BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Thị Thảo Sương NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VI SINH VẬT PHÂN HỦY XÁC CÁ TRA ĐỂ CHẾ BIẾN THÀNH PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC PHỤC VỤ NÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Lê Thị Thảo Sương NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VI SINH VẬT PHÂN HỦY XÁC CÁ TRA ĐỂ CHẾ BIẾN THÀNH PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC PHỤC VỤ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Vi sinh vật Mã số: 604240 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐĂNG NGHĨA Thành phố Hồ Chí Minh - 2011 LỜI CAM ĐOAN 0B Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu độc lập Những số liệu luận văn trung thực có nguồn gốc cụ thể, rõ ràng Các kết luận văn tác giả thực nghiên cứu chưa công bố công trình khoa học Lê Thị Thảo Sương Để hoàn thành luận văn xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Nguyễn Đăng Nghĩa, người thầy quan tâm hướng dẫn, tận tình giúp đỡ động viên lúc khó khăn Tuy có lúc Thầy nghiêm khắc coi động lực để phấn đấu Tôi xin chân thành cảm ơn TS Đồng Thị Thanh Thu, cô người hướng dẫn cho cô bảo nhiều gặp khó khăn trình thực nghiệm Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cô Trần Thanh Thủy Cô thuộc phòng thí nghiệm trường Đại học sư phạm TPHCM anh chị học viên Cao học K.18, K.19 tạo điều kiện cho hoàn thành bước thí nghiệm Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình anh Nguyễn Tiến Thành, tổ 6B, Khu phố 3, phường Thới An, Quận 12 nhiệt tình giúp đỡ suốt trình thực nghiệm đề tài Và xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người động viên, giúp đỡ nhiều suốt trình học tập làm đề tài nghiên cứu MỤC LỤC B LỜI CAM ĐOAN 2T 2T MỤC LỤC 2T T DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 2T T MỞ ĐẦU 2T T Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 10 2T T 1.1.Phân bón vai trò phân bón phát triển nông nghiệp 10 T T 1.1.1.Khái niệm phân hữu sinh học 10 T T 1.1.2.Sơ lược lịch sử phát triển phân bón xu cân đối dinh dưỡng nông nghiệp 10 T T 1.1.3.Giá trị phân bón hữu sinh học 11 T T 1.1.4.Một số phân hữu sinh học sản xuất 11 T T 1.1.4.1 Phân hữu vi sinh vật 11 T 2T 1.1.4.2 Phân lân vi sinh 14 T 2T 1.1.5 Một số vấn đề sản xuất ứng dụng phân bón vi sinh Việt Nam 14 T T 1.2 Chế phẩm EM 15 T 2T 1.2.1.Lịch sử nghiên cứu 15 T 2T 1.2.2.Thành phần vi sinh vật chế phẩm EM 15 T T 1.2.3.Một số ứng dụng chế phẩm EM 16 T T 1.2.3.1 Ứng dụng chăn nuôi 16 T 2T 1.2.3.2 Ứng dụng bảo vệ môi trường 17 T T 1.2.3.3 Ứng dụng sản xuất phân bón 18 T T 1.2.4 Một số chế phẩm EM sản xuất Việt Nam 20 T T 1.3 T T Một số hiểu biết thành phần dinh dưỡng cá Tra 22 T T 1.3.1.Vị trí phân loại 22 T 2T 1.3.2.Phân bố: 23 T 2T 1.3.3.Đặc điểm sinh học 23 T 2T 1.3.4 Thành phần dinh dưỡng 24 T 2T 1.4.Thực trạng nuôi cá Tra số tỉnh thuộc đồng sông Cửu Long 25 T T 1.4.1.Con giống: 25 T 2T 1.4.2.Diện tích nuôi cá Tra 26 T 2T 1.4.3.Vấn đề ô nhiễm môi trường: 27 T 2T 1.4.4.Một số biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường áp dụng 29 T T 1.4.4.1 Biện pháp kỹ thuật cao 29 T 2T 1.4.4.2 Biện pháp Thuỷ sinh thực vật 29 T T Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2T T 2.1.Đối tượng 31 T 2T 2.2.Nội dung nghiên cứu: 31 T 2T 2.3.Phương pháp nghiên cứu: 31 T 2T Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 2T T 3.1.Tỷ lệ thành phần hóa học cá Tra 32 T T 3.2.