C ĐNT: ố định nitơ, PGL: phõn giải lõn; ĐKVKHX: Đối khỏng vi khuẩn hộo xanh
3. Chế phẩm vi sinh vật sử dụng cho cõy lõu năm.
1.2.1. Xử lý nguyờn liệu hữu cơ làm cơ chất cho phõnHCVSVĐCCN
Men ủ vi sinh vật là kết quả nghiờn cứu của đề tài khoa học cấp Nhà nước KC.04.04 đó được Hội đồng khoa học Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn đề nghị cụng nhận là tiến bộ kỹ thuật và khuyến cỏo sử dụng rộng rói trong sản xuất. Với mục đớch sử dụng cú hiệu quả chế phẩm trong chế biến nguyờn liệu hữu cơ làm cơ chất cho sản xuất phõn HCVSVĐCCN, dự ỏn đó tiến hành nghiờn cứu, đỏnh giỏ cỏc yếu ảnh hưởng đến quỏ trỡnh ủđể từđú xõy dựng qui trỡnh xử lý nguyờn liệu hữu cơ cho sản xuất phõn HCVSVĐCCN. Kết quả nghiờn cứu chớnh được tổng hợp như sau:
a). Nhiệt độ ban đầu của khối ủ
Thớ nghiệm được tiến hành với độ ẩm nguyờn liệu là 50% và nhiệt độ
khởi điểm là 20 và 300 C. Cứ sau 2 ngày đo nhiệt độ khối ủ và đếm số lượng VSV hiếu khớ phõn giải xenluloza. Kết quả kiểm tra trong bảng 39 cho thấy ở
nhiệt độ ban đầu 30oC nhiệt độ khối ủ tăng nhanh cựng với sự gia tăng của vi sinh vật hiếu khớ.
Bảng 39. Biến động nhiệt độ và mật độ VSV hiếu khớ phõn giải xenluloza
ở cỏc nhiệt độ ban đầu khỏc nhau Nhiệt độ (oC) trong khối ủ
với nhiệt độ ban đầu
Mật độ VSV hiếu khớ (CFU/g) trong khối ủ với nhiệt độ ban
đầu Ngày Nhiệt độ mụi trường ( 0C ) 20oC 30oC 20oC 30oC 0 31 20 30 65x107 65x107 2 28 36 48 84x107 95x107 4 26 46 55 95x107 115x107 6 30 52 57 100x107 120x107 8 32 55 65 110x107 145x107 10 29 60 60 120x107 130x107 12 33 36 35 90x107 110x107 14 35 35 35 70x107 70x107
b). Nguồn dinh dưỡng cacbon
Để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phỏt triển của cho cỏc vi sinh vật khởi
động trong khối ủ, dự ỏn đó bổ xung rỉ đường với cỏc nồng độ khỏc nhau. Tiến hành đỏnh giỏ số lượng vi sinh vật phõn giải xenlulo hiếu khớ sau thời gian ủ 3 ngày.
39
Bảng 40. Ảnh hưởng của tỷ lệ rỉ mật đến quần thể vi sinh vật trong cơ chất Mật độ tế bào sau 3 ngày ủ (CFU/ml)
Tỷ lệ rỉ đường
(%) Vi khugiải xenlulo ẩn phõn Xgiạ khuải xenlulo ẩn phõn Nấm mốc Nmen ấm VSV tsốổng
0,1 2,2ì 109 2,9ì 109 3,3ì 108 3,6ì 107 5,5ì 109 0,3 7,8ì 109 6,5ì 109 9,2ì 108 7,5ì 107 1,40ì 1010
0,5 8,5ì 109 7,8ì 109 7,1ì 108 8,2ì 107 1,50ì 1010 1,0 8,2ì 109 6,8ì 109 8,8ì 108 7,7ì 107 1,51ì 1010
Kết quả tập hợp trong bảng 40 cho thấy với nồng độ rỉ đường tăng từ
0,1-0,5% mật độ vi sinh vật tăng theo, tuy nhiờn khi tăng nồng độ rỉ mật ≥
0,5% sự sai khỏc về mật độ vi sinh vật trong đống ủ là khụng đỏng kể. Mật độ
vi sinh vật phõn giải xenlulo hiếu khớ và mật độ xạ khuẩn trong cụng thức 0,3 và 0,5% rỉ mật gần tương đương nhau.
