Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng xạ khuẩn ưa nhiệt để tạo chế phẩm vi sinh vật dùng cho xử lý chất thải chăn nuôi lợn

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VŨ DŨNG NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG XẠ KHUẨN ƢA NHIỆT ĐỂ TẠO CHẾ PHẨM VI SINH VẬT DÙNG CHO XỬ LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60 42 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS TĂNG THỊ CHÍN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tên là: Vũ Dũng – Học viên lớp cao học K3b - ĐH Khoa Học - Đại Học Thái Nguyên cam đoan kết nghiên cứu luận văn tốt nghiệp kết tơi thực q trình thí nghiệm theo hướng dẫn TS Tăng Thị Chính có được, khơng chép từ cơng trình nghiên cứu khoa học công bố Hà nội, ngày 20 tháng 10 năm 2012 Học viên thực VŨ DŨNG Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Tăng Thị Chính – Trưởng phịng Vi sinh vật mơi trường – Viện Cơng nghệ môi trường TS.NCVC Trần Văn Tựa – chủ nhiệm đề tài, tận tình hướng dẫn, bảo tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn KS Hoàng Thị Dung cán nghiên cứu, bạn đồng nghiệp phòng Vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ môi trường giúp đỡ có góp ý bổ ích cho tơi suốt q trình thực tập Viện Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Khoa học sống , thầy, cô giáo Viện Công nghệ sinh học nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ tơi suốt q trình học Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè động viên tạo điều kiện tốt tơi hồn thành luận văn Hà Nội, tháng 11năm 2012 Học viên VŨ DŨNG Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN III MỤC LỤC IV DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VII DANH MỤC HÌNH ẢNH VIII DANH MỤC BẢNG IX MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học luận văn: Nội dung nghiên cứu: CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan chất thải chăn nuôi 1.1.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi lợn 1.1.2 Hiện trạng ô nhiễm môi trường chăn nuôi lợn giới, Việt Nam 1.1.3 Khả gây ô nhiễm chất thải chăn nuôi 1.2 Xạ khuẩn 11 1.2.1 Đại cương xạ khuẩn .11 1.2.2 Đặc điểm hình thái kích thước xạ khuẩn 12 1.2.3 Cấu tạo tế bào xạ khuẩn 13 1.2.4 Bào tử hình thành bào tử xạ khuẩn .14 1.2.5 Đặc điểm phân loại xạ khuẩn 15 1.2.6 Khả phân hủy xenluloza, tinh bột protein xạ khuẩn .15 1.2.7 Ý nghĩa thực tiễn xạ khuẩn 16 1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển sinh tổng hợp enzym xenlulaza, amylaza proteaza chủng vi sinh vật 17 1.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 17 1.3.2 Ảnh hưởng pH 18 1.3.3 Ảnh hưởng nồng độ muối 19 1.3.4 Ảnh hưởng nguồn Cacbon 20 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 1.3.5 Ảnh hưởng nguồn Nitơ 20 1.4 Giới thiệu chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải rắn chăn nuôi lợn 21 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 23 2.2 Nguyên vật liệu hóa chất 23 2.2.1 Nguyên vật liệu 23 2.2.2 Hóa chất 23 2.2.3 Môi trường 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu .24 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 24 2.3.2 Phương pháp bảo