MỞ ĐẦU Đặt van dé Sản xuất nông nghiệp ngày nay có vai trò quan trọng và trở thành tiêu điểm quan tâm không những trên phạm vi quốc gia mà còn trên qui mô toàn cầu. Theo số liệu tính toán từ cục thống kê năm 2012 ngành nông nghiệp đóng góp 22_ GDP [68]. tuy nhiên sản xuất nông nghiệp lâu nay vẫn chưa chú trọng đúng mức việc bảo vệ môi trường. Việc sản xuất nông nghiệp sạch, nâng cao chất lượng nông sản nhăm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và thân thiện với môi trường đang là mục tiêu phân đâu của ngành nông nghiệp nói chung và nông dân nói riêng.
Một trong những biện pháp hữu hiệu để sản xuất nông nghiệp sạch là ứng dụng rộng rãi các chế phẩm vi sinh, phân vi sinh hay các loại phân hữu cơ vi sinh nhằm thay thế các hoá chất bảo vệ thực vật và các loại phân hoá học đang là xu hướng tích cực trong chiến lược phát triển một nên nông nghiệp theo hướng hữu cơ hiệu quả và bên vững. Hiện nay nhiều chế phẩm vi sinh đã được thương mại hóa. Thành phân vi sinh vật trong các chế phẩm rất đa dạng và khác nhau ở mỗi cơ sở sản xuất như chế phẩm Bioactive của Pháp gồm chủ yếu vi khuẩn thuộc giống Bacillus, trong EM-1 của Nhật lại gồm nhiều chủng thuộc các giéng Lactobacillus, Acetobacter, xạ khuẩn, nắm men, vi khuẩn quang hợp. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất mang từ chất thải khác nhau của ngành nông nghiệp ngày càng tăng và có hiệu quả tương đối tốt như bã mía, mụn xơ dừa, bã khoai mì.
Trong khi đó tình trạng bã khoai mì thải ra do các nha máy, cơ sở sản xuất tinh bột ngày càng nhiều. Toàn quốc năm 2011 có khoảng 62 nhà máy chế biến tinh bột khoai mì và trên 2000 cơ sở chế biến khoai mì lát, tinh bột khoai mì thủ công có công suất dưới 10 tấn củ tươi ngày nam rai rác ở hau hết các tỉnh trồng khoai mì như Tây Ninh va Dong Nai [13] và dé sản xuất 250- 300 tân củ khoai mì tươi thì thải ra khoảng 280 tân bã khoai mì ướt [62]. Quá trình xử lý và lên men bã khoai mì lâu nay vẫn theo những phương pháp truyền thong như phơi nang trên những ngoài đồng ruộng, lên men bê mặt và ủ dong. Những phương pháp này dễ gây ra mùi hôi thối do bã khoai mì chứa nhiều hàm lượng tinh bột và cellulose cao mà những chất này ở độ 4m cao sẽ thích hợp cho những vi sinh vật có hại, gây độc xâm nhập, sinh sản và phát triển.
Dẫn chứng cho việc ô nhiễm môi trường, “Theo UBND tỉnh Tây Ninh thì ngày 20/09/2013 đã ban hành quyết định tạm đình chỉ hoạt động doi với 11 doanh nghiệp, cơ sở chế biến tinh bột khoai mì trên địa bàn, nguyên nhân là do các doanh nghiệp không thực hiện đúng và day du quy trình xử lý chất thải và gây ô nhiễm môi trường” [73]. Với số lượng bã khoai mì thải ra lớn như vậy, việc tìm ra phương pháp lên men, xử lý nhanh và có hiệu quả nguồn nguyên liệu này không những theo yêu cau cho các nhà máy, cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì ma còn có ý nghĩa kinh tế - xã hội đáng kề, vi đây là một loại chất thải có hàm lượng cơ chất sinh học cao với tiềm năng và triển vọng ứng dụng của nó. Bên cạnh đó, nam Trichoderma viride được xem như là nguồn kiểm soát sinh học, chúng tiết ra nhiều loại kháng sinh để ngăn ngừa và tiêu diệt một số nâm bệnh như Pseudoperonospora, Pythium ultimun, Phytophthora, Rhizoctonia solani, Rhizopus. Thêm vào đó, chúng còn có khả năng tong hop các enzyme như cellobiase, cellulase, endo 8-1-4-hydrolase, endo 1,3 B-cellulase, endo l,3 B- glucanase, endo 1,3 B-xylanase, exo-glucanase, xylanase, chitinase, protease, amylase va pectinase.
