Khảo sát một số chỉ tiêu vi sinh vật và dinh dưỡng khoáng trong sản phẩm phân hữu cơ của nhà máy ceraphin khu công nghiệp bắc vinh nghệ an

Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Tr-ờng đại học vinh Khoa sinh học - - nguyÔn ngäc oanh khảo sát số tiêu vi sinh vật dinh d-ỡng khoáng sản phẩm nhà máy ceraphin khu công nghiệp bắc vinh nghệ an khoá luận tốt nghiệp đại học Vinh 2008 Lời cảm ơn Khoá ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ths Nguyễn Lê Vĩnh - Là ng-ời thầy đà tận tình h-ớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian xây dựng hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn cán Phòng thí nghiệm môn Di truyền Vi sinh - PPGD, thầy cô giáo Khoa đà giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Cảm ơn giúp đỡ, động viên tất bạn bè ng-ời thân Trong suốt thời gian nghiên cứu em đà nhận đ-ợc giúp đỡ tận tình đà tạo điều kiện thuận lợi Ban Giám Đốc nhân viên nhà máy Ceraphin Nhân dịp em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Vinh, tháng 5/2008 Sinh viên: Nguyễn Ngọc Oanh Mục lục Đặt vấn đề Ch-ơng I Tổng quan tài liÖu Phân bón nông nghiệp 1.1 Khái niệm phân bón 1.2 T×nh h×nh sư dụng phân bón giới Việt Nam 1.3 Ph©n bãn sinh häc - Đặc điểm ứng dụng Mối quan hệ vi sinh vật, đất trồng phân bón 11 2.1 Vi sinh vËt víi ®Êt trång 11 2.2 Vi sinh vËt víi ph©n bãn 13 Mét sè nhãm vi sinh vËt hữu ích ứng dụng sản xuất phân bón sinh häc 14 3.1 Vi sinh vËt sèng tự có khả cố định nitơ phân tử 14 3.2 Vi sinh vËt cã kh¶ phân giải photphat khó tiêu 15 3.3 Vi sinh vật có khả phân giải xenluloza 17 Ch-ơng II Đối t-ợng ph-ơng pháp nghiên cứu 19 Đối t-ợng nghiên cứu 19 Thời gian địa điểm nghiên cứu 19 2.1 Thêi gian nghiªn cøu 19 2.2 Địa điểm nghiên cứu 19 Ph-¬ng pháp nghiên cứu 19 Kho¸ ln tèt nghiƯp Cư nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh 3.1 Ph-ơng pháp thu mÉu 19 3.2 Ph-ơng pháp phân tích số tiêu dinh d-ỡng 20 3.3 Ph-ơng pháp phân lập nuôi cấy vi khuẩn 22 3.4 Ph-ơng pháp thử hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu 24 3.5 Ph-ơng pháp tính số l-ợng tế bào vi sinh vật môi tr-ờng đặc 25 3.6 Ph-ơng pháp xư lý sè liƯu 25 Ch-ơng III Kết nghiên cứu thảo luận 26 Một số đặc điểm trình sản xuất phân hữu từ rác thải Nhà máy Ceraphin 26 Kết phân tích số tiêu dinh d-ỡng khoáng phân hữu Nhà máy Ceraphin 27 Kết định l-ợng số nhóm vi khuẩn phân hữu Nhà máy Ceraphin 28 3.1 Vi khuÈn hiÕu khÝ tæng sè 28 3.2 Vi khuÈn sèng tù có khả cố định nitơ phân tử 28 3.3 Vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu 29 3.4 Vi khuẩn có khả phân giải xenluloza 29 3.5 Đánh giá chung mật độ nhóm vi khuẩn so sánh với tiêu chuẩn phân hữu vi sinh vËt 31 Thành phần chủng số nhóm vi khuẩn có ích phân hữu Nhà m¸y Ceraphin 33 4.1 Thành phần chủng vi khuẩn có khả cố định nitơ sống tự 33 4.2 Thành phần chủng vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu 34 Kết phân lập nghiên cứu số đặc điểm chủng vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu 34 5.1 Kết kiểm tra hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu 34 5.2 ảnh h-ởng số chủng vi khuẩn đạm ure hình thành lân dễ tiêu phân hữu Nhà máy Ceraphin 36 Kết luận đề nghị 40 Tài liệu tham khảo 42 Phô lôc .45 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Đặt vấn đề Trong chiến l-ợc phát triển nông nghiệp, n-ớc ta đà trọng đến việc đẩy mạnh sản xuất sử dụng loại phân bón có lợi canh tác nông nghiệp Bên cạnh việc sử dụng phân hoá học, ng-ời ta tập trung nghiên cứu ứng dụng khả kỳ diệu nhà máy nhỏ bé vi sinh vật để sản xuất loại phân hữu vi sinh từ nguồn nguyên liệu có sẵn, đặc biệt nguồn phế liệu nh- rác thải hữu cơ, chất thải nhà máy nhằm nâng cao suất