Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Xử Lý Rác Hữu Cơ Phục Vụ Sản Xuất Nông Nghiệp Tại Sóc Trăng

• Tác giả: Mai Thi
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hữu Hiệp
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Vi Sinh Vật Học
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ Sinh Học Trong Xử Lý Rác Hữu Cơ Để Phát Triển Nông Nghiệp Tại Sóc Trăng
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Cần Thơ

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 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. Tổng quan về ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ

Công nghệ sinh học đang trở thành một giải pháp hiệu quả trong việc xử lý rác hữu cơ, đặc biệt tại tỉnh Sóc Trăng. Việc ứng dụng công nghệ này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn phân bón hữu cơ cho nông nghiệp. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng vi khuẩn bản địa để phân hủy rác hữu cơ có thể mang lại nhiều lợi ích cho sản xuất nông nghiệp.

1.1. Tình hình rác thải hữu cơ tại Sóc Trăng

Sóc Trăng hiện đang đối mặt với vấn đề rác thải hữu cơ ngày càng gia tăng. Hàng ngày, tỉnh này phát sinh hơn 248,2 tấn rác thải, chủ yếu là rác hữu cơ. Việc xử lý rác thải chủ yếu bằng phương pháp chôn lấp đã dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

1.2. Lợi ích của công nghệ sinh học trong xử lý rác

Công nghệ sinh học giúp phân hủy rác hữu cơ thành phân compost, cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Việc này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn phân bón tự nhiên, góp phần phát triển nông nghiệp bền vững.

II. Thách thức trong việc xử lý rác hữu cơ tại Sóc Trăng

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ tại Sóc Trăng vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như thiếu nguồn lực, công nghệ chưa phát triển đồng bộ và nhận thức của người dân về lợi ích của phân compost còn hạn chế.

2.1. Thiếu nguồn lực và công nghệ

Nhiều cơ sở xử lý rác tại Sóc Trăng chưa được trang bị công nghệ hiện đại. Điều này làm giảm hiệu quả trong việc xử lý rác hữu cơ và sản xuất phân bón.

2.2. Nhận thức của cộng đồng về phân compost

Người dân vẫn chưa nhận thức đầy đủ về lợi ích của việc sử dụng phân compost. Điều này dẫn đến việc họ không mặn mà trong việc áp dụng công nghệ sinh học vào sản xuất nông nghiệp.

III. Phương pháp xử lý rác hữu cơ bằng công nghệ sinh học

Để xử lý rác hữu cơ hiệu quả, các phương pháp sinh học như ủ phân compost với vi khuẩn bản địa đã được áp dụng. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng các dòng vi khuẩn Bacillus có khả năng phân hủy cellulose, tinh bột và protein mang lại hiệu quả cao.

3.1. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn bản địa

Quá trình phân lập các dòng vi khuẩn bản địa từ rác hữu cơ và ruột con sùng đất đã cho thấy 213 dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy tốt. Trong đó, 20 dòng vi khuẩn triển vọng đã được chọn để nghiên cứu sâu hơn.

3.2. Quy trình ủ phân compost

Quy trình ủ phân compost được thực hiện với sự tham gia của các dòng vi khuẩn Bacillus. Kết quả cho thấy, vi khuẩn hoạt động tích cực trong quá trình phân hủy, tạo ra sản phẩm phân hữu cơ đạt tiêu chuẩn chất lượng.

IV. Kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học

Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ tại Sóc Trăng đã mang lại nhiều kết quả khả quan. Phân hữu cơ vi sinh được sản xuất từ rác thải có thể sử dụng hiệu quả trong nông nghiệp, giúp giảm lượng phân hóa học.

4.1. Hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh

Phân hữu cơ vi sinh từ rác thải sau xử lý đã được thử nghiệm trên cây dưa leo. Kết quả cho thấy, việc sử dụng phân này giúp giảm 50% lượng phân hóa học mà vẫn đảm bảo năng suất cây trồng.

4.2. Đánh giá chất lượng phân compost

Chất lượng phân compost được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như hàm lượng C, N, K và tỷ lệ C/N. Kết quả cho thấy, phân compost đạt tiêu chuẩn quy định của Việt Nam, góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của công nghệ sinh học

Công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ tại Sóc Trăng không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp công nghệ mới để nâng cao hiệu quả xử lý rác thải.

5.1. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý

Cần đầu tư vào công nghệ hiện đại và nâng cao nhận thức của cộng đồng về lợi ích của phân compost. Việc này sẽ giúp tăng cường hiệu quả xử lý rác hữu cơ và bảo vệ môi trường.

5.2. Tương lai của nông nghiệp bền vững tại Sóc Trăng

Việc ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý rác hữu cơ sẽ mở ra hướng đi mới cho nông nghiệp bền vững tại Sóc Trăng. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn nâng cao năng suất cây trồng.