quản giống vi sinh vật 24 2.3.3 Phương pháp giữ giống .24 2.3.4 Phương pháp phân loại xạ khuẩn 25 2.3.5 Phương pháp xác định hoạt lực enzym ngoại bào (xenlulaza, amylaza) phương pháp khuếch tán thạch 26 2.3.6 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy lên sinh trưởng phát triển chủng xạ khuẩn .27 2.3.7 Các phương pháp dùng để xử lý phân lợn chế phẩm vi sinh quy mơ phịng thí nghiệm .28 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Tuyển chọn số chủng xạ khuẩn ưa nhiệt sinh tổng hợp xenlulaza, amylaza, proteaza .32 3.2 Nghiên cứu số đặc điểm sinh hóa chủng xạ khuẩn tuyển chọn 35 3.2.1 Đặc điểm phân loại .35 3.2.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa chủng xạ khuẩn 37 3.2.3 Kết phân loại 38 3.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng lên sinh trưởng sinh tổng hợp enzym xenlulaza, amylaza proteaza chủng xạ khuẩn tuyển chọn .38 3.3.1 Nhiệt độ .38 3.3.2 pH ban đầu 41 3.3.3 Nguồn cacbon .44 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 3.3.4 Nguồn nitơ 47 3.3.5 Động thái sinh trưởng sinh tổng hợp xenlulaza, amylaza proteaza chủng xạ khuẩn tuyển chọn 51 3.3.6 Xác định tính đối kháng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 52 3.4 Đánh giá hiệu xử lý chất thải chăn nuôi lợn chủng xạ khuẩn tuyển chọn qui mơ phịng thí nghiệm 54 3.4.1 Đánh giá cảm quan mẫu thí nghiệm trình ủ 56 3.4.2 Biến động vi sinh vật trình ủ 61 3.4.3 Hiệu xử lý 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 Kết luận .67 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 73 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CFU Colony Forming Unit ( Đơn vị hình thành khuẩn lạc) G+ Gram dương ISP Chương trình xạ khuẩn quốc tế KHCN Khoa học công nghệ MPN Most probable number ( Xác suất xảy lớn nhất) TCVN Tiêu chuẩnViệt Nam TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh TN Thí Nghiệm ĐC Đối Chứng VSV Vi Sinh Vật XK Xạ Khuẩn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ xử lý chất thải chăn nuôi lợn Hình 1.2 Một số chi xạ khuẩn: A-Microtetraspora; B- streptomyces…………… 12 Hình 1.3 Hình dạng khuẩn lạc xạ khuẩn 13 Hình 1.4 Bào tử xạ khuẩn 14 Hình 3.1 Hoạt tính xenlulaza chủng XK tuyển chọn 33 Hình 3.2 Hoạt tính enzym xenlulaza, amylaza chủng xạ khuẩn tuyển chọn 34 Hình 3.3 Bào tử chủng xạ khuẩn kính hiển vi điện tử 36 Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 39 Hình 3.5 Hoạt tính enzym amylaza chủng C3 C14 nhiệt độ 300C, 450C 40 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH ban đầu lên sinh trưởng .42 Hình 3.7 Hoạt tính amylaza chủng xạ khuẩn C3 C14 nuôi môi trường pH khác 44 Hình 3.8 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 45 Hình 3.9 Hoạt tính chủng xạ khuẩn tuyển chọn môi trường CMC Xenluloza 47 Hình 3.10 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 49 Hình 3.11 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh tổng hợp amylaza chủng C3 sinh tổng hợp proteaza chủng C14 50 Hình 3.12 Động thái sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 52 Hình 3.13 Tính đối kháng chủng xạ khuẩn nghiên cứu 53 Hình 3.14 Các mẫu thí nghiệm ủ tủ ấm 55 Hình 3.15 