c). Lượng men ủ
Để xỏc định lượng men ủ phự hợp cho quỏ trỡnh xử lý nguyờn liệu đề tài đó tiến hành thớ nghiệm với số lượng men ủ khỏc nhau trờn cựng một cơ chất. Sau thời gian ủ 3 ngày tiến hành lấy mẫu và phõn tớch mật độ cỏc nhúm vi sinh vật cú trong khối ủ. Kết quả nghiờn cứu được tổng hợp trong bảng 41. Qua số liệu bảng 41 cú thể nhận thấy số lượng vi sinh vật phõn giải xenlulo hiếu khớ trong khối ủ tăng khi số lượng men ủ sử dụng tăng, tuy nhiờn mức tăng của vi sinh vật trong khối ủ cũng khụng tỷ lệ thuận với số lượng men ủ sử dụng. Với tỷ lệ
men ủ lớn hơn 0,3% mức độ tăng của vi sinh vật hiếu khớ trong khối ủ khụng rừ so với số lượng men ủ sử dụng là 0,3%. Xạ khuẩn, nhúm vi sinh vật chớnh trong men ủ đạt mật độ cao nhất ở nồng độ men khởi động 0,3%, song sự
chờnh lệch về mật độ xạ khuẩn ở cỏc tỷ lệ men ủ 0,2; 0,3 và 0,4% gần như
khụng nhận thấy.
Bảng 41: Ảnh hưởng của tỷ lệ men khỏc nhau đến quần thể vi sinh vật trong cơ
chất hữu cơ sau 3 ngày ủ. Số lượng tế bào (CFU/g) Tỷ lệ men ủ
(%)
Vi khuẩn Xạ khuẩn Nấm mốc Nấm men Tổng số
0,1 2,1ì 109 2,9ì 109 1,8ì 108 2,0ì 107 4,8ì 109
0,2 4,2ì 109 6,8ì 109 3,8ì 108 3,2ì 107 1,20ì 1010
0,3 7,5ì 109 7,2ì 109 8,7ì 108 7,9ì 107 1,50ì 1010 0,4 7,8ì 109 6,9ì 109 7,9ì 108 9,2ì 107 1,56ì 1010
40
d). Độẩm của nguyờn liệu.
Nguyờn liệu xử lý làm cơ chất hữu cơ cho phõn bún hữu cơ vi sinh vật chức năng được điều chỉnh ở cỏc độẩm khỏc nhau trước khi ủ. Trong thời gian 3 ngày đầu sau khi ủ tiến hành lấy mẫu và kiểm tra mật độ cỏc vi sinh vật phõn giải xenlulo hiếu khớ. Kết quả tập hợp trong bảng 42 cho thấy mật độ xạ khuẩn và vi nấm tăng dần từ nguyờn liệu cú độẩm 25% đến độẩm 40% sau đú giảm dần, trong khi ở độẩm 35% đến 60% mật độ nấm men và vi khuẩn khụng cú sự biến động đỏng kể.
