Luận văn cao học Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh Sagi Bio 1 trong xử lý chất lót chuồng nuôi gà tại Tam Dương Vĩnh Phúc

TrườngĐại học Nông nghiệp Hà Nội đang nghiên cứu và triển khai thử nghiệm môhình sử dụng chế phẩm vi sinh vật Balasa để bổ sung vào chất lót chuồngnuôi lợn, gà mô hình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN CAO HỌC

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Đề tài:

“Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh Sagi Bio-1 trong xử lý chất lót

chuồng nuôi gà tại Tam Dương - Vĩnh Phúc”

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Tăng Thị ChínhHọc viên thực hiện : Bùi Văn Công

Lớp : Công nghệ sinh học – K5A

Thái Nguyên 5, 2014

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Tăng Thị Chính –Trưởng phòng Vi sinh vật môi trường - Viện Công nghệ môi trường Ngườiđã định hướng, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thànhluận văn cao học này

Đồng thời, tôi xin cám ơn ThS Nguyễn Thị Hòa và các cán bộ nghiêncứu, các bạn đồng nghiệp trong phòng Vi sinh vật môi trường - Viện côngnghệ môi trường đã giúp đỡ và có những góp ý bổ ích cho tôi khi thực hiệnluận văn này

Tôi xin cám ơn thầy cô giáo khoa Khoa học sự sống – Đại học Khoahọc đã trang bị những kiến thức, cũng như tạo mọi điều kiện cho tôi hoànthành chương trình học và thực hiện luận văn

Cuối cùng, tôi xin chân thành cám ơn gia đình và bạn bè đã luôn độngviên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian qua

Do điều kiện thời gian và kiến thức còn hạn chế, nên bài viết khôngtránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáocũng như các bạn để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cám ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Học viên

Bùi Văn Công

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT

MỞ ĐẦU 1

PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam và trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 4

1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam 4

1.1.3 Hiện trạng môi trường ở Tam Dương - Vĩnh Phúc 9

1.2 Các vấn đề môi trường trong chuồng trại chăn nuôi gà 11

1.2.1 Thành phần chất thải chăn nuôi 11

1.2.2 Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi gà đến môi trường 15

1.3 Vai trò của vi sinh vật trong xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi gia cầm 16

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza 17

1.3.2 Vi sinh vật phân giải tinh bột 19

1.3.3 Vi sinh vật phân giải protein 21

1.3.4 Vi khuẩn lactic sinh tổng hợp axit lactic và bacterioxin 21

1.4 Các phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam và trên thế giới 22

1.4.1 Công nghệ EM 22

1.4.2 Công nghệ ozon 23

1.4.3 Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi gà 25

1.5 Chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 26

PHẦN II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Vật liệu nghiên cứu 29

2.2 Đối tượng nghiên cứu 29

2.3 Thiết bị và hoá chất 29

2.3.1 Thiết bị 29

2.3.2 Hoá chất 29

2.4 Phương pháp nghiên cứu 29

2.4.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật 29

2.4.1.1 Phương pháp xác định vi sinh vật tổng số 30

2.4.1.2 Phương pháp xác định Salmonella 30

2.4.1.3 Phương pháp xác định nấm mốc 31

2.4.1.4 Phương pháp xác định nấm men 31

2.4.1.5 Phương pháp xác định xạ khuẩn 32

2.4.1.6 Phương pháp xác định vi sinh vật kị khí tổng số 32

2.4.1.7 Phương pháp xác định vi sinh vật khử sulfat 33

2.4.1.8 Phương pháp phân tích vi sinh vật gây bệnh (Coliform và E coli) 33

2.4.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 34

2.4.3 Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH 3 và H 2 S 34

2.4.3.1 Phương pháp lấy mẫu không khí 34

2.4.3.2 Phương pháp phân tích 36

PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 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 39

3.2 Xây dựng quy trình bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất độn lót chuồng nuôi gia cầm 41

3.3 Đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio- 1 43

3.3.1 Đánh giá sự biến động của hệ vi sinh vật trong chất độn, lót

chuồng nuôi gia cầm 44

3.3.1.1 Các chủng vi sinh vật bổ sung vào chất độn, lót chuồng từ chế phẩm Sagi Bio- 1 45

3.3.1.2 Sự biến động của các chủng vi sinh vật gây bệnh trong chất độn, lót chuồng gia cầm 46

3.3.1.3 Đánh giá sự biến động của hệ vi sinh vật kị khí tổng số trong chất độn, lót chuồng gia cầm 50

3.3.1.4 Đánh giá sự biến động của vi sinh vật hiếu khí tổng số trong chất độn, lót chuồng gia cầm 52

3.3.2 Đánh giá hiệu quả xử lý mùi của chế phẩm vi sinh bổ sung vào chất lót chuồng nuôi gia cầm 54

3.3.3 Hiệu quả xử lý của chế phẩm Sagi Bio- 1 sau 6 tháng bổ sung vào chất độn, lót chuồng gia cầm 57

3.4 Đánh giá hiệu quả khi sử dụng chế phẩm Sagi Bio-1 60

3.4.1 Hiệu quả về mặt môi trường 60

3.4.2 Hiệu quả về mặt kinh tế 60

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62

Kết Luận 62

Kiến nghị, đề xuất 63

PHỤ LỤC 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

A Tài liệu tiếng Việt 66

B Tài liệu tiếng anh 67

C Tài liệu internet 68

LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT

3 FAO Tổ chức Liên Hợp Quốc về lương thực và nôngnghiệp

12 BNNPTNT Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn

MỞ ĐẦU

Đi cùng sự phát triển đô thị, phát triển công nghiệp, dịch vụ đời sốngxã hội càng tăng thì nhu cầu lương thực, thực phẩm phục vụ phát triển conngười ngày càng tăng, trong đó nhu cầu thịt trứng sữa tăng cao, tất yếu thúcđẩy chăn nuôi phát triển mạnh mẽ Thống kê năm 2013 của Cục Chăn nuôi,tổng đàn gia cầm ở Việt Nam khoảng 314,8 triệu con gia cầm và lượng chấtthải là 22,52 triệu tấn Trong quy trình nuôi gia cầm (gà thịt, gà đẻ trứng, giacầm, chim cút…) ở quy mô hộ gia đình và trang trại (từ vài trăm con đếnhàng chục nghìn con), các chủ trang trại phải sử dụng vỏ trấu hoặc mùn cưalót nền chuồng, để giữ cho nền chuồng được khô và hạn chế sự ô nhiễm môitrường, chất lót chuồng thường nhiều gấp 4 - 5 so với lượng phân thải ra ỞViệt Nam, các trang trại nuôi gia cầm thường nằm xen kẽ trong khu dân cư,nên chất thải chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường, tác động trực tiếp tới sứckhỏe cộng đồng, làm giảm sức đề kháng của vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh,năng suất không cao, hiệu quả chăn nuôi thấp Mức độ nhiễm khuẩn trongmôi trường không khí tại các khu vực chăn nuôi vượt từ 20 - 25 lần so với

tiêu chuẩn về môi trường (TCN 10) của Bộ NNPTNT [4]

Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý chuồng trại chănnuôi cũng đã được áp dụng ở Việt Nam Ví dụ như sử dụng chế phẩm vi sinhvật EM phun cho các trang trại chăn nuôi, có tác dụng làm giảm mùi hôi,ngăn chặn ruồi và các côn trùng có hại, tăng chất lượng sản phẩm TrườngĐại học Nông nghiệp Hà Nội đang nghiên cứu và triển khai thử nghiệm môhình sử dụng chế phẩm vi sinh vật (Balasa) để bổ sung vào chất lót chuồngnuôi lợn, gà (mô hình chăn nuôi sinh thái) đã mang lại hiệu quả về kinh tế vàmôi trường như: giảm sự phát sinh mùi, chất thải rắn và nước thải trong quátrình chăn nuôi

Trong nhiều năm qua phòng Vi sinh vật môi trường của Viện Côngnghệ môi trường đã có nhiều kinh nghiệm trong việc nghiên cứu sản xuất vàứng dụng các chế phẩm vi sinh vật tuyển chọn ở Việt Nam để xử lý phế thảinông nghiệp, rác thải sinh hoạt và nước thải Hiện nay, phòng đang nghiên

cứu và hoàn thiện chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 để xử lý chất lót chuồng nuôigia cầm cho các hộ nông dân Việc đánh giá hiệu quả của chế phẩm Sagi Bio-

1 trong xử lý chất lót chuồng nuôi gà có ý nghĩa rất quan trọng trong việc ứngdụng các sản phẩm khoa học vào thực tiễn Chính vì vậy, tôi tiến hành nghiên

cứu thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 trong xử lý chất lót chuồng nuôi gà tại Tam Dương - Vĩnh Phúc”.

Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 khi sử dụng để

bổ sung chất lót chuồng nuôi gia cầm nhằm hạn chế phát sinh mùi hôi thối và

ức chế các vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi gia cầm, góp phần cải thiệnmôi trường nông thôn

- Phát triển ứng dụng chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 vào xử lý ô nhiễmmôi trường chuồng trại chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam

Nội dung nghiên cứu

- Điều tra khảo sát tình hình chăn nuôi gia cầm và mức độ ô nhiễm môitrường tại 1 số xã có mật độ chăn nuôi gia cầm cao của huyện Tam Dương,tỉnh Vĩnh Phúc

- Sử dụng chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 để bổ sung vào chất lót chuồngnuôi gà tại 1 số hộ chăn nuôi tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc

- Phân tích đánh giá chất lượng không khí chuồng nuôi (tổng vi khuẩnhiếu khí, sự phát sinh mùi H2S, NH3) giữa các chuồng nuôi gia cầm sử dụngchế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 và không sử dụng chế phẩm vi sinh trong quátrình nuôi gia cầm

- Phân tích đánh giá sự biến động của các vi sinh vật hữu ích sử dụng

để sản xuất chế phẩm Sagi Bio- 1 (xạ khuẩn Streptomyces và vi khuẩn

Lactobacillus) trong chất lót chuồng nuôi gia cầm giữa các chuồng nuôi gia

cầm sử dụng chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 và không sử dụng chế phẩm visinh

- Đánh giá sự biến động của các nhóm vi sinh vật gây bệnh bao gồm

E.coli, Salmonella, Nấm mốc trong chất lót chuồng nuôi gia cầm giữa các

chuồng nuôi gia cầm sử dụng chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1 và không sử dụngchế phẩm vi sinh

PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam và trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

1.1.1 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam

Chăn nuôi gia cầm là nghề chăn nuôi truyền thống ở Việt Nam, sảnphẩm gia cầm, đặc biệt là thịt gà không chỉ là nguồn cung cấp thực phẩm cógiá 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 lý do đó sản phẩm gia cầm luôn có vị trí trên thị trường tiêuthụ, đã góp phần thúc đẩy chăn nuôi phát triển, tạo thêm việc làm, tăng thunhập cho người chăn nuôi

Mấy năm trở lại đây, 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 rõrệt Trong các loại gia cầm, gà là loại chính chiếm trên 75% tổng gia cầm.Bên cạnh đó, chăn nuôi một số loại gia cầm như ngan, vịt cũng khá phát triển.Nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm về gia cầm khá lớn và là yếu tố thúc đẩy sảnxuất của ngành này phát triển [12]

Sản xuất chăn nuôi ở Việt Nam có 3 cách thức chăn nuôi chính: Chănnuôi 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 triểnkinh tế nông nghiệp và nông thôn là một trong những mục tiêu được Đảng vàNhà nước hết sức chú trọng, trong đó có phát triển kinh tế hộ gia đình thôngqua các hoạt động phát triển chăn nuôi Theo báo cáo của 60/64 tỉnh, thànhtính đến 1/10/2013 có tổng số 16.012 trang trại, trong đó miền Bắc có 6.101trang trại, miền Nam có 9.911 trang trại Chăn nuôi gia cầm chiếm 15,4%trang trại chăn nuôi [12] Chăn nuôi gà trong giai đoạn 2008 – 2012 đạt2,74% về số lượng con Thống kê năm 2013 của Cục Chăn nuôi, cả nước cókhoảng 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình và 18.000 trang trại chăn nuôi

tập trung Với tổng đàn 314,8 triệu con gia cầm, trong đó đàn gà 231,8 triệucon (hình 1.1) và hơn 38 triệu con gia súc [34; 35].

