Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN THỊ BÉ ÚT NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM MỐC GÂY HẠI TẠI ĐẠI NỘI HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN, QUẢNG NAM Chuyên ngành : Sinh Thái Học Mã số : 60.42.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS ĐỖ THU HÀ Phản biện 1: TS Vũ Thị Bích Hậu Phản biện 2: TS Huỳnh Ngọc Thạch Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 22 tháng 06 năm 2013 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việt Nam đất nước có văn hóa lâu đời, giàu truyền thống, với hàng nghìn di tích lịch sử trải dài từ Bắc đến Nam Trong đó, Đại Nội Huế Thánh địa Mỹ Sơn hai số di tích Việt Nam UNESCO công nhận di sản văn hóa giới Đại Nội Huế nằm vùng có độ ẩm cao, môi trường lý tưởng cho chủng nấm mốc phát triển nên chúng làm mục, hư hỏng kết cấu gỗ, giảm tuổi thọ, giá trị thẩm mỹ công trình vật trưng bày Bên cạnh đó, Mỹ Sơn nằm gọn thung lũng nhỏ núi bao quanh, có hệ sinh thái ẩm ướt thuận lợi cho phát triển nấm mốc gây hại Trong thời gian qua, hai công trình kiến trúc sử dụng số biện pháp để ngăn chặn gây hại nấm mốc, nhiên biện pháp mang tính tạm thời, cục không đem lại hiệu lâu dài Giải pháp phòng trừ hiệu xây dựng dựa kiến thức chuẩn sinh học, sinh thái học loài gây hại Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết thực tế với mong muốn góp phần hạn chế tác động gây hại nấm mốc công trình kiến trúc, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu phân bố số chủng nấm mốc gây hại Đại Nội Huế Thánh địa Mỹ Sơn - Quảng Nam” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác định thành phần, đặc điểm phân bố động thái chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội Footer Page of 126 Header Page of 126 - Huế Thánh địa Mỹ Sơn - Quảng Nam, làm sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp phòng trừ nấm mốc có hiệu cao ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Các chủng nấm mốc phân lập từ mẫu nấm mốc lấy chất gạch, gỗ, xi măng, đá số địa điểm thuộc Đại Nội Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam - Một số chủng xạ khuẩn Streptomyces sinh kháng sinh chống nấm có phòng thí nghiệm 3.2 Phạm vi nghiên cứu Do thời gian có hạn nên tiến hành nghiên cứu phạm vi sau: - Lấy mẫu nghiên cứu địa điểm: Thái Bình Lâu, Thái Miếu, Phủ Nội Vụ, Ngọ Môn, Triệu Tổ Miếu, Điện Thái Hòa, Điện Phụng Tiên Điện Thế Miếu Đại Nội - Huế địa điểm: khu A, khu B, khu C khu D Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam - Xác định thành phần nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội – Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam - Nghiên cứu đặc điểm phân bố chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội - Huế Thánh địa Mỹ Sơn - Quảng Nam theo thành phần chất (gỗ, gạch, ximăng đá) - Nghiên cứu động thái chủng nấm mốc gây hại theo thời gian (tháng): chất gỗ Đại Nội - Huế chất gạch Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam, thời gian từ tháng 06/2012 – 04/2013 - Nghiên cứu đặc điểm sinh học số chủng nấm mốc gây hại phổ biến công trình kiến trúc Đại Nội – Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam Footer Page of 126 Header Page of 126 - Nghiên cứu thử nghiệm khả ức chế chủng nấm mốc gây hại phổ biến chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces sinh hoạt tính kháng sinh mạnh chống nấm cao có phòng thí nghiệm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp khảo sát thực địa - Phương pháp vấn - Phương pháp thu mẫu thực địa - Phương pháp phân lập vi sinh vật - Phương pháp xác định số lượng tế bào vi sinh vật - Phương pháp phân loại sơ chủng nấm mốc - Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học số chủng nấm mốc Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Ý nghĩa khoa học Cung cấp dẫn liệu ban