Đang tải... (xem toàn văn)
Nông nghiệp là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam, nó không ngừng phát triển trong suốt hàng ngàn năm qua. Cuộc cách mạng xanh là một bước tiến quan trọng trong nền nông nghiệp Việt Nam cũng như toàn thế giới. Cuộc cách mạng này đã giúp sản lượng nông nghiệp theo kịp sự tăng trưởng dân số, nhưng đồng thời cũng gây nên hậu quả nghiêm trọng. Việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hóa học đã gây nhiều biến động xấu đến môi trường, làm cho đất đai ngày càng thoái hóa, nguồn nước bị ô nhiễm,… Trước tình hình đó, sự phát triển của công nghệ sinh học trong nông nghiệp đã phần nào giải quyết được vấn đề. Sử dụng các loại phân bón, thuốc trừ sâu sinh học sẽ góp phần làm sạch môi trường, cải thiện nguồn dinh dưỡng đất, không gây độc hại cho cây trồng cũng như người sử dụng. Nội dung bài này sẽ đi sâu vào loại phân bón và thuốc trừ sâu sinh học là phân bón compost và thuốc trừ sâu Bt.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN: CƠNG NGHỆ SINH HỌC Đề tài: PHÂN BĨN COMPOST VÀ THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC BT GVHD: ThS TRẦN HOÀNG NGÂU Nhóm thực hiện: Nhóm 12 Trần Thị Ninh 2008120003 Nguyễn Thị Thảo 2008120002 Lê Thúy Anh 2008120044 Tô Đinh Thị Ngọc Hân 2008120048 Vũ Hoàng Thanh Huyền 2008120041 Hoàng Thị Huyền Trang 2008120087 TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2014 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I PHÂN BÓN SINH HỌC COMPOST Tổng quan .4 Quy trình sản xuất Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ phân Compost 10 Ưu – nhược điểm 13 II THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC BT 14 Tổng quan 14 a Giới thiệu chung thuốc trừ sâu sinh học: .14 Quy trình sản xuất 18 Các yếu tố ảnh hưởng đến thuốc trừ sâu Bt .21 Ưu – nhược điểm 21 III KẾT LUẬN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 LỜI MỞ ĐẦU Nông nghiệp ngành kinh tế quan trọng Việt Nam, khơng ngừng phát triển suốt hàng ngàn năm qua Cuộc cách mạng xanh bước tiến quan trọng nơng nghiệp Việt Nam tồn giới Cuộc cách mạng giúp sản lượng nông nghiệp theo kịp tăng trưởng dân số, đồng thời gây nên hậu nghiêm trọng Việc sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu hóa học gây nhiều biến động xấu đến môi trường, làm cho đất đai ngày thối hóa, nguồn nước bị nhiễm, … Trước tình hình đó, phát triển cơng nghệ sinh học nông nghiệp phần giải vấn đề Sử dụng loại phân bón, thuốc trừ sâu sinh học góp phần làm mơi trường, cải thiện nguồn dinh dưỡng đất, không gây độc hại cho trồng người sử dụng Nội dung sâu vào loại phân bón thuốc trừ sâu sinh học phân bón compost thuốc trừ sâu Bt I a PHÂN BÓN SINH HỌC COMPOST Tổng quan Giới thiệu chung phân bón sinh học: Phân bón cần cho phát triển trồng Thế kỷ XIX, Libic phát phân vô cơ, đẩy suất tăng vọt nhờ mà lồi người tránh nạn đói đe dọa dân số lớn Tuy nhiên, việc lạm dụng phân vô khiến cho chất lượng suất trồng giảm xuống, dịch bệnh lan tràn, hiệu phân vô bị giảm sút, đất bị phá vỡ kết cấu, trở nên chua gây nhiều biến động xấu đến môi trường Từ thực tế trên, người dần quan tâm đến loại phân bón sinh học Đó loại phân có nguồn gốc hữu sản xuất công nghệ sinh học (như lên men vi sinh) phối trộn thêm số hoạt chất khác để làm tăng độ hữu hiệu phân, bón vào đất tạo mơi trường cho q trình sinh học đất diễn thuận lợi, góp phần làm tăng suất trồng Phân bón sinh học sản xuất dạng bột dạng