Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến sinh trưởng của các chủng vi sinh vật

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---  --- NÔNG GIA LÂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÁC CHỦNG VI SINH VẬT SINH MÀNG NHẦY ĐƯỢC PHÂ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -   -

NÔNG GIA LÂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÁC CHỦNG VI SINH VẬT SINH MÀNG NHẦY ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ CÁC MẪU ĐẤT DƯỚI TÁN RỪNG

THÔNG NHỰA (PINUS MERKUSII JUNGH ET DE VRIES)

Ở HOÀNH BỒ, QUẢNG NINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên rừng

Thái Nguyên, năm 2019

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -   -

NÔNG GIA LÂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ NHÂN TỐ SINH THÁI ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÁC CHỦNG VI SINH VẬT SINH MÀNG NHẦY ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ CÁC MẪU ĐẤT DƯỚI TÁN RỪNG

THÔNG NHỰA (PINUS MERKUSII JUNGH ET DE VRIES)

Ở HOÀNH BỒ, QUẢNG NINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo: : Chính quy Chuyên ngành: : Quản lý tài nguyên rừng Lớp : K47 - QLTNR

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của bản thân Các kết quả trình bày trong Khóa luận là trung thực Nếu có gì sai sót, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thái Nguyên, ngày tháng 6 năm 2019

Nông Gia Lâm

XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN DIỆN

Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên

đã sửa chữa sai sót sau khi Hội đồng chấm yêu cầu!

(Ký, họ và tên)

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt đợt thực tập tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn

chân thành đến Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp Trường Đại

học Nông Lâm Thái Nguyên Cảm ơn sự nhiệt tình giảng dạy của các thầy cô

đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm thực tế để em hoàn thành tốt

Khóa luận tốt nghiệp này Em đặc biệt gửi lời cảm ơn đến TS Vũ Văn Định -

Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam và ThS Phạm Thu Hà là giảng viên

hướng dẫn khoa học đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập và

hoàn thành khóa luận

Em xin chân thành cám ơn Ban Lãnh đạo Trung tâm nghiên cứu Bảo vệ

rừng - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi về

mọi mặt để chúng em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện khóa luận mặc dù em đã cố gắng rất nhiều

nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng

góp ý kiến quý báu của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019

Sinh viên

Nông Gia Lâm

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Các chủng VSV sinh màng nhầy đã được phân lập 27 Bảng 4.2: Độ nhớt của 11 chủng VSV sinh màng nhầy 28 Bảng 4.3: Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến môi trường mật độ vi

khuấn sinh màng nhầy 31 Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến mật độ tế bào vi khuẩn sinh

màng nhầy 33 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của ẩm độ môi trường đến đường kính khuẩn lạc vi

khuẩn sinh màng nhầy 34

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Vị trí địa lý huyện Hoành Bồ - Quảng Ninh 15

Hình 3.1: Máy lắc nhân sinh khối 25

Hình 3.2: Kính hiển vi sử dụng trong phòng thí nghiệm 26

Hình 4.1: Một số chủng VSV sinh màng nhầy 28

Hình 4.2: Biểu đồ khả năng tạo độ nhớt của các chủng VSV sinh màng nhầy 29

Hình 4.3: Khả năng sinh polysaccarit của chủng P16.1 và P51 29

Hình 4.4: Các chủng vi khuẩn sinh màng nhầy tiến hành nghiên cứu 30

Hình 4.5: Biều đồ mức độ phát triển của các chủng vi sinh vật ở các môi trường nhân sinh khối khác nhau 31

Hình 4.6: Mật độ khuẩn lạc của chủng P43 ở 3 môi trường nuôi cấy 32

Hình 4.7: Mật độ khuẩn lạc của chủng P40 ở 8 thang nhiệt độ khác nhau 34

Hinh 4.8: Biểu đồ ảnh hưởng của độ ẩm nuôi cấy đến đường kính khuẩn lạc vi sinh vật sinh màng nhầy sau 10 ngày nuôi cấy 35

Hình 4.9: VSV P.43 ở các ẩm độ khác nhau sau 5 ngày nuôi cấy 36

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU

Chữ viết tắt/ký hiệu Giải nghĩa đầy đủ

BNN &PTNT Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn CFU Đơn vị khuẩn lạc trong 1 ml hoặc 1 gam

TCLN

MT

Potato Dextrose Agar Tổng cục Lâm nghiệp Môi trường

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU v

MỤC LỤC vi

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Ý nghĩa của luận án 2

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 2

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 2

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3

2.1 Cơ sở khoa học 3

2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 4

2.2.1 Nghiên cứu về thông 4

2.2.2 Vi sinh vật sinh màng nhầy 7

2.2.3 Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm vi sinh 11

2.2.4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 14

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 22

3.2 Địa điểm nghiên cứu 22

3.3 Nội dung nghiên cứu 22

3.4 Phương pháp nghiên cứu 23

3.4.1 Phương pháp xác định môi trường nhân sinh khối phù hợp 23

3.4.2 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của ẩm độ đến sự sinh trưởng của các chủng VSV sinh màng nhầy 24

