Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật xử lý mùn cưa làm cơ chất nuôi trồng mộc nhĩ và tái sử dụng bã thải để trồng nấm sò tt

Bã mùn cưa au trồng mộc nhĩ hiện nay thường bị đ bỏ như rác thải, trong khi đó bã m n cưa vẫn còn lượng xenluloza và hemi nlulo a tương đương với rơm rạ có thể ử dụng để trồng nấm ò, tuy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

NGUYỄN BẢO CHÂU

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT XỬ LÝ MÙN CƯA LÀM CƠ CHẤT NUÔI TRỒNG MỘC NHĨ VÀ TÁI

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện

Khoa học Nông nghiệp Việt Nam vào hồi giờ ngày tháng năm 2018

Có thể tìm hiểu Luận án tại thư viện:

- Thư viện Quốc gia

- Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

- Thư viện Trường THPT chuyên Lương Văn Tuỵ, tỉnh Ninh Bình

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Nấm ăn là thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, có hàm lượng protein cao, chứa nhiều loại vitamin và các axit amin thiết yếu Với đặc điểm hoại sinh, ở một

số loài nấm có hệ enzyme phân giải ligno- xenluloza mạnh, có thể phân hủy được các cơ chất phức tạp tạo nguồn dinh dưỡng nuôi sợi nấm Tuy nhiên, đa phần các loài nấm trồng không thể sử dụng được ngay nguồn nguyên liệu khó phân hủy mà phải sử dụng các cơ chất đã hoai mục hoặc có sự hỗ trợ phân giải

cơ chất của vi sinh vật trước khi trồng nấm Các nghiên cứu về nấm hiện nay chủ yếu tập trung vào giống nấm, biện pháp kỹ thuật trồng, thu hoạch, chế biến và bảo quản sau thu hoạch, mà chưa quan tâm nhiều tới công đoạn xử lý nguyên liệu đặc biệt là xử lý bằng công nghệ vi sinh vật

ử dụng vi inhvật t ng hợp n ym chuyển hóa hợp chất ligno – nlulo a làm tác nhân ử l m n cưa trồng mộc nhĩ có tác dụng tăng tốc độ chuyển hóa, r t ngắn thời gian ủ nguyên liệu, tạo nguồn dinh dưỡng th ch hợp cho nấm inh trưởng và phát triển, giảm tỉ lệ nhiễm bệnh qua đó giảm chi ph nhân công, chi ph đầu tư ây dựng nhà ưởng và gia tăng lợi nhuận cho người trồng nấm

Bã mùn cưa au trồng mộc nhĩ hiện nay thường bị đ bỏ như rác thải, trong khi đó bã m n cưa vẫn còn lượng xenluloza và hemi nlulo a tương đương với rơm rạ có thể ử dụng để trồng nấm ò, tuy nhiên trong bã m n cưa có phần ợi và gốc nấm mộc nhĩ còn lại au thu hoạch là nhân tố gây ức chế ự inh trưởng của các nấm khác, việc b ung V V phân giải lingo – xenluloza vào bã

m n cưa au trồng mộc nhĩ, gi p khắc phục những nhược điểm trên đồng thời tận dụng được nguyên liệu một cách tối đa, giảm chi ph đ bỏ phế thải, tăng hiệu quả kinh tế và góp phần bảo vệ môi trường

Nhằm nâng cao hiệu quả ử dụng m n cưa trong ản uất nấm ăn, đáp ứng

nhu cầu thực tế của người trồng nấm, đề tài luận án “Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật xử lý mùn cưa làm cơ chất nuôi trồng mộc nhĩ và tái sử dụng bã thải

để trồng nấm sò” được thực hiện tại Bộ môn inh học Môi trường - Viện Môi

trường Nông nghiệp

2 Mục tiêu của luận án

Phân lập, tuyển chọn và ác định được khả năng ứng dụng vi inh vật chuyển hóa hợp chất ligno – xenluloza trong ử l m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ, tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò và ây dựng được qui trình sản xuất, sử dụng chế phẩm sinh học từ vi sinh vật tuyển chọn để

ử l có hiệu quả m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Đề tài luận án đã cung cấp các luận cứ, cơ ở khoa học và thực tiễn cho việc ử dụng vi inh vật chuyển hóa hợp chất ligno – nlulo a trong ử l m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò Kết quả phân lập, tuyển chọn vi inh vật phân giải ligno – nlulo a đồng thời góp phần làm giàu nguồn g n vi inh vật nông nghiệp

ản phẩm của đề tài luận án là chủng ạ khuẩn Streptomyces

thermocoprophilus MC05 có khả năng t ng hợp n ym nlula a, lignin

p ro ida a và mangan p ro ida a th c đẩy nhanh quá trình ử l m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò

Đề tài luận án là công trình nghiên cứu t ng hợp đầu tiên tại Việt Nam về phân lập, tuyển chọn, ác định chủng vi inh vật chuyển hóa hợp chất ligno – xenluloza và sản uất chế phẩm vi inh vật ử dụng trong ử l m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm

ò Những đóng góp mới của luận án cụ thể như au:

 Phân lập, tuyển chọn và ác định được chủng ạ khuẩn Streptomyces

thermocoprophilus MC05 thuộc nhóm an toàn sinh học cấp độ 1 có khả năng

t ng hợp enzyme xenlulaza, lignin peroxidaza và mangan p ro idaza thúc đẩy nhanh quá trình xử l m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò

 Xác định được các điều kiện tối ưu trong nhân inh khối chủng ạ khuẩn

Streptomyces thermocoprophilus MC05

 Xây dựng được qui trình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong

ử l mùn cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò

 Kết quả ử dụng chế phẩm vi inh vật trong ử l m n cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ và tái ử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm ò mở

ra giải pháp mới cho việc ử dụng hiệu quả m n cưa trong ản uất nấm ăn, góp phần trong bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả ản uất nấm ăn từ mùn cưa

CHƯƠNG I T NG UAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung về mộc nhĩ và nấm sò

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại

Mộc nhĩ có tên khoa học là Aricularia spp, quả thể hình đĩa tròn (hình tai)

đường k nh từ 2,0-15,0cm, có nhiều màu ắc và hình thái khác nhau Theo Lowy (1951) (tr ch th o Vương Bá Triệt,(1994) và Trịnh Tam Kiệt (2001), mộc nhĩ thuộc: ngành – Mycota, lớp – Basidiomycetes, lớp phụ -

Phragmobasidiomicetidae, bộ - Auriculariales, họ - Auriculariaceac, loài - Auricularia spp Owr Việt Nam hiện nay mới tìm thấy 6 loài mộc nhĩ, trong đó

có 2 loài được trồng ph biến là Auricularia polytricha (Mont) Sacc Và

Auricularia auricula (L Hook.) Und rw (Trịnh Tam Kiệt, 2001)

Nấm ò có hơn 30 loài, c ng có tên khoa học chung là Pleurotus sp., thuộc chi Pleurotus, họ Pleurotaceae, bộ Agaricales, lớp Agaricomycetes, ngành phụ

Agaricomycotina, ngành Nấm đảm – Basidiomycota, giới Nấm – Fungi Ở Việt

Nam, nấm ò còn có tên gọi khác là nấm bào ngư (Đinh Xuân Linh và cộng ự, 2012)

1.1.2 Giá trị dinh dưỡng

Nấm ăn là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao Th o Nuhu Alam t al., (2008) hàm lượng prot in của nấm ò tươi đạt trung bình 2,6 – 3,4%

và chứa nhiều a it amin qu Th o FAO (1972) mộc nhĩ là một trong các loại nấm ăn có vai trò quan trọng trong khẩu phần ăn ở châu Á Thành phần dinh dưỡng của mộc nhĩ khô gồm prot in thô (7,9%), chất béo (1,2%), cacbonhydtrat (84,2%)

1.1.3 Điều kiện sinh trưởng và phát triển của mộc nhĩ và nấm sò

Nguồn dinh dưỡng cơ bản để nấm inh trưởng và phát triển gồm: Cacbon (C), Nitơ (N), chất khoáng và vitamin Ở mộc nhĩ, ự inh trưởng diễn ra trong điều kiện cơ chất có tỷ lệ C/N nhỏ hơn 60/1, trong đó tốt nhất là 35/1; với nấm sò

tỷ lệ thích hợp là từ 20/1 đến 25/1 Tỉ lệ C/N tốt nhất cho nấm sò vào khoảng 20 – 30/1 và không được quá tỷ lệ 50/1 (Lê Lý Thùy Trâm, 2007)

Mộc nhĩ có thể inh trưởng ở nhiệt độ từ 150C đến 350C, trong đó nhiệt độ

th ch hợp nhất để mộc nhĩ phát triển là từ 250C đến 320C Nhiệt độ tối th ch cho

ự inh trưởng của hệ ợi nấm ò trong khoảng 250

C – 300C Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến năng uất mà còn ảnh hưởng đến hình thái quả thể, nhiệt độ cao cuống nấm dài, mũ nấm mỏng Ngược lại, nhiệt độ thấp, nấm phát triển chậm, cuống nấm ngắn, mũ nấm dày, màu ắc quả thể đậm hơn (Trịnh Tam Kiệt, 2013)