lỏng, phun lên bón gốc Các loại phân sinh học sản xuất theo hướng chuyên dùng cho loại trồng khác như: ăn quả, lúa, mía Phân bón sinh học cần khuyến khích nhiều nguồn khác như: - Xử lý phế thải phân chuồng làm phân bón chủng vi sinh vât có hiệu cao - Các chế phẩm phân vi sinh - Tăng cường hoạt động vi sinh vật cộng sinh cố định đạm Dưới loại phân bón mà người nhiều biết đến, phân compost b Khái niệm phân compost: Phân compost sản phẩm phân bón tạo thành thơng qua q trình lên men vi sinh vật hợp chất có nguồn gốc khác nhau, có tác động vi sinh vật hợp chất sinh học chuyển hóa thành mùn Tùy thuộc vào nhu cầu sản xuất mà phối trộn phân liệu cho trồng phát triển tốt mà khơng cần phải bón loại phân c Lịch sử nghiên cứu: Lịch sử q trình ủ compost có từ lâu, từ khai sinh nơng nghiệp hàng nghìn năm trước công nguyên, ghi nhận Ai Cập 3000 năm trước cơng ngun q trình xử lý chất thải nông nghiệp giới Người Trung Quốc ủ chất thải từ cách 4000 năm, người Nhật sử dụng compost làm phân bón nơng nghiệp từ nhiều kỷ Tuy nhiên, đến năm 1943, trình ủ compost nghiên cứu cách khoa học báo cáo Giáo sư người Anh, Sir Albert Howard thực rại Ấn Độ Đến có nhiều tài liệu viết trình ủ compost nhiều mơ hình cơng nghệ ủ compost quy mô lớn phát triển giới d Tác dụng phân compost: Compost sản phẩm giàu chất hữu có hệ vi sinh vật dị dưỡng phong phú, ngồi cịn chứa ngun tói vi lượng có lợi cho đất trồng Chế biến sử dụng phân compost có nhiều lợi ích như: góp phần làm mơi trường, có thêm nguồn phân hữu để bón cho trồng với chi phí thấp dễ làm, tận dụng nơng liệu sẵn có địa phương Ngồi cung cấp dinh dưỡng cho trồng, phân compost cung cấp thêm chất mùn, nguồn hữu vừa có tác dụng cải tạo (làm cho đất tơi xốp, thơng thống, tăng số lượng khả hoạt động vi sinh vật hữu ích đất, tăng độ phì cho đất) bảo vệ đất (giữ ẩm, giữ nước tốt, chống xói mịn, chống rửa trơi đất, chống chai cứng đất ) e Các loại compost: - Compost nấm: chất làm vật liệu nấm, phân gà, phân ngựa, rơm lúa mì thạch cao Nó có nhiều dưỡng chất giúp tạo cấu trúc đất - Compost hữu vườn: làm từ thân cây, cành, vọng cỏ Nó giữ nước đất giúp cải thiện cấu trúc đất - Compost hữu nhà: làm từ thứ bánh mì, vỏ trứng, rác vườn, chất hữu vườn, rau mảnh trái Nó có nhiều dưỡng chất giúp cải thiện đất - Compost cứng sinh học: chất rắn khơ từ sản phẩm xử lý rác thải Nó trộn với đất, hay chất hữu để biến thành compost Nó có nhiều dưỡng chất Quy trình sản xuất Sơ đồ quy trình: Chuẩn bị ngun liệu ủ: Thùng ủ nên thống khí, trình ủ compost trình hiếu khí Chất thải sinh học sau tiếp nhận đưa lên dây chuyền phân loại Thành phần chất thải hữu (nguyên liệu cho ủ compost) dễ phân hủy sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu Thành phần chất thải tái chế đưa đến hố chơn lấp lị đốt Thành phần chất thải hữu dễ phân hủy bổ sung thêm vi sinh, chất dinh dưỡng, độ ẩm phù hợp để tạo điều kiện tối ưu cho trình phân hủy vi sinh vật Nguyên liệu ủ bao gồm: Các chất thải hữu sử dụng ủ compost vật liệu bổ sung khác nhằm tăng chất lượng đẩy nhanh trình ủ Vật liệu hữu lấy từ nhiều nguồn (rau củ quả, thêm vải vụn, khơng nên thêm loại thịt cá mang loại mầm bệnh, vi khuẩn gây bệnh thu hút loại côn trùng không mong muốn vào vườn chúng ta) Các vật liệu bổ sung: nitơ (cung cấp cho đống ủ lượng nitơ để vi sinh vật phát triển sinh sản nhằm oxy hóa nguồn cacbon, q nhiều khơng tốt cho q trình ủ compost, vật liệu thường có nhiều màu sắc ẩm