Các mẫu thí nghiệm sau tuần ủ 59 Hình 3.16 Sự thay đổi nhiệt độ qúa trình ủ 60 Hình 3.17 Sự thay đổi thể tích trình ủ 60 Hình 3.18 Mật độ VSV tổng số hiếu khí mẫu TN sau tuần ủ 61 Hình 3.19 Biểu vi khuẩn Samonella đĩa thạch 63 Hình 3.20 Mật độ Salmonella trình ủ 63 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số thành phần VSV chất thải chăn nuôi lợn Bảng 1.2 Thành phần chất vô (%) phân số loại vật nuôi Bảng 1.3 Lượng nước tiểu thải hàng ngày số loại gia súc .5 Bảng 1.4 Thành phần trung bình (%) nước tiểu số loại gia súc Bảng 1.5 Tính chất nước thải chăn ni lợn .6 Bảng 1.6 Nồng độ số khí thải trang trại chăn nuôi Bảng 1.7 Phân nhóm vi sinh vật theo khả phát triển nhiệt độ khác 17 Bảng 1.8 Ảnh hưởng nhiệt độ đến thời gian phân cắt vi sinh vật .17 Bảng 1.9 Ảnh hưởng pH số vi sinh vật 19 Bảng 3.1 Hoạt tính xenlulaza chủng Xạ Khuẩn phân lập 32 Bảng 3.2 Hoạt tính enzym chủng xạ khuẩn nghiên cứu sau 48h lên men 45°C 34 Bảng 3.3 Đặc điểm hình thái chủng xạ khuẩn tuyển chọn 35 Bảng 3.4 Khả sử dụng nguồn đường chủng xạ khuẩn tuyển chọn 36 Bảng 3.5 Đặc điểm sinh lý - sinh hoá chủng xạ khuẩn tuyển chọn 37 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 39 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ lên sinh tổng hợp enzym chủng xạ khuẩn tuyển chọn (đường kính vịng phân giải D-d, mm) 40 Bảng 3.8 Ảnh hưởng pH ban đầu lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 42 Bảng 3.9 Ảnh hưởng pH lên sinh tổng hợp enzym chủng xạ khuẩn tuyển chọn (đường kính vịng phân giải D-d, mm) sau 48h lên men 45°C 43 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 45 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nguồn cacbon lên sinh tổng hợp enzym chủng xạ khuẩn tuyển chọn (đường kính vịng phân giải D-d, mm) sau 48h lên men 45°C 46 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn x Bảng 3.12 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 48 Bảng 3.13 Ảnh hưởng nguồn nitơ lên sinh tổng hợp enzyme chủng xạ khuẩn tuyển chọn (đường kính vịng phân giải D-d, mm) sau 48h lên men 45°C .49 Bảng 3.14 Động thái sinh trưởng chủng xạ khuẩn tuyển chọn 52 Bảng 3.15 Kết phân tích mẫu phân lợn ban đầu .54 Bảng 3.16 Kết theo dõi mẫu thí nghiệm sau tuần ủ 56 Bảng 3.17 Kết theo dõi mẫu thí nghiệm sau tuần ủ 56 Bảng 3.18 Kết theo dõi mẫu thí nghiệm sau tuần ủ 57 Bảng 3.19 Kết theo dõi mẫu thí nghiệm sau tuần ủ 58 Bảng 3.20 Kết theo dõi mẫu thí nghiệm sau tuần ủ 58 Bảng 3.21 Mật độ vi sinh vật tổng số hiếu khí q trình ủ, (CFU/g) .61 Bảng 3.22 Mật độ vi sinh tổng số kỵ khí q trình ủ, (CFU/g) 62 Bảng 3.23 Mật độ xạ khuẩn trình ủ, (CFU/g) 62 Bảng 3.24 Mật độ nấm mốc trình ủ, (CFU/g) 64 Bảng 3.25 Chỉ số T - colifom F - coliform trình ủ, (MPN/g) .65 Bảng 3.26 Kết so sánh mẫu phân lợn ban đầu với mẫu phân sau tuần ủ .66 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 60 SỰ THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ TRONG QUÁ TRÌNH Ủ Nhiệt độ (o C) 56 54 ĐC1 TN1 52 ĐC2 50 TN2 ĐC3 48 TN3 ĐC4 46 TN4 44 Tuần Hình 3.16 Sự thay đổi nhiệt độ qúa trình ủ Trong q trình ủ chúng tơi thấy mẫu TN (có bổ sung chế phẩm vi sinh) có nhiệt độ cao mẫu ĐC (không bổ sung) Do vi sinh vật có chế phẩm bổ sung vào mẫu phân lợn làm tăng mật độ chủng vi sinh vật hữu ích trình xử lý chất thải, tạo điều kiện cho chúng phân hủy chất hữu mẫu ủ làm tăng nhiệt độ SỰ THAY ĐỔI VỀ THỂ TÍCH TRONG Q TRÌNH Ủ Thể tích bình (%) 120 100 80 60 40 20 ĐC1 TN1 ĐC2 TN2 ĐC3 TN3 ĐC4 TN4 Mẫu TN Sau1 tuần Sau tuần Sau tuần Sau tuần Hình 3.17 Sự thay đổi thể tích q trình ủ Sau tuần 61 Từ hình 3.17 chúng tơi thấy giảm thể tích q trình ủ mẫu TN có bổ sung chế phẩm giảm nhanh so với mẫu ĐC không bổ sung chế phẩm Do vi sinh vật có lợi chế phẩm bổ sung vào mẫu ủ làm tăng mật độ vi sinh vật có lợi phân hủy hợp chất hữu cơ, tăng độ tơi xốp độ mùn cho mẫu làm cho thể tích bình ủ giảm nhanh 3.4.2 Biến động vi sinh vật trình ủ Để lý giải kết tiến hành lấy mẫu định kỳ thực phép phân tích, từ có sở khoa học để khẳng định hiệu xử lý chất thải rắn chăn nuôi lợn chế phẩm Các kết phân tích tổng hợp trình bày qua bảng biểu đồ thị đây: Bảng 3.21 Mật độ vi sinh vật tổng số hiếu khí trình ủ, CFU/g Mẫu TN Sau tuần Sau tuần Sau tuần Sau tuần Sau tuần ĐC1 x 1011 x 108 x 108 x 107 x 106 TN1 x 1010 x 108 x 106 x 107 x 106 ĐC2 x 1010 x 107 x 107 x 108 x 107 TN2 x 1011 x 108 x 107 x 107 x 106 ĐC3 x 1011 x 108 x 107 x 107 x 107 TN3 x 1011 x 107 x 107 x 107 x 106 ĐC4 x 1010 x 107 x 107 x 108 x 106 TN4 x 1010 x 107 x 107 x 108 x 106 ĐC4 10-8 TN4 10-8 Hình 3.18 Mật độ VSV tổng số hiếu khí mẫu TN sau tuần ủ 62 Từ bảng kết bảng 3.21 cho thấy mật độ vi sinh vật tổng số ban đầu mẫu TN ĐC sấp xỉ gần Sau thời gian ủ mật độ vi sinh vật tổng số mẫu trì cao 106 (CFU/g) Vi sinh vật có lợi phát triển mạnh ức chế phát triển vi sinh vật sinh mùi hôi thối, vi sinh vật gây bệnh phát sinh trình tiết vật ni Bảng 3.22 Mật độ vi sinh tổng số kỵ khí q trình ủ, (CFU/g) Mẫu TN Sau tuần Sau tuần Sau tuần Sau tuần ủ Sau tuần ĐC1 x 106 x 105 x 105 x 104 x 104 TN1 x 106 x 104 x 104 x 103 x 103 ĐC2 x 106 x 104 x 104 x 104 x 104 TN2 x 106 x 104 x 104 x 104 x 103 ĐC3 x 106 x 104 x 104 x 104 x 104 TN3 x 106 x 104 x 104 x 103 x 103 ĐC4 x 106 x 104 x 104 x 104 x 104 TN4 x 106 x 104 x 104 x 103 x 103 Từ bảng 3.22 cho thấy mật độ vi sinh vật tổng số kỵ khí mẫu phân cao với mật độ 106 (CFU/g) Điều cho thấy vi sinh kỵ khí phát triển tốt q trình ủ Bảng 3.23 Mật độ xạ khuẩn trình ủ, CFU/g Mẫu TN Sau tuần Sau2 tuần Sau3 tuần Sau tuần Sau tuần ĐC1 0 0 TN1 x 103 x 105 x 106 x 107 x 106 ĐC2 0 0 TN2 x 104 x 105 x 107 x 108 x 107 ĐC3 0 0 TN3 x 104 x 106 x 107 x 108 x 108 ĐC4 0 0 TN4 x 103 x 105 x 106 x 107 x 106 63 Kết từ bảng 3.23 thấy mẫu đối chứng không thấy xuất xạ khuẩn, mẫu thí nghiệm bắt đầu thứ xạ khuẩn phát triển mạnh lên đến 108 (CFU/g) Sau tuần ủ mật độ xạ khuẩn mẫu thí nghiêm tăng lên rõ rệt thể rõ mẫu TN3 mật độ xạ khuẩn tăng từ 104 lên đến 108 (CFU/g) Đến tuần mật độ xạ khuẩn mẫu thí nghiệm bắt đầu có xu hướng giảm ĐC 10-1 TN1 10-1 Hình 3.19 Biểu khuẩn Samonella đĩa thạch (khuẩn Samonella có mầu đen ánh kim) MẬT ĐỘ SALMONELLA TRONG QUÁ TRÌNH Ủ Mật độ Salmonella, (CFU/g) 1.00E+04 1.00E+03 1.00E+02 1.00E+01 1.00E+00 ĐC1 Sau tuần TN1 ĐC2 Sau tuần TN2 ĐC3 Sau tuần TN3 ĐC4 Sau tuần Hình 3.20 Mật độ Salmonella trình ủ TN4 Mẫu TN Sau tuần 64 Từ hình 3.20 cho thấy mật độ Salmonella giảm cách rõ rệt đặc biệt mẫu TN3 sau tuần ủ Salmonella bị ức chế hoàn toàn Các vi sinh vật có lợi chế phẩm phát triển lấn át kìm hãm sinh trưởng phát triển nhóm vi sinh gây bệnh Salmonella Điều cho thấy hiệu sử dụng chế phẩm bổ sung chất tốt Bảng 3.24 Mật độ nấm mốc trình ủ, CFU/g Mẫu TN Sau tuân Sau tuân ̀ ̀ Sau tuân ̀ Sau tuân ̀ Sau tuân ̀ ĐC1 x 104 x 103 0 TN1 x 104 x 103 0 ĐC2 x 103 x 102 0 TN2 x 103 x 102 0 ĐC3 x 103 x 102 0 TN3 x 103 x 102 0 ĐC4 x 103 x 102 0 TN4 x 103 x 102 0 Kết từ bảng 3.24 cho thấy sau tuần ủ mẫu thí nghiệm khơng xuất nấm mốc Ở tuần tuần có xuất mốc q trình thao tác đảo trộn lấy mẫu nên bị nhiễm Trong trình ủ, nhiệt độ tăng cao vsv có lợi phát mạnh nên ức chế hoạt động nấm mốc 65 Bảng 3.25 Chỉ số T - colifom F - coliform trình ủ, (MPN/g) Thời Chỉ tiêu ĐC TN1 ĐC TN2 ĐC3 TN3 ĐC4 TN4 gian ủ phân tích T– 1,4 x 1,6 x 3,5 x 4,9 x 5,4 x 4,9 x 3,5 x 3,3 x Sau coliform 105 104 105 103 104 103 104 104 tuần F- 7,9 x 2,4 x 1,4 x 1,3 x 2,6 x 680 2,8 x 3,3 x coliform 104 103 105 103 103 105 104 T– 2,4 x 7x 5,1 x 7,9 x 1,1 x 2,2 x 2,3 x Sau coliform 104 103 104 103 104 104 103 tuần F- 1,7 x 4,6 x 3,5 x 760 7,9 x 1,7 x 450 coliform 103 103 104 T– 1,3 x 23 7,9 x Sau coliform 103 tuần F- 2,3 x coliform 102 T– 4,9 x Sau coliform 102 tuần F- 68 4,5 86 79 54 79 23 54 76 33 13 17 23 2,3 x 33 6,8 x 1,1 x 104 33 103 17 102 17 130 103 103 13 760 2,3 x 102 2,3 x 49 103 4,5 102 5,4 x 7,9 x 6,8 102 102 7,9 x 13 102 coliform T– Sau coliform tuần Fcoliform Từ kêt qua bang 3.25 cho thây, số coliform mẫu thí nghiệm có xu ́ ̉ ̉ ́ hương giam rõ rêt trình ủ đặc biệt mẫu TN số coliform giảm ́ ̉ ̣ từ tuần đầu (T-coliform giảm từ 1,1 x 106 xuống 4,9 x 103 F-coliform giảm từ 2,6 x 105 xuống 680) đông thơi mẫu TN giảm so vơi đôi chưng cua ̀ ̀ ́ ́ ́ ̉ chúng Sau tuân ủ thấy tất mẫu TN coliform bị tiêu diệt ̀ hoàn toàn 66 3.4.3 Hiệu xử lý Bảng 3.26 Kết so sánh mẫu phân lợn ban đầu với mẫu phân sau tuần ủ Chỉ tiêu phân tích Đơn vị pH Mẫu phân Mẫu phân sau ủ trƣớc ủ ĐC3 TN3 - 7,14 7,1 7,1 Mùi - thối mùi khai hết mùi Mùn TS % 20,45 18,25 19,35 Mùn hòa tan % 0,33 9,5 11,2 P tổng số % 0,8 0.6 0.7 N tổng số % 1,36 1,12 1,22 P dễ tiêu mg/100g phân 0,16 0,35 0,45 N dễ tiêu mg/100g phân 0,38 0,42 0,54 Độ ẩm % 68,64 40 40 VSV tổng số hiếu khí CFU/g x 1012 x 107 x 106 VSV tổng số CFU/g x 107 x 104 x 103 Xạ khuẩn CFU/g 0 x 108 Salmonella CFU/g x 104 x 102 Nấm mốc CFU/g 0 T – coliform MPN/g 1,1 x 106 54 F - coliform MPN/g 2,6 x 105 17 kỵ khí Nhận xét: Sau tuần ủ thấy mẫu TN3 đạt hiệu xử lý tốt (giảm hết mùi, độ mùn xốp) nên lấy đại diện mẫu TN3 ĐC3 để phân tích đánh giá hiệu xử lý chất thải rắn chăn nuôi lợn chế phẩm Kết trình bày bảng 3.26 Các vi khuẩn có hại T – coliform, F – coliform Salmonella (Italic) hết toàn mẫu TN3, tiêu phân tích cho kết tốt là: Mùn hòa tan, P tổng số, N tổng số Qua hồn tồn hài lịng chất lượng chế phẩm vi sinh chế tạo chủng xạ khẩn ưa nhiệt 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Đã tuyển chọn chủng xạ khuẩn ưa nhiệt có hoạt tính phân giải xenluloza, tinh bột protein