Nghiên cứu diễn thế sinh thái và vi sinh vật chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN XUÂN NAM NGHIÊN CỨU DIỄN THẾ SINH THÁI VÀ VI SINH VẬT CHUYỂN HÓA BÃ MÍA THÀNH MÙN HỮU CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC HÀ NỘI, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN XUÂN NAM NGHIÊN CỨU DIỄN THẾ SINH THÁI VÀ VI SINH VẬT CHUYỂN HÓA BÃ MÍA THÀNH MÙN HỮU CƠ Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung HÀ NỘI, 2015 i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài, em nhận nhiều giúp đỡ, bảo đóng góp ý kiến quý báu từ thầy cô giáo, gia đình, bạn bè đồng nghiệp Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung, người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình đồng hành giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo khoa Sinh - Kĩ thuật nông nghiệp, trường Đại học Sư phạm Hà Nội quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành đề tài Em xin cảm ơn tất anh, chị bạn nghiên cứu, học tập phòng thí nghiệm Bộ môn Vi sinh, khoa Sinh - Kĩ thuật nông nghiệp, trường Đại học Sư phạm Hà Nội giúp đỡ có ý kiến đóng góp cho em thời gian qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn yêu thương tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, khích lệ tạo điều kiện cho em trình thực đề tài Trong trình thực tránh khỏi thiếu sót, em kính mong thầy cô giáo bạn đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 07 năm 2015 Học viên Nguyễn Xuân Nam ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả Nguyễn Xuân Nam iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BG : Bột giấy CFU : Colony-forming unit CMC : Cacboxyl Methyl Cellulose dd : dung dịch G : gram KL : khuẩn lạc NM : Nấm men NS : Nấm sợi RBBR : Remazol Brilliant Blue R 10 VK : Vi khuẩn 11 VSV : Vi sinh vật 12 XK : xạ khuẩn iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học luận văn Những đóng góp luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Diễn sinh thái mùn hữu 1.1.1 Diễn sinh thái 1.1.2 Mùn hữu 1.2 Vi sinh vật tham gia chuyển hóa bã mía thành mùn hữu 1.2.1 Vi khuẩn 1.2.2 Vi nấm 1.2.3 Xạ khuẩn 1.3 Tổng quan bã mía 1.3.1 Tình hình nghiên cứu phân giải bã mía 1.3.2 Thành phần cấu trúc bã mía 10 1.3.3 Ứng dụng bã mía sau xử lý 17 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tượng môi trường nghiên cứu 19 v 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.1.2 Môi trường nghiên cứu hóa chất 19 2.2 Thuốc thử thiết bị 20 2.2.1 Thuốc thử 20 2.2.2 Thiết bị 20 2.3 Phương pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Phương pháp xác định độ ẩm tuyệt đối bã mía 20 2.3.2 Tạo khối ủ từ bã mía 21 2.3.3 Phương pháp vi sinh vật 23 2.3.4 Phương pháp toán học thống kê xử lý số liệu 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Diễn sinh thái khối ủ bã mía trình mùn hóa 31 3.1.1 Sự thay đổi trạng thái bã mía trình mùn hóa 32 3.1.2 Sự thay đổi nhiêt độ khối ủ bã mía thí nghiệm đối chứng 37 