ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN VI SINH VẬT: Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất phân vi sinh

Chia sẻ: Truong Thi Hong Lien Lien | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

407
lượt xem 108
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành nông nghiệp đã có những thay đổi rất đáng kể. Nhiều máy móc tiên tiến, công nghệ trồng trọt, giống mới…ra đời, đã đáp ứng kịp với những nhu cầu ngày càng cao. Việt Nam là nước nông nghiệp nên phân bón và giống có thể xem là 2 yếu tố có tính quyết định đến năng suất và chất lượng. Nhiều nơi, do sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hoá học làm cho đất canh tác bị bạc màu...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN VI SINH VẬT: Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất phân vi sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Nhóm 5 29/9/2011
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔN: VI SINH VẬT Tên đề tài: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT PHÂN VI SINH Giảng viên giảng dạy: Hồ Thanh Bá Sinh viên thực hiện: • Trương Thị Hồng Liên_106222 • Tôn Nữ Phương Anh_106237 • Hoàng Phương Liên_106236 • Trần Thị Thu Hằng_106212 • Lê Thị Hiệp_106239 • Nguyễn Thị Mỹ Linh_106216 Thời gian thực hiện: HKI/2011-2012 TRÍCH YẾU Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành nông nghiệp đã có những thay đổi rất đáng kể. Nhiều máy móc tiên tiến, công nghệ trồng trọt, giống mới…ra Trang 2
đời, đã đáp ứng kịp với những nhu cầu ngày càng cao. Việt Nam là nước nông nghiệp nên phân bón và giống có thể xem là 2 yếu tố có tính quyết định đến năng suất và chất lượng. Nhiều nơi, do sử dụng quá mức cần thiết các loại phân bón và thuốc trừ sâu hoá học làm cho đất canh tác bị bạc màu đi rất nhanh chóng. Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón có vai trò quyết định cả về chất lượng và sản l ượng thu hoạch. Ở n ước ta, tình trạng sử dụng phân bón còn chưa hợp lý, đa số người dân chưa biết s ử d ụng bón phân hóa học kết hợp với phân hữu cơ vi sinh. Nhưng qua thời gian dài sử dụng phân hóa học mà không bón phân hữu cơ vi sinh đã làm cạn kiệt nguồn hữu cơ và vi sinh vật trong đất dẫn đến đất bị chai cứng, khả năng hấp thụ dinh dưỡng, khả năng tạo chất dinh dưỡng và giữ nước kém. Không những thế mà giá thành phân bón hóa học ngày càng tăng. Trong khi đó, phân hữu cơ vi sinh có rất nhiều ưu điểm: cải tạo đất tốt, làm tăng dinh dưỡng trong đất, giúp đất giữ dinh dưỡng và giữ nước tốt, nâng cao chất lượng và sản lượng cây trồng, giúp cây chống chịu bệnh tốt, giá thành thấp. Vì vậy, cần phải kết hợp bón phân hữu cơ vi sinh để cải tạo lại đất trồng Với những nghiên cứu và ứng dụng quy trình công nghệ vào thực tế đạt kết quả, việc đưa ra công nghệ “ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất phân bón” giúp người dân tự sản xuất phân bón hữu cơ, các cơ sở sản xuất phân bón, xử lý rác thải, nước thải và xử lý mùi hôi Chế phẩm vi sinh chứa các chủng vi sinh vật hữu ích với các hoạt tính cao và ổn định. Trang 3
MỤC LỤC Trang 4