đầu thành phần, đặc điểm phân bố động thái chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội - Huế Thánh địa Mỹ Sơn - Quảng Nam 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Xác định số đặc điểm sinh học chủng nấm mốc gây hại phổ biến, làm sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp phòng trừ nấm mốc gây hại có hiệu cao, không ảnh hưởng đến hoạt động văn hóa di tích Đồng thời góp phần bảo vệ phát huy giá trị di sản văn hóa giới CẤU TRÚC LUẬN VĂN Luận văn gồm phần chính: mở đầu, chương, kết luận kiến nghị Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC CỦA ĐẠI NỘI - HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN – QUẢNG NAM 1.1.1 Lịch sử hình thành đặc điểm kiến trúc Đại Nội - Huế a Lịch sử hình thành Kinh Thành Huế tòa thành cố đô Huế, nơi đóng đô vương triều nhà Nguyễn suốt 140 năm, từ 1805 đến 1945 Hiện nay, Kinh Thành Huế số di tích thuộc cụm Quần thể di tích Cố đô Huế UNESCO công nhận di sản văn hoá giới Đại Nội Là vòng thành thứ hai bên kinh thành Huế, nơi vua Hoàng gia, nơi làm việc triều đình [1] b Đặc điểm kiến trúc Đại Nội có mặt gần vuông, bề khoảng 600m, xây gạch, cao 4m, dày 1m, xung quanh có hào bảo vệ, có cửa để vào: cửa (phía Nam) Ngọ Môn, phía Đông có cửa Hiển Nhơn, phía Tây có cửa Chương Đức, phía Bắc có cửa Hòa Bình Các cầu hồ đào chung quanh phía thành có tên Kim Thủy Tất công trình lớn nhỏ Đại Nội đặt thiên nhiên với hồ lớn nhỏ, vườn hoa, cầu đá, đảo loại lưu niên tỏa bóng mát quanh năm [1] 1.1.2 Lịch sử hình thành đặc điểm kiến trúc Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam a Lịch sử hình thành Thánh địa Mỹ Sơn quần thể kiến trúc đền tháp độc đáo đặc trưng người Chămpa Mỹ Sơn có lẽ bắt đầu xây dựng Footer Page of 126 Header Page of 126 vào kỷ IV, nhiều kỷ, thánh địa bổ sung thêm tháp lớn nhỏ với tổng số công trình kiến trúc 70 [19] b Đặc điểm kiến trúc Thánh địa Mỹ Sơn có kết cấu gỗ bị thiêu hủy vào kỷ thứ IV, người ta khôi phục lại gạch tồn đến tận ngày Gạch người Cham nung nhẹ, không cứng lắm, có nhiều quy cách khác Những tháp xây gạch mạch hồ, ghép với mảng trang trí sa thạch Mặt tường đền tháp chạm nối nhiều hình người mặt quỷ hay động vật tinh tế [19] 1.2 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ NẤM MỐC 1.2.1 Sự phân bố nấm mốc tự nhiên Nấm mốc phân bố rộng rãi đất, nước, rác, phân chuồng, bùn Nấm mốc phân bố không khí, nguồn gốc nấm mốc không khí từ đất, nước, động vật, thực vật, người theo gió, bụi phát tán khắp nơi không khí Sự phân bố nấm mốc không khí phụ thuộc vào yếu tố: khí hậu, địa lý hoạt động sống người Sự phân bố nấm mốc phụ thuộc nhiều vào độ ẩm, độ thoáng khí độ pH môi trường [19] 1.2.2 Cấu tạo nấm mốc Theo hệ thống phân loại Whittaker nấm mốc thuộc giới Nấm, sinh vật nhân thực, tế bào diệp lục tố, sống dị dưỡng khả quang hợp Vách tế bào cấu tạo chủ yếu chitin, có hay xenluloze số thành phần khác có hàm lượng thấp [8] Footer Page of 126 Header Page of 126 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển nấm mốc a Nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố quan trọng cho phát triển nấm mốc nhiệt độ có liên quan đến hoạt tính enzym, biến tính ADN thay đổi cấu trúc màng sinh chất [45] b Độ ẩm Hoạt độ nước chất biểu thị tỷ lệ áp suất nước bề mặt chất (P), so với áp suất nước bề mặt nước nguyên chất (P0) nhiệt độ (t) xác định aw = P/ P0 Giảm aw môi trường dẫn đến làm chậm trình phát triển vi nấm, đến mức độ làm ức chế hoàn toàn phát triển chúng [45] c Các yếu tố khác Độ pH, áp suất thẩm thấu, nguồn dinh dưỡng [47] 1.2.4 Một số phương pháp phân loại nấm mốc Cùng với phát triển mạnh sinh học phân tử, hóa sinh học, lý sinh học , việc định tên chủng nấm mốc tiến hành tương đối nhanh chóng xác với nhiều phương pháp Song người ta chủ yếu dựa vào đặc điểm nuôi cấy, đặc điểm hình thái để phân