Tài liệu Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm sinh học bidi micom ứng dụng xử lý chất thải nông nghiệp thành phân bón hữu cơ vi sinh và thử nghiệm hiệu quả đối với cây lạc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN HÙNG CƢỜNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC BIDI-MICOM ỨNG DỤNG XỬ LÝ CHẤT THẢI NÔNG NGHIỆP THÀNH PHÂN BÓN HỮU CƠ VI SINH VÀ THỬ NGHIỆM HIỆU QUẢ ĐỐI VỚI CÂY LẠC Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Võ Minh Thứ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn là trung thực và khách quan, các thông tin trích dẫn đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Kết quả nghiên cứu này chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Nếu có gì sai sót, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Bình Định, ngày 07 tháng 09 năm 2022 Tác giả luận văn Nguyễn Hùng Cƣờng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Võ Minh Thứ - Trƣờng Đại học Quy Nhơn. Thầy đã luôn động viên, hƣớng dẫn tận tình và đầy tâm huyết trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo ở Khoa khoa học tự nhiên, phòng Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Quy Nhơn đã tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Thông tin - Ứng dụng khoa học và công nghệ Bình Định đã tạo điều kiện, dành thời gian và động viên tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những ngƣời thân trong gia đình và bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ và dành cho tôi tinh thần tốt nhất trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Xin chân trọng cảm ơn! Bình Định, ngày 07 tháng 09 năm 2022 Tác giả luận văn Nguyễn Hùng Cƣờng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 5 1.1.Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ........................................ 5 1.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ở trên thế giới ........ 5 1.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ở trong nước .......... 6 1.1.3. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ở trong tỉnh ............ 7 1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc trong và ngoài nƣớc ...................... 8 1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc trên thế giới ............................. 8 1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc ở Việt Nam............................... 9 1.2.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc ở Bình Định ........................... 10 1.3. Tổng quan một số chủng VSV phục vụ sản xuất CPSH xử lý chất thải nông nghiệp ..................................................................................................... 12 1.3.1. Các VSV phân giải cellulose ............................................................. 12 1.3.2. Các VSV phân giải protein ................................................................ 13 1.3.3. VSV phân giải tinh bột ....................................................................... 14 1.3.4. VSV phân giải phosphate ................................................................... 15 1.4. Thực trạng sản xuất, ứng dụng phân bón hữu cơ vi sinh trong trồng trọt ................................................................................................................... 15 1.4.1. Thực trạng sản xuất, ứng dụng phân bón hữu cơ vi sinh trên thế giới ............................................................................................................... 15 1.4.2. Thực trạng sản xuất, ứng dụng phân bón hữu cơ vi sinh trong nước ............................................................................................................. 