NHẬP ĐỀ Do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển cao đòi hỏi con người sử dụng nhiều biện pháp khác nhau để tăng năng suất sản lượng sản phẩm. Những hoạt đ ộng nhằm mục đích kinh tế này cũng là nguyên nhân cơ bản làm ô nhiễm môi trường.Mặt khác,ngành nông nghiệp ở việt nam hiện nay chủ yếu sử dụng phân bón hóa học,vì thế dư lượng các chất hóa học trong các loại phân này gây ô nhiễm môi tr ường đ ất,môi trường nước và ảnh hưởng nhiều đến sinh vật cũng như con người. Vậy làm thế nào để trả lại độ phì nhiêu cho đất? Đó là sử dụng sản phẩm phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng chế biến từ các nguồn khác nhau, đây chính là giải pháp hay nhất hiện nay có thể giải quyết được các vấn đề trên. Phân bón vi sinh dựa vào các chủng vi sinh vật sẽ phân giải các chất hữu cơ trong bùn, phế thải, rác thải, phế phẩm công nông nghiệp, …. tạo ra sinh khổi,sinh khối này rất tốt cho cây cũng như cho đất,giúp cải tạo làm đất tơi xốp.Vả lại với mức sống trung bình của một người nông dân hiện nay không thể dùng các loại phân bón cho cây trồng với giá cả cao như vậy, sự ra đời của phân vi sinh đã đáp ứng được mong muốn của người nông dân, vừa tăng năng suất lại hợp túi tiền.Dùng phân vi sinh có thể thay thếđược từ 50 - 100% lượng phân đạm hóa học (tùy từng loại cây trồng bón phân vi sinh có thể tiết kiệm được nhiều chi phí do giá phân hạ, giảm lượng phân bón, giảm số lần phun và lượng thuốc BVTV)…Do bón vi sinh nên sản phẩm rất an toàn, lượng nitrat giảm đáng kể, đất không b ị ô nhi ễm, kh ả năng giữẩm tốt hơn, tăng cường khả năng cải tạo đất do các hệ sinh vật có ích hoạt động mạnh làm cho đất tơi xốp hơn, cây dễ hút thu dinh dưỡng hơn  Mục tiêu 1: Cách tìm kiếm thông tin trên Internet một cách nhanh chóng, có khoa học và chính xác.  Mục tiêu 2: Cách chọn lọc thông tin phù hợp với yêu cầu tham khảo và tìm hiểu.  Mục tiêu 3: Bổ sung thêm những cách tìm kiếm thông tin từ Internet có hiệu quả.  Mục tiêu 4: Học cách làm việc theo nhóm, phân công công việc cho các thành viên.  Mục tiêu 5: Rèn luyện kỹ năng viết báo cáo theo tiêu chuẩn ISO5966,kỹ năng soạn thảo văn bản và kỹ năng thuyết Góp phần vào sự thành công cho đề tài này, có sự cộng tác các thành viên trong nhóm: 1. Tôn Nữ Phương Anh: Trang 5
2. Lê Thị Hiệp: 3. Nguyễn Thị Mỹ Linh: 4. Trương Thị Hồng Liên:. Bài sau khi làm xong thì bài sẽ được gửi cho từng thành viên đọc lại và chỉnh sửa lại lần nữa trước khi nộp bài. Trang 6
NỘI DUNG CHÍNH Trang 7
1. GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT 1.1. Khái niệm về VSV và đặc điểm của chúng VSV là những sinh vật đơn bào có kích thước nhỏ, không quan sát được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi. Thuật ngữ vi sinh vật không tương đương với bất kỳ đơn vị phân loại nào trong phân loại khoa học. Nó bao gồm c ả virus, vi khuẩn, archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh.v.v. Vi sinh vật có đặc điểm là: a) Kích thước nhỏ bé. b) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh. So với các sinh vật khác thì vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng cực kỳ lớn. Ví dụ: Vi khuẩn E.Coli trong điều kiện thích hợp khoảng 12-20 phút phân cắt 1 lần. Do đó vi sinh vật được ứng dụng nhiều trong sản xuất sinh khối và nhiều chất khác. c) Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh. Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Chẳng hạn 1 vi khuẩn l ắctic (Lactobacillus) trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100-10000 lần so với khối lượng của chúng. tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò. d) Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh. Trong nòi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào có thể tạo ra sau 24 giờ khoảng 100 000 000- 1 000 000 000 tế bào. Thời gian thế hệ của nấm men dài hơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút. Với nhiều vi sinh vật khác còn dài hơn nữa, ví dụ với tảo Tiểu cầu ( Chlorella ) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ...Có thể nói không có sinh vật nào