3.1.3 Sự thay đổi khối lượng khối ủ bã mía thí nghiệm đối chứng 38 3.2 Vi sinh vật phân lập từ trình mùn hóa bã mía 41 3.3 Khảo sát hoạt tính sinh enzyme ngoại bào đối kháng vi sinh vật tuyển chọn 44 3.3.1 Khảo sát khả sinh enzyme ngoại bào chủng VSV có hoạt tính 44 3.3.2 Đặc điểm hình thái chủng VSV tuyển chọn 49 3.3.3 Tính đối kháng chủng VSV tuyển chọn 53 3.4 Đánh giá khả phân giải bã mía thành mùn hữu 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 62 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học bã mía 11 Bảng Môi trường phân lập nuôi cấy VSV 19 Bảng 2 Thành phần môi trường thử hoạt tính enzyme ngoại bào 19 Bảng Các khối ủ tỉ lệ thành phần phối trộn khối ủ bã mía 22 Bảng Lượng VSV bổ sung vào chất 29 Bảng 3.1 Sự thay đổi trạng thái khối ủ bã mía (Đ) (T) 32 Bảng Sự thay đổi độ mủn bã mía khối ủ 36 Bảng 3.3 Vi sinh vật phân lập khối ủ đối chứng thí nghiệm (Đ T) 42 Bảng Khảo sát khả sinh enzyme ngoại bào chủng VSV có hoạt tính 44 Bảng 3.5 Bảng tỷ lệ VSV có hoạt tính enzyme ngoại bào 46 Bảng Một số đặc điểm hình thái chủng tuyển chọn 49 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lập thể cellulose 11 Hình 1.2 Cấu trúc hemicellulose 14 Hình 1.3 Các đơn vị lignin 15 Hình 1.4 Cấu trúc lignin 16 Hình Khối ủ bã mía thùng xốp bắt đầu ủ 31 Hình Khối ủ bã mía thùng xốp ngày thứ 56 31 Hình 3.3 Biến thiên nhiệt độ khối ủ bã mía (Đ T) 37 Hình 3.4 Biến thiên khối lượng khối ủ bã mía (Đ T) 70 ngày 39 Hình 3.5 Các khuẩn lạc VSV phân lập từ khối ủ (T) 43 Hình 3.6 Hoạt tính enzyme ngoại bào số chủng vi sinh vật tuyển chọn từ khối ủ bã mía 47 Hình 3.7 Khảo sát hoạt tính enzyme ngoại bào VSV môi trường chứa xylan 48 Hình Hình thái chủng Bacillus TV12 51 Hình Hình thái chủng Trichoderma TM11 52 Hình 10 Hình thái chủng Streptomyces TX4 53 Hình 3.11 Kết kiểm tra tính đối kháng chủng VSV tuyển chọn 54 Hình 3.12 Trồng rau Dền đất ruộng trộn mùn bã mía bổ sung chủng Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 55 Hình 3.13 So sánh chiều cao rau Dền sau 168h 56 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Hiện nay, vấn đề môi trường hầu hết quốc gia giới đặc biệt trọng Ô nhiễm môi trường ngày trở lên trầm trọng, kéo theo thiên tai biến động ảnh hưởng tới môi trường sinh thái Một nguồn thải gây ô nhiễm môi trường chất thải khó phân hủy môi trường tự nhiên Trong đó, phế phụ phẩm công nghiệp, nông nghiệp vấn đề đặc biệt quan tâm Mía công nghiệp lấy đường quan trọng ngành công nghiệp đường Tính đến cuối năm 2012, tổng diện tích trồng mía toàn giới đạt gần 26,1 triệu tổng sản lượng mía thu hoạch đạt 1,83 tỷ Lượng bã mía thải ước tính chiếm 30% lượng mía đem ép [12] Nguồn bã mía không xử lý đem lại nguy khổng lồ lượng phế phụ phẩm gây ô nhiễm môi trường [17] Trên giới, nhiều công trình khoa học nghiên cứu enzyme phân hủy cellulose Michel Warzywoda et al (1992) [35], Rabinovich M L et al (2002) [30] Sau công trình ứng dụng để xử lý phế phụ phẩm (mùn cưa, trấu, rơm rạ số nguyên liệu khác) thành phân bón hữu Nakasaki K.