Đánh giá hiệu lực chế phẩm EM đến khả phân hủy xác cá tra 32 T T 3.2.1 Ảnh hưởng EM tới thay đổi trạng thái cảm quan mẫu thủy phân xác cá Tra 33 T T 3.2.2 Kết phân tích số tiêu hóa học 36 T T 3.2.2.1.Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm tổng số 36 T T 3.2.2.2 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm formol 38 T T 3.2.2.3.Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm NH 40 T R R2 T 3.2.2.4.Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm amin 41 T T 3.3.Đánh giá hiệu việc sử dụng phân bón sinh hóa hữu lên cải 45 T T 3.3.1 Đánh giá cảm quan 46 T 2T 3.3.2.Ảnh hưởng phân bón lên tăng chiều cao 47 T T 3.3.3.Ảnh hưởng phân bón lên suất 48 T T KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 51 2T 2T 1.Kết luận: 51 T T 2.Đề nghị: 52 T T TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 2T 2T PHỤ LỤC 57 2T T DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 2B EM : effective microorgannic HTX: hợp tác xã KH & CN: Khoa học công nghệ VSV: vi sinh vật PHCVS: phân hữu vi sinh PHCVSVCN: phân hữu vi sinh vật chức HCSH: hữu sinh học ĐBSCL: đồng sông Cửu Long CT: công thức ĐC: đối chứng TBKH: tiến khoa học NN&PTNT: Nông nghiệp phát triển nông thôn TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam MỞ ĐẦU B Hiện nay, phát triển nông nghiệp nước ta vào mức độ thâm canh cao với việc sử dụng ngày nhiều phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hóa học loại nông dược nhằm mục đích khai thác, chạy theo suất sản lượng Chính vậy, với canh tác làm cho đất đai ngày thoái hóa, dinh dưỡng bị cân đối, cân hệ sinh thái đất, hệ vi sinh vật đất bị phá hủy, tồn dư chất độc hại đất ngày cao, nguồn bệnh tích lũy đất nhiều dẫn đến phát sinh số dịch hại không dự báo trước Chính vậy, xu hướng quay trở lại nông nghiệp hữu với việc tăng cường sử dụng chế phẩm sinh học, phân bón hữu canh tác trồng xu hướng chung Việt Nam nói riêng giới nói chung Việc sử dụng phân bón hữu (hữu truyền, hữu sinh học, hữu cơ-khoáng, hữu vi sinh) giải vấn đề thoái hóa đất, tránh ô nhiễm môi trường mà mang lại suất kinh tế cao cho kinh tế nông nghiệp tiền đề để “phát triển bền vững” Trước thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật phân hủy xác cá Tra để chế biến thành phân hữu sinh học phục vụ nông nghiệp” cần thiết để góp phần việc xử lý ô nhiễm môi trường đồng thời tạo sản phẩm có giá trị kinh tế để phục vụ cho nông nghiệp Qua đề tài này, hy vọng mở hướng việc phát triển dòng phân bón hữu sinh học để ứng dụng vào phát triển nông nghiệp Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI U  Khắc phục trạng ô nhiễm trình nuôi thâm canh cá Tra Khai thác tận thu phế phụ phẩm nuôi chế biến để sản xuất phân hữu sinh học phục vụ nông nghiệp  Tiết kiệm ngoại tệ từ việc góp phần giảm lượng phân bón hóa học nhập  Góp phần xử lý ô nhiễm môi trường sử dụng chất thải nuôi trồng chế biến thủy sản Giảm nguồn lây lan dịch bệnh việc thu gom xử lý xác cá chết ao nuôi  Chế phẩm phân hữu sinh học sử dụng địa phương làm tăng độ phì nhiêu cho đất, phục vụ cho qui trình canh tác theo tiêu chuẩn GAP, tăng hiệu sản xuất nông nghiệp theo hướng bền vững MỤC TIÊU ĐỀ TÀI U • Mục tiêu chung: U U - Sử dụng chế phẩm Vi sinh hữu hiệu để phân hủy xác cá Tra tạo thành sản phẩm phân bón hữu sinh học phục vụ nông nghiệp Góp phần tái sử dụng phế phụ liệu, giảm thiểu ô nhiễm môi trường nâng cao chất lượng nông sản • Mục tiêu cụ thể: U - U Sử dụng số chế phẩm EM để phân hủy xác cá Tra điều kiện háo khí - Xác định loại chế phẩm phù hợp cho hiệu phân hủy cao điều kiện