trồng, cải tạo đất giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng Hiện nay, nguồn rác thải sinh hoạt đô thị lớn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi tr-ờng sống Một giải pháp hữu ích nguồn rác thải chế biến thành phân bón phục vụ cho nông nghiệp N-ớc ta đà có nhiều nhà máy sản xuất phân bón hữu sinh học từ rác thải sinh hoạt Tuy nhiên, công nghệ sản xuất đầu t- nhiều hạn chế nên chất l-ợng phân bón ch-a làm hài lòng ng-ời tiêu dùng Phân hữu sinh học đ-ợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu khác nh- than bùn, loại rác thải sinh hoạt, phế thải nhà máy Đặc điểm -u việt phân hữu sinh học cung cấp trực tiếp chất dinh d-ỡng định, tác động gián tiếp cải thiện tính chất đất Ngoài ra, chúng chứa l-ợng vi sinh vật tham gia chuyển hoá chất có sẵn môi tr-ờng đất tạo thành chất dinh d-ìng gióp c©y trång cã thĨ hÊp thơ Trong phân hữu sinh học, ng-ời ta tuyển chọn bổ sung vào sản phẩm chủng vi sinh vËt sèng cã ho¹t lùc cao nh- vi khuÈn, nấm mốc, xạ khuẩn Chức chúng cố định nitơ phân tử, phân giải photphat khó tiêu, phân giải xenluloza Đây lĩnh vực thu hút quan tâm nghiên cứu, đầu t- nhiều nhà sản xuất, nhà khoa học nhằm nâng cao chất l-ợng sản phẩm phân hữu sinh học tăng sức cạnh tranh thị tr-ờng Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Trên sở ý nghĩa lý luận thực tiễn h-ớng nghiên cứu, tiến hnh đề ti: Khảo sát số tiêu vi sinh vật dinh d-ỡng khoáng sản phẩm phân hữu nhà máy Ceraphin - Khu công nghiệp Bắc Vinh, tỉnh Nghệ An Mục tiêu đề tài: Phân tích, đánh giá số tiêu dinh d-ỡng khoáng vi sinh vật mẫu phân Nhà máy Ceraphin, nghiên cứu thử nghiệm số chủng vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu đ-ợc phân lập từ mẫu phân Nhà máy Ceraphin l-u giữ Phòng thí nghiệm Vi sinh vật (Khoa Sinh Đại học Vinh) Nhiệm vụ đề tài: - Phân tích số tiêu dinh d-ỡng khoáng (đạm dễ tiêu, lân dễ tiêu, lân tổng số) mẫu phân hữu Nhà máy Ceraphin - Định l-ợng vi khuÈn tæng sè, vi khuÈn sèng tù cè định nitơ phân tử, vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu, vi khuẩn phân giải xenluloza mẫu phân Nhà máy Ceraphin - Phân lập chủng vi khuẩn sống tự có khả cố định nitơ phân tử, vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu từ mẫu phân Nhà máy Ceraphin - Kiểm tra hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu chủng vi khuẩn phân lập từ mẫu phân Nhà máy Ceraphin số chủng đ-ợc l-u giữ Phòng thí nghiệm Vi sinh vật (Khoa Sinh - Đại học Vinh) - Tuyển chọn số chủng vi khuẩn có hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu mạnh thử nghiệm ảnh h-ởng chúng đến hàm l-ợng lân dễ tiêu Mẫu phân tr-ớc đóng bao Nhà máy Ceraphin Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Ch-ơng I Tổng quan tài liệu Phân bón nông nghiệp 1.1 Khái niệm phân bón Phân bón hợp chất đ-ợc cung cấp cho thực vật, để đẩy mạnh sinh tr-ởng tăng suất trồng Phân bón th-ờng đ-ợc trộn với đất để hấp thụ rễ, phun để hấp thụ qua Dựa vào nguồn gốc thành phần chất phân bón mà ng-ời ta phân loại thành nhóm sau: - Phân vô (phân khoáng): không chứa hợp chất hữu cơ, bao gồm phân N2, P, K, Mg, Bo, phân hỗn hợp [4] - Phân hữu cơ: chứa chất dinh d-ỡng dạng hợp chất hữu cơ, chủ yếu phân chuồng, phân xanh, than bùn, phân rác phụ phẩm công nghiệp [10] - Phân vi sinh: phế phẩm có chøa mét hay nhiỊu chđng vi sinh vËt sèng cã ích cho trồng đà đ-ợc tuyển chọn nhằm để cải thiện hoạt động vi sinh vật đất vùng rễ, tăng c-ờng cung cấp, cải thiện dinh d-ỡng từ đất cho trồng; góp phần nâng cao suất, phẩm chất nông sản, không ảnh h-ởng xấu đến ng-ời động vật môi tr-ờng sinh thái [26] Về ý nghĩa dinh d-ỡng, phân bón đ-ợc chia thành phân bón có tác dụng trực tiếp chứa chất dinh