Với mộc nhĩ, độ ẩm của cơ chất th ch hợp ở khoảng 60-65% Nếu khô quá hoặc ẩm quá đều không tốt Trong khi đó, độ ẩm không kh của nơi nuôi trồng nên giữ ở mức 80%-90% (Nguyễn Lân H ng, 2000) Độ ẩm cơ chất th ch hợp để trồng nấm ò từ 60 – 65%, độ ẩm không kh trên 80% là th ch hợp cho ự phát triển hệ ợi và quả thể nấm (Đinh Xuân Linh và cộng ự, 2012)

Thời kỳ ủ sợi, cần giữ mộc nhĩ ở chỗ tối Trong giai đoạn hình thành quả thể, nâng dần độ chiếu áng để kích thích sự phát triển của quả thể mộc nhĩ Khi mộc nhĩ phủ gần kín bề mặt, tiếp tục nâng mức áng lên ngưỡng như ở trong phòng có mở cửa (Nguyễn Lân Hùng, 2000) Đối với nấm ò, ánh áng ảnh hưởng không tốt đến sự inh trưởng của hệ sợi nấm, nhưng khi hình thành quả thể cần ánh sáng khuếch tán khoảng 100 – 200 lu (Đinh Xuân Linh và cộng sự, 2012)

1.1.4 Nghiên cứu và sản xuất nấm ăn trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.4.1 Nghiên cứu và sản xuất nấm ăn trên thế giới

Trong nửa thế kỷ vừa qua đã chứng kiến ự tăng trưởng nhanh chóng của ngành ản uất nấm Từ năm 1969 đến năm 2009, ản uất nấm trên thế giới đã tăng khoảng mười lần T ng ản lượng nấm đã tăng từ 60.000 tấn với giá trị là

100 triệu nhân dân tệ (15 triệu U D) vào năm 1978 lên tới 25,7 triệu tấn với giá trị hơn 87 tỷ nhân dân tệ (13 tỷ U D) trong năm 2008 và đạt 149 tỷ nhân dân tệ (24 tỷ U D) trong năm 2011 Tỷ lệ ản uất nấm cung cấp cho toàn thế giới của

Trung Quốc đã tăng từ 5,7% năm 1978 lên 80% năm 2008 (Wu et al, 2013)

1.1.4.2 Nghiên cứu và sản xuất nấm ăn ở Việt Nam

Với kh hậu nhiệt đới, Việt Nam rất ph hợp cho ự phát triển đa dạng các loại nấm trồng Tuy vậy, hiện nay nước ta mới chỉ đưa vào ản uất khoảng 16 loại nấm chính, trong đó các tỉnh ph a Nam chủ yếu trồng nấm rơm, mộc nhĩ; các tỉnh ph a Bắc trồng nấm hương, mộc nhĩ, nấm ò, nấm linh chi Với ản lượng nấm hàng năm đạt khoảng 250.000 tấn, kim ngạch uất khẩu 25 - 30 triệu U D, trong đó: mộc nhĩ đạt 120.000 tấn, nấm rơm là 64.500 tấn, nấm ò khoảng 60.000 tấn, nấm mỡ 5.000 tấn, nấm linh chi 300 tấn, các loại nấm khác như nấm vân chi, nấm đầu khỉ, nấm kim châm, nấm ngọc châm với ố lương chỉ khoảng

700 tấn (Nguyễn Như Hiến & Phạm Văn Dư, 2013)

1.2 Hợp chất ligno - xenluloza

1.2.1 Xenluloza

X nlulo a là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật với tỷ lệ trong khoảng 30- 80% t nh th o khối lượng khô X nlulo a là hợp chất phức tạp và bền vững không tan trong nước và trong nhiều dung môi hữu cơ, không bị các dung dịch a it và kiềm loãng tác dụng, chỉ bị thuỷ phân khi đun nóng với a it hoặc kiềm X nlulo a tự nhiên khi bị thuỷ phân hoàn toàn ẽ cho ản phẩm cuối cùng là D-gluco a Trong điều kiện bình thường một ố vi inh vật có thể thuỷ phân xenluloza thành xenlobio a, au đó dưới tác động của nlobio a thành

glucoza (Beguin et al., 1992; Bruno et al., 1998)

