Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Phân lập tuyển chọn vi sinh vật phân giải xenlulo nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng Thông mã vĩ tại tỉnh Cao Bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG VĂN DƯƠNG

PHÂN LẬP TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT PHÂN GIẢI

XENLULO NHẰM PHÂN HỦY NHANH VẬT LIỆU CHÁY

DƯỚI TÁN RỪNG THÔNG MÃ VĨ TẠI TỈNH CAO BẰNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM HỌC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG VĂN DƯƠNG

PHÂN LẬP TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT PHÂN GIẢI

XENLULO NHẰM PHÂN HỦY NHANH VẬT LIỆU CHÁY

DƯỚI TÁN RỪNG THÔNG MÃ VĨ TẠI TỈNH CAO BẰNG

Ngành: Lâm học

Mã số ngành: 8 62 02 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Văn Định

THÁI NGUYÊN - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân

và có kế thừa một phần số liệu của đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm

sinh học phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông nhằm hạn chế khả

năng cháy rừng ở Việt Nam” đã được Chủ nhiệm đề tài cho phép, nếu có gì

sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Học viên

Hoàng Văn Dương

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và Viện Khoa Học Lâm Nghiệp Việt Nam tôi đã trang bị cho mình kiến thức cơ bản về chuyên môn dưới sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của toàn thể thầy cô giáo. Để củng cố lại những khiến thức đã học cũng như làm quen với công việc nghiên cứu nên quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp là một giai đoạn rất quan trọng, tạo điều kiện cho học viên cọ sát với thực tế nhằm củng cố lại kiến thức đã tích lũy được trong nhà trường đồng thời nâng cao tư duy hệ thống lý luận để nghiên cứu ứng dụng một cách có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tiễn sản xuất. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của nhà trường, ban chủ nhiệm khoa sau Đại học, khoa Lâm Nghiệp và sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo TS. Vũ Văn Định, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phân lập tuyển chọn VSV phân giải Xenlulo nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng Thông mã vĩ tại tỉnh Cao Bằng” Trong thời gian nghiên cứu đề tài, được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các Thầy cô giáo trong khoa sau Đại học và khoa Lâm nghiệp cùng với sự phối hợp giúp đỡ của ban lãnh đạo Trung Tâm Nghiên Cứu Bảo Vệ Rừng - Viện Khoa Học Lâm Nghiệp Việt Nam và đặc biệt là nhóm nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông nhằm hạn chế khả năng cháy rừng ở Việt Nam”. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến các thầy cô giáo trong khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là các thầy giáo TS. Vũ Văn Định người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm nghiên cứu Bảo vệ rừng, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam và các anh, chị, em của Trung tâm Nhiên cứu Bảo vệ rừng đã cộng tác và hỗ trợ tôi thực hiện công việc. Trong quá trình thực hiện luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi kính mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn này hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2019 Học viên Hoàng Văn Dương

iii

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... 2

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU ....................................................... v

DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................. vi

DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................vii

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

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ......................................................................... 4

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ....................................................................... 4

1.1.1. Nghiên cứu về cháy rừng và biện pháp phòng chống ...................................... 4

1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước .................................................................... 11

1.2.1. Nghiên cứu về cháy rừng và biện pháp phòng chống cháy rừng thông .......... 11

1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu .................................................................................. 21

1.3.1. Khái quát về Cao Bằng ............................................................................................ 21

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU .................................................................................................................................... 24

2.1. Đối tượng, địa điểm và phạm vi nghiên cứu ...................................................... 24

2.2. Nội dung nghiên cứu. ......................................................................................... 24

2.2.1. Thực trạng và khối lượng vật liệu cháy hiện có ở rừng Thông mã vĩ ............ 24

2.2.2. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo ......................................... 24

2.2.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học ......................... 25

2.2.4. Nghiên cứu kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học ........................................... 25

2.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 25

2.3.1. Thực trạng và xác định khối lượng vật liệu cháy hiện có ở rừng Thông mã vĩ25

MỤC LỤC

2.3.2. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo ......................................... 26

2.3.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học ......................... 32

2.3.4. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học ...................... 34

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................................. 35

3.1. Thực trạng và xác định khối lượng vật liệu cháy hiện có ở rừng Thông mã vĩ . 35

3.2. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo ............................................ 37

3.2.1. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo ......................................... 37

3.2.2. Đánh giá khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo ở trong

điều kiện nhiệt độ và ẩm độ khác nhau ..................................................................... 41

3.3. Kết quả nghiên cứu hướng dẫn xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học48

3.3.1 Kết quả nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của các chủng VSV

phân giải xenlulo sử dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học (môi trường, tốc độ lắc,

thời gian, nhiệt độ, độ pH) ........................................................................................ 48

3.3.2 Kết quả nghiên cứu khả năng tập hợp chủng. .................................................. 50

3.3.3 Kết quả nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học ............................................ 51

3.3.4 Kết quả hướng dẫn xây dựng Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học ............. 51

3.4. Kết quả nghiên cứu hướng dẫn kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học................ 53

3.4.1. Kết quả nghiên cứu liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học ........................... 53

KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ .......................................................................... 55

PHỤ LỤC ......................................................................... Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU

Chữ viết tắt/ký hiệu Giải nghĩa đầy đủ

Acid Deoxyribo Nucleic

ADN

BNN &PTNT

Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

Đơn vị khuẩn lạc trong 1 ml hoặc 1 gam

CFU

Công thức

Đường kính ngang ngực

D1.3

ĐC

Đối chứng

Đường kính trung bình

DTB

DNA

Deoxyribonucleic acid

Hdc

Chiều cao dưới cành

Hvn

Chiều cao vút ngọn

Khu vực

LSD

Khoảng sai dị

Trọng lượng

MĐ

Mật độ

PCR

Polymerase Chain Reaction

PDA

Potato Dextrose Agar

TCLN

Tổng cục Lâm nghiệp

Trung bình

Vi khuẩn

VSV

Vi sinh vật

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Khối lượng, thành phần vật liệu cháy hiện có dưới tán rừng Thông

mã vĩ tại Trùng Khánh, Cao Bằng ................................................................. 36

Bảng 3.2: Số lượng vi sinh vật phân giải xenlulo ở xã Đình Phong, huyện

Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng .......................................................................... 38

Bảng 3.3: Khả năng phân giải Xenlulo của các chủng vi sinh vật phân lập ... 39

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của VSV phân giải xenlulo . 41

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của ẩm độ đến sinh trưởng của vi sinh vật phân giải xenlulo

......................................................................................................................... 42

Bảng 3.6: Khả năng phân giải VLC của các chủng VSV trong bình thí nghiệm

......................................................................................................................... 42

Bảng 3.7: Khả năng phân giải vật liệu cháy của các chủng VSV trong chậu

vại quy mô 10kg/thùng .................................................................................... 43

Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến mật

độ tế bào của VSV phân giải xenlulo .............................................................. 48

Bảng 3.9: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ lắc đến mật độ tế bào

VSV phân giải xenlulo .................................................................................... 49

Bảng 3.10: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian nhân sinh khối đến

mật độ tế bào ................................................................................................... 49

Bảng 3.11: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của pH môi trường đến mật độ tế

bào ................................................................................................................... 50

Bảng 3.12: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của chất mang đến mật độ VSV

trong sản xuất chế phẩm .................................................................................. 51

Bảng 3.13: Kết quả thí nghiệm liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học ảnh

hưởng đến độ ẩm vật liệu cháy ở Trùng Khánh, Cao Bằng ............................ 53

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1. Một số chủng vi khuẩn phân giải xenlulo ....................................... 38

Hình 3.2. Khả năng phân giải xenlulo của một số chủng vi sinh vật phân lập được40

Hình 3.3 Vị trí phân loại của chủng CBK8, CBK11, CBK12 với các loài có

quan hệ họ hàng gần thuộc chi Bacillus .......................................................... 44

Phần 1

MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề

Rừng được coi là “lá phổi xanh” của nhân loại, là nguồn tài nguyên quý

giá, có giá trị to lớn đối với nền kinh tế quốc dân, đời sống và văn hóa cộng

đồng, các hoạt động du lịch sinh thái, nghiên cứu khoa học, an ninh quốc

phòng và chất lượng cuộc sống con người nói chung. Tuy nhiên, tài nguyên

rừng đang bị suy giảm nghiêm trọng ở nhiều nơi cả về số lượng và chất

lượng. Một trong những nguyên nhân quan trọng làm mất rừng là do cháy

rừng.

Ở Cao Bằng, tính đến 31/12/2018 diện tích rừng 364.689,30ha, trong

đó: Rừng tự nhiên 348.269,34 ha, rừng trồng là 16.419,96 ha; độ che phủ là

54,43 (quyết định số 120/QĐ-SNN ngày 26/02/2019 của Sở Nông nghiệp &

PTNT Cao Bằng).

Tính riêng giai đoạn 2013 – 2018 cháy rừng xảy ra 141 vụ, diện tích

cháy rừng lên tới 176,9 ha; bình quân hàng năm cháy 17,6 vụ, diện tích thiệt

hại mỗi năm 22,11 ha. Riêng năm 2015, cả tỉnh đã xảy ra 59 vụ cháy rừng,

làm thiệt hại 64,57 ha rừng các loại, tăng gấp 3 lần về số vụ và tăng gần 3 lần

về diện tích so với các năm trong giai đoạn (Theo số liệu báo cáo tổng kết

công tác hàng năm của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng). Điều này gây thiệt

hại lớn về mặt kinh tế, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe con

người, mất nhiều nguồn gen quý hiếm và làm mất cân bằng sinh học.

Thông mã vĩ (Pinus massoniana) là cây trồng chủ yếu với diện tích

đứng thứ nhất tại Cao Bằng. Thông mã vĩ đã mang lại giá trị kinh tế to lớn và

bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, nguy cơ khả năng cháy rừng cao vì trong lá

thông có chứa hàm lượng nhựa từ 2%-12% (Bế Minh Châu, 2001), khi cháy

lửa lan nhanh, khó dập tắt nên thường gây nhiều thiệt hại lớn.

Phân lập tuyển chọn vi sinh vật có khả năng phân hủy nhanh vật liệu

cháy dưới tán rừng là cơ sở khoa học để tạo chế phẩm sinh học nhằm phân

hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông ở Việt Nam nói chung và Cao

Bằng nói riêng. Xuất phát từ những lý do trên luận văn: Chính vì vậy, việc

nghiên cứu cơ sở khoa học tạo chế phẩm sinh học nhằm tăng độ ẩm VLC

dưới tán rừng và chuyển hóa chúng thành một sản phẩm có lợi là phân hữu cơ

sinh học giúp cải thiện tính chất lý hóa của đất, giúp cây rừng sinh trưởng và

phát triển tốt nhằm tăng hiệu quả kinh tế, bảo vệ được môi trường sinh thái.

Xuất phát từ những lý do trên đề tài “Phân lập tuyển chọn vi sinh vật phân

giải xenlulo nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông mã vĩ

tại tỉnh Cao Bằng” là cần thiết có ý nghĩa cả về lý luận và thực tiễn.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1. Mục tiêu tổng quát

Phân lập tuyển chọn được một số chủng vi sinh vật có khả năng phân

giải xenlulo tốt làm cơ sở khoa học để tạo chế phẩm sinh học phân hủy nhanh

vật liệu cháy dưới tán rừng thông nhằm giảm nguy cơ cháy rừng ở Cao Bằng.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể

- Phân lập tuyển chọn được một số chủng vi sinh vật có khả năng phân

giải xenlulo từ các mẫu đất dưới tán rừng Thông mã vĩ tại Cao Bằng.

- Nghiên cứu được một số đặc điểm sinh học của một số chủng vi sinh

vật phân giải xenlulo tốt.

- Thử nghiệm một số chủng vi sinh vật phân giải xenlulo tốt với vật

liệu cháy.

1.3. Ý nghĩa nghiên cứu khoa học

1.3.1. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học

Bổ sung những cơ sở khoa học mới trong phòng chống cháy rừng thông

bằng chế phẩm sinh học nhằm phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng

thông.

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn sản xuất

- Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần nâng cao hiệu quả quản lý

phòng chống cháy rừng thông tại Cao Bằng

- Ứng dụng chế phẩm kích thích sinh trưởng của cây, nâng cao năng

suất của rừng trồng, tạo điều kiện cho rừng thông phát triển bền vững, nâng

cao hiệu quả về mặt kinh tế, cải tạo đất và bảo vệ được môi trường sinh thái.

Chương 1

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.1.1. Nghiên cứu về cháy rừng và biện pháp phòng chống

Nghiên cứu về cháy rừng

Theo nghiên cứu của FAO đưa ra khái niệm về cháy rừng: “Cháy rừng

là sự xuất hiện và lan truyền của những đám cháy trong rừng mà không nằm

trong sự kiểm soát của con người, gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài

nguyên, của cải và môi trường”

Cháy rừng xảy ra khi có mặt đồng thời của 3 thành tố là nguồn nhiệt,

ôxy và vật liệu cháy (VLC); và tùy thuộc vào đặc điểm của các yếu tố nêu

trên, cháy rừng có thể được hình thành, phát triển hay bị ngăn chặn hoặc suy

yếu đi (Brown, 1979; Chandler C et al., 1983). Vì vậy, về bản chất những biện

pháp PCR chính là những biện pháp tác động vào 3 yếu tố trên theo chiều

hướng ngăn chặn và giảm thiểu quá trình cháy.

Có 3 loại cháy rừng cơ bản như sau:

- Cháy tầng trên: còn được gọi là cháy tán rừng hay cháy tầng tán quần

thụ. Lửa di chuyển nhanh trong lúc cháy tầng tán quần thụ thường không đốt

cháy thân cây và các lớp vật rụng trên mặt đất

- Cháy bề mặt: Cháy với cường độ thấp, ít khốc liệt, tốc độ lan truyền

nhanh, thiêu hủy chủ yếu các vật rụng và thảm cỏ đã chết.

- Cháy ngầm là trường hợp xảy ra khi lửa lan tràn chậm, âm ỉ dưới mặt

đất, trong lớp thảm mục dày hoặc than bùn. Trong một đám cháy rừng có thể

xảy ra một hoặc đồng thời hai hoặc ba loại cháy trên và tùy theo từng loại cháy

rừng mà người ta đưa ra những biện pháp phòng và chữa cháy khác nhau

(Brown 1979; Gromovist et al., 1993; Mc Arthur and Luke, 1986; Timo V et

al., 2007).

Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra 3 yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến

sự hình thành và phát triển cháy rừng là thời tiết, loại rừng và hoạt động kinh

tế - xã hội (KT - XH) của con người. Thời tiết đặc biệt là lượng mưa (Lm),

nhiệt độ không khí (Tkk), độ ẩm không khí (Wkk) và tốc độ gió (Vg) ảnh hưởng

quyết định đến tốc độ bốc hơi và độ ẩm vật liệu cháy (Wvlc) rừng qua đó ảnh

hưởng đến khả năng bén lửa và lan tràn đám cháy. Loại rừng ảnh hưởng tới

tính chất vật lý, hoá học, khối lượng và phân bố của vật liệu cháy qua đó ảnh

hưởng đến loại cháy, khả năng hình thành và tốc độ lan tràn của đám cháy và

hoạt động KT - XH của con người, như: sản xuất nương rẫy, săn bắn thú rừng

và du lịch sinh thái,... đều có ảnh hưởng trực triếp đến mật độ và phân bố

nguồn lửa khởi đầu của các đám cháy. Phần lớn các biện pháp PCR đều được

xây dựng trên cơ sở phân tích đặc điểm 3 yếu tố trên trong hoàn cảnh cụ thể ở

địa phương (Laslo Pancel, 1993; Richmond, 1976).

Những thiệt hại do cháy rừng gây ra là vô cùng to lớn, cháy rừng diễn

ra ở khắp nơi từ Mỹ, Indonexia, Canada, Bulgaria, Macedonia, Hy Lạp, Tây

ban nha, Bồ đào nha... Đáng kể ở đây là tình hình cháy rừng ở Canada,

Canada có diện tích rừng chiếm 10% diện tích rừng của thế giới. Trong vòng

25 năm qua mỗi năm có khoảng 8.300 vụ cháy rừng đã xảy ra. Tổng diện tích

bị cháy rất khác nhau từ năm này sang năm khác, nhưng trung bình khoảng

2,3 triệu ha mỗi năm. Chi phí chữa cháy trong thập kỷ qua ở Canada đã dao

động từ khoảng 500 triệu $ đến $ 1 tỷ USD mỗi năm.

Do nhu cầu dành đất đai cho sản xuất nhiên liệu sinh học ngày một

tăng, đặc biệt ở các nước nhiệt đới, nên trong những năm gần đây nhiều khu

rừng bị tàn phá khiến diện tích rừng trên thế giới đã thu hẹp đáng kể. Kết quả

nghiên cứu của Viện nghiên cứu kinh tế Ifo ở Munich, Đức công bố ngày

19/1 cho biết từ năm 1990 đến 2005, diện tích rừng trên trái đất đã giảm 3%,

tức trung bình mỗi ngày mất 20.000 hécta rừng. Đây là hiện tượng đáng báo

động ở nhiều quốc gia. Đặc biệt là ở Brazil và Sudan, rừng đã bị tàn phá vô

tội vạ. 47% diện tích rừng thế giới hàng năm bị thu hẹp trước hết là ở hai

nước này. Ở Brazil và Sudan, người ta phá rừng để trồng cây cọ dừa và đậu

tương lấy dầu và các loại cây sản xuất nhiên liệu sinh học. Việc khai thác bừa

bãi các khu rừng nguyên sinh và rừng nhiệt đới đã gây tổn hại rất lớn cho môi

trường khí hậu toàn cầu. Riêng việc đốt rừng khai hoang và cháy rừng hàng

năm đã sản sinh ra bầu khí quyển khoảng 650 triệu tấn khí CO2.