d-ỡng cần thiết phân bón có tác dụng gián tiếp đ-ợc sử dụng để cải thiện chất đất Sự phân chia phân bón có tác dụng trực tiếp hay gián tiếp t-ơng đối phân bón trực tiếp có tác dụng gián tiếp ảnh h-ởng đến tính chất đất Thực ra, tác dụng trực tiếp tăng suất, phân bón có tác dụng lớn đến việc tạo đất thâm canh mà lâu ng-ời sử dụng ý tới Những khiếm khuyết chế độ dinh d-ỡng đất bổ cứu đ-ợc đầu t- lao động mà phải đầu t- vật chất thông qua phân bón nâng cao tổng dự trữ dinh d-ỡng mức dễ tiêu nguyên tố [10] Khoá ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh Nhiều nghiên cứu đà khẳng định, suất trồng cao l-ợng dinh d-ỡng lấy nhiều nhu cầu phân bón lớn Theo Lê Văn Khoa, để nâng cao suất, lợi nhuận cao đồng thời trì độ phì nhiêu đất, l-ợng dinh d-ỡng bón vào phải thoả mÃn công thức: Y=x+ab Trong đó: Y: hàm l-ợng phân bón vào x : l-ợng phân trồng lấy a : l-ợng dinh d-ỡng hao hụt (do rửa trôi, bay hơi, đất giữ chặt) b : l-ợng bổ sung từ nguồn khác ( phù sa, n-ớc m-a, tàn d- thực vật) 1.2 Tình hình sử dụng phân bón giới Việt Nam Tình hình sử dụng phân bãn trªn thÕ giíi Nhê tiÕn bé khoa häc, ng-êi nông dân nhiều n-ớc tiến hành nông nghiệp hoá học để đạt đ-ợc suất cao hecta gieo trồng Ng-ời nông dân thường phi p dụng công nghệ c bao giống mới, phân bón, thuốc trừ sâu, n-ớc t-ới, lao động tài Theo báo cáo FAO (1990), khoảng 50% diện tích trồng lúa, lúa mì hay ngô n-ớc sử dụng giống mới, phân khoáng thuốc trừ sâu Trên giới năm qua tình hình tiêu thụ phân bón tăng nhanh đó: Tăng nhiều phân đạm, sau phân lân, phân bón kali tăng chậm Nhu cầu phân bón nitơ tăng từ lên đến 75 triệu vòng 45 năm qua Tổng l-ợng phân bón hoá học tiêu thụ tăng từ 69 triệu năm 1970 lên khoảng 146 triệu năm 1990 - Nghĩa tăng gấp lần, tỉ lệ tiêu thụ n-ớc phát triển cao nhiều (360%) so với n-ớc phát triĨn (61%) [6, 21] Theo Samuel.L.Tisdale, sư dơng ph©n bón số l-ợng tỉ lệ N, P, K khu vực có khác rõ rệt Vào năm 1982, n-ớc phát triển sử dụng bình qu©n 51kg N2, 31kg P2O5 , 28kg K2O; tØ lƯ N: P : K sư dơng lµ 1: 0.6 : 0.54, tổng số phân bón nguyên chất cho 1ha đất canh tác 110 kg Các n-ớc Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh phát triển bình quân bón 33kg N 2, 12kg P2O5, 4kg K2O; tØ lƯ sư dơng N: P: K lµ 1: 0.6: 0.12, tổng số phân bón nguyên chất cho 1ha đất canh tác 49 kg 44,5% so với n-ớc phát triển Nh- vậy, n-íc ph¸t triĨn sư dơng võa cao, tØ lƯ N, P, K lại thích hợp, n-ớc phát triển sử dụng số l-ợng bón vừa thấp tỉ lệ bón lại không cân đối Tình hình sử dụng phân bón Việt Nam Việt Nam, tình hình sử dụng phân bón t-ơng đối cao Từ năm 1976 đến nay, l-ợng phân bón hoá học sử dụng nông nghiệp tăng mạnh Năm 1990, l-ợng phân bón dùng cho 1ha gieo trồng tăng so với năm 1980 418,6%, năm 1995 so với năm 1980 557% hay tăng 32.2% so với năm 1990 [10] Hiện nay, møc bãn ph©n cđa ViƯt Nam xÊp xØ trung bình khu vực suất trồng, đặc biệt lúa mức độ t-ơng đối cao Quy luật phù hợp với n-ớc phát triển Châu Châu Phi Đông Nam á, sản l-ợng l-ơng thực tăng 16 27% sử dụng bón phân tăng gấp lần Châu Phi l-ợng phân hoá học không tăng nên sản l-ợng không tăng Tuy nhiên, theo kết nghiên cứu điều tra nhiều đề tài viện, tr-ờng đại học đà cho thấy số đặc điểm hạn chế việc sử dơng ph©n bãn cđa n-íc ta - TØ lƯ N: P: K cân đối nghiêm trọng (1,0 : 0,3 : 0,1) đặc biệt tỉ lệ kali thấp so với tỉ lệ đạm, lân Việc tăng c-ờng bón đạm đà làm trầm trọng thêm cân đối dinh d-ỡng đất, nên hiệu sử dụng phân bón không cao - Sử dụng phân bón không đồng vùng ruộng nên l-ợng phân bón nhu cầu trồng khác Đối với đất đồi núi việc đầu t- phân bón thấp, đặt biệt lâu năm, ăn quả, rừng, đồng cỏ Rất ý đến phân bón cho vùng trồng