc qua vải thu huyền phù xạ khuẩn Thực phương pháp pha loãng mật số 108 cfu/ml Dùng khoanh giấy thấm vô trùng (5 mm) nhúng vào huyền phù chủng xạ khuẩn đặt đĩa petri có chứa 10 ml mơi trường CMC 1% Mỗi đĩa gồm ba điểm cách tương ứng ba chủng xạ khuẩn khác * Chỉ tiêu theo dõi: Đo bán kính vịng phân giải cellulose (mm) thời điểm 3, 5, ngày sau cấy cách nhuộm với dung dịch Lugol (1 g I2 + g KI + 100 ml nước cất) Đổ bỏ phần dung dịch Lugol thừa tráng bề mặt agar lại với nước Đo bán kính vùng khơng bắt màu thuốc nhuộm vịng phân giải cellulose Bán kính vịng phân giải tính theo cơng thức: R = D/2 Trong đó: R bán kính vịng phân giải cellulose (mm); X đường kính vịng phân giải cellulose (vùng khơng bắt màu dung dịch Lugol) (mm) 2.2.2 Xác định hàm lượng enzyme cellulase chủng xạ khuẩn tiết * Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với lần lặp lại, nghiệm thức chủng xạ khuẩn có triển vọng * Chuẩn bị dung dịch huyền phù cellulose 1%: Cân 2,5 g CMC khô hịa tan 200 ml nước cất, sau thêm vào 25 ml acid acetic 1,0 M pH=5, thêm nước cất để dung dịch đạt 250 ml lắc * Chuẩn bị dung dịch acid 2-hyddroxy-3.5dinitrobenzoic (DNS): cân 10 g DNS + 150 ml dung dịch NaOH (16 g NaOH 150 ml nước cất) + 300 g Tartrat K Natri, khuấy thêm nước để dung dịch đạt 100 ml, bảo quản chai nâu có nắp đậy * Chuẩn bị dung dịch lactose: hòa tan 0,12 g lactose với 100 ml nước cất * Chuẩn bị dung dịch DNS-lactose: trộn 150 ml dung dịch DNS với 50 ml lactose * Chuẩn bị dung dịch xạ khuẩn chứa enzyme cellulase: Những chủng xạ khuẩn nuôi cấy môi trường MS 6-7 ngày, xác định mật số chuyển huyền phù bào tử xạ khuẩn 108 cfu/ml Cho ml huyền phù xạ khuẩn chuẩn bị bên vào bình tam giác chứa 98 ml mơi trường ISP-4 lỏng, sau đem nuôi lắc nhiệt độ 28oC, tốc độ 100 vịng/phút ngày Tiến hành thu dịch enzyme thơ cách ly tâm tốc độ 4500 vòng/phút 15 phút, lấy phần dịch bên dung dịch xạ khuẩn có chứa enzyme cellulase * Dựng đường chuẩn: Hòa tan 100 mg glucose với 80 ml nước cất chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm nước cất đến vạch lắc dung dịch glucose nng mg/ml Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 12/2020 45 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Xây dựng đường chuẩn cho thí nghiệm Số thứ tự ống/ nồng độ 1/0 2/0,1 3/0,2 4/0,3 5/0,4 glucose (mg/ml) Các chất bổ sung (ml) Dd glucose Dd CMC 1% Dd DNS-lactose Nước cất 0,1 1 2 0,9 * Tiến hành thí nghiệm: Cho vào ống nghiệm ml dung dịch xạ khuẩn chứa enzyme cellulase (thay ml nước cất ống đối chứng) đem ủ nhiệt độ 40oC phút, cho ml huyền phù cellulose 1% đem ủ nhiệt độ 40oC 10 phút Sau đó, cho ml dung dịch hỗn hợp ml DNS 1% vào ống nghiệm, lắc đều, đun sôi cách thủy 15 phút, làm lạnh nhanh bồn làm lạnh Thêm ml nước cất, lắc đo OD bước sóng 540 nm * Chỉ tiêu theo dõi: đo OD dịch phản ứng thời điểm 3, 5, ngày sau nuôi lắc Dựa theo đường chuẩn glucose tính nồng độ glucose mẫu thí nghiệm Tính