ướt), carbon (nguồn từ xác bã thực vật, cung cấp cho khối ủ nguồn carbon làm lượng, vật liệu carbon có xu hướng màu nâu khơ), oxy ( oxy hóa nguồn carbon thúc đẩy nhanh trình ủ) Oxy cug cấp cách đảo trộn thường xuyên khối ủ Nếu khối ủ không đảo trộn tạo khí có hiệu ứng nhà kính có hại cho mơi trường, việc đảo trộn thường xuyên quan trọng trình ủ compost Một số phụ gia (tro, than bùn) Chế phẩm sinh học (NOLASUB, NOLATRI, BIOF,…) giúp trình ủ compost diễn nhanh Các vi sinh vật có ích (vsv cố định đam, phân giải lân, phân giải cellulose,…) Nước: trì hoạt động khơng gây điều kiện yếm khí Khối compost trước ủ cần phải ủ đủ ẩm không nhiều nước (nhiều nước tạo điều kiện yếm khí tạo số chất trung gian gây bất lợi phân compost cho trồng) Phải kiểm tra đống ủ thường xuyên thêm nước khô để tạo compost tốt Ủ lên men: Thành phần chất thải hữu dễ phân hủy bổ sung thêm vi sinh, chất dinh dưỡng, độ ẩm phù hợp để tạo điều kiện tối ưu cho trình phân hủy vi sinh vật Ủ chín: thời gian ủ chin khoảng 18 ngày nhà ủ Tinh chế mùn compost: sàng tuyển lấy mùn compost tinh có kích thước nhỏ 9mm Phối trộn phụ gia (N, P, K,…): Kiểm tra chất lượng mùn compost tinh trước sau bổ sung thành phần dinh dưỡng, tỷ lệ thích hợp cho loại trồng Sử dụng phân bón: Phân bón thường ủ tháng, sau ta sử dụng phân bón compost bón trực tiếp Chú ý: Không phải tất loại compost có chất lượng nhau, compost ủ kĩ thuật loại trừ mầm bệnh có nguyên liệu, gia tăng chất dinh dưỡng cho trồng cung cấp lượng vi sinh vật có khả kiểm sốt dịch bệnh sinh học cho trồng Quá trình ủ compost nhanh khi: Các vật liệu cắt nhỏ Bổ sung vi sinh vật phân hủy chất hữu (bên cạnh việc làm phân hủy nhanh chất hữu cịn ức chế mầm bệnh phát triển đống ủ) Các vi sinh vật sử dụng nhiều nước ta sản phẩm men vi sinh Trichoderma Cần tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật (độ ẩm, pH,…) Xử lí với loại vi sinh vật đơn có hiệu thấp, đa dạng tốt Có thể sản xuất theo quy mô nhỏ đến lớn Khu vực để thùng ủ compost: Để nơi dễ lại chăm sóc Để nơi khơ ráo, thống, có nhiều ánh sáng mặt trời (làm nóng khối ủ để rút ngắn thời gian ủ) bố trí gần nguồn nước (thuận tiện việc tạo ấm cho khối ủ) Tránh nơi trũng thấp, dễ ngập nước Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ủ phân Compost a Các yếu tố vật lý: Nhiệt độ: Đây yếu tố quan trọng trình chế biến phân Compost định thành phần quần thể vi sinh vật, ngồi nhiệt độ cịn thị để nhận biết giai đoạn xảy trình ủ Compost Nhiệt độ tối ưu 50-60oC, nhiệt độ ngưỡng ức chế hoạt động vi sinh vật làm cho trình phân hủy diễn khơng thuận lợi, cịn nhiệt độ thấp ngưỡng phân Compost không đạt tiêu chuẩn mầm bệnh - Độ ẩm: Độ ẩm yếu tố cần thiết cho hoạt động vi sinh vật trình chế biến phân hữu nước cần thiết cho q trình hịa tan dinh dưỡng vào nguyên sinh chất tế bào Độ ẩm tối ưu cho trình ủ phân nằm khoảng 50 – 60% Các vi sinh vật đóng vai trị định trình phân hủy Nếu độ ẩm nhỏ (< 30%) hạn chế hoạt động vi sinh vật, độ ẩm lớn (> 65%) dẫn đến tình trạng rị rỉ chất dinh dưỡng bất lợi cho q trình thổi khí, lỗ hổng khơng gian bị bít kín chứa đầy nước khơng cho khơng khí qua, vật liệu khơng xốp tạo mơi trường yếm khí bên khối ủ Compost Độ ẩm ảnh hưởng đến thay đổi nhiệt độ q trình ủ nước có nhiệt dung cao tất vật liệu khác Độ ẩm thấp điều chỉnh cách thêm nước vào Độ ẩm cao điều chỉnh cách trộn vật liệu độn có độ ẩm thấp như: mạt cưa, rơm rạ… - Kích thước hạt: Kích thước hạt ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy Q trình phân hủy hiếu khí xảy bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ có tổng diện tích bề mặt lớn nên tăng tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy Tuy nhiên, nến kích thước hạt nhỏ chặt làm hạn chế lưu thơng khí đống ủ, điều làm giảm oxy cần thiết cho vi sinh vật đống ủ giảm mức độ hoạt tính vi sinh vật Ngược lại, hạt có kích thước lớn có độ xốp cao tạo rãnh khí làm cho phân bố khí khơng đều, khơng có lợi cho q trình chế biến phân hữu Đường kính hạt tối ưu cho trình chế biến khoảng – 50mm Kích thước hạt tối ưu đạt nhiều cách cắt, nghiền sàng vật liệu thô ban đầu - Độ xốp: Kích thước hạt ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy Q trình phân hủy hiếu khí xảy bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ có tổng diện tích bề mặt lớn nên tăng tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy Tuy nhiên, nến kích thước hạt nhỏ chặt làm hạn chế lưu thơng khí đống ủ, điều làm giảm oxy cần thiết cho vi sinh vật đống ủ giảm mức độ hoạt tính vi sinh vật Ngược lại, hạt có kích thước q lớn có độ xốp cao tạo rãnh khí làm cho phân bố khí khơng đều, khơng có lợi cho q trình chế biến phân hữu Đường kính hạt tối ưu cho q trình chế biến khoảng – 50mm Kích thước hạt tối ưu đạt nhiều cách cắt, nghiền sàng vật liệu thô ban đầu b - Các yếu tố sinh hóa: Các chất dinh dưỡng: Có nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến q trình phân hủy vi sinh vật cacbon nitơ cần thiết nhất, tỉ lệ C/N thông số dinh dưỡng quan trọng Photpho nguyên tố quan trọng Lưu huỳnh, canxi ngun tố vi lượng khác đóng vai trị quan trọng trao đổi chất tế bào Tỷ lệ C/N tối ưu cho trình ủ phân rác khoảng 30:1 Ở mức tỷ lệ thấp hơn, nitơ thừa sinh khí NH3, nguyên nhân gây mùi khai Ở mức tỷ lệ cao hơn, phân hủy xảy chậm - Các chất hữu cơ: Vận tốc phân hủy dao động tùy theo thành phần, kích thước, tính chất chất hữu Chất hữu hịa tan dễ phân hủy chất hữu khơng hòa tan Lignin lingo-cellulosics chất phân hủy chậm - Vi sinh vật: Trong trình chế biến có tham gia nhiều loại vi sinh vật khác nấm, vi khuẩn… Hầu hết hoạt động vi sinh vật q trình chế biến Compost có đến 80 -90% vi khuẩn Một yêu cầu sản xuất Compost phải hạn chế đến mức tối đa loài vi sinh vật gây hại có sản phẩm, để đảm bảo tiêu chuẩn diệt mầm bệnh, lúc vận hành chế biến Compost cần đảm bảo nhiệt độ để tiêu diệt hết mầm bệnh - pH: pH thay đổi trình chế biến Compost tùy thuộc thành phần tính chất rác thải.pH tối ưu cho trình chế biến Compost 6,5 – pH vật liệu ban đầu từ 5,5 – chế biến Compost cách hiệu pH giảm xuống 6,5 – 5,5 giai đoan tiêu hủy ưa mát sau tăng nhanh giai đoạn ưu ấm tới 8, sau giảm nhẹ xuống 7,5 giai đoạn lạnh, pH sản phẩm cuối thường dao động khoảng 7,5 -8,5 Ưu điểm: - Ưu – nhược điểm Là phương án lựa chọn để bảo tồn nguồn nước lượng Công nghệ đơn giản, dễ vận hành Kéo dài tuổi thọ cho buổi chôn lấp Ổn định chất thải: phản ứng sinh học xảy trình chế biến Compost chuyển hóa thành chất hữu gây ô nhiễm môi trường thải đất nước Làm hoạt tính vi sinh vật gây bệnh: Nhiệt chất thải sinh từ trình phân hủy sinh học đạt khoảng 60 0C, đủ để làm hoạt tính vi sinh vật gây bệnh, virút trứng giun sán nhiệt độ trì ngày Thu hồi dinh dưỡng cải tạo đất: Các chất dinh dưỡng (N, P, K) có chất thải thường dạng hữu phức tạp, trồng khó hấp thụ Quá trình chế biến phân Compost chuyển chất thành chất vô NO 3- PO43- giúp