17 1.4.3. Thực trạng sản xuất, ứng dụng phân bón hữu cơ vi sinh tại tỉnh Bình Định ..................................................................................................... 19 1.5. Thực trạng xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp hiện nay ........................... 19 1.5.1. Thực trạng xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp hiện nay ở trong nước ............................................................................................................. 19 1.5.2. Thực trạng xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp hiện nay ở tỉnh Bình Định ............................................................................................................. 21 1.6. Tình hình nghiên cứu, sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh trồng lạc hiện nay ................................................................................................................... 22 1.6.1. Tình hình nghiên cứu, sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh trồng lạc trên thế giới .................................................................................................. 22 1.6.2. Tình hình nghiên cứu, sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh trồng lạc ở Việt Nam ................................................................................................... 23 1.6.3. Tình hình nghiên cứu, sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh trồng lạc ở Bình Định .................................................................................................. 29 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 32 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................... 32 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 32 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 33 2.3.1. Đánh giá và tuyển chọn bộ chủng VSV ứng dụng trong sản xuất CPSH BIDI-MICOM ................................................................................... 33 2.3.2. Hoàn thiện quy trình sản xuất CPSH BIDI-MICOM ứng dụng xử lý chất thải nông nghiệp thành PHCVS ....................................................... 35 2.3.3. Ứng dụng CPSH BIDI-MICOM sản xuất thử nghiệm PHCVS từ nguồn nguyên liệu chất thải chăn nuôi và bã thải trồng nấm sau thu hoạch ............................................................................................................ 35 2.3.4. Đánh giá hiệu quả của PHCVS đối với cây lạc L14 ......................... 37 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 37 2.4.1. Phương pháp sàng lọc chủng vi sinh tiềm năng ................................ 37 2.4.2. Phương pháp xác định hoạt tính các chủng vi sinh .......................... 38 2.4.3. Phương pháp xác định mật độ vi khuẩn CFU ................................... 38 2.4.4. Xác định khả năng sinh enzyme ngoại bào (amylase, protease, cellulase) ...................................................................................................... 38 2.4.5. Xác định các điều kiện tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của các chủng vi sinh tuyển chọn ................................................................ 39 2.4.6. Phương pháp đánh giá chất lượng PHCVS trước và sau khi xử lý bằng chế phẩm BIDI-MICOM ..................................................................... 39 2.4.7. Đánh giá hiệu quả của PHCVS đối với cây lạc L14 ......................... 40 2.4.8. Phương pháp xử lý các số liệu thu được .......................................... 