Nghiên Cứu Ứng Dụng Bacillus Licheniformis TT01 Trong Xử Lý Phụ Phẩm Chăn Nuôi Chim Cút

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Bình
• Người hướng dẫn: TS. Đoàn Thị Vân
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Bacillus Licheniformis TT01 Trong Xử Lý Phụ Phẩm Chăn Nuôi Chim Cút
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Giới thiệu về Bacillus licheniformis
• 1.2. Phân bố Bacillus licheniformis
• 1.3. Đặc điểm hình thái Bacillus licheniformis
• 1.4. Đặc tính sinh học Bacillus licheniformis
• 1.5. Ứng dụng của Bacillus licheniformis trong xử lý phụ phẩm nông nghiệp
• 1.6. Tổng quan về chế phẩm vi sinh và tình hình sử dụng chế phẩm vi sinh
• 1.6.1. Giới thiệu về chế phẩm vi sinh
• 1.6.2. Tình hình sử dụng chế phẩm vi sinh trong nước
• 1.6.3. Tình hình sử dụng chế phẩm vi sinh trên thế giới
• 1.7. Tổng quan về tình hình nuôi và xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút
• 1.7.1. Tình hình nuôi chim cút trong nước và trên thế giới
• 1.7.2. Các phương pháp xử lý phân chim cút trong nước và trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh từ chủng Bacillus licheniformis TT01
• 2.2.2. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm vi sinh vật từ B. licheniformis TT01 để xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút trực tiếp trong chuồng trại chăn nuôi
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tổng quan tài liệu
• 2.3.2. Phương pháp hoạt hóa vi sinh vật
• 2.3.3. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống
• 2.3.4. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của pH
• 2.3.5. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ
• 2.3.6. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của chế độ lắc và ánh sáng
• 2.3.7. Phương pháp xác định mật độ tế bào
• 2.3.8. Phương pháp khảo sát khả năng sinh enzyme ngoại bào
• 2.3.9. Phương pháp khảo sát khả năng đối kháng của chế phẩm vi sinh với các chủng vi sinh vật có hại
• 2.3.10. Phương pháp tạo chế phẩm vi sinh vật từ chủng Bacillus licheniformis TT01
• 2.3.11. Phương pháp ứng dụng chế phẩm vi sinh vật từ Bacillus licheniformis TT01 để xử lý phân chim cút
• 2.3.12. Phương pháp phun chế phẩm vi sinh xử lý phân chim cút
• 2.3.13. Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH3 và H2S
• 2.3.14. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh Bacillus licheniformis TT01
• 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống đến quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh
• 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh
• 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng và tốc độ lắc đến quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh
• 3.6. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm vi sinh vật từ chủng Bacillus licheniformis TT01 để xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút
• 3.6.1. Đánh giá hiệu quả qua cảm quan
• 3.6.2. Xác định mật độ Salmonella sp. coli trong phân chim cút đã xử lý bằng chế phẩm vi sinh
• 3.6.3. Đánh giá hiệu quả xử lý mùi của chế phẩm vi sinh
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• ĐỀ XUẤT-KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Bacillus Licheniformis TT01 Giải Pháp Xử Lý Phụ Phẩm Chim Cút

Việc xử lý phụ phẩm chăn nuôi từ chim cút đang là một thách thức lớn đối với người chăn nuôi và môi trường. Số lượng hộ nuôi chim cút tăng nhanh kéo theo lượng phân chim cút thải ra ngày càng nhiều, gây ô nhiễm môi trường và tiềm ẩn nguy cơ dịch bệnh. Các phương pháp xử lý truyền thống như hầm biogas đôi khi không hiệu quả, hoặc xây dựng chưa đúng quy trình, gây ra các vấn đề về môi trường đáng báo động. Do đó, cần có giải pháp hiệu quả hơn, vừa xử lý chất thải, vừa tận dụng được phế thải này, hướng tới nền nông nghiệp bền vững. Giải pháp phân hữu cơ vi sinh nổi lên như một phương pháp hiệu quả giúp cải tạo đất trồng, không gây ô nhiễm, tăng pH và hàm lượng vi sinh vật có lợi. Nghiên cứu này tập trung vào ứng dụng chủng Bacillus licheniformis TT01 để giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả, góp phần nâng cao giá trị phụ phẩm.