Do đó, Trichoderma viride được ứng dung rộng rãi trong lĩnh vực bao vệ thực vật, kích thích tăng trưởng cây trồng và lĩnh vực bảo vệ môi trường. Vì vậy trong đề tài “Thử nghiệm tạo chế phẩm Trichoderma viride bằng phương pháp lên men bán ran bã khoai mì trong hệ thong thùng quay” được nghiên cứu sâu về các đặc điểm sinh học, tối ưu hóa các điều kiện nuôi cây để thu nhận số lượng bào tử nam Trichoderma viride cao nhất và thử nghiệm sản xuất chế phẩm Trichoderma viride trong hệ thống thùng quay nhăm hướng tới một sản xuất chế phẩm có giá trị cao ở quy mô công nghiệp. Đông thời dé tài cũng góp phan một giải pháp xử lý bã khoai mì đang gây ô nhiễm môi trường hiện nay. Mục tiêu nghiên cứu Tạo chế phẩm Trichoderma viride trên chất thải bã khoai mì có giá trị cao Góp phần một giải pháp xử lý bã khoai mì 2 Nội dung nghiên cứu Phân tích thành phân hóa học: Độ ẩm, pH.
cacbon tổng SỐ, đạm tổng số, hàm lượng cellulose, tinh bột và các chat khoáng trong nguyên liệu bã khoai mì trước khi nuôi cấy tạo sinh khối. Khảo sát đặc điểm sinh hoc của chủng giống Trichoderma viride: Kiểm tra khả năng phân giải cellulose, tinh bột và xây dựng đường cong sinh trưởng của nắm Trichoderma viride trên môi trường dịch thé Czapek Dox. Khảo sát các điều kiện tối ưu của Trichoderma viride cho quá trình lên men bán răn. Quy hoạch thực nghiệm các điểm tối ưu.
Thử nghiệm quá trình sản xuất chế phẩm Trichoderma viride bang phương pháp lên men bán rắn bã khoai mì trong hệ thống thùng quay. TONG QUAN TÀI LIEU 1.1 TONG QUAN VE NAM TRICHODEMA VIRIDE 1.1 Phan loai Trichoderma viride là loài nam khá phô biến trong tự nhiên, chúng sống trong đất, xác bã thực vật, vật liệu tong hợp, giấy, các sản phẩm thực phẩm và dệt may. Theo phân loại khoa hoc Trichoderma viride được phân loại như sau: Giới: Nam Ngành: Ascomycota Lớp: Sordariomycetes Phân lớp: Hypocreomycetidae Bộ: Hypocreales Họ: Hypocreaceae Chi: Trichoderma Loài: Trichoderma viride [67].1: Khuẩn ty va cơ quan sinh bào tử của Trichoderma viride [39] 4 Chung nắm Trichoderma được phát hiện đầu tiên bởi Persoon vao năm 1794, vào thời điểm đâu tiên này ông đã mô tả được 3 loài: Trichoderma caesium Pers. Trichoderma nigrescens Pers.
Trichoderma viride var. Từ năm 2000 trở lại đây đã phat hiện thêm khoảng 50 loài mới. Cho đến nay đã có trên 150 loài nam Trichoderma được mô tả.2 Đặc điểm hình thái của Trichoderma viride Trichoderma viride là một loại nam bat toàn, không có giai đoạn sinh sản hữu tính, mà là sinh sản vô tính băng cách bào tử phân bào. Hau hết các loài nam Trichoderma có hình thái rất giéng nhau và được xem xét nhiều năm đó là Trichoderma viride [44].
Tuy nhiên, mức độ giống nhau về hình thái không liên quan mật thiết về mặt phát sinh chủng loài. Khuan lạc của nắm Trichoderma viride ban đầu có màu trang trong suốt, sau đó có màu xanh lục do bào tử được hình thành. Khuẩn lạc phát triển nhanh trên môi trường thạch, có thé đạt từ 2 — 9cm sau 4 ngày nuôi cấy ở nhiệt độ 20°C. Sự hình thành khuẩn lạc kết lại thành chùm hoặc tỏa rộng ra hơn, màu xanh xám.
Mặt trái khuẩn lạc không màu hoặc màu vàng nhạt. Nhánh thường ở dạng đôi hoặc đơn hoặc mọc vòng, thường ngoăn ngoèo. Soi nam Trichoderma phân nhánh mạnh, thường được hình thành ở dạng gan như vòng tròn đồng tâm. Các nhánh sợi nâm thường mọc tạo gốc với trục chính khoảng 90 độ.