cao, không đối kháng nhau, nghiên cứu đặc điểm sinh học phân loại chủng xạ khuẩn 1.2 Đã nghiên cứu yếu tố dinh dưỡng điều kiện nuôi cấy tối ưu chủng tuyển chọn ( nhiệt độ tối ưu:45°C, pH tối ưu :7, lượng sinh khối enzym tích lũy cao từ 48 đến 60h lên men) 1.3 Các chủng xạ khuẩn tuyển chọn sinh trưởng tốt mơi trường có nguồn cacbon Glucoza nguồn nitơ cao thịt, pepton bột đậu tương, chúng sinh enzym tốt môi trường cacbon CMC, mơi trường có nguồn nitơ (NH ) SO KNO chúng sinh trưởng yếu khơng sinh enzyme 1.4 Các mẫu thí nghiệm bổ sung chế phẩm vi sinh hết hẳn mùi sau tuần, mật độ xạ khuẩn cao lên đến 108 CFU/g, mật độ vi sinh vật gây bệnh salmonella, T – coliform, F – coliform giảm dần hết hẳn sau tuần ủ, chất hữu có phân phân hủy hồn tồn lựa chọn trấu loại chất tốt để bổ sung vào trình xứ lý chất thải rắn chăn nuôi lợn 1.5 Hiệu xử lý chất thải rắn chăn nuôi lợn chế phẩm cao Thời gian phân giải hợp chất hữu nhanh Hàm lượng mùn tổng số, mùn hòa tan, P dễ tiêu N dễ tiêu mẫu TN3 cao xấp xỉ 1,2 lần so với mẫu ĐC3 Kiến nghị Do thời gian có hạn nên chúng tơi dừng lại quy mơ phịng thí nghiệm chưa thể đánh giá hết hiệu chế phẩm Vì tơi xin có số kiến nghị sau: - Cần nghiên cứu thêm yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ xử lý chất thải rắn chăn ni lợn lượng chất bổ sung tối ưu yếu tố vi lượng để đạt hiệu xử lý cao 68 - Ứng dụng chế phẩm vào xử lý chất thải chăn nuôi lợn quy mô pilot triển khai thực tế hộ chăn ni lợn - Có thể sử dụng đại trà chế phẩm để người dân đỡ xúc vấn đề môi trường chăn nuôi, loại bỏ số bệnh gia súc gia cầm - Cần tính tốn chi phí hiệu chế phẩm để có kết tốt - Sử dụng mùn thu sau ủ chế chế phẩm sinh học bón cho trồng, đánh giá hiệu tác động chúng đến sinh trưởng 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO A TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2005), Tập giảng bảo vệ môi trường phát triển chăn nuôi theo hướng bền vững, Hà Nội, tr 45-89 Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2005), Khoa học cơng nghệ nơng nghiệp 20 năm đổi mới, NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội, tr.11-13 Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến (1998), Công nghệ enzyme, NXB Nông nghiệp – Thành phố Hồ Chí Minh, tr 37-85 Tăng Thị Chính (2001), Nghiên cứu vi sinh vật phân giải xenluloza phân hủy rác thải hiếu khí ứng dụng, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Hà Nội tr 234278 Tăng Thị Chính (2007), Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật ứng dụng để xử lý ô nhiễm môi trường, Viện Công Nghệ Môi Trường, Viện KH&CN Việt Nam, tr 156-173 Tăng Thị Chính (2005), Cơng nghệ xử lý chất hữu rác thải sinh hoạt vi sinh vật ưa nhiệt, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị mơi trường tồn quốc 2005, tr 975-987 Tăng Thị Chính, Phan Tuyết Minh, Lê Thanh Xuân, Lý Kim Bảng, Lê Gia Hy , (2001), Đánh giá chất lượng Micromix3 mùn rác xử lý chế phẩm này, Kỷ yếu Viện Công nghệ sinh học, tr 425-433 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2000), Vi sinh vật học, NXB Giáo Dục, tr 53-278 Vũ Thị Minh Đức (2001), Thực tập vi sinh vật