1.1. Tổng Quan Về Vấn Đề Xử Lý Phân Chim Cút Hiện Nay

Ngành chăn nuôi chim cút tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là tại khu vực Miền Trung. Tuy nhiên, sự phát triển này đi kèm với vấn đề lớn về quản lý và xử lý chất thải. Lượng lớn phân chim cút thải ra gây áp lực lên hệ thống xử lý hiện tại, dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Các phương pháp truyền thống như sử dụng hầm biogas hoặc ủ phân còn nhiều hạn chế về hiệu quả và tính bền vững. Thêm vào đó, phân chim cút chứa nhiều vi sinh vật có hại, gây nguy cơ bùng phát dịch bệnh cho vật nuôi và con người. Vì vậy, cần có một giải pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn để giải quyết vấn đề này.

1.2. Giới Thiệu Chủng Bacillus Licheniformis và Tiềm Năng Ứng Dụng

Bacillus licheniformis là một loài vi khuẩn gram dương, có khả năng sinh trưởng và phát triển trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Điểm đặc biệt của Bacillus licheniformis là khả năng sản xuất các enzyme ngoại bào như amylase, protease, cellulase, giúp phân hủy các chất hữu cơ phức tạp. Chủng Bacillus licheniformis TT01, được phân lập bởi nhóm nghiên cứu tại Đại học Sư phạm Đà Nẵng, có khả năng thích nghi cao với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng tại miền Trung. Đặc biệt, TT01 có hoạt tính sinh học cao, tiêu diệt các vi sinh vật gây hại và tiết ra các enzyme ngoại bào cao, mở ra tiềm năng lớn trong việc xử lý phân chim cút và tạo ra phân bón hữu cơ.

II. Thách Thức Mục Tiêu Nghiên Cứu Ứng Dụng Bacillus Licheniformis

Mặc dù có tiềm năng lớn, việc ứng dụng Bacillus licheniformis TT01 trong xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút vẫn còn nhiều thách thức. Cần phải tối ưu hóa quy trình sản xuất chế phẩm sinh học từ chủng Bacillus licheniformis, đảm bảo hiệu quả và tính ổn định. Đồng thời, cần đánh giá khả năng ứng dụng thực tế của chế phẩm sinh học này trong điều kiện chuồng trại chăn nuôi, so sánh với các sản phẩm hiện có trên thị trường. Mục tiêu của nghiên cứu là xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh từ Bacillus licheniformis TT01 và thử nghiệm ứng dụng để xử lý phân chim cút trực tiếp tại chuồng trại, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao giá trị phụ phẩm.

2.1. Các Thách Thức Trong Xử Lý Phụ Phẩm Chăn Nuôi Chim Cút

Xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút, đặc biệt là phân chim cút, đặt ra nhiều thách thức về kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Lượng phân chim cút lớn đòi hỏi quy trình xử lý hiệu quả và nhanh chóng để tránh tình trạng ô nhiễm. Phân chim cút có hàm lượng amoniac và các chất khí độc cao, gây mùi hôi khó chịu và ảnh hưởng đến sức khỏe của người chăn nuôi và vật nuôi. Ngoài ra, chi phí đầu tư và vận hành hệ thống xử lý cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét để đảm bảo tính khả thi của giải pháp.

2.2. Mục Tiêu Cụ Thể Của Nghiên Cứu Về Bacillus Licheniformis TT01

Nghiên cứu này hướng đến việc đạt được các mục tiêu cụ thể sau: (1) Xác định quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh tối ưu từ chủng Bacillus licheniformis TT01, bao gồm các yếu tố như tỉ lệ tiếp giống, pH, nhiệt độ và chế độ lắc. (2) Đánh giá khả năng sinh enzyme ngoại bào và khả năng đối kháng với các vi sinh vật gây hại của chế phẩm vi sinh. (3) Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm vi sinh để xử lý phân chim cút trực tiếp trong chuồng trại và so sánh hiệu quả với các sản phẩm thương mại khác. (4) Đề xuất quy trình ứng dụng chế phẩm vi sinh Bacillus licheniformis TT01 hiệu quả và kinh tế cho người chăn nuôi.