rừng Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh - Sử dụng phân bón gây ô nhiễm môi tr-ờng Phân chuồng phân rác không hợp vệ sinh, gây nhiều bệnh đ-ờng hô hấp, tiêu hoá ảnh h-ởng đến sức khoẻ cộng đồng - Phân vô thuộc nhóm chua sinh lý (Urê; K2SO4; (NH4)SO4; KCl; Suppe lân) tồn d- axít đà làm chua hoá đất dẫn đến làm nghèo kiệt ion bazơ làm xuất nhiều chất độc mà chủ yếu Al3+, Fe2+, Mn2+ di động có hại cho trồng làm giảm hoạt tính sinh hoạt đất Ngoài ra, bón nhiều đạm muộn phân đạm cho rau làm tăng hàm l-ợng NO3- rau Đây mối đe dọa cho sức khoẻ ng-ời tính nguồn n-ớc tự nhiên 1.3 Phân bón sinh học - Đặc điểm ứng dụng Phân bón sinh học đ-ợc sản xuất nhờ biến đổi chất có nguồn gốc hữu đ-ờng sinh học (chuyển hoá vi sinh) Các nguồn hữu là: phân rác, phân xanh, phân chuồng, phân chấp (than bùn), bà thải nhà máy chế biến nông sản, lâm sản, thực phẩm [17, 20] Trong phân bón sinh học, có mảng sản xuất lớn dạng phân bón có chứa nhóm vi sinh vật hữu ích Chúng cã thĨ sư dơng trùc tiÕp bãn cho c©y trång hay làm nguồn giống vi sinh để sản xuất dạng phân bón có mật độ đạt tiêu chuẩn hành [17] Các nhóm vi sinh vật hữu ích là: nhóm vi sinh vật phân giải xenluloza, nhóm vi sinh vật phân giải lân, nhóm vi sinh vật cố định đạm, nhóm vi sinh vật tạo kháng sinh bảo vệ thực vật, nhóm vi sinh vật tổng hợp chất điều hoà sinh tr-ởng thực vật Để phân bón sinh học phát huy đầy đủ hiệu chúng lên đất trồng cần ý đặc điểm sau: - Tr-ớc hết, phải có chủng vi sinh vật hữu ích có hoạt lực cao khả cạnh tranh cao, phát huy đ-ợc đất đà có sẵn tập đoàn vi sinh phong phú mật độ cao (105 107TB/gam đất ) Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh - Thêi gian tån t¹i cđa vi sinh vËt chÕ phÈm cã vai trß rÊt quan träng Nã phụ thuộc vào đặc tính chủng vi sinh vật, thành phần điều kiện sống Vậy công tác nghiên cứu, mục tiêu quan trọng cần đạt đ-ợc kéo dài thời gian bảo quản phân bón sinh häc HiƯn nay, ë n-íc ta vµ thÕ giíi nhiều loại phân bón sinh học đà có thời gian bảo quản từ 12 24 tháng - Giữa trồng vi sinh vật phải có mối quan hệ định Các chủng vi sinh vật sèng héi sinh hay céng sinh víi mét sè c©y định nh- là: vi khuẩn Rhizobium japonicun sống cộng sinh với đậu t-ơng, vi khuẩn Rhizobium sp tạo nốt sần với nhiều loại nh- : lạc, đậu xanh, đậu đỏ; vi khuẩn Rhizobium th-ờng sống hội sinh với hoà thảo nh- lúa, ngô, mía có vi sinh vật sống tự đất nh-ng liên quan để chủ nhAzotobacter, Clostridium, Aspergillus, Bacillus Vì vậy, phân bón sinh học cần ghi rõ đối t-ợng sử dụng - Giữa chủng vi sinh vật có mối quan hệ chỈt chÏ víi Ng-êi ta thÊy bỉ sung vi khuẩn Azospiorilum vào chế phẩm Rhizobium việc hình thành nốt sần Rhizobium tăng lên Bổ sung vi khuẩn phân giải lân vào chế phẩm Azospiorilum làm tăng hoạt tính cố định nitơ Azospiorilum Vì vậy, sản xuất phân phải nghiên cứu dựa vào chức hỗn hợp vi sinh vật hữu ích nhằm khai thác nâng cao chất l-ợng phân - Việc bổ sung vi sinh vật điều kiện thuận lợi, đủ chất dinh d-ỡng độ pH thích hợp, CO2 nhiệt độ môi tr-ờng tối -u chúng phát triển nhanh chóng Hệ số nhân đôi vi sinh vật - Ng-ợc lại, điều kiện bất lợi vi sinh vật không phát triển bị tiêu diệt - dẫn tới hậu phân bón bị giảm sút Để cho phân bón sinh học đ-ợc sử dụng rộng rÃi ng-ời ta th-ờng chọn chủng vi sinh có khả thích nghi rộng, dùng nhiều chủng loại phân 10 Khoá ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh - Mật độ vi khuẩn cố định nitơ sau ®ãng bao (8,56.106  0,31.106 CFU/g mÉu) thÊp h¬n 0,856 lần so với mức tối thiểu tiêu chuẩn cho phép (10.10 CFU/g phân) Thành phần chủng cđa mét sè nhãm vi khn cã Ých ph©n hữu Nhà máy Ceraphin 4.1 Thành phần chủng vi khuẩn có khả cố định nitơ sống tự Bảng 7: Đặc điểm chủng vi khuẩn sống