Sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề Tài: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM GVHD : TS NGUYỄN THỊ HAI SVTH : THÁI SƠN NAM LỚP : 07CSH MSSV : 207111032 HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2010 Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Bộ giáo dục đào tạo ĐHKTCN Khoa: Môi trường công nghệ sinh học Bộ môn: Công nghệ sinh học Độc lập – Tự – Hạnh Phúc - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: THÁI SƠN NAM Ngành : Công nghệ sinh học MSSV: 207111028 Lớp: 07CSH 01 Đầu đề khóa luận tốt nghiệp: Sản xuất phân vi sinh cố định đạm Nhiệm vụ: Tổng quan sản xuất sử dụng phân vi sinh cố định đạm Ngày giao khóa luận tốt nghiệp: 01/05/2010 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10/07/2010 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn TS NGUYỄN THỊ HAI Tổng quan tài liệu Nội dung u cầu khóa luận tốt nghiệp thơng qua môn Ngày 10 tháng 07năm 2010 Chủ nhiệm môn PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt:………………………… Đơn vị ……………………………… Ngày bảo vệ………………………… Điểm tổng kết………………………… Nơi lưu trữ khóa luận tốt nghiệp……… ……………………………………………… ………………………………… ………… Người hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Nam xin chân thành cảm ơn đến gia đình, thầy cô bạn bè năm học vừa qua giúp đỡ, dìu dắt em tới ngày hôm Đặc biệt, xin chân thành cô Hai không ngừng dìu dắt nâng đỡ suốt trình học ngày hôm Con nhớ đến cô, từ thực tập làm tốt nghiệp cô không ngừng giảng giải, sửa chửa để hoàn thiện hoàn thiện báo cáo thực tập tốt nghiệp Con xin chân thành cám ơn cô! Thái Sơn Nam MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Phần mở đầu Trang CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH TIÊU THỤ PHÂN BÓN TRONG NÔNG NGHIỆP 1.1 Tình hình tiêu thụ phân bón giới 02 1.2 Tình hình tiêu thụ phân bón ôû Vieät Nam 06 CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG TIÊU CỰC CỦA PHÂN BÓN HÓA HỌC ĐẾN MÔI TRƯỜNG SINH THÁI 2.1 Sự tích lũy NO3- NH 4+ thể người động vật 10 2.2 Sự tích lũy NO3-, NH4+ nước mặt nước ngầm 12 2.3 Sự tích lũy NH3- NH 4+ môi trường đất 13 2.4 nh hưởng phân bón môi trường sinh thái 14 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH 3.1 Giới thiệu 16 3.2 Lịch sử phát hieän 17 3.3 Thành phần vi sinh vật cố định đạm 18 3.3.1 Vi khuẩn coäng sinh Rhizobium 18 3.3.2 Vi khuẩn tự do: Azotobacter, Azospirillum 20 3.3.2.1 Vi khuẩn tự azotobacter 20 3.3.2.2 Vi khuẩn tự azospirillum 21 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, GIỮ GIỐNG VÀ NHÂN SINH KHỐI 4.1 Phân lập 24 4.1.1 Phaân lập sơ 24 4.1.1.1 Vi khuẩn cộng sinh Rhizobium 24 4.1.1.2 Vi khuaån Azotobacter 25 4.1.1.3 Vi khuaån azospirillum 26 4.1.2 Phân lập khiết 27 4.1.2.1 Vi khuaån Rhizobium 27 4.1.2.2 Vi khuaån Azotobacter 28 4.1.2.3 Vi khuaån Azospirillum 28 4.2 Phương pháp giữ giống 28 4.2.1 Vi khuaån Rhizobium 28 4.2.2 Vi khuaån Azotobacter 29 4.2.3 Vi khuaån Azospirillum 30 4.3 Cơ chế cố định Nitô 31 4.3.1 Cơ chế cố định Nitơ phân tử 31 4.3.2 Quá trình khử 32 4.4 Phân loại phân vi sinh cố định đạm 33 4.5 Nhân sinh khối 35 4.6 Quy trình sản xuất 37 4.7 Các loại phân bón vi sinh cố định đạm 38 4.7.1 Sản xuất nitragin từ vi khuẩn nốt sần rhizobium 38 4.7.2 Phân vi sinh Azotobacter 39 4.7.3 Phaân vi sinh azospirillum 40 CHƯƠNG :HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM 5.1 Tình hình nước 42 5.2 Tình hình nước 43 