Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi

Một trong những nguyên nhân là do người chăn nuôi chưa hiểu rõ tầm quan trọng của việc xử lý nguồn chất thải; kinh phí phục vụ cho việc xử lý chất thải còn thấp; luật xử lý chất thải còn

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TĂNG THỊ CHÍNH

Hà Nội - 2013

Trang 2

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI CAM ĐOAN v

LỜI CÁM ƠN vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên Thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên thế giới……… …… 3

1.1.2 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam……… 4

1.2 Chất thải trong chăn nuôi 6

1.2.1 Thành phần chất thải trong chăn nuôi 6

1.2.2 Các vấn đề môi trường từ việc chăn nuôi gia cầm 10

1.3 Vai trò của vi sinh vật trong khắc phục ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi gia cầm 10

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza 11

1.3.2 Vi sinh vật phân giải tinh bột 12

1.3.3 Vi sinh vật phân giải protein 14

1.3.4 Vi khuẩn lactic sinh tổng hợp axit lactic và bacterioxin 14

1.4 Một số phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gà 15

1.4.1 Công nghệ EM………… ………15

1.4.2 Công nghệ ozon……… ………… 16

Trang 3

1.4.3 Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi

gà ……… 18

1.5 Hiện trạng môi trường chăn nuôi ở tỉnh Vĩnh Phúc 19

Chương II PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 21

2.1 Vật liệu 22

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.2.1 Phương pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học 22

2.2.2 Phương pháp phân tích vi sinh vật 23

2.2.3 Phương pháp cấy truyền và bảo quản chủng vi sinh vật 24

2.2.4 Phương pháp xác định hoạt tính phân giải các hợp chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật 24

2.2.4.1 Xác định hoạt tính amylaza 24

2.2.4.2 Xác định hoạt tính proteaza 24

2.2.4.3 Xác định hoạt tính xenlulaza 25

2.2.5 Phương pháp xác định hoạt tính bacterioxin của các chủng vi khuẩn lactic 25

2.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và môi trường nuôi cấy lên sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật……… 25

2.2.7 Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH3 và H2S……….26

2.2.7.1 Phương pháp lấy mẫu không khí ……… 26

2.2.7.2 Phương pháp phân tích ……… 27

2.2.8 Quy trình bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất lót chuồng nuôi gia cầm ……….30

2.2.9 Bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm của chế phẩm Sagi Bio-1 ……… 31

Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ và sinh chất ức chế một số vi sinh vật gây bệnh ……….32

3.2 Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sinh enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn…… ……… 32

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ……….32

Trang 4

3.2.2 Ảnh hưởng của pH ban đầu……….… 35

3.2.3 Ảnh hưởng của nguồn Cacbon……….…… 37

3.2.4 Ảnh hưởng của nguồn Nitơ……… 39

3.3 Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn gây bệnh trong chất thải chăn nuôi 42

3.3.1 Tuyển chọn sơ bộ chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn gây bệnh 42

3.3.2 Nghiên cứu khả năng đối kháng vi sinh vật gây bệnh của chủng Lactobacillus LB1 tuyển chọn ……… ……….43

3.3.3 Khả năng sinh tổng hợp bacterioxin của chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 tuyển chọn ……… 43

3.4 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 xử lý chất chất lót chuồng nuôi gia cầm….……….……….45

3.4.1 Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyển chọn……….45

3.4.2 Quy trình tạo chế phẩm vi sinh……… 46

3.4.2.1 Nhân giống trong bình nón (giống cấp 1)……… ……46

3.4.2.2 Nhân giống trong bình lên men 10 lít (giống cấp 2) ………… …46

3.5 Đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 trong xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc… ………48

3.5.1 Kết quả khảo sát hiện trạng môi trường trong chăn nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc trước khi tiến hành thử nghiệm.………… 48

3.5.2 Kết quả đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 …….50

3.5.2.1 Đánh giá hiệu quả xử lý mùi của chế phẩm vi sinh bổ sung vào chất lót chuồng nuôi gia cầm ………50

3.5.2.2 Đánh giá hiệu quả xử lý phân gia cầm của chế phẩm vi sinh vật thông qua các chỉ tiêu vi sinh vật ……… 51

Chương IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

4.1 Kết luận……….56

4.2 Kiến nghị, đề xuất……….57

Trang 5

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 66

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Hoàng Thị Dung – Học viên cao học K15 Viện Sinh thái và tài nguyên sinh vật Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong luận văn tốt nghiệp là kết quả do tôi thực hiện tại phòng Vi sinh vật môi trường - Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn của PGS TS Tăng Thị Chính Kết quả không sao chép từ bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học đã công bố

Trang 6

Trang 7

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS Tăng Thị Chính – Trưởng phòng vi sinh vật môi trường – Viện công nghệ môi trường đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin cám ơn tập thể cán bộ nghiên cứu, các bạn đồng nghiệp trong phòng Vi sinh vật môi trường - Viện công nghệ môi trường đã có những góp ý bổ ích cho tôi khi thực hiện luận văn này

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo đã nhiệt tình giảng dạy

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn cổ vũ, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này

Do điều kiện thời gian và trình độ còn hạn chế, nên bài viết không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo cũng như toàn thể các bạn để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Học viên

Hoàng Thị Dung

Trang 8

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Phân bố số lượng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009 4

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm 6

Bảng 1.3 Khả năng khử một số hợp chất mang mùi của ozone 17

Bảng 1.4 Phân bổ số lượng gia súc, gia cầm tại huyện Tam Dương 20

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 33

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 33

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 35

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của pH lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 36

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 40

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 41

Bảng 3.9 Khả năng đối kháng vi sinh vật gây bệnh của chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 43

Bảng 3.10 Điều kiện thích hợp nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 46

Bảng 3.11 Sự sinh trưởng của hỗn hợp VK và XK trong bình lên men 10 lít 47

Bảng 3.12 Kết quả phân tích mẫu khảo sát tại các hộ gia đình ở thị trấn Hợp Hòa, huyện Tam Dương 529

Bảng 3.13 Kết quả phân tích mẫu khí và VSV trong mẫu chất thải chăn nuôi sau 55 ngày bổ sung chế phẩm VSV 54

Trang 9

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Quy trình công nghệ bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất lót chuồng chăn nuôi gia cầm 32Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 34 Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza của các chủng xạ khuẩn C3 34 Hình 3.3 Ảnh hưởng của pH ban đầu lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 36 Hình 3.4 Ảnh hưởng của pH ban đầu lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 36 Hình 3.5 Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38 Hình 3.6 Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên khả năng sinh tổng hợp enzym amylaza của chủng vi khuẩn NB-4 39 Hình 3.7 Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 41 Hình 3.8 Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh tổng hợp enzym amylaza của chủng vi khuẩn NB-4 và enzym proteaza của chủng CHP-6 41

Hình 3.9 Khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn E.coli của các chủng vi khuẩn

Lactic LB1, LB2, LB3 42 Hình 3.10 Khả năng sinh bacterioxin ức chế một số vi sinh vật gây bệnh của

chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 45

Hình 3.11 Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm 48 Hình 3.12 Một số hình ảnh khảo sát tại các hộ chăn nuôi gà ở Tam Dương 529