tự có khả cố định nitơ đà phát Stt Tên chủng VK1 VK2 Đặc điểm khuẩn lạc - Khuẩn lạc tròn, vàng nhạt, bờ phẳng, bề mặt lồi - Đ-ờng kính 0,2 - 1,3 mm sau ngày nuôi cấy - Khuẩn lạc hình cầu, mầu nâu đen, bờ c-a, bề mặt låi - §-êng kÝnh 0,1 - 0,5 mm sau ngày nuôi cấy Vi khuẩn sống tự có khả cố định nitơ phân tử đ-ợc phát môi tr-ờng Ashby nguồn nitơ cung cấp cho sinh tr-ởng phát triển vi khuẩn việc sử dụng nitơ tự không khí Vì vi khuẩn phát triển môi tr-ờng phải vi khuẩn có khả cố định nitơ tự Trong trình phân tích, có loại khuẩn lạc xuất môi tr-ờng Ashby Chủng VK1 Chủng VK2 (Bảng 7) Đặc điểm chủng có hình dạng tròn, ovan, xếp tế bào riêng rẽ theo cặp Thời gian xuất khoảng - ngày khuẩn lạc có màu trắng trong, trắng sữa, sau 72 chuyển thành màu vàng Bề mặt trơn bóng nhầy, lồi cao thấp, xuất khuẩn lạc có hình dạng to tròn, nhầy, nhăn nheo, lồi bề mặt đĩa thạch ban đầu có màu trắng, sau chuyển sang màu nâu đen 33 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh 4.2 Thành phần chủng vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu Bảng 8: Đặc điểm chủng vi khuẩn có khả phân giải phophat vô khó tiêu đà phát Stt Tên chủng VK1T6 VK1T14 VK4T1 Đặc điểm khuẩn lạc - Khuẩn lạc tròn, trắng đục, vòng phân giải mờ - Tế bào hình que bé - Khuẩn lạc tròn, vàng, trơn, dạng đặc, phát triển mạnh - Tế bào hình que ngắn mập - Khuẩn lạc tròn, trắng đục, vòng phân giải mờ - Tế bào hình que bé Trong trình phân lập chủng vi khuẩn phân giải photphat, đa số khuẩn lạc th-ờng có hình tròn, hình «van, xt hiƯn sau - ngµy, nu«i cÊy môi tr-ờng thạch đĩa, thấy rõ vòng phân giải cần thời gian 10 - 15 ngày tạo vòng phân giải nhỏ Trong trình phân tích, có loại khuẩn lạc xuất môi tr-ờng Pikovskaia Chủng VK1T6, Chủng VK1T14 Chủng VK4T1 (Bảng 8) Kết phân lập nghiên cứu số đặc điểm chủng vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu 5.1 Kết kiểm tra hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu Chúng đà tuyển chọn 10 chủng vi khuẩn để kiểm tra hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu, đó: - chủng : VK1T6, VK1T14, VK4T1 đ-ợc phân lập từ phân hữu Nhà máy Ceraphin - chủng : HD17, B6, B7, HM1, HM2, L1, LM2 đ-ợc lÊy tõ Phßng thÝ nghiƯm Vi sinh (Khoa Sinh - Đại học Vinh) 34 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Bảng 9: Kết xác định hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu chủng vi khuẩn sau ngày nuôi cấy Khả phân giải phốt phát vô khó tiêu D-d Nhận xét (mm) 13,0 Mạnh Stt Tên chủng HD17 B6 12,4 M¹nh HM1 10,5 M¹nh B7 7,5 Trung b×nh HM2 6,5 Trung b×nh L1 6,0 Trung b×nh VK1T14 (*) 6,0 Trung b×nh LM2 4,0 YÕu VK4T1 (*) 5,0 YÕu 10 VK1T6 (*) Yếu Ghi chú: (*) chủng vi khuẩn phân lập từ phân hữu Nhà máy Ceraphin Quy định: D - d< 5mm : Hoạt tính phân giải yếu 5mm D - d < 10mm : Hoạt tính phân giải trung bình D - d 10mm : Hoạt tính phân giải mạnh Kết qu¶ kiĨm tra cho thÊy (B¶ng 9): - Cã chủng có hoạt tính phân giải mạnh là: HD17, B6, HM1 - Có chủng có hoạt tính phân giải trung bình là: B7, VK1T14 , HM2, L1 - Có chủng có hoạt tính phân giải yếu là: LM2 ,VK4T1 ,VK1T6 Điều đáng ý số chủng vi khuẩn phân lập từ phân hữu Nhà máy Ceraphin có chủng có hoạt tính phân giải yếu VK4T1 ,VK1T6 chủng có hoạt tính phân giải trung bình VK1T14 35 Khoá ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh 5.2 ảnh h-ởng số chủng vi khuẩn đạm ure hình thành lân dễ tiêu phân hữu Nhà máy Ceraphin Dựa vào kết kiểm tra hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu 10 chủng vi khuẩn trên, đà lựa chọn chủng có hoạt tính phân giải mạnh HD17, B6, HM1 cho nghiên cứu thử nghiệm Kiểm tra tính đối kháng chủng vi khuẩn thử nghiệm: Kết thu đ-ợc chủng có khả tồn môi tr-ờng vi sinh vật khác