loại đến chi chủng nấm mốc 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NẤM MỐC GÂY HẠI CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới Footer Page of 126 Header Page of 126 a Nghiên cứu tác hại nấm mốc lên công trình kiến trúc Năm 1981, Strzelczyk báo cáo đề tài nghiên cứu sơ đánh giá tác hại nấm mốc lên vật liệu xây dựng công trình di sản văn hóa Mỹ La tinh, tác giả cho nhóm vật liệu xây dựng đá bị suy thoái nghiêm trọng, chủ yếu chủng nấm mốc Aspergillus glaucus tiết axít vô hữu lâu ngày làm bào mòn, thay đổi màu vật liệu [49] Theo Florian (2002), nghiên cứu tác hại nấm mốc lên vật liệu gỗ, gạch đá công trình kiến trúc Anh, tác giả xác định chi nấm gây hại [31] b Nghiên cứu chế tác động gây hại nấm mốc lên chất gỗ, gạch, đá xi măng * Cơ chế tác động gây hại nấm mốc lên chất gỗ - Cơ chế phân hủy xenllulozơ Quá trình phân hủy xenllulozơ thực nhờ tác động phức hệ xenllulaza bao gồm chủ yếu enzim C1, Cx βGlucozidasa [20] Cơ chế phân hủy xenllulozơ: enzim Endoβ-glucanaza tác động cách ngẫu nhiên lên chuỗi xenllulozo Trong enzim Endo-β-glucanaza tác động lên đầu chuỗi tạo thành xenllobiozơ sau tiếp tục β-Glucozidaza phân hủy thành glulcozo [23] - Cơ chế phân hủy lignin Hệ enzim giữ vai trò chủ yếu phân hủy lignin manganaza peroxidaza (MnP) lignin peroxidaza (LiP) hệ thống tạo H2O2 [27] Sau nấm xâm nhập vào gỗ bắt đầu phát triển, lượng nitrogen từ môi trường gỗ dần bị hạn chế Nấm chủ động tiết enzim manganaza peroxidaza để phân hủy Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 lignin tạo thành nitrogen, oxalic axit glutathione Đồng thời nấm tiết thêm enzim lignin peroxidaza để hoạt hóa gluoxal oxidaza, loại enzim giúp nấm phân hủy lignin thành H2O2 nước [29] - Cơ chế phân hủy Hemixellulozo Hemixellulozo bị phân hủy tạo thành loại đường đơn hexozo pentozo tác dụng enzim sitaza Các đường đơn hòa tan làm nguồn dinh dưỡng quan trọng cho nấm [37] * Cơ chế tác động gây hại nấm mốc lên gạch, ximăng đá Trong điều kiện thích nghi chủng nấm mốc phân hủy môi trường vật liệu hữu để tạo chất CO2 H2O Những chất chuyển hóa phần bốc hơi, phần tích lũy lại vết nứt, lỗ hỗng chúng kết hợp để tạo thành axit cacbonic (H2CO3) Chính axit cacbonic tác nhân gây suy thoái kết cấu vật liệu xây dựng [41] 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Một số kết nghiên cứu nấm mốc gây hại vật Bảo tàng Lịch sử Việt Nam nhóm tác giả Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Bảo tàng Lịch sử Việt Nam tiến hành năm (1995 – 1997) xác định có giống nấm mốc gây hại chủ yếu là: Aspergillus Penicillium Cũng liên quan đến hướng nghiên cứu có số công trình khác “Phòng chống nấm mốc cho gỗ di tích hoá chất” Đỗ Ngọc Cương (2007); “Nghiên cứu chất bảo quản bề mặt đá di tích” Đoàn Hồng Minh (2001); “Nghiên cứu chất bảo quản bề mặt gạch di tích Thành cổ” Nguyễn Trọng Oánh (2003 [16], [17] Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 10 Thánh địa Mỹ Sơn thuộc xã Duy Phú, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam Duy Phú nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, nhiệt độ không khí trung bình năm 25,40C, độ ẩm không khí trung bình 79%, lượng mưa trung bình năm 2.580mm, tập trung tháng 9, 10, 11 CHƯƠNG ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Lấy mẫu mốc cạo vật liệu gỗ, gạch, đá ximăng 12 địa điểm khác Đại Nội Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam Mỗi địa điểm lấy mẫu vật liệu khác Tiến hành phân tích phòng thí nghiệm hóa sinh - vi sinh, khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng, phòng Hoá - Vi sinh, Trung tâm Kỹ thuật TCĐLCL 2, TP Đà Nẵng Đề tài thực từ tháng 06/2012 đến tháng 04/2013 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Phương pháp khảo sát thực tế 2.3.2 Phương pháp vấn nhanh 2.3.3 Phương pháp thu mẫu thực địa 