43 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ....................... 44 3.1. Đánh giá tiềm năng ứng dụng của bộ chủng VSV phục vụ sản xuất CPSH xử lý chất thải nông nghiệp thành PHCVS .......................................... 44 3.1.1. Tuyển chọn một số chủng VSV hữu hiệu ........................................... 44 3.1.2. Đánh giá hoạt tính sinh học bộ chủng VSV đang lưu giữ ................. 47 3.1.3. Đánh giá sự tương tác giữa các chủng vi sinh trong bộ sưu tập và xác lập bộ chủng vi sinh ứng dụng trong sản xuất CPSH BIDI-MICOM ... 49 3.2. Hoàn thiện quy trình sản xuất CPSH BIDI-MICOM ứng dụng xử lý chất thải nông nghiệp thành PHCVS .............................................................. 51 3.2.1. Xác định điều kiện tối ưu lên men các chủng VSV tuyển chọn. ........ 51 3.3. Ứng dụng CPSH BIDI-MICOM sản xuất thử nghiệm PHCVS từ nguồn nguyên liệu chất thải chăn nuôi và bã thải trồng nấm sau thu hoạch .. 53 3.4. Ảnh hƣởng của PHCVS tạo ra từ chế phẩm BIDI-MICOM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất của cây lạc L14 ............................................. 56 3.4.1. Ảnh hưởng của PHCVS đến một số chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của cây lạc ........................................................................................... 56 3.4.2. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây lạc ................ 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 70 1. Kết luận ....................................................................................................... 70 1.1. Tuyển chọn các chủng VSV để sản xuất chế phẩm BIDI-MICOM ..... 70 1.2. Hoạt tính các chủng VSV ..................................................................... 70 1.3. Đánh giá tƣơng tác giữa các chủng vi sinh trong bộ sƣu tập và xác lập bộ chủng vi sinh ứng dụng trong sản xuất CPSH BIDI-MICOM ......... 70 1.4. Hoàn thiện quy trình sản xuất CPSH BIDI-MICOM ........................... 71 1.5. Ứng dụng CPSH BIDI-MICOM sản xuất thử nghiệm PHCVS .......... 71 1.6. Mô hình sản xuất lạc ứng dụng PHCVS............................................... 71 2. Kiến nghị ..................................................................................................... 72 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 73 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Cụm từ Chữ viết tắt CPSH Chế phẩm sinh học CT Công thức PHCVS Phân hữu cơ vi sinh ĐC Đối chứng NN&PTNN Nông nghiệp và Phát triển nông thôn LSD0,05 Sai khác có ý nghĩa thống kê TN Thí nghiệm CV (%) Hệ số biến động cs Cộng sự VSV Vi sinh vật NB Nutrient Broth CMC Carboxymethyl Cellulose PDA Potato Dextrose Agar CFU Colony Forming Unit DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 1.1 Tên bảng Trang Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc trên thế giới 8 1.3 Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc của các Châu lục năm 2019 Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc của Việt Nam 10 1.4 Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc tại tỉnh Bình Định. 11 1.2 2.1 Ảnh hƣởng của phân hữu cơ vi sinh đến năng suất lạc trên đất xám Ảnh hƣởng của phân hữu cơ vi sinh đến năng suất lạc tại một số vùng Khả năng tiết kiệm đạm khoáng của phân hữu cơ vi sinh cố định nitơ Chỉ tiêu và phƣơng pháp định danh xác định chủng vi sinh 2.2 Các chủng Bacillus kiểm tra hoạt tính 1.5 1.6 1.7 3.2 3.3 24 24 25 33 34 o 3.1 9 o Các chủng VSV khảo sát ở nhiệt độ 45 C, 50 C sau phân lập trên môi trƣờng