nghiên cứu sản xuất chế phẩm xạ khuẩn sử dụng cho ủ nhanh chất thải chăn nuôi lợn làm phân bón h u c sinh học

20 CHƯƠNG II: ỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... B NG CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ... Đối tượng, phạm vi và đị điểm nghi n cứu:... Tình hình sử dụng phế thải chăn nuôi

LỜI CAM ĐOAN

–

–

ấ ỳ

H , 10 ă 2011

Tác giả

Lương Hữu Thành

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LƯ NG H U THÀNH

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM XẠ KHUẨN SỬ DỤNG CHO Ủ NHANH CHẤT THẢI CHĂN NUÔI LỢN LÀM

PHÂN BÓN H U C SINH HỌC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Hà Nội - 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

GƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

2 G ă

Hà Nội - 2012

LỜI CAM ĐOAN

T ố ả

H N 8 ă 2012 Tác giả

Lương Hữu Thành

H N 8 ă 2012

Lương Hữu Thành

MỤC LỤC

MỞ ẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 T ă ạ V N 5

1.1.1 V ủ ă ế q ố 5

1.1.2 T ạ ă ấ ế ả ă 7

1.1.2.1 T ạ ă V N 7

1.1.2.2 C ấ ả ă ả ố 8

1.1.2.3 T ử ụ ế ả ă ả ấ 11

1.1.2.4 C ử ý ấ ả ă 12

1.2 Xạ 20

CHƯƠNG II: ỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 ố ứ 26

2.1.1 T ế ấ ụ ụ 26

2.1.2 N ủ ử ụ ứ 27

2.2 P ứ 28

2.2.1 C ý 28

2.2.1.1 X ủ ế ả ă ử ý 28

2.2.1.2 X H 28

2.2.1.3 X 28

2.2.1.4 X ổ ố 28

2.2.1.5 X P2O5 28

2.2.1.6 P 29

2.2.2 P ứ 29

2.2.2.1 TCVN 4884-2005 29

2.2.2.2 K ạ 29

2.2.2.3 K S TCVN 4829-2005 29

2.2.2.4 K Coliforms theo TCVN 4882-2007 29

2.2.2.5 X ứ 30

2.2.3 P ạ ả ủ ủ 30

2.2.3.1 30

2.2.3.2 K ả ă ả ế ả ă 31

2.2.4 Ph ả ă ủ ủ ạ 34

2.2.5 P ả ă ổ ủ ạ 34

2.2.6 X ứ ủ ủ ạ 34

2.2.7 P ả ế q 35

2.2.7.1 M ố 41

2.2.7.2 ủ 42

2.2.7.3 ủ H 43

2 2.7.4 Tỷ ố ấ 1 43

2.2.8 Kỹ ả ấ ế 44

2.2.9 P ử ụ ế ạ 45

2.2.10 P ụ ả ă ử ụ ấ

ủ HCSH ế ế ế ả ă 47

2.2.11 P 48

CHƯƠNG III: KẾT QU NGHIÊN CỨU VÀ TH O LUẬN 50

3.1 ặ ủ ế ả ă 50

3.2 L ủ ạ 52

3.2.1 L ủ ạ ả 53

3.2.2 L ủ ạ ả 56

3.3 Mứ ủ ủ ạ 59

3.4 K ả ă ổ ủ ạ ử ụ ử ý ế ả ă 74

3.5 N ứ ả ấ ế ạ ử ý ế ả ă 77

3.5.1 L ố 77

3.5.2 T ố 78

3.5.3 ủ 81

3.5.4 ủ H 82

3.5.5 Tỷ ố ấ 1 84

3.6 N ứ ả ấ ế ạ 88