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận 46 6.2 Kiến nghị 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM PHẦN MỞ ĐẦU Trong kinh tế nước ta nay, nông nghiệp chiếm vị trí quan trọng Một biện pháp hàng đầu để đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp sử dụng phân bón Với tốc độ tăng dân số bình quân diện tích đất canh tác đầu người thấp Nhưng số lại ngày thấp nước phát triển tốc độ tăng dân số diện tích đất trồng trọt bị thu hẹp trình công nghiệp hóa đô thị hóa Để đảm bảo lương thực, thực phẩm tiêu dùng nước xuất khẩu, hướng thâm canh sản xuất nông nghiệp tất yếu Theo thống kê, nhân dân vùng thâm canh phải đầu tư phân bón 30-50% tổng chi phí trồng trọt vào phân bón khiến nhu cầu sử dụng phân bón ngày cao Tuy nhiên, sử dụng phân bón hóa học mức không hợp lý dẫn đến ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông nghiệp môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người động vật Vì việc nghiên cứu ứng dụng loài vi khuẩn có khả cố định đạm cung cấp nguồn đạm dinh dưỡng cho trồng cần thiết Đó lý để thực đề tài: “Sản xuất phân vi sinh cố định đạm” GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH TIÊU THỤ PHÂN BÓN TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Theo Võ Thị Loan năm 2008: Phân bón hiệu ứng trực tiếp tăng suất trồng, có tác dụng lớn đến việc đất thâm canh mà lâu người sử dụng ý đến Tuy nhiên, sử dụng phân bón hóa học mức không hợp lý dẫn đến ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông nghiệp môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người động vật Trước kỷ XIX nông nghiệp giới nói chung Việt Nam nói riêng vốn nông nghiệp hữu Châu Âu trước có phân hóa học, không đủ cung cấp lương thực cho người, điều này, khẳng định vai trò thiếu phân hóa học nông nghiệp có bùng nổ dân số Trong chất dinh dưỡng cần thiết N, P, K, S cho trồng N (Nitơ) chất dinh dưỡng số 1, nguyên tố tham gia vào tất protein đơn giản phức tạp, thành phần chủ yếu chất nguyên sinh tế bào thực vật Nitơ thành phần acid nucleic đóng vai trò quan trọng trao đổi chất thể, trồng cung cấp không đủ Nitơ cho trồng trồng sinh trưởng phát triển kém, có màu vàng có màu lục nhạt, suất mùa màng giảm 1.1 Tình hình tiêu thụ phân bón giới: Một yếu tố quan trọng để nâng cao suất trồng sử dụng phân bón Để nuôi sống 7- tỷ người giới năm tới, số lượng lương thực phải gia tăng điều phụ thuộc vào phân bón Chính nhịp độ sản xuất tiêu thụ phân bón hóa học giới tăng không ngừng Nhờ phân bón mà suất trồng tăng từ 30- 50%, để GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM sản lượng tăng lên gấp đôi chi phí phân bón, thuốc trừ sâu kỹ thuật tăng lên gấp 10 lần [32] Theo FAO: toàn giơiù năm 1960 sử dụng 10 triệu phân đạm, năm 1980 62,7 triệu tấn, đến năm 1990 150 triệu Về phân lân năm 1960, giới sử dụng 2,1 triệu (P2O5), đến năm 1990 40 triệu Như vậy, tổng thể phủ nhận vai trò phân hóa học thực tế, nhu cầu quan trọng nhằm tăng tính sản xuất đất Hiện giới việc sử dụng phân bón biến động, nhiên, nơi sử dụng nhiều nước Tây Âu số nước Châu Á Còn Châu Phi, vùng Trung Đông nước Mỹ Latin nhìn chung lượng phân hóa học sử dụng thấp nhiều mức bình quân giới Bảng 1.1 Tình hình sử dụng phân hóa học nước: Quốc gia Lượng phân bón hóa học bình quân sử dụng cho gieo trồng (kg/ha) Hà Lan 758 Hàn Quốc 467 Nhật Bản 430 Trung Quốc 390 Việt Nam 80-90 (Nguồn nông nghiệp môi trường, Lê Văn