đề tài “khảo sát khả năng sống sót của vi khuẩn gluconacetobacter diazotrophicus trong chất mang bã bùn mía”

Mặt khác, khi sử dụng phân hóa học trong một thời gian dài có thể làm độ phì nhiêu của đất giảm, ô nhiễm tầng nước mặt, nhiễm độc đất Nguyễn Phú Thọ, 2006, ảnh hưởng xấu đến chất lượng s

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là một nước nông nghiệp, trong thời gian vừa qua, để nâng cao năng suất thu hoạch người nông dân đã không ngừng sử dụng các loại phân bón hóa học Sự canh tác liên tục đã trực tiếp làm cho đất trồng thiếu chất dinh dưỡng nghiêm trọng, đất bị chai cứng, giảm độ phì nhiêu, tính chất vật lí, hóa học và sinh học của đất trồng

bị thay đổi Để bù đắp phần chất dinh dưỡng bị mất đi, hàng triệu tấn phân hóa học được bón xuống đất trồng mỗi năm Tuy nhiên người ta ước tính lượng phân bón mà cây hấp thụ chỉ khoảng 40-50% lượng phân bón cho cây trồng Như vậy lượng phân bón còn lại sẽ hòa vào không khí, thấm vào đất hoặc theo dòng nước đổ ra sông, suối

và làm ô nhiễm môi trường, điều này gây lãng phí cả về tiền của, sức lao động, làm tăng cao giá thành sản phẩm, giảm tính cạnh tranh trên thị trường Bên cạnh đó sự hoạt động hết công suất của các nhà máy sản xuất phân hóa học, lượng phân bón mà cây không hấp thụ đã gây ảnh hưởng nặng nề đến môi trường sống và làm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Dân số thế giới gia tăng đòi hỏi lượng lương thực thực phẩm sản xuất ra cũng tăng, tức là phải tăng năng suất cây trồng Muốn giải quyết vấn đề này, bên cạnh việc tạo ra nhiều giống cây trồng mới có năng suất cao còn cần phải bón các loại phân hợp

lý để cải tạo đất, làm cho đất không bị kiệt quệ (Chu Thị Thơm et al., 2006)

Sự xuất hiện và sử dụng phân hóa học từ giữa thế kỉ XX đã được phổ biến trên khắp thế giới vì những lợi ích thực tế vô cùng to lớn mà nó mang lại Tuy nhiên, người

ta đã nhận ra nhiều khuyết điểm khi sản xuất và sử dụng loại phân này Quá trình sản xuất phân hóa học đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, nguyên liệu sản xuất có thể làm kiệt quệ nguồn tài nguyên không phục hồi được (dầu mỏ) Mặt khác, khi sử dụng phân hóa học trong một thời gian dài có thể làm độ phì nhiêu của đất giảm, ô nhiễm tầng nước mặt, nhiễm độc đất (Nguyễn Phú Thọ, 2006), ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm, có thể gây hại đến sức khỏe con người (Lê Văn Tri, 2001).… và ảnh hưởng đến môi trường không khí của trái đất…

Để cải tạo đất và khắc phục những hậu quả do việc sản xuất và sử dụng phân bón hóa học, người ta sử dụng phân hữu cơ để thay thế một phần và có thể tiến tới thay thế hoàn toàn lượng phân hóa học Nhưng phân hữu cơ truyền thống (phân xanh,

phân chuồng, phân rác…) khó có thể đáp ứng được nhu cầu của một nền nông nghiệp hiện đại Sự phát triển của một nền khoa học tiên tiến điển hình là sự phát triển của ngành công nghệ sinh học đã cho ra đời một sản phẩm mới: phân hữu cơ vi sinh (gọi tắt là phân vi sinh) Kết quả nghiên cứu của nhiều quốc gia trên thế giới cho thấy việc

sử dụng phân bón vi sinh vật có thể cung cấp cho đất từ 30-60 kg nitơ (đạm)/ha/năm, thay thế đến 50% lượng lân vô cơ cần bón và làm tăng độ phì nhiêu của đất Các chế phẩm có chứa vi sinh vật còn làm tăng khả năng trao đổi chất trong cây, nâng cao sức

đề kháng và chống bệnh ở cây trồng, làm tăng chất lượng nông sản, tăng thu nhập cho

nông dân (theo www.vneconomy.vn số ra ngày 29/10/2007)…

Từ lợi ích thực tế và nhu cầu cấp thiết của việc nghiên cứu, sử dụng phân vi sinh, các nước trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang tiến hành nghiên cứu và triển khai ứng dụng rộng rãi, đã có nhiều sản phẩm được cấp phép và lưu hành

từ nhiều năm nay Tuy nhiên, để chiếm lĩnh được lòng tin của nông dân và thay thế tập quán sản xuất của họ từ việc sử dụng phân hóa học sang sử dụng phân vi sinh còn là một bài toán khó Lời giải của bài toán này là phải làm sao kết hợp một cách hoàn hảo giữa chất lượng, giá thành và sự tiện dụng

Sử dụng những chất mang dễ tìm, rẻ tiền mang tính chất tận dụng các phế thải

từ các quy trình sản xuất các sản phẩm khác là một hướng đi đang được chú ý nhất Vì ngoài việc làm giảm chi phí sản xuất, hạn chế việc nhập khẩu phân hóa học, tạo thêm nhiều công ăn việc làm thì còn góp phần nâng cao lợi nhuận cho nông dân, đóng góp vào quá trình sản xuất lương thực thực phẩm an toàn, làm giảm ô nhiễm môi trường và xây dựng mô hình phát triển bền vững trong Công - Nông nghiệp

Bã bùn mía là một sự lựa chọn phù hợp vì bã bùn mía nếu được xử lý đúng cách sẽ là một môi trường hữu hiệu để các vi sinh vật phát triển, tạo tiền đề cho một sản phẩm phân vi sinh chất lượng tốt, giá thành hạ Không nằm ngoài những mục đích

trên, đề tài “Khảo sát khả năng sống sót của vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus trong chất mang bã bùn mía” được thực hiện.

PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1.1.2 Phân loại

Phân bón vi sinh vật cố định nitơ (tên thường gọi: phân đạm vi sinh) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng cố định nitơ từ không khí cung cấp các hợp chất chứa nitơ cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất Phân vi sinh vật cố định nitơ và các dòng vi sinh vật này không gây ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản

Vi sinh vật cố định nitơ là vi sinh vật sống cộng sinh hay hội sinh với cây trồng, hoặc vi sinh vật sống tự do trong đất, nước, không khí, có khả năng tạo khuẩn lạc đặc trưng trên môi trường nuôi cấy không chứa hợp chất nitơ (môi trường NfM, YMA, Ashby…)

Các vi khuẩn cố định Nitơ: vi khuẩn có định nitơ không thuộc cây họ đậu thuộc

các giống Achromobacter, Acetobacter, Alcaliganes, Arthrobacter, Azomonas, Bacillus, Beijesinekia, Clostridium, Camplylobacter, corynebacterium, Decxia, Desulfporibrio, Enterobacter, Herbaspirium, Lignobacter, Mycobacterium, Methyllosinys, Pseudomonas, Rhodopspirillum, Rhodopseudomonas và Xanthobacter

(Wani, 1990) Một số loài được tìm thấy trong vùng rễ cây ngũ cốc chủ yếu là

Azobacter và AzoSpirillum; một số vi khuẩn cố định đạm nội sinh trong các cây chủ (mía) được tìm thấy là vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus

khó tan

Phân bón vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan (tên thường gọi : phân lân vi sinh) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống đã được tuyển chọn với mật độ tế bào đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng chuyển hoá hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản Phân lân vi sinh và các dòng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản

Thông qua các hoạt động của vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan, các hợp chất photpho khó tan được chuyển hoá thành dạng dễ tiêu đối với cây trồng

Vi sinh vật phân giải hợp chất khó tan tạo vòng tròn trong suốt bao quanh khuẩn lạc (vòng phân giải) trên môi trường chứa nguồn photpho duy nhất là Ca3(PO4)2

Nhóm vi sinh vật được biết có khả năng hòa tan lân (Subba Rao, 1983; Gaus,

1990) bao gồm vi khuẩn Bacillus megaterium, B Circulans, B subtilis, Pseudomonas straita, P rathonis; nấm Aspergillus awamori, Penicillium digitatum, Trichoderma sp; nấm men Schwanniomyces occidentails.

o Phân bón vi sinh vật phân giải cellulose

Phân bón vi sinh vật phân gải cellulose (tên thường gọi: phân vi sinh phân giải cellulose) là sản phẩm chứa một hay nhiều dòng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng phân giải cellulose , để cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất Phân vi sinh vật phân giải cellulose và các dòng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản

(http://www.cuctrongtrot.gov.vn/ChuyenTrangPB/chuyentrangPB/indexCTPB.aspx? tacn=techologystandar&type=first&num=1).

o Phân vi sinh vật kích thích tăng trưởng cây

Phân vi sinh loại này chứa một nhóm nhiều loài vi sinh vật khác nhau, trong đó

có vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn Nhóm này được các nhà khoa học phân lập ra từ tập đoàn vi sinh vật đất Vi khuẩn tổng hợp kích thích tố tăng trưởng thực vật thường sống trong vùng rễ của thực vật có ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cây gọi là vi khuẩn vùng rễ kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR= Plant Growth Promoting Rhizobacter)

(Schoroth và Hancock, 1981) PGPR bao gồm các giống Actinoplanes,Agrobacterium, Alcaligenes, Amorphosporangium, Arthobacter, Azotobacter, Bacillus, Brandyrhizobium, cellulomonas, Enterobacter, Pseudomonas, Rhizobium (Weller,

1988)

Nấm rễ dạng bụi (VAM= Vesicular Arbuscular Mycorrhizae): các nấm có khuẩn ty ăn sâu vào bên trong tế bào nhu mô rễ cây, chúng hút nhiều dưỡng chất từ đất cung cấp trực tiếp cho thực vật Ngoài ra nấm còn có khả năng giúp cây chịu hạn trong vùng đất sa mạc, giúp cây kháng lại các loại nấm gây hại khác (Mosse et al, 1981)

Nấm rễ bao gồm các giống Endogone, Glomus, Entrophosphora, Gigaspora, Acaulospora, Scutellispora.

Người ta sử dụng những chế phẩm gồm tập đoàn vi sinh vật được chọn lọc để phun lên cây hoặc bón vào đất làm cho cây sinh trưởng và phát triển tốt, ít sâu bệnh, tăng năng suất Chế phẩm này còn làm tăng khả năng nảy mầm của hạt, tăng trọng lượng hạt, thúc đẩy bộ rễ cây phát triển mạnh Như vậy, chế phẩm này có tác động tương đối tổng hợp lên cây trồng

Để sản xuất chế phẩm vi sinh vật kích thích tăng trưởng của cây, người ta sử dụng công nghệ lên men vi sinh vật Ở các nước phát triển người ta sử dụng các thiết

bị lên men tự động, công suất lớn Ở nước ta, đã dùng kỹ thuật lên men trên môi trường bán rắn để sản xuất chế phẩm này, bước đầu cho kết quả khá tốt

(http://agriviet.com/news).

2.1.2 Tiêu chí đánh giá chất lượng phân vi sinh

2.1.2.1 Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng

Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng là sản phẩm, trong đó chất mang được tiệt trùng trước khi cấy vi sinh vật hữu ích Phân vi sinh loại này có mật độ

tế bào vi sinh hữu ích (CFU * /g ( hay ml) phân bón) không thấp hơn 1,0 108 tế bào /g (ml) phân, tế bào vi sinh vật tạp không lớn hơn 1,0 106 tế bào /g (ml) phân Phân vi sinh loại này có thời gian bảo quản từ 6 tháng trở lên

2.1.2.2 Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang không thanh trùng

Phân bón vi sinh vật trên nền chất mang không thanh trùng là sản phẩm, trong

đó chất mang không được tiệt trùng trước khi cấy vi sinh vật hữu ích, có mật độ tế bào

vi sinh hữu ích từ 1,0 106 đến 1,0 107 tế bào /g (ml) phân Thời gian bảo quản tối

thiểu 6 tháng (http://www.cuctrongtrot.gov.vn/ChuyenTrangPB).