Nhìn chung, nạn phá rừng đã góp tới 20% khí thải CO2 gây hiệu ứng nhà

kính nên việc bảo vệ rừng và trồng rừng là một trong những hành động tác

động tích cực tới chiến lược chống biến đổi khí hậu toàn cầu của cộng đồng

thế giới hiện nay

Một số nghiên cứu trong phòng chống cháy rừng thông

Nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật lâm sinh phòng cháy rừng

Biện pháp kỹ thuật lâm sinh (KTLS) là các các biện pháp kỹ thuật thông

qua công tác kinh doanh, quản lý rừng, như: thiết kế trồng rừng, chọn loài cây

trồng, phương thức trồng, các biện pháp lâm sinh tác động,... nhằm tạo ra

những khu rừng khó cháy hoặc hạn chế sự lan tràn của đám cháy một số biện

pháp KTLS PCR như sau:

Trồng rừng hỗn giao nhiều loài để hạn chế khả năng cháy của cây rừng

cũng như sự sinh trưởng và phát triển của cây bụi, thảm tươi; do rừng trồng

thuần loài dần dần bộc lộ nhiều nhược điểm nên nhiều nước trên thế giới đã

quan tâm nghiên cứu nhằm tạo lập các lâm phần rừng trồng hỗn loài bằng

nhiều loài cây khác nhau. Các công trình nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài

đã được một số nước ở Châu Âu tiến hành từ những năm đầu của thế kỷ XIX.

Bên cạnh công tác gây trồng rừng thì các biện pháp KTLS cũng được quan

tâm nghiên cứu (J.B Ball, T. j Wormald, L Russo, 1995). Khi nghiên cứu về

tính bền vững của rừng trồng, có một số tác giả đã quan tâm đến cấu trúc tầng

tán của rừng hỗn giao (Matthew, J. Keltg, 1995) đã nghiên cứu xây dựng mô

hình rừng trồng hỗn giao giữa cây gỗ và cây họ đậu. Đặc biệt, ở Malaysia khi

xây dựng rừng nhiều tầng hỗn giao trên 3 đối tượng rừng tự nhiên, rừng keo

tai tượng và rừng tếch. Người ta đã sử dụng 23 loài cây có giá trị trồng theo

băng rộng 10 m, 20 m, 30 m, 40 m với phương thức trồng hỗn giao khác

nhau. Việc tạo lập các loài cây hỗ trợ ban đầu cho cây chính trước khi xây

dựng mô hình trồng rừng hỗn giao là rất cần thiết; tác giả Matthew, 1995 đã

nghiên cứu tạo lập mô hình rừng trồng hỗn giao giữa cây thân gỗ và cây họ

đậu; kết quả cho thấy, cây họ đậu có tác dụng hỗ trợ rất tốt cho cây trồng

chính. Năm 1995, các tác giả Ball, Wormald và Russo đã nghiên cứu quá

trình điều chỉnh một số lâm phần hỗn giao theo quá trình sinh trưởng của mô

hình thông qua việc giảm bớt sự cạnh tranh giữa các loài cây tạo điều kiện để

chúng cùng sinh trưởng phát triển tốt. Hiện Trung Quốc và Rwanda là hai

nước được các nhà nghiên cứu đánh giá cao chương trình tái trồng rừng.

Những năm gần đây, diện tích trồng rừng của Trung Quốc đã tăng 4 triệu

hécta (2,2%) và nước này đã chiếm 73% diện tích phát triển rừng toàn cầu.

Trong khi đó, tại Rwanda, diện tích tái rừng trong các năm từ 2000 đến 2005,

mỗi năm đã tăng trung bình 6,9%.

Đốt trước một phần vật liệu cháy vào đầu mùa khô hoặc cuối mùa mưa

khi chúng còn ẩm để giảm khối lượng vật liệu cháy trong rừng hoặc đốt theo

hướng ngược với hướng lan tràn để cô lập đám cháy. Các công trình nghiên

cứu về đốt trước làm giảm vật liệu cháy đã được nhiều nước áp dụng ngay từ

đầu thế kỷ XX. Các nước tiến hành nghiên cứu vấn đề này, rất sớm và có

nhiều công trình nhất là Đức, Mỹ, Nga, Canada và Trung Quốc, ... Đối tượng

rừng được đưa vào đốt trước làm giảm vật liệu có cả rừng tự nhiên và rừng

trồng. Thường các chủ rừng đốt theo đám ở những diện tích rừng có nhiều vật

liệu cháy, có nguy cơ cháy cao vào thời gian trước mùa cháy, hạn chế đến

mức thấp nhất khả năng cháy lan đến những khu rừng lân cận (Brown

A.A,1979; Gromovist R et al., 1993; Mc Arthur A.G và Luke R.H., 1986).

Năm 1968, Stoddard - một trong những người đầu tiên đề xuất ý kiến đốt

rừng có kế hoạch nhằm giảm nguy cơ cháy. Từ thập kỷ 70 của thế kỷ XX đến

nay, có một số nước đi đầu trong lĩnh vực lửa rừng của thế giới, như:

Australia, Mỹ, Nga, Canada, Indonexia, Thái Lan... đã có nhiều nghiên cứu và

đưa ra được những quy trình đốt trước cho các khu rừng trồng thuần loài có

nguy cơ cháy cao. Biện pháp đốt trước có điều khiển đã được sử dụng tương

đối phổ biến và được coi là biện pháp quan trọng trong công tác quản lý lửa

rừng ở những nước này. Năm 1993, có một số tác giả người Phần Lan đã đưa

ra các vấn đề về khối lượng, độ ẩm vật liệu cháy, thời tiết, diện tích, địa hình

và các vấn đề về kinh phí, tổ chức lực lượng một cách khá toàn diện trong đốt

trước có điều khiển cho các vùng rừng trọng điểm cháy dựa trên nghiên cứu

về đặc điểm nguồn vật liệu cháy và việc đốt thử trên những diện tích rộng lớn

(Gromovist R et al.,1993).

Nhìn chung các nghiên cứu về vấn đề này, thường được tiến hành nhiều

ở các nước phát triển, như: Đức, Mỹ, Nga, úc, Canada, Trung Quốc,... Còn

các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam chủ yếu là nghiên cứu, áp

dụng những công trình này, để phù hợp với điều kiện mỗi nước. Vì vậy, cần

có những nghiên cứu thực tế áp dụng cho công tác PCCCR ở mỗi quốc gia và

mỗi địa phương.

Có rất nhiều biện pháp được đưa ra trong phòng cháy chữa cháy rừng

tuy nhiên việc sử dụng vi sinh vật phân hủy xenlulo để phân hủy vật liệu cháy

là một trong những ý tưởng được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên

cứu. Vì trong tự nhiên việc phân hủy xenlulo trong tự nhiên được tiến hành

không đồng bộ, xảy ra rất chậm.

Trong điều kiện phòng thí nghiệm hay điều kiện công nghiệp, việc phân

hủy xenlulo bằng enzym, ngoài các yếu tố kỹ thuật như nhiệt độ, pH, nồng độ

cơ chất, lượng enzym..., một số yếu tố hết sức quan trọng là tính đồng bộ của

hệ cellulase từ nhiều nguồn vi sinh vật khác nhau. Quá trình phân hủy xenlulo

chỉ có thể được tiến hành đến sản phẩm cuối cùng khi sử dụng đồng bộ ba

loại cellulose. Mỗi loại vi sinh vật chỉ có khả năng tổng hợp ưu việt một loại

enzym. Chính vì thế cần phải khai thác từ nhiều nguồn vi sinh vật để đạt được

hiệu quả phân giải tốt nhất.

Nghiên cứu về vi sinh vật phân giải xenlulo

Xenlulo là một polime hữu cơ phổ biến nhất, tương ứng khoảng 1,5x1012

tấn trên tổng số sinh khối thực vật được sản xuất ra hàng năm thông qua

quang hợp đặc biệt là ở những vùng nhiệt đới, và chúng được coi là nguồn vật

liệu vô tận cho các ngành sản xuất khác nhau (Klemm D et al., 2002). Hệ

VSV có khả năng phân giải xenlulo bao gồm nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn

(Saranraij et al., 2012). Nghiên cứu và ứng dụng VSV phân giải xenlulo hay

enzyme (cellulase) được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến giấy,

công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiên liệu sinh học cũng như ứng dụng

trong lĩnh vực Nông - Lâm nghiệp (Saranraij et al., 2012). Bởi vậy trên thế

giới có rất nhiều nghiên cứu nhằm tìm ra các VSV có khả năng tạo ra các

enzyme phân giải xenlulo (Johnvesly et al., 2012). Một số loài vi khuẩn có

khả năng phân giải xenlulo: Acetivibrio cellulolyticus, bacteroides

cellulosolvens, B.succinogenes hay ruminococus flavefaciens (Saranraj et al.,

2012). Narmen và cộng sự (2010) đã phân lập và tuyển chon được 6 chủng

thuộc xạ khuẩn (Actinomycetes) có nguồn gốc từ biển và xác định chủng

Streptomyes buber có khả năng tạo ra lượng enzyme lớn nhất (25.6 U/ml) ở

pH6 và 40 ͦ C sau 7 ngày. Một số vi sinh vật có khả năng phân giải xenlulo

như Actinomycetes, Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens,

Clostridium, Ruminococcus albus, Aspergillus, Chaetomium, Fusarium,

Methanobrevibacter ruminantium, Myrothecium, Penicillium, Trichoderma.

Những loài này đóng vai trò quan trọng như khoáng hóa vật liệu hữu cơ và vì

vậy tác động đến năng suất môi trường biển. Các enzyme phân giải xenlulo

được sử dụng rộng rãi, do khả năng của chúng có thể ứng dụng vào các dây

truyền công nghiệp khác nhau như sản xuất xăng sinh học, triphasic

biomethanation, quản lý chất thải nông nghiệp và cây trồng (Yugal Kishore

Mohanta, 2014). Theo Ajijolakewu AK và cộng sự (2013) đã phân lập bã mía

các vi sinh vật có khả năng thủy phân xenlulo. Đó là 6 loài nấm (Mucor

racemosus, Aspergillus niger, Aspergillus fl avus, Neurospora sitophilus,

Penicillium oxalicum và Penicillium citrinum) và 7 loài khuẩn (Clostridium

cellobioparum, Clostridium thermocellum, Bacillus subtilis, Bacillus

pumillus, Lactobacillus spp, Pseudomonas flavescens và Serratia spp.) Trong

đó có hai loài nấm Mucor racemosus và Aspergillus niger có khả năng thủy

phân cao. Bên cạnh đó còn tìm ra hai chủng khuẩn cũng có hoạt tính cao là

Clostridium cellobioparum và Bacillus subtilis. K.M.D. Gunathilake1 et al.,

2011 đã phân lập từ đất, compost và lá rụng được một số chủng nấm và vi

khuẩn có khả năng phân giải xenlulo mạnh như Acremonium, Fusarium,

Aspergillus, Mucor, Trichoderma, Penicillium và Graphium. Các chủng

khuẩn Bacillus, Listeria, Alcaligenes, Neisseria và Streptococcus. Nhiều vi

sinh vật đã được tìm ra với khả năng phân giải xenlulo bao gồm cả vi khuẩn

và nấm, hiếu khí và kỵ khí. Các chủng nấm như Chaetomium, Fusarium,

Myrothecium, Trichoderma. Penicillium, Aspergillus; các chủng khuẩn như

Trichonympha, Clostridium; và xạ khuẩn, Bacteroides succinogenes,

fibrisolvens Butyrivibrio, Ruminococcus albus, và Methanobrevibacter

ruminantium (Pratima Gupta et al., 2012)

1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước

1.2.1. Nghiên cứu về cháy rừng và biện pháp phòng chống cháy rừng thông

Nghiên cứu về cháy rừng

Theo báo cáo của Cục Kiểm Lâm diện tích cháy rừng toàn quốc giai

đoạn 2003-2011 lên đến 31.442 ha diện tích rừng tự nhiên bị cháy 8.684 ha,

diện tích rừng trồng cháy 22.758 ha. Diện tích rừng bị cháy giai đoạn 2011 -

2015 lên tới 4755 ha, diện tích cháy rừng bình quân hàng năm 1.297 ha.

Trong năm 2014, cả nước đã xảy ra 419 vụ cháy rừng, làm thiệt hại 1.722 ha

rừng các loại, tăng 73% về số vụ và 83% về diện tích so với năm 2013. Năm

2015 số vụ cháy rừng tăng 38 vụ diện tích cháy rừng tăng so với năm 2014 là

273 ha. Trong đó rừng thông là một trong những loại rừng hay xảy ra cháy

nhiều nhất. Theo số liệu của Trung tâm phát triển Lâm nghiệp Hà Nội hiện

nay Sóc Sơn có khoảng 900 ha rừng trồng thông các loại trong đó diện tích

cháy rừng trong 10 năm gần đây (2005-2015) tổng số vụ cháy là 148 vụ, diện

tích cháy rừng 128,9 ha trong đó thiệt hại lên đến 83,22 ha; tổng diện tích

cháy rừng bị cháy trong 10 năm lên đến 14,3% diện tích rừng trồng thông của

cả huyện.

Quá trình phát sinh, phát triển cháy rừng gồm 3 yêu tố: vật liệu cháy,

oxy và nguồn nhiệt. Trong đó VLC giữ vai trò cực kỳ quan trọng. Quy mô và

mức độ lan tràn nhanh hay chậm quyết định ở khối lượng và độ ẩm của VLC.

Nguồn VLC quyết định bởi đặc điểm của từng hệ sinh thái rừng. Hệ sinh thái

rừng thông, ngoài thông chiếm ưu thế, dưới chúng còn nhiều loài cây bụi

thảm tươi. Về mùa mưa rừng thông thường xanh tốt. Về mùa khô cây rừng

rụng lá và tỉa cành, tầng thảm tươi cây bụi thường vàng úa khô héo. Vào các

tháng mùa khô số ngày khô hạn liên tục càng lớn thì khối lượng VLC trong

rừng càng gia tăng nhanh. Do sản phẩm rơi rụng của rừng thông và cả bản

thân cây thông còn sống chứa nhiều dầu, cây đổ bị chết khô, cây chết đứng,

cành rơi lá rụng, hoa quả rụng, vỏ cây, rễ cây, lớp cỏ thảm tươi cây bụi…đã bị

chết khô tạo ra nguồn vật liệu rừng ở mặt đất và trong không gian rất lớn, dễ

bắt lửa (Bế Minh Châu, 2001; Phạm Ngọc Hưng, 1998). Ở rừng thông có 2

tầng VLC nên thường xuất hiện 2 loại cháy

- Cháy lan mặt đất: Cháy lớp vật liệu ở mặt đất (ở lớp mặt)

- Cháy lướt tán rừng (cháy phần vật liệu trong không gian, hay trên cao)

Cháy rừng thông thường chia ra làm 3 giai đoạn của một quá trình (giai

đoạn đầu, giữa và cuối)

- Giai đoạn bắt đầu cháy chia ra làm 3 vùng

+ Vùng nung nóng trước nhiệt độ thường từ 80-1500C.

+ Vùng phân hủy VLC: nhiệt độ 150-3000C.

+ Vùng bốc hơi: các chất khí nhiệt độ từ 1000C trở lên.

- Giai đoạn giữa của đám cháy: nhiệt độ chia ra làm 2 vùng

+ vùng bốc hơi: nhiệt độ từ 80-1500C

+ Vùng phân hủy các VLC: nhiệt độ tăng lên từ 150-4500C

+ Gốc ngọn lửa cháy bùng nhiệt độ lên tới 600-10000C

- Giai đoạn cuối cùng của đám cháy: gốc các ngọn lửa nhiệt độ tăng lên

từ 5000C, 7000C, 9000C rồi lên tới 10000C, giai đoạn này hầu như vật liệu bị

tiêu hủy ra tro hoàn toàn. Khi nhiệt độ cháy đạt tới 3500C và hơn nữa thì các

loại VLC rất dễ bắt lửa tự bùng cháy. Đối với cỏ lau sậy, guột tế, ở nhiệt độ

200-3000C là bùng cháy và gây ra phản ứng cháy dây truyền lan sang cây

rừng, rồi cây rừng bốc cháy. Như vậy ban đầu lớp cỏ, lau sậy, guột …cháy

làm nóng cây gỗ vùng lân cận, rồi sinh ra cháy và cứ như vậy gây ra phản ứng

cháy liên tục. Ở nhiệt độ 4000C đa số các loài gỗ và các loại VLC khác có thể

tự bốc cháy trong không gian hoặc cháy âm ỉ, mặc dù không tiếp xúc trực tiếp

với ngọn lửa. Yếu tố nhiệt độ có ảnh hưởng tới quá trình cháy rừng. Nhiệt độ

làm tăng cường quá trình khô kiệt của VLC mặt đất và không gian, làm nóng

và khô nhanh mặt đất rừng. Như vậy khả năng bén lửa của nguyên liệu cháy

rừng là rất lớn, vì chúng không cần cung cấp nhiệt lượng ban đầu cao kể cả

khi chúng tiếp tục cháy. Cháy ở rừng thông thường do cỏ dại, lau sậy và cành

rơi lá rụng bắt lửa đầu tiên gây cháy lan mặt đất, sau khi ngọn lửa phát sinh

rồi lan sang cây gỗ.

Nghiên cứu về vật liệu cháy ở rừng thông

Vật liệu cháy theo nghĩa rộng là tất cả vật chất hữu cơ ở trong rừng có

thể bắt lửa và bốc cháy bao gồm: thảm mục, cành lá, hoa quả rơi rụng, cỏ, cây

bụi thảm tươi, rễ cây, vỏ cây, nhựa cây, gốc cây cây chết đứng, cây bị chết

khô, than bùn ….phân bố trong đất hay trên mặt đất (Phạm Ngọc Hưng, 1988;

Bế Minh Châu, 2001).

Vật liệu cháy là một trong 3 yếu tố quan trọng quyết định sự hình thành

và phát triểncủa một đám cháy (VLC, oxy, nguồn nhiệt). Nếu VLC càng

nhiều, độ ẩm của VLC càng thấp khả năng bắt lửa càng nhanh, mức độ quy

mô đám cháy càng lớn thì tác hại cháy rừng càng nghiêm trọng. Nếu khối

lượng VLC trong rừng chỉ kể những phần thực vật đã bọ khô nỏ thì chúng

luôn biến động theo không gian và thời gian. Về không gian được quy định

bởi vĩ độ, địa lý, địa hình và các yếu tố sinh thái kèm theo như (đất đai khí

hậu…). Về thời gian phụ thuộc vào tuổi các lâm phần thông và mùa vụ trong

năm. Tuổi cây càng cao thì tỷ lệ chất khô càng nhiều (Nguyễn Văn Trương,

1983); (Nguyễn Văn Viễn, 1982).

Theo nghiên cứu của Phạm Ngọc Hưng (1988) phân chia vật liệu cháy

ở rừng thông nhựa như sau:

Vật liệu cháy ở rừng thông non: Rừng thông non là rừng trồng từ 1-7

tuổi, đặc điểm giai đoạn thông non rừng chưa khép tán ánh sáng nhiều nên

các loại cây dưới tán rừng chịu chua, hạn mọc rất nhanh: như Ràng ràng; sim,

mua, lau, chít, chè vè, cỏ tranh…Lớp thảm tươi có độ cao 0,8-1,2 m. Mùa

Xuân và mùa hè mưa nhiều mọc rất xanh tốt. Sang các tháng mùa khô hanh

(tháng 10 đến tháng 3 năm sau) lượng mưa rất thấp, lượng bốc hơi nước cao

đây là thời kỳ khô hạn kéo dài. Cả lớp thảm tươi bị khô héo và chết vàng úa

tạo lên nguồn VLC rừng mặt đất lớn và dễ bắt cháy. Cây thông giai đoạn này

còn non yếu, thấp nên khi xuất hiện cháy thường cả khu rừng thường bị chết

từ 70-100% (Phạm Ngọc Hưng, 1982).

Vật liệu cháy ở rừng thông trung niên: Đây là giai đoạn rừng khép tán

có tuổi từ 8-15 tuổi rừng đã được chặt tỉa thưa, loại trừ cây cong keo, sâu

bệnh, cây thông cũng bắt đầu tự tỉa thưa đào thải các cành khô lá rụng (Phùng

Ngọc Lan, 1985; Phạm Ngọc Hưng, 1982). Do tán rừng thưa ánh sáng vẫn lọt

nhiều nên tầng cây bui dưới tán rừng vẫn còn rậm rạp. Về mua khô tầng cây

cỏ, cây bụi cao 0,8-1,2 m gồm: Ràng ràng, guột, tế, sim, mua …bị khô héo

chết đi cùng với cành khô lá rụng tạo ra lớp VLCR trên mặt đất gấp 1-1,5 lần

so với giai đoạn rừng non. Cây rừng lại cao hơn nên khi cháy mặt đất, thân

cây thông thường bị cháy xém ở độ cao 3-4m, một phần tán lá bị cháy táp,

bình quân 30% số cây bị chết.

Vật liệu cháy ở rừng thông thành thục: Loại rừng thông này có tuổi từ

16 trở đi chiều cao trung bình 12m, đường kính trung bình khoảng 25 cm, lớp

thảm tươi gồm ràng ràng, sim, mua, cỏ dại cao 0,6-1,0 m. Giai đoạn này cây

tự tỉa thưa cành, lá nhiều hơn, VLCR ở giai đoạn này nhiều hơn giai đoạn

rừng non và rừng trung niên. Tác động của lửa rừng khi xuất hiện cháy trên

mặt đất cây thường bị cháy táp, cây rừng bị cháy xém cả lớp vỏ khô ở ngoài

nên chưa chết hẳn. Nhưng nó gây tác hại lớn đến sản lượng, sinh trưởng và

phát triển của cây vài năm sau rừng thông mới phục hồi được.

Về khả năng và mức độ bắt lửa của VLC ở 3 loại rừng cũng rất khác

nhau. Vật liệu cháy ở rừng thông non nhiệt độ bắt lửa từ 70-800C, nhiệt độ tự

bốc cháy 330-3500C. Vật liệu cháy ở rừng thông trung niên nhiệt độ bắt cháy

100-1200C, nhiệt độ tự bốc cháy 3970C. Rừng thành thục nhiệt độ bắt cháy từ

80-880C, nhiệt độ tự bốc cháy 338-4000C. Tốc độ cháy ở vật liệu rừng non bắt

lửa và lan tràn nhanh gấp 2-3 lần ở vật liệu rừng trung niên và gấp 4 lần vật

liệu cháy ở rừng thành thục.

Nghiên cứu về phòng chống cháy rừng thông

Nghiên cứu về dự báo cháy rừng thông: Các nghiên cứu về dự báo cháy

rừng thông như Phạm Ngọc Hưng (1988) Xây dựng phương pháp dự báo khả

năng xuất hiện cháy rừng Thông nhựa (Pinus merkusii) ở Quảng Ninh tác giả

đã nêu được mối liên quan chặt chẽ giữa khối lượng VLC, độ ẩm VLC, các

yếu tố thời tiết như nhiệt độ, ẩm độ, tốc độ gió … liên quan đến khả năng

cháy rừng Thông nhựa ở Quảng Ninh.

Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện khí tượng đến độ ẩm và khả năng

cháy của vật liệu dưới rừng thông góp phần hoàn thiện phương pháp dự báo

cháy rừng tại một số vùng trọng điểm thông ở Miền Bắc Việt Nam. Tác giả đã

tiến hành thí nghiệm đốt thử trong điều kiện phòng thí nghiệm với 2 loại

nguồn lửa khác nhau là than gỗ và diêm với các mức độ ẩm VLC khác nhau.

Các điều kiện ngoại cảnh khác như tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ

dốc…được khống chế và bảo đảm đồng nhất trong quá trình thí nghiệm. Với

nguồn lửa là than gỗ, nếu VLC có độ ẩm khoảng 20,5% tương ứng với độ ẩm

tương đối 17% thì vật liệu xung quanh nguồn lửa chỉ bị xém đen rồi tắt mà

không có khả năng hình thành ngọn lửa. Ở độ ẩm tuyệt đối 17% tương ứng

với độ ẩm tương đối 15%, sau 48 phút 20 giây sẽ xuất hiện ngọn lửa nhỏ

nhưng vật liệu không cháy hết. Khi vật liệu có độ ẩm 11% (độ ẩm tương đối

10%), ngọn lửa xuất hiện sau 35 phút, cháy hết vật liệu trong 3 phút 15 giây.

Với nguồn lửa là diêm: Độ ẩm tuyệt đối 45% tương ứng với độ ẩm tương đối

31,03% vật liệu có bắt cháy nhưng ngọn lửa yếu, không ổn định và còn dư lại

một phần vật liệu không cháy hết, khi độ ẩm 47% vật liệu không có khả năng

bắt cháy (Bế Minh Châu, 2001).

Nghiên cứu về xây dựng các đường băng cản lửa: Có rất nhiều công

trình ở nước ta về xây dựng đường băng cản lửa như đường băng trắng và

đường băng xanh cản lửa hạn chế cháy lan mặt đất, cháy lướt trên ngọn cây

rừng. Theo Phạm Ngọc Hưng, 2001, đường băng xanh được trồng cùng với

việc trồng rừng trong năm trên những diện tích rừng có độ dốc trên 25 độ. Đối

với đai cây xanh phòng cháy được xây dựng dọc theo các đường băng cản lửa

đường sắt, đường ô tô, xung quanh các điểm dân cư, xung quanh những vùng

đất sản xuất nông nghiệp,... nằm ở trong rừng và ven rừng. Đai rừng phòng

cháy có chiều rộng từ 20 - 30 m, nếu xây dựng theo đường phân khoảnh thì

chiều rộng đai rừng chỉ cần từ 15 - 20 m là đủ. Thường những đường băng

cản lửa lợi dụng những chướng ngại vật tự nhiên, như: sông, suối, hồ nước,

đường mòn, đường dông, những công trình nhân tạo (đường sắt, đường giao

thông, đường điện cao thế, đường vận xuất, đường vận chuyển...) để làm

đường băng. Trong những trường hợp này, đường băng thường chỉ xây dựng

dọc theo hai bên đường bằng một hoặc hai vành đai cây xanh cản lửa, có bề

rộng từ 6 - 10 m. Tiêu chuẩn chọn những cây làm đường băng xanh cản lửa

như: Những cây lá mọng nước.

Lá có lông hoặc vảy che chở cho các tế bào sống ở bên trong hoạt động

bình thường, có vỏ dày, phị nước. Cây có sức tái sinh chồi và hạt mạnh,

nhanh khép tán sớm phát huy tác dụng phòng lửa. Cây không rụng lá trong

mùa khô (mùa cháy rừng). Cây ở đai cản lửa không cùng loài sâu bệnh hại với

rừng thông hoặc không là ký chủ của sâu bệnh hại rừng thông. Cây bản địa:

chọn những loài cây sẵn có ở địa phương (Bộ Nông nghiệp, 2007).

Những loài cây được giới thiệu đưa vào trồng thành băng hoặc đai xanh

cản lửa tại nhiều địa phương ở nước ta như sau: Cây tống quả sủ (Alnus

nepalensis), cây dứa bà (Agave americara); cây vối thuốc răng cưa (Schima

superba Gardn. et Champ), cây me rừng (Phyllanthus emblica L); cây thầu

tấu (Aporosa microcalyx Hassk); Cây đỏ ngọn (Cratoxylon pruuolium Dyer);

cây dâu da đất (Baceaerea sapida Mull - Arg.); Cây keo tai tượng (Acacia

mangium Willd)

Nghiên cứu về giải pháp kỹ thuật lâm sinh phòng cháy rừng thông:

Biện pháp KTLS là một trong những yêu cầu bắt buộc ngay khi tiến hành quy

họach, thiết kế trồng rừng và trong suốt quá trình kinh doanh lợi dụng rừng.

Một số nghiên cứu về biện pháp KTLSPCR chủ yếu hướng vào: Trồng rừng

hỗn giao nhiều loài để hạn chế thực bì là tầng cây bụi và lớp thảm tươi sinh

trưởng và phát triển. Trước đây, các công trình nghiên cứu chủ yếu tập trung

vào một số ít các loài cây, như: bạch đàn liễu, mỡ, bồ đề, thông nhựa, thông

đuôi ngựa,... Gần đây, cùng với những tiến bộ về nghiên cứu giống cây rừng,

các tác giả đã tập trung nhiều vào các loài cây mọc nhanh cung cấp nguyên

liệu giấy, như: keo lai, keo tai tượng, bạch đàn urophylla, thông caribe... Các

công trình nghiên cứu quan trọng có thể kể đến là nghiên cứu phương thức

trồng rừng hỗn giao cũng được nhiều tác giả quan tâm nhiều. Cụ thể: Phùng

Ngọc Lan, 1991 đã gây trồng rừng hỗn giao thông đuôi ngựa, keo lá tràm,

bạch đàn trắng ở Nuối Luốt - Xuân Mai để hạn chế khả năng cháy rừng thông.

Biện pháp giảm vật liệu cháy ở rừng thông: Đốt trước vật liệu cháy là

biện pháp làm giảm nguồn vật liệu cháy trong rừng bằng cách chủ động đốt

những vật liệu dễ cháy trong các khu rừng có nguy cơ cháy cao vào thời gian

trước mùa cháy nhưng có sự điều khiển của con người để không gây cháy

rừng và hạn chế tới mức thấp nhất những ảnh hưởng bất lợi của lửa gây ra.

Tuy nhiên, biện pháp này cho tới nay vẫn chưa được áp dụng phổ biến rộng

rãi ở nước ta. Vì việc tiến hành đốt trước khá phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều

kinh nghiệm và phải được chuẩn bị chu đáo cả về lực lượng, phương tiện dập

lửa (Bế Minh Châu và Phùng Văn Khoa, 2002); (Phan Thanh Ngọ, 1995).

Trong những năm gần đây, ở nước ta đã có một số công trình nghiên

cứu thử nghiệm về biện pháp đốt trước nhằm giảm khối lượng vật liệu cháy.

Cụ thể: Phó Đức Đỉnh, 1996 đã thử nghiệm đốt trước vật liệu cháy dưới tán

rừng thông non 2 tuổi tại Đà Lạt (Lâm Đồng). Tác giả cho rằng, ở rừng thông

non nhất thiết phải thu gom vật liệu cháy vào chính giữa các hàng cây hoặc

nơi trống để đốt, chọn thời tiết đốt để ngọn lửa âm ỉ, không cao quá 0,5 m có

thể gây cháy tán cây rừng. Phan Thanh Ngọ, 1996 đã thử nghiệm đốt trước

vật liệu cháy dưới tán rừng thông 8 tuổi ở Đà Lạt (Lâm Đồng); tác giả cho

rằng, với rừng thông lớn tuổi không cần phải thu gom vật liệu cháy trước khi

đốt mà chỉ cần tuân thủ những nguyên tắc về chọn thời điểm và thời tiết thích

hợp để đốt và có thể áp dụng đốt trước vật liệu cháy cho một số loại rừng ở

địa phương khác. Theo quyết định số 4110 QĐ/BNN-KHCN ngày 31 tháng

12 năm 2007 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về việc quy phạm

phòng cháy, chữa cháy rừng thông bằng biện pháp xử lý vật liệu cháy bằng

cách đốt trước. Đốt trước có điều khiển là biện pháp làm giảm vật liệu cháy

trong rừng bằng cách chủ động đốt vào thời điểm trước mùa cháy ở những

khu rừng có nguy cơ cháy cao, dưới điều kiện thời tiết thích hợp, có sự tính

toán, điều khiển của con người để không gây cháy rừng, không gây ảnh

hưởng lớn đến tái sinh, phát triển rừng và môi trường. Đốt có điều khiển được

tiến hành trước mùa cháy ít nhất 1 tháng, khi độ ẩm không khí trên 60%, tốc

độ gió < 10km/h, khối lượng vật liệu cháy tinh <10tấn/ha, độ ẩm tương đối

của vật liệu cháy khoảng 30-40%. Nơi có chiều cao vật liệu cháy >1m thì phải

thực hiện các biện pháp hạ thấp chiều cao xuống dưới 0,5m. Đốt trước có điều

khiển ở rừng thông chỉ được tiến hành theo kế hoạch đã được các cấp có thẩm

quyền phê duyệt. Trước khi đốt phải thông báo cho chính quyền và nhân dân

địa phương biết. Tiến hành đốt thử một diện tích nhỏ (khoảng 50-100m2), nếu

kết quả cho phép mới quyết định đốt chính thức. Trong quá trình đốt nếu thời

tiết, đặc biệt tốc độ gió thay đổi >10km/h cần phải tạm dừng việc đốt chờ đến

khi điều kiện đảm bảo an toàn. Xung quanh diện tích rừng thông chuẩn bị đốt

trước phải xây dựng các băng tựa nhằm ngăn không để đám cháy đốt trước

lan vào rừng. Thời gian đốt trước trong ngày có thể vào đầu buổi sáng (7-10h)

hoặc cuối buổi chiều (16-18h), tiến hành đốt theo dải hoặc theo đám. Mỗi lần

đốt trên diện tích khoảng 1-3 ha. Chu kỳ đốt trước được thực hiện theo kế

hoạch của từng địa phương qui định. Phải chuẩn bị đầy đủ lực lượng ít nhất 1

tổ đội từ 7 đến 10 người và phương tiện đảm bảo có khả năng khống chế được

đám cháy.

Đối tượng rừng thông được lựa chọn để tiến hành đốt trước

- Rừng thông trên 3 năm tuổi.

- Khu rừng có diện tích ≤ 10 ha, nếu > 10 ha thì phải chia thành các ô nhỏ.

- Rừng có độ dốc < 250, đối với khu rừng có độ dốc ≥ 250 chỉ được đốt

theo dải, theo đám, phải chia lô rừng thành các ô nhỏ có diện tích thích hợp

đảm bảo tuyệt đối an toàn trong quá trình đốt trước.

- Đối với rừng thông mới trồng phải chăm sóc theo đúng quy trình

trồng rừng. Có thể chấp nhận phương pháp đốt trước đối với rừng thông mới

trồng nhưng phải vùi hoặc che đậy cây trước khi đốt dọn cỏ giữa các đường

băng trồng rừng, sau khi đốt xong phải lật cây trồng ra khỏi đất vùi hoặc vật

che đậy.

Một số biện pháp an toàn:

- Sau khi đốt xong phải kiểm tra, đề phòng tàn lửa còn lại tiếp tục cháy

lan vào rừng. Tổ chức rút kinh nghiệm để phục vụ các lần đốt sau.

- Không chấp nhận đốt trước khi chiều cao ngọn lửa và tốc độ lan tràn

vượt quá mức độ cho phép. Lúc này phải tạm ngừng việc đốt dọn hoặc làm

dịu ngọn lửa bằng bơm xịt nước.

- Đốt từng giải, từng đám từ trên dốc xuống chân dốc.

- Không được đốt từ dưới dốc lên đối với nơi có độ dốc trên 150

- Không đốt xuôi chiều gió.

- Khi rừng thông ở giai đoạn non và rừng chưa khép tán, ngoài việc

thực hiện chăm sóc rừng theo thiết kế trồng rừng, hàng năm vào trước mùa

cháy cần dọn vệ sinh, thu nhặt cành nhánh, thảm khô, thảm tươi dễ cháy để

hạn chế khả năng cháy rừng. Những vật liệu đó cần được dàn mỏng hoặc đưa

ra ngoài nơi trống để đốt hoặc sử dụng cho các mục đích khác. Khi rừng

thông có chiều cao dưới cành khoảng 5m, tùy điều kiện cụ thể về tự nhiên,

kinh tế và xã hội của địa phương có thể tiến hành đốt trước có điều khiển làm

giảm khối lượng vật liệu dễ cháy.

