Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT * NGUYỄN THỊ YÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CƠ CHẤT HỮU CƠ ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH CHO CÂY CHÈ SHAN TẠI TỈNH YÊN BÁI LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC HÀ NỘI – 2012 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này cùng với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Lê Như Kiểu, Phó Viện trưởng, Cô Lê Thị Thanh Thủy, Phó Trưởng Bộ môn Vi sinh vật, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo của Viện Sinh thái và tài nguyên sinh vật, Trường Đại Học Thái Nguyên đã tận tình truyền đạt cho Tôi kiến thức trong suốt 2 năm học tập, là nền tảng cho Tôi trong quá trình nghiên cứu luận văn, là hành trang qúy báu theo tôi trong suốt cuộc đời. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Cô, Chú, Anh ,Chị công tác tại Bộ môn Vi sinh vật, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đã giúp đỡ Tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Cuối cùng Tôi xin kính chúc quý Thầy, Cô, Anh, Chị và gia đình dồi dào sức khỏe, thành công trong sự nghiệp! Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2012 Học viên Nguyễn Thị Yên Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả Nguyễn Thị Yên Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC MỞ ĐẦU 9 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích và yêu cầu 3 3. Nội dung nghiên cứu 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1. Cở sở khoa học và thực tiễn của đề tài 4 1.1. Cơ sở khoa học 4 1.2. Cơ sở thực tiễn 4 2. Tổng quan về quá trình ủ compost 5 2.1. Khái niệm 5 2.2. Các yếu tố tham gia vào quá trình ủ compost 6 2.3. Cơ sở lý, hóa học của quá trình ủ compost 8 2.4. Điều khiển quá trình ủ compost 10 2.5. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng compost 12 2.6. Những lợi ích và hạn chế của quá trình ủ compost 13 3. Những nghiên cứu nƣớc ngoài về xử lý cơ chất hữu cơ 14 4. Những nghiên cứu trong nƣớc về xử lý cơ chất hữu cơ 18 5. Điều tra nguồn than bùn và phụ phẩm nông nghiệp tại tỉnh Yên Bái . 20 5.1. Than bùn 20 5.2. Nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp 22 6. Phân hữu cơ vi sinh 24 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 27 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1. Đối tƣợng, vật liệu nghiên cứu 27 2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu 27 3. Phƣơng pháp nghiên cứu 27 3.1. Các môi trường dùng trong nghiên cứu: 27 3.2. Các phương pháp nghiên cứu 28 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 1. Nghiên cứu tuyển chọn bộ chủng giống cho sản xuất chế phẩm vi sinh phân giải cellulose …………………………………………………….34 1.1. Tuyển chọn các chủng VSV có khả năng phân giải cellulose 34 1.2. Tổ hợp các chủng vi sinh vật phân giải cellulose 36 1.3. Một số đặc điểm sinh học của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38 1.4. Đánh giá độ an toàn sinh học của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 39 1.5. Định danh các chủng VSV lựa chọn 40 2. Ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng đến sinh trƣởng, phát triển và khả năng phân giải cellulose của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 41 2.1. Ảnh hưởng của oxy 41 2.2. Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy 42 2.3. Ảnh hưởng của pH 44 2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 45 3. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu hữu cơ làm cơ chất hữu cho sản xuất phân hữu cơ vi sinh (HCVS) cho cây chè Shan 46 3.1. Biến động nhiệt độ 46 3.2. Sự thay đổi pH trong thùng ủ 47 3.3. Biến động của quần thể VSV 49 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.4. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trước và sau khi ủ 51 3.5. Đặc điểm cảm quan của sản phẩm sau khi xử lý 54 3.6. Đánh giá độ hoai mục và độ an toàn của sản phẩm sau ủ 54 4. Nghiên cứu bổ sung dinh dƣỡng (đa, trung, vi lƣợng) để nâng cao chất lƣợng phân HCVS cho cây chè Shan 57 4.1 Xác định tỷ lệ phối trộn các nguyên tố đa, trung, vi lượng 57 4.2 Xác định tỷ lệ phối trộn VSV 59 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62 1. Kết luận 62 2. Đề nghị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Diễn giải 1 HCVS Hữu cơ vi sinh 2 PPP Phế phụ phẩm 3 PTNT Phát triển nông thôn 4 TCN Tiêu chuẩn ngành 5 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 6 VPG Vòng phân giải 7 VSV Vi sinh vật Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Động thái nhiệt độ trong quá trình ủ compost với một số phế phụ phẩm nông nghiệp, chế biến ( o C) 9 Bảng 2: Mức độ phân giải tối đa của một số nguyên liệu compost 10 Bảng 3: Một số chỉ tiêu chất lượng của than bùn Phù Nham, Yên Bái 21 Bảng 4: Phân tích thành phần hóa học của PPP tại tỉnh Yên Bái năm 2011 22 Bảng 5: Thành phần hoá học của một số loại phân gia súc, gia cầm 24 Bảng 6: Các công thức thí nghiệm 32 Bảng 7: Khả năng phân giải cellulose của các chủng VSV tuyển chọn 34 Bảng 8: Tỷ lệ giảm khối lượng rơm trong bình ủ ở 37 0 C sau 7 ngày 36 Bảng 9: Khả năng tác động tương hỗ giữa các chủng VSV tuyển chọn 37 Bảng 10: Mật độ tế bào (CFU/g) và hoạt tính phân giải cellulose của các chủng VSV trong chất mang 37 Bảng 11: Một số đặc điể ủa các chủng VSV tuyển chọn 38 Bảng 12: Tình trạng sức khoẻ của chuột trong thời gian thí nghiệm 39 Bảng 13: Trọng lượng của chuột trong thời gian thí nghiệm 40 41 Bảng 15: Mật độ tế bào của các chủng VSV trong điều kiện nuôi cấy lắc và nuôi tĩnh sau 48 giờ nuôi cấy 42 Bảng 16: Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy tới mật độ của 43 các chủng VSV lựa chọn 43 Bảng 17: Mật độ tế bào (CFU/ml) của các chủng VSV lựa chọn trong các điều kiện pH khác nhau sau thời gian nuôi cấy* 44 Bảng 18: Mật độ tế bào (CFU/ml) của các chủng VSV lựa chọn trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau sau thời gian nuôi cấy* 45 Bảng 19: Biến động nhiệt độ trong thùng ủ compost 46 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Bảng 20: Sự thay đổi pH trong thùng ủ compost 48 Bảng 21: Mật độ tế bào và hoạt tính phân giải cellulose của 4 49 chủng VSV trong chế phẩm vi sinh 49 Bảng 22: Biến động quần thể VSV trong thùng ủ compost 50 Bảng 23: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn trước và sau ủ 51 Bảng 24: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong rơm rạ trước và sau ủ 52 Bảng 25: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phân chuồng trước và sau ủ52 Bảng 26: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong thân, lá lạc trước và sau ủ 53 Bảng 27: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong thân, lá đậu tương trước và sau ủ 53 Bảng 28: Tính chất cảm quan của sản phẩm sau ủ 54 Bảng 29: Khả năng sinh trưởng của hạt cải trên phân ủ compost sau 5 ngày 55 Bảng 30: Kết quả kiểm tra nhiệt độ trong các túi phân ủ 56 Bảng 31: Một số kết quả tổng hợp từ quá trình ủ compost 57 Bảng 32: Mật độ và hoạt tính sinh học của các chủng VSV hữu ích trước khi nhiễm vào chất mang 58 Bảng 33: Mật độ và hoạt tính sinh học của các chủng VSV hữu ích trong phân HCVS trên các nền chất mang khác nhau 59 Bảng 34: Mật