trồng dễ dàng hấp thụ phát triển tốt - Tăng khả kháng bệnh cho trồng: Trong đất bón phân vi sinh với hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ chủng loại vi sinh vật đa dạng làm tăng suất trồng mà giảm thiểu bệnh cho trồng so với loại phân hóa học khác Nhược điểm: Giá thành phân Compost đắt phân hóa học nên chưa sử dụng rộng rãi Do đặc tính chất thải hữu thay đổi nhiều tùy thuộc vào thời gian, khí hậu phương pháp chế biến phân, dẫn đến tính chất sản phẩm khác Bản chất vật liệu làm phân Compost thường làm cho phân bố nhiệt độ khối phân không đồng đều, khả làm hoạt tính vi sinh vật gây bệnh sản phẩm Compost không an tồn Q trình sản xuất phân Compost tạo mùi khó chịu khơng thực quy trình chế biến cách Do khơng có xáo trộn q trình ủ nên chất lượng phân Compost không đồng Phân loại thủ cơng nên phân cịn lẫn nhiều tạp chất Khí thải cơng đoạn lên men ủ chín khơng kiểm sốt xử lý - Nước thải sau trình ủ số nhà máy không thu gom, xử lý mà xả thẳng vào mương nước gây nhiễm mơi trường xung quanh - Khu vực tập kết rác số nhà máy khơng có mái che lượng nước rỉ rác lớn phát sinh từ đống ủ vào mùa mưa Rác đầu vào nhà máy không phân loại nguồn nên thành phần tạp chất rác thu gom lớn II THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC BT Tổng quan a Giới thiệu chung thuốc trừ sâu sinh học: Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học Thành phần giết sâu có thuốc sinh học vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus) chất vi sinh vật tiết (thường chất kháng sinh), chất có cỏ (là chất độc dầu thực vật) Với thành phần trên, thuốc trừ sâu sinh học chia thành hai nhóm là: - Nhóm thuốc vi sinh: Thành phần giết sâu vi sinh vật nấm, vi khuẩn, virus - Nhóm thuốc thảo mộc: Thành phần giết sâu chất độc có cỏ dầu thực vật Ưu điểm: Các thuốc trừ sâu hóa học có ưu điểm rõ rệt hiệu diệt sâu nhanh Tuy nhiên, ưu điểm bật thuốc trừ sâu sinh học độc với người mơi trường Các chế phẩm vi sinh vật dùng trừ sâu dầu thực vật không độc với người sinh vật có ích Do độc với loài thiên địch nên thuốc sinh học bảo vệ cân sinh học tự nhiên (cân thiên địch sâu hại), gây tình trạng bùng phát sâu hại Do độc với người mau phân hủy tự nhiên, thuốc sinh học để lại dư lượng độc nơng sản có thời gian cách ly ngắn nên thích hợp sử dụng cho nơng sản u cầu có độ cao loại rau, chè… Muốn có nơng sản an tồn, biện pháp quan trọng sử dụng thuốc sinh học trừ sâu Ngoài ra, yếu tố sinh học trừ sâu vi sinh vật thực vật thường có sẵn phổ biến nơi, lúc, nguồn khai thác dễ dàng vô tận Đồng thời với chế phẩm sản xuất theo quy mô công nghiệp, người ta dùng phương pháp chế biến thơ sơ để sử dụng Có thể đồng thu thập sâu bị chết nấm bệnh, nghiền nát nước phun lên để trừ sâu Các thuốc lá, thuốc lào, hạt xoan, rễ dây thuốc cá… băm nhỏ đập nát ngâm lọc nước để phun có hiệu Nhược điểm: - Có độ độc cao với người động vật có ích (trong có lồi thiên địch), gây ô nhiễm môi trường Vì vậy, yêu cầu bảo vệ sức khỏe người mơi trường, thuốc trừ sâu hóa học cần hạn chế sử dụng dần thay vào thuốc trừ sâu sinh học - Một số thuốc sinh học, thuốc vi sinh thường thể hiệu diệt sâu tương đối chậm so với thuốc hóa học Sự bảo quản khả hỗn hợp thuốc sinh học thường yêu cầu điều kiện chặt chẽ Nhưng so với ưu điểm to lớn nhược điểm thuốc sinh học nhỏ hồn tồn khắc phục Vì vậy, thuốc trừ sâu sinh học ngày khai thác sử dụng nhiều Ở nước ta, chế phẩm Bt biết đến tương đối lâu, có nhiều