Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu tạo chế phẩm phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ từ nấm ở Việt Nam

Chia sẻ: ViSteveballmer ViSteveballmer | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:267

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án trình bày việc phân lập, tuyển chọn, xác định được thành phần loài nấm phân giải cellulose dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ ở Việt Nam và đánh giá mức độ an toàn sinh học của các chủng nấm phân giải cellulose được tuyển chọn; Xác định được đặc điểm sinh học cơ bản trong nuôi cấy thuần khiết ảnh hưởng đến sự phát triển của các chủng nấm có hiệu lực phân giải cellulose mạnh; Mô tả được đặc điểm hệ sợi, hiển vi của các loài nấm phân giải cellulose rất mạnh và các loài nấm được ghi nhận mới cho khu hệ vi nấm ở Việt Nam.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu tạo chế phẩm phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ từ nấm ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ==================== LÊ THÀNH CÔNG C ẠO CHẾ PHẨM SINH HỌC PHÂN HUỶ VẬT LIỆ C ÁY DƢỚI TÁN RỪNG THÔNG NHỰA VÀ Ô MÃ VĨ TỪ NẤM Ở VIỆT NAM Ậ Á Ế Ĩ M Ệ HÀ NỘI - 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ==================== LÊ THÀNH CÔNG C TẠO CHẾ PHẨM SINH HỌC PHÂN HUỶ VẬT LIỆ C ÁY DƢỚI TÁN RỪNG THÔNG NHỰA VÀ Ô MÃ VĨ TỪ NẤM Ở VIỆT NAM Ậ Á Ế Ĩ M Ệ C Y À ĐÀO TẠO: Ả TÀ Y Ừ : 9 62 02 11 Ớ O ỌC: T Ạ T 2 T VŨ VĂ ĐỊNH HÀ NỘI - 2021
i Luận án được hoàn thành trong chương trình đào tạo Tiến sĩ tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và một số kết quả cùng cộng tác với các đồng nghiệp khác. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 TÁC GIẢ LUẬN ÁN Lê Thành Công
ii Ả Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS. Phạm uang Thu, người thày tâm huyết đã luôn tận tình chỉ dạy, động viên và đã dành rất nhiều thời gian, công sức để hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ cho tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn T Vũ Văn Định, người hướng dẫn thứ hai, đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi được tham gia thực hiện đề tài “ ghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học phân huỷ nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông nhằm hạn chế khả năng cháy rừng ở Việt am” và sử dụng một phần kết quả ở dạng trung gian để triển khai các nội dung nghiên cứu của luận án nhằm đạt được mục tiêu đề ra. Tôi xin trân trọng cảm ơn ãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế, Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo Đảng ủy Bộ Nông nghiệp và PTNT, Cơ quan Đảng ủy Bộ đã luôn quan tâm, tạo điều kiện để tôi thực hiện tốt công trình nghiên cứu của mình; trân trọng cảm ơn các đồng nghiệp và bạn bè đã có những ý kiến góp ý quý giá giúp tôi hoàn thành tốt luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thành viên trong đại gia đình của tôi! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 TÁC GIẢ LUẬN ÁN Lê Thành Công
iii Ụ Ụ Nội dung Trang Ờ C ĐO .............................................................................................. i Ờ CẢ ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii ỤC C C Ệ VÀ V T TẮT ............................................... vii ỤC Ả ...................................................................................... viii ỤC .......................................................................................... x MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 3 1.3. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 4 1.4. Phạm vi nghiên cứu:................................................................................. 4 5 nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................. 6 1.6. Những đóng góp mới của luận án ............................................................ 6 1.7. Thời gian nghiên cứu ............................................................................... 7 1.8. Bố cục luận án .......................................................................................... 