háo khí - Xây dựng qui trình chế biến xác cá Tra thành phân bón hữu sinh học chất lượng cao phục vụ canh tác trồng - Khảo nghiệm đánh giá hiệu lực phân bón chế biến từ xác cá Tra sau phân hủy rau ăn THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI: - Thời gian: tháng 1/2009 đến tháng 7/2011 - Địa điểm: Đề tài thực Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao TBKT Nông nghiệp, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam, số 12 Nguyễn Chí Thanh, phường 2, quận 10, TP/ Hồ Chí Minh Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU U 4B U 1.1.Phân bón vai trò phân bón phát triển nông nghiệp 10B 1.1.1.Khái niệm phân hữu sinh học B Phân hữu sinh học loại phân bón sử dụng trình lên men vi sinh vật để hoạt hóa than bùn (rác thải) trộn với phân bón hóa học (N, P, K), nguyên tố vi lượng, trung lượng chất điều hòa kích thích tăng trưởng cho trồng.[1] 1.1.2.Sơ lược lịch sử phát triển phân bón xu cân đối dinh dưỡng nông B nghiệp Trên giới, lịch sử nghiên cứu sử dụng phân bón có từ lâu đời phân hữu Tại Trung Quốc, 1.500 năm trước công nguyên, người ta sử dụng cỏ, thân đậu sau phân chuồng để bón ruộng Đến tận kỷ 18 loài người cho hút thức ăn từ mùn đất cần bón phân hữu cho [2] Ở Châu Âu, đầu kỷ thứ có nhiều nghiên cứu phân bón Một số học giả đưa thuyết khác “nguồn thức ăn”cho cây, có thạch cao, muối, nước, đất, mùn, không khí,… Đến năm 1840, nhà bác học người Đức - Liebig xuất sách tiếng “Hóa học áp dụng ngành canh tác sinh lý”, dịch nhiều thứ tiếng giới Học thuyết Liebig bác bỏ thuyết mùn mà khẳng định vai trò muối khoáng dinh dưỡng thực vật, đồng thời đề lý thuyết cần thiết phải bón trả lại tất chất khoáng mà trồng lấy đảm cho thu hoạch mùa màng Việc khẳng định phân hữu không cung cấp trực tiếp dinh dưỡng cho mà phải gián tiếp qua chất khoáng - sản phẩm trình phân giải chất hữu tạo tiền đề vững cho công trình nghiên cứu sau này, làm bùng nổ công nghiệp phân bón hóa học toàn giới Theo FAO, nhu cầu sử dụng phân hóa học tăng lên với tốc độ vũ bão [2] Năm 1905, giới sử dụng 1,4 triệu NPK đến năm 1990 lượng phân hóa học sử dụng tới 138 triệu tấn, năm 2000 144 triệu tấn, năm 2005 150 triệu nhu cầu sử dụng phân hóa học giới lên tới 200 triệu [2] 1.1.3.Giá trị phân bón hữu sinh học B Sử dụng phân hữu sinh học nghĩa lúc đưa vào đất canh tác loại phân: phân hóa học, phân hữu cơ, phân vi sinh Ngoài bổ sung đầy đủ nguyên tố, hoạt chất quan trọng mà trồng đất thiếu, từ điều chỉnh hàm lượng dinh dưỡng phù hợp với loại trồng vùng đất canh tác khác nhau.[1] Ngoài ra, việc sử dụng phân bón hữu sinh học trì tăng độ phì nhiêu đất trồng mặt dài hạn, giảm đến mức tối thiểu loại ô nhiễm kết sản xuất nông nghiệp gây [1] Như vậy, thấy rằng, việc sử dụng phân bón hữu sinh học vừa đảm bảo nhu cầu phát triển bền vững đảm bảo khả trì suất trồng 1.1.4.Một số phân hữu sinh học sản xuất B 1.1.4.1 Phân hữu vi sinh vật B Trên giới, loại phân hữu vi sinh (PHCVS) sử dụng ngày nhiều làm tăng suất, giảm chi phí phân khoáng, cải thiện độ phì nhiêu đất đặc biệt làm tăng chất lượng nông sản PHCVS loại phân bón mà thành phần chủ yếu chất hữu có chứa nhiều chủng vi sinh vật sống có ích mật số 106 CFU/gam phân Ở nước P P có nông nghiệp tiến bộ, xu hướng sử dụng loại PHCVS vừa có hàm lượng hữu cao vừa chứa nhiều chủng VSV có ích để đồng thời giải nhiều mục tiêu nông nghiệp đại Ở Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ, Úc nghiên cứu sản xuất loại PHCVS cao cấp, thành phần chất hữu có chất lượng cao, nhiều chủng vi sinh vật (VSV) có ích giàu dinh dưỡng, chất kháng sinh hoạt chất sinh học (NPK, trung lượng, vi lượng hoạt chất sinh học).