ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN VI SINH VẬT: Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất phân vi sinh pot

Nhưng qua thời gian dài sử dụng phân hóa họcmà không bón phân hữu cơ vi sinh đã làm cạn kiệt nguồn hữu cơ và vi sinh vật trong đấtdẫn đến đất bị chai cứng, khả năng hấp thụ dinh dưỡng, k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SENKHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

VI SINH VẬT

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT

Nhóm 5 29/9/2011

TRƯỜNG: ĐẠI HỌC HOA SENKHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

MÔN: VI SINH VẬT

Tên đề tài:

ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT PHÂN VI SINH

Giảng viên giảng dạy: Hồ Thanh Bá

Sinh viên thực hiện:

 Trương Thị Hồng Liên_106222

 Tôn Nữ Phương Anh_106237

 Hoàng Phương Liên_106236

đã đáp ứng kịp với những nhu cầu ngày càng cao Việt Nam là nước nông nghiệp nênphân bón và giống có thể xem là 2 yếu tố có tính quyết định đến năng suất và chấtlượng Nhiều nơi, do sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hoáhọc làm cho đất canh tác bị bạc màu đi rất nhanh chóng.Trong sản xuất nông nghiệp,phân bón có vai trò quyết định cả về chất lượng và sản lượng thu hoạch Ở nước ta, tìnhtrạng sử dụng phân bón còn chưa hợp lý, đa số người dân chưa biết sử dụng bón phânhóa học kết hợp với phân hữu cơ vi sinh Nhưng qua thời gian dài sử dụng phân hóa học

mà không bón phân hữu cơ vi sinh đã làm cạn kiệt nguồn hữu cơ và vi sinh vật trong đấtdẫn đến đất bị chai cứng, khả năng hấp thụ dinh dưỡng, khả năng tạo chất dinh dưỡng vàgiữ nước kém Không những thế mà giá thành phân bón hóa học ngày càng tăng Trongkhi đó, phân hữu cơ vi sinh có rất nhiều ưu điểm: cải tạo đất tốt, làm tăng dinh dưỡngtrong đất, giúp đất giữ dinh dưỡng và giữ nước tốt, nâng cao chất lượng và sản lượngcây trồng, giúp cây chống chịu bệnh tốt, giá thành thấp Vì vậy, cần phải kết hợp bónphân hữu cơ vi sinh để cải tạo lại đất trồng

Với những nghiên cứu và ứng dụng quy trình công nghệ vào thực tế đạt kết quả, việcđưa ra công nghệ “ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất phân bón” giúp người dân tự sảnxuất phân bón hữu cơ, các cơ sở sản xuất phân bón, xử lý rác thải, nước thải và xử lýmùi hôi Chế phẩm vi sinh chứa các chủng vi sinh vật hữu ích với các hoạt tính cao và ổnđịnh

MỤC LỤC

NHẬP ĐỀ

Do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển cao đòi hỏi con người sử dụng nhiều biệnpháp khác nhau để tăng năng suất sản lượng sản phẩm Những hoạt động nhằm mụcđích kinh tế này cũng là nguyên nhân cơ bản làm ô nhiễm môi trường.Mặt khác,ngànhnông nghiệp ở việt nam hiện nay chủ yếu sử dụng phân bón hóa học,vì thế dư lượng cácchất hóa học trong các loại phân này gây ô nhiễm môi trường đất,môi trường nước vàảnh hưởng nhiều đến sinh vật cũng như con người Vậy làm thế nào để trả lại độ phìnhiêu cho đất? Đó là sử dụng sản phẩm phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng chế biến từ cácnguồn khác nhau, đây chính là giải pháp hay nhất hiện nay có thể giải quyết được cácvấn đề trên Phân bón vi sinh dựa vào các chủng vi sinh vật sẽ phân giải các chất hữu cơtrong bùn, phế thải, rác thải, phế phẩm công nông nghiệp,… tạo ra sinh khổi,sinh khốinày rất tốt cho cây cũng như cho đất,giúp cải tạo làm đất tơi xốp.Vả lại với mức sốngtrung bình của một người nông dân hiện nay không thể dùng các loại phân bón cho câytrồng với giá cả cao như vậy, sự ra đời của phân vi sinh đã đáp ứng được mong muốncủa người nông dân, vừa tăng năng suất lại hợp túi tiền.Dùng phân vi sinh có thể thaythếđược từ 50 - 100% lượng phân đạm hóa học (tùy từng loại cây trồng bón phân vi sinh

có thể tiết kiệm được nhiều chi phí do giá phân hạ, giảm lượng phân bón, giảm số lầnphun và lượng thuốc BVTV)…Do bón vi sinh nên sản phẩm rất an toàn, lượng nitratgiảm đáng kể, đất không bị ô nhiễm, khả năng giữẩm tốt hơn, tăng cường khả năngcải tạo đất do các hệ sinh vật có ích hoạt động mạnh làm cho đất tơi xốp hơn, cây dễ hútthu dinh dưỡng hơn

 Mục tiêu 1: Cách tìm kiếm thông tin trên Internet một cách nhanh chóng, có khoa

học và chính xác

 Mục tiêu 2: Cách chọn lọc thông tin phù hợp với yêu cầu tham khảo và tìm hiểu.