7 Chương TỔNG QUAN VẤ ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 8 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới........................................................... 8 ghiên cứu cháy rừng và các biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng . 8 2 ghiên cứu về nấm phân giải cellulose.................................................13 3 ghiên cứu về sản xuất chế phẩm phân giải cellulose .........................20 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................... 22 2 ghiên cứu về cháy rừng và các biện pháp phòng cháy, chữa cháy rừng ................................................................................................................................22 22 ghiên cứu về nấm phân giải cellulose.................................................28 23 ghiên cứu về sản xuất chế phẩm phân giải cellulose .........................31 1.3. Một số đặc điểm tự nhiên của các địa điểm thu mẫu ............................. 35
iv Chương 2 VẬT LIỆU, NỘ VÀ CỨU . 37 2.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................ 37 2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 37 22 ghiên cứu đặc điểm của vật liệu cháy dưới tán rừng thông ..............37 222 hân lập, tuyển chọn, xác định thành phần loài nấm phân giải cellulose ........................................................................................................... 37 2 2 3 Đánh giá mức độ an toàn sinh học và đa chức năng sinh học của các chủng nấm .....................................................................................................................38 224 ghiên cứu một số cơ sở khoa học tạo chế phẩm sinh học phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng thông ................................................................................38 23 hương pháp nghiên cứu........................................................................ 39 23 hương pháp nghiên cứu đặc điểm của V C dưới tán rừng thông.....39 232 hương pháp phân lập, tuyển chọn, xác định thành phần các chủng nấm phân giải cellulose ................................................................................................43 2 3 3 hương pháp đánh giá mức độ an toàn sinh học và đa chức năng sinh học của các chủng nấm.................................................................................................49 234 hương pháp nghiên cứu một số cơ sở khoa học tạo chế phẩm sinh học phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng thông ........................................................51 2 3 5 hương pháp xử lý số liệu ......................................................................57 Chương 3 T QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 58 3.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm của vật liệu cháy dưới tán rừng thông ... 58 3 Thành phần và khối lượng của V C tích tụ tại thời điểm điều tra ......58 3 2 Động thái vật liệu cháy rơi rụng dưới tán rừng thông theo các tháng .61 3 3 Động thái độ ẩm của V C theo các tháng trong năm ..........................65 3 4 ết quả phân tích hàm lượng cellulose, lignin, tinh dầu trong V C...69 3.2. Kết quả phân lập, tuyển chọn, xác định thành phần loài nấm phân giải cellulose......................................................................................................... 70
v 32 ết quả phân lập các chủng nấm ...........................................................70 3 2 2 Đánh giá khả năng phân giải cellulose của các chủng nấm trên môi trường nhân tạo .............................................................................................................71 323 ết quả đánh giá khả năng phân huỷ V C của các chủng nấm tuyển chọn trong bình tam giác ..............................................................................................75 324 ết quả đánh giá khả năng phân huỷ V C của các chủng nấm tuyển chọn trong thùng ủ ........................................................................................................76 325 ết quả xác định thành phần loài nấm ở rừng thông có khả năng phân giải cellulose..................................................................................................................78 326 ô tả đặc điểm hình thái, hiển vi các loài nấm mới ghi nhận cho khu hệ vi nấm ở Việt am và có hoạt tính phân giải cellulose rất mạnh .........................84 3.3. Kết quả đánh giá mức độ an toàn sinh học và đa chức năng sinh học của các chủng nấm ............................................................................................. 