Luận văn:KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KẾT HỢP NẤM PHÂN HỦY TANNIN VÀ CELLULOSE VỚI CHẾ PHẨM ENZYME ENCHOICE ĐỂ TĂNG CƯỜNG SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH Ủ COMPOST TỪ MỤN DỪA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

NGUYỄN THỊ HOÀNG OANH

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KẾT HỢP

NẤM PHÂN HỦY TANNIN VÀ CELLULOSE

VỚI CHẾ PHẨM ENZYME ENCHOICE

ĐỂ TĂNG CƯỜNG SINH HỌC

TRONG QUÁ TRÌNH Ủ COMPOST TỪ MỤN DỪA.

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Mã số: 60 85 06

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN HOÀI HƯƠNG

TP. HỒ CHÍ MINH, 2012

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Nguyễn Hoài Hương.

.................................................................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 1 : .......................................................................................

..................................................................................................................................

.................................................................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ........................................................................................

.................................................................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. HCM ngày

. . tháng . . . năm 2012

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1. ......................................................................................

2. ......................................................................................

3. ......................................................................................

4. ......................................................................................

5. ......................................................................................

6. ......................................................................................

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Khoa quản lý chuyên ngành

sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Khoa Quản lý chuyên ngành

TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG QLKH - ĐTSĐH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TP. HCM, ngày20 tháng 12 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Thị Hoàng Oanh Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 13 – 12 – 1984 Nơi sinh: Tp.HCM

Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường MSHV: 0981081022

I- TÊN ĐỀ TÀI:

Khảo sát khả năng kết hợp nấm phân hủy tannin và cellulose với chế phẩm enzyme

Enchoice để tăng cường sinh học trong quá trình ủ compost từ mụn dừa.

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Khảo sát khả năng phân hủy cellulose trong mụn dừa của nấm SD4, C1.

- Khảo sát khả năng phân hủy tannin trong mụn dừa của nấm TN1, TN2.

- Khảo sát khả năng kết hợp nấm phân hủy tannin và cellulose với chế phẩm

enzyme Enchoice.

- Khảo sát điều kiện độ ẩm tối tưu khi ủ thực nghiệm.

- Ủ mô hình phân compost từ mụn dừa.

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/12/2010

- (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong QĐ giao đề tài)

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/03/2012

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HOÀI HƯƠNG

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trường Đại hoọc Kỹ

Thuật Công nghệ Tp.HCM.

Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp

đỡ của nhiều cá nhân và tập thể.

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Hoài Hương đã

tận tình hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình.

Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo, người đã đem lại

cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích trong những năm học vừa qua.

Cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới các thầy cô Ban Giám hiệu, Phòng Đào

tạo sau đại học, Phòng thì nghiệm khoa Môi trường và Sinh học, Phòng thì nghiệm

khoa Công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và làm

việc.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, một số sinh viên khoa

Công nghệ Sinh học khóa 07 và 08, những người đã luôn bên tôi, động viên, hỗ trợ và

khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình.

Xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 15 tháng 03 năm 2012

Nguyễn Thị Hoàng Oanh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết

quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong công trình

nào.

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong Luận văn này đều được cám ơn và các

thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.

Học viên thực hiện Luận văn

Nguyễn Thị Hoàng Oanh

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Việt Nam sản xuất 680 triệu trái dừa/năm cho sản phẩm phụ là 40,8 ngàn tấn chỉ

xơ dừa và chất thải là 95,2 ngàn tấn mụn dừa, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng do

mụn dừa chứa hàm lượng lignin (tối đa 55%), cellulose (tối đa 40%) và tannin cao (tối

đa 12%). Tận dụng mụn dừa làm giá thể trồng trọt như đất sạch, phân bón đòi hỏi phải

tiền xử lý mụn dừa bằng rửa nước và/hoặc dung dịch kiềm cũng gây ô nhiễm môi

trường đất và nước do tannin bị rửa trôi. Áp dụng tăng cường sinh học ủ compost mụn

dừa đã được nghiên cứu triển khai ở Ấn Độ đạt nhiều kết quả hứa hẹn. Để thích ứng

điều kiện Việt Nam, hỗn hợp vi sinh vật có khả năng tiết enzyme tannanse và cellulase

được sử dụng ủ compost mụn dừa, kết hợp với chế với phẩm enzyme thương mại Enchoice. Kết quả cho thấy với mật độ VSV 107 bào tử/g, bổ sung 0,05% Enchoice và

0,5% NPK, compost thu được sau 21 ngày ủ có tỉ lệ giảm khối lượng là 46%, tỉ lệ

giảm tannin là 82%, tỉ số C/N còn lại 22:1 so với 51:1 lúc khởi điểm.

ABSTRACT

About 680 million coconuts are produced annually in Vietnam with 40.8

thousand tons of coir fibre as a by-product and 95.2 thousand tons of coir pith as a

solid waste which seriously pollutes the environment since the lignin, cellulose and

tannin contents in the coir pith are rather high (max. 55%, 44%, and 12%

respectively). The valorization of coir pith such as its conversion into cocopeat and

organic fertilizer requires a pretreatment step of water and/or alkaline washing, which

pollutes soil and water environment as well due to the tannin leachage. The

application of bioaugmentation technology in coir pith composting has been studied

and developed in India with promising results. In order to find a Vietnamese

alternative for this problem, a mixture of tannase and cellulase producing fungal

conidia was used in coir pith composting, in combination with a commercial

enzymatic preparation Enchoice. The results showed that for the coir pith inoculated with 107 conidia/g tannase and cellulase producing fungi (for each strain),

supplemented with 0.05% Enchoice and 0.5% NPK, sprayed with water to an initial

moisture of 40%, after 21 days of incubation, the weight and its tannin content

reduced 46% and 80% respectively, the C/N ratio reduced to 22:1, compared to the

initial value of 51:1.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Tổng sản lượng dừa, chỉ xơ dừa và mụn dừa của 50% vỏ trái ...................... 5

Bảng 1.2. Các quốc gia trồng dừa và sản xuất chỉ xơ dừa ở châu Á Thái Bình Dương 5

Bảng 1.3. Thành phần hóa học của mụn dừa ................................................................. 6

Bảng 1.4. Thành phần khoáng trong mụn dừa ............................................................... 7

Bảng 1.5. Độ hòa tan của mụn dừa ................................................................................ 8

Bảng 1.6. Tính chất vật lý của mụn dừa. ..................................................................... 10

Bảng 1.7. Các enzyme tham gia vào quá trình phân hủy lignin và các phản ứng chủ

yếu ................................................................................................................................ 18

Bảng 1.8. Các enzyme hemicellulase ........................................................................... 24

Bảng 1.9. Các vi sinh vật phân hủy cellulose .............................................................. 29

Bảng 1.10. Chủng vi sinh vật có khả năng phân giải enzyme tannase ........................ 35

Bảng 1.11. Tỷ lệ C/N của các chất thải ........................................................................ 42

Bảng 1.12. Các chỉ tiêu chất lượng của compost ......................................................... 46

Bảng 1.13. Giá trị dinh dưỡng của mụn dừa trước và sau khi ủ compost.................... 52

Bảng 1.14. Các nghiên cứu tăng cường sinh học ủ compost mụn dừa ........................ 54

Bảng 2.1. Tóm tắt các hoạt tính enzyme xác định cho chế phẩm Enchoice ................ 62

Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát hoạt tính tannase của N1, N2 và N1/N2 trên môi

trường mụn dừa ............................................................................................................ 63

Bảng 2.3. Thí nghiệm đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và

EC trong ủ compost ...................................................................................................... 65

Bảng 2.4. Thí nghiệm xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi

nấm ............................................................................................................................... 65

Bảng 2.5. Thí nghiệm đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và

nấm phân hủy cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm. .................... 66

Bảng 2.6. Thí nghiệm ủ đánh giá chất lượng ............................................................... 67

Bảng 3.1. Tóm tắt kết quả phân tích hoạt tính enzyme trong chế phẩm Enchoice ...... 74

Bảng 3.2. Độ giảm khối lượng của khối ủ mụn dừa bổ sung N1, N2 và EC ............... 78

Bảng 3.3. Độ giảm khối lượng khi thay đổi độ ẩm khối ủ ........................................... 81

Bảng 3.4. Độ giảm khối lượng khi áp dụng tăng cường sinh học với N1 và/hoặc N2

với các nấm phân hủy xơ C1 và SD4 ........................................................................... 83

Bảng 3.5. Độ giảm hàm lượng tannin sau 30 ngày ủ với các tác nhân tăng cường sinh

học ................................................................................................................................ 84

Bảng 3.6. Thành phần hóa học compost ...................................................................... 87

DANH MỤC HÌNH ẢNH

iii

Hình 1.1. Sản phẩm từ trái dừa ...................................................................................... 4

Hình 1.2. Một số sản phẩm từ mụn dừa ....................................................................... 11

Hình 1.3. Quy trình sản xuất cocopeat ......................................................................... 12

Hình 1.4. Cấu trúc phụ phế phẩm giàu xơ ................................................................... 14

Hình 1.5. Sự phân hủy phụ phế phẩm lignocellulos trong tự nhiên cung cấp đường

cho các vi sinh vật khác ............................................................................................... 15

Hình 1.6: Các đơn vị cơ bản của lignin ....................................................................... 16

Hình 1.7: Cấu trúc lignin trong gỗ mềm với các nhóm chức chính ............................. 17

Hình 1.8. Sơ đồ đơn giản hóa phản ứng phân hủy lignin nhờ enzyme LiP và glyoxal

oxidase .......................................................................................................................... 20

Hình 1.9. Các nấm phân hủy lignin tiềm năng ............................................................ 21

Hình 1.10. Cấu trúc acid humic ................................................................................... 22

Hình 1.11. Cấu trúc chung của hemicellulose ............................................................. 23

Hình 1.12. Cơ chế xúc tác của các enzyme thủy phân hemicellulose ......................... 25

Hình 1.13. Hai mô hình cấu trúc sợi cellulose ............................................................. 26

Hình 1.14. Các enzyme của phức hợp cellulose .......................................................... 28

Hình 1.15. Nấm Trichoderma phân hủy cellulose ....................................................... 30

Hình 1.16. Một số vi khuẩn phân giải cellulose ........................................................... 31

Hình 1.17. Các cấu trúc chính của tannin .................................................................... 33

Hình 1.18. Cơ chế hoạt động của tannase .................................................................... 34

Hình 1.19. Quá trình ủ compost ................................................................................... 37

Hình 1.20. Thay đổi nhiệt độ và pH trong quá trình ủ compost .................................. 40

Hình 1.21. Ủ phân compost mụn dừa ở Ấn Độ............................................................ 51

Hình 2.1. Bố trí thí nghiệm .......................................................................................... 59

Hình 2.2. Nuôi cấy vi nấm bằng phương pháp phòng ẩm ........................................... 60

Hình 2.3. Phát hiện nhanh enzyme ngoại bào .............................................................. 61

Hình 3.1. Nấm N1 phân lập dựa trên khả năng thủy phân tannin ................................ 69

Hình 3.2. Nấm N2 phân lập dựa trên khả năng thủy phân tannin ................................ 70

Hình 3.3. Phát hiện enzyme tannase thủy phân acid tannic trên đĩa thạch bằng dung

dịch FeCl3/H2SO4 ......................................................................................................... 71

Hình 3.4. Nấm phân hủy cellulose ............................................................................... 72

Hình 3.5. Khảo sát khả năng phân hủy cellulose trên thạch CMC .............................. 73

Hình 3.6. Hoạt tính tannase của N1, N2 trên môi trường mụn dừa ............................. 75

Hình 3.7. Hoạt tính enzyme cellulase trích ly trong mụn dừa ủ với C1 hoặc SD4, bổ

sung urea 0.5% ............................................................................................................. 77

Hình 3.8. So sánh độ giảm khối lượng của các mẫu ủ tăng cường EC, N1 và N2 sau 15

ngày .............................................................................................................................. 80

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn độ giảm khối lượng mụn dừa sau 15 ngày ủ ở các độ ẩm

khác nhau khi có cấy nấm. ........................................................................................... 82

Hình 3.10. So sánh ảnh hưởng của tác tác nhân tăng cường sinh học (vi nấm) lên độ

giảm khối lượng khối ủ sau 15 ngày và tannin sau 30 ngày. ....................................... 85

Hình 3.11. Độ giảm khối lượng compost sau 10, 21, 30 ngày ủ ................................. 86

Hình 3.12. Tỉ lệ giảm tannin trong compost sau 10, 21, 30 ngày ủ ............................ 86

Hình 3.13. Hàm lượng cellulose còn lại sau 10, 21 ngày ủ. ........................................ 87

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. VSV : vi sinh vật. 2. CTR: chất thải rắn. 3. EC: tên chế phẩm Enchoice.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1

1. Mục tiêu đề tài ............................................................................................................ 1

2. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 1

3. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................... 2

4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 2

4.1. Phương pháp luận .................................................................................................... 2

4.2. Phương pháp thực tiễn ............................................................................................ 3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 4

1.1. Thực trạng mụn dừa ................................................................................................ 4

1.1.1. Tình hình sản xuất phát sinh mụn dừa ................................................................. 4

1.1.2. Thành phần hoá học của mụn dừa ........................................................................ 6

1.1.2.1. Thành phần hóa học cơ bản............................................................................... 6

1.1.2.2. Thành phần chất hữu cơ hòa tan trong mụn dừa ............................................... 8

1.1.3. Tính chất vật lý của mụn dừa ............................................................................... 9

1.1.4. Ứng dụng của mụn dừa ...................................................................................... 10

1.1.5. Những vấn đề môi trường liên quan đến tồn trữ và xử lý mụn dừa ................... 12

1.2. Quá trình phân hủy phụ phế phẩm giàu xơ ........................................................... 14

1.2.1. Tổng quát về phụ phế phẩm nông nghiệp giàu xơ và quá trình phân giải trong tự

nhiên ............................................................................................................................. 14

1.2.2. Lignin và quá trình phân giải lignin ................................................................... 15

1.2.2.1. Lignin .............................................................................................................. 15

1.2.2.2. Enzyme phân giải lignin .................................................................................. 18

1.2.2.3. Vi sinh vật phân giải lignin ............................................................................. 21

1.2.2.4. Tác dụng của quá trình thủy phân lignin đối với đất ...................................... 22

1.2.3. Hemicellulose và quá trình phân giải hemicellulose ......................................... 22

1.2.3.1. Hemicellulose .................................................................................................. 22

1.2.3.2. Qúa trình phân giải hemicellulose................................................................... 24

1.2.4. Cellulose và quá trình phân giải cellulose ......................................................... 25

1.2.4. 1. Cellulose ......................................................................................................... 25

1.2.4.2. Enzyme phân giải cellulose – enzyme cellulase ............................................. 27

1.2.4.3. Vi sinh vật phân giải cellulose ........................................................................ 29

1.2.5. Tannin và quá trình phân giải tannin.................................................................. 31

1.2.5.1. Tannin.............................................................................................................. 32

1.2.5.2. Enzyme phân giải tanin – enzyme tannase ..................................................... 33

1.2.5.3. Vi sinh vật phân giải tannin ............................................................................ 35

1.3. Tổng quan về compost .......................................................................................... 36

1.3.1. Định nghĩa compost ........................................................................................... 36

1.3.2. Những lợi ích và hạn chế của quá trình ủ compost ............................................ 37

1.3.2.1. Lợi ích của quá trình ủ compost ...................................................................... 37

1.3.2.2. Hạn chế của quá trình làm compost ................................................................ 38

1.3.3. Khoa học ủ compost ........................................................................................... 38

1.3.3.1. Cơ chất của quá trình củ compost ................................................................... 38

1.3.3.2. Vi sinh vật và quá trình sinh học chuyển hóa compost .................................. 39

1.3.3.3. Diễn biến quá trình ủ compost ........................................................................ 39

1.3.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình sản xuất compost ................................... 40

1.3.3.5. Chất lượng compost ........................................................................................ 46

1.3.3.6. Các phương pháp tăng tốc độ ủ và cải thiện chất lượng compost .................. 47

1.4. Nghiên cứu ứng dụng tăng cường sinh học đã được áp dụng đối với mụn dừa. .. 50

1.5. Lý do nghiên cứu và điểm mới của đề tài ............................................................. 56

CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................. 57

2.1. VẬT LIỆU............................................................................................................. 57

2.2. PHƯƠNG PHÁP ................................................................................................... 58

2.2.1. Mục đích ............................................................................................................. 58

2.2.2. Phương pháp luận ............................................................................................... 58

2.2.3. Mục tiêu.............................................................................................................. 58

2.2.4. Nội dung và bố trí thí nghiệm ............................................................................ 59

2.2.4.1. Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, định tính enzyme tannase và cellulase

của các chủng nấm N1, N2, C1 và SD4 trên cơ chất phòng thí nghiệm. ..................... 59

2.2.4.2. Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice .................... 62

2.2.4.3. Khảo sát hoạt tính tannase N1, N2 trên cơ chất mụn dừa ............................... 63

2.2.4.4. Khảo sát hoạt tính cellulase của C1, SD4 trên cơ chất mụn dừa .................... 63

2.2.4.5. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và EC trong ủ

compost ........................................................................................................................ 64

2.2.4.6. Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm ................ 65

2.2.4.7. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và nấm phân hủy

cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm. ............................................ 66

2.2.4.8. Đánh giá chất lượng phân compost ủ thí nghiệm. .......................................... 66

2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 67

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 68

3.1. Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, khả năng tiết enzyme tannase và cellulase

của các chủng nấm N1, N2, C1 và SD4 trên cơ chất ................................................... 68

3.1.1. Nấm phân hủy tannin N1 và N2. ........................................................................ 68

3.1.2. Khảo sát hình thái và khả năng tiết enzyme cellulase của C1 và SD4 .............. 71

3.2. Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice .......................... 74

3.3. Khảo sát hoạt tính phân hủy tannin (tannase) của N1, N2 trên cơ chất mụn dừa.74

3.4. Khảo sát hoạt tính phân hủy cellulose (cellulase) của C1, SD4 trên cơ chất mụn

dừa ................................................................................................................................ 77

3.5. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và EC trong ủ

compost ........................................................................................................................ 78

3.6. Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm ...................... 81

3.7. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và nấm phân hủy

cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm. ............................................ 82

3. 8. Đánh giá chất lượng phân compost ủ thí nghiệm. ............................................... 85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 89

1. KẾT LUẬN ............................................................................................................. 89

2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................................ 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 91

PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 99

MỞ ĐẦU

Trên thế giới và Việt Nam, compost được sản xuất với công nghệ ổn định, sử

dụng nhiều phương pháp khác nhau. Một trong những điểm khác biệt giữa các

phương pháp ủ compost là việc áp dụng thêm biện pháp tăng cường sinh học, là sử

dụng thêm các chế phẩm sinh học chứa một lượng vi sinh chuyên biệt vào khối ủ

nhằm tăng tốc và đẩy nhanh hiệu quả phân hủy sinh học, đem lại lợi ích về mặt kinh

tế và chất lượng sản phẩm.

Với thời gian trước, người ta thường phân lập một chủng thuần khiết để sản xuất

enzyme hay xử lý phụ phế phẩm. Tuy nhiên, hiện nay xuất hiện xu hướng kết hợp

các chủng mô phỏng hệ sinh thái vi sinh vật trong tự nhiên trong các chế phẩm

nhằm đạt hiệu quả cao hơn trong việc ủ phân compost, đem lại lợi ích về chất lượng

sản phẩm và kinh tế. Đó cũng chính là hướng nghiên cứu của đề tài này, khảo sát

khả năng kết hợp nấm phân hủy tannin và cellulose với chế phẩm enzyme Enchoice

có khả năng tạo thêm một chế phẩm khác có ý nghĩa về mặt môi trường và lợi ích

cho người nông dân.

1. Mục tiêu đề tài - Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, hoạt tính enzyme tannase và cellulase

của các chủng nấm có khả năng phân hủy tannin và cellulose trên cơ chất

phòng thí nghiệm.

- Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice

- Khảo sát hoạt tính phân hủy tannin (tannase) và của các chủng nấm có khả

năng phân hủy tannin trên cơ chất mụn dừa

- Khảo sát hoạt tính phân hủy cellulose (cellulase) của các chủng nấm có khả

năng phân hủy cellulose trên cơ chất mụn dừa.

- Đánh giá khả năng áp dụng các nấm phân hủy tannin và EC trong ủ compost

- Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm

- Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin và nấm phân hủy cellulose

trong ủ compost phòng thí nghiệm.

- Đánh giá chất lượng phân compost ủ thí nghiệm.

2. Đối tượng nghiên cứu - Các chủng nấm phân hủy tannin (N1,N2).

- Các chủng nấm phân hủy cellulose (SD4,C1)

- Chế phẩm enzyme Enchoice.

- Mụn dừa.

3. Phạm vi nghiên cứu

Trong giới hạn cho phép về kinh phí và thời gian, đề tài chỉ kết lại ở việc khảo

sát khả năng áp dụng các chủng nấm với chế phẩm enzyme nhằm tăng cường

sinh học trong ủ compost, chưa trở thành thành phẩm thương mại mang lợi ích

cho bà con nông dân.

Ý nghĩa khoa học: Là một trong số những đề tài nghiên cứu hạn chế - cải thiện

tình hình ô nhiễm môi trường từ nguồn phế phẩm mụn dừa, đánh giá khả năng

kết hợp của các chủng nấm phân hủy tannin và cellulose và chế phẩm thương

mại.

Ý nghĩa thực tiễn: ứng dụng công nghệ sinh học vào đời sống sản xuất, nhằm

giải quyết tình trạng ô nhiễm do việc xả thải mụn dừa tươi hay tránh việc xử lý

các loại nước thải từ các hoạt động sản xuất, khai thác các sản phẩm từ mụn

dừa.

4. Phương pháp nghiên cứu

4.1. Phương pháp luận

Để ủ compost mụn dừa cần phải có tăng cường sinh học, các mục tiêu của tăng

cường sinh học là tannin, chất ức chế hoạt động của phần đông vi sinh vật, tiếp

theo là lignin, hemicelluloses và cellulose. Các vi sinh vật đáp ứng các yêu cầu trên

được phân lập từ mụn dừa, thu sinh khối bào tử bổ sung vào khối ủ. Bên cạnh đó,

nhiều chế phẩm enzyme được đưa vào thị trường hỗ trợ ủ compost. Việc kết hợp

giữa chế phẩm vi sinh và enzyme cũng có thể là giải pháp rút ngắn thời gian ủ

compost mụn dừa. Tuyển chọn nấm phân hủy phụ phẩm lignocellulose dựa trên khả

năng tiết enzyme cellulase, vì cellulose bị lignin và hemicelluloses bao quanh và

cản trở sự tiếp xúc của enzyme với cơ chất. Một khi cellulose bị phân giải, chứng tỏ

lignin và hemicelluloses cũng bị phân giải. Hemicellulose dễ dàng bị phân hủy

nhất. Sự phân hủy lignocellulose có thể được đánh giá qua chỉ tiêu độ giảm khối

lượng, để đánh giá khả năng phân hủy tannin, hàm lựơng tannin còn lại được phân

tích.

4.2. Phương pháp thực tiễn

Tiến hành các thí nghiệm cần thiết và ủ thực nghiệm khẳng định kết quả đề tài.

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Thực trạng mụn dừa

1.1.1. Tình hình sản xuất phát sinh mụn dừa

Theo số liệu của chuyên gia APCC (Asia Pacific Coconut Community), dừa

được trồng trên 93 quốc gia trên thế giới với diện tích 12,5 triệu ha đưa về 61, 165

triệu trái dừa/năm (Arancon. R, 2008).

Vỏ trái dừa chiếm 35% khối lựơng trái. Chỉ xơ dừa chiếm 30% và mụn dừa

chiếm 70% khối lượng khô. Tỉ lệ sợi theo chiều dài ước khoảng dài: trung bình:

ngắn là 60: 30: 10. Tổng sản lượng chỉ xơ dừa tòan thế giới đạt khoảng 5-6 triệu

tấn/ năm. Ngành sản xuất chỉ xơ dừa phát triển không ngừng, lan sang cả Việt Nam.

Mụn dừa (Coir pith, cocopeat, coir dust) là sản phẩm phụ của ngành sản xuất chỉ

xơ dừa, gồm những chỉ sợi ngắn (<2 mm chiều dài) và những hạt kích thước nhỏ

thu được trong quá trình tách sợi khỏi vỏ trái dừa (Hình 1.1).

c) b) a)

Hình 1.1. Sản phẩm từ trái dừa, a) Sản phẩm từ trái dừa, b) Chỉ xơ dừa, c) Mụn

dừa

Bảng 1.1. Tổng sản lượng dừa, chỉ xơ dừa và mụn dừa của 50% vỏ trái

(Arancon. R, 2008).

50% vỏ dừa được sử dụng

(At 50% availability of husk) Tổng sản lượng dừa Vùng sản xuất Chỉ sơ dừa Mụn dừa (Triệu) (Fiber) (Coir pith)

Triệu tấn

61,165 3.67 8.5 Thế giới

Châu Á Thái Bình 52,936 3.17 7.4 Dương

Hiệp hội các nước Châu

Á và Châu Á Thái Bình 50,577 3.03 7.1

Dương xuất khẩu dừa

2,187 0.13 0.30 Châu Phi

6,047 0.36 0.84 Châu Mỹ

Bảng 1.2. Các quốc gia trồng dừa và sản xuất chỉ xơ dừa ở châu Á, Thái Bình Dương (Arancon. R, 2008).

50% sản phẩm từ vỏ trái dừa xuất khẩu Sản lượng dừa Quốc gia Chỉ sơ dừa Sơ dừa (Ngàn) (Ngàn tấn) (Ngàn tấn)

1. F.S. Micronesia 40 2.4 5.6

2. Fiji 150 9.0 21.0

3. Ấn Độ 12,160 729.6 1,702.4

4. Indonesia 19,537 1,172.2 2,735.2

5. Kiribati 53 3.2 7.4

6. Malaysia 400 24.0 56.0

7. Marshall Islands 41 2.5 5.7

8. Papua New Guinea 712 42.7 99.7

9. Philipin 12,456 747.4 1,743.8

10. Samoa 190 11.4 26.6

11. Solomon Islands 110 6.6 15.4

12. Sri Lanka 2,591 155.5 362.7

13. Thái Lan 1,199 71.9 167.9

14. Vanuatu 258 15.5 36.1

15. Việt Nam 680 40.8 95.2

Tổng cộng 50,577 3,034.7 7,070.8

1.1.2. Thành phần hoá học của mụn dừa ((Tejano et al., 1985)

1.1.2.1. Thành phần hóa học cơ bản

Mụn dừa thuộc loại phụ phế phẩm giàu xơ. Các nghiên cứu về thành phần hóa

học của mụn dừa được trình bày trên bảng 1.6 của nhiều tác giả khác nhau.

Bảng 1.3. Thành phần hóa học của mụn dừa

Thành phần % chất khô

a b c d

Độ ẩm 15,38 20,0 25,5

Tro 6,19 9,0

Cellulose 24,25 40-50 35,99

Pentosan (xylan – 27, 31 10,4 15-35

hemicelluloses)

Furfural 17,40

Lignin 54, 78 33,3 20-40 35,5

N 0,3 2,04 (protein)

CaO 0,4

0,5 P2O5

0,9 K2O

94-98 TOM (total

organic matter)%

45-45 OC (organic

carbon)%

80:1 C:N

(Gonzales, B.P. (1970), Joachim, A.W.R. (1930), (Sjostrom, 1993), Israel, A.U.

(2010, 2011))

Hàm lượng lignocellulose cao nên tính chất vật lý của mụn dừa là rất bền dưới

nước. Tại các cơ sở chế biến vỏ trái dừa, các đống phụ phẩm mụn dừa có thể tồn tại

đến hàng trăm năm (Meerow, 1994; Evans et al., 1996). Lignin và cellulose là các

biopolymer chứa nhiều phenolic hydroxyl, carboxylic, amino, sulphate groups, do

đó dễ dàng tương tác với các kim loại nặng hoặc các chất gây ô nhiễm khác trong

nước thải (Tan et al., 1993; Veglio và Beolchini, 1997; Gballah et al., 1997).

Ngoài ra, mụn dừa là phụ phẩm rất nghèo protein, N tổng được công bố là 0,3 %

(Joachim, A.W.R., 1930) hay protein là 2,04% (Sjostrom, 1993). Thành phần

khoáng đa vi lượng trong mụn dừa được coi là phong phú, đặc biệt hàm lượng K và

P cao. Ngoài ra trong mụn dừa còn chứa rất nhiều khoáng vi lượng (bảng 1.4)

Bảng 1.4. Thành phần khoáng trong mụn dừa (Aniekemeabasi Israela, 2010)

µg khoáng chất/g mụn dừa µg khoáng chất/g mụn dừa Giá trị tham khảo Khoáng chất Nghiên cứu hiện nay (Conrad và Hasen, 2007)

463.20 861.0 Na

711.60 3630 K

227.40 564 Ca

172.0 474 Mg

0.180 0.175 Pb

1.60 3.12 Cu

0.04 0.020 Cd

0.20 0.238 Cr

Zn 4.286 4.32

285.20 121.0 Fe

1.094 5.94 Mn

0.020 0.035 Mo

0.060 0.054 Co

1.00 0.715 Ni

As ND ND

ND ND Hg

ND ND V

pH = 7.0, Nhiệt độ = 29.6oC, liều lượng 0.5 g. ND = không tìm ra.