có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh như vi sinh vật. e) Có năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả những điều kiện hết sức bất lợi mà các sinh vật khác dường không thể tồn tại được. Có vi sinh vật sống được ở môi trường nóng đến 1300C,lạnh đến 0-50C, mặn đến nồng độ 32% muối ăn, ngọt đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 hoặc cao đến 10,7, áp suất cao đến trên 1103 at. hay có độ phóng xạ cao đến 750 000 rad. Nhiều vi sinh vật có thể phát triển tốt trong điều kiện tuyệt đối kỵ khí, có noài nấm sợi có thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nộng độ Formol rất cao... Trang 8
Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh,số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống ... do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị. tần số biến dị thường ở mức 10-5-10-10. Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất lớn các cá thể biến dị ở các hế hệ sau. Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất f) Phân bố rộng, chủng loại nhiều Vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, trong không khí, trong đất, trên núi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể, người, động vật, thục vật, trong thực phẩm, trên mọi đồ vật... Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh-địa- hoá học (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn C, vòng tuần hoàn n, vòng tuần hoàn P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe... 1.2. Phân loại VSV: + Sinh vật phân giải phospho khó tan + Sinh vật phân giải Nitơ + Sinh vật phân giải lưu huỳnh + Sinh vật phân giải Xenlulose + Sinh vật tham gia quá trình amon hóa + Sinh vật tham gia quá trình nitrat hóa + Sinh vật tham gia quá trình phản nitrat hóa +… a) Sinh vật phân giải phospho khó tan • Một số loài vi sinh vật sống cộng sinh trên rễ cây có khả năng hút lân đ ể cung cấp cho cây. Trong số này, đáng kể là loài VA mycorrhiza. Loài này có thể hoà tan phosphat sắt trong đất để cung cấp lân cho cây. Ngoài ra loài này còn có khả năng huy động các nguyên tố Cu, Zn, Fe… cho cây trồng. • Một số sinh vật tiêu biểu: - B.megaterium, Serratia, B.subtilis, Serratia, Proteus, Arthrobster, ... - Vi khuẩn: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus, Flavobacterium… b) Sinh vật cố định đạm • Là loại sinh vật có tác dụng cố định đạm nito tự do trong không khí và trong đất (cây trồng không hấp thu được) tạo thành đạm dễ tiêu cung cấp cho đ ất và cho cây trồng. Trang 9
• Có hai nhóm vsv tham gia đó là: nhóm vi sinh vật sống tự do và hội sinh và nhóm vi sinh vật cộng sinh. • Một số sinh vật cố định đam tiêu biểu: - Vi khuẩn Azotobacter: tính đa hình, khi còn non có tiêm mao, có khả năng di động được nhờ tiêm mao (Flagellum). Là vi khuẩn hình cầu (song cầu khuẩn), gram âm không sinh nha bào, hảo khí, có kích thuớc tế bào dao dộng 1,5 – 5,5 micrometre, khuẩn lạc dạng S màu trắng trong, lồi, nhày. Khi già khuẩn lạc có màu vàng lục hoặc màu nâu thẫm, tế bào được bao bọc lớp vỏ dày và tạo thành nang xác, gặp diều kiện l ợi nang xác này sẽ nứt ra và tạo thành các tế bào mới. VK thích ứng ở pH 7,2 – 8,2, ở nhiệt độ 28 – 300C, độ ẩm 40 – 60%. Azotobacker đồng hóa tốt các loại đường đ ơn và đ ường kép, cứ tiêu tốn 1 gam đường gluco nó có khả năng đồng hóa được 8 – 18 mg N. - Vi khuẩn Beijerinskii: có hình cầu, hình bầu dục hoặc hình que, gram âm không sinh nha bào, hảo khí, một số loài có tiêm mao có khả năng di động đ ược. Kích th ước tế bào dao động 0,5 – 2,0 x 1,0 – 4,5 micrometre, khuẩn lạc thuộc nhóm S, rất nhầy, lồi