TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN Tên đề tài luận án : Nghiên cứu xử lý mạt dừa bằng nấm mùn trắng, xạ khuẩn và khả năng ứng dụng Chuyên ngành : Hóa Sinh Mã số : 1.05.10 Họ tên nghiên cứu sinh : Lương Bảo Uyên Người hướng dẫn khoa học : PGS. TS. Phạm Thị Ánh Hồng Cơ sở đào tạo : Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TpHCM I. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN: Mạt dừa có nhiều ưu điểm: sạch, không có kim loại nặng, có độ xốp cao, giữ ẩm tốt. Tuy nhiên, hàm lượng lignin trong mạt dừa khá cao chiếm khoảng trên 50%, vì vậy mạt dừa khó bị phân hủy trong điều kiện tự nhiên. Để có thể sử dụng mạt dừa làm nguồn nguyên liệu sản xuất phân sinh hóa hữu cơ, cần tìm các biện pháp làm giảm hàm lượng lignin và cellulose để đạt được tỉ lệ C/N thích hợp. Trong đề tài này chúng tôi sử dụng Phanerochaete chrysosporium được shock nhiệt, xạ khuẩn Streptomyces sp. V4 được xử lý bằng tia UV, nấm Pleurotus sajor-caju (nấm bào ngư) và Ca(OH) 2 5% để phân giải lignin và cellulose. Sự kết hợp phương pháp sinh học và hóa học này để xử lý mạt dừa đã đạt được kết quả cao: hàm lượng lignin giảm 65% - 75% và tỉ lệ C/N giảm 90% - 95% với thời gian phân giải 80 – 96 ngày, ngắn hơn nhiều so với thời gian phân giải trong tự nhiên (tính theo năm). Với các chỉ tiêu đạt được mạt dừa đã qua xử lý trở thành nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ có thể dùng bón trực tiếp cho cây hoặc phối trộn với các yếu tố dinh dưỡng khác để đáp ứng nhu cầu của từng loại cây hoặc ở từng giai đoạn phát triển khác nhau của cây. Bên cạnh đó việc chậm mùn hòa và khả năng hút ẩm của mạt dừa cũng là tính chất thuận lợi để làm giá thể trồng cây hay xử lý nước rỉ rác. Nghiệm thức (95% mạt dừa, 5% phân trùn và phân chậm tan dạng viên) đạt đầy đủ các yêu cầu cần thiết của giá thể trồng cây: tơi xốp, thoáng khí, trung tính, trơ, sạch, giữ ẩm, giữ phân, kích thích sinh trưởng cho cây. Trọng lượng cải đạt được 115,47g, khả năng giữ đạm tốt, hàm lượng N tổng là 1,71%, tốc độ phân giải chậm, hàm lượng C tổng số là 27,93% so với ban đầu là 37,55% . Xử lý hỗn hợp mạt dừa và nước rỉ rác làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ bằng EM Bokashi. Khi so với các yêu cầu kỹ thuật phân hữu cơ vi sinh vật từ rác thải sinh hoạt thì sản phẩm thu được từ việc xử lý hỗn hợp mạt dừa và nước rỉ rác đã đạt được khá nhiều chỉ tiêu với những lợi thế sẵn có hoặc được tạo ra sau quá trình xử lý. II. NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN: 1. Bằng biện pháp shock nhiệt trên P. chrysosporium (PC36201) và xử lý tia UV trên xạ khuẩn Streptomyces sp. V4 đã nâng cao hoạt tính LiP, MnP và cellulase. P. chrysosporium (PC36201) được shock nhiệt có hoạt tính LiP tăng 2,5 lần, hoạt tính MnP và cellulase tăng gấp 2 lần so với mẫu không shock nhiệt. Xạ khuẩn Streptomyces sp.V4 được xử lý bằng tia UV có hoạt tính LiP tăng gấp 3 lần, hoạt tính MnP và cellulase tăng gấp 4 lần so với đối chứng. 2. Phối hợp phương pháp sinh học và hóa học trong xử lý mạt dừa đạt kết quả cao: hàm lượng lignin giảm 65% - 75% và tỉ lệ C/N giảm 90% - 95% trong thời gian ngắn. 3. Mô hình xử lý mạt dừa ứng dụng trong nông nghiệp và xử lý môi trường đã được hình thành từ các kết quả của đề tài. Phân giải lignin và cellulose của mạt dừa bằng phương pháp sinh học và hóa học ứng dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Dựa và tính trơ, sạch, xốp của mạt dừa để ứng dụng làm giá thể trồng rau sạch. Còn tính hút ẩm và khả năng khử mùi của mạt dừa được sử dụng để xử lý nước rỉ rác. III. CÁC ỨNG DỤNG/ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HAY NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU - Mô hình xử lý mạt dừa được đề ra ở qui mô phòng thí nghiệm cần được thử nghiệm thêm một bước ở qui mô lớn hơn để có thể ứng dụng trên thực tế. - Sử dụng mạt dừa như một màng lọc giúp khử mùi hôi và lọc một phần cặn bẩn của nước rỉ rác. Chế phẩm EM là hỗn hợp vi sinh vật hữu hiệu để xử lý các chất gây ô nhiễm trong nước rỉ rác qua lọc. - P. chrysosporium PC36201 có thể được nghiên cứu để ứng dụng phân giải các chất hữu cơ khó phân giải trong việc xử lý nước thải tại các nhà máy nhuộm, nhà máy giấy tại Việt Nam. - Nghiên cứu laccase (enzyme trong hệ enzyme phân giải lignin có thế oxy hóa khử cao, có thể phân giải nhiều hợp chất gây ô nhiễm khác nhau) để ứng dụng trong các lĩnh vực như công nghiệp giấy, dệt nhuộm, bông sợi, xử lý môi trường và bảo quản thực phẩm sẽ mang lại nhiều lợi ích kinh tế cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở Việt Nam. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký tên, họ tên) PGS.TS. PHẠM THỊ ÁNH HỒNG NGHIÊN CỨU SINH (Ký tên, họ tên) LƯƠNG BẢO UYÊN XÁC NHẬN CỦA CƠ SỞ ĐÀO TẠO HIỆU TRƯỞNG THE INFORMATION OF THE THESIS Thesis Title : Studying the treatment of coir dust by white-rot basidiomycetes, actinomyces and application Speciality : Biochemistry Code : 1.05.10 Candidate : Lương Bảo Uyên Under the supervision of: Assoc. Prof., PhD Phạm Thị Ánh Hồng School : University of Science, Ho Chi Minh City I. ABSTRACT The advantages of coir dust are 100% natural, bio-degradable, moisture-retentive, rot- resistant. However, the lignin content in coir dust is high (over 50%). Therefore, it is difficult to delignificate naturally. In order to use coir dust in production of bio-organic fertilizer, it is necessary to decompose lignin and cellulose to obtain the suitable C:N ratio. In this thesis, we use Phanerochaete chrysosporium after heat shock treatment, Streptomyces sp.V4 after UV treatment, Pleurotus sajor-caju and Ca(OH) 2 5% to decompose lignin and cellulose. The combination of biological and chemical treatment to decompose coir dust obtained the following results: lignin content decreases 65 – 75% and the ratio C/N ratio decreases 90 - 95% after 80 – 96 days treatment. This time is shorter than this process in nature (many years). With these technical standards, coir dust after treatment becomes the material for bio- organic fertilizer production. This fertilizer can be used to put down the soil directly or mix with the other nutrient factors to meet the demands for the growth of each kind of plant. Beside that, the slow humification and high water retention are advantages for the production of compost and the treatment of leachate water. The mixture with the ratio of 95% coir dust, 5% Perionyx excavate worm casting and the controlled release fertilizer has some norms that meet the demands of compost: spongy, neutral, hard-decomposed, clean and wettable. This compost is not needed too much to grow a crop and less nutrients runoff. The weight of a field cabbage achieved 115.47g; protein holding capacity is good (total nitrogen content is 1.71%); decomposition of this compost is slow (total organic carbon content is 27.93% after 40 days for growing a field cabbage in comparision with 37.55% before growing this cabbage). The mixture of coir dust and leachate water was treated by EM Bokashi to apply for bio-organic fertilizer production. The product from this process has some norms that meet the demands of microbial organic fertilization from household wastes. II. THE NEW RESULTS OF THESIS 1. Using heat shock treatment for P. chrysosporium (PC36201) and UV treatment for Streptomyces sp V4 gained the activities of LiP, MnP and cellulase higher than non-treated one. By the heat shock treatment for P. chrysosporium (PC36201), LiP activity increases 2.5 times, MnP and cellulase activities increase 2 times in comparision with the control experiment. By the UV treatment for Streptomyces sp.V4, LiP activity increases 3 times, MnP and cellulase activities increase 4 times in comparision with the control experiment. 2. The combination of biological and chemical methods for the treatment of coir dust achieved the satisfactory results: lignin content decreases 65 – 75% and the C/N ratio decreases 90 – 95% after short period. 3. The model of coir dust treatment which is applied in agriculture and environmental treatment was formed by the experimental results of this thesis. The decomposition of lignin and cellulose by biological and chemical methods is applied for making bio-organic fertilizer. Relying on the spongy, clean and neutral characteristics, coir dust is used for production of compost. The wettable and deodorised ability of the coir dust is used for leachate water treatment. III. FUTHER RESEARCHES - The coir dust treatment model is done in lab room and it is necessary to test in larger scale so that it can be used in reality. - Coir dust as a membrane is used to deodorise and filter the sediment of leachate water. EM is the effective microorganisms used to treat the polluted substances in water after filtration by coir dust. - P. chrysosporium PC36201 can be studied to decompose hard-decomposed organic substances in waste water from paper mills or dye factories in Vietnam. - Laccase (one of ligninase system which has high redox potential can decompose many various polluted compounds) is studied to apply many fields such as in paper, weaving, dye and cotton industries, environmental treatment and food preservation. This research will bring more economic benefits as well as reducing pollution in Vietnam. SUPERVISOR Assoc. Prof., PhD Phạm Thị Ánh Hồng CANDIDATE LƯƠNG BẢO UYÊN DETERMINATION OF UNIVERSITY OF SCIENCE PRESIDENT . LUẬN ÁN Tên đề tài luận án : Nghiên cứu xử lý mạt dừa bằng nấm mùn trắng, xạ khuẩn và khả năng ứng dụng Chuyên ngành : Hóa Sinh Mã số : 1.05.10 Họ tên nghiên cứu sinh : Lương Bảo Uyên Người. và tính trơ, sạch, xốp của mạt dừa để ứng dụng làm giá thể trồng rau sạch. Còn tính hút ẩm và khả năng khử mùi của mạt dừa được sử dụng để xử lý nước rỉ rác. III. CÁC ỨNG DỤNG/ KHẢ NĂNG ỨNG. mạt dừa ứng dụng trong nông nghiệp và xử lý môi trường đã được hình thành từ các kết quả của đề tài. Phân giải lignin và cellulose của mạt dừa bằng phương pháp sinh học và hóa học ứng dụng