Bảng 42. Biến động của vi sinh vật trong khối ủ cú độẩm khỏc nhau. Số lượng tế bào (CFU/g)
Độẩm (%)
Vi khuẩn Xạ khuẩn Nấm mốc Nấm men Tổng số
25 1,3ì 109 4,7ì 109 5,9ì 107 6,6ì 107 5,0ì 109 30 2,2ì 109 5,9ì 109 6,0ì 109 7,2ì 107 7,1ì 109 35 3,1ì 109 7,8ì 109 6,5ì 109 7,1ì 107 1,18ì 1010 40 4,5ì 109 8,3ì 109 7,0ì 109 7,0ì 107 1,20ì 1010 45 5,0ì 109 7,6ì 109 6,6ì 109 6,8ì 107 1,29ì 1010 50 4,8ì 109 4,3ì 109 5,2ì 109 7,2ì 107 7,5ì 109 55 3,5ì 109 4,5ì 109 4,2ì 109 6,7ì 107 6,0ì 109 60 2,5ì 109 4,2ì 109 2,3ì 109 6,8ì 107 5,5ì 109 e). Thời gian ủ.
Để xỏc định thời gian xử lý cơ chất hữu cơ làm nguyờn liệu cho sản xuất phõn hữu cơ vi sinh vật chức năng dự ỏn đó tiến hành xỏc định mật độ cỏc nhúm vi sinh vật trong khối ủ ở cỏc thời điểm khỏc nhau trong điều kiện cú
đảo trộn. Nguyờn liệu được ủ trong cỏc đống cú độ dày 40cm. Sau 3 ngày đảo trộn 1 lần. Kết quả theo dừi nhiệt độ và mật độ cỏc nhúm vi sinh vật được tập hợp trong bảng 43. Khi nhiệt độ khối ủ tăng, mật độ xạ khuẩn đồng thời cũng tăng theo và đạt mức cao nhất ở mức 109 CFU/g, trong khi mật độ nấm mốc, nấm men và vi khuẩn chỉ tăng khi nhiệt độ khối ủ khụng vượt quỏ 55oC. Sau khi nhiệt độ vượt quỏ mức 60oC mật độ vi khuẩn, nấm mốc và nấm men đều giảm hẳn.
41
Bảng 43. Biến động mật độ vi sinh vật theo thời gian ủ. Số lượng tế bào (CFU/g) Thời gian
(ngày)
Nhiệt độ
(oC)
Vi khuẩn Xạ khuẩn Nấm mốc Nấm men 1 40 9,6ì 107 9,9ì 107 4,8ì 106 6,8ì 107 2 55 4,5ì 107 1,50ì 108 6,5ì 106 1,6ì 107 3 75 3,4ì 107 1,21ì 108 2,1ì 106 1,2ì 107 4 47 9,6ì 107 9,8ì 107 5,2ì 106 3,2ì 107 5 56 4,1ì 107 1,27ì 108 4,6ì 106 1,7ì 107 6 65 - 8,8ì 107 - - 7 42 - 4,0ì 107 - - 8 35 - 3,0ì 107 - - (-): khụng phỏt hiện ở nồng độ pha loóng10-1 Từ cỏc kết quả nghiờn cứu nờu trờn dự ỏn đó tiến hành chế biến thử
nghiệm cơ chất hữu cơ cho sản xuất phõn hữu cơ vi sinh vật chức năng. Số liệu bảng 44 cho thấy sau thời gian ủ 1-2 ngày nhiệt độ khối ủ bắt đầu tăng và đạt nhiệt độ cực đại sau 3 ngày, trong đú cụng thức sử dụng phõn gà cú tốc độ
tăng nhiệt độ và nhiệt độ tối đa (72oC) cao hơn cụng thức sử dụng than bựn (60oC). Sự tăng nhiệt độ khối ủ cú tỏc dụng tăng cường cỏc phản ứng hoỏ học xảy ra trong quỏ trỡnh ủ, kớch thớch sự hoạt động của vi sinh vật ưa nhiệt đồng thời tiờu diệt cỏc vi sinh vật khụng cú lợi chứa trong nguyờn liệu ủ. Nhiệt độ
khối ủ khụng cú sự thay đổi với mụi trường bờn ngoài được xỏc định là 7 ngày
đối với phõn gà và 15 ngày đối với than bựn.