2.3. Ý Nghĩa Khoa Học Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Này

Kết quả nghiên cứu này sẽ cung cấp dẫn liệu khoa học mới về quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật có chứa chủng B. licheniformis TT01, cũng như ứng dụng chế phẩm này để xử lý chất thải trong chăn nuôi chim cút tạo phân hữu cơ vi sinh trực tiếp từ trại chăn nuôi. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cho HTX, người chăn nuôi chim cút một quy trình đầy đủ về ứng dụng chế phẩm vi sinh vật có chứa chủng B. licheniformis TT01 để xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút. Điều này không những nhằm giảm sức lao động, giảm mùi hôi, giảm nguy cơ bùng nổ dịch bệnh, hạn chế lạm dụng chất kháng sinh trong chăn nuôi mà còn cung cấp một nguồn phân hữu cơ cho cây trồng, nhằm phát triển nền nông nghiệp theo hướng bền vững.

III. Phương Pháp Tối Ưu Sản Xuất Chế Phẩm Bacillus Licheniformis TT01

Để xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh Bacillus licheniformis TT01 hiệu quả, nghiên cứu tập trung vào khảo sát ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau. Tỉ lệ tiếp giống, pH, nhiệt độ và chế độ lắc đều có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn. Đồng thời, khả năng sinh enzyme ngoại bào như amylase, protease, cellulase, cũng như khả năng đối kháng với các vi sinh vật gây hại cũng được đánh giá kỹ lưỡng. Mục tiêu là tìm ra điều kiện tối ưu để sản xuất chế phẩm vi sinh có hoạt tính cao, ổn định và dễ ứng dụng trong thực tế.

3.1. Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Tỷ Lệ Tiếp Giống Đến Chất Lượng

Tỷ lệ tiếp giống là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mật độ tế bào và hoạt tính của chế phẩm vi sinh. Nghiên cứu tiến hành khảo sát các tỷ lệ tiếp giống khác nhau để xác định tỷ lệ tối ưu, đảm bảo Bacillus licheniformis TT01 có thể sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ trong môi trường nuôi cấy. Việc lựa chọn tỷ lệ tiếp giống phù hợp giúp rút ngắn thời gian sản xuất, tăng hiệu quả kinh tế và đảm bảo chất lượng của chế phẩm vi sinh.

3.2. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của pH Và Nhiệt Độ Đến Sinh Trưởng

pH và nhiệt độ là hai yếu tố môi trường quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn. Nghiên cứu tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các mức pH và nhiệt độ khác nhau đến mật độ tế bào và hoạt tính của Bacillus licheniformis TT01. Việc xác định pH và nhiệt độ tối ưu giúp tạo ra môi trường lý tưởng cho vi khuẩn phát triển, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất chế phẩm vi sinh.

3.3. Tối Ưu Hóa Chế Độ Lắc Để Nâng Cao Hiệu Quả Sản Xuất

Chế độ lắc có ảnh hưởng đến sự hòa tan của oxy trong môi trường nuôi cấy, giúp vi khuẩn hô hấp và phát triển tốt hơn. Nghiên cứu tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các chế độ lắc khác nhau đến mật độ tế bào và hoạt tính của Bacillus licheniformis TT01. Việc lựa chọn chế độ lắc phù hợp giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất chế phẩm vi sinh, đảm bảo hiệu quả và tính ổn định của sản phẩm.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Xử Lý Phân Chim Cút Bằng Chế Phẩm TT01

Sau khi xây dựng và tối ưu hóa quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh Bacillus licheniformis TT01, nghiên cứu tiến hành thử nghiệm ứng dụng thực tế trong chuồng trại chăn nuôi chim cút. Chế phẩm vi sinh được phun trực tiếp lên phân chim cút để đánh giá khả năng phân hủy chất thải, giảm mùi hôi và tiêu diệt vi sinh vật gây hại. Hiệu quả của chế phẩm vi sinh được so sánh với các sản phẩm thương mại khác như Balasa 01 và EM để đánh giá tính cạnh tranh và khả năng ứng dụng rộng rãi.