Kích thước hạt = 50 µm. Màu sắc của mụn dừa = nâu đến nâu nhạt.

1.1.2.2. Thành phần chất hữu cơ hòa tan trong mụn dừa

Hàm lượng chất tan trong môi trường acid yếu (HCl) cao hơn trong môi trường

nước thừơng, vì trong điều kiện acid các nhóm chức như hydroxyl bị thủy phân

(Pansera et al., 2004). Trong môi trường kiềm các hợp chất sáp (waxes) và nhựa hòa

tan, liên kết giữa lignin, cellulose bị phá hủy một phần (Nada et al., 2002). Tỉ lệ

chất tan tăng khi hàm lượng kiềm tăng. Độ hòa tan còn phụ thuộc vào kích thước

hạt/sợi, tỉ lệ dung môi/mụn dừa.

Bảng 1.5. Độ hòa tan của mụn dừa

STT Dung môi/ điều kiện Độ hòa tan (% CK)

1 Nước nhiệt độ thường 25

2 Nước nóng 31

3 HCl loãng 41,3

4 NaOH 1% 27,5

5 NaOH 18% 41,3

6 Nước* 13,1

7 Acetone* 6,6

8 Acetone: H2O (70:30)* 20

9 Acetone: H2O (50:50)* 4,2

*Thí nghiệm trong cùng một điều kiện dung môi 100 ml, mụn dừa 1g (150 µm)

(A. U. Israel et al. / Songklanakarin J. Sci. Technol. 33 (6), 717-724, 2011)

Giner Chavez (1996) và Pansera et al. (2004) đã công bố acetone/nước

(70/30) là hệ dung môi tốt nhất đễ tách chiết tannin trong thực vật nhiệt đới. Tính

chất của dung môi đóng vai trò quan trọng trong hòa tan là độ phân cực, hằng số

điện môi, khả năng phân cực, khả năng tạo liên kết hydro (Pansara et al., 2004).

Thành phần chất hòa tan trong dịch chiết mụn dừa được kiểm tra bằng phương

pháp định tính bao gồm chủ yếu là polyphenol trong đó có tannin, flavanoids,

phlobatannins (condensed tannin).

Tannin là một hợp chất polyphenol hòa tan chiết từ phụ phế phẩm giàu xơ chứa

nhiều nhóm hydroxyl. Tannin cũng là một hợp chất được chiết nhiều từ vỏ cây,

cành, lá và các bộ phận khác của cây, được sử dụng trong công nghệ thực phẩm

(làm rượu vang), thuốc, chất kết dính trong sản xuất tấm vật liệu từ hạt rời, và công

nghệ thuộc da.

Mụn dừa chứa hàm lượng lignin và tannin cao (đạt tới 55% và 12% tương ứng).

Dưới điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, các chất này sẽ mềm ra và có đặc tính như

chất kết nối nhựa dẻo (thermoplastic binding materials (Banzon và Velasco 1982).

Tannin được chiết từ mụn dừa, cô đặc và sấy phun. Phân tích tannin trong chất

chiết bằng phương pháp sử dụng trong ngành thuộc da (hide powder method) cho

thấy chất chiết chứa 28,47% tannin và 50,72% chất khác tannin. Tỉ lệ tannin: non-

tannin là 0,5 so với tỉ lệ này là 2,6 từ vỏ cây mimosa (Acaria decurrens), một chất

chiết tannin thương mại. Các nghiên cứu chuyên môn cũng cho thấy chất lượng da

bò và dê thuộc từ tannin mụn dừa thấp hơn so với tannin từ vỏ cây mimosa

(Tamolang 1976).

1.1.3. Tính chất vật lý của mụn dừa

Bảng 1.6 thể hiện các tính chất vật lý của mụn dừa

Mụn dừa có pH từ acid yếu đến trung tính, đặc biệt có khả năng giữ nước cao do

giàu các hợp chất lignocelluloses có thể liên kết hydro với nước, độ xốp (thoáng khí

cao), độ dẫn điện từ 0,8-2,5 dS/m khá cao do hàm lượng muối cao, khả năng trao

đổi ion.

Bảng 1.6. Tính chất vật lý của mụn dừa.

Giá trị đo được STT Tính chất a b

6,5-7,0 4.9-6.8 pH 1

Kích thước 0.2-2.0 mm (75-90%) 2

Khả năng giữ nứơc (water 8-9 lần khối lượng 3

holding capacity) khô

Độ xốp (total pososity) % 79,8-81,7% 4

94-96%

Độ dẫn điện EC (dS/m) 0,8-2,5 5

Khả năng trao đổi ion 2.39 mmol/g 60-130 meg/100 mg 6

(Cation exchange capacity)

1.1.4. Ứng dụng của mụn dừa

(cid:216) Vật liệu xây dựng

- Thanh, tấm

- Vật liệu sàn, trần, mái, tường

- Vật liệu cách âm, cách nhiệt

- Vật liệu bền trong nước

(cid:216) Hóa chất

- Bột dính trong sản xuất gỗ ván, kết gắn các hạt trong tấm vật liệu, công

nghiệp nhựa

- Than hoạt tính

- Tar và pyroligneous acid

Sản xuất K2O -

(cid:216) Nông nghiệp

- Cocopeat

- Giá thể trồng trọt

- Phân bón

- Tác nhân giữ nứơc

- Kích thích tăng trưởng

Compost mụn dừa Cocopeat Môi trường trồng cây từ mụn

http://www.indiamart.com/coco dừa

http://www.coirinstitute.com/coi exporters-traders/coconut-coir-

rpeat.htm products.html

Hình 1.2. Một số sản phẩm từ mụn dừa

Ưu điểm:

- Sản phẩm 100% nguồn gốc thiên nhiên, có khả năng phân hủy sinh học

- Sản phẩm thân thiện môi trường, nguồn tái tạo được

- Có thể thay thế than bùn (peat moss) làm giá thể

- Có thể làm giá trồng trọt nhiều loại cây, hoa do độ thoáng khí tốt, khả năng

hấp thụ và giữ nứơc tốt

- Tương đối bền

Nhược điểm:

- Hàm lượng tannin cao, muốn làm giá thể trồng trọt hay ủ compost thường

phải xử lý loại bỏ tannin

- Độ dẫn điện cao (hàm lượng muối cao) phải rửa bớt

- Tannin mụn dừa chất lượng không cao, không dùng trong công nghệ thuộc

da được.

- Hàm lượng lignocelluloses cao, khó phân hủy sinh học

- Hàm lựơng N thấp, tỉ lệ C:N lớn (có thể lên tới 125)

(cid:216) Nhiên liệu

- Than bùn từ mụn dừa

- Biogas từ mụn dừa

- Nhiên liệu đốt lò hơi

(cid:216) Các ứng dụng khác

- Bảng viết

- Hộp, thùng, bồn

- Thảm

- Vật liệu hấp phụ kim loại nặng trong nứơc thải (Aniekemeabasi Israela et

al.,2010, 2(5): 60-75).

- Giá thể lên men thể rắn (María C. Orzuaa et al.,(2009)).

- Giá thể cho nấm Trichoderma spp. làm tác nhân kiểm soát sinh học.

1.1.5. Những vấn đề môi trường liên quan đến tồn trữ và xử lý mụn dừa

Như đã nói ở trên, mụn dừa có hàm lượng tannin từ 2,5-6,5% (Cooke, 1949), 8-

12% (Vinodhini, S.et al., 2006) và hàm lượng muối khá cao (độ dẫn điện cao) nên

không thể sử dụng trực tiếp làm giá thể trồng trọt. Muốn sử dụng được người ta cần

phải xử lý mụn dừa. Công nghệ thường dùng nhất là rửa mụn dừa với nước, cho đến

khi đạt pH và độ dẫn điện thích hợp (trung tính và <0,5 dS/m tương ứng).

Tồn trữ mụn dừa dưới trời mưa sẽ rửa trôi tannin, ngấm xuống đất, ức chế vi

sinh vật đất.

(cid:216) Công nghệ xử lý mụn dừa của Ấn Độ

A) B)

D) C)

A) Tồn trữ: mụn dừa được vận chuyển từ

nơi keo sợi

B) Rửa: rửa bằng nước trên sàn rửa để rử

bớt muối và tannin đến khi pH và EC đạt tiêu

chuẩn, nước theo độ dốc trên sàn thoát ra ngoài.

C) Phơi: chuyển sang sân phơi dưới ánh

sáng mặt trời

E) D) Sàng: theo kích thước thích hợp, tương

ứng khả năng giữ nước.

E) Nén: tạo thành block có kích thước xác

định.

(http://www.royalmultitek.com/en/production.ht

ml).

Hình 1.3. Quy trình sản xuất cocopeat

(cid:216) Công nghệ Việt Nam

- Xử lý mụn dừa bằng nước vôi xử lý lignin và tannin (Huỳnh Thị Lạc, 2006)

Xứ lý nứơc thải rửa mụn dừa.

- Xử lý nứơc thải từ sản xuất chỉ dừa bằng phương pháp kị khí sử dụng UASB.

VSV trong bùn thải chịu được mức Phenol 500-700 mg/l (Neena C. et al., 2007).

Công nghệ chưa được triển khai ở Việt Nam.

1.2. Quá trình phân hủy phụ phế phẩm giàu xơ

1.2.1. Tổng quát về phụ phế phẩm nông nghiệp giàu xơ và quá trình phân

giải trong tự nhiên

Các phụ phẩm giàu xơ là nguyên liệu hữu cơ, cấu trúc chính của chúng bao gồm

cellulose, lignin và hemicellulose. Ngoài ra, còn có số lượng nhỏ các thành phần

khác như tro, protein và pectin.

Cellulose và hemicellulose là các đại phân tử cấu tạo từ các gốc đường khác

nhau, trong khi lignin là một polymer dạng vòng được tổng hợp từ tiền

phenylpropanoid. Thành phần cấu tạo và phần trăm của các polymer này là khác

nhau giữa các loài.

Hình 1.4. Cấu trúc phụ phế phẩm giàu xơ (Rubin, (2008))

Các quá trình phân hủy phụ phế phẩm giàu xơ trong tự nhiên yếu cầu sự có

mặt của ba nhóm vi sinh vật:

- Vi sinh vật phân hủy lignin

- Vi sinh vật phân hủy hemicellulose và vi sinh vật phân hủy cellulose

Hình 1.5. Sự phân hủy phụ phế phẩm lignocellulos trong tự nhiên cung cấp đường

cho các vi sinh vật khác (Bayer EA et al.)

1.2.2. Lignin và quá trình phân giải lignin

1.2.2.1. Lignin

Lignin là một phức hợp chất hóa học phổ biến được tìm thấy trong hệ mạch thực

vật, chủ yếu là giữa các tế bào, trong thành tế bào thực vật. Lignin là một trong các

polymer hữu cơ phổ biến nhất trên trái đất. Trong tự nhiên, lignin chủ yếu đóng vai

trò chất liên kết trong thành tế bào thực vật, liên kết chặt chẽ với mạng cellulose và

hemicellulose để tạo nên màng tế bào giúp thực vật cứng chắc và giòn, có chức

năng vận chuyển nước trong cơ thể thực vật (một phần là để làm bền thành tế bào

và giữ cho cây không bị đổ, một phần là điều chỉnh dòng chảy của nước), giúp cây

phát triển và chống lại sự tấn công của côn trùng và mầm bệnh. Thực vật càng già,

lượng lignin tích tụ càng lớn. Lignin đóng vai trò quan trọng trong chu trình

carbon, tích lũy carbon khí quyển trong mô của thực vật thân gỗ lâu năm, là một

trong các thành phần bị phân hủy lâu nhất của thực vật sau khi chết, để rồi đóng

góp một phần lớn chất mùn giúp tăng khả năng quang hợp của thực vật.

Cấu trúc:

- Lignin có cấu trúc không gian 3 chiều, phức tạp, vô định hình, chiếm 17%

đến 33% thành phần của gỗ.

- Lignin là một polyphenol có cấu trúc mở.

- Lignin là polymer, được cấu thành từ các đơn vị phenylpropene, vài đơn vị

cấu trúc điển hình là: guaiacyl (G), trans-coniferyl alcohol; syringyl (S), trans-

sinapyl alcohol; p-hydroxylphenyl (H), trans-p-courmary alcohol (Hình 1.6).

Hình 1.6: Các đơn vị cơ bản của lignin

- Cấu trúc của lignin đa dạng, tùy thuộc vào loại gỗ, tuổi của cây hoặc cấu trúc

của nó trong gỗ. Ngoài việc được phân loại theo lignin của gỗ cứng, gỗ mềm và cỏ,

lignin có thể được phân thành hai loại chính: guaicyl lignin và guaicyl-syringyl

lignin.

- Gỗ mềm chứa chủ yếu là guaiacyl, gỗ cứng chứa chủ yếu syringyl. Các

nghiên cứu đã chỉ ra rằng guaiacyl lignin hạn chế sự trương nở của xơ sợi và vì vậy

loại nguyên liệu đó sẽ khó bị tấn công bởi enzyme hơn syringyl lignin.

- Hoàn toàn không đồng nhất trong cấu trúc. Lignin dường như bao gồm vùng

vô định hình và các vùng có cấu trúc hình thuôn hoặc hình cầu. Lignin trong tế bào

thực vật bậc cao không có vùng vô định hình. Các vòng phenyl trong lignin của gỗ

mềm được sắp xếp trật tự trên mặt phẳng thành tế bào.

- Ngoài ra, cả cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của lignin đều bị ảnh

hưởng bởi mạng polysaccharide. Việc mô hình hóa động học phân tử cho thấy rằng

nhóm hydroxyl và nhóm methoxyl trong các oligomer tiền lignin sẽ tương tác với vi

sợi cellulose cho dù bản chất của lignin là kỵ nước.

Hình 1.7: Cấu trúc lignin trong gỗ mềm với các nhóm chức chính

Tính chất

- Các nhóm chức ảnh hưởng đến hoạt tính của lignin bao gồm nhóm phenolic

hydroxyl tự do, methoxyl, benzylic hydroxyl, ether của benzylic với các rượu mạch

thẳng và nhóm carbonyl (Hình 1.7). Guaicyl lignin chứa nhiều nhóm phenolic

hydroxyl hơn syringyl.

- Lignin tạo liên kết hóa học với hemicellulose và ngay cả với cellulose

(nhưng không nhiều). Độ bền hóa học của những liên kết này phụ thuộc vào bản

chất liên kết, cấu trúc hóa học của lignin và các gốc đường tham gia liên kết.

Carbon alpha (Cα) trong cấu trúc phenyl propane là nơi có khả năng tạo liên kết cao

nhất với khối hemicellulose. Ngược lại, các đường nằm ở mạch nhánh như

arabinose, galactose, và acid 4-O-methylglucuronic là các nhóm thường liên kết với

lignin. Các liên kết có thể là ether, ester (liên kết với xylan qua acid 4-O-methyl-D-

glucuronic), hay glycoside (phản ứng giữa nhóm khử của hemicellulose và nhóm

OH phenolic của lignin).

- Cấu trúc hóa học của lignin rất dễ bị thay đổi trong điều kiện nhiệt độ cao và

pH thấp như điều kiện trong quá trình tiền xử lý bằng hơi nước. Ở nhiệt độ phản ứng cao hơn 200oC, lignin bị kết khối thành những phần riêng biệt và tách ra khỏi

cellulose. Những nghiên cứu trước đây cho thấy đối với gỗ cứng, nhóm ether β-O-4

aryl bị phá hủy trong quá trình nổ hơi. Đồng thời, đối với gỗ mềm, quá trình nổ hơi

làm bất hoạt các nhóm hoạt động của lignin ở vị trí α như nhóm hydroxyl hay ether,

các nhóm này bị oxy hóa thành carbonyl hoặc tạo cation benzylic, cation này sẽ tiếp

tục tạo liên kết C-C .

- Trong dinh dưỡng động vật, lignin rất đáng quan tâm vì nó không bị tiêu hóa

bởi enzyme của cơ thể vật chủ. Lignin còn liên kết với nhiều polysaccharide và

protein màng tế bào ngăn trở quá trình tiêu hóa cellulose. Gỗ, cỏ khô và rơm rất

giàu lignin nên tỷ lệ tiêu hóa thấp trừ khi được xử lý hóa học làm cho các liên kết

giữa lignin với các carbohydrate khác (cellulose, hemicelluloses) bị bẻ gãy.

1.2.2.2. Enzyme phân giải lignin

Để phân hủy được hợp chất có cấu tạo hóa học phức tạp như lignin, một loạt

enzyme tham gia vào quá trình phân hủy lignin. (Bảng 1.7)

Bảng 1.7. Các enzyme tham gia vào quá trình phân hủy lignin và các phản ứng chủ

yếu

STT Enzyme Cofactor, cơ chất Phản ứng cơ bản

H2O2, veratryl Vòng thơm bị oxy hóa 1 Lignin peroxidase (LiP) alcohol thành gốc cation

Mn2+ oxy hóa thành Manganese peroxidase, H2O2, Mn2+, acid Mn3+, Mn3+ (bị phức 2 MnP hữu cơ làm chelator hóa) oxy hóa hợp chất

phenol thành gốc

phenoxyl

Phenol bị oxy hóa 3 Laccase O2 thành gốc phenoxyl

Glyoxal oxy hóa Glyoxal, methyl glyoxilic acid, sinh ra 4 Glyoxal oxidase, GLOX glyoxal H2O2

Oxy hóa rượu thơm Aryl alcohol oxidase, Rượu thơm thành aldehyde, sinh ra 5 AAO H2O2

Nhiều dạng hợp chất O2 bị khử thành H2 O2 Enzyme khác 6 hữu cơ

a) Laccase

Laccase (p- benzenediol:oxygen oxidoreductase, E.C.1.10.3.2) thuộc nhóm

enzyme oxidase, cụ thể là polyphenol oxidase. Trong phân tử có chứa 4 nguyên tử

đồng có khả năng oxy hóa cơ chất sử dụng phân tử oxy làm chất nhận điện tử.

Khác với phần lớn các enzyme khác, laccase có phổ cơ chất rất đa dạng, bao gồm

diphenol, polyphenol, các dẫn xuất phenol, diamine, amine thơm, benzenethiol,

PCB, dioxin và cả các hợp chất vô cơ như iot.

Phân tử laccase thường là monomeric protein, chỉ một số là oligomeric

protein, có khối lượng phân tử dao động trong khoảng 60 – 90 kD. Phần lớn

laccase của nấm có bản chất là glycoprotein với hàm lượng carbonhydrate

chiếm khoảng 10 – 25%

b) Lignin peroxidase

Lignin peroxidase là một glycoprotein có chứa nhân heme, enzyme này xúc tác

quá trình oxy hóa lignin và các hợp chất có vòng giống lignin khi có mặt H2O2

trong môi trường. LiP có trọng lượng phân tử từ 36 – 48 kDa, pH tối thích cho

hoạt động trong khoảng 2,5 – 3, điểm đẳng điện pI là 3,2 – 4 . LiP có thể xúc tác

các phản ứng oxy hóa các hợp chất phenol dẫn đến mở vòng do có thế oxy hóa khử

cao. Thế oxy hóa khử cao được giải thích do các hợp chất chất trung gian được tạo

ra trong chu trình xúc tác của LiP là các hợp chất LiPI và LiPII.. Đầu tiên LiP bị

oxy hóa thành LiPI nhờ H2O2, tiếp theo LiPI oxy hóa cơ chất (hợp chất vòng thơm)

và trở thành LiPII. LiPII tiếp tục oxy hóa một phân tử cơ chất khác và trở về dạng

ban đầu rồi tiếp tục một chu trình xúc tác khác.

c) Mangan peroxidase

Mangan peroxidase cũng giống như LiP thuộc nhóm enzyme xúc tác phản

ứng với sự có mặt của H2O2. Enzyme này hoạt động như một phenoloxydase bằng cách sử dụng Mn3+/Mn2+ làm cặp oxy hóa khử trung

gian, chúng tham gia phản ứng oxy hóa phenol và các hợp chất dẫn xuất

phenol bằng cách tấn công trực tiếp vào cấu trúc vòng thơm chuyển hóa

chúng thành những gốc có trọng lượng phân tử thấp theo con đường oxy hóa khử

mangan gián tiếp.

Hình 1.8. Sơ đồ đơn giản hóa phản ứng phân hủy lignin nhờ enzyme

LiP và glyoxal oxidase (a), MnP và laccase (b). (Hatakka A.et al)

1.2.2.3. Vi sinh vật phân giải lignin

Vi sinh vật phân giải lignin là các vi sinh vật tiết ra các enzyme phân hủy lignin

nói trên.

Sự phân hủy lignin chủ yếu do nấm. Các nấm phân hủy lignin tiềm năng nhất là

nấm mục trắng Phanerochaete chrysosporium và các nấm lớn như Trametes

versicolor, Pleurotus spp., nấm rơm Volvariella volvacea phân hủy cellulose và

lignin cùng một lúc.

B) A)

C) D)

Hình 1.9. Các nấm phân hủy lignin tiềm năng : A) Nấm mục trắng Phanerochaete

chrysosporium, B) nấm rơm Volvariella volvacea, C) Nấm bào ngư Pleurotus spp.,

D) Nấm vân chi Trametes versicolor.

1.2.2.4. Tác dụng của quá trình thủy phân lignin đối với đất

Đối với lignocelluloses, phân hủy lignin tạo điều kiện cho các vi sinh vật khác,

enzyme khác tiến vào thủy phân hemicelluloses và cellulose. Mặt khác, lignin bị

thủy phân sinh ra các tiền chất của humic acid. Trong các lý thuyết tạo thành humic

acid, có “lignin theory” và “polyphenol theory” đều liên quan trực tiếp đến lignin

hoặc sản phẩm trao đổi chất từ lignin (Soil Microbiology).

Hình 1.10. Cấu trúc acid humic (Horwath W. 2007)

1.2.3. Hemicellulose và quá trình phân giải hemicellulose

1.2.3.1. Hemicellulose

Hemicellulose là một loại polymer phức tạp và phân nhánh, độ trùng hợp

khoảng 70 đến 200 đơn phân. Hemicellulose chứa cả đường 6 carbon gồm glucose,

mannose và galactose và đường 5 gồm xylose và arabinose. Thành phần cơ bản của

hemicellulose là β – D xylopyranose, liên kết với nhau bằng liên kết β -(1(cid:224)4).

Cấu tạo của hemicellulose khá phức tạp và đa dạng tùy vào nguyên liệu, tuy

nhiên có một vài điểm chung gồm:

- Mạch chính của hemicellulose được cấu tạo từ liên kết β -(1(cid:224)4).

- Xylose là thành phần quan trọng nhất.

- Nhóm thế phổ biến nhất là nhóm acetyl O – liên kết với vị trí 2 hoặc 3.

- Mạch nhánh cấu tạo từ các nhóm đơn giản, thông thường là disaccharide

hoặc trisaccharide. Sự liên kết của hemicellulose với các polysaccharide khác và

với lignin là nhờ các mạch nhánh này. Cũng vì hemicellulose có mạch nhánh nên

tồn tại ở dạng vô định hình và vì thế dễ bị thủy phân.

Hình 1.11. Cấu trúc chung của hemicellulose (Badal C. Saha , 2003)

Tùy theo trong thành phần của hemicellulose có chứa monosaccharide nào mà

nó sẽ có những tên tương ứng như mannan, galactan, glucan và xylan. Các

polysaccharide như mannan, galactan, glucan hay xylan đều là các chất phổ biến

trong thực vật, chủ yếu ở các thành phần của màng tế bào của các cơ quan khác

nhau như gỗ, rơm rạ, v.v…

Trong các loại hemicellulose, xylan là một polymer chính của thành tế bào thực

vật trong đó các gốc D-xylopyranose kết hợp với nhau qua liên kết β-1,4-D-

xylopyranose, là nguồn năng lượng dồi dào thứ hai trên trái đất. Đa số phân tử

xylan chứa nhiều nhóm ở trục chính và chuỗi bên. Các gốc thay thế chủ yếu trên

khung chính của xylan là các gốc acetyl, arabinosyl và glucuronosyl. Các nhóm này

có đặc tính liên kết tương tác cộng hóa trị và không hóa trị với lignin, cellulose và

các polymer khác.

1.2.3.2. Qúa trình phân giải hemicellulose

Phần lớn hemicellulose có tính chất tương đồng với cellulose, do đó cơ chế phân

giải hemicellulose cũng tương tự như phân giải cellulose. Tuy nhiên, hemicellulose

có phân tử lượng nhỏ hơn, cấu trúc đơn giản hơn, kém bền vững hơn, nên vi sinh

vật dễ phân giải và phân giải nhanh hơn cellulose.

Bảng 1.8 trình bày tóm tắt hoạt động của hệ enzyme phân hủy hemicellulose và

cơ chế hoạt động được biểu diễn trên hình 1.12.

Bảng 1.8. Các enzyme hemicellulase (Badal C. Saha, 2003)

Enzyme Cơ chế hoạt động

Endo-xylanase Thủy phân chủ yếu liên kết b -1,4-xylose của mạch

chính xylan

Exo-xylanase Thủy phân chủ yếu liên kết b -1,4-xylose tạo ra

xylobiose (dimer của xylose)

Thủy phân xylobiose b -Xylosidase

a -Arabinofuranosidase Thủy phân arabinoxylan giải phóng a -

arabinofuranose từ đầu không khử

Giải phóng glucuronic acid từ glucuronoxylan a -Glucuronidase

Acetylxylan esterase Thủy phân liên kết acetylester của acetyl xylan

Ferulic acid esterase Thủy phân liên kết feruloylester của xylan

p-Coumaric acid esterase Thủy phân liên kết p-coumaryl ester của xylan

Hình 1.12. Cơ chế xúc tác của các enzyme thủy phân hemicellulose

1.2.4. Cellulose và quá trình phân giải cellulose

1.2.4. 1. Cellulose

Cellulose là hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo (C6H10O5)n, và là thành phần

chủ yếu của thành tế bào thực vật, gồm nhiều cellobiose liên kết với nhau, 4-O- (β-

D-Glucopyranosyl)-D-glucopyranose. Cellulose cũng là hợp chất hữu cơ nhiều nhất trong sinh quyển, hàng năm thực vật tổng hợp được khoảng 1011 tấn cellulose (trong

gỗ, cellulose chiếm khoảng 50% và trong bông chiếm khoảng 90%). Theo đó,

cellulose được tìm thấy trong hầu hết các loại chất thải hữu cơ và chiếm tỉ lệ cao

trong thành phần cấu trúc từ các chất thải của ngành công nghiệp gỗ, nông nghiệp

và chất thải gia đình.

Cấu trúc:

- Các mạch cellulose được liên kết với nhau nhờ liên kết hydro và liên kết van

Der Waals, hình thành hai vùng cấu trúc chính là tinh thể và vô định hình.

- Trong vùng tinh thể, các phân tử cellulose liên kết chặt chẽ với nhau, vùng này

khó bị tấn công bởi enzyme cũng như hóa chất.

- Ngược lại, trong vùng vô định hình, cellulose liên kết không chặt với nhau nên

dễ bị tấn công.

Có hai mô hình cấu trúc của cellulose đã được đưa ra nhằm mô tả vùng tinh thể

và vô định hình như hình 1.13.

Hình 1.13. Hai mô hình cấu trúc sợi cellulose là mô hình sợi gợn sóng (fringed

fibrillar model, trái) và mô hình chuỗi gấp (folding chain model, phải). Cấu trúc sợi

cellulose gồm vùng tinh thể và vùng vô định hình

Trong mô hình Fringed Fibrillar: phân tử cellulose được kéo thẳng và định

hướng theo chiều sợi. Vùng tinh thể có chiều dài 500 Å và xếp xen kẽ với vùng vô

định hình.

Trong mô hình chuỗi gập: phân tử cellulose gấp khúc theo chiều sợi. Mỗi đơn vị

lặp lại có độ trùng hợp khoảng 1000, giới hạn bởi hai điểm a và b như trên hình vẽ.

Các đơn vị đó được sắp xếp thành chuỗi nhờ vào các mạch glucose nhỏ, các vị trí

này rất dễ bị thủy phân. Đối với các đơn vị lặp lại, hai đầu là vùng vô định hình,

càng vào giữa, tính chất kết tinh càng cao. Trong vùng vô định hình, các liên kết β -

glycoside giữa các monomer bị thay đổi góc liên kết, ngay tại cuối các đoạn gấp, 3 phân tử monomer sắp xếp tạo sự thay đổi 180o cho toàn mạch. Vùng vô định hình

dễ bị tấn công bởi các tác nhân thủy phân hơn vùng tinh thể vì sự thay đổi góc liên

kết của các liên kết cộng hóa trị (β - glycoside) sẽ làm giảm độ bền của liên kết,

đồng thời vị trí này không tạo được liên kết hydro.

