Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một nước nông nghiệp, trong thời gian vừa qua, để nâng cao năng suất thu hoạch người nông dân đã không ngừng sử dụng các loại phân bón hóa học. Sự canh tác liên tục đã trực tiếp làm cho đất trồng thiếu chất dinh dưỡng nghiêm trọng, đất bị chai cứng, giảm độ phì nhiêu, tính chất vật lí, hóa học và sinh học của đất trồng bị thay đổi. Để bù đắp phần chất dinh dưỡng bị mất đi, hàng triệu tấn phân hóa học được bón xuống đất trồng mỗi năm. Tuy nhiên người ta ước tính lượng phân bón mà cây hấp thụ chỉ khoảng 40-50% lượng phân bón cho cây trồng. Như vậy lượng phân bón còn lại sẽ hòa vào không khí, thấm vào đất hoặc theo dòng nước đổ ra sông, suối và làm ô nhiễm môi trường, điều này gây lãng phí cả về tiền của, sức lao động, làm tăng cao giá thành sản phẩm, giảm tính cạnh tranh trên thị trường. Bên cạnh đó sự hoạt động hết công suất của các nhà máy sản xuất phân hóa học, lượng phân bón mà cây không hấp thụ đã gây ảnh hưởng nặng nề đến môi trường sống và làm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Dân số thế giới gia tăng đòi hỏi lượng lương thực thực phẩm sản xuất ra cũng tăng, tức là phải tăng năng suất cây trồng. Muốn giải quyết vấn đề này, bên cạnh việc tạo ra nhiều giống cây trồng mới có năng suất cao còn cần phải bón các loại phân hợp lý để cải tạo đất, làm cho đất không bị kiệt quệ (Chu Thị Thơm et al., 2006). Sự xuất hiện và sử dụng phân hóa học từ giữa thế kỉ XX đã được phổ biến trên khắp thế giới vì những lợi ích thực tế vô cùng to lớn mà nó mang lại. Tuy nhiên, người ta đã nhận ra nhiều khuyết điểm khi sản xuất và sử dụng loại phân này. Quá trình sản xuất phân hóa học đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, nguyên liệu sản xuất có thể làm kiệt quệ nguồn tài nguyên không phục hồi được (dầu mỏ). Mặt khác, khi sử dụng phân hóa học trong một thời gian dài có thể làm độ phì nhiêu của đất giảm, ô nhiễm tầng nước mặt, nhiễm độc đất (Nguyễn Phú Thọ, 2006), ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm, có thể gây hại đến sức khỏe con người (Lê Văn Tri, 2001).… và ảnh hưởng đến môi trường không khí của trái đất… Để cải tạo đất và khắc phục những hậu quả do việc sản xuất và sử dụng phân bón hóa học, người ta sử dụng phân hữu cơ để thay thế một phần và có thể tiến tới thay thế hoàn toàn lượng phân hóa học. Nhưng phân hữu cơ truyền thống (phân xanh, Chuyên ngành công nghệ sinh học 1 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ phân chuồng, phân rác…) khó có thể đáp ứng được nhu cầu của một nền nông nghiệp hiện đại. Sự phát triển của một nền khoa học tiên tiến điển hình là sự phát triển của ngành công nghệ sinh học đã cho ra đời một sản phẩm mới: phân hữu cơ vi sinh (gọi tắt là phân vi sinh). Kết quả nghiên cứu của nhiều quốc gia trên thế giới cho thấy việc sử dụng phân bón vi sinh vật có thể cung cấp cho đất từ 30-60 kg nitơ (đạm)/ha/năm, thay thế đến 50% lượng lân vô cơ cần bón và làm tăng độ phì nhiêu của đất. Các chế phẩm có chứa vi sinh vật còn làm tăng khả năng trao đổi chất trong cây, nâng cao sức đề kháng và chống bệnh ở cây trồng, làm tăng chất lượng nông sản, tăng thu nhập cho nông dân (theo www.vneconomy.vn số ra ngày 29/10/2007)… Từ lợi ích thực tế và nhu cầu cấp thiết của việc nghiên cứu, sử dụng phân vi sinh, các nước trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang tiến hành nghiên cứu và triển khai ứng dụng rộng rãi, đã có nhiều sản phẩm được cấp phép và lưu hành từ nhiều năm nay. Tuy nhiên, để chiếm lĩnh được lòng tin của nông dân và thay thế tập quán sản xuất của họ từ việc sử dụng