Chất lượng phân vi sinh đã được nhà nước quy định theo những tiêu chuẩn riêng biệt như: TCVN 6166:04 đối với phân vi sinh cố định đạm, TCVN 6167:96 đối với phân vi sinh hòa tan lân Ngoài ra, theo Nguyễn Thanh Hiền (2003) thì Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Phân bón Vi sinh đã phối hợp với Trung tâm Nghiên cứu Cố định Nitơ Sunfit thuộc trường Đại học Tổng hợp Sydney có đưa ra một số tiêu chuẩn khác cũng không kém phần quan trọng:

Giống có hoạt tính (cố định nitơ hoặc phân giải photpho) mạnh

Phân vi sinh thay được ít nhất 50% lượng phân hóa học

Không gây bệnh cho cây và tăng năng suất cây trồng từ 10% trở lên

2.1.3 Tầm quan trọng của việc sử dụng phân vi sinh

2.1.3.1 Khuyết điểm của phân hóa học

o Đối với phân đạm (nitơ)

Hàng năm chi phí cho phân đạm trong nông nghiệp trên thế giới khoảng 45 tỉ USD, và tăng với một tỉ lệ tương đương với dân số thế giới (2%) (Shenoy et al., 2001) Hầu hết đạm hóa học được sản suất theo quy trình Haber – Bosch, đòi hỏi một lượng

lớn khí tự nhiên, than đá, hoặc dầu mỏ Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng để sản xuất 1 tấn phân đạm hóa học cần 1,3 tấn dầu, để sản xuất 80 triệu tấn phân đạm hóa học cần

100 triệu tấn dầu, bằng 1,4% số dầu sử dụng trên toàn cầu Dầu cần cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải… Khai thác quá mức thì nguồn tài nguyên này cũng sẽ cạn kiệt, không còn cho các thế hệ sau Thêm vào đó việc sản xuất đạm sinh học sẽ sinh ra một lượng lớn CO2 – một trong những nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính mà cả thế giới đang tìm cách khắc phục Hơn nữa, chỉ có khoảng 1/3 lượng phân bón vào đất cây trồng có thể sử dụng, lượng đạm còn thừa sẽ thất thoát ra môi trường bên ngoài gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người Việc sử dụng quá mức lượng đạm hóa học sẽ dẫn đến sự sản sinh N2O cũng gây

ra hiện tượng nóng lên toàn cầu

Ngoài ra, chưa kể đến chất lượng nông sản khi sử dụng đạm hóa học không đúng cách Nếu bón phân đạm vào lúc thời tiết không thuận lợi (trời rét đậm, nắng gắt, sương nhiều đọng trên lá) chẳng những cây không hấp thu hiệu quả mà còn có thể gây độc Bón nhiều phân đạm càng gặp nhiều tác hại hơn Cây có thể bị giảm năng suất do phát triển quá nhanh làm thân mềm, phân nhiều nhánh, dễ đổ ngã và chậm ra hoa, khó đậu trái… Phân đạm dư thừa còn làm cây trồng giảm khả năng chống chịu với sâu bệnh và thời tiết (Lê Văn Tri, 2001)

o Đối với phân lân (Photpho)

Photpho (P) là nguồn dinh dưỡng quan trọng thứ 2 của cây trồng Cây xanh hấp thụ lân ở dạng hòa tan nhưng phần lớn lân tồn tại trong đất dưới dạng không hòa tan (Ca3(PO4)2) hoặc dạng hữu cơ nên cây không hấp thu được Nếu bổ sung lân cho đất bằng con đường hóa học có thể gây ô nhiễm môi trường và giá thành cao Ngoài ra, việc sản xuất lân bằng con đường hóa học đòi hỏi nguồn nguyên liệu là quặng mỏ, điều này làm cho nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt Theo Goldstein (1986), phân lân hóa học sản xuất từ quặng mỏ có thể chuyển thành hợp chất khác từ

70 – 80% gây nên sự lãng phí vô cùng lớn

Trên đây là một số khuyết điểm đáng chú ý đi kèm với những ưu điểm mà phân hóa học đã mang lại cho con người từ nửa thế kỉ qua Mặt hạn chế của phân hóa học

đã đến lúc làm cho chúng ta phải suy nghĩ và gấp rút tiến hành những nghiên cứu tìm

ra hướng đi mới trong vấn đề dinh dưỡng cho cây trồng để đạt được mục đích cuối cùng là phát triển một nền nông nghiệp bền vững, lâu dài.

2.1.3.2 Ưu điểm của phân vi sinh

Theo đánh giá của các chuyên gia kinh tế nông nghiệp, trường Đại học Sydney, thì phân vi sinh mang lại lợi ích cho các thành phần sau:

o Cho các hộ nông dân sử dụng phân vi sinh

Bón phân vi sinh, chi phí cho sản xuất giảm, do giảm được phân hóa học và giá phân vi sinh rẻ, ít nhất giảm được 16% Với chế độ bón phân hợp lý, chi phí còn giảm được nhiều hơn

Bón phân vi sinh năng suất tăng, với chế độ bón bình thường (khoảng 300kg/ ha), năng suất tăng trung bình 10% Nếu kết hợp với phân hóa học đúng cách, năng suất còn có thể tăng cao hơn

Bón phân vi sinh đất tốt hơn, cây khỏe hơn, giảm sâu bệnh, do vậy giảm chi phí cho thuốc bảo vệ thực vật

o Đối với địa phương

Nếu công nghệ sản xuất phân vi sinh được chuyển giao cho địa phương và sản phẩm làm ra cung ứng cho chính nông dân của địa phương đó thì chắc chắn phân

vi sinh góp phần phát triển kinh tế của địa phương

o Đối với nhà nước

Hiện nay, hầu hết các nước đang phát triển phải nhập khẩu phân bón vì vậy nếu sản xuất được phân vi sinh tại chổ thì sẽ giảm được một lượng lớn ngoại tệ cho việc nhập phân bón Ngoài ra, tiêu hao nguyên liệu để sản xuất phân vi sinh không đáng kể so với sản xuất phân hóa học

o Lợi ích cho môi trường

Những lợi ích phân vi sinh mang lại cho môi trường còn lớn hơn nhiều so với lợi ích kinh tế Những lợi ích cho môi trường là:

Sử dụng hiệu quả hơn các chất dinh dưỡng trong đất (lân); trong không khí (đạm).