chế phẩm đăng ký sử dụng Yêu cầu ngày có nhiều nơng sản thực phẩm an tồn phục vụ đời sống điều kiện quan trọng thúc đẩy phát triển thuốc sinh học b Bt gì? BT viết tắt Bacillus thuringiensis Thuốc trừ sâu Bt loại thuốc nguồn gốc vi khuẩn, sản xuất phương pháp lên men vi khuẩn Bacillus thuringiensis Sản phẩm lên men độc tố dạng đạm tinh thể bào tử Độc tố hợp chất đạm cao phân tử không bền vững môi trường kiềm, môi trường acid mạnh tác động số loại men; không tan nước nhiều dung môi hữu cơ, tan dung dịch kiềm có độ pH từ 10 trở lên, tan dịch ruột ấu trùng sâu bọ Ở Việt Nam, chế phẩm Bt nghiên cứu từ năm 1971 Chế phẩm Bt cho kết tốt phịng thí nghiệm lẫn ngồi đồng số loại sâu ăn hại đồng ruộng sâu đo, sâu xanh bướm trắng, sâu hại bông… c - Đặc điểm vi khuẩn Bacillus thuringiensis : Kích thước 3-6 um Thuộc vi khuẩn Gram (+) Tế bào thường đứng riêng rẽ hay xếp thành chuỗi Có tiên mao mọc xung quanh tế bào, di chuyển (tiên mao dài khoảng 6-8 um) - Hiếu khí hiếu khí khơng bắt buộc - Nhiệt độ sinh trưởng từ 15o-45oC - Phổ biến tự nhiên, cư trú đất , bề mặt xác sâu - Tạo tinh thể protein giai đoạn tạo bào tử Độ lớn tinh thể độc tố từ 0,5-2 μm - Hầu hết chủng Bt có nhiều gen tiền độc tố, sở gây bệnh cho trùng gen Cry khác Gen Cry có lớp chính: Cry I, II, III, IV: Gen Cry I: thường tổng hợp protein hình thoi gây bệnh cho trùng cánh vẩy Gen Cry II: tạo tinh thể dạng hình tháp gây bệnh cho trùng cánh vẩy côn trùng cánh Gen Cry III: tổng hợp tinh thể dạng hình thoi gây bệnh cho bọ cánh cứng Gen Cry IV: tổng hợp tinh thể dạng hình thoi hình tháp gây bệnh cho côn trùng cánh Diptera d - Đặc điểm tinh thể độc Tinh thể độc Bt có dạng hình thoi, hình trám hay hình tháp đôi, mang chất protein (2 loại axit amin chiếm tỷ lệ cao: glutamic axit asparaginic) có độc tính cao với nhìu loại trùng, chiếm 30% trọng lượng khơ tế bào - Bt có khả tạo loại độc tố trình phát tiển chúng: Ngoại độc tố α: α-exotoxin hay phospholipase Ngoại độc tố β : β-exotoxin hay ngoại độc tố bền nhiệt (ở 120 0C sau 15’ giữ hoạt tính) Ngoại độc tố γ: (γ-exotoxin độc tố tan nước) Độc tố endotoxin δ: (đây tinh thể độc), chiếm chủ yếu - loại độc tố, 90%, có khả diệt sâu cao Người ta xem tinh thể độc tiền độc tố, trở thành độc tố thật có mặt ruột số trùng Khi hình thành phân tử độc tố có phân tử lượng lớn - Tinh thể độc Bt gây độc với đường ruột sâu bệnh trùng cịn với người động vật tinh thể độc hồn tồn vơ hại e - Cơ chế tác động Sau phun lên bị sâu ăn hại ăn phải Bước 1: Xâm nhập vào ấu trùng trùng qua đường tiêu hóa Bước 2: Protein Bt hoạt hóa tác động mơi trường kiềm ruột côn trùng Bước 3: Chọc thủng ruột gây tổn thương làm chúng ngừng ăn Sau vài ngày chúng chết - Có yếu tố tạo tính độc với trùng : pH đường ruột côn trùng nằm vùng pH kiềm Khi pH giá trị tinh thể bị vỡ gây nhiễm độc cho máu côn trùng Một số côn trùng tạo protease đường ruột, enzyme chuyển tiền độc tố tinh thể thành độc tố Với khả sản sinh protein độc tố có khả diệt trùng, Bt nhiều nhà khoa học nghiên cứu khám phá giá trị nông học chúng Đến nay, 200 loại protein Bt phát với nồng độ độc tố diệt số lồi trùng khác Quy trình sản xuất Sơ đồ quy trình Chọn giống môi trường nuôi cấy Nhân giống cấp Nhân giống cấp Lên men (pH = 7, nhiệt độ 30oC) Lọc ly tâm Thu sinh khối Hoàn thiện sản phẩm Bước chọn giống chủng Bt có hoạt tính diệt sâu: phân lập tuyển chọn khuẩn lạc riêng biệt từ mẫu xác loại sâu bệnh chết Căn vào type