phân hóa học sang sử dụng phân vi sinh còn là một bài toán khó. Lời giải của bài toán này là phải làm sao kết hợp một cách hoàn hảo giữa chất lượng, giá thành và sự tiện dụng. Sử dụng những chất mang dễ tìm, rẻ tiền mang tính chất tận dụng các phế thải từ các quy trình sản xuất các sản phẩm khác là một hướng đi đang được chú ý nhất. Vì ngoài việc làm giảm chi phí sản xuất, hạn chế việc nhập khẩu phân hóa học, tạo thêm nhiều công ăn việc làm thì còn góp phần nâng cao lợi nhuận cho nông dân, đóng góp vào quá trình sản xuất lương thực thực phẩm an toàn, làm giảm ô nhiễm môi trường và xây dựng mô hình phát triển bền vững trong Công - Nông nghiệp. Bã bùn mía là một sự lựa chọn phù hợp vì bã bùn mía nếu được xử lý đúng cách sẽ là một môi trường hữu hiệu để các vi sinh vật phát triển, tạo tiền đề cho một sản phẩm phân vi sinh chất lượng tốt, giá thành hạ. Không nằm ngoài những mục đích trên, đề tài “Khảo sát khả năng sống sót của vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus trong chất mang bã bùn mía” được thực hiện. Chuyên ngành công nghệ sinh học 2 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Phân vi sinh. 2.1.1. Giới thiệu về phân vi sinh. 2.1.1.1. Khái niệm Theo TCVN 6169:1996, phân bón vi sinh vật (gọi tắt là phân vi sinh) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn có mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành. Thông qua các hoạt động của chúng sau quá trình bón vào đất tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng sử dụng được (N, P ,K, . . .) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng xuất và (hoặc) chất lượng nông sản. Phân vi sinh bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. 2.1.1.2. Phân loại o Phân bón vi sinh vật cố định nitơ Phân bón vi sinh vật cố định nitơ (tên thường gọi: phân đạm vi sinh) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng cố định nitơ từ không khí cung cấp các hợp chất chứa nitơ cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất. Phân vi sinh vật cố định nitơ và các dòng vi sinh vật này không gây ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. Vi sinh vật cố định nitơ là vi sinh vật sống cộng sinh hay hội sinh với cây trồng, hoặc vi sinh vật sống tự do trong đất, nước, không khí, có khả năng tạo khuẩn lạc đặc trưng trên môi trường nuôi cấy không chứa hợp chất nitơ (môi trường NfM, YMA, Ashby…). Các vi khuẩn cố định Nitơ: vi khuẩn có định nitơ không thuộc cây họ đậu thuộc các giống Achromobacter, Acetobacter, Alcaliganes, Arthrobacter, Azomonas, Bacillus, Beijesinekia, Clostridium, Camplylobacter, corynebacterium, Decxia, Desulfporibrio, Enterobacter, Herbaspirium, Lignobacter, Mycobacterium, Methyllosinys, Pseudomonas, Rhodopspirillum, Rhodopseudomonas và Xanthobacter Chuyên ngành công nghệ sinh học 3 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ (Wani, 1990). Một số loài được tìm thấy trong vùng rễ cây ngũ cốc chủ yếu là Azobacter và AzoSpirillum; một số vi khuẩn cố định đạm nội sinh trong các cây chủ (mía) được tìm thấy là vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus o Phân bón vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan Phân bón vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan (tên thường gọi : phân lân vi sinh) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống đã được tuyển chọn với mật độ tế bào đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng chuyển hoá hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản. Phân lân vi sinh và các dòng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. Thông qua các hoạt động của vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan, các hợp chất photpho khó tan được chuyển hoá thành dạng dễ tiêu đối với cây trồng. Vi sinh vật phân giải hợp chất khó tan tạo vòng tròn trong suốt bao quanh khuẩn lạc (vòng phân giải) trên môi trường chứa nguồn photpho duy nhất là Ca 3 (PO 4 ) 2 . Nhóm vi sinh vật được biết có khả năng hòa tan lân (Subba Rao, 1983; Gaus, 1990) bao gồm vi khuẩn Bacillus megaterium, B. Circulans, B. subtilis, Pseudomonas straita, P. rathonis; nấm Aspergillus awamori, Penicillium digitatum, Trichoderma sp; nấm men Schwanniomyces occidentails. o Phân bón vi sinh vật phân giải cellulose Phân bón vi sinh vật phân gải cellulose (tên thường gọi: phân vi sinh phân giải cellulose) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng phân giải cellulose , để cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất. Phân vi sinh vật phân giải cellulose và các dòng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. (http://www.cuctrongtrot.gov.vn/ChuyenTrangPB/chuyentrangPB/indexCTPB.aspx? tacn=techologystandar&type=first&num=1). Chuyên ngành công nghệ sinh học 4 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ o Phân vi sinh vật kích thích tăng trưởng cây Phân vi sinh loại này chứa một nhóm nhiều loài vi sinh vật khác nhau, trong đó có vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn Nhóm này được các nhà khoa học phân lập ra từ tập đoàn vi sinh vật đất. Vi khuẩn tổng hợp kích thích tố tăng trưởng thực vật thường sống trong vùng rễ của thực vật có ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cây gọi là vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR= Plant Growth Promoting Rhizobacter) (Schoroth và Hancock, 1981). PGPR bao gồm các giống Actinoplanes,Agrobacterium, Alcaligenes, Amorphosporangium, Arthobacter, Azotobacter, Bacillus, Brandyrhizobium, cellulomonas, Enterobacter, Pseudomonas, Rhizobium (Weller, 1988). Nấm rễ dạng bụi (VAM= Vesicular Arbuscular Mycorrhizae): các nấm có khuẩn ty ăn sâu vào bên trong tế bào nhu mô rễ cây, chúng hút nhiều dưỡng chất từ đất cung cấp trực tiếp cho thực vật. Ngoài ra nấm còn có khả năng giúp cây chịu hạn trong vùng đất sa mạc, giúp cây kháng lại các loại nấm gây hại khác (Mosse et al, 1981). Nấm rễ bao gồm các giống Endogone, Glomus, Entrophosphora, Gigaspora, Acaulospora, Scutellispora. Người ta sử dụng những chế phẩm gồm tập đoàn vi sinh vật được chọn lọc để phun lên cây hoặc bón vào đất làm cho cây sinh trưởng và phát triển tốt, ít sâu bệnh, tăng năng suất. Chế phẩm này còn làm tăng khả năng nảy mầm của hạt, tăng trọng lượng hạt, thúc đẩy bộ rễ cây phát triển mạnh. Như vậy, chế phẩm này có tác động tương đối tổng hợp lên cây trồng. Để sản xuất chế phẩm vi sinh vật kích thích tăng trưởng của cây, người ta sử dụng công nghệ lên men vi sinh vật. Ở các nước phát triển người ta sử dụng các thiết bị lên men tự động, công suất lớn. Ở nước ta, đã dùng kỹ thuật lên men trên môi trường bán rắn để sản xuất chế phẩm này, bước đầu cho kết quả khá tốt. (http://agriviet.com/news). Chuyên ngành công nghệ sinh học 5 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ 2.1.2. Tiêu chí đánh giá chất lượng phân vi sinh 2.1.2.1. Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng là sản phẩm, trong đó chất mang được tiệt trùng trước khi cấy vi sinh vật hữu ích. Phân vi sinh loại này có mật độ tế bào vi sinh hữu ích (CFU * /g ( hay ml) phân bón) không thấp hơn 1,0 . 10 8 tế bào /g (ml) phân, tế bào vi sinh vật tạp không lớn hơn 1,0 .10 6 tế bào /g (ml) phân. Phân vi sinh loại này có thời gian bảo quản từ 6 tháng trở lên. 2.1.2.2. Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang không thanh trùng Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang không thanh trùng là sản phẩm, trong đó chất mang không được tiệt trùng trước khi cấy vi sinh vật hữu ích, có mật độ tế bào vi sinh hữu ích từ 1,0 . 10 6 đến 1,0 . 10 7 tế bào /g (ml) phân. Thời gian bảo quản tối thiểu 6 tháng (http://www.cuctrongtrot.gov.vn/ChuyenTrangPB). Chất lượng phân vi sinh đã được nhà nước quy định theo những tiêu chuẩn riêng biệt như: TCVN 6166:04 đối với phân vi sinh cố định đạm, TCVN 6167:96 đối với phân vi sinh hòa tan lân Ngoài ra, theo Nguyễn Thanh Hiền (2003) thì Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Phân bón Vi sinh đã phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu Cố định Nitơ Sunfit thuộc trường Đại học Tổng hợp Sydney có đưa ra một số tiêu chuẩn khác cũng không kém phần quan trọng: Giống có hoạt tính (cố định nitơ hoặc phân giải photpho) mạnh. Phân vi sinh thay được ít nhất 50% lượng phân hóa học. Không gây bệnh cho cây và tăng năng suất cây trồng từ 10% trở lên. 2.1.3. Tầm quan trọng của việc sử dụng phân vi sinh 2.1.3.1. Khuyết điểm của phân hóa học o Đối với phân đạm (nitơ) Hàng năm chi phí cho phân đạm trong nông nghiệp trên thế giới khoảng 45 tỉ USD, và tăng với một tỉ lệ tương đương với dân số thế giới (2%) (Shenoy et al., 2001). Hầu hết đạm hóa học được sản suất theo quy trình Haber – Bosch, đòi hỏi một lượng Chuyên ngành công nghệ sinh học 6 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ lớn khí tự nhiên, than đá, hoặc dầu mỏ. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng để sản xuất 1 tấn phân đạm hóa học cần 1,3 tấn dầu, để sản xuất 80 triệu tấn phân đạm hóa học cần 100 triệu tấn dầu, bằng 1,4% số dầu sử dụng trên toàn cầu. Dầu cần cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải… Khai thác quá mức thì nguồn tài nguyên này cũng sẽ cạn kiệt, không còn cho các thế hệ sau. Thêm vào đó việc sản xuất đạm sinh học sẽ sinh ra một lượng lớn CO 2 – một trong những nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính mà cả thế giới đang tìm cách khắc phục. Hơn nữa, chỉ có khoảng 1/3 lượng phân bón vào đất cây trồng có thể sử dụng, lượng đạm còn thừa sẽ thất thoát ra môi trường bên ngoài gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc sử dụng quá mức lượng đạm hóa học sẽ dẫn đến sự sản sinh N 2 O cũng gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Ngoài ra, chưa kể đến chất lượng nông sản khi sử dụng đạm hóa học không đúng cách. Nếu bón phân đạm vào lúc thời tiết không thuận lợi (trời rét đậm, nắng gắt, sương nhiều đọng trên lá) chẳng những cây không hấp thu hiệu quả mà còn có thể gây độc. Bón nhiều phân đạm càng gặp nhiều tác hại hơn. Cây có thể bị giảm năng suất do phát triển quá nhanh làm thân mềm, phân nhiều nhánh, dễ đổ ngã và chậm ra hoa, khó đậu trái… Phân đạm dư thừa còn làm cây trồng giảm khả năng chống chịu với sâu bệnh và thời tiết (Lê Văn Tri, 2001). o Đối với phân lân (Photpho) Photpho (P) là nguồn dinh dưỡng quan trọng thứ 2 của cây trồng. Cây xanh hấp thụ lân ở dạng hòa tan nhưng phần lớn lân tồn tại trong đất dưới dạng không hòa tan (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) hoặc dạng hữu cơ nên cây không hấp thu được. Nếu bổ sung lân cho đất bằng con đường hóa học có thể gây ô nhiễm môi trường và giá thành cao. Ngoài ra, việc sản xuất lân bằng con đường hóa học đòi hỏi nguồn nguyên liệu là quặng mỏ, điều này làm cho nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt. Theo Goldstein (1986), phân lân hóa học sản xuất