Phân lập tuyển chọn vi sinh vật phân giải xenlulo nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông mã vĩ tại tỉnh cao bằng

1 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Rừng coi “lá phổi xanh” nhân loại, nguồn tài nguyên quý giá, có giá trị to lớn kinh tế quốc dân, đời sống văn hóa cộng đồng, hoạt động du lịch sinh thái, nghiên cứu khoa học, an ninh quốc phòng chất lượng sống người nói chung Tuy nhiên, tài nguyên rừng bị suy giảm nghiêm trọng nhiều nơi số lượng chất lượng Một nguyên nhân quan trọng làm rừng cháy rừng Ở Cao Bằng, tính đến 31/12/2018 diện tích rừng 364.689,30ha, đó: Rừng tự nhiên 348.269,34 ha, rừng trồng 16.419,96 ha; độ che phủ 54,43 (quyết định số 120/QĐ-SNN ngày 26/02/2019 Sở Nông nghiệp & PTNT Cao Bằng) Tính riêng giai đoạn 2013 – 2018 cháy rừng xảy 141 vụ, diện tích cháy rừng lên tới 176,9 ha; bình quân hàng năm cháy 17,6 vụ, diện tích thiệt hại năm 22,11 Riêng năm 2015, tỉnh xảy 59 vụ cháy rừng, làm thiệt hại 64,57 rừng loại, tăng gấp lần số vụ tăng gần lần diện tích so với năm giai đoạn (Theo số liệu báo cáo tổng kết công tác hàng năm Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng) Điều gây thiệt hại lớn mặt kinh tế, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người, nhiều nguồn gen quý làm cân sinh học Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trồng chủ yếu với diện tích đứng thứ Cao Bằng Thông mã vĩ mang lại giá trị kinh tế to lớn bảo vệ môi trường Tuy nhiên, nguy khả cháy rừng cao thơng có chứa hàm lượng nhựa từ 2%-12% (Bế Minh Châu, 2001), cháy lửa lan nhanh, khó dập tắt nên thường gây nhiều thiệt hại lớn Phân lập tuyển chọn vi sinh vật có khả phân hủy nhanh vật liệu cháy tán rừng sở khoa học để tạo chế phẩm sinh học nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy tán rừng thơng Việt Nam nói chung Cao Bằng nói riêng Xuất phát từ lý luận văn: Chính vậy, việc nghiên cứu sở khoa học tạo chế phẩm sinh học nhằm tăng độ ẩm VLC tán rừng chuyển hóa chúng thành sản phẩm có lợi phân hữu sinh học giúp cải thiện tính chất lý hóa đất, giúp rừng sinh trưởng phát triển tốt nhằm tăng hiệu kinh tế, bảo vệ môi trường sinh thái Xuất phát từ lý đề tài “Phân lập tuyển chọn vi sinh vật phân giải xenlulo nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy tán rừng thông mã vĩ tỉnh Cao Bằng” cần thiết có ý nghĩa lý luận thực tiễn 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Phân lập tuyển chọn số chủng vi sinh vật có khả phân giải xenlulo tốt làm sở khoa học để tạo chế phẩm sinh học phân hủy nhanh vật liệu cháy tán rừng thông nhằm giảm nguy cháy rừng Cao Bằng 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Phân lập tuyển chọn số chủng vi sinh vật có khả phân giải xenlulo từ mẫu đất tán rừng Thông mã vĩ Cao Bằng - Nghiên cứu số đặc điểm sinh học số chủng vi sinh vật phân giải xenlulo tốt - Thử nghiệm số chủng vi sinh vật phân giải xenlulo tốt với vật liệu cháy 1.3 Ý nghĩa nghiên cứu khoa học 1.3.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học Bổ sung sở khoa học phịng chống cháy rừng thơng chế phẩm sinh học nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy tán rừng thông 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn sản xuất - Kết nghiên cứu luận án góp phần nâng cao hiệu quản lý phòng chống cháy rừng thơng Cao Bằng - Ứng dụng chế phẩm kích thích sinh trưởng cây, nâng cao suất rừng trồng, tạo điều kiện cho rừng thông phát triển bền vững, nâng cao hiệu mặt kinh tế, cải tạo đất bảo vệ môi trường sinh thái Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.1 Nghiên cứu cháy rừng biện pháp phòng chống Nghiên cứu cháy rừng Theo nghiên cứu FAO đưa khái niệm cháy rừng: “Cháy rừng xuất lan truyền đám cháy rừng mà khơng nằm kiểm sốt người, gây nên tổn thất nhiều mặt tài nguyên, cải môi trường” Cháy rừng xảy có mặt đồng thời thành tố nguồn nhiệt, ôxy vật liệu cháy (VLC); tùy thuộc vào đặc điểm yếu tố nêu trên, cháy rừng hình thành, phát triển hay bị ngăn chặn