Số lượng gà (triệu con)

Hình 1.1 Thống kê số lượng gà qua các năm ở Việt Nam

1.1.2 Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở tỉnh Vĩnh Phúc

(Theo số liệu của Cục thống kê tỉnh tại thời điểm 01/10 từ 2006 đến năm 2012; điều tra, khảo sát của Sở Nông nghiệp &PTNT tháng 9/2012 và tháng 01/2013)

Số lượng và sản phẩm

- Tổng đàn gia cầm của tỉnh 8.566.600 con, trong đó số lượng gà:7.375.800 con chiếm 86,2% tổng đàn; số lượng thủy cầm (vịt, ngan, ngỗng):1.190.800 con chiếm 13,8% tổng đàn (vịt có 988.900 con) Giai đoạn 2006-

2010 đàn gia cầm liên tục tăng, bình quân 5,85%/năm; trong đó đàn gà đẻtăng mạnh, năm 2010 đạt 1.690.000 con tăng 16,2% so với năm 2009; đếnnăm 2012 đàn gà đẻ đạt 2.497.780 con chiếm 33,8% tổng đàn gà

- Sản lượng thịt gia cầm giai đoạn 2006-2010 tăng bình quân

11,5%/năm, năm 2012 đạt 22.183 tấn tăng so với năm 2011 là 6,5% (tăng

1.357 tấn)

- Sản lượng trứng gia cầm (2006-2010) tăng bình quân 20,3%/năm;năm 2012 đạt 333,7 triệu quả, tăng so với 2011 8,5% (tăng 26,3 triệu quả)

Cơ cấu giống

- Các giống gà công nghiệp hướng thịt nuôi trên địa bàn tỉnh gồm: Isa,

AA, 707, Cob 500, Ross 308,…là những giống được nhập từ các công tytrong nước, công ty liên doanh với nước ngoài trên địa bàn tỉnh

- Các giống gà công nghiệp hướng trứng chủ yếu là giống: Isa Brow và Aicập

- Các hộ chăn nuôi gà thả vườn dùng chủ yếu các giống lai mẹ LươngPhượng hoặc Tam Hoàng lai với bố Mía

Qui mô, phương thức, thức ăn chăn nuôi gia cầm

- Qui mô: Theo kết quả tổng điều tra về nông thôn, nông nghiệp & thủy

sản tháng 7/2012 của Cục Thống kê cho thấy: Toàn tỉnh có 128.509 hộ có chănnuôi gà Trong đó hộ nuôi 1-19 con chiếm 29,47%; từ 20-49 con chiếm 40,57;…Quy mô hộ nuôi nuôi gà được thể hiện ở hình 1.2

> 1000 (con)

Hình 1.2 Thống kê % số lượng quy mô hộ nuôi gà tại tỉnh Vĩnh Phúc

+ Gà đẻ qui mô từ 1.000 con trở lên có 1.177 hộ, trang trại; quy mô từ3.000 con trở lên có 93 trang trại (trong đó có 59 cơ sở nuôi gà sản xuất congiống)

+ Gà thịt qui mô từ 1.000-3.000 con/lứa có 64 hộ, trang trại; qui mô từ 5.000con/ lứa trở lên có 59 trang trại

Chăn nuôi gà thả vườn đã phát triển ở nhiều hộ tại các xã trung du,miền núi, qui mô từ 500 con/lứa trở lên Chiếm tỷ lệ khá lớn là chăn nuôi qui

mô hộ gia đình từ vài chục con đến vài trăm con

- Phương thức và thức ăn chăn nuôi: Đã có nhiều trang trại nuôi gà

xây dựng chuồng kín có hệ thống làm mát, điều tiết nhiệt, sử dụng 100% thức

ăn công nghiệp Chăn nuôi vừa nhốt vừa kết hợp thả vườn và sử dụng thức ăncông nghiệp có kết hợp với sản phẩm nông nghiệp (ngô, thóc) theo từng giaiđoạn Chăn nuôi trong nông hộ, nhỏ lẻ sử dụng, tận dụng thức ăn là ngô, thóc

Vùng chăn nuôi

Đã hình thành vùng chăn nuôi tập trung gà đẻ, gà thịt tại huyện TamDương, Tam Đảo (số lượng gà ở 2 huyện này chiếm 50,3% tổng đàn gà củatỉnh) Một số xã chăn nuôi gà trọng điểm như thị trấn Hợp Hòa, xã Thanh Vân(Tam Dương), xã Tam Quan (Tam Đảo) số lượng gà có thời điểm đạt trên 1triệu con/xã Khảo sát, thống kê của Sở NN&PTNT tháng 01/2013: Chăn nuôigà đẻ qui mô 1.000 con trở lên ở Tam Dương có 661 hộ, trang trại; Tam Đảo

có 132 hộ, trang trại; 2 huyện chiếm 73% tổng số hộ, trang trại nuôi gà đẻ cóqui mô 1.000 con trở lên trong toàn tỉnh [36]

Hình 1.3 Chuồng nuôi gà siêu trứng nhà chị Trần Thị Hoa, xã Hướng

Đạo, Tam Dương

Ứng dụng tiến bộ kỹ thuật và công nghệ

- Giống: Một số giống gà đẻ, gà thịt cao sản đã được nuôi trong các trangtrại

- Chuồng trại, thiết bị: Hệ thống chuồng nuôi khép kín, có hệ thống làmmát; máng ăn, máng uống hiện đại đã được nhiều trang trại chăn nuôi gà đẻ,gà thịt ứng dụng

- Quy trình chăn nuôi, phòng bệnh được thực hiện tốt ở các trang trạichăn nuôi có quy mô lớn (từ 1.000 con trở lên)

* Đánh giá hiện trạng chăn nuôi gia cầm

+ Chuồng trại, thiết bị hiện đại và nuôi công nghiệp đã được nhiều trang trạiáp dụng; chăn nuôi gà thịt quy mô 1.000 con/hộ trở lên có xu hướng phát triển mạnh

- Hạn chế

+ Chăn nuôi, sản xuất con giống gia cầm không có hệ thống (toàn tỉnh

có 84 cơ sở chăn nuôi gia cầm bố mẹ, ấp nở; gà: 59 cơ sở, vịt: 25 cơ sở)nhưng chưa quản lý được chất lượng giống và phát triển tự phát

+ Phát triển chăn nuôi gia cầm chưa có quy hoạch

+ Nhiều hộ chăn nuôi chưa đầu tư được chuồng trại, thiết bị còn chắpvá và tận dụng

+ Phòng, chống dịch bệnh không chủ động, quy trình chăn nuôi thiếu

an toàn sinh học còn phổ biến

+ Ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gia cầm ngày càng tăng, chưa cóbiện pháp xử lý hiệu quả [36]