từ quặng mỏ có thể chuyển thành hợp chất khác từ 70 – 80% gây nên sự lãng phí vô cùng lớn. Trên đây là một số khuyết điểm đáng chú ý đi kèm với những ưu điểm mà phân hóa học đã mang lại cho con người từ nửa thế kỉ qua. Mặt hạn chế của phân hóa học đã đến lúc làm cho chúng ta phải suy nghĩ và gấp rút tiến hành những nghiên cứu tìm Chuyên ngành công nghệ sinh học 7 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ ra hướng đi mới trong vấn đề dinh dưỡng cho cây trồng để đạt được mục đích cuối cùng là phát triển một nền nông nghiệp bền vững, lâu dài. 2.1.3.2. Ưu điểm của phân vi sinh Theo đánh giá của các chuyên gia kinh tế nông nghiệp, trường Đại học Sydney, thì phân vi sinh mang lại lợi ích cho các thành phần sau: o Cho các hộ nông dân sử dụng phân vi sinh Bón phân vi sinh, chi phí cho sản xuất giảm, do giảm được phân hóa học và giá phân vi sinh rẻ, ít nhất giảm được 16%. Với chế độ bón phân hợp lý, chi phí còn giảm được nhiều hơn. Bón phân vi sinh năng suất tăng, với chế độ bón bình thường (khoảng 300kg/ ha), năng suất tăng trung bình 10%. Nếu kết hợp với phân hóa học đúng cách, năng suất còn có thể tăng cao hơn. Bón phân vi sinh đất tốt hơn, cây khỏe hơn, giảm sâu bệnh, do vậy giảm chi phí cho thuốc bảo vệ thực vật. o Đối với địa phương Nếu công nghệ sản xuất phân vi sinh được chuyển giao cho địa phương và sản phẩm làm ra cung ứng cho chính nông dân của địa phương đó thì chắc chắn phân vi sinh góp phần phát triển kinh tế của địa phương. o Đối với nhà nước Hiện nay, hầu hết các nước đang phát triển phải nhập khẩu phân bón vì vậy nếu sản xuất được phân vi sinh tại chổ thì sẽ giảm được một lượng lớn ngoại tệ cho việc nhập phân bón. Ngoài ra, tiêu hao nguyên liệu để sản xuất phân vi sinh không đáng kể so với sản xuất phân hóa học. o Lợi ích cho môi trường Những lợi ích phân vi sinh mang lại cho môi trường còn lớn hơn nhiều so với lợi ích kinh tế. Những lợi ích cho môi trường là: Chuyên ngành công nghệ sinh học 8 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ Sử dụng hiệu quả hơn các chất dinh dưỡng trong đất (lân); trong không khí (đạm). Giảm sự rửa trôi phân đạm hóa học, gây nên sự ô nhiễm nguồn nước do NO 3 - . Giảm đáng kể quá trình denitrit hóa, sinh ra khí N 2 O rất độc, độc hại hơn NO 3 - nhiều. Giảm được lượng khí đốt khi sản xuất phân hóa học. Các chất còn lại trong đất có thể được phân hủy sinh học. Từ những đánh giá trên, việc sử dụng phân vi sinh là cần thiết để xây dựng nền nông nghiệp bền vững trên toàn cầu (Chu Thị Thơm et al., 2006). Bảng 2.1. Hiệu quả của phân hữu cơ sinh học đối với lúa ở một số quốc gia châu Á Quốc gia Tỉ lệ % tăng năng suất Trung Quốc Triều Tiên Thái Lan Ấn Độ 25,2 – 32,6 8 – 12 2,5- 29,5 9,9 Nguồn: Lê Xuân Phương (2005) 2.1.4. Tình hình sản xuất và sử dụng phân vi sinh trong nước và thế giới 2.1.4.1. Trong nước Ở Việt Nam, phân vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân đã được bước đầu nghiên cứu từ những năm 1960. Năm 1958, Lê Văn Căn và Đặng Văn Ngữ đã nghiên cứu loài nấm có khả năng phân giải photpho khó tan là Aspergillus niger và đạt được thành công bước đầu. Chỉ sau 4 tuần nuôi cấy, loài nấm này đã chuyển hóa được 17,2% photpho tổng số trong apatit và 14,2% photpho tổng số trong photphorit. Năm 1980 bắt đầu thử nghiệm phân vi sinh cho cây đậu tương và chế phẩm ViDane, ViDapho cho cây đậu nành, đậu phộng của Trường Đại học Cần Thơ. Trong chương trình 52b-01-03 (1987), quy trình sản xuất Nitragin trên nền đất than bùn đã được hoàn Chuyên ngành công nghệ sinh học 9 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ thiện (Lê Văn Tri, 