BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Phân lập và tuyển chọn và xác định môi trường nhân sinh
khối của các chủng Azotobacter spp trong đất trồng phục vụ
sản xuất phân bón vi sinh
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN THỊ HAI
Sinh viên thực hiện :MAI THỊ QUỲNH TRÂN
MSSV: 0851110255 Lớp: 08DSH1
TP. Hồ Chí Minh, <2011>
Đồ án tốt nghiệp
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Song song với sự phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp thì
nông nghiệp ở nước ta cũng đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể nhờ tiến bộ của
khoa học kĩ thuật, làm cho năng suất và chất lượng cây trồng tăng lên gấp nhiều lần.
Trong nông nghiệp, đạm được xem là nguồn dinh dưỡng rất quan trọng đối với cây
trồng. Việc cung cấp đạm cho cây trồng từ phân bón là vô cùng quan trọng nhằm
đáp ứng nhu cầu sinh trưởng, phát triển của cây và phần nào bù đắp lại lượng đạm
mà cây trồng đã lấy đi từ đất qua các vụ mùa.
Khi bón phân đạm vào đất, cây trồng chỉ hấp thu khoảng 40 - 50% lượng phân bón,
lượng còn lại bị nước mưa, nước tưới rửa trôi, hoặc bị chuyển hóa và bốc hơi ở
dạng NH3, NOx, N2. Bên cạnh đó, sự lạm dụng quá nhiều phân bón hóa học để gia
tăng năng suất đã làm cho đất đai ngày càng bạc màu, độ phì nhiêu kém dần, tình
trạng ô nhiễm nguồn nước mặt gây nên hiện tượng nước nở hoa, ảnh hưởng trực
tiếp đến sức khỏe và môi trường sống của con người cũng như các sinh vật khác
trong tự nhiên (Shenoy và ctv, 2001; Huỳnh Thu Hòa, 2006). Vì vậy, việc gia tăng
bón phân đạm hóa học chỉ là giải pháp tạm thời, không thể áp dụng lâu dài bởi
chúng phát sinh nhiều mối lo ngại.
Hiện nay, phân vi sinh có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với phân hóa học nhờ
tác dụng nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng, giảm chi phí sản suất thì phân
vi sinh còn góp phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và phát triển nông
nghiệp bền vững. Tuy nhiên tình hình sản xuất phân vi sinh ở nước ta vẫn chưa đáp
ứng đủ nhu cầu thực tiễn sản xuất của nền nông nghiệp, do quy mô sản xuất nhỏ,
chất lượng sản phẩm chưa hoàn thiện và ổn định. Do đó, nghiên cứu để hoàn thiện
và nâng cao chất lượng phân vi sinh là việc làm hết sức cần thiết. Trong đó, việc
phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật là khâu đầu tiên và quan trọng trong
quy trình tạo ra chế phẩm [7].
Thời gian gần đây việc nghiên cứu và sử dụng phân sinh học có nguồn gốc
từ vi sinh vật, đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm nhằm tạo ra một sản phẩm
sạch, giảm bớt chi phí đầu tư sản xuất trong nông nghiệp và bảo vệ môi trường
Đồ án tốt nghiệp
2
hướng tới xây dựng một nền nông nghiệp bền vững. Và một trong những hướng
nghiên cứu đang được chú ý nhiều nhất hiện nay là sản xuất phân sinh bón vi sinh
cố định đạm có nguồn gốc từ vi sinh vật với chủng Azotobacter spp là chủng được
quan tâm nhiều nhất vì nhiều đặc điểm thuận lợi như khả năng cố định đạm tự do
trong không khí, tổng hợp nhiều chất kích thích sinh trưởng thực vật IAA, GA3…
làm hệ thống rễ phát triển vững chắc, hấp thu nước và chất dinh dưỡng tốt (Okon,
1985) góp phần nâng cao độ phì nhiêu của đất, kích thích tăng trưởng, tăng năng
suất cây trồng, hạn chế bón phân hóa học và phát triển nền nông nghiệp sinh thái
bền vững [11]
Xuất phát từ thực tế đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phân lập, tuyển
chọn và xác định môi trường nhân sinh khối của các chủng Azotobacter spp
trong đất trồng phục vụ sản xuất phân bón vi sinh”.
