R COO HA 1 COOH B CH3COO HC CH4 + CO2 Trong ủú A, B, C là cỏc loại VSV khỏc nhau
2.5.1. Nghiờn cứu ngoài nước
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ẦẦẦ37
nhu cầu sản xuất phõn hữu cơ cho sản xuất nụng nghiệp an toàn ngày càng lớn, một số nhà khoa học mụi trường và sinh học thế giới ủó bắt tay vào nghiờn cứu, khai thỏc cỏc nguồn hữu cơ tự nhiờn cú từ hoạt ủộng sản xuất nụng nghiệp (trồng trọt, chăn nuụi) và từ sinh hoạt của con người hàng ngày (ăn uống, chế
biếnẦ) ủể tỏi chế thành phõn bún hữu cơ. Cựng với sự gúp mặt của cụng nghệ
sinh học, hàng vạn, hàng triệu tấn phế thải hữu cơ ủó ủược xử lý tạo ra sản phẩm cuối cựng là CO2, nước và phõn ủ. đó cú rất nhiều nghiờn cứu cơ bản và chuyờn sõu của cỏc nhà khoa học thế giới, từ ủú giỳp hoàn thiện và rỳt ngắn quỏ trỡnh ủ phõn ủồng thời tạo ra sản phẩm với chất lượng tốt nhất.
Nghiờn cứu của Gotaas [57] cho biết: nguyờn liệu ủầu vào dựng làm phõn ủ cần phải cú pH từ 5 - 7; trong quỏ trỡnh ủ giai ủoạn ủầu pH ủạt khoảng 6, sau 2 - 4 ngày pH giảm xuống chỉ cũn 4,5 - 5 do cỏc axit hữu cơ ủược sinh ra với lượng lớn; nhưng khi nhiệt ủộủ tăng cao thỡ pH tăng lờn theo xu hướng hơi kiềm (7,5 - 8,5). Tỏc giả cũng cho rằng khụng nờn bổ sung thờm tro, cacbonat hoặc vụi vào ủống ủ vỡ sẽ gõy mất ủạm dưới dạng NH3 trong ủiều kiện pH caọ
Cũng theo Gotaas [57], trong quỏ trỡnh ủ hiếu khớ cú mặt của vi sinh vật sẽ xảy ra 3 trường hợp sau:
- Khi lượng cacbon trong rỏc cú ớt thỡ một lượng lớn khớ NxOy và NH3 sẽ thoỏt ra ngoài khụng khớ.
- Khi tỷ lệ C/N thớch hợp cho vi sinh vật sử dụng thỡ lượng nitơ mất ủi khụng ủỏng kể
- Khi lượng nitơ cú ớt hơn lượng cacbon thỡ một số vi sinh vật sẽ chết và nitơ chứa trong tế bào của chỳng sẽủược tỏi sử dụng.
Lamot và Voets (1979) ủó dựng 7 vi sinh vật phõn giải xenluloza (Aspergillus. sp, Penicillium. sp, 2 loài Chaetomium, 1 loài Sclerotium rolfsii
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ẦẦẦ38
khỏ nhiều thành phần cỏc chất bọc ngoài: 10% nitroxenluloza và clorua polivinyliden, 90% xenlophan (trong ủú cú 76% xenluloza) nờn cơ chất này khụng tan trong tất cả cỏc dung mụi hữu cơ. Tỏc giả nhận thấy nếu ủể từng vi sinh vật tỏc dụng thỡ sự phõn giải hầu như khụng diễn ra, do ủú phải dựng hỗn hợp vi sinh vật núi trờn. Tuy nhiờn xenlophan cũng bị phõn giải rất chậm dưới tỏc dụng của hỗn hợp VSV nờu trờn, phải sau gần 100 ngày lờn men thỡ chỳng mới phõn huỷ ủược 85% xenlophan. Sản phẩm cuối cựng là 30% protein, 60% ủường hoà tan ủược dựng làm phõn bún.[61].