2002). Từ những năm 1989 – 1991 đã có rất nhiều sản phẩm sinh học, sinh hóa được sản xuất với nhiều tên gọi khác nhau như: Komix (của công ty Donall); Biomix (công ty phân bón hóa chất Kiên Giang); Biomix C (xí nghiệp than bùn Củ Chi, Tp. Hồ Chí Minh); Biomix P (xí nghiệp phân Chư Sê Playku); Biofer A (Trung tâm khuyến nông tỉnh Sông Bé)…(Nguyễn Đăng Diệp, 2000). Nhu cầu sử dụng phân sinh học hiện nay rất lớn, đặc biệt là phân chuyên dùng và tận dụng được chế phẩm sẵn có như: phân Komix chuyên dùng cho mía, cà phê, cacao,… Các xí nghiệp phân sinh học, phân vi sinh được xây dựng ở nhiều nơi như: La Ngà (Đồng Nai), Nha Trang (Khánh Hòa), Vĩnh Phúc, Hà Tây, Tây Ninh, Long An… Để tận dụng nguồn phế thải ở địa phương và đáp ứng nhu cầu phân bón hiện nay. Trong năm 2003 – 2004 cả nước đã có 34/42 nhà máy đường tận dụng bã bùn mía để sản xuất phân vi sinh, sản lượng phân vi sinh đạt 200.000 tấn và chỉ mới đáp ứng 50% nhu cầu cho vùng nguyên liệu của các nhà máy (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Việt Nam, 2004). 2.1.4.2. Thế giới Phân bón vi sinh đầu tiên do Noble Hiltner sản xuất tại Đức năm 1896 và được đặt tên là Nitragin (Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhizobium do Beijerink phân lập năm 1888 và được Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho các loại cây thích hợp của họ đậu). Năm 1900 – 1914 nhiều nước trên thế giới triển khai sản xuất chế phẩm vi sinh vật: Canada, Tân Tây Lan, Áo (Nguyễn Xuân Thành, 2003). Ngày nay, phân vi sinh vật cố định đạm đã được sử dụng nhiều nơi trên thế giới với nhiều tên gọi khác nhau như: Rizonit (Hungary), Nitrobacterin (Anh), Estrasol (Nga), Mana (Nhật, Philippin), Tian-li-bao (Trung Quốc, Hồng Kong)… (Lê Văn Tri, 2002). Bên cạnh đó đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm ứng dụng và mở rộng việc sản xuất các loại phân bón vi sinh cố định nitơ mà thành phần còn được phối hợp thêm một số vi sinh vật có ích khác như một số xạ khuẩn cố định nitơ sống tự do Frankia spp, Azotobacter spp, các vi khuẩn cố định nitơ sống tự do Clostridium, Pasterium, Beijerinkiaindica, các xạ khuẩn có khả năng phân giải cellulose, hoặc một số dòng vi Chuyên ngành công nghệ sinh học 10 Viện NC&PT Công nghệ Sinh Học [...]... hưởng của nồng độ PVP được bổ sung vào trong dịch vi khuẩn và bã bùn mía đến sự sống sót của vi khuẩn G diazotrophicus Hình 4.4: Ảnh hưởng của 0% PVP được bổ sung trong dịch vi khuẩn đến sự sống sót của vi khuẩn G diazotrophicus NT 1A: 10%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 0% PVP + Bã mía bổ sung 0% PVP NT 3A: 10%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 0% PVP + Bã mía bổ sung 1% PVP NT 1B: 30%sucrose + dịch vi khuẩn. .. đường trong bã bùn mía chỉ có khoảng 0,5 – 1% Với lượng đường ít như thế thì bã bùn mía không thể bổ sung thêm nguồn carbon cho vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus Ngoài ra sự cạnh tranh dinh dưỡng của các vi khuẩn hoang dại trong bã bùn mía cũng là một nguyên nhân khác dẫn tới sự giảm mật số của vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus khi ở trong sản phẩm Như vậy, khi vi khuẩn này sống trong. .. dịch vi khuẩn bổ sung 1% PVP + Bã mía bổ sung 0% PVP NT 1B: 30%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 0% PVP + Bã mía bổ sung 0% PVP NT 2B: 30%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 1% PVP + Bã mía bổ sung 0% PVP Hình 4.7: Ảnh hưởng của 1% PVP được bổ sung trong bã mía đến sự sống sót của vi khuẩn G diazotrophicus NT 3A: 10%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 0% PVP + Bã mía bổ sung 