(2011) [29] Ở Việt Nam, năm gần đây, vấn đề xử lý bã mía, rơm rạ sau thu hoạch nhận nhiều quan tâm nhà khoa học Lê Văn Tri (2000) [21], Khưu Phương Yến Anh (2010) [1], Phạm Thị Thanh Nhàn (2014) [11] Tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu đầy đủ diễn sinh thái khu hệ vi sinh vật tham gia chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ, góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn phế phụ phẩm công nghiệp, nông nghiệp Chính vậy, thực đề tài: “Nghiên cứu diễn sinh thái vi sinh vật chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ” 51 Qua bảng 3.6, hình 3.8, 3.9, 3.10, kết hình thái khuẩn lạc hình thái hiển vi nhận thấy: Chủng IITV12 có đặc điểm dạng trực khuẩn, có nội bào tử hình bầu dục, có bề mặt khuẩn lạc dẹt, nhão Mép khuẩn lạc tạo thành tia xung quanh bắt màu G+ Theo khóa phân loại Bergey’s (1989) [32] mô tả đặc điểm VSV Nguyễn Lân Dũng [4], sơ định loại chủng IITV12 Bacillus TV12 (sau 24 giờ) (sau 48 giờ) (nhuộm đơn) (nhuộm Gram) Hình Hình thái chủng Bacillus TV12 Chủng IIITM11 có đặc điểm dạng sợi ống kéo dài tơ mảnh, khuẩn lạc phát triển tạo thành đường tròn đồng tâm Giá sinh bào tử phân nhánh vòng, cuối nhóm phát triển thành khối tròn mang bào tử Đầu sợi nấm phân nhánh tạo thành hình thể bình rõ rệt đầu đính bào tử trần Theo khóa phân loại Bergey’s (1989) [32] mô tả đặc điểm VSV Nguyễn Liên Hoa, Nguyễn Lân Dũng (2006) [6], sơ định loại chủng IIITM11 Trichoderma TM11 52 (sau 24h) (sau 48h) (x100) (nhuộm đơn x1000) Hình Hình thái chủng Trichoderma TM11 Chủng IIITX4 có đặc điểm hệ sợi sinh dưỡng phân nhánh nhiều lần, bị đứt đoạn, khuẩn ty khí sinh tạo nhiều chuỗi bào tử Bào tử khả di động Các khuẩn lạc lúc đầu trơn nhẵn, sau khuẩn ty phát triển mạnh xung quanh Có khả sinh sắc tố khuếch tán môi trường Theo khóa phân loại Bergey’s (1989) [32] mô tả đặc điểm VSV Nguyễn Lân Dũng (2006) [4], sơ định loại chủng IIITX4 Streptomyces TX4 53 B (Khuẩn lạc Streptomyces TX4) A (Sau 72 giờ) C (CFU Streptomyces TX4 24h) D (Hệ sợi khí sinh bào tử xoắn Streptomyces TX4) Hình 10 Hình thái chủng Streptomyces TX4 Sơ phân loại 03 chủng VSV: Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 có khả phân giải cellulose mạnh 3.3.3 Tính đối kháng chủng VSV tuyển chọn Để đánh giá khả phân giải bã mía thực tế chủng VSV có hoạt tính enzyme ngoại bào mô tả tập hợp VSV tuyển chọn, tiến hành kiểm tra tính đối kháng chủng phương pháp cấy chữ thập (đối với chủng vi khuẩn) phương pháp khối thạch (đối với chủng xạ khuẩn) Kết cho thấy 03 chủng VSV tuyển chọn không đối kháng 54 A B C D E F Hình 3.11 Kết kiểm tra tính đối kháng chủng VSV tuyển chọn A, B - tính đối kháng chủng Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 C, D - tính đối kháng chủng Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 E, F - tính đối kháng chủng Trichoderma TM11, Bacillus TV12 55 Hình 3.11, thể chủng VSV tuyển chọn không