3.6.1 Tỷ ủ ạ 89

3.6.2 Tỷ ố ố ủ ạ ấ 91

3.6.3 C ấ ả q ả ế ạ .92

3.7.1 H q ả ủ ế ử ý ế ả ă 97

3.7.2 K ả ă ử ụ HCSH ế ế ế ả ă ạ

trong sả ấ 105

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111

1 Kế 111

2 K ế 111

T u tham khảo 113

DANH MỤC B NG

ả 1.1: Số ầ ạ 2000 – 2010 5

ả 1.2: G ả ă ạ 2000-2010 6

ả 1.3: Ư ấ ả ă ạ V N 10

ả 1.4: T ầ ủ ố ạ ầ 11

ả 2.1: C ủ ạ ử ụ ứ 27

ả 3.1: C ủ ế ả ă ạ 51

ả 3.2: H ạ ủ ủ ạ 54

ả 3.3 K ả ă ủ ạ 55

ả 3.4: H ạ ủ ủ ạ 57

ả 3.5 K ả ă ủ ạ 58

ả 3.6: Kế q ả ủ ạ 73

ả 3.7: K ả ă ạ ủ ủ 75

ả 3.8 K ả ă ủ ạ 78

ả 3.9: K ả ă ủ SX1 79

ả 3.10: K ả ă ủ SX2 79

ả 3.11: ủ ủ XK 81

ả 3.12: ủ H ủ XK 83

ả 3.13: ủ ỷ ố ế q ố XK 86

ả 3.14: T ố ỹ ố ủ XK 87

ả 3.15: M ế ạ ủ ủ XK 88

ả 3.16 ủ ỷ ố ế ạ ấ 90

ả 3.17: K ả ă ạ ủ ạ ấ 91

ả 3.18: K ả ă ạ ủ ủ ạ ế 93

ả 3.19: H ạ ủ ủ ạ ế 94

ả 3.20: T ầ ý ủ ế ả ă 99

ả 3.21: ế q ầ VSV q ử ý ế ả 101

ả 3.22 Kế q ả ả 103

ả 3.23: K ả ă ả ầ ố ủ ả 103

ả 3.24 C ấ ủ HCSH ế ế ế ả ă 104

ả 3.25: H q ả ủ ế ă ấ ố T7 105

ả 3.27: ủ HCSH ă ấ ủ ả 107

ả 3.28: ủ HCSH ấ ủ ả 108

ả 3.29: T ạ ả ả 108

ả 3.30: Kế q ả ă ấ ấ 110

DANH MỤC CÁC HÌNH

H 1: S ấ ả ă ủ H P 9

H 3.1: ả ạ ủ SHX.03 60

H 3.2: H ấ ử ủ ạ SHX.03 60

H 3.3: ả ạ ủ SHX.06 61

H 3.4: H ấ ử ủ ạ SHX.06 61

H 3.5: ả ạ ủ SHX.11 62

H 3.6: H ấ ử ủ ạ SHX.11 63

H 3.7: ả ạ ủ SHX.15 63

H 3.8: H ấ ử ủ ạ SHX.15 63

H 3.9: Q q ủ ủ SHX.03 ủ 66

q ầ 16S rDNA 66

H 3.10: Q q ủ ủ SHX.06 ủ 68

q ầ 16S DNA 68

H 3.11: Q q ủ ủ SHX.11 ủ q ầ 16S rDNA 70

H 3.12: Q q ủ ủ SHX.15 ủ q ầ 16S DNA 72

H 3.13: Mố q ủ ạ 74

H 3.14: S q ả ấ ế XK ử ý ế ả ă 95

H 3.15 ế q ử ý ế thả ă 98

H 3.16: ả ă ả ầ ủ ố ả 104

B NG CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

MỞ ĐẦU

T ă ầ ă V N

ố ầ q ủ Kế q ả ă ế 01/4/2010

ấ ổ ả 2 9 con, ă 0 5% ă 2009; 27 3 ă 3 1%; ầ 277 4 ă 8,1% [13] T ố ố ả ấ ă ă 2010 ạ ứ ă

5 4% ă 2009 ế ỷ [33]

ạ ứ ử ụ ụ ử ý ế ả

ế ả ă ạ

Xạ ố thấ ầ ế : ấ ả

tr ả ấ ố V e ấ

ả ă ổ ấ ủ ạ ấ ạ T

ạ q ấ acid amin enzym ạ ặ ạ ả ă

ạ ả

N ằ ế ụ ạ ế ụ ụ ầ

ủ ử ý ế ả ă c, v ế ế q ả

ứ ế ụ ả ă

+ N ứ q ả ấ ế ạ ử ý ế ả

ă ạ

+ T ử ả ă ử ụ ế ử ý ế ả ă

+ T ử q ả ủ ả HCSH ử ý ằ ế ạ ố ố :