NB Hoạt tính enzyme amylase của các chủng VSV trên môi trƣờng đặc hiệu 0,5% tinh bột và hoạt tính enzyme cellulase của các chủng trên môi trƣờng đặc hiệu 0,5% CMC Định danh xác định tên chủng Bacillus 44 45 46 3.5 Thử nghiệm các chủng có hoạt tính enzyme cellulase bằng phƣơng pháp đục lỗ thạch Định danh xác định tên chủng Trichoderma 3.6 Hoạt tính phân giải casein, tinh bột của các chủng Bacillus 48 3.7 Khả năng lên men của các chủng S, VH, M1, M2 49 3.8 Kiểm tra sự tạp nhiễm VSV có hại trong CPSH 50 3.9 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến khả năng lên men tạo sinh khối của các chủng VSV tuyển chọn 51 3.4 46 47 Số hiệu Tên bảng Trang 3.14 Ảnh hƣởng của thời gian nuôi cấy đến khả năng lên men thu sinh khối của các chủng vi sinh Ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến khả năng lên men thu sinh khối của các chủng vi sinh Một số chỉ tiêu về dinh dƣỡng và VSV có trong chất thải chăn nuôi sau khi xử lý thành phân bón hữu cơ Hiệu quả mô hình ứng dụng công nghệ sinh học xử lý chất thải chăn nuôi thành phân bón hữu cơ vi sinh (tính cho quy mô 3 tấn chất thải) Thời gian mọc và tỉ lệ nảy mầm 3.15 Thời gian ra hoa ở các giai đoạn sinh trƣởng của cây lạc 57 3.16 Số lƣợng nốt sần ở rễ thời điểm thu hoạch 58 3.17 Chiều cao cây lạc ở các thời điểm sinh trƣởng, phát triển 59 3.18 Số cành cấp 1, cấp 2 trên thân cây lạc 61 3.19 Kích thƣớc quả, tỉ lệ lạc nhân ở các công thức nghiên cứu 62 3.20 Khối lƣợng 100 quả, 100 hạt 63 3.10 3.11 3.12 3.13 52 53 54 55 56 3.22 Số lƣợng tia lạc, tỉ lệ đậu quả, số lƣợng quả và tỉ lệ quả chắc/cây Số lƣợng hạt/quả, tỉ lệ quả 1 hạt, 2 hạt, 3 hạt 3.23 Năng suất của cây lạc L14 67 3.24 Hiệu quả kinh tế khi sử dụng PHCVS cho cây lạc L14 trên 1 ha 69 3.21 64 66 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Số hiệu Tên Biểu đồ Trang 3.1 Chiều cao thân chính của cây lạc qua các thời điểm 60 3.2 Khối lƣợng 100 quả, 100 hạt 64 3.3 Năng suất thực tế của cây lạc L14 68 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, ô nhiễm môi trƣờng do quá trình phát thải trong nông nghiệp nói chung và chăn nuôi nói riêng đang trở thành vấn đề nóng đối với không chỉ tỉnh Bình Định mà là trên khắp lãnh thổ Việt Nam. Chăn nuôi hiện nay vẫn là một trong những ngành phát triển nhanh nhất trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam. Trong 10 năm qua, ngành chăn nuôi tại Việt Nam đã có sự thay đổi lớn. Số lƣợng vật nuôi đã và đang tăng lên trong khi số hộ chăn nuôi giảm xuống. Chăn nuôi thâm canh tại những cơ sở chăn nuôi lớn đã tạo ra nhiều chất thải hơn so với khả năng tái chế để sử dụng làm khí đốt sinh học. Kết quả là việc xả thải không hợp lý và chất thải không đƣợc xử lý thải vào môi trƣờng xung quanh đã gây ra những mức độ ô nhiễm cục bộ khác nhau đối với nƣớc, đất và không khí, đồng thời gây ra những tác động tiêu cực đối với y tế công cộng, đặc biệt là trong hoặc gần những khu vực đông dân cƣ. Tại Bình Định, chăn nuôi vẫn là ngành kinh tế chủ lực của tỉnh, với hàng chục nghìn hộ chăn nuôi. Theo báo cáo của Ban quản lý dự án Hỗ trợ nông nghiệp Cacbon thấp – Sở NN&PTNN tỉnh Bình Định năm 2016, trong tỉnh hiện có khoảng 43 trang trại và 2.115 gia trại chăn nuôi lợn. Với khoảng 851.069 con heo, với hệ số phát thải chất thải rắn là 2,5kg/con/ngày [Vũ Quỳnh Dƣơng, Vũ Thị Khánh Vân, L.S. Jensen ctv, 2012] thì trong 1 năm sẽ thải ra khoảng 776.600 tấn chất thải rắn. Đây là một nguồn gây ô nhiễm cực kì lớn và nguy hại nếu không có giải pháp xử lý kịp thời. Theo Báo cáo của Tổ chức Nông Lƣơng thế giới (FAO), chất thải gia súc toàn cầu tạo