[2] Phân bón vi sinh Noble Hiltner sản xuất Đức năm 1896 đặt tên Nitragin Sau phát triển sản xuất số nước khác Mỹ (1896), Canada (1905), Nga (1907), Anh (1910) Thụy Điển (1914) [45] Nitragin loại phân chế tạo vi khuẩn Rhizolium Beijerink phân lập năm 1888 Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho loại thích hợp họ đậu Từ có nhiều công trình nghiên cứu nhằm ứng dụng mở rộng việc sản xuất loại phân bón vi sinh cố định nitơ mà thành phần phối hợp thêm số vi sinh vật có ích khác số xạ khuẩn cố định nitơ sống tự Frankia spp, Azotobacter spp, vi khuẩn cố định nitơ sống tự Clostridium, Pasterium, Beijerinkiaindica, xạ khuẩn có khả giải cellulose, số chủng vi sinh vật có khả chuyển hóa nguồn dự trữ phospho kali dạng khó hoà tan với số lượng lớn có đất mùn, than bùn, quặng apatit, phosphoric v.v chuyển chúng thành dạng dễ hoà tan, trồng hấp thụ [45] Ở Việt Nam, phân VSV cố định đạm họ đậu phân VSV phân giải lân nghiên cứu từ năm 1960 Đến năm 1987, phân Nitragin chất mang than bùn hoàn thiện Năm 1991 có 10 đơn vị nước tập trung nghiên cứu phân vi sinh vật Các nhà khoa học phân lập nhiều chủng vi sinh vật cố định đạm số VSV phân giải lân [44] Hiện nay, nhiều loại phân hữu vi sinh nghiên cứu sản xuất Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn công nhận tiến kỹ thuật Theo ước tính Cục Trồng trọt, lượng phân hữu vi sinh sản xuất năm 2008 có 100 loại với khoảng 1,2 triệu tấn, bước đầu tham gia vào sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu Thị trường cho sản phẩm dạng dần mở rộng, ứng dụng nhiều vùng đất giới nhẹ, vùng trồng rau tập trung Lâm Đồng, vùng ven Hà Nội vùng trồng loại có giá trị kinh tế cao cà phê, hồ tiêu, long Có thể ví dụ kết nghiên cứu đề tài cấp nhà nước KC.04.04, công nhận tiến kỹ thuật, cho phép ứng dụng sản xuất theo Quyết định số 2421/QĐ/BNN-KHCN ngày 17/8/2004 Sản phẩm đề tài có tên Phân hữu vi sinh vật chức (PHCVSVCN) PHCVSVCN sản xuất theo quy trình chặt chẽ từ nguyên liệu hữu động vật, phụ phế phẩm công nghiệp chế biến cà phê với tổ hợp vi sinh vật chức đậm đặc (mật độ VSV hữu hiệu từ 106-107 VSV/g phân), P P P P gồm VSV cố định đạm, VSV phân giải lân, VSV tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật VSV đối kháng vi khuẩn nấm bệnh vùng rễ trồng Các kết nghiên cứu kết luận sử dụng PHCVSVCN cung cấp N, P cho cây, tăng khả trao đổi chất cây, tiết kiệm phân khoáng, cải thiện độ phì nhiêu đất, giảm đầu tư phân hoá học hạn chế rõ rệt số bệnh vùng rễ nấm vi khuẩn gây ra, đặc biệt bệnh Phytophthora.[2] - Công ty Donall từ năm 1989 sản xuất Thành phố Hồ Chí Minh phân sinh học than bùn với thương hiệu Komic Các loại phân sản xuất chuyên dùng cho mía, cà phê, cao su bán rộng rãi thị trường [4] * Hiệu phân hữu vi sinh lên suất chất lượng trồng - Tính toán hiệu kinh tế từ số nghiên cứu ban đầu cho vùng trồng tiêu Đông Nam Bộ cho thấy sử dụng PHCVSVCN với lượng từ 2-4 kg/nọc giảm 2540 kg N, 25-35 kg P2 O , giảm tỷ lệ bệnh héo rũ từ 16,5% xuống 5%, suất tiêu R R R R tăng so với bón phân hoá học từ 7-15%, lợi nhuận 12,3 triệu đồng cà phê.[2] - Theo kết nghiên cứu đề tài KC.04.04 sử dụng PHCVSVCN có hiệu rõ rệt với nhiều loại trồng, có cà phê Đông Nam Bộ.