kết hoạt tính enzyme (IU/ml): HT (IU)= Delta OD mẫu x F x (1000/180) x (1/t) x (1/v) Trong đó: F: Giá trị hệ số glucose trung bình (mg/ml); Delta OD mẫu: OD dung dịch mẫu= OD ống có dịch enzyme –OD ống ĐC; 1,000: Hệ số chuyển đổi mg thành µl; 180: Trọng lượng phân tử glucose, đổi từ µg sang µmol; t: Thời gian phản ứng (10 phút); V: Thể tích dung dịch enzyme (1 ml) 2.2.3 Khảo sát khả phân hủy hữu chủng xạ khuẩn điều kiện phịng thí nghiệm 2.2.3.1 Khả phân hủy hữu chủng xạ khuẩn điều kiện phịng thí nghiệm * Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên với lần lặp lại Số nghiệm thức số chủng xạ khuẩn có triển vọng xác định từ mục 2.2.2 với tiêu chí hoạt tính enzyme >0,08 IU/ml * Tiến hành thí nghiệm: Cắt rơm thành đoạn nhỏ khoảng cm cho g rơm sấy khơ (ẩm độ 13%) vào bình tam giác (dung tích 250 ml) cho 150 ml nước cất vào bình Chủng xạ khuẩn dùng thí nghiệm cấy môi trường MS 46 6/0,5 7/0,6 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 1 1 2 2 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 đĩa petri 6-7 ngày Thực phương pháp pha loãng, đếm đưa mật số xạ khuẩn cần sử dụng cho thí nghiệm 108 cfu/ml Sau đó, cho ml huyền phù xạ khuẩn (mật số 108 cfu/ml) vào bình tam giác có chứa rơm chuẩn bị Các bình tam giác thí nghiệm đặt điều kiện nhiệt độ phịng thí nghiệm * Chỉ tiêu theo dõi: Quan sát ghi nhận khối lượng rơm bị phân hủy thời điểm 5, 10, 15 20 ngày sau thí nghiệm + Tỷ lệ rơm bị phân hủy: Rơm lấy khỏi bình, loại bỏ nước, sấy khô (ẩm độ 13%) cân Tính khối lượng rơm bị phân hủy theo cơng thức: M = m1 – m2 Trong đó: M: khối lượng rơm bị phân hủy (g); m1: khối lượng rơm ban đầu (g); m2: khối lượng rơm thời điểm lấy mẫu (g) 2.2.3.2 Xác định khối lượng tro lại nghiệm thức sau xử lý nhiệt * Nguyên tắc: Rơm sau sấy khô xử lý mẫu nhiệt, sau xác định lượng tro lại phương pháp khối lượng * Cách thực hiện: Chén nung rửa nung nhiệt độ 500oC đến khối lượng khơng đổi, sau cho mẫu rơm vào cốc nung Cốc nung nhiệt độ 500oC để hóa tro hồn tồn, lặp lại lần cân đến khối lượng không đổi Từ đó, tính khối lượng tro cịn lại theo cơng thức: X = (A - B) Trong đó: X: Khối lượng tro lại sau xử lý nhiệt (g); A: Khối lượng chén nung + tro (g); B: Khối lượng chén nung (g) 2.3 Xử lý số liệu Số liệu xử lý phần mềm Microsofl Office Excel Phân tích phần mềm thống kê SPSS qua phép thử Duncan KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khả phân giải cellulose chủng xạ khuẩn trờn mụi trng thch Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 12/2020 KHOA HC CễNG NGHỆ Khả phân giải cellulose chủng xạ thống kê với chủng CL2-ĐT34 , LM-HG6, VL-ĐT26 khuẩn thí nghiệm trình bày bảng Ở thời khác biệt ý nghĩa thống kê với chủng điểm ngày sau cấy (NSKC), tất chủng xạ lại Ở thời điểm NSKC, chủng BT-VL5.4 PLkhuẩn thí nghiệm có khả phân giải BL16 có BKVPG 17,75 mm, cao khác cellulose với bán kính vịng phân giải (BKVPG) dao biệt ý nghĩa thống kê so với