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu phòng thí nghiệm a Phương pháp phân lập - Phân lập vi sinh vật theo phương pháp Egorov [11] b Phương pháp xác định số lượng tế bào vi sinh vật [8] - Xác định số lượng tế bào vi sinh vật theo công thức sau: N= Footer Page 12 of 126 n × A × Df W Header Page 13 of 126 11 Trong đó: N: tổng số CFU/g mẫu A: số lượng khuẩn lạc trung bình hộp petri độ pha loãng n: số giọt dung dịch trung bình 1ml dịch pha loãng Df: độ pha loãng W: trọng lượng khô 1g mẫu c Phương pháp giữ giống [11] - Giữ giống vi sinh vật theo phương pháp Egorov d Phương pháp phân loại sơ chủng nấm mốc - Sử dụng khóa phân loại Bùi Xuân Đồng (1984), Robert A Samson (1984) Katsuhiko Ando (2002) [10], [35], [46] e Phương pháp nghiên cứu đặc điểm nuôi cấy hình thái chủng nấm mốc gây hại phổ biến - Nghiên cứu đặc điểm nuôi cấy hình thái chủng nấm mốc tuyển chọn môi trường đặc trưng [6], [41] f Phương pháp nghiên cứu thử nghiệm khả ức chế nấm gây hại chủng xạ khuẩn sinh chất kháng sinh [13] - Phương pháp khối thạch: cấy xạ khuẩn môi trường Gauze II đĩa petri sau - ngày, xạ khuẩn mọc tốt, dùng khoan nút chai khoan thỏi thạch đặt vào đĩa petri cấy nấm mốc Để vào tủ lạnh cho kháng sinh khuếch tán nuôi cấy nhiệt độ 28 - 300C Đọc kết sau - ngày nấm kiểm định Hoạt tính kháng sinh xác định theo kích thước vòng vô khuẩn (D - d; mm) 2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu thu thập phân tích thống kê phần mềm SPSS (Statistical Package for the Socical Sciences) sử dụng phép Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 thử Ducan để kiểm định mức độ có ý nghĩa trung bình nghiệm thức CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN NẤM MỐC GÂY HẠI TRÊN CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC TẠI ĐẠI NỘI - HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN – QUẢNG NAM 3.1.1 Xác định thành phần nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội - Huế Từ 96 mẫu mốc lấy chất gỗ, gạch xi măng địa điểm khác Đại Nội Huế, xác định 63 chủng nấm mốc gây hại, thuộc chi: Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Rhizopus, Fusarium, Curvularia, Eurotium, Stachybotrys Memnoniella, kí hiệu ĐN1 – ĐN63 Nhưng phổ biến chi Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Curvularia Rhizopus Trong có 11 chủng thuộc chi xuất hầu hết địa điểm nghiên cứu chi Aspergillus có chủng (ĐN1, ĐN2, ĐN9, ĐN10); chi Penicillium có chủng (ĐN36, ĐN37, ĐN47); chi Trichoderma có chủng (ĐN24, ĐN25); chi Curvularia có chủng (ĐN50); chi Rhizopus có chủng (ĐN63) 3.1.2 Xác định thành phần nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Thánh địa Mỹ Sơn Từ 48 mẫu mốc lấy chất gạch đá Thánh địa Mỹ Sơn, xác định 27 chủng nấm mốc gây hại, thuộc chi: Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Cladosporium Myrothecium phổ biến chi Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, ký hiệu MS1 – MS27 Trong đó, có chủng thuộc chi nấm xuất hầu hết địa điểm nghiên Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 cứu là: chi Aspergillus có chủng MS7; chi Penicillium có chủng MS19 MS20; chi Trichoderma có chủng MS14 3.2 ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA CÁC CHỦNG NẤM MỐC GÂY HẠI TRÊN CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC TẠI ĐẠI NỘI - HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN – QUẢNG NAM THEO THÀNH PHẦN CƠ CHẤT 3.2.1 Đặc điểm phân bố nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội Huế theo thành phần chất Chúng tiến hành phân lập 96 mẫu nấm mốc lấy loại chất gỗ, gạch, xi măng nuôi cấy nấm mốc môi trường Czapec từ tháng 06/2012 đến tháng 04/2013 Kết thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Số lượng nấm mốc gây hại số mẫu lấy Đại Nội Huế (tháng 11/2012) Địa điểm lấy mẫu Thái Bình Lâu Thái Miếu Phủ Nội Vụ Ngọ Môn