1.1.3 Hiện trạng môi trường ở Tam Dương - Vĩnh Phúc

Tam Dương là huyện trung du của tỉnh Vĩnh Phúc Với diện tích tựnhiên là 10.718,55 ha, dân số 95.964 người theo thống kê năm 2009 của tỉnhVĩnh Phúc [37], Những ngày đầu tái lập, huyện Tam Dương còn gặp muônvàn khó khăn, thách thức do là huyện thuần nông Kết cấu hạ tầng vừa thiếu,vừa yếu Khi đó, cơ cấu kinh tế ngành nông, lâm nghiệp, thủy sản chiếm tỷtrọng chủ yếu với 65,3%; Tiểu thủ công nghiệp chiếm 18,4%; Thương mại -dịch vụ chỉ chiếm 18,4%

Đến nay, Tam Dương trở thành điểm sáng trong phát triển kinh tế củatỉnh Vĩnh Phúc và cả nước Cơ cấu vật nuôi, cây trồng, được mạnh dạnchuyển đổi; nhân dân tích cực áp dụng các tiến bộ KHKT vào sản xuất.Huyện đã xây dựng được 3 vùng chăn nuôi tập trung với tổng diện tích 50ha.Năm 2012, giá trị sản xuất ngành chăn nuôi ước đạt 1000 tỷ đồng, chiếm 68%tổng giá trị sản xuất nông nghiệp toàn huyện, tăng 10% so với năm 2011 Vàchủ lực, mũi nhọn trong phát triển chăn nuôi của Tam Dương vẫn là chănnuôi gia cầm Đến nay, có thể khẳng định Tam Dương là huyện có số lượnggia cầm lớn nhất tỉnh (chiếm 1/3 tổng đàn gia cầm toàn tỉnh) [37]

Chăn nuôi ở Tam Dương đã giải quyết cho hàng ngàn lao động, nôngdân có việc làm và thu nhập ổn định, nhiều gia đình từ nghèo khó đã trở thànhnhững hộ giàu có thực sự Tam Dương có nguồn thực phẩm phong phú, ổnđịnh không những cung cấp cho việc tiêu dùng ở Vĩnh Phúc mà thực phẩm ởđây còn cung cấp tới cả thủ đô Hà Nội Tam Dương là một huyện tuy không

có nhiều rác thải độc hại phát sinh từ các khu công nghiệp, khu du lịch, nhưngvấn đề ô nhiễm môi trường tại huyện Tam Dương đã đến mức báo động Ônhiễm môi trường của Tam Dương chủ yếu phát sinh từ các mô hình kinh tế

gắn liền với sản xuất, chế biến nông sản và đặc biệt là chăn nuôi gia súc, giacầm Năm 2013, toàn Huyện hiện có gần 190 trang trại chăn nuôi gia súc, giacầm với quy mô lớn Tổng số các trang trại hiện đang nuôi khoảng 3.000 contrâu; 89.000 con bò; 9.832 con lợn; 581.250 con gia cầm; Bình quân mộttrang trại chăn nuôi có quy mô gần 60 đầu lợn và 2.200 con gia cầm Một số

hộ trang trại chăn nuôi có quy mô lớn trên địa bàn huyện như ông PhạmQuang Hải ở xã Kim Long nuôi 1.400 con lợn; ông Bùi Văn Chuyên nuôi1.200 con lợn Nhiều hộ nuôi trên 20.000 con gà Mặc dù chăn nuôi ở TamDương phát triển như vậy, nhưng chỉ có hơn 10% số trang trại áp dụng môhình biogas và lắng lọc, số còn lại xả thẳng chất thải rắn và lỏng ra môitrường Chính vì không xử lý chất thải, nên các trang trại này gây ảnh hưởngđến cả môi trường không khí Ngoài 190 trại chăn nuôi gia súc, gia cầm này,trên địa bàn huyện còn có hàng ngàn hộ dân chăn nuôi trong khu dân cư vớiquy mô nhỏ lẻ Tất cả những hộ chăn nuôi nhỏ lẻ này đều không có hệ thống

xử lý chất thải, làm ô nhiễm môi trường trong khu dân cư [36]

Trên địa bàn toàn huyện mới chỉ có 30% số hộ chăn nuôi dân đăng kýthu gom, xử lý rác thải, 90% các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp, trangtrại chăn nuôi gia súc, gia cầm không chịu đầu tư hệ thống xử lý chất thải.Công tác quy hoạch khu vực chứa và sử dụng rác thải còn nhiều bất cập Dịchvụ vệ sinh môi trường còn thiếu, chưa đáp ứng nhu cầu xử lý rác thải tại địaphương Bên cạnh đó, ý thức của người dân về bảo vệ môi trường còn yếu,hiện tượng xả rác thải bừa bãi, xác súc vật chết ra các kênh mương… còn phổbiến

Theo kết quả khảo sát năm 2010 tại một số xã có nhiều hộ chăn nuôi đãđược Chi cục Thú y tỉnh công bố, nồng độ khí NH3, H2S có trong không khítại một số nơi đã cao hơn mức cho phép từ 1 – 2,3 lần, độ nhiễm khuẩn

coliform cao hơn gấp 3,2 lần TCCP; nước thải nhiễm E Coli và tỷ lệ số mẫu

nước thải nhiễm trứng giun cao Hàm lượng COD trong nước thải từ 314 –542mg/l, cao hơn giới hạn cho phép từ 1,57 – 2,71 lần, hàm lượng BOD từ

182,5 – 406,4mg/l vượt TCCP từ 1,22 – 2,7 lần Thực tế, do chưa thực hiệntốt công tác bảo đảm an toàn, vệ sinh môi trường nên tình hình dịch bệnh đãxảy ra ở nhiều huyện, địa phương trong tỉnh như dịch tai xanh ở lợn tại huyệnTam Đảo; dịch cúm gia cầm ở huyện Tam Dương; dịch lở mồm long móng ởxã Hồng Phong (Lập Thạch);… [29; 37].

Với sự vào cuộc quyết liệt của các cấp chính quyền và các ngành chứcnăng, trong công tác bảo vệ môi trường, đặc biệt là giảm ô nhiễm môi trườngtrong ngành chăn nuôi Cùng với thực tế ô nhiễm tại các làng, xã nơi các hộchăn nuôi đang sinh sống Nên hộ chăn nuôi hiện nay đã có thay đổi nhậnthức về tác hại của tình trạng ô nhiễm môi trường

Hiện nay, các phương pháp sử dụng chế phẩm sinh học thân thiện vớimôi trường trong xử lý chất thải chăn nuôi Ngoài việc tạo ra nguồn phân bónhữu cơ dồi dào cho phát triển nông nghiệp, hạn chế nguồn sâu bệnh, tái chếcác chất phế thải nông nghiệp thành phân bón còn góp phần giảm chi phí sảnxuất Được khuyến cáo sử dụng rộng rãi trong cộng đồng, góp phần bảo vệmôi trường và phát triển bền vững [29]

1.2 Các vấn đề môi trường trong chuồng trại chăn nuôi gà

1.2.1 Thành phần chất thải chăn nuôi

Phân

Phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hoá của gia súc, giacầm bị bài tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa Phân gia súc, gia cầm là sảnphẩm 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 vàcác 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% khốilượng của phân Do hàm lượng nước cao, giàu chất hữu cơ cho nên phân làmôi trường tốt cho các vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất 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 kíchthích tăng trưởng, các hormone hay dư lượng kháng sinh…

- Các men tiêu hóa của bản thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóasau 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 quátrình chế biến thức ăn hay quá trình nuôi dưỡng gia súc

- Các yếu tố gây bệnh như các vi khuẩn, ký sinh trùng bị nhiễm trong đường tiêu hoá gia súc hay trong thức ăn [9]

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm

Loại vật nuôi

Thành phần hóa học (% trọng lượng vật nuôi) Nitơ tổng số Phospho tổng số

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, chứađựng nhiều độc tố, là sản phẩm cặn bã từ quá trình sống của gia súc, khiphát tán vào môi trường có thể chuyển hoá thành các chất ô nhiễm gây táchại 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, axit mật và nhiều sản phẩm phụ của quá trình

trao đổi chất của con vật Thành phần nước tiểu thay đổi tùy thuộc loạigia súc, gia cầm, tuổi, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu.

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 khíamoniac gây mùi khó chịu Amoniac là một khí rất độc và thường đượctạo ra rất nhiều từ ngay trong các hệ thống chuồng trại, nơi lưu trữ, chếbiến 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 nguồncung cấp dinh dưỡng giàu nitơ, photpho và các yếu tố khác ở dạng dễ hấpthu cho cây trồng

Nước thải

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

Thành phần của nước thải rất phong phú, chúng bao gồm các chất rắnở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất làcác 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 họckhác Do ở dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên khả năng bị phân hủy vi sinhvật 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 [9; 23]

Đệm lót chuồng

Trong các chuồng trại chăn nuôi, người chăn nuôi thường dùng rơmrạ, vỏ trấu hay các chất độn khác,… để lót chuồng Sau một thời gian sửdụng, những vật liệu này sẽ được ủ thành phân hoặc thải bỏ Loại chất thảinày chiếm khối lượng khá lớn, chúng là một nguồn gây ô nhiễm quantrọng, 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 môitrường.

Xác gia súc, gia cầm chết

Xác gia súc, gia cầm chết là một loại chất thải đặc biệt của chănnuôi Thường các gia súc, gia cầm chết do các nguyên nhân bệnh lý, chonên chúng là một nguồn phát sinh ô nhiễm nguy hiểm, dễ lây lan các dịchbệnh Xác gia súc chết có thể bị phân hủy tạo nên các sản phẩm độc Cácmầm bệnh và độc tố có thể được lưu giữ trong đất trong thời gian dài haylan truyền trong môi trường nước và không khí, gây nguy hiểm cho người,vật nuôi và khu hệ sinh vật trên cạn hay dưới nước Gia súc, gia cầm chết

có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau Việc xử lý phải được tiến hànhtriệt để Gia súc, gia cầm bị bệnh hay chết do bị bệnh phải được thiêu hủyhay chôn lấp theo các quy định về thú y Chuồng nuôi gia súc bị bệnh, chếtphải được khử trùng bằng vôi hay hóa chất chuyên dùng trước khi dùng đểnuôi tiếp gia súc Trong điều kiện chăn nuôi phân tán, nhiều hộ gia đìnhvứt 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

Thức ăn bị rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiễm, vì thức ăn chứa nhiềuchất dinh dưỡng dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên Khi chúng bịphân hủy sẽ tạo ra các chất kể cả chất gây mùi hôi, gây ô nhiễm môi trườngxung quanh, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của gia súc và sứckhỏe 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 ônhiễm môi trường Đặc biệt các bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bìđựng thuốc có thể xếp vào các chất thải nguy hại cần phải có biện pháp xử lýnhư chất thải nguy hại

Khí thải

Chăn nuôi là một ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải nhất TheoHobbs và cộng sự (1995), có tới trên 170 chất khí có thể sinh ra từ chănnuôi, 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 thảichăn 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 đến sức khỏe vật nuôi, gây bệnhcho người chăn nuôi và tới sức khỏe của người dân xung quanh khu vựcchăn nuôi Ở điều kiện bình thường, các chất bài tiết từ gia súc, gia cầmnhư 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 hôhấp, bệnh về mắt, tổn thương các niêm mạc, gây ngạt thở, xẩy thai và ởtrường 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 dụngtrong chăn nuôi Trong chăn nuôi, tiếng ồn chỉ xảy ra ở một số thời điểmnhất định (thường là ở thời gian cho gia súc, gia cầm ăn) Tuy nhiên tiếngồn từ gia súc gia cầm là những âm thanh chói tai, rất khó chịu, đặc biệt làtrong những khu chuồng kín Người tiếp xúc với dạng tiếng ồn này kếthợp với bụi và các khí độc ở nồng độ cao trong chuồng nuôi hay khu vựcxung quanh rất dễ rơi vào tình trạng căng thẳng dẫn tới ảnh hưởng tới trạngthái tâm lý, sức khỏe và sức đề kháng với bệnh tật [9; 25]

1.2.2 Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi gà đến môi trường

Chăn nuôi gà ở Việt Nam chủ yếu sản xuất tập trung tại các hộ quy mônhỏ lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch nhất là các vùng dân cư đông đúc đãgây ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng Vì vậy, việc hiểu rõ thànhphần và các tính chất của chất thải chăn nuôi để có biện pháp quản lý và

xử lý thích hợp, khống chế ô nhiễm, tận dụng nguồn chất thải giàu hữu cơvào mục đích kinh tế là một việc làm cần thiết.