- Cellulose là glucan không phân nhánh, trong đó các gốc glucose kết hợp với

nhau qua liên kết β-1(cid:224) 4- glycoside, đó chính là sự khác biệt giữa cellulose và các

phân tử carbohydrate phức tạp khác.

- Cellulose được cấu tạo thành chuỗi dài gồm ít nhất 500 phân tử glucose. Các

chuỗi cellulose này xếp đối song song tạo thành các vi sợi cellulose có đường kính

khoảng 3,5 nm. Mỗi chuỗi có nhiều nhóm OH tự do, vì vậy giữa các sợi ở cạnh

nhau kết hợp với nhau nhờ các liên kết hidro được tạo thành giữa các nhóm OH

của chúng. Các vi sợi lại liên kết với nhau tạo thành vi sợi lớn hay còn gọi là bó

mixen có đường kính 20 nm, giữa các sợi trong mixen có những khoảng trống lớn.

Khi tế bào còn non, những khoảng này chứa đầy nước, ở tế bào già thì chứa đầy

lignin và hemicellulose.

- Cellulose có cấu trúc rất bền và khó bị thủy phân. Người và động vật không

có enzyme phân giải cellulose (cellulase) nên không tiêu hóa được cellulose, vì vậy

cellulose không có giá trị dinh dưỡng. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy

cellulose có thể có vai trò điều hòa hoạt động của hệ thống tiêu hóa. Vi khuẩn

trong dạ cỏ của gia súc, các động vật nhai lại và động vật nguyên sinh trong ruột

của mối sản xuất enzyme phân giải cellulose. Nấm đất cũng có thể phân hủy

cellulose. Vì vậy chúng có thể sử dụng cellulose làm thức ăn.

1.2.4.2. Enzyme phân giải cellulose – enzyme cellulase

Hệ enzyme phân giải cellulose gồm ba loại enzyme

a) Enzyme cellulase

Cellulase là enzyme đa cấu tử gồm:

(i) Endoglucanase hay 1,4-b -D-glucan-4-glucanohydrolase (EC 3.2.1.4),

(ii) Các exoglucanase, gồm 1,4-b -D-glucan glucanohydrolases (hay

cellodextrinases) (EC 3.2.1.74, CBHI) và 1,4-b -D-glucan cellobiohydrolases

(cellobiohydrolases) (EC 3.2.1.91, CBHII),

(iii) b -glucosidase hay b -glucoside glucohydrolases (EC 3.2.1.21)

b) Cơ chế xúc tác (Hình 1.14)

- Enzyme Endoglucanase cắt ngẫu nhiên nội phân tử cellulose ở vùng vô định

hình, sinh ra các oligosaccharide với chiều dài khác nhau,

- Exoglucanase cắt từng bước một từ đầu khử hoặc đầu không khử của sợi

cellulose polysaccharide, giải phóng hoặc glucose (trường hợp glucanohydrolase,

CBII) hoặc cellobiose (trường hợp cellobiohydrolase CBI). Các Exoglucanases

cũng có thể tấn vùng tinh thể của cellulose, cắt từ đầu khử và không khử.

b -glucosidase thủy phân cellodextrin tan hay cellobiose thành glucose. -

Hình 1.14. Các enzyme của phức hợp cellulose (Microbiology and

Molecular Biology Review, 2002)

Khái niệm hiệp lực (synergy) của các enzyme cellulose:

Vì cấu trúc cellulose cực kỳ khó phân hủy, phải có sự hiệp lực giữa các enzyme

mới phá vỡ được cấu trúc cellulose. Các dạng hiệp lực như sau:

(i) Hiệp lực giữa enzyme endoglucanase và exoglucanase (endo-exo synergy). (ii) Hiệp lực giữa exoglucanase hoạt động từ đầu khử và exoglucanase hoạt động

từ đầu không khử của sợi cellulose (exo-exo synergy).

(iii) Hiệp lực giữa exoglucanase CBHII và b -glucosidase để thủy phân

1.2.4.3. Vi sinh vật phân giải cellulose

cellobiose sinh ra do endoglucanase và CBHI.

Trong điều kiện hiếu khí, nhiều loại nấm, vi khuẩn, và cũng myxomycetes có liên

quan đến sự xuống cấp của cellulose.

Vi sinh vật

Nhóm

Loài

Chi Aspergillus

Nấm

A. niger A. nidulan A. oryzae

(recombinant)

Fusarium

Humicola

Melanocarpus Penicillium

Trichoderma

Vi khuẩn

Acidothermus Baccilus

Clostridium

Xạ khuẩn

Pseudomonas Rhodothermus Cellulomonas

F. solani F. oxysporum H. insolens H. grisea M. albomyces P. brasilianum P. occitants P. decumbans T. reesei T. longibrachiatum T. harzianum A. cellulolyticus Baccilus sp Baccilus subtilis C. acetobutylicum C. thremocellum P. cellulosa R. marinus C. fimi C. bioazotea C. uda

Bảng 1.9. Các vi sinh vật phân hủy cellulose (Sukumaran)

Streptomyces

Thermononospora

S. drozdowiczii S. sp S. lividans T. fusca T. curvata

Vi sinh vật hiếu khí có thể phân hủy vật liệu giàu xơ bao gồm các thành phần

khác, trong khi vi sinh vật kị khí chỉ có phân hủy cellulose. Các vi sinh vật kị khí

thường được phân lập trong dạ cỏ đại gia súc hay bồn ủ kị khí. Các vi sinh vật phân

hủy trong hố ủ compost, bùn họat tính thường là vi sinh vật hiếu khí. Một số chịu

nhiệt vì được phân hủy từ suối nước nóng, đa số ưa ấm.

Trong khi nấm phân hủy cellulose thường tiết enzyme ngoại bào, thì hệ enzyme

cellulase từ vi khuẩn thường phức tạp, có thể ngoại bào, có thể nội bào hay liên kết

tế bào. Hệ enzyme cellulase từ vi khuẩn có nhiều điểm thú vị và khác biệt với hệ

enzyme từ vi nấm và ngày nay có nhiều ứng dụng đáng quan tâm.

a) Nấm phân giải cellulose

`Nấm có thể tiết các enzyme phân hủy phụ phế phẩm giàu xơ, tức là phân hủy

lignin, hemicelluloses và cellulose với các mức độ khác nhau. Một vài loại nấm kể

đến là Fusarium, và Aspergillus và Trichoderma, trong đó Aspergillus spp. và

Trichoderma spp. thường được phân lập làm chủng sản xuất enzyme cellulase.

b) a)

Hình 1.15. Nấm Trichoderma phân hủy cellulose, a) Nấm Trichoderma spp.

trên gỗ, b) Sợi nấm T. reesei dưới kính hiển vi.

b) Vi khuẩn, xạ khuẩn phân giải cellulose

Vi khuẩn phân hủy cellulose gồm cả vi khuẩn hiếu khí lẫn kị khí. Trong số vi

khuẩn hiếu khí, nhóm niêm khuẩn (Myxobacteria) như Cytophaga, Polyangium,

Sorangium, và nhóm Actinobacteria (trước đây gọi là actinomycetes) liên quan như

Cellulomonas và Streptomyces. Ngoài ra, còn có Pseudomonas và một số Bacillus.

Trong điều kiện yếm khí, cellulose bị phân hủy chủ yếu nhờ Clostridium ưa ấm

và ưa nhiệt.

b) a)

Hình 1.16. Một số vi khuẩn phân giải cellulose a, b) Khuẩn lạc và tế bào

Sorangium cellulosum; c) Vi khuẩn Clostridium đang phân giải sợi cellulose.

1.2.5. Tannin và quá trình phân giải tannin

Trong nhiều phụ phế phẩm giàu xơ, hàm lượng tannin chiếm một lượng đáng

kể, ức chế họat động của nhiều vi sinh vật trong quá trình phân hủy.

1.2.5.1. Tannin

Tannin là nhóm hợp chất thức cấp tồn tại phổ biến trong thực vật có cấu trúc

hóa học là polyphenol, có khả năng tạo liên kết bền vững với protein và một số hợp

chất cao phân tử thiên nhiên (cellulose, pectin).

Thành phần chính của tannin là gallotannin, ellagitannin, condensed tannin, và

complex tannin:

- Gallotannins là tannin với sự có mặt của acid gallic, acid digallic và acid

chebulic acid tạo liên kết ester với glucose. Gallotannin dễ bị thủy phân dưới điều

kiện aicd hay kiềm yếu hoặc với nước nóng hoặc enzyme.

- Ellagitannin tạo nên từ các thành phần là các ellagic acid liên kết với các

glucosides. Các phân tử có phần chủ đạo là quinic acid thay cho glucose cũng được

coi là ellagitannins. Ellagitannin thường bền hơn gallotannin.

- Tannin phức hợp (complex tannin) tạo thành do phản ứng giữa gallic acid

hoặc ellagic acid với catechin và glucoside.

- Tannin không tan (condensed tannin) hay proanthocyanidin là các hợp chất

phức tạp tạo nên từ các thành phần flavonoid rất khó bị thủy phân.

Hình 1.17. Các cấu trúc chính của tannin (Cristóbal N. A et al. 2007)

Tính chất của tannin

- Kết tủa protein không thuận nghịch.

- Ức chế sự tăng trưởng của nhiều loại vi sinh vật trừ những vi sinh vật có thể

tổng hợp enzyme phân hủy tannin là tannase.

- Tannin không tan không bị vi sinh vật phân hủy.

- Tannase chủ yếu thủy phân gallotannin.

1.2.5.2. Enzyme phân giải tanin – enzyme tannase

a) Enzyme tannase

Tannin acyl hydrolase (EC3.1.1.20) thường được gọi là tannase xúc tác phân

hủy acid tannic, methyl gallate, ethyl gallate, n- propylgallate, và isoamyl gallate

(hình cơ chế).

Tannase thủy phân liên kết ester của acid tannic. Tannase thủy phân hoàn toàn

tannic acid và glucose.

Hình 1.18. Cơ chế hoạt động của tannase (Cristóbal NA, 2007)

b) Cơ chế tác dụng của enzyme tannase

Tannase xúc tác phản ứng phân hủy, tannin thủy phân được như tannic acid,

methyl gallate, ethyl gallate, propyl gallate và iso amyl gallate. Tannase thủy phân

liên kết ester của tannic acid. Tannase thủy phân tannic acid hoàn toàn đến gallic

acid và dẫn xuất glucose.

1.2.5.3. Vi sinh vật phân giải tannin

Các vi sinh vật phân giải tannin (tiết enzyme tannase) thuộc nhóm vi khuẩn, nấm

men và nấm sợi.

Bảng 1.10 cho thấy vi khuẩn phân giải tannin chủ yếu là vi khuẩn Gram dương

thuộc chi Bacillus, vi khuẩn lên men lactic như Lactobacillus spp., Leuconostoc

spp., Streptococcus spp.

Về nấm sợi nhiều loài của chi Aspergillus, Penicillium, Trichoderma có khả

năng phân giải tannin (bảng 1.10).

Bảng 1.10. Chủng vi sinh vật có khả năng phân giải enzyme tannase

(Cristóbal NA, 2007 và nhiều tác giả khác)

Nấm sợi nhiều loài của chi Aspergillus, Vi sinh vật Penicillium, Trichoderma

Vi khuẩn

Achromobacter sp Bacillus pumilus Bacillus polymyxa Corynebacterium sp Bacillus cereus Klebisella planticola Klebisella pneumoniae Pseudomonas solanaceanum Streptococcus bovis Streptococcus gallolyticus LactoBacillus plantarum LactoBacillus paraplantarum LactoBacillus pentosus LactoBacillus acidophilus LactoBacillus animalis LactoBacillus murinus Enterococcus faecalis Weissella paramesenteroides Aspergillus rugulosus Aspergillus terreus Aspergillus foetidus Penicillium notatum Penicillium islandicum Penicillium chrysogenum Penicillium digitatum Penicillium acrellanum Penicillium carylophilum Penicillium citrinum Penicillium charlessi Penicillium variable Penicillium glaucum Penicillium crustosum Penicillium restrictum Penicillium glabrum Trichoderma hamatum Trichoderma harzianum Fusarium solani Fusarium oxysporium

Leuconostoc fallax

Mucor sp. Paecilomyces variotii Rhizopus oryzae Cryphonectria parasitica Heliocostylum sp. Cunnighamella sp. Syncephalastrum racemosum Neurospora crassa

Nấm men Candida sp Saccharomyces cerevisiae Pichia spp Nấm Aspergillus niger Aspergillus gallonyces Aspergillus awamori Aspergillus fumigatus Aspergillus versicolor Aspergillus flavus Aspergillus caespitosum Aspergillus oryzae Aspergillus aculeatus Aspergillus Aureus Aspergillus fischeri Enzyme tannase từ lâu đã được sử dụng để giải quyết ô nhiễm môi trường do

nứơc thải ngành thuộc da và những vấn đề khác liên quan. Hiện nay người ta vẫn

tiếp tục nghiên cứu phân lập tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải

tannin cao để sả xuất tannase. Ngoài ra hướng sử dụng trực tiếp sinh khối vi sinh

vật trong xử lý được quan tâm nhằm giảm giá thành xử lý (K. Murugan và Saleh A.

Al-Sohaibani, 2010).

1.3. Tổng quan về compost

1.3.1. Định nghĩa compost

Ủ compost là một quá trình sinh học chuyển đổi các chất thải hữu cơ thành mùn

nhờ các quần thể vi sinh vật dưới những điều kiện được kiểm soát như độ ẩm, nhiệt

độ và không khí (Hình 1.19) Trong quá trình ủ compost, vi sinh vật chuyển hóa chất

hữu cơ nhiều nguồn gốc khác nhau (thực vật, động vật) thành thành CO2 và hơi

nước do phân hủy hiếu khí, đồng thời sản sinh rất nhiều nhiệt tiêu diệt mầm bệnh,

sản phẩm còn lại giống như đất gọi là mùn hay compost, có thể được sử dụng như

phân bón hữu cơ (Rizwan AHMAD1 et al., 2007).

Vi sinh vật (Vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn)

enzymes

Tỉ lệ

C/N

MÙN

Độ ẩm

Nhiệt

độ

CHẤT HỮU CƠ • Protein • Carbon • Lipid • Ligin

pH CO2

Nhiệt độ

Hình 1.19. Quá trình ủ compost (M. Tuomela, M. Vikman, A. Hatakka, M.

Itaevaara, 2000)

1.3.2. Những lợi ích và hạn chế của quá trình ủ compost

1.3.2.1. Lợi ích của quá trình ủ compost

- Ổn định chất thải: Các phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình làm phân

hữu cơ sẽ chuyển hóa chất hữu cơ dễ thối rửa sang dạng ổn định, chủ yếu là các

chất vô cơ ít gây ô nhiễm môi trường khi thải ra đất và nước.

- Làm mất hoạt tính của vi sinh vật gây bệnh: Nhiệt độ của chất thải sinh ra từ quá trình phân hủy sinh vật có thể đạt khoảng 60oC, đủ để làm mất hoạt tính của

VSV gây bệnh, virut và trứng giun sán nếu như nhiệt độ này duy trì ít nhất một

ngày. Do đó, các sản phẩm của quá trình làm phân hữu cơ có thể thải bỏ trên đất

hoặc sử dụng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho đất.

- Thu hồi dinh dưỡng và cải tạo đất: Các chất dinh dưỡng (N, P, K) có trong

chất thải thường ở dạng hữu cơ phức tạp, cây trồng khó hấp thụ. Sau quá trình làm

phân hữu cơ, các chất này được chuyển hóa thành các chất vô cơ như NO3-, PO43-

thích hợp cho cây trồng. Sử dụng sản phẩm của quá trình chế biến phân từ CTR hữu

cơ bổ sung dinh dưỡng cho đất, có khả năng làm giảm sự thất thoát dinh dưỡng do

rò rỉ vì các chất dinh dưỡng vô cơ tồn tại chủ yếu dưới dạng không tan. Thêm vào

đó, lớp đất trồng cũng được cải tiến nên giúp rễ cây phát triển tốt hơn.

- Làm khô bùn: Phân người, phân động vật và bùn chứa khoảng 80÷95%

nước, do đó chi phí thu gom, vận chuyển và thải bỏ cao. Làm khô bùn trong quá

trình ủ phân là phương pháp lợi dụng nhiệt của chất thải sinh ra từ quá trình phân

hủy sinh học làm bay hơi nước chứa trong bùn.

- Tăng khả năng kháng bệnh cho cây trồng: Với hàm lượng dinh dưỡng cao,

dễ hấp thụ và chủng loại VSV đa dạng, phân hữu cơ không những làm tăng năng

suất cây trồng mà còn giảm thiểu bệnh trên cây trồng. Đối với các loại phân hóa học

khác cây trồng chỉ hấp thu được một phần chất dinh dưỡng nhưng đối với phân hữu

cơ cây trồng có khả năng hấp thụ hầu hết các chất dinh dưỡng, đồng thời cây trồng

phát triển tốt và có khả năng kháng bệnh cao. Ứng dụng phân hữu cơ trồng cây sầu

riêng do trung tâm nghiên cứu cây Ăn Qủa Miền Đông Nam Bộ thực hiện cho thấy

chỉ số bệnh Phytophthora trên cây Sầu Riêng giảm đáng kể sau 2÷3 năm bón phân

hữu cơ là một ví dụ điển hình.

1.3.2.2. Hạn chế của quá trình làm compost

- Hàm lượng chất dinh dưỡng trong phân hữu cơ không thỏa mãn yêu cầu.

- Do đặc tính của chất hữu cơ có thể thay đổi rất nhiều theo thời gian, khí hậu

và phương pháp thực hiện, nên tính chất của sản phẩm cũng khác nhau. Bản chất

vật liệu làm phân thường làm cho sự phân bố nhiệt độ trong đống phân không đồng

đều. Do đó, khả năng làm mất hoạt tính của VSV gây bệnh trong phân cũng không

hoàn toàn.

- Qúa trình làm phân hữu cơ thường tạo mùi hôi, gây mất mỹ quan…

1.3.3. Khoa học ủ compost

1.3.3.1. Cơ chất của quá trình củ compost

Các chất hữu cơ đều có thể tham gia vào quá trình ủ compost. Phụ phế phẩm

giàu xơ là nguồn chất hữu cơ quan trọng để ủ compost. Cơ chất ủ compost phải cân

đối để cung cấp dinh dưỡng cho sự phát triển vi sinh vật, không chứa các chất ức

chế cho tăng trưởng vi sinh vật nói chung. Thành phần hóa học và cấu trúc của phụ

phế phẩm giàu xơ cũng như các vi sinh vật tiềm năng phân hủy phụ phế phẩm giàu

xơ đã được trình bày trong phần 1.2.

1.3.3.2. Vi sinh vật và quá trình sinh học chuyển hóa compost

Composting (ủ compost) là một quá trình hiếu khí nên có sự tham gia chủ yếu

của các vi sinh vật hiếu khí. Các quá trình chính xảy ra trong qua trình ủ compost

bao gồm các vi sinh vật tiết enzyme ngoại bào thủy phân cơ chất hữu cơ thành các

đơn phân và hô hấp hiếu khí của vi sinh vật tổng hợp năng lượng (sinh nhiệt) giải

phóng CO2 và H2O.

Trong quá trình ủ có sự tham gia của nhiều loại vi sinh vật khác nhau như nấm,

vi khuẩn, xạ khuẩn (Actinomycetes) đôi khi còn có tảo ….Hầu hết hoạt động của vi

sinh trong quá trình chế biến Compost có đến 80 – 90% là do vi khuẩn.

Một trong những yêu cầu sản xuất Compost là phải hạn chế đến mức tối đa các

loài vi sinh vật gây hại có trong sản phẩm, do đó để đảm bảo tiêu chuẩn tiêu diệt

mầm bệnh, trong lúc vận hành chế biến Compost cần đảm bảo nhiệt độ để có thể

tiêu diệt hết mầm bệnh.

1.3.3.3. Diễn biến quá trình ủ compost

Quá trình làm Compost có thể phân ra làm các giai đoạn khác nhau dựa theo sự

biến thiên nhiệt độ :

- Pha thích nghi : là giai đoạn cần thiết để vi sinh vật thích nghi với môi

trường mới.

- Pha tăng trưởng (mesophilic): đặc trưng bởi sự gia tăng nhiệt độ do quá trình

phân hủy sinh học đến ngưỡng nhiệt trung bình (nhiệt độ môi trường - 40oC).

- Pha ưa nhiệt (thermophilic: 40-60oC) : là giai đoạn nhiệt độ tăng cao nhất.

Đây là giai đoạn ổn định hóa chất thải và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh hiệu quả

nhất. Phản ứng hóa sinh này được đặc trưng bằng các phương trình trong trường

hợp làm phân compost hiếu khí như sau:

CONHS + O2 + VSV hiếu khí => CO2 + NH3 + sp khác + năng lượng

Tại những vùng kị khí cục bộ, phản ứng là

COHNS +VSV kị khí =>CO2 +H2S +NH3 + CH4 + sp khác + năng lượng

- Pha trưởng thành : là giai đoạn giảm nhiệt độ đến mức trung bình

(mesophilic) và cuối cùng bằng nhiệt độ môi trường. Quá trình lên men lần thứ hai

chậm và thích hợp cho sự hình thành keo mùn (là quá trình chuyển hóa các chất hữu

cơ thành mùn và các khoáng chất sắt, canxi, nitơ …) và cuối cùng thành mùn.

-) cũng xảy ra như sau:

Các phản ứng nitrate hóa, trong đó ammonia bị oxy hóa sinh học tạo thành

-) và cuối cùng thành nitrate ( NO3

nitrite (NO2

- + 2H+ + H2O

NH4

+ + 3/2 O2 = NO2 - - + ½ O2 = NO3

NO2

Kết hợp hai phương trình trên, quá trình nitrate diễn ra như sau:

- + 2H+ + H2O

+ + 2 O2 = NO3 - cũng được tổng hợp trong mô tế bào, phản ứng đặc trưng cho quá trình

NH4

Vì NH4

tổng hợp trong mô tế bào:

+ + 4 CO2 + HCO3

- + H2O = C5H7NO2 + 5 O2

NH4

Phương trình phản ứng nitrate hoá tổng cộng xảy ra như sau:

+ + 37 O2 + 4 CO2 + HCO3

- = 21 NO3

- + C5H7NO2 + 20 H2O + 42 H+

22 NH4

Hình 1.20. Thay đổi nhiệt độ và pH trong quá trình ủ compost (M. Tuomela, M.

Vikman, A. Hatakka, M. Itaevaara, 2000)

1.3.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình sản xuất compost

a) Các yếu tố dinh dưỡng

Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật: trong

đó cacbon và nitơ là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng

nhất; Photpho (P) là nguyên tố quan trọng kế tiếp; Lưu huỳnh (S), canxi (Ca) và các

nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất của tế bào.

i) Tỷ lệ C/N

Khoảng 20% - 40% C của chất thải hữu cơ cần thiết cho quá trình đồng hoá

thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hoá thành CO2. Carbon cung cấp năng lượng

và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lượng tế bào vi sinh vật. Nitơ là

thành phần chủ yếu của amino acid, protein, acid nucleic, enzyme, co-enzyme cần

thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào.

Tỷ lệ C/N tối ưu cho quá trình ủ compost khoảng 25-30:1. Ở mức tỷ lệ thấp hơn,

nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3, nguyên nhân gây ra mùi khai. Nếu tỷ lệ C/N của

chất thải rắn làm phân cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hoá, oxy hoá phân carbon dư

cho đến khi đạt tỷ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cần thiết cho quá trình làm

phân bị kéo dài hơn và sản phẩm thu được chứa ít mùn hơn. Theo nghiên cứu cho

thấy, nếu tỷ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân là 12

ngày, nếu tỷ lệ này dao động trong khoảng 20 – 50, thời gian cần thiết là 14 ngày và

nếu tỷ lệ C/N = 78, thời gian cần thiết sẽ là 21 ngày.

Khi bắt đầu quá trình ủ compost, tỷ lệ C/N giảm dần từ 30:1 xuống còn 15:1 ở

các sản phẩm cuối cùng do 2/3 carbon được giải phóng tạo ra CO2 khi các hợp chất

hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật.

Mặc dù đạt tỷ lệ C/N khoảng 30:1 là mục tiêu tối ưu trong quá trình ủ compost,

nhưng tỷ lệ này có thể được hiệu chỉnh theo giá trị sinh học của vật liệu ủ, trong đó

quan trọng nhất là cần quan tâm tới các thành phần có hàm lượng lignin cao.

Tỷ lệ C/N của các chất thải khác nhau được trình bày trong bảng 1.11. Trừ phân

ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác nhau đều phải được điều

chỉnh để đạt giá trị tối ưu trước khi tiết hành làm phân.

Bảng 1.11. Tỷ lệ C/N của các chất thải

STT CHẤT THẢI Tỷ lệ C/N

6 –10 0,8 3,0 4,1 18 15 - - 25 11 - 6 12 – 15 11 – 12 19 25 128 – 150 48 200 – 500 N % (khối lượng khô) 5,5 – 6,5 15 – 18 10 – 14 - 1,7 6,3 3,8 3,8 2,3 4–7 2,4 5 3–6 2,5 – 4 2,4 1,5 0,3 – 0,5 0,1 0,1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Phân bắc Nước tiểu Máu Phân động vật Phân bò Phân gia cầm Phân cừu Phân heo Phân ngựa Bùn cống thải khô Bùn cống đã phân hủy Bùn hoạt tính Cỏ cắt xén Chất thải rau quả Cỏ hỗn hợp Lá khoai tây Trấu lúa mì Trấu yến mạch Mạt cưa (Chongrak, 1996)

Trong thực thế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỉ lệ C/N tối ưu gặp phải

khó khăn vì những lý do sau:

- Một phần các cơ chất như cellulose và lignin khó bị phân hủy sinh học, chỉ

bị phân hủy sau một khoảng thời gian dài.

- Một số chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có.

3-.

- Quá trình cố định N có thể xảy ra dưới tác dụng của nhóm vi khuẩn

Azotobacter, đặc biệt khi có mặt đủ PO4

- Phân tích hàm lượng C khó đạt kết quả chính xác.

Hàm lượng cacbon có thể xác định theo phương trình sau:

(cid:0) % (cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) % C =

.(cid:0)

(cid:0)

% C trong phương trình này là lượng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ

43 5500C trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị phân hủy ở 550oC) sẽ có giá trị %C cao, nhưng đa phần không có khả năng phân

hủy sinh học.

Hàm lượng N được xác định bằng phương pháp Kjelhahl.

ii) Khoáng đa lượng và vi lượng

- Khoáng đa lượng như: P, S, Ca, và K.

- Nguyên tố vi lượng như: Mg, Mn, Co, Fe, …

Trong thực tế, hầu hết chúng trở nên độc nếu nồng độ vượt quá mức cho phép. Hầu

hết những nguyên tố Mg, Co, Mn, Fe, S…có vai trò trong việc trao đổi tế bào chất.

Cơ chất là nguồn cung cấp các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và vi lượng cần

thiết, cho dù có sự bất ổn trong quá trình hoạt động nhưng trong thực tế muốn có lợi

ích bắt buộc phần lớn hoặc tất cả cơ chất trong quá trình sản xuất compost đều là

chất thải. Sự bất ổn là do nguyên nhân giữa các nguyên liệu khác nhau, có sự khác

nhau bởi một số chất dinh dưỡng đối với vi khuẩn. Sự khác nhau đó phụ thuộc vào

sự chênh lệch độ bền giữa các phân tử hữu cơ khác nhau trước sự phân hủy của vi

khuẩn, do đó dẫn đến sự khác biệt dẫn đến các quá trình.

b) Độ ẩm

Độ ẩm (nước) là một yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá

trình chế biến phân hữu cơ. Vì nước cần thiết cho quá trình hoà tan dinh dưỡng vào

nguyên sinh chất của tế bào.

Độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ compost nằm trong khoảng 40-60%. Các vi sinh

vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy chất thải rắn thường tập trung

tại lớp nước mỏng trên bề mặt của phân tử CTR. Nếu độ ẩm quá nhỏ (< 30%) sẽ

hạn chế hoạt động của vi sinh vật, còn khi độ ẩm quá lớn (> 65%) thì quá trình phân

hủy sẽ chậm lại, sẽ chuyển sang chế độ phân hủy kỵ khí vì quá trình thổi khí bị cản

trở do hiện tượng bít kín các khe rỗng không cho không khí đi qua, gây mùi hôi, rò

rỉ chất dinh dưỡng và lan truyền vi sinh vật gây bệnh .

Độ ẩm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nước có nhiệt

dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác.

Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào. Độ ẩm cao có thể điều

chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn như: mạt cưa, rơm rạ…

Thông thường độ ẩm của phân bắc, bùn và phân động vật thường cao hơn giá trị tối

ưu, do đó cần bổ sung các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết.

c) Sự thông khí

Khối ủ được cung cấp không khí từ môi trường xung quanh để vi sinh vật sử

dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt.

Nếu khí không được cung cấp đầy đủ thì trong khối ủ có thể có những vùng kị khí,

gây mùi hôi.

Lượng không khí cung cấp cho khối phân hữu cơ có thể thực hiện bằng cách:

- Đảo trộn;

- Cắm ống tre;

- Thải chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp;

- Thổi khí.

Quá trình đảo trộn cung cấp khí không đủ theo cân bằng tỉ lượng. Điều kiện hiếu

khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi

trường tuỳ tiện hoặc kị khí. Do đó, tốc độ phân hủy giảm và thời gian cần thiết để

quá trình ủ phân hoàn tất bị kéo dài.

Cấp khí bằng phương pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy nhiên,

lưu lượng khí phải được khống chế thích hợp. Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn đến chi

phí cao và gây mất nhiệt của khối phân, kéo theo sản phẩm không đảm bảo an toàn

vì có thể chứa vi sinh vật gây bệnh. Khi pH của môi trường trong khối phân lớn hơn

7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm thất thoát nitơ dưới dạng NH 3. Trái lại, nếu

thổi khí quá ít, môi trường bên trong khối phân trở thành kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ phân thường trong khoảng 5 –10m3 khí/tấn nguyên liệu/h.

d) Kích thước hạt

Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân hủy.

Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra trên bề mặt hạt, hạt có kích thước nhỏ sẽ có

tổng diện tích bề mặt lớn nên sẽ tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy.

Tuy nhiên, nếu kích thước hạt quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lưu thông khí trong

đống ủ, điều này sẽ làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và giảm

mức độ hoạt tính của vi sinh vật.

Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo ra các rãnh khí làm

cho sự phân bố khí không đều, không có lợi cho quá trình chế biến phân hữu cơ.

Đường kính hạt tối ưu cho quá trình chế biến khoảng 3 – 50mm. Kích thước hạt tối

ưu có thể đạt được bằng nhiều cách như cắt, nghiền và sàng vật liệu thô ban đầu.

CTR đô thị và CTR công nghiệp phải được nghiền đến kích thước thích hợp trước

khi làm phân.

Phân bắc, bùn và phân động vật thường có kích thước hạt mịn, thích hợp cho

quá trình phân hủy sinh học.

e) Nhiệt độ

Nhiệt trong khối ủ là sản phẩm phụ của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi vi

sinh vật, phụ thuộc vào kích thước của đống ủ, độ ẩm, không khí và tỷ lệ C/N, mức

độ xáo trộn và nhiệt độ môi trường xung quanh.

Nhiệt độ trong hệ thống ủ không hoàn toàn đồng nhất trong suốt quá trình ủ, phụ

thuộc vào lượng nhiệt tạo ra bởi các vi sinh vật và thiết kế của hệ thống.

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính của vi sinh vật trong

quá trình chế biến phân hữu cơ và cũng là một trong các thông số giám sát và điều khiển quá trình ủ CTR. Trong luống ủ, nhiệt độ cần duy trì là 55 – 650C, vì ở nhiệt

độ này, quá trình chế biến phân vẫn hiệu quả và mầm bệnh bị tiêu diệt. Nhiệt độ

tăng trên ngưỡng này, sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp hơn,

phân hữu cơ không đạt tiêu chuẩn về mầm bệnh.

Nhiệt độ trong luống ủ có thể điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau như hiệu

chỉnh tốc độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trường bên ngoài bằng cách

che phủ hợp lý.

f) pH

Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ

phân rác. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu

cơ. Trong giai đầu của quá trình ủ phân rác, các acid này bị tích tụ và kết quả làm

giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân hủy lignin

và cellulose. Các acid hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ phân rác. Nếu

hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các acid có thể làm pH giảm xuống đến 4,5 và

gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật.

1.3.3.5. Chất lượng compost a) Yếu tố chất lượng compost

Chất lượng của compost được đánh giá dựa trên bốn yếu tố sau:

- Mức độ lẫn tạp chất (thủy tinh, plastic, đá, kim loại nặng, chất thải hóa học,

thuốc trừ sâu...)

- Nồng độ các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng N, P, K; dinh dưỡng

trung lượng Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Bo).

- Mật độ vi sinh vật gây bệnh (thấp đến mức không ảnh hưởng đến cây trồng).

- Độ ổn định (độ chín) và hàm lượng chất hữu cơ (độ ổn định liên quan tới

nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ oxy trong quá trình chế biến phân hữu cơ; độ ổn định

thường tỷ lệ nghịch với hàm lượng chất hữu cơ, khi thời gian ủ phân kéo dài, độ ổn

định của phân sẽ tăng, tức là hàm lượng hữu cơ trong phân giảm).

b) Kiểm tra độ chín của compost

- Không chứa độc chất như acetic acid, phenol, ammonia,

- Ổn định dinh dưỡng như bảng 1.12.

Bảng 1.12. Các chỉ tiêu chất lượng của compost (AHMAD R. et al., 2007)

Ghi chú Chỉ tiêu Giá trị tối ưu

pH 6,5-7,5 <5 hay >8 đều có hại cho cây

Màu Nâu sâm đến đen

Cấu trúc (trạng thái) Xốp Hạt kích thước lớn chuyển

sang kích thước nhỏ

Mùi Không mùi Tốt nhất là mùi đất

Độ ẩm 15-25% Độ ẩm thấp nữa sẽ gây bụi

C: N 10-15:1 Compost với tỉ lệ C/N cao sẽ

làm giảm khả nănghấp thụ N

của cây

Chất hữu cơ 40-60% Thấp hơn: compost trộn đất.

Cao hơn: compost chưa phân

hủy xong

Độ dẫn điện 0-4 dS/m Quan trọng đối với cây trồng

nhà kính, trồng chậu, không

quan trọng khi trồng ngoài

đồng

N 1-3%

P 0,5-1%

K 1-1,5%

1.3.3.6. Các phương pháp tăng tốc độ ủ và cải thiện chất lượng compost

a) Các dạng chất bổ sung

(i) Bổ sung hóa học: bao gồm bổ sung khoáng và cá chất kích thích tăng trưởng

cây trồng

Bổ sung khóang

Bổ sung khoáng (NPK) nhằm cân đối tỉ số C: N và C:P để tạo điều kiện cho

VSV phát triển, đồng thời đóng góp vào giá trị dinh dữơng của compost. Bổ sung

Phosphate vô cơ làm tăng lượng humic acid cho compost. Ủ rơm lúa sẽ được

compost cất lượng tốt (C/N = 12,3) sau 8 – 10 tuần nếu bổ sung 1% phosphate vô

cơ. Để bổ sung N có thể sử dụng urea, NH4NO3 hoặc NH4Cl.

Bổ sung chất kích thích tăng trưởng thực vật

Đó là các hợp chất hữu cơ dùng một lượng rất nhỏ như kinetin, indole acetic

acid và giberellic acid làm compost trở thành phân hữu cơ giá trị hơn.

(ii) Bổ sung sinh học hay tăng cường sinh học

Tăng cường sinh học là sự bổ sung vào môi trường ủ compost một quần thể vi

sinh vật đã được nuôi cấy trước đó ở bên ngoài.

Mục đích của tăng cường sinh học là:

- Gia tăng tốc độ xử lý nhờ sự rút ngắn thời gian sinh trưởng (do cung cấp sẵn

một số lượng vi sinh vật ban đầu, số lượng này sẽ nhanh chóng phát triển).

- Tạo ưu thế cạnh tranh cho quần thể vi sinh vật được lựa chọn nhằm phục vụ

mục đích xử lý (do có mặt từ đầu với số lượng lớn, quần thể được đưa vào dễ chiếm

số lượng áp đảo và do đó khống chế các quần thể khác có sẵn trong môi trường).

- Cung cấp khả năng xử lý đối với một đối tượng xử lý đặc biệt nào đó dựa

trên các vi sinh vật chuyên biệt (ví dụ phụ phế phẩm giàu xơ thành phần

lignocellulose, chứa các chất ức chế vi sinh vật và cây trồng như tannin, phenol,

chất thải nguy hại, không xử lý được bằng các vi sinh vật thông thường).

- Để tăng hàm lượng N cho khối ủ người ta có thể tăng cường vi sinh vật cố

định đạm tự do như Azotobacter spp. Vi sinh vật phân hủy lân cũng được dùng để

tăng cường sinh học. Thay vì bổ sung hóa chất kích thích tăng trưởng thực vật,

người ta có thể bổ sung VSV có hoạt tính tổng hợp chất kích thích tăng trưởng thực

vật như nhiều chủng Azotobacter spp., Pseudomonas fluorescens

- Gần đây người ta còn tăng cường sinh học bằng giun đất để tạo ra nhiều giá trị

dinh dưỡng và độ thoáng khí cho khối ủ.

b) Các chế phẩm sinh học bổ sung vào khối ủ compost

Sử dụng những chế phẩm đa men vi sinh, hoặc đa enzyme, có tác dụng làm đẩy

nhanh quá trình compost đồng thời có tác dụng khử độc mùi hôi thối trong suốt quá

trình ủ phân. Như là:

(i) Chế phẩm sản xuất tại Việt Nam

Ở Việt Nam, hiện nay đã có nhiều chế phẩm được sản xuất trong nước. Như đối

với xử lý các loại phế phẩm nông nghiệp, rác thải sinh hoạt thì có các chế phẩm như

BIMA (Trichoderma), Vi-ĐK, BIO-F (xạ khuẩn Streptomyces sp., nấm

Trichoderma sp., vi khuẩn Bacillus sp.) … hầu hết được sản xuất bởi Viện sinh học

nhiệt đới Việt Nam (9/621 Xa lộ Hà Nội, Linh Trung, Thủ Đức, Tp.HCM ). Được

sử dụng để ủ phân gia súc, chất thải hũu cơ như rơm, rạ, rác thải sinh hoạt hữu cơ

(đã tách riêng rác vô cơ). Việc sử dụng chế phẩm có thể giúp rút ngắn thời gian ủ

hoai phân chuồng, phân xanh, rác từ 2-3 lần so với cách ủ thông thường. Ngoài ra

các chế phẩm còn được ứng dụng trong thủy sản, chăn nuôi, cây trồng …

(ii) Chế phẩm sản xuất trên thế giới

Chế phẩm Zymplex: sản phẩm đa men vi sinh vật, được sản xuất tại Mỹ.

Không gây độc cho người, động thực vật…có tác dụng thúc đẩy sự phân hủy chất

hữu cơ của các vi sinh vật. Hiện tại có 23 quốc gia đã công nhận khả năng của

Zymlex trong việc kiểm soát mùi hôi chuồng trại, xử lý nước thải, và chất thải gai

súc, gia cầm …thúc đẩy quá trình ủ phân compost.

Chế phẩm EM (Effective microorganicmes): EM là cộng đồng gồm 80 loại

vi sinh vật được sản xuất tại Nhật. Được tạo ra không phải bằng kỹ thuật di truyền

và cũng không chứa các loài vi sinh vật được tạo ra bởi kỹ thuật di truyền. Thành

phần chính của chế phẩm chủ yếu là các khuẩn quang hợp tổng hợp chất hữu cơ từ

CO2 và H2O, vi khuẩn cố định Nitơ (sử dụng chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp

để chuyển Nitơ trong không khí thành các hợp chất Nitơ), xạ khuẩn (sản sinh các

kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh và phân giải chất hữu cơ), vi khuẩn Lactic

(chuyển hoá thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu hoá), nấm men (sản sinh các

vitamin và các axít amin). Các vi sinh vật tạo ra một môi trường sinh thái đồng

nhất, sản sinh ra nhiều sản phẩm khác nhau cùng sinh trưởng, phát triển. Mỗi loại vi

sinh vật trong chế phẩm EM có chức năng năng họat động riêng của chúng. Các vi

sinh vật này đều là những vi sinh vật có lợi chung sống trong cùng một môi trường,

chúng sống cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ nhau do vậy hiệu quả của họat động

tổng hợp của chế phẩm tăng lên rất nhiều. Trong đó loài vi khuẩn quang hợp đóng

vai trò chủ chốt, sản phẩm của quá trình quang hợp là nguồn dinh dưỡng quan trọng

cho các loài khác trong chế phẩm EM. Có tác dụng xúc tiến quá trình phân hủy chất

hữu cơ có trong chất thải, phân chuồng, nước thải và kể cả thức ăn trong đường ruột

của gia súc, gia cầm. EM cũng có tác dụng khử mùi hôi của chuồng trại, bãi rác,

nước thải…xúc tiến nhanh quá trình ủ compost.

Chế phẩm Enchoice (EC): bao gồm nhiều loại enzyme khác nhau: Lipase,

Amylase, Protease, Cellulase. Dung dịch EC màu nâu, mùi men, hơi nhớt, độ pH

3,4 – 4,8, trọng lượng riêng từ 1400 – 1700. Hoàn toàn không có nguồn gốc từ động

vật, với chất nền là đường mía. Các thành phần cấu thành ENCHOICE được tổng

hợp từ một quá trình lên men lạnh và bao gồm: tảo, nước, đường, men, mạch nha,

urê, các chất hoạt động bề mặt không chứa ion (non-ionic), mật đường, acid citric,

và acid lactic.

1.4. Nghiên cứu ứng dụng tăng cường sinh học đã được áp dụng đối với mụn

dừa.

Như đã trình bày ở phần trên, mụn dừa thuộc phụ phế phẩm giàu xơ chứa hàm

lượng lignin, cellulose cao, tỉ lệ C/N = 58-112:1 nên rất khó ủ compost. Một thành

phần nữa là tannin ức chế phát triển của nhiều VSV làm quá trình ủ kéo dài. Bù đắp

lại, mụn dừa chứa một lượng lớn K và P có thể đóng góp vào dinh dưỡng cây trồng.

Nhiều nghiên cứu ứng dụng tăng cường sinh học đã được áp dụng đối với mụn

dừa.

(i) Việt Nam:

- Nguyễn Thị Lạc, 2006: mụn dừa ngâm xả nước giảm tannin từ 2,6% xuống

0,5%, ngâm dung dịch kiềm yếu NaOH 5% 2 ngày lignin giảm từ 51,3% xuống

21,2%, điều chỉnh tỉ lệ C/N (từ 286 xuống còn 37) bằng cách bổ sung 6%

(NH4)2SO4 rồi ủ với men vi sinh chứa Streptomyces cellulosae, Trichoderma

reesei và Aspergillus niger sau 28 ngày có thể đem sử dụng.

- Trương Tú Uyên, 2007 lại sử dụng mụn dừa sau khi xử lý trồng nấm bào ngư

ủ với xạ khuẩn đạt kết quả rất tốt sau 60 ngày ủ, giảm đáng kể tỉ lệ C/N, hàm lượng

lignin, hemicelluloses và cellulose.

- Đại học cần thơ (Võ Hoài Chân, 2008) xử lý mụn dừa với nước vôi rồi ủ với

Trichoderma spp.

(ii) Nước ngoài

Công nghệ ủ compost mụn dừa của Ấn Độ

1 tấn mụn dừa + 5 kg urea + 1,5 kg tơ nấm Pleurotus sajor caju ủ 45 ngày

Công nghệ thực hiện như sau:

- Sử dụng một diện tích dài 5 m, rộng 3 m ở nơi có bóng râm.

- Rải 100 kg mụn dừa, rải Pleurotus sajor caju đều trên mặt mụn dừa, rải tiếp

100 kg mụn dừa nữa, rải 1 kg urea.

- Lập lại trình tự cho hết 1 tấn mụn đừa, 1,5 kg tơ giống, 5 kg urea

- Tưới nước để đạt độ ẩm 50% (giữ ở độ ẩm này)

- Ủ 30 ngày, tưới nước nếu cần để giữ độ ẩm.

- Thể tích giảm tới 40%. (Parthasarathy, V.A, 2008).

- 1 tấn mụn dừa + 5 kg urea + 1,5 kg tơ nấm Pleurotus sajor caju ủ 45 ngày.

Có thể thay thế urea bằng vi khuẩn cố định đạm (Hình 1.21)

b) a)

c) d)

Hình 1.21. Ủ phân compost mụn dừa ở Ấn Độ

a) Khối ủ ngoài trời; b) Khối ủ thí nghiệm; c) Tơ Pleurotus spp.; d) Thể quả

Pleurotus spp. (http://agritech.tnau.ac.in/org_farm/orgfarm_coircompost.html)

Bảng 1.13. Giá trị dinh dưỡng của mụn dừa trước và sau khi ủ compost

(http://agritech.tnau.ac.in/org_farm/orgfarm_coircompost.html)

STT Chỉ tiêu

Phosphorous Potassium

Lignin 1 2 Cellulose 3 Carbon 4 Nitrogen 5 6 7 Calcium 8 Magnesium Iron(ppm) 9 10 Manganese(ppm) 11 Zinc(ppm) 12 Copper(ppm) 13 C:N ratio Mụn dừa trước khi ủ (%) 30.00 26.52 26.00 0.26 0.01 0.78 0.40 0.36 0.07 12.50 7.50 3.10 112.1 Mụn dừa sau khi ủ (%) 4.80 10.10 24.00 1.24 0.06 1.20 0.50 0.48 0.09 25.00 15.80 6.20 24:1

Trong nghiên cứu này không đề cập đến tannin.

Ngoài ra có nhiều nghiên cứu khác sử dụng nấm phân hủy lignocellulose như

Phanerochaete chrysosporium, Trichoderma, Aspergillus … (Bảng 1.13)

Để thay thế urea bổ sung khi ủ với nấm phân hủy lignocellulose, nhiều nghiên

cứu bổ sung Azotobacter hay Azospirillum spp. (Srinivasan et al., 2005, Regnuvaran

et al, 2010). Có nghiên cứu sử dụng khuẩn lam cố định đạm (Anabaena azollae) ủ

với mụn dừa cũng đạt kết quả khích lệ về tăng hàm lượng N, nhưng chưa phối hợp

với VSV phân hủy lignocelluloses nên tỉ lệ phân hủy lignin, cellulose chưa cao

(bảng 1.14)

Các ứng dụng của compost mụn dừa làm phân bón cũng đã được nghiên cứu và

ứng dụng nhiều ở Ấn Độ. Compost mụn dừa được khuyến cáo sử dụng thay thế

phân chuồng và các dạng phân hữu cơ khác (Savithri và Khan, 1994). Nhiều nghiên

cứu ứng dụng đã triển khai

1) Sử dụng compost mụn dừa kết hợp NPK và Azospirillum tăng năng suất và

chất lượng hồ tiêu (thành phần họat tính tăng (Srinivasan et al., 2005))

2) Sử dụng compost mụn dừa ủ với chế phẩm EM và giun đất (Vijaya et al.,

2008) làm tăng năng suất và chất lượng cây thuốc (thành phần họat tính tăng)

Mụn dừa chứa nhiều VSV cóa hoạt tính đối kháng nấm bệnh như Aspergillus

terreus ức chế Phytophthora parasitica 75%, Phytophthora capsici 70% và

Fusarium solani 55%. (Nyder N, et al. 2009). Phân lập các vi sinh vật này có tiềm

năng sử dụng làm tác nhân kiểm soát sinh học.

Bảng 1.14. Các nghiên cứu tăng cường sinh học ủ compost mụn dừa

VSV Ghi chú ngày Tài liệu Lignin trước/sau Hemicellulose trước/sau Cellulose trước/sau

C:N trước/sau 238/37 51,5/21,2 Tannin trước/sau 2,6/0,5 28

Nguyễn Thị Lạc, Luận văn thạc sĩ 2006, ĐHKHTN TP. HCM Ủ compost sau khi tiển xử lý bằng nước và NaOH 5%

- 60

Streptomyces spp., Trichoderma reesei, Aspergillus niger + (NH4)2SO4 6% Pleurotus spp., sau đó xạ khuẩn

29,34/19,45 19,45/7,26 58,69/49,7 49,7/34,63 178/49 49/19 Mạt dừa sau khi trồng nấm bào ngư xử lý xạ khuẩn

Trichoderma spp. Tiền xử lý bằng - - - - - -

CaO

45 sajor hủy 26,52/10,10 Trương Tú Uyên, TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 01 – 2008, 82-89 Võ Hoài Chân, 2008, ĐH Cần thơ

45 112:1/24:1 32/4.8 32/20 32/20 hủy

sajor +

45 32/19

sajor +

Pleurotus caju + urea Pleurotus caju Azotobacter Pleurotus caju Azospirillum Phân lignocellulose Phân lignocellulose + Cố định đạm hủy Phân lignocellulose + Cố định đạm (Srinivasan et al., 2005)

Cố định đạm 60 75:1/30:1 32/21 47/1,12 42/32

S. ANBUSELVI, PhD thesis, 2009, India

*26% lignin bị phân hủy *70% hemicellulose bị phân hủy *65% cellulose bị phân hủy

Phân hủy ligninocellulose Phân hủy tannin

Cyanobacteria Coir Waste + Anabaena azollae (ML 2) Phanerochaete chrysosporium + Rhizopus stolonifer Bổ sung urea EM Vermicompost Hỗn hợp Giun đất 45 45 58/45 58/15 28,4/22,9 28,4/17,3 23,7/17,2 23,7/13,6 6,40/4,75 Vijaya et al, 2008 6,40/2,60 Vijaya et al, 2008

(Ngoại trừ các ô có kí hiệu *, các giá trị trong các cột biểu diễn trước và sau khi ủ

1.5. Lý do nghiên cứu và điểm mới của đề tài

Như vậy để ứng dụng mụn dừa trong nông nghiệp, ủ compost là biện pháp tích

cực nhất nhằm biến phế thải thành một sản phẩm hàng hóa có giá trị, không phát

sinh chất thải mới cho môi trường. Công nghệ ủ compost mụn dừa Ấn Độ đã chứng

minh điều này. Tuy nhiên, sản xuất tơ nấm Pleurotus cajor saju để tăng cường sinh

học cho quá trình ủ là không thích hợp với điều kiện Việt Nam, do việc trồng nấm

bào ngư chưa phát triển đại trà ở Việt Nam, sản xuất tập trung tơ nấm để ủ compost

sẽ dẫn đến khó bảo quản vì đòi hỏi bảo quản lạnh, thời gian bảo quản ngắn (2 tuần).

Các nghiên cứu Việt Nam đều nhằm đến đối tượng vi sinh vật khởi động compost

dễ trong sản xuất và bảo quản hơn - ví dụ như bào tử trần các vi nấm (conidia), sản

xuất dễ triển khai và bảo quản dạng khô, thời gian dài (6 tháng). Vấn đề vấp phải

trong nghiên cứu Việt Nam cho đến nay là mới chú ý đến sự phân hủy xơ mà chưa

chú ý đến phân hủy tannin trong mụn dừa để làm tiền đề cho quá trình phân hủy xơ.

Do đó, nghiên cứu này có những điểm mới sau:

- Sử dụng vi sinh vật phân hủy tannin và xơ được phân lập ngay từ mụn

dừa.

- Áp dụng những chủng có hoạt tính thích hợp để làm vi sinh sinh vật khởi

động (tăng cường sinh học) ủ compost mụn dừa.

CHƯƠNG II

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. VẬT LIỆU

- Vi sinh vật :

N1, N2 có hoạt tính phân hủy tannase, C1, SD4 có hoạt tính phân hủy cellulose do

PTN Khoa môi trường và CNSH cung cấp.

- Chế phẩm Enchoice: xuất xứ Hoa kỳ.

- Mụn dừa mới pH= 6,5-6,7

- Hóa chất:

• KNO3 • KHPO4 • MgSO4 • CaCl2 • NaCl • FeCl3 • NaNO3 • K2HPO4 • KCl • CMC • Peptone • (NH4)2SO4 • KH2PO4 • URÊ • CaCl2 • MgSO4.7H2 O

- Thiết bị:

Máy đo quang phổ (UV – Vis) specific 20 genesis (USA)

• Máy đo pH Horiba (Nhật Bản) • Autoclave (Memmert – Đức), • Kính hiển vi quang học Olympus – (Nhật Bản) • Cân phân tích, cân kỹ thuật. • Tủ cấy vô trùng, tủ ấm (Memmert – Đức), tủ sấy (Memmert – Đức) • Pipetman 100 – 1000 l

• Bếp điện • Bông thấm nước, bong không thấm nước • Giấy lọc, lame, lamell… • Các dụng cụ thí nghiệm: becher, erlen, que cấy, đền cồn, bình định mức,

ống đông, becher, pipette, crucible, giấy lọc, bóp cao su.

2.2. PHƯƠNG PHÁP

2.2.1. Mục đích: ủ compost mụn dừa không cần qua tiền xử lý loại bỏ tannin

2.2.2. Phương pháp luận:

Để ủ compost mụn dừa cần phải có tăng cường sinh học, các mục tiêu của tăng

cường sinh học là tannin, chất ức chế hoạt động của phần đông vi sinh vật, tiếp theo

là lignin, hemicelluloses và cellulose. Các vi sinh vật đáp ứng các yêu cầu trên được

phân lập từ mụn dừa, thu sinh khối bào tử bổ sung vào khối ủ. Bên cạnh đó, nhiều

chế phẩm enzyme được đưa vào thị trường hỗ trợ ủ compost. Việc kết hợp giữa chế

phẩm vi sinh và enzyme cũng có thể là giải pháp rút ngắn thời gian ủ compost mụn

dừa. Tuyển chọn nấm phân hủy phụ phẩm lignocellulose dựa trên khả năng tiết

enzyme cellulase, vì cellulose bị lignin và hemicellulose bao quanh và cản trở sự

tiếp xúc của enzyme với cơ chất. Một khi cellulose bị phân giải, chứng tỏ lignin và

hemicellulose cũng bị phân giải. Hemicellulose dễ dàng bị phân hủy nhất. Sự phân

hủy lignocellulose có thể được đánh giá qua chỉ tiêu độ giảm khối lượng, để đánh

giá khả năng phân hủy tannin, hàm lựơng tannin còn lại được phân tích.

2.2.3. Mục tiêu:

1) Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, hoạt tính enzyme tannase và cellulase

của các chủng nấm N1, N2, C1 và SD4 trên cơ chất phòng thí nghiệm.

2) Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice.

3) Khảo sát hoạt tính phân hủy tannin (tannase) và của N1, N2 trên cơ chất mụn

dừa.

4) Khảo sát hoạt tính phân hủy cellulose (cellulase) của C1, SD4 trên cơ chất

mụn dừa.

5) Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và EC trong ủ

compost.

6) Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm.

7) Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin ả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và n N1 và N2 và nấm phân hủy

cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm.

8) Đánh giá chất lượng phân compost ủ thực ợng phân compost ủ thực nghiệm.

ố trí thí nghiệm 2.2.4. Nội dung và bố trí thí nghiệm

Hình 2.1. Bố trí thí nghiệm

2.2.4.1. Khảo sát hình thái khu tính enzyme tannase và ình thái khuẩn lạc, tế bào, định tính enzyme tannase và

cellulase của các chủng nấm N1, N2, C1 v ủa các chủng nấm N1, N2, C1 và SD4 trên cơ chất phòng thí nghi òng thí nghiệm.

a) Môi trường giữ giống và quan sát hình thái khu à quan sát hình thái khuần lạc C1, SD4: Môi trư C1, SD4: Môi trường PGA

Dịch khoai tây 100ml

D-glucose 2g

b) Môi trường giữ giống và quan sát hình à quan sát hình thái khuẩn lạc N1, N2 : Môi trư : Môi trường PGA,

bổ sung tannic acid 1%

Dịch khoai tây 100ml

D-glucose 2g

Tannic acid 1g

c) Môi trường nuôi cấy phòng òng ẩm khảo sát hình thái sợi nấm và bào t à bào tử

Chuẩn bị:

Đĩa petri, lame, lamelle, thanh chán, nước cất, môi trường PGA có bổ sung

tannic acid 1% đem hấp khử trùng ở 121oC 15 phút.

Giống cấy.

Tiến hành: sau khi hấp khử trùng dụng cụ môi trường ta tiến hành thực hiện cấy

trong box, tiến hành đặt thanh chắn vào đĩa petri, tiếp tục đặt lame lên trên thanh

chắn, sau đó dùng micropibet hút nhỏ một giọt môi trường lên trên lame (chú ý môi

trường tương đối đặt để dễ dàng thực hiện), sau đó tiến hành cấy giống sung quanh

giọt môi trường, cuối cùng ta dùng lamelle đậy ở trên giọt môi trường. cho nước cất

vào đĩa petri nhẹ nhàng , cho đến khi vừa ngập nửa thanh chán.dậy đĩa lại và đem ủ

chò sau 3 ngày, tiến hành dùng kẹp gấp lamelle đi soi kính hiển vi để xem hình thái

của vi nấm (bổ sung methylen blue khi quan sát).