Đối tượng, phạm vi và đị điểm nghi n cứu:

+ P ạ ứ :

- N ứ q p

- K ả ủ ố khai theo 10 T 10TCN 216-2003 ố

CHƯ NG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình chăn nuôi tại Việt N m

1.1.1 V trò u tr ề t quố â

C ă ế q ố ả ấ T 10 ă ầ ă V N

Bảng 1.2: Giá trị sản ph m chăn nuôi gi i đoạn 2000-2010 [33]

Năm

Giá trị sản ph m chăn nuôi ( ỷ

Tỷ tr ng trong nông nghiệp (%)

Cơ c u trong sản u t nông nghiệp (%)

ế ổ ủ ả ă ầ

Hình 1: Sơ đồ mô hình phát tán ch t thải chăn nuôi củ H rtung và Phi ips [1]

M ủ H P ấ ấ ả ă ả

ạ ạ ấ ả ấ ố ứ

P ầ ạ ấ ả ố ế q ố ẽ

ấ ả ầ ạ

q ủ ũ ố ( phospho

… c mầ (

Enterbacteriae, Escherichia coli (E coli), Salmonella, Streptococcus ) [9, 10, 26, 74] Số ố ủ H H ổ ạ ả 1.3 ấ ă V N ả ả 151000 ấ ấ ả [13]

Bảng 1.3: Ước tính lượng ch t thải chăn nuôi dạng rắn ở Việt N m [13] Loại vật

nuôi Đơn vị

Số đầu vật nuôi năm 2010

(con)

Ch t thải rắn bình quân

ế ố: ứ ă ả ă ủ ế ố [30]

1.1.2.3 Tình hình sử dụng phế thải chăn nuôi trong sản xuất nông nghiệp

1.1.2.4 Các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi

ặ ả ăng l P ụ

ế , trong H L ả 80 P

ả 600 ạ ụ ử ý ấ ả ăn [78, 79, 80]

ăng ỵ ủ ấ ế ạ ử

ế n, 90% phospho ạ tan ế ủ ấ [69] V ă H ủ

12 30 ẽ ầ (VSV) ố

ả q ấ ầ

ố ạ ấ ủ ả P ng ph ầ ấ

nh ng ụ Mỹ C

- Sử dụng hồ thuỷ sinh: th ế ế ấ ấ trong

n ả ỷ ả ấ oxy q oxy ủ ả ế q i c VSV ấ ụ ỷ ấ ả 90% ấ C 2

ạ : ổ (th ử ụ ạ è N ứ ủ D 1995 ấ è N ả ả 100% COD ế m l COD ấ ả 1000 mg/l

ấ ụ 75-88% NH4-N, 60% NO3-N [69] H ử

Sả ử ụ ủ ế

ụ ả ạ ấ ấ N

ế ế ứ ụ ả

ử ý ả T ỹ ủ ấ q

ấ ổ ạ VSV ả ă ả , protein, tinh … ố ạ ạ

ạ q ặ phospho ố

ủ 4-6 ố 2-4 ầ ả H2S, NH3 bay h i [66]

Q ủ ẽ ả ả

ả ủ ẹ T ủ ụ ủ VSV

ố ủ ụ ế ố ạ ủ VSV T q ủ VSV ỷ ấ acid

CO2, H2O NH3 ặ q ủ ă 50-60oC VSV ạ ứ [42, 57, 66, 69]

C G O F z N P ả ấ ủ

- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ủ compost:

VSV khởi động và VSV làm giàu dinh dưỡng: ủ VSV

ầ : C ủ VSV ả ạ

ạ ả ă ứ enzym ủ ấ ổ ;