101 33 Đánh giá mức độ an toàn sinh học các chủng nấm có hiệu lực phân giải cellulose mạnh được tuyển chọn ........................................................................101 3 3 2 Đánh giá tính đa chức năng sinh học của các chủng nấm..................103 3.4. Nghiên cứu một số cơ sở khoa học tạo chế phẩm sinh học phân huỷ vật liệu cháy dưới tán rừng thông ..................................................................... 110 34 ết quả nghiên cứu điều kiện sinh trưởng phát triển của các chủng nấm phân giải cellulose ..............................................................................................110 342 ết quả nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học.........................................119 343 hả năng phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng thông của chế phẩm ............................................................................................................. 133 K T LUẬN, TỒN TẠI VÀ KI N NGHỊ..................................................... 135 1. Kết luận ................................................................................................... 135 2. Tồn tại ..................................................................................................... 136 3. Kiến nghị ................................................................................................. 137
vi DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC Đ CÔ LIÊN Đ N LUẬN ÁN ............................................................................... 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 139 Tài liệu tiếng Việt........................................................................................ 139 Tài liệu tiếng nước ngoài ............................................................................ 144 Ụ ỤC ...................................................................................................... 154
vii Ụ Ắ Ký hiệu/Từ viết tắt Giải nghĩa đầy đủ CFU Đơn vị tính bào tử vi sinh vật tạo hệ sợi (Colony Forming Unit) CMC Cacboxy Methyl Cellulose CT Công thức D Đường kính vòng phân giải DNA Deoxyribo Nucleic Acid DNS Acid 3,5 dinitrosalicylic ĐC Đối chứng FAO Tổ chức nông lương liên hợp quốc Fpr Xác suất kiểm tra của F ITS Internal Transcribed Spacer Lsd Khoảng sai dị OTC Ô tiêu chuẩn PCR Polymerase Chain Reaction - Chuỗi phản ứng trùng hợp PDA ôi trường PDA (Potato Dextrose Agar) rADN Ribosom Acid Deoxyribo Nucleic sp. Loài spp. Nhiều loài TB Trung bình VLC Vật liệu cháy VSV Vi sinh vật
viii Ụ Ả Bảng Tên Bảng Trang Bảng 1.1: Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ......................................... 35 Bảng 2.1: Phân cấp khả năng ức chế nấm trên môi trường PDA ................... 50 Bảng 2.2: Phân cấp khả năng phân giải phốt phát khó tan ............................. 51 Bảng 3.1: Thành phần, khối lượng của V C dưới tán rừng Thông nhựa....... 58 Bảng 3.2: Thành phần, khối lượng của V C dưới tán rừng Thông mã vĩ ..... 59 Bảng 3 3: Động thái V C rơi rụng tại rừng Thông nhựa ............................... 61 Bảng 3 4: Động thái V C rơi rụng tại rừng Thông mã vĩ .............................. 63 Bảng 3 5: Độ ẩm của vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa ...................... 66 Bảng 3 6: Độ ẩm của vật liệu cháy dưới tán rừng Thông mã vĩ ..................... 67 Bảng 3.7: ết quả phân tích hàm lượng cellulose, lignin, tinh dầu trong lá Thông nhựa và Thông mã vĩ ........................................................................... 69 Bảng 3.8: Khả năng phân giải cellulose của các chủng nấm sau 7 ngày trên môi trường nhân tạo ........................................................................................ 72 Bảng 3.9: Khả năng phân huỷ VLC của các chủng nấm ................................ 75 Bảng 3.10: Khả năng phân huỷ VLC của các chủng nấm trong thùng ủ ....... 