Hình 2.2. Nuôi cấy vi nấm bằng phương pháp phòng ẩm

Soi kính x 1000 (HUTECH) hoặc x2000 (Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp

miền Nam, Phòng Vi sinh).

d) Định tính tannase vi sinh vật: phương pháp cấy điểm trên đĩa thạch tannic

acid

Môi trường đĩa thạch phát hiện vi sinh vật phân hủy tannin là môi trường phân

lập

Tannic acid 1(g)

0.3(g) NaNO3

0.1(g) KH2PO4

0.05(g) MgSO4.7H2O

KCl 0.05(g)

0.001(g) FeSO4.7H2O

Agar 3(g)

100 ml, pH=4.5 H2O

Dùng que cấy cấy vi sinh vật từ dịch tăng sinh vào tâm đĩa thạch chứa môi

trừơng phân lập, ủ 3 ngày thấy khuẩn lạc mọc lên. Sử dụng FeCl3/ H2 SO 4 tráng

lên đĩa thạch (Ann Microbiol (2010) 60:177–179). Nếu vùng sáng xuất hiện xung

quanh khuẩn lạc, chứng tỏ có vi sinh vật phân hủy tannic acid.

e) Định tính enzyme cellulase vi sinh vật: phương pháp cấy điểm trên đĩa thạch

CMC

Môi trường đĩa thạch CMC:

- NaNO3………….. 0.4g - K2HPO4………… 0.2g - MgSO4…………… 0.1g - KCl …………….. 0.1g - CMC…………….. 0.4ml - Peptone………….. 0.04g - Agar…………….. 2.4g - Nứơc…………… 200ml

CMC 1% pha trong đệm acetate pH5 và pH7, 0.05M

Ủ 48 h, phát hiện vòng trìng suốt bằng thuốc thử lugol (Hình 2.3.)

a) b)

Hình 2.3. Phát hiện nhanh enzyme ngoại bào a) tannase, b) cellulase.

2.2.4.2. Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice

Bảng 2.1. Tóm tắt các hoạt tính enzyme xác định cho chế phẩm Enchoice

Hệ số Các enzyme được xác định Phương pháp pha STT hoạt tính loãng

Hàm lượng Protein 500 1 Bradford (Bradford MM., 1976)

Hoạt tính enzyme cellulase trên 50, 100 DNS lactose, đường chuẩn 2

cơ chất CMC (CMCase) glucose

(Ghose, TK., 1987)

3 Hoạt tính enzyme cellulase trên 10 DNS lactose, đường chuẩn

cơ chất giấy lọc (FPase) glucose

(Ghose, TK., 1987)

Hoạt tính enzyme xylase cơ 30, 50 DNS lactose, đường chuẩn xylose 4

chất xylan (Ghose TK., Bisaria VS., 1987)

Hoạt tính enzyme amylase cơ 10 Smith và Roe 5

chất tinh bột (Smith B, Roe J., 1949)

Hoạt tính enzyme lipase cơ 20, 50 Cơ chất nhũ tương olive, giải 6

chất phóng ra acid béo tự do và được

chuẩn độ bằng dung dịch NaOH

dư. NaOH dư sẽ được chuẩn độ

tiếp bằng HCl. (Pinsirodom P.,

Parkin KL., 2001)

7 Hoạt tính enzyme protease trên Anson cải tiến sử dụng casein làm

cơ chất casein cơ chất

science/learning-center/life-science-

video/universal-protease.html)

(http://www.sigmaaldrich.com/life-

Định nghĩa đơn vị họat tính enzyme

Một đơn vị CMCase là lượng enzyme giải phóng đường khử tương ứng glucose

khi thủy phân CMC với vận tốc 1µmol/phút dưới các điều kiện phản ứng.

Một đơn vị FPase là lượng enzyme giải phóng đường khử tương ứng glucose khi

thủy phân giấy lọc với vận tốc 1µmol/phút dưới các điều kiện phản ứng.

Một đơn vị hoạt tính xylanase được định nghĩa là lượng enzyme thủy phân xylan

sinh ra đường khử tương ứng với 1nmol xylose trong 1 giây dưới các điều kiện

phản ứng.

Đơn vị amylase (theo Smith và Roe) là lượng enzyme cần thiết để thủy phân

hoàn toàn 10mg tinh bột sau thời gian phản ứng 30 phút trong điều kiện thí nghiệm.

Một đơn vị hoạt tính lipase là lượng enzyme xúc tác giải phóng 1 µmol acid béo

trong 1 phút dưới các điều kiện phản ứng.

2.2.4.3. Khảo sát hoạt tính tannase N1, N2 trên cơ chất mụn dừa

Thí nghiệm được bố trí theo bảng 2.1.

Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm khảo sát hoạt tính tannase của N1, N2 và N1/N2 trên

môi trường mụn dừa

ĐC ĐC ĐC TN TN TN

0+0 urea+0 urea+AS 0+0 urea+0 urea+AS

Mụn dừa (g) 40 40 40 40 40 40

Urea (g) 0 0.2 0.2 0 0.2 0.2

0 0 0.364 0 0 0.364 (NH4)2SO4 (g)

75 75 75 75 75 75 H2O (ml)

Bánh dầu (g) 0 0 0 0.4 0.4 0.4

N1 (ml) 0 0 0 0.5 0.5 0.5

N2 0 0 0 0.5 0.5 0.5

N1: N2 (1:1) 0 0 0 0.5 0.5 0.5 (ml)

Trong đó ĐC là mẫu không cấy nấm, TN là các mẫu cấy một trong số các công

thức cấy nấm trên. Những mẫu nào cấy nấm sẽ bổ sung bánh dầu, một thành phần

sẽ được bổ sung vào làm chất mang bào tử khi sản xuất chế phẩm bào tử.

Số mẫu thí nghiệm tổng cộng như sau: 1. ĐC 0+0= không bổ sung urea và AS (amôn sulfat)

2. ĐC urea+0 = đối chứng bổ sung 0.5% urea và không bổ sung AS

3. ĐC urea + AS = đối chứng bổ sung 0.5% urea và bổ sung AS

4. TN 0+0+N1 = không bổ sung urea và AS (amôn sulfat) + nấm xanh N1

5. TN 0+0+N2 = không bổ sung urea và AS (amôn sulfat) + nấm trắng N2

6. TN 0+0+N1N2 = không bổ sung urea và AS (amôn sulfat) + N1/N2

7. TN urea+0+N1 = bổ sung urea, không bổ sung AS (amôn sulfat) + N1

8. TN urea+0+N2 = bổ sung urea, không bổ sung AS (amôn sulfat) + N2

9. TN urea+0+N1N2 = bổ sung urea, không bổ sung AS (amôn sulfat) + N1N2

10. TN urea+AS+N1 = bổ sung urea, bổ sung AS (amôn sulfat) + N1

11. TN urea+AS+N2 = bổ sung urea, bổ sung AS (amôn sulfat) + N2

12. TN urea+AS+N1N2 = bổ sung urea, sung AS (amôn sulfat) + N1N2

Theo dõi khả năng tiết enzyme tannase trên các môi trường trên trong 5, 10, 15

ngày.

Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, lấy giá trị trung bình.

Xác định hoạt tính tannase theo Ibuchi.

2.2.4.4. Khảo sát hoạt tính cellulase của C1, SD4 trên cơ chất mụn dừa

Từ môi trường thuận lợi cho sự phát triển của N1 và N2 trong thí nghiệm trên,

chọn môi trường (bổ sung nguồn N thích hợp) để cấy C1 hoặc SD4. Hoạt tính

CMCase và FPase (thủy phân giấy lọc) được xác định sau 1, 2, và 12 ngày ủ.

Xác định họat tính CMCase theo phương pháp DNS lactose, Xác định họat tính

FPase.

2.2.4.5. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và EC

trong ủ compost

Bảng 2.3. Thí nghiệm đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2

và EC trong ủ compost

Mẫu NPK EC N1 N2

ĐC_0+0 0 0 0 0

ĐC_0+NPK 0,5% 0 0 0

ĐC_EC + 0 0 0,05% 0 0

ĐC_EC + NPK 0,5% 0,05% 0 0

TN_0+0+N1 0 0 X 0

TN_0+NPK+N1 0,5% 0 X 0

TN_EC + 0+N1 0 0,05% X 0

0,05% X 0 TN_EC + NPK+N1 0,5%

TN_0+0+N2 0 0 0 X

TN_0+NPK+N2 0,5% 0 0 X

TN_EC + 0+N2 0 0,05% 0 X

0,05% 0 X TN_EC + NPK+N2 0,5%

Xác định độ giảm khối lượng sau 5, 10, 15 ngày

2.2.4.6. Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm

Bảng 2.4. Thí nghiệm xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi

nấm

Cốc ủ

Mụn dừa (10.03%) 100g 100g 100g 100g 100g

Bánh dầu (1%) 1g 1g 1g 1g 1g

NPK (0.5%) 0.5g 0.5g 0.5g 0.5g 0.5g

Enhoice 0,05% 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml

Nước cất bổ sung 12.5 ml 28.6 ml 50 ml 80 ml 125 ml

X X X X X N1

2.2.4.7. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và nấm

phân hủy cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm.

Tất cả , các mẫu đều chứa 0.5% NPK, 0.05% Enchoice, 1% bánh dầu (chất

mang bào tử), độ ẩm do thí nghiệm trên quyết định

Bảng 2.5. Thí nghiệm đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2

và nấm phân hủy cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm.

STT Mẫu (Vi nấm) N2 C1 SD4 N1

X N1 1

N2 X 2

X N 1 + N2 X 3

X N1 + C1 + SD4 X X 4

N2 + C1 + SD4 X X X 5

N1 + N2 + C1 + SD4 X X X X 6

Đo độ giảm khối lượng sau 5, 10, 15 ngày

Đo hàm lượng tannin còn lại sau 30 ngày (phương pháp Makkar, H.P.S. 2000.

Quantification of tannins in tree foliage- a laboratory manual; a joint FAO/IAEA

working document, Vienna, Austria)

2.2.4.8. Đánh giá chất lượng phân compost ủ thí nghiệm.

a) Xác định lượng vi sinh vật cần thiết cho quá trình ủ ngoài.

b) Thí nghiệm ủ compost

Chuẩn bị giống bào tử N1, N2, C1và SD4.

Bảng 2.6. Thí nghiệm ủ đánh giá chất lượng

Nguyên liệu Lượng Đối chứng Thí nghiệm

Mụn dừa (10.03%) 2.5 kg 2.5 kg 2.5 kg

Bánh dầu (10%) 250 g 250g

NPK (0.5%) 12.5 g 12.5 g

Enchoice (tỉ lệ pha 625 ml 625 ml 625 ml

loãng 1: 100)

Nước cất bổ sung 1025ml 1025ml 1025ml

N1 107 bào tử/g 107 bào tử/g

N2 107 bào tử/g 107 bào tử/g

SD4 107 bào tử/g 107 bào tử/g 107 bào tử/g 107 bào tử/g

Cellulose xác định theo phương pháp FOSS

N tổng số xác định theo TCVN 4328-1:2007

P xác định theo TCVN 1525:2001

K xác định theo TCVN 8562-2010

Khoáng tổng số xác định theo TCVN 4327:2007.

Lấy mẫu sau 10, 21, 28 ngày phân tích các chỉ tiêu sau:

C tổng số = (100-khoáng tổng số)/1.8 (theo Diaz LF., 2007).

Các chỉ tiêu cellulose, N, P, K, khoáng tổng số do Phòng nghiên cứu dinh

dưỡng chăn nuôi, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam, 12 Nguyễn

Chí Thanh, Q. 10, TP. Hồ Chí Minh.

2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu

Thí nghiệm 3 lần lập lại, xử lý số liệu bằng Statgraphics và Excel

CHƯƠNG III

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào, khả năng tiết enzyme tannase và

cellulase của các chủng nấm N1, N2, C1 và SD4 trên cơ chất

3.1.1. Nấm phân hủy tannin N1 và N2.

Để khảo sát hình thái khuẩn lạc, nấm phân lập N1 và N2 được cấy trên PGA,

PGA chứa 1% tannic acid, giữ giống trên thạch PGA tannic acid. Nấm N1 có khuẩn

lạc màu xanh, nấm N2 có khuẩn lạc màu trắng.

Để quan sát hình thái tế bào, nấm được nuôi cấy bằng phương pháp nuôi cấy

phòng ẩm và quan sát dưới kính hiển vi. Hình 3.1 và 3.2. tóm tắt quan sát hình thái

nấm xanh N1 và trắng N2 phân lập trên môi trường PGA.

Dựa và màu sắc hình thái khuẩn lạc và tế bào, có thể thấy những nấm phân lập

được thuộc chi Aspergillus.

Trong mụn dừa người ta tìm thấy rất nhiều vi sinh vật mà vai trò chính của

chúng là phân hủy lignin, ít tác giả chú ý đến khía cạnh phân giải tannin trong mụn

dừa, trong đó có rất nhiều vi nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn (Nishad VM).

b) c)

d) e) f)

Hình 3.1. Nấm N1 phân lập dựa trên khả năng thủy phân tannin, a) Khuẩn lạc N1

trên môi trường PGA, b) Khuẩn lạc N1 trên môi trường PGA tannic acid, cdef) N1

dưới kính hiển vi (nuôi cấy bằng phương pháp phòng ẩm trên PGA tannic acid).

b) a)

c) d)

Hình 3.2. Nấm N2 phân lập dựa trên khả năng thủy phân tannin, a) Khuẩn lạc N2

trên môi trường PGA, b) Khuẩn lạc N2 trên môi trường PGA tannic acid, cd)

Nấm trắng dưới kính hiển vi (nuôi cấy bằng phương pháp phòng ẩm trên PGA

tannic acid)

Để khảo sát khả năng tiết enzyme ngọai bào tannase của N1 và N2, chúng tôi đã

cấy điểm các vi nấm này trên bề mặt đĩa thạch chứa môi trường phân lập chuyên

biệt, trong đó tannic acid là cơ chất. Phát hiện vòng thủy phân (trong suốt) chứng tỏ

enzyme tannase được tổng hợp (Hình 3.3).

a) b)

c) d)

Hình 3.3. Phát hiện enzyme tannase thủy phân acid tannic trên đĩa thạch

bằng dung dịch FeCl3/H2SO4; a) N1 trước khi tráng FeCl3, b) N1 sau

khi tráng FeCl3; c) N2 trước khi tráng FeCl3, d) N1 sau khi tráng FeCl3;

3.1.2. Khảo sát hình thái và khả năng tiết enzyme cellulase của C1 và SD4

Tương tự, nấm C1 và SD4 do phòng thí nghiệm Khoa MT-CNSH cung cấp

được khảo sát.

c) b) a)

e) d) f)

Hình 3.4. Nấm phân hủy cellulose; a) Khuẩn lạc C1, bc) Hình thái sợi nấm và bào

tử C1; d) Khuẩn lạc SD4, ef) Hình thái sợi nấm và bào tử SD4

Cấy điểm trên thạch PGA cho thấy C1 (phân lập từ hố ủ rơm rạ), cho khuẩn lạc

màu nâu, tơ trắng dài. Sử dụng bằng phương pháp nuôi cấy phòng ẩm và soi kính

hiển vi cho thấy C1 có hình thái của nấm Aspergillus. Khác với các vi nấm phân lập

từ hố ủ rơm rạ, nấm phân lập từ mụn dừa SD4 cho thấy hình thái của nấm

Trichoderma. Điều đó dễ hiểu vì trong mụn dừa có rất nhiều nấm này vừa có khả

năng phân hủy cellulose vừa có khả năng đối kháng nấm bệnh. Các khảo sát chuyên

Để khảo sát khả năng tiết enzyme cellulase của C1 và SD4, chúng tôi dùng

sâu về định danh cần được tiến hành để tìm hiểu về các nấm này (Hình 3.4).

phương pháp cấy điểm trên môi trừơng dinh dưỡng chứa cơ chất CMC. Kết quả cho

thấy khả năng phân hủy cellulose của SD4 là rất lớn, đường kính vòng phân là 9

cm, giải chiếm toàn bộ đĩa thạch, trong khi đó đường kính vòng phân giải C1 nhỏ

hơn. Enzyme cellulase của C1 và SD4 hoạt động tương đương nhau ở pH 5 và pH 7

(Hình 3.5).

D = 3,0 cm D = 3,5 cm

b) a)

D = 9 cm D = 9 cm

d) c)

Hình 3.5. Khảo sát khả năng phân hủy cellulose trên thạch CMC, a) C1 ở pH = 5,

b) C1 ở pH = 7, c) SD4 ở pH = 5, d) SD4 ở pH = 7.

Như vậy cả 2 vi nấm được phân lập trên mụn dừa N1, N2 dựa vào khả năng

phân hủy tannin cũng như SD4 và C1 được phân lập với mục đích phân hủy

cellulose đều thể hiện họat tính in vitro.

3.2. Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice

Gần đây nhiều hãng thương mại hóa hay nhập khẩu các chế phẩm enzyme ứng

dụng trong lĩnh vực môi trường và nông nghiệp, trong đó có chế phẩm Enchoice, đã

trải qua thử nghiệm ủ vỏ trái cà phê đạt kết quả. Để có cơ sở áp dụng chế phẩm

trong ủ compost, trong đó có compost mụn dừa, chúng tôi đã phân tích hoạt tính các

enzyme trong chế phẩm này. Kết quả trình bày ở bảng 3.1.

Bảng 3.1. Tóm tắt kết quả phân tích hoạt tính enzyme trong chế phẩm Enchoice

STT HOẠT TÍNH ENZYME Hàm lượng/hoạt tính

Hàm lượng Protein 14,14 mg/ml 1

Hoạt tính enzyme cellulase trên cơ chất 3,32 U/ml (pH = 5,0) 2

CMCase

3 Hoạt tính enzyme cellulase trên cơ chất giấy 2,53 U/ml (pH = 5,0)

lọc

Hoạt tính enzyme xylase 629 U/ml (pH = 5,0) 4

Hoạt tính enzyme amylase --- 5

Hoạt tính enzyme lipase 1800 U/ml 6

Hoạt tính enzyme protease trên cơ chất casein -- 7

Chế phẩm Enchoice chứa enzyme cellulase cả hai hoạt tính CMCase và hoạt

tính phân hủy giấy lọc (FPase), đồng thời chế phẩm cũng chứa hoạt tính xylanase

(thủy phân thành phần chính của hemicellulose). Có hoạt tính của lipase trong chế

phẩm , thích hợp thủy phân các nguồn lipid có trong cơ chất ban đầu. Chế phẩm

không có hoạt tính của enzyme amylase và protease.

Như vậy, chế phẩm Enchoice thích hợp cho việc ủ compost phụ phẩm giàu xơ

và/hoặc chứa chất béo. Vì lẽ đó Enchoice sẽ được đưa vào ủ compost mụn dừa.

3.3. Khảo sát hoạt tính phân hủy tannin (tannase) của N1, N2 trên cơ chất mụn

dừa

Chế phẩm Enchoice là chế phẩm enzyme, thường giá thành sẽ cao hơn chế phẩm

vi sinh vật sống, hơn nữa là chế phẩm ngoại nhập. Bên cạnh khả năng sử dụng chế

phẩm sẵn có trên thị trừơng chúng tôi th ơng chúng tôi thử nghiệm các VSV phân lập của ph ử nghiệm các VSV phân lập của phòng thí

nghiệm để phát triển thành ch thành chế phẩm riêng.

ệc đánh giá hoạt tính enzyme in vitro chỉ mang ý nghĩa định hướng, quan ệc đánh giá hoạt tính enzyme in vitro chỉ mang ý nghĩa định h Việc đánh giá hoạt tính enzyme in vitro chỉ mang ý nghĩa định h

trọng là các enzyme đó có ho à các enzyme đó có hoạt động trên cơ chất thực hay không, n ất thực hay không, nên đầu tiên

chúng tôi khảo sát khả năng tiết enzyme tannase tr ất mụn dừa (mô phỏng ảo sát khả năng tiết enzyme tannase trên cơ chất mụn dừa (mô phỏng

điều kiện ủ compost).

3.5

3

2.5 k c

2 g / U

5 ngày 5 ngày

1.5 , e s a n n a T

10 ngày 10 ngày

15 ngày 15 ngày

1

0.5

0

Hình 3.6. Hoạt tính tannase của N1, N2 tr ờng mụn dừa. ạt tính tannase của N1, N2 trên môi trường mụn dừa.

Theo thiết kế thí nghiệm ở bảng ết kế thí nghiệm ở bảng 2.1. urea hoặc sulfat amon (với l ặc sulfat amon (với lượng N tương

đương) được bổ sung vào m ỡng cân đối cho sự phát triển ào mụn dừa tạo nguồn dinh dưỡng cân đối cho sự phát triển

của vi nấm. Hàm lượng n ợng này được khuyến cáo bởi các nhà nghiên c à nghiên cứu Ấn Độ ủ

compost mụn dừa.

Kết quả phân tích họat tính tannase trích ly từ khối ủ sau 5, 10 v ết quả phân tích họat tính tannase trích ly từ khối ủ sau 5, 10 và 15 ngày như ết quả phân tích họat tính tannase trích ly từ khối ủ sau 5, 10 v

Đồ thị trên cho thấy họat tính tannase (theo ph ấy họat tính tannase (theo phương pháp Ibuchi) trong các m ương pháp Ibuchi) trong các mẫu

ủ thường sau 10 ngày là cao nh au 10 ngày là cao nhất, sau đó có thể tăng hoặc giảm..

Khả năng tổng hợp tannase trên môi trường mụn dừa chưa bổ sung vi nấm

Trong mụn dừa có sẵn vi sinh vật phân hủy tannin. Các vi sinh vật này họat

động ngay cả khi có chất không bổ sung (ĐC_0+0). Bổ sung urea hoặc/và sulfat

amôn làm tăng ít nhiều họat tính.

Khả năng tổng hợp tannase trên môi trường mụn dừa bổ sung N1

Khi bổ sung nấm xanh N1, hoạt lực tannase tăng đáng kể, nhất là khi có bổ sung

urea hay phối hợp urea và sulfat amôn (so sánh TN_0+0+N1, TN_U+0+N1,

TN_U+A+N1). Tuy nhiên nổi bật hơn cả là trường hợp bổ sung urea, họat lực

tannase bền vững từ 5 -15 ngày.

Khả năng tổng hợp tannase trên môi trường mụn dừa bổ sung nấm trắng N2

Đối với N2 thì không cần bổ sung hay bổ sung urea cho kết quả ít khác biệt và

đều cao hơn khi bổ sung vừa urea vừa sulfat amôn. Bổ sung urea vẫn cho thấy tác

dụng hơn cả vì đến ngày 15, họat lực vẫn tăng (so sánh TN_0+0+N2, TN_U+0+N2,

TN_U+A+N2).

Khả năng tổng hợp tannase trên môi trường mụn dừa bổ sung phối hợp 2

nấm xanh và trắng

Một lần nữa thấy vai trò của urea giúp tannase tổng hợp ổn định ngay từ sau 5

ngày ủ đến 15 ngày giảm không đáng kể. Điều này có thể giải thích là do sản phẩm

thủy phân của tannase là gallic acid, làm giảm pH môi trường. Urea giúp giữ cân

bằng pH = 6.0 là pH thích hợp của tannase. Đó là lý do vì sao trong đa số trường

hợp họat tính vẫn tăng ở ngày thứ 15 trong khi những mẫu khác (không bổ sung

urea hoặc thay thế urea bằng amôn sulfate) thì tannase giảm sau 10 ngày.

Vì cả hai nấm này cùng được phân lập từ một nguồn là mụn dừa, nên hy vọng

chúng sẽ hiệp lực trong phân giải cơ chất . Trên thực tế cho thấy không hòan tòan

như vậy, khi phối hợp hai nấm thì kết quả không cao hơn đáng kể so với một chủng

riêng rẽ trên môi trường thích hợp của chúng (so sánh TN_0+0+N1N2,

TN_U+0+N1N2, TN_U+A+N1N2 với các mẫu khác).

Tóm lại thì bổ sung nấm xanh N1 hoặc trắng N2 và urea 0.5% cho tannase

cao hơn cả. Về giá trị hoạt tính do có nhiều phương pháp đo họat tính, phương pháp

Ibuchi dựa vào lượng liên kết ester của tannic acid bị thủy phân đo ở 310 nm, trong

khi nhiều phương pháp khác đo trực tiếp lượng gallic acid tạo thành (270 nm) hay

phức hợp giữa gallic acid và rhodanine ở 520 nm. Do đó khó so sánh kết quả thí

nghiệm với các nghiên cứu khác. Hơn nữa, môi trường tổng hợp tannase ở đây

không phải là môi trường tổng hợp enzyme mà là môi trường ủ mụn dừa làm

compost. Dựa trên khả năng tiết enzyme tannase trên môi trường mụn dừa bổ sung

urea 0,5%,N1 và/hoặc N2 được đưa vào ủ compost mụn dừa.

3.4. Khảo sát hoạt tính phân hủy cellulose (cellulase) của C1, SD4 trên

cơ chất mụn dừa

Thí nghiệm ủ C1 và SD4 với mụn dừa, thu dịch chiết enzyme sau 1 ngày, 2 ngày

và 12 ngày, xác định họat tính thủy phân CMC và giấy lọc. Để xác định họat tính

cellulase, hoạt tính phân hủy CMC phản ánh hoạt tính endoglucanase, tấn công vào

vùng cellulose vô định hình, trong khi đó hoạt tính phân hủy giấy lọc phản ánh hoạt

tính cellulase tổng thể hơn vì giấy lọc là cellulose có cấu trúc tinh thể.

a) b)

Hình 3.7. Hoạt tính enzyme cellulase trích ly trong mụn dừa ủ với C1 hoặc SD4, bổ sung

urea 0.5%; a) CMCase (U/g ck); b) FPase (U/g ck)

Đồ thị trên hình 3.7a cho thấy các mẫu vi nấm phân lập được nuôi ủ trong môi

trường mụn dừa có khả năng tổng hợp được enzyme rất tốt và khả năng tổng hợp

enzyme CMCase tăng dần theo thời gian (1 ngày, 2 ngày và 12 ngày). Khả năng

tổng hợp enzyme của các mẫu vi nấm C1và SD4 là tương đương nhau, mặc dù SD4

cho khả năng tổng hợp enzyme thấp trong 1 ngày và 2 ngày.

Như vậy có thể sử dụng các nấm phân hủy cellulose C1 và SD4 vào thí

nghiệm tăng cường sinh học cho ủ compost mụn dừa để nhanh chóng giảm hàm

lượng lignocellulose.

Xu hướng thay đổi hoạt tính phân hủy giấy lọc hoàn toàn tương tự như đối với

CMCase, nhưng hoạt tính thấp hơn. Dựa vào kết quả so sánh hoạt tính enzyme

FPase trên đồ thị trên hình 3.7b cho thấy: SD4 cho thấy hoạt tính enzyme FPase rất

cao. Hoạt tính FPase của C1 giảm ở ngày 12 so với ngày thứ hai, trong khi hoạt tính

này của SD4 vẫn tiếp tục tăng. Điều này cũng dễ hiểu vì SD4 là nấm Trichoderma

phân lập từ mụn dừa, nên thích nghi nhất với môi trường này.

3.5. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và EC trong ủ

compost

Việc ủ compost mụn dừa như đã chứng minh từ thực tiễn và nghiên cứu của các

nhà khoa học trong và ngoài nước là không thể thành công nếu không áp dụng tăng

cường sinh học. Với mục đích loại bỏ tannin để các vi sinh vật khác phát triển,

chúng tôi thử kết hợp EC và N1, N2 (nấm phân hủy tannin) trong ủ compost mụn

dừa.

Bảng 3.2. trình bày toàn bộ kết quả thí nghiệm có phân tích thống kê.

Qua thông số độ giảm khối lượng ta có thể dự đoán được khả năng phân hủy

lignocellulose vì hàm lượng này chiếm 93-95% chất khô mụn dừa.

Bảng 3.2. Độ giảm khối lượng của khối ủ mụn dừa bổ sung N1, N2 và EC

% giảm khối lượng Mẫu 5 ngày 10 ngày 15 ngày

ĐC_0+0 1.85aA ± 0.39 2.08aA ± 0.69 5.56aA ± 1.39

ĐC_0+NPK 2.07aA ± 0.70 2.07aB ± 0.68 4.37aB ± 0.40

ĐC_EC + 0 1.37aB ± 0.71 1.83aC ± 0.77 4.35aC ± 1.54

ĐC_EC + NPK 2.54aC ± 1.10 2.77aD ± 0.66 5.08aD ± 2.34

TN_0+0+N1 1.52aA ± 0.75 2.15bA ± 0.74 4.10cA ± 1.00

TN_0+NPK+N1 4.23aB ± 0.34 4.39aB ± 0.38 6.14bB ± 0.76

TN_EC + 0+N1

TN_EC + NPK+N1 1.05aC ± 0.37 5.31aD ± 0.95 1.25aC ± 0.64 5.62aD ± 1.00 4.80bC ± 0.99 8.88bD ± 2.21

TN_0+0+N2 1.53aA ± 0.77 2.18aA ± 1.40 5.43bA ± 1.80

TN_0+NPK+N2

TN_EC + 0+N2 5.36 aB ± 3.48 1.61aC ± 0.34 6.06 bB ± 3.50 2.53aC ± 0.80 9.65 cB ± 3.12 5.28bC ± 0.96

TN_EC + 5.40aD ± 0.36 6.15aD ± 0.86 9.55bD ± 1.29 NPK+N2

(a,b,c,d: so sánh hàng ngang; A,B,C,D : so sánh hàng dọc)

Nhìn chung quá trình phân hủy diễn ra theo thời gian ngay cả ở đối chứng 0+0 là

không có tăng cường sinh học (xét theo thời gian của từng mẫu thí nghiệm).

