Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT HOÀNG THỊ DUNG ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT HỮU ÍCH ĐỂ XỬ LÝ CHẤT LÓT CHUỒNG NUÔI GIA CẦM LÀM GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG TỪ CÁC TRẠI CHĂN NUÔI” CHUYÊN NGÀNH: ĐỘNG VẬT (VI SINH VẬT) MÃ SỐ: 60 42 01 03 LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TĂNG THỊ CHÍNH Hà Nội - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC MỤC LỤC i LỜI CAM ĐOAN v LỜI CÁM ƠN vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix LỜI MỞ ĐẦU 1 Chƣơng I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên Thế giới và Việt Nam 3 1.1.1. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên thế giới………………… …… 3 1.1.2. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam………………………… 4 1.2. Chất thải trong chăn nuôi 6 1.2.1. Thành phần chất thải trong chăn nuôi 6 1.2.2. Các vấn đề môi trường từ việc chăn nuôi gia cầm 10 1.3. Vai trò của vi sinh vật trong khắc phục ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi gia cầm 10 1.3.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza 11 1.3.2. Vi sinh vật phân giải tinh bột 12 1.3.3. Vi sinh vật phân giải protein 14 1.3.4. Vi khuẩn lactic sinh tổng hợp axit lactic và bacterioxin 14 1.4. Một số phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gà 15 1.4.1. Công nghệ EM………… …………………………………………15 1.4.2. Công nghệ ozon……………………………………… ………… 16 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.4.3. Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi gà ………………………………………………………………………… 18 1.5. Hiện trạng môi trường chăn nuôi ở tỉnh Vĩnh Phúc 19 Chƣơng II. PHƢƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 21 2.1. Vật liệu 22 2.2. Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1. Phương pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học 22 2.2.2. Phương pháp phân tích vi sinh vật 23 2.2.3. Phương pháp cấy truyền và bảo quản chủng vi sinh vật 24 2.2.4. Phương pháp xác định hoạt tính phân giải các hợp chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật 24 2.2.4.1. Xác định hoạt tính amylaza 24 2.2.4.2. Xác định hoạt tính proteaza 24 2.2.4.3. Xác định hoạt tính xenlulaza 25 2.2.5. Phương pháp xác định hoạt tính bacterioxin của các chủng vi khuẩn lactic 25 2.2.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và môi trường nuôi cấy lên sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật…………………… 25 2.2.7. Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH 3 và H 2 S……….26 2.2.7.1. Phương pháp lấy mẫu không khí ……………………………… 26 2.2.7.2. Phương pháp phân tích ………………………………………… 27 2.2.8. Quy trình bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất lót chuồng nuôi gia cầm …………………………………………………………………………….30 2.2.9. Bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm của chế phẩm Sagi Bio-1 ……………………………………………… 31 Chƣơng III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1. Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ và sinh chất ức chế một số vi sinh vật gây bệnh …………………….32 3.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sinh enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn…… ………………………… 32 3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ…………………………………………….32 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.2.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu…………………………………….… 35 3.2.3. Ảnh hưởng của nguồn Cacbon……………………………….…… 37 3.2.4. Ảnh hưởng của nguồn Nitơ……………………………………… 39 3.3. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn gây bệnh trong chất thải chăn nuôi 42 3.3.1. Tuyển chọn sơ bộ chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn gây bệnh 42 3.3.2. Nghiên cứu khả năng đối kháng vi sinh vật gây bệnh của chủng Lactobacillus LB1 tuyển chọn …………………… ………………………….43 3.3.3. Khả năng sinh tổng hợp bacterioxin của chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 tuyển chọn ……………………………………………… 43 3.4. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 xử lý chất chất lót chuồng nuôi gia cầm….…………………………………….………………….45 3.4.1. Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyển chọn…………………………………………………………………………….45 3.4.2. Quy trình tạo chế phẩm vi sinh…………………………………… 46 3.4.2.1. Nhân giống trong bình nón (giống cấp 1)………………… ……46 3.4.2.2. Nhân giống trong bình lên men 10 lít (giống cấp 2) ………… …46 3.5. Đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 trong xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc… ………………48 3.5.1. Kết quả khảo sát hiện trạng môi trường trong chăn nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc trước khi tiến hành thử nghiệm.