Khoa, NXBNN) Qua bảng cho thấy khu vực Châu Á lượng phân bón sử dụng cho 1ha gieo trồng năm 2001 Hà Lan lớn 758 kg/ha, Việt Nam 30,8% lượng sử dụng Trung Quốc 19,4% lượng sử dụng Nhật Bản Năng suất lúa Việt Nam 53,9% Trung Quốc, 48,1% Nhật Bản Theo kết nghiên cứu Hiệp Hội Công Nghiệp Phân Bón Quốc Tế IFA: nhìn tổng thể xu hướng tiêu thụ phân bón giảm xuống từ đầu năm 1990 đến 1992 giảm triệu tấn, 1993 đến 1994 giảm gần 14 triệu Tuy GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM nhiên, nước phát triển xu hướng sử dụng phân bón tăng lên Năm 1993 đến 1994, nước phát triển tiêu thụ phân bón tăng lên 55%, năm 1998 đến 1999 tăng lên 58% Vì lẽ sản xuất phân đạm tăng lên nước phát triển, năm 1980 đến 1981 tăng 31%, năm 1992 đến 1993 tăng 45% [23] Phân bón hóa học đặc biệt phân đạm đóng góp vai trò quan trọng tăng suất trồng, phân bón tăng nước công nghiệp phát triển: Mỹ ure tăng 11 lần, Pháp tăng 6- lần, Liên Xô cũ tăng 11- 13 lần, … nước phát triển Châu Phi tăng lần, Châu Mỹ Latin tăng 2,5 lần, Châu Á tăng lần Bảng 1.2 Nhu cầu phân bón giới Đơn vị triệu Dinh dưỡng Năm 1987 Năm 1995 Đạm (tính theo N) 91 Lân (tính theo P) 15 18 Kali (tính theo K) 22 26 (Nguồn Lê Văn Khoa, 2001) Vào năm 1900, mức tiêu thụ phân đạm giới triệu tấn, 50 năm sau lên tới 14 triệu tấn, năm 1978 100 triệu tấn, đến năm 1982 130 triệu tấn, năm 2000 khoảng 180 triệu Về phân lân năm 1960 giới sử dụng 21 triệu (P2O5), đến 1990 40 triệu [30] Hiệp Hội Phân Bón Quốc Tế IFA cho biết giai đoạn năm tới nhu cầu phân bón giới dự kiến đạt 171,9 triệu năm 2010/ 2011, tăng 11,6 % so với 2005/ 2006, tương ứng mức bình quân 2,2%/năm K, phân lân phân đạm dự kiến tăng 3%, 2,6% 1,8% Trong giai đoạn 2006- 2010, dự báo IFA nhu cầu tiêu thụ loại phân bón: GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM - Đối với phân ure: nhu cầu tiêu thụ toàn cầu tăng bình quân 3%/ năm đạt 143,6 triệu vào năm 2010 Sản lượng toàn cầu dự kiến tăng 40 triệu vào năm 2010, đạt 180 triệu Riêng năm 2010 sản lượng phân ure giới có khả tăng thêm 14 triệu tấn, chủ yếu nhờ gia tăng sản lượng khu vực Tây Á Trung Quốc - Phân đạm amoniac: năm 2010 sản lượng amoniac toàn cầu đạt 202 triệu tấn, tăng 35 triệu so với 167 triệu năm 2006 Sản lượng amoniac giới dự kiến tăng bình quân 7%/ năm giai đoạn 20062009 tăng thêm 15 triệu vào năm 2010 Khu vực Tây Á chiếm 1/3 mức gia tăng sản lượng khoảng thời gian Theo IFA, nhu cầu tiêu thụ phân đạm giới giai đoạn 20062010 dự kiến tăng bình quân 1,8%/năm, đạt 99,1 triệu vào 2010 Nguồn cung ứng phân đạm toàn cầu tăng bình quân 5,4%/năm, nhu cầu tiêu thụ tăng 2,1% - Đối với phân lân: sản lượng phân lân giới tăng bình quân khoảng 2%/năm từ 77 triệu năm 2006 lên 195 triệu năm 2010 Trong Trung quốc có khả chiếm 1/3 mức gia tăng thời gian Ngoài sản lượng phân lân nước khu Tây Á, Châu Phi, Đông Á Mỹ Latin dự kiến tăng lên tình hình sản xuất Mỹ không thuận lợi - Đối với phân DAP: sản lượng DAP toàn cầu dự kiến tăng thêm 3,3 triệu P2O5 vào năm 2010, đạt 24,1 triệu P2O5 Trung Quốc chiếm 40% mức gia tăng sản DAP kể - Đối với phân MOP: sản lượng phân Kali (MOP) toàn cầu 2010 dự báo đạt 71,3 triệu tấn, tăng mạnh so với 64,3 triệu năm 2005 IFA dự đón sản lượng phân Kali (K2O) giới đạt 41,4 triệu vào năm 2010, tăng so với mức 37,5 triệu năm 2006, nhu cầu tiêu thụ loại phân GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Phân bón vi sinh cố định đạm chia thành