So sánh trong các mẫu đối chứng (không bổ sung vi nấm), ta thấy:

Các giá trị về độ giảm khối lượng ở các mẫu đối chứng sau 5,10,15 ngày ủ

không có sự khác biệt (so sánh theo hàng dọc). Bổ sung EC (Enchoice) một mình

không có tác dụng lên độ giảm khối lượng. Bổ sung EC và NPK cũng không có ý

nghĩa trong việc giảm khối lượng mẫu ủ. Như vậy chế phẩm EC mặc dù thể hiện

hoạt tính CMCase, FPase và xylanase nhưng không có hoạt tính trên thực tế ủ mụn

dừa, khác với tác dụng khi ủ compost vỏ cà phê. Điều này có thể hiểu được vì vỏ cà

phê chỉ chứa 17% lignin, còn lại là cellulose, tinh bột và protein (báo cáo nội bộ

công ty Thành Giao), trái lại mụn dừa chỉ chứa vật liệu lignocelluloses và hàm

lượng tannin cao.

Khi bổ sung N1:

Các giá trị trong bảng 2 cho thấy độ giảm khối lượng tăng rõ rệt so với đối

chứng khi bổ sung N1 và NPK vào mụn dừa. Khi bổ sung vừa N1, NPK và EC thì

độ giảm khối lượng tăng đáng kể, đạt 8.88± 2.21 % sau 15 ngày ủ, khác biệt có ý

nghĩa thống kê so với mẫu TN_0+NPK+N1 (6.14 ± 0.76 %) và ĐC_EC + NPK

(5.08 ± 2.34 %).

Khi bổ sung N2:

Tương tự như đối với N1, xét theo hàng dọc trong bảng 2, ta thấy NPK đóng

vai trò bổ sung dinh dưỡng cho sự tăng trưởng và hoạt động của vi nấm. Khác với

N1, khi ủ mụn dừa với N2, EC không làm tăng độ giảm khối lượng, điều này có thể

do N2 có hoạt tính phân hủy mụn dừa tốt h ạt tính phân hủy mụn dừa tốt hơn N1, điều này không mâu thu ày không mâu thuẫn với

ình bày trên hình 3.6. Ngoài ra, N1 ết quả về khả năng tổng hợp enzyme tannase trình bày trên hình 3.6. Ngoài ra, N1 kết quả về khả năng tổng hợp enzyme tannase tr

và N2 đều được phân lập từ mụn dừa, ngo ợc phân lập từ mụn dừa, ngoài khả năng phân hủy tannin, chúng c ả năng phân hủy tannin, chúng còn

ả năng phân hủy cellulose. có thể có khả năng phân hủy cellulose.

Tóm lại,

ạo nguồn dinh dưỡng cho hệ vi sinh vật có sẵn trong vật liệu v ỡng cho hệ vi sinh vật có sẵn trong vật liệu và vi nấm - NPK tạo nguồn dinh d

N1, N2.

ủy của vật liệu, ình không có ý nghĩa nhiều trong quá trình phân hủy của vật liệu, - EC một mình không có ý ngh

ỗ trợ vi nấm khi có mặt NPK. nhưng hỗ trợ vi nấm khi có mặt NPK.

15 ngày

10

9

8

7 g n o u

l i

6

5

4

3 o h k m a i g %

2

1

0 0 + 0 _ C Đ

0 + C E _ C Đ

K K P P N N + + 0 0 _ _ C C Đ Đ

1 N + 0 + 0 _ N T

2 N + 0 + 0 _ N T

K P N + C E _ C Đ

1 N + 0 + C E _ N T

2 N + 0 + C E _ N T

1 N + K P N + 0 _ N T

2 2 N N + + K K P P N N + + 0 0 _ _ N N T T

1 N + K P N + C E _ N T

2 N + K P N + C E _ N T

Hình 3.8. So sánh độ giảm khối l ộ giảm khối lượng của các mẫu ủ tăng cường EC, N1 v ờng EC, N1 và N2 sau

15 ngày

Đồ thị trên hình 3.8 cho th .8 cho thấy rõ hiệu quả của NPK lên sự phát triển N1 v ự phát triển N1 và N2

trong sự phân hủy khối ủ mụn dừa. Vai tr ự phân hủy khối ủ mụn dừa. Vai trò EC có thể hiện nhưng không r ưng không rõ ràng đối

với N2 nhưng hiệu quả đối với N1. Lý do có thể hiểu l ả đối với N1. Lý do có thể hiểu là các nấm phân lập tr ấm phân lập trên mụn

ả năng phân hủy tannin ít nhiều có khả năng phân hủy lignocellulose. dừa ngoài khả năng phân hủy tannin ít nhiều có khả năng phân hủy lignocellulose. ả năng phân hủy tannin ít nhiều có khả năng phân hủy lignocellulose.

3.6. Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm

Trong thí nghiệm trên khi bổ sung vi nấm, chúng tôi nhận thấy với độ ẩm 60%

ban đầu là quá cao, đọng nước sau một thời gian ủ, nên cho rằng độ ẩm tối ưu sẽ

thấp hơn. Nấm mốc cần độ thông thoáng để phát triển, độ ẩm cao thường giảm độ

thoáng, ngược lại quá thấp sẽ làm nấm không phát triển được. Điều này khác với độ

ẩm ủ compost không có tăng cường sinh học, khi đó độ ẩm khuyến cáo vào khoảng

60% (Diaz LF. et al., 2007), tuy nhiên cũng dễ hiểu vì yêu cầu hoạt tính của nước

đối với sự tăng trưởng của vi nấm thường thấp hơn so với các vi sinh vật khác như

nấm men và vi khuẩn.

Theo thiết kế trong bảng 2.4, chúng tôi thay đổi độ ẩm khối ủ từ 20% đến 60%

với sự tham gia của NPK 0,5%, EC 0,05%, nấm N1, chúng tôi thu được kết quả về

độ giảm khối lượng như sau:

Bảng 3.3. Độ giảm khối lượng khi thay đổi độ ẩm khối ủ (bổ sung NPK, EC và

N1)

% ĐỘ GIẢM KHỐI LƯỢNG ĐỘ

ẨM SAU 5 NGÀY Ủ SAU 10 NGÀY Ủ SAU 15 NGÀY Ủ

1.67aA±0.28 4.01aA±0.53 8.19bC±0.33 20%

30%

2.50aA±0.28 2.7aA±2.41 5.37aA±0.62 9.32bB±3.00 8.70bB±1.04 15.66cC±3.15 40%

1.36aA±0.59 4.35aA±0.88 2.32aB±6.11 50%

1.71aA±0.14 3.81bA±1.09 1.51aB±8.84 60%

Bảng 3.3 cho thấy độ giảm khối lượng ở các độ ẩm không khác biệt sau 5 ngày

ủ. Độ giảm khối lượng thể hiện rõ sau 15 ngày ủ. Độ ẩm 40% được cho là giá trị tối

ưu khi giá trị % độ giảm khối lượng là lớn nhất, đồng nghĩa với khả năng phân hủy

là lớn nhất.

Với giá trị độ ẩm cao hơn 40% là 50% và 60%, khả năng phân hủy sau 15 ngày

ủ càng giảm dần. Độ ẩm càng cao, cao hơn giá trị 40% thì độ phân hủy càng thấp.

15 ngày

16

14

12 g n o u

l i

10

8

6

4 o h k m a i g %

2

0 20%

30%

40%

50%

60% 60%

Do am

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn độ giảm khối l ồ thị biểu diễn độ giảm khối lượng mụn dừa sau 15 ng ụn dừa sau 15 ngày ủ ở các

ộ ẩm khác nhau khi có cấy nấm. độ ẩm khác nhau khi có cấy nấ

Như vậy những thí nghiệm về sau khi cấy nấm tăng c ờng sinh học, độ ẩm ậy những thí nghiệm về sau khi cấy nấm tăng cường sinh học, độ ẩm

40% là thích hợp.

3.7. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 v ả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và n à N2 và nấm phân

hủy cellulose C1 và SD4 trong à SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm.

Theo các thí nghiệm tr ệm trên, EC không phải là giải pháp cho tăng c ải pháp cho tăng cường sinh học

phân hủy vật liệu lignocelluloses h ụn dừa. Việc phối hợp với ủy vật liệu lignocelluloses hàm lượng cao như mụn dừa. Việc phối hợp với

ường hợp này. nguồn nấm phân hủy cellulose trong ủ compost l ồn nấm phân hủy cellulose trong ủ compost là có ý nghĩa trong trư

Theo thiết kế thí nghiệm bảng 2 ệm bảng 2.5, chúng tôi thu được kết quả về độ giảm k ợc kết quả về độ giảm khối

lượng trình bày trong bảng 3 ảng 3.4.

Bảng 3.4. Độ giảm khối lượng khi áp dụng tăng cường sinh học với N1 và/hoặc N2

với các nấm phân hủy xơ C1 và SD4

STT Mẫu % giảm khối lượng

SAU 5 NGÀY SAU 10 NGÀY SAU 15 NGÀY

ĐC_0+0 1

N1 1.85aA ± 0.39 4.01aA±1.44 2.08aA ± 0.69 8.69bA±2.51 5.56aA ± 1.39 17.02cA±0.80 2

N2 3.79aA±0.62 10.46bB±2.27 15.82cB±5.52 3

N 1 + N2 4.12aA±1.49 8.18bC±2.05 20.29cC±2.70 4

N1 + C1 + SD4 2.92aA±1.56 7.62aD±1.34 26.07bD±0.41 5

N2 + C1 + SD4 4.41aA±0.92 13.12bE±3.08 30.96cE±0.83 6

N1 + N2 + C1 + SD4 4.41aA±0.92 13.12bF±23.49 30.96cF±0.84 7

(số liệu có cùng chỉ số theo hàng dọc sai khác không có ý nghĩa, p>0,05)

Bảng 3.4. cho thấy sự có mặt của các vi nấm đều đem lại kết quả góp phần vào độ

phân hủy của vật liệu theo thời gian ủ.

So sánh các mẫu ủ ta thấy:

- Vai trò của N1 và N2 cũng như N1 và N2 trong việc giảm khối lượng tương

tự giống thí nghiệm ở mục 3.3 về hoạt tính tannase.

- Bổ sung thêm nấm phân hủy cellulose tăng độ sụt đáng kể.

- Hiệp lực của N2 với nấm phân hủy xơ tốt hơn N1.

Bảng 3.5. Độ giảm hàm lượng tannin sau 30 ngày ủ với các tác nhân tăng cường

sinh học

% giảm tannin STT Mẫu (so với mụn dừa tươi)

1 ĐC_0+0 0

2 N1

3 N2 75.30A ± 3.30 77.45B ± 3.00

4 N 1 + N2 77.23B ± 2.00

5 N1 + C1 + SD4 80.51C ± 4.32

6 N2 + C1 + SD4 81.70C ± 1.25

7 N1 + N2 + C1 + SD4 75.00A ± 3.97

Bảng 3.5. cho thấy tỉ lệ giảm tannin trong 30 ngày ủ. . Giá trị thực của tannin

trong mụn dừa tươi là 5,5 - 11,28% ck, phù hợp với các tác giả khác (Tejano EA.,

1985, Tạ Thị Thảo, 2011). Sau khi ủ tăng cường sinh học nấm phân hủy tannin thì

hàm lượng này giảm 75-81%.

Nhìn chung tăng cường sinh học làm tăng độ giảm khối lượng rõ rệt, đặc biệt

khi phối hợp vi nấm phân hủy tannin và phân hủy xơ. Đây là cơ sở cho những thí

nghiệm ủ quy mô lớn hơn để xác định giá trị dinh dưỡng compost sau thời gian ủ

xác định.

30

25

20 %

15

10

5

0 1 N

2 2 N N

2 N + 1 N

0 + 0 _ C Đ

%giam KL 15 ngày %giam KL 15 ngày

4 D S + 1 C + 1 N

4 D S + 1 C + 2 N

% tannin còn lạ

ại 30 ngày

4 D S + 1 C + 2 N + 1 N

Hình 3.10. So sánh ảnh hư ưởng của tác tác nhân tăng cường sinh học (vi nấm) l ờng sinh học (vi nấm) lên độ

giảm khối lượng khối ủ sau 15 ng ợng khối ủ sau 15 ngày và tannin sau 30 ngày.

ợng phân compost ủ thí nghiệm. 3. 8. Đánh giá chất lượng phân compost ủ thí nghiệm

Theo thiết kế thí nghiệm bảng 2

Ủ compost với tăng cư

.6. ết kế thí nghiệm bảng 2.6, kết quả thu được trong bảng 3.6.

ường sinh học EC (0,05%), N1 và SD4 (10 à SD4 (107 bào tử/g mỗi

loại), bổ sung NPK 0,5%, với khối l ại), bổ sung NPK 0,5%, với khối lượng một mẫu ủ là 2,5kg.

% giảm khối lượng

10 ngày 10 ngày

21 ngày 21 ngày

60 30 ngày 30 ngày

50

40

30

20

10

0 ĐC (EC) ĐC (EC)

TN (EC+VSV)

Hình 3.11. Độ giảm khối l ộ giảm khối lượng compost sau 10, 21, 30 ng ợng compost sau 10, 21, 30 ngày ủ

% giảm tannin

10 ngày 10 ngày

21 ngày 21 ngày

100 30 ngày 30 ngày

80

60

40

20

0 ĐC (EC) ĐC (EC)

TN (EC+VSV)

ỉ lệ giảm tannin trong compost sau 10, 21, 30 ngày ủ ỉ lệ giảm tannin trong compost sau 10, 21, 30 ng Hình 3.12. Tỉ lệ giảm tannin trong compost sau 10, 21, 30 ng

Hàm lượng cellulose còn lại

100% 80

60

40

20

0 ĐC (EC)

TN (EC + VSV)

10 ngày 10 ngày

21 ngày

Hình 3.13. Hàm lượng cellulose còn lại sau 10, 21 ngày 21 ngày ủ.

Hình 3.11 và 3.12 cho th ấy compost ủ thí nghiệm bổ sung chế phẩm Enchoice cho thấy compost ủ thí nghiệm bổ sung chế phẩm Enchoice

và VSV có thể đạt đến tỉ lệ giảm khối l ới đối chứng ủ ể đạt đến tỉ lệ giảm khối lượng và tannin cao hơn so với đối chứng ủ

mụn dừa chỉ với Enchoice. Độ giảm khối l ày sau 21 ngày là 46% tương ụn dừa chỉ với Enchoice. Độ giảm khối lượng này sau 21 ngày là 46% tương

đương kết quả ủ ngoài thực tế với t ực tế với tơ nấm bào ngư Pleurotus sajor-caju caju có thổi khí

theo Ghosh P. (2007) là 42%, trong khi sử dụng Enchoice độ giảm khối l theo Ghosh P. (2007) là 42%, trong khi s ử dụng Enchoice độ giảm khối lượng là 27

% sau 10 ngày ủ và chỉ đạt độ sụt 36% sau 21 ng ời gian ủ đến 30 ỉ đạt độ sụt 36% sau 21 ngày. Kéo dài thời gian ủ đến 30

ngày làm tăng độ giảm khối l ợp bổ sung VSV; chỉ ộ giảm khối lượng đến gần 60% trong trường hợp bổ sung VSV; chỉ

ử dụng VSV tannin ử dụng EC độ giảm khối lượng dừng lại ở 46%. Đáng chú ý là sử dụng VSV tannin sử dụng EC độ giảm khối l

giảm 82% sau 21 ngày ủ và ch à chỉ tăng lên 87% sau khi ủ 30 ngày.

Bảng 3 ảng 3.6. Thành phần hóa học compost

Khoáng Khoáng N P K C/N Mẫu pH % Ck

6,5 2,8 1,1 0,2 51:1 0,8 0,8 0 ngày

7,5 3,8 1,6 0,3 32:1 1,4 1,4 10 ngày

7,0 5,1 2,4 0,5 22:1 1,8 1,8 21 ngày

Bảng 3.6 là kết quả phân tích thành phần compost sau 10 và 21 ngày ủ, hàm

lượng các thành phần bao gồm khoáng, N, P, K tăng; ngược lại tỉ lệ C/N giảm. So

sánh tỉ lệ C/N này với tỉ lệ C/N compost mụn dừa Ấn Độ cho thấy sự tương đương -

là 24:1. Sau 21 ngày 60% cellulose đã bị phân hủy trong mẫu có EC và VSV so

sánh với 40% khi chỉ sử dụng EC (hình 3.13), cho thấy hiệu quả tăng cường phân

hủy cellulose của VSV bổ sung. Với số liệu thí nghiệm có thể kết thúc ủ compost

sau 21 ngày.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

1. Nấm xanh N1 và nấm trắng N2 phân lập từ mụn dừa có hình thái của

Aspergillus spp. với họat tính phân hủy tannic acid trên đĩa thạch. Nấm C1 phân lập

từ hố ủ rơm rạ có hình thái của Aspergillus và SD4 phân lập từ mụn dừa có hình

thái của Trichoderma; cả hai đều thể hiện hoat tính phân hủy cellulose trên thạch

CMC.

2. Chế phẩm thương mại Enchoice (EC) thể hiện họat tính đối với vật liệu

lignocelluloses qua CMCase là 3,32 U/ml; FPase là 2,53 U/ml và xylanase là 629

U/ml. Ngoài ra chế phẩm còn thể hiện họat tính lipase.

3. Khi ủ mụn dừa bổ sung urea 0,5% với N1, N2 hoặc N1+N2 đều thấy họat tính

tannase trên môi trường này.

4. Khi ủ mụn dừa bổ sung 0,5% urea với C1 và SD4 đều thấy họat tính CMCase

và FPase trên môi trường này

5. Khi mụn dừa ủ với tác nhân tăng cường sinh học, NPK (thay cho urea) đóng

vai trò quan trọng trong cân đôi dinh dưỡng cho vi sinh vật gây giảm khối lượng

khối ủ, EC một không đóng vai trò rõ rệt, tăng cường vi nấm cho thấy độ sụt tăng,

N2 kết hợp tốt với EC trong quá trình ủ làm giảm khối lượng tối đa >9%.

6. Độ ẩm khối ủ ban đầu khi bổ sung vi nấm tốt nhất là 40%, khi ấy độ sụt tăng

đến 15% khi tăng cường N1 (và 0,5%NPK, 0,05%EC).

7. Ủ phối hợp mụn dừa (0,5%NPK, 0,05% EC) nấm phân hủy tannin N1, N2

hoặc cả hai với C1 và SD4 (nấm phân hủy xơ) tăng độ giảm khối lượng tối đa lên

30% sau 15 ngày ủ, trong khi tannin giảm 80% sau 30 ngày ủ (từ 11.2% xuống

2.8%).

8. Ủ compost thử nghiệm với bổ sung 0,5% NPK, 0,05% Enchoice và VSV (N1, SD4) với mật độ 107 bào tử/g mỗi loại sau 21 ngày giảm 46% khối lượng, 82%

tannin, 60% cellulose ưu điểm hơn khi chỉ sử dụng Enchoice rõ rệt, tỉ lệ C/N của

compost 22:1 là thích hợp.

2. KIẾN NGHỊ

- Tiếp tục nghiên cứu hòan thiện chế phẩm phối hợp các chủng.

- Tăng quy mô ủ và thử nghiệm.

- Đánh giá độ nhiễm tannin tại vùng đất ủ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trong nước (i)

- Đuờng Hồng Dật, Giáo trình sinh vật học trồng trọt, NXB Nông nghiệp, 1981

- Nguyễn Thị Lạc, Luận văn Thạc sĩ Hóa học ĐHKHTN TP. HCM (2006).

- Lương Bảo Uyên, Phạm Thị Ánh Hồng 2008, Xử lý mạt dừa sau khi trồng nấm

bào ngư bằng xạ khuẩn, Tạp chí phát triển KH & CN, tập 11, 82-89.

- Lương Tất Nhợ, Đặc điểm sinh trưởng cho thịt và cho lông của Vịt CV – Super

M nuôi tại Miền Bắc Việt Nam, Luận án PTS. Viện khoa học KTNN Việt Nam, Hà

Hội 1994.

- Phạm Hoàng Hộ, Cây cỏ Việt Nam, Quyển III, NXB Trẻ TPHCM, 2000

- Tạ Thị Thảo. Hoàng Quốc Anh. Kỷ yếu Hội nghị Khoa học sinh viên năm 2011

Khoa Hóa học, ĐHKHTN Hà Nội (2011).

- Võ Hoài Chân, Võ Thị Gương và Dương Minh 2008, Hiệu quả của phân hữu

cơ từ mụn dừa trên năng suất bắp trồng trên đất nghèo dinh dưỡng, Tạp chí Khoa

học:10 Trường Đại học Cần Thơ

Nước ngoài (ii)

- Aguilar CN., Rodríguez R., Gutiérrez-Sánchez G., Augur C., Favela-Torres E.,

Prado-Barragan LA., Ramírez-Coronel A., Contreras-Esquivel JC. (2007),

Microbial tannases: advances and perspectives, Microbiol Biotechnol 76:47–59

- AHMAD .R, JILANI .G, ARSHAD .M, ZAHIR .A.Z, KHALID .A (2007), Bio-

conversion of organic wastes for their recycling in agriculture: an overview of

perspectives and prospects, Annals Of Microbolog7, pp. 471-479.

- Amner .W, McCarthy .J.A, và Edwards .C (1988), Quantitative Assessment of

Factors Affecting the Recovery of Indigenous and Released Thermophilic Bacteria

from Compost, Applied and Environmental Microbiolory, p. 3107-3112.

- Anbusel .S, PhD thesis, 2009, Study on Biodegradation of Coir waste by

Cyanobacteria and Comparing its efficiency with different organic manures on

blackgram varieties, India.

- Aniekemeabasi Israela et al.,2010, 2(5): 60-75

- Arancon R. (2008) Coir fibre in Asia, Proceedings of The Symposium on

Commodities 2009.

- Badal C.S (2003), Hemicellulose bioconversion, J Ind Microbiol Biotechnol 30:

279-291.

- Banzon, J. A. and Velasco J. R. (1982) Coconut: Production and Utilization.

Pasig, Metro Manila: Philippine Coconut Research and Development Foundation,

Inc. (PCRDFI).

- Bamford F.K. và Campbell G.W. (1936), The Determination of Ligin in The

Analysis of Woods, From the Section of Chemistry, Forest Products Research

Laboratory,Princes Risborough, Aylesbury, Bucks.

- Barman .K, Dubey D.K, Tandon. M, Thirumeignanam, D. và Dr. Rai. S.N.

(1993), Tannis Estimation, College of Horticulture, Kerala Agricultural University,

Vellanikkara.

- Bayer EA, Shoham Y, Lamed R. Cellulose-Decomposing Bacteria and Their

Enzyme Systems 578-617. In: The Prokaryotes - A Handbook on the Biology of

Bacteria. Third Edition. Volume 2: Ecophysiology and Biochemistry. Dworkin (ed.,

- Betts W.B, 1991, Apparatus for the detecting insect-induced vinrations in

Springer 2006.)

particulate matter. U.S. patent no, 4991439.

- Bindhu C.J, Sushama P.K và Sureshkumar P (2002), Enriched Manure by Co-

Composting Coir Pith and Water Hyacinth, College of Horticulture, Kerala

Agricultural University, Vellanikkara.

- Bidlingmaier .W và Müsken .J (2007), Odor Emissions from Composting Plants,

Elservier Science.

- Boulter J.I, Boland G.J và Trevors J.T (2000), Compost: A study of the

development process and end-product potential for suppression of turfgrass

disease, World Journal of Microbiology & Biotechnology 16: 115±134, 2000.

- Bradford, MM. A rapid and sensitive for the quantitation of microgram

quantitites of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical

Biochemistry 72: 248-254. 1976.

- Chongrak, P. 1996. Organic waste recycling: technology and management. John

Wiley & Sons Ltd., Baffins Lane, Chichester, West Sussex PO19 1UD, England,

412p.

- Chavez .G (1996) B.I., 1996. Condensed tannins in tropi-cal forages. Doctoral

Thesis. Cornell University. Ithaca,NY, USA.

- Cooke, F.C. (1949) Ceylon Coconut Industry in 1948 and its prospects for 1949.

Times of Ceylon, 24 March 1949.

- Cristóbal N. Aguilar & Raúl Rodríguez & Gerardo Gutiérrez-Sánchez &

Christopher Augur & Ernesto Favela-Torres & Lilia A. Prado-Barragan &

Ascensión Ramírez-Coronel & Juan C. Contreras-Esquivel (2007), Microbial

tannases: advances and perspectives, Microbiol Biotechnol 76:47–59.

- Dashtban Mehdi, Schraft Heidi, Qin Wensheng (2009), Fungal Bioconversion of

Lignocellulosic Residues; Opportunities & Perspectives, International Journal of

Biological Sciences 5(6):578-595.

- Diaz L.F., Bertoldi D.M, Bidlingmaier .W (2007), Compost Sciencce and

Technology, Elservier Science.

- Diaz L.F. and Savage G.M (2007 ), Factors that Affect the Process, Elservier

Science.

- Diaz L.F., Savage G.M., Eggerth L.L, and Chiumenti .A (2007), Systems Used

in Composting, Elservier Science.

- Evans, M.R., S. Konduru, and R.H. Stamps, 1996, Source variation in physical

and chemical properties of coconut coir dust. Hort Science 31: 965-967.

- Gaballah, I; Gey, D; Allain; Kilbertus, G. and Thauront, J. 1997. Recovery of

Copper through Decontamination of Synthetic Solutions using Modified Barks.

Metallur-gical and Materials Transactions B28 B: 13-23.

- Ghose, T.K. 1987. "Measurement of Cellulase Activities." Pure & Appl. Chem.

59:257-268.

- Ghose, TK., Bisaria VS. (1987). "Measurement of Hemicellulase Activities."

Pure & Appl. Chem. 59:1739-1987.

- Ghosh K.P, Sarma U. S., Ravindranath D.A, Radhakrishnan .S, và Ghosh .P

(2007), A Novel Method for Accelerated Composting of Coir Pith, Energy & Fuels ,

21, 822-827.

- Gonzales, B.P. Analysis and Pulping of coir dust. Emata, R. Ed(1970). Coconut

Research and Deveopment.V3,UCAP, Manila p. 163-173.

- Han .W, He .M (2010), The application of exogenous cellulase to improve soil

fertility and plant growth due to acceleration of straw decomposition, Bioresource

Technology 101, 3724–3731.

- Hart T.D, Leij De F.A.A.M, Kinsey .G, Kelley .J và Lynch J.M. (2002),

Strategies for the isolation of cellulolytic fungi for composting of wheat straw,

World Journal of Microbiology & Biotechnology 18: 471–480.

- Hatakka A (1994). Lignin modifying enzymes from selected white rot fungi

production and role in lignin degradation. FEMS Microbiol. Rev., 13: 125-135.

- Horwath W., Carbon cycling and formation of soil organic matter, 303-340. In:

Soil Microbiology and Biochemistry, 3rd edition, Elsevier 2007.

- Hyder Naveen, Sims J.J, and Wegulo N.S (2009), In Vitro Suppression of

Soilborne Plant Pathogens by Coir.

Israela .A, Ogalib .R, Akarantab .O, Obota .B.I, 2010, Removal of Cu(II) from -

www.derpharmachemica.com, 2(5): 60-75

aqueous solution using coconut (Cocos nucifera L.) coir dust, Available online at

Israel A. U., Ogali R. E., Akaranta O., and Obot I.B., 2011, Extraction and -

characterization of coconut (Cocos nucifera L.) coir dust, Songklanakarin J. Sci.

Technol. 33 (6), 717-724.

Insam. H và Bertoldi D.M (2007), Microbiology of the Composting Process, -

Elservier Science.

Ibuchi S, Minoda Y, and Yamada K (1967), Agric. Biol. Chem, 32, 513 – 518. -

Joachim, A.W.R., 1930, The Fertilizer Value and Decompositability of Coconut -

Fiber Dust. Chemical Abstracts 24:1796.

- Kanmani. P, Karuppasamy. P, Pothiraj. C and Arul. V (2009), Studies on

lignocellulose biodegradation of coir waste in solid state fermentation using

Phanerocheate chrysosporium and Rhizopus stolonife, African Journal of

Biotechnology Vol. 8 (24), pp. 6880-6887.