………… 48 3.5.2. Kết quả đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 …….50 3.5.2.1. Đánh giá hiệu quả xử lý mùi của chế phẩm vi sinh bổ sung vào chất lót chuồng nuôi gia cầm …………………………………………………50 3.5.2.2. Đánh giá hiệu quả xử lý phân gia cầm của chế phẩm vi sinh vật thông qua các chỉ tiêu vi sinh vật …………………………………………… 51 Chƣơng IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 4.1. Kết luận……………………………………………………………….56 4.2. Kiến nghị, đề xuất…………………………………………………….57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 66 LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Hoàng Thị Dung – Học viên cao học K15 Viện Sinh thái và tài nguyên sinh vật. Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong luận văn tốt nghiệp là kết quả do tôi thực hiện tại phòng Vi sinh vật môi trường - Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Tăng Thị Chính. Kết quả không sao chép từ bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học đã công bố. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS. Tăng Thị Chính – Trưởng phòng vi sinh vật môi trường – Viện công nghệ môi trường đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin cám ơn tập thể cán bộ nghiên cứu, các bạn đồng nghiệp trong phòng Vi sinh vật môi trường - Viện công nghệ môi trường đã có những góp ý bổ ích cho tôi khi thực hiện luận văn này. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn cổ vũ, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Do điều kiện thời gian và trình độ còn hạn chế, nên bài viết không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo cũng như toàn thể các bạn để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Học viên Hoàng Thị Dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Phân bố số lượng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009 4 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm 6 Bảng 1.3. Khả năng khử một số hợp chất mang mùi của ozone 17 Bảng 1.4. Phân bổ số lượng gia súc, gia cầm tại huyện Tam Dương 20 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 33 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 33 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 35 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của pH lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 36 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 40 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 41 Bảng 3.9. Khả năng đối kháng vi sinh vật gây bệnh của chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 43 Bảng 3.10. Điều kiện thích hợp nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 46 Bảng 3.11. Sự sinh trưởng của hỗn hợp VK và XK trong bình lên men 10 lít 47 Bảng 3.12. Kết quả phân tích mẫu khảo sát tại các hộ gia đình ở thị trấn Hợp Hòa, huyện Tam Dương 529 Bảng 3.13. Kết quả phân tích mẫu khí và VSV trong mẫu chất thải chăn nuôi sau 55 ngày bổ sung chế phẩm VSV 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Quy trình công nghệ bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất lót chuồng chăn nuôi gia cầm 32 Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 34 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của các chủng xạ khuẩn C3 34 Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH ban đầu lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 36 Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH ban đầu lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 36 Hình 3.5. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38 Hình 3.6. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên khả năng sinh tổng hợp enzym amylaza của chủng vi khuẩn NB-4 39 Hình 3.7. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 41 Hình 3.8. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh tổng hợp enzym amylaza của chủng vi khuẩn NB-4 và enzym proteaza của chủng CHP-6 41 Hình 3.9. Khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn E.coli của các chủng vi khuẩn Lactic LB1, LB2, LB3 42 Hình 3.10. Khả năng sinh bacterioxin ức chế một số vi sinh vật gây bệnh của chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 45 Hình 3.11. Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm 48 Hình 3.12. Một số hình ảnh khảo sát tại các hộ chăn nuôi gà ở Tam Dương 529 Hình 3.13. Nồng độ khí NH 3 trong khu vực chăn nuôi gia cầm 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.14. Nồng độ khí H 2 S trong khu vực chăn nuôi gia cầm 51 Hình 3.15. Mật độ nấm mốc trong chất thải chăn nuôi gia cầm 52 Hình 3.16. Mật độ Salmonella trong chất thải chăn nuôi gia cầm 52 Hình 3.17. Mật độ nấm mốc trong chất thải chăn nuôi gia cầm ở mẫu thí nghiệm và mẫu đối chứng 52 Hình 3.18. Mật độ Coliform trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53 Hình 3.19. Mật độ E.coli trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53 Hình 3.20. Mật độ Xạ khuẩn trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53 Hình 3.21. Mật độ vi khuẩn Lactobacillus trong chất thải chăn nuôi gia cầm 54 [...]