nhiều loại khác nhau, tùy theo công nghệ sản xuất, tính năng, tác dụng vi sinh vật chứa phân bón thành phần chất tạo phân bón Một số cách phân loại phân bón vi sinh sau: phân loại theo công nghệ sản xuất Tùy theo công nghệ sản xuất người ta chia phân vi sinh thành hai loại khác nhau: + Phân vi sinh chất mang khử trùng có mật độ vi sinh vật hữu ích >109 vi sinh vật/g(ml) mật độ vi sinh tạp nhiễm thấp 1/1000 so với vi sinh hữu ích Phân bón loại tạo thành cách tẫm nhiễm sinh khối vi sinh vật sống qua tuyển chọn vào chất xử lý vô trùng phương pháp khác Phân bón vi sinh chất mang khử trùng sử dụng dạng nhiễm hạt hồ rễ tưới phủ với liều lượng 1-1,5 kg(lít)/ha canh tác +Phân vi sinh vật không sử dụng chất mang vô trùng sản xuất cách tẫm nhiễm trực tiếp sinh khối vi sinh vật sống qua tuyển chọn vào chất không cần thông qua công đoạn khử trùng chất Phân bón dạng có mật độ vi sinh vật hữu ích 106 vi sinh vật/g(ml) sử dụng với số lượng lớn từ vài trăm đến vài nghìn kg(lít)/ha Đối với phân bón vi sinh chất mang không khử trùng tùy theo thành phần chất chứa chất mang mà phân bón vi sinh phân biệt với loại: - Phân hữu chứa loại vi sinh vật sống theo tuyển chọn tiêu chuẩn hành - Phân hữu khoáng vi sinh vật dạng phân bón hữu vi sinh vật, có chứa lượng định dinh dưỡng khoáng GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 34 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Phân loại theo trạng thái vật lý: vào trạng thái phân bón, chia loại phân thành loại sau • Dạng bột loại phân bón vi sinh, sinh khối vi sinh vật tuyển chọn chất mang chuyển thành dạng boat • Dạng viên tạo thành sinh khối vi sinh vật phối trộn xử lý chất mang để tạo thành dạng phân bón có chứa vi sinh vật sống tuyển chọn • Dạng lỏng loại phân bón vi sinh sinh khối vi sinh vật tuyển chọn chế biến thành dung dịch có chứa tế bào sống chúng 4.5 Nhân sinh khối Từ chủng vi sinh vật lựa chọn (chủng gốc) người ta tiến hành nhân sinh khối vi sinh vật phương pháp lên men chìm lên men xốp Sinh khối vi sinh vật cố định nit nhân qua cấp 1, 2, điều kiện phù hợp với chủng vi sinh vật mục đích sản xuất Các sản phẩm phân vi sinh sản xuất từ vi khuẩn tạo chủ yếu phương pháp lên men chìm (Submerged culture) v Các chế phẩm phân vi sinh Trong chế phẩm phân vi sinh, nguyên liệu vi sinh vật có khả cố định đạm, người ta sử dụng chất mang Chất mang vật liệu cố định vi sinh vật tạo nên hình dạng cho chế phẩm để dễ nhận thấy bảo quản Thường làm chế phẩm phân vi sinh, người ta sử dụng chất mang than bùn Vì phân bón sản xuất từ than bùn có nhiều ưu điểm có tác dụng tốt với đất đai, trồng Đặt biệt có hiệu tốt đất xám bạc màu, loại đất có thành phân giới nhẹ (tỉ lệ cát cao) Tính chất than bùn có chứa acid hữu (chủ yếu acid humic) kết hợp với nguyên tố vi lượng tạo GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 35 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM thành humate Chính thành phân humate tạo điều kiện cho trồng hấp thu dinh dưỡng tốt Tránh tượng rửa trôi nguyên tố dinh dưỡng Ngoài humate có tác dụng kích thích rễ thực vật phát triển tốt Đặc biệt Việt Nam có trữ lượng than bùn cao chất lượng tốt Các bước thực chất mang: Than bùn phơi khô, nghiền nhỏ, Chỉnh pH trung tính CaCO3 hay NH4OH Cho vào lọ thủy tinh hấp khử trùng 0,5 atm Bổ sung dinh dưỡng vào môi trường loãng Dobereneir với tỉ lệ 1ml/10g chất mang Cấy kiểm tra số lượng vi sinh vật than bùn GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 36 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM 4.6 Quy trình sản xuất: Quy trình chung sản xuất phân vi sinh cố định đạm: CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG GIỐNG GỐC LÊN MEN CẤP CẤY GIỐNG CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG LÊN MEN CẤP CHẤT MANG LÊN MEN CẤP SINH KHỐI PHỐI TRỘN CHẾ PHẨM TRÊN VSV XỬ LÝ KIỂM TRA CHẾ PHẨM DẠNG LỎNG NỀN CHẤT MANG v Thuyết minh quy trình: Phân lập tuyển chọn vi sinh vật Tùy theo mục đích sản xuất loại phân mà ta phân lập chủng vi sinh cho phù hợp GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 37 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Muốn có chế phẩm phân vi sinh cố đinh đạm tốt phải có chủng vi sinh vật có cường độ cố định đạm cao, sức cạnh tranh lớn, thích ứng pH rộng, phát huy nhiều vùng sinh thái khác Vì công tác phân lập tuyển chọn chủng vi sinh cố định đạm đánh giá đặc tính sinh học chủng vi khuẩn việc làm thiếu quy trình sản xuất phân vi sinh cố định đạm Thông thường đánh giá số tiêu: thời gian mọc, kích thướt khuẩn lạc kích thướt tế bào vi sinh vật, điều kiện sinh trưởng phát triển (nhu cầu dinh dưỡng, nhu cầu oxi, pH nhiệt độ thích hợp) khả cạnh tranh cường độ cố định nitơ phân tử Chủng vi sinh vật sau tuyển chọn bảo quản phù hợp với yêu cầu loài sử dụng cho sản xuất chế phẩm dạng chủng giống gốc 4.7 Các loại phân bón vi sinh cố định đạm: 4.7.1 Sản xuất nitragin từ vi khuẩn nốt sần rhizobium: Chế phẩm vi khuẩn nốt sần rễ đậu có tên nitragin sản xuất sử dụng rộng rãi Liên Xô cũ, Trung Quốc , Ba Lan, Pháp, Bỉ Nitragin có hiệu rõ rệt phổ biến Tuỳ nhà máy, nùc mà nitragin sản xuất với nhiều hình thức khác nhau: thạch, dịch thể, hấp thụ vào than bùn, vào đất vườn… Khó khăn lớn việc đảm bảo chất lượng từ sản xuất sử dụng Rhizobium loại bào tử nên dễ dàng bị chết Để khắc phục khó khăn ta sản xuất chế phẩm đông khô tốn khó khăn việc mở rộng sản xuất Khi sử dụng Nitragin bón đậu cần ý đến điều kiện môi trường Để đảm bảo cho vi khuẩn nốt sần sau vào đât phát huy tác dụng phải đảm bảo hàm lương nitơ rộng khoảng định nitơ dễ tiêu Khi hàm lượng nitơ đạt đến mức định kìm hãm trình cố định nitơ Rhizobium Vì người ta bón phân đạm giai đoạn đầu để kích thích giai đoạn phát triển Hàm lượng P K dễ tiêu đất quan trọng đối GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 38 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM với hoạt động vi khuẩn nốt sần Nếu thiếu P K, Rhizobium phát triển yếu Ngoài cần ý đến nhiệt độ pH đất sử dụng Nitragin Trong hoàn cảnh nước ta nay, nghiên cứu cho biết hình thức đơn giản rước mùa gieo loại đậu phòng thí nghiệm nhỏ tỉnh lẻ sản xuất giống thạch nghiên cấy vi khuẩn nốt sần chuyển trực tiếp xuống hợp tác xã, nông trường Sau đó, giống nhân lên môi trường đơn giản sau 72 nuôi cấy đạt mật độ 3800.1016 tế bào Sử dụng nitragin làm nâng cao rõ rệt sản lượng trồng thuộc đậu mà làm tăng phẩm chất sản phẩm thu hoạch 4.7.2 Phân vi sinh Azotobacter Nhân giống chủng Azotobacter khiết qua nhiều giai đoạn trung gian, thu sinh khối cấy vi khuẩn vào chất mang vừa làm môi trường sống giống: thường than bùn khử trùng Cần tạo độ ẩm thích hợp giống lượng tế bào than bùn cho lượng tế bào chết không cao (7%) sinh khối đạt khoảng 30% so với môi trường Sau đó, giữ độ ẩm môi trường khoảng 10% đóng gói cần kiểm tra hoạt tính chất lượng sản phẩm trước sử dụng