3.4.3 Phương pháp xác định nhiệt độ sinh trưởng phù hợp : 25

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 Kết quả xác định độ nhớt và hàm lượng Polysaccaride của các chủng VSV sinh màng nhầy 28

4.2 Kết quả xác đinh môi trường nhân sinh khối phù hợp 30

4.3 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng của các chủng VSV sinh màng nhầy 32

4.4 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của ẩm độ đến sự sinh trưởng của các chủng VSV sinh màng nhầy 34

Phần 5 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 37

5.1 Kết luận 37

5.2 Kiến nghị 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Nó bao gồm cả virus, vi khuẩn, archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh v.v Vi sinh vật là một thế giới sinh vật vô cùng nhỏ bé ta không thể quan sát thấy bằng mắt thường Nó phân bố ở khắp mọi nơi, trong đất, trong nước, trong không khí, trong thực phẩm Nó có mặt ở dưới những độ sâu tăm tối của đại dương Bào tử của nó tung bay trên những tầng cao của bầu khí quyển, chu du theo những đám mây Nó sống được trên kính, trên da, trên giấy, trên những thiết bị bằng kim loại

Vi sinh vật màng nhầy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thiên nhiên cũng như trong cuộc sống của con người Chế phẩm vi sinh vật sinh màng nhầy tăng khả năng giữ nước đối với cây trồng ở vùng khô hạn, tăng khả năng sinh trưởng và giảm chi phí trong sản xuất Lâm nghiệp Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất và vật liệu cháy dưới tán rừng Nhóm sinh màng nhầy bao

gồm: Lipomyces, Bacillus, Azotobacter, Beijerinckia, Enterobacter…Các

nhóm vi sinh vật này, trong quá trình sinh trưởng phát triển, đã tiết ra polysacarit sinh học Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương

hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững Do đó đất có khả năng tăng độ kết cấu, có khả năng giữ nước, chống rửa trôi, làm giảm sự bay hơi nước

Xuất phát từ những thực tế đó tôi chọn đề tài “Nghiên cứu hưởng của một số nhân tố sinh thái đến sinh trưởng của các chủng vi sinh vật sinh màng nhầy được phân lập từ các mẫu đất dưới tán rừng thông nhựa (Pinus merkusii Jungh et de Vries) ở Hoành Bồ, Quảng Ninh ” làm đề tài khóa

luận tốt nghiệp đại học, đó cũng là một hướng mới và rất cần thiết với thực tiễn, đề xuất các phương pháp phân lập, tuyển chọn các vi sinh vật màng nhầy

có hoạt tính cao để sử dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học tạo các chế phẩm sinh học phục vụ cho hoạt động sản xuất lâm nghiệp đạt được năng xuất cao

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định được ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến sinh trưởng của các chủng VSV sinh màng nhầy

1.3 Ý nghĩa của luận án

- Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất

Phân lập được một số loại VSV sinh màng nhầy phân hủy nhanh vật liệu khô dễ cháy dưới tán rừng thông nhằm hạn chế khả năng cháy rừng

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

- Là cơ sở ban đầu nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật sinh màng nhầy

- Là cơ sở để sản xuất chế phẩm sinh học nhằm cải tạo đât phục vụ trong sản xuất lâm nghiệp

- Nâng cao chất lượng và sản lượng của sản xuất lâm nghiệp hiện tại và trong tương lai, góp phần nâng cao dinh dưỡng đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở khoa học

Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững Do đó đất có khả năng tăng độ kết cấu, có khả năng giữ nước, chống rửa trôi, làm giảm sự bay hơi nước; thông qua đó độ phì của đất được cải thiện Chế phẩm sinh học có tác dụng giữ nước trong đất, tăng độ ẩm trong đất từ 12-16% trên quy mô chậu vại và đồng ruộng Đây là loại chế phẩm vi sinh đầu tiên sản xuất tại Việt Nam có tác dụng giữ ẩm cho đất được rất nhiều địa phương và nông dân quan tâm Chế phẩm có tác dụng làm tăng khả năng giữ ẩm cho đất ở cả điều kiện thí nghiệm chậu vại và thí nghiệm đồng ruộng Ở điều kiện thí nghiệm trong chậu không trồng cây độ ẩm đất bón chế phẩm tăng so với đối chứng (không bón chế phẩm) khoảng 8,35% Trong chậu trồng Keo lá tràm sau 60 ngày bón chế phẩm độ ẩm tăng 16,6% so với đối chứng Trong điều kiện thí nghiệm đồng ruộng chế phẩm sau 6 tháng bón chế phẩm độ ẩm tăng 10,63% so với đối chứng, lượng nước hữu hiệu ở đất có bón chế phẩm cao hơn đối chứng 13,28-28,95g nước/1 kg đất đây là những cơ sở khoa học ban đầu để tôi thực hiện khóa luận nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn hiện nay đang biến đổi khí hậu khô hạn ngày càng nhiều và để rèn luyện các kỹ năng thực hành của sinh viên trước khi ra trường

Vi sinh vật màng nhầy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thiên nhiên cũng như trong cuộc sống của con người Chế phẩm vi sinh vật sinh màng nhầy tăng khả năng giữ nước đối với cây trồng ở vùng khô hạn, tăng

khả năng sinh trưởng và giảm chi phí trong sản xuất Lâm nghiệp Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất và vật liệu cháy dưới tán rừngNhóm sinh màngnhầy bao

gồm: Lipomyces, Bacillus, Azotobacter, Beijerinckia, Enterobacter…Các

nhóm vi sinh vật này, trong quá trình sinh trưởng phát triển, đã tiết ra polysacarit sinh học Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương

hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững Do đó đất có khả năng tăng độ kết cấu, có khả năng giữ nước, chống rửa trôi, làm giảm sự bay hơi nước

2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.2.1 Nghiên cứu về thông

Theo Quyết định số 3322/QĐ-BNN-TCLN của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ngày 28/7/2014 về việc công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2013, tính đến ngày 31/12/2013 tổng diện tích rừng của

cả nước là 13,954 triệu ha mới đạt độ che phủ 41,0% với tổng diện tích rừng trồng là 3.556.294 ha (Bộ NN và PTNT, 2014); trong đó diện tích rừng trồng các loài thông chiếm khoảng 400.000 ha Với đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây thông, một loài cây chịu hạn có thể sống và phát triển trên những lập địa xấu, khô hạn Do đó trong chương trình trồng rừng 327 và chương trình trồng mới năm triệu hecta rừng, thông được chọn là cây trồng chính quan trọng cần được ưu tiên phát triển Trong ba loài thông đang được sử dụng để khai thác nhựa ở nước ta thì Thông là loài cây cho nhiều nhựa nhất (khoảng 5-6 kg/cây/năm) Mặt khác, với phương thức khai thác bằng cách đẽo máng, chu

kỳ khai thác nhựa của loài thông này có thể kéo dài 40-50 năm Vì vậy, mục đích kinh doanh chính của các rừng trồng Thông ở nước ta hiện nay chủ yếu

là để khai thác nhựa

Thông là một trong những loài cây có giá trị kinh tế cao, ngoài gỗ cho xây dựng, làm giấy; nhựa thông còn được dùng trong nhiều ngành công nghiệp như sơn, vécni, vật liệu cách điện và các mặt hàng tiêu dùng khác Về kinh tế, cây thông dễ trồng, sinh trưởng nhanh, biện pháp lâm sinh đơn giản,

dễ áp dụng, trồng một lần cho thu nhập hàng năm, giá trị kinh tế cao, ổn định Thân cây thông có thể sử dụng trong xây dựng, trong công nghiệp giấy, công nghiệp sản xuất ván nhân tạo Về mặt xã hội, cây thông tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập, cải thiện mức sống cho người dân, đặc biệt là người dân vùng trung du, miền núi Cây thông còn có giá trị đặc biệt trong cơ cấu cây trồng vùng đồi do những đặc tính sinh thái đặc biệt thích ứng với điều kiện lập địa cằn cỗi mà ngoài thông ra không thể trồng loài cây nào khác Thông là nguồn cung cấp tùng hương (colophan) và tinh dầu thông (turpentine oil) chủ yếu Tinh dầu được sử dụng rộng rãi trong công nghệ hoá mỹ phẩm, là nguyên liệu

để chế terpineol, terpin, borneol, camphor tổng hợp, sản xuất sơn, véc ni, xi… Colophan được dùng nhiều trong công nghiệp cao su, hoá dẻo, vật liệu cách điện, keo dán, sản xuất các chất tẩy rửa…, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất giấy Trong y dược, tinh dầu thông được sử dụng làm thuốc chữa viêm thấp khớp, ho, làm thuốc kích thích, giảm mệt mỏi, thuốc diệt khuẩn, sát trùng

… Thông là cây có giá trị kinh tế cao bao gồm một số loài thông chính như

Thông mã vĩ Pinus massoniana Lambert, Thông nhựa Pinus merkusii Jungh et.de Vries, Thông 3 lá Pinus kesiya Royle ex Gordon Ngoài các sản phẩm

của thông như gỗ, nhựa, nguyên liệu giấy, cây thông còn được sử dụng trong việc phủ xanh đất trống đồi núi trọc và tạo cảnh quan môi trường chính vì vậy diện tích rừng thông ngày càng được mở rộng và là một trong những cây trồng chính của ngành Lâm nghiệp Thông được trồng ở các tỉnh như: Sóc Sơn, Hà Nội, Lạng Sơn, Hà Giang, Cao Bằng, Quảng Ninh, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hòa Bình, Tuyên Quang, Sơn La, Hải Hưng, Ninh Bình, Thanh Hóa,

Nghệ An, Hà Tĩnh Thân cây cao 40m, đường kính thân cây có thể đạt hơn 1m Vỏ cây mỏng, về già bong thành mảng hay nứt giống như sợi dây thừng

Lá cây có 2 dạng hình dải và hình kim, lá hình dải chỉ tồn tại ở cây con dưới 1 tuổi, mọc cách vòng thân cây non có màu xanh lá mạ với chiều dài 2-4cm, lá kim tăng dần theo tuổi cây và dài tối đa 15-20cm ở cây trưởng thành Tán lá ở cây 5-10 tuổi hình tháp, hình trứng và hình lọng ở tuổi già

Thông đuôi ngựa 6-7 tuổi đã bắt đầu ra nón Nón đơn tính cùng gốc, nón đực mọc cách vòng ở gốc chồi ngọn, nón cái 1-4 mọc vòng ở đỉnh chồi ngọn Cây ra nón vào tháng 3-4, nón chín vào tháng 11-12 năm sau Hạt có hình trái xoan dẹt, khi chín có màu nâu sẫm

*Thông nhựa

Thông nhựa (Pinus merkusii jungh et de Vries) hay còn gọi là Thông

ta, Thông 2 lá, Thông Bắc bộ là loại cây gỗ lớn cao khoảng 30 – 40m, đường kính có thể lên đến 90cm, thân tròn, thẳng, hình trụ , tán hình tháp Vỏ xám nâu , nứt dọc hoặc bong vảy dày Lá hình kim , có màu xanh thẫm, có bẹ bao quanh cành ngắn gồm nhiều lá xếp thành hình vảy trong suốt Nón cái chín trong vòng 2 năm, khi chín hoá gỗ, màu nâu Hạt hình trái xoan, hơi bẹt dài 5-8cm, đường kính 4mm, nâu nhạt , có cánh mỏng dài gần 2cm

Có 2 nòi thông nhựa, nòi Thái Lan và vùng thấp Đông Dương, sinh trưởng chậm (5-6m3/ha/năm) sống được nơi đất nghèo xâu, khí hậu khô Nòi Indonexia và vùng cao đông dương có kích thước lớn, sinh trưởng nhanh(15-30m3/ha/năm) sống nơi đất tốt, thoát nước , khí hậu ẩm

Mùa ra nón tháng 5-6 Nón chính tháng 10-11 năm sau

Là loài thông nhiệt đới, ưa sáng, vùng có lượng mưa hàng năm 2200mm, có mùa khô nóng dài 2-4 tháng, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất 20-28 độ C, tháng lạnh nhất15-16 độ C, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối 0 độ C

1200-Có khả năng chịu hạn cao, không sống được nơi úng nước

Thông nhựa thường mọc ở trên các loại đất phát triển như đá mẹ Granit, Sa thạch, Diệp thạch, Sa phiến thạch Sống được trên đât nghèo xấu khô chua đang nị ong đá hoá hoặc đất cát thô bồi tụ viên biển

Sâu bệnh hại chủ yếu của thông nhựa là:

- Bệnh đổ non

- Bệnh khô lá

- Sâu đục nõn, sâu róm thông, sâu đo ăn lá

Lúc nhỏ thông nhựa mẫn cảm với lửa, lớn lên chống chịu tôt hơn

Thông nhựa phân bố tự nhiên ở các nước Đông Nam Á, Nam Trung Quốc Ở nước ta thông nhựa phân bố từ độ cao 1200m so với mặt nước biển trở xuống, mọc tự nhiên thuần loài hoặc hỗn giao với cây lá rộng ở các tỉnh: Lâm Đồng, Đắc Lắc, Gia Lai, Kon Tum, Phú Yên, Khánh Hoà, Sơn La và được gây trồng ở nhiều nơi đồi núi thấp thuộc các tỉnh : Quảng Ninh, Quảng Trị, Thừa Thiên, Nghệ An, Hà Tĩnh , Thanh Hoá, Bắc Giang, Quảng Bình , Lạng Sơn, Bắc Cạn

Thông nhựa được dùng để xây dựng, làm cột điện trụ mỏ, bột giấy, dán lạng, lấy nhựa , lấy tinh dầu…

2.2.2 Vi sinh vật sinh màng nhầy

Polysaccharide là phân tử carbohydrate cao phân tử gồm nhiều chuỗi dài của đơn vị monosaccharide liên kết với nhau bằng mối liên kết glycosidic

và thủy phân cung cấp cho các thành phần hoặc monosaccharide olihosaccharide Chúng có cấu trúc từ tuyến tính để phân nhánh cao.Ví dụ như polysaccharide lưu trữ tinh bột và glycoen, polysaccharide cấu trúc như cellulose và chitin

Polysaccharide thường khá đồng nhất,có chứa thay đổi nhơ của các đơn vị lặp đi lặp lại Tùy thuộc vào cấu trúc, các đại phân tử có thể có những tính chất khác biệt với các khối cấu trúc monosaccharide của chúng Chúng có thể vô đinh

hình hoặc thậm chí không hòa tan trong nước Khi tất các đơn phân của một polysaccharide cùng một loại được gọi là homopolysaccharide, nhưng có nhiều hơn hai loại monnosaccharide được gọi là heteropolysaccharide hoặc heteroglycans

Trong tự nhiên các polysaccharide được cấu tạo từ các đơn phân có công thức chung là (CH2O)n, trong đó n≥2 Ví dụ như glucose, fructose, Polysaccharide có công thức tổng quát là Cx(H2O)y trong đó x thườn từ 200-2500 Ví dụ như celullose và chitin Celullose cấu tạo nên thành

tế bào thực vật và sinh vật khác Nó có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như dệt, làm giấy Chitin có cấu trúc tương tụ nhưng có các nhanh chứa nito, tăng độ vững chắc Chitin được tìm thấy trong các khớp

xương nhỏ, trong tế bào của các loại nấm

2.2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất và vật liệu cháy dưới tán rừng Nhóm sinh

màng nhầy bao gồm: Lipomyces, Bacillus, Azotobacter, Beijerinckia, Enterobacter…Các nhóm vi sinh vật này, trong quá trình sinh trưởng phát

triển, đã tiết ra polysacarit sinh học

Ở Nhật Bản đã phân lập và tuyển chọn ra một hỗn hợp các vi sinh vật

có ích thuộc nhóm yếm khí và hiếu khí gồm: Nấm men, vi khuẩn quang hợp,

xạ khuẩn, vi khuẩn lactic, nấm lên men và chế tạo ra được một chế phẩm vi sinh hữu hiệu (EM) đã được chứng minh có tác dụng tốt ở nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất như: trong trồng trọt, trong chăn nuôi, trong bảo vệ môi trường góp phần nâng cao chất lượng của đống ủ

Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững Do đó đất có khả năng tăng độ kết cấu, có khả năng giữ

nước, chống rửa trôi, làm giảm sự bay hơi nước; thông qua đó độ phì của đất được cải thiện (Babieva và Gorin, 1987)

Nấm mốc phát triển mạnh ở môi trường xốp có độ ẩm trên 70%, tối ưu 95% và nhiệt độ ấm (24C), các loại thường gặp thuộc nấm bất toàn và Ascomysetes Các loại nấm này chủ yếu thuộc các chi Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Fusarium ,…trong đó đáng chú ý là Trichoderma (hầu hết các loài thuộc chi Tricoderma sống hoại sinh trong đất, rác và có khả năng phân huỷ cellulose)

Nấm đốm là các loại nấm phát triển sâu trong tế bào gỗ tạo thành các đốm màu nâu Hầu hết các loài thuộc nhóm nấm bất toàn và nấm

Ascomysetes Sống phụ thuộc vào độ ẩm của gỗ (khoảng 30%) và nhiệt độ

30-35C, quần thể nấm phát triển lúc đầu là màu xanh sau đó tạo thành màu nâu

Ví dụ các loài: Ceratocystis sp, Cladosporium sp, Aureobasidium sp,…

Nấm mục: Nấm mục xốp có khoảng 300 loài thuộc các chi:

Chaetomium, Humocola và Phialophora của nấm bất toàn và Ascomysetes, chủ

yếu phát triển bên trong thành tế bào gỗ Nấm mục nâu thuộc nhóm của nấm

bất toàn vàBasidiomycetes, chúng xâm nhập vào thành tế bào gỗ và phân hủy

chúng, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 22-31C, độ ẩm thấp khoảng 40-55%, các

loài quan trọng như: Phaeolus schweiniti, Piptopous betulinus, Laetipous sulphureus, Sperassis srispa,… Nấm mục trắng thuộc nhóm của nấm bất toàn

và Basidiomycetes, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 22-31C, tối đa không quá 44C,

độ ẩm tối ưu có loài thấp, cao và rất cao, các loài điển hình như: Armillaria mellea, Fonus fomentatius, Meripilus giganteus, Fomes annosus,…

Trên thế giới, vi sinh vật sinh màng nhầy đã được nghiên cứu và ứng dụng trong cải tạo đất từ những năm 80 của thế kỷ XX Đến những năm 90, việc sản xuất chế phẩm thương mại đã được tiến hành; Superbio là một trong những sản phẩm thương mại đầu tiên được biết đến Kết quả nghiên cứu của Babieva

(1987) cho thấy nhóm VSV sinh màng nhầy Lipomyces, Bacillus có khả năng giữ ẩm đất trong cải tạo đất khô hạn Alekxandrov và cs thuộc Khoa Thổ

nhưỡng, Đại học Tổng hợp Moskova đã nghiên cứu vi khuẩn sinh màng nhầy

Bacillus sp để tạo chế phẩm phân bón vi sinh giữ ẩm cho đất Chế phẩm này đã

được sử dụng để tăng năng xuất cây trồng ở các vùng khô hạn thuộc vùng Capcaz Các nhà khoa học Trung Quốc đã sử dụng các chế phẩm vi sinh giữ ẩm

để cải tạo đất đá vôi miền Nam Trung Quốc để trồng các cây công nghiệp

2.2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tống Kim Thuần (2005), [2] nấm men Lipomyces sinh màng nhầy có

mặt ở trong tất cả các loại đất; số lượng của chúng không cao nhưng khá đa

dạng Các loài Lipomyces chủ yếu gặp ở đồi núi Việt Nam, chủ yếu là: L tetrasporus, L Kononenkoae, L Lipofer và L starkeyi Các kết quả nghiên

cứu cũng cho thấy số lượng vi sinh vật trong đất phụ thuộc rất rõ vào hàm lượng các chất hữu cơ và độ ẩm đất Trong đất giàu hữu cơ và chua thì xạ khuẩn nấm tăng lên khi có mặt của chất hữu cơ và độ ẩm tăng lên sẽ kích hoạt hoạt động của vi sinh vật đất

Theo Nguyễn Kiều Băng Tâm (2009) đã phân lập và tuyển chọn được 9

chủng nấm men Lipomyces tại trạm đa dạng sinh học thuộc huyện Mê Linh

tỉnh Vĩnh Phúc trong đó chủng PT7 [1] 1 có đầy đủ các điều kiện để sản xuất chế phẩm vi sinh giữ ẩm đất Lipomycin M, đây là chủng có khả năng sử dụng

đa dạng các nguồn các bon, có khả năng hình thành bào tử sinh màng nhầy cao, dải nhiệt độ và pH sinh trưởng rộng với nhiệt độ thích hợp là 28-300C và

pH từ 4-5; nồng độ (NH4)2SO4 0,5 g/l là thích hợp để chủng PT7.1 vừa sinh trưởng và tạo nhầy tốt Chế phẩm có tác dụng làm tăng khả năng giữ ẩm cho đất ở cả điều kiện thí nghiệm chậu vại và thí nghiệm đồng ruộng Ở điều kiện thí nghiệm trong chậu không trồng cây độ ẩm đất bón chế phẩm tăng so với đối chứng (không bón chế phẩm) khoảng 8,35% Trong chậu trồng Keo lá

tràm sau 60 ngày bón chế phẩm độ ẩm tăng 16,6% so với đối chứng Trong điều kiện thí nghiệm đồng ruộng chế phẩm sau 6 tháng bón chế phẩm độ ẩm tăng 10,63% so với đối chứng, lượng nước hữu hiệu ở đất có bón chế phẩm cao hơn đối chứng 13,28-28,95g nước/1 kg đất Kết hợp bón chế phẩm Lipomycin M với phân vi sinh và bón định kỳ 2 tháng/lần sẽ làm tăng hiệu quả giữ ẩm cho đất và tỷ lễ giữ nước hữu hiệu cũng tăng lên đáng kể Sau 2 năm bón chế phẩm Lipomycin M hàm lượng chất hữu cơ của đất tăng trung bình từ 0,11-1,3% so với đối chứng, ở đất trồng cây thuốc nam hàm lượng ni

tơ dễ tiêu tăng khoảng 11,30-12,40%; ở đất trồng chè hàm lượng ni tơ dễ tiêu tăng từ 15,0-35,4%; hàm lượng phốt pho dễ tiêu tăng từ 25,7-35,7% (đất trồng thuốc nam); hàm lượng phốt pho dễ tiêu tăng từ 27,6-42% ở đất trồng chè Bước đầu đã chứng minh được chế phẩm Lipomycin M ảnh hưởng tốt đến chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cây, đối với cây bạch đàn trong điều kiện thí nghiệm chậu vại như chiều cao, số lá, trọng lượng khô của cây tăng

Tống Kim Thuần và cộng sự (2005) [2] đã nghiên cứu sản xuất chế phẩm giữ ẩm cho đất từ các vi sinh vật sinh màng nhầy polysacarit Chế phẩm

có tác dụng giữ nước trong đất, tăng độ ẩm trong đất từ 12-16% trên quy mô chậu vại và đồng ruộng Đây là loại chế phẩm vi sinh đầu tiên sản xuất tại Việt Nam có tác dụng giữ ẩm cho đất được rất nhiều địa phương và nông dân quan tâm

2.2.3 Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất chế phẩm vi sinh

2.2.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Năm 1979, Gaus đã sử dụng các chủng nấm ưa ẩm vào cac đống ủ (rơm, lá khô…) Sự có mặt của vi sinh vật phân giải celluloza là một trong yếu tố quan trọng để rút ngắn thời gian phân hủy các hợp chất hữu cơ

Các chủng vi sinh vật phân giải hợp chất hữu cơ được bổ sung trong quá trình ủ đóng vai trò vi sinh vật khởi động để sản xuất nhanh phân hữu cơ

có từ nguồn phế thải giàu xenluloza là Aspergillus, Trichoderma, Penicilium

Cũng từ kết quả thực tiễn nghiên cứu và sản xuất, năm 1982 Gaus và cộng sự

đã đề xuất kỹ thuật bổ sung thêm quặng photphat với liều lượng 5% và vi sinh

vật phân giải lân (Aspegillus, Bacillus….) với mật độ 106 – 108 CFU/gr cùng

với vi sinh vật cố định nitơ tự do Azotobacter nhằm nâng cao giá trị dinh

dưỡng của sản phẩm

Năm 1980 các kết quả nghiên cứu của Gaus và cộng sự cho thấy việc

bổ sung thêm các loại vi sinh vật có khả năng phân hủy xenluloza cao cùng các nguyên tố dinh dưỡng như đạm hữu cơ, lân dạng quặng photphorit và một

số điều kiện môi trường khác đã rút ngắn thời gian ủ phân chuồng từ 4-6 tháng xuống còn 2-4 tuần Các chủng vi sinh vật phân giải hợp chất hữu cơ được bổ sung trong quá trình ủ đóng vai trò vi sinh vật khởi động sản xuất

nhanh phân hữu cơ từ nguồn phế thải xenluloza làAspergillus, Trichoderma

một số chủng nấm và vi khuẩn có khả năng phân giải xenlulo mạnh như

Acremonium, Fusarium, Aspergillus, Mucor, Trichoderma, Penicillium và Graphium Các chủng khuẩn Bacillus, Listeria, Alcaligenes, Neisseria và Streptococcus Các chủng Streptomyces sp có thể phân giải xenlulo,

hemicellulo và lignin, những vật liệu tồn tại chủ yếu trong cây và chúng là một trong những vi sinh vật có khả năng phân giải tốt xenlulo (Fernadez-

Abalos et al., 1992, Wittmann et al., 1994, Schrempf and Walter 1995)

Lamot, Voets (1978) đã dùng 7 chủng vi sinh vật phân giải celluloza để

phân hủy xenlophan: Aspergillus.sp, Pennicillium.sp, 2 loài Chaetomium, 1 loài Sclerotium rolfsii, 2 loài xạ khuẩn Streptomyces Xenlophan là chất không

tan trong tất cả ccas dung môi hữu cơ, chứa 10% nitroxenluloza và clorua polivinyliden, 90% xenlophan (trong đó có 70% là xenluloza) Tác giả nhận thấy: nếu để từng vi sinh vật tác dụng thì sự phân giải hầu như không diễn ra, còn khi dùng hỗn hợp các chủng nói trên thì sự phân giả xenlophan mới diễn

ra Khi dùng 7 chủng, thì sau 100 ngày 85% xenlophan bị phân hủy [6]

Tại New Delhi– Ấn Độ, từ năm 1985-1987, Gaur và Bhardwaj đã phân lập và tuyển chọn được rất nhiều chủngvi sinh vật có khả năng phân hủy

xenlulo và lignin Sau đó Gaur đã sử dụng chủng nấm Trichurus spiralis, Trichodema viride, Paecilomyces fusisporus, Aspergillus sp để đưa vào các

đống ủ (rơm rạ, lá khô) kết quả cho thấy hàm lượng C hữu cơ giảm từ 48% xuống còn 25% trong vòng một tháng dầu tiên của quá trình ủ và chỉ trong vòng 8-10 tuần rơm rạ đã phân hủy hoàn toàn thành một loại phân hữu cơ chất lượng tốt Trong phân chứa khoảng 1,7%N, và tỉ lệ C/N là 12:3 [7]

Ở Trung Quốc có nhiều nghiên cứu về việc phân lập và ứng dụng chúng trong việc phân giải cellulose Wen–Jing Lu và cộng sự (2005) đã phân lập được 5 chủng vi khuẩn ưa ẩm phân giải xenluloza cao từ phế thải rau quả

và thân lá hoa thuộc giống Bacillus, Halobacillus, Aeromicrobium, Brevibacterium [4]

Ở Cu Ba theo nghiên cứu Osmanetal (1972, 1974) đã nghiên cứu thành công trong phạm vi thí nghiệm sử dụng một số loài vi khuẩn có khả năng

phân hủy xenluloza thuộc giống Cellulomonas để chế biến thành chế phẩm có

sinh khối giàu protein và vitamin

Ở Nga đã sử dụng nấm Trichoderma lignorum đã sấy khô đến độ ẩm

13% có chứa từ 1–50 đơn vị xenlulaza trên 1g để nuôi cấy một loại chế phẩm

xenlulaza “Cellolignorin” Ngoài các enzym C1, Cx còn có cả hemixenlulaza, pectinaza và xylanaza để phân hủy xylanaza

Chế phẩm “Biosin” của Mỹ được sản xuất bằng phương pháp nuôi cấy

bề mặt Aspergillus oryzae chứa 26 enzym khác nhau trong đó có xenlulaza,

amylaza, proteaza, pectinaza

2.2.3.3 Tình hình nghiên cứu trong nước

Phạm Quang Thu, Nguyễn Thị Thuý Nga (2009) [3] đã phân lập được

30 chủng vi sinh vật có khả năng phân giải lân và tuyển chọn được 15 chủng

có hiệu lực phân giải lân rất cao đường kính vòng phân giải lân cao nhất (> 22mm) Trong đó có 3 chủng P1.1, P1.4, PGLRH3 sinh trưởng tốt nhất trên môi trường nước chiết khoai tây có bổ sung một số nguyên tố khoáng, có thể ứng dụng 3 chủng này để sản xuất phân bón vi sinh hỗn hợp