suy yếu (Brown, 1979; Chandler C et al., 1983) Vì vậy, chất biện pháp PCR biện pháp tác động vào yếu tố theo chiều hướng ngăn chặn giảm thiểu q trình cháy Có loại cháy rừng sau: - Cháy tầng trên: gọi cháy tán rừng hay cháy tầng tán quần thụ Lửa di chuyển nhanh lúc cháy tầng tán quần thụ thường không đốt cháy thân lớp vật rụng mặt đất - Cháy bề mặt: Cháy với cường độ thấp, khốc liệt, tốc độ lan truyền nhanh, thiêu hủy chủ yếu vật rụng thảm cỏ chết - Cháy ngầm trường hợp xảy lửa lan tràn chậm, âm ỉ mặt đất, lớp thảm mục dày than bùn Trong đám cháy rừng xảy đồng thời hai ba loại cháy tùy theo loại cháy rừng mà người ta đưa biện pháp phòng chữa cháy khác (Brown 1979; Gromovist et al., 1993; Mc Arthur and Luke, 1986; Timo V et al., 2007) Kết nghiên cứu yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hình thành phát triển cháy rừng thời tiết, loại rừng hoạt động kinh tế - xã hội (KT - XH) người Thời tiết đặc biệt lượng mưa (L m), nhiệt độ khơng khí (Tkk), độ ẩm khơng khí (Wkk) tốc độ gió (Vg) ảnh hưởng định đến tốc độ bốc độ ẩm vật liệu cháy (W vlc) rừng qua ảnh hưởng đến khả bén lửa lan tràn đám cháy Loại rừng ảnh hưởng tới tính chất vật lý, hố học, khối lượng phân bố vật liệu cháy qua ảnh hưởng đến loại cháy, khả hình thành tốc độ lan tràn đám cháy hoạt động KT - XH người, như: sản xuất nương rẫy, săn bắn thú rừng du lịch sinh thái, có ảnh hưởng trực triếp đến mật độ phân bố nguồn lửa khởi đầu đám cháy Phần lớn biện pháp PCR xây dựng sở phân tích đặc điểm yếu tố hoàn cảnh cụ thể địa phương (Laslo Pancel, 1993; Richmond, 1976) Những thiệt hại cháy rừng gây vô to lớn, cháy rừng diễn khắp nơi từ Mỹ, Indonexia, Canada, Bulgaria, Macedonia, Hy Lạp, Tây ban nha, Bồ đào nha Đáng kể tình hình cháy rừng Canada, Canada có diện tích rừng chiếm 10% diện tích rừng giới Trong vòng 25 năm qua năm có khoảng 8.300 vụ cháy rừng xảy Tổng diện tích bị cháy khác từ năm sang năm khác, trung bình khoảng 2,3 triệu năm Chi phí chữa cháy thập kỷ qua Canada dao động từ khoảng 500 triệu $ đến $ tỷ USD năm Do nhu cầu dành đất đai cho sản xuất nhiên liệu sinh học ngày tăng, đặc biệt nước nhiệt đới, nên năm gần nhiều khu rừng bị tàn phá khiến diện tích rừng giới thu hẹp đáng kể Kết nghiên cứu Viện nghiên cứu kinh tế Ifo Munich, Đức công bố ngày 19/1 cho biết từ năm 1990 đến 2005, diện tích rừng trái đất giảm 3%, tức trung bình ngày 20.000 hécta rừng Đây tượng đáng báo động nhiều quốc gia Đặc biệt Brazil Sudan, rừng bị tàn phá vơ tội vạ 47% diện tích rừng giới hàng năm bị thu hẹp trước hết hai nước Ở Brazil Sudan, người ta phá rừng để trồng cọ dừa đậu tương lấy dầu loại sản xuất nhiên liệu sinh học Việc khai thác bừa bãi khu rừng nguyên sinh rừng nhiệt đới gây tổn hại lớn cho mơi trường khí hậu tồn cầu Riêng việc đốt rừng khai hoang cháy rừng hàng năm sản sinh bầu khí khoảng 650 triệu khí CO2 Nhìn chung, nạn phá rừng góp tới 20% khí thải CO gây hiệu ứng nhà kính nên việc bảo vệ rừng trồng rừng hành động tác động tích cực tới chiến lược chống biến đổi khí hậu tồn cầu cộng đồng giới Một số nghiên cứu phòng chống cháy rừng thông Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật lâm sinh phòng cháy rừng Biện pháp kỹ thuật lâm sinh (KTLS) các biện pháp kỹ thuật thông qua công tác kinh doanh, quản lý rừng, như: thiết kế trồng rừng, chọn loài trồng, phương thức trồng, biện pháp lâm sinh tác động, nhằm tạo khu rừng khó cháy hạn chế lan tràn đám cháy số biện pháp KTLS PCR sau: Trồng rừng hỗn giao nhiều loài để hạn chế khả cháy rừng sinh trưởng phát triển bụi, thảm tươi; rừng trồng loài bộc lộ nhiều nhược điểm nên nhiều nước giới quan tâm nghiên cứu nhằm tạo lập lâm phần rừng trồng hỗn loài nhiều loài khác Các cơng trình nghiên cứu rừng trồng hỗn loài số nước Châu Âu tiến hành từ năm đầu kỷ XIX Bên cạnh cơng tác gây trồng rừng biện pháp KTLS quan tâm nghiên cứu (J.B Ball, T j Wormald, L Russo, 1995) Khi nghiên cứu tính bền vững rừng trồng, có số tác giả quan tâm đến cấu trúc tầng