huyết protein độc tố để lựa chọn giống chủng phù hợp Bước chọn môi trường lên men: vi khuẩn Bt tiết enzyme amylase, protease ngoại bào nên sử dụng sản phẩm thuỷ phân chất tinh bột protein sản phẩm nông nghiệp phế thải khí chế biến nơng sản để xây dựng tế bào, sinh trưởng, phát triển đồng thời tạo thành bào tử tinh thể độc Bước lên men (nuôi cấy mở rộng thu sinh khối): Phương pháp ni cấy bề mặt: Trên bề mặt rắn có độ ẩm 50 – 65% môi trường cần có độ xốp đáng kể, khơng khí dễ khuếch tán vào khe hở thơng thống, CO2 dễ ngồi Vi khuẩn mọc lên bề mặt chất hạt sợi, mảng nguyên liệu tiếp nhận oxy khơng khí để sinh trưởng Các khay đỡ phun dịch nhân giống đặt phòng ni cấy có điều kiện thích hợp, vi khuẩn phát triển sinh bào tử hình thành tinh thể độc Sau kết thúc nuôi cấy, thu gom môi trường khay cấy không khí nóng 40 – 450C độ ẩm lọ kín lưu hành thị trường Phương pháp ni cấy chìm: Phương pháp coi tốt để sản xuất chế phẩm Bt Lên men chìm tiến hành nồi lên men tích lớn, thổi khí qua hệ máy nén điều kiện vơ trùng Ngồi mơi trường dinh dưỡng cần ý tới số thông số khác như: chế độ thổi khí, chế độ nhiệt độ, chế độ luân chuyển giống v.v … để hạn chế thực khuẩn thể phá huỷ bào tử tinh thể độc Chế độ thổi khí: tiêu quan trọng trình hình thành bào tử tinh thể độc Ngưỡng thổi khí tốt trình lên men 0,5 – 0,6 m mơi trường/m3 khơng khí Chế độ thổi khí cao ( bào tử phát triển nhanh, thời gian lên men ngắn, tinh thể độc nhỏ( hiệu diệt sâu không cao Nhiệt độ: ảnh hưởng đến trình hình thành bào tử, nhiệt độ cao thấp rút ngắn kéo dài trình lên men, nhiệt độ phù hợp 30 oC pH: pHBĐ = 6,7 – 7,2; pHQT = 5,5 – 5,6 Hoặc giữ không đổi cách sử dụng NaOH, NH4OH H2SO4 Chế độ luân chuyển giống: sử dụng giống liên tục xảy tượng nhiễm thực khuẩn thể Bình thường lên men 10 – 15 lần giống cũ phải thay giống để khắc phục tượng phân đốt, tượng tạo bào tử tinh thể độc tố Sau lên men, người ta lọc ly tâm dịch lên men để thu sinh khối Bước hoàn thiện sản phẩm: Từ dịch lên men chìm, tạo dạng chế phẩm: Chế phẩm dạng lỏng: dịch lên men sau kết thúc bổ sung chất phụ gia, chất bảo quản chống thối, chất bám dính đóng chai Chế phẩm dạng nhão: sau ly tâm dịch lên men ta thu sinh khối ướt có độ ẩm khoảng 85%, khơng cần sấy khơ mà trộn với dầu thành dạng nhũ tương Chế phẩm dạng bột: ly tâm thu dạng dịch đặc nhão trộn với chất phụ gia tinh bột, cenlulose, Rồi đem sấy thiết bị sấy phun sấy thăng hoa Bột khơ đóng gói bao PE giấy thiếc bọc bao kín Các yếu tố ảnh hưởng đến thuốc trừ sâu Bt Trong trình lên men vi khuẩn B.thuringiensis có ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ, pH môi trường canh trường phát triển, nồng độ hịa tan, thời gian ni cấy, kết cấu vật liệu thiết bị,…Các yếu tố định đến số lượng sinh khối chất lượng tinh thể độc sản sinh trình lên men Vì trình lên men, lượng vi khuẩn tăng nhiệt lượng sản sinh lớn trình hơ hấp vi khuẩn làm thay đổi nhiệt điều ức chế lại tốc độ sinh trưởng vi khuẩn Đồng thời pH nồng độ chất thay đổi theo Thời gian nuôi cấy yếu tố quan trọng cần ý để thu lượng sinh khối lớn Vì cần phải có biện pháp điểu chỉnh phù hợp yếu tố để thu chế phẩm mong đợi Bt sinh trưởng tốt điều kiện nhiệt độ khoảng từ 12 - 40°C, nhiệt độ tối ưu từ 27 - 32°C, nhiệt độ thấp sinh trưởng chậm, nhiệt độ cao từ 35 - 40°C sinh trưởng nhanh chóng lão hóa Bt thích hợp với pH kiềm khoảng từ – Ưu – nhược điểm Ưu điểm: - Ngăn chặn sâu, bệnh, côn trùng gây hại cách hiệu mà