Giảm sự rửa trôi phân đạm hóa học, gây nên sự ô nhiễm nguồn nước do

NO3-

Giảm đáng kể quá trình denitrit hóa, sinh ra khí N2O rất độc, độc hại hơn

NO3- nhiều

Giảm được lượng khí đốt khi sản xuất phân hóa học

Các chất còn lại trong đất có thể được phân hủy sinh học

Từ những đánh giá trên, việc sử dụng phân vi sinh là cần thiết để xây dựng nền nông nghiệp bền vững trên toàn cầu (Chu Thị Thơm et al., 2006)

Bảng 2.1 Hiệu quả của phân hữu cơ sinh học đối với lúa ở một số quốc gia châu Á

Nguồn: Lê Xuân Phương (2005)

2.1.4 Tình hình sản xuất và sử dụng phân vi sinh trong nước và thế giới

2.1.4.1 Trong nước

Ở Việt Nam, phân vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân đã được bước đầu nghiên cứu từ những năm 1960 Năm 1958, Lê Văn Căn và Đặng Văn Ngữ đã nghiên

cứu loài nấm có khả năng phân giải photpho khó tan là Aspergillus niger và đạt được

thành công bước đầu Chỉ sau 4 tuần nuôi cấy, loài nấm này đã chuyển hóa được 17,2% photpho tổng số trong apatit và 14,2% photpho tổng số trong photphorit Năm

1980 bắt đầu thử nghiệm phân vi sinh cho cây đậu tương và chế phẩm ViDane, ViDapho cho cây đậu nành, đậu phộng của Trường Đại học Cần Thơ Trong chương trình 52b-01-03 (1987), quy trình sản xuất Nitragin trên nền đất than bùn đã được hoàn

thiện (Lê Văn Tri, 2002) Từ những năm 1989 – 1991 đã có rất nhiều sản phẩm sinh học, sinh hóa được sản xuất với nhiều tên gọi khác nhau như: Komix (của công ty Donall); Biomix (công ty phân bón hóa chất Kiên Giang); Biomix C (xí nghiệp than bùn Củ Chi, Tp Hồ Chí Minh); Biomix P (xí nghiệp phân Chư Sê Playku); Biofer A (Trung tâm khuyến nông tỉnh Sông Bé)…(Nguyễn Đăng Diệp, 2000).

Nhu cầu sử dụng phân sinh học hiện nay rất lớn, đặc biệt là phân chuyên dùng

và tận dụng được chế phẩm sẵn có như: phân Komix chuyên dùng cho mía, cà phê, cacao,… Các xí nghiệp phân sinh học, phân vi sinh được xây dựng ở nhiều nơi như:

La Ngà (Đồng Nai), Nha Trang (Khánh Hòa), Vĩnh Phúc, Hà Tây, Tây Ninh, Long An… Để tận dụng nguồn phế thải ở địa phương và đáp ứng nhu cầu phân bón hiện nay

Trong năm 2003 – 2004 cả nước đã có 34/42 nhà máy đường tận dụng bã bùn mía để sản xuất phân vi sinh, sản lượng phân vi sinh đạt 200.000 tấn và chỉ mới đáp ứng 50% nhu cầu cho vùng nguyên liệu của các nhà máy (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Việt Nam, 2004)

2.1.4.2 Thế giới

Phân bón vi sinh đầu tiên do Noble Hiltner sản xuất tại Đức năm 1896 và được

đặt tên là Nitragin (Nitragin là loại phân được chế tạo bởi vi khuẩn Rhizobium do

Beijerink phân lập năm 1888 và được Fred đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho các loại cây thích hợp của họ đậu) Năm 1900 – 1914 nhiều nước trên thế giới triển khai sản xuất chế phẩm vi sinh vật: Canada, Tân Tây Lan, Áo (Nguyễn Xuân Thành, 2003)

Ngày nay, phân vi sinh vật cố định đạm đã được sử dụng nhiều nơi trên thế giới với nhiều tên gọi khác nhau như: Rizonit (Hungary), Nitrobacterin (Anh), Estrasol (Nga), Mana (Nhật, Philippin), Tian-li-bao (Trung Quốc, Hồng Kong)… (Lê Văn Tri, 2002)

Bên cạnh đó đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm ứng dụng và mở rộng việc sản xuất các loại phân bón vi sinh cố định nitơ mà thành phần còn được phối hợp thêm

một số vi sinh vật có ích khác như một số xạ khuẩn cố định nitơ sống tự do Frankia spp, Azotobacter spp, các vi khuẩn cố định nitơ sống tự do Clostridium, Pasterium, Beijerinkiaindica, các xạ khuẩn có khả năng phân giải cellulose, hoặc một số dòng vi

sinh vật có khả năng chuyển hóa các nguồn dự trữ photpho và kali ở dạng khó hoà tan với số lượng lớn có trong đất mùn, than bùn, trong các quặng apatit, photphoric chuyển chúng thành dạng dễ hoà tan, cây trồng có thể hấp thụ được.Bã bùn mía và một

số chất mang khác trong việc sản xuất phân vi sinh

2.1.5 Bã bùn mía

Bã bùn mía là cặn bã sau khi lắng lọc nước mía ở các nhà máy đường Đây là hỗn hợp những tạp chất như: bùn đất, bã mía nhỏ, bụi… Ngoài ra, trong bã bùn mía còn sót lại khoảng 0,5 – 1% đường (Bùi Quang Vinh, 1998)