Triệu Tổ Miếu Điện Thái Hòa Loại chất Gạch (trên tường-NT) Gỗ (chân tường-TN) Xi măng (tường thành-NT) Gỗ (trần nhà-TN) Gạch (chân tường-NT) Gỗ (góc nhà-TN) Xi măng (tường thành-NT) 84,7 84,1 84,1 84,2 84,6 84,0 84,8 Nhiệt độ không khí (°C) 21,8 22,3 21,8 22,4 22,0 22,5 21,7 Gạch (tường thành-NT) 84,8 21,7 20 03 +++ Gỗ (trần nhà-TN) Gạch (chân tường -NT) Gỗ (tường nhà-TN) Gỗ ( trần nhà-TN) Gỗ (tường nhà-TN) Gạch (tường thành-NT) Gỗ (tường nhà-TN) Gạch (chân tường-NT) Gỗ (góc nhà-TN) 84,3 84,7 84,2 84,1 84,0 84,5 84,3 84,8 84,2 22,2 21,9 22,3 22,5 22,6 22,1 22,2 21,7 22,3 33 22 37 45 57 40 24 09 28 02 ++++ ++++ +++++ +++++ +++++ ++++ ++++ +++ ++++ Footer Page 15 of 126 Số lượng NMTS (x107 CFU/g) 19 29 10 41 28 55 15 Mức độ gây hại (%) Độ ẩm không khí (%) Số lượng chủng 02 03 02 02 02 03 02 02 02 03 03 02 02 01 03 +++ ++++ ++ +++++ +++ +++++ ++ Header Page 16 of 126 Điện Phụng Tiên Điện Thế Miếu 14 Gạch (tường thành-NT) 84,9 21,6 17 02 +++ Xi măng (tường thành-NT) 84,9 21,6 08 03 ++ Gỗ (chân cột-TN) 84,1 22,4 18 02 +++ Gạch (chân tường-NT) 84,8 21,8 11 01 ++ * Chú thích: - NT: trời ; - TN: nhà Mức độ gây hại > 80%: +++++ Mức độ gây hại >60 – 80%: ++++ Mức độ gây hại >40 – 60%: +++ Mức độ gây hại >20 – 40%: ++ Mức độ gây hại từ 10 – 20%: + Qua kết trình bày bảng 3.4 cho thấy, có khác biệt lớn phân bố nấm mốc gây hại loại chất khác Trong đó: - Trên chất gỗ có số lượng NMTS cao trung bình bình (08 - 63) x 107 CFU/g - Trên chất gạch có số lượng NMTS tương đối cao thấp so với chất gỗ, đạt (05 - 51) x 107 CFU/g - Trên chất xi măng có số lượng NMTS thấp (02 21) x 107 CFU/g 3.2.2 Đặc điểm phân bố nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam theo thành phần chất Chúng tiến hành phân lập 48 mẫu nấm mốc lấy loại chất gạch đá, nuôi cấy môi trường Czapec Kết trình bày bảng 3.10 Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 Bảng 3.10 Số lượng nấm mốc gây hại số loại chất lấy Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam (tháng 02/2013) Địa điểm lấy mẫu Khu A Loại chất Độ ẩm không khí (%) Nhiệt độ không khí (°C) Số lượng chủng Mức độ gây hại Gạch (chân tường-NT) 80,8 21,9 30 02 +++++ Đá (tượng thần-TN) 81,3 21,5 17 02 ++++ Gạch (tường tháp-TN) 81,4 21,4 33 03 +++++ Đá (tượng thần-NT) 80,9 21,8 20 02 ++++ Gạch (tường tháp-TN) 81,6 21,2 45 05 +++++ Đá (bậc thềm-NT) 81,6 21,7 24 02 ++++ Gạch (tường tháp-NT) 80,8 21,9 35 04 ++++ Đá (bệ thờ-TN) 81,4 21,5 27 03 +++++ Số lượng NMTS (x107 CFU/g) Khu B Khu C Khu D * Chú thích: - NT: trời ; - TN: nhà Mức độ gây hại > 80%: +++++ Mức độ gây hại >60 – 80%: ++++ Mức độ gây hại >40 – 60%: +++ Mức độ gây hại >20 – 40%: ++ Mức độ gây hại từ 10 – 20%: + Qua kết bảng 3.10 cho thấy, số lượng NMTS loại chất khác khác Trong đó: - Trên chất gạch có số lượng NMTS cao trung bình (04 - 45) x107 CFU/g - Trên chất đá có số lượng NMTS thấp (02 – 27) x10 CFU/g Tóm lại, phân bố chủng nấm mốc gây hại loại chất khác khác Mật độ nấm mốc gây hại Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 chất công trình kiến trúc Đại Nội - Huế Thánh địa Mỹ Sơn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần chất, chất dinh dưỡng, oxy, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí… Những yếu tố ảnh hưởng đến trình sống sinh trưởng nấm mốc gây hại, với hoạt động du lịch công tác quản lý, bảo trì, bảo tồn nên phân bố nấm mốc gây hại khu vực khác khác Qua nghiên cứu này, từ đề biện pháp phòng trừ, ngăn ngừa nấm mốc gây hại loại chất khác cách có hiệu 3.2 ĐỘNG THÁI CỦA CÁC CHỦNG NẤM MỐC GÂY HẠI TRÊN CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC TẠI ĐẠI NỘI - HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN – QUẢNG NAM THEO THỜI GIAN (THÁNG) * Tại Đại Nội Huế Sau tiến hành phân lập 48 mẫu lấy chất gỗ địa điểm Đại Nội - Huế, lấy trung bình cộng hai vị trí khác