Bảng 44. Kết qủa theo dừi biến động nhiệt độ trong quỏ trỡnh chế biến cơ
chất hữu cơ.
Nhiệt độ (0C) cao nhất Cơ chất sử dụng
Mụi trường Đối chứng Thớ nghiệm
Thời gian
ủ chớn (ngày)
Than bựn 32 35 60 15
Phõn gà 32 55 72 7
Sự thay đổi tớnh chất lý, hoỏ học của cỏc nguồn nguyờn liệu trước và sau khi ủđược trỡnh bày trong bảng 45. Kết quả cho thấy hàm lượng cacbon tổng
42
số của tất cả cỏc nguyờn liệu khi sử dụng kỹ thuật ủ mới giảm cú ý nghĩa so với đối chứng khụng. Hàm lượng N tổng số, P tổng số và K tổng số cú sự thay
đổi chỳt ớt so với đối chứng do hàm lượng cacbon tổng số giảm thụng qua hoạt
động của vi sinh vật .
Bảng 45. Thành phần hoỏ học của cơ chất trước và sau khi ủ. Thành phần hoỏ học (%) Loại cơ chất Hữu cơ N P2O5 K2O Than bựn - Trước khi ủ - Sau khi ủ 39,96 24,27 0,96 1,05 0,40 0,46 0,30 0,35 Phõn gà - Trước khi ủ - Sau khi ủ 43,70 31.05 1,27 1,51 1,39 1,48 1,35 1,55
Đỏnh giỏ cảm quan cho thấy sử dụng men ủ vi sinh vật cơ chất giàu hợp chất cacbon chuyển hoỏ màu và dễ bị mủn, đặc biệt khử được mựi khú chịu của cơ chất (bảng 46).
Bảng 46. Tớnh chất cảm quan của nguyờn liệu trong quỏ trỡnh ủ. Chỉ tiờu đỏnh giỏ Phõn gà Than bựn
Thành phần cơ giới: - Trước khi ủ - Đối chứng - Thớ nghiệm Bết, khụng xốp Bết, khụng xốp Tơi xốp Bết, khụng xốp Bết, khụng xốp Tơi xốp Màu sắc - Trước khi ủ - Đối chứng - Thớ nghiệm đen đen đen sỏng Nõu Nõu Nõu đen Mựi - Trước khi ủ - Đối chứng - Thớ nghiệm Mựi hụi Mựi hụi Khụng cũn mựi - -
43
Cơ chất giàu cacbon sau khi xử lý được đỏnh giỏ về độ hoai mục và độ
an toàn đối với cõy trồng. Số liệu nghiờn cứu trong bảng 47 cho thấy cỏc nguyờn liệu hữu cơ sau khỉ xử lý bằng phương phỏp ủ cải tiến đều cú thể sử
dụng làm cơ chất trồng cõy.
Bảng 47. Khả năng sử dụng phế thải giàu hợp chất cacbon sau xử lý làm cơ
chất trồng cõy Trọng lượng rau cải (g/chậu) Loại phế thải/ nguyờn liệu Đối chứng Thớ nghiệm Than bựn 60 95 Phõn gà Khụng mọc 125
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu nờu trờn dự ỏn đó tập hợp thành qui trỡnh chế
biến nguyờn liệu, phế thải hữu cơ làm cơ chất cho phõn bún hữu cơ vi sinh vật
đa chủng, chức năng và được túm tắt trong sơđồ 2.
Sơ đồ 2: Qui trỡnh xử lý nguyờn liệu, phế thải hữu cơ làm cơ chất cho phõn bún hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng.
Nguyờn liệu hữu cơ
Rỉ mật
Men ủ
vi sinh
Dinh dưỡng khoỏng cho VSV Phối trộn Ủ hoạt hoỏ Xử lớ thụ (nghiền, sàng, loại bỏ tạp chất...) Cơ chất hữu cơ
44