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 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 LỜI CẢM ƠN 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 LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 10 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1 Phân bón hữu sinh học vai trò phát triển nông nghiệp 13 1.1.1 Khái niệm phân hữu sinh học 13 1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển phân bón xu cân đối dinh dưỡng nông nghiệp 13 1.1.3 Giá trị phân bón hữu sinh học 14 1.1.4 Một số phân hữu sinh học sản xuất 14 1.1.5 Một số vấn đề sản xuất ứng dụng phân bón vi sinh Việt Nam 18 1.2 Chế phẩm EM 18 1.2.1 Lịch sử nghiên cứu 18 1.2.2 Thành phần vi sinh vật chế phẩm EM 19 1.2.3 Một số ứng dụng chế phẩm EM 20 1.2.4 Một số chế phẩm EM sản xuất Việt Nam 24 1.3 Một số hiểu biết thành phần dinh dưỡng cá Tra 26 1.3.1 Vị trí phân loại 26 1.3.2 Phân bố: 27 1.3.3 Đặc điểm sinh học 28 1.3.4 Thành phần dinh dưỡng 29 1.4 Thực trạng nuôi cá Tra số tỉnh thuộc đồng sông Cửu Long 30 1.4.1 Con giống 30 1.4.2 Diện tích nuôi cá Tra 31 1.4.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường 31 1.4.4 Một số biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường áp dụng 34 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.2 Nội dung nghiên cứu: Thực 03 nội dung 36 2.3 Phương pháp nghiên cứu 37 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1.Đánh giá hiệu lực chế phẩm EM đến khả phân hủy xác cá Tra 39 3.1.1.Ảnh hưởng EM tới thay đổi trạng thái cảm quan mẫu thủy phân xác cá Tra 39 3.1.2 Kết phân tích số tiêu hóa học 43 3.2 Đánh giá hiệu việc sử dụng phân bón hữu sinh học lên cải 53 3.2.1 Đánh giá cảm quan 53 3.2.2 Ảnh hưởng phân bón lên tăng chiều cao 54 3.2.3 Ảnh hưởng phân bón lên suất 56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 65 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 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 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng ( 170g/con) cá Tra (Pangasius hypophthalmus) 31 Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng 100g thành phẩm ăn 31 Bảng 3.1 Sự thay đổi trạng thái cảm quan mẫu thủy phân xác cá Tra theo thời gian 42 Bảng 3.2 Khối lượng nước bã mẫu phân hủy 45 Bảng 3.3 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm tổng số 46 Bảng 3.4 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm Formol 48 Bảng 3.5 Tỷ lệ phân hủy tạo đạm formol theo thời gian 49 Bảng 3.6 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm NH 51 Bảng 3.7 Tỷ lệ phân hủy tạo đạm NH theo thời gian 52 Bảng 3.8 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm amin 53 Bảng 3.9 Tỷ lệ phân hủy tạo đạm amin theo thời gian 54 Bảng 3.10 Đánh giá cảm quan ảnh hưởng phân hón hữu sinh học lên cải 57 Bảng 3.11 Ảnh hưởng phân bón hữu sinh học lên tăng trưởng chiều cao cải 60 Bảng 3.12 Ảnh hưởng phân bón lên suất cải 61 Bảng 3.13 Tỷ lệ nước rau theo thời gian 62 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) 29 Hình 3.1 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm tổng số 47 Hình 3.2 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm Formol 48 Hình 3.3 Tỷ lệ phân hủy tạo đạm formol theo thời gian 50 Hình 3.4 Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm NH 51 Hình 3.5 Tỷ lệ phân hủy tạo đạm NH theo thời gian 52 Hình 3.6: Ảnh hưởng EM tới biến đổi hàm lượng đạm amin 54 Hình 3.7 Tỷ lệ phân hủy tạo đạm amin theo thời gian 55 Hình 3.8 Ảnh hưởng phân bón hữu sinh học lên tăng trưởng chiều cao cải 60 Hình 3.9 Tỷ lệ nước rau theo thời gian 62 MỞ ĐẦU 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 Nhu cầu phân bón năm nước ta từ 7.5 – triệu tấn, nhập đến 50% Việc sử dụng ngày nhiều phân hóa học 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 ưu điểm việc dùng phân bón hữu sinh học chế biến từ xác cá Tra khác biệt lớn so với cách trồng truyền thống đại đa số nhà vườn trồng rau KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I Kết luận: Từ kết nghiên cứu trên, đến kết luận sau: Nếu sử dụng chế phẩm vi sinh (EM) để phân hủy xác cá Tra tốc độ phân hủy khả khử mùi thối tốt so với cách ủ phân lên men tự nhiên ủ hóa chất (môi trường kiềm) Từ đó, giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường ủ phân cá (hay loại nguyên liệu có hàm lượng protein cao) Sử dụng hóa chất kiềm mạnh (KOH + NaOH) để phân hủy xác cá rút ngắn thời gian ủ làm cho phân bón lượng đạm (N) lớn (vì pH môi trường > 7,0), giảm chất lượng phân Trong trình phân hủy protein từ xác cá Tra: nhận thấy khả giảm mùi hôi giảm dần theo thời gian, hàm lượng đạm(N) tăng theo thời gian Khả phân hủy protein nói chung xác cá Tra nói riêng, chế phẩm EM thí nghiệm (EM- IAS; EM-TW EM-Biosystem) cho tỷ lệ đạm hữu tương đối tốt Trong đó, EM- IAS đạt mức trung bình tương đối ổn định kết phân tích; EM- TW có khả hạn chế mùi hôi nhanh, EM- Biosystem có khả sinh đạm với tỷ lệ cao mùi nhẹ Nói chung, hoạt tính hoạt động VSV chế phẩm nhiều yếu tố chưa ổn định giống điều kiện ngoại cảnh Năng suất rau cải xanh bổ sung phân bón hữu sinh học chế biến từ xác cá Tra qua ủ men chế phẩm vi sinh vượt trội so với đối chứng (không sử dụng phân bón lá) từ 21-30 % Tốc độ nước chậm có nghĩa rau tươi lâu làm tăng giá trị thương phẩm rau xanh Cây trồng sử dụng phân hữu sinh học sản xuất từ dịch phân hủy xác cá Tra có ủ chế phẩm EM rút ngắn thời gian thu hoạch rau cải xanh ngày II Đề nghị: Tiếp tục nghiên cứu điều kiện ngoại cảnh tối ưu (nhiệt độ, pH môi trường) để chế phẩm EM-IAS, EM-TW EM- Biosystem phân hủy protein hiệu Cần phân tích thêm số tiêu chất lượng phân bón chế biến từ xác cá Tra Nghiên cứu hiệu lực nông học hiệu kinh tế phân bón chế biến từ xác cá Tra nhiều đối tượng trồng loại đất khác Đưa vào sản xuất đại trà phân bón hữu sinh học chế biến từ xác cá Tra thông qua ủ chế phẩm vi sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Phạm Thị Bình (2000), Nghiên cứu tác dụng trình lên men nấm Tricoderma từ than bùn phụ phế thải nông nghiệp để sản xuất phân bón hữu vi sinh, Luận văn thạc sỹ trường Đại học Khoa học tự nhiên TPHCM Đỗ Trung Bình (2011), Ứng dụng công nghệ sinh học sản xuất phân bón, viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam Vũ Ngọc Bội (2006) Nghiên cứu trình thủy phân protein cá enzyme protease từ B Subtilis S5, Luận án tiến sĩ Trường Đại học Tự nhiên TPHCM Nguyễn Đăng Diệp, Nguyễn Ngọc Tú, Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất phân bón vi sinh, tuyển tập công trình nghiên cứu khoa học 1993 – 1998, Nhà xuất Nông nghiệp Nguyễn Lân Dũng (1992) Tìm hiểu công nghệ sinh học, NXB Giáo dục Hà Nội Nguyễn Mạnh Dũng (1999), Nghiên cứu sản xuất sử dụng chế phẩm vi sinh vật phân hủy chất thải sinh hoạt, hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội Võ Thị Gương, Nguyễn Thị Kim Phượng, Nguyễn Văn Nhật, Vai trò phân hữu vi sinh sản xuất nông nghiệp sạch, trường Đại học Cần Thơ Nguyễn Thanh Hiền (2003), Phân hữu cơ, phân vi sinh phân ủ, Nhà xuất Nghệ An Nguyễn Thanh Hiền (1998), Thành phần dinh dưỡng cá basa, cá tra Thông tin Khoa Học Công Nghệ - Kinh Tế Thủy Sản Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp 10.Tô Thanh Hiền (1998), Thiết lập xác định đặc trưng trình phân hủy chất chế phẩm vi sinh EM dựa vào tính thiết bị BOD Trak, Trường Đại học Tự nhiên TPHCM 11.Phạm Văn Khánh (1996), Sinh sản