Nhận xét: Các công trình nghiên cứu về phòng chống cháy rừng ở trong

nước khá đa dạng và phong phú từ công tác tuyên truyền, dự tính dự báo,

quản lý bảo vệ, biện pháp lâm sinh...đã cung cấp những thông tin và luận cứ

khoa học quan trọng trong lĩnh vực phòng chống cháy rừng. 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 biện pháp đốt trước có kiểm soát song biện pháp đốt

trước có một số nhược điểm sau: Biện pháp đốt trước chỉ được đốt ở rừng

thuần loài với chiều cao cây cho phép, tốn kém về mặt kinh tế song công tác

đốt trước phải được chuẩn bị kỹ lưỡng về nhận lực dập lửa khi có phát sinh

đám cháy... tiêu diệt động vật, côn trùng, hệ sinh thái vi sinh vật trên mặt đất,

trong vật liệu cháy và tiêu diệt các loài cây tái sinh. Nếu đốt hết vật liệu cháy

tới mùa mưa đất sẽ bị xói mòn và cây không còn khả năng tái sinh, làm giảm

lượng mùn và các chất dinh dưỡng như N, P, K ... có trong vật liệu cháy mang lại.

1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.3.1. Khái quát về Cao Bằng

1.3.1.1. Địa hình

Cao Bằng là một tỉnh miền núi nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam. Hai

mặt Bắc và Đông giáp với tỉnh Quảng Tây Trung Quốc, với đường biên giới

dài trên 332 km, phía Nam giáp tỉnh Bắc Cạn, phía Tây giáp tỉnh Hà Giang.

Cao Bằng có hệ toạ độ địa lý từ: 22022’ đến 23008’ vĩ độ Bắc; từ 105016’ đến

106051’ kinh độ Đông, cách Thủ đô Hà Nội gần 300 km.

Cao Bằng có diện tích đất tự nhiên 672.462 ha, là cao nguyên đá vôi

xen lẫn núi đất, có độ cao trung bình trên 200 m, vùng sát biên có độ cao từ

600 - 1.300 m so với mặt nước biển. Núi non trùng điệp. Rừng núi chiếm hơn

90% diện tích toàn tỉnh. Từ đó hình thành nên 3 vùng rõ rệt: Miền đông có

nhiều núi đá, miền tây núi đất xen núi đá, miền tây nam phần lớn là núi đất có

nhiều rừng non tái sinh. Toàn tỉnh có 13 huyện, thị, bao gồm 199 xã, phường,

thị trấn.

Địa hình của tỉnh Cao Bằng là loại địa hình phức tạp, được thể hiện trên

3 miền địa hình chủ yếu:

Miền địa hình Karstơ - Chiếm diện tích ở hầu hết các huyện miền đông

của tỉnh: Trà Lĩnh, Trùng Khánh, Quảng Uyên, Phục Hoà, Hà Quảng, Thông

Nông... Địa hình miền này rất phức tạp, gồm các hệ thống dãy núi đá vôi phân

cách mãnh liệt với các đỉnh nhọn dạng tai mèo, gồ ghề lởm chởm cao thấp

khác nhau, hang hốc tự nhiên nhiều. Có phương kéo dài chung theo hướng tây

bắc - đông nam. Xen kẽ các dãy núi là thung lũng hẹp với nhiều hình, nhiều

vẻ khác nhau.

Miền địa hình núi cao - Chủ yếu phân bố ở các huyện miền tây thuộc

tỉnh (Nguyên Bình, Bảo Lạc, Thạch An) và một phần diện tích phía nam Hoà

An. Đáng chú ý nhất là:

* Hệ thống núi cao Bảo Lạc - Nguyên Bình: Bao gồm nhiều dãy núi cao

kéo dài từ phía tây nam huyện Bảo Lạc qua phần diện tích phía tây nam

huyện Nguyên Bình, Với các đỉnh cao tiêu biểu: Phja dạ (Bảo Lạc) 1.980 m

so với mặt nước biển; Phja đén (Nguyên Bình) 1.428 m; Phja Oắc (Nguyên

Bình) 1.931 m. Cấu tạo nên hệ thống núi cao này là trầm tích của điệp sông

Hiến và các đá macma xâm nhập axit - Grannit.

* Hệ thống núi cao Thạch An: Bao gồm các hệ thống núi xếp theo dãy,

kéo dài từ phía bắc-tây bắc huyện Ngân Sơn (Bắc Cạn) qua thị trấn Ngân Sơn,

Bằng Khẩu và qua phần diện tích phía tây-tây bắc huyện Thạch An rồi vượt

sang phía tây-tây nam tỉnh Lạng Sơn.Với các đỉnh cao tiêu biểu: Pù Tang

Lam 1.639 m so với mặt nước biển; Khau Pàu: 1.188m. Cấu tạo định hình này

chủ yêú là các đá trầm tích điệp sông Hiến và một phần không đáng kể của

trầm tích Paleozoi sớm giữa (Pt1 và Pt2).

Nhìn chung cả hai hệ thống này đều có phương phát triển theo hướng tây bắc-

đông nam với hệ thống đường phân thuỷ có nhiều vẻ khác nhau, song vẫn

mang sắc thái phát triển của toàn vùng.

Miền địa hình núi thấp thung lũng

Xen kẽ các hệ thống núi cao là các thung lũng, núi thấp sông suối với

những kích thước lớn, nhỏ hình thái nhiều vẻ khác nhau. Các thung lũng lớn

như: Hoà An, Nguyên Bình, Thạch An, thung lũng sông Bắc Vọng... Trong

đó, đáng chú ý hơn là thung lũng Hoà An - vựa lúa của tỉnh, nằm trùng với

phần phía bắc của lòng máng Cao - Lạng, dài gần 30 km. Điểm bắt đầu từ Mỏ

Sắt (Dân Chủ - Hoà An) kéo dài hết xã Chu Trinh (Hoà An), chạy dọc theo

đường đứt gãy Cao Bằng - Lạng Sơn, bao gồm những cánh đồng phì nhiêu,

tương đối bằng phẳng, xen giữa các cánh đồng là đồi núi thấp sắp xếp không

liên tục theo kiểu bát úp. Trong phạm vi thung lũng này xuất hiện các mỏ

khoáng sản: Sắt, fosphorit rải rác với chất lượng rất cao dễ tìm kiếm và khai

thác. Ngoài ra các thung lũng khác còn chứa nhiều khoáng sản quý...

1.3.1.2. Khí hậu:

Cao Bằng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc,

một năm có 4 mùa rõ rệt. Mùa đông lạnh, mùa hè nóng ẩm, mùa xuân, thu khí

hậu ôn hoà. Nhiệt độ trung bình 22-230c, độ ẩm dao động lớn từ 73-87%. Chế

độ gió: về mùa hè chủ yếu là gió Đông Nam ấm và ẩm hoạt động từ tháng 5

đến tháng 10; mùa Đông ảnh hưởng chủ yếu của gió mùa Đông Bắc lạnh và

khô, hoạt động từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Cơ chế gió kết hợp với địa

hình phức tạp đã làm phân hoá điều kiện tiểu khí hậu trên qui mô toàn tỉnh,

đặc biệt là phân hoá lượng mưa trên những vùng đồi núi.

Lượng mưa hàng năm thay đổi theo địa phương, tập trung tới 85% vào

các tháng mùa hạ. Mùa khô lượng mưa, độ ẩm không khí thấp thường là mùa

dễ xảy ra cháy rừng. Do có sự phân bố về lượng mưa trên, ở những địa

phương khác nhau, mùa cháy và khả năng cháy rừng cũng thay đổi theo từng

vùng.

Cao Bằng có các lưu vực sông như: Sông Gâm, Quây Sơn. Sông Hiến,..

lưu lượng lớn và có nước quanh năm, ngoài ra còn có hệ thống suối, hồ,

ao,...đan xen, đủ khả năng cung cấp nước cho sinh hoạt, các ngành kinh tế và

công tác PCCCR trên địa bàn tỉnh.

Từ những đặc điểm trên, công tác PCCCR trên địa bàn cần được quan

tâm chú trọng và đầu tư đúng mức và cần thiết phải xây dựng các phương án

PCCCR phù hợp với điều kiện tự nhiên từng vùng.

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng, địa điểm và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Thông mã vĩ (Pinus massoniana)

Khâm Thành huyện Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng

- Địa điểm nghiên cứu: Xã Đình Phong, xã Chi Viễn, xã Phong Châu, xã

Phạm vi nghiên cứu:

- Vi sinh vật phân giải xenlulo của luận văn tập trung chủ yếu phân lập

vi khuẩn phân giải xenlulo dưới tán rừng Thông mã vĩ tại Cao Bằng

- Nghiên cứu đặc điểm của VLC với các loại vật liệu là thảm khô dưới

tán rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) có đường kính nhỏ hơn 1 cm.

Thời gian nghiên cứu:

Từ tháng 5/2019 đến tháng 08/2020

2.2. Nội dung nghiên cứu.

2.2.1. Thực trạng và khối lượng vật liệu cháy hiện có ở rừng Thông mã vĩ

2.2.2. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo

2.2.2.1. Phân lập, tuyển chọn và đánh giá các chủng vi sinh vật phân hủy

xenlulo có hoạt tính sinh học cao

- Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo

- Đánh giá khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo

ở trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ khác nhau

- Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của VSV đối với vật liệu cháy

(trong bình thí nghiệm)

- Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của VSV đối với vật liệu cháy

(trong chậu vại)

2.2.2.2. Định danh đến loài và xác định mức độ an toàn sinh học của các

chủng vi sinh vật có hoạt tính cao được tuyển chọn

2.2.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

2.2.3.1. Nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của các chủng VSV

phân hủy xenlulo trong sản xuất chế phẩm sinh học (môi trường, tốc độ lắc,

thời gian, nhiệt độ, độ pH)

2.2.3.2. Nghiên cứu khả năng tập hợp chủng

2.2.3.3. Tạo chế phẩm sinh học

2.2.4. Nghiên cứu kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Thực trạng và xác định khối lượng vật liệu cháy hiện có ở rừng

Thông mã vĩ

Tại 4 địa điểm nghiên cứu ở Cao Bằng tiến hành lập ô tiêu chuẩn

(OTC) điển hình, hình chữ nhật có diện tích 500 m2 (25x20) trong mỗi OTC

lập 5 ô dạng bản 1 m2 (1mx1m) 4 ô dạng bản ở 4 góc của OTC và 1 ở giữa để

xác định khối lượng, thành phần và đặc điểm của vật liệu cháy, sau đó mỗi ô

dạng bản ở 3 độ tuổi (<10, 10-20, và >20 tuổi). Khối lượng vật liệu cháy được

tính bằng cách thu gom toàn bộ VLC có đường kính nhỏ hơn 1cm ở từng ô

dạng bản 1 m2 cân có độ chính xác tới 1g sau đó tính trung bình cho cả OTC

(đơn vị tấn/ha).

2.3.2. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo

2.3.2.1. Phân lập, tuyển chọn và đánh giá các chủng vi sinh vật phân hủy

xenlulo có hoạt tính sinh học cao

- Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo có hoạt tính

sinh học cao

Phân lập vi sinh vật phân hủy xenlulo thực hiện theo phương pháp của

(Skinner, 1960)

Phương pháp cụ thể: Mỗi mẫu cân 10g (đất/thảm mục), sau đó cho vào

bình tam giác chứa 90 ml nước muối sinh lý đã được khử trùng. Lắc trên máy

lắc trong thời gian 30 phút, để lắng, ta được dung dịch mẫu pha loãng 10-1

lần. Dùng pipetman hút 1ml dịch huyền phù ở độ pha loãng 10-1 đưa vào ống

nghiệm chứa 9 ml nước cất vô trùng. Trộn đều ta dịch pha loãng 10-2 lần. Hút

1ml dịch huyền phù ở độ pha loãng 10-2 đưa vào ống nghiệm chứa 9 ml nước

cất vô trùng, trộn đều ta dịch pha loãng 10-3 lần. Tiếp tục làm như trên cho

đến khi nồng độ pha loãng đến 10-6 lần. Lấy 0,1 ml dịch ở các nồng độ 10-4 -

10-6 nhỏ và trang đều trên đĩa petri chứa môi trường Gauze và Hans. Để trong

tủ ấm ở nhiệt độ 280C trong 24 -48 giờ sao cho có thể thấy rõ các khuẩn lạc

riêng biệt. Các khuẩn lạc có màu sắc, hình dạng khác nhau được tách riêng,

làm thuần và giữ trong ống nghiệm.

Môi trường phân lập:

+ Môi trường Hans để phân lập và nuôi cấy vi khuẩn phân hủy xenlulo:

0,5 g KH2PO4; 0,5 g K2HPO4; 1 g (NH4)2SO4; 0,1 g MgSO4.7H2O; 0,1 g

CaCl2; 6g NaCl; 0,1 g cao nấm men; 0,1 g CMC; 18g Agar, Nước 1000 ml,

pH=7

+ Môi trường Gauze I (thay tinh bột tan bằng CMC) để phân lập và

nuôi cấy xạ khuẩn phân hủy xellulo 0,5g KH2PO4; 0,5g K2HPO4; 0,1g

MgSO4.7H2O; 0,5g NaCl; 0,5g KNO3; 1g FeSO4.7H2O; 20gCMC; 18g

Agar, Nước 1000 ml, pH=7

+ Môi trường CMC đặc để xác định hoạt tính phân hủy xellulo 1g

CMC;18g Agar, Nước luộc lá thông 1000 ml

+ Dung dịch nước muối sinh lý: 0,85g NaCl; Nước 1000 ml

+ Môi trường PDA phân lập nấm lớn (khoai tây 200g, D-Glucose 20g,

Agar 18g, H2O 1000 ml)

Tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xellulo có khả năng tồn tại trong môi

trường có nhựa thông:

+ Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học bằng phương pháp xác định

hoạt tính CMC-aza (Williams, 1983) có bổ sung thêm nhựa thông vào môi

trường: Sinh khối các chủng vi sinh vật sau khi nuôi cấy 48 giờ được li tâm,

gạn bỏ phần cặn lắng và nhỏ 1ml vào các lỗ thạch đã được chuẩn bị sẵn trên

các đĩa petri chứa môi trường CMC đặc. Giữ đĩa thạch trong tủ ấm 24 giờ, sau

đó lấy ra và tráng bề mặt thạch bằng dung dịch lugol. Hoạt tính sinh học được

xác định bằng kích thước vòng phân hủy (vòng tròn trong suốt bao quanh lỗ

thạch chính là hiệu số giữa đường kính vòng tròn trong suốt (D) và đường

+ D≥ 35mm: Rất mạnh (++++);

+ 25mm ≤D <35mm: Mạnh (+++);

+ 15mm ≤D <25mm: Trung bình (++);

+ 1mm ≤D <15mm: Yếu(+);

+ D <1mm: Không hiệu lực (-).

kính lỗ thạch (d).

Từ thí nghiệm này chọn được một số chủng VSV phân hủy xenlulo.

- Đánh giá khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật phân hủy

xenlulo cao ở trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ khác nhau

Từ các chủng VSV phân hủy xenlulo đã tuyển chọn được tiến hành thí

nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và ẩm độ đến sinh trưởng.

Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng.

Cấy VSV phân hủy xenlulo vào chính giữa hộp lồng có chứa môi

trường CMC hoặc môi trường chuyên dụng xếp các hộp lồng này vào tủ

định ôn có thang nhiệt độ khác nhau 50C± 1; 100C± 1 ; 150C± 1; 200C±1;

250C ± 1; 300C ±1; 350C ±1, 400C± 1 mỗi thang nhiệt độ 10 hộp theo dõi

trong 14 ngày cứ 48 giờ đo đường kính một lần (đo hai chiều vuông góc rồi

lấy trị số trung bình). Thí nghiệm được lặp lại 3 lần và lấy trị số đường

kính bình quân làm đại diện cho thí nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của ẩm độ không khí đến sinh

trưởng của VSV

Phương pháp được tiến hành theo Borth.C pha NaCl với các nồng độ

khác nhau trong bình hút ẩm để tạo ra môi trường không khí có độ ẩm không

khí (RH%) khác nhau cụ thể như sau:

Công thức CT1 CT2 CT3 CT4 CT5

NaCl(g/1lit) 0 16 32 64 80

RH % 100 90 80 70 60

Dung dịch pha xong đổ vào bình hút ẩm loại lớn mỗi bình 2 lít nước,

đậy nắp để trong tối có nhiệt độ 280C, 48 giờ đo đường kính một lần (đo hai

chiều vuông góc rồi lấy trị số trung bình). Thí nghiệm theo dõi và thu số

liệu trong vòng 10 ngày. Cấy khuẩn lạc vào chính giữa hộp lồng có chứa môi

trường CMC, mỗi bình đặt 10 hộp lồng sau 2 ngày đo đường kính nấm theo

hai chiều vuông góc và lấy trị số bình quân. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần và

lấy trị số đường kính nấm trung bình làm đại diện cho thí nghiệm. Từ thí

nghiệm này chọn được 10 chủng có dải nhiệt độ và ẩm độ lớn để tiến hành thí

nghiệm tiếp theo.

- Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của vi sinh vật đối với vật

liệu cháy (trong bình thí nghiệm)

Từ các chủng VSV có khả năng phân hủy xenlulo tiếp tục thí nghiệm với

vật liệu cháy trong phòng thí nghiệm sau đó nhân sinh khối riêng rẽ trên môi

trường lỏng phù hợp để tiến hành thí nghiệm xác định khả năng giảm trọng

lượng cơ chất xenlulo tự nhiên của một số chủng VSV. Mỗi chủng VSV được

thí nghiệm với 3 bình được lặp lại 3 lần và 1 công thức đối chứng.