không làm ảnh hưởng tới trồng - Đồng hóa chất dinh dưỡng góp phần tăng suất đạt hiệu chất lượng nông sản phẩm - Không làm hại kết cấu đất, không làm chai đất, thối hóa đất mà cịn góp phần tăng độ phì nhiêu cho đất - Khơng gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người, vật nuôi, trồng, đảm bảo cân sinh thái - Hiệu thuốc vi sinh vật thường kéo dài chúng không tiêu diệt lứa sâu phá hoại mà lan truyền cho hệ - Sử dụng hợp lý phương pháp, kĩ thuật điều kiện khí hậu thích hợp mang lại hiệu kĩ thuật cao Nhược điểm: - Tác dụng thuốc trừ sâu sinh học lên sâu bệnh tương đối chậm so với thuốc trừ sâu hóa học.( phải có thời gian ủ bệnh) - Việc bảo quản yêu cầu nghiêm ngặt - Giá thành cao, thời gian tác dụng lâu hơn, dẫn đến hiệu lực khơng nhanh thuốc hóa học nên người dân khơng nhìn thấy nên chậm đưa vào sản xuất diện rộng Nhưng so với ưu điểm to lớn thh́ì nhược điểm thuốc sinh học nhỏ hồn tồn khắc phục Vì vậy, thuốc trừ sâu sinh học ngày khai thác sử dụng nhiều Ở nước ta, chế phẩm Bt biết đến tương đối lâu, có nhiều chế phẩm đăng kí sử dụng u cầu ngày có nhiều nơng sản thực phẩm an tồn phục vụ đời sống điều kiện quan trọng thúc đẩy phát triển thuốc sinh học III KẾT LUẬN Phân Compost thuốc trừ sâu sinh học Bt làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà cịn mang lại nhiều lợi ích cho thực vật người Phân Compost chủ yếu sản xuất từ rác nên giảm thiểu lượng rác không nhỏ thải môi trường đồng thời sau q trình phân hủy tạo thành hợp chất hữu có hàm lượng chất dinh dưỡng cao Thuốc trừ sâu sinh học Bt có tác dụng tiêu diệt nhiều loại sâu bệnh, có chiết xuất thiên nhiên nên không gây hại cho người Do giá thành sản xuất đắt sản phẩm có nguồn gốc từ hóa học nên cần cải tiến quy trình; mở rộng quy mơ sản xuất; bổ sung loại vi khuẩn, enzyme… để nâng cao hiệu suất sản xuất tạo sức cạnh tranh cao đáp ứng nhu cầu sử dụng người sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Nguyễn Thị Thanh Thủy, Đồ án nghiên cứu quy trình chế biến phân Compost từ rác sinh hoạt Tp.Đà Lạt Compost, www.dpi.nsw.gov.au Công Hào, Chế biến phân Compost, Báo Nông Nghiệp Việt Nam số 225, 2011 Đồ án Nghiên cứu sản xuất Compost từ chất hữu chất thải rắn sinh hoạt Tp.HCM, 2010 Phạm Thành Hổ, Nhập môn công nghệ sinh học, NXB giáo dục, 2005 Phân hữu sinh học, kingfarm.com.vn Kiến thức phân bón, dpm.vn Xây dựng quy trình làm phân Compost từu rác thải hữu quy mô hộ gia đình Tp.Hội An, tỉnh Quảng Nam Trần Văn Phụng, nghiên cứu quy trình sản xuất phân hữu vi sinh từ nguyên liệu cỏ dại, trường đại học Nông Lâm tp.hcm 10 Đề tài thuốc trừ sâu sinh học, luanvan.net 11 Đề tài công nghệ sản xuất vi sinh, doc.edu.vn 12 Nguyễn Mạnh Cường, thuốc trừ sâu sinh học gồm ưu điểm nào, ngoctung.com 13 Thuốc trừ sâu Bt, giaoan.violet.vn 14 Thuốc trừ sâu Bt, slideshare.net ... đến, phân compost b Khái niệm phân compost: Phân compost sản phẩm phân bón tạo thành thơng qua q trình lên men vi sinh vật hợp chất có nguồn gốc khác nhau, có tác động vi sinh vật hợp chất sinh học... Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học Thành phần giết sâu có thuốc sinh học vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus) chất vi sinh vật tiết (thường chất kháng sinh) , chất... dung sâu vào loại phân bón thuốc trừ sâu sinh học phân bón compost thuốc trừ sâu Bt I a PHÂN BÓN SINH HỌC COMPOST Tổng quan Giới thiệu chung phân bón sinh học: Phân bón cần cho phát triển trồng