phân Điều thể kết cấy chủng nói lên môi tr-ờng thạch MPA ph-ơng pháp cấy chấm điểm phát triển chủng vi khuẩn bình th-ờng (ảnh 1) ảnh Kết kiểm tra tính đối kháng chủng HD17, B6, HM1 Bên cạnh đà cấy dung dịch huyền phù Mẫu B với độ pha loÃng 10-6 môi tr-ờng MPA Sau ®ã dïng giÊy ®· khư trïng, ®-êng kÝnh 1cm, nhúng vào dung dịch nuôi lắc với chủng HD17, B6, HM1 Đặt nhẹ nhàng lên bề mặt thạch nuôi vi sinh vật mẫu phân Theo dâi sù ph¸t triĨn cđa chóng, nhËn thÊy chóng ph¸t triển bên cạnh chủng vi sinh vật khác phân rác hữu 36 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Quy trình thử nghiệm: - Nuôi hỗn hợp chủng vi khuẩn HD17, B6, HM1 m«i tr-êng láng MPA 48 giê Mật độ tế bào vi khuẩn dịch nuôi cấy đạt đ-ợc 736.1010 CFU/100ml - Bố trí lô thí nghiệm với công thức nh- sau: + Lô thí nghiệm 1% urê: 1% urê + 1% dịch nuôi vi khuẩn + 1% Ca3(PO4)2 + 2kg phân tr-ớc đóng bao + Lô thí nghiệm 2% urê: 2% urê + 1% dịch nuôi vi khuẩn + 1% Ca3(PO4)2 + 2kg phân tr-ớc đóng bao + Lô thí nghiệm 3% urê: 3% urê + 1% dịch nuôi vi khuẩn + 1% Ca3(PO4)2 + 2kg phân tr-ớc đóng bao - Thí nghiệm đ-ợc tiến hành nhiệt độ phòng (khoảng 300C) phân tích sau ngày, ngày, ngày ngày Kết kiểm tra hình thành lân dễ tiêu mẫu phân thử nghiệm: Qua số liệu Bảng 11 Biểu đồ 3, thấy khả hoà tan Ca3(PO4)3 lô thí nghiệm khác nhau: - Lô thí nghiệm 1% urê: Hàm l-ợng lân dễ tiêu tăng nhanh thời gian ủ ngày Hàm l-ợng lân dễ tiêu ngày thứ (96,75 mg/100g) tăng gấp 3,38 lần so với ngày thứ (28,625mg/100g) - Lô thí nghiệm 2% urê: Hàm l-ợng lân dễ tiêu tăng liên tục ngày nh-ng chậm thấp so với Lô 1% urê Hàm l-ợng lân dễ tiêu ngày thứ (61,5 mg/100g) tăng gấp 2,59 lần so với ngày thứ (23,685mg/100g) - Lô thí nghiệm 3% urê: Từ ngày thứ sang ngày thứ 3, hàm l-ợng lân dễ tiêu đà giảm từ 21,75mg/100g xuống 19,625mg/100g Sau đó, hàm l-ợng lân dễ tiêu trì mức xấp xỉ 19,25 mg/ 100g Kết cho thấy, Lô thí nghiệm 3% urê hoạt động phân giải photphat khó tiêu vi khuẩn 37 Khoá ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh Bảng 11: Kết phân tích hàm l-ợng lân dễ tiêu mẫu phân thử nghiệm Hàm l-ợng lân dễ tiêu (mg P2O5 / 100g phân) Lô thí nghiệm sau ngµy sau ngµy sau ngµy sau ngày 1% Urê 28,625 0,15 48,625 0,15 64,5  0,12 96,75  0,07 2% Urª 23,625  0,09 37,75  0,08 52,5  0,2 61,5  0,12 3% Urª 21,75  0,12 19,625  0,04 19,25  0,09 19,25  0,04 120 mg P2O5/100g mÉu 100 96.75 80 64.5 60 48.625 40 20 28.625 23.625 21.75 1% Ure 61.5 52.5 2% Ure 3% Ure 37.75 19.625 19.25 19.25 Sau ngµy Sau ngµy Sau ngµy Sau ngày Biểu đồ 3: Sự biến thiên hàm l-ợng lân dễ tiêu mẫu phân thử nghiệm qua ngày nghiên cứu Nh- vậy, hoạt động phân giải photphat vô khó tiêu chủng vi khuẩn thử nghiệm HD17, B6, HM1 mạnh Lô thí nghiệm 1% urê, yếu Lô thí nghiệm 2% urê khả phân giải photphat khó tiêu Lô thí nghiệm 3% urê Hay nói cách khác, với tỉ lệ phối trộn 1% urê có khả kích thích hoạt động phân giải photphat vô khó tiêu mạnh với tỉ lệ phối trộn 3% urê ức chế hoàn toàn hoạt động chủng vi khuẩn thử nghiệm 38 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh mg P2O5/100g mÉu Sau ngµy 120 96.75 100 80 61.5 60 40 20 18.75 19.25 MÉu ph©n sau ®ãng bao 1% Ure 2% Ure 3% Ure BiĨu đồ 4: So sánh hàm l-ợng lân dễ tiêu của mẫu phân thử nghiệm so với mẫu phân sau đóng gói Biểu đồ cho thấy hàm l-ợng lân dễ tiêu Mẫu phân sau đóng bao đạt 18,75mg/100g thấp so với mẫu phân thử nghiệm có hàm l-ợng urê với tỉ lệ t-ơng ứng 1%, 2%, 3% bổ sung thêm 1% Ca3(PO4)2 Đối với công thức phối trộn 1% đạm urê, sau ngày, hàm l-ợng lân dễ tiêu đạt 96,75mg/100g, cao 5,16 lần so với Mẫu phân sau đóng gói Kết chứng tỏ chủng vi khuẩn HD17, B6, HM1 đà có tác dụng tốt việc nâng cao chất l-ợng sản phẩm phân bón nhà