Vật liệu cháy cắt nhỏ và điều chỉnh độ ẩm đạt 50 -60%. Mẫu vật liệu sau

khi sấy khô kiệt có độ ẩm coi như bằng không. Để tạo độ ẩm mong muốn phải

thêm một lượng nước vào mẫu vật liệu đã khô kiệt. Lượng nước thêm vào

được tính theo công thức sau:

Mn = Wct.Pm/100 (trong đó: Mn - lượng nước cần thêm vào (g); Wct -

độ ẩm tuyệt đối cần tạo (%); Pm- trọng lượng vật cháy đã sấy khô kiệt.

Cân 200 g vật liệu cháy cho vào bình tam giác 1000ml. Sau đó bổ sung vào

mỗi bình 40ml dịch nuôi cấy lắc vi sinh vật, bình đối chứng bổ sung nước cất.

Theo dõi bình ở điều kiện nhiệt độ phòng trong vòng 60 ngày. Sau đó rửa

sạch, loại bỏ tạp chất hòa tan và sấy khô phần còn lại chưa phân hủy.

Tỷ lệ giảm trọng lượng của mẫu thí nghiệm so với mẫu đối chứng được tính

theo công thức:

X% = (mo-mt)/mo.100

Trong đó: - X: là % độ giảm trọng lượng của mẫu thí nghiệm

- mt trọng lượng khô còn lại của mẫu thí nghiệm

- mo trọng lượng khô còn lại của mẫu đối chứng

Từ thí nghiệm này chọn ra được 8 chủng VSV có khả năng phân hủy vật

liệu cháy cao nhất.

- Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của vi sinh vật trong chậu vại

đối với vật liệu cháy

Từ một số chủng VSV có khả năng phân hủy vật liệu cháy tiếp tục thí

nghiệm với vật liệu cháy trên quy mô chậu vại sau đó nhân sinh khối riêng rẽ

trên môi trường lỏng phù hợp để tiến hành thí nghiệm xác định khả năng giảm

trọng lượng cơ chất xenlulo tự nhiên của các chủng VSV trên. Mỗi chủng

VSV được thí nghiệm với 3 thùng lặp lại 3 lần và 1 công thức đối chứng.

Cân trọng lượng 10 kg vật liệu cháy cho một thùng ủ. Trước khi ủ vật

liệu cháy được thực hiện theo hai phương pháp (làm mềm VLC bằng nước

vôi, không xử lý. Bổ sung vào mỗi thùng ủ với 200 ml dịch sinh khối riêng rẽ

của từng chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo. Công thức đối chứng bổ sung

200 ml nước cất. Đặt thùng ủ ở nơi thoáng, tránh mưa, gió. Sau 48 giờ kiểm

tra nhiệt độ thùng ủ một lần và so sánh với mẫu đối chứng (không bổ sung vi

sinh vật). Sau 60 ngày, so sánh các chỉ tiêu như độ giảm khối lượng, chiều

cao đống ủ, màu sắc, mùi… của các đống ủ có bổ sung vi sinh vật với đống

đối chứng. Thí nghiệm này sẽ chọn được ít nhất 5 chủng VSV có hiệu lực tốt

nhất để sản xuất chế phẩm.

Tỷ lệ giảm trọng lượng của mẫu thí nghiệm so với mẫu đối chứng được tính

theo công thức:

X% = (mo-mt)/mo.100

Trong đó: - X: là % độ giảm trọng lượng của mẫu thí nghiệm

- mt trọng lượng khô còn lại của mẫu thí nghiệm

- mo trọng lượng khô còn lại của mẫu đối chứng

2.3.2.2. Phương pháp định danh đến loài và xác định mức độ an toàn sinh

học của các chủng vi sinh vật có hoạt tính cao được tuyển chọn

Từ một số chủng VSV phân hủy xenlulo giám định tên VSV bằng

phương pháp sinh học phân tử dựa trên cơ sở giải trình tự đoạn gen 16S hoặc

28S ARN riboxom của các chủng VSV nghiên cứu, so sánh các trình tự có

sẵn trong ngân hàng gen quốc tế EMBL bằng phương pháp FASTA 33 để

định loại đến loài các chủng VSV được xác định với hệ số tương đồng cao

nhất.

Phương pháp định danh vi khuẩn

Định danh vi khuẩn bằng sinh học phân tử: Từ các chủng vi khuẩn

được nuôi cấy trên môi trường PDA, tiến hành tách ADN theo các bước sau:

Tách chiết ADN: Sinh khối được chia nhỏ và đưa vào ống eppendorf

1,5 ml đã bổ sung 500 µl 2 × SSC. Lắc đều và ủ ở 990C trong 10 phút. Ly tâm

13.000 vòng/phút trong 2 phút. Hút bỏ phần dịch và tiến hành rửa tế bào 1 lần

bằng nuớc cất vô trùng. Thêm khoảng 100 µl hạt thủy tinh có đường kính 0,2

- 0,5 mm (Roth, Đức), 100 µl dung dịch phenol/chloroform (tỉ lệ 1 : 1) và 100

µl nước cất vô trùng. Lắc ở 1.400 vòng/phút trong 10 phút trên máy

Thermocomfort (Eppendorf, Đức) sau đó ly tâm 13.000 vòng/phút trong 10

phút. Lấy phần dịch trong phía trên có chứa ADN làm khuôn cho phản ứng

PCR. ADN sau khi tách chiết được giữ ở - 20C.

Phân loại sinh vật bằng giải trình tự: Phân đoạn rADN của vi khuẩn được

khuếch đại trên thiết bị C1000 TouchTM Thermal Cycler (Bio-Rad, Mỹ) với

chương trình nhiệt được thiết lập với pha biến tính ở 940C trong 3 phút kế tiếp

là 30 chu kỳ nhiệt (940C trong 40 giây, 520C trong 40 giây và 720C trong 2

phút). Quá trình khuếch đại được hoàn tất ở 720C trong 10 phút và sau đó sản

phẩm PCR được bảo quản ở 100C.

Sản phẩm PCR sau khi khuếch đại được phân tích trình tự tại hãng 1st

BASE (Malaysia). Các chuỗi ADN được so sánh với cơ sở dữ liệu của

GenBank thông qua giao diện tìm kiếm giao diện tìm kiếm BLAST

nucleotide-nucleotide đặt tại National Center for Biotechnology Information,

Bethesda, Mỹ: http://www.ncbi.nlm.nih.gov hoặc http://www.ezbiocloud.net/.

Mồi sử dụng trong phân loại:

16s27F trình tự (5’3’): 5' TCCGTAGGTGAACCTGCGG 3';

16s1492R: 5' TCCTCCGCTTATTGATATGC 3'.

Xây dựng cây phát sinh chủng loại: Xây dựng cây chủng loại phát sinh:

trình tự ADN ribosome 16s của chủng nghiên cứu và những trình tự tương

đồng với chúng được chuyển tải về sau đó xử lý bằng phần mềm BioEdit

(Hall, 1999). Sau đó công cụ Muscle (Edgar, 2004) trong chương trình

MEGA 7 (Kumar et al., 2016) được sử dụng để so sánh sắp xếp các trình tự.

Cây phát sinh chủng loại được xây dựng dựa trên sự biến đổi về khoảng cách

sai khác trình tự theo Kimura (1980), sử dụng phương pháp neighbour -

joining (Saitou & Nei, 1987) trong MEGA. Chương trình phân tích được thực

hiện từ 1.000 dữ liệu lấy ngẫu nhiên (Felsenstein, 1985). Thanh chèn trong

cây phân loại thể hiện % sự khác biệt giữa các trình tự phân tích.

2.3.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

2.3.3.1. Phương pháp nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của các

chủng VSV sử dụng trong sản xuất chế phẩm vi sinh

- Phương pháp xác định môi trường nuôi cấy phù hợp: Thí nghiệm

được thực hiện với 3 loại môi trường khác nhau với tốc độ lắc (150

vòng/phút), nhiệt độ ở 280C, thời gian lắc 72 giờ, bình tam giác 500 ml thí

nghiệm được lặp lại 3 lần.

- Phương pháp xác định tốc độ lắc phù hợp: Được thực hiện với 5 công

thức ở các tốc độ lắc khác nhau (0, 100, 150, 200, 250 vòng/phút) mỗi tốc độ

lắc 10 bình tam giác 500 ml thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Cho một lượng

VSV vào các bình lắc ở các tốc độ khác nhau, nhiệt độ ở 280C, thời gian lắc

72 giờ.

- Phương pháp xác định thời gian nhân sinh khối phù hợp: Được thực

hiện với 5 công thức ở các thời gian nuôi cấy khác nhau (24 giờ, 48 giờ, 72

giờ, 96 giờ và 120 giờ) mỗi công thức 10 bình tam giác 500 ml, thí nghiệm

được lặp lại 3 lần. Cho một lượng VSV như nhau sau lắc với tốc độ 150

vòng/phút ở nhiệt độ 280C.

- Phương pháp xác định nhiệt độ nhân sinh khối phù hợp: Được tiến

hành với 8 công thức ở các thang nhiệt độ khác nhau (150C, 200C, 250C,

300C, 350C, 400C, 450C, 500C) mỗi thí nghiệm 10 bình tam giác 500 ml, thí

nghiệm được lặp lại 3 lần. VSV vào các bình lắc với tốc độ 150 vòng/phút với

thời gian lắc 72 giờ. Lấy các bình đã lắc mỗi loại ra một ít làm mẫu, đếm số

khuẩn lạc bằng phương pháp pha loãng tới hạn. Đếm số lượng khuẩn lạc ở

các công thức khác nhau bằng phương pháp pha loãng tới hạn.

- Phương pháp xác định pH nhân sinh khối phù hợp: Được tiến hành

với 6 dải pH cụ thể như sau: 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 mỗi thí nghiệm 3 bình

tam giác 500 ml, thí nghiệm được lặp lại 3 lần. VSV vào các bình lắc với tốc

độ 150 vòng/phút với thời gian lắc 72 giờ. Đếm số khuẩn lạc bằng phương

pháp pha loãng tới hạn (Nguyễn Lân Dũng và Phạm Văn Ty, 1998).

2.3.3.2. Phương pháp nghiên cứu khả năng tập hợp các chủng VSV

Sử dụng phương pháp cấy vạch để đánh giá mối quan hệ các chủng vi

sinh vật được lựa chọn, xem chúng có đối kháng nhau hay không ? Các chủng

VSV được cấy thành các đường thẳng vuông góc, mỗi chủng đều cắt nhau tại

nhiều điểm. Nuôi cấy ở 280C trong vòng 24 đến 48 giờ. Từ thí nghiệm này

chọn được 1-2 chủng VSV có khả năng phân hủy tốt với VLC dưới tán rừng

thông.

2.3.3.3. Phương pháp tạo chế phẩm sinh học

- Một số chất mang được đưa vào thử nghiệm như chất mùn hữu

cơ/than bùn/tinh bột sắn/apatit… được thử nghiệm để sản xuất chế phẩm.

Thành phần và tỷ lệ phối trộn các chất mang của chế phẩm được thực hiện

theo 5 công thức (mật độ VSV 107 CFU/gam chế phẩm).

Liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học được thực hiện với 7 công thức cụ thể

như sau:

CT1: Sử dụng 0,125% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC

CT2: Sử dụng 0,25% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC

CT3: Sử dụng 0,5% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC

CT4: Sử dụng 1,0% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC

CT5: Sử dụng 1,5% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC

CT6: Sử dụng 2,0% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC

CT7: Đối chứng không sử dụng chế phẩm

Mỗi công thức thực hiện với 3 đống ủ, mỗi đống ủ 500 kg vật liệu cháy, thí

nghiệm lặp lại 3 lần theo dõi và đánh giá khả năng phân hủy xenlulo sau 5 tháng (30

ngày thu số liệu một lần).

2.3.4. Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học

Theo dõi thí nghiệm để đánh giá khả năng phân hủy xenlulo theo

phương pháp của (Đinh Hồng Duyên, 2011) và khả năng giữ ẩm của VLC

theo phương pháp (Bế Minh Châu, 2001).

Chương 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Thực trạng và xác định khối lượng vật liệu cháy hiện có ở rừng

Thông mã vĩ

Trùng Khánh có diện tích đất lâm nghiệp là 50.594,67 ha. Trong đó đất

có rừng 34.865 ha, đất chưa có rừng 15.729ha. Rừng tự nhiên 32.358 ha, rừng

trồng có 2.507 ha; rừng trồng gần như 100% là loài cây Thông mã vĩ, được

trồng tập trung tại các xã Đình Phong, xã Chi Viễn, xã Phong Châu, xã Khâm

Thành, huyện Trùng Khánh được đầu tư trồng rừng từ những năm 1995-1998,

Thông mã vĩ ở đây trồng với mật độ khoảng 1100 cây-2000 cây/ha. Cây hiện

nay đang sinh trưởng và phát triển tốt, một số khu rừng đã đến kỳ khai thác.

Diện tích rừng tự nhiên mới được khoang nuôi, bảo vệ và phục hồi sau khai

thác cạn kiệt; diện tích rừng trồng được trồng trên đất trống đồi trọc nên dưới

tán rừng có rất nhiều cây bụi, dây leo, nhiều nhất là cây ràng ràng, cỏ danh

nên có nhiều nguồn vật liệu cháy dưới tán rừng, vào dịp thời tiết nắng nóng,

khô hạn kéo dài nguy cơ cháy rừng rất cao, có lúc, có nơi vẫn còn xảy rừng

cháy rừng gây thiệt hại về nhiều mặt.

Rừng thông ở độ tuổi 1-<10 tuổi, đặc điểm giai đoạn thông còn nhỏ

rừng chưa khép tán, hoặc mới bắt đầu khép tán ánh sáng nhiều nên các loại

cây dưới tán rừng chịu chua, hạn mọc rất nhanh: như Ràng ràng, sim, mua,

lau, chít, chè vè, cỏ tranh…Lớp thảm tươi có độ cao 0,8-1,2 m. Mùa Xuân và

mùa hè mưa nhiều mọc rất xanh tốt. Sang các tháng mùa khô hanh (tháng 10

đến tháng 3 năm sau) lượng mưa rất thấp, lượng bốc hơi nước cao đây là thời

kỳ khô hạn kéo dài. Cả lớp thảm tươi bị khô héo và chết vàng úa tạo lên

nguồn VLC rừng mặt đất lớn và dễ bắt cháy.

Rừng thông ở độ tuổi 10-<20 tuổi: Đây là giai đoạn rừng khép tán có

tuổi từ 8-15 tuổi rừng đã được chặt tỉa thưa, loại trừ cây cong keo, sâu bệnh,

cây thông cũng bắt đầu tự tỉa thưa đào thải các cành khô lá rụng. Do tán rừng

thưa ánh sáng vẫn lọt nhiều nên tầng cây bui dưới tán rừng vẫn còn rậm rạp.

Về mua khô tầng cây cỏ, cây bụi cao 0,8-1,2 m gồm: Ràng ràng, guột, tế, sim,

mua …bị khô héo chết đi cùng với cành khô lá rụng tạo ra lớp VLCR trên mặt

đất gấp 1-1,5 lần so với giai đoạn rừng non.

Rừng thông ở độ tuổi >20 tuổi: Loại rừng thông này có chiều cao trung

bình 12m, đường kính trung bình khoảng 25 cm, lớp thảm tươi gồm ràng

ràng, sim, mua, cỏ dại cao 0,6-1,0 m. Giai đoạn này cây tự tỉa thưa cành, lá

nhiều hơn, VLCR ở giai đoạn này nhiều hơn giai đoạn rừng non và rừng trung

niên. Tác động của lửa rừng khi xuất hiện cháy trên mặt đất cây thường bị

cháy táp, cây rừng bị cháy xém cả lớp vỏ khô ở ngoài nên chưa chết hẳn.

Nhưng nó gây tác hại lớn đến sản lượng, sinh trưởng và phát triển của cây vài

năm sau rừng thông mới phục hồi được.

Ở Trùng Khánh, Cao Bằng Thông mã vĩ ở 3 độ tuổi, các ô tiêu chuẩn

được lập đại diện cho các loại rừng Thông mã vĩ 7 tuổi, 14 tuổi và 23 tuổi.

Kết quả được trình bày ở bảng 3.1:

Bảng 3.1: Khối lượng, thành phần vật liệu cháy hiện có dưới tán rừng Thông

mã vĩ tại Trùng Khánh, Cao Bằng

N

Đối tượng

Hvn

D1,3

Thành phần

Độ dày TB

Khối lượng

nghiên cứu

(m)

(cm)

VLC

(cm)

TB (tấn/ha)

(cây/ha)

Thảm khô

5,0

13,4

Thông mã vĩ

1250

5,2

9,1

Thảm mục

2,3

5,1

(7 tuổi)

Thảm tươi

4,2

TB

22,7

Thông mã vĩ

900

12,2

13,8

Thảm khô

5,9

16,0

N

Đối tượng

Hvn

D1,3

Thành phần

Độ dày TB

Khối lượng

nghiên cứu

(m)

(cm)

VLC

(cm)

TB (tấn/ha)

(cây/ha)

(14 tuổi)

Thảm mục

2,2

5,4

Thảm tươi

4,8

TB

26,2

Thảm khô

5,7

15,8

Thông mã vĩ

800

13,2

20,3

Thảm mục

2,0

7,7

(23tuổi)

Thảm tươi

5,8

TB

27,3

Bảng 3.1 cho thấy mật độ thông ở các độ tuổi tuổi 7 trung bình 1250 cây/ha

chiều cao trung bình 5,2m và đường kính ngang ngực 9,1 cm. Thông ở tuổi 14 mật

độ là 900 cây/ha với chiều cao vút ngọn trung bình là 12,2m và đường kính ngang

ngực 13,8 cm. Khi Thông mã vị ở Trùng Khánh ở tuổi 23 mật độ còn 800 cây/ha

đường kính ngang ngực đạt 20,3 cm.