ố ủ ố ủ ế ạ VSV

ẵ ố ủ ả ă : VSV ; ấ ố

q ố ố Nă 1980 ế q ả ứ ủ G

ấ ổ ạ ả ă ỷ cellulose cao c ố ạ ạ ạ q ặ

Aspergillus, Trichoderma và Penicillium Cũ ế q ả

ứ ả ấ ă 1982 G ấ ỹ ổ

q ặ ph 5% VSV ả Aspergillus,

Penicillium, Pseudomonas, Bacillus 106-108 CFU/ VSV ố

Azotobacter ằ ủ ả [17, 69,

70]

Độ ẩm: N ế ố ấ ầ ế q ủ

Nế ủ q q ủ ấ ẽ ; ế q ố ủ ẽ ả q ả ế N ầ 50-60% ả q ủ ẽ

h ế ế ố ấ ử ẽ

ấ ử ấ ,

ă ả ă ử ụ ấ ầ ế T

ấ ả ă ụ ủ 3- 6 [15, 16, 47, 58]

T ạ N H N ă 1998-2000 ứ ử

ế ả ấ ế EM ứ ụ K ă q ả

ả C ế ứ ủ Streptomyces, Bacillus, ấ

ụ ỷ ấ ấ ả ấ T q ủ ố ủ ă 600 C VSV

ứ S 7-10 ạ ế ả HCSH

ấ ứ ầ ụ ụ ả ấ

ả ạ ấ ầ Enzym cellulase se ủ ạ enzym ạ [3] ạ

ả ă ổ enzym cellulase se :

Micromonospora [3,28,41,46,56]

T ặ ủ ạ ạ hai ầ : ầ ứ ă ấ ấ

ấ (HSCC - substrate mycelium ầ ặ ạ (HSKS - aerial mycelium ụ ả T

Nă 2001 gene ủ ủ ạ Streptomyces coelicolor

ả ế 8.667.507

ẽ 7.825 ấ ố gene ấ ủ ả

ạ 4.000 ấ ố XK ố 5.000 ấ

ế ế ố ấ ố ạ ổ

ặ ứ ế ủ

C ấ

q ỷ ấ [67, 69, 70, 71, 73]

H ầ ạ ế ử ý ế ả ả

ấ ạ V N ứ ổ ủ ạ [4, 5, 11, 12, 16, 32, 41, 44]

CHƯ NG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯ NG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghi n cứu

2.1.1 T t bị, á t và t í ệ

Tủ ấ AVC4-D1 ESCO - Singarpore 2008

2.1.2 uy ệu và v s v t s tr u

C ủ ạ ử ụ ứ ạ S

M - V M N :

Bảng 2.1: Các chủng ạ hu n s dụng trong nghi n cứu

H P2O5 ủ ế ả ă ử ý

ế : P

ấ phospho ằ a X ấ

ổ ố H ủ ấ phospho ổ ố phospho phospho

2.2.1.6 Phương pháp xác đ nh hàm lượng kali [23]

2.2.2.5 ác đ nh trứng giun [18]

Lấ 100 ố ế ả 2/3 ố ổ

ầ N OH 0 5% ầ ố q ấ ả 30

ố ố 1000-1500 / Lấ ố ổ ổ N NO3 ố ế ụ

q ấ ỹ 10 ố 1000 / 5 Lấ ố ổ N NO3 ầ ố

q ụ ằ

P ế ụ :

 C 1 g CMC, 15 g agar trong 1000 m ấ ử

 ổ 1 5 cm

 D ụ ụ ụ 10

ứ CMC

 N 0 1 enzym ụ S

ủ ạ 6-8 enzym ế C ủ ấ 370C enzym ụ ấ CMC

+ S ủ ạ T

ằ N OH 0 5 % ế H 5 6-6 0 ử ằ ấ q

+ C ứ 100 L K ử ạ ằ P CH3COO)230% ạ ố ằ 20 N 2SO4 T

ấ ế ạ

+ ằ

ạ gene m 16 ARN ủ ủ E.coli J01695

a Phương pháp PCR thông thường (đơn):

Nguy n tắc: ổ ạ DNA ạ

enzym T q ặ ủ NTP M 2+ Mồi: M I ấ

Thành phần cho phản ứng PCR b o gồm:

13,5 l