máy Ceraphin 39 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Kết luận đề nghị Qua kết phân tích số tiêu dinh d-ỡng khoáng vi sinh vật mẫu phân Nhà máy Ceraphin (Khu công nghiệp Bắc Vinh - Nghệ An), đ-a số kết luận kiến nghị sau: Kết luận: Hàm l-ợng lân tổng số Mẫu phân tr-ớc đóng bao (0,025 %P2O5) Mẫu phân sau đóng bao (0,027 %P2O5) t-ơng đ-ơng Nh-ng hàm l-ợng đạm dễ tiêu lân dễ tiêu Mẫu phân sau đóng gói (9,68 mg NH4+/100g 18,75 mg P2O5/100g) đà tăng lên đáng kể so với Mẫu phân tr-ớc đóng gói (3,61 mg NH4+/100g 13,75 mg P2O5/100g) Nguyên nhân Mẫu phân sau đóng gói đà đ-ợc bổ sung l-ợng đạm urê, nhờ mà đà kích thích hoạt động phân giải photphat khó tiêu vi sinh vật có sẵn sản phẩm Kết phân tích số nhóm vi khn cã Ých: - §èi víi vi khn sèng tự có khả cố định nitơ: mật độ tế bào Mẫu phân sau đóng bao (8,56.106 CFU/g) thấp so với mẫu phân tr-ớc đóng bao (9,43.106 CFU/g); thành phần loài (chỉ phát thấy chủng chủng VK1 VK2) - Đối với vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu : mật độ tế bào Mẫu phân sau đóng bao (2,21.106 CFU/g) thấp so với mẫu phân tr-ớc đóng bao (3,31.106 CFU/g), thành phần loài (chỉ phát thấy chủng chủng VK1T14, VK4T1 VK1T6) hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu chúng yếu - Không tìm thấy vi khuẩn có khả phân giải xenluloza - So víi vi khn tỉng sè, mËt ®é vi khuẩn sống tự có khả cố định nitơ phân tử chiếm từ 2,16% đến 4,36%, mật độ vi khuẩn có khả phân giải photphat khó tiêu chiếm từ 0,56% đến 1,53% 40 Khoá luận tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh - So víi møc tèi thiĨu (107 CFU/g c¬ chÊt) cđa tiêu chuẩn phân hữu vi sinh vật (TCVN 1996) mật độ vi khuẩn cố định nitơ sau đóng bao thấp 0,856 lần, mật độ vi khuẩn phân giải photphat khó tiêu sau đóng bao thấp 4,525 lần Kết kiểm tra thử nghiệm khả phân giải photphat vô khó tiêu - Trong số 10 chủng vi khuẩn đ-ợc kiểm tra, có chủng có hoạt tính mạnh là: HD17 (D-d = 13mm), B6 (D-d = 12,4mm) vµ HM1 (D-d = 10,5mm) - Trong công thức thử nghiệm chủng vi khuẩn HD 17, B6 HM1, công thức có bổ sung 1% đạm urê đà sinh hàm l-ợng photphat dễ tiêu cao Hàm l-ợng lân dễ tiêu ngày thứ (96,75 mg/100g) tăng gấp 3,38 lần so với ngày thứ (28,625mg/100g) cao 5,16 lần so với Mẫu phân sau đóng gói (18,75mg/100g) Đề nghị: - Do điều kiện thời gian khả có hạn, tập trung nghiên cứu số tiêu vi sinh vật dinh d-ỡng khoáng, cần có nghiên cứu đánh giá đầy đủ để Nhà máy Ceraphin có giải pháp cải tiến khoa học công nghệ nhằm nâng cao chất l-ợng sản phẩm phân bón Nhà máy - Tiếp tục bảo quản tốt chủng vi sinh vật Phòng thí nghiệm nghiên cứu theo h-ớng ứng dụng khả cố định nitơ phân tử phân giải photphat khó tan để sản xuất đ-ợc chế phẩm vi sinh vật phục vụ sản xuất phân bón 41 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh Tài liệu tham khảo Lê Văn Căn (1985), sử dụng phân lân miền Nam, NXB Nông Nghiệp Nguyễn Thị Ph-ơng Chi, Hà Hồng Thanh, Phạm Thanh Hà (1996) Nâng cao chất l-ợng phân rác Arotobacter chroocoum Q1 Aspergilus awamori MN1 NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Đoàn Văn Cung, Phạm Văn Luyến, Nguyễn Thúc Sơn, Trần Văn Sức, Trần Thị Tâm (1998) Sổ tay phân tích đất, n-ớc, phân bón, trồng Viện nông hãa thỉ nh-ìng §-êng Hång DËt (1979) Vi sinh vËt häc trång trät NXB N«ng nghiƯp Egorov hiƯu định, Nguyễn Lân Dũng dịch (1976) Thực tập vi sinh vật học NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Nguyễn Lân Dũng (1984) Vi sinh vật đất chuyển hoá hợp chất Cácbon Nitơ NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Thành Đạt Mai Thị Hằng (2000) Sinh học vi sinh vật NXB Giáo dục Phạm Thanh Hà (2004) Nghiên cứu, lựa chọn xác định địa điểm sinh học số chủng vi