Để sản xuất đường, hằng năm Việt Nam phải trồng từ 10 - 12 triệu tấn mía cây với diện tích canh tác từ 250.000 đến 300.000 ha chủ yếu là đất bạc màu và vùng nhiễm phèn nặng (không trồng được các loại cây khác) Vì thế, để trồng được 250.000

ha mía, ngoài phân hóa học (đạm - lân - kali) tối thiểu phải bón 4 - 5 tấn phân chuồng cho 1 ha tức là phải có 1 triệu tấn phân chuồng bón cho 250.000 ha.Trong khi đó, việc chế biến 10 triệu tấn mía để làm đường sinh ra một lượng phế thải khổng lồ: 2,5 triệu tấn bã mía, 250.000 tấn bã bùn (sau khi đã lấy nước đường) và 250.000 tấn mật rỉ Trước đây 80% lượng bã mía này được dùng để đốt lò hơi trong các nhà máy sản xuất đường, sinh ra 50.000 tấn tro và 20% còn lại là 500.000 tấn bã được dùng làm ván ép, còn mật rỉ dùng để sản xuất cồn, mì chính hoặc dùng cho các công nghệ vi sinh khác như chế biến thành thức ăn chăn nuôi Riêng tro và bã bùn không sử dụng được phải đổ ra các bãi đất trống Tuy là phế thải nhưng trong bã bùn mía lại có nhiều chất hữu cơ "bổ béo" mà cây mía đã hút từ đất như protein, lipit, các chất khoáng, vitamin Và cả những chất bẩn từ cây mía (vì khi đưa vào máy nghiền, cây mía không được cọ rửa) Các chất này sau một thời gian đã lên men vi sinh vật có mùi thối ngấm xuống đất gây ô nhiễm môi trường và ô nhiễm nguồn nước rất nặng

(http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/home_24_3_03.htm).

Tuy nhiên nếu xử lý đúng cách, chẳng những bã bùn mía không gây ảnh hưởng môi trường mà còn mang lại nhiều lợi ích cho các nhà máy đường và người dân Bã bùn mía là nguồn nguyên liệu tốt cho sản xuất phân sinh học vì sinh khối bã bùn mía cung cấp cung cấp nguồn carbon hữu ích cho vi sinh vật phát triển (Malik et., al 2001)

Bảng 2.2 Thành phần lý hóa tính của bã bùn mía

Trong than bùn có hàm lượng chất vô cơ là 18 – 24%, phần còn lại là các chất hữu cơ (Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Việt Nam) Khoa học về than bùn đã xác định được 5 nhóm hợp chất hữu cơ căn bản sau:

Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước

Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong ete và rượu

do thiên tai và sự khai thác của con người Ngoài U Minh, một số nơi khác cũng có trữ lượng than bùn đáng kể như Phong Điền (Thừa Thiên Huế), Hảo Sơn (Phú Yên)… (Võ Đình Ngộ et al., 1999)

Đứng trên phương diện nông nghiệp thì than bùn ở Việt Nam là một nguồn tài nguyên rất có giá trị Từ than bùn người ta có thể sản xuất ra các chất kích thích và điều hòa tăng trưởng cho cây trồng, cũng như có thể sản xuất ra các loại phân bón hữu

cơ có tác dụng cải tạo đất, tăng độ phì của đất, giảm được tác hại của việc lạm dụng phân hóa học trong sản xuất nông nghiệp

Bảng 2.3 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn ở miền Đông Nam Bộ

Nguồn: Hồ Thìn, Võ Đình Ngộ – Trung tâm Địa chất học, Phân viện Khoa học Việt Nam, TP Hồ Chí Minh

Bảng 2.4 Thành phần lý hóa của than bùn Long An

Nguồn: Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ

Trong than bùn có axid humic, có tác dụng kích thích tăng trưởng của cây Hàm lượng đạm tổng số trong than bùn cao hơn trong phân chuồng gấp 2 – 7 lần, nhưng chủ yếu ở dưới dạng hữu cơ Các chất đạm này cần được phân huỷ thành đạm vô cơ cây mới sử dụng được

Chế biến than bùn thành các dạng phân bón khác nhau được thực hiện trong các xưởng Thông thường quá trình chế biến thông qua các công đoạn sau đây:

% chất dinh dưỡng Địa điểm lấy than bùn

Tây Ninh Củ Chi Mộc Hoá Duyên Hải

Dùng tác động của nhiệt để khử bitumic trong than bùn Có thể phơi nắng một thời gian để Ôxy hoá bitumic Có thể hun nóng than bùn ở nhiệt độ 70oC

Dùng vi sinh vật phân giải than bùn Sau đó trộn với phân hoá học NPK, phân vi lượng, chất kích thích sinh trưởng, tạo thành loại phân hỗn hợp giàu chất dinh dưỡng.Hiện nay, ở nước ta có nhiều xưởng sản xuất nhiều loại phân hỗn hợp trên cơ sở than bùn Trên thị trường có các loại phân hỗn hợp với các tên thương phẩm sau đây: Biomix (Củ Chi), Biomix (Kiên Giang), Biomix (Plây Cu), Biofer (Bình Dương), Komix (Thiên Sinh), Komix RS (La Ngà),Compomix (Bình Điền II), phân lân hữu cơ sinh học sông Gianh và nhiều loại phân lân hữu cơ sinh học ở nhiều tỉnh phía Bắc

(http://agriviet.com/news_detail804-c21-s25-p0-Phan_huu_co_-_than_bun, _phan_doi, _tro.html)

2.1.6.2 Phân chuồng

Phân chuồng là phân do các loài gia súc gia cầm thải ra Phân chuồng có thành phần không ổn định, phụ thuộc nhiều vào loại gia súc, gia cầm, sức khỏe, tuổi cũng như khẩu phần thức ăn và phương thức nuôi dưỡng

Bảng 2.5 Thành phần dinh dưỡng của một số loại phân gia súc (%)

Nguồn: Cục Khuyến nông, khuyến lâm (2004)

Trong 10 tấn phân chuồng có thể lấy ra được một số nguyên tố vi lượng như sau: Bo: 50 – 200g; Mn: 500 – 2000g; Co: 2 – 10g; Cu: 50 – 150g; Zn: 200 – 1000g; Mo: 2

–25g (http://agriviet.com/news).