độ tế bào và hoạt tính sinh học của các chủng VSV trong các công thức phối trộn trên nền chất mang than bùn 60 Bảng 35: Mật độ tế bào và hoạt tính sinh học của các chủng VSV trong các công thức phối trộn trên nền chất mang rơm rạ 61 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là một quốc gia có tới 80% dân số sống bằng nghề nông nghiệp, lượng phế thải thải ra từ nông nghiệp hàng năm rất lớn gồm (40 triệu tấn rơm rạ, 30 triệu tấn ngọn lá mía, 3,5 triệu tấn thân lá ngô, 3 triệu tấn thân lá lạc, 1 triệu tấn thân lá đậu tương, 0,5 triệu tấn vỏ cà phê và 2 triệu tấn thân lá khoai tây, khoai lang, dưa các loại, ngọn lá dứa ) tương đương với 639.000 tấn N, 212.000 tấn P 2 O 5 , 835.000 tấn K 2 O [11]. Phế phụ phẩm nông nghiệp phần lớn là những hợp chất hữu cơ giàu cacbon. Sản phẩm sau quá trình phân hủy của chúng ngoài tác dụng cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng còn có khả năng làm cho đất tơi xốp, cải thiện các đặc tính của đất, nhất là khả năng giữ nước. Phế phụ phẩm nông nghiệp bao gồm các hợp chất hydratcacbon, protein, lipit và một số các hợp chất hữu cơ khác, ngoài ra chúng còn chứa một số các chất có giá trị dinh dưỡng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển cuả cây trồng. Theo phương thức sản xuất nông nghiệp truyền thống, lượng phế phụ phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch được chuyển về nhà và được sử dụng như một nguồn nguyên liệu chính để đun nấu trong các nông hộ… ngày nay thay hầu hết các hộ nông dân đã sử dụng các nguồn nguyên liệu khác như than, gas, điện cho việc nấu nướng nên phần lớn lượng phế phụ phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch được người nông dân đốt ngay trên đồng ruộng việc đốt lượng phế phụ phẩm nông nghiẹp trên đồng ruộng đang dần hình thành một thói quen xấu, không những gây ảnh hưởng xấu tới môi trường sinh thái mà còn rất lãng phí nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thực vật này. Sản xuất phân bón trong nước chỉ mới đáp ứng được 30% nhu cầu về phân đạm, 65% nhu cầu phân lân của sản xuất nông nghiệp, còn lại phải nhập khẩu phân bón từ nước ngoài, đặc biệt là phân kali phải nhập khẩu 100%. Trong giai đoạn 2005-2010 dự tính hàng năm nhu cầu sản xuất cần 1.504.000 tấn N [...]... đề phân bón tại chỗ cho cây chè Shan từ nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương Xuất phát từ những vấn đề trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu lựa chọn cơ chất hữ ản xuất phân hữu cơ vi sinh cho cây chè Shan tại tỉnh Yên Bái 2 Mục đích và yêu cầu - Lựa chọn được nguồn cơ chất hữu cơ thích hợ ản xuất phân hữu cơ vi sinh cho cây chè Shan tại tỉnh Yên Bái - Nguồn cơ chất hữu cơ lựa chọn. .. loại phân gia cầm tuy lượng ít nhưng lại giàu dinh dưỡng 6 Phân hữu cơ vi sinh Phân hữu cơ vi sinh (Microbial organic fertilizer) là phân trộn cơ học giữa phân vi sinh và phân hữu cơ Do hàm lượng dinh dưỡng của phân hữu cơ không cao, nên phân hữu cơ vi sinh chủ yếu là dùng để bón lót hoặc dùng làm nguyên liệu để sản xuất phân phức hợp hữu cơ vi sinh 24 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Phân. .. sản phẩm sau xử lý đảm bảo các yêu cầu làm chất mang cho sản xuất phân hữu cơ vi sinh 3 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tuyển chọn các chủng VSV phân giải cellulose để sản xuất chế phẩm vi sinh - Xác định ảnh hưởng của các yếu tố môi trường (dinh dưỡng, nhiệt độ, pH, oxy) đến sinh trưởng, phát triển và hoạt tính phân giải cellulose của các chủng vi khuẩn tuyển chọn - Nghiên cứu xử lý nguyên liệu hữu. .. Nguyễn Thị Yên Phân