4.1. Đánh Giá Hiệu Quả Xử Lý Phân Chim Cút Qua Cảm Quan

Hiệu quả xử lý phân chim cút bằng chế phẩm vi sinh được đánh giá thông qua các chỉ tiêu cảm quan như màu sắc, mùi và độ ẩm của chất thải. Sự thay đổi về màu sắc, mùi và độ ẩm cho thấy chế phẩm vi sinh đang hoạt động hiệu quả, phân hủy các chất hữu cơ và giảm thiểu mùi hôi khó chịu. Việc đánh giá cảm quan giúp người chăn nuôi dễ dàng nhận biết và kiểm soát quá trình xử lý phân chim cút.

4.2. Xác Định Mật Độ Salmonella và E. Coli Trong Phân

Để đánh giá khả năng tiêu diệt vi sinh vật gây hại của chế phẩm vi sinh, nghiên cứu tiến hành phân tích mật độ Salmonella sp. và E. coli trong phân chim cút sau khi xử lý. Việc giảm mật độ Salmonella sp. và E. coli cho thấy chế phẩm vi sinh có khả năng kiểm soát và ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh truyền nhiễm trong chăn nuôi.

4.3. Đo Nồng Độ Khí NH3 và H2S Để Đánh Giá Hiệu Quả

Mùi hôi trong chuồng trại chăn nuôi chủ yếu do khí NH3 và H2S gây ra. Nghiên cứu tiến hành đo nồng độ khí NH3 và H2S trong chuồng trại sau khi sử dụng chế phẩm vi sinh để đánh giá hiệu quả giảm mùi hôi. Việc giảm nồng độ khí NH3 và H2S giúp cải thiện môi trường sống cho vật nuôi và người chăn nuôi, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh.

V. Kết Luận Tiềm Năng Hướng Phát Triển Bacillus Licheniformis

Nghiên cứu cho thấy Bacillus licheniformis TT01 có tiềm năng lớn trong việc xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút. Chế phẩm vi sinh từ chủng TT01 có khả năng phân hủy chất thải, giảm mùi hôi và tiêu diệt vi sinh vật gây hại một cách hiệu quả. Việc ứng dụng chế phẩm vi sinh Bacillus licheniformis TT01 trong chăn nuôi chim cút không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn phân bón hữu cơ chất lượng cao, góp phần phát triển nền nông nghiệp bền vững. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh từ Bacillus licheniformis để ứng dụng rộng rãi trong thực tế.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu Về Bacillus Licheniformis TT01

Nghiên cứu đã thành công trong việc xây dựng và tối ưu hóa quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh từ chủng Bacillus licheniformis TT01. Chế phẩm vi sinh này có khả năng phân hủy phân chim cút, giảm mùi hôi và tiêu diệt vi sinh vật gây hại. Kết quả thử nghiệm ứng dụng thực tế cho thấy chế phẩm vi sinh có hiệu quả tương đương hoặc tốt hơn so với các sản phẩm thương mại khác.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Để Tối Ưu Quy Trình Ứng Dụng

Để tối ưu hóa quy trình ứng dụng chế phẩm vi sinh Bacillus licheniformis TT01 trong chăn nuôi chim cút, cần tiếp tục nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý, như liều lượng sử dụng, tần suất phun và điều kiện môi trường. Đồng thời, cần đánh giá tác động của chế phẩm vi sinh đến chất lượng phân bón hữu cơ và năng suất cây trồng.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của ngành chăn nuôi chim cút tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung và Tây Nguyên, lượng phụ phẩm chăn nuôi như phân chim cút ngày càng gia tăng, gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng như ô nhiễm không khí, phát sinh mùi hôi và nguy cơ bùng phát dịch bệnh. Theo thống kê năm 2018, tổng đàn chim cút cả nước đạt khoảng 25,642.4 nghìn con với sản lượng thịt và trứng tăng nhanh, trong đó riêng xã Hòa Phước, huyện Hòa Vang, Đà Nẵng có hơn 130,000 con chim cút nuôi. Việc xử lý hiệu quả phụ phẩm chăn nuôi này là cấp thiết nhằm bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững.