 Mục tiêu 3: Bổ sung thêm những cách tìm kiếm thông tin từ Internet có hiệu quả.

 Mục tiêu 4: Học cách làm việc theo nhóm, phân công công việc cho các thành

viên

 Mục tiêu 5: Rèn luyện kỹ năng viết báo cáo theo tiêu chuẩn ISO5966,kỹ năng

soạn thảo văn bản và kỹ năng thuyết

Góp phần vào sự thành công cho đề tài này, có sự cộng tác các thành viên trongnhóm:

1 Tôn Nữ Phương Anh:

2 Lê Thị Hiệp:

3 Nguyễn Thị Mỹ Linh:

4 Trương Thị Hồng Liên:.

Bài sau khi làm xong thì bài sẽ được gửi cho từng thành viên đọc lại và chỉnh sửa lạilần nữa trước khi nộp bài.

NỘI DUNG CHÍNH

1 GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT

1.1 Khái niệm về VSV và đặc điểm của chúng

VSV là những sinh vật đơn bào có kích thước nhỏ, không quan sát được bằng mắtthường mà phải sử dụng kính hiển vi Thuật ngữ vi sinh vật không tương đương với bất

kỳ đơn vị phân loại nào trong phân loại khoa học Nó bao gồm cả virus, vi khuẩn,archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh.v.v Vi sinh vật có đặc điểm là:

a) Kích thước nhỏ bé

b) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

So với các sinh vật khác thì vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng cực kỳ lớn Ví dụ: Vikhuẩn E.Coli trong điều kiện thích hợp khoảng 12-20 phút phân cắt 1 lần Do đó vi sinhvật được ứng dụng nhiều trong sản xuất sinh khối và nhiều chất khác

c) Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh

Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu vàchuyển hoá vượt xa các sinh vật khác Chẳng hạn 1 vi khuẩn lắctic (Lactobacillus) trong

1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10000 lần so với khốilượng của chúng tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậutương và gấp 100 000 lần so với trâu bò

d) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh

Trong nòi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào có thể tạo ra sau

24 giờ khoảng 100 000 000- 1 000 000 000 tế bào Thời gian thế hệ của nấm men dàihơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút Với nhiều vi sinh vậtkhác còn dài hơn nữa, ví dụ với tảo Tiểu cầu ( Chlorella ) là 7 giờ, với vi khuẩn lamNostoc là 23 giờ Có thể nói không có sinh vật nào có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như

vi sinh vật

e) Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị

Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoàtrao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả nhữngđiều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác dường không thể tồn tại được Có vi sinhvật sống được ở môi trường nóng đến 1300C,lạnh đến 0-50C, mặn đến nồng độ 32%muối ăn, ngọt đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7, áp suất cao đếntrên 1103 at hay có độ phóng xạ cao đến 750 000 rad Nhiều vi sinh vật có thể phát triểntốt trong điều kiện tuyệt đối kỵ khí, có noài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bểngâm tử thi với nộng độ Formol rất cao

Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh,số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị tần số biến dị thường ở mức 10-5-10-10 Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các hế hệ sau Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất

f) Phân bố rộng, chủng loại nhiều

Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đất, trên núicao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thục vật, trong thực phẩm, trên mọi đồvật Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh-địa-hoáhọc (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn C, vòng tuần hoàn n, vòng tuần hoàn

P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe

1.2 Phân loại VSV:

+ Sinh vật phân giải phospho khó tan

+ Sinh vật phân giải Nitơ

+ Sinh vật phân giải lưu huỳnh

+ Sinh vật phân giải Xenlulose

+ Sinh vật tham gia quá trình amon hóa

+ Sinh vật tham gia quá trình nitrat hóa

+ Sinh vật tham gia quá trình phản nitrat hóa

+ …

a) Sinh vật phân giải phospho khó tan

 Một số loài vi sinh vật sống cộng sinh trên rễ cây có khả năng hút lân để cung cấpcho cây Trong số này, đáng kể là loài VA mycorrhiza Loài này có thể hoà tan phosphatsắt trong đất để cung cấp lân cho cây Ngoài ra loài này còn có khả năng huy động cácnguyên tố Cu, Zn, Fe… cho cây trồng