[ 2] - Kết nghiên cứu bón PHCVSVCN cho thấy: khoai tây bón PHCVSVCN 1/10 lượng phân chuồng suất khoai tây tăng 16,67%19,27%, đồng thời giảm tỷ lệ bệnh héo xanh từ 21,45% xuống 10% Trên cà chua (tại Vĩnh Phúc) bón PHCVSVCN, suất cà chua tăng 20,5%, tỷ lệ bệnh héo xanh giảm từ 33,5% xuống 24,1% Trên lạc tỉnh Hòa Bình, bón PHCVSVCN thay 20% lượng đạm, suất cao đối chứng đồng thời giảm rõ rệt tỷ lệ bị bệnh [2] - Năng suất trái dưa leo trồng Thốt Nốt biến động khoảng 15,2 – 19,8 tấn/ha Sử dụng phân hữu vi sinh bã bùn mía, kết hợp nấm Trichoderma-ĐHCT (BBM-Trico) 15 tấn/ha kết hợp tưới dung dịch N cấp II giữ suất không khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức nông dân nông dân sử dụng nhiều lượng phân hoá học Mặc dù suất có thấp nghiệm thức sử dụng hoàn toàn phân hữu vi sinh mang lại kết thực tế sản xuất cho vùng thâm canh rau màu lớn, giúp giảm 300 kg Urê, 1000 kg Super P 250 kg KCl so với bón phân vô theo nông dân Với kết cho thấy hiệu rõ ràng hiệu tiềm việc sử dụng hoàn toàn phân hữu vi sinh (BBM-Trico) kết hợp với dung dịch vi khuẩn cố định đạm Gluconacetobacter diazotrophicus vào sản xuất rau màu có triển vọng việc nâng cao suất phẩm chất hoàn toàn không sử dụng phân hóa học [7] 1.1.4.2 Phân lân vi sinh B Hàm lượng lân tổng số nhiều loại đất Việt Nam cao, đất đỏ bazan, hầu hết đất lại nghèo lân dễ tiêu Các nguồn lân hữu đất lân vô bón vào cần thiết có tham gia phân giải VSV trở lên hữu dụng VSV phân giải lân vô khó tan thường gặp Pseudomonas, Agrobacterium, Micrococus,… Hiện nay, nhiều phòng thí nghiệm VSV nước phân lập số chủng VSV phân giải lân có hoạt lực cao ứng dụng sản xuất phân lân vi sinh Tuy nhiên nguồn phân lân vô nước dồi giá không cao nên nông dân chưa thực quan tâm đến phân lân vi sinh loại phân VSV khác [2] 1.1.5 Một số vấn đề sản xuất ứng dụng phân bón vi sinh Việt Nam B Phân bón có vai trò quan trọng tăng suất trồng, phẩm chất nông sản, góp phần quan trọng bảo đảm an ninh lương thực, tăng sản phẩm trồng trọt để xuất Do giải pháp tăng hiệu sử dụng phân bón, giảm chi phí quan trọng Theo tính toán Bộ Nông nghiệp, tuỳ theo đất, mùa vụ trồng, phân bón chiếm tỷ lệ từ 30-50% giá thành sản phẩm trồng trọt Do vậy, việc tăng cường đạo hướng dẫn sử dụng hiệu phân bón thông qua biện pháp tăng hiệu suất sử dụng phân bón cho trồng góp phần tích cực vào việc hạ giá thành sản xuất, góp phần cải thiện chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm nông sản hạn chế ô nhiễm môi trường Với định hướng này, phát triển sản xuất phân bón VSV có chất lượng cao nhằm thay từ 20-30% lượng phân vô cần thiết khả thi Mặc dù có nhiều sản phẩm phân vi sinh sản xuất nước, mặt nông dân ưa sử dụng phân hóa học, mặt khác máy móc thiết bị, điều kiện nhân lực nghiên cứu hạn chế nên chất lượng phân vi sinh sản xuất nước thiếu ổn định, chưa mở rộng quy mô ứng dụng Vì đầu tư cho chương trình ứng dụng tiến công nghệ sinh học nói chung sản xuất phân vi sinh vật nói riêng tạo bước đột phá chiến lược quản lý dinh dưỡng trồng tổng hợp, tăng sức cạnh tranh nông sản có chất lượng cao thị trường quốc tế [2] 1.2 Chế phẩm EM 1B 1.2.1.Lịch sử nghiên cứu B Chế phẩm EM (effective microorgannic) bắt đầu nghiên cứu Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa (người Nhật Bản) vào năm 1970 Ông phân lập, nuôi cấy trộn lẫn vi sinh vật có ích tìm thấy môi trường sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm Ông kiên trì đấu tranh cho quan điểm mở rộng chế phẩm sinh học, giảm thiểu tiến tới đẩy lùi việc sử dụng phân bón hoá học, thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh hoá học Ông cộng sau nghiên cứu thành công đảm nhiệm phân lập, nhân giống cung cấp công nghệ, kỹ thuật, xây