Azotobacter có tác dụng tăng cường nguồn thức ăn N cho trồng, trung bình tiêu thụ 1g chất sinh lượng, Azotobacter có khả đồng hoá khoảng 10-15 mg N phân tử Bón rơm rạ, hay phân xanh vào ruộng cung cấp nguồn lượng cho Azotobacter hoạt động Azotobacter làm giàu N cho đất Các biện pháp kỹ thuật bón vôi để trung hoà đất, bón lân tưới nước làm tơi xốp đất, phơi đất…đều làm tăng cường rõ rệt phát triển cố định N Azotobacter đất Tác động Azotobacter trồng chứng minh khả kích thích sinh trưởng chúng Những thí nghiệm nhiễm dịch nuôi cấy Azotobacter lên hạt cho thấy có khả làm nâng cao rõ rệt tỷ lệ nảy mầm tốc độ phát triển hạt Người ta cho Azotobacter có khả làm tích luỹ môi trường nuôi cấy nhiều loại chất hoạt tính sinh học có giá GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 39 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM trị Trong nghiên cứu cho thấy 1g tế bào Azotobacter tích luỹ 50-100 mi tiamim, 240-600 mi acid nicotine Azotobacter có khả tổn hợp chất sinh trưởng giberellin Azotobacter có khả tiết chất chống nấm -> tác dụng có lợi Azotobacter giải thích chủ yếu khả ức chế nấm tạo hàng loạt chất sinh trưởng, vitamin (B1, B2, B6, B12),auxin, nicotic acid,… 4.7.3 Phân vi sinh azospirillum: v Chế phẩm Rizolu: Quy trình sản xuất chế phẩm sau: cấy dịch nuôi vi khuẩn azospillum vào môi trường xốp than bùn với tỉ lệ 1ml : 80g Sau ngày ủ, chế phẩm đạt 109 tế bào/g Có thể bảo quản sản phẩm tháng nhiệt độ phòng Phương pháp sử dụng chế phẩm : 4g/l sào mạ cấy, xử lý qua bước: trộn vào lúa trước gieo hồ vào rễ mạ trước cấy v Chế phẩm Azogin: Môi trường dobereiner cải tiến phân phối vào erlen 250-500 ml mức 1/3 thể tích bình Thanh trùng nước 1atm 30 phút Lượng giống cấy vào chiếm 1-5% thể tích môi trường, sau 48-72 nuôi cấy máy lắc thùng lên men có sục khí, nhiệt độ 30-470C, mật độ đạt 109-1010 tế bào/ml chủng vi sinh khác nuôi cấy riêng lẻ chuyển cách vô trùng vào bồn chứa Từ cấy vào chất mang trùng trước để tạo sản phẩm Chất mang sử dụng quy trình than bùn chất hữu với tỉ lệ 1:1, nghiền mịn qua ray 0.1mm trùng tia gamma v Giải pháp HI0103: Đây quy trình sản xuất phân đạm sinh học từ Azospirillum lipoferum: môi trường phân sinh khối cho vào chai thủy tinh chứa khoảng 1/3 thể tích chai, sau trùng nồi áp suất 60 phút kể từ lúc sôi Sau GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 40 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM trùng, để nguội, cấy vào chai ½ lọ giống azospirillum để vào nơi thoáng mát nhà Sau 24 lấy lắc mạnh để trộn môi trường nuôi cấy.tiếp tục ủ sau 24- 48 giờta thu sinh khối với mật đạt 198-109 tế bào/ml dùng sinh khối trộn vào mạ trước cấy, trộn với đất phân chuồng ủ chín với tỉ lệ 1:1 để tạo chế phẩm GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 41 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM CHƯƠNG :HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM 5.1 Tình hình nước Đến nhiều nước giới sản xuất chế phẩm phân vi sinh theo nhiều hướng khác Phụ thuộc vào kinh tế xã hội, khoa học công nghệ, trình độ dân trí điều kiện tự nhiên nước khác mà khác Nhưng tất sản xuất theo hướng là: tiện cho người sử dụng cho hiệu kinh tế cao Các nghiên cứu từ nước Mỹ, Canada, Nga, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc, Nhật Bản, cho thấy sử dụng chế phẩm phân vi sinh cố định đạm cung cấp cho đất trồng từ 30 -60 kg N/ha/năm Ngoài ra, thông qua hoạt động