không màu hoặc màu nâu tối khi già, không tạo nang xác. VK này có khả năng đồng hóa tốt các loại đường đơn, đường kép, cứ tiêu tốn 1 gam đường gluco nó có khả năng cố định được 5 – 10 mgN. VK Beijerinskii có tính chống chịu cao với acid, nó có thể phát triển ở môi trường pH= 3, nhưng vẫn phát triển ở pH trung tính hoặc kiềm yếu. c) Sinh vật phân giải Nitơ Trong cơ thể các loại sinh vật chứa khoảng 4.1015 tỷ tấn nito. Nhưng tất cả nguồn nito trên cây trồng đều không tự đồng hóa được mà phải nhờ vi sinh vật. Thông qua hoạt động của các loài sinh vật, nito nằm trong các dạng khác nhau được chuyển hóa thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng. d) Vi sinh vật tham gia quá trình amon hóa - Trong thiên nhiên tồn tại các dạng hợp chất Nitrogen hữu cơ, protein, acid amin, … Các hợp chất này đi vào đất từ nguồn xác động, thực vật, các loại phân chuồng, phân xanh, rác thải hữu cơ. Thực vật không thể đồng hóa được dạng nitrogen hữu c ơ phức tạp như trên, nó chỉ có thể sử dụng sau quá trình amon hóa. Quá trình amon hóa, các dạng nitrogen hữu cơ được chuyển hóa thành NH4+ hoặc NH3- - Tiêu biểu nhu các loài sinh vật sau: A.proteolytica, Arthrobacter spp, Baccillus cereus, Staphilococcus aureus,Thermonospora fusca, termoactinomyces vulgarries 2. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN VI SINH 2.1. Định nghĩa: Là sản phẩm chứa VSV sống, đã được tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạt động sống của chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể sử dụng được (N, P, K, S, Fe..) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản. Phân VSV phải bảo đ ảm không gây Trang 10
ảnh hưởng xấu đến người, động, thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản (TCVN 6168-2002). Theo định nghĩa nêu trên, phân bón VSV được hiểu như sau: - Phân bón VSV phải là sản phẩm chứa các VSV sống tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử. - VSV chứa trong phân bón vi sinh phải là các VSV đã được tuyển chọn đánh giá, có hoạt tính sinh học, có khả năng sinh trưởng, phát triển và thích nghi với điều kiện môi trường sống mà ở đó chúng được sử dụng. 2.2. Phân loại phân vi sinh Trên cơ sở tính năng tác dụng của các chủng loại VSV sử dụng, phân bón vi sinh được chia thành hai loại: Phân vô cơ vi sinh và phân hữu cơ vi sinh. 2.2.1. Phân vô cơ Là loại phân có chứa các chất dinh dưỡng vô cơ cần thiết cho sự sinh trưở ng và - phát triển của cây trồng. a) Phân lân vi sinh (Phân VSV phân giải phosphat khó tan) - Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng 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. - Vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan là vi sinh vật , thông qua hoạt động của chúng, với các hợp chất photpho khó tan được chuyển hoá thành dễ tiêu đ ối 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 Ca3(PO4) hoặc lơ-xi-tin.  Lân vô cơ và cơ chế hòa tan photpho trong phân lân vô cơ • Lân vô cơ: - Lân vô cơ thường ở trong các dạng khoáng như apatit, phosphoric, phosphat sắt, phosphat nhôm… Muốn cây trồng sử dụng được phải qua chế biến, để trở thành dạng dễ tan. - Cũng như các yếu tố khác, P luôn luôn tuần hoàn chuyển hóa. Nhờ vsv lân hữu cơ được vô cơ hóa biến thành muối của axit phosphoric. Các dạng lân này một phần được sử dụng, biến thành lân hữu cơ, một phần bị cố định dưới dạng lân khó tan như Ca3(PO2)2, FePO4, AlPO4. Những dạng khó tan này trong những môi trường có pH Trang 11