Phân chuồng có thể được bón trực tiếp nhưng trong phân có thể chứa những vi sinh vật gây hại hoặc trứng giun sán gây nhiễm cho rau màu và ảnh hưởng trực tiếp đến người tiêu dùng Vì vậy, người ta thường xử lý phân chuồng trước khi đưa vào sử dụng Có thể thêm vào những tập đoàn vi sinh vật phù hợp để sản xuất phân vi sinh vừa tăng thành phần dinh dưỡng của phân vừa có thể tiêu diệt được các mầm bệnh

Theo nghiên cứu của các chuyên gia thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới, phân lợn,

gà sau khi được thải ra sẽ được xử lý ẩm độ, sau đó ủ với chế phẩm BIO-F, chế phẩm

chứa các vi sinh vật đã được phân lập và tuyển chọn gồm: xạ khuẩn Streptomyces sp., nấm mốc Trichoderma sp và vi khuẩn Bacillus sp Sau ba ngày, các vi sinh vật hữu

ích nói trên bắt đầu phát triển, phân giải và làm mất mùi phân Nhiệt độ trong khối ủ cũng tăng lên tới 60 - 70 oC, tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh và trứng giun, sán trong phân Sau 7 - 10 ngày, giai đoạn kết thúc và sản phẩm thu được là phân bón hữu cơ vi sinh chất lượng cao, có tác dụng phòng chống nấm hại cây trồng

2.1.6.3 Rác thải hữu cơ

Thành phần của rác thải hữu cơ gồm các dạng protein (thịt, cá, trứng…); tinh bột (cơm, các loại vỏ củ quả, một số loại hạt…); cellulose (rau các loại, gỗ, lá…); lipit (mỡ động vật, dừa, xác bã đậu phộng…); lignin…) là môi trường thuận lợi cho nhiều

vi sinh vật phát triển, các vi sinh vật này sử dụng chất hữu cơ làm nguồn cung cấp năng lượng và đưa chúng trở lại chu trình vật chất, do vậy chất thải sẽ bị phân hủy nhanh chóng tạo thành phân hữu cơ (Nguyễn Đức Lượng, 2004)

Quy trình xử lí rác thải hữu cơ bằng công nghệ sinh học bắt đầu được ứng dụng

ở nước ta cách đây khoảng hai thập kỉ Tuy nhiên, chỉ đến mấy năm gần đây, công nghệ này mới thật sự được chú trọng Nhờ sự đầu tư của nhà nước kết hợp với những

dự án đầu tư, sự giúp đỡ của một số nước như: Đức, Hà Lan, Đan Mạch… Chúng ta đã xây dựng được một số nhà máy chuyên sản xuất phân vi sinh và khí sinh học từ rác như: Nhà máy Xử lí rác Thanh Trì, Nhà máy Xử lí rác Cầu Diễn, Nhà máy Xử lí rác Hoóc Môn Sản phẩm của các nhà máy này bắt đầu được bán ra thị trường, như Nhà máy Xử lí rác Hóc Môn (Thành phố Hồ Chí Minh) mỗi năm xuất xưởng khoảng 25.000 tấn phân hữu cơ; Xí nghiệp Xử lí rác Cầu Diễn mỗi năm cũng xuất xưởng được

khoảng 7.500 tấn (http://congnghemoi.com.vn).

Trong nước cũng có nhiều đề tài nghiên cứu, xử lý rác thải hữu cơ làm phân vi sinh từ nhiều năm qua Gần đây, có đề tài nghiên cứu của PGs.Ts Đào Châu Thu, Ts Nguyễn Ích Tân cùng cộng sự thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp bền vững (TTNC & PTNNBV - Trường Đại học Nông nghiệp I) hợp tác với Khoa Sinh học và Kinh tế Nông nghiệp, Đại học Udine (Italia) mang tên “Sản xuất phân hữu

cơ từ rác thải hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông nghiệp để dùng làm phân bón cho rau

sạch vùng ngoại ô thành phố” TTNC & PTNNBV tiến hành xây dựng quy định sản xuất phân hữu cơ từ rác thải và phế phẩm vi sinh vật tại trường Cho tới nay, Trung tâm đã xây dựng hoàn thiện nhà ở và thiết bị xử lý, ủ phân, chế biến phân hữu cơ bằng công nghệ vi sinh và ứng dụng được ba chế phẩm vi sinh vật cho quá trình ủ phân Xây dựng được một báo cáo tổng quan về công tác tuyên truyền, giáo dục, quy trình thu gom, phân loại, xử lý các rác thải sinh hoạt hữu cơ thành phân vi sinh và thử nghiệm trước tại trường Đại học Nông nghiệp I Kết quả chương trình đã sản xuất được 2,8 tấn phân vi sinh từ rác thải hữu cơ - đã được kiểm tra chất lượng, đóng gói

bao bì và mang đi tiêu thụ (Khoa học và đời sống, số 89(1702), ngày 5/11/2004, tr.5).

2.1.6.4 Xác bã cà phê

Công trình nghiên cứu của nhóm Phan Thị Thanh Hoài, Đặng Ngọc Huê, Nguyễn Nữ Quỳnh Giang, Ngô Nữ Quỳnh Như và Nguyễn Bá Dũng (Đại Học Tây Nguyên) đạt giải nhất cuộc thi “Phát minh xanh Sony 2004” với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý phế thải chế biến ướt cà phê” cho thấy vỏ cà phê sau khi được các nhà máy sản xuất cà phê thải ra có thể làm phân vi sinh bằng phương pháp ủ và phối trộn thích hợp

Theo kết quả phân tích của nhóm nghiên cứu này thì thành phần hóa học của vỏ

cà phê có hàm lượng đường rất cao (14,4%), trong đó đường khử chiếm tới 12,4%, hàm lượng protein (10,1%) Lượng hữu cơ trong đó cũng rất cao, hàm lượng cellulose trong vỏ cà phê là 63,2% và lignin là 17,7% - hai thành phần nếu được phân hủy sẽ tạo mùn Ngoài ra, còn có hàm lượng protein là 11,2% cùng các loại khoáng vi lượng khác Đó quả là nguồn nguyên liệu lý tưởng để làm ra phân vi sinh có hàm lượng hữu

cơ cao, dinh dưỡng khoáng đầy đủ và cân đối

2.2.2 pH

pH = -lg aH+, là đại lượng biểu thị hoạt độ H+ trong môi trường Đó là chỉ tiêu đơn giản đầu tiên về độ chua thường được xác định nhất, nó có ý nghĩa rất lớn trong việc đánh giá tính chất của bã bùn mía