phức hợp hữu cơ vi sinh là loại phân có đầy đủ thành phần phân vi sinh, phân hữu cơ, phân vi lượng và phân vô cơ (NPK) Tùy thuộc vào nhu cầu của sản xuất mà có thể cân đối phối trộn các loại phân nguyên liệu sao cho cây trồng phát triển tốt nhất mà không cần phải bón bất kỳ loại phân đơn nào Phân phức hợp hữu cơ vi sinh có thể dùng để bón lót hoặc bón thúc Loại phân này có hàm lượng dinh... vi khuẩn tuyển chọn - Nghiên cứu xử lý nguyên liệu hữu cơ làm cơ chất hữ ản xuất phân hữu cơ vi sinh (HCVS) cho cây chè Shan - Nghiên cứu bổ sung dinh dưỡng (đa, trung, vi lượng) để nâng cao chất lượng phân HCVS cho cây chè Shan 3 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 Cở sở khoa học và thực tiễn của đề tài 1.1 Cơ sở khoa học Trong quá trình ủ compost, các phụ phẩm... photphat hữu cơ, ngoài ra cũng có thể sử dụng bột quặng hoặc phân lân hoá học 11 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên e Vi sinh vật khởi động và vi sinh vật làm giàu dinh dưỡng Nguyên liệu chế biến compost luôn chứa sẵn quần thể vi sinh vật có khả năng chuyển hoá hợp chất hữu cơ Đã có nhiều ý kiến cho rằng không cần thiết phải bổ sung vi sinh vật phân giải chất hữu cơ vào khối ủ, song thực tế nghiên cứu. .. xử lý hiếu khí thành phần hữu cơ của rác thải sinh hoạt làm phân bón (Cầu Diễn - Hà Nội và Vi t Trì -Phú Thọ) Trong nước cũng đã có nhiều dây chuyền sản xuất phân hữu cơ vi sinh đồng bộ Các dây chuyền này thường sản xuất phân vi sinh từ mùn mía, than bùn… 5 Điều tra nguồn than bùn và phụ phẩm nông nghiệp tại tỉnh Yên Bái 5.1 Than bùn Than bùn được hình thành do sự tích tụ và phân huỷ không hoàn toàn... thương hiệu chè Shan là cây chè Shan phải được trồng ở độ cao 1000 m trở lên so với mực nước biển Chính điều này đã gây hạn chế cho vi c canh tác cụ thể là vi c bón phân cho cây chè Cây chè Shan sinh trưởng và phát triển phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố tự nhiên như nước mưa, quá trình mùn hóa tự nhiên của đất Do vậy, muốn phát triển vùng chè Shan có hiệu quả, đồng thời giảm chi phí bón phân cho chè cần giải... này cho thấy đây là nguồn một nguyên liệu hữu cơ tại chỗ có giá trị cho sản xuất các loại phân hữu cơ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, làm giảm chi phí sản xuất, hạn chế được ô nhiễm môi trường, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân, đồng thời hướng nông nghiệp phát triển theo hướng bền vững và an toàn Bảng 4: Phân tích thành phần hóa học của PPP tại tỉnh Yên Bái năm 2011 Loại PPP Thành phần... vật với các chất thải hữu cơ như rơm rạ, thân lá ngô cộng với một lượng phân hoá học trộn đều ủ kín) và kỹ thuật nhanh chóng (phân 25 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên động vật với các chất thải hữu cơ cộng với một lượng phân hoá học cộng với một số chủng vi sinh phân giải chất hữu cơ trộn đều ủ kín) Các nguyên tố khoáng đa, trung, vi lượng được phối trộn vào phân hữu cơ giúp làm tăng hàm lượng . tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu lựa chọn cơ chất hữ ản xuất phân hữu cơ vi sinh cho cây chè Shan tại tỉnh Yên Bái . 2. Mục đích và yêu cầu - Lựa chọn được nguồn cơ chất hữu cơ thích. hữu cơ thích hợ ản xuất phân hữu cơ vi sinh cho cây chè Shan tại tỉnh Yên Bái - Nguồn cơ chất hữu cơ lựa chọn được phải đảm bảo dễ kiếm, quy trình xử lý dễ hiểu, dễ làm theo, sản phẩm sau xử. CƠ CHẤT HỮU CƠ ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ VI SINH CHO CÂY CHÈ SHAN TẠI TỈNH YÊN BÁI LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC HÀ NỘI – 2012 Luận văn Thạc sỹ Sinh học Nguyễn Thị Yên Số hóa