chủng lại Kế động khoảng 1,00 – 12,50 mm chủng BT- đến chủng VL-ĐT26 có BKVPG 15,25 mm, VL5.4 có BKVPG 12,5 mm lớn có khác biệt khơng khác biệt ý nghĩa thống kê với chủng DHý nghĩa thống kê so với chủng lại Tiếp theo TV2 CL2-ĐT.4 khác biệt ý nghĩa thống kê sau chủng DH-TV2, PL-BL16, HB2-BL, CTA2-HG với chủng lại có BKVPG 10,75 mm, khơng khác biệt ý nghĩa Bảng Bán kính vịng phân giải cellulose (mm) chủng xạ khuẩn triển vọng qua thời điểm quan sát Bán kính vịng phân giải (mm) thời điểm sau cấy STT Nghiệm thức NSKC NSKC NSKC NSKC BT-VL3 8,75 efg 12,25 f 17,00 def 22,00 cd BM-VL9 5,50 kl 7,75 ịj 10,50 i 12,75 g TM-ĐT15 1,00 m 1,00 l 5,00 k 6,75 h TĐ-ST8 9,00 def 13,50 de 18,00 bcd 23,00 c KS-ST6b 5,00 l 7,75 j 10,50 i 13,75 g DH-TV4 6.25 jk 9,75 gh 11,75 hi 13,25 g CL2-ĐT34 10,00 bcd 15,00 bcd 19,00 b 21,75 cd CT-ĐT24 4,75 l 4,50 k 6,50 j 7,75 h DH-TV2 10,75 b 15,00 bc 18,50 bc 18,50 ef 10 CM-AG22 8,25 fgh 12,25 f 15,25 g 18,00 f 11 KS-ST8b 9,50 cde 12,50 ef 15,25 19,00 ef 12 TM-ĐT5 8,00 fghi 12,75 ef 16,25 efg 19,25 ef 13 LM-HG6 10,50 bc 14,00 cd 17,25 cde 21,75 cd 14 PL-BL7 7,75 ghi 9,50 gh 11,50 i 14,25 g 15 BT-VL5.4 12,50 a 17,75 a 21,50 a 27,00 a 16 LV-ĐT26 9,75 bcde 15,25 b 18,75 b 22,00 cd 17 TC-AG2.1 8,25 fgh 12,50 ef 16,50 efg 19,75 ef 18 PL-BL16 10,75 b 17,75 a 21,50 a 25,25 b 19 CL-ĐT 7,00 ij 8,75 hi 10,50 i 12,50 g 20 CTA1-HG 7,50 hi 10,50 g 13,00 h 13,75 g 21 HB-BL2 10,75 b 11,75 f 17,00 def 19,50 ef 22 CTA2-HG 10,75 b 14,00 cd 15,75 fg 18,00 f Mức ý nghĩa ** ** ** ** CV (%) 8,82% 6,12 % 6,33 % 6,46 % Ghi chú: Các giá trị cột dọc theo sau hay nhiều chữ giống khơng khác biệt mức ý nghĩa 1% qua phép thử Duncan **: Khác biệt mức ý nghĩa 1% NSKC: Ngày sau cấy Ở thời điểm NSKC, chủng BT-VL5.4 PLBL16 tiếp tục có BKVPG 21,50 mm, lớn khác biệt ý nghĩa thống kê so với chủng cịn lại Kế đến chủng CL2-ĐT34, LV-ĐT26 có BKVPG 19,00 mm 18,75 mm tương đương nhau, không khác biệt ý nghĩa thống kê so với chủng DHTV2 TĐ-ST8 khác biệt ý nghĩa thống kê với chủng lại Ở thời điểm NSKC, chủng BTVL5.4 có BKVPG lớn 27,00 mm khác biệt ý nghĩa so với chủng lại, chủng PLBL16 với BKVPG 25,25 mm cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với chủng xạ khuẩn lại Tiếp theo chủng TĐ-ST8 có BKVPG 23,00 mm không khác biệt thống kê so với chủng BT-VL3, CL2-ĐT34, LM-HG6 LV-ĐT26 có BKVPG 22,00 mm; 21,75 mm; 21,75 mm 22,00 mm cao khác biệt có ý nghĩa thống kê so vi cỏc chng cũn li (Bng 2) Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 12/2020 47 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Tóm lại, chủng xạ khuẩn BT-VL5.4, PL-BL16, TĐ-ST8, BT-VL3, CL2-ĐT3.4, LM-HG6 LV-ĐT26 có khả phân giải cellulose cao thể qua BKVPG lớn (hơn 20,00 mm) kéo dài đến thời điểm ngày sau cấy chủng xạ khuẩn chọn để sử dụng cho thí nghiệm Hình Khả phân giải cellulose chủng xạ khuẩn thời điểm ngày sau cấy 3.2 Hàm lượng enzyme cellulase chủng chủng lại Ở thời điểm