Hình 3.13 Nồng độ khí NH3 trong khu vực chăn nuôi gia cầm 51

Trang 10

Hình 3.14 Nồng độ khí H2S trong khu vực chăn nuôi gia cầm 51

Hình 3.15 Mật độ nấm mốc trong chất thải chăn nuôi gia cầm 52

Hình 3.16 Mật độ Salmonella trong chất thải chăn nuôi gia cầm 52

Hình 3.17 Mật độ nấm mốc trong chất thải chăn nuôi gia cầm ở mẫu thí nghiệm và mẫu đối chứng 52

Hình 3.18 Mật độ Coliform trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53

Hình 3.19 Mật độ E.coli trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53

Hình 3.20 Mật độ Xạ khuẩn trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53

Hình 3.21 Mật độ vi khuẩn Lactobacillus trong chất thải chăn nuôi gia cầm 54

Trang 11

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa sinh học

COD (chemical oxygen demand): Nhu cầu oxy hóa học

FAO (Food and Agriculture organization of the un): Tổ chức Liên Hợp Quốc về lương thực và nông nghiệp

EM (Effective Microorganisms): Vi sinh vật hữu hiệu

KH & CN: Khoa học và Công nghệ

VK: Vi khuẩn

VSV: Vi sinh vật

XK: Xạ khuẩn

TCCP: Tiêu chuẩn cho phép

Trang 12

Trang 13

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế ở nước ta, ô nhiễm môi trường trở thành vấn đề cấp thiết hiện nay Một trong những nguồn chất thải gây ô nhiễm môi trường là từ chăn nuôi Ngành chăn nuôi ở nước ta những năm gần đây đã và đang phát triển nhanh chóng về cả chất lượng và quy mô Tuy nhiên, việc quản lý và sử dụng các nguồn chất thải trong chăn nuôi còn nhiều bất cập Do chỉ tập trung đầu tư nâng cao năng suất và chất lượng vật nuôi, phần lớn các trang trại chưa chú trọng đến công tác kiểm soát, quản lý chất thải nên làm phát sinh dịch bệnh, tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng và ảnh hưởng trực tiếp đến việc phát triển bền vững của ngành chăn nuôi Một số trang trại lớn đã

có những biện pháp xử lý nguồn chất thải chăn nuôi, bên cạnh đó một số trang trại chưa quan tâm đến việc xử lý nguồn chât thải và đặc biệt trong chăn nuôi nhỏ lẻ hộ gia đình việc xử lý chất thải hầu như còn bị thả nổi Một trong những nguyên nhân là do người chăn nuôi chưa hiểu rõ tầm quan trọng của việc xử lý nguồn chất thải; kinh phí phục vụ cho việc xử lý chất thải còn thấp; luật xử lý chất thải còn chưa đồng bộ và khó áp dụng; chăn nuôi nhỏ lẻ cũng là một trong những nguyên nhân làm việc quản lý và xử lý chất thải còn gặp nhiều khó khăn;… Đây là một trong các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và lây truyền các dịch bệnh cho người, vật nuôi và cây trồng

Hiện nay, ngành chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc đã và đang có chiều hướng phát triển cả về số lượng và chất lượng đàn gia súc, gia cầm Khảo sát thực tế tại các trang trại chăn nuôi gia cầm ở huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc cho thấy, mùi hôi thối trong chuồng trại chăn nuôi và khu vực xung quanh gây khó chịu cho sinh hoạt của người dân thường ngày, nguyên nhân chủ yếu là

ruồi nhặng cũng xuất hiện ngày càng nhiều Một thực tế nữa là chất thải chăn

nuôi là nguồn vi sinh vật gây bệnh cho người và vật nuôi như: E.coli, Coliform,

Trang 14

Salmonella, Nấm mốc … nhưng chưa được quan tâm xử lý Đây là nguyên nhân

gây ra các bệnh dịch cho người và vật nuôi khi đổ thải vào môi trường [8] Vấn

đề đặt ra ở đây là chúng ta phải tìm ra giải pháp làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gia cầm gây ra mà không ảnh hưởng đến vật nuôi, không làm xáo trộn gà đang đẻ Phương pháp phải đơn giản, dễ áp dụng cho bà con nông dân và chi phí rẻ hơn so với các phương pháp mà các hộ chăn nuôi đang áp dụng Đứng trước những yêu cầu bức thiết trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu

đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót

chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi” với

các nội dung sau:

- Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ và sinh chất ức chế một số vi sinh vật gây bệnh

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sinh enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn

- Nghiên cứu, tuyển chọn chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh

- Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải trong chăn nuôi gia cầm

- Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải chăn nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc

Trang 15

Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Thế giới và Việt Nam

1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên thế giới [19]

Lương thực, thực phẩm và vệ sinh an toàn thực phẩm là vấn đề sống còn của nhân loại Ngày nay nông nghiệp có vai trò quan trọng cung cấp lương thực và các loại thực phẩm nuôi sống cả nhân loại trên trái đất Ngành chăn nuôi không chỉ có vai trò cung cấp thịt, trứng, sữa là các thực phẩm cơ bản cho dân số của cả hành tinh mà còn góp phần đa dạng nguồn giene và đa dạng sinh học trên trái đất

Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới - FAO năm 2009

số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: Tổng đàn trâu 182,2 triệu con và trâu phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1.164,8 triệu con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14.191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con

Tốc độ tăng về số lượng vật nuôi của thế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên dưới 1% năm Về chăn nuôi gà số một là Trung Quốc với 4702,2 triệu con, thứ hai là Indonesia với 1341,7 triệu con, thứ ba là Brazin với 1205,0 triệu con, thứ tư là Ấn Độ với 613 triệu con và thứ năm Iran với 513 triệu con

Về số lượng vật nuôi của thế giới, các nước Trung quốc, Hoa kỳ, Ấn Độ, Brazin, Indonesia, Đức là những cường quốc, trong khi đó Việt Nam cũng là nước có tên tuổi về chăn nuôi: đứng thứ 2 về số lượng vịt, thứ 4 về heo, thứ 6 về

số lượng trâu và thứ 13 về số lượng gà

Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới có ba hình thức cơ bản đó là: i) Chăn nuôi quy mô công nghiệp thâm canh công nghệ cao

Trang 16

ii) Chăn nuôi trang trại bán thâm canh và iii) Chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và quảng canh

Chăn nuôi thế giới đang từng bước chuyển dịch từ các nước đã phát triển sang các nước đang phát triển Các nước đã phát triển xây dựng kế hoạch chiến lược phát triển ngành chăn nuôi duy trì ở mức ổn định, nâng cao quá trình thâm canh, các biện pháp an toàn sinh học, chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm Các nước đang phát triển ở châu Á và châu Nam Mỹ được nhận định sẽ trở thành khu vực chăn nuôi chính và cũng đồng thời là khu vực tiêu thụ nhiều các sản phẩm chăn nuôi Các nước đã phát triển chỉ duy trì ổn định sản lượng chăn nuôi của họ để đảm bảo an toàn thực phẩm, phần thiếu hụt sẽ được nhập khẩu từ các nước xuất khẩu vượt qua được hàng rào kỹ thuật về chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm của họ Đây là cách tiếp cận để giảm thiểu rủi ro về dịch bệnh ở động vật, đặc biệt là các bệnh dịch có khả năng lây nhiễm sang người (như dịch cúm gia cầm)

