Ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ cho nông nghiệp tỉnh Sóc Trăng

TÓM TẮT

ABSTRACT

MỤC LỤC TÓM TẮT

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH

DANH SÁCH BẢNG

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Đặt vấn đề

1.2. Mục tiêu của đề tài

1.3. Nội dung của luận án

1.4. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

1.5. Cách tiếp cận và giả thuyết khoa học

1.6. Kết cấu của luận án

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tình hình rác thải

2.1.1. Tình hình rác thải trên thế giới

2.1.2. Tình hình rác thải ở Việt Nam

2.1.3. Tình hình rác thải ở Sóc Trăng

2.2. Sự phân hủy chất thải hữu cơ

2.2.1. Sự phân hủy cellulose

2.2.2. Sự phân hủy tinh bột

2.2.3. Sự phân hủy protein

2.3. Vi sinh vật trong xử lý chất thải hữu cơ

2.4. Vi khuẩn trong ruột côn trùng

2.5. Đặc điểm vi khuẩn Bacillus

2.5.1. Đặc điểm hình thái

2.5.2. Những chỉ tiêu sinh hóa dùng để định danh vi khuẩn Bacillus

2.5.3. Vai trò của vi khuẩn Bacillus

2.6. Phân hữu cơ vi sinh

2.6.1. Các quá trình sinh hóa trong quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

2.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình ủ phân hữu cơ vi sinh

2.6.3. Lợi ích của phân hữu cơ vi sinh

2.7. Đặc tính sinh học cây dưa leo và kỹ thuật trồng dưa leo

2.7.1. Đặc tính sinh học

2.7.2. Kỹ thuật trồng cây dưa leo (Cucumis sativus L.)

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu

3.2. Phương tiện nghiên cứu

3.3. Hóa chất và môi trường

3.4. Phương pháp nghiên cứu

3.4.1. Phân lập vi khuẩn

3.4.2. Quan sát đặc điểm hình thái và sinh hóa của vi khuẩn

3.4.3. Khảo sát khả năng phân hủy cellulose, tinh bột và protein

3.4.4. Xác định hoạt tính cellulase

3.4.5. Xác định hoạt tính amylase

3.4.6. Xác định hoạt tính protease

3.4.7. Khuếch đại đoạn gene 16S rRNA

3.4.8. Giải trình tự đoạn gen 16S rRNA

3.4.9. Ứng dụng vi khuẩn xử lý rác hữu cơ

3.4.10. Phương pháp xác định mật số vi khuẩn hiếu khí

3.4.11. Phương pháp xác định C, N, P, K trong phân hữu cơ

3.4.12. Ứng dụng phân hữu cơ trồng dưa leo

3.4.13. Xử lý kết quả thí nghiệm

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Vi khuẩn phân hủy cellulose từ rác và nước rỉ rác