đối kháng nhau, phát triển khối ủ, phù hợp để đưa vào thử nghiệm với khối ủ bã mía thử nghiệm Ba chủng: Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 tuyển chọn có khả sinh enzyme ngoại bào cao, tính đối kháng môi trường sinh trưởng sử dụng khối ủ xử lý bã mía 3.4 Đánh giá khả phân giải bã mía thành mùn hữu Sau tiến hành nghiên cứu diễn sinh thái đánh giá hoạt tính sinh enzyme ngoại bào chủng Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 Chúng tiến hành đánh giá khả phân giải bã mía khối ủ theo phương pháp 2.3.3.7 có bổ sung thêm chủng Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 theo tỷ lệ bảng 2.4 Kết thí nghiệm dẫn hình 3.12 3.13 A (trước trồng) B (sau 168h) Đất ruộng (trái) – Đất trộn mùn (phải) Đất ruộng (trái) – Đất trộn mùn (phải) Hình 3.12 Trồng rau Dền đất ruộng trộn mùn bã mía bổ sung chủng Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 Qua hình 3.12 3.13, đánh giá khả nẩy mầm sinh trưởng mẫu đất có bổ sung mùn sớm nảy mầm hơn, tỷ lệ nẩy mầm cao Ở mẫu đất bổ sung mùn, sau 168h hầu hết hạt mầm nẩy mầm sinh 56 trưởng Ở mẫu đất không bổ sung mùn, hạt mầm nảy mầm muộn hơn, phát triển chậm Về kích thước, sau 168h mẫu mẫu đất có bổ sung mùn bã mía đạt kích thước  7cm (bên phải hình 3.13) Kích thước mẫu mẫu đất không bổ sung mùn phát triển chậm đạt  4cm Hình 3.13 So sánh chiều cao rau Dền sau 168h Sản phẩm mùn hữu lấy từ khối ủ bã mía bổ sung chủng, Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11, trình phân giải cho khả cung cấp nguồn dinh dưỡng từ mùn ủ thử nghiệm cao giúp rau Dền (Amaranthus tricolor) sinh trưởng mạnh so với không bổ sung 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Trong thời gian 70 ngày ủ, trình mùn hóa bã mía nhờ sinh trưởng, phát triển VSV phân hủy làm thay đổi trạng thái, nhiệt độ, khối lượng khối ủ thí nghiệm, có bổ sung hàm lượng nitơ vô (ammonium nitrate) 92,9g/10kg so với khối ủ không bổ sung diễn nhanh hơn, làm nhiệt độ cao hơn, khối lượng giảm nhiều Quá trình mùn hóa khối ủ bã mía chia thành giai đoạn: giai đoạn khởi đầu, giai đoạn tăng nhiệt, giai đoạn giảm nhiệt giai đoạn phân hủy Như vậy, trình mùn hóa bã mía thuộc kiểu diễn phân hủy 1.2 Hệ VSV tham gia vào trình mùn hóa bã mía đa dạng phong phú nhiều chủng loại với số lượng lớn Phân lập 83 chủng VSV có 37 chủng vi khuẩn (chiếm 44,57%), 28 chủng nấm sợi (chiếm 33,74%), 15 chủng xạ khuẩn (chiếm 18,08%), chủng nấm men (chiếm 3,61%) 1.3 Ba chủng: Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11 tuyển chọn có khả sinh enzyme ngoại bào cao, tính đối kháng môi trường sinh trưởng sử dụng khối ủ xử lý bã mía 1.4 Sản phẩm mùn hữu lấy từ khối ủ bã mía bổ sung chủng: Bacillus TV12, Streptomyces TX4, Trichoderma TM11, trình phân giải cho khả cung cấp nguồn dinh dưỡng từ mùn ủ thử nghiệm cao giúp rau Dền (Amaranthus tricolor) sinh trưởng mạnh so với đất không bổ sung mùn thử nghiệm Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu sâu vi sinh