Bảng 1.1 Phân bố số lƣợng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009

Nguồn: FAO, 2010

1.1.2 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam [12], [21]

Chăn nuôi gia cầm là nghề chăn nuôi truyền thống ở Việt Nam, sản phẩm gia cầm, đặc biệt là thịt gà không chỉ là nguồn cung cấp thực phẩm có giá trị mà còn in đậm trong đời sống xã hội bởi một nền văn hóa ẩm thực với cả yếu tố tâm linh, nó được sử dụng nhiều trong những ngày giỗ, ngày tết và lễ hội Với những

Trâu (Con) Bò (Con) Dê (Con) Cừu (Con) Lợn (Con) Gà

(1000 con)

Vịt (1000con)

Thế giới 182.275.837 1.164.893.633 591.750.636 816.967.639 877.569.546 14.191.101 1.008.332

Châu Á 176.797.915 407.423.038 415.238.186 345.158.332 534.329.449 9.101.291 953.859 Châu Âu 317.922 114.204.134 15.911.331 100.146.054 183.050.883 1.895.583 49.478 Châu Phi 4.000.000 175.046.563 137.580.921 199.832.226 5.858.898 708.019 10 Châu Mỹ 1.160.000 430.340.339 22.925.369 66.707.744 151.705.814 2.374.152 3.512 Châu Úc - 37.879.559 94.829 105.123.283 2.624.502 112.056 1.473

Trang 17

lý do đó sản phẩm gia cầm luôn có vị trí trên thị trường tiêu thụ, đã góp phần thúc đẩy chăn nuôi phát triển, tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho người chăn nuôi

Trong 20 năm qua, chăn nuôi gia cầm có sự phát triển khá nhanh, tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm qua các giai đoạn có xu hướng tăng lên rõ rệt Trong các loại gia cầm, gà là loại chính chiếm trên 75% tổng gia cầm Bên cạnh

đó, trong những năm qua một số loại gia cầm khác cũng khá phát triển như ngan, vịt Nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm này khá lớn và là yếu tố thúc đẩy sản xuất phát triển Trong thời gian gần đây, việc đưa các giống gà mới như tam hoàng, rốt ri về hộ nông dân phát triển gà thả vườn đem lại hiệu quả tốt, góp phàn tăng thu nhập cho người chăn nuôi

Sản xuất chăn nuôi ở Việt Nam có 3 cách thức chăn nuôi chính: Chăn nuôi nông hộ nhỏ lẻ, chăn nuôi bán công nghiệp và chăn nuôi công nghiệp

Việt Nam với khoảng 73% dân số sống ở vùng nông thôn, phát triển kinh

tế nông nghiệp và nông thôn là một trong những mục tiêu được Đảng và Nhà nước hết sức chú trọng, trong đó có phát triển kinh tế hộ gia đình thông qua các hoạt động phát triển chăn nuôi Theo báo cáo của 60/64 tỉnh, thành tính đến 01/10/2006 có tổng số 16.012 trang trại, trong đó miền Bắc có 6.101 trang trại, miền Nam có 9.911 trang trại Chăn nuôi gia cầm chiếm 15,4% trang trại chăn nuôi [14] Chăn nuôi gà trong giai đoạn 2001 – 2005 đạt 2,74% về số lượng con, trong đó giai đoạn trước dịch cúm tăng 9,02% và giảm trong dịch cúm gia cầm 6,67% Sản lượng đầu con tăng từ 158,03 triệu con năm 2001 và đạt cao nhất vào năm 2003: 185,22 triệu con Do dịch cúm gia cầm, năm 2004, đàn gà giảm còn 159,23 triệu con bằng 86,2% năm 2003; năm 2005, đàn gà đạt 159,89 triệu con, tăng 0,9% so với năm 2004 [37] Theo thống kê năm 2010 của Cục Chăn nuôi, cả nước có khoảng 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình và 18.000 trang

Trang 18

trại chăn nuôi tập trung Với tổng đàn 300 triệu con gia cầm và hơn 37 triệu con gia súc [38]

1.2 Chất thải trong chăn nuôi

1.2.1 Thành phần chất thải chăn nuôi [11]

Phân

Phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hoá của gia súc, gia cầm

bị bài tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa Chính vì vậy phân gia súc, gia cầm là sản phẩm dinh dưỡng tốt cho cây trồng hay các loại sinh vật khác như cá, giun… Thành phần hoá học của phân bao gồm:

- Các chất hữu cơ gồm các chất protein, carbonhydrate, chất béo và các sản phẩm trao đổi của chúng

- Các chất vô cơ bao gồm các hợp chất khoáng (đa lượng, vi lượng)

- Nước: là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất, chiếm 65 – 80% khối lượng của phân Do hàm lượng nước cao, giàu chất hữu cơ cho nên phân là môi trường tốt cho các vi sinh vật phát triển và phân hủy các chât hữu cơ tạo nên các sản phẩm có thể gây độc cho môi trường

- Dư lượng của thức ăn bổ sung cho gia súc, gồm các thuốc kích thích tăng trưởng, các hormone hay dư lượng kháng sinh…

- Các men tiêu hóa của bản thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóa sau khi sử dụng bị mất hoạt tính và được thải ra ngoài…

- Các mô và chất nhờn tróc ra từ niêm mạc đường tiêu hoá

- Các thành phần tạp từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trong quá trình chế biến thức ăn hay quá trình nuôi dưỡng gia súc

- Các yếu tố gây bệnh như các vi khuẩn hay ký sinh trùng bị nhiễm trong đường tiêu hoá gia súc hay trong thức ăn

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm Loại vật nuôi

Thành phần hóa học (% trọng lƣợng phân vật nuôi)

Trang 19

Nguồn: Ngô Kế Sương và Nguyễn Lân Dũng, 1997

- Trong phân còn chứa nhiều loại vi sinh vật và ký sinh trùng kể cả có lợi

và có hại Trong đó, các vi khuẩn thuộc loại Enterobacteriacea chiếm đa số với các loài điển hình như E.coli, Samonella, Shigella, Proteus,…

Nước tiểu

Nước tiểu gia súc, gia cầm là sản phẩm bài tiết của con vật, chứa đựng nhiều độc tố, là sản phẩm cặn bã từ quá trình sống của gia súc, khi phát tán vào môi trường có thể chuyển hoá thành các chất ô nhiễm gây tác hại cho con người và môi trường

Thành phần chính của nước tiểu là nước, chiếm 99% khối lượng Ngoài

ra một lượng lớn nitơ (chủ yếu dưới dạng urê) và một số chất khoáng, các hormone, creatin, sắc tố, axít mật và nhiều sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất của con vật

Trong tất cả các chất có trong nước tiểu, urê là chất chiếm tỷ lệ cao và

dễ dàng bị vi sinh vật phân hủy trong điều kiện có oxy tạo thành khí amoniac gây mùi khó chịu Amoniac là một khí rất độc và thường được tạo

ra rất nhiều từ ngay trong các hệ thống chuồng trại, nơi lưu trữ, chế biến và trong giai đọan sử dụng chất thải Tuy nhiên nếu nước tiểu gia súc, gia cầm được sử dụng hợp lý hay bón cho cây trồng thì chúng là nguồn cung cấp dinh dưỡng giàu nitơ, photpho và các yếu tố khác ở dạng dễ hấp thu cho cây trồng