thích hợp sẽ chuyển hóa thành dạng dễ tan. VSV giữ vai trò quan trọng trong quá trình này. • Cơ chế phân giải phospho trong lân vô cơ - Sự phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết với sự sản sinh axit trong quá trình sống của VSV. Trong đó axit cacbonic rất quan trọng. Chính H2CO3 làm cho Ca3(PO4)2 phân giải. - Quá trình phân giải theo phương trình sau: Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O Ca(PO4)2.H2O + Ca(HCO3)2 Trong đất, VK nitrat hóa và VK chuyển hóa S cũng có tác dụng quan trọng trong - việc phân giải Ca3(PO4)2.  Lân hữu cơ và cơ chế phân giải phospho: • Lân hữu cơ: - Trong đất các dạng lân hữu cơ thường gặp là: Phytin, axit nucleic, nucleoprotein, phospholipit. ∗ Phytin và các chất họ hàng:Phytin là muối Ca và Mg của axit phytic. Trong đất những chất có họ hàng với phytin là inositol, inositolmonophosphat, inositoltriphosphat. Tất cả đều có nguồn gốc thực vật. Phytin chiếm trung bình từ 40-80% phospho hữu cơ trong đất. ∗ Axit nucleic và nucleoprotein:Những axit nucleic và nucleoprotein trong đất đều có nguồn gốc thực vật hoặc thực vật và nhất là vi sinh vật. Hàm l ượng của chúng trong đất khoảng
b) Phân đạm vi sinh ( phân bón VSV cố định nitơ) - Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống (tự do, hội sinh, cộng sinh, kị khí hoặc hiếu khí), 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 nit ơ cho đ ất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năg suất và (hoặc) chất l ượng nông s ản, tăng đ ộ màu mỡ của đất. - Phân vi sinh phân giải chất xơ: chứa các chủng vi sinh vật giúp tăng cường phân giải xác bả thực vật… 2.2.2. Phân hữu cơ vi sinh Được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như các dư thừa thực vật, rơm r ạ, phân chuồng, phân rác, phân xanh… a) Phân hữu cơ sinh học Phân hữu cơ sinh học là sản phẩm phân bón được tạo thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau (phế thải nông, lâm nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phế thải đô thị, phế thải sinh hoạt...), trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học được chuyển hóa thành mùn. b) Phân hữu cơ vi sinh vật Trang 13
Phân bón hữu cơ vi sinh vật ( tên thường gọi: phân hưũ cơ vi sinh ) là s ản ph ẩm được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau, nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống đ ược tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn qui định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản. Phân hữu cơ vi sinh vật không gây ảnh hưởng xấu đ ến người, đ ộng vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. c) Phân bón vi sinh vật phân giải xenluloza - Phân bón vi sinh vật phân gải xenluloza ( tên thường gọi: phân vi sinh phân giải xenluloza) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng phân giải xenluloza , để cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng xuất và hoặc chất lượng nông sản, tăng đọ màu mỡ của đất. - Vi sinh vật phân giải xenluloza có khả năng phát triển trên môi trường chứa nguồn cacbon duy nhất là xenluloza tự nhiên 3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT PHÂN VI SINH 3.1. Quá trình sản xuất phân vi sinh theo 2 giai đoạn chủ yếu • Giai đoạn 1: Tạo nguyên liệu cho sản xuất còn gọi là chất mang. Chất mang được dùng là các hợp chất vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xương, bột vỏ sò,..) hay các chất hữu cơ (than bùn, bã nấm, phế thải nông nghiệp, rác thải,..). Chất mang được ủ yếm khí hoặc hiếu khí nhằm tiêu diệt một phần VSV tạp và trứng sâu bọ, bay hơi các hợp chất dễ bay hơi và phân giải phần nhỏ các chất hữu cơ khó tan. • Giai đoạn 2: Cấy vào nguyên liệu trên các chủng vi sinh vật