vật chuyển hóa bã mía thành mùn nhằm ứng dụng xử lý bã mía quy mô công nghiệp 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Khưu Phương Yến Anh (2010), Phân lập số chủng nấm sợi có khả chuyển hóa rơm rạ từ lúa làm phân hữu trồng trọt, Luận văn ThS, Trường đại học An Giang [2] Tăng Thị Chính (2001), Nghiên cứu vi sinh vật phân giải cellulase phân hủy rác thải hiếu khí ứng dụng Tóm tắt luận án TS, Viện khoa học công nghê, Trung tâm HTN CNQG [3] Trần Văn Chính (2006), Giáo trình thổ nhưỡng học, Nxb Nông nghiệp [4] Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Nữ Kim Thảo (15/02/2006), Các nhóm vi khuẩn chủ yếu, Vietsciences [5] Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2000), Vi sinh vật học, Nxb Giáo Dục Hà Nội [6] Nguyễn Liên Hoa, Nguyễn Lân Dũng, Lê Hoàng Yến, Nguyễn Văn Bắc (04/07/2006), Nấm sợi, Vietsciences [7] Đặng Minh Hằng (2002), Nghiên cứu công nghệ sử dụng số vi sinh vật ưa ấm ưa nhiệt vào trình xử lý mía, Luận án TS kỹ thuật 2.11.18, Đại học Bách khoa Hà Nội [8] Mai Thị Hằng, Đinh Thị Kim Nhung, Vương Trong Hào (2011), Thực hành vi sinh vật, Nxb Đại học Sư phạm [9] Lê Thị Hiền cs (2014), “Phân lập tuyển chọn chủng xạ khuẩn (Streptomyces spp.) đối kháng nấm bệnh cây”, Tạp chí Khoa học phát triển, 12(5), tr 656-664 [10] Nguyễn Thái Huy, Nguyễn Mai Hương, Lê Thị Ngọc Thúy (2009), “Nghiên cứu sản xuất giá thể trồng rau, hoa, cảnh từ vỏ cà phê bã mía”, Hội thảo Quốc gia khoa học trồng lần thứ nhất, tr 813817 59 [11] Phạm Thị Thanh Nhàn (2014), Nghiên cứu diễn sinh thái đặc điểm sinh học vi sinh vật tham gia trình chuyển hóa rơm rạ thành mùn hữu cơ, Luận văn ThS, Đại Học Sư Phạm Hà Nội [12] Phạm Lê Duy Nhân (2014), “Báo cáo ngành mía đường”, Fpt Securities [13] Phạm Thị Huyền Nhung (2012), Phân lập tuyển chọn nấm mốc sinh enzyme họ GH61 hỗ trợ thủy phân lignocellulose, Trường đại học Khoa học tự nhiên [14] Lê Hồng Phú (2003), Nghiên cứu sinh tổng hợp Enzyme Pectinase Cellulase từ Aspergillus niger ứng dụng để xử lý vỏ cà phê sản xuất phân hữu cơ, Luận văn ThS, Đại học Khoa học Tự Nhiên Tp HCM [15] Trần Thị ngọc Sơn (2011), “Hiệu phân hữu phân vi sinh sản xuất lúa trồng cạn đồng sông Cửu Long”, Hội thảo Đại học Mở HCM, 09/06/2011 [16] Vũ Trung Tạng (2000), Cơ sở sinh thái học, Nxb Giáo dục Hà Nội [17] Nguyễn Xuân Thành (2011), Giáo trình công nghệ sinh học xử lý môi trường, Nxb Lao động - Xã hội [18] Trần Thị Thanh Thuần (2009), “Nghiên cứu enzyme cellulase pectinase từ chủng Trichoderma viride aspergillus niger nhằm xử lý nhanh vỏ cà phê, Science & Technology Development, Vol 12, No.13 [19] Nguyễn Minh Tùng (2009), “Nghiên cứu công nghệ làm phân vi sinh từ bã mía Thiết kế chế tạo thiết bị nghiền bã mía suất 500kg/h dây truyền làm phân vi sinh”, Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN, 174-09 RD/HĐ-KHCN, Bộ Công thương [20] Hồ Sĩ Tráng (2003), Cơ sở hóa học gỗ xenluloza, tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật [21] Lê