1.2.2 Lignin

Lignin là một trong ố các polym hữu cơ ph biến nhất ở thực vật, chỉ sau xenluloza Hàm lượng lignin trong gỗ khoảng 20-40% Lignin được tạo nên bởi các đơn phân tử p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol và sinapylalcohol Lignin là hợp chất tự nhiên có cấu trúc phức tạp, đa dạng và rất khó bị phân hủy Lignin có thể bị thủy phân bởi các tác nhân hóa học hoặc bởi các n ym như

manganese peroxidaza, lignin peroxidaza cellobiosedehydrogenase (Lenihan et

al., 2010) Khi nhiệt phân, lignin cho sản phẩm làm ethoxy phenol

1.2.3 Hemi – xenluloza

Hemi – xenluloza là polyme mạch thẳng, có nhánh với thành phần đơn phân đa dạng bao gồm năm loại phân tử đường ch nh và có thể bị ac tyl hóa

(Kuhad et al., 1997) Phụ thuộc vào thành phần đơn phân chủ yếu cấu tạo nên

khung đường, hemi – nlulo a được chia thành nhiều loại Thực vật khác nhau,

có thành phần hemi – xenluloza khác nhau Các loại cây gỗ mềm và cây gỗ cứng

có thành phần hemixenluloza lần lượt là ac tylated (galacto) glucomannan

(haycòngọi là arabinoglucuronoxylan) và glucuronoxylan (Scheller et al, 2010)

1.3 Vi sinh vật phân giải ligno - xenluloza

1.3.1 Vi sinh vật phân giải xenluloza

Phân giải nlulo a là quá trình inh học được tạo ra và kiểm oát bởi các n ym nlula a có vai trò thủy phân cầu nối β-1,4 giữa hai phân tử gluco a (Wil on, 2011) Hệ thống n ym phân giải nlulo a bao gồm ba enzyme ngoại bào là 1,4-β-endoglucanaza, 1,4-β- oglucana a và β-gluco ida a (β-D-gluco id , glucohydrola hoặc c llobia ) Vi inh vật phân giải nlulo a gồm cả vi khuẩn, ạ khuẩn và nấm mốc, trong đó vi khuẩn hiếu

kh có khả năng t ng hợp n ym nhiều hơn vi khuẩn kị kh (Bay r et al., 2004)

Vi nấm là inh vật có cơ chế inh hóa độc đáo trong phân giải cơ chất tạo những ản phẩm bậc hai đặc biệt, được nghiên cứu nhiều nhất trong lĩnh vực

phân hủy nlulo a ( hahriarinour et al., 2011)

Xạ khuẩn (Actinomycetes) được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp và

ử l môi trường, trong đó Streptomyces ản inh nlula a được quan tâm nghiên cứu nhiều nhất với một ố loài đáng ch là Streptomyces reticuli,

Streptomyces drozdowiczii, Streptomyces lividans (Kluepfel et al., 1986;

Schrempf, 1995)

1.3.2 Vi sinh vật phân giải lignin

Trong tự nhiên lignin bị phân hủy rất chậm và hủy chủ yếu do một ố vi nấm, đặc biệt là nấm mục trắng trong môi trường hiếu kh Vi khuẩn cũng có khả năng phân hủy lignin Các n ym phân hủy lignin bao gồm chủ yếu là lignin

peroxidaza, manganese peroxidaza và laccaza (JinShui Yang et al., 2005)

1.3.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân giải ligno - xenluloza của vi sinh vật

* Nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng đến ự tăng trưởng và tốc độ phân hủy

của vi inh vật trong quá trình ủ nguyên liệu (Chen et al, 2011) Tuy nhiên, khi

nhiệt độ tăng quá cao có thể làm vô hiệu quá trình hoạt động phân huỷ của một

ố n ym do vi inh vật tiết ra để úc tác phản ứng phân huỷ chất hữu cơ(Atlas

et al., 1981) Các đống ủ cần phải được đảo trộn sau khi thiết lập được nhiệt độ

chính xác (Jenkins et al, 2003) Bach et al., (1984) cho rằng tốc độ phân huỷ

chất hữu cơ tối ưu trong khoảng 60–650C Ở nhiệt độ cao trên700C vẫn có thể có một ố vi sinh vật ưa nhiệt hiếu khí hoạt động nhưng mật độ của ch ng thường thấp do lượng oxy trong đống ủ giảm ở nhiệt độ cao (BlainMetting,1995)

* Độ ẩm: Độ ẩm có liên quan trực tiếp đến ự trao đ i kh của quá trình ủ

(Blain M tting, 1995) Độ ẩm cao làm giảm ự trao đ i kh , dẫn đến thiếu o y, thoát nhiệt kém Độ ẩm thấp có thể dẫn đến hạn chế ự phát triển của vi inh vật