tán rừng hỗn giao (Matthew, J Keltg, 1995) nghiên cứu xây dựng mơ hình rừng trồng hỗn giao gỗ họ đậu Đặc biệt, Malaysia xây dựng rừng nhiều tầng hỗn giao đối tượng rừng tự nhiên, rừng keo tai tượng rừng tếch Người ta sử dụng 23 lồi có giá trị trồng theo băng rộng 10 m, 20 m, 30 m, 40 m với phương thức trồng hỗn giao khác Việc tạo lập loài hỗ trợ ban đầu cho trước xây dựng mơ hình trồng rừng hỗn giao cần thiết; tác giả Matthew, 1995 nghiên cứu tạo lập mơ hình rừng trồng hỗn giao thân gỗ họ đậu; kết cho thấy, họ đậu có tác dụng hỗ trợ tốt cho trồng Năm 1995, tác giả Ball, Wormald Russo nghiên cứu trình điều chỉnh số lâm phần hỗn giao theo q trình sinh trưởng mơ hình thông qua việc giảm bớt cạnh tranh loài tạo điều kiện để chúng sinh trưởng phát triển tốt Hiện Trung Quốc Rwanda hai nước nhà nghiên cứu đánh giá cao chương trình tái trồng rừng Những năm gần đây, diện tích trồng rừng Trung Quốc tăng triệu hécta (2,2%) nước chiếm 73% diện tích phát triển rừng tồn cầu Trong đó, Rwanda, diện tích tái rừng năm từ 2000 đến 2005, năm tăng trung bình 6,9% Đốt trước phần vật liệu cháy vào đầu mùa khô cuối mùa mưa chúng ẩm để giảm khối lượng vật liệu cháy rừng đốt theo hướng ngược với hướng lan tràn để cô lập đám cháy Các cơng trình nghiên cứu đốt trước làm giảm vật liệu cháy nhiều nước áp dụng từ đầu kỷ XX Các nước tiến hành nghiên cứu vấn đề này, sớm có nhiều cơng trình Đức, Mỹ, Nga, Canada Trung Quốc, Đối tượng rừng đưa vào đốt trước làm giảm vật liệu có rừng tự nhiên rừng trồng Thường chủ rừng đốt theo đám diện tích rừng có nhiều vật liệu cháy, có nguy cháy cao vào thời gian trước mùa cháy, hạn chế đến mức thấp khả cháy lan đến khu rừng lân cận (Brown A.A,1979; Gromovist R et al., 1993; Mc Arthur A.G Luke R.H., 1986) Năm 1968, Stoddard - người đề xuất ý kiến đốt rừng có kế hoạch nhằm giảm nguy cháy Từ thập kỷ 70 kỷ XX đến nay, có số nước đầu lĩnh vực lửa rừng giới, như: Australia, Mỹ, Nga, Canada, Indonexia, Thái Lan có nhiều nghiên cứu đưa quy trình đốt trước cho khu rừng trồng lồi có nguy cháy cao Biện pháp đốt trước có điều khiển sử dụng tương đối phổ biến coi biện pháp quan trọng công tác quản lý lửa rừng nước Năm 1993, có số tác giả người Phần Lan đưa vấn đề khối lượng, độ ẩm vật liệu cháy, thời tiết, diện tích, địa hình vấn đề kinh phí, tổ chức lực lượng cách tồn diện đốt trước có điều khiển cho vùng rừng trọng điểm cháy dựa nghiên cứu đặc điểm nguồn vật liệu cháy việc đốt thử diện tích rộng lớn (Gromovist R et al.,1993) Nhìn chung nghiên cứu vấn đề này, thường tiến hành nhiều nước phát triển, như: Đức, Mỹ, Nga, úc, Canada, Trung Quốc, Còn nước phát triển có Việt Nam chủ yếu nghiên cứu, áp dụng cơng trình này, để phù hợp với điều kiện nước Vì vậy, cần có nghiên cứu thực tế áp dụng cho công tác PCCCR quốc gia địa phương Có nhiều biện pháp đưa phòng cháy chữa cháy rừng nhiên việc sử dụng vi sinh vật phân hủy xenlulo để phân hủy vật liệu cháy ý tưởng nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Vì tự nhiên việc phân hủy xenlulo tự nhiên tiến hành không đồng bộ, xảy chậm Trong điều kiện phịng thí nghiệm hay điều kiện cơng nghiệp, việc phân hủy xenlulo enzym, ngồi yếu tố kỹ thuật nhiệt độ, pH, nồng độ chất, lượng enzym , số yếu tố quan trọng tính đồng hệ cellulase từ nhiều nguồn vi sinh vật khác Quá trình phân hủy xenlulo tiến hành đến sản phẩm cuối sử dụng đồng ba loại cellulose Mỗi loại vi sinh vật có khả tổng hợp ưu việt loại enzym Chính cần phải khai thác từ nhiều nguồn vi sinh vật để đạt hiệu phân giải tốt Nghiên cứu vi sinh vật phân giải xenlulo Xenlulo polime hữu phổ biến nhất, tương ứng khoảng 1,5x10 12 tổng số sinh khối thực vật sản xuất hàng năm thông qua quang hợp đặc biệt vùng nhiệt đới, chúng coi nguồn vật liệu vô tận cho ngành sản xuất khác (Klemm D et al., 2002) Hệ VSV có khả phân giải xenlulo bao gồm nấm, vi khuẩn xạ khuẩn (Saranraij et al., 2012) Nghiên cứu ứng dụng VSV phân giải xenlulo hay enzyme (cellulase) ứng dụng rộng rãi