Văn Tri (2000), Phân phức hợp hữu vi sinh, Nxb Nông Nghiệp 60 [22] Trịnh Thị Kim Vân (2010), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzim để sản xuất ứng dụng chức xylo-oligosacarit từ phế liệu giàu xylan, Luận văn ThS, Viện Công nghệ thực phẩm TIẾNG ANH [23] Boerjan W., Ralph J., Baucher M (2003), "Lignin bios", Ann Rev Plant Biol, 54 (1), tr 519–549 [24] Christakopoulos P., Katapodis P., Kalogeris E., Kekos D., Macris B.J Stamatis, H., & Skaltsa H (2003), “Antimicrobial activity of acidic xylooligosaccharides produced by family 10 and 11 endoxylanases”, International Journal of Biological Macromolecules, Vol.31, Issues 4-5, 171-175 [25] Fengel D & Wegener G (1989), Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions, Walter de Gruyter Press, 155-158 [26] Roshan Kumar and Kumar Saurav (2014), “Bioprospecting of actinomycetes and its diversity in various environments”, Current Discovery, 3(1), 16-32 [27] Martone Pt; Estevez Jm; Lu F; Ruel K; Denny Mw; Somerville C; Ralph J (2009), "Discovery of Lignin in Seaweed Reveals Convergent Evolution of Cell-Wall Architecture", Current biology, CB 19 (2), 169–75 [28] Nakasaki K and Marui T (2011), “Progress of organic matter degradation and maturity of compost produced in a large-scale composting facility”, Waste Management & Research, 26(6), 574-581 [29] Nakasaki K., Ohtaki A., Takemoto M., Fujiwara S (2011), “Production of well-matured compost from night-soil sludge by an extremely short period of thermophilic composting”, Waste Management Res, 31(3), 495 - 501 [30] Rabinovich M L et al (2002), “Microbial Cellulases”, Applied Biochemistry and Microbiology, Vol.38, No.4, 305 - 321 61 [31] Slavin JL, Brauer PM, Marlett JA (1981), “Neutral detergent fiber, hemicellulose and cellulose digestibility in human subjects”, The Journal of Nutrition, 111 (2), 287– 97 [32] Stanley T Williams, M E Sharpe, J G Holt (1989), “Bergey’s Mannual of Systematic bacteriology”, Williams & Wilkins, 4, 24522492 [33] Thomas W Jeffries (1994), “Biodegradation of lignin and hemicelluloses”, Biochemistry of Microbial Degradation, 233-277 [34] United States, Department of Agriculture (2000), “Part 637 Environmental engineering national engineering handbook, Chapter 2: Composting”, Natural Resources Conversation Service, 1-67 [35] Michel Warzywoda, Elisabeth Larbre, Jacques Pourquié (1992), “Production and characterization of cellulolytic enzymes from Trichoderma reesei grown on various carbon sources”, Bioresource Technology Volume 39, Issue 2, Pages 125 - 130 TRANG WEB [36] http://www.agronomy.ksu.edu, “Use of the Carbon:Nitrogen Ratio”, Soil, Argon 305 [37] http://caab.ctu.edu.vn/csd/index.php/khuy-n-nong/hu-ng-d-n-k-thut/150-vai-tro-c-a-ch-t-mun-h-u-co-trong-s-n-xu-t-nong-nghi-p [38] http://www.vietlinh.vn/library/materials_equipment/bamia.asp [39] http://voer.edu.vn/m/su-phan-bo-cua-vi-sinh-vat-trong-moi-truong-tunhien/80ca8bd8 62 PHỤ LỤC