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng chủng vi sinh vật Bacillus licheniformis TT01 trong xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút, nhằm tạo ra chế phẩm vi sinh có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong phân chim cút, giảm mùi hôi và mật độ vi sinh vật gây hại như Salmonella sp. và E. coli. Mục tiêu cụ thể bao gồm xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh từ chủng B. licheniformis TT01 và thử nghiệm ứng dụng trực tiếp trong chuồng trại chăn nuôi tại trại chim cút ở Điện Bàn, Quảng Nam. Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp dữ liệu hệ thống về quy trình sản xuất và ứng dụng chế phẩm vi sinh đặc hiệu, đồng thời mang lại ý nghĩa thực tiễn lớn cho các hợp tác xã và người chăn nuôi trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hạn chế dịch bệnh và phát triển nông nghiệp sạch.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh học vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ, đặc biệt là:

• Lý thuyết về vi sinh vật Bacillus licheniformis: Đây là vi khuẩn gram dương, hình que, có khả năng sinh bào tử chịu nhiệt, pH và điều kiện môi trường khắc nghiệt. Chủng TT01 được phân lập từ phân chim cút, có khả năng tiết enzyme ngoại bào như amylase, protease, cellulase và phytase, giúp phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp trong phân chim cút.

• Mô hình sản xuất chế phẩm vi sinh: Tối ưu các yếu tố như tỉ lệ tiếp giống, pH, nhiệt độ, chế độ lắc và ánh sáng để đạt mật độ tế bào vi sinh vật cao, đồng thời duy trì hoạt tính enzyme và khả năng đối kháng với vi sinh vật gây hại.

• Khái niệm enzyme ngoại bào và khả năng đối kháng: Enzyme ngoại bào giúp phân giải các hợp chất hữu cơ trong phân, trong khi khả năng đối kháng giúp ức chế vi sinh vật gây bệnh như Salmonella và E. coli, giảm nguy cơ dịch bệnh và mùi hôi.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Chủng B. licheniformis TT01 được phân lập và bảo quản tại Khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng. Phân chim cút được thu thập từ trại chăn nuôi ông Nguyễn Văn Rạng, Điện Bàn, Quảng Nam. Các chủng vi sinh vật gây hại được sử dụng để khảo sát khả năng đối kháng gồm Salmonella typhi, E. coli, Pseudomonas và B. cereus.

• Phương pháp phân tích: Nghiên cứu sử dụng phương pháp nuôi cấy vi sinh vật trong môi trường LB với các biến số như tỉ lệ tiếp giống (1%-9%), pH (6-10), nhiệt độ (25°C-40°C), chế độ lắc và ánh sáng. Mật độ tế bào được đo bằng quang phổ OD600. Hoạt tính enzyme ngoại bào được xác định bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch. Khả năng đối kháng được đánh giá qua đường kính vòng kháng khuẩn trên môi trường thạch.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong vòng 2 năm, bao gồm giai đoạn khảo sát điều kiện tối ưu sản xuất chế phẩm vi sinh, thử nghiệm ứng dụng trong chuồng trại chăn nuôi kéo dài 2 tháng với 5 lần lấy mẫu cách nhau 15 ngày để đánh giá hiệu quả xử lý phân chim cút.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tỉ lệ tiếp giống tối ưu: Tỉ lệ 5% tiếp giống cho mật độ tế bào cao nhất đạt 11.71 Log CFU/ml sau 24 giờ nuôi cấy, cao hơn 4-6% so với các tỉ lệ khác. Tỉ lệ tiếp giống quá cao (7%-9%) làm giảm mật độ tế bào do hấp thụ dinh dưỡng nhanh.

2. Ảnh hưởng của pH: Chủng B. licheniformis TT01 sinh trưởng tốt nhất ở pH 7 với mật độ tế bào cao hơn 15% so với pH 6 và pH 9-10. Khả năng đối kháng và hoạt tính enzyme ngoại bào cũng đạt đỉnh tại pH 7-8.

3. Nhiệt độ thích hợp: Nhiệt độ 35°C là điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và hoạt tính kháng khuẩn, với mật độ tế bào đạt 8 Log CFU/ml sau 20 giờ, cao hơn 20% so với 25°C và 40°C. Ở 40°C, sinh trưởng bị ức chế rõ rệt.