công nghiệp chế biến giấy, công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiên liệu sinh học ứng dụng lĩnh vực Nông - Lâm nghiệp (Saranraij et al., 2012) Bởi giới có nhiều nghiên cứu nhằm tìm VSV có khả tạo enzyme phân giải xenlulo (Johnvesly et al., 2012) Một số lồi vi khuẩn có khả phân giải xenlulo: Acetivibrio cellulolyticus, bacteroides cellulosolvens, B.succinogenes hay ruminococus flavefaciens (Saranraj et al., 2012) Narmen cộng (2010) phân lập tuyển chon chủng thuộc xạ khuẩn (Actinomycetes) có nguồn gốc từ biển xác định chủng Streptomyes buber có khả tạo lượng enzyme lớn (25.6 U/ml) pH6 40 ͦ C sau ngày Một số vi sinh vật có khả phân giải xenlulo Actinomycetes, Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens, 10 Clostridium, Ruminococcus albus, Aspergillus, Chaetomium, Fusarium, Methanobrevibacter ruminantium, Myrothecium, Penicillium, Trichoderma Những lồi đóng vai trị quan trọng khống hóa vật liệu hữu tác động đến suất môi trường biển Các enzyme phân giải xenlulo sử dụng rộng rãi, khả chúng ứng dụng vào dây truyền cơng nghiệp khác sản xuất xăng sinh học, triphasic biomethanation, quản lý chất thải nông nghiệp trồng (Yugal Kishore Mohanta, 2014) Theo Ajijolakewu AK cộng (2013) phân lập bã mía vi sinh vật có khả thủy phân xenlulo Đó lồi nấm (Mucor racemosus, Aspergillus niger, Aspergillus fl avus, Neurospora sitophilus, Penicillium oxalicum Penicillium citrinum) loài khuẩn (Clostridium cellobioparum, Clostridium thermocellum, Bacillus subtilis, Bacillus pumillus, Lactobacillus spp, Pseudomonas flavescens Serratia spp.) Trong có hai lồi nấm Mucor racemosus Aspergillus niger có khả thủy phân cao Bên cạnh cịn tìm hai chủng khuẩn có hoạt tính cao Clostridium cellobioparum Bacillus subtilis K.M.D Gunathilake1 et al., 2011 phân lập từ đất, compost rụng số chủng nấm vi khuẩn có khả phân giải xenlulo mạnh Acremonium, Fusarium, Aspergillus, Mucor, Trichoderma, Penicillium Graphium Các chủng khuẩn Bacillus, Listeria, Alcaligenes, Neisseria Streptococcus Nhiều vi sinh vật tìm với khả phân giải xenlulo bao gồm vi khuẩn nấm, hiếu khí kỵ khí Các chủng nấm Chaetomium, Fusarium, Myrothecium, Trichoderma Penicillium, Aspergillus; chủng khuẩn Trichonympha, Clostridium; xạ khuẩn, Bacteroides succinogenes, fibrisolvens Butyrivibrio, Ruminococcus albus, Methanobrevibacter ruminantium (Pratima Gupta et al., 2012) 51 Kết kiểm tra cho thấy chủng VSV tuyển chọn có khơng đối kháng Như hồn tồn sử dụng chủng VSV để sản xuất chế phẩm sinh học phân hủy nhanh vật liệu cháy tán rừng 3.3.3 Kết nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học Nghiên cứu thử nghiệm chất mang thực công thức kết dược trình bày bảng 3.12: Bảng 3.12: Kết thí nghiệm ảnh hưởng chất mang đến mật độ VSV sản xuất chế phẩm Stt Thời gian bảo quản 1 tháng 2 tháng 3 tháng 4 tháng 5 tháng 6 tháng Từ bảng kết 3.12 cho thấy công thức chủng VSV đảm bảo mật độ sản xuất chế phẩm 10 cfu/g Trong CT3 (80% Mùn hữu + 10% apatit + 10% dịch VSV sinh màng nhầy) mật độ đạt cao sau tháng bảo quản chế phẩm đạt 5,9.107 cfu/g 3.3.4 Kết hướng dẫn xây dựng Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu - Mùn hữu phơi khô loại bỏ tạp chất tránh nấm mốc sàng đóng bao sẵn; apatit phơi khô nghiền nhỏ 52 Bước 2: Hoạt hóa giống Để có giống khỏe thích nghi tốt với điều kiện nuôi cấy tiến hành hoạt hóa giống Chuẩn bị ống thạch nghiêng (có nút bơng) có chứa mơi trường PDA Khử trùng mơi trường thạch ống nghiệm 121 0C, thời gian 30 phút Khi mơi trường cịn nóng (60-70 0C), đặt nghiêng 300 thạch tạo thành mặt phẳng nghiêng Cấy giống từ ống giống gốc sang ống thạch nghiêng chuẩn bị Nuôi VSV tủ định ôn thang nhiệt độ 25 0C khoảng 96 giờ, tới thấy chủng phát triển tốt cấy vào mơi trường nhân giống cấp 1, thao tác cấy truyền thực tủ cấy vô trùng Môi trường PD lỏng: Môi trường PD lỏng bao gồm: 20g D-Glucose; 200g khoai tây; Nước cất 1000ml Bước 3: Nhân giống cấp Chuẩn bị bình tam giác 250 ml (có nút bông), sấy