Phụ lục 3.1 Bảng giá trị nhiệt độ trung bình môi trường khối ủ 70 ngày Ngày tº (ºC) T (ºC) Đ (ºC) Ngày tº (ºC) T (ºC) Đ (ºC) 20 20 20 36 19 33.2 29.9 20 22.5 21.2 37 19 32.4 30.5 19 25.7 25.3 38 18 31.1 28.2 18 30.3 29.1 39 21 33.5 30.6 19 35.5 34.7 40 23 36.7 32.7 20 44.2 45.2 41 25 37.2 35.2 19 52.1 47.7 42 28 38.4 36.3 17 46.3 51.2 43 26 41.2 37.1 19 45.5 44.3 44 27 37.5 38.4 10 20 47.7 42.3 45 29 36.7 35.3 11 21 46.4 43.7 46 31 37.2 33.2 12 24 41.8 42.5 47 29 35.5 32.1 13 25 39.7 41.1 48 28 33.6 34.2 14 27 39.1 37.2 49 27 34.2 31.3 15 27 36.3 35.6 50 23 32.2 29.4 16 26 35.5 34.5 51 23 34.6 31.3 17 23 34.2 32.1 52 24 36.5 33.4 18 23 32.4 30.4 53 25 34.4 35.2 19 24 33.6 32.3 54 25 32.5 34.1 20 20 34.2 28.5 55 26 34.7 35.5 21 19 33.3 30.7 56 27 36.3 32.4 22 20 34.5 29.7 57 29 33.4 30.1 23 20 33.2 28.5 58 30 35.7 32.3 24 22 34.1 30.8 59 30 36.2 33.5 25 23 35.3 32.7 60 32 37.8 35.1 63 26 26 36.7 34.6 61 34 41.1 38.4 27 27 35.2 36.5 62 33 38.3 36.2 28 30 37.1 35.2 63 29 37.2 35.7 29 29 35.5 32.8 64 28 35.4 33.4 30 32 39.7 36.3 65 27 33.7 34.2 31 31 37.3 34.4 66 29 34.3 31.5 32 30 35.4 33.7 67 31 36.2 32.7 33 29 33.2 34.3 68 32 37.7 35.4 34 25 34.5 31.7 69 28 35.2 33.6 35 20 31.9 29.5 70 30 32.6 30.9 tº: Nhiệt độ TB hàng ngày T: Nhiệt độ TB khối ủ thí nghiệm Đ: Nhiệt độ TB khối ủ đối chứng Phụ lục 3.2 Bảng khối lượng khối ủ 70 ngày Thời gian T khối ủ thí nghiệm Đ khối ủ đối chứng (ngày) (kg) (kg) 13.08 13.08 12.78 12.8 14 12.28 12.4 21 11.48 11.8 28 10.4 10.8 35 9.6 10.2 42 9.1 9.6 49 8.6 9.3 56 8.2 9.05 63 7.7 8.65 70 7.48 8.38 64 Phụ lục 3.3 Một số chủng VSV phân lập khối ủ bã mía 65 Phụ lục 3.4 Hoạt tính enzyme ngoại bào số chủng VSV CMC BG Xylan [...]... nghiên cứu Nghiên cứu diễn thế sinh thái và nhóm vi sinh vật tham gia quá trình chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ sử dụng trồng cây 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Diễn thế sinh thái của khối ủ bã mía trong quá trình mùn hóa 3.2 Phân lập vi sinh vật từ quá trình mùn hóa bã mía 3.3 Khảo sát hoạt tính sinh enzyme ngoại bào và sự đối kháng của vi sinh vật tuyển chọn 3.4 Đánh giá khả năng phân giải bã mía thành. .. mùn hữu cơ 4 Ý nghĩa khoa học của luận văn 4.1 Ý nghĩa khoa học Cung cấp dẫn liệu khoa học làm sáng tỏ mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật trong quá trình chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Trên cơ sở nghiên cứu diễn thế sinh thái khối ủ bã mía chuyển thành mùn hữu cơ sử dụng cho vi c trồng cây 5 Những đóng góp mới của luận văn Khảo sát được diễn thế sinh thái của các nhóm vi. .. LIỆU 1.1 Diễn thế sinh thái và mùn hữu cơ 1.1.1 Diễn thế sinh thái Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã Trong hệ sinh thái, các sinh vật luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo nên một hệ thống sinh học hoàn chỉnh và tương đối ổn định Trong hệ sinh thái, trao đổi chất và năng lượng giữa các sinh vật trong nội bộ quần xã