Phần ngọn sợi nắm thường có dạng như ngọn cây thông hay kim tự tháp. Cudéng bào tử có hình dạng chùm, phân nhánh liên tục, ở cuối nhánh phát triển thành một khối tròn mang các bào tử trần không có vách ngăn, liên kết với nhau thành chùm nhỏ ở dau nhánh nhờ chất nhay và mỗi nhánh kết thúc bởi một thể bình. Đính bào tử hình câu, đường kính 3,6 - 4,5um, có màu xanh lục, có vách xù xì. Bào tử hình cầu, màu xanh đậm, kích thước từ (4 - 5)x(2,5 - 3) um [16].2: Trichoderma viride trên môi trường M2YA [66] 1.3 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của Trichoderma viride Trichoderma là một giống nam hoại sinh trong dat và nó có khả năng sử dụng hỗn hợp nguồn carbon và nitrogen.
Nguôn carbon và năng lượng được Trichoderma sử dụng là monosaccharide và disaccharide, cùng với hỗn hợp polysaccharide, purine, pyrimidine, axit amin, tannin và catechin. Trichoderma viride có thé sử dụng cả hai ngu6n nitrogen don giản va phức tap, và tang trưởng mạnh khi sử dung nito ở các dạng ion amon [39]. Các ion kim loại khác với nông độ thấp cũng rất quan trọng cho sự tăng trưởng, trong khi nồng độ cao lại ức chế sự tăng trưởng. Thêm vào đó, nồng độ Cd** và Hg”” ở 1 — 10mM sẽ ức chế Trichoderma viride tăng trưởng và hình thái không bình thường [39].
Ngoài ra, muối, các nguồn sulfur và các hỗn hợp như vitamin cũng có ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng cua Trichoderma. Đặc biệt, muối NaCl sẽ làm giảm sự sinh trưởng và phát triển một số loài 7richoderma [71]. Trichoderma viride sinh trưởng ở nhiệt tối thiểu 0C, tối ưu 20 đến 28°C, tối đa 30 - 37C và pH từ 1,5 đến 9, pH tối ưu tại 4,5 đến 5,5 [71]. Trichoderma viride có khả năng tống hợp các enzyme như cellobiase, cellulase, endo B-1-4-hydrolase, endo 1,3 B-cellulase, endo 1,3 B-glucanase, endo 1,3 B-xylanase, exo-glucanasexylanase, chitinase, protease, amylase va pectinase [71].4 Các cơ chế phòng trừ sinh học của nam Trichoderma d6i khang với nam bệnh Trichoderma có khả năng sông trên nhiều loại nấm bệnh quan trọng trên nhiều loại cây trồng như Fusarium spp., Pythium, Rhizoctonia solani, Scerotium rolfsii.
Sự tương tác đối kháng giữa Trichoderma và các loại nam khác được theo các cơ chế như ký sinh lên cơ thể của nâm bệnh, tiết ra các chất kháng nắm bệnh, cạnh tranh dinh dưỡng và không gian với nâm bệnh. Những cơ chế này không tách biệt nhau và cơ chế đối kháng thực tế là một trong những loại cơ chế này. Theo Pates và ctv 1999 , cho răng chủng Trichoderma viride có một hoạt động quan trong là tiết ra enzyme dé tan công hoặc loại bỏ độc tố được tông hợp bởi các tác nhân gây bệnh [57|. Cơ chế ký sinh: là một quá trình phức tạp qua 4 giai đoạn: + Khi nam Trichoderma phát hiện nam bệnh thi nó tăng nhanh về hướng nắm bệnh đê tiép xúc với nâm bệnh.
+ Nhận dạng đặc hiệu, có lẽ trung gian bởi lectin trên bé mặt tế bào của cả tác nhân gây bệnh và nam đối kháng. + Tiệp theo xảy ra quá trình “giao thoa sợi nam” của sợi nâm Trichoderma quấn quanh và tăng trưởng dọc theo sợi nam bệnh. + Cuối cùng là sự bài tiết các enzyme phân giải thành vách tế bào chất của nắm bệnh, nhờ đó mà nắm đối kháng Trichoderma xâm nhập vào bên trong sợi nam bệnh, phá vỡ và tiêu diệt nằm bệnh.