Thành phần nước tiểu thay đổi tùy thuộc loại gia súc, gia cầm, tuổi, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu

Nước thải

Trang 20

Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm cả nước tiểu, nước tắm gia súc, rửa chuồng Nước thải chăn nuôi còn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng phân được gia súc, gia cầm thải ra Nước thải là dạng chất thải chiếm khối lượng lớn nhất trong chăn nuôi

Thành phần của nước thải rất phong phú, chúng bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất là các hợp chất chứa nitơ và photpho Nước thải chăn nuôi còn chứa rất nhiều

vi sinh vật, ký sinh trùng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh sinh học khác Do ở dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên khả năng bị phân hủy vi sinh vật rất cao Chúng có thể tạo ra các sản phẩm có khả năng gây ô nhiễm cho

cả môi trường đất, nước và không khí

bị bệnh hay chết do bị bệnh phải được thiêu hủy hay chôn lấp theo các quy định về thú y Chuồng nuôi gia súc bị bệnh, chết phải được khử trùng bằng vôi hay hóa chất chuyên dùng trước khi dùng để nuôi tiếp gia súc Trong điều kiện chăn nuôi phân tán, nhiều hộ gia đình vứt xác chết vật nuôi bị chết

do bị dịch ra hồ ao, cống rãnh, kênh mương… đây là nguồn phát tán dịch bệnh rất nguy hiểm

Thức ăn thừa, đệm lót chuồng và các chất thải khác

Trang 21

Trong các chuồng trại chăn nuôi, người chăn nuôi thường dùng rơm, rạ hay các chất độn khác,… để lót chuồng Sau một thời gian sử dụng, những vật liệu này sẽ được thải bỏ đi Loại chất thải này tuy chiếm khối lượng không lớn, nhưng chúng cũng là một nguồn gây ô nhiễm quan trọng, do phân, nước tiểu các mầm bệnh có thể bám theo chúng Vì vậy, chúng cũng phải được thu gom và xử lý hợp vệ sinh, không được vứt bỏ ngoài môi trường tạo điều kiện cho chất thải và mầm bệnh phát tán vào môi trường

Ngoài ra, thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiễm, vì thức ăn chứa nhiều chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên Khi chúng bị phân hủy sẽ tạo ra các chất kể cả chất gây mùi hôi, gây ô nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của gia súc

và sức khỏe con người

Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y

Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị loại bỏ như bao bì, kim tiêm, chai

lọ đựng thức ăn, thuốc thú y,… cũng là một nguồn quan trọng dễ gây ô nhiễm môi trường Đặc biệt các bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc

có thể xếp vào các chất thải nguy hại cần phải có biện pháp xử lý như chất thải nguy hại

Khí thải

Chăn nuôi là một ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải nhất Theo Hobbs và cộng sự (1995), có tới trên 170 chất khí có thể sinh ra từ chăn nuôi, điển hình là các khí CO2, CH4, NH3, NO2, N2O, NO, H2S, indol, schatol mecaptan…và hàng loạt các khí gây mùi khác Hầu hết các khí thải chăn nuôi có thể gây độc cho gia súc, cho con người và môi trường

Ở những khu vực chăn nuôi có chuồng trại thông thoáng kém thường

dễ tạo ra các khí độc ảnh hưởng trực tiếp, gây các bệnh nghề nghiệp cho công nhân chăn nuôi và ảnh hưởng tới sức khỏe của người dân xung quanh

Trang 22

khu vực chăn nuôi Trừ khi chất thải chăn nuôi được thu gom sớm, lữu trữ và

xử lý hợp quy cách, ở điều kiện bình thường, các chất bài tiết từ gia súc, gia cầm như phân và nước tiểu nhanh chóng bị phân giải tạo ra hàng lọat chất khí có khả năng gây độc cho người và vật nuôi nhất là các bệnh về đường hô hấp, bệnh về mắt, tổn thương các niêm mạc, gây ngạt thở, xẩy thai và ở trường hợp nặng có thể gây tử vong

Tiếng ồn

Tiếng ồn trong chăn nuôi thường gây nên bởi hoạt động của gia súc, gia cầm hay tiếng ồn sinh ra từ hoạt động của các máy công cụ sử dụng trong chăn nuôi Trong chăn nuôi, tiếng ồn chỉ xảy ra ở một số thời điểm nhất định (thường là ở thời gian cho gia súc, gia cầm ăn) Tuy nhiên tiếng ồn từ gia súc gia cầm là những âm thanh chói tai, rất khó chịu, đặc biệt là trong những khu chuồng kín Người tiếp xúc với dạng tiếng ồn này kết hợp với bụi và các khí độc ở nồng độ cao trong chuồng nuôi hay khu vực xung quanh rất dễ rơi vào tình trạng căng thẳng dẫn tới ảnh hưởng tới trạng thái tâm lý, sức khỏe và sức

đề kháng với bệnh tật

Tất cả các chất thải nói trên của chăn nuôi cần được nghiên cứu cẩn thận và xử lý triệt để nhằm bảo vệ môi trường

1.2.2 Các vấn đề môi trường từ việc chăn nuôi gà [6]

Chăn nuôi gà ở Việt Nam chủ yếu sản xuất tập trung tại các hộ quy mô nhỏ lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch nhất là các vùng dân cư đông đúc đã gây

ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng Vì vậy, việc hiểu rõ thành phần

và các tính chất của chất thải chăn nuôi nhằm có biện pháp quản lý và xử lý thích hợp, khống chế ô nhiễm, tận dụng nguồn chất thải giàu hữu cơ vào mục đích kinh tế là một việc làm cần thiết

Trên thực tế, thực trạng chăn nuôi theo phương pháp truyền thống đã bộc

lộ nhiều hạn chế Do thiết kế chuồng hở và việc vệ sinh không đảm bảo, nên mùi

Trang 23

hôi của thức ăn và phân gà toả ra môi trường bên ngoài gây tình trạng hôi thối, mất vệ sinh Nghiêm trọng nhất là nạn ruồi, nhặng phát sinh từ trang trại gà ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người Việc thải phân và nước rửa chuồng trực tiếp

ra môi trường gây ra mùi hôi thối cũng gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người [6]

1.3 Vai trò của vi sinh vật trong khắc phục ô nhiễm môi trường chăn nuôi gia cầm

Hệ vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi gồm nhiều nhóm VSV có hoạt tính sinh học khác nhau giữ vai trò hết sức quan trọng trong chu trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất mùn mà cây trồng có thể sử dụng được Ở đây chúng tôi chỉ đề cập các nhóm VSV có khả năng phân huỷ các hợp chất phổ biến, là thành phần chính trong chất thải chăn nuôi gồm xenluloza, tinh bột, protein và VSV có khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh đường ruột, vi khuẩn gây thối

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza [8], [14], [16], [20], [23], [24], [30]