tiệt trùng 1600C Cho vào bình 200 ml mơi trường PD lỏng, khử trùng môi trường nhân giống cấp 1210C, thời gian 20 phút, để nguội nhiệt độ phòng cấy giống Cấy truyền vòng que cấy từ ống giống vào môi trường nhân giống cấp Các thao tác cấy truyền ống nghiệm vào bình tam giác thực tủ cấy vô trùng Nuôi máy lắc với tốc độ 150 vòng/phút 250C 72 ta thu giống cấp Chuẩn bị bình có dung tích lớn cho mơi trường PD lỏng, khử trùng môi trường nhân giống cấp 121 0C, thời gian 30 phút, để nguội nhiệt độ phịng truyền giống cấp vào bình, lắc 150 vòng/phút 25 0C 72 Bước 4: Trộn hỗn hợp Trộn hỗn hợp chế phẩm - Thành phần hỗn hợp bao gồm: Mùn hữu cơ, apatit, vi sinh vật sinh phân giải xenlulo Tỷ lệ trộn cho 1kg hỗn hợp: 53 + 80% mùn hữu (0,8kg) + 10% apatit (0,1 kg) + 10% chủng dịch vi sinh vật Phân giải xenlulo (0,1 kg) - Kỹ thuật trộn: Cho mùn apatit vào máy trộn, bật cho máy trộn hoạt động sau cho từ từ loại dịch, VSV phân giải xenlulo vào đến loại vi sinh vật trộn Bước 5: Bảo quản chế phẩm: Chế phẩm đóng gói bảo quản nhiệt độ phòng 3.4 Kết nghiên cứu hướng dẫn kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học 3.4.1 Kết nghiên cứu liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học Thí nghiệm địa bàn huyện Trùng Khánh tỉnh Cao Bằng Thí nghiệm xác định liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học thực địa bàn huyện Trùng Khánh tỉnh Cao Bằng Kết thực trình bày bảng 3.13 với Cơng thức thí nghiệm có cơng thức đối chứng Bảng 3.13: Liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học ảnh hưởng đến khả phân hủy vật liệu cháy Công thức CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 (ĐC2) Ghi chú: CT1: Sử dụng 0,125% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT2: Sử dụng 0,25% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT3: Sử dụng 0,5% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT4: Sử dụng 1% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT5: Sử dụng 1,5% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT6: Sử dụng 2% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT7: (ĐC) 54 Số liệu bảng 3.13 cho thấy công thức xử lý chế phẩm vật liệu cháy Trùng Khánh, Cao Bằng Ở tháng thứ cơng thức thí nghiệm khả phân hủy vật liệu cháy đạt từ 10,4-14% cơng thức đối chứng (không sử dụng chế phẩm) khả phân hủy vật liệu cháy thấp đạt 3,8% Sau tháng khả phân hủy vật liệu cháy đạt từ 19,323,0% công thức đối khả phân hủy vật liệu cháy đạt 6,1% Sau tháng khả phân hủy vật liệu cháy tán rừng Thông mã vĩ đạt từ 33,336,9%; công thức đối chứng khả phân hủy đạt 7,6% Ở tháng thứ Khả phân hủy vật liệu cháy đạt từ 50,7-55,9% tháng thứ khả phân hủy vật liệu cháy đạt 62,7 – 70,3% công thứ đối chứng khả tự phân hủy diễn chậm đạt 14,2% 55 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài xác định khối lượng vật liệu cháy rừng Thông mã vĩ Trùng Khánh Cao Bằng rừng trồng Thông mã vĩ tuổi VLC (22,7 tấn/ha) khối lượng VLC khô 13,4 tấn/ha 14 tuổi VLC (26,2 tấn/ha) khối lượng VLC khơ 16 tấn/ha Thông mã vĩ 23 tuổi VLC (27,3 tấn/ha) khối lượng VLC khơ 15,8 tấn/ha - Phân lập 38 chủng VSV phân hủy xenlulo có 21 chủng có khả phân giải xenlulo chiếm 55,3%; chọn chủng (CBK8; CBK11; CBK12; CBK17; CBK31) có đường kính vịng phân giải xenlulo lớn 35 mm có khả phân giải xenlulo mạnh Năm (5) chủng VSV phân giải xenlulo (CBK8; CBK11; CBK12; CBK17; CBK31) phát triển tốt khoảng nhiệt độ từ 25-300C độ ẩm từ 80-90% - Ở thời gian tháng chủng VSV (CBK8, CBK11, CBK12) phân hủy vật liệu cháy thùng thí nghiệm đạt từ 48,5 đến 53,6% cơng thức đối chứng khả phân giải thấp đạt 13,6% - Định danh chủng VSV có khả phân hủy vật liệu cháy tốt nhất: chủng CBK8 (Bacillus subtilis) chủng CBK11; CBK12 (Bacillus megaterium) - Môi trường dinh dưỡng phù hợp cho nhân sinh khối CBK8 (Bacillus subtilis) chủng CBK11; CBK12 (Bacillus megaterium) PD, pH =7, tốc độ lắc tối ưu 150 vòng/phút (trên máy lắc GFLR ) thời gian lắc 72 nhiệt độ 25-30oC 56 - Gom vật liệu cháy