4.1.1. Kết quả phân lập

4.1.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa

4.1.3. Khả năng phân hủy CMC của các dòng vi khuẩn

4.1.4. Kết quả định danh

4.2. Vi khuẩn phân hủy cellulose từ ruột sùng đất và trùn đất

4.2.1. Kết quả phân lập

4.2.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa

4.2.3. Khả năng phân hủy CMC của các dòng vi khuẩn

4.2.4. Kết quả định danh

4.3. Vi khuẩn phân hủy tinh bột từ rác và nước rỉ rác

4.3.1. Kết quả phân lập

4.3.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa

4.3.3. Khả năng phân hủy tinh bột của các dòng vi khuẩn

4.3.4. Kết quả định danh

4.4. Vi khuẩn phân hủy tinh bột từ ruột sùng và trùn đất

4.4.1. Kết quả phân lập

4.4.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa

4.4.3. Khả năng phân hủy tinh bột của các dòng vi khuẩn

4.4.4. Kết quả định danh

4.5. Vi khuẩn phân hủy protein từ rác và nước rỉ rác

4.5.1. Kết quả phân lập

4.5.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa

4.5.3. Khả năng phân hủy protein của các dòng vi khuẩn

4.5.4. Kết quả định danh

4.6. Vi khuẩn phân hủy protein từ ruột sùng và trùn đất

4.6.1. Kết quả phân lập

4.6.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa

4.6.3. Khả năng phân hủy protein của các dòng vi khuẩn

4.6.4. Kết quả định danh

4.7. Thảo luận chung

4.8. Đánh giá khả năng phân hủy rác thải của các chế phẩm sinh học

4.8.1. Mật số vi khuẩn trong quá trình ủ

4.8.2. Nhiệt độ và pH trong quá trình ủ nguyên liệu

4.8.3. Hàm lượng (%) C, N, P, K và tỷ lệ C/N của mẻ ủ

4.9. Kết quả ứng dụng phân hữu cơ vi sinh trồng dưa leo

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Nghiên cứu về công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ tại tỉnh Sóc Trăng đã trở thành một vấn đề cấp bách. Sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế đã dẫn đến việc gia tăng lượng rác thải, đặc biệt là rác hữu cơ. Tỉnh Sóc Trăng hiện đang đối mặt với thách thức trong việc quản lý và xử lý rác thải, gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn bản địa có khả năng phân hủy rác hữu cơ, từ đó ứng dụng sản phẩm sau xử lý trong sản xuất nông nghiệp. Việc áp dụng công nghệ xanh không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn phân bón hữu cơ cho cây trồng, góp phần vào phát triển bền vững.

II. Tình hình rác thải tại Sóc Trăng

Tình hình rác thải tại tỉnh Sóc Trăng đang ở mức báo động. Hàng ngày, tỉnh phát sinh hơn 248,2 tấn rác thải, trong đó hơn 80% là rác hữu cơ. Việc xử lý chủ yếu dựa vào phương pháp chôn lấp, dẫn đến ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Các biện pháp xử lý hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu về quản lý chất thải. Nghiên cứu này nhằm tìm kiếm giải pháp hiệu quả hơn thông qua việc ứng dụng sinh học ứng dụng để xử lý rác hữu cơ, từ đó tạo ra phân compost chất lượng cao cho nông nghiệp.

III. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn

Nghiên cứu đã phân lập được 213 dòng vi khuẩn từ các mẫu rác hữu cơ và ruột của các loài côn trùng. Trong số đó, 20 dòng vi khuẩn có hoạt tính phân hủy mạnh được chọn để nghiên cứu sâu hơn. Tất cả các dòng vi khuẩn này thuộc chi Bacillus, nổi bật với khả năng phân hủy cellulose, tinh bột và protein. Việc xác định mối quan hệ di truyền giữa các dòng vi khuẩn này đã được thực hiện thông qua kỹ thuật sinh học phân tử, mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng vi khuẩn bản địa trong xử lý rác thải.

IV. Ứng dụng phân hữu cơ vi sinh

Sản phẩm phân hữu cơ vi sinh từ nghiên cứu đã được thử nghiệm trên cây dưa leo (Cucumis sativus L.). Kết quả cho thấy việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh giúp giảm 50% lượng phân hóa học so với phương pháp truyền thống. Các chỉ tiêu như chiều dài trái, trọng lượng trái không có sự khác biệt đáng kể, cho thấy hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh trong việc cải thiện năng suất cây trồng. Điều này chứng tỏ rằng việc ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ không chỉ bảo vệ môi trường mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân.

V. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ tại tỉnh Sóc Trăng là khả thi và hiệu quả. Các dòng vi khuẩn bản địa có khả năng phân hủy tốt đã được xác định và ứng dụng thành công trong sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Để phát triển bền vững, cần có chính sách hỗ trợ nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học trong quản lý chất thải, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc xử lý rác thải một cách hiệu quả.

Luận án về ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ phục vụ nông nghiệp tại tỉnh Sóc Trăng