Xenluloza là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật Về cấu trúc hoá học, xenluloza là một polime mạch thẳng do các - D - gluco - pyranora liên kết với nhau bằng liên kết 1 - 4 - glucozit Xenluloza có cấu tạo sợi, các sợi xenluloza thiên nhiên thường chứa khoảng 10 - 12 nghìn gốc gluco pyranoza Các sợi này liên kết lại thành từng bó nhỏ gọi là các microfibrin Microfibrin có cấu trúc không đồng đều, những phần đặc (phần kết tinh) và những phần xốp (phần vô định hình) Vùng vô định hình của xenluloza có thể hấp thu nước và trương lên Trong khi đó các mạng lưới liên kết hydrogen ở vùng kết tinh lại ngăn cản sự trương này, nên enzym chỉ tác động lên bề mặt các sợi Xenluloza

có cấu trúc đặc, bền chắc cùng với sự có mặt của lớp vỏ hemixenluloza-lignin khiến cho sự xâm nhập của enzym vào cấu trúc hết sức khó khăn Do vậy, trong

Trang 24

tự nhiên xenluloza được phân giải kém, cần có sự tác động và vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc phân giải xenluloza

Xenlulaza là một phức hệ 3 enzym (Endo-1,4-glucanaza, gluconaza, β-1,4-glucozidaza) hoạt động cùng nhau để thuỷ phân xenluloza tạo ra các loại đường có thể đi qua thành tế bào VSV

Exo-1,4-Trong tự nhiên khu hệ VSV có khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza phân giải xenluloza vô cùng phong phú, bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và vi nấm

- Vi khuẩn hiếu khí: Azotobacter, Flavobacterium, Archromobacter,

Pseudomonas, Bacillus, Cellulomonas, Vibrio, Cellvibrio, Cytophaga, Angioccocus, Polyangium, Sporocytophaga, Sorangium, Archangium, Promyxo- bacterium,

- Vi khuẩn kỵ khí: Người ta thường gọi quá trình phân giải xenluloza kỵ

khí là quá trình lên men xenluloza Điển hình là VK trong khu hệ VSV trong dạ

cỏ của động vật nhai lại: Ruminococcus flavofeciens, R albus, R parvum,

Bacteroides succinpgenes, Butyrivibrio fibriosolvens, Clostridium cellobioparum, Cillobacterium cellosolvens

- Xạ khuẩn: Là một nhóm VK đặc biệt, Gram dương, hiếu khí, tế bào đặc

trưng bởi sự phân nhánh, thường có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất XK phân giải xenluloza được phân lập từ các mẫu đất, mùn rác, mẫu mùn: ở những

nơi có chứa xenluloza Các nhóm XK phân giải xenluloza: Micromonospora,

Proactinomyces, Nocardia, Actinomyces, Streptomyces, Streptosporangium, Thermomonospora, Thermoactinomyces

- Nấm: Có rất nhiều loài nấm phân giải xenluloza mạnh, nhưng phần lớn

C, pH trong khoảng từ 3,5-6,6 Các chủng nấm có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza cao:

Trichoderma, Fusarium, Chaetomium, Aspergillus,, Phanerochaete, Penicilium, Verticilium,

Trang 25

Nhiều loại nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn có khả năng phân giải xenluloza Các nghiên cứu cho thấy trong điều kiện hiếu khí, nấm thường chiếm ưu thế và ngược lại trong điều kiện yếm khí vi khuẩn và xạ khuẩn chiếm ưu thế Các loại

vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza mạnh mẽ thường thuộc về các chi

sau: Achromobacter, P.Seudomonas, Vibrio, Cellvibrio, Bacillus, Cytophaga,

Anginococcus, Micromonospora, Actinomyces, Streptomyces, Streptospotangium, Fusarium, Aspergillus

1.3.2 Vi sinh vật phân giải tinh bột

Đại phân tử tinh bột bao gồm hai cấu tử là amiloza và amilopectin, thường tỷ lệ amiloza/amilopectin ~ 1/4 Trong phân tử amiloza các gốc D-

200-1000 gốc glucoza và phân tử amyloza có một đầu khử Trong phân tử amilopectin các gốc glucoza được gắn với nhau không chỉ bằng liên kết α-1,4

trúc nhánh, có một đầu khử Tinh bột không tan trong nước lạnh nhưng bị hồ hóa ở nhiệt độ 60 – 80oC

Tinh bột bị thủy phân duới tác dụng của enzym amylaza hoặc acid tạo thành phân tử có trọng lượng thấp hơn gọi là dextrin Quá trình thủy phân tinh bột này có sự tham gia của nhiều loại enzym khác nhau và mỗi enzym có một phương thức tác dụng đặc hiệu riêng Amylaza là hệ enzym rất phổ biến đối với VSV Theo tính chất và cách tác dụng lên tinh bột, phân biệt amylaza thành các loại: α-amylaza, -amylaza, glucoamylaza và oligo 1-6 glucozidaza [1], [28]

Nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng sinh amylaza như vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn và nấm men

Các vi khuẩn gram dương đặc biệt là Bacillus thường tạo ra nhiều amylaza hơn các vi khuẩn gram âm (Forgarty & Kelly, 1990) Ngoài -amylaza

Trang 26

-Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ra vi khuẩn còn tạo ra - amylaza ( - amylaza trước đây chỉ thấy ở thực vật) Ví

dụ -amylaza từ B polymyxa, khi thủy phân tinh bột có thể tạo ra 92 - 94%

maltoza Đây là - amylaza đầu tiên được phát hiện ở vi khuẩn Hoạt tính của nó gần giống như - amylaza của thực vật Sau này, người ta tìm thấy - amylaza ở

một số vi khuẩn khác như Acetobacter, B megaterium, B cereus

Khả năng sinh amylaza của nấm mốc là mạnh nhất trong các nhóm vi

sinh vật Các giống nấm mốc điển hình có khả năng phân giải tinh bột mạnh đó

là: Aspergillus (A niger, A awamori, A oryzae) Rhizopus (R delemar, R

niveus ) Xạ khuẩn cũng là một nhóm vi sinh vật có khả năng sinh amylaza

mạnh, trong đó Streptomyces là nhóm giữ vị trí tiên phong sinh amylaza (S

limosus, S aurefaciens, S praecox ) Nấm men là vi sinh vật ít thấy có khả

năng tổng hợp amylaza Tuy nhiên, gần đây cũng đã có nhiều công bố về nấm

men có khả năng thuỷ phân tinh bột ( Candida antaritica, lipomyces, ) [7], 22]

1.3.3 Vi sinh vật phân giải protein

Proteaza được sinh tổng hợp từ nhiều loại vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm sợi Hầu hết proteaza thương mại hiện nay đều được sản xuất từ vi khuẩn thuộc

chi Bacillus Những proteaza chịu kiềm, chịu mặn thường được phân lập từ các

chủng vi khuẩn ưa kiềm, ưa mặn Nấm mốc cũng là một nguồn cung cấp proteaza đa dạng, một chủng nấm có thể tổng hợp được nhiều loại proteaza khác

nhau Ví dụ chủng Aspergillus ozyzae sản sinh proteaza kiềm, axit và trung tính

Tuy nhiên, proteaza có nguồn gốc từ nấm mốc lại kém bền so với vi khuẩn [26], [29]