theo đường băng cản lửa sử dụng 0,5% khối lượng chế phẩm so với khối lượng VLC cho hiệu tốt khả phân hủy sau tháng đạt 70,3% Tồn Do thời gian nghiên cứu ngắn nên số thí nghiệm đánh giá bước đầu chưa có điều kiện thí nghiệm diện rộng - Kiến nghị Cần có nghiên cứu bổ sung để đưa quy trình sản xuất hướng dẫn sử dụng chế phẩm - Ứng dụng chế phẩm công tác phịng chống cháy rừng thơng Cao Bằng 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lý Kim Bảng (2001), Xử lý tàn dư thực vật chế phẩm vi sinh vật tự tạo, Báo cáo tổng kết nghiên cứu, NXB Hà Nội Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn định số 4110 QĐ/BNN-KHCN ngày 31 tháng 12 năm 2007 việc quy phạm phịng cháy, chữa cháy rừng thơng Bế Minh Châu, Phùng Văn Khoa (2002), Lửa rừng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Bế Minh Châu (2001), “Xác định nhân tố khí tượng chủ yếu ảnh hưởng tới độ ẩm vật liệu cháy rừng Thông nhựa phương pháp hệ số đường ảnh hưởng Nam Đàn - Nghệ An”, Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nơng thơn, (2), tr 26-27 Tăng Thị Chính, Lý Kim Bảng, Nguyễn Thị Phương Chi, Lê Gia Huy (2003), Hiệu sử dụng chế phẩm Micromix xử lý rác thải phương pháp ủ hiếu khí nhà máy chế biến phế thải Việt Trì, Phú Thọ”, Những vấn đề NCCB khoa học sống (Kỷ yếu Hội nghị NCCB lần 2-7/2003), NXB Khoa học & Kỹ thuật, tr.567-569 Bế Minh Châu (1999), “Một số vấn đề công tác dự báo cháy rừng Việt Nam”, Tạp chí Lâm nghiệp, (2), tr.22-23 Bế Minh Châu (1999), “Phân cấp mức độ dễ cháy rừng Thông theo độ ẩm vật liệu”, Tạp chí Lâm nghiệp, (10), tr.49-50 Bế Minh Châu (2000), “Ảnh hưởng số yếu tố khí tượng đến độ ẩm vật liệu cháy rừng Thông nhựa Lâm trường Hà Trung - Thanh 58 Hóa”, Thơng tin chun đề Khoa học, Công nghệ & Kinh tế NN & PTNT, Trung tâm thông tin - Bộ NN & PTNT, (10), tr.19-21 Bế Minh Châu (1999), “Mối quan hệ yếu tố khí tượng với độ ẩm vật liệu tán rừng Thơng ngựa Hồnh Bồ - Quảng Ninh” Tạp chí Lâm nghiệp, (6), tr 30-32 10 Nguyễn Danh (2009), “Phân lập tuyển chọn số chủng xạ khuẩn có khả phân hủy cao Xenluloza từ vỏ cafe Gia Lai”, Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT số 138 năm 2009, Tr 43 - 46 11 Phó Đức Đỉnh (1996), Nghiên cứu biện pháp phòng chống cháy rừng thông non Lâm Đồng, Luận án PTS Khoa học Nông nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội 12 Phạm Ngọc Hưng (1988), Xây dựng phương pháp dự báo cháy rừng thông nhựa (Pinus merkusii J), Quảng Ninh, Luận án PTS Khoa học Nông nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội 13 Lê Thị Việt Hà Lê Văn Tri (2006), “Tuyển chọn hình thành tổ hợp vi sinh vật phân hủy phế thải phụ phẩm mía đường đạt hiệu cao” Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT số 21 kỳ tháng năm 2006, Tr 43 – 47 14 Vũ Thị Liên (2004), “Một số đặc điểm vi sinh vật hoạt tính sinh học đất số kiểm thảm thực vật Sơn La” Tạp chí Nơng nghiệp & PTNT số 5/2004 15 Phùng Ngọc Lan (1991), “Trồng rừng hỗn lồi nhiệt đới”, Tạp chí Lâm nghiệp, 1991 16 Nguyễn Thị Thúy Nga cộng (2015) “Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn phân hủy xenlulo sản xuất phân hữu sinh học” Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam số 3/2015 59 17 Nguyễn Thị Thúy Nga (2010) “Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật có khả phân hủy xenlulo hiệu lực cao, phù hợp với điều kiện đất bạc màu đặc điểm sinh học chúng để sản xuất phân vi sinh cho lâm nghiệp” Tạp chí khoa học lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam số 4/2010 18 Lê Văn Nhương, Nguyễn Lan Hương (2001), Công nghệ xử lý số phế thải nơng sản chủ yếu (vỏ mía, vỏ thải cà phê, rác thải nơng nghiệp) thành phân bón hữu sinh học, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KHCN.02-B04, 1999-2001 19 Phan Thanh Ngọ (1996), Nghiên cứu số biện pháp phịng cháy rừng thơng ba lá, rừng tràm Việt Nam, Luận án PTS Khoa học Nông nghiệp, Hà Nội 20 Đào Ngọc Quang (2015), Nghiên cứu sở khoa học để tuyển chọn thông nhựa Pinus merkusii