khuẩn có khả phân giải phốt phát khã tan Ln ¸n TiÕn sÜ, ViƯn CNSH Kapoor KK (1996), Photphate mobilozotion through soil microorganisms, Plant microbe interaction insutainable Eds R.K Behl, A.L Kurana and RC Dogra CCS HAU, Hicai and MMB New Delhi 10 Lê Văn Khoa cộng (1999) Nông nghiệp môi tr-ờng NXB Giáo dục 11 Lê Văn Khoa (2003), Ph-ơng pháp phân tích đất, n-ớc, phân bón, trồng NXB Giáo Dục 42 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh 12 Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Quang Huy (2004) Công nghệ xử lý rác thải chất thải rắn NXB Khoa học Kỹ thuật 13 Nguyễn Xuân Nguyên, Hoàng Đại Tuấn (2004) Công nghệ xử lý chất thải rắn ph-ơng pháp vi sinh sản xuất phân bãn NXB Khoa häc vµ Kü thuËt 14 Petecbuaski (1980), Đỗ Anh (dịch) Đất trồng NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp 15 Saonos (1989) Production and use of Rhizobium inoculant in Indonexia in “2nd Asean S and T week 16 Nguyễn Xuân Thành cộng (2003) Vi sinh vật học trồng trọt NXB Đại học S- phạm 17 Phạm Văn Toản (1998) Tuyển tập báo cáo nghiên cứu triển khai giai đoạn 1996 - 1998 ViƯn khoa häc kü tht n«ng nghiƯp ViƯt Nam 18 Phạm Văn Toản (2001) Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học 02 06 (Giai đoạn 1996 - 2000) Viện KHKT Nông nghiệp Việt Nam 19 Phạm Văn Toản (2003) Khả sử dụng hỗn hợp vi sinh vật làm phân bón chức cho số nông nghiệp, công nghiệp, lâm nghiệp Hội nghị CNSH 2003 20 Lê Văn Tri (2001) Hỏi đáp phân bón (Phân vô cơ, phân hữu cơ, phân vi l-ợng, phân vi sinh) NXB Nông nghiệp 21 Phạm Văn Trí (2003) Phân bón sinh học, Nghiên cứu, sản xuất kinh doanh Hội nghị CNSH 2003 22 Nguyễn D-ơng Tuệ (2003) Bài giảng thực tập lớn vi sinh vật học Tr-ờng đại học Vinh 23 Trần Cẩm Vân (2002) Vi sinh vật học môi tr-ờng NXB ĐHQG Hà Nội 43 Khoá ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh 24 Nguyễn Kim Vũ (1995) Kết nghiên cứu ứng dụng phân vi sinh nông nghiệp, Vi sinh vật công nghệ sinh học, Hội thảo quốc gia khu vực nhân năm Louis Pasteur, Hà Nội 25 ViƯn KHKT n«ng nghiƯp ViƯt Nam (1999) Phơ lơc 2: Ph-ơng pháp kiểm tra định l-ợng vi sinh vật Phòng thử kiểm nghiệm vi sinh vật nông nghiệp, Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn 26 Viện KHKT Nông nghiệp Việt Nam (1999) Phụ lục 2: Ph-ơng pháp kiểm tra tính chất vật lý, hoá học, phòng thử kiểm nghiệm vi sinh vật nông nghiệp Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn 27 Babenko Ya S(1984), Tyrygina Gl, Grigoryco EF, Dolgikh L.M, Bonxova T.L Ho¹t tính sinh học đặc tính sinh lý, sinh hóa cđa vi khn chun hãa phèt ph¸t 44 Kho¸ ln tèt nghiƯp Cư nh©n Sinh häc Ngun Ngäc Oanh Phơ lục ảnh 1: Các chủng vi khuẩn có khả phân giải photphat vô khó tiêu ảnh 2: Định l-ợng vi khuẩn hiếu khí tổng số 45 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh ảnh 3: Định l-ợng vi khuẩn phân giải photphat vô khó tiêu ảnh 4: thử hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu chủng vi khuẩn B6 46 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Nguyễn Ngọc Oanh ảnh 5: Thử hoạt tính phân giải photphat vô khó tiêu chủng vi khuẩn HD17 47 ... trình sản xuất phân hữu từ rác thải Nhà máy Ceraphin Nhà máy Ceraphin trực thuộc Tổng công ty Môi tr-ờng xanh Hà Nội, nằm khu công nghiệp Bắc Vinh, ph-ờng Đông Vĩnh, thành phố Vinh, Nghệ An Nhà máy. .. thành phần, số l-ợng vi sinh vật sản phẩm phân hữu có khác So với tiêu chuẩn phân hữu vi sinh vật (TCVN) mật độ nhóm vi khu? ??n hữu ích phân hữu Nhà máy Ceraphin thấp mức tối thiĨu cho phÐp Cơ thĨ... xuất phân hữu từ rác thải Nhà m¸y Ceraphin 26 Kết phân tích số tiêu dinh d-ỡng khoáng phân hữu Nhà máy Ceraphin 27 KÕt qu¶ định l-ợng số nhóm vi khu? ??n phân hữu Nhà máy Ceraphin