NSNL, chủng BTVL5.4 có hàm lượng enzyme cellulase 0,117 IU/ml xạ khuẩn tiết Hàm lượng enzyme cellulase chủng xạ không khác biệt so với chủng PL-BL16 LMkhuẩn tiết qua thời điểm khảo sát trình HG6 có hàm lượng enzyme cellulase 0,098 bày bảng Ở thời điểm ngày sau nuôi lắc IU/ml 0,087 IU/ml cao khác biệt ý (NSNL) hàm lượng enzyme cellulase chủng nghĩa thống kê so với chủng lại dao động từ 0,567 – 1,220 IU/ml chủng LM-HG6 có hàm lượng enzyme cellulase 1,220 IU/ml, không khác biệt với chủng BT-VL5.4, PL-BL16, TĐST8 khác biệt ý nghĩa thống kê so với chủng lại Ở thời điểm NSNL, hàm lượng enzyme cellulase chủng bắt đầu giảm, dao động từ 0,163 – 0,519 IU/ml chủng BT-VL5.4 có hàm lượng enzyme cellulase 0,519 IU/ml, cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với chủng lại Ở thời điểm NSNL, chủng BT-VL5.4 tiếp tục có Hình Sự biến thiên mật độ quang nghiệm thức thời điểm ngày sau thí nghiệm hàm lượng enzyme cellulase tiết cao 0,451 IU/ml, cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với Bảng Hàm lượng cellulase (IU/ml) chủng xạ khuẩn tiết thời điểm khảo sát Hàm lượng cellulase chủng xạ khuẩn STT Nghiệm thức NSNL NSNL NSNL NSNL CL2-ĐT34 0,567 c 0,171 de 0,176 bc 0,053 bcd LM-HG6 1,220a 0,265 b 0,163 bc 0,087abc BT-VL5.4 1,206ab 0,519a 0,451a 0,117a BT-VL3 1,162 b 0,222 bc 0,084 e 0,044 cd LV-ĐT26 1,169 b 0,140 e 0,114 de 0,043 cd PL-BL16 1,200ab 0,213 cd 0,198 b 0,098ab TĐ-ST8 1,183ab 0,163 e 0,146 cd 0,027 d Mức ý nghĩa ** ** ** ** CV (%) 2,93% 13,40% 19,66% 37,48% Ghi chú: Các giá trị cột dọc theo sau hay nhiều chữ giống khơng khác biệt mức ý nghĩa 1% qua phép thử Duncan **: Khác biệt mức ý nghĩa 1% NSNL: Ngày sau nuôi lắc Qua kết bảng cho thấy chủng xạ khuẩn thí nghiệm thể khả tiết enzyme cellulase phân giải cellulose với nhiều mức độ khác 48 chủng BT-VL5.4, PL-BL16 LM-HG6 vừa có bán kính vịng phân giải lớn vừa có hàm lượng enzyme cellulase tiết cao kéo dài đến thời điểm ngày sau bố trí thí nghiệm so với chủng xạ Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - TH¸NG 12/2020 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ khuẩn dùng thí nghiệm, chủng sử dụng cho thí nghiệm Kết thí nghiệm phù hợp với số nghiên cứu trước cho xạ khuẩn có khả tiết enzyme cellulase phân giải cellulose kết nghiên cứu Đậu Thị Dung (2010), xác định chủng xạ khuẩn có hàm lượng enzyme cellulase cao C2 (0,417 IU/ml), C3 (0,464 IU/ml), C4 (0,434 IU/ml), C6 (0,551 IU/ml) C7 (0,518 IU/ml) Theo Lam (2006) cho khả tiết enzyme ngoại bào đặc biệt enzyme cellulase đặc tính tiêu biểu xạ khuẩn vùng rễ 3.3 Khả phân hủy hữu từ rơm rạ chủng xạ khuẩn điều kiện phòng thí nghiệm 3.3.1 Khả phân hủy rơm rạ chủng xạ khuẩn điều kiện phịng thí nghiệm Khả phân hủy rơm rạ chủng xạ khuẩn thí nghiệm trình bày bảng Ở thời điểm NSBT, chủng xạ khuẩn cho thấy khả phân hủy rơm rạ với nhiều mức độ khác nhau, thể qua khối lượng rơm rạ bị phân hủy dao động khoảng 0,514 g đến 