thuần khiết trong điều kiện nhất định để đạt được hiệu suất cao. Mặc dù VSV nhỏ bé nhưng trong điều kiện thuận lợi: đủ chất dinh dưỡng, có độ pH thích hợp, CO 2 và nhiệt độ môi trường tối ưu chúng sẽ phát triển cực kỳ nhanh chóng (hệ số nhân đôi chỉ 2-3giờ); Ngược lại trong điều kiện bất lợi chúng sẽ không phát triển hoặc bị tiêu diệt, dẫn đ ến hiệu quả của phân bị giảm sút. Để cho phân vi sinh được sử dụng rộng rãi, người ta thường chọn các chủng vi sinh có khả năng thích nghi rộng hoặc dùng nhiều chủng trong cùng một loại phân. Như vậy, qui trình sản xuất phân vi sinh trước tiên là tạo thành phân mùn hữu cơ cao cấp. Tùy từng địa phương và cơ sở sản xuất cụ thể mà lựa chọn nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ cao cấp khác nhau như than bùn, mùn rác thành phố (phân rác lên men), phân bắc (hầm cầu), phân gà công nghiệp, phân heo, trâu, bò, dê,..hoặc phân từ nguồn phế thải của quá trình chế biến của các nhà máy như mía, mụn dừa, vỏ trái Trang 14
cây, .. Nói chung là đi từ nguyên liệu nào có thể biến thành mùn. Sau đó là quá trình phối trộn, cấy các chủng vi sinh vào mùn. 3.2. Sản xuất phân lân hữu cơ vi sinh a) Chủng giống vi sinh vật do Trung tâm nghiên cứu vi sinh vật học ứng dụng cung cấp gồm các chủng loại sau: Vi khuẩn cố định đạm (T6): Azotobacter - - Vi khuẩn phân giải phospho và kali khó tan (H1, H2): B. megathelium var. phosphoticum. Xạ khuẩn phân giải chất xơ (L1, L3): Actinomyces. - Các chủng trên có các chức năng: - • Phân giải các hợp chất xơ tạo ra nguồn năng lượng cung cấp các vi sinh vật khác có điều kiện phát triển và làm giàu thêm độ xốp của đất. • Chủng cố định được nitơ phân từ từ khi trời làm giàu nguồn đạm cho đất. • Chuyển hoá lân từ các nguồn lân khó tan thành dễ tan để cho cây dễ hấp thụ b) Nguồn nguyên liệu: Than bùn đã được hoạt hoá - Rác phế thải có nguồn gốc từ thực vật. - Quặng apatit hay phosphorit nghiền nhỏ - Phân chuồng đã được ủ diệt các trứng ký sinh trùng - - Phân chuồng và rác là hai nguồn nguyên liệu dồi dào có sẵn ở nông tr ại và có thể cung cấp liên tục lâu dài. c) Phương pháp và kỹ thuật tiến hành có thể mô tả như sau: - Giai đoạn 1: Nghiền nhỏ quặng, hoạt hoá than bùn để đảm bảo được pH thích hợp và xử lý phân chuồng, rác phế thải với vôi để diệt các trứng của ký sinh trùng. - Giai đoạn 2: Bao gồm từ chủng giống đến khi thành phẩm và tiến hành qua các bước sau: Trang 15
• Bước1: Bảo quản các chủng giống bằng cách đông khô. Đây là phương pháp bảo quản tương đối ưu việt vì giữ chủng được lâu dài mà các hoạt tính của chủng vẫn được bảo đảm, khi sản xuất giống sẽ được nhân qua các môi trường đặc hiệu. • Bước 2: Tạo nguồn nguyên liệu nền và nhân giống. Tạo nguồn nguyên liệu nền - Nhân giống: Giống được nhân lên qua môi trường rỉ đường có bổ sung một số - các nguyên tố thích hợp và được nuôi cấy trên máy lắc, sau đó nhân tiếp qua hệ thống sục khí ở nhiệt độ 37 - 45oC/72 giờ (giống C2). • Bước 3: Lên men bán rắn. d) Phương pháp kiểm tra: - Kiểm tra số lượng các vi sinh vật có mặt trong sản phẩm bằng phương pháp đếm số lượng khuẩn lạc đặc trưng. Đo lường khả năng phân giải cellulose qua kích thước các vòng phân giải. - Định lượng NH3 và NO3 tạo thành. - Thử nghiệm qua thực địa so với đối chứng. - Ví dụ: Qua kết quả phân tích ở trong phòng thí nghiệm cũng như ở trên thực địa, với hơn 20 tấn phân đã được sản xuất và sử dụng để bón mía và cỏ cung cấp cho súc vật thí nghiệm tại trại Suối Dầu, cho thấy phân hữu cơ vi sinh được sản xuất ở trại Suối Dầu đạt yêu cầu về chất lượng và có hiệu quả tác dụng thật sự trên đồng ruộng. Hy vọng phân hữu cơ vi sinh do trại Suối Dầu sản xuất sẽ góp một phần giải phân cho dự án an toàn thực phẩm trong vùng. 3.3. Quy trình sản xuất phân đạm a) Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật cố định Nito (VSVCĐN): - Muốn có chế phẩm VSVCĐN tốt phải có chủng vsv có cường độ cố định nitơ cao, sức cạnh tranh lớn, thích ứng ở pH rộng, phát huy được nhiều vùng sinh thái khác nhau. Vì vậy công tác phân lập tuyển chọn chủng VSVCĐN và đánh giá đặc tính sinh Trang 16
