Đặt vấn đề Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào có kích thước nhỏ, không quan sát được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi. Thuật ngữ vi sinh vật không tương đương với bất kỳ đơn vị phân loại nào trong phân loại khoa học. Nó bao gồm cả virus, vi khuẩn, archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh. Vi sinh vật là một thế giới sinh vật vô cùng nhỏ bé ta không thể quan sát thấy bằng mắt thường.
Nó phân bố ở khắp mọi nơi, trong đất, trong nước, trong không khí, trong thực phẩm. Nó có mặt ở dưới những độ sâu tăm tối của đại dương. Bào tử của nó tung bay trên những tầng cao của bầu khí quyển, chu du theo những đám mây. Nó sống được trên kính, trên da, trên giấy, trên những thiết bị bằng kim loại.
Vi sinh vật màng nhầy đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thiên nhiên cũng như trong cuộc sống của con người. Chế phẩm vi sinh vật sinh màng nhầy tăng khả năng giữ nước đối với cây trồng ở vùng khô hạn, tăng khả năng sinh trưởng và giảm chi phí trong sản xuất Lâm nghiệp Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất và vật liệu cháy dưới tán rừng Nhóm sinh màng nhầy bao gồm: Lipomyces, Bacillus, Azotobacter, Beijerinckia, Enterobacter…Các nhóm vi sinh vật này, trong quá trình sinh trưởng phát triển, đã tiết ra polysacarit sinh học. Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững. Do đó đất có khả năng tăng độ kết cấu, có khả năng giữ nước, chống rửa trôi, làm giảm sự bay hơi nước Xuất phát từ những thực tế đó tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh học của một số chủng Vi Sinh Vật sinh màng nhầy được phân lập từ các mẫu đất dưới tán rừng thông ở Lộc Bình - Lạng Sơn ”.
Làm đề tài khóa luận tốt nghiệp đại học, và đó cũng là một hướng mới và rất cần thiết với thực tiễn, đề xuất các phương pháp phân lập, tuyển chọn các vi sinh vật màng nhầy có hoạt tính cao để sử dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học tạo 2 các chế phẩm sinh học phục vụ cho hoạt động sản xuất lâm nghiệp đạt được năng xuất cao. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được điều kiện sinh trưởng và phát triển tối ưu của một số chủng VSV sinh màng nhầy nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Ý nghĩa của luận án 1. Ý nghĩa khoa học - Là cơ sở khoa học để tạo chế phẩm sinh học từ một số chủng vi khuẩn sinh màng nhầy dưới tán rừng thông.
- Giúp sinh viên làm quen với công tác nghiên cứu khoa học và tăng các kỹ năng thực hành trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường. - Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất. Phân lập được một số loại vi sinh vật sinh màng nhầy phân hủy nhanh vật liệu khô dễ cháy dưới tán rừng thông nhằm hạn chế khả năng cháy rừng. Ý nghĩa trong thực tiễn - Là cơ sở ban đầu nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật sinh màng nhầy.
- Là cơ sở để sản xuất chế phẩm sinh học nhằm cải tạo đât phục vụ trong sản xuất lâm nghiệp. - Nâng cao chất lượng và sản lượng của sản xuất lâm nghiệp hiện tại và trong tương lai, góp phần nâng cao dinh dưỡng đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất.
Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững. Do đó đất có khả năng tăng độ kết cấu, có khả năng giữ nước, chống rửa trôi, làm giảm sự bay hơi nước; thông qua đó độ phì của đất được cải thiện. Chế phẩm sinh học có tác dụng giữ nước trong đất, tăng độ ẩm trong đất từ 12-16% trên quy mô chậu vại và đồng ruộng. Đây là loại chế phẩm vi sinh đầu tiên sản xuất tại Việt Nam có tác dụng giữ ẩm cho đất được rất nhiều địa phương và nông dân quan tâm.
Chế phẩm có tác dụng làm tăng khả năng giữ ẩm cho đất ở cả điều kiện thí nghiệm chậu vại và thí nghiệm đồng ruộng. Ở điều kiện thí nghiệm trong chậu không trồng cây độ ẩm đất bón chế phẩm tăng so với đối chứng (không bón chế phẩm) khoảng 8,35%. Trong chậu trồng Keo lá tràm sau 60 ngày bón chế phẩm độ ẩm tăng 16,6% so với đối chứng. Trong điều kiện thí nghiệm đồng ruộng chế phẩm sau 6 tháng bón chế phẩm độ ẩm tăng 10,63% so với đối chứng, lượng nước hữu hiệu ở đất có bón chế phẩm cao hơn đối chứng 13,28-28,95g nước/1 kg đất đây là những cơ sở khoa học ban đầu để tôi thực hiện khóa luận nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn hiện nay đang biến đổi khí hậu khô hạn ngày càng nhiều và để rèn luyện các kỹ năng thực hành của sinh viên trước khi ra trường.
Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 2. Nghiên cứu về thông Theo Quyết định số 3322/QĐ-BNN-TCLN của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ngày 28/7/2014 về việc công bố hiện trạng rừng toàn quốc 4 năm 2013, tính đến ngày 31/12/2013 tổng diện tích rừng của cả nước là 13,954 triệu ha mới đạt độ che phủ 41,0% với tổng diện tích rừng trồng là 3.294 ha (Bộ NN và PTNT, 2014); trong đó diện tích rừng trồng các loài thông chiếm khoảng 400. Với đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây thông, một loài cây chịu hạn có thể sống và phát triển trên những lập địa xấu, khô hạn. Do đó trong chương trình trồng rừng 327 và chương trình trồng mới năm triệu hecta rừng, thông được chọn là cây trồng chính quan trọng cần được ưu tiên phát triển.