2.2.3 Hàm lượng nitơ

Vi sinh vật sử dụng carbon như nguồn năng lượng cần thiết, chúng còn cần nitơ

để tổng hợp protein cho tế bào của chúng Nguồn nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH3 và NH4+ Muối nitrat (NO3-) là nguồn thức ăn nitơ thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợi và xạ khuẩn nhưng ít thích hợp đối với nhiều loài nấm men và vi khuẩn (Nguyễn Lân Dũng et al., 2008)

Mỗi loài vi sinh vật có nhu cầu về nitơ nhất định Lượng nitơ cần thiết này được tính theo tỉ lệ C/N Vi khuẩn cần 0,4 – 0,8 %N (tỉ số C/N thích hợp là 10 – 20), xạ khuẩn cần 1,2 – 2,4 (C/N = 15 – 25) và nấm cần từ 1,2 – 1,6 %N (C/N = 25 – 33) (Phạm Văn Kim, 2000)

2.2.4 Lượng chất hữu cơ

Thuật ngữ “chất hữu cơ” bao gồm toàn bộ phần không phải khoáng của cơ chất (đất, phân hữu cơ…) và một ít xác động thực vật ở trong đó (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 1998)

Chất hữu cơ là một chỉ tiêu quan trọng Đó là nguồn cung cấp trực tiếp nhiều dinh dưỡng cho cây trồng và các vi sinh vật như: C, N, P, K, Ca, Mg…

2.2.5 Lượng lân hòa tan

Photpho (P) bao giờ cũng chiếm tỉ lệ cao nhất trong các nguyên tố khoáng của

tế bào vi sinh vật (nhiều khi P chiếm đến 50% so với tổng số chất khoáng) P có mặt trong cấu tạo của nhiều thành phần quan trọng của tế bào (axit nucleic, photphoprotein, photpholipit, nhiều coenzim quan trọng như ADP, ATP, UDP, NAD,

NADP, flavin…; một số vitamin như tiamin, biotin…) (Nguyễn Lân Dũng et al.,

2008)

2.2.6 Kali, canxi và magie

Kali (K) là nguyên tố chiếm một tỷ lệ khá cao trong thành phần khoáng của tế bào vi sinh vật Người ta nhận thấy kali thường tồn tại trong dạng ion K+ ở ngoài cấu trúc tế bào Kali làm tăng độ ngậm nước của các hệ thống keo do đó ảnh hưởng đến các quá trình trao đổi chất, nhất là các quá trình tổng hợp Kali có thể còn tham gia vào quá trình tổng hợp một số vitamin (như tiamin…) và có những ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hô hấp của tế bào vi sinh vật (Lê Xuân Phương, 2005)

Canxi (Ca) mặc dầu là nguyên tố ít tham gia vào việc xây dựng nên các hợp chất hữu cơ nhưng nó có vai trò đáng kể trong việc xây dựng các cấu trúc tinh vi của tế bào Canxi đóng vai trò là cầu nối trung gian của nhiều thành phần quan trọng trong tế bào (DNA với protein trong nhân, nucleocid này với nucleocid khác, RNA với protein trong ribosom…)

Là nguyên tố được vi sinh vật đòi hỏi cũng với lượng khá cao (10-3 – 10-4 M) Magie (Mg) mang tính chất một cofactor, chúng tham gia vào nhiều phản ứng enzyme

có liên quan đến các quá trình photphoryl hóa Mg2+ có thể làm hoạt hóa các hexokinaza, ATPaza, các men trao đổi protein, các men oxi hóa khử của chu trình Krebs… Hàm lượng kali tổng số phụ thuộc vào nguồn gốc phát sinh Khoáng vật chủ yếu chứa kali ở dạng alumino silicat và nhiều nhất là fenpat Trong đất, canxi có phổ biến ở các dạng carbonat, photphat, silicat, florua và sunfat Nguồn quan trọng nhất là carbonat, kế đó là photphat và sunfat Magie có trong các khoáng sét thường gặp như mica, vecmiculit, clorit và đôi khi tìm thấy ở dạng carbonat Cùng với canxi, magie có

ý nghĩa về lý hóa tính của đất và dinh dưỡng của cây trồng (Nguyễn Lân Dũng et al., 2008)

2.3 Quá trình cố định đạm của các vi sinh vật tham gia cố định đạm.

2.3.1 Quá trình cố định đạm (quá trình cố định nitơ phân tử)

Quá trình cố định nitơ phân tử (N) là quá trình đồng hóa nitơ của không khí thành đạm amon dưới tác dụng của một số vi sinh vật có hoạt tính nitrogenase Nguồn nitơ dự trữ nhiều nhất trong tự nhiên là nguồn khí nitơ tự do (N2) trong khí quyển Chúng chiếm tỉ lệ rất cao trong không khí (78%) (Dobereiner, 1987) Số lượng nitơ trong lớp khí quyển bên trên mỗi hecta đất tới 85.000 tấn, còn tổng số nitơ trong cả khí

quyển tới 4.1015 tấn Trong khí nitơ, hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau bằng 3 liên kết rất bền vững Năng lượng của 3 liên kết này cao tới 225kcal/M Chính vì vậy mà

N2 rất khó kết hợp với nguyên tố khác và nitơ có nhiều xung quanh ta nhưng cả người, động vật lẫn cây trồng đều luôn thiếu thốn nitơ Muốn phá vỡ 3 liên kết này, người ta cần phải sử dụng những năng lượng rất lớn Chẳng hạn ở nhà máy phân đạm hóa học, muốn làm cho nitơ liên kết được với hidro để tạo thành NH3 người ta phải dùng một nhiệt độ là 500oC và một áp suất cao tới 350 atm (Nguyễn Lân Dũng et al., 2008) Trong khi đó vi sinh vật dưới sự trợ giúp của nitrogenase có thể phá vỡ 3 liên kết của phân tử nitơ một cách dễ dàng ngay trong điều kiện bình thường về nhiệt độ và

áp suất Có thể nói quá trình cố định nitơ phân tử là quá trình khử N2 thành NH3 có xúc tác của nitrogenase và sự có mặt của ATP

2.3.2 Các vi sinh vật tham gia quá trình cố định đạm

o Vi sinh vật cố định đạm cộng sinh

Các vi khuẩn cố định nitơ bằng cộng sinh được gọi chung là Rhizobium (số nhiều: Rhizobia), chúng thuộc bộ Rhizobiales, bao gồm 12 chi và 57 loài Có 5 chi

quan trọng trong nông nghiệp nhờ đặc tính cộng sinh trên cây (Phạm Văn Kim, 2000):

Rhizobium (họ Rhizobiaceae): Các loài quan trọng gồm R arachis (cộng sinh trên đậu phọng); R etli (cộng sinh trên các loại đậu); R gallicum (cộng sinh trên các loại đậu); R hainanense (cộng sinh trên các loài đậu nhiệt đới); R huautlense (cộng sinh trên điền thanh); R indigoferae (cộng sinh trên cây chàm indigo); R leguminosarum (cộng sinh trên các loại đậu); R phaseoli (cộng sinh trên các loại đậu

ve, đậu xanh); R tropici (Rhizobium leguminosarum biovar phaseoli).