và giữa... [37] 6 1.2 Vi sinh vật tham gia chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ Vi sinh vật không phải là một nhóm phân loại trong sinh giới mà là bao gồm tất cả các sinh vật có kích thước hiển vi, không thấy rõ được bằng mắt thường, do đó phải sử dụng kính hiển vi thường hoặc kính hiển vi điện tử Ngoài ra muốn nghiên cứu vi sinh vật người ta phải sử dụng tới phương pháp nuôi cấy vô khuẩn Phần lớn vi sinh vật thuộc... hàng nghìn loài sinh vật mới được phát hiện, trong đó có không ít loài vi sinh vật có mặt ở Vi t Nam [5] Trong đó, nhiều loài vi sinh vật tham gia chuyển hóa bã mía thành mùn hữu cơ khi có enzyme ngoại bào phân hủy các thành phần có trong bã mía như vi khuẩn, vi nấm, xạ khuẩn 1.2.1 Vi khuẩn Đây là các vi khuẩn hiếu khí, hoạt động tối ưu trong phạm vi pH 6 7,5 Chúng có thể thuộc nhóm vi khuẩn ưa lạnh,... lá mía bằng VSV của Đặng Minh Hằng (2002) [7] Hay công trình nghiên cứu nghiền nhỏ bã mía với công xuất lớn của Nguyễn Minh Tùng (2009) [19] trong dây truyền làm phân vi sinh Hiện nay, chưa có công trình nghiên cứu về nhóm vi sinh vật cùng tham gia phân giải bã mía thành mùn hữu cơ Bởi vậy, nghiên cứu khu hệ sinh vật phân giải bã mía là vấn đề cần thiết nhằm đưa ra giải pháp xử lý nguồn năng lượng sinh. .. TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và môi trường nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng: các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải bã mía, phân lập từ khối ủ bã mía Phạm vi nghiên cứu: khối ủ bã mía 2.1.2 Môi trường nghiên cứu và hóa chất Bảng 2 1 Môi trường phân lập và nuôi cấy VSV [8] Gause I (g/l) Czapek Dox (g/l) Hanxen(g/l) MPA (g/l) (xạ khuẩn) (nấm sợi) (nấm men) (vi khuẩn) Tinh... ủ và tỉ lệ thành phần phối trộn trong khối ủ bã mía STT Khối ủ 1 Đ 2 T Tỉ lệ thành phần 10kg bã mía + 1,5kg đất đồng ruộng + 11 lít nước 10kg bã mía + 1,5kg đất đồng ruộng + 11 lít nước + 92,9g NH4NO3 23 2.3.3 Phương pháp vi sinh vật 2.3.3.1 Nghiên cứu diễn thế sinh thái của khối ủ bã mía trong quá trình mùn hóa Theo dõi các khối ủ trong vòng 70 ngày với các thông số sau: Đặc điểm hình thái của bã mía. .. ba nhóm Cổ khuẩn, Vi khuẩn và Nguyên sinh Trong giới Nấm, thì nấm men, nấm sợi và dạng sợi của mọi nấm lớn đều được coi là vi sinh vật Như vậy là vi sinh vật không có mặt trong hai giới Động vật và Thực vật Người ta ước tính trong số 1,5 triệu loài sinh vật có khoảng 200000 loài vi sinh vật (100000 loài động vật nguyên sinh và tảo, 90000 loài nấm, 2500 loài vi khuẩn lam và 1500 loài vi khuẩn) Tuy nhiên... trình hình thành mùn gắn liền với quá trình phát sinh của đất Mùn là cơ sở chủ yếu hình thành độ phì nhiêu của đất, là sản phẩm phân giải xác hữu cơ và tổng hợp những hợp chất được phân giải của vi sinh vật, những phản ứng xảy ra trong quá trình tạo mùn là những phản ứng sinh hoá, có tác động bởi các enzyme do vi sinh vật tiết ra Mùn hữu cơ là sản phẩm hình thành trong đất do quá trình tích lũy và phân