Trong ba loài thông đang được sử dụng để khai thác nhựa ở nước ta thì Thông là loài cây cho nhiều nhựa nhất (khoảng 5-6 kg/cây/năm). Mặt khác, với phương thức khai thác bằng cách đẽo máng, chu kỳ khai thác nhựa của loài thông này có thể kéo dài 40-50 năm. Vì vậy, mục đích kinh doanh chính của các rừng trồng Thông ở nước ta hiện nay chủ yếu là để khai thác nhựa. Thông là một trong những loài cây có giá trị kinh tế cao, ngoài gỗ cho xây dựng, làm giấy; nhựa thông còn được dùng trong nhiều ngành công nghiệp như sơn, vécni, vật liệu cách điện và các mặt hàng tiêu dùng khác.
Về kinh tế, cây thông dễ trồng, sinh trưởng nhanh, biện pháp lâm sinh đơn giản, dễ áp dụng, trồng một lần cho thu nhập hàng năm, giá trị kinh tế cao, ổn định. Thân cây thông có thể sử dụng trong xây dựng, trong công nghiệp giấy, công nghiệp sản xuất ván nhân tạo. Về mặt xã hội, cây thông tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập, cải thiện mức sống cho người dân, đặc biệt là người dân vùng trung du, miền núi. Cây thông còn có giá trị đặc biệt trong cơ cấu cây trồng vùng đồi do những đặc tính sinh thái đặc biệt thích ứng với điều kiện lập địa cằn cỗi mà ngoài thông ra không thể trồng loài cây nào khác.
Thông là nguồn cung cấp tùng hương (colophan) và tinh dầu thông (turpentine oil) chủ yếu. Tinh dầu được sử dụng rộng rãi trong công nghệ hoá mỹ phẩm, là nguyên liệu để chế terpineol, terpin, borneol, camphor tổng hợp, sản xuất sơn, véc ni, xi… Colophan được dùng nhiều trong công nghiệp cao su, hoá dẻo, vật liệu cách điện, keo dán, sản xuất các chất tẩy rửa…, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất giấy. Trong y dược, tinh dầu thông được sử dụng làm thuốc chữa viêm thấp khớp, ho, làm thuốc kích thích, giảm mệt mỏi, thuốc diệt khuẩn, sát trùng … Thông là cây có 5 giá trị kinh tế cao bao gồm một số loài thông chính như Thông mã vĩ Pinus massoniana Lambert, Thông nhựa Pinus merkusii Jungh et.de Vries, Thông 3 lá Pinus kesiya Royle ex Gordon. Ngoài các sản phẩm của thông như gỗ, nhựa, nguyên liệu giấy, cây thông còn được sử dụng trong việc phủ xanh đất trống đồi núi trọc và tạo cảnh quan môi trường.
chính vì vậy diện tích rừng thông ngày càng được mở rộng và là một trong những cây trồng chính của ngành Lâm nghiệp. Thông được trồng ở các tỉnh như: Sóc Sơn, Hà Nội, Lạng Sơn, Hà Giang, Cao Bằng, Quảng Ninh, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hòa Bình, Tuyên Quang, Sơn La, Hải Hưng, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh. Thân cây cao 40m, đường kính thân cây có thể đạt hơn 1m. Vỏ cây mỏng, về già bong thành mảng hay nứt giống như sợi dây thừng.
Lá cây có 2 dạng hình dải và hình kim, lá hình dải chỉ tồn tại ở cây con dưới 1 tuổi, mọc cách vòng thân cây non có màu xanh lá mạ với chiều dài 2-4cm, lá kim tăng dần theo tuổi cây và dài tối đa 15-20cm ở cây trưởng thành. Tán lá ở cây 5-10 tuổi hình tháp, hình trứng và hình lọng ở tuổi già. Thông đuôi ngựa 6-7 tuổi đã bắt đầu ra nón. Nón đơn tính cùng gốc, nón đực mọc cách vòng ở gốc chồi ngọn, nón cái 1-4 mọc vòng ở đỉnh chồi ngọn.
Cây ra nón vào tháng 3-4, nón chín vào tháng 11-12 năm sau. Hạt có hình trái xoan dẹt, khi chín có màu nâu sẫm. Vi sinh vật sinh màng nhầy 2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trong đất nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysacarit) có vai trò quan trọng trong việc giữa ẩm đất và vật liệu cháy dưới tán rừng. Nhóm sinh màng nhầy bao gồm: Lipomyces, Bacillus, Azotobacter, Beijerinckia, Enterobacter…Các nhóm vi sinh vật này, trong quá trình sinh trưởng phát triển, đã tiết ra polysacarit sinh học.
Ở Nhật Bản đã phân lập và tuyển chọn ra một hỗn hợp các vi sinh vật có ích thuộc nhóm yếm khí và hiếu khí gồm: Nấm men, vi khuẩn quang hợp, xạ khuẩn, vi khuẩn lactic, nấm lên men và chế tạo ra được một chế phẩm vi sinh hữu hiệu (EM) đã được chứng minh có tác dụng tốt ở nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất như: 6 trong trồng trọt, trong chăn nuôi, trong bảo vệ môi trường góp phần nâng cao chất lượng của đống ủ. Khi có mặt Ca++, các polysacarit sẽ cùng tác động tương hỗ trong đất, giúp gắn kết các hạt đất, các hạt cát với nhau để tạo thành một cấu tượng ổn định và bền vững.