77 Bảng 3.11: Kết quả giám định các chủng nấm ............................................... 79 Bảng 3.12: Vị trí phân loại các loài nấm......................................................... 80 Bảng 3.13: Khả năng ức chế nấm và vi khuẩn gây bệnh .............................. 104 Bảng 3.14: Khả năng phân giải phốt phát khó tan của các chủng nấm ........ 108 Bảng 3.15: Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến sinh khối của các chủng nấm phân giải cellulose ...................................................................... 110 Bảng 3.16: Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến sinh khối của các chủng nấm .... 111 Bảng 3.17: Ảnh hưởng của thời gian lắc đến sinh khối của các chủng nấm 113 Bảng 3.18: Ảnh hưởng của nhiệt độ lắc đến sinh khối của các chủng nấm . 114 Bảng 3.19: Ảnh hưởng của p môi trường đến sinh khối của các chủng nấm ...116 Bảng 3.20: Ảnh hưởng của ẩm độ không khí đến sinh trưởng của các chủng nấm....118
ix Bảng 3.21: Mật độ bào tử của chủng nấm Penicillium sclerotiorum SSN5.3 .....121 Bảng 3.22: Mật độ bào tử của chủng nấm Talaromyces pinophilus HBN4.5 .....122 Bảng 3.23: Mật độ bào tử của chủng nấm Trichoderma citrinoviride LBN8.1 ..123 Bảng 3.24: Mật độ bào tử chủng nấm Penicillium sclerotiorum SSN5.3 .... 124 Bảng 3.25: Mật độ bào tử chủng nấm Talaromyces pinophilus HBN4.5..... 125 Bảng 3.26: Mật độ bào tử chủng nấm Trichoderma citrinoviride LBN8.1 .. 126 Bảng 3.27: ật độ bào tử của các chủng nấm ở các điều kiện bảo quản ..... 127 Bảng 3.28: Các chủng nấm sử dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học....... 130 Bảng 3.29: Khả năng phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ .................................................................................................. 134
x Ụ Hình Tên Hình Trang Hình 1.1: Thống kê số vụ cháy rừng tại oa ỳ trong giai đoạn 99 - 2 2 guồn: C, 2 2 ...................................................................................... 10 Hình 1.2: Tóm lược số vụ cháy xảy ra tại Canada trong giai đoạn 6 năm từ 959 - 2 9 guồn C, 2 2 .................................................................... 11 Hình 3.1: Đặc điểm của VLC dưới tán rừng Thông nhựa tại óc ơn, à ội ....61 Hình 3.2: Số lượng chủng nấm phân lập từ rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ . 71 Hình 3.3: Số lượng chủng nấm phân lập từ đất mùn và từ lá mục ................. 71 Hình 3.4: Vòng phân giải cellulose của các chủng nấm ................................. 74 Hình 3.5: Thí nghiệm phân huỷ VLC của các chủng nấm trong bình thí nghiệm .... 76 Hình 3.6: Khả năng phân huỷ VLC trong chậu vại sau 6 tháng ..................... 78 Hình 3.7: Cây phát sinh chủng loại của chủng T 6 ; T 4 ; 2 và T 9 , dựa vào trình tự T của các loài Aspergillus, với giá trị bootstrap > 5 % được thể hiện trên nhánh Bar = 0,01. .................................................................. 85 Hình 3.8: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Aspergillus chrysellus .......... 86 Hình 3.9: Cây phát sinh chủng loại của chủng LBN7.3 và THN4.2, dựa vào trình tự ITS của các loài Cladosporium. Nhóm ngoài là Cercospora beticola, với giá trị bootstrap > 5 % được thể hiện trên nhánh. Bar = 0,2. .................. 87 Hình 3.10: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Cladosporium halotolerans 88 Hình 3.11: Cây phát sinh chủng loại của chủng 7; 7 2; T 7 ; 5 3; 2 ; 7; 9, dựa vào trình tự T của các loài Penicillium. Nhóm ngoài là Aspergillus glaucus, với giá trị bootstrap > 5 % được thể hiện trên nhánh Bar = 0,01. ........................................................................................................ 89 Hình 3.12: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm P. adametzii ....................... 90 Hình 3.13: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm P. austrosinicum ................ 91 Hình 3.14: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm P. mariae-crusis ................ 92 Hình 3.15: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm P. singorense ..................... 92