... áp dụng ứng trước những yêu cầu bức thiết trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi với các nội dung sau: - Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ và sinh chất ức chế một số vi sinh vật gây bệnh - Nghiên cứu một số yếu... NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu - Mẫu phân gà: Thu thập từ một số hộ chăn nuôi gà tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc - Bộ chủng vi sinh vật của phòng Vi sinh vật môi trường – Vi n Công nghệ môi trường - Một sô chủng vi sinh vật kiểm định: Do phòng Vi sinh vật môi trường – Vi n Công nghệ môi trường cung cấp - Chất lót chuồng (trấu) và chất thải chăn nuôi gia cầm - Hóa chất: Cao thịt, cao nấm men, pepton, tinh bột,... chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học: Từ bộ chủng vi sinh vật của phòng Vi sinh vật môi trường – Vi n Công nghệ môi trường chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải mạnh đồng thời các hợp chất hữu cơ và một số chủng có khả năng sinh chất ức chế vi sinh vật gây bệnh Các chủng vi sinh vật tuyển chọn được cấy trên môi trường thạch với môi trường chọn lọc có chứa các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu... bệnh phát sinh trong quá trình chăn nuôi ở chất thải chăn nuôi như: Nấm mốc, Salmonella, coliform, E.coli, đồng thời bổ sung các chủng vi sinh vật có lợi cho quá trình chuyển hóa thức ăn của gia cầm, làm tăng sức đề kháng của vật nuôi trước các dịch bệnh Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu và ứng dụng các chủng vi sinh vật trong xử lý môi trường các trang trại chăn nuôi gia cầm Để kết quả... ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sinh enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn - Nghiên cứu, tuyển chọn chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh - Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải trong chăn nuôi gia cầm - Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải chăn nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc Số hóa bởi Trung tâm... lượng lớn chất thải từ các trang trại chăn nuôi gây mùi hôi thối, ô nhiễm môi trường xung quanh ảnh hưởng đến khu dân cư Trong qui trình nuôi gà thịt tập trung ở các trang trại, phải sử dụng vỏ trấu hoặc mùn cưa để lót nền chuồng để giữ cho nền chuồng được khô và hạn chế sự ô nhiễm môi trường Đối với vi c nuôi gà thịt, với vòng đời gà trung bình từ 35 – 40 ngày nuôi, cần phải thay chất độn chuồng (vỏ... 1.4.3 Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi gà [34] Thành phần của chế phẩm Balasa – N01 là các tế bào sống của các chủng vi khuẩn, nấm men, nấm sợi và các enzym thuỷ phân các chất hữu cơ Lợi ích của vi c sử dụng chế phẩm để xử lý đệm lót: - Làm tiêu hết phân do đó mùi hôi thối, khí độc trong chuồng nuôi hầu như không còn, tạo môi trường sống tốt không ô nhiễm - Sẽ không phải... vậy sẽ không phù hợp với đối với vi c chăn nuôi gia cầm Vì cần phải giữ nền chuồng khô ráo, nếu không sẽ phát sinh các con bọ mát đốt gia cầm Theo ước tính của Phòng Nông nghiệp huyện Tam Dương, mỗi năm các trang trại chăn nuôi trên địa bàn huyện thải ra trăm ngàn tấn phân gia cầm, nếu không có biện pháp xử lý tốt sẽ gây ô nhiễm môi trường Vì vậy vi c nghiên cứu có giải pháp xử lý được nguồn chất thải... thuật làm chuồng, chuẩn bị đệm lót và chăm sóc vật nuôi đơn giản vì vậy người chăn nuôi có thể dễ dàng áp dụng, mang lại hiệu quả cao trong chăn nuôi mà lại giải quyết được vấn đề về ô nhiễm môi trường 1.5 Hiện trạng môi trƣờng chăn nuôi ở tỉnh Vĩnh Phúc [32] Huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc đang phát triển mạnh các trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm Tam Dương hiện là một trong những địa phương chăn nuôi. .. tâm xử lý Đây là nguyên nhân gây ra các bệnh dịch cho người và vật nuôi khi đổ thải vào môi trường [8] Vấn đề đặt ra ở đây là chúng ta phải tìm ra giải pháp làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gia cầm gây ra mà không ảnh hưởng đến vật nuôi, không làm xáo trộn gà đang đẻ Phương pháp phải đơn giản, dễ áp dụng cho bà con nông dân và chi phí rẻ hơn so với các phương pháp mà các hộ chăn nuôi đang . chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi với các nội. “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT HỮU ÍCH ĐỂ XỬ LÝ CHẤT LÓT CHUỒNG NUÔI GIA CẦM LÀM GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG TỪ CÁC TRẠI CHĂN NUÔI” CHUYÊN NGÀNH: ĐỘNG VẬT (VI SINH VẬT) MÃ SỐ: 60. nuôi 6 1.2.2. Các vấn đề môi trường từ vi c chăn nuôi gia cầm 10 1.3. Vai trò của vi sinh vật trong khắc phục ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi gia cầm 10 1.3.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza