Nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm

Tính cấp thiết của đề tài

Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam hiện nay Để nâng cao sản xuất nông nghiệp, việc sử dụng phân bón trở thành một trong những biện pháp hàng đầu Sự phát triển nhu cầu xã hội ngày càng cao yêu cầu áp dụng nhiều phương pháp khác nhau nhằm tăng năng suất và sản lượng sản phẩm.

Hầu hết nông dân hiện nay sử dụng phân bón hóa học để cung cấp nitơ cho cây trồng, nhưng hiệu suất thấp của chúng dẫn đến dư lượng hóa chất gây ô nhiễm môi trường đất, làm đất thoái hóa và chua hóa Điều này cũng ảnh hưởng đến nguồn nước, khi NO3- và NO2- tích tụ trong nước mặt và nước ngầm, gây ra hiện tượng phì hóa nước Việc bón nhiều phân đạm vào thời kỳ thu hoạch làm gia tăng lượng nitơ trong sản phẩm tiêu thụ hàng ngày, có thể gây hại cho sức khỏe con người Nồng độ nitrate cao trong nước cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, đặc biệt là trẻ em dưới 4 tháng tuổi, khi nitrate có thể chuyển hóa thành nitrite trong đường ruột, làm giảm khả năng chuyên chở oxy của máu và tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư.

Việc tìm kiếm nguồn phân bón hữu cơ vi sinh nhằm giảm thiểu sử dụng phân bón hóa học đang trở thành một vấn đề cấp bách hiện nay Điều này cũng chính là lý do thúc đẩy sinh viên thực hiện nghiên cứu về đề tài này.

“Nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm”.

Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm

Nhiệm vụ nghiên cứu

Phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn cố định đạm

Nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm trên nền chất mang than bùn

Tình hình nghiên cứu

Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Vào năm 1896, phân bón vi sinh Nitragin do Noble Hiltner sản xuất lần đầu tại Đức, được chế tạo từ vi khuẩn Rhizobium Nitragin là loại phân bón tiên phong trong việc ứng dụng vi sinh vật trong nông nghiệp.

Beijerink đã phân lập vi khuẩn nốt sần vào năm 1888 và được Fred đặt tên vào năm 1889 để bón cho các loại cây họ đậu Tại Mỹ, chế phẩm Nitroculture được sản xuất, trong khi Anh sản xuất phân Nitrbacterin Hiện nay, hầu hết các quốc gia đều áp dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần cho cây bộ đậu, đặc biệt là cây đậu tương.

Vi khuẩn đạm cố định hội sinh Azospirillum đã được phát hiện vào năm 1922, nhưng vai trò của chúng trong việc cố định đạm tại vùng rễ cây hòa thảo chỉ được nhận biết vào những năm 1970, nhờ vào việc xác định nơi cư trú của chúng.

Năm 1976, Azospirillum được phát hiện trong và trên bề mặt mô rễ, tạo ra mối quan hệ cộng sinh với cây Loài vi khuẩn này có khả năng cố định đạm mạnh mẽ, tồn tại trong đất vùng rễ và trên bề mặt rễ Chúng sử dụng các chất hữu cơ như pectin và acid hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng, đồng thời cung cấp hợp chất nitơ cho cây chủ.

Nghiên cứu của Puneet (1998) chỉ ra rằng việc kết hợp Azotobacter sp với các chủng phân giải phosphate như Aspergillus niger có thể nâng cao năng suất lúa mì lên tới 17,7%, trong khi chỉ sử dụng Azotobacter sp một mình chỉ tăng 9% Tương tự, Kapoor cũng ghi nhận kết quả khả quan khi phối hợp Azotobacter sp với các chủng phân giải phosphate như Bacillus sp.

Pseudomonas sp Thí nghiệm làm tăng năng suất lúa, bông vải lên 10 – 20%

Năm 2008, Anelise Beneduzi và cộng sự đã phân lập được một số chủng

Bacillus và Paenibacillus được phân lập từ cánh đồng lúa miền nam Brazil, cho thấy tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng suất cây trồng Những vi khuẩn này không chỉ có khả năng cố định đạm mà còn sản xuất các chất kích thích tăng trưởng thực vật, giúp tăng cường đáng kể năng suất ngũ cốc ở Brazil.

Năm 2013, chế phẩm sinh học Nano-Gro được sản xuất bởi Custom Biologicals, Inc tại Hoa Kỳ và được phân phối độc quyền tại Việt Nam bởi công ty TNHH MBT Sản phẩm này chứa nhiều loại vi sinh vật có tác dụng tăng cường hệ vi sinh vật có ích trong đất, hỗ trợ sự phát triển của cây trồng, đồng thời ức chế và cô lập các vi sinh vật gây hại.

3 các vi sinh vật gây hại như Trichoderma viride, Bacillus subtilis, đặc biệt loài vi khuẩn cố định đạm Paenibacillus polymyxa có mật số tối thiểu lên đến 5.10 9

Hình 1 Chế phẩm sinh học Nano-Gro

Tình hình nghiên cứu trong nước

Từ năm 1960, nghiên cứu về phân vi sinh vật cố định đạm từ cây họ đậu và phân vi sinh vật phân giải lân đã bắt đầu tại Việt Nam Đến năm 1987, phân Nitragin với chất mang than bùn đã được hoàn thiện Đến năm 1991, hơn 10 đơn vị nghiên cứu trên toàn quốc đã tập trung vào lĩnh vực phân vi sinh vật, dẫn đến việc các nhà khoa học phân lập thành công nhiều chủng vi sinh vật có khả năng cố định đạm và một số vi sinh vật phân giải lân.

Phân vi sinh vật cố định nitơ hội sinh, được nghiên cứu từ những năm 90 của thế kỷ XX và mang tên azogin, đã được thử nghiệm ở 15 tỉnh miền Bắc, Trung và Nam Việt Nam trên diện tích hàng chục ngàn hecta Kết quả cho thấy ruộng lúa bón phân azogin phát triển tốt hơn so với đối chứng, với bộ lá khỏe mạnh, tỷ lệ nhánh hữu hiệu và số bông/khóm cao hơn Năng suất hạt tăng từ 4 - 25%, và ở nhiều nơi, việc bón azogin kết hợp với giảm 20% phân khoáng vẫn mang lại năng suất lúa cao hơn so với đối chứng.

Bón phân vi sinh vật cố định nitơ cho cây trồng có khả năng thay thế một phần phân đạm khoáng, mang lại hiệu quả cao trong nông nghiệp Nghiên cứu từ các đề tài cấp Nhà nước KC.08.01 (1991) đã chứng minh tính khả thi và lợi ích của việc sử dụng phân vi sinh này trong canh tác.

1995) và KHCN.02.06 (1996 - 2000) cho biết, có thể tiết kiệm được lượng phân

4 đạm khoáng nhất định, từ 10,80 đến 22,40 KgN/ha/vụ tùy theo từng loại đất và mùa vụ gieo trồng

Lâm Minh Tú, Trần Văn Tuân (2003) nghiên cứu sản xuất một số phân bón đơn chủng, đa chủng cho cây trồng Các chủng sử dụng trong nghiên cứu là

Azotobacter bejerinski, Azotobacter vinelandii, Bacillus subtilis, Paenibacillus polymyxa Thử nghiệm trên khoai tây làm tăng năng suất từ 100 – 300% so với đối chứng

Phạm Văn Toản (2003) đã chứng minh rằng việc sử dụng phân bón sinh học có thể giảm 20% lượng phân bón vô cơ NPK mà vẫn duy trì năng suất cao, với khoai tây tăng từ 15 đến 50%, cà chua tăng 12 đến 34%, và lạc tăng 30% Ngoài ra, phương pháp này còn giúp giảm đáng kể bệnh héo xanh trên cây trồng.

Nguyễn Thúy Hương và Nguyễn Thùy Quý Tú (2013) đã nghiên cứu và phát triển chế phẩm biopolyter – Azotobacter để ứng dụng trong sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm Nghiên cứu sử dụng phương pháp lên men bán rắn trên giá thể hạt polyter nhằm thu được sinh khối hiệu quả.

Azotobacter là một loại vi khuẩn có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp lên men truyền thống, đặc biệt là trong quy trình lên men chìm Việc sử dụng Azotobacter giúp tăng hiệu suất thu sinh khối từ 3,2 đến 4,3 lần, mang lại hiệu quả cao hơn Chế phẩm biopolymer từ Azotobacter đạt mật độ 3,80 x 10^9, cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn trong sản xuất.

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, phân bón vi sinh đang được ưa chuộng nhờ vào khả năng cải thiện sự phát triển cân đối của cây trồng, nâng cao năng suất, và tăng cường độ phì nhiêu cho đất Sản phẩm này không chỉ giúp đất trở nên tơi xốp mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

Phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh được sản xuất theo quy trình công nghiệp, chứa nhiều chất hữu cơ và các thành phần thiết yếu cho cây trồng Đặc biệt, sản phẩm này cung cấp nguồn vi sinh vật có lợi cho đất, bao gồm Aspergillus, Azotobacter và Bacillus, với mật độ đạt trên 10^6 CFU/g.

Hình 2 Phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh

Phân hữu cơ vi sinh đa chức năng số 05 – KC 04 – 04 là sản phẩm nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước mã số KC 04 – 04, được chế tạo từ rác thải của Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, mang lại nguồn carbon phong phú Sản phẩm chứa các chủng vi sinh vật như Azotobacter, Bacillus, và Enterobacter với mật độ vượt quá 10^9 CFU/g, đồng thời đảm bảo tạp khuẩn dưới 1%.

Nghiên cứu trong và ngoài nước đã chỉ ra rằng phân bón hữu cơ vi sinh mang lại nhiều lợi ích cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, giúp tăng năng suất, giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả trồng trọt và cải thiện chất lượng môi trường đất canh tác.

Phương pháp nghiên cứu

− Phương pháp đếm khuẩn lạc

− Phương pháp nhuộm bào tử

− Phương pháp nghiên cứu đặc điểm nuôi cấy và hình thái của các chủng vi khuẩn tuyển chọn

− Phương pháp so màu với thuốc thử Nessler

− Phương pháp xác định hàm lượng IAA

− Phương pháp định lượng nitơ bằng phương pháp Kjeldahl

− Phương pháp so màu trắc quang

− Phương pháp DNS xác định đường khử

− Phương pháp xác định các chỉ tiêu than bùn

− Sử dụng phần mềm Statgraphic xử lý số liệu thô, tính giá trị trung bình và so sánh sự khác biệt của các nghiệm thức

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Vật liệu, thiết bị

Mật rỉ đường được cung cấp bởi công ty hóa chất và phụ gia Kim Minh, sau đó được xử lý trong phòng thí nghiệm trước khi tiến hành lên men Quá trình này bao gồm việc pha loãng rỉ đường với tỉ lệ 2:1 Kg/Kg và xử lý nhiệt ở nhiệt độ từ 85 đến 90 độ C trong khoảng thời gian 45 phút.

Trong vòng 60 phút, các tạp khuẩn trong mật rỉ được loại bỏ thông qua quá trình xử lý nhiệt Sau đó, mật rỉ được ly tâm ở tốc độ 8000 vòng/phút trong 15 phút để thu được dịch trong, nhằm tách các hợp chất không tan và chất keo Cuối cùng, mật rỉ được bảo quản ở nhiệt độ 4 độ C.

Than bùn được lấy từ cửa hàng bán lẻ tại chợ Phú Xuân, Nhà Bè, Tp Hồ Chí Minh Sau khi thu thập, than bùn sẽ được đưa về phòng thí nghiệm để tiến hành phơi khô hoặc hun nóng.

70 o C trong 3 ngày để loại bỏ acid bitumic và nghiền nhỏ qua rây 0,2mm

Than bùn có độ pH thấp cần được xử lý bằng CaO để điều chỉnh pH về mức 7 trước khi ủ với vi sinh vật Sau khi điều chỉnh, than bùn nên được bảo quản trong lọ kín để đảm bảo chất lượng.

2.1.1.3 Nguồn phân lập vi sinh vật

Vi sinh vật được phân lập từ chế phẩm dạng lỏng phân bón vi sinh Đại Lợi

Bảng 2.1 Tên các loại thiết bị sử dụng trong thí nghiệm

STT Tên thiết bị Model

Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu của mật rỉ

2.2.1.1 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp DNS

Phương pháp xác định hàm lượng đường khử dựa trên phản ứng tạo màu giữa đường khử và thuốc thử acid dinitrosalicylic (DNS) Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ đường khử trong một khoảng nhất định, được đo ở bước sóng 540nm Bằng cách so sánh với đồ thị đường chuẩn của glucose tinh khiết, có thể tính toán hàm lượng đường khử trong mẫu nghiên cứu.

Mẫu mật rỉ sau khi xử lý cần được pha loãng 300 lần trước khi tiến hành xác định đường khử, theo hướng dẫn tại mục 3.1 phần phụ lục A.

2.2.1.2 Xác định hàm lượng đường tổng

Nguyên tắc của phương pháp đo hàm lượng đường tổng trong mật rỉ là quá trình thủy phân saccharose thành glucose và fructose nhờ acid Phương pháp DNS có thể được áp dụng để xác định chính xác hàm lượng đường này.

Mẫu mật rỉ sau khi xử lý được pha loãng 400 lần trước khi tiến hành xác định đường tổng

Mẫu mật rỉ sau khi xử lý cần được pha loãng 400 lần trước khi xác định đường tổng, theo hướng dẫn tại mục 3.2 phần phụ lục A.

2.2.1.3 Xác định hàm lượng chất khô hòa tan bằng phương pháp đo độ khúc xạ Nguyên tắc: Khi đi từ một môi trường (không khí) vào một môi trường khác

Khi tia sáng đi qua chất lỏng, nó sẽ bị khúc xạ, dẫn đến sự lệch hướng của ánh sáng Nếu chất lỏng là dung dịch hòa tan như đường hoặc muối, chúng ta có thể dựa vào độ lệch của tia sáng để tính toán nồng độ của chất hòa tan, từ đó xác định được phần trăm nước trong dung dịch.

Cách thực hiện: (xem mục 3.3 phần phụ lục A)

2.2.2 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu của than bùn

2.2.2.1 Xác định carbon hữu cơ tổng số bằng phương pháp Walkley – Black (TCVN 9294-2012)

Tiêu chuẩn này dựa trên phương pháp Walkley – Black, sử dụng dung dịch kali dicromat dư trong môi trường acid sunfuric để oxy hóa carbon hữu cơ Nhiệt độ trong quá trình này được tạo ra nhờ sự hòa tan của acid sunfuric đậm đặc vào dung dịch dicromat.

33 sau đó chuẩn độ lượng dư bicromat bằng dung dịch sắt hai, từ đó suy ra hàm lượng carbon hữu cơ

Cách tiến hành: mẫu than bùn sau khi được xử lý (mục 2.1.1.2) và phân tích theo mục 3.4 phần phụ lục A

2.2.2.2 Xác định acid humic và acid fulvic (TCVN 8561-2010)

Tiêu chuẩn này áp dụng phương pháp Walkley-Black để xác định hàm lượng carbon hữu cơ, cụ thể là acid humic và acid fulvic Quá trình này sử dụng dung dịch kali bicromat dư trong môi trường acid sulfuric, kết hợp với nhiệt từ việc hòa tan acid sulfuric vào dung dịch bicromat Sau đó, lượng dư bicromat được chuẩn độ bằng dung dịch sắt hai, từ đó suy ra hàm lượng acid humic và acid fulvic trong mẫu.

Dựa vào tính chất hòa tan của acid humic và acid fulvic trong môi trường kiềm, có thể xác định tổng hàm lượng của chúng Đồng thời, tính chất không hòa tan của acid humic trong môi trường acid cho phép tách riêng acid humic, từ đó xác định hàm lượng acid humic và suy ra hàm lượng acid fulvic.

2.2.2.3 Xác định N tổng số (TCVN 8557-2010)

Nguyên tắc chuyển hóa hợp chất nitơ trong mẫu thành amoni (NH4 +) sử dụng hỗn hợp H2SO4 và chất xúc tác Sau đó, amoni được cất bằng dung dịch kiềm và thu NH3 qua dung dịch acid boric Cuối cùng, hàm lượng nitơ trong mẫu được xác định bằng cách chuẩn độ amon tetraborat với acid tiêu chuẩn.

2.2.2.4 Xác định N hữu hiệu (TCVN 9295-2012)

Nguyên tắc: Hòa tan (chiết) nitơ trong than bùn bằng dung dịch H2SO4 0,25

M, chuyển hóa các hợp chất nitơ trong dung dịch chiết mẫu thành amoni bằng acid sunphuric và chất xúc tác Dựa theo nguyên tắc của phương pháp Kjeldhal, cất

34 amoni nhờ dung dịch kiềm, thu amoni bằng acid boric, chuẩn độ amontertraborat bằng acid tiêu chuẩn, từ đó suy ra hàm lượng nitơ hữu hiệu trong than bùn

2.2.2.5 Xác định P 2 O 5 tổng số (TCVN 8563 – 2010)

Nguyên tắc phân tích phospho trong mẫu dựa trên việc sử dụng hỗn hợp cường thủy hoặc hỗn hợp H2SO4 và HClO4 để chuyển đổi các hợp chất phospho thành acid orthophosphoric Hàm lượng phospho trong dung dịch mẫu được xác định bằng phương pháp trắc quang, thông qua việc đo màu vàng của phức chất giữa phospho và vanadomolypdat, hoặc màu xanh molipden từ phản ứng với molypdat Phương pháp đo màu vàng vanadomolypdat phù hợp cho dung dịch có nồng độ phospho cao, trong khi phương pháp đo màu xanh molipden thích hợp cho dung dịch có nồng độ phospho thấp.

2.2.2.6 Xác định P 2 O5 hữu hiệu (TCVN 8559-2010)

Tiêu chuẩn này sử dụng dung dịch acid citric 2% để chiết xuất các hợp chất phospho hữu hiệu từ tất cả các loại phân bón có chứa phospho Hàm lượng phospho trong dung dịch chiết được xác định qua phương pháp trắc quang sau khi phân hủy gốc citrate Đo màu vàng của phức chất phospho với vanadomolypdat hoặc màu xanh molipden từ phản ứng với molypdat cho phép suy ra hàm lượng phospho trong mẫu Do gốc citrate cản trở quá trình lên màu, cần phải oxy hóa gốc này trước khi đo nồng độ phospho Phương pháp đo màu vàng thích hợp cho dung dịch có nồng độ phospho cao, trong khi phương pháp đo màu xanh phù hợp cho dung dịch có nồng độ thấp.

2.2.2.7 Xác định K 2 O tổng số (TCVN 8660-2011)

Nguyên tắc phân tích kali trong than sử dụng hỗn hợp acid flohydric và acid pecloric để phá mẫu, giúp chuyển đổi các dạng kali thành dạng hòa tan trong dung dịch Hàm lượng kali trong dung dịch được xác định thông qua phương pháp quang phổ ngọn lửa hoặc quang phổ phát xạ.

2.2.2.8 Xác định K 2 O hữu hiệu (TCVN 8662-2011)

Nguyên tắc xác định hàm lượng kali trong mẫu đất là sử dụng dung dịch amoni acetate 1,0 mol/l (pH = 7,0) để hòa tan các dạng kali dễ tiêu trong than Phương pháp quang phổ phát xạ sẽ được áp dụng để đo lường hàm lượng kali trong dịch chiết.

Huyền phù than được chuẩn bị, có thể tích gấp năm lần thể tích một trong nhưng chất dưới đây:

Để đo pH của huyền phù, cần sử dụng pH-mét và xây dựng quy trình tổng quát cho tất cả các loại mẫu đất Việc lựa chọn tỷ lệ thể tích/ thể tích phù hợp là cần thiết để xử lý đồng nhất các loại đất Nếu đã xác định tỷ số khối lượng/thể tích, khối lượng mẫu thử cần cân phải phù hợp với đất có tỷ trọng thấp, nhằm chế tạo huyền phù hiệu quả Để đạt được điều này, việc lấy thể tích mẫu thử cần được cân bằng bằng một cái thìa đong với độ chính xác cao là đủ.

2.2.2.10 Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến độ ẩm không đổi

Bố trí thí nghiệm

Tuyển chọn chủng vi sinh vật tạo chế phẩm

Xác định điều kiện và môi trường lên men

Khảo sát điều khiện phối trộn với than bùn

Hình 2.1 Sơ đồ các bước tiến hành Độ ẩm Tỷ lệ cấy giống

Xác định thời gian lên men

Xác định hàm lượng mật rỉ

Xác định hàm lượng khoáng

Khả năng cố định đạm

Quy trình sản xuất chế phẩm phân bón vi sinh cố định đạm dạng rắn

Môi trường dinh dưỡng là yếu tố thiết yếu cho sự phát triển của vi sinh vật, với mỗi loại vi sinh vật cần một môi trường tổng hợp riêng Tuy nhiên, chi phí cao của các môi trường tổng hợp đã dẫn đến việc nghiên cứu và sử dụng các loại môi trường tự nhiên như mật rỉ và than bùn, giúp giảm chi phí và hỗ trợ sản xuất phân bón vi sinh với quy mô lớn.

2.3.1 Xác một số chỉ tiêu của mật rỉ

Trong quá trình lên men, mật rỉ được sử dụng như nguồn carbohydrate bổ sung glucose cho môi trường Tuy nhiên, hàm lượng chất khô cao trong mật rỉ có thể ức chế sự phát triển của vi sinh vật do áp suất thẩm thấu Do đó, việc xác định các chỉ tiêu này là cần thiết để đảm bảo sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình lên men.

Các chỉ tiêu cần xác định được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.2 Các chỉ tiêu của mật rỉ

STT Các chỉ tiêu Phương pháp

1 Xác định đường khử Mục 3.1 phụ lục A

2 Xác định đường tổng Mục 3.2 phụ lục A

3 Hàm lượng chất khô Mục 3.3 phụ lục A

2.3.2 Xác định một số chỉ tiêu của than bùn

Theo TCVN 6166-1996, phân bón vi sinh vật cố định đạm cần có thành phần dinh dưỡng và hóa học được xác định rõ ràng, giúp đánh giá khả năng cố định đạm của vi sinh vật và hiệu quả của phân bón Các chỉ tiêu của than bùn được trình bày trong bảng 2.2.

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu của than bùn

1 Xác định carbon hữu cơ tổng số Mục 3.4 phụ lục A

2 Xác định acid humic và acid fulvic Mục 3.5 phụ lục A

3 Xác định N tổng số Mục 3.6 phụ lục A

4 Xác định N hữu hiệu Mục 3.7 phụ lục A

5 Xác định P2O5 tổng số Mục 3.8 phụ lục A

6 Xác định P2O5 hữu hiệu Mục 3.9 phụ lục A

7 Xác định K2O tổng số Mục 3.10 phụ lục A

8 Xác định K2O hữu hiệu Mục 3.11 phụ lục A

9 Xác định pH Mục 3.12 phụ lục A

10 Xác định độ ẩm Mục 3.13 phụ lục A

2.3.3 Phân lập vi sinh vật

Để tìm kiếm chủng vi sinh vật có khả năng cố định đạm hiệu quả cho sản xuất phân bón vi sinh, chúng tôi đã tiến hành phân lập vi sinh vật trên môi trường Ashby.

Các phương pháp xác định hoạt tính cố định đạm, từ nhuộm Gram, nhuộm bào tử đến kỹ thuật hiện đại như PCR 16s rRNA, giúp chúng ta tìm ra các chủng vi sinh vật có khả năng cố định đạm tốt, phục vụ cho sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm.

2.3.4 Xác định hoạt tính của vi sinh vật

Vi sinh vật sau khi được phân lập cần trải qua quá trình tuyển chọn dựa trên khả năng cố định đạm Qua đó, chúng ta sẽ lựa chọn các chủng vi sinh vật phù hợp để phục vụ cho việc sản xuất phân bón vi sinh.

Sau 5 ngày nuôi cấy các chủng vi sinh vật trên môi trường Ashby lỏng, tiến hành xác định hoạt tính của vi sinh vật Các chỉ tiêu để đánh giá hoạt tính này được trình bày chi tiết trong bảng 2.3.

Bảng 2.4 Xác định hoạt tính của vi sinh vật

1 Định tính nitơ trong dịch nuôi cấy Mục 3.13 phụ lục A

2 Định lượng nitơ tổng số trong dịch nuôi cấy Mục 3.14 phụ lục A

3 Xác định hàm lượng IAA trong dịch nuôi cấy Mục 3.15 phụ lục A

2.3.5 Khảo sát điều kiện lên men

Để xác định điều kiện lên men tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật, chúng tôi đã tiến hành khảo sát về thời gian và môi trường lên men.

2.3.5.1 Xây dựng đường cong tăng trưởng

Mục tiêu: xây dựng đường cong tăng trưởng của P sterllifer trên môi trường

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định thời điểm P sterllifer phát triển mạnh nhất và có hoạt tính cố định nitơ cao nhất Để thực hiện điều này, chúng tôi xây dựng đường cong tăng trưởng của vi sinh vật, trong đó trục hoành đại diện cho thời gian nuôi cấy và trục tung thể hiện mật độ vi sinh vật, dựa trên phương trình đường chuẩn tế bào đã nêu ở mục 2.2.5.2.

Nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường NB đã được hấp khử trùng ở nhiệt độ phòng với máy lắc 150 vòng/phút Sau 24 giờ, lấy 2 ml dịch nuôi cấy chuyển vào 50 ml môi trường NB mới và tiếp tục nuôi cấy trong điều kiện tương tự Kiểm tra tốc độ tăng trưởng của vi sinh vật tại các thời điểm 0, 2, 4, 6, 10, 24, 33, 48 giờ bằng cách đo OD610nm.

− Nuôi cấy ở nhiệt độ phòng (28  5 o C)

− Chế độ lắc 150 vòng/phút

Thông số thay đổi: thời gian lên men

Bảng 2.5 Xây dựng đường cong tăng trưởng của vi sinh vật

Thời gian (giờ) N (CFU/ml)

2.3.5.2 Xác định hàm lượng mật rỉ bổ sung

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định hàm lượng mật rỉ phù hợp để bổ sung vào môi trường nuôi cấy, nhằm tối ưu hóa sự phát triển của vi sinh vật Qua đó, nghiên cứu sẽ tìm ra môi trường lên men tối ưu nhất để đạt được sinh khối cao nhất.

− Tỷ lệ cấy giống 5% (2,98.10 9 CFU/ml)

− Chế độ lắc 150 vòng/phút

− Tỷ lệ mật rỉ bổ sung (3%, 5%, 7%)

− Thời gian lên men (0, 6, 16, 24, 30 giờ)

Bảng 2.6 Mật độ của vi sinh vật trên môi trường bổ sung mật rỉ qua các mốc thời gian

0 giờ 6 giờ 16 giờ 24 giờ 30 giờ

2.3.5.3 Xác định hàm lượng khoáng bổ sung

Sau khi xác định được hàm lượng mật rỉ cần bổ sung, bước tiếp theo là khảo sát hàm lượng khoáng bổ sung bằng cách giữ nguyên các thành phần khác và chỉ thay đổi hàm lượng khoáng.

Gọi X là hàm lượng khoáng ban đầu (NaCl 5g/L, MgSO4.7H2O 2,46g/L, CaCl2

1,22g/L, K2SO4 0,087 g/L) Tiến hành khảo sát hàm lượng khoáng ở các mức 0,5X, 1,0X, 1,5X, 2,0X Kiểm tra mật độ tế bào sau khi lên men bằng cách đo OD610nm

Pha dung dịch khoáng với tỉ lệ nồng độ 2X, sau đó pha loãng thành dãy nồng độ 0,5X, 1X, 1,5X và cố định các thành phần khác trong môi trường

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định hàm lượng khoáng cần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật (có thêm mật rỉ) nhằm tối ưu hóa sự phát triển của chúng Qua đó, nghiên cứu sẽ tìm ra môi trường lên men tối ưu để đạt được sinh khối cao nhất.

− Tỷ lệ cấy giống 5% (2,98.10 9 CFU/ml)

− Tỷ lệ mật rỉ tối ưu ở mục 2.3.3.2

− Hàm lượng khoáng bổ sung

− Thời gian lên men (0, 6, 16, 24, 30 giờ)

Bảng 2.7 Mật độ của vi sinh vật trên môi trường bổ sung khoáng qua các mốc thời gian

2.3.6 Khảo sát điều kiện phối trộn với than bùn

Sau khi khảo sát thời gian thu sinh khối và môi trường lên men phù hợp, chúng tôi tiến hành nhân giống cấp 1 và cấp 2 với số lượng lớn Để kiểm tra mật độ tế bào, chúng tôi thực hiện đo OD610nm.

Sử dụng giá thể than bùn với độ ẩm 15,67%, chúng tôi đã điều chỉnh độ ẩm của khối ủ bằng dịch lên men vi sinh vật với tỷ lệ cấy giống 220 ml/Kg, 125 ml/Kg và 55 ml/Kg, đạt mật độ tế bào 1,01.10^10 CFU/ml Trong quá trình ủ phân, nhiệt độ khối ủ được theo dõi cho đến khi ổn định, đánh dấu thời điểm quá trình lên men đạt trạng thái ổn định.

Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu thô đã được xử lý outlier bằng phần mềm Statgraphics Centurion XV Sau đó, chúng được phân tích bằng phương pháp ANOVA và kiểm định phân hạng LDS với mức ý nghĩa 0,05.

Các số liệu được tính toán và xử lý trên phần mềm Microsoft Office Exel

2013 Các biểu đồ cũng được thực hiện bằng phần mềm này

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

Kết quả khảo sát các chỉ tiêu của nguyên liệu

Mật rỉ sau khi mua về sẽ được kiểm tra các chỉ tiêu hóa sinh bằng các phương pháp đã nêu, và kết quả sẽ được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu của mật rỉ

STT Các chỉ tiêu Kết quả

1 Hàm lượng đường khử 185,9 mg/g

2 Hàm lượng đường tổng 194,16 mg/g

3 Hàm lượng chất khô hòa tan 79,5 o Bx

Mật rỉ có hàm lượng đường khử cao, đạt 95,75% tổng số đường, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Ngoài ra, hàm lượng chất khô hòa tan cũng cao (79,5 o Bx), do đó cần pha loãng mật rỉ theo phương thức đường chéo trước khi bổ sung vào môi trường Vì vậy, mật rỉ là nguồn carbonhydrate lý tưởng cho quá trình lên men.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam về xác định các chỉ tiêu của than bùn, người thực hiện đề tài đã tiến hành khảo sát và thu thập dữ liệu Kết quả khảo sát được trình bày rõ ràng trong bảng 3.2.

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu của than bùn trước khi ủ với vi sinh vật

Các chỉ tiêu Đơn vị tính Than bùn

Tổng số carbon hữu cơ % 43,350

K2O hữu hiệu % 0,005 pH - 6,700 Độ ẩm % 15,670

Hàm lượng acid humic và acid fulvic cao trong đất kích thích sự phát triển của hệ rễ, giúp cây hấp thu chất dinh dưỡng hiệu quả hơn và sinh trưởng mạnh mẽ Khi được hấp thu qua lá, hai loại acid này còn tăng cường quá trình quang hợp bằng cách kích thích hoạt động của các enzyme liên quan Cường độ quang hợp cao giúp cây phát triển nhanh chóng Thêm vào đó, acid humic còn nâng cao sức đề kháng của cây trước sâu bệnh và các điều kiện bất lợi như nhiệt độ cao, lạnh, hạn hán, úng nước, và độ pH thấp.

Hàm lượng nitơ hữu hiệu trong than bùn thấp, điều này giúp kích thích quá trình cố định đạm của vi sinh vật trong các chế phẩm phân bón.

Kết quả phân lập và đặc điểm hình thái, sinh hóa

3.2.1 Kết quả phân lập và đặc điểm hình thái khuẩn lạc

Từ mẫu đất sau khi phân lập và làm thuần trên môi trường Ashby, thu được 4 chủng vi sinh vật có khả năng cố định đạm tốt

Bảng 3.3 Đặc điểm khuẩn lạc của 4 chủng vi sinh vật

Chủng vi sinh vật Đặc điểm khuẩn lạc sau 24 giờ nuôi cấy

Hình ảnh khuẩn lạc sau 24 giờ nuôi cấy

P1 Là những chấm nhỏ li ti, đục, tâm không rõ ràng

Là những chấm tròn, trong suốt như giọt nước, không tâm, đường kính 2 mm

P3 Là những chấm tròn nhỏ, đục, có tâm, đường kính khoảng 1mm

Là những chấm tròn, trong suốt như giọt nước, không tâm, đường kính khoảng 2,5 mm

Bảng 3.4 Kết quả nhuộm Gram và nhuộm bào tử

Chủng vi sinh vật Hình thái tế bào Nhuộm Gram sau 24 giờ Nhuộm bào tử sau 5 ngày

Hình que ngắn, hai đầu tròn, đứng riêng rẽ hoặc thành chuỗi

Hình que, hai đầu tròn, đứng riêng rẽ hoặc thành chuỗi

Hình que ngắn, hai đầu tròn, đứng riêng rẽ

Hình que nhỏ, hai đầu tròn, đứng riêng rẽ hoặc thành chuỗi

Tất cả bốn chủng vi sinh vật được nghiên cứu đều là Gram dương và có khả năng sinh bào tử sau 5 ngày nuôi cấy, như được thể hiện qua hình thái và kết quả nhuộm Gram.

3.2.2 Tuyển chọn các chủng cố định nitơ mạnh

Kết quả so màu với thuốc thử Nessler cho thấy tất cả các chủng phân lập đều phản ứng và tạo màu vàng đặc trưng Màu vàng này có độ đậm nhạt khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng NH4+ mà các vi sinh vật sinh ra trong dịch nuôi cấy Trong số 4 chủng phân lập, chủng P2 có màu vàng đậm nhất, chỉ ra khả năng cố định nitơ mạnh nhất, trong khi chủng P1 có màu vàng nhạt nhất, cho thấy khả năng cố định nitơ yếu nhất Mức độ cố định nitơ của các chủng giảm dần từ P2 đến P1.

Kết quả định lượng nitơ tổng theo phương pháp Kjeldahl cho thấy sự trùng hợp với kết quả so màu sử dụng thuốc thử Nessler.

Sau 5 ngày nuôi cấy trên môi trường Ashby lỏng, hai chủng P2 và P4 cho thấy khả năng cố định nitơ mạnh, trong đó chủng P2 đạt mức cao nhất với 0,899 mg/ml Do đó, chủng P2 đã được lựa chọn làm nguồn giống cho nghiên cứu và phát triển phân bón vi sinh cố định đạm.

Bảng 3.5 Hàm lượng nitơ trong dịch nuôi cấy của các chủng vi sinh vật

Chủng vi sinh vật Hàm lượng nitơ (mg/ml)

(Các giá trị có các chữ cái giống nhau ở cùng một cột thì không có sự khác biệt theo trắc nghiệm phân hạng LSD với mức ý nghĩa 0,05)

3.2.3 Khả năng tổng hợp acid indole-3-acetic (IAA) của vi sinh vật

Auxin, hormone tăng trưởng thực vật chủ yếu, với IAA là loại phổ biến nhất, được tổng hợp từ L-tryptophan Sự tổng hợp IAA từ hệ vi sinh vùng rễ có vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây.

Từ 4 chủng vi vi sinh vật phân lập được, sau 5 ngày đem dịch nuôi cấy xác định hàm lượng IAA bằng phương pháp Salkowski Kết quả, xác định được 4 chủng đều có khả năng sinh tổng hợp IAA Trong đó chủng P2 có khả năng sinh tổng hợp IAA tốt nhất (0,86 μg/ml) Đường chuẩn IAA xem phụ lục B

Bảng 3.6 Khả năng sinh IAA của các chủng vi sinh vật

Chủng vi sinh vật Nồng độ IAA trong dịch nuôi cấy

(Các giá trị có các chữ cái giống nhau ở cùng một cột thì không có sự khác biệt theo trắc nghiệm phân hạng LSD với mức ý nghĩa 0.05)

Chủng vi sinh vật P2 được xác định có hoạt tính cố định đạm mạnh nhất và khả năng sinh IAA cao nhất trong số 4 chủng vi sinh vật phân lập Do đó, chủng P2 được chọn làm vi sinh vật để sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm.

3.2.4 Định danh bằng sinh học phân tử chủng P2

Sau khi xác định được chủng vi sinh vật dùng để sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm, nhóm nghiên cứu đã gửi chủng P2 đến Công ty Xét nghiệm Nam Khoa để thực hiện giải trình tự gen 16S rRNA, và kết quả thu được như sau:

TTTGATCCTGGCTCAGGACGAACGCTGGCGGCGTGCCTAATACATG CAAGTCGAGCGGAGTGATGAGGGGAGCTTGCTCCGGATTAACTTAGCGG CGGACGGGTGAGTAACACGTAGGCAACCTGCCCTTCAGACTGGGATAAC TACCGGAAACGGTAGCTAATACCGGATAATTCCTTTCTTCGCCTGAAGG AAGGATGAAAGACGGAGCAATCTGTTACTGAGGGATGGGCCTGCGGCG CATTAGCTAGTTGGTGGGGTAACGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGC CGACCTGAGAGGGTGAACGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGA CTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGGCGAAAGCCT GACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTC TGTTGCCAGGGAAGAACGTTCTCTAGAGTAACTGCTAGAGA

So sánh với ngân hàng gen NCBI, trình tự gen 16S rRNA của chủng P2 có độ tương đồng 99% với loài Paenibacillus stellifer Kết luận chủng P2 thuộc loài Paenibacillus stellifer.

Khảo sát thời gian và môi trường tối ưu để lên men thu sinh khối

3.3.1 Khảo sát thời gian lên men Đường cong tăng trưởng của vi sinh vật cho phép xác định các thông số động học nuôi cấy, là cơ sở để xác định thời gian kết thúc lên men Người thực hiện đề tài tiến hành nuôi cấy lắc vi sinh vật trong môi trường NB, và theo dõi OD610nm qua các mốc thời gian 2, 4, 6, 10, 24, 33, 48 giờ Sau đó tiến hành dựng đường cong tăng trưởng dựa trên OD610nm, thể hiện ở hình 3.2

Hình 3.2 Khả năng tăng trưởng của chủng P2 trên môi trường NB

Chủng P2 có pha lag từ 0 đến 2 giờ, tiếp theo là pha log kéo dài từ 2 đến 10 giờ Sau 10 giờ, tốc độ bắt đầu giảm và đến 33 giờ, chủng này chuyển sang pha cân bằng.

Sau 10 giờ cấy chủng, sinh khối vi sinh vật đạt trạng thái cân bằng với mật độ tế bào là 1,44 x 10^9 CFU/ml Trong giai đoạn này, số lượng tế bào sống không thay đổi, có thể do sự cân bằng giữa số tế bào mới sinh ra và số tế bào chết, hoặc tế bào ngừng phân chia nhưng vẫn duy trì hoạt tính trao đổi chất.

3.3.2 Khảo sát tỉ lệ mật rỉ bổ sung

Môi trường lên men NB, chủ yếu gồm cao thịt và pepton, là nền tảng cho thí nghiệm sinh khối Để tối ưu hóa lượng sinh khối thu được, việc bổ sung đường và khoáng chất là rất cần thiết.

Hàm lượng đường sử dụng trong nghiên cứu là mật rỉ với các tỉ lệ 3%, 5% và 7% trong 20ml môi trường NB Mục tiêu chính là đánh giá mật độ tế bào sau quá trình lên men tại các thời điểm khác nhau.

0, 6, 16, 24 và 30 giờ Kết quả được trình bày ở bảng 3.7

Bảng 3.7 Mật độ của vi sinh vật ở các mốc thời gian khác nhau trên môi trường bổ sung mật rỉ

Mật rỉ 3% 8,083 ab 0,006 8,113 ab 0,005 8,707 ab 0,019 8,556 ab 0,037 8,481 ab 0,024 Mật rỉ 5% 8,084 b 0,001 8,101 b 0,005 8,778 b 0,012 8,593 b 0,019 8,587 b 0,019 Mật rỉ 7 % 8,111 a 0,006 8,150 a 0,006 8,235 a 0,014 8,570 a 0,011 8,503 a 0,027

Kết quả từ bảng 3.6 và hình 3.3 cho thấy mật độ vi sinh vật của chủng P2 thay đổi tùy thuộc vào ba môi trường bổ sung mật rỉ khác nhau Việc bổ sung 5% mật rỉ không chỉ cung cấp thêm nguồn carbon cho vi sinh vật mà còn tối ưu hóa sự phát triển của chúng Mặc dù môi trường NB đã có carbon, nhưng chưa đủ để thúc đẩy sự phát triển tối đa Môi trường có 5% mật rỉ đạt mật độ tế bào cao nhất là 5,81.10^9 CFU/ml, cao gấp 1,04 lần so với quá trình lên men trước đó.

Thời gianMật rỉ 3% Mật rỉ 5% Mật rỉ 7%

Trong môi trường bổ sung mật rỉ 7%, vi sinh vật phát triển mạnh hơn gấp 1,05 lần so với môi trường bổ sung mật rỉ 3% Tuy nhiên, sau 24 giờ, vi sinh vật bắt đầu chết dần do bị ức chế bởi áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của chúng.

Hình 3.3 cho thấy rằng trong hai môi trường bổ sung mật rỉ 3% và 5%, sinh khối tăng cao từ 16 đến 24 giờ Đối với môi trường bổ sung mật rỉ 7%, sinh khối bắt đầu tăng từ 24 giờ Tuy nhiên, cả hai môi trường 3% và 7% đều ghi nhận sự giảm sinh khối sau 24 giờ, trong khi môi trường bổ sung mật rỉ 5% đạt trạng thái cân bằng từ thời điểm này.

Sau khi khảo sát, chúng tôi đã chọn môi trường có bổ sung 5% mật rỉ để tiến hành quá trình lên men, nhằm thu được sinh khối sau 24 giờ Môi trường này cho thấy mật độ vi sinh vật cao và có pha cân bằng kéo dài, điều này góp phần vào hiệu quả của quá trình lên men.

3.3.3 Khảo sát hàm lượng khoáng bổ sung

Đề tài khảo sát mật độ tế bào của chủng P2 trong môi trường bổ sung 5% mật rỉ với các hàm lượng khoáng 0,5X, 1,0X, 1,5X và 2,0X Sinh khối được đo bằng OD tại các thời điểm 0, 6, 16, 24 và 30 giờ, với kết quả được trình bày trong bảng 3.8.

Bảng 3.8 Mật độ của các vi sinh vật ở các mốc thời gian khác nhau trên môi trường bổ sung khoáng

Hình 3Error! No text of specified style in document 4 Biến đổi mật độ tế bào của chủng P2 trong các môi trường bổ sung khoáng qua các mốc thời gian

Kết quả từ bảng 3.8 và hình 3.4 cho thấy rằng ở hàm lượng khoáng 1X, mật độ vi sinh vật đạt cao nhất với 1,30.10^8 CFU/ml tại 0 giờ, và tăng mạnh lên 1,05.10^10 CFU/ml sau 30 giờ, đồng thời vi sinh vật bắt đầu vào pha cân bằng từ 16 giờ Mặc dù vi sinh vật ở các hàm lượng khoáng khác cũng phát triển tốt, nhưng thời gian sống của chúng không kéo dài, với xu hướng giảm dần sau 24 giờ Do đó, môi trường lên men với hàm lượng khoáng 1,0X và bổ sung 5% mật rỉ, thu sinh khối sau 16 giờ nuôi cấy là phương pháp tối ưu để đạt được mật độ vi sinh vật cao nhất, phù hợp cho sản xuất phân bón vi sinh.

Kết quả khảo sát điều kiện phối trộn với than bùn

Để tối ưu hóa sự phát triển của vi sinh vật trên nền chất than bùn, chúng tôi đã tiến hành khảo sát độ ẩm và tỷ lệ cấy giống, và kết quả được thể hiện trong bảng 3.9.

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của độ ẩm đến sự phát triển của vi sinh vật Độ ẩm

Tỷ lệ cấy giống (ml/Kg)

Mật độ tế bào (CFU/g)

Theo bảng 3.9, mật độ tế bào thay đổi theo độ ẩm, nhưng tất cả đều đạt trên 10^6 CFU/g Mật độ tế bào cao nhất là 2,61 x 10^8 CFU/g khi khối ủ có độ ẩm 25% và tỷ lệ cấy giống 125 ml/Kg Ở độ ẩm 25%, hàm lượng nitơ tổng cũng cao nhất so với hai điều kiện ủ còn lại.

Vậy chọn mẫu chế phẩm phân bón có độ ẩm 25% làm điều kiện ủ phân bón.

Kết quả kiểm tra chế phẩm phân bón sau khi phối trộn với than bùn

Sau 1 ngày ủ, nhiệt độ tăng cao (35 o C) nhưng đến ngày thứ 3 nhiệt độ đã bắt đầu giảm, đến ngày thứ 4 thì nhiệt độ đã ổn định bằng với nhiệt độ phòng (31 o C) Tiếp theo, tiến hành kiểm tra mật độ tế bào bằng cách trải đĩa trên môi trường Ashby và kiểm tra lại hoạt tính cố định đạm của vi sinh vật bằng phương pháp Kjeldahl Kết quả được trình bày ở bảng 3.9 (độ ẩm 25%)

Sau khi phối trộn với than bùn ở độ ẩm 25%, mật độ tế bào có xu hướng giảm từ 1,01 x 10^10 CFU/ml xuống còn 2,61 x 10^8 CFU/g Tuy nhiên, theo tiêu chuẩn TCVN 6169-1996, phân bón trên nền chất mang không khử trùng vẫn đạt tiêu chuẩn khi có mật độ tế bào lớn hơn 10^6 CFU/g, và trong điều kiện khảo sát, mật độ tế bào hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu này.

Sau khi tiến hành ủ với vi sinh vật, chế phẩm phân bón sẽ được kiểm tra các chỉ tiêu để đánh giá hiệu suất của quá trình ủ Kết quả của quá trình này được thể hiện trong bảng 3.10.

Bảng 3.10 Các chỉ tiêu của phân bón

Các chỉ tiêu Đơn vị tính Phân bón

Tổng số carbon hữu cơ % 48,770

Qua bảng 3.2 và bảng 3.10 nhận thấy tổng số carbon hữu cơ tăng nhẹ so với ban đầu do sinh khối vi sinh vật được bổ sung vào than bùn

Sau thời gian ủ, các hàm lượng chất hóa học trong chế phẩm có sự thay đổi rõ rệt Cụ thể, hàm lượng nitơ hữu hiệu tăng từ 0,007% lên 0,047%, phospho hữu hiệu tăng từ 0,034% lên 0,113%, và kali tăng từ 0,005% lên 0,037%.

Kết quả từ thí nghiệm 3.5 cho thấy chế phẩm phân bón vi sinh vật cố định đạm đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về phân bón vi sinh (TCVN 6169-1996) và mang lại hiệu quả vượt trội so với mẫu than chưa được ủ với vi sinh vật.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận

Từ mẫu phân bón dạng lỏng, đã phân lập được 4 chủng vi sinh vật có khả năng cố định đạm Trong số đó, chủng Paenibacillus stellifer nổi bật với hoạt tính cố định đạm mạnh nhất, được nhân giống để phục vụ sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm trên giá thể than bùn.

Môi trường lên men để thu sinh khối vi sinh vật được sử dụng là môi trường NB, trong đó có bổ sung 5% mật rỉ và các khoáng chất cần thiết Thành phần cụ thể của môi trường này được thể hiện trong bảng 4.1.

Bảng 1 Thành phần môi trường lên men

Thành phần môi trường Số lượng (g/L)

Phân bón vi sinh cố định đạm trên giá thể than bùn có độ ẩm 25% với mật độ vi sinh vật đạt 2,61.10 8 CFU/ml

Cần nghiên cứu thêm một số vấn đề như sau:

− Khảo sát mật độ vi sinh vật và hoạt tính cố định đạm sau thời gian bảo quản

− Thử nghiệm hiệu quả của phân bón vi sinh cố định đạm trên một số loại cây trồng khác nhau

− Đánh giá khả năng cố định đạm dễ tiêu trong đất với thời gian ủ vi sinh vật lâu hơn

− Phối hợp nhiều chủng vi sinh vật với nhau để sản xuất phân bón đa chủng

Tiêu đề	Nghiên cứu sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm
Tác giả	Phạm Ngọc Yến Trinh
Người hướng dẫn	ThS. Huỳnh Quang Phước
Trường học	Trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	116
Dung lượng	2,05 MB