jungh Et de Vriese kháng sâu róm thơng Dendrolimus punctstus Walker có sản lượng nhựa cao, Luận án Tiến sĩ khoa học Lâm nghiệp, Hà Nội 21 Trần Thị Ngọc Sơn, Lưu Hồng Mẫn, Vũ Tiến Khang, Nguyễn Ngọc Hà, Nguyễn Thị Ngọc Hân, Trần Thị Anh Thư Nguyễn Ngọc Nam (2010), Đánh giá hiệu xử lý rơm rạ nấm Trichoderma sp địa Đồng Sông Cửu Long 22 Nguyễn Xuân Thành, Đinh Hồng Duyên, Vũ Thị Hoàn, Nguyễn Thị Minh (2004), Xử lý giác thải hữu sinh hoạt khu dân cư Đại học Nông Nghiệp I, Báo cáo tổng kết đề tài Nghị định thư Việt Nam - Ý - Áo năm 20032004 23 Nguyên Xuân Thành, Vũ Thị Hoàn, Đinh Hồng Duyên (2005), Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật xủ lý tàn dư thực vật đồng 60 ruộng thành phân hữu chỗ bón cho trồng, Báo cáo tổng kết Đề tài NCKH cấp Bộ Mã số B2004-32-66 24 Phạm Văn Ty (1988), Nghiên cứu vi sinh vật phân hủy xenlulo dùng nông nghiệp công nghiệp, Đề tài khối SEV - OKKFT - G8 -1.3 với Hungary (chủ trì phía Việt Nam) 25 Trần Thanh Trăng (2008) Sử dụng phương pháp sinh học phân tử để xác định phát nấm gây bệnh mục gỗ bạch đàn Eucalyptus obliqua Tạp chí khoa học Lâm nghiệp số 2008 Tài liệu tiếng anh 26 ANGIS (2005) BioManager by ANGIS: Australian National Genome Information Services 2005, http://www.angis.org.au 27 Brown A.A, (1979), Forest Fire control and use, New yorkToronto 28 Bashir Ahmad, Sahar Nigar, S Sadaf Ali Shah, Shumaila Bashir, Javid Ali, Saeeda Yousaf and Javid Abbas Bangash (2013), “Isolation and Identification of Xenlulo Degrading Bacteria from Municipal Waste and Their Screening for Potential Antimicrobial Activity”, World applied sciences Journal 27 (11): 1420-1426, 2013 29 Bhardwaj K.R., Gaur A.C (1985), Recycling of Organic Waster, ICAR, New Delhi, India 30 Chandler C., Cheney P., Thomas P.,Trabaud L., Williams D (1983), Fire in Forestry, New york, pp 110 - 450 31 Djarwanto and Tachibana (2010) Decomposition of lignin and Holocellulose on acacia mangium leaves and Twigs by six fungal isolates from Natural Pakistan Jounal of biological Science 604-610, 2010 61 32 Felsenstein, J (1989) PHYLIP – Phylogeny Inference Package (Version 3.2) Cladistics 5: 164-166 33.FernandezAbalos, JM, Sanchez, P, Coll, PM, Villanueva, JR, Perez, P , Santamaria, RI (1992),”Cloning and nucleotide sequence of celA1 and endoβ-1, 4-glucanase-encoding gene from Streptomyces halstedii JM8”, J Bacteriol.174: 6368- 6376 34 Gromovist R., Juvelius M., Heikkila T., (1993), “Handbook on forest fire control”, Helsinki 35 Hesham M.Abdulla (2007), “Enhancement of Rice Straw Composting by Lignocellulolytic Actimomycete Strains”, International Journal of Agriculture & Biology (1), pp 106-109 36 Hungate R.E (1946), “Studies on xenlulo fermentation, II An anaerobic xenlulo- decomposing Actimycetes, Micromonospora propionici n.sp.” Journal of Bacteriolgy.51, pp 51-56 37 Hsi-Jien Chen, Han-Ja Chang, Chahhao Fan, Wen-Hsin Chen, Meng (2011) “Screening, isolation and characterization of xenlulo biotransformation bacteria from specific soils”, International Conference on Environment and Industrial Innovation IPCBEE vol.12 (2011) IACSIT Press, Singapore 38 Jeris J.S., Regan R.W (1973), “Controlling environmental parameter for optimum composting I Experimental procedures and temperature”, Compost Science 14, pp 10-15 39 Klemm D, Schmauder H P & Heinze T, in Biopolymers, vol VI, edited by E Vandamme, S De Beats & A Steinb_chel (Wiley-VCH, Weinheim) 2002, 209- 292 62 40 K.M.D Gunathilake1, R.R Ratnayake, S.A Kulasooriya1 and D.N Karunaratne (2013), “Evaluation of xenlulo degrading efficiency of some fungi and bacteria and their biofilms” J.Natn.Sci.Foundation Sri Lanka 2013 41(2):155-163 41 Lu WJ., Wang HT., Nie YF., Wang ZC., Huang HY., Qiu XY., Chen JC (2005), “Effect of inoculating flower stalks and vegetable waste, Awith ligno- cellulolytic microorganisms on the composting process”, Journal of Environmental Science and Health B.39 (5-6), pp.871-875 42 