dựng Trung tâm nghiên cứu công nghệ EM tham gia xây dựng nhà máy sản xuất chế phẩm EM nhiều nước giới [15] Hiện có khoảng 100 nước ứng dụng chế phẩm sinh học EM sản xuất nông nghiệp xử lý môi trường Chế phẩm EM thức đưa vào Việt Nam từ tháng năm 1997 1.2.2.Thành phần vi sinh vật chế phẩm EM B Chế phẩm EM tạo kỹ thuật di truyền không chứa loài vi sinh vật tạo kỹ thuật di truyền EM an toàn, rẻ, ứng dụng có hiệu quả, cải thiện tốt môi trường Thành phần chế phẩm chủ yếu khuẩn quang hợp tổng hợp chất hữu từ CO H2 O, vi khuẩn cố định Nitơ (sử R R R R dụng chất hữu vi khuẩn quang hợp để chuyển Nitơ không khí thành hợp chất Nitơ), xạ khuẩn (sản sinh kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh phân giải chất hữu cơ), vi khuẩn Lactic (chuyển hoá thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu hoá), nấm men (sản sinh vitamin axít amin) Các vi sinh vật tạo môi trường sinh thái đồng nhất, sản sinh nhiều sản phẩm khác sinh trưởng, phát triển Mỗi loại vi sinh vật chế phẩm EM có chức năng hoạt động riêng chúng Các vi sinh vật vi sinh vật có lợi chung sống môi trường, chúng sống cộng sinh với nhau, hỗ trợ hiệu họat động tổng hợp chế phẩm tăng lên nhiều Trong loài vi khuẩn quang hợp đóng vai trò chủ chốt, sản phẩm trình quang hợp nguồn dinh dưỡng quan trọng cho loài khác chế phẩm EM.[20] Việc sản xuất vi sinh vật từ phụ phẩm đơn giản dễ thực hiện: xử lý thô nguồn nguyên liệu phế phụ phẩm từ sản xuất nông nghiệp nhà máy chế biến, phối trộn với chế phẩm EM gốc vài phụ liệu khác đạm, kali, rỉ mật…, độ ẩm cuối hỗn hợp cần đạt từ 45-50% Nguyên liệu dùng để sản xuất chế phẩm tận dụng loại phế phẩm nông nghiệp như: bột bắp, bột cám, vỏ trấu, lõi bắp, vỏ điều, mùn cưa,… với giá thành thấp, hiệu sản phẩm mang lại giải nhiều vấn đề xúc xã hội [20] 1.2.3.Một số ứng dụng chế phẩm EM B 1.2.3.1 Ứng dụng chăn nuôi B - Làm tăng sức khỏe vật nuôi, tăng cường sức đề kháng khả chống chịu điều kiện ngoại cảnh - Tăng cường khả tiêu hóa hấp thụ loại thức ăn - Kích thích khả sinh sản, tăng sản lượng chất lượng chăn nuôi - Tiêu diệt vi sinh vật có hại, hạn chế ô nhiễm chuồng trại chăn nuôi - Chế phẩm EM có tác dụng vật nuôi, bao gồm loại gia súc gia cầm loài thủy hải sản - Tác động trực tiếp đến người sản xuất, làm thay đổi phương thức, thói quen tập quán sản xuất dựa vào hóa chất, bước áp dụng công nghệ sinh học, kỹ thuật vào sản xuất nhằm nâng cao suất, chất lượng sản phẩm, bảo vệ môi trường - Đây đường tái sử dụng chất hữu công nghệ vi sinh vừa xử lý ô nhiễm nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp, vừa tạo phân bón bổ sung có hiệu cho sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy hải sản - Đẩy mạnh công tác ứng dụng tiến khoa học công nghệ vào chăn nuôi.[20] * Một số công trình ứng dụng sử dụng EM chăn nuôi: - 2000, TS Nguyễn Văn Kiệm, Đại học nông nghiệp Hà Nội, thực đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm EM việc phòng điều trị bệnh tiêu chảy gia súc”, đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu thử nghiệm tiếp thu công nghệ EM lĩnh vực nông nghiệp vệ sinh môi trường” [12] - 2010, Ths Trần Quang Khánh Vân Khoa Thủy sản, Đại học Nông Lâm Huế thực đề tài: “Đánh giá hiệu kinh tế ảnh hưởng môi trường việc sử dụng chế phẩm sinh học ao nuôi tôm sú xã Quảng Công” [25] - 2011, triển khai ứng dụng chế phẩm sinh học HTX Quang Trung, HTX Tử Mạc, xã Yên Trung (Ý Yên, Nam Định) đạt hiệu cao Các trang trại sử dụng chế phẩm sinh học thời gian tháng tượng nuôi mắc bệnh, đặc biệt cúm gia cầm dịch lở mồm long móng lợn, trâu bò; tốc độ tăng trọng vật nuôi trang trại có bổ sung chế phẩm EM thức ăn nước uống tăng 5-7% so với vật nuôi trang trại khác.