sống vi sinh vật, trồng đươc nâng cao khả trao đổi chất, khả chống chịu bệnh tật nâng cao suất, chất lượng nông sản Ấn Độ nhờ sử dụng phân bón vi sinh cố định đạm cho đậu (lac,đâu tương), lúa, cao lương mang lại lợi nhuận 1204, 1015, 1149 343 rupi/ha tương đương với tăng suất lạc, đậu tương 13,9%, lúa 11,4%, cao lương 18,2% 6,8% (JUWARKA 1994) Bảng 5.1 Hiệu sử dụng phân vi sinh cố định đạm số trồng Cây trồng/phân bón Đậu, lạc/Rhizobium Lúa/Tảo lam Cao lương/azopirillum Bông /azotobacter Tỷ lệ tăng suất (%) 13,9 11,4 18,2 6,8 Lợi nhuận (R/ha) 1204 1015 1149 343 (Nguồn :Juwarka 1994) Tại Thái Lan lợi nhuận đem lại họ đậu tương 126,7-144 USD/ha, lạc 36,291,5 USD/ha, hay gói chế phẩm/200g thay 26,8 kg ure Tại Trung Quốc phân vi sinh cố định đạm làm tăng suất trồng 715% tiết kiệm 20% phân khoáng Hiện nay, phân bón vi sinh cố định đạm sử dụng nhiều quốc gia giới Riêng vi khuẩn nốt sần, hàng năm đem lại 25 triệu USD, Mỹ sản phẩm bán với doanh số 19 triệu USD Tại Thái Lan tỷ lệ tăng trưởng phân vi khuẩn nốt sần từ năm 1980-1993 cho đậu tương 199%, lạc 280% Tổng giá trị sản phẩm 1995 đạt 406,571 USD (Cong ngoen 1997) GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 42 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Ngoài phân vi khuẩn nốt sần loại, phân vi sinh vật khác cố định Nitơ tự azotobacter, clostridium, tảo lam, cố định nitơ hội sinh từ azopirillum, phân giải phốt phát chậm từ Bacillus, Pseudomonas…Phòng trừ vi sinh vật gây bệnh vùng rễ từ Steptomuces, Bacilllus sản xuất với số lượng lớn Với tính hiệu cao phân vi sinh vật thúc đẩy nước phát triển không ngừng sản xuất không ngừng lượng chủng loại Theo số liệu thống kê Ấn Độ (1993) Từ năm 1992-1993 tổng hợp dạng phân vi sinh bón trực tiếp cho trồng 2.584 năm 2000 818.000 (tăng lần) tương đương tỷ USD Bả ng 5.2 Các loại phân vi sinh sản xuất Ấn Độ Loại phân bón Rhizobium Azotobacter Azospirillum Tảo lam Phân giải lân Số lượng 35,0 162,61 77,16 267,72 275,51 Tổng cộng 818,000 5.2 Tình hình nước Trong gần vòng 20 năm qua công trình nghiên cứu thử nghiệm phân vi khuẩn nốt sần Việt Nam cho thấy phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng nâng cao suất lạc vỏ 13,8-17,5% miền Bắc miền Trung, 22% tỉnh miền Nam (Ngô Thế Dân CTV 2001) Các kết cho ta thấy sử dụng phân vi khuẩn nốt sần kết hợp với lượng phân khoáng tương đương 30-40 kg N/ha mang lại hiệu kinh tế cao, suất lạc đạt trường hợp tương đương bón 60-90 kg N/ha Hiệu lực khuẩn nốt sần thể rõ nét vùng đất nghèo dinh dưỡng vùng đất trồng lạc Lợi nhuận vi khuẩn nốt sần Võ Minh Kha CTV (1995) xác định 442.000 VND/ha tỷ lệ lãi/l đồng chi phí đạt 9,8 lần Lợi nhuận tương tự Nguyễn Thị Liên Hoa CTV (1997) vùng trồng lạc tỉnh phía Nam Bả ng 5.3 Lợi nhuận phân bón vi sinh cố định đạm số trồng GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 43 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Đất trồng Lúa đất phù sa sông Hồ ng Lúa đất bạc màu Hà Bắc(cũ) Ngô đất phù sa sông Hồ ng Ngô đất bạc màu Hà Bắc(cũ) Chè đất đỏ Thái Nguyên Công thức bón phân Nề n (NPK:90.90.60+8t PC) 80% nền+Phân VSCĐĐ Nền+Phân VSCĐĐ Nề n (NPK:90.90.60+8t PC) 80% nền+Phân VSCĐĐ Nền+Phân VSCĐĐ Nề n (NPK:180.120.90+8t PC) Nền+Phân VSCĐĐ Nề n (NPK:90.90.60+8t PC) 80% nền+Phân VSCĐĐ Nền+Phân VSCĐĐ Nề n (NPK:120.90.60+8t PC) 80% nền+Phân VSCĐĐ Năng suất (tạ/ha) 51,60 % tăng so với đối chứng 4,0 53,73 12,0 57,86 37,76 39,86 