Vi khuẩn có khả năng sinh ra cả hai loại proteaza (endopeptidaza và exopeptidaza), do đó proteaza của VK có tính đặc hiệu cơ chất cao Các VK

có khả năng tổng hợp proteaza mạnh nhất Nhiều loại nấm mốc cũng có khả năng tổng hợp một lượng lớn proteaza còn xạ khuẩn ít được nghiên cứu hơn

1.3.4 Vi khuẩn lactic sinh tổng hợp axit lactic và bacterioxin [14]

Trang 27

Đặc tính của vi khuẩn lactic là Gram dương, oxidase và catalase âm tính,

hình que hay hình cầu, không tạo bào tử (Abee et al., 1999) Vi khuẩn lactic

có khả năng sinh axit lactic làm tăng sự phân hủy các hợp chất hữu cơ, là chất tiệt trùng được ứng dụng nhiều trong bảo quản, chế biến thực phẩm, trong

y, dược và xử lý môi trường Gần đây vi khuẩn lactic còn được đặc biệt quan tâm nghiên cứu về khả năng sinh bacterioxin là các chất diệt khuẩn thế hệ mới

có phổ kháng khuẩn đa dạng, tính đặc hiệu tế bào đích cao, an toàn với người, vật nuôi, cây trồng và môi trường là giải pháp cho vấn đề kiểm soát các nguồn bệnh Hầu hết vi khuẩn lactic đều tổng hợp được bacteriocin nên thành phần kháng khuẩn này rất đa dạng như Lactacin, Nisin, Acidolin,

1.4 Một số phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gà

1.4.1 Công nghệ EM [15], [19], [36]

Vai trò của từng nhóm vi sinh vật trong EM GS Teruo Higa cho biết chế phẩm EM giúp cho quá trình sinh ra các chất chống oxy hoá như inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muối chelate Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có hại

và kích thích các vi sinh vật có lợi

Chế phẩm EM là một hỗn hợp chứa các vi sinh vật có ích tồn tại trong tự nhiên được phân lập ra, có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật có hại và hướng quá trình phân huỷ hữu cơ theo hướng có lợi cho môi trường Sử dụng chế phẩm EM

an toàn, không độc hại và cân bằng sinh học, làm cho môi trường không khí, đất

và nước trong lành, không bị ô nhiễm, xúc tiến tăng trưởng và tăng sức đề kháng cho gia cầm

EM là chế phẩm được nuôi cấy hỗn hợp gồm 5 nhóm vi sinh vật có ích:

Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi

Trang 28

EM được thử nghiệm ở nhều quốc gia: Mỹ, Nam Phi, Thái Lan, Philippin, Trung Quốc, Braxin, Nhật Bản, Singapore, Srilanca, Nepal, Việt Nam, Triều Tiên, Belarus,… và cho thấy những kết quả khả quan Trong chăn nuôi, EM có tác dụng:

- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh

- Tăng cường khả năng tiêu hoá và hấp thụ các loại thức ăn

- Kích thích khả năng sinh sản

- Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi

- Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn nuôi

Trong bảo vệ môi trường: Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí H2S, SO2, NH3,…) nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh, tolet, chuồng trại chăn nuôi,… sẽ khử mùi một cách nhanh chóng Đồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số lượng Xử

lý phân gà bằng EM Bokashi C để khử mùi hôi, ngăn chặn sự phát triển của các

vi khuẩn gây bệnh, làm phân chóng hoai và trở thành phân bón hữu cơ có chất lượng

1.4.2 Công nghệ ozon [9]

Công nghệ ozon được xem là công nghệ mới trong lĩnh vực chăn nuôi Công nghệ này mới chỉ được áp dụng ở các nước tiên tiến trên thế giới Hiện nay ở Việt Nam ozon đã được ứng dụng trong chăn nuôi để xử lý: nguồn nước, thức ăn, chuồng trại và môi trường xung quanh

Trong chăn nuôi gà, thổi khí ozone trực tiếp vào chăn nuôi đồng thời kết hợp với hệ thống phun suơng trực tiếp (nếu có) sẽ có tác dụng:

Trang 29

ngừa tình trạng nóng lạnh thất thường dễ phát sinh mầm bệnh

- Khử mùi chuồng trại

- Diệt khuẩn nhằm ngăn ngừa dịch bệnh lây lan trong không khí Đặc biệt ruồi, muỗi hầu như bị tiêu diệt

- Phòng chống lây lan dịch bệnh trên diện rộng

vật nuôi Gây nên cay mắt và nghẹt thở cho người, ảnh hưởng đến môi trường

Những ưu điểm khi sử dụng ozone trong chăn nuôi là:

- Hiệu quả xử lý nhanh

- Dễ dàng kết hợp với các phương pháp xử lý khác

- Thao tác xử lý đơn giản, chi phí vận hành thấp

- Giá cả phù hợp với thu nhập người chăn nuôi

- Sau xử lý chuyển hoá thành oxy không để lại dư lượng độc hại

Bảng 1.3 Khả năng khử một số hợp chất mang mùi của ozone

(ppm)

Hiệu suất xử lý của ozone (%)

Trang 30

Nguồn: Công ty TNHH Môi trường Phương Nam, 2010

1.4.3 Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi

gà [34]

Thành phần của chế phẩm Balasa – N01 là các tế bào sống của các chủng

vi khuẩn, nấm men, nấm sợi và các enzym thuỷ phân các chất hữu cơ

Lợi ích của việc sử dụng chế phẩm để xử lý đệm lót:

- Làm tiêu hết phân do đó mùi hôi thối, khí độc trong chuồng nuôi hầu như không còn, tạo môi trường sống tốt không ô nhiễm

- Sẽ không phải thay chất độn trong suốt quá trình nuôi do đó giảm tối đa nhân công dọn chuồng và nguyên liệu làm chất độn

- Giảm rõ tỷ lệ mắc bệnh đặc biệt là bệnh tiêu chảy và bệnh hen Vì vậy giảm công và chi phí thuốc trong việc chữa trị bệnh

- Tăng chất lượng đàn gà và chất lượng của sản phẩm

- Hiệu quả của việc sử dụng đệm lót lên men: Tiết kiệm 80% nước trong chăn nuôi, 60% nhân lực, 10% thức ăn, giúp môi trường chăn nuôi không bị ô nhiễm, giúp sản phẩm thịt có màu, mùi, vị gần với chăn nuôi hữu cơ, đảm bảo

vệ sinh an toàn thực phẩm

- Hoạch toán kinh tế người chăn nuôi sẽ lợi: Môi trường không ô nhiễm, giảm được công việc nặng nhọc trong công việc thường xuyên thay chất độn, chi phí chung sẽ ít hơn nên thu nhập tăng lên

Một số chú ý khi sử dụng chế phẩm Balasa – N01:

- Phải chú ý làm tơi xốp bề mặt đệm lót: cứ sau 1 – 2 ngày cào trên bề mặt đệm lót một lần để giúp cho đệm lót được tơi xốp, phân sẽ được phân huỷ nhanh hơn