Th o Lê Hoàng Việt (2004), độ ẩm của nguyên liệu từ 50 – 70% (trung bình là 60%) th ch hợp cho ủ compo t và nên giữ ẩm độ cho đến cuối giai đoạn nhiệt độ

cao Jenkins et al, (2003) cho rằng, độ ẩm tối ưu trong quá trình ủ nên là 50 -

60%

* Oxy: Vi inh vật hiếu kh cần o y cho quá trình inh trưởng, phát triển

Khi hoạt động của vi inh vật trong quá trỉnh ủ tăng lên, lượng o y tiêu thụ ẽ

tăng lên và vì vậy phải được cung cấp bằng việc đảo trộn thường uyên (Ch n et

al., 2011) Các đống ủ cần phải thông thoáng để cung cấp không kh từ bên

ngoài (Cogger et al, 2009) Để đảm bảo không kh được lưu thông trong khối ủ

cần thiết phải đảo trộn nguyên liệu đồng thời lựa chọn k ch cỡ khối ủ ph hợp

(Jenkins et al, 2003) Willson et al., (1980) cho rằng hàm lượng o y trong không

kh đống ủ đạt 5% là thoáng kh Th o Lê Hoàng Việt (2004), hoạt động của vi inh vật tối ưu nhất trong đống ủ khi nồng độ o y đạt 15% - 20%

* Tỷ lệ C/N: Tỷ lệ C/N trong nguyên liệu tối ưu cho ự phát triển của vi

inh vật phân huỷ trong quá trình ủ là 35-40, nếu tỉ lệ này nhỏ hơn 35 thì quá trình phân hủy diễn ra nhanh, nitơ mất đi thông qua ự bay hơi NH3, nếu C/N trên 40 quá trình phân hủy ẽ chậm lại, nguyên liệu hữu cơ ẽ chậm hoai mục ( tratton, 1995) Mối tương quan giữa tỉ ố C/N và thời gian ủ như au: Tỷ lệ C/N = 20, thời gian ủ là 12 ngày; tỷ lệ C/N = 20 – 50, thời gian ủ là 14 ngày và

tỷ lệ C/N = 78, thời gian ủ là 21 ngày Khi tỷ lệ C/N nhỏ hơn 20, đạm ẽ bị mất

do quá trình chuyển đ i thành NH3 và đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ, pH cao

* pH: Giá trị pH của môi trường có liên quan trực tiếp đến kết quả ủ

Môi trường chua hạn chế ự phát triển của vi khuẩn và ạ khuẩn Th o Ch n et

al, (2011) pH tối ưu cho các hoạt động của vi khuẩn dao động từ 6,0 - 7,5, đối

với nấm là 5,5 - 8,0

1.4 Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất nấm ăn và tái sử dụng bã thải

trồng nấm

1.4.1 Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất nấm ăn

Các loài nấm nấm mỡ, nấm ò, mộc nhĩ, nấm hương và nấm rơm có khả năng inh trưởng, phát triển trên các nguyên liệu giàu ligno – xenluloza

(Rajarathnamet al., 1998; Philippousis, 2009), thông qua quá trình t ng hợp các

loại n ym cần thiết để chuyển hóa ligno – nlulo a trong cơ chất và do đó có

khả năng phát triển khác nhau trên từng loại cơ chất có chứa ligno – xenluloza

(Chen et al., 2003; Baldrianet al, 2008)

nấm không phát triển được trên cơ chất tươi, đặc biệt là các loại nấm trồng, cơ chất phải được ủ trước khi cấy giống Tại Việt Nam th o kinh nghiệm truyền thống, để trồng mộc nhĩ, m n cưa được phun nước tạo độ ẩm au đó chất đống, ủ

tự nhiên từ 5 tháng cho đến 1 năm, giữa thời gian ủ có thể đảo trộn cơ chất 1-2 lần Ở một ố địa phương người dân b ung vôi bột vào mùn cưa trước khi ủ

th o tỷ lệ từ 3kg – 5kg /tấn nguyên liệu Thời gian cần thiết cho quá trình ủ cơ chất phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như tỷ lệ C/N, độ ẩm, thời tiết, loại hình

ủ, quản l nguyên liệu cho quá trình ủ ( a katch wan Agricultur , 2008) Tỷ lệ C/N thấp, tối ưu về độ ẩm và ự đảo trộn thường uyên của cơ chất làm tăng hoạt

động của vi inh vật (Nutongkaewet al, 2014)

1.4.3 Tái sử dụng bã thải trồng mộc nhĩ làm cơ chất trồng nấm sò

Bã thải au trồng nấm còn chứa nhiều yếu tố dinh dưỡng có tiềm năng ử

dụng cho các mục đ ch khác, kể cả cho việc tái ử dụng để trồng nấm (Rinkeret

al, 2004, Jonathanet al, 2011) Royse, (1992), Chen (1998) và Zhang et al

(2013) khuyến cáo bã thải au khi trồng nấm hương Lentinula edodes có thể ử dụng trồng nấm Pleurotus sajor-caju, bã thải au khi trồng nấm linh chi