Bradyrhizobium (họ Bradyrhizobiaceae): Các loài quan trọng gồm B betae (cộng sinh trên củ cải đường); B canariense (cộng sinh trên các cây họ đậu, chịu được đất chua); B japonicum (cộng sinh trên đậu nành); B lupine (cộng sinh trên đậu

lupin)

Mesorhizobium (họ Phyllobacteriaceae): Các loài quan trọng gồm M huakuii,

M septentrionale và M temperatum (cộng sinh trên các loại đậu đồng cỏ); M loti (cộng sinh trên sen); M amorphae, M mediterraneum và M tianshanense (cộng sinh trên đậu chickpea); M plurifarium (cộng sinh trên các loài keo).

Sinorhizobium (họ Rhizobiaceae): Các loài quan trọng gồm S abri (cộng sinh trên các loại đậu nhiệt đới, điên điển); S americanus và S terangae (cộng sinh trên các loài keo); S aroris (cộng sinh trên các loại đậu của Phi châu); S medicae và S meliloti (cộng sinh trên cỏ alfalfa); S saheli (cộng sinh trên thân điên điển, điền thanh); S xinjiangense (cộng sinh trên các loại đậu ở Trung Quốc).

Azorhizobium (họ Hyphomicrobiaceae): Các loài quan trọng gồm A caulinodans (cộng sinh trên rễ và thân điền thanh, điên điển); A johannae (cộng sinh trên đậu, điền

thanh, điên điển)

• Vi sinh vật cố định đạm không cộng sinh

Vi khuẩn Azospirillum là một loại vi khuẩn cố định đạm hiện diện trong rễ,

vùng đất quanh rễ, thân và lá cây Chúng sống trong đất hay cộng sinh với rễ của các

loại ngũ cốc, cỏ và cây có củ Đây là loài vi khuẩn được nghiên cứu và ứng dụng nhiều

vì ngoài khả năng cố định nitơ chúng còn có thể tiết ra những kích thích tố tăng trưởng như IAA (Indole-3-acetic acid), IBA (Indole-3-butyric acid), ABA (Abscisic acid) và cytokynins (Bashan và Levanony, 1990) Những thí nghiệm ở Mỹ cho thấy

Azospirillum có thể thay thế được 40kg N/ha/năm (Smith et al., 1978) Ở Brazil, Azospirillum lipoferum có thể cung cấp cho bắp 2kg nitơ mỗi ngày Ở Thái Lan, những

thí nghiệm trên bắp năm 1984 – 1985 cho thấy sản lượng bắp tăng 15 – 35% (Vasuvat

et al., 1986)… Ở Việt Nam, thí nghiệm của Nguyễn Thị Phương Tâm (2006) ở Cù Lao Dung, Sóc Trăng cũng cho thấy dòng vi khuẩn Azospirillum lipoferum HA28 làm tăng

năng suất 6,6 lần so với đối chứng không bón đạm, không chủng vi khuẩn

Vi khuẩn Azotobacter Năm 1901, Beyjeirinh đã phân lập được từ đất một loài vi sinh vật có khả năng cố định nitơ phân tử cao, ông đặt tên cho loài này là Azotobacter.

Vi khuẩn Beijerinskii Nhà bác học Ấn Độ Stacke (1893) đã phân lập được một

loài vi khuẩn ở ruộng lúa nước pH rất chua có khả năng cố định nitơ phân tử và ông

đặt tên là vi khuẩn Beijerinskii.

Vi khuẩn Clostridium Loài vi khuẩn này được Vinogratxkii (1939) phân lập đầu

tiên (Lê Xuân Phương, 2005)

Ngoài các vi khuẩn trên, chúng ta còn có rất nhiều loài có khả năng cố định nitơ phân tử sống tự do như:

+ Xạ khuẩn: Một số loài thuộc giống Streptomyces, Actinomyces, Frankia, Nocardia, Actinopolyspora, Actinosynoema…

+ Các vi khuẩn quang tổng hợp: Chromatium, Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum

+ Các tảo lam: Anabaena, Anabaenapsis, Calothris, Nostoc, Tolvcothrix…

(Phạm Văn Kim, 2000)

2.5 Giới thiệu về PVP (polyvinyl Pyrrolidone).

PVP (1-Vinyl-2-pyrrolidinon-Polymere) có công thức phân tử (C6H9NO)n; khối lượng phân tử từ 2.500 - 2.5000.000 g·mol−1, màu sắc trắng hoặc vàng nhạt, khối lượng riêng 1.2g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 110 - 180 °C (theo Wikipedia)

Là một polymer tan trong nước và trong các dung môi hữu cơ phân cực như: alcolhol, acid, amide,lactam, amine, chlorinate hydrocarbon

(http://www.greatvistachemicals.com/industrial_and_specialty_chemicals/polyvinylpy rrolidone.html(22/12/09)

Trong dung dịch nó hình thành một màng mỏng Lớp màng này tạo một lớp áo

tốt giúp cho vi khuẩn có khả năng sống ở dạng tiềm sinh Nó có tính hút ẩm, tạo màng

và khả năng tương thích sinh học tốt PVP được tạo thành từ các đơn phân n-vinyl pyrrolidone Những đơn phân này là những carcinogenic và là chất cực độc trong môi trường sống nhưng polymer của nó thì lại rất an toàn

Hình 2.1: Công thức hóa học của PVP

Nguồn: Wikipedia

n