nhân tạo cá tra Đồng Bằng Sông Cửu Long, Luận án phó tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, trường Đại học Thủy sản Nha Trang 12.Nguyễn Văn Kiệm (2000), 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” 13.Trần Thị Tuyết Linh (2008), Nghiên cứu bào quản sẹ cá chép, cá tra cá hô, Luận văn thạc sỹ trường Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM 14.Ngô Thị Ngọc Loan (2008), Hậu gây chín rụng trứng 17,20P cá tra, cá lăng vàng, Luận văn thạc sỹ trường Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM 15.Nguyễn Đức Lượng (2002) Công nghệ vi sinh, tập – Vi sinh vật học công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TP HCM 16.Lê Hồng Ngọc (1998), Tìm hiểu thành phần vai trò nấm mốc chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EM, Luận văn thạc sỹ trường Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM 17.Nguyễn Đăng Nghĩa, Khai thác sử dụng chất thải nuôi trồng, chế biến thủy sản nguyên liệu, phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất phân hữu sinh học, Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam 18.Lê Văn Nhương (1991) Công nghệ sinh học sản xuất thực phẩm lên men truyền thống Việt Nam, Báo cáo hội nghị khoa học, Viện công nghệ thực phẩm Hà Nội, 1991 19.Lương Đức Phẩm (2004), Công nghệ vi sinh vật, Nhà xuất Nông nghiệp 20.Trúc Quỳnh (26/4/2011), Chế phẩm công nghệ sinh học, thông tin khoa học công nghệ, Trung tâm ứng dụng tiến khoa học công nghệ Bình Dương 21.Trương Mạnh Quyết (2010), Sản xuất thành công chế phẩm EM sử dụng xử lý rác thải sinh hoạt, chuồng trại, chăn nuôi sản xuất rau an toàn, sở khoa học công nghệ Yên Bái 22.Đồng Thị Thanh Thu (2004) Sinh hóa bản, trường Đại học Khoa học tự nhiên TPHCM 23.Nguyễn Việt Thu cộng tác viên (2004), báo cáo khoa học: nghiên cứu hiệu ứng dụng số chế phẩm sinh học xử lý mùi hôi bãi rác, xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản, trung tâm tư vấn công nghệ môi trường TPHCM 24.Lê Văn Tri (2008), Phân phức hợp hữu vi sinh, nhà xuất Nông nghiệp 25.Trần Quang Khánh Vân (2010) Đánh giá hiệu kinh tế ảnh hưởng môi trường việc sử dụng chế phẩm sinh học ao nuôi tôm sú xã Quảng Công, Khoa Thủy sản, Đại học Nông Lâm Huế TIẾNG ANH 26.C.C.Cuevas (1996), Rapid compsting technology in the Philippines It’s role in producing good quality organic fertilizers, IBS university of the Philippines at los Bonos 27.Edward Alcamo (1991), Fundamental of microbiology, third Edition, The Benjamin/Cummings Publishsinh company Icn 28.Sharama et al (1997), Processing of curban and agroindustrial residues by aerobic composting weview, Energy convers manag 29.Wei at al (2003), The technology of the municipal solid wastes composting, nature and science 1, China INTERNET 30.http://vinhlong.agroviet.gov.vn 31.http://www.dost-bentre.gov.vn 32.http://www.nhandan.com.vn 33.http://www.dost-bentre.gov.vn 34.http://www.afasco.com.vn 35.http://cafef.vn 36.http://www.icb.com.vn 37 http://www.nhasinhhoctre.com 38.http://hungvuongpanga.com 39.http://www.tiengiang.gov.vn 40.http://ssdcpro.com - trung tâm hỗ trợ phát triển bền vững 41.http://www.vietlinh.com.vn 42.http://hanoimoi.com.vn 43.http://baotintuc.vn 44.http://www2.hcmuaf.edu.vn PHỤ LỤC PHỤ LỤC HÌNH ẢNH CÁC MẪU PHÂN HỦY XÁC CÁ TRA – TUẦN Ghi chú: A, B, C lần lặp lại CT 1A CT 1B CT 1C CT 2A CT 2B CT 2C CT 3A CT 3B CT 3C CT 4A CT 4B CT 4C CT 5A CT 5B CT 5C PHỤ LỤC HÌNH ẢNH CÁC LIẾP RAU TRỒNG THỬ NGHIỆM BÓN PHÂN HỮU CƠ PHÂN HỦY TỪ XÁC CÁ TRA Gieo hạt CT sau ngày cấy CT sau ngày cấy CT sau ngày cấy CT sau ngày cấy CT sau ngày cấy CT sau 15 ngày cấy CT sau 15 ngày cấy CT sau 15 ngày cấy CT sau 15 ngày cấy CT sau 15 ngày cấy