2. Mục tiêu của đề tài
Phân lập và tuyển chọn được một số chủng Azotobacter cố định đạm cao
trong đất trồng.
Xây dựng quy trình nhân sinh khối một số chủng Azotobacter có hoạt tính cố
định đạm làm phân sinh học chuyên dụng cho cây trồng.
3. Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học
- Xác định được một số chủng Azotobater spp có khả năng cố định đạm ứng
dụng trong sản xuất phân bón vi sinh
- Thiết lập quy trình nhân giống, nhân sinh khối
Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài là cơ sở cho việc lựa chọn các chủng Azotobacter spp có
hoạt tính cố định đạm để sản xuất phân vi sinh có hiệu quả, nâng cao độ phì nhiêu
của đất, hạn chế bón phân hóa học, tăng năng suất cây trồng và góp phần phát triển
một nền nông nghiệp sinh thái bền vững.
Đồ án tốt nghiệp
3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về vi sinh vật cố định Nitơ (N)
1.1.1. Chu trình Nitơ trong tự nhiên
Nitơ là nguồn dinh dưỡng quan trọng không thể thiếu đối với động vật, thực vật
và ngay cả đối với các loài vi sinh vật. Dự trữ nitơ trong tự nhiên rất lớn trong
không khí, nitơ chiếm 78,16% thể tích. Người ta ước tính rằng, trong bầu không khí
bao trùm lên một hecta đất đai chứa tới 8 triệu tấn nitơ. Lượng nitơ này có thể cung
cấp cho cây trồng tới hàng chục triệu năm (nếu như cây trồng có khả năng đồng hóa
nó). Trong cơ thể các loại sinh vật trên trái đất cũng có khoảng 0,4 x 109 tấn nitơ.
Trong các vật trầm tích chứa khoảng 4 x 1015 tỷ tấn nitơ.
Cây trồng không đồng hóa trực tiếp nitơ hữu cơ, mà phải nhờ các loại vi sinh vật
phân hủy và chuyển hóa nguồn nitơ bền vững thành ra nitơ dạng dễ tiêu (NH3 hoặc
NH4+), cung cấp nguồn dinh dưỡng nitơ cho cây trồng, quá trình này được gọi là
quá trình amôn hóa.
Tiếp nối quá trình amôn hóa, các loài vi sinh vật lại chuyển hóa tiếp từ NH3
thành NO3- được gọi là quá trình nitrat hóa.
Tiếp theo của quá trình nitrat hóa, các loại vi sinh vật lại chuyển hóa từ NO3-
thành N2 để bù trả nitơ cho không khí được gọi là quá trình phản nitrat hóa.
Dưới tác dụng của các loại vi sinh vật, nitơ không khí được chuyển vào các hợp
chất hữu cơ chứa nitơ được gọi là quá trình cố định nitơ phân tử.
Tất cả các quá trình: cố định – phân hủy - chuyển hóa và phản nitrat hóa luôn xảy ra
dưới tác dụng của các loài vi sinh vật và tạo được thế cân bằng nitơ. Nhờ đó mà đã
khép kín được vòng tuần hoàn nitơ trong tự nhiên.
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.1 Vòng tuần hoàn nitơ trong tự nhiên
Hình 1.2 Tóm tắt qúa trình chuyển hóa nitơ của vi sinh vật (theo
climategis.com)
Tế bào thực vật
Vi sinh vật thủy phân
Tế bào Nitơ hữu cơ
Phân hủy nội bào
Tạo sinh
khối
Hợp chất Nitơ
(protein, urea…)
Khí Nitơ
Ammoniac
NO2
-
Khử
nitrat
Chất hữu cơ Carbon
NO
-
3