Harper và Lynch (1984) ủó nuụi hỗn hợp 2 chủng là Trichodecma harzianum (phõn giải xenluloza) và Clostridium butiricum (cố ủịnh nitơ) nhằm làm tăng khả năng phõn giải xenluloza, thành phần chớnh trong phế thải hữu cơ [59].
Waskman, 1939 ủó khẳng ủịnh một khối lượng lớn hợp chất hữu cơ ủược phõn huỷ khi nhiệt ủộ ủạt 650C trong quỏ trỡnh ủ phõn từ nguyờn liệu phõn chuồng và rơm rạ. đến năm 1977, nghiờn cứu của Finstein và cs ủó làm rừ hơn vấn ủề này, tỏc giả cho rằng nấm và vi khuẩn sinh axit xuất hiện ở giai
ủoạn nhiệt ủộ 25 - 300C, làm tăng nhiệt ủộ ủống ủ tạo ủiều kiện cho VSV ưa nhiệt phỏt triển ủồng thời sinh ra enzim phõn huỷ phần lớn protein và hydrocacbon dễ phõn giải; khi nhiệt ủộ tăng hơn 400C chỳng ủược thay thế
bởi nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn ưa nhiệt, những VSV này làm chức năng phõn huỷ cỏc hợp chất khú phõn giải hơn như Hemi - xenluloza, xenluloza; sau cựng nấm và vi khuẩn ưa ấm xuất hiện khi nhiệt ủộ hạ xuống (dẫn theo đào Thị Lương) [20].
Từ cỏc nghiờn cứu chuyờn sõu nờu trờn và từ rất nhiều nghiờn cứu khỏc mà trờn thế giới ủó cú khỏ nhiều loại chế phẩm xenlulaza dựng trong xử lý mụi trường và sản xuất phõn bún sinh học [11] (dẫn theo Nguyễn Thị Hạnh Dung) như:
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ẦẦẦ39
- Chế phẩm enzim Cellusin thu ủược từ việc nuụi cấy chủng
Aspergillus niger cú hoạt tớnh xenlulaza khoảng 450 000 ủơn vị/g.
- Chế phẩm "Biosin" ở Mỹủược sản xuất bằng phương phỏp nuụi cấy bề mặt Aspergillus oryzae chứa 26 enzim khỏc nhau trong ủú cú xenlulaza, amilaza, proteaza, pectinazạ
- Chế phẩm "Cellolignorin" sản xuất ở Liờn Xụ cũ ủược nuụi cấy từ
Trichodecma lignorum ủó sấy khụ ủến ủộ ẩm 13%, chứa 1 - 50 ủơn vị
xenlulaza/g. Ngoài cỏc enzim C1, Cx cũn cú cả hemixenlulaza, pectinaza và xylanazạ
Trờn ủõy chỉ là một số kết quả nghiờn cứu trong hàng trăm, hàng nghỡn nghiờn cứu của cỏc nhà khoa thế giới ủúng gúp vào sự phỏt triển chung của nền nụng nghiệp thế giới cũng như vào sự giữ gỡn màu xanh của trỏi ủất. Thế
kỷ XXI, thế kỷ của cụng nghệ sinh học chỳng tụi tin rằng sựủúng gúp của cỏc nhà khoa học thế giới trong lĩnh vực này sẽ ngày càng lớn lao hơn ủỳng theo nhận ủịnh của FAO và IFA [37]: nếu thế kỷ XX sản xuất phõn bún bằng quặng từ lũng ủất, thế kỷ XXI sẽ là thế kỷ của một nền cụng nghiệp phõn bún hữu cơ vỡ cỏc nhà khoa học ủang và sẽ tớch cực nghiờn cứu phỏt triển sản xuất phõn bún bằng những cụng nghệ tiờn tiến nhất ủể tạo ra cỏc chế phẩm mới cú hiệu quả sử dụng cao gúp phần giảm chi phớ vận chuyển và sử dụng.