Khối lượng vật liệu cháy ở rừng Thông mã vĩ tại Trùng Khánh Cao Bằng ở

các độ tuổi khác nhau là khác nhau khối lượng VLC ở rừng trồng Thông mã vĩ 7

tuổi VLC là (22,7 tấn/ha) trong đó khối lượng VLC khô là 13,4 tấn/ha và ở rừng

trồng Thông mã vĩ 14 tuổi VLC là (26,2 tấn/ha) trong đó khối lượng VLC khô là 16

tấn/ha. Thông mã vĩ 23 tuổi VLC là (27,3 tấn/ha) trong đó khối lượng VLC khô là

15,8 tấn/ha.

3.2. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo

Phân lập các chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo từ 20 mẫu đất, mùn dưới tán

rừng Thông mã vĩ ở xã Đình Phong, xã Chi Viễn, xã Phong Châu, xã Khâm Thành

huyện Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng kết quả thu được trình bày ở Bảng 3.2:

3.2.1. Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân hủy xenlulo

Bảng 3.2: Số lượng vi sinh vật phân giải xenlulo ở xã Đình Phong, huyện Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng

Stt

Ký hiệu chủng

Địa điểm thu mẫu

Số lượng chủng

1 Xã Đình Phong

CBK1.1; CBK2.1; CBK 3.1; CBK4.1, CBK4.2; CBK6; CBNK7; CBK8; CBK9; CBK10; CBK11; CBK12; CBK13; CBK14; CBK15; CBK16; CBK17; CBK 18; CBK19; CBK20.

2 Xã Chi Viễn

CBK21; CBK22; CBK23; CBK24; CBK25, CBK26; CBK27

3 Xã Phong Châu

CBK28; CBK29; CBK30; CBK31; CBK32; CBK33

4 Khâm Thành

CBK34; CBK35; CBK36; CBK37; CBK38

Tổng

38

Qua số liệu ở bảng 3.2 đã phân lập được 38 chủng vi sinh vật. Số lượng các

chủng ở các khu vực khác nhau là khác nhau trong đó ở xã Đình Phong huyện

Trùng Khánh có số lượng lớn nhất 20 chủng chiếm 52,6%; Rừng Thông mã vĩ ở xã

Chi Viễn huyện Trùng Khánh phân lập được tổng được 7 chủng chiếm 18,4%.

Rừng Thông mã vĩ ở xã phong Châu huyện Trùng Khánh phân lập được 6 chủng

VSV chiếm 15,8%. Rừng Thông mã vĩ ở xã Khâm Thành phân lập được ít nhất 5

chủng vi sinh vật phân giải xenlulo chiếm 13,2%.

Chủng CBK8 Chủng CBK11 Chủng CBK12

Hình 3.1. Một số chủng vi khuẩn phân giải xenlulo

Từ 38 chủng vi sinh vật phân lập được, tiến hành thử hoạt tính phân giải

xenlulo trên môi trường CMC kết quả đường kính vòng phân giải được trình bày ở

bảng 3.3.

Bảng 3.3: Khả năng phân giải Xenlulo của các chủng vi sinh vật phân lập

Stt

Ký hiệu

Hiệu lực

Ghi chú

D (mm) 5

Hiệu lực yếu

CBK1.1

Không có hiệu lực

CBK2.1

Hiệu lực yếu

CBK 3.1

Không có hiệu lực

CBK3.2

Hiệu lực yếu

CBK4.1

Hiệu lực yếu

CBK4.2

Không có hiệu lực

CBK6

Không có hiệu lực

CBK7

++++

Hiệu lực rất mạnh

CBK8

Không hiệu lực

CBK9

Không hiệu lực

CBK10

++++

Hiệu lực rất mạnh

CBK11

++++

Hiệu lực rất mạnh

CBK12

Không hiệu lực

CBK13

Hiệu lực trung bình

CBK14

Không hiệu lực

CBK15

Hiệu lực trung bình

CBK16

++++

Hiệu lực rất mạnh

CBK17

Hiệu lực trung bình

CBK18

Không hiệu lực

CBK19

Hiệu lực yếu

CBK20

Không hiệu lực

CBK21

Không hiệu lực

CBK22

Không hiệu lực

CBK23

Hiệu lực yếu

CBK24

Không hiệu lực

CBK25

Stt

Ký hiệu

Hiệu lực

Ghi chú

CBK26

Trung bình

D (mm) 21

CBK27

Không hiệu lực

CBK28

+++

Hiệu lực mạnh

CBK29

Hiệu lực trung bình

CBK30

Không hiệu lực

CBK31

++++

Hiệu lực rất mạnh

CBK32

+++

Hiệu lực mạnh

CBK33

Hiệu lực yếu

CBK34

Hiệu lực trung bình

CBK35

Không có hiệu lực

CBK36

Không có hiệu lực

CBK37

++++

Hiệu lực rất mạnh

Qua số liệu ở bảng 3.3 cho thấy trong 38 chủng VSV phân lập được trong đó có

21 chủng có khả năng phân giải xenlulo chiếm 55,3%. Trong đó, có 5 chủng

(CBK8; CBK11; CBK12; CBK17; CBK31) có đường kính vòng phân giải xenlulo

lớn hơn 35 mm có khả năng phân giải xenlulo rất mạnh; 2 chủng (CBK28; CBK32)

có khả năng phân giải xenlulo mạnh chiếm 5,3%; 6 chủng vi sinh vật có khả năng

phân giải xenlulo ở mức trung bình chiếm 15,8% và 7 chủng VSV có khả năng

phân giải xenlulo yếu chiếm 18,4%. 17 chủng VSV không có khả năng phân giải

xenlulo chiếm 44,7%. Từ kết quả trên, chọn ra 5 chủng (CBK8; CBK11; CBK12;

CBK17; CBK31) có khả năng phân giải xenlulo rất mạnh nhất tiến hành làm các thí

nghiệm tiếp theo.

CBK8

CBN1.2

CBK16

CBK2.1

Hình 3.2. Khả năng phân giải xenlulo của một số chủng vi sinh vật phân lập được

3.2.2. Đánh giá khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật phân hủy

3.2.2.1. Đánh giá khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo ở

trong điều kiện nhiệt độ

Nhiệt độ không khí ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của

VSV phân giải xenlulo. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đến sinh

trưởng và phát triển của vi sinh vật phân giải xenlulo có ý nghĩa rất lớn trong việc

sản xuất chế phẩm, trên cơ sở đó chọn các chủng VSV có biên độ sinh thái lớn. Thí

nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và phát triển của VSV phân giải

xenlulo được tiến hành với 8 thang nhiệt độ khác nhau (50C; 100C; 150C; 200C;

250C; 300C; 350C; 400C) mỗi thí nghiệm 3 hộp lồng 3 lần lặp. Sinh trưởng của vi

sinh vật được trình bày ở bảng 3.4.

xenlulo ở trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ khác nhau

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của VSV phân giải xenlulo

Đường kính khuẩn lạc (cm)

Chủng

Stt

Fps

Lsd

vi sinh

5ºC 10ºC 15ºC 20ºC 25ºC 30ºC 35ºC 40ºC

<.001 0.2214

1 CBK8

1,2a

2,4b

2,8c

3,0cd

3,5e

3,1d

2,9cd

2,5b

<.001 0.2141

1,5b

1,9cd 2,1de

3,2g

2,5f

2,2e

1,7bc

2 CBK11 1,0a

<.001 0.1979

1,1a

2,1c

2,8e

3,0f

2,3d

1,7b

1,6b

3 CBK12 1,1a

<.001 0.1992

1,1a

1,6b

2,2c

3,5f

3,0e

2,6d

1,6b

4 CBK17 1,0a

<.001 0.2188

1,2a

1,8b

2,6c

3,6d

3,4d

2,5c

1,7b

5 CBK18 1,1a

Qua số liệu bảng 3.4 nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng, phát triển

của hệ sợi nấm. Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và phát triển

VSV được tiến hành với 8 thang nhiệt độ khác nhau (100C, 150C, 200C, 250C, 300C,

350C, 400C) tốc độ sinh trưởng phát triển của VSV ở các thang nhiệt độ khác nhau

có sự khác nhau rõ rệt. VSV phát triển được trên môi trường nuôi cấy thuần khiết

trong khoảng nhiệt độ từ 15 - 350C, khoảng nhiệt độ thích hợp cũng ở khoảng 25-

300C các chủng VSV sinh trưởng phát triển tốt. Khi nhiệt độ dưới 100C và trên

350C các chủng VSV phát triển chậm hoặc không phát triển.

3.2.2.2. Đánh giá khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật phân hủy xenlulo ở

trong điều kiện ẩm độ khác nhau

Tiến hành thí nghiệm 5 chủng VSV với các thang ẩm độ khác nhau: 60%;

70% ; 80%; 90%; 100% mỗi thang nhiệt độ 10 đĩa Petri 3 lần lặp theo dõi trong

vòng 6 ngày kết quả được trình bày ở bảng 3.5.

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của ẩm độ đến sinh trưởng của vi sinh vật phân giải xenlulo

Đường kính (cm)

Chủng vi

Stt

Fps

Lsd

sinh

60%

70%

80%

90%

100%

<.001

0.2545

1 CBK8

2,5a

3,8c

3,1b

3,6c

2,4a

<.001

0.1658

1,7a

2,8c

2,2b

3,0d

1,6a

2 CBK11

<.001

0.1641

1,4a

3,2c

2,6b

2,7b

1,5a

3 CBK12

<.001

0.1578

1,8b

2,5d

2,2c

2,5d

1,5a

4 CBK17

<.001

0.1461

1,9b

2,7d

2,4c

3,0e

1,6a

5 CBK18

Qua số liệu bảng 3.5 ẩm độ ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng, phát triển của

hệ sợi nấm. Thí nghiệm ảnh hưởng của độ ẩm đến sinh trưởng và phát triển của hệ

sợi nấm được tiến hành với 5 thang ẩm độ khác nhau (60%, 70%, 80%, 90%, 100%)

tốc độ sinh trưởng phát triển của của các chủng VSV ở các độ ẩm khác nhau và có

sự khác nhau rõ rệt. VSV phát triển được trên môi trường nuôi cấy thuần khiết trong

khoảng ẩm độ từ 60-100%, khoảng độ ẩm thích hợp nhất là 80-90%.

3.2.2.3. Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của VSV đối với vật liệu cháy (trong

bình thí nghiệm)

Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của VSV đối với vật liệu cháy (trong bình

thí nghiệm) được thực hiện với 5 chủng VSV (CBK8; CBK11; CBK12; CBK17;

CBK31) kết quả được trình bày ở bảng 3.6.

Bảng 3.6: Khả năng phân giải VLC của các chủng VSV trong bình thí nghiệm

Stt

Ký hiệu chủng

20 ngày X% 2,9 2,8 2,6 2,2 2,3 0.6 <0.001 0.1715

40 ngày X% 5,0 4,9 4,7 4,1 4,5 1.0 <0.001 0.2259

60 ngày X% 11,9 9,3 8,9 7,4 8,5 1.9 <0.001 0.23

1 2 3 4 5 6

CBK8 CBK11 CBK12 CBK17 CBK18 ĐC Fpr Lsd

Qua số liệu bảng 3.6 trên cho thấy các chủng VSV khác nhau có khả năng

phân giải xenlulo khác nhau trong điều kiện ở bình thí nghiệm trong thời gian 20

ngày khả năng phân giải xenlulo chỉ đạt từ 2,6 đến 3,3% trong khi đó công thức đối

chứng chỉ đạt 0,6%. Ở thời điểm 40 ngày khả năng phân giải xenlulo từ 4,7 đến

6,2% trong khi đó ở công thức đối chứng khả năng phân giải chỉ đạt 1,0. Ở thời

điểm 60 ngày thí nghiệm khả năng phân giải xenlulo của các chủng VSV trong bình

thí nghiệm đạt từ 7,9% đến 11,9% trong khi đó đối chứng khả năng phân hủy rất

thấp 1,9%.

3.2.2.4. Đánh giá khả năng phân hủy xenlulo của VSV đối với vật liệu cháy (quy mô

chậu vại)

Đề tài tiếp tục thử nghiệm 4 chủng vi sinh vật phân giải xenlulo tốt nhất để

tiếp tục thử nghiệm với VLC trong thùng nhựa với quy mô lớn hơn (10kg/thùng)

kết quả được trình bày ở bảng 3.7.

Bảng 3.7: Khả năng phân giải vật liệu cháy của các chủng VSV trong chậu vại quy mô 10kg/thùng

TT

Tên chủng

Thời gian phân giải Vật liệu cháy 4 tháng X% 29,7 28,8 26,2 23,5 8,5 <0.001 1.716

2 tháng X% 14,2 13,8 12,6 12,8 4,7 <0.001 0.2891

6 tháng X% 53,6 51,3 52,6 48,5 13,6 <0.001 0.3016

1 2 3 4 5

CBK8 CBK11 CBK12 CBK17 ĐC Fpr Lsd

Qua số liệu bảng 3.7 trên cho thấy các chủng VSV khác nhau có khả năng

phân giải xenlulo ở các công thức khác nhau là khác nhau trong điều kiện ở chậu

vại (thùng nhựa) trong thời gian 2 tháng khả năng phân giải xenlulo đạt từ 13,8 đến

18,53%. Trong thời gian 4 tháng khả năng phân giải xenlulo đạt 23,5 đến 29,7%. Ở

thời gian 6 tháng VSV phân giải xenlulo đối với VLC trong thùng thí nghiệm đạt từ

48,5 đến 53,6% trong khi đó công thức đối chứng khả năng phân giải rất thấp đạt

13,6%. Từ thí nghiệm trên chọn được 3 chủng VSV (CBK8, CBK11, CBK12) có

khả năng phân giải vật liệu cháy tốt nhất để tiến hành định danh bằng sinh học phân

tử:

Định danh các chủng có khả năng phân giải xenlulo cao bằng sinh học

phân tử

Chủng CBK8, CBK11, CBK12

Hình 3.3 Vị trí phân loại của chủng CBK8, CBK11, CBK12 với các loài

có quan hệ họ hàng gần thuộc chi Bacillus

Cây phân loại được xây dựng dựa trên trình tự ADN ribosome 16s của

chủng Bacillus subtilis CBK8 và những loài đã biết thuộc chi Bacillus bằng

việc sử dụng phần mềm MEGA7 theo phương pháp Kimura 2-parameter.

Việc so sánh được thực hiện theo 1000 lần gieo quẻ ngẫu nhiên. Brevibacillus

brevis được sử dụng như nhóm ngoài. Thanh chèn tương ứng 1% sự khác

biệt. Trình tự gen rARN 16S của chủng CBK8 tương đồng với đoạn 16S của

vi khuẩn Bacillus subtilis.

Chế phẩm vi sinh vật Bacillus có khả năng phân giải cellulose nhờ khả

năng sinh trưởng nhanh, tạo nhiều enzyme; chủng V40 có khả năng sinh

enzyme celulase tốt nhất đã được xác định là Bacillus subtilis (Trần Liên Hà

et al., 2019). Một kết quả nghiên cứu trước đó cũng chỉ ra rằng, Bacillus

subtilis C7 có khả năng sinh các enzyme cellulase, phylase để thủy phân

cellulose và phytate trong bã sắn (Mạch Trần Phương Thảo et al., 2014).

Không chỉ vậy, nghiên cứu phân giải bã mía cũng cho thấy, tổ hợp giữa 2

dòng vi khuẩn DD9 (Bacillus subtilis RC24) và DD7 (Bacillus subtilis BA3-

1A) phân giải bã mía hiệu quả nhất với đường kính vòng tròn thủy phân lớn

nhất lên tới 27 mm (Võ Văn Song Toàn et al., 2014). Trong phân giải

cellulose, hoạt lực cenlulase là yếu tố thiết yếu, theo nghiên cứu về vi khuẩn

có hoạt tính cellulase cao, Bacillus subtilis TD phân giải cellulose tốt nhất với

hoạt lực cenlulase lên tới 8,52 U/ml (Vũ Thị Dinh et al., 2018). Ngoài ra,

Bacillus sutilis BTN7A cũng được dùng để cải thiện sự phân hủy cellulose

bằng cách nhân bản endo-b-1, 3-1, 4 gen glucanase (bgls) (Wafaa K. Hegazy

et al., 2018). Không những có khả năng phân giải cellulose, Bacillus subtilis

BA02 còn có tiềm năng phòng trừ bệnh nấm cây trồng. Bacillus subtilis được

biết đến như một tác nhân kiểm soát sinh học có hiệu quả cao đối với nhiều

loại nấm và vi khuẩn gây bệnh trên cây trồng. (Nguyễn Lý Nhơn et al., 2013);

Bacillus subtilis QST713 phân hủy cellulose, tăng cường sự hấp thu phốt pho

trong khi cải thiện phản ứng sinh học kẽm trong lúa mì (Aurora Moreno-Lora

et al., 2019).

Hai chủng CBK11 và CBK12 tương đồng 100% với loài so với loài

Bacillus megaterium. nhiều nghiên cứu khác cũng cho thấy khả năng phân

giải cellulose của chủng vi khuẩn này. Bacillus megaterium có tế bào hình

que, Gram dương, nội bào tử và có khả năng thủy phân cellulose (Saha et al.,

2006). Bốn dòng vi khuẩn Q4, Q5, Q8 và Q9 được phân lập từ dịch dạ cỏ bò

đều có khả năng sản sinh hiệu quả enzyme cellulase ngoại bào

(endoglucanases, exoglucanases và β-glucosidases) ở điều kiện kỵ khí. Phân

tích di truyền phân tử dựa trên trình tự 16S rRNA cho thấy dòng vi khuẩn Q5

tương ứng Bacillus megaterium M530013) (Võ Văn Phước Quệ, Cao Ngọc

Điệp, 2011). Ở một nghiên cứu khác, Bacillus megaterium STB1 cũng được

biết đến là một loại vi khuẩn bào tử Gram dương, màu vàng nhạt, có thể phát

triển từ 70C đến 450C. Nó là một loại vi khuẩn catalase dương tính và vận

động, có thể sử dụng glucose và lactose làm nguồn các bon, nhưng không lên

men. Cũng theo nghiên cứu này, vi khuẩn Bacillus megaterium còn sản xuất

một số enzyme ngoại bào bao gồm protease, cellulase và amylase, nhưng

không phải lipase hay esterase trong các điều kiện được thử nghiệm (E.