ra 65% lƣợng N2O – đây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lƣợng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2. Cùng với các loại khí khác nhƣ CO2, CH4…gây nên hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, hiện nay chất thải chăn nuôi sau máy ép phân tại tỉnh Bình Định chƣa có biện pháp xử lý hiệu quả, các trang trại tách phân ra đóng bao sẵn nhƣng bán không ai mua. Đây là một nguồn ô nhiễm cực kỳ 2 lớn nếu không có biện pháp xử lý hiệu quả. Và giải pháp hàng đầu hiện nay đó là sử dụng chất thải trong chăn nuôi lợn nói riêng và chất thải trong nông nghiệp, sinh hoạt nói chung làm nguồn nguyên liệu cho sản xuất phân bón hữu cơ/hữu cơ vi sinh [13], [17], [25]. Bên cạnh nguồn chất thải từ chăn nuôi thì phế thải từ nghề trồng nấm cũng đƣợc quan tâm sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ [26]. Hiện nay, nghề trồng nấm đang phát triển rất mạnh tại tỉnh Bình Định và với sự phát triển nhƣ vậy thì một lƣợng lớn bã thải nấm sau thu hoạch nếu không đƣợc xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng. Một trang trại nuôi trồng nấm ở quy mô vừa và nhỏ có thể thải ra khoảng 100 tấn bã nấm mỗi năm, nếu chúng ta tái sử dụng vào việc sản xuất phân hữu cơ và hữu cơ vi sinh không những giảm ô nhiễm môi trƣờng mà còn mang lại nguồn thu cho ngƣời trồng nấm. Thực hiện chủ trƣơng phát triển sản xuất nông nghiệp theo hƣớng ứng dụng công nghệ cao, nông nghiệp hữu cơ thì nhu cầu phân bón hữu cơ, hữu cơ vi sinh phục vụ cho sản xuất nông nghiệp của tỉnh Bình Định nói riêng và cả nƣớc nói chung là vô cùng lớn. Mục tiêu của Việt Nam đến năm 2020 là sản xuất, tiêu thụ phân bón hữu cơ trong nƣớc đạt 3 triệu tấn và xuất khẩu 0,5 triệu tấn, cần đẩy mạnh sản xuất, sử dụng phân bón hữu cơ nhằm vừa bảo đảm an ninh lƣơng thực, vừa nâng cao chất lƣợng nông sản, đồng thời phục hồi dần hệ sinh thái bị ảnh hƣởng bởi lạm dụng phân bón hoá học, tiến tới xây dựng một nền sản xuất nông nghiệp sạch, chất lƣợng cao, hiệu quả và bền vững. Theo báo cáo của Sở NN&PTNN tỉnh Bình Định, mỗi năm tỉnh cần khoảng 1.500 – 2.000 tấn phân bón hữu cơ. Do đó, việc xử lý chất thải nông nghiệp mà trọng tâm là chăn nuôi và bã thải sau trồng nấm tạo thành phân bón hữu cơ vi sinh để phục vụ sản xuất nông nghiệp sạch theo hƣớng hữu cơ là hƣớng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn vô cùng lớn. Việc sử dụng các CPSH để xử lý triệt để chất thải chăn nuôi và mùn cƣa từ bã nấm theo đúng quy trình kỹ thuật và tạo thành PHCVS phục vụ cho sản 3 xuất nông nghiệp là một trong số các giải pháp tối ƣu nhất để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đồng thời làm gia tăng chuỗi giá trị và tạo thêm việc làm cho ngƣời nông dân. Thêm vào đó, việc sử dụng PHCVS không những góp phần cải thiện các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của đất trồng mà còn cung cấp nhiều dƣỡng chất quan trọng cho cây trồng, làm tăng chất lƣợng nông sản và giảm thiểu sâu, bệnh gây hại, góp phần bảo vệ môi trƣờng và phát triển nông nghiệp bền vững. Nghiên cứu nhằm tìm ra loại CPSH phù hợp để xử lý hỗn hợp chất thải từ chăn nuôi và bã nấm thành PHCVS, góp phần tạo ra nguồn PHCVS chất lƣợng cao, giúp nâng cao chất lƣợng và hạ giá thành nông sản là cấp thiết trong giai đoạn hiện nay. Từ những lý do trên, để hƣớng đến tạo ra các sản phẩm hữu cơ, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm sinh học BIDI-MICOM ứng dụng xử lý chất thải nông nghiệp thành phân bón hữu cơ vi sinh và thử nghiệm hiệu quả đối với cây lạc”. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Tuyển chọn đƣợc một số chủng VSV có hoạt tính sinh học cao ứng dụng vào sản xuất CPSH BIDI-MICOM. - Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất CPSH BIDI-MICOM ứng dụng vào việc xử lý chất thải chăn nuôi và bã thải trồng nấm thành nguồn PHCVS chất lƣợng cao. - Đánh giá hiệu quả của PHCVS trên mô hình thực nghiệm cây lạc trồng tại Trạm nghiên cứu thực nghiệm khoa học và công nghệ trực thuộc Trung tâm Thông tin - Ứng dụng Khoa học và Công nghệ Bình Định. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu bổ sung thêm các luận cứ khoa học về quy trình công nghệ sản xuất CPSH, quy trình công nghệ sản xuất PHCVS ở quy mô công nghiệp làm cơ sở cho việc nghiên cứu nhiều loại CPSH khác ứng dụng 4 trong nông nghiệp công nghệ cao và lĩnh vực bảo vệ môi trƣờng. Việc đánh giá hiệu quả sử dụng PHCVS thử nghiệm trên cây lạc sẽ tạo cơ sở cho sau này có thể áp dụng cho nhiều loại cây trồng khác. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Ứng dụng CPSH để tái chế xử lý chất thải nông nghiệp thành nguồn PHCVS có chất lƣợng cao làm tăng độ phì nhiêu của đất, giảm lƣợng phân khoáng hóa học và giúp cải tạo đất trong sản xuất nông nghiệp, từ đó, tăng năng suất, chất lƣợng nông sản, tăng giá trị và hiệu quả kinh tế cho ngƣời dân. Góp phần bảo vệ sức khoẻ cộng đồng và tạo thêm công ăn việc làm cho các hộ nông dân địa phƣơng. 4. Cấu trúc của luận văn Luận văn đƣợc trình bày trong 78 trang. Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo, luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng. - Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu đƣợc trình bày trong 27 trang - Chƣơng 2. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc trình bày trong 12 trang bao gồm: Giới thiệu đối tƣợng, thời gian, địa điểm, nội dung, phƣơng pháp và các chỉ tiêu nghiên cứu. - Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận đƣợc tình bày trong 26 trang bao gồm: Bàn luận kết quả về các chỉ tiêu nghiên cứu. 5 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh 1.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ở trên thế giới Các công trình nghiên cứu của FAO và WHO chỉ ra rằng chƣa có một loại phân bón hoá học nào dùng đúng liều lƣợng trong nông nghiệp mà không gây độc hại cho con ngƣời, ô nhiễm môi trƣờng... đồng thời dẫn tới nhiều vấn đề về an toàn thực phẩm nhƣ dƣ lƣợng kim loại nặng và nitrat trong sản phẩm nông nghiệp, nhiều loại cây bị đột biến gen, làm thay đổi cơ chế di truyền, làm giảm thay đổi cơ chế di truyền, làm giảm chất lƣợng nông sản. Còn đối với con ngƣời gây đột biến nhiễm sắc thể, ung thƣ và nhiều bệnh khác. Theo số liệu thống kê của FAO, năm 2014, sản xuất nông nghiệp hữu cơ trên thế giới đã xuất hiện ở 170 nƣớc, với tổng diện tích canh tác là 43,7 triệu/ha [32]. Phân bón vi sinh do Noble và Hiltner sản xuất đầu tiên tại Đức năm 1895 đƣợc đặt tên là Nitragin. Sau đó phát triển sản xuất tại một số nƣớc khác nhƣ ở Mỹ (1896), Canada (1905), Nga (1907), Anh (1910) và Thụy Điển (1914).… Nitragin là loại phân đƣợc chế tạo bởi vi khuẩn Rhizolium do Martinus phân lập năm 1888 và đƣợc Frank. B đặt tên vào năm 1889 dùng để bón cho các loại cây thích hợp họ đậu. Từ đó cho đến nay đã có rất 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 đƣợc phối hợp thêm một số VSV có ích khác nhƣ một số xạ khuẩn cố định nitơ sống tự do Frankia spp, Azotobacter spp, các vi khuẩn cố định nitơ sống tự do Clostridium, Pasterianum, Beijerinkia indica, các xạ khuẩn có khả năng giải cellulose, hoặc một số chủng VSV có khả năng chuyển hóa các nguồn dự trữ phospho và kali ở dạng khó hoà tan với số lƣợng lớn có trong đất mùn, than bùn, trong các quặng apatit, phosphoric…thành dạng dễ hoà tan, cây trồng có thể hấp thụ đƣợc. 6 1.