học của các chủng khuẩn là việc làm không thể thiếu được trong quy trình sản xuất chế phẩm VSVCĐN. - Thông thường đánh giá một số chỉ tiêu sau: thời gian mọc; kích thước khuẩn lạc và kích thước tế bào vsv; điều kiện sinh trưởng phát triển (nhu cầu dinh dưỡng, nhu cầu oxy, pH và nhiệt độ thích hợp); khả năng cạnh tranh và cường độ cố định nitơ phân tử. Chủng giống vsv sau khi tuyển chọn được bảo quản phù hợp với yêu cầu của từng loài và sử dụng cho sản xuất chế phẩm dưới dạng chủng giống gốc b) Nhân sinh khối - Từ chủng vsv tuyển chọn người ta tiến hành nhân sinh khối vsv theo phương pháp lên men chìm hoặc lên men xốp. Sinh khối vsv cố định nitơ được nhân qua cấp 1,2,3,trong các điều kiện phù hợp với từng chủng vsv và mục đích sản xuất. Các sản phẩm phân vsv sản xuất từ vi khuẩn đươc tạo ra chủ yếu bằng phương pháp lên men chìm (Submerged culture). - Trong sản xuất công nghiệp môi trường dinh dưỡng chuẩn không được sử dụng vì giá thành quá cao. Các nhà sản xuất đã phải tìm môi tr ường thay th ế t ừ các nguồn vật liệu sẵn có đó là: tinh bột ngô, sắn, rỉ mật,nước chiết ngô,thay cho nguồn dinh dưỡng cacbon,nước chiết men,nước chiết đậu tương, amoniac thay cho nguồn dinh dưỡng nitơ. Walter thuộc công ty W.R.Grace (Hoa Kỳ)(1996) đã tổng kết được một số môi trường tổng hợp trong sản xuất phân vsv từ vi khuẩn. - Trong quá trình sản xuất việc kiểm tra và điều chỉnh các yếu tố môi trường (pH, liều lượng ,tốc độ khí ,áp suất, nhiệt độ…) là hết sức cần thiết. Các yếu tố này theo Walter (1996) nên được điều chỉnh tự động. Các hệ thống lên men hiện nay đã được trang bị hiện đại có công suất từ hàng chục đến hàng trăm ngàn lít. - Trên cơ sở nghiên cứu, khảo sát tình hình thực tế ở một số quốc gia gần đây, viện cố định nitơ sinh học (NIFTAL-Hoa Kỳ ) và trung tâm cố định nitơ (Úc) đã nghiên cứu và chế tạo thành công nồi lên men đơn giản để tạo ra sinh khối vi khuẩn có th ể sử dụng trong điều kiện bán công nghiệp ở các nước phát triển. Nồi lên men đơn giản kiểu này đang được sử dụng tại Thái Lan, Ấn Độ và một số quốc gia khác trong đó có Việt Nam. c) Xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Trang 17
- Sinh khối vsv được phối trộn với các chất mang vô trùng ( hoặc không vô trùng ) để tạo ra chế phẩm trên nền chất mang vô trùng (hoặc không vô trùng), hay được bổ sung các chất phụ gia, chất dinh dưỡng,bảo quản để tạo ra chế phẩm dạng lỏng hoặc cô đặc, làm khô để tạo ra chế phẩm đông khô hoặc khô. - Để đảm bảo chất lượng trong quá trình sản xuất chế phẩm vsv nói chung và chế phẩm vsv cố định nitơ nói riêng cần thiết phải kiểm tra chất lượng ở các công đoạn sản xuất sau:  Giống gốc và lên men cấp 1  Lựa chọn chất mang và chuẩn hóa chất mang.  Lên men sinh khối.  Xử lý và phối trộn sinh khối.  Đóng gói và bảo quản. Trang 18