Trên thực tế, thực trạng chăn nuôi theo phương pháp truyền thống đãbộc lộ nhiều hạn chế Do thiết kế chuồng hở và việc vệ sinh không đảm bảo,nên mùi hôi của thức ăn và phân gà toả ra môi trường bên ngoài gây tìnhtrạng hôi thối, mất vệ sinh Nghiêm trọng nhất là nạn ruồi, nhặng phát sinh từtrang trại gà ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người Việc thải phân và nướcrửa chuồng trực tiếp ra môi trường gây ra mùi hôi thối cũng gây ảnh hưởngđến sức khoẻ con người [4]

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

Xử lí chất thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của

vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, có trong chất thải Chođến nay người ta đã xác định được rằng, các vi sinh vật có thể phân huỷ đượctất cả các chất hữu cơ có trong tự nhiên và nhiều hợp chất hữu cơ tổng hợpnhân tạo VSV sống khắp mọi nơi trên trái đất: trong đất, nước, không khí,tromg hầm mỏ, dưới đáy biển sâu, trên người, động thực vật, hàng hoá, dày,dép, quần áo, Ngay cả ở những nơi mà điều kiện sống tưởng chừng hết sứckhắc nghiệt: nhiệt độ cao, áp suất cao, pH rất thấp hoặc rất cao, độ mặn cao(biển chết) vẫn thấy có sự phát triển của VSV VSV tuy nhỏ bé nhất trongsinh giới nhưng năng lực hấp thu và chuyển hoá thức ăn của chúng có thểvượt xa các sinh vật bậc cao

Hệ vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi gồm nhiều nhóm VSV có hoạttính sinh học khác nhau giữ vai trò hết sức quan trọng trong chu trình chuyểnhóa các hợp chất hữu cơ thành các chất mùn mà cây trồng có thể sử dụngđược

Hình 1.4 Chu trình chuyển hóa cacbon trong tự nhiên

Dưới đây là các nhóm VSV có khả năng phân huỷ các hợp chất phổbiến, là thành phần chính trong chất thải chăn nuôi gồm xenlulose, tinh bột,protein và VSV có khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh đường ruột, vikhuẩn gây thối [4]

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza

Hình 1.5 Xenlulose

Xenlulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật, chiếm tới 50%tổng số hydratcacbon trên trái đất Trong vách tế bào thực vật, xenlulose tồn

tại trong mối liên kết chặt chẽ với các polisaccarit khác; Hemixenlulose,Pectin và Lignin tạo thành liên kết bền vững.

Xenlulose thường có mặt ở các dạng sau:

• Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ trấu, vỏ thân ngô…

• Phế liệu công nghiệp thực phẩm: vỏ và xơ quả, bã mía, bã cà phê, bãsắn…

• Phế liệu trong công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn cưa, gỗ vụn…

• Các chất thải gia đình: rác, giấy loại…

Xenlulose là một trong những thành phần chủ yếu của tổ chức thựcvật Xenlulose là hợp chất rất vững bền, đó là loại polysaccharide cao phân tử.Trong tự nhiên có nhiều loại vi sinh vật có khả năng sinh ra các enzyme làmxúc tác trong quá trình phân giải xenlulose Chúng có ý nghĩa rất lớn đối vớiviệc thực hiện vòng tuần hoàn Cacbon trong tự nhiên Xenlulaza là một phứchệ 3 enzyme (Endo-1,4-glucanaza, Exo-1,4-gluconaza, β-1,4-glucozidaza)hoạt động cùng nhau để thuỷ phân xenlulose tạo ra các loại đường có thể điqua thành tế bào VSV [12; 14]

Trong tự nhiên khu hệ VSV có khả năng sinh tổng hợp enzymxenlulaza phân giải xenlulose vô cùng phong phú, bao gồm vi khuẩn, xạkhuẩn và vi nấm

- VK hiếu khí: Azotobacter, Flavobacterium, Archromobacter,

Pseudomonas, Bacillus, Cellulomonas, Vibrio, Cellvibrio, Cytophaga, Angioccocus, Polyangium, Sporocytophaga, Sorangium, Archangium, Promyxo-bacterium, [6].

- VK kị khí: Người ta thường gọi quá trình phân giải xenluloza kị 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, [12; 20].

- XK: 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: ởnhững nơi có chứa xenluloza Các nhóm XK phân giải xenluloza:

Micromonospora, Proactinomyces, Nocardia, Actinomyces, Streptomyces, Streptosporangium, Thermomonospora, Thermoactinomyces, [14; 21].

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

lớn chúng thường phân huỷ xenluloza khi độ ẩm cao và ở nhiệt 20 - 300C, pHtrong khoảng từ 3,5-6,6 Các chủng nấm có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza

cao: Trichoderma, Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Phanerochaete,

Penicilium, Verticilium, [27].

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 thếvà ngược lại trong điều kiện yếm khí vi khuẩn và xạ khuẩn chiếm ưu thế Cácloại 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-glucoza được gắn với nhau bằng liên kết α-1,4 glucozit tạo nên chuỗi dàikhoảng 200-1000 gốc glucoza và phân tử amyloza có một đầu khử Trongphân tử amilopectin các gốc glucoza được gắn với nhau không chỉ bằng liênkết α-1,4 glucozit mà còn bằng liên kết α-1,6 glucozit Vì vậy phân tửamilopectin có cấu trúc nhánh, có một đầu khử Tinh bột không tan trongnước lạnh nhưng bị hồ hóa ở nhiệt độ 60 – 80oC

Tinh bột bị thủy phân duới tác dụng của enzym amilaza hoặc axit tạothành phân tử có trọng lượng thấp hơn gọi là dextrin Quá trình thủy phân tinhbột này có sự tham gia của nhiều loại enzym khác nhau và mỗi enzym có mộtphương thức tác dụng đặc hiệu riêng Amylaza là hệ enzym rất phổ biến đốivới VSV Theo tính chất và cách tác dụng lên tinh bột, phân biệt amylazathành các loại: α-amylaza, β-amylaza, glucoamylaza và oligo 1-6glucozidaza [1; 25].

Nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng sinh amilaza như vi khuẩn, nấmmốc, xạ khuẩn và nấm men

Các vi khuẩn gram dương đặc biệt là Bacillus thường tạo ra nhiều

amilaza hơn các vi khuẩn gram âm (Forgarty & Kelly, 1990) Ngoài amilaza ra vi khuẩn còn tạo ra - amilaza (- amilaza trước đây chỉ thấy ở

-thực vật) Ví dụ  -amilaza từ B polymyxa, khi thủy phân tinh bột có thể tạo

ra 92 - 94% maltoza Đây là - amilaza đầu tiên được phát hiện ở vi khuẩn.Hoạt tính của nó gần giống như - amilaza của thực vật Sau này, người ta tìm

thấy - amilaza ở một số vi khuẩn khác như Acetobacter, B megaterium, B.

cereus.