[20] - Triển khai ứng dụng chế phẩm EM xử lý nguyên liệu trồng nấm, xử lý đáy môi trường nước nuôi tôm sú theo hình thức bán thâm canh quảng canh cải tiến xã Mỹ Phúc (Mỹ Lộc), Nam Dương (Nam Trực) huyện Nghĩa Hưng, Hải Hậu, Giao Thủy.[20] 1.2.3.2 Ứng dụng bảo vệ môi trường B Có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật gây mùi thối (sinh loại khí H S, SO , R R R R NH ,…), nên phun EM vào rác thải, cống rãnh, toa lét, chuồng trại chăn nuôi, R R khử mùi hôi cách nhanh chóng Đồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, loại côn trùng bay khác giảm hẳn số lượng Chức phân hủy rác thải hữu tiêu diệt vi sinh vật gây thối, làm tốc độ hóa mùn diễn nhanh sau ngày.[20] Chế phẩm EM giúp cho hệ vi sinh vật tiết emzyme phân hủy lignin peroxidase, có khả phân hủy hóa chất nông nghiệp tồn dư, môi trường cải thiện Đây sản phẩm thân thiện môi trường phù hợp với xu hướng xã hội hướng đến thay thuốc hóa học chế phẩm sinh học [20] - Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam sản xuất chế phẩm vi sinh: DW03, DW04 DW06 từ hỗn hợp 10 chủng thuộc chi Actinomyces Bacillus để xử lý chất thải hữu điều kiện yếm khí Kết khảo sát cho thấy, việc bổ sung chế phẩm thúc đẩy phát triển khu hệ vi sinh vật phân hủy chất thải [6] - Chế phẩm GEM, GEM –P, CTA dùng xử lý mùi hôi bãi rác cho kết khả quan [23] - Tại Công ty xử lý rác thải thành phố Hồ Chí Minh (HOWADICO) sử dụng chế phẩm EM thứ cấp pha loãng theo tỷ lệ 1/400 phun vào rác thải đô thị sau tuần phun mùi hôi giảm dần; sau tháng theo đánh giá chung toàn công nhân công trường xử lý rác, mùi hôi giảm khoảng 75-80 % [37] - Sở Khoa học Công nghệ Môi trường tỉnh Vĩnh Long kết hợp với trung tâm CTA tiến hành thử nghiệm sử dụng chế phẩm EM để xử lý mùi hôi chăn nuôi với lượng dùng lít dung dịch EM thứ cấp % phun cho 1m2 bề mặt chuồng, sau 24 P P mùi hôi giảm rõ Sau 3-4 ngày phun liên tục mùi hôi giảm đến 80 % [37] - Tại Công ty TAMICO (TP Hồ Chí Minh): Dùng EM thứ cấp pha loãng 0,5% phun lên tường, sàn nhà nơi chứa da, nơi thuộc da toàn mặt sản xuất Công ty; phun thường xuyên 15 ngày liên tục từ ngày thứ 16 trở phun cách nhật Kết mùi hôi giảm rõ rệt, thông số kiểm nghiệm môi trường đạt mức cho phép [37] 1.2.3.3 Ứng dụng sản xuất phân bón B Hiện nhiều chế phẩm vi sinh làm phân bón sản xuất theo nhiều hướng khác nhau, nhiều dạng khác phụ thuộc vào điều kiện kinh tế, công nghệ Thành phần vi sinh vật chế phẩm làm phân hữu sở sản xuất khác Có hai dạng chế phẩm chủ yếu chế phẩm nấm (ít phổ biến khó bảo quản dễ bị nhiễm tạp) chế phẩm vi khuẩn phổ biến thị trường Hiện chế phẩm vi khuẩn sản xuất theo nhiều dạng với ưu nhược điểm khác nhau: dạng môi trường thạch, dạng dịch thể, dạng khô, dạng đông khô, phổ biến giới dạng bột chất mang VSV tẩm vào chất mang, cư ngụ bảo vệ chức chuyên tính sử dụng Nguồn chất mang dùng than bùn, bã mía, bột xenlulo rác thải hữu nghiền (Đông Nam Á), bentonit với bột cá (Ấn Độ), Mỹ sử dụng bột Polyacrylamit [2] Trên giới, số chế phẩm VSV sử dụng phổ biến hiệu gồm: - Chế phẩm VSV cố định đạm: có dạng VSV tự hội sinh (vi khuẩn Azotobacter, Beijerrinskii, Clostridium,…), chế phẩm cố định nitơ phân tử cộng sinh với họ đậu có hoạt tính Nitrozenaza (các loài vi khuẩn Rhizobium), chế phẩm vi khuẩn hảo khí, yếm khí, xạ khuẩn nấm Các chủng VSV phải tuyển chọn kỹ lưỡng bảo đảm chúng