6,0 44,59 18,0 41,45 41,73 1,0 46,85 36,98 37,42 13,0 1,0 39,88 8,0 142,90 155,34 9,0 178,21 25,0 Nền+Phân VSCĐĐ (Nguồn đề tài KHCN.02.06) Phân vi khuẩn nốt sần tác dụng làm tăng suất lac, tiết kiệm phân đạm khoáng mà tăng cường sức đề kháng cho lạc số bệnh vùng rễ Ngoài với tác dụng vi khuẩn nốt sần, lạc có sinh khối chất xanh nhiều Tàn dư thực vật sau thu hoạch vùi trả lại cho đất trở thành nguồn dinh dưỡng đạm chất hữu quan trọng cho trồng vụ sau Kết nghiên cứu đề tài cấp nhà nước KC.08.01 (1991-1995) KHCN 02.06 (1996-2000) cho biết vi sinh vật cố định nitơ tiết kiệm lượng phân khoáng định, từ 10,08-22,4 kg N/ha/vụ tùy theo loại đất thời vụ gieo trồng GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 44 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Bảng 5.4 Khả tiết kiệm đạm khoáng phân vi sinh vật cố định nitơ Đất trồng Phù sa sông Khả tiết kiện khoáng theo thời vụ trồng kgN/ha Vụ xuân Vụ mùa 14,28 10,80 Hồ ng Phù sa sông Mã Đất bạc màu Đất ven biển Trung bình (Nguồn đề tài KC.08.01) 15,28 22,4 17,46 13,76 12,12 16,6 17,8 14,51 Kết quả: đánh giá hiệu lực phân bón vi sinh vật trồng xác định phân bón vi sinh không cung cấp phần chất dinh dưỡng cần thiết cho mà có tác dụng cao hiệu sử dụng phân khoáng Đồng thời có nhiều phân bón vi sinh cố định đạm có khả hạn chế số bệnh vùng rễ trồng mang lại hiệu kinh tế cho người sử dụng tác động tích cực đến môi trường sinh thái đất… GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận - Các vi sinh vật có khả cố định đạm phân lập tự nhiên - Quy trình giữ giống nhân sinh khối đơn giản Nhiều loài sản xuất thành chế phẩm thương mại Việt Nam - Sử dụng phân bón vi sinh cố định đạm cho hiệu tương đương cao phân hóa học thân thiện an toàn cho môi trường sống 6.2 Kiến nghị: Mở rộng nghiên cứu ứng dụng số chủng vi sinh cố định đạm GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình phân bón trường đại học Khoa Học Tự Nhiên Đề tài: nghiên cứu ảnh hưởng số phân hữu vi sinh tới suất, hàm lượng NO3- rau bắp cải hóa tính đất trồng đất trồng rau xã Hà Giang Th.s Phạm Xuân Lân Đề tài: ảnh hưởng việc sử dụng phân đạm đến khả tích lũy hàm lượng NO 3-, NH4+ nước mặt nước ngầm xã Đặng Xá-Gia Lâm-HN ks Võ Thị Loan Và số trang wed www.agroviet.gov www.cuctrongtrot.gov.vn www.hutech.edu.vn www.vaas.org.vn GVHD SVTH : Nguyễn Thị Hai : Thái Sơn Nam Trang 47 PHỤ LỤC Bảng 1.1 Tình hình sử dụng phân hóa học nước Bảng 1.2 Nhu cầu phân bón giới Bảng 1.3 Số lượng phân hóa học sử dụng qua năm Bảng 4.1 nhiệt độ thời gian giữ giống Bảng 5.1 Hiệu sử dụng phân vi sinh cố định đạm số trồng Bảng 5.2 Các loại phân vi sinh sản xuất Ấn Độ Bảng 5.3 Lợi nhuận phân bón vi sinh cố định đạm số trồng Bảng 5.4 Khả tiết kiệm đạm khoáng phân vi sinh vật cố định nitơ ... TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH 3.1 Giới thiệu: Phân vi sinh cố định đạm sản phẩm chứa chủng vi sinh vật sống... LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM Chế phẩm phân vi sinh cố định đạm đồng hóa chất dinh dưỡng cho trồng, tăng suất chất lượng sản phẩm Chế phẩm phân vi sinh cố định đạm có tác dụng... KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP: SẢN XUẤT PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM CHƯƠNG :HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỦA PHÂN VI SINH CỐ ĐỊNH ĐẠM 5.1 Tình hình nước Đến nhiều nước giới sản xuất chế phẩm phân vi sinh theo nhiều hướng