Khả năng sinh amilaza 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 amilaza

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

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

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

men có khả năng thủy phân tinh bột ( Candida antaritica, lipomyces, ) [5;

19]

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 mộtnguồn 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 lạikém bền so với vi khuẩn [23; 26]

VK có khả năng sinh ra cả hai loại proteaza (endopeptidaza vàexopeptidaza), 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 khảnăng 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

Đặc tính của vi khuẩn lactic là Gram dương, oxydase 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 thựcphẩm, trong y, dược và xử lý môi trường Gần đây vi khuẩn lactic còn đượcđặc biệt quan tâm nghiên cứu về khả năng sinh bacterioxin là các chất diệtkhuẩn 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 vấnđề kiểm soát các nguồn bệnh Hầu hết vi khuẩn lactic đều tổng hợp đượcbacteriocin nên thành phần kháng khuẩn này rất đa dạng như Lactacin,Nisin, Acidolin, [12]

1.4 Các phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam và trên thế giới

Chế phẩm EM là một hỗn hợp chứa các vi sinh vật có ích tồn tại trongtự nhiên được phân lập ra, có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật có hại vàhướng quá trình phân huỷ hữu cơ theo hướng có lợi cho môi trường Sử dụngchế phẩm EM an toàn, không độc hại và cân bằng sinh học, làm cho môitrường không khí, đất và nước trong lành, không bị ô nhiễm, xúc tiến tăngtrưởng và tăng sức đề kháng cho gia cầm [13; 33].

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

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

- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chốngchịu 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 trạichăn nuôi

Trong bảo vệ môi trường: Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gâythối (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 sốlượng Xử lý phân gà bằng EM Bokashi C để khử mùi hôi, ngăn chặn sự pháttriển của các vi khuẩn gây bệnh, làm phân chóng hoai và trở thành phân bónhữu cơ có chất lượng [13; 16; 33].

Tuy nhiên, chế phẩm EM là sản phẩm được nhập khẩu từ Nhật Bản vàoViệt Nam từ những năm cuối thế kỷ 20 Nên khả năng thích ứng với điều kiệnở Việt Nam không cao bằng các chủng nội địa Hiện nay, chế phẩm đã khôngcòn nguyên bản như khi mới nhập khẩu, đã qua quá nhiều lần nhân nuôi ở các

cơ sở khác nhau, nên tác dụng của chế phẩm không còn hiệu quả như khi mớinhập về Chế phẩm EM có chi phí đắt vì vậy không phổ biến cho người chănnuôi

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

Thành phần của chế phẩm Balasa – N01 là các tế bào sống của cácchủng 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 hầunhư 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 vậygiảm 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% nướctrong chăn nuôi, 60% nhân lực, 10% thức ăn, giúp môi trường chăn nuôikhông 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 có lợi: Môi trường không ônhiễm, giảm được công việc nặng nhọc trong công việc thường xuyên thaychất 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 bềmặt đệm lót một lần để giúp cho đệm lót được tơi xốp, phân sẽ được phân huỷnhanh hơn

- 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

- Khi phát hiện độn lót có mùi của khí NH3 và thối nhẹ là tác dụng phângiải 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 quyếtđược vấn đề về ô nhiễm môi trường [31]

Việt Nam là nước có mùa nắng nóng kéo dài chế phẩm không thíchhợp vào mùa nóng (do quá trình phân hủy sinh nhiệt nhiều) Khi sử dụng chếphẩm Balasa- N01 phải làm tơi xốp bề mặt đệm lót chính vì vậy có thể gâyxáo trộn đàn ảnh hưởng rất lớn đến gia cầm đẻ trứng và tốn nhân công Nênchế phẩm Balasa – N01 khó áp dụng rộng rãi cho bà con nông dân

1.4.3 Công nghệ ozon

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 Hiệnnay ở Việt Nam ozon đã được ứng dụng trong chăn nuôi để xử lý: nguồnnước, thức ăn, chuồng trại và môi trường xung quanh

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

- Làm mát môi trường, giảm nhiệt độ trong chuồng trại từ 20 – 30oC,ngăn 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 Đặcbiệt ruồi, muỗi hầu như bị tiêu diệt

- Phòng chống lây lan dịch bệnh trên diện rộng

- Đồng thời khử mùi các loại khí như NH3, H2S,… phát sinh từ phâncủa vật nuôi Gây nên cay mắt và nghẹt thở cho người, ảnh hưởng đến môitrường xung quanh Ozone khử một số chất khí thành khí O2, CO2 và hơi nước[7]

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 1.2 Khả năng khử một số hợp chất mang mùi của ozone Hợp chất mang mùi Nồng độ mùi (ppm) Hiệu suất xử lý của ozone (%)

Nguồn: Công ty TNHH Môi trường Phương Nam, 2010

Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ ozon để xử lý môi trường chuồngtrại chăn nuôi chỉ phù hợp cho các trang trại nuôi lớn với qui mô hàng chụcngàn con gia cầm, do phải đầu tư kinh phí lớn để sản xuất ozon và không phùhợp với qui mô chăn nuôi còn nhỏ lẻ như hiện nay ở Việt Nam

1.5 Chế phẩm vi sinh Sagi Bio- 1

Chế phẩm sinh học Sagi Bio- 1 dùng cho xử lý ô nhiễm môi trườngchuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và bãi chôn lấp chất thải Các chủng visinh vật sử dụng trong chế phẩm là các chủng vi sinh vật nội địa có khả năngthích nghi và phát triển mạnh trong môi trường chuồng trại chăn nuôi

Chế phẩm có tác dụng phân hủy nhanh các thải hữu cơ không phát sinhmùi hôi thối, ức chế sự phát triển của nấm mốc, vi sinh vật kị khí, vi sinh vật

gây hại (Coliform, Salmonella) trong chất thải làm giảm thiểu ô nhiễm môi

trường chuồng trại chăn nuôi và các bãi chôn lấp chất thải hữu cơ

Chế phẩm Sagi Bio- 1 gồm có:

Các chủng vi sinh vật hữu hiệu thuộc nhóm xạ khuẩn Streptomyces ưa

ấm (nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 15 - 370C) sinh tổng hợp mạnh các enzymengoại bào (xenlulaza, amylaza và proteinaza) có khả năng sinh kháng sinh ức

chế nấm mốc, vi khuẩn Gram âm Vi khuẩn Lactobacillus có tác dụng ức chế mạnh các vi khuẩn gây bệnh (Coliform, Salmonella)

Mật độ vi sinh hữu ích đạt: ≥108 CFU/gam, ml chế phẩm trong đó:

+ Vi khuẩn Lactobacillus: ≥108 CFU/gam, ml

+ Xạ khuẩn Streptomyces: ≥108 CFU/gam, ml

+ E coli: Không

+ Total coliform: Không

+ Salmonella: Không

Phụ gia: chất mang vô cơ hoặc chất mang hữu cơ

Các chủng vi sinh vật này được phân lập, tuyển chọn từ chất thải chănnuôi ở Vĩnh Phúc, Thanh Hóa, Hà Nội, là các chủng có khả năng thích nghirất tốt với điều kiện môi trường trong các trại chăn nuôi Ngoài ra, các chủng

Lactobacillus sử dụng trong sản xuất chế phẩm cũng là các chủng vi khuẩn có

khả năng sinh bacterioxin - chất có khả năng ức chế các vi sinh vật gây bệnh như Samonella, E coli Ảnh chụp vòng kháng khuẩn của dịch lên men

Lactobacillus đối với nấm mốc và Samonella được thể hiện ở hình 1.5.