0,523 g; cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng Bảng Khối lượng rơm bị phân hủy chủng xạ khuẩn thời điểm khảo sát STT Nghiệm thức Khối lượng rơm bị phân hủy chủng xạ khuẩn thời điểm khảo sát (g) chứa chủng NSBT 10 NSBT 15 NSBL 20 NSBT BT-VL5.4 0,523 a 0,546 a 0,609 a 0,728 ab LM-HG6 0,514 a 0,538 a 0,563 a 0,640 bc PL-BL16 0,514 a 0,558 a 0,614 a 0,841 a 0,435 b ** 4,95 % 0,454 b ** 6,24 % 0,482 b ** 4,86 % 0,493 c ** 17,61 % ĐC Mức ý nghĩa CV (%) Ghi chú: Các giá trị cột dọc theo sau hay nhiều chữ giống khơng khác biệt mức ý nghĩa 1% qua phép thử Duncan **: Khác biệt mức ý nghĩa 1% NSBT: Ngày sau bố trí thí nghiệm Ở thời điểm 10 NSBT, chủng xạ khuẩn BTVL5.4, LM-KH6 PL-BL16 có khả phân hủy rơm rạ với khối lượng rơm rạ 0,546 g, 0,538 g 0,558 g, không khác biệt ý nghĩa thống kê với cao khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng Kết tương tự thời điểm 15 NSBT, khối lượng rơm bị phân hủy chủng xạ khuẩn cao khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng Ở thời điểm 20 NSBT, chủng PL-BL16 có khối lượng rơm rạ bị phân hủy 0,841 g không khác biệt so với nghiệm thức BT-VL5.4 có khối lượng rơm rạ bị phân hủy 0,728 g; cao khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức lại Khối lượng tro lại nghiệm thức sau xử lý nhiệt qua thời điểm khảo sát trình bày bảng Ở thời điểm NSBT, khối lượng tro lại sau xử lý nhiệt nghiệm thức sử dụng xạ khuẩn dao động từ 0,431 g – 0,445 g, thấp khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng Ở thời điểm 10 NSBT 15 NSBT, khối lượng tro lại tất nghiệm thức có sử dụng xạ khuẩn thấp khác biệt ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng Ở thời điểm 20 NSBT, nghiệm thức chủng PL-BL16 có khối lượng tro cịn lại sau xử lý nhiệt 0,265 g không khác biệt với nghiệm thức chủng BT-VL5.4 thấp khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức lại 3.3.2 Khối lượng tro lại nghiệm thc sau x lý nhit Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 12/2020 49 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Bảng Khối lượng tro cịn lại nghiệm thức sau xử lý nhiệt Khối lượng (g) tro lại thời điểm khảo sát Nghiệm thức chứa chủng NSBT 10 NSBT 15 NSBT 20 NSBT BT-VL5.4 0,445 b 0,384 b 0,317 b 0,288 bc LM-HG6 0,434 b 0,378 b 0,341 b 0,322 b PL-BL16 0,431 b 0,379 b 0,308 b 0,265 c ĐC 0,579 a 0,526 a 0,449 a 0,441 a Mức ý nghĩa ** ** ** ** CV (%) 9,74% 7,56% 7,09% 8,97% STT Ghi chú: Các trung bình cột theo sau hay chữ giống khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê phép thử Duncan: ** khác biệt mức ý nghĩa 1%: NSBT: Ngày sau bố trí thí nghiệm Qua kết bảng cho thấy chủng xạ khuẩn BT-VL5.4 PL-BL16 có khả phân hủy hữu từ rơm rạ cao kéo dài đến thời điểm 20 ngày sau bố trí thí nghiệm Khả phân hủy hữu từ rơm rạ chủng xạ khuẩn giải thích khả tiết enzyme cellulase phân hủy cellulose Theo kết trình bày bảng cho thấy, chủng xạ khuẩn BT-VL5.4 PL-BL16 có