4. Chế độ lắc và ánh sáng: Nuôi cấy không lắc, trong điều kiện sáng cho mật độ vi sinh vật đạt trên 10^12 CFU/ml, cao hơn 4 log so với nuôi cấy có lắc. Hoạt tính enzyme ngoại bào (amylase, protease, cellulase, phytase) cũng cao hơn đáng kể (p<0.05) so với chế độ lắc.

5. Hiệu quả xử lý phân chim cút: Sau 2 tháng ứng dụng, phân chim cút xử lý bằng chế phẩm B. licheniformis TT01 có độ tơi xốp tăng 30%, mùi hôi giảm rõ rệt so với đối chứng. Mật độ Salmonella sp. và E. coli giảm trung bình 2 log CFU/g, hiệu quả hơn so với chế phẩm thương mại EM1 và Balasa 01. Nồng độ khí NH3 và H2S trong chuồng giảm lần lượt 40% và 35%.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy chủng B. licheniformis TT01 có khả năng thích nghi cao với điều kiện môi trường nuôi cấy và chuồng trại chăn nuôi chim cút miền Trung, phù hợp với pH trung tính và nhiệt độ 35°C. Khả năng sinh enzyme ngoại bào giúp phân giải hiệu quả các hợp chất hữu cơ trong phân chim cút, đồng thời khả năng đối kháng mạnh mẽ với các vi sinh vật gây bệnh góp phần giảm mùi hôi và nguy cơ dịch bệnh.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả tương đồng với các báo cáo về khả năng sinh enzyme và kháng khuẩn của Bacillus licheniformis trong xử lý chất thải chăn nuôi. Việc nuôi cấy không lắc giúp duy trì mật độ vi sinh vật cao và hoạt tính enzyme tối ưu, phù hợp với đặc tính kỵ khí tùy nghi của chủng TT01.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mật độ tế bào theo tỉ lệ tiếp giống, pH và nhiệt độ; bảng so sánh đường kính vòng kháng khuẩn và hoạt tính enzyme; biểu đồ giảm mật độ vi sinh vật gây hại và nồng độ khí độc trong chuồng nuôi qua thời gian xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh B. licheniformis TT01: Khuyến nghị các hợp tác xã và cơ sở sản xuất chế phẩm vi sinh áp dụng quy trình nuôi cấy ở pH 7, nhiệt độ 35°C, tỉ lệ tiếp giống 5%, không lắc trong 48 giờ để tạo chế phẩm dạng lỏng có mật độ vi sinh vật ≥10^12 CFU/ml. Thời gian triển khai: 3-6 tháng.

2. Ứng dụng chế phẩm trong xử lý phân chim cút tại chuồng trại: Phun chế phẩm với liều lượng 1-1.5 lít/1000 con chim cút, kết hợp với lớp trấu và tro để giảm mùi hôi, giảm mật độ vi sinh vật gây hại và cải thiện chất lượng phân hữu cơ. Thời gian thực hiện: liên tục trong 2 tháng mỗi đợt nuôi.

3. Đào tạo và hướng dẫn kỹ thuật cho người chăn nuôi: Tổ chức các khóa tập huấn về kỹ thuật sử dụng chế phẩm vi sinh, cách bảo quản và phun chế phẩm đúng quy trình nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Thời gian: 1-2 tháng.

4. Xây dựng mô hình điểm xử lý phụ phẩm chăn nuôi chim cút bền vững: Hợp tác với các địa phương để triển khai mô hình xử lý phân chim cút bằng chế phẩm vi sinh, đồng thời giám sát hiệu quả môi trường và sức khỏe vật nuôi. Thời gian: 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Người chăn nuôi chim cút và các hợp tác xã chăn nuôi: Nắm bắt quy trình xử lý phân chim cút hiệu quả, giảm mùi hôi và dịch bệnh, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành sinh học, môi trường, chăn nuôi: Tham khảo phương pháp nghiên cứu vi sinh vật ứng dụng trong xử lý chất thải chăn nuôi, phát triển chế phẩm vi sinh đặc hiệu.