Ganoderma lucidum có thể ử dụng trồng nấm đậu Coprinus conatus, nấm mỡ Agaricus bisporus hoặc nấm kim châm Flamulina velutipes Theo

Sripheuk,(2007), Ashrafi et al., (2014) bã thải au khi trồng nấm sò Pleurotus

abalonus có thể trồng mộc nhĩ Auricularia polytricha, nấm ò Pleurotus ostreatus và Pleurotusflorida

Ở Việt Nam có rất t công trình nghiên cứu được công bố về nghiên cứu tái ử dụng bã thải trồng nấm nói chung và bã thải trồng mộc nhĩ nói riêng Đến nay mới có một ố t công trình nghiên cứu ử dụng bã thải au trồng nấm làm phân bón hoặc giá thể trồng cây (Lương Bảo Uyên, 2008; Đào văn Thông và cộng ự, 2014; Nguyễn Thị Minh, 2016, Nguyễn Thị Liên, 2017) Tái ử dụng

bã thải trồng nấm để trồng các loại nấm ăn khác đã được thăm dò và thử nghiệm tại một ố địa phương, ong cho đến thời điểm hiện nay chưa công trình nghiên cứu nào được công bố

CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu

Mẫu phân lập vi inh vật được lấy trên địa bàn Hà Nội, Ninh Bình gồm 10 mẫu đất trồng, 10 mẫu m n cưa và 10 mẫu rơm rạ phân hủy

Giống Mộc nhĩ (Auricularia polytricha), nấm ò trắng (Pleurotus florida)

do Viện Di truyền Nông nghiệp cung cấp

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp vi sinh vật

Mật độ vi sinh vật đươc ác định th o phương pháp nuôi cấy pha loãng trên môi trường thạch (Nguyễn Lân Dũng và c , 2011) Vi sinh vật phân giải nlulo a được phân lập, tuyển chọn trên cơ ở định t nh và định lượng hoạt tính phân giải xenluloza

Xạ khuẩn phân lập được phân loại trên cơ ở màu sắc khuẩn ty cơ chất, khuẩn ty khí sinh, sắc tố tan tiết ra môi trường theo Shirling và Gottlieb (1966)

và hình dạng cuống sinh bào tử, bào theo khóa phân loại Bergey Chủng ạ khuẩn phân lập được giải trình tự g n 16 ARN ribo om, so sánh mức độ tương đồng gen 16S rDNA với các trình tự gen 16S rDNA trong Genbank theo phần mềm ClustalX 2.0.11 và ây dựng cây phả hệ để ác định vị tr phân loại

2.2.2 Phương pháp h a sinh

Hoạt độ nlula a được ác định định tính thông qua vòng phân giải CMC trên môi trường đặc và định lượng thông qua hàm lượng gluco a tạo thành trong dịch nuôi cấy th o phương pháp đo độ hấp thụ ở bước óng 540 nm (Mill r, 1959)

Hoạt độ lignin pero ida a và mangan p ro ida a được ác định theo Mercer et al., (1996 ) dựa trên mức độ oxy hóa O-Diani idin đo ở bước sóng

460 nm và mức độ o y hoá ph nol đỏ của n ym MnP đo ở bước sóng 610 nm

2.2.3 Các phương pháp phân tích

Hàm lượng cacbon t ng ố, nitơ t ng ố đường khử được phân t ch th o tay phân t ch đất, nước, phân bón và cây trồng (Viện Th nhưỡng nông hóa, 1999)

2.2.4 Tối ưu h a các điều kiện nuôi cấy

Các điều kiện nuôi cấy tối ưu gồm nhiệt độ, pH, thời gian nuôi cấy, lượng

kh cấp và tỷ lệ tiếp giống ban đầu được thực hiện th o phương pháp bề mặt đáp ứng (Montgom ry, Dougla C, 2005), trong đó kỹ thuật mô hình thống kê thực nghiệm được ử dụng để phân t ch hồi quy đa điểm bằng phần mềm D ign Expert Version 9.0.6.2