khả tiết enzyme cellulase cao Thành phần hóa học rơm rạ tính theo khối lượng khơ gồm cellulose chiếm 60%, lignin chiếm 14%, protein chiếm 3,4% lipid chiếm 1,9%, lại chất khác sử dụng chủng xạ khuẩn phân hủy hữu từ rơm rạ enzyme cellulase phát huy tác dụng phân hủy cellulose làm cho khối lượng rơm rạ bị nhiều khối lượng tro lại sau xử lý nhiệt thấp so với nghiệm thức đối chứng Nghiên cứu Rathman Ambili (2011) cho chủng xạ khuẩn Streptomyces sp S7 có khả tiết enzyme cellulase cao khả phân hủy cellulose từ xác bã thực vật mạnh điều kiện pH = nhiệt độ 40°C Nghiên cứu Nguyễn Thị Thu Thủy Nguyễn Tiến Long (2018) tuyển chọn chủng xạ khuẩn 22TH NH1 có khả phân giải cellulose mạnh ủ phế phụ phẩm nông nghiệp với hai chủng vi sinh vật tuần làm giảm 55,87% hàm lượng cellulose đống ủ, hàm lượng đạm, lân, kali tổng số tăng lên đáng kể KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT - chủng xạ khuẩn BT-VL5.4, PL-BL16 LMHG6 có khả tiết enzyme cellulase cao số 22 chủng xạ khuẩn thí nghiệm với hàm lượng cellulase 0,117 IU/ml; 0,098 IU/ml 0,087 IU/ml 50 - chủng xạ khuẩn BT-VL5.4 PL-BL16 có khả phân hủy hữu từ rơm rạ cao với khối lượng rơm rạ bị nhiều 0,728 g 0,841 g khối lượng tro lại sau xử lý nhiệt thấp 0,288 g 0,265 g - Đề xuất khảo sát khả phân hủy hữu từ rơm rạ chủng xạ khuẩn BT-VL5.4 PL-BL16 điều kiện nhà lưới TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp PTNN, 2019 Bản tin thị trường nông sản Đậu Thị Dung, 2010 Nghiên cứu khả sinh tổng hợp cellulase chủng xạ khuẩn ưa nhiệt thu thập Buôn Ma Thuột Luận văn Thạc sĩ sinh học, Trường Đại học Tây Nguyên IRRI, Knowledge Bank, 2003 Rice straw properties http//:www.knowledge_bank.irri.org/troprice/rice_ straw.htm Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Bá Hiên, Hoàng Hải Vũ Thị Hoan, 2005 Giáo trình vi sinh vật công nghiệp Nhà xuất Giáo dục Henric, C W., J D Doyle and B Hugley, 1995 A new solid medium for enumerating cellulose – untilizing bacteria in soil Applied and environmental microbiology, 61 (5): 2016-2019 Lam, K S, 2006 Discovery of novel metabolites from marine Actinomycetes Current Opinion in Microbiology, 9: 245-251 Lê Minh Tường, Trần Thị Thu Em, 2014 Khảo sát khả đối kháng chủng xạ khuẩn nấm Pyricularia oryzae gõy bnh o Nông nghiệp phát triển nông thôn - K - THáNG 12/2020 ... hủy rơm rạ chủng xạ khuẩn điều kiện phịng thí nghiệm Khả phân hủy rơm rạ chủng xạ khuẩn thí nghiệm trình bày bảng Ở thời điểm NSBT, chủng xạ khuẩn cho thấy khả phân hủy rơm rạ với nhiều mức độ... cho khả tiết enzyme ngoại bào đặc biệt enzyme cellulase đặc tính tiêu biểu xạ khuẩn vùng rễ 3.3 Khả phân hủy hữu từ rơm rạ chủng xạ khuẩn điều kiện phịng thí nghiệm 3.3.1 Khả phân hủy rơm rạ chủng. .. BT-VL5.4 PL-BL16 có khả phân hủy hữu từ rơm rạ cao kéo dài đến thời điểm 20 ngày sau bố trí thí nghiệm Khả phân hủy hữu từ rơm rạ chủng xạ khuẩn giải thích khả tiết enzyme cellulase phân hủy cellulose