2.2.4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Hoành Bồ có quốc lộ 279 đã được nâng cấp chạy qua, đường dẫn Cầu Bang nối liền với thành phố Hạ Long đang trong giai đoạn hoàn thành, liền kề với khu du lịch Hạ Long, các trung tâm khai thác than lớn của tỉnh và cả nước

là Hòn Gai, Uông Bí và Cẩm Phả Do đó, Hoành Bồ được đánh giá như một huyện ngoại ô và vệ tinh của thành phố Hạ Long Ví trí đó tạo điều kiện thuận lợi để đẩy mạnh giao lưu kinh tế, thúc đẩy các lĩnh vực mà huyện có lợi thế như cung cấp thực phẩm, rau quả cho các khu công nghiệp, du lịch Hạ Long

và các đô thị khác Đồng thời Hoành Bồ cũng có khả năng phát triển thêm nhiều tuyến điểm du lịch bên cạnh di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long

Hình 2.1: Vị trí địa lý huyện Hoành Bồ - Quảng Ninh

- Điều kiện địa hình

Hoành Bồ có địa hình đa dạng với các địa hình: miền núi, trung du và đồng bằng ven biển, tạo ra một sự kết hợp giữa phát triển kinh tế miền núi, kinh tế trung du và kinh tế ven biển

Nằm trong vùng núi thuộc cánh cung Đông Triều chạy dài từ Tây sang Đông, Hoành Bồ có dãy núi Thiên Sơn ở phía đông với đỉnh Amvát cao nhất

là 1.091m, nối với núi Mãi Gia và núi rừng Khe Cát tạo nên một hệ thống núi kiểu mái nhà, chia địa hình dốc về hai phía bắc và nam Sông suối cũng chia thành 2 hệ thống: phía Bắc chảy về huyện Ba Chẽ đổ ra sông Ba Chẽ, phía Nam sông suối chảy dồn về vịnh Cửa Lục và suối Míp chảy về hồ Yên Lập để

đổ ra vịnh Hạ Long

+ Hoành Bồ có địa hình chính sau:

- Địa hình núi thấp: có độ cao từ 500m đến 1.090m ở các xã Đồng Sơn,

Kỳ Thượng chiếm khoảng 12% diện tích tự nhiên Vùng núi có độ dốc >350,

độ chia cắt từ 3,5-4,5km/km2 nên quá trình xói mòn diễn ra mạnh

- Địa hình đồi: chiếm khoảng 70% diện tích tự nhiên có độ cao từ 500m, đồi sắp xếp dạng bát úp và cấu tạo bởi đá lục nguyên, phân bố theo hướng Đông tây, độ dốc từ 12-35độ, một số khối đá vôi có cấu tạo dốc đứng, phân bổ rải rác trong khu vực đồi Địa hình đồi có một độ chia cắt trung bình

20m-từ 3,2-4,5km/km2 Quá trình phong hoá và xói mòn đều diễn ra mạnh ở địa hình đồi nên lớp phủ thổ nhưỡng thường có tầng dày mỏng đến trung bình

- Địa hình thung lũng: chiếm 8% diện tích, thường hẹp, dốc với cấu tạo chữ V, ít có hìnhU Do đó khả năng tận dụng để canh tác hạn chế

- Địa hình đồng bằng: chiếm 10% diện tích, đây là diện tích đất nông nghiệp trồng lúa chủ yếu của huyện

- Các đồi sót cấu tạo bởi đá vôi: chủ yếu tập trung ở xã Sơn Dương, Thống Nhất, Vũ Oai Các đồi sót này có thể khai thác làm đá xây dựng hoặc nguyên liệu làm xi măng

- Điều kiện khí hậu thời tiết

Cũng như các huyện thị khác của tỉnh, Hoành Bồ có khí hậu nhiệt đới gió mùa Ngoài ra, là môt huyện miền núi địa hình phức tập, nằm sát biển, chịu ảnh hưởng sâu sắc vùng khí hậu Đông Bắc đã tạo nên cho Hoành Bồ một kiểu khí hậu độc đáo, đa dạng so với các vùng lân cận

Nhiệt độ không khí trung bình từ 22-29oC, cao nhất 38oC, thấp nhất 5oC Nhìn chung nhiệt độ phân bố đồng đều giữa các tháng, mùa hè nhiệt độ biến đổi từ 26-28oC, mùa đông 15-21oC lượng nhiệt trên cũng đủ cung cấp cho cây trồng lương thực, màu và cây công nghiệp

Lượng mưa trung bình năm khá lớn 2.016mm, năm mưa cao nhất 2.818mm, thấp nhất 870mm Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm tới