học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Lê Đức (2004), Một số phương pháp phân tích mơi trường, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, tr 124-198 11 Hoàng Kim Giao, Bùi Thị Oanh , Đào Lệ Hằng (2008), "Ơ nhiễm mơi trường chăn nuôi gia súc, gia cầm tập trung giải pháp khắc phục", Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, tr 5-10 70 12 Hồ Thị Kim Hoa, Lê Thanh Hiền, Trần Thị Dân (2005), "Tình hình quản lý chất thải chăn ni số huyện TP.Hồ Chí Minh tỉnh lân cận", Tạp chí chăn ni số 1, tr 33-57 13 Đặng Minh Hằng (1999), Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh tổng hợp xenluloza số chủng vi sinh vật để xử lý rác, Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, tr 333-339 14 Nguyê n Thị Hoa Ly (1994), Nghiên cưu cac chỉ tiêu nhiêm bân cua chât thai ̃ ́ ́ ́ ̃ ̉ ̉ ́ ̉ chăn nuôi heo tâp trung va ap dung môt sô biên phap xư lí ̣ ̀ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̉ , Luân an tiên sy ̣ ́ ́ ́ ̃ khoa hoc Nông Nghiêp, Đai học Nông Lâm TP Hô Chí Minh, tr 123-214 ̣ ̣ ̣ ̀ 15 Nguyễn Thị Hoa Lý (2005), "Một số vấn đề liên quan đến việc xử lý nước thải chăn nuôi", Tạp chí khoa học nơng nghiệp, số 5, tr 7-12 16 Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, trồng, (2005), NXB Nông nghiệp 17 Trịnh Quang Tuyên (2011), "Một số giải pháp xử lý phân nước thải nhằm giảm ô nhiễm môi trường chăn nuôi lợn trang trại tập trung", Tạp chí khoa học cơng nghê chăn nuôi - Bộ Nông nghiệp, số 28, tr 55-70 18 Trần Linh Thước, (2005), Phương pháp phân tích vi sinh vật nước, thực phẩm mĩ phẩm, NXB Giáo dục 19 Tổng cục thống kê (2010), Niên giám thống kê 2010, NXB thống kê, tr 34-87 20 TCVN 4884(2005), Phương pháp định lượng vi sinh vật đĩa thạch, Kỹ thuật đếm khuẩn lạc 30oC 21 TCVN 4829(2005), Phương pháp phát Salmonella đĩa thạch 22 TCVN 4882(2007), Phương pháp phát định lượng Coliform, Kỹ thuật đếm số có xác suất lớn 23 Viện chăn nuôi (2006), Điều tra đánh giá trạng môi trường chăn nuôi, Hà Nội, tr 45-63 24 Lê Thị Xuân, Phan Thị Tuyết Minh, Trần Hà Ninh, Tăng Thị Chính (2005), "Phân lập tuyển chọn chủng xạ khuẩn ưa nhiệt sinh tổng hợp xenllulaza cao", 71 Báo cáo khoa học, Hội nghị toàn quốc, Nghiên cứu khoa học sống, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, tr 872- 879 B TÀI LIỆU TIẾNG ANH 25 Bernfeld, A P (1955), Methods in Enzymology, pp 149-158 26 Bergey (1986), Manual of determination of bacteriaAcademic pressinc, London and New York, pp 345-389 27 Williams Wilkins(1989), Bergeỵ's Manual of Systematic Bacteriology Vol.2, Vol.3, Vol.4, pp 123-244 28 Goshi, Sumby, Paul, & Margaret C.M Smith (2002), Genetics of the phage growth limitation (Pgl) system of Streptomyces coelicolor A3 (2) Molecular Microbiology 44, pp 489-500 29 HeshamM Abdulla (2007), “ Enhancement of rice straw compostinh by lignocelluloselytic Actinomyces strain”, Int J Agriculture & biology (1), pp 106-109 30 Hroiss, K Swardial, O Novak (1992), Alkalophylic microorganisms- a new microbial woeld, Japan Sci Press, Tokyo, Spinger-Vertag, New York, pp 45-78 31 Shirling E B and D Gottlieb (1966), Cooperattive description of type cuiture of Streptomyces species, Inter J Syc Bacteriol 19(4), pp 391- 512 32 Sheela Srivastava, P.S.Srivastava (2003), Understanding Bacteria, Springer, pp 89-245 33 Shirling, D Gottlieb (1960), Methods for characterization of Streptomyces species, inter J Syc Bacteriol 1b(3), pp 313-340 34 Mandel, M Andreotti R and Roche C.