xi Hình 3.16: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm P. yezoense ........................ 93 Hình 3.17: Cây phát sinh chủng loại của chủng HBN8.1; HBN4.5; CBN1, dựa vào trình tự ITS của các loài Talaromyces. Nhóm ngoài là Aspergillus glaucus, với giá trị bootstrap >5 % được thể hiện trên nhánh. Bar = 0,02................... 94 Hình 3.18: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Talaromyces pinophilus ..... 95 Hình 3.19: Cây phát sinh chủng loại của chủng LBN8.1, dựa vào trình tự T của các loài Trichoderma. Nhóm ngoài là Aspergillus tennesseensis, với giá trị bootstrap > , 5 được thể hiện trên nhánh ar = , 5 ............................. 96 Hình 3.20: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Trichoderma citrinoviride .. 97 Hình 3.21: Cây phát sinh chủng loại của chủng 7, dựa vào trình tự T của các loài Umbelopsis. Nhóm ngoài là Mucor hiemalis, với giá trị bootstrap > 5 % được thể hiện trên nhánh ar= , 5 .......................................................................... 97 Hình 3.22: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Umbelopsis angularis ......... 98 Hình 3.23: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Fomitopsis sp.2 ................... 99 Hình 3.24: Cây phát sinh chủng loại của chủng 2 3; , dựa vào trình tự ITS của các loài gần và thuộc chi Fomitopsis. Nhóm ngoài là Antrodia heteromorpha, với giá trị bootstrap > 5 % được thể hiện trên nhánh ar = ,01. ....................................................................................................................... 100 Hình 3.25: Hệ sợi và cơ quan sinh sản của nấm Penicillium sclerorium ..... 101 Hình 3.26: Khả năng ứng chế nấm gây bệnh thối rễ của các chủng nấm nghiên cứu ....................................................................................................................... 105 Hình 3.27: Khả năng ức chế vi khuẩn Pantoea ananatis gây bệnh thối lá... 106 Hình 3.28: Biểu đồ khả năng ức chế các chủng nấm và vi khuẩn gây bệnh của các chủng nấm phân giải cellulose ................................................................ 107 Hình 3.29: Nấm phân giải phốt phát khó tan ................................................ 109 Hình 3.30: Biểu đồ sinh khối của các chủng nấm trên các môi trường nuôi cấy ...111 Hình 3.31: Biểu đồ sinh khối của các chủng nấm ở các tốc độ lắc khác nhau .......112 Hình 3.32: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian lắc đến sinh khối các chủng nấm ....114
xii Hình 3.33: Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ lắc đến sinh khối các chủng nấm......115 Hình 3.34: Biểu đồ ảnh hưởng của p đến sinh khối các chủng nấm .......... 117 Hình 3.35: Biểu đồ ảnh hưởng của ẩm độ đến sinh khối các chủng nấm..... 119 Hình 3.36: Thí nghiệm tập hợp chủng .......................................................... 120
1 Ở Ầ 1.1. ính cấp thiết của đề tài ừng là nguồn tài nguyên mang lại nhiều lợi ích Các hệ sinh thái rừng đóng vai trò thiết yếu cho hoạt động sống của sinh giới, đồng thời cũng là nơi duy trì và bảo tồn đa dạng sinh học tự nhiên (Bohn and Huth, 2017) [39]. Bảo vệ và phát triển rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng hiện nay, đặc biệt trong trong bối cảnh tình trạng cháy rừng đã gây ra thiệt hại rất nghiêm trọng đến các hệ sinh thái cũng như đời sống của con người (Vadrevu et al., 2019) [99], làm giảm tính đa dạng sinh học (Norgrove and Hauser, 2015) [72], gây ô nhiễm môi trường (Vadrevu et al., 2019) [99] và làm biến đổi thành phần vi sinh vật đất (Ramírez et al., 2016) [83], gây thiệt hại lớn về tài nguyên, của cải, ảnh hưởng gián tiếp đến an ninh lương thực và sức khoẻ con người (Norgrove and Hauser, 2015) [72]. Chính vì vậy, các biện pháp ngăn chặn cháy rừng luôn được ưu tiên trong kế hoạch phát triển bền vững Ở Việt Nam, số vụ cháy rừng và diện tích rừng bị thiệt hại ngày càng gia tăng, gây tổn hại đến cuộc sống của con người và làm suy thoái đất. Tính riêng giai đoạn từ năm 2 6 đến 2020, cả nước đã xảy ra 1.519 vụ cháy rừng, làm thiệt hại 7.193ha rừng, trong đó rừng thông và rừng trồng hỗn giao với thông thường xuyên xảy ra cháy (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2021) [4]. Hiện nay, diện tích rừng trồng các loại thông ở Việt am đạt khoảng 400.000ha, bao gồm chủ yếu là Thông nhựa, Thông mã vĩ, Thông ba lá và Thông ca ri bê. Với đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây thông là một loài cây chịu hạn có thể sống và phát triển trên những lập địa xấu, khô hạn, do đó thông là cây trồng chủ yếu ở nước ta, đứng thứ 3 sau keo và bạch đàn (Dẫn theo Đào gọc Quang, 2020) [28]. Trong đó, Thông nhựa được trồng chủ yếu ở Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, à Tĩnh, Quảng Bình; Thông mã vĩ chủ yếu được