 Một số sinh vật tiêu biểu:

- B.megaterium, Serratia, B.subtilis, Serratia, Proteus, Arthrobster,

- Vi khuẩn: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium,Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus, Flavobacterium…

b) Sinh vật cố định đạm

 Là loại sinh vật có tác dụng cố định đạm nito tự do trong không khí và trong đất(cây trồng không hấp thu được) tạo thành đạm dễ tiêu cung cấp cho đất và cho cây trồng

 Có hai nhóm vsv tham gia đó là: nhóm vi sinh vật sống tự do và hội sinh và nhóm

vi sinh vật cộng sinh

 Một số sinh vật cố định đam tiêu biểu:

- Vi khuẩn Azotobacter: tính đa hình, khi còn non có tiêm mao, có khả năng diđộng được nhờ tiêm mao (Flagellum) Là vi khuẩn hình cầu (song cầu khuẩn), gram âmkhông sinh nha bào, hảo khí, có kích thuớc tế bào dao dộng 1,5 – 5,5 micrometre, khuẩnlạc dạng S màu trắng trong, lồi, nhày Khi già khuẩn lạc có màu vàng lục hoặc màu nâuthẫm, tế bào được bao bọc lớp vỏ dày và tạo thành nang xác, gặp diều kiện lợi nang xácnày sẽ nứt ra và tạo thành các tế bào mới VK thích ứng ở pH 7,2 – 8,2, ở nhiệt độ 28 –300C, độ ẩm 40 – 60% Azotobacker đồng hóa tốt các loại đường đơn và đường kép, cứtiêu tốn 1 gam đường gluco nó có khả năng đồng hóa được 8 – 18 mg N

- Vi khuẩn Beijerinskii: có hình cầu, hình bầu dục hoặc hình que, gram âm khôngsinh nha bào, hảo khí, một số loài có tiêm mao có khả năng di động được Kích thước tếbào dao động 0,5 – 2,0 x 1,0 – 4,5 micrometre, khuẩn lạc thuộc nhóm S, rất nhầy, lồikhông màu hoặc màu nâu tối khi già, không tạo nang xác VK này có khả năng đồng hóatốt các loại đường đơn, đường kép, cứ tiêu tốn 1 gam đường gluco nó có khả năng cốđịnh được 5 – 10 mgN VK Beijerinskii có tính chống chịu cao với acid, nó có thể pháttriển ở môi trường pH= 3, nhưng vẫn phát triển ở pH trung tính hoặc kiềm yếu

c) Sinh vật phân giải Nitơ

Trong cơ thể các loại sinh vật chứa khoảng 4.1015 tỷ tấn nito Nhưng tất cả nguồnnito trên cây trồng đều không tự đồng hóa được mà phải nhờ vi sinh vật Thông qua hoạtđộng của các loài sinh vật, nito nằm trong các dạng khác nhau được chuyển hóa thành dễtiêu cho cây trồng sử dụng

d) Vi sinh vật tham gia quá trình amon hóa

- Trong thiên nhiên tồn tại các dạng hợp chất Nitrogen hữu cơ, protein, acid amin,

… Các hợp chất này đi vào đất từ nguồn xác động, thực vật, các loại phân chuồng, phânxanh, rác thải hữu cơ Thực vật không thể đồng hóa được dạng nitrogen hữu cơ phức tạpnhư trên, nó chỉ có thể sử dụng sau quá trình amon hóa Quá trình amon hóa, các dạngnitrogen hữu cơ được chuyển hóa thành NH4+ hoặc NH3-

- Tiêu biểu nhu các loài sinh vật sau: A.proteolytica, Arthrobacter spp, Baccilluscereus, Staphilococcus aureus,Thermonospora fusca, termoactinomyces vulgarries

2 GIỚI THIỆU VỀ PHÂN VI SINH

2.1 Định nghĩa:

Là sản phẩm chứa VSV sống, đã được tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩnban hành, thông qua các hoạt động sống của chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà câytrồng có thể sử dụng được (N, P, K, S, Fe ) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nângcao năng suất, chất lượng nông sản Phân VSV phải bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu

đến người, động, thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản (TCVN 2002) Theo định nghĩa nêu trên, phân bón VSV được hiểu như sau:

6168 Phân bón VSV phải là sản phẩm chứa các VSV sống tồn tại dưới dạng tế bào sinhdưỡng hoặc bào tử

- VSV chứa trong phân bón vi sinh phải là các VSV đã được tuyển chọn đánh giá,

có hoạt tính sinh học, có khả năng sinh trưởng, phát triển và thích nghi với điều kiện môitrường sống mà ở đó chúng được sử dụng