3. Cơ quan quản lý môi trường và nông nghiệp: Áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, hướng dẫn kỹ thuật xử lý chất thải chăn nuôi, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

4. Doanh nghiệp sản xuất chế phẩm vi sinh và công nghệ sinh học: Nghiên cứu phát triển sản phẩm mới dựa trên chủng vi sinh vật đặc hiệu, mở rộng ứng dụng trong xử lý chất thải và cải tạo môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Chế phẩm vi sinh B. licheniformis TT01 có ưu điểm gì so với các chế phẩm thương mại?
   Chế phẩm từ chủng TT01 có mật độ vi sinh vật cao (≥10^12 CFU/ml), khả năng sinh enzyme ngoại bào mạnh giúp phân giải hiệu quả các hợp chất hữu cơ trong phân chim cút, đồng thời có khả năng đối kháng tốt với vi sinh vật gây hại như Salmonella và E. coli, giảm mùi hôi và dịch bệnh hiệu quả hơn so với các chế phẩm EM1 và Balasa 01.

2. Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh có phức tạp không?
   Quy trình được thiết kế đơn giản, nuôi cấy trong môi trường LB, pH 7, nhiệt độ 35°C, tỉ lệ tiếp giống 5%, không lắc trong 48 giờ. Điều kiện này dễ thực hiện tại các phòng thí nghiệm và cơ sở sản xuất nhỏ, phù hợp với điều kiện Việt Nam.

3. Chế phẩm có thể bảo quản được bao lâu?
   Chế phẩm vi sinh được bảo quản trong tủ lạnh ở 0-8°C có thể giữ mật độ vi sinh vật và hoạt tính enzyme ổn định trong vòng 3 tháng. Sau thời gian này, mật độ tế bào giảm mạnh, nên cần sản xuất và sử dụng trong khoảng thời gian này để đảm bảo hiệu quả.

4. Có thể sử dụng chế phẩm này cho các loại gia cầm khác không?
   Mặc dù nghiên cứu tập trung vào chim cút, chủng B. licheniformis TT01 có đặc tính sinh học và khả năng đối kháng phổ rộng, có tiềm năng ứng dụng cho các loại gia cầm khác như gà, vịt. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để tối ưu hóa điều kiện và hiệu quả cho từng đối tượng.

5. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả xử lý phân chim cút bằng chế phẩm?
   Hiệu quả được đánh giá qua các chỉ tiêu như mật độ vi sinh vật gây hại (Salmonella, E. coli) giảm ít nhất 2 log CFU/g, nồng độ khí NH3 và H2S giảm trên 30%, phân có độ tơi xốp cao hơn và mùi hôi giảm rõ rệt. Các chỉ số này được đo định kỳ trong quá trình xử lý.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh từ chủng Bacillus licheniformis TT01 với điều kiện tối ưu: pH 7, nhiệt độ 35°C, tỉ lệ tiếp giống 5%, không lắc trong 48 giờ, đạt mật độ vi sinh vật ≥10^12 CFU/ml.
• Chế phẩm có khả năng sinh enzyme ngoại bào amylase, protease, cellulase, phytase cao, giúp phân giải hiệu quả các hợp chất hữu cơ trong phân chim cút.
• Khả năng đối kháng mạnh mẽ với các vi sinh vật gây hại như Salmonella typhi và E. coli, góp phần giảm mùi hôi và nguy cơ dịch bệnh trong chuồng trại.
• Ứng dụng chế phẩm trong xử lý phân chim cút tại trại chăn nuôi thực tế cho thấy giảm mật độ vi sinh vật gây hại 2 log CFU/g, giảm nồng độ khí NH3 và H2S trên 30%, cải thiện chất lượng phân hữu cơ.
• Khuyến nghị triển khai ứng dụng rộng rãi quy trình và chế phẩm này trong các trại chăn nuôi chim cút nhằm phát triển nông nghiệp bền vững, giảm ô nhiễm môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Hành động tiếp theo: Các cơ sở chăn nuôi và hợp tác xã nên phối hợp với các đơn vị nghiên cứu để áp dụng quy trình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh B. licheniformis TT01, đồng thời tổ chức đào tạo kỹ thuật nhằm tối ưu hiệu quả xử lý phụ phẩm chăn nuôi.