Trang 31

- Tránh để bị nước mưa và nước ở máng uống làm ướt đệm

- Kiểm tra ẩm độ lớp đệm để bổ sung nước cho phù hợp

giải phân chưa tốt cần phải xử lý kịp thời

Công nghệ chăn nuôi trên đệm lót sinh thái với kỹ thuật làm chuồng, chuẩn bị đệm lót và chăm sóc vật nuôi đơn giản vì vậy người chăn nuôi có thể

dễ dàng áp dụng, mang lại hiệu quả cao trong chăn nuôi mà lại giải quyết được vấn đề về ô nhiễm môi trường

1.5 Hiện trạng môi trường chăn nuôi ở tỉnh Vĩnh Phúc [32]

Huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc đang phát triển mạnh các trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm Tam Dương hiện là một trong những địa phương chăn nuôi gia cầm lớn của tỉnh Vĩnh phúc với sản lượng mỗi năm nuôi khoảng 2,5 – 3 triệu gà thịt và 1,2 triệu con gà đẻ trứng Đây là nơi cung cấp lượng gà thịt chính cho thị trường trong tỉnh và phần lớn cho thị trường Hà Nội Hàng năm, Tam Dương cung cấp ra thị trường hàng triệu tấn thịt gà Chăn nuôi gia súc, gia cầm đã thúc đẩy nhanh sự phát triển kinh tế của địa phương Tuy nhiên, bên cạnh đó một lượng lớn chất thải từ các trang trại chăn nuôi gây mùi hôi thối,

ô nhiễm môi trường xung quanh ảnh hưởng đến khu dân cư

Trong qui trình nuôi gà thịt tập trung ở các trang trại, phải sử dụng vỏ trấu hoặc mùn cưa để lót nền chuồng để giữ cho nền chuồng được khô và hạn chế sự

ô nhiễm môi trường Đối với việc nuôi gà thịt, với vòng đời gà trung bình từ 35 – 40 ngày nuôi, cần phải thay chất độn chuồng (vỏ trấu, mùn cưa) từ 3 đến 4 lần

và trung bình trọng lượng chất thải rắn này là 45 – 50kg/con gà

Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý chuồng trại chăn nuôi cũng đã được áp dụng Ví dụ có thể sử dụng chế phẩm vi sinh vật EM phun cho các trang trại chăn nuôi, có tác dụng làm giảm mùi hôi, ngăn chặn ruồi và

Trang 32

các côn trùng có hại, tăng chất lượng sản phẩm, Tuy nhiên, với loại chế phẩm trên phải phun thường xuyên, do vậy sẽ không phù hợp với đối với việc chăn nuôi gia cầm Vì cần phải giữ nền chuồng khô ráo, nếu không sẽ phát sinh các con bọ mát đốt gia cầm Theo ước tính của Phòng Nông nghiệp huyện Tam Dương, mỗi năm các trang trại chăn nuôi trên địa bàn huyện thải ra trăm ngàn tấn phân gia cầm, nếu không có biện pháp xử lý tốt sẽ gây ô nhiễm môi trường

Vì vậy việc nghiên cứu có giải pháp xử lý được nguồn chất thải này ngay tại các trang trại chăn nuôi sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Trong những năm gần đây được sự quan tâm của các cấp Đảng, chính

có những bước tiến tương đối toàn diện và có sự chuyển biến tích cực từ chăn nuôi nhỏ lẻ sang chăn nuôi tập trung theo hướng gia trại, trang trại Giá trị ngành chăn nuôi không ngừng tăng, cụ thể năm 2010 chiếm 55,8% trong ngành nông nghiệp, góp phần mang lại giá trị kinh tế cao cho người chăn nuôi đồng thời thúc đẩy cho việc chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp và tăng trưởng kinh tế của huyện

Bảng 1.4 Phân bổ số lƣợng gia súc, gia cầm tại huyện

Trang 33

125 69.007

Nguồn: Phòng Nông nghiệp và Phát triền nông thôn

huyện Tam Dương, Vĩnh Phúc

Đến thời điểm hiện tại, trên địa bàn huyện hiện có 273 hộ chăn nuôi gia cầm với qui mô trên 2.000 con/hộ, với số lượng gia cầm: 996.050 con/lứa Lượng chất độn chuồng thải ra khoảng 4.900 tấn/năm Sự phát triển nhanh, mạnh của đàn gia cầm trong những năm qua vừa đem lại nguồn thu lớn cho người chăn nuôi, nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức, khó khăn trước mắt trong vấn đề: Quản lý phát triển sản xuất và phòng chống dịch bệnh; tiêu thụ sản phẩm, nâng cao hiệu quả chăn nuôi gia cầm quy mô trang trại, gia trại trên địa bàn huyện và đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường

Trang 34

Chương II PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

- Chất lót chuồng (trấu) và chất thải chăn nuôi gia cầm

- Hóa chất: Cao thịt, cao nấm men, pepton, tinh bột, bột xenluloza, MRS, NaCl, K2HPO4, KH2PO4 Glucoza, arabinoza, saccaroza, manitol, fructoza, xenluloza, thạch,

- Thiết bị: Binh lên men, nồi hấp ướt, máy lắc Vortex, cân phân tích, kính hiển vi quang học, máy lắc, tủ ấm và một số thiết bị cần thiết khác

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận tổng hợp theo mối tương tác gắn bó chặt chẽ giữa các yếu

tố môi trường sinh thái: Con người – đất – nước – động thực vật

Quá trình xử lý chất thải chăn nuôi thường diễn ra trong điều kiện nhiệt

chủng vi sinh vật phục vụ cho xử lý chất thải chăn nuôi gia cầm chúng tôi tuyển chọn nhóm vi sinh vật có nhiệt độ sinh trưởng thích hợp nằm trong khoảng nhiệt

độ trên (25 – 370

C)

Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã đi sâu vào tuyển chọn các nhóm

vi sinh vật có khả năng khử mùi hôi thối và ức chế sự sinh trưởng, phát triển của

Trang 35

các chủng vi sinh vật gây bệnh phát sinh trong quá trình chăn nuôi ở chất thải

chăn nuôi như: Nấm mốc, Salmonella, coliform, E.coli, đồng thời bổ sung các

chủng vi sinh vật có lợi cho quá trình chuyển hóa thức ăn của gia cầm, làm tăng sức đề kháng của vật nuôi trước các dịch bệnh

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu và ứng dụng các chủng vi sinh vật trong xử lý môi trường các trang trại chăn nuôi gia cầm Để kết quả có

độ tin cậy cao, chúng tôi sử dụng các phương pháp hiện đại và thông dụng để phân tích đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý

Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu:

 Phương pháp đo, thống kê, phân tích, so sánh với các tiêu chuẩn quy định

 Phương pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học

 Phương pháp phân tích vi sinh vật

 Phương pháp cấy truyền và bảo quản chủng vi sinh vật

 Phương pháp xác định hoạt tính phân giải các hợp chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật

 Phương pháp xác định hoạt tính bacteriocin của các chủng vi khuẩn lactic

 Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và môi trường nuôi cấy lên sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật

2.2.1 Phương pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học

Tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học: Từ bộ chủng vi sinh vật của phòng Vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ môi trường chọn một số chủng

vi sinh vật có khả năng phân giải mạnh đồng thời các hợp chất hữu cơ và một số chủng có khả năng sinh chất ức chế vi sinh vật gây bệnh Các chủng vi sinh vật tuyển chọn được cấy trên môi trường thạch với môi trường chọn lọc có chứa các