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ở trong nước Hiện nay ở trong nƣớc đã có nhiều công trình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh nhƣ: Đào Châu Thu, Nguyễn Ích Tân và cs (2003) thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp bền vững thuộc trƣờng Học viện nông nghiệp Việt Nam tiến hành đề tài “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 bị ô nhiễm thành phố” . Kết quả tạo ra đƣợc PHCVS từ rác thải và phế thải nông nghiệp [22]. Đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón VSV đa chủng mới, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái” mã số KC04.04 do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam chủ trì (2001-2004) [24]. Công trình đã đƣợc Bộ NN & PTNT công nhận là tiến bộ kỹ thuật và cho phép áp dụng trong sản xuất. Hiện nay chế phẩm đang đƣợc sử dụng trong xử lý nguyên liệu giàu hợp chất cacbon có bổ sung phân gia súc gia cầm làm cơ chất trồng cây, sản phẩm tạo ra bảo đảm độ an toàn sinh học. Viện Môi trƣờng Nông nghiệp - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã thực hiện Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh để chế biến phế thải chăn nuôi làm phân bón hữu cơ sinh học tại các nông hộ ở Quỳ Hợp tỉnh Nghệ An vào năm 2009[17]. Bộ môn Nông hóa, Khoa Quản lý đất đai, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (2014) cũng đã tiến hành nghiên cứu chế phẩm VSV để sản xuất phân hữu cơ sinh học từ bã nấm và phân gà [15]. Ngoài ra, Trung tâm Ứng dụng tiến bộ KH&CN Sơn La đã nghiên cứu ứng dụng sản xuất CPSH xử lý phế thải trong sản xuất nông nghiệp (từ rơm, rạ, vỏ cà phê) làm phân bón hữu cơ tại tỉnh Sơn La vào năm 2016. Khoa Nông học Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên cũng đã nghiên cứu thực trạng sản xuất nấm và nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh xử lý bã thải 7 sau trồng nấm thành phân bón hữu cơ tại thị trấn Hùng Sơn, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên tại vào năm 2016 [26]. 1.1.3. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh ở trong tỉnh Dự án: Phát triển phân bón hữu cơ truyền thống từ chất thải chăn nuôi lợn theo chuỗi giá trị tại tỉnh Bình Định hay gọi tắt là dự án LCASP(2018), do Sở NN&PTNN tỉnh Bình Định chủ trì. Dự án đã hỗ trợ một số trang trại chăn nuôi trên địa bàn tỉnh các máy ép phân và đã hƣớng dẫn bà con xử lý phân thải sau máy ép để ủ tạo thành phân bón hữu cơ, tuy nhiên, thực tế hiện nay hầu hết các hộ dân đều không xử lý hoặc xử lý xong đóng bao để sẵn nhƣng không xử lý triệt để. Vì nhiều nguyên nhân khác nhau nhƣ phân thải sau máy ép không ai mua, chế phẩm xử lý chất thải chăn nuôi tạo thành phân bón hữu cơ vi sinh hiện nay trên thị trƣờng chất lƣợng không đồng đều, không đảm bảo nên ngƣời dân vẫn chƣa mặn mà tham gia vào quá trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh để cung cấp ra thị trƣờng. Năm 2010, đề tài cấp tỉnh “Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm vi sinh Trichoderma sp. phòng ngừa bệnh thối cổ rễ trên cây đậu phụng, cây họ cà, và nấm ký sinh Metarhizium sp. để quản lý rầy nâu hại lúa ở Bình Định” doTrung tâm Ứng dụng tiến bộ KH&CN Bình Định (nay là Trung tâm Thông tin - Ứng dụng KH&CN) chủ trì. Đề tài đã sản xuất thành công chế phẩm VSV đối kháng ngừa bệnh thối cổ rễ trên cây trồng cạn. Từ năm 2018 đến năm 2019, thông qua Chƣơng trình chuyển giao, ứng dụng Công nghệ sinh học trên địa bàn tỉnh, Trung tâm