2 trồng ở các tỉnh Quảng Ninh, Bắc Giang, Lạng ơn, Thái Nguyên, Cao Bằng, Bắc Kạn. Đây cũng là diện tích luôn bị đe dọa bởi các nguy cơ cháy rừng Cháy rừng chỉ có thể xuất hiện khi có sự tham gia của 3 yếu tố là vật liệu cháy (VLC), oxy (O2) và nguồn nhiệt. Tuy nhiên, vật liệu chỉ có thể cháy khi có độ ẩm thấp, nếu độ ẩm cao ở mức độ nhất định thì vật liệu không thể bắt cháy được hoặc có quá trình cháy cũng sẽ tự tắt (Brown and Davis, 1973) [41] o đó, bản chất những biện pháp kiểm soát cháy rừng chính là những biện pháp tác động vào 3 yếu tố trên theo chiều hướng ngăn chặn và giảm thiểu quá trình cháy (Bế Minh Châu, 2001) [5]. Ở Việt am đã có nhiều nghiên cứu về cháy rừng và các biện pháp phòng cháy rừng như: Tuyên truyền, dự tính, dự báo, cảnh báo cháy rừng, hay thiết lập đường băng trắng, băng xanh cản lửa (Phạm Ngọc ưng, 988) [14]; phương pháp kỹ thuật lâm sinh trồng rừng hỗn giao nhiều loài (Phùng Ngọc Lan, 1991) [19]; hay đốt trước vật liệu cháy có sự kiểm soát (Phan Thanh Ngọ, 1996; hó Đức Đỉnh, 1996) [25; 10]. Các tác giả cho rằng VLC là một trong những yếu tố quan trọng đẫn đến cháy rừng nhưng có thể kiểm soát được bằng các biện pháp đốt trước có kiểm soát, song biện pháp này còn nhiều hạn chế do ảnh hưởng đến môi trường và có nguy cơ cháy lan Đến nay, chưa có nghiên cứu nào về việc sử dụng vi sinh vật trong phân hủy V C dưới tán rừng thông, góp phần hạn chế khả năng cháy rừng. Trong thành phần của vật liệu cháy dưới tán rừng có chứa nhiều lignocellulose như mùn, lá rụng, cành nhỏ… rất cần được xử lý để phòng cháy rừng, đây là chất hữu cơ tiềm năng cho các tác nhân phân huỷ (Hart et al., 2002) [54]. Việc sử dụng vi sinh vật phân hủy VLC được xem là giải pháp thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí và hiệu quả cao (Doerr and Santín, 2016) [44]. ất nhiều nghiên cứu trước đây đã phân lập, tuyển chọn được các chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải cellulose mạnh và được ứng
3 dụng trong sản xuất chế phẩm vi sinh phục vụ nông nghiệp, xử lý rác thải... Tuy nhiên các nghiên cứu liên quan đến cơ cở khoa học tạo chế phẩm phân huỷ VLC dưới tán rừng thông từ nấm còn rất ít và chưa được công bố. Trước nhu cầu đòi hỏi cấp bách các biện pháp phòng cháy rừng hiệu quả, giảm chi phí và thân thiện với môi trường thì đề tài “Nghiên cứu tạo chế phẩm phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ từ nấm ở Việt Nam” rất cần thiết, có ý nghĩa quan trọng cả về lý luận và thực tiễn. Vi sinh vật có khả năng phân giải cellulose gồm có nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn (Saranraj et al., 2012) [87]. Tuy nhiên, trong giới hạn của nghiên cứu này chỉ tập trung nghiên cứu, phân lập và tuyển chọn nấm phân giải cellulose từ đất mùn và lá mục tại rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ ở miền Bắc Việt Nam, làm cơ sở khoa học cho tạo chế phẩm sinh học phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng thông từ nấm. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Tạo chế phẩm phân hủy VLC dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ từ nấm đảm bảo an toàn sinh học và thân thiện với môi trường. Mục tiêu cụ thể - Phân lập, tuyển chọn, xác định được thành phần loài nấm phân giải cellulose dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ ở Việt Nam và đánh giá mức độ an toàn sinh học của các chủng nấm phân giải cellulose được tuyển chọn. - Xác định được đặc điểm sinh học cơ bản trong nuôi cấy thuần khiết ảnh hưởng đến sự phát triển của các chủng nấm có hiệu lực phân giải cellulose mạnh. - Mô tả được đặc điểm hệ sợi, hiển vi của các loài nấm phân giải cellulose rất mạnh và các loài nấm được ghi nhận mới cho khu hệ vi nấm ở Việt Nam.