chất gỗ Kết nghiên cứu động thái NMTS theo thời gian (tháng) trình bày qua bảng 3.15 Bảng 3.15 Số lượng nấm mốc tổng số theo thời gian (tháng) số địa điểm Đại Nội Huế T T Địa điểm lấy mẫu Số lượng NMTSx107 CFU/g chất Tháng Tháng Tháng 11 Tháng 12 Tháng Tháng Thái Bình Lâu 18 13 29 34 27 25 Thái Miếu 27 25 48 51 45 35 Ngọ Môn 25 23 35 41 30 28 Triệu Tổ Miếu 32 28 51 60 52 39 Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 Điện Thái Hòa Điện Thế Miếu Trung bình 17 19 13 26 30 25 27 10 18 24 16 14 21,8a,b 18,3a 34,5b,c 40,0c 32,5b,c 28,0a,b,c Qua kết bảng 3.15 cho thấy: - Tháng 11 12 tháng mùa mưa có thời tiết lạnh, lượng mưa nhiều, nhiệt độ không khí trung bình (18 – 230C) độ ẩm không khí dao động (80 – 90%) Vì vậy, độ ẩm kết cấu vật liệu tăng tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển Do đó, số lượng NMTS tăng nhanh vào tháng 11 (34,5x107CFU/g chất) đạt cực đại tháng 12, có trung bình (40,0x107CFU/g chất) - Tháng nhiệt độ không khí trung bình (20 – 240C) độ ẩm không khí giảm nhẹ (79 - 85%) thuận lợi cho nấm mốc phát triển Tuy nhiên, vào tháng trước Tết công tác vệ sinh tổng thể thực tốt lau chùi, quét dọn, cạo bỏ mảng rêu mốc sơn quét bề mặt vật liệu Vì vậy, số lượng NMTS trung bình giảm nhẹ vào tháng (32,5x107CFU/g chất) tháng có trung bình (28,0x107CFU/g chất) - Tháng có số nắng ngày nhiều nhất, cường độ chiếu sáng mạnh làm nhiệt độ không khí tăng cao trung bình (30 – 350C), độ ẩm không khí giảm mạnh (65 – 75%) Số nắng tăng đột biến, trung bình từ 200 - 235h/tháng Do đó, có số lượng NMTS giảm mạnh vào tháng (21,8x107CFU/g chất) thấp vào tháng 7, có trung bình (18,3x107CFU/g chất) * Tại Thánh địa Mỹ Sơn - Quảng Nam Sau tiến hành phân lập 24 mẫu lấy chất gạch địa điểm Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam, kết nghiên cứu động thái NMTS theo thời gian (tháng) trình bày qua bảng 3.16 Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 18 Bảng 3.16 Số lượng nấm mốc tổng số theo thời gian (tháng) số địa điểm Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam T T Địa điểm lấy mẫu Khu A Khu B Khu C Khu D Trung bình Tháng 15 27 30 23 23,8b,c Số lượng NMTSx107 CFU/g chất Tháng Tháng Tháng Tháng 11 12 10 12 30 23 15 32 28 16 19 45 20 12 17 35 20,3b 10,3a 15,8a,b 35,5d Tháng 26 32 37 28 30,8c,d Qua kết bảng 3.16 cho thấy: - Tháng 11 12 nhiệt độ không khí trung bình (19 – 230C), độ ẩm không khí tăng cao (80 – 90%) Các tháng thường có trận mưa lớn kéo dài (4 – ngày), tháng có 16 – 20 ngày mưa, trung bình 50 – 100mm nên nhiều tháp bị ngập đến nửa Đây nguyên nhân kìm hãm sinh trưởng phát triển nấm mốc gây hại, có số lượng NMTS thấp vào tháng 11(10,3x107 CFU/g chất) (15,8x107 CFU/g chất) vào tháng 12 - Tháng lạnh với mưa rào, nhiệt độ trung bình 20 - 250C, độ ẩm không khí dao động (75 – 82%) Đây điều kiện thuận lợi cho nấm mốc gây hại phát triển, có số lượng NMTS đạt cực đại vào tháng trung bình (35,5x107CFU/g chất) vào tháng (30,8x107CFU/g chất) - Tháng có số nắng ngày nhiều nhất, cường độ chiếu sáng mạnh Nhiệt độ không khí trung bình tăng cao (29 – 320C), độ ẩm không khí thấp (68 – 75%), lượng mưa không đáng kể Vì vậy, ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển NM gây hại, có số lượng NMTS giảm dần vào tháng (23,8x107CFU/g chất) tháng có trung bình (20,0x107CFU/g chất) Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 Tóm lại, biến đổi số lượng nấm mốc tổng số theo thời gian (tháng) khác Điều chứng tỏ yếu tố thời tiết, khí hậu nhân tố sinh thái quan trọng định đến động thái chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Từ kết nghiên cứu này, việc xác định thời điểm áp dụng biện pháp để bảo tồn, bảo trì cách hợp lí để đạt hiệu định 3.4 ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM MỐC GÂY HẠI CHÍNH HAY GẶP TẠI ĐẠI NỘI HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN – QUẢNG NAM 3.4.1 Nghiên cứu xác định chủng nấm mốc gây hại phổ biến công trình kiến trúc Đại Nội Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam * Tại Đại Nội Huế Dựa vào khả sinh enzim amylaza, xenlulaza proteaza ngoại bào 63 chủng nấm mốc gây hại Kết cho thấy có 30/63 chủng sinh enzim xenlulaza, chiếm tỉ lệ 44,4%, thể mức độ khác Trong đó, có chủng (ĐN1, ĐN10) chi Aspergillus, (ĐN37, ĐN47) chi Penicillium, (ĐN50) chi Curvularia thể mức độ mạnh (D – d = 15,5 – 32mm) Và có 22/63 chủng sinh enzim amylaza, chiếm tỉ lệ 34,9% Trong đó, có chủng (ĐN1, ĐN10) chi Aspergillus, (ĐN37, ĐN47) chi Penicillium, (ĐN50) chi Curvularia thể mức độ mạnh (D – d = 15– 23,5mm) Tất chủng nấm khả sinh proteaza Như vậy, dựa vào khả sinh enzim xenlulaza amylaza, xác định chủng (ĐN1, ĐN10) thuộc chi Aspergillus, (ĐN37, ĐN47) chi Penicillium, (ĐN50) chi Curvularia có khả sinh enzim mạnh gây hại phổ biến Như vậy, chủng nấm mốc vừa gây hại vừa phổ biến công Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 20 trình kiến trúc Đại Nội – Huế Nhưng thời gian có hạn đề tài, chọn hai chủng ĐN10 ĐN37 có khả sinh enzim xenlulaza amylaza mạnh cho nghiên cứu Từ có sở để đưa biện pháp phòng trừ nấm mốc hiệu * Tại Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam Dựa vào khả sinh enzim amylaza, xenlulaza proteaza ngoại bào 27 chủng nấm mốc gây hại Kết cho thấy có 10/27 chủng sinh enzim xenlulaza, chiếm tỉ lệ 37,0% Trong đó, có chủng (MS7) chi Aspergillus, (chủng MS14) chi Trichoderma, (chủng MS19) chi Penicillium thể mức độ mạnh (D – d = 17 – 19mm) Và có 11/27 chủng sinh enzim amylaza, chiếm tỉ lệ 40,7% Trong đó, có chủng (MS7) chi Aspergillus, (chủng MS14) chi Trichoderma, (chủng MS19) chi Penicillium thể mức độ mạnh (D – d = 15,5 – 20,5mm) Tất chủng nấm khả sinh proteaza Như vậy, dựa vào khả sinh enzim xenlulaza enzim amylaza, xác định chủng MS7 (chi Aspergillus), MS14 (chi Trichoderma) MS19 (chi Penicillium) có khả sinh enzim mạnh gây hại phổ biến Như vậy, chủng nấm mốc vừa gây hại vừa phổ biến công trình kiến trúc Thánh địa Mỹ Sơn Nhưng thời gian có hạn đề tài, chọn chủng MS14 có khả sinh enzim xenlulaza amylaza mạnh cho nghiên cứu Từ có sở để đưa biện pháp phòng trừ nấm mốc có hiệu 3.4.2 Đặc điểm sinh học chủng nấm mốc gây hại phổ biến ĐN10, ĐN37 MS14 a Đặc điểm nuôi cấy hình thái Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 Các chủng nấm ĐN10, ĐN37, MS14 sinh trưởng tốt môi trường Czapek – Dox PDA, sinh trưởng trung bình môi trường Waskman, Czapek – nguyên gốc b Đặc điểm sinh lý, sinh hóa * Xác định nhiệt độ Kết cho thấy: ba chủng sinh trưởng phát triển tốt nhiệt độ 28 - 30°C, sinh trưởng pH = – 8,0 pH tối ưu cho sinh trưởng pH = 6,5 Từ làm sở để đưa biện pháp phòng trừ nấm mốc có hiệu cao 3.5 THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẤM MỐC GÂY HẠI BẰNG CÁC CHỦNG XẠ KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG SINH CHẤT KHÁNG SINH Để nghiên cứu thử nghiệm khả ức chế nấm mốc gây hại chủng xạ khuẩn có khả sinh chất kháng sinh, sử dụng chủng xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces sinh hoạt tính kháng sinh chống nấm mốc mạnh có phòng thí nghiệm, kí hiệu XK1 – XK5 Tiến hành thử hoạt tính kháng sinh phương pháp khối thạch môi trường Gauze II 15 chủng nấm mốc gây hại phổ biến, kết thể bảng 3.22 Bảng 3.22 Hoạt tính kháng sinh chủng xạ khuẩn đối kháng với nấm mốc gây hại phổ biến Đại Nội - Huế Thánh địa Nấm mốc gây hại ĐN1 ĐN2 ĐN9 Mỹ Sơn - QN Đường kính vòng vô khuẩn (D – d, mm) Xạ khuẩn XK1 XK2 XK3 XK4 14 10 12 12 Footer Page 23 of 126 XK5 17 26 28 Header Page 24 of 126 ĐN10 ĐN24 ĐN25 ĐN36 ĐN37 ĐN47 ĐN50 ĐN63 MS7 MS19 MS20 MS14 10 18 24 35 27 21 11 14 * Chú thích: 22 - 11 10 - D - d ≤ 10 mm 12 21 12 13 27 13 15 18 32 23 30 25 31 29 16 14 : hoạt tính