2.2 Phân loại phân vi sinh

Trên cơ sở tính năng tác dụng của các chủng loại VSV sử dụng, phân bón vi sinhđược chia thành hai loại: Phân vô cơ vi sinh và phân hữu cơ vi sinh

2.2.1 Phân vô cơ

- Là loại phân có chứa các chất dinh dưỡng vô cơ cần thiết cho sự sinh trưởng vàphát triển của cây trồng

a) Phân lân vi sinh (Phân VSV phân giải phosphat khó tan)

- Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống đã được tuyển chọn vớimật độ tế bào đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng chuyển hoá hợp chất photpho khótan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất

và hoặc chất lượng nông sản

- Vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan là vi sinh vật , thông qua hoạtđộng của chúng, với các hợp chất photpho khó tan được chuyển hoá thành dễ tiêu đốivới cây trồng Vi sinh vật phân giải hợp chất khó tan tạo vòng tròn trong suốt bao quanhkhuẩn lạc ( vòng phân giải ) trên môi trường chứa nguồn photpho duy nhất là Ca3(PO4)hoặc lơ-xi-tin

 Lân vô cơ và cơ chế hòa tan photpho trong phân lân vô cơ

 Lân vô cơ:

- Lân vô cơ thường ở trong các dạng khoáng như apatit, phosphoric, phosphat sắt,phosphat nhôm… Muốn cây trồng sử dụng được phải qua chế biến, để trở thành dạng

thích hợp sẽ chuyển hóa thành dạng dễ tan VSV giữ vai trò quan trọng trong quá trìnhnày.

 Cơ chế phân giải phospho trong lân vô cơ

- Sự phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết với sự sản sinh axit trong quá trìnhsống của VSV Trong đó axit cacbonic rất quan trọng Chính H2CO3 làm cho Ca3(PO4)2phân giải

- Quá trình phân giải theo phương trình sau:

Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O Ca(PO4)2.H2O + Ca(HCO3)2

- Trong đất, VK nitrat hóa và VK chuyển hóa S cũng có tác dụng quan trọng trongviệc phân giải Ca3(PO4)2

 Lân hữu cơ và cơ chế phân giải phospho:

 Lân hữu cơ:

- Trong đất các dạng lân hữu cơ thường gặp là: Phytin, axit nucleic, nucleoprotein,phospholipit

∗ Phytin và các chất họ hàng:Phytin là muối Ca và Mg của axit phytic Trong đấtnhững chất có họ hàng với phytin là inositol, inositolmonophosphat,inositoltriphosphat Tất cả đều có nguồn gốc thực vật Phytin chiếm trung bình từ40-80% phospho hữu cơ trong đất

∗ Axit nucleic và nucleoprotein:Những axit nucleic và nucleoprotein trong đấtđều có nguồn gốc thực vật hoặc thực vật và nhất là vi sinh vật Hàm lượng của chúngtrong đất khoảng <10%

∗ Phospholipit: Sự kết hợp giữa lipit và phosphat không nhiều trong đất

- Thường nằm trong các hợp chất hữu cơ có trong xác động vật và thực vật Tuynhiên cây trồng không thể hấp thụ được loại phân hữu cơ này mà chỉ có thể hấp thụ phân

vô cơ ở dạng hòa tan Do đó, VSV trong đất đóng vai trò rất quan trọng trong quá trìnhchuyển hóa này

 Cơ chế phân giải

Nhiều vi sinh vật đất có men dephosphorylaza phân giải phytin theo phản ứng sau:

b) Phân đạm vi sinh ( phân bón VSV cố định nitơ)

- Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống (tự do, hội sinh, cộngsinh, kị khí hoặc hiếu khí), đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành,

có khả năng cố định nitơ từ không khí cung cấp các hợp chất chứa nitơ cho đất và câytrồng, tạo điều kiện nâng cao năg suất và (hoặc) chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡcủa đất

- Phân vi sinh phân giải chất xơ: chứa các chủng vi sinh vật giúp tăng cường phângiải xác bả thực vật…

2.2.2 Phân hữu cơ vi sinh

Được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như các dư thừa thực vật, rơm rạ, phân chuồng,phân rác, phân xanh…

a) Phân hữu cơ sinh học

Phân hữu cơ sinh học là sản phẩm phân bón được tạo thành thông qua quá trình lênmen vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau (phế thải nông, lâm nghiệp,phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phế thải đô thị, phế thải sinh hoạt ), trong đó cáchợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học đượcchuyển hóa thành mùn

b) Phân hữu cơ vi sinh vật