1% PVP NT 4A: 10%sucrose + dịch vi khuẩn. .. sung 0% PVP + Bã mía bổ sung 0% PVP NT 3B: 30%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 0% PVP + Bã mía bổ sung 1% PVP Hình 4.5: Ảnh hưởng của 1% PVP được bổ sung trong dịch vi khuẩn đến sự sống sót của vi khuẩn G diazotrophicus NT 2A: 10%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 1% PVP + Bã mía bổ sung 0% PVP NT 4A: 10%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung 1% PVP + Bã mía bổ sung 1% PVP NT 2B: 30%sucrose + dịch vi khuẩn bổ sung... chịu được acid, sống nội sinh trong cây mía và gọi đó là vi khuẩn Acetobacter diazotrophicus Vi khuẩn này có khả năng cung cấp gần 50% tổng lượng đạm mà cây sử dụng Khi dựa vào trình tự của 16rARN của vi khuẩn để phân tích Acetobacter diazotrophicus được đổi tên lại thành Gluconacetobacter diazotrophicus (Yamada et al., 1998) Gluconacetobacter diazotrophicus là vi khuẩn sống nội sinh trong mía, củ cải... mẫu vi khuẩn từ bình tam giác đã nuôi, phần còn lại được trữ trong tủ lạnh Tiếp tục ủ ở nhiệt độ và thời gian thích hợp để đạt được mật số vi khuẩn cần thiết (10 9 tế bào/ ml) Thời điểm bổ sung PVP vào dịch vi khuẩn khi bắt đầu tiến hành chủng vi khuẩn vào chất mang 3.4.1.3 Chủng vi khuẩn vào chất mang Vi n phân sau khi được định hình, tiến hành chủng vi khuẩn vào bọc và hàn kín miệng bao bì lại Vi khuẩn. .. 27 Vi n NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 32 _ 2010 Trường Đại học Cần Thơ Bảng 3.1: Bố trí các nghiệm thức Nồng độ đường 10% sucrose Dịch vi khuẩn 1A 2A 3A 4A 1B 2B 3B 4B 30% sucrose Bã bùn mía bổ bổ sungPVP(%) 0 1 0 1 0 1 0 1 Tên nghiệm thức sungPVP(%) 0 0 1 1 0 0 1 1 3.4.2 Khảo sát khả năng sống sót của vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus trong chất mang Đếm mật số vi. .. bao bì lại Vi khuẩn được chủng vào chất mang (vi n phân được ép từ bã bùn mía) theo tỉ lệ 2:1 (ví dụ với 1kg chất mang : 0,5 lít vi khuẩn hoặc 0,5kg chất mang : 250 ml vi khuẩn) Bảo quản sản phẩm nơi khô thoáng và tránh ánh nắng trực tiếp o Phương pháp chủng Chất mang dạng vi n (cân chính xác 50g) được cho vào túi nilong (bịch nhỏ) vô trùng Cho 25ml dung dịch vi khuẩn đã chuẩn bị sẵn ứng với từng nghiệm... có khả năng chuyển hóa các nguồn dự trữ photpho và kali ở dạng khó hoà tan với số lượng lớn có trong đất mùn, than bùn, trong các quặng apatit, photphoric chuyển chúng thành dạng dễ hoà tan, cây trồng có thể hấp thụ được .Bã bùn mía và một số chất mang khác trong vi c sản xuất phân vi sinh 2.1.5 Bã bùn mía Bã bùn mía là cặn bã sau khi lắng lọc nước mía ở các nhà máy đường Đây là hỗn hợp những tạp chất. .. (http://vietnamnet.vn/khoahoc/trongnuoc/2004/12/359969/) 2.2 Một số chỉ tiêu quan trọng trong vi c khảo sát chất lượng bã bùn mía 2.2.1 Độ ẩm Ảnh hưởng đến khả năng sống sót của các vi sinh vật Độ ẩm cao hoặc thấp quá đều có thể gây bất lợi cho các vi sinh vật Ngoài ra, độ ẩm còn ảnh hưởng tới mức độ bám dính, độ bền của vi n phân khi thành phẩm Chuyên ngành công nghệ sinh học 16 Vi n NC&PT Công nghệ Sinh Học Luận văn tốt nghiệp Đại . phân vi sinh chất lượng tốt, giá thành hạ. Không nằm ngoài những mục đích trên, đề tài “Khảo sát khả năng sống sót của vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus trong chất mang bã bùn mía”. được .Bã bùn mía và một số chất mang khác trong vi c sản xuất phân vi sinh 2.1.5. Bã bùn mía Bã bùn mía là cặn bã sau khi lắng lọc nước mía ở các nhà máy đường. Đây là hỗn hợp những tạp chất. phân vi sinh 2.1.2.1. Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng là sản phẩm, trong đó chất mang được tiệt trùng trước khi cấy vi