- Kasana RC., Salwan R., Dhar H., Dutt S., Gulati A. (2008). A Rapid and Easy

Method for the Detection of Microbial Cellulases on Agar Plates Using Gram’s

Iodine. Curr Microbiol 57:503–507.

- Kumar .R, Singh .S, Singh V.O (2008), Bioconversion of lignocellulosic

biomass: biochemical and molecular perspectives, J Ind Microbiol Biotechnol

35:377–391.

- Kumar R., Kumar A, Nagpal R., Sharma J., Kumari A. (2010). A novel and

sensitive plate assay for screening of tannase-producing bacteria. Ann Microbiol

60:177–179

- Lefe`bvre P., Bringer J, Ossertli A, Sport et axe gonadotrope feminime. Science

and Sports, 12: 19-25, 1977.

- Lynd LR., Paul J. Weimer, van Zyl Willem H., and Isak S. Pretorius (2002),

Microbial Cellulose Utilization: Fundamentals and Biotechnology, Microbiolory

and Molecular Biology Reviews, p. 506–577.

two subtropical ornamentals using coir - Meerow, A.W. (1994) Growth of

(coconut mesocarp pith) as a peat substitute. HortScience 29:1484–1486.

- Miller, GL. (1959). "Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of

Reducing Sugar." Anal. Chem. 31:426-428.

- Murugan. K and Saleh A. Al-Sohaibani (2010), Biocompatible Removal of

Tannin and Associated Color from Tannery Effluent using the Biomass and Tannin

Acyl Hydrolase (E.C.3.1.1.20) Enzymes of Mango Industry Solid Waste Isolate

Aspergillus candidus MTTC 9628, Research Journal of Microbiology 5 (4): 262-

271.

- Neena, C., P.S. Ambily, and M.S. Jisha. 2007. Anaerobic degradation of

coconut husk leachate using UASB-reactor. J.Environ. Biol. 28:611–615.

- Pansera, M. R., Iob, G. A., Atti-Santos, A. C., Rosatto, M., Atti-Serafini, L. and

Cassel, E. 2004. Extraction of Tannins from Acacia mearnsii with Supercritical

fluids. International Journal of Brazilian Archives of Biology and Technology. 47

(6), 995–998.

- Parthasarathy, V.A, 2008, “Organic spices” New India Publishing, 740 p.

- Pinsirodom P., Parkin KL. (2001). Lipase assays. In: Current Protocols in Food

Analytical Chemistry, C3.1.1-C3.1.13. John Wiley & Sons, Inc.

- Reghuvaran. A and Ravindranath. D.A. 2010, Efficacy of biodegraded coir pith

for cultivation of medicinal plants, Journal of Scientific & Industrial Research, Vol.

69, pp. 554-559.

- Research and Deveopment.V3,UCAP, Manila p. 163-173.

- Rubin E M., 2008, Genomics of cellulosic biofuels, Nature 454, 841-845.

- Saha .C.B, Nakamura .K.L in Biotechnology and Bioengineering(2003).

- Sánchez. C (2009), Cultivation of Pleurotus ostreatus and other edible

mushrooms, Appl Microbiol Biotechnol (2010) 85:1321–1337.

- Savage. G.M and Diaz. L.F (2007), Bioremediation, Elservier Science.

- Savithri P & Hameed Khan H 1994, Characteris-tics of coconut coir pith and its

utiliza-tion in agriculture. J.plantn. Crop 22: 1-18.

- Savithri .P, Perumal .R & Nagarajan .R (1999), Soil and crop management

technologies for enhancing rice production under micronutrient constraints,

Nutrient Cycling in Agroecosystems, 53: 83-89.

- Shashirekha M. N, Rajarathnam S. (2007), Bioconversion and biotransformation

of coir pith for economic production of Pleurotus florida: chemical and

biochemical changes in coir pith during the mushroom growth and fructification,

World J Microbiol Biotechnol 23:1107–1114.

- Sjostrom, E. 1993. Wood Chemistry – Fundamentals and Application. 2nd edn.

Academic Press Inc., SanDiego. California.

- Sirnivasan .V, Hamza .S & Sadanandan .A.K 2005, Evaluation of composted

coir pith with chemical and biofertilizers on nutrient availability, yield and quality

of black pepper (Piper nigrum L.), Journal of Spices and Aromatic Crops Vol 14

(1): 15-20

- Sluiter, Hames .B, Ruiz .R, Scarlata .C, Sluiter .J, Templeton .D, và Crocker

(2008), Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass ,

National Reviewable Energy Laboratory.

- Sluiter A., Hames B., Ruiz R., Scarlata C., Sluiter J., Templeton D., Crocker D.

(2010), Efficacy of biodegraded coir pith for cultivation of medicinal plants, Journal

of Scientific & Industrial Research, pp. 554-559.

- Smith B, Roe J. A photometric method for the determination of α-amylase in

blood and urine, with the use of the starch-iodine color. J. Biol. Chem. 179, 53

(1949).

- Srinivasan B, Caberoy N, Suen G, et al (2005) Functional genome annotation

through phyloge-nomic mapping. Nat Biotechnol 23(6):691–698

- Tamolang F.N. 1976. The Utilization of Coconut Trunk and Other Parts in the

Philippines NSDB Technology Journal 1(2):36-48.

- Tchobanoglous G., H. Theisen and S.A. Vigil (1993). “Integrated solid waste

management: Engineering principles and management issues”, McGraw Hill

International editions, Civil Engineering series, McGraw Hill Inc., Singapore.

- Tejano E.A, State of The Art of coconut coir dust and hust ultilazation (general

overview). Philippine Journal of Coconut studies 1: 1-7, 1985.

- Tittarelli. F , Petruzzelli. G, Pezzarossa. B, Civilini. M, Benedetti. A, và Sequi.

P (2007), Quality and Agronomic Use of Compost, Elservier Science.

- Tuomela M, Vikman M., Hatakka A. & Itavaara M., 2000, Biodegradation of

lignin in a compost environment: a review, Bioresource Technology, Vol. 72,169-

183.

- Tyagi Meenu, Manuela M, Fonseca D.R., Carvalho D. Carla C. C. R (2011),

Bioaugmentation and biostimulation strategies to improve the effectiveness of

bioremediation processes, Biodegradation (2011) 22:231–241.

J. & Robertson, J. B. (1980), Systems of analysis for evaluating - Van Soest, P.

fibrous feeds. In: Standardization of Analytical Methodology in Feeds (Pigden,

W. J., Balch, C. C. & Graham, M., eds.), International Research Development

Center, Ottawa, Canada, pp. 49–60.

- Veglio,F., Beolchini, F., (1997). Removal of metals by biosorption: A review.

Hydrometalorgy., 44: 301-316.

- Vinodhini, S.et al., 2006 Vinodhini, S., Padmadevi, S.N and Padma Srinivasan,

2006. Biodegradation of lignocellulosic coir pith by using fungal forms, Asian J.

Microbiol .Biotech. Env.sci, 8(3):499-502.

- Vijaya D, Padmadevi S.N, Vasandha S, Meerabhai R.S, and Chellapandi P

2008, Efect of vermicomposed coirpith on the growth of andrographics paniculata,

Journal of Organic Systems – Vol.3 No.2.

- Zayed. G và Motaal .H.A (2005), Bio-production of compost with low pH and

high soluble phosphorus from sugar cane bagasse enriched with rock phosphate,

World Journal of Microbiology & Biotechnology (2005) 21:747–752.

(iii) Kỷ yếu, Hội thảo

- Coir fibre in Asia (2008), PROCEEDINGS OF THE SYMPOSIUM ON NATURAL

Commodities 2009.

Journal of Scientific & Industrial Research, Vol. 69, 2010, pp. 554-559, Efficacy of -

biodegraded coir pith for cultivation of medicinal plants, Abesh Reghuvaran and Anita

Das Ravindranath.

(iv) Từ sách điện tử và mạng internet

Alfred M. Mayera, Richard C. Staples (2002), Laccase: new functions for an old enzyme,

from .

Innovative Uses of Compost Disease Control for Plants and Animals (1997), from EPA

http://agritech.tnau.ac.in/org_farm/orgfarm_coircompost.html

http://www.sigmaaldrich.com/life-science/learning-center/life-science- video/universal-

protease.html

PHỤ LỤC

HÌNH ẢNH

Vi nấm SD4 Vi nấm N1

MẪU THÍ NGHIỆM Ủ CHIẾT DỊCH CHỨA TANNIN

MẪU ĐO OD – XÁC ĐỊNH HÀM VI NẤM PHÁT TRIỂN TỐT Ở ĐỘ

LƯỢNG TANNIN CÒN LẠI ẨM 40%

SỬ DỤNG PHÂN COMPOST TRỒNG CÂY CẢI MẦM

NẢY MẦM – SAU 1 NGÀY GIEO HẠT

SAU 3 NGÀY

Từ trái sang phải:

1. Mẫu 1: MT Mụn dừa xử lý với Enchoice và không sử dụng vi sinh. – cây chưa

phát triển.

2. Mẫu 2: MT Bông gòn – cây chưa phát triển 3. Mẫu 3: MT mụn dừa tươi chưa qua xử lý – cây phát triển nhưng có hiện tượng bị

vàng cây, thiếu dinh dưỡng.

4. Mẫu 4: MT mụn dừa phân compost – cây phát triển tốt.

BẢNG SỐ LIỆU

Để làm thí nghiệm ủ quy mô lớn hơn (2,5kg) mật độ bào tử phải được xác định

cụ thể. Đo đó các đường chuẩn bào tử đã được thiết lập dựa trên tương quan tuyến

tính giữa OD 600nm và log bào tử , bào tử xác định bằng phương pháp đếm trực

tiếp trong buồng đếm hồng cầu. Như vậy khi số lượng bào tử trên một đĩa Petri tương ứng 5.1010 bào tử, để cấy giống 2,5 kg với mật độ 107bào tử /g thì cần chuẩn

bị một đĩa Petri bào tử (d=9cm) cho một mẫu ủ 2,5kg.

1. ĐƯỜNG CHUẨN MẬT ĐỘ TẾ BÀO VI NẤM N1

MẬT ĐỘ TẾ BÀO N1

0.8 y = 1.876x - 18.94 R² = 0.955

0.7

0.6

0.5

0.4 OD

0.3 Linear (OD)

0.2

0.1

0 10.15 10.2 10.25 10.3 10.35 10.4 10.45

2. ĐƯỜNG CHUẨN MẬT ĐỘ TẾ BÀO VI NẤM N2

3. ĐƯỜNG CHUẨN MẬT ĐỘ TẾ BÀO VI NẤM SD4

MẬT ĐỘ TẾ BÀO SD4

y = 2.383x - 24.69 R² = 0.983

OD

Linear (OD)

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

10.45

10.5

10.55

10.6

10.65

10.7

10.75

4. ĐƯỜNG CHUẨN TẾ BÀO VI NẤM C1

5. ĐƯỜNG CHUẨN TANNIN ACID

Tannic (µg/ml)

30 y = 38.30x - 0.320 R² = 0.996

25

20

15 Tannic …

10

5 OD725 nm

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8 -5

6. BẢNG SỐ LIỆU KIỂM TRA ĐỘ Ý NGHĨA CỦA CHẾ PHẨM ENCHOICE

Difference 3.47222

-0.221631 -0.0174732 2.28461 0.00658806 -0.256764 2.25633 -0.697505 0.683865 2.97034 0.482857

Contrast DCA10 - DCA15 DCA10 - DCA5 DCA10 - DCB10 DCA10 - DCB15 DCA10 - DCB5 DCA10 - DCC10 DCA10 - DCC15 DCA10 - DCC5 DCA10 - DCD10 DCA10 - DCD15 DCA10 - DCD5 DCA15 - DCA5 DCA15 - DCB10 DCA15 - DCB15 DCA15 - DCB5 DCA15 - DCC10 DCA15 - DCC15 DCA15 - DCC5 DCA15 - DCD10 DCA15 - DCD15 DCA15 - DCD5 DCA5 - DCB10 DCA5 - DCB15 Sig. * * * * * * * * * * * * -3.69385 -3.4897 -1.18761 -3.46563 -3.72899 -1.21589 -4.16973 -2.78836 -0.501887 -2.98936 0.204158 2.50625 +/- Limits 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772

0.228219 -0.0351324 2.47796 -0.475874 0.905496 3.19197 0.704489

2.30209

0.0240612 -0.23929 2.27381 -0.680032 0.701338 2.98781 0.500331 -2.27803 -2.54138 -0.0282804 -2.98212 -1.60075 0.685721 -1.80176 -0.263352 2.24975 -0.704093 0.677277 2.96375 0.476269 2.5131 -0.440742 0.940629 3.2271 0.739621

-2.95384

-1.57247 0.714002 -1.77348 1.38137 3.66784 1.18036

2.28647

DCA5 - DCB5 DCA5 - DCC10 DCA5 - DCC15 DCA5 - DCC5 DCA5 - DCD10 DCA5 - DCD15 DCA5 - DCD5 DCB10 - DCB15 DCB10 - DCB5 DCB10 - DCC10 DCB10 - DCC15 DCB10 - DCC5 DCB10 - DCD10 DCB10 - DCD15 DCB10 - DCD5 DCB15 - DCB5 DCB15 - DCC10 DCB15 - DCC15 DCB15 - DCC5 DCB15 - DCD10 DCB15 - DCD15 DCB15 - DCD5 DCB5 - DCC10 DCB5 - DCC15 DCB5 - DCC5 DCB5 - DCD10 DCB5 - DCD15 DCB5 - DCD5 DCC10 - DCC15 DCC10 - DCC5 DCC10 - DCD10 DCC10 - DCD15 DCC10 - DCD5 DCC15 - DCC5 DCC15 - DCD10 DCC15 - DCD15 DCC15 - DCD5 DCC5 - DCD10 DCC5 - DCD15 DCC5 - DCD5 DCD10 - DCD15 DCD10 - DCD5 DCD15 - DCD5 * * * * * * * * * * * * * * * * -0.201008 -2.48748 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772 1.83772

Sig. *

* * *

* * * *

* * *

* * * *

* *

Contrast TN1A10 - TN1A15 TN1A10 - TN1A5 TN1A10 - TN1B10 TN1A10 - TN1B15 TN1A10 - TN1B5 TN1A10 - TN1C10 TN1A10 - TN1C15 TN1A10 - TN1C5 TN1A10 - TN1D10 TN1A10 - TN1D15 TN1A10 - TN1D5 TN1A15 - TN1A5 TN1A15 - TN1B10 TN1A15 - TN1B15 TN1A15 - TN1B5 TN1A15 - TN1C10 TN1A15 - TN1C15 TN1A15 - TN1C5 TN1A15 - TN1D10 TN1A15 - TN1D15 TN1A15 - TN1D5 TN1A5 - TN1B10 TN1A5 - TN1B15 TN1A5 - TN1B5 TN1A5 - TN1C10 TN1A5 - TN1C15 TN1A5 - TN1C5 TN1A5 - TN1D10 TN1A5 - TN1D15 TN1A5 - TN1D5 TN1B10 - TN1B15 TN1B10 - TN1B5 TN1B10 - TN1C10 TN1B10 - TN1C15 TN1B10 - TN1C5 TN1B10 - TN1D10 TN1B10 - TN1D15 TN1B10 - TN1D5 TN1B15 - TN1B5 TN1B15 - TN1C10 TN1B15 - TN1C15 Difference 1.9425 -0.634007 2.23256 3.98695 2.07679 -0.900635 2.64393 -1.10646 3.46547 6.72362 3.15488 -2.57651 0.290061 2.04445 0.134283 -2.84314 0.701428 -3.04896 1.52296 4.78112 1.21237 2.86657 4.62096 2.71079 -0.266628 3.27794 -0.472455 4.09947 7.35763 3.78888 1.75439 -0.155777 -3.1332 0.411367 -3.33902 1.2329 4.49106 0.922312 -1.91016 -4.88758 -1.34302 +/- Limits 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078

* * * *

TN1B15 - TN1C5 TN1B15 - TN1D10 TN1B15 - TN1D15 TN1B15 - TN1D5 TN1B5 - TN1C10 TN1B5 - TN1C15 TN1B5 - TN1C5 TN1B5 - TN1D10 TN1B5 - TN1D15 TN1B5 - TN1D5 TN1C10 - TN1C15 TN1C10 - TN1C5 TN1C10 - TN1D10 TN1C10 - TN1D15 TN1C10 - TN1D5 TN1C15 - TN1C5 TN1C15 - TN1D10 TN1C15 - TN1D15 TN1C15 - TN1D5 TN1C5 - TN1D10 TN1C5 - TN1D15 TN1C5 - TN1D5 TN1D10 - TN1D15 TN1D10 - TN1D5 TN1D15 - TN1D5 * -5.09341 -0.521482 2.73667 -0.832074 -2.97742 0.567144 -3.18325 1.38868 4.64683 1.07809 3.54456 -0.205826 4.3661 7.62425 4.05551 -3.75039 0.821537 4.07969 0.510946 4.57193 7.83008 4.26134 3.25815 -0.310591 -3.56874 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078 1.63078

Sig. *

* *

Contrast TN2A10 - TN2A15 TN2A10 - TN2A5 TN2A10 - TN2B10 TN2A10 - TN2B15 TN2A10 - TN2B5 TN2A10 - TN2C10 TN2A10 - TN2C15 TN2A10 - TN2C5 TN2A10 - TN2D10 TN2A10 - TN2D15 TN2A10 - TN2D5 TN2A15 - TN2A5 TN2A15 - TN2B10 TN2A15 - TN2B15 * Difference 3.25311 -0.655659 3.87876 7.46594 3.17614 0.350238 3.09518 -0.567799 3.97455 7.36977 3.22434 -3.90877 0.625647 4.21283 +/- Limits 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371

* * *

* * * *

* * * * *

* *

TN2A15 - TN2B5 TN2A15 - TN2C10 TN2A15 - TN2C15 TN2A15 - TN2C5 TN2A15 - TN2D10 TN2A15 - TN2D15 TN2A15 - TN2D5 TN2A5 - TN2B10 TN2A5 - TN2B15 TN2A5 - TN2B5 TN2A5 - TN2C10 TN2A5 - TN2C15 TN2A5 - TN2C5 TN2A5 - TN2D10 TN2A5 - TN2D15 TN2A5 - TN2D5 TN2B10 - TN2B15 TN2B10 - TN2B5 TN2B10 - TN2C10 TN2B10 - TN2C15 TN2B10 - TN2C5 TN2B10 - TN2D10 TN2B10 - TN2D15 TN2B10 - TN2D5 TN2B15 - TN2B5 TN2B15 - TN2C10 TN2B15 - TN2C15 TN2B15 - TN2C5 TN2B15 - TN2D10 TN2B15 - TN2D15 TN2B15 - TN2D5 TN2B5 - TN2C10 TN2B5 - TN2C15 TN2B5 - TN2C5 TN2B5 - TN2D10 TN2B5 - TN2D15 TN2B5 - TN2D5 TN2C10 - TN2C15 TN2C10 - TN2C5 TN2C10 - TN2D10 TN2C10 - TN2D15 TN2C10 - TN2D5 TN2C15 - TN2C5 TN2C15 - TN2D10 -0.0769743 -2.90287 -0.157935 -3.82091 0.721437 4.11666 -0.028768 4.53442 8.1216 3.83179 1.0059 3.75083 0.0878599 4.63021 8.02543 3.88 3.58718 -0.702621 -3.52852 -0.783581 -4.44656 0.0957905 3.49101 -0.654415 -4.2898 -7.1157 -4.37076 -8.03374 -3.49139 -0.096169 -4.24159 -2.8259 -0.0809602 -3.74393 0.798412 4.19363 0.0482064 2.74494 -0.918037 3.62431 7.01953 2.8741 -3.66297 0.879372 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371

* * * *

TN2C15 - TN2D15 TN2C15 - TN2D5 TN2C5 - TN2D10 TN2C5 - TN2D15 TN2C5 - TN2D5 TN2D10 - TN2D15 TN2D10 - TN2D5 TN2D15 - TN2D5 * 4.27459 0.129167 4.54235 7.93757 3.79214 3.39522 -0.750205 -4.14543 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371 3.23371

7. BẢNG SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM TỐI ƯU

Sig.

Contrast DA20%10 - DA20%15 Difference 4.18 +/- Limits 5.17452

* *

DA20%10 - DA30%10 DA20%10 - DA30%15 DA20%10 - DA30%5 DA20%10 - DA40%10 DA20%10 - DA40%15 DA20%10 - DA40%5 DA20%10 - DA50%10 DA20%10 - DA50%15 DA20%10 - DA50%5 DA20%10 - DA60%10 DA20%10 - DA60%15 DA20%10 - DA60%5 DA20%15 - DA20%5 DA20%15 - DA30%10 DA20%15 - DA30%15 DA20%15 - DA30%5 DA20%15 - DA40%10 DA20%15 - DA40%15 DA20%15 - DA40%5 DA20%15 - DA50%10 DA20%15 - DA50%15 DA20%15 - DA50%5 DA20%15 - DA60%10 DA20%15 - DA60%15 DA20%15 - DA60%5 DA20%5 - DA30%10 DA20%5 - DA30%15 DA20%5 - DA30%5 DA20%5 - DA40%10 DA20%5 - DA40%15 * * 1.35667 4.68333 -1.51667 5.30667 11.6467 -1.31333 0.34 -1.69333 -2.65 -0.203333 -2.50333 -2.3 -6.52333 -2.82333 0.503333 -5.69667 1.12667 7.46667 -5.49333 -3.84 -5.87333 -6.83 -4.38333 -6.68333 -6.48 3.7 7.02667 0.826667 7.65 13.99 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452

* *

* * * *

* *

DA20%5 - DA40%5 DA20%5 - DA50%10 DA20%5 - DA50%15 DA20%5 - DA50%5 DA20%5 - DA60%10 DA20%5 - DA60%15 DA20%5 - DA60%5 DA30%10 - DA30%15 DA30%10 - DA30%5 DA30%10 - DA40%10 DA30%10 - DA40%15 DA30%10 - DA40%5 DA30%10 - DA50%10 DA30%10 - DA50%15 DA30%10 - DA50%5 DA30%10 - DA60%10 DA30%10 - DA60%15 DA30%10 - DA60%5 DA30%15 - DA30%5 DA30%15 - DA40%10 DA30%15 - DA40%15 DA30%15 - DA40%5 DA30%15 - DA50%10 DA30%15 - DA50%15 DA30%15 - DA50%5 DA30%15 - DA60%10 DA30%15 - DA60%15 DA30%15 - DA60%5 DA30%5 - DA40%10 DA30%5 - DA40%15 DA30%5 - DA40%5 DA30%5 - DA50%10 DA30%5 - DA50%15 DA30%5 - DA50%5 DA30%5 - DA60%10 DA30%5 - DA60%15 DA30%5 - DA60%5 DA40%10 - DA40%15 DA40%10 - DA40%5 DA40%10 - DA50%10 DA40%10 - DA50%15 DA40%10 - DA50%5 DA40%10 - DA60%10 DA40%10 - DA60%15 * * * * 1.03 2.68333 0.65 -0.306667 2.14 -0.16 0.0433333 3.32667 -2.87333 3.95 10.29 -2.67 -1.01667 -3.05 -4.00667 -1.56 -3.86 -3.65667 -6.2 0.623333 6.96333 -5.99667 -4.34333 -6.37667 -7.33333 -4.88667 -7.18667 -6.98333 6.82333 13.1633 0.203333 1.85667 -0.176667 -1.13333 1.31333 -0.986667 -0.783333 6.34 -6.62 -4.96667 -7.0 -7.95667 -5.51 -7.81 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452

* * * * * * * *

DA40%10 - DA60%5 DA40%15 - DA40%5 DA40%15 - DA50%10 DA40%15 - DA50%15 DA40%15 - DA50%5 DA40%15 - DA60%10 DA40%15 - DA60%15 DA40%15 - DA60%5 DA40%5 - DA50%10 DA40%5 - DA50%15 DA40%5 - DA50%5 DA40%5 - DA60%10 DA40%5 - DA60%15 DA40%5 - DA60%5 DA50%10 - DA50%15 DA50%10 - DA50%5 DA50%10 - DA60%10 DA50%10 - DA60%15 DA50%10 - DA60%5 DA50%15 - DA50%5 DA50%15 - DA60%10 DA50%15 - DA60%15 DA50%15 - DA60%5 DA50%5 - DA60%10 DA50%5 - DA60%15 DA50%5 - DA60%5 DA60%10 - DA60%15 DA60%10 - DA60%5 DA60%15 - DA60%5 -7.60667 -12.96 -11.3067 -13.34 -14.2967 -11.85 -14.15 -13.9467 1.65333 -0.38 -1.33667 1.11 -1.19 -0.986667 -2.03333 -2.99 -0.543333 -2.84333 -2.64 -0.956667 1.49 -0.81 -0.606667 2.44667 0.146667 0.35 -2.3 -2.09667 0.203333 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452 5.17452

8. BẢNG SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM KIỂM TRA ĐỘ GIẢM KHỐI LƯỢNG

VỚI ĐỘ ẨM TỐI ƯU

Sig. * *

* *

Contrast A10 - A15 A10 - A5 A10 - B10 A10 - B15 A10 - B5 A10 - C10 A10 - C15 A10 - C5 A10 - D10 A10 - D15 * Difference 8.32667 -4.67667 1.77 7.13 -4.90333 -0.513333 11.6 -4.57333 -1.07333 17.3833 +/- Limits 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911

* * * * * * * * *

* *

* * * * * * * * * *

* * * *

* *

A10 - D5 A10 - E10 A10 - E15 A10 - E5 A10 - F10 A10 - F15 A10 - F5 A10 - G10 A10 - G15 A10 - G5 A15 - A5 A15 - B10 A15 - B15 A15 - B5 A15 - C10 A15 - C15 A15 - C5 A15 - D10 A15 - D15 A15 - D5 A15 - E10 A15 - E15 A15 - E5 A15 - F10 A15 - F15 A15 - F5 A15 - G10 A15 - G15 A15 - G5 A5 - B10 A5 - B15 A5 - B5 A5 - C10 A5 - C15 A5 - C5 A5 - D10 A5 - D15 A5 - D5 A5 - E10 A5 - E15 A5 - E5 A5 - F10 A5 - F15 A5 - F5 -5.76667 4.43 22.2733 -4.28 4.43 22.2733 -4.28 7.07667 21.96 -2.92333 -13.0033 -6.55667 -1.19667 -13.23 -8.84 3.27333 -12.9 -9.4 9.05667 -14.0933 -3.89667 13.9467 -12.6067 -3.89667 13.9467 -12.6067 -1.25 13.6333 -11.25 6.44667 11.8067 -0.226667 4.16333 16.2767 0.103333 3.60333 22.06 -1.09 9.10667 26.95 0.396667 9.10667 26.95 0.396667 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911

* *

* * * * * * * * * * * *

* *

* * * *

* *

A5 - G10 A5 - G15 A5 - G5 B10 - B15 B10 - B5 B10 - C10 B10 - C15 B10 - C5 B10 - D10 B10 - D15 B10 - D5 B10 - E10 B10 - E15 B10 - E5 B10 - F10 B10 - F15 B10 - F5 B10 - G10 B10 - G15 B10 - G5 B15 - B5 B15 - C10 B15 - C15 B15 - C5 B15 - D10 B15 - D15 B15 - D5 B15 - E10 B15 - E15 B15 - E5 B15 - F10 B15 - F15 B15 - F5 B15 - G10 B15 - G15 B15 - G5 B5 - C10 B5 - C15 B5 - C5 B5 - D10 B5 - D15 B5 - D5 B5 - E10 B5 - E15 * * 11.7533 26.6367 1.75333 5.36 -6.67333 -2.28333 9.83 -6.34333 -2.84333 15.6133 -7.53667 2.66 20.5033 -6.05 2.66 20.5033 -6.05 5.30667 20.19 -4.69333 -12.0333 -7.64333 4.47 -11.7033 -8.20333 10.2533 -12.8967 -2.7 15.1433 -11.41 -2.7 15.1433 -11.41 -0.0533333 14.83 -10.0533 4.39 16.5033 0.33 3.83 22.2867 -0.863333 9.33333 27.1767 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911

* *

* * * * * * * * * *

* * * * * * * * * * * * *

* *

B5 - E5 B5 - F10 B5 - F15 B5 - F5 B5 - G10 B5 - G15 B5 - G5 C10 - C15 C10 - C5 C10 - D10 C10 - D15 C10 - D5 C10 - E10 C10 - E15 C10 - E5 C10 - F10 C10 - F15 C10 - F5 C10 - G10 C10 - G15 C10 - G5 C15 - C5 C15 - D10 C15 - D15 C15 - D5 C15 - E10 C15 - E15 C15 - E5 C15 - F10 C15 - F15 C15 - F5 C15 - G10 C15 - G15 C15 - G5 C5 - D10 C5 - D15 C5 - D5 C5 - E10 C5 - E15 C5 - E5 C5 - F10 C5 - F15 C5 - F5 C5 - G10 * 0.623333 9.33333 27.1767 0.623333 11.98 26.8633 1.98 12.1133 -4.06 -0.56 17.8967 -5.25333 4.94333 22.7867 -3.76667 4.94333 22.7867 -3.76667 7.59 22.4733 -2.41 -16.1733 -12.6733 5.78333 -17.3667 -7.17 10.6733 -15.88 -7.17 10.6733 -15.88 -4.52333 10.36 -14.5233 3.5 21.9567 -1.19333 9.00333 26.8467 0.293333 9.00333 26.8467 0.293333 11.65 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911

* * * *

* *

* * * * * * * * * * * *

* *

* * * *

C5 - G15 C5 - G5 D10 - D15 D10 - D5 D10 - E10 D10 - E15 D10 - E5 D10 - F10 D10 - F15 D10 - F5 D10 - G10 D10 - G15 D10 - G5 D15 - D5 D15 - E10 D15 - E15 D15 - E5 D15 - F10 D15 - F15 D15 - F5 D15 - G10 D15 - G15 D15 - G5 D5 - E10 D5 - E15 D5 - E5 D5 - F10 D5 - F15 D5 - F5 D5 - G10 D5 - G15 D5 - G5 E10 - E15 E10 - E5 E10 - F10 E10 - F15 E10 - F5 E10 - G10 E10 - G15 E10 - G5 E15 - E5 E15 - F10 E15 - F15 E15 - F5 * 26.5333 1.65 18.4567 -4.69333 5.50333 23.3467 -3.20667 5.50333 23.3467 -3.20667 8.15 23.0333 -1.85 -23.15 -12.9533 4.89 -21.6633 -12.9533 4.89 -21.6633 -10.3067 4.57667 -20.3067 10.1967 28.04 1.48667 10.1967 28.04 1.48667 12.8433 27.7267 2.84333 17.8433 -8.71 0.0 17.8433 -8.71 2.64667 17.53 -7.35333 -26.5533 -17.8433 0.0 -26.5533 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911

* * *

* *

* * * *

* * *

E15 - G10 E15 - G15 E15 - G5 E5 - F10 E5 - F15 E5 - F5 E5 - G10 E5 - G15 E5 - G5 F10 - F15 F10 - F5 F10 - G10 F10 - G15 F10 - G5 F15 - F5 F15 - G10 F15 - G15 F15 - G5 F5 - G10 F5 - G15 F5 - G5 G10 - G15 G10 - G5 G15 - G5 * * * -15.1967 -0.313333 -25.1967 8.71 26.5533 0.0 11.3567 26.24 1.35667 17.8433 -8.71 2.64667 17.53 -7.35333 -26.5533 -15.1967 -0.313333 -25.1967 11.3567 26.24 1.35667 14.8833 -10.0 -24.8833 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911 3.61911

THÔNG TIN CHẾ PHẨM ENCHOICE

Chế phẩm Enchoice (EC): bao gồm nhiều loại enzyme khác nhau: Lipase,

Amylase, Protease, Cellulase. Dun dịch EC màu nâu, mùi men, hơi nhớt, độ pH

3,4 – 4,8, trọng lượng riêng từ 1400 – 1700. Hoàn toàn không có nguồn gốc từ

động vật, với chất nền là đường mía. Các thành phần cấu thành ENCHOICE

được tổng hợp từ một quá trình lên men lạnh và bao gồm: tảo, nước, đường,

men, mạch nha, urê, các chất hoạt động bề mặt không chứa ion (non-ionic), mật

đường, acid citric, và acid lactic.

v Hàm lượng hoạt chất (%)

- Nền hữu cơ lên men : 60% (bao gồm đường mật, men, carboxylic acid,

carbonates, acyl chloride).