Trang 36

cơ chất là casein, tinh bột, xenluloza Sau 24h tiến hành kiểm tra vòng phân giải tạo thành trên đĩa thạch bằng thuốc thử thích hợp

2.2.2 Phương pháp phân tích vi sinh vật

- Xác định thành phần và số lượng vi sinh vật (VSV) theo phương pháp pha loãng

+ Lấy 10g mẫu chất thải cho vào bình nón chứa 90ml nước đã vô trùng lắc

vào ống nghiệm chứa 9 ml nước vô trùng, ta được độ pha loãng 10-2 Tiếp tục pha loãng đến nồng độ thích hợp

+ Dùng pipet vô trùng lấy 100µl dung dịch pha loãng ở các nồng độ pha loãng thích hợp lên trên bề mặt môi trường thạch đặc hiệu cho từng loại vi sinh vật trong đĩa petri vô trùng Dùng que gạt thủy tinh vô trùng dàn đều giọt dịch

+ Lấy 10g mẫu chất thải cho vào bình nón chứa 90ml dung dịch đệm đã vô

Trang 37

(Fecal Coliform), sau 24h lấy ra quan sát khả năng sinh hơi (lên

men lactoza) trong các ống nghiệm, ghi lại số lần xuất hiện các ống

có sinh hơi ở các nồng độ khác nhau, đối chiếu với bảng chỉ số

MPN xác định số lượng Total Coliform, Fecal Coliform có mặt

trong 1g mẫu vật nghiên cứu

2.2.3 Phương pháp cấy truyền và bảo quản chủng vi sinh vật

Chủng vi sinh vật trước khi sử dụng được hoạt hoá và làm sạch lại Dùng que cấy lấy một ít khuẩn lạc từ ống thạch nghiêng cho vào ống nghiệm chứa môi

C, sau 24h lấy que cấy nhúng vào dịch nuôi vạch lên trên đĩa thạch Nuôi trong tủ ấm cho khuẩn lạc phát triển Chọn khuẩn lạc riêng rẽ ở vạch cuối cùng cấy vào ống thạch nghiêng cho phát triển

C

2.2.4 Phương pháp xác định hoạt tính phân giải các hợp chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật

2.2.4.1 Xác định hoạt tính amylaza

Môi trường tinh bột được khử trùng ở 1 atm trong 30 phút rồi đổ đĩa petri

vô trùng Sau đó cấy vi sinh vật nuôi ở nhịêt độ 30 – 37o

C Sau 48h lấy ra và thử

Trang 38

bằng thuốc thử Lugol, đo vòng phân giải Nếu vi sinh vật có khả năng phân huỷ tinh bột chúng sẽ tạo thành vòng không màu xung quanh khuẩn lạc của chúng

2.2.4.2 Xác định hoạt tính proteaza

Môi trường casein được khử trùng ở 1 atm trong 30 phút sau đó đổ đĩa petri vô trùng Cấy vi sinh vật và nuôi ở nhiệt độ 30 - 37oC, sau 48h lấy ra và thử bằng axit tricloaxetic 5% Nếu vi sinh vật có khả năng phân huỷ casein chúng sẽ tạo thành vòng không màu xung quanh khuẩn lạc của chúng

2.2.4.3 Xác định hoạt tính xenlulaza

Môi trường xenluloza được khử trùng ở 1 atm trong 30 phút sau đó đổ đĩa petri vô trùng Cấy vi sinh vật và nuôi ở nhiệt độ 30- 37oC, sau 48h lấy ra và thử bằng Lugol Nếu vi sinh vật có khả năng phân huỷ xenluloza chúng sẽ tạo thành vòng không màu xung quanh khuẩn lạc của chúng

2.2.5 Xác định hoạt tính bacteriocin của các chủng vi khuẩn lactic

Xác định khả năng kháng khuẩn của dịch bacteriocin bằng phương pháp khuếch tán trên thạch Phương pháp này dựa trên khả năng đối kháng giữa vi sinh vật kiểm định và vi sinh vật được tuyển chọn

Thực hiện: Chủng vi khuẩn tuyển chọn được nuôi cấy trong 50 ml môi

C, thu nhận dịch nổi Điều chỉnh pH dịch nổi đến 6,5 bằng NaOH 1N Sử dụng dịch nổi này như bacteriocin thô, đem kiểm tra khả năng đối kháng như sau:

+ Đổ 15 ml môi trường vào đĩa petri vô trùng, để thạch đông

+ Trải 10μl dịch nuôi cấy qua đêm chủng vi sinh vật kiểm định

+ Đục lỗ có đường kính 1 cm trên thạch tạo các giếng thạch

+ Hút 0,5 ml dịch nổi thu được sau khi ly tâm vào giếng thạch

+ Cho vào tủ lạnh 4oC/2h cho dịch khuếch tán đều vào thạch

Trang 39

+ Đem nuôi trong tủ ấm 30oC/24h

+ Kiểm tra sự tạo thành vòng vô khuẩn Đo đường kính vòng vô khuẩn

2.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và môi trường nuôi cấy lên sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật

Vi khuẩn, xạ khuẩn được nuôi cấy trong bình tam giác với môi trường tương ứng là MPB và Gause lỏng lắc 200 vòng/phút với sự thay đổi lần lượt các yếu tố: pH ban đầu, nhiệt độ, nguồn C, nguồn N Đánh giá khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn bằng đo mật độ tế bào trong dịch nuôi cấy (OD) Sau đó

ly tâm thu dịch enzym và thử khả năng sinh tổng hợp các loại enzym của các chủng VSV nghiên cứu

2.2.7 Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH 3 và H 2 S

2.2.7.1 Phương pháp lấy mẫu không khí [11], [22]

Phương pháp lấy mẫu khô

Phương pháp được sử dụng để lấy mẫu không khí là phương pháp lấy mẫu khô Trong phương pháp này, khí được lấy vào trong bình lấy mẫu nhờ hệ thống bơm hoặc máy hút cho đến khi thể tích của bình được trao đổi với không khí ít nhất 6 lần Không khí cần phân tích được bơm qua “bình phản ứng”, nơi

đã có sẵn các chất hoá học cần thiết Sản phẩm được hình thành có thể được xác định bằng phương pháp so màu hoặc một số kỹ thuật khác

Để lấy một lượng nhỏ mẫu khí, có thể sử dụng bơm hút bằng nhựa có nắp đậy rất thuận tiện để lấy mẫu và chuyển mẫu khí sang dụng cụ đo Một số dụng

cụ khác để lấy mẫu khí là một bình có thể bơm khí vào ở áp suất lớn hơn ở khí quyển (như quả bóng chẳng hạn) Do được nén ở áp suất lớn nên chúng dễ dàng chuyển sang dụng cụ đo Tuy nhiên, do bị nén ở áp suất cao nên các khí có thể khuếch tán qua vỏ bình với vận tốc khác nhau Vì vậy, không nên để mẫu quá lâu sẽ ảnh hưởng đến thành phần của chúng

Tiêu đề	Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi
Tác giả	Hoàng Thị Dung
Người hướng dẫn	PGS.TS. Tăng Thị Chính
Trường học	Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam
Chuyên ngành	Sinh Học
Thể loại	Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	1,28 MB