Lee, S., Jang, Y., Lee, Y.M., Lee, J., Lee, H., Kim, G.H and Kim, J.J 2011, “Rice straw-decomposing fungi and their cellulolytic and xylanolytic enzymes”, J Microbiol Biotechnol 21(12): 1322-1329 43 Laslo Pancel (Ed) (1993), “Tropical forestry handbook - Volum 2”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp 1244-1736 44 Mc Arthur A.G., Luke R.H., (1986), “Bush fie in Australia”, Canberra, pp.142-359 45 Maheshwari DK, Gohade S and Jahan H (1990), “Production of Cellulase by a new isolate of Trichoderma pseudokoningii”, J Indian Bot Soc., 69:63-66 46 Pearson, W R and Lipman, D J (1998) Improved Tools for Biological Sequence Analysis Proceedings of the National Academy of Science, USA 85: 2444-2448 47 Pratima Gupta, Kalpana Samant, and Avinash Sahu (2012), “Isolation of Xenlulo-Degrading Bacteria and Determination of Their Cellulolytic Potential”, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Microbiology Volume 2012, Article ID 578925, pages Yugal Kishore 63 48 Raeder, U and Broda, P (1985) Rapid preparation of DNA from filamentous fungi Letters in Applied Microbiology 1: 17-20 49 Richmond R.R (1976), “The use of fire in the forest enviroment”, Forestry commission of N.S.W, pp - 28 50 Reddy.BR, Narasimha G and Babu GVAK (1998)” Cellulolytic activity of fungal cultures”, Indian Journal of science and Research,.5: 617-620 51 Schrempf, H, Walter, S (1995), “The cellulolytic system of Streptomyces reticuli Int”, J Biol Macromol.17: 353 - 355 52 Sin R.G.H (1951), “Microbial decomposition of xenlulo”, Reinhold, New York 53 Sivakumaran Sivaramanan (2014), “Isolation of Cellulolytic Fungi and their Degradation on" 54 Stutzenberger F.J., Kaufman A.J and Lossin R.D (1970), “Cellulolytic activity in municipal solid waste composting”, Applied Environmental Microbiogy 50 (4), pp.899-905 55 Thompson, J D., Higgins, D G and Gibson, T J (1994) CLUSTALW: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice Nuc Acids Res 22: 4673-4680 56.Timo V Heikkla, Roy Gronqovist, Mike Jurvelius (2007), “Wildland Fire management”, Handbook for trainer, Helsinki, pp 76 – 248 57 Timo V Heikkla, Roy Gronqovist, Mike Jurvelius (2007), “Wildland Fire management”, Handbook for trainer, Helsinki, pp 76 - 248 64 58 V Makeshkumar, P.U Mahalingam (2011), “Isolation and Characterization of Rapid Xenlulo Degrading Fungal Pathogens from Compost of Agro Wastes”, International Journal of Pharmaceutical & Biological Archives 2011; 2(6): 1695-1698 59.Wittmann, S, Shareck, F, Kluepfel, D, Morosol, R (1994) “Purification and characterization of the CelB endoglucanase from Streptomyces lividans 66 and DNA sequence of the encoding geneAppl”, Environ Microbiol.60: 1701 – 1703 60 Yan-Ling Liang, Zheng Zhang, Min Wu, Yuan Wu, and Jia-Xun Feng (2014), “Isolation, Screening, and Identification of Cellulolytic Bacteria from Natural Reserves in the Subtropical Region of China and Optimization of Cellulase Production by Paenibacillus terrae ME27-1”, Hindawi Publishing Corporation BioMed Research International Volume 2014, Article ID 512497, 13 pages 61 Yugal Actinomycetes Kishore and Mohanta, Evaluation “Isolation of their Bioengineering and Bioscience 2(1): 1-5, 2014 of Xenlulo-Degrading Cellulolytic Potential”, ... 3.2 Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo 3.2.1 Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo Phân lập chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo từ 20 mẫu đất, mùn tán rừng Thông mã vĩ. .. 2.2.2 Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo 2.2.2.1 Phân lập, tuyển chọn đánh giá chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo có hoạt tính sinh học cao - Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy. .. Phân lập, tuyển chọn đánh giá chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo có hoạt tính sinh học cao - Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo có hoạt tính sinh học cao Phân lập vi sinh vật phân