2.2.5 Bố trí thí nghiệm

Th nghiệm đánh giá ảnh hưởng của V V đến khả năng phân giải m n cưa gồm 2 công thức: 1 M n cưa ủ tự nhiên (đối chứng), 2 M n cưa ủ b ung inh khối V V, trong đó V V b ung với tỷ lệ 1 l t inh khối V V/01 tấn nguyên liệu Thời gian ủ: 40 ngày; th o dõi nhiệt độ khối ủ th o thời gian, ác định khối

lượng au ủ và tỉ lệ giảm trọng lượng khối ủ

Th nghiệm đánh giá khả năng chuyển hóa các hợp chất hydratcacbon trong m n cưa của chủng ạ khuẩn được bố tr với 3 công thức 1 m n cưa mới;

2 m n cưa ủ tự nhiên 40 ngày; 3 m n cưa ủ bằng inh khối V V au 40 ngày Phân t ch thành phần hóa học, ác định lượng đường khử và tỉ lệ C/N trong m n cưa ủ bằng các phương pháp khác nhau

Thí nghiệm nghiên cứu khả năng ử dụng chủng xạ khuẩn trong xử lý mùn cưa làm cơ chất trồng mộc nhĩ gồm 3 công thức: 1 M n cưa ủ tự nhiên 1 tháng;

2 M n cưa ủ 1 tháng bằng chế phẩm ạ khuẩn; 3 M n cưa ủ tự nhiên 4 tháng Mộc nhĩ được nuôi trồng, chăm óc th o Đinh Xuân Linh và cộng sự (2012) và

th o dõi đánh giá khả năng inh trưởng phát triển theo Trịnh Tam Kiệt (2012)

Thí nghiệm nghiên cứu khả năng tái ử dụng bã thải trồng nấm sò, gồm 3 công thức: 1 ử dụng 100% rơm làm cơ chất (Đối chứng); 2 100% bã thải trồng mộc nhĩ ử dụng trực tiếp làm cơ chất; 3 100% bã thải trồng mộc nhĩ được ử l bằng V V ử dụng làm cơ chất Mỗi th nghiệm được tiến hành với 90 bịch và lặp lại 3 lần Bã thải trồng mộc nhĩ được ử l bằng cách b ung 0,02% chế phẩm vi inh vật, điều chỉnh độ ẩm của nguyên liệu đạt 55-60%, ủ trong thời gian 30 ngày Nấm sò nuôi trồng, chăm óc th o Đinh Xuân Linh và cộng sự (2012) và th o dõi đánh giá khả năng inh trưởng phát triển theo Trịnh Tam Kiệt (2012)

2.2.6 Mô hình sử dụng chế phẩm xạ khuẩn trong sản xuất nấm ăn

Mô hình trồng mộc nhĩ được tiến hành tại 3 địa điểm tại huyện Yên Khánh, Yên Mô và Hoa Lư, tỉnh Ninh Bình và bố tr gồm: 1 Mô hình trồng mộc nhĩ trên m n cưa ủ th o kỹ thuật truyền thống (đối chứng); 2 Mô hình hình trồng mộc nhĩ trên m n cưa ủ bằng chế phẩm ạ khuẩn Mỗi mô hình được tiến hành với 1.000 bịch Mộc nhĩ được trồng, chăm óc và thu hoạch theo quy trình chung tại địa phương Theo dõi, o ánh thời gian inh trưởng, phát triển, ố bịch thối hỏng, năng uất và hiệu quả kinh tế, hiệu uất inh học của mô hình trồng mộc nhĩ trên m n cưa ủ bằng chế phẩm ạ khuẩnvới mô hình đối chứng

Mô hình tái sử dụng bã thải trồng mộc nhĩ để trồng nấm ò được tiến hành tại 3 địa điểm thuộc các huyện Yên Khánh, Yên Mô và Hoa Lư tỉnh Ninh Bình, trong đó mỗi mô hình sử dụng 1000 bịch nấm sò trồng trên bã thải trồng mộc nhĩ

ủ tự nhiên và ủ sử dụng chế phẩm vi sinh vật Nấm ò được chăm óc và thu hoạch th o quy trình chung tại địa phương Theo dõi, o ánh thời gian inh trưởng, phát triển, ố bịch thối hỏng, năng uất và hiệu quả kinh tế, hiệu uất inh

học của mô hình trồng nấm ò trên bã thải trồng mộc nhĩ ủ sử dụng chế phẩm vi sinh vật với mô hình trồng nấm ò trên bã thải trồng mộc nhĩ ủ tự nhiên

2.2.7 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của nấm ăn

Các đặc điểm inh trưởng phát triển, năng uất của mộc nhĩ, nấm ò được th o

dõi, đánh giá th o Trịnh Tam Kiệt (2012)

CHƯƠNG III KẾT UẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân lập, tuy n chọn vi sinh vật phân giải hợp chất ligno- xenluloza