yếu D - d = 10 - 15 mm : hoạt tính trung bình D - d > 15 mm : hoạt tính mạnh Từ kết bảng 3.22 cho thấy, chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng sinh kháng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc, song mức độ đối kháng với chủng nấm khác có chênh lệch lớn Đáng ý chủng XK5, chúng thể hoạt tính kháng sinh đối kháng với tất chủng nấm mốc gây hại với mức độ mạnh (D - d = 13 - 32mm), chúng ức chế mạnh chủng nấm ĐN37 Từ kết nghiên cứu trên, sử dụng chủng xạ khuẩn XK5 làm chế phẩm để ngăn ngừa kiểm soát tác động nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội – Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam, biện pháp phòng trừ sinh học xạ khuẩn streptomyces đạt hiệu tốt ảnh hưởng đến môi trường Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu rút số kết luận sau: 1.1 Xác định 63 chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội - Huế thuộc chi, có chi gây hại phổ biến Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Curvularia Rhizopus Tại Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam xác định 27 chủng nấm gây hại thuộc chi, có chi gây hại phổ biến Aspergillus, Penicillium Trichoderma 1.2 Sự phân bố chủng nấm mốc gây hại theo thành phần chất (gỗ, gạch, xi măng đá) có chênh lệch lớn, đó: + Tại Đại Nội - Huế: chất gỗ có số lượng NMTS cao nhất: (08 - 63) x 107 CFU/g, tiếp đến gạch (05 - 51) x 107 CFU/g thấp xi măng (02 - 21) x 107 CFU/g + Tại Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam: chất gạch có số lượng NMTS cao (04 - 45) x107 CFU/g, tiếp đến đá có NMTS thấp (02 – 27) x107 CFU/g 1.3 Xác định động thái chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc theo thời gian (tháng) sau: - Tại Đại Nội - Huế: thành phần số lượng NMTS thấp tháng (18,3x107 CFU/g), cao tháng 12 (40,0x107 CFU/g chất) - Tại Thánh địa Mỹ Sơn: thành phần số lượng NMTS thấp tháng 11 (10,3x107 CFU/g), cao tháng (35,5x107 CFU/g chất) Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 1.4 Đã nghiên cứu số đặc điểm sinh học chủng nấm mốc gây hại phổ biến chủng ĐN10, ĐN37 MS14: sinh trưởng tốt môi trường PDA, nhiệt độ 28 - 300C pH = 6,5 1.5 Thử nghiệm phòng trừ chủng nấm mốc gây hại phổ biến chủng xạ khuẩn sinh kháng sinh mạnh thuộc chi Sreptomyces có phòng thí nghiệm đạt hiệu cao sử dụng chủng xạ khuẩn XK5 Từ kết nghiên cứu này, sử dụng chủng xạ khuẩn XK5 làm chế phẩm để ngăn ngừa kiểm soát tác động gây hại nấm mốc công trình kiến trúc Đại Nội – Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam có hiệu cao ảnh hưởng đến môi trường KIẾN NGHỊ Vì thời gian nghiên cứu có hạn, tiến hành nghiên cứu khả phòng trừ nấm mốc gây hại chủng xạ khuẩn sinh kháng sinh chống nấm phòng thí nghiệm - Nếu có điều kiện đề tài nghiên cứu sau nên nghiên cứu tuyển chọn thêm chủng xạ khuẩn có hoạt tính kháng sinh đối kháng với chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc - Nghiên cứu thử nghiệm chế phẩm sinh học thô từ chủng xạ khuẩn để phòng trừ nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội - Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam Footer Page 26 of 126 ... HỌC CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM MỐC GÂY HẠI CHÍNH HAY GẶP TẠI ĐẠI NỘI HUẾ VÀ THÁNH ĐỊA MỸ SƠN – QUẢNG NAM 3.4.1 Nghiên cứu xác định chủng nấm mốc gây hại phổ biến công trình kiến trúc Đại Nội Huế Thánh. .. – Quảng Nam - Xác định thành phần nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội – Huế Thánh địa Mỹ Sơn – Quảng Nam - Nghiên cứu đặc điểm phân bố chủng nấm mốc gây hại công trình kiến trúc Đại Nội. .. chế tác động gây hại nấm mốc công trình kiến trúc, tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu phân bố số chủng nấm mốc gây hại Đại Nội Huế Thánh địa Mỹ Sơn - Quảng Nam MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Xác định thành