d) Công tác kiểm tra chất lượng và yêu cầu chất lượng đối với chế phẩm vsv cố định nitơ: Yêu cầu chất lượng đối với chế phẩm vsv cố định nitơ nói riêng và phân bón vi sinh nói chung là phải có hiệu quả đối với đất và cây trồng, nghĩa là có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng, đến năng suất hoặc chất lượng nông phẩm hoặc độ phì của đất. Mật độ vsv chuyên tính trong sản phẩm phải đảm bảo các tiêu chuẩn ban hành. Tùy theo điều kiện của từng quốc gia,mật độ vsv chuyên tính trong 1 gam hoặc mililit chế phẩm dao động 10.000.000 ÷ 1.000.000.000 đối với chế phẩm trên nền chất mang khử trùng và 100.000 ÷ 1.000.000 đối với chế phẩm trên nền chất mang không khử trùng. Theo tiêu chuẩn Việt Nam mật độ vsv chuyên tính trong chế phẩm phảo đạt 108 đối với chế phẩm trên nền chất mang khử trùng và 105 đối với chế phẩm trên nền chất mang không khử trùng. Tùy theo yêu cầu của từng nơi, người ta còn đưa thêm các tiêu chuẩn kỹ thuật khác đối với từng loại chế phẩm cụ thể như khả năng cố định nitơ trong môi trường chứa 10g đường (đối với Azotobacter) hoặc khả năng tạo nốt sần trên cây chủ với vi khuẩn nốt sần… Qui trình sản xuất phân vi sinh Trang 19
4. Ý NGHĨA THỰC TIỄN 4.1. Đối với nền Nông Nghiệp - Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón có vai trò quyết định cả về chất l ượng và sản lượng thu hoạch. Ở nước ta, tình trạng sử dụng phân bón còn chưa hợp lý, đa số người dân chưa biết sử dụng bón phân hóa học kết hợp với phân hữu c ơ vi sinh. Nhưng qua thời gian dài sử dụng phân hóa học mà không bón phân hữu cơ vi sinh đã làm cạn kiệt nguồn hữu cơ và vi sinh vật trong đất dẫn đến đất bị trai cứng, khả năng hấp thụ dinh dưỡng, khả năng tạo chất dinh dưỡng và giữ nước kém. Không những thế mà giá thành phân bón hóa học ngày càng tăng. Trong khi đó, phân hữu cơ vi sinh có rất nhiều ưu điểm: cải tạo đất tốt, làm tăng dinh dưỡng trong đất, giúp đất giữ dinh dưỡng và giữ nước tốt, nâng cao chất lượng và sản lượng cây trồng, giúp cây chống chịu bệnh tốt, giá thành thấp. Vì vậy, cần phải kết hợp bón phân hữu cơ vi sinh để cải tạo lại đất trồng. - Trong canh tác nông nghiệp, phế phụ phẩm nông nghiệp là nguồn hữu cơ rất lớn nhưng chưa được sử dụng hợp lý, thông thường lượng phế phụ phẩm này bị đốt đi hoặc vứt bỏ sau thu hoạch vừa làm ô nhiễm môi trường vừa làm phí phạm nguồn hữu cơ đáng lẽ ra phải trả lại cho đất. nếu chúng ta cứ canh tác như vậy thì đất sẽ thiếu nguồn hữu cơ và là nguyên nhân chính dẫn đến đất bị bạc màu và môi trường bị ô nhiễm. Nên cần phải trả lại cho đất nguồn hữu cơ mà cây đã lấy đi bằng cách xử lý nguồn nguyên liệu này bằng chế phẩm vi sinh làm phân bón hữu cơ vi sinh. 4.2. Đối với môi trường - Khử mùi hôi thối trong môi trường sống: Mùi hôi thối của rác thải, của chuồng trại chăn nuôi là do một nhóm vi sinh vật tạo ra. Một số người đã sử dụng một số nhóm vi sinh vật khác để ức chế sự hoạt động của các vi sinh vật này. Cụ thể, dùng vi sinh vật hữu hiệu (EM) phun vào các bãi rác hoặc chuồng trại chăn nuôi có thể làm giảm tới 70-90 % mùi hôi thối. - Phân huỷ chất thải trong môi trường sống: Chúng ta thử hình dung, nếu không có thế giới vi sinh vật thì trên mặt đất hiện nay không còn chỗ đ ặt chân do đã b ị ph ủ kín bởi rác thải. Xã hội càng phát triển thì rác thải càng nhiều và xử lí rác thải càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Có rất nhiều phương pháp xử lí rác thải nhưng dùng vi sinh vật để phân huỷ rác đang được coi là giải pháp hữu hiệu nhất. Tuỳ theo loại rác thải mà người ta chọn lựa các nhóm vi sinh vật khác nhau để phân huỷ chúng. - Phân huỷ chất thải hữu cơ: Hiện nay, đối với rác thải hữu cơ thì việc dùng vi sinh vật để xử lí thành phân hữu cơ dùng bón cho cây trồng, cải tạo đất là vấn đề đang được quan tâm. Người ta dùng các vi khuẩn, nấm sợi, xạ khuẩn để phân giải xenluloza, lignin… Trang 20