Hình 1.6 Khả năng sinh bacterioxin ức chế nấm mốc(a) và Samonella(b)

của chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1

PHẦN II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

- Chế phẩm vi sinh Sagi Bio-1 của phòng Vi sinh vật môi trường –

Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt

Nam được sản xuất từ các chủng vi khuẩn Lactobacillus và xạ khuẩn

Streptomyces.

- Các hóa chất cần thiết cho phân tích

2.2 Đối tượng nghiên cứu

- Chất độn, lót chuồng nuôi gà tại Tam Dương, Vĩnh phúc.

- Không khí trong khu vực chăn nuôi gà

2.3 Thiết bị và hoá chất

2.3.1 Thiết bị

-Tủ cấy (ClassII Biohazard Safety Cabinet- Esco)

-Máy lắc (Shel lab)

-Tủ ấm (Binder)

-Nồi khử trùng (SA-300VF)

2.3.2 Hoá chất

- Các hoá chất vô cơ khác: NaCl, NaOH, KH2PO4, K2HPO4, KNO3,KCl, MgSO4.7H2O, FeSO4, phenol,

- Tinh bột tan, các loại đường: D-glucoza, saccaroza,

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật

( theo tiêu chuẩn Standards method - USA)

Sử dụng phương pháp đếm khuẩn lạc phát triển trên môi trường thạch

2.4.1.1 Phương pháp xác định vi sinh vật tổng số

Chuẩn bị môi trường nuôi cấy MPA (phụ lục)

- Môi trường được khử trùng ở 1210C trong vòng 30 phút Môi trườngsau khi được khử trùng được phân đều vào các đĩa petri

Pha loãng mẫu và xác định số lượng:

- Cân 10g mẫu cho vào 90ml nước vô trùng ta được dung dịch với nồng

độ pha loãng 10-1 Từ dịch huyền phù ở nồng độ 10-1 hút 1ml cho vào 9mldung dịch đệm được nồng độ pha loãng 10-2 và làm tương tự đối với các nồng

độ pha loãng tiếp theo cho đến nồng độ thích hợp cho xác định số lượng visinh tổng số

- Pha loãng mẫu vật nghiên cứu đến một mức độ nhất định trong cácống nghiệm chứa nước vô trùng

- Lấy 0,1 ml canh trường pha loãng ở 3 nồng độ khác nhau cho vào cáchộp peptri chứa môi trường MPA vô trùng đã chuẩn bị trước Dùng que trang,trang đều trên bề mặt thạch, úp ngược hộp thạch Nuôi trong tủ ấm ở 370Ctrong vòng 48 giờ

- Quan sát, đếm các khuẩn lạc hình thành trong các hộp thạch ở cácnồng độ khác nhau, từ đó tính ra số VSV tổng số có trong mẫu vật ban đầu

Số lượng vi sinh vật tổng số được xác định bằng công thức sau:

X = a x b x 10 (CFU/g và CFU/ml)Trong đó:

- a: Số lượng khuẩn lạc trên đĩa

- b: Nghịch đảo nồng độ pha loãng

2.4.1.2 Phương pháp xác định Salmonella

(theo TCVN 4829:2005/SĐ : 2008), nấm mốc, xạ khuẩn, nấm men)

Chuẩn bị môi trường nuôi cấy XLT - 4 AGAR (phụ lục)

- Môi trường được khử trùng ở 1210C trong 15 phút Môi trường saukhi khử trùng được phân đều vào các đĩa petri

- Pha loãng mẫu vật nghiên cứu đến một nồng độ nhất định trong cácống nghiệm chứa nước vô trùng.

- Lấy 0,1 ml canh trường pha loãng ở 3 nồng độ khác nhau cho vào cáchộp peptri chứa môi trường XLT - 4 AGAR vô trùng đã chuẩn bị trước Dùngque trang, trang đều trên bề mặt thạch, úp ngược hộp thạch Nuôi trong tủ ấmở 370C trong vòng 48 giờ

- Quan sát, đếm các khuẩn lạc mầu đen hình thành trong các petri ở các

nồng độ khác nhau, từ đó tính ra số lượng Salmonella có trong mẫu vật ban

đầu

2.4.1.3 Phương pháp xác định nấm mốc

Chuẩn bị môi trường phân lập mốc (môi trường Czapeak dox - phụ lục)

- Môi trường được khử trùng ở 1210C trong 15 phút Môi trường saukhi khử trùng được phân đều vào các đĩa petri

- Pha loãng mẫu vật nghiên cứu đến một nồng độ nhất định trong cácống nghiệm chứa nước vô trùng

- Lấy 0,1 ml canh trường pha loãng ở 3 nồng độ khác nhau cho vào cáchộp peptri chứa môi trường Czapeak dox vô trùng đã chuẩn bị trước Dùngque trang, trang đều trên bề mặt thạch, úp ngược hộp thạch Nuôi trong tủ ấmở 300C trong vòng 48 - 72 giờ

- Quan sát, đếm các khuẩn lạc nấm mốc hình thành trong các hộp thạchở các nồng độ khác nhau, từ đó tính ra số lượng nấm mốc có trong mẫu vậtban đầu

2.4.1.4 Phương pháp xác định nấm men

Chuẩn bị môi trường phân lập nấm men (Hansen- phụ lục)

- Môi trường được khử trùng ở 1210C trong 15 phút Môi trường saukhi khử trùng để nguội đến nhiệt độ khoảng 40 – 450C, bổ sungcloramphenicol 0,4% với tỷ lệ 4ml/100ml môi trường để ức chế vi khuẩn, sau

đó tiến hành đổ đĩa