Glickmann & Y. Dessaux, 1995). Kết quả này cho thấy, Bacillus

megaterium không chỉ có khả năng sản xuất enzyme cellulase phân hủy

cellulose mà còn là một chủng đa tác dụng với nhiều chức năng hữu ích. B.

megaterium đã được công nhận là một endophyte và là một tác nhân tiềm

năng cho việc kiểm soát sinh học các bệnh thực vật. Khả năng cố định

đạm cũng đã được chứng minh ở một số chủng B. megaterium (De Vos, P. et

al. 2009). B. megaterium ST2-9 còn được nhắc tới với khả năng chịu mặn và

có chức năng kích thích sinh trưởng cây trồng nhờ tổng hợp hormone thực vật

Indole-3-Acetic Acid (IAA) (Nguyễn Khởi Nghĩa, Nguyễn Thị Kiều Oanh,

2017). Cadmium (Cd) là một trong ba kim loại được coi là nguy hiểm nhất

đối với cơ thể con người (hai thứ còn lại là chì và thủy ngân). Nghiên cứu thử

nghiệm Bacillus megaterium BM18-2 (đột biến), và BM18, cả hai đều làm

giảm đáng kể tác dụng độc hại của Cd và hiệu quả của ‘BM18-2, trong việc

thúc đẩy tăng trưởng thực vật với sự hiện diện của Cd trong đất tốt hơn đáng

kể so với BM18 (Juanzi Wua et al., 2019). Polyacrylamide thủy phân

(HPAM) là polymer tuyến tính hòa tan trong nước được sử dụng rộng rãi nhất

với trọng lượng phân tử cao. Suy thoái vi sinh là một phương pháp thân thiện

với môi trường và hiệu quả để xử lý nước sản xuất có chứa HPAM. Trong

nghiên cứu về vấn đề này, một chủng SZK-5 có thể làm suy giảm HPAM đã

được phân lập từ đất bị ô nhiễm bởi nước khai thác dầu. Dựa trên các đặc

điểm hình thái, sinh hóa và phân tích tương đồng trình tự 16S rDNA, chủng

này được xác định là Bacillus megaterium (Tianwen Song et al., 2019). Ngoài

ra, chủng Bacillus megaterium còn có khả năng xử lý nước ao nuôi cá Tra (Lê

Văn Nhật et al., 2013). Đặc biệt hơn, B. megaterium STB1 thúc đẩy đáng kể

sự phát triển của cây cà chua trong cả điều kiện bình thường và khắc nghiệt,

dẫn đến tăng sự phát triển của rễ, chồi và lá. Cấy B. megaterium STB1 vào

cây cà chua dẫn đến sự gia tăng đáng kể gấp 3,5 lần trong rễ (32 so với 108

mg) và khối lượng khô (49,9 so với 187,4 mg), dẫn đến tăng tổng lượng cà

chua khô sinh khối (81,9 so với 295,8 mg) khi so sánh với đối chứng không

tiêm chủng, trong điều kiện bình thường. Đây là một chủng linh hoạt với đa

tác dụng có tiềm năng lớn ứng dụng cho nông nghiệp và công nghệ sinh học.

(Francisco X. Nascimento et al., 2020).

Cả 2 chủng Bacillus subtilis và Bacillus megaterium đều đã được các

nhà khoa học nghiên cứu để ứng dụng sản xuất chế phẩm sinh học trước đó.

Cụ thể là chế phẩm sinh học Biochie bao gồm một số chủng thuộc chi

Bacillus (Bacillus subtilis, Bacillus megaterium,...). chúng có chức năng phân

hủy hợp chất hữu cơ thải ra từ thức ăn thừa và uế thải nhờ khả năng tổng hợp

enzyme phân hủy hữu cơ. Chúng còn có khả năng tổng hợp chất kháng khuẩn

làm giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh phát triển quá mức như Vibro,

Aeromonas (Võ Thị Thứ et al., 2004). Như vậy, đây là các loài vi khuẩn có

mức độ an toàn sinh học cao được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong các

lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp và lâm nghiệp.

3.3. Kết quả nghiên cứu hướng dẫn xây dựng quy trình sản xuất chế

phẩm sinh học

3.3.1 Kết quả nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của các chủng

VSV phân giải xenlulo sử dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học (môi

trường, tốc độ lắc, thời gian, nhiệt độ, độ pH)

Xác định môi trường nuôi cấy

Thí nghiệm được thực hiện với 3 loại môi trường lỏng (PD; CMC;

King B) với tốc độ lắc (150 vòng/phút), nhiệt độ ở 280C, thời gian lắc 72 giờ

kết quả được trình bày ở bảng 3.8

Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến mật độ tế bào của VSV phân giải xenlulo

TT Chủng VSV

1 2 3 CBK8 CBK11 CBK12 Mật độ tế bào (cfu/ml) CMC 5,8.109 5,5.109 5,7.109 PD 6,7.109 6,3.109 6,5.109 King’B 4,5.109 4,1.109 4,3.109

Bảng kết quả 3.8 cho thấy mật độ tế bào của cả 3 chủng VSV sinh

màng nhầy trên môi trường PD đều cao hơn so với hai môi trường còn lại

(CMC và King’B). Mật độ tế bào trên môi trường PD lỏng dao động từ

6,3.109-6,7.109 (cfu/ml); mật độ tế bào trên môi trường King’B dao động từ

4,1.109 – 4,5.109(cfu/ml) trong khi đó trên môi trường CMC lỏng mật độ đạt

từ 5,5.109 - 5,8.109 (cfu/ml). Từ kết quả thí nghiệm này có thể thấy môi

trường PD phù hợp để nhân sinh khối VSV phân giải xenlulo.

Xác định tốc độ lắc sinh khối phù hợp

Kết quả thí nghiệm về tốc độ lắc ảnh hưởng đến mật độ tế bào VSV

của 3 chủng VSV phân giải xenlulo được trình bày ở bảng 3.9.

Bảng 3.9: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của tốc độ lắc đến mật độ tế bào

VSV phân giải xenlulo

Mật độ tế bào hữu hiệu của các chủng VSV (cfu/ml) Chủng TT 150 200 VSV 0 vòng/phút 100 vòng/phút vòng/phút vòng/phút

1 CBK8 7,3.105 6,4.107 6,7.109 4,7.109

2 CBK11 7,6.105 5,8.107 6,6.109 4,9.109

3 CBK12 7,8.105 6,9.107 6,9.109 4,9.109

Qua số liệu bảng 3.9 cho thấy mật độ tế bào của các chủng VSV phân

giải xenlulo ở các tốc độ lắc khác nhau có sự biến động rất lớn. Ở tốc độ lắc

150 vòng/phút mật độ VSV đạt mật độ cao nhất 6,6-6,9.109 cfu/ml và cao hơn

so với mật độ ở 3 tốc độ lắc còn lại. Trong khi đó mật độ để tĩnh chỉ đạt 7,3-

7,8. 105cfu/ml.

Xác định thời gian nhân sinh khối phù hợp

Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của thời gian nhân sinh khối đến mật

độ tế bào VSV sinh màng nhầy được trình bảy ở bảng 3.10.

Bảng 3.10: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian nhân sinh

khối đến mật độ tế bào

Mật độ tế bào của các chủng VSV (cfu/ml) Chủng TT VSV 24 giờ 48 giờ 72 giờ 96 giờ 120 giờ

1 CBK8 4,5.103 7,5.105 6,8.109 6,6.108 3,9.107

2 CBK11 4,8.103 7,7.105 6,6.109 5,7.108 3,8.107

3 CBK12 4,7.103 7,7.105 6,7.109 5,8.108 3,6.107

Qua số liệu bảng 3.10 cho thấy mật độ tế bào của các chủng VSV sinh

màng nhầy tăng dần khi thời gian lắc tăng dần từ 24 giờ đến 48 giờ và đạt mật

độ cao nhất khi 72 giờ lắc, mật độ biến động từ 6,6-6,8.109 cfu/ml). Tuy nhiên

mật độ tế bào của các chủng VSV giảm nhẹ sau 96 giờ và sau 120 giờ lắc mật

độ chỉ đạt 3,6 - 3,9.107 cfu/ml.

Xác định pH môi trường nhân sinh khối phù hợp

Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của pH môi trường nhân sinh khối đến

mật độ tế bào VSV phân giải xenlulo được trình bảy ở bảng 3.11.

Bảng 3.11: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của pH môi trường đến mật

độ tế bào

Mật độ tế bào của các chủng VSV (cfu/ml) Chủng TT VSV pH=4 pH=4,5 pH=5 pH=5,5 pH=6 pH=6,5 pH=7

1 CBK8 1,1.105 5,5.106 3,7.108 4,4.108 1,1.109 6,5.109 4,2.108

2 CBK11 3,3.105 6,4.106 1,1.108 1,5.108 2,9.109 6,0.109 8,2.108

3 CBK12 3,2.105 6,1.106 1,2.108 2,1.108 3,1.109 6,2.109 7,4.108

Qua bảng 3.11 cho thấy độ pH môi trường nhân sinh khối có ảnh hưởng

khá lớn đến quá trình sinh trưởng và nhân lên của vi sinh vật, điều đó được

thể hiện rõ ở mật độ tế bào hữu hiệu có trong 1 ml dung dịch mà chúng tồn

tại. Trong môi trường có độ pH thấp, mật độ tế bào trong 1 ml dung dịch

tương đối thấp, chỉ đạt 1,1-3,3105 cfu/ml. Các chủng vi sinh vật đều cho mật

độ tế bào lớn đạt đến 109 ở điều kiện pH môi trường 6,0-6,5. Ba chủng

(CBK8; CBK11, CBK12) đạt mật độ cao nhất ở pH môi trường là 6,5 mật độ

tế bào từ 6,0-6,5 cfu/ml.

3.3.2 Kết quả nghiên cứu khả năng tập hợp chủng.

Kiểm tra tính đối kháng giữa 3 chủng VSV phân giải xenlulo đã tuyển

(Chủng CBK8 (Bacillus subtilis); Chủng CBK11, CBK12 (Bacillus

megaterium) để xem trong quá trình sinh trưởng và phát triển chúng có ức chế

nhau không là việc làm rất cần thiết. Bởi vì nếu các chủng VSV không ức chế

nhau thì chúng ta mới có thể sản xuất chế phẩm.

Kết quả kiểm tra cho thấy 3 chủng VSV đã tuyển chọn trong đó có

không đối kháng nhau. Như vậy chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng 3 chủng

VSV này để sản xuất chế phẩm sinh học phân hủy nhanh vật liệu cháy dưới

tán rừng.

3.3.3 Kết quả nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học

Nghiên cứu thử nghiệm chất mang được thực hiện bởi 6 công thức kết

quả dược trình bày ở bảng 3.12:

Bảng 3.12: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của chất mang đến mật độ

VSV trong sản xuất chế phẩm

Mật độ tế bào của các chủng VSV (cfu/g) Thời gian Stt bảo quản CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6

1 1 tháng 6,0.107 6,1.107 7,9.107 5,9.107 5,5.107 5,4.107

2 2 tháng 5,7.107 5,8.107 7,2.107 5,7.107 5,2.107 5,1.107

3 3 tháng 5,3.107 5,2.107 6,8.107 5,0.107 5,1.107 4,8.107

4 4 tháng 5,1.107 5,0.107 6,4.107 4,8.107 4,9.107 4,6.107

5 5 tháng 4,9.107 4,8.107 6,1.107 4,5.107 4,5.107 4,3.107

6 6 tháng 4,5.107 4,4.107 5,9.107 3,9.107 4,3.107 4,0.107

Từ bảng kết quả 3.12 cho thấy ở các công thức các chủng VSV đều

đảm bảo mật độ trong sản xuất chế phẩm 107 cfu/g. Trong đó CT3 (80% Mùn

hữu cơ + 10% apatit + 10% dịch VSV sinh màng nhầy) mật độ đạt cao nhất

sau 6 tháng bảo quản chế phẩm đạt 5,9.107 cfu/g.

3.3.4 Kết quả hướng dẫn xây dựng Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học

Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu

- Mùn hữu cơ phơi khô loại bỏ tạp chất và tránh nấm mốc sàng và đóng

bao sẵn; apatit phơi khô nghiền nhỏ.

Bước 2: Hoạt hóa giống

Để có được các giống khỏe thích nghi tốt với điều kiện nuôi cấy tiến

hành hoạt hóa giống. Chuẩn bị các ống thạch nghiêng (có nút bông) có chứa

môi trường PDA. Khử trùng môi trường thạch trong ống nghiệm ở 1210C,

thời gian 30 phút. Khi môi trường còn nóng (60-700C), đặt nghiêng 300 để cho

thạch tạo thành mặt phẳng nghiêng. Cấy giống từ ống giống gốc sang ống

thạch nghiêng mới chuẩn bị. Nuôi VSV ở tủ định ôn ở thang nhiệt độ 250C

trong khoảng 96 giờ, tới khi thấy chủng phát triển tốt thì cấy vào môi trường

nhân giống cấp 1, các thao tác cấy truyền được thực hiện trong tủ cấy vô

trùng.

Môi trường PD lỏng: Môi trường PD lỏng bao gồm: 20g D-Glucose;

200g khoai tây; Nước cất 1000ml.

Bước 3: Nhân giống cấp 1

Chuẩn bị các bình tam giác 250 ml (có nút bông), sấy tiệt trùng 1 giờ ở

1600C. Cho vào mỗi bình 200 ml môi trường PD lỏng, khử trùng môi trường

nhân giống cấp 1 ở 1210C, thời gian 20 phút, để nguội về nhiệt độ phòng mới

cấy giống. Cấy truyền 1 vòng que cấy từ ống giống mới vào môi trường nhân

giống cấp 1. Các thao tác cấy truyền ống nghiệm vào bình tam giác được thực

hiện trong tủ cấy vô trùng. Nuôi ở trên máy lắc với tốc độ 150 vòng/phút ở

250C trong 72 giờ ta thu được giống cấp 1.

Chuẩn bị các bình có dung tích lớn hơn cho môi trường PD lỏng, khử

trùng môi trường nhân giống cấp 2 ở 1210C, thời gian 30 phút, để nguội về

nhiệt độ phòng truyền giống cấp 1 vào bình, lắc 150 vòng/phút ở 250C trong

72 giờ.

Bước 4: Trộn hỗn hợp

Trộn hỗn hợp chế phẩm

- Thành phần hỗn hợp bao gồm: Mùn hữu cơ, apatit, vi sinh vật sinh

phân giải xenlulo.

Tỷ lệ trộn cho 1kg hỗn hợp:

+ 80% mùn hữu cơ (0,8kg)

+ 10% apatit (0,1 kg)

+ 10% chủng dịch vi sinh vật Phân giải xenlulo (0,1 kg)

- Kỹ thuật trộn: Cho mùn và apatit vào máy trộn, bật cho máy trộn hoạt

động sau đó cho từ từ từng loại dịch, VSV phân giải xenlulo vào đến khi các

loại vi sinh vật được trộn đều.

Bước 5: Bảo quản chế phẩm: Chế phẩm được đóng gói và bảo quản ở

nhiệt độ phòng.

3.4. Kết quả nghiên cứu hướng dẫn kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học

3.4.1. Kết quả nghiên cứu liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học

Thí nghiệm trên địa bàn huyện Trùng Khánh tỉnh Cao Bằng.

Thí nghiệm xác định liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học thực hiện

trên địa bàn huyện Trùng Khánh tỉnh Cao Bằng. Kết quả thực hiện được trình

bày dưới bảng 3.13 với 7 Công thức thí nghiệm trong đó có 1 công thức đối

chứng.

Bảng 3.13: Liều lượng sử dụng chế phẩm sinh học ảnh hưởng đến khả

năng phân hủy vật liệu cháy

Công thức

Ghi chú: CT1: Sử dụng 0,125% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng

VLC; CT2: Sử dụng 0,25% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT3: Sử

dụng 0,5% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT4: Sử dụng 1% khối

lượng chế phẩm PCCR so với khối lượng VLC; CT5: Sử dụng 1,5% khối lượng chế phẩm

PCCR so với khối lượng VLC; CT6: Sử dụng 2% khối lượng chế phẩm PCCR so với khối

lượng VLC; CT7: (ĐC).

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 (ĐC2) 1 tháng 10,4 11,3 12,6 13,3 13,1 14,0 3,8 Khả năng phân hủy vật liệu cháy % 3 tháng 33,3 35,6 36,9 35,9 34,4 34,6 7,6 4 tháng 50,7 52,4 55,9 54,8 54,2 54,1 12, 1 2 tháng 19,3 20,5 21,6 22,2 22,6 23,0 6,1 5 tháng 62,7 67,3 70,3 69,5 69,7 69,0 14,2

Số liệu ở bảng 3.13 cho thấy các công thức xử lý chế phẩm đối với vật

liệu cháy ở Trùng Khánh, Cao Bằng. Ở tháng thứ nhất ở các công thức thí

nghiệm khả năng phân hủy vật liệu cháy đạt từ 10,4-14% trong khi đó công

thức đối chứng (không sử dụng chế phẩm) khả năng phân hủy vật liệu cháy

thấp chỉ đạt 3,8%. Sau 2 tháng khả năng phân hủy vật liệu cháy đạt từ 19,3-

23,0% công thức đối khả năng phân hủy vật liệu cháy chỉ đạt 6,1%. Sau 3

tháng khả năng phân hủy vật liệu cháy dưới tán rừng Thông mã vĩ đạt từ 33,3-

36,9%; công thức đối chứng khả năng phân hủy đạt 7,6%. Ở tháng thứ 4 Khả

năng phân hủy vật liệu cháy đạt từ 50,7-55,9% và ở tháng thứ 5 khả năng

phân hủy vật liệu cháy đạt 62,7 – 70,3% ở công thứ đối chứng khả năng tự

phân hủy diễn ra rất chậm đạt 14,2%.

KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Đề tài đã xác định được khối lượng vật liệu cháy ở rừng Thông mã vĩ

tại Trùng Khánh Cao Bằng ở rừng trồng Thông mã vĩ 7 tuổi VLC là (22,7

tấn/ha) trong đó khối lượng VLC khô là 13,4 tấn/ha và 14 tuổi VLC là (26,2

tấn/ha) trong đó khối lượng VLC khô là 16 tấn/ha. Thông mã vĩ 23 tuổi VLC

là (27,3 tấn/ha) trong đó khối lượng VLC khô là 15,8 tấn/ha.

- Phân lập được 38 chủng VSV phân hủy xenlulo trong đó có 21 chủng

có khả năng phân giải xenlulo chiếm 55,3%; trong đó chọn được 5 chủng

(CBK8; CBK11; CBK12; CBK17; CBK31) có đường kính vòng phân giải

xenlulo lớn hơn 35 mm có khả năng phân giải xenlulo rất mạnh.

- Năm (5) chủng VSV phân giải xenlulo (CBK8; CBK11; CBK12;

CBK17; CBK31) phát triển tốt nhất trong khoảng nhiệt độ từ 25-300C và độ

ẩm từ 80-90%.

- Ở thời gian 6 tháng 4 chủng VSV (CBK8, CBK11, CBK12) phân hủy

vật liệu cháy trong thùng thí nghiệm đạt từ 48,5 đến 53,6% trong khi đó công

thức đối chứng khả năng phân giải rất thấp đạt 13,6%.

- Định danh được 3 chủng VSV có khả năng phân hủy vật liệu cháy tốt

nhất: chủng CBK8 (Bacillus subtilis) và 2 chủng CBK11; CBK12 (Bacillus

megaterium).

- Môi trường dinh dưỡng phù hợp nhất cho nhân sinh khối CBK8

(Bacillus subtilis) và 2 chủng CBK11; CBK12 (Bacillus megaterium) là PD,

pH =7, tốc độ lắc tối ưu là 150 vòng/phút (trên máy lắc GFLR ) và thời gian

lắc 72 giờ ở nhiệt độ 25-30oC.

- Gom vật liệu cháy theo đường băng cản lửa và sử dụng 0,5% khối

lượng chế phẩm so với khối lượng VLC cho hiệu quả tốt nhất khả năng phân

hủy sau 5 tháng đạt 70,3%

2. Tồn tại

Do thời gian nghiên cứu ngắn nên một số thí nghiệm mới đánh giá

bước đầu và chưa có điều kiện thí nghiệm trên diện rộng.

3. Kiến nghị

- Cần có những nghiên cứu bổ sung tiếp theo để đưa ra được quy trình

sản xuất và hướng dẫn sử dụng chế phẩm.

- Ứng dụng chế phẩm trong công tác phòng chống cháy rừng thông ở

Cao Bằng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

1. Lý Kim Bảng (2001), Xử lý tàn dư thực vật bằng chế phẩm vi sinh vật

tự tạo, Báo cáo tổng kết nghiên cứu, NXB Hà Nội.

2. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quyết định số 4110

QĐ/BNN-KHCN ngày 31 tháng 12 năm 2007 về việc quy phạm phòng cháy,

chữa cháy rừng thông.

3. Bế Minh Châu, Phùng Văn Khoa (2002), Lửa rừng, NXB Nông

nghiệp, Hà Nội.

4. Bế Minh Châu (2001), “Xác định những nhân tố khí tượng chủ yếu

ảnh hưởng tới độ ẩm vật liệu cháy dưới rừng Thông nhựa bằng phương pháp

hệ số đường ảnh hưởng tại Nam Đàn - Nghệ An”, Tạp chí Nông nghiệp và

phát triển nông thôn, (2), tr 26-27.

5. Tăng Thị Chính, Lý Kim Bảng, Nguyễn Thị Phương Chi, Lê Gia Huy

(2003), Hiệu quả sử dụng chế phẩm Micromix 3 trong xử lý rác thải bằng

phương pháp ủ hiếu khí tại nhà máy chế biến phế thải Việt Trì, Phú Thọ”,

Những vấn đề NCCB trong khoa học sự sống (Kỷ yếu Hội nghị NCCB lần 2-

7/2003), NXB Khoa học & Kỹ thuật, tr.567-569.

6. Bế Minh Châu (1999), “Một số vấn đề về công tác dự báo cháy rừng ở

Việt Nam”, Tạp chí Lâm nghiệp, (2), tr.22-23.

7. Bế Minh Châu (1999), “Phân cấp mức độ dễ cháy rừng Thông theo độ

ẩm vật liệu”, Tạp chí Lâm nghiệp, (10), tr.49-50.

8. Bế Minh Châu (2000), “Ảnh hưởng của một số yếu tố khí tượng đến

độ ẩm vật liệu cháy dưới rừng Thông nhựa tại Lâm trường Hà Trung - Thanh

Hóa”, Thông tin chuyên đề Khoa học, Công nghệ & Kinh tế NN & PTNT,

Trung tâm thông tin - Bộ NN & PTNT, (10), tr.19-21.

9. Bế Minh Châu (1999), “Mối quan hệ giữa các yếu tố khí tượng với độ

ẩm vật liệu dưới tán rừng Thông đuôi ngựa tại Hoành Bồ - Quảng Ninh” Tạp

chí Lâm nghiệp, (6), tr. 30-32.

10. Nguyễn Danh (2009), “Phân lập và tuyển chọn một số chủng xạ

khuẩn có khả năng phân hủy cao Xenluloza từ vỏ cafe ở Gia Lai”, Tạp chí

Nông nghiệp & PTNT số 138 năm 2009, Tr. 43 - 46.

11. Phó Đức Đỉnh (1996), Nghiên cứu biện pháp phòng chống cháy rừng

thông non Lâm Đồng, Luận án PTS Khoa học Nông nghiệp, Viện Khoa học

Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội.

12. Phạm Ngọc Hưng (1988), Xây dựng phương pháp dự báo cháy rừng

thông nhựa (Pinus merkusii J), Quảng Ninh, Luận án PTS Khoa học Nông

nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội.

13. Lê Thị Việt Hà và Lê Văn Tri (2006), “Tuyển chọn và hình thành tổ

hợp vi sinh vật phân hủy phế thải và phụ phẩm mía đường đạt hiệu quả cao”.

Tạp chí Nông nghiệp & PTNT số 21 kỳ 2 tháng 4 năm 2006, Tr. 43 – 47.

14. Vũ Thị Liên (2004), “Một số đặc điểm vi sinh vật và hoạt tính sinh

học của đất trong một số kiểm thảm thực vật tại Sơn La”. Tạp chí Nông

nghiệp & PTNT số 5/2004.

15. Phùng Ngọc Lan (1991), “Trồng rừng hỗn loài nhiệt đới”, Tạp chí

Lâm nghiệp, 1991.

16. Nguyễn Thị Thúy Nga và cộng sự (2015). “Phân lập, tuyển chọn vi

khuẩn phân hủy xenlulo sản xuất phân hữu cơ sinh học”. Tạp chí Khoa học

Lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam số 3/2015.

17. Nguyễn Thị Thúy Nga (2010). “Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật có

khả năng phân hủy xenlulo hiệu lực cao, phù hợp với điều kiện đất bạc màu

và đặc điểm sinh học của chúng để sản xuất phân vi sinh cho cây lâm

nghiệp”. Tạp chí khoa học lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

số 4/2010.

18. Lê Văn Nhương, Nguyễn Lan Hương (2001), Công nghệ xử lý một

số phế thải nông sản chủ yếu (vỏ mía, vỏ thải cà phê, rác thải nông nghiệp)

thành phân bón hữu cơ sinh học, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước

KHCN.02-B04, 1999-2001.

19. Phan Thanh Ngọ (1996), Nghiên cứu một số biện pháp phòng cháy rừng

thông ba lá, rừng tràm ở Việt Nam, Luận án PTS Khoa học Nông nghiệp, Hà Nội.

20. Đào Ngọc Quang (2015), Nghiên cứu cơ sở khoa học để tuyển chọn

thông nhựa Pinus merkusii jungh. Et de Vriese kháng sâu róm thông

Dendrolimus punctstus Walker và có sản lượng nhựa cao, Luận án Tiến sĩ

khoa học Lâm nghiệp, Hà Nội.

21. Trần Thị Ngọc Sơn, Lưu Hồng Mẫn, Vũ Tiến Khang, Nguyễn Ngọc

Hà, Nguyễn Thị Ngọc Hân, Trần Thị Anh Thư và Nguyễn Ngọc Nam (2010),

Đánh giá hiệu quả xử lý rơm rạ của nấm Trichoderma sp bản địa ở Đồng

bằng Sông Cửu Long.

22. Nguyễn Xuân Thành, Đinh Hồng Duyên, Vũ Thị Hoàn, Nguyễn Thị

Minh (2004), Xử lý giác thải hữu cơ sinh hoạt khu dân cư Đại học Nông

Nghiệp I, Báo cáo tổng kết đề tài Nghị định thư Việt Nam - Ý - Áo năm 2003-

2004.

23. Nguyên Xuân Thành, Vũ Thị Hoàn, Đinh Hồng Duyên (2005), Xây

dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật xủ lý tàn dư thực vật trên đồng

ruộng thành phân hữu cơ tại chỗ bón cho cây trồng, Báo cáo tổng kết Đề tài

NCKH cấp Bộ Mã số B2004-32-66.

24. Phạm Văn Ty (1988), Nghiên cứu vi sinh vật phân hủy xenlulo dùng

trong nông nghiệp và công nghiệp, Đề tài khối SEV - OKKFT - G8 -1.3 với

Hungary (chủ trì phía Việt Nam).

25. Trần Thanh Trăng (2008). Sử dụng phương pháp sinh học phân tử để

xác định và phát hiện nấm gây bệnh mục gỗ bạch đàn Eucalyptus obliqua.

Tạp chí khoa học Lâm nghiệp số 2008.

Tài liệu tiếng anh

26. ANGIS (2005) BioManager by ANGIS: Australian National

Genome Information Services. 2005, http://www.angis.org.au.

27. Brown A.A, (1979), Forest Fire control and use, New york-Toronto.

28. Bashir Ahmad, Sahar Nigar, S. Sadaf Ali Shah, Shumaila Bashir,

Javid Ali, Saeeda Yousaf and Javid Abbas Bangash (2013), “Isolation and

Identification of Xenlulo Degrading Bacteria from Municipal Waste and

Their Screening for Potential Antimicrobial Activity”, World applied sciences

Journal 27 (11): 1420-1426, 2013.

29. Bhardwaj K.R., Gaur A.C. (1985), Recycling of Organic Waster,

ICAR, New Delhi, India.

30. Chandler C., Cheney P., Thomas P.,Trabaud L., Williams D. (1983),

Fire in Forestry, New york, pp. 110 - 450.

31. Djarwanto and Tachibana (2010) Decomposition of lignin and

Holocellulose on acacia mangium leaves and Twigs by six fungal isolates

from Natural. Pakistan Jounal of biological Science 604-610, 2010.

32. Felsenstein, J. (1989) PHYLIP – Phylogeny Inference Package

(Version 3.2). Cladistics 5: 164-166.

33.FernandezAbalos, JM, Sanchez, P, Coll, PM, Villanueva, JR, Perez, P

, Santamaria, RI (1992),”Cloning and nucleotide sequence of celA1 and endo-

β-1, 4-glucanase-encoding gene from Streptomyces halstedii JM8”, J.

Bacteriol.174: 6368- 6376.

34. Gromovist R., Juvelius M., Heikkila T., (1993), “Handbook on forest

fire control”, Helsinki.

35. Hesham M.Abdulla (2007), “Enhancement of Rice Straw

Composting by Lignocellulolytic Actimomycete Strains”, International

Journal of Agriculture & Biology. 9 (1), pp. 106-109.

36. Hungate R.E. (1946), “Studies on xenlulo fermentation, II. An

anaerobic xenlulo- decomposing Actimycetes, Micromonospora propionici

n.sp.” Journal of Bacteriolgy.51, pp. 51-56.

37. Hsi-Jien Chen, Han-Ja Chang, Chahhao Fan, Wen-Hsin Chen, Meng

(2011). “Screening, isolation and characterization of xenlulo

biotransformation bacteria from specific soils”, International Conference on

Environment and Industrial Innovation IPCBEE vol.12 (2011) IACSIT Press,

Singapore.

38. Jeris J.S., Regan R.W. (1973), “Controlling environmental parameter

for optimum composting. I. Experimental procedures and temperature”,

Compost Science. 14, pp. 10-15.

39. Klemm D, Schmauder H P & Heinze T, in Biopolymers, vol VI,

edited by E Vandamme, S De Beats & A. Steinb_chel (Wiley-VCH,

Weinheim) 2002, 209- 292.

40. K.M.D. Gunathilake1, R.R. Ratnayake, S.A. Kulasooriya1 and D.N.

Karunaratne (2013), “Evaluation of xenlulo degrading efficiency of some

fungi and bacteria and their biofilms”. J.Natn.Sci.Foundation Sri Lanka 2013

41(2):155-163.

41. Lu WJ., Wang HT., Nie YF., Wang ZC., Huang HY., Qiu XY., Chen

JC. (2005), “Effect of inoculating flower stalks and vegetable waste, Awith

ligno- cellulolytic microorganisms on the composting process”, Journal of

Environmental Science and Health B.39 (5-6), pp.871-875.

42. Lee, S., Jang, Y., Lee, Y.M., Lee, J., Lee, H., Kim, G.H. and Kim,

J.J. 2011, “Rice straw-decomposing fungi and their cellulolytic and

xylanolytic enzymes”, J. Microbiol. Biotechnol. 21(12): 1322-1329.

43. Laslo Pancel (Ed) (1993), “Tropical forestry handbook - Volum 2”,

Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 1244-1736.

44. Mc Arthur A.G., Luke R.H., (1986), “Bush fie in Australia”,

Canberra, pp.142-359

45. Maheshwari DK, Gohade S and Jahan H (1990), “Production of

Cellulase by a new isolate of Trichoderma pseudokoningii”, J. Indian Bot.

Soc., 69:63-66.

46. Pearson, W. R. and Lipman, D. J. (1998) Improved Tools for

Biological Sequence Analysis. Proceedings of the National Academy of

Science, USA 85: 2444-2448.

47. Pratima Gupta, Kalpana Samant, and Avinash Sahu (2012),

“Isolation of Xenlulo-Degrading Bacteria and Determination of Their

Cellulolytic Potential”, Hindawi Publishing Corporation International Journal

of Microbiology Volume 2012, Article ID 578925, 5 pages Yugal Kishore.

48. Raeder, U. and Broda, P. (1985) Rapid preparation of DNA from

filamentous fungi. Letters in Applied Microbiology 1: 17-20.

49. Richmond R.R (1976), “The use of fire in the forest enviroment”,

Forestry commission of N.S.W, pp. 1 - 28.

50. Reddy.BR, Narasimha G and Babu GVAK (1998)” Cellulolytic

activity of fungal cultures”, Indian Journal of science and Research,.5: 617-

620.

51. Schrempf, H, Walter, S (1995), “The cellulolytic system of

Streptomyces reticuli Int”, J. Biol. Macromol.17: 353 - 355.

52. Sin R.G.H. (1951), “Microbial decomposition of xenlulo”, Reinhold,

New York.

53. Sivakumaran Sivaramanan (2014), “Isolation of Cellulolytic Fungi

and their Degradation on".

54. Stutzenberger F.J., Kaufman A.J. and Lossin R.D. (1970),

“Cellulolytic activity in municipal solid waste composting”, Applied

Environmental Microbiogy. 50 (4), pp.899-905.

55. Thompson, J. D., Higgins, D. G and Gibson, T. J. (1994)

CLUSTALW: improving the sensitivity of progressive multiple sequence

alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and

weight matrix choice. Nuc. Acids Res. 22: 4673-4680.

56.Timo V. Heikkla, Roy Gronqovist, Mike Jurvelius (2007), “Wildland

Fire management”, Handbook for trainer, Helsinki, pp. 76 – 248.

57. Timo V. Heikkla, Roy Gronqovist, Mike Jurvelius (2007), “Wildland

Fire management”, Handbook for trainer, Helsinki, pp. 76 - 248.

58. V. Makeshkumar, P.U. Mahalingam (2011), “Isolation and

Characterization of Rapid Xenlulo Degrading Fungal Pathogens from

Compost of Agro Wastes”, International Journal of Pharmaceutical &

Biological Archives 2011; 2(6): 1695-1698.

59.Wittmann, S, Shareck, F, Kluepfel, D, Morosol, R (1994).

“Purification and characterization of the CelB endoglucanase from

Streptomyces lividans 66 and DNA sequence of the encoding geneAppl”,

Environ. Microbiol.60: 1701 – 1703.

60. Yan-Ling Liang, Zheng Zhang, Min Wu, Yuan Wu, and Jia-Xun

Feng (2014), “Isolation, Screening, and Identification of Cellulolytic Bacteria

from Natural Reserves in the Subtropical Region of China and Optimization

of Cellulase Production by Paenibacillus terrae ME27-1”, Hindawi

Publishing Corporation BioMed Research International Volume 2014, Article

ID 512497, 13 pages.

61. Yugal Kishore Mohanta, “Isolation of Xenlulo-Degrading

Actinomycetes and Evaluation of their Cellulolytic Potential”, Bioengineering

and Bioscience 2(1): 1-5, 2014.