(1996), Enzymatic conversion of cellulosis material, Techn and Appl, New York, 21, pp.79-85 35 Nonomura (1974), Key for classification and identification of 458 species of the Streptomyces includeci ISP, Ferment Technol, pp 234-356 36 Spirodanov, A.N and Wilson, D.B (1998), Regulation of biosynthes of invidual cellulases in Thermomonospora fusca, Bacteriology, 180(14), pp 3529-3552 72 37 Waskman S A, Codon T C, Hulpoi H (1939), Influence of temperature upon the microbiological population and decomposition process in compost of stable manure, Soil Sci, pp 83-114 C TÀI LIỆU INTERNET 38 http://thuviensinhhoc.com 39 http://www.dardqnam.gov.vn 40 http://www.scribd.com 73 PHỤ LỤC Thành phần môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật 1.1 Môi trƣờng Czapek 1.2 Môi trƣờng MPA NaNO3 3,5g Cao thịt 3g K2HPO4 1,5g Pepton 5g MgSO4 0,5g NaCl 5g KCl 0,5g Thạch 20g FeSO4 0,01g Nước máy 1000ml Đường kính 30g Thạch 20g Nước máy 1000ml 1.3 Môi trƣờng Gause1 1.4.Môi trƣờng phân lập Salmonella Tinh bột tan 20g Cao thịt 5g K2HPO4 0,5g Peptone 5g MgSO4.7H2O 0,5g Lactose 10g KNO3 1g Bile salts (rỉ đường) 8,5g NaCl 0,5g CH3COONa 8,5g FeSO4 0,01g Na2S2O3 8,5g Thạch 20g Ferric citrcite 1g Nước máy 1000ml Beilliant green 0,33mg Neutral red (phenol đỏ) 25mg Thạch Nước máy 1.5 Môi trƣờng tinh bột 20g 1000ml 1.6 Môi trƣờng xenluloza Thạch 20g (NH4)2HPO4 15g Tinh bột 20g KH2PO4 0,5g Pepton 7g MgSO4 0,4g NaCl 0,5g NaCl 0,1g Nước 1000ml FeSO4 Vết MnSO4 Vết 74 Bột giấy Thạch 20g Nước cất 1000ml pH 1.7 Môi trƣờng ISP6 2g 7-7,2 1.8 Môi trƣờng ISP4 Bacto tripton 15g Tinh bột tan 10g Proteose pepton 5g K2HPO4 1g Amonium xitrat sắt 1g (NH4)2SO4.7H2O 2g K2HPO4 1g MgSO4.7H2O 1g CaCO3 2g pH 7,0-7,2 1.9 Môi trƣờng ISP1 Bacto-tripton 5g Cao nấm men 3g 1.10 Môi trƣờng phân lập E coli Coliform Nước thịt peptone (Môi trường MPB) 1000ml Lactoza (glucoza) 10g Chỉ thị phenol đỏ 75ml Nước cất 2000ml Phân bố 4,5ml vào ống nghiệm có đặt sẵn ống Durhan khử 1210C 20 phút Cách pha thị phenol đỏ Phenol đỏ 0,2g NaOH 6,3g Nước cất 1000ml Dung dịch đệm - Dung dịch A: Na2HPO4.2H2O Nước cất lần - Dung dịch B: KH2PO4 Nước cất lần 11,876g 1000ml 9,75g 1000ml ... Để giải vấn đề chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu tuyển chọn số chủng xạ khuẩn ưa nhiệt để tạo chế phẩm vi sinh vật dùng cho xử lý chất thải chăn nuôi lợn? ?? Mục tiêu nghiên cứu: Tuyển chọn số chủng xạ khuẩn. .. chủng xạ khuẩn tuyển chọn - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng lên sinh trưởng sinh tổng hợp enzym chủng xạ khuẩn tuyển chọn - Sử dụng chế phẩm vi sinh để xử lý phân lợn qua đánh giá khả xử lý chế phẩm. .. hợp cho sinh trưởng vi sinh vật trùng với nhiệt độ thích hợp cho sinh tổng hợp enzym xenlulaza chúng Như chủng vi sinh vật tuyển chọn thuộc nhóm vi sinh vật ưa nhiệt Các chủng vi sinh vật có nhiệt