3.1.1 Phân lập, tuyển chọn vi sinh vật phân giải hợp chất ligno - xenluloza

Từ 30 mẫu đất trồng, m n cưa và rơm rạ phân hủy được thu thập trên địa bàn Hà Nội và tỉnh Ninh Bình đã phân lập, tuyển chọn được 10 chủng vi inh vật

có khả năng phân giải CMC, trong đó ác định chủng ạ khuẩn k hiệu MC05 có đường k nh vòng phân giải CMC cao nhất, đạt 32,0 mm Trong 10 chủng vi inh vật tuyển chọn có 2 chủng vi khuẩn và 4 chủng ạ khuẩn có khả năng phân giải lignin và chủng ạ khuẩn MC05 có hoạt t nh phân giải lignin cao nhất, đạt đường kính vòng phân giải 15mm

Kết quả đánh giá khả năng t ng hợp enzyme xenlulaza, lignin p ro ida

và manganese peroxidase của chủng xạ khuẩn MC05 ác định hoạt độ n ym lignin p ro ida (Lip) đạt 154,8 UI/l, manganese p ro ida (MnP) đạt 0,95UI/l

có mức giảm khối lượng cao nhất, giảm tới 35,5% khối lượng, trong khi khối lượng m n cưa ủ tự nhiên có mức giảm là 19%

Phân t ch thành phần hóa học của m n cưa au 40 ngày ủ (bảng 3.1) cho thấy quá trình ủ đã làm giảm hàm lượng nlulo a, lignin, giảm hàm lượng cacbon t ng ố, dẫn đến giảm tỉ lệ C/N của m n cưa ủ o với m n cưa mới Mùn cưa ủ có b ung ạ khuẩn MC05 có hàm lượng đường khử cao hơn gấp 4 lần so với m n cưa mới và cao hơn gấp 2,5 lần o với m n cưa ủ tự nhiên không b sung ạ khuẩn MC05

Bảng 3.1 Hiệu quả chuyển hóa ligno - xenluloza của chủng MC05

Công thức thí

nghiệm

Hàm lượng o với khối lượng m n cưa (%) Tỷ lệ C/N Xenluloza Lignin Đường Cacbon Ni tơ

Chủng MC05 có khả năng t ng hợp enzyme xenlulaza, lignin p ro ida

và mangan p ro ida , có tác dụng t ch cực trong chuyển hóa ligno - nlulo a của m n cưa, làm giảm tỷ lệ C/N của m n cưa từ 96/1 uống 56,9/1 và làm tăng hàm lượng đường khử từ 0,13% lên 0,52% Th o Lê Duy Thắng và Trần Văn Minh (2001) mộc nhĩ phát triển tốt nhất trên cơ chất có tỷ lệ C/N là 35/1 và phát triển bình thường trên cơ chất có tỷ lệ C/N từ 40/1 đến 60/1 Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy m n cưa được ủ b ung inh khối chủng ạ khuẩn MC05 có tỷ lệ C/N ph hợp cho inh trưởng, phát triển của mộc nhĩ

Đánh giá khả năng inh trưởng, phát triển của mộc nhĩ trên m n cưa không ủ hoặc ủ tự nhiên và m n cưa ủ sử dụng sinh khối xạ khuẩn xác định trên

m n cưa không ủ, mộc nhĩ không hình thành hệ ợi Trên mùn cưa ủ tự nhiên, hệ sợi hình thànhvà phát triển trong 02 tuần đầu sau khi cấy giống với tốc độ chậm, sợi mảnh, au đó hệ sợi nấm bị chết ở tuần thứ 3 Trên m n cưa ủ sử dụng inh khối chủng MC05, hệ sợi mộc nhĩ hình thành và phát triển với tốc độ lan tơ đạt trung bình 4,9mm/ngày Hệ sợi mộc nhĩ lan k n bịch nấm sau cấy giống 6 tuần (bảng 3.2)

Bảng 3.2 inh trưởng, phát triển của hệ sợi mộc nhĩ trên m n cưa ử dụng các

phương pháp ủ khác nhau Công thức

Tốc độ phát triển trung bình của hệ ợi mộc

hi ch : -) hệ sợi không hoặc ngừng sinh trưởng

Từ các kết quả nghiên cứu trên, đề tài ác định chủng MC05 có khả năng

t ng hợp enzyme xenlulaza, lignin p ro ida a và mangan p ro ida a Trong

quá trình ủ m n cưa, chủng MC05 có tác dụng gia tăng nhanh nhiệt độ khối ủ, chuyển hóa tốt hơn hợp chất ligno - xenluloza, qua đó giảm được tỷ lệ C/N phù hợp đối với inh trưởng, phát triển của mộc nhĩ Mộc nhĩ trồng trên m n cưa ủ