- Chất hoạt động bề mặt (bao gồm ethoxylate, alkyl sulphate): 35%.

- Chất ổn định: 5%.

v Thành phần hoạt tính và phương pháp xác định

Các thành phần hoạt tính được phân tích theo các phương pháp tiêu chuẩn. Chế

phẩm này được phân tích các chỉ tiêu sau: hoạt độ phân giải Protein, hoạt độ phân

giải Lipid, hoạt độ phân giải Tinh bột, và hoạt độ phân giải Cellulo, qua các quá

trình phân giải casein, dầu oliu, tinh bột và Solka Floc cellulose tương ứng.

v Các kết quả sau đây có thể kỳ vọng

Kết quả thử nghiệm dung dịch 20% ENCHOICE

- Hoạt độ phân giải Protein – mỗi mL phân giải 24,5 mg casein ở pH 6 trong

vòng 1 giờ, tại 37oC.

- Hoạt độ phân giải Lipid - mỗi mL giải phóng một lượng chất béo tương

đương với 0,31 mL dung dịch NaOH 0,05N theo phương pháp chuẩn độ, tại pH 8 và 37oC, trong 30 phút.

- Hoạt độ phân giải Tinh bột - mỗi mL chuyển hoá 105,8 mg tinh bột thành

Carbon Hydrate tan được, tại pH 5,5 và 37oC, trong 30 phút.

- Hoạt độ phân giải Cellulo - mỗi mL cho ra 1,30 mg gluco từ Solka-Floc, tại

pH 4,5 và 37oC trong 4 giờ.

v Giải Trình

Dung dịch đa enzyme Enchoice compost khi được phun theo dạng màn sương

nhỏ li ti có tác dụng bao mùi theo nguyên lý masking làm cắt ngay mùi hôi ngay tại

thời thời điểm khống chế. Đặc biệt không cần chờ thời gian kích hoạt. Nhờ tác dụng

của các chất hoạt động bề mặt và phương thức trao đổi điện tích làm cho các tác

nhân gây mùi bị hòa tan vào trong dung dịch. Các enzyme tiếp tục xúc tác và bẻ gãy

các liên kết hữu cơ của các tác nhân gây mùi. Đây chính là phương thức khử mùi

liên hoàn và khá triệt để.

Nhờ chức năng khử dầu mạnh của enzyme lipase nên các lỗ thở của côn trùng bị

phá vỡ gây ức chế hô hấp nhẹ, làm ung trứng và khử ấu trùng. Đây chính là cách

không chế côn trùng ôn hòa nhất (không dùng thuốc sâu).

Chế phẩm đa enzyme này cũng cho phép duy dưỡng hệ vi sinh có lợi làm phân

huỷ tích cực các thành phần hữu cơ có trong rơm rạ làm cho tốc độ phân hủy được

đẩy mạnh, làm giảm thể tích nhanh chóng, giúp tiết kiệm diện tích chôn chứa và rút

ngắn thời gian giữa 2 vụ mùa.

Khi sử dụng chế phẩm Enchoice – Compost thườngng xuyên, dư lượng chế

phẩm còn lưu lại 14 ngày sau đó sẽ vẫn có tác dụng và giúp làm giảm nhanh ô

nhiễm và giảm đáng kể chi phí xử lý nước rỉ rác sau này.

v Cơ chế xúc tác các phản ứng của enzyme trong Enchoice xảy ra theo ba giai

đoạn

- Giai đoạn thứ nhất : Enzym kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành

phức chất enzym cơ chất (ES) không bền.

- Giai đoạn thứ hai: xảy ra phản ứng biến đổi cơ chất dẫn đến sự kéo căng và

phá vỡ liên kết đồng hóa trị trong phân tử cơ chất.

- Giai đoạn thứ ba: tạo thành sản phẩm còn enzyme được giải phóng trở lại

trạng thái ban đầu

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KẾT HỢP NẤM PHÂN HỦY TANNIN VÀ CELLULOSE VỚI CHẾ PHẨM ENZYME ENCHOICE ĐỂ TĂNG CƯỜNG SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH Ủ COMPOST TỪ MỤN DỪA

HV : Nguyễn Thị Hoàng Oanh GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương

NỘI DUNG BÁO CÁO

TỔNG QUAN

MỤC TIÊU, GIẢI PHÁP

VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP

KẾT QUẢ, THẢO LUẬN

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

TỔNG QUAN

1. MỤN DỪA

Vỏ trái dừa chiếm 35% khối lựơng trái

Chỉ xơ dừa chiếm 30% khối lượng vỏ

Mụn dừa chiếm 70% khối lượng vỏ

Tình hình sản xuất dừa các nước châu Á, Thái Bình dương năm 2008

Việt Nam sản xuất 680 triệu trái dừa/năm cho sản phẩm phụ là 40,8 ngàn tấn chỉ xơ dừa và chất thải là 95,2 ngàn tấn mụn dừa (Arancon R. , Kỷ yếu Hội thảo quốc tế về sợi tự nhiên, 2008)

Ứng dụng

Vật liệu xây dựng

Hóa chất

Nông nghiệp

Nhiên liệu

Các ứng dụng khác

Một số sản phẩm từ mụn dừa

Cocopeat

Phân compost

Giá thể trồng cây

Quy trình sản xuất cocopeat

a

b

a) Tồn trữ b) Rửa c) Phơi d) Sàng e) Nén

c

d

Ô nhiễm nước (tannin)

(http://www.royalmultitek.co m/en/production.html

e

2. COMPOST O2

Vi sinh vật (Vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn enzymes tự nhiên hay tăng cường)

CO2

Mùn

Tỉ lệ C/N Độ ẩm Nhiệt độ pH

Nhiệt độ

CHẤT HỮU CƠ Protein Carbon Lipid Lignin

Quá trình ủ compost (M. Tuomela et al., 2000, Bioresource Technology, Vol. 72, n. 2, 169-183)

Ủ compost mụn dừa làm phân bón

Ưu điểm: Giàu khoáng và các nguyên tố vi lượng Khả năng giữ nước Xốp, thoáng khí.

Nhược điểm: Hàm lượng lignin (max. 55%), cellulose cao (max.30%) Hàm lượng tannin cao (max. 12%) Nghèo N (0.5%) (C/N >100)

Bổ sung N Tăng cường sinh học thủy phân lignocellulose và tannin

3. QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY PHỤ PHẾ PHẨM GIÀU XƠ TRONG COMPOST

Thành phần phụ phế phẩm giàu xơ Lignin Hemicellulose Cellulose

TB TV

Liên kết giữa lignin, hemicellulose và cellulose trong phụ phế phẩm giàu xơ (Rubin, 2008, Nature 45 4, 841-845).

Trình tự quá trình phân hủy phụ phế phẩm giàu xơ trong compost

Thủy phân hemicel- lulose

Thủy phân lignin

Thủy phân cellulose

Khởi đầu là thủy phân lignin, sau đó hemicellulose và cellulose được thủy phân, cellulose khó phân hủy nhất

Cơ chế thủy phân cellulose

Cấu trúc sợi cellulose gồm vùng tinh thể và vùng vô định hình

Các enzyme của phức hợp cellulase

hiệp lực thủy phân cellulose:

Endoglucanase cắt nội phân tử vùng vô

định hình sinh ra các cello-

oligosaccharide

Exoglucanase (CBHI và CBHII) cắt

cello-oligosacchride từ hai đầu sinh ra

cellobiose

β-glucosidase cắt cellobiose thành

glucose.

(Lynd L R., 2002, Microbiology and Molecular Biology Review, vol 66, p 506-507)

a

b

c

d

e

Một số vi sinh vật phân giải cellulose

a) Nấm Trichoderma spp. trên gỗ; b) Sợi nấm T. reesei dưới kính hiển vi; c,d) Khuẩn lạc và tế bào Sorangium cellulosum; e) Vi khuẩn Clostridium đang phân giải sợi cellulose.

Tannin trong thực vật

Aguilar C N., 2007, Microb iol Biotechnol 76:47–59

Tannin không tan

Tannin tan Ức chế VSV

Cơ chế phân hủy tannin của tannase – cắt liên kết ester

(Sản phẩm thủy phân Axit Gallic)

Aguilar C N., 2007, Microbiol Biotechnol 76:47–59

Vi sinh vật phân giải tannin chủ yếu

• Bacillus spp. • Lactobacillus

spp.

Vi khuẩn

• Aspergillus spp. • Penicillium spp. • Trichoderma spp.

Nấm sợi

4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU - Ngoài nước

a

b

c

d

Ủ compost mụn dừa ở Ấn Độ a) Khối ủ ngoài trời; b) Khối ủ thí nghiệm; c, d) Pleurotus spp. làm tăng cường sinh học (http://agritech.tnau.ac.in/org_farm/orgfarm_coircompost.html).

Tình hình nghiên cứu - Việt Nam

• Xả nước rửa tannin, ngâm kiềm giảm lignin • Men VS chứa Streptomyces cellulosae,

Nguyễn Thị Lạc, 2006 (ĐHKHTN TP.HCM)

Trichoderma reesei và Aspergillus niger, 28 ngày ủ

• Mụn dừa sau khi xử lý trồng nấm bào ngư ủ

với xạ khuẩn

Trương Tú Uyên, 2007 (ĐHKHTN TP.HCM)

• 60 ngày ủ

• Xử lý mụn dừa với nước vôi rồi ủ với

Trichoderma spp

Võ Hoài Chân, 2008 (ĐH Cần Thơ)

Tạ Thị Thảo, 2011 (ĐHBK Hà Nội)

• Ngâm mụn dừa trong nước vôi trong Ca(OH)2 bão hòa 0,02M; sau một tuần rửa bằng nước đến khi nước rửa không còn màu vàng, ứng dụng làm giá thể trồng trọt.

MỤC TIÊU, GIẢI PHÁP

Mục đích: ủ compost mụn dừa không qua tiền xử lý rửa trôi tannin

Giải pháp Kết hợp phân hủy xơ và tannin

Giải pháp Sử dụng chế phẩm enzyme hoặc/và VSV thích hợp

VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP

• Nguồn gốc Bến Tre

Mụn dừa

• Chủng N1 và N2 do PTN Khoa MT-CNSH

Nấm phân hủy tannin

cung cấp

• Chủng C1 và SD4 do PTN Khoa MT-CNSH

Nấm phân hủy xơ

cung cấp

• Do công ty TNHH Thành Giao cung cấp • Đã áp dụng ủ compost từ vỏ cà phê.

Chế phẩm enzyme thương mại Enchoice

• Tỉ lệ 16:16:8

NPK

Phương pháp

• Nuôi cấy quan sát hình thái • Phát hiện enzyme ngọai bào bằng agar plate

technique

Phương pháp vi sinh

• Nuôi cấy VSV trên môi trường rắn

• Xác định hoạt tính enzyme

CMCase, FPase, xylanase, amylase, protease, lipase của chế phẩm

• Trích ly enzyme từ môi trường thể rắn xác định

họat tính enzyme tannase, CMCase, FPse.

Phương pháp hóa sinh

• Độ ẩm, • Tannin (Folin – Ciocalteu, 725 nm) • Tỉ lệ giảm khối lượng = (Mo-M)/Mo*100 • Tỉ lệ giảm tannin = (To-T)/To*100

Phương pháp phân tích khác

NỘI DUNG THỰC NGHIỆM

Enchoice

Nấm N1, N2

Nấm C1, SD4

Khảo sát hoạt tính các enzyme

Khảo sát khả năng phân hủy Cellulose

Khảo sát khả năng phân hủy Tannin

Vai trò NPK, N1, N2, C1, SD4, EC

Xác định độ ẩm thích hợp cho vi nấm

Ủ compost thực nghiệm

Đánh giá chất lượng compost

KẾT QUẢ, THẢO LUẬN

1. Khảo sát nấm sợi N1, N2 về khả năng phân hủy tannin và C1, SD4 về khả năng phân hủy cellulose trên cơ chất phòng thí nghiệm

a) N1 MT PGA

b) N1 MT PGA tannic acid c)

d)

e)

f)

Nấm N1 phân lập từ mụn dừa phát triển tốt trên môi trường chứa tannic acid. Thuộc chi Aspergillus.

a) N2 trên thạch PGA

b) N2 trên thạch PGA + 1% tannic acid

d) Hình thái sợi nấm

c) Hình thái sợi nấm

Nấm N2 phân lập từ mụn dừa phát triển tốt trên môi trường chứa tannic acid. Hình thái của Aspergillus

Khảo sát khả năng tiết enzyme ngọai bào tannase của N1 và N2 – Phát hiện vòng thủy phân trên thạch tannic acid 1% Phương pháp: Kumar

R.Ann Microbiol 60:

117-179 (2010)

a) N1 trước khi tráng

FeCl3,

b) N1 sau khi tráng FeCl3;

c) N2 trước khi tráng

FeCl3,

d) N1 sau khi tráng FeCl3

N1 và N2 đều có khả năng phân hủy tannic acid

c) Hình thái bào tử C1

b) Hình thái sợi nấm C1

a) Khuẩn lạc C1

d) Khuẩn lạc SD4,

e) HÌnh thái sợi nấm và bào tử

Nấm C1 phân lập từ hố ủ rơm hình thái Aspergillus Nấm SD4 phân lập từ mụn dừa hình thái Trichoderma

Khảo sát khả năng tiết enzyme cellulase của C1 và SD4 – Phát hiện vòng thủy phân trên thạch CMC 1%

C1, D=3,5cm, pH=5

C1, D= 3cm, pH=7

Phương pháp: Kasana Rc., Curr Microbiol 57: 503-507 (2008) C1 và SD4 đều có khả năng phân hủy CMC ở pH 5 và pH 7, SD4 thể hiện hoạt lực mạnh hơn C1 trên CMC

SD4, D=9cm, pH=7

SD4, D= 9cm, pH=5

2. Khảo sát hoạt tính enzyme của chế phẩm thương mại Enchoice

STT

HOẠT TÍNH ENZYME

Hàm lượng/ hoạt tính 14,14 mg/ml

3,32 U/ml

2,53 U/ml

629 U/ml

---

EC thích hợp để phân hủy phụ phế phẩm giàu xơ

1800 U/ml

Hàm lượng Protein (Bradford) Hoạt tính CMCase (DNS lactose, chuẩn glucose) Hoạt tính phân hủy giấy lọc FPase (DNS lactose, chuẩn glucose) Hoạt tính xylanase (DNS lactose, chuẩn xylose) Hoạt tính amylase (Smith & Roe) Hoạt tính lipase (pp chuẩn độ acid béo) Hoạt tính protease cơ chất casein (Anson cải tiến)

3. Khảo sát hoạt tính phân hủy tannin (tannase) và của N1, N2 trên cơ chất mụn dừa

Bố trí thí nghiệm ủ mụn dừa, độ ẩm = 60%

TN –N1

TN-N2

TN- N1+N2

Đối chứng 0 +0

0 +0

U+0

U + A

U= Urea 0,5%, A = sulfat amôn tương đương

Hoạt tính tannase 1 U = lượng enzyme thủy phân 1µmol liên kết ester của tannic acid trong 1 phút ở 300 C, pH=5,5 (Ibuchi, Agric Biol Chem , 1967)

Bổ sung N1 hoặc N2 và urea 0.5% cho hoạt tính tannase cao nhất

4. Khảo sát hoạt tính phân hủy cellulose (cellulase) của C1, SD4 trên cơ chất mụn dừa ủ với urea 0,5%

a) CMCase (U/g ck)

b) FPase (U/g ck)

Có thể sử dụng SD4

Có thể kết hợp C1 và SD4

C1 thể hiện hoạt tính CMCase cao hơn SD4 SD4 thể hiện hoạt tính phân hủy giấy lọc cao hơn C1

để phân hủy mụn dừa

5. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và EC trong ủ compost

Mẫu

% giảm khối lượng =(Mo-M)/Mo*100

Độ ẩm 60%

5 ngày

10 ngày

15 ngày

ĐC_0+0

5.56C ± 1.39

ĐC_0+NPK

2.08C ± 0.69 2.07C ± 0.68

1.85C ± 0.39 2.07C ± 0.70

4.37C ± 0.40

ĐC_EC + 0

1.37C ± 0.71

1.83C ± 0.77

4.35C ± 1.54

ĐC_EC + NPK

TN_0+0+N1

2.77BC ± 0.66 2.15C ± 0.74

5.08A ± 2.34 4.10C ± 1.00

2.54BC ± 1.10 1.52C ± 0.75

TN_0+NPK+N1

4.39AB ± 0.38

6.14BC ± 0.76

4.23AB ± 0.34

TN_EC + 0+N1

1.25C ± 0.64

4.80C ± 0.99

1.05C ± 0.37

TN_EC + NPK+N1

5.62A ± 1.00

8.88AB ± 2.21

5.31A ± 0.95

TN_0+0+N2

2.18C ± 1.40

5.43C ± 1.80

1.53C ± 0.77

TN_0+NPK+N2

6.06 A ± 3.50

9.65 A ± 3.12

5.36 A ± 3.48

TN_EC + 0+N2

2.53BC ± 0.80

5.28C ± 0.96

1.61C ± 0.34

TN_EC + NPK+N2

6.15A ± 0.86

9.55A ± 1.29

5.40A ± 0.36

Bổ sung VSV và NPK (cân bằng dinh dưỡng) làm tăng độ khối sụt lượng ủ rõ rệt.

có

So sánh độ giảm khối lượng của các mẫu ủ tăng cường EC, N1 và N2 sau 15 ngày

EC một mình không ý nghĩa nhiều đối với khối ủ mụn dừa, nhưng hỗ trợ tốt khi bổ sung vi nấm và NPK.

6. Xác định độ ẩm thích hợp cho khối ủ compost có bổ sung vi nấm

Ủ mụn dừa bổ sung EC và N1, NPK

W = 60% quá lớn đối với vi nấm.

% ĐỘ GIẢM KHỐI LƯỢNG

ĐỘ ẨM

SAU 5 NGÀY Ủ

SAU 10 NGÀY Ủ

SAU 15 NGÀY Ủ

20%

1.67A±0.28

4.01A±0.53

8.19A±0.33

5.37A±0.62

8.70A±1.04

30%

2.50A±0.28

9.32B±3.00

15.66B±3.15

40%

2.7A±2.41

4.35A±0.88

2.32C±6.11

50%

1.36A±0.59

3.81A±1.09

1.51C±8.84

60%

1.71A±0.14

7. Đánh giá khả năng áp dụng nấm phân hủy tannin N1 và N2 và nấm phân hủy cellulose C1 và SD4 trong ủ compost phòng thí nghiệm

% giảm khối lượng

SAU 5 NGÀY

SAU 10 NGÀY SAU 15 NGÀY

Mẫu Độ ẩm 40% EC , NPK như TN trước

4.01AB±1.44

8.69C±2.51

17.02B±0.80

3.79AB±0.62

10.46BC±2.27

15.82B±5.52

N1+N2

4.12AB±1.49

8.18C±2.05

20.29B±2.70

N1+C1+ SD4

2.92B±1.56

7.62C±1.34

26.07A±0.41

N2+C1+ SD4

4.41AB±0.92

13.12AB±3.08

30.96A±0.83

N1+N2+C1+SD4

5.77A±1.79

15.77A±1.96

30.65A±3.01

Độ giảm hàm lượng tannin sau 30 ngày ủ với các tác nhân tăng cường sinh học

STT Mẫu

% giảm tannin (so với mụn dừa tươi)

Độ ẩm 40% EC , NPK như TN trước ĐC_0+0

75.00A ± 3.97

81.70C ± 1.25

N 1+N2

80.51C ± 4.32

N1+C1+SD4

77.23B ± 2.00

N2+ C1+SD4

77.45B ± 3.00

N1+N2+C1+SD4

75.30A ± 3.30

Độ giảm khối lượng cao nhất khi sử dụng N2 + C1 + SD4 hoặc N1+N2+C1+SD4

%

Khi sử dụng N1 hoặc N2 kết hợp nấm C1, SD4 thì tỉ lệ giảm tannin như nhau đến 80%

1 N

2 N

%giam KL 15 ngày

2 N + 1 N

0 + 0 _ C Đ

% tannin còn lại 30 ngày

4 D S + 1 C + 1 N

4 D S + 1 C + 2 N

4 D S + 1 C + 2 N + 1 N

So sánh ảnh hưởng của tác tác nhân tăng cường sinh học (vi nấm) lên độ giảm khối lượng khối ủ sau 15 ngày và tannin sau 30 ngày

8. Đánh giá chất lượng phân compost ủ thực nghiệm

% giảm khối lượng

% giảm tannin

10 ngày

60 50 40 30 20 10 0

21 ngày

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

ĐC (EC)

TN (EC+VSV)

30 ngày

ĐC (EC)

TN (EC+VSV)

10 ngày 21 ngày 30 ngày

Tỉ lệ giảm tannin trong compost sau 10, 21 , 30 ngày ủ

TỈ lệ giảm khối lượng compost sau 10, 21, 30 ngày ủ

Sau 21 ngày ủ, mẫu TN giảm khối lượng 46%, tương ứng mẫu ĐC giảm 36%.

Sau 21 ngày ủ, mẫu TN giảm tannic 82%, tương ứng mẫu ĐC giảm 55%.

Hàm lượng cellulose còn lại sau 10, 21 ngày ủ.

Trong mẫu ủ ĐC chỉ bổ sung EC, hàm lượng cellulose còn lại khoảng 60% sau 10 ngày ủ, sau đó không đổi, ngược lại trong mẫu TN có bổ sung thêm VSV hàm lượng cellulose tiếp tục giảm xuống còn 40% sau 21 ngày ủ.

Đánh giá chất lượng compost

Mẫu

pH

Khoáng N

P

K

C:N

0 ngày

6,5

2,8

1,1

0,2

0,8

51:1

10 ngày

7,5

3,8

1,6

0,3

1,4

32:1

21 ngày

7,0

5,1

2,4

0,5

1,8

22:1

Tỉ lệ C/N của compost mụn dừa Ấn Độ là 24:1, kết quả TN tỉ lệ C/N là 22:1

Compost thành phẩm sau 21 ngày

Tính kinh tế

ĐVT

VẬT LiỆU

SỐ LƯỢNG

THÀNH TiỀN

ĐƠN GIÁ (VNĐ)

1000

8,000

Mụn dừa Bánh dầu (10%)

100

800,000

16,000

NPK (0.5%)

750,000

65,000

162,500

70,000

EC Compost SD4 TN1

2.5 5.2 x 10^10 2.7 x 10^10

lít Bào tử Bào tử

70,000

Nước bổ sung

497.5

lít

Tổng cộng

1,782,500

891 kg thành phẩm 2,001 VNĐ/kg

1 tấn mụn dừa 1,782,500 VNĐ/tấn

KẾT LUẬN

Nấm N1, N2 phân lập từ mụn dừa

• Aspergillus spp. • Thủy phân tannic acid

• C1 – Aspergillus spp., SD4 –

Trichoderma spp.

• C1, SD4 phân hủy CMC (cơ chất

enzyme cellulase)

Nấm C1 phân lập từ hố ủ rơm Nấm SD4 phân lập từ mụn dừa

Chế phẩm enzyme thương mại Enchoice

• Có hoạt tính CMCase, FPase, xylanase thích hợp với ủ compost phụ phế phẩm giàu xơ.

• Ủ mụn dừa bổ sung 0,5% ure với N1; N2 hoặc N1+N2 cho hoạt tính tannase cao nhất

Hoạt tính tannase trên cơ chất mụn dừa

• Ủ mụn dừa bổ sung 0,5% ure với C1, SD4

cho hoạt tính CMCase và FPase

Hoạt tính CMCase và FPase

• NPK – cân bằng dinh dưỡng, giảm KL. • EC – một mình không có vai trò rõ rệt. • Kết hợp EC và nấm phân hủy tannin

Ảnh hưởng của tăng cường sinh học enzyme và VSV

(nhất là N2) làm giảm khối lượng ủ nhiều nhất trong điều kiện thí nghiệm.

• 40% • Độ giảm khối lượng 15% (trường hợp N1)

Độ ẩm tối ưu khi tăng cường SH bằng nấm mốc

Ủ thí nghiệm với độ ẩm 40%

• N1,N2,C1,SD4 • Độ giảm khối lượng 30% sau 15 ngày ủ, tannin giảm 80% sau 30 ngày ủ.

• 0,5% NPK, 0,05% EC, N1, SD4 với mật độ

107 bào tử/g/loại

• Sau 21 ngày ủ: giảm 46% KL, tannin giảm

Ủ thực nghiệm quy mô lớn hơn

82%; tỉ lệ C/N = 22:1 đạt yêu cầu.

KIẾN NGHỊ

Tiếp tục nghiên cứu hòan thiện chế phẩm phối hợp các chủng

Tăng quy mô ủ

Đánh giá độ nhiễm tannin tại vùng đất ủ.

CÁM ƠN

KS. Nguyễn Minh Chương phân lập N1, N2 khoa MT-CNSH (cựu SV Khoa MT-CNSH) KS. Trần Kim Dung phân lập C1, SD4 (cựu SV Khoa MT-CNSH) Cô Đỗ Thị Tuyến, phòng Hợp chất có hoạt tính sinh học, VSHNĐ hỗ trợ các phương pháp xác định hoạt tính enzyme.