có cường độ cố định nitơ cao, sức cạnh tranh lớn tính thích ứng rộng trước nhân sinh khối Vi khuẩn nốt sần sản xuất công nghiệp trở thành hàng hóa châu Âu, Nam Mỹ Úc Năm 2000 giá trị hàng hóa phân vi khuẩn nốt sần giới đạt khoảng 50 triệu USD, Mỹ quốc gia có lượng sử dụng lớn với giá trị 20 triệu USD Tại Ấn Độ, phân vi khuẩn nốt sần giúp tăng suất đậu đỗ trung bình tới 13,9% mang lại lợi nhuận 1.204 Rupi/ha Ở Đông Nam Á, Thái Lan nước sử dụng phân vi khuẩn nốt sần nhiều Thông qua việc sử dụng phân vi khuẩn nốt sần giai đoạn 1980-1993, Thái Lan tiết kiệm 143.828 urê Lợi nhuận việc nhiễm khuẩn cho đậu phộng mang lại cho 78,5 USD Nhiễm khuẩn cho đậu không đắt, đầu tư kỹ thuật thấp mang lại hiệu kinh tế cao đặc biệt trình tổng hợp đạm sinh học không gây ô nhiễm môi trường, nâng cao độ phì đất cải thiện môi trường sinh thái [2] Năm 1996, tiến sĩ V.C.Cuevas, đưa công nghệ ủ composting với nấm - Tricoderma hazianum rifai + than bùn + pil pil để tạo phân bón vi sinh [26] Ở Việt Nam kết nghiên cứu cho thấy vi sinh vật cố định đạm làm giàu cho đất từ 50-100 kg N/ha/năm, thay 20-60 kg Urê/ha, giảm tỷ lệ sâu bệnh từ 25-50% Kết nghiên cứu gần Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền Nam cho thấy cần bón 10 kg N/ha suất tương đương với bón 50 đến 60N điều kiện canh tác - Các chế phẩm EM Bokasshi để phân hủy mụn xơ dừa làm phân bón hữu sinh học, chế phẩm Zymplex ủ hiếu khí với phân chuồng đạt hiệu cao, thời gian ủ nhanh Đến nay, nhiều viện nghiên cứu nông nghiệp nước Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Viện Sinh học Nhiệt đới,… phân lập, tuyển chọn, nhân nuôi môi trường trùng chế phẩm VSV cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenlulo có mật độ VSV cao, hoạt lực mạnh cung cấp cho sản xuất chế biến phân hữu đạt kết tốt [2] 1.2.4 Một số chế phẩm EM sản xuất Việt Nam B Năm 2009, Trung tâm Ứng dụng tiến KH&CN tỉnh Yên Bái (Sở KH&CN Yên Bái) đăng ký đề xuất thực dự án: “Ứng dụng công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh hữu hiệu EM (Effective Microoganisms) xây dựng mô hình thử nghiệm xử lý rác thải sinh hoạt trồng trọt chăn nuôi thị xã Nghĩa Lộ huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái” Đến nay, Trung tâm tiếp nhận công nghệ sản xuất thành công loại chế phẩm E.M thứ cấp sử dụng phổ biến, là: Chế phẩm E.M 2: Là dung dịch sản xuất từ EM gốc, có tác dụng phân giải chất hữu cơ, khử mùi hôi chuồng trại chăn nuôi, làm môi trường; cải thiện tính chất hoá lý đất; kích thích tiêu hoá, giúp tăng trưởng vật nuôi Được dùng trồng trọt, chăn nuôi xử lý môi trường Chế phẩm E.M 5: Là dung dịch sản xuất từ EM gốc Được sử dụng trồng trọt, dùng để xua đuổi côn trùng, diệt trừ số sâu hại; hạn chế, phòng ngừa bệnh tật, sâu hại, tăng cường khả đề kháng, chống chịu trồng Chế phẩm E.M - F.P.E: Là dung dịch chiết xuất trồng lên men từ EM gốc Dùng trồng trọt nhằm bổ sung chất dinh dưỡng, kích thích sinh trưởng trồng, làm tăng suất chất lượng trồng Chế phẩm E.M - Bokashi chăn nuôi: Là hỗn hợp chất hữu lên men với EM Dùng chăn nuôi nhằm tăng cường khả tiêu hoá hấp thụ loại thức ăn tốt hơn, tăng khả miễn dịch, chống lại bệnh tật, ngăn chặn mùi hôi chuồng trại Chế phẩm E.M - Bokashi môi trường: Là hỗn hợp chất hữu lên men với E.M Trong trồng trọt dùng để xử lý đất trồng trước sau thu hoạch, xử lý phế thải nông nghiệp sau thu hoạch Trong chăn nuôi dùng để xử lý môi trường chuồng trại chăn nuôi, làm giảm thiểu mùi hôi chuồng trại giúp cho vật nuôi tránh số bệnh hô hấp, bệnh da