Thông tin - Ứng dụng khoa học và công nghệ tỉnh Bình Định đã tiến hành phân lập, tuyển chọn đƣợc bộ chủng VSV có hoạt tính sinh học cao, đã sản xuất thành công CPSH BIDI-MICOM ứng dụng xử lý chất thải sinh hoạt, chất thải chăn nuôi thành phân bón hữu cơ vi sinh, tuy nhiên, hiệu suất lên men chƣa cao, chế phẩm có thời gian bảo quản thấp (chỉ khoảng 6 tháng) do đó, cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình sản xuất nhằm chế tạo thành công CPSH có chất 8 lƣợng cao, ứng dụng xử lý chất thải nông nghiệp thành PHCVS có chất lƣợng đạt chuẩn Quốc gia phục vụ cho nông nghiệp sạch trên địa bàn tỉnh cũng nhƣ các tỉnh lân cận. 1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc trong và ngoài nƣớc 1.2.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc trên thế giới Hiện nay, theo kết quả thống kê của FAO [54], cây lạc đƣợc trồng ở 116 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới. Theo Yugandhar (2005) [48], cây lạc đƣợc trồng từ 400 vĩ Bắc đến 400 vĩ Nam. Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc trên thế giới Diện tích Năng suất Sản lƣợng (1000 ha) (tấn/ha) (1000 tấn) 2015 26.509,2 1,68 44.540,6 2016 28.386,8 1,61 45.755,8 2017 29.298,4 1,64 48.001,5 2018 29.703,3 1,71 50.889,7 2019 29.597,0 1,65 48.756,8 Trung bình 28.698,9 1,66 47.588,9 Năm Nguồn: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/, ngày 21/01/2021 [53]. Số liệu thống kê tại bảng 1.1 cho thấy, trong khoảng 5 năm gần đây (2015 - 2019) diện tích lạc trên thế giới có xu hƣớng tăng dần, diện tích lạc trung bình năm 2018 và 2019 (29,65 triệu ha) đã tăng 1,26 triệu ha so với năm 2016 và tăng 3,14 triệu ha so với năm 2015; năng suất lạc trung bình toàn thế giới ổn định và đạt trung bình 1,66 tấn/ha (biến động từ 1,61 - 1,71 tấn/ha); do diện tích tăng, năng suất ổn định nên sản lƣợng lạc trung bình năm 2018 và 2019 (49,8 triệu tấn) đã tăng 4,1 triệu tấn so với năm 2016 và tăng 5,3 triệu tấn so với năm 2015. 9 Bảng 1.2. Diện tích, năng suất và sản lƣợng lạc của các Châu lục năm 2019 Diện tích Năng suất Sản lƣợng (1000 ha) (tấn/ha) (1000 tấn) 11.114,1 2,45 27.250,2 2,0 2,66 5,3 Châu Phi 17.146,2 0,97 16.636,8 Châu Mỹ 1.326,7 3,66 4.850,3 10,0 1,96 19,5 Châu lục Châu Á Châu Âu (2018) Châu Đại Dƣơng Nguồn: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/, ngày 21/01/2021 [54]. Theo kết quả thống kê tại bảng 1.2, diện tích trồng lạc giữa các châu lục có sự không đồng đều rất lớn, mặc dù cây lạc có nguồn gốc từ Nam Mỹ nhƣng châu Phi lại là châu lục có diện tích lớn nhất thế giới, tiếp sau đó là châu Á và thấp nhất là châu Âu. Tuy nhiên, với năng suất trung bình toàn châu lục đạt 3,66 tấn/ha, châu Mỹ hiện là châu lục có năng suất lạc cao nhất thế giới, tiếp theo là châu Âu, châu Á và thấp nhất là châu Phi. Do đó, sản lƣợng lạc lớn nhất hiện nay đƣợc sản xuất ở châu Á (27,25 triệu tấn/năm, chiếm 55,9% tổng sản lƣợng lạc trên thế giới) và thấp nhất là châu Âu chỉ 5,3 nghìn tấn/năm. 1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lạc ở Việt Nam Tại Việt Nam, theo yêu cầu về điều kiện sinh thái, cây lạc có thể trồng đƣợc ở tất cả các tỉnh trong cả nƣớc. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê năm 2015 [30], cây lạc chỉ đƣợc trồng tập trung (từ 3.000 ha/năm trở lên) ở 24 tỉnh thành trong cả nƣớc, với diện tích một tỉnh biến động từ 3.000 - 16.200 ha, tỉnh có diện tích lớn nhất là tỉnh Nghệ An (16.200 ha) và tỉnh có diện tích nhỏ nhất là tỉnh Vĩnh Phúc (3.000 ha). Theo số liệu của Tổng cục thống kê năm 2019, diện tích trồng lạc ở nƣớc ta hiện nay là 177,0 ngàn ha (chiếm 34,3%