4 - Xây dựng được quy trình tạo chế phẩm phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ ở Việt Nam. 1.3. Đối tƣợng nghiên cứu - Nấm phân giải cellulose được phân lập từ đất mùn và lá mục dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ ở Việt Nam. - Vật liệu cháy dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ. 1.4. hạm vi nghiên cứu: - Về nội dung + Trong luận án này, tác giả chỉ nghiên cứu nấm phân giải cellulose. + Thí nghiệm phân hủy VLC quy mô thực hiện trong phòng thí nghiệm và bước đầu đánh giá khả năng phân hủy VLC của chế phẩm ngoài hiện trường V C đưa vào thí nghiệm không bao gồm thảm tươi - Về địa điểm Các mẫu đất mùn và mẫu lá thông mục thu tại rừng Thông mã vĩ và Thông nhựa tại 5 địa điểm gồm: huyện Lộc Bình, Lạng ơn; huyện Hoành Bồ, Quảng Ninh; huyện óc ơn, à ội; huyện Tĩnh ia, Thanh óa và huyện Trùng Khánh, Cao Bằng. Nghiên cứu đặc điểm V C dưới tán rừng thông được thực hiện tại 04 địa điểm huyện Lộc Bình, Lạng ơn; huyện Hoành Bồ, Quảng Ninh; huyện óc ơn, à ội; huyện Tĩnh ia, Thanh óa iới hạn của VLC là thảm tươi, thảm khô, thảm mục có đường kính < 1cm).
5 Sơ đồ điểm thu mẫu đất mùn, lá thông mục và điểm nghiên cứu đặc điểm của VLC dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ
6 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học Kết quả của luận án là cơ sở khoa học phục vụ nghiên cứu tạo chế phẩm phân hủy vật liệu cháy từ nấm phân giải cellulose; Luận án đã mô tả một số loài mới cho khu hệ vi nấm ở Việt Nam. - Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của luận án giúp đánh giá khả năng phân giải cellulose của các chủng nấm dưới tán rừng thông; đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các chủng nấm phân giải cellulose trong nuôi cấy thuần khiết; tạo ra chế phẩm sinh học phân hủy VLC dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ từ nấm góp phần hạn chế khả năng cháy rừng thông ở Việt Nam. 1.6. hững đóng góp mới của luận án (1) Phân lập và đánh giá khả năng phân giải cellulose của 42 chủng nấm (isolates) từ đất mùn và lá mục dưới tán rừng Thông nhựa và Thông mã vĩ ở một số vùng sinh thái. (2) Giám định được 22 loài nấm có hiệu lực phân giải cellulose mạnh và rất mạnh, trong đó 10 loài nấm mới ghi nhận cho khu hệ vi nấm ở Việt Nam gồm: Aspergillus chrysellus Kwon-Chung & Fennell, Cladosporium halatolerans Zalar, de Hoog, Schroers, Crous, Groenewald & Gunde- Cimerman, Penicillium adametzii K.M. Zalessky, P. austrosinicum X.C. Wang & W.Y. Zhuang, P. mariae-crucis Quitanilla, J.A., P. singorense C.M. Visagie, K.A. Seifert & R.A. Samson, P. yezoense Hanzawa ex Houbraken, Talaromyces pinophilus (Hedgc.) Samson, Trichoderma citrinoviride Bissett, và Umbelopsis angularis Gams & Sugiyama.