1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THUỲ QUÝ TÚ

NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM

TRONG HẠT POLYTER VÀ ỨNG DỤNG

TRÊN CÂY DÂU TÂY

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Mã số chuyên ngành: 60420201

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2018

2

Công trình đƣợc hoàn thành tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: TS. PHẠM S

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: PGS. TS. NGUYỄN THUÝ HƢƠNG

Phản biện độc lập 1:

Phản biện độc lập 2:

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án họp tại

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

vào lúc giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện:

- Thƣ viện Khoa học Tổng hợp Tp. HCM

- Thƣ viện Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

3

1. Nguyễn Thúy Hƣơng, Nguyễn Thùy Quý Tú, 2013. Thử nghiệm tạo

chế phẩm Biopolyter-Azotobacter bằng phƣơng pháp lên men bán rắn

trên giá thể hạt Polyter. Tạp chí Nông nghiệp&PTNT, số 15.

2. Nguyễn Thùy Quý Tú, Nguyễn Thúy Hƣơng, 2013. Tối ƣu hóa các

thông số của quá trình tạo chế phẩm biopolyter-Azotobacter bằng lên

men bán rắn trên giá thể là hạt polyter. Tạp chí Nông nghiệp&PTNT,

số 17.

3. Nguyễn Thùy Quý Tú, Nguyễn Thúy Hƣơng, Phạm S, 2016. Xây dựng

mô hình canh tác dâu tây theo hƣớng an toàn trên giá thể mụn xơ dừa

bổ sung biopolyter-Azotobacter. Tạp chí Khoa học công nghệ NNVN,

số 3.

4. Nguyễn Thùy Quý Tú, Nguyễn Thúy Hƣơng, Phạm S, 2016. Nghiên

cứu ảnh hƣởng của lƣợng nƣớc tƣới và liều lƣợng N đến sinh trƣởng,

phát triển và năng suất của cây dâu tây trồng trên giá thể mụn xơ dừa

sử dụng biopolyter-Azotobacter. Tạp chí Khoa học công nghệ NNVN,

số 5.

5. Nguyễn Thùy Quý Tú, Nguyễn Thúy Hƣơng, Phạm S, 2016. Nghiên

cứu ảnh hƣởng của lƣợng nƣớc tƣới và đạm đến sinh trƣởng của cây

dâu tây trên giá thể vụn xơ dừa sử dụng biopolyter-Azotobacter. Tạp

chí Khoa học Đại học Tây Nguyên, số 21.

4

5

MỞ ĐẦU

Ở nƣớc ta, đặc biệt khu vực Tây nguyên và Nam Trung bộ trong những năm

gần đây, tình hình khí hậu có nhiều thay đổi, hạn hán thƣờng xuyên xảy ra ở

nhiều nơi và có dấu hiệu kéo dài, tình trạng suy giảm nguồn nƣớc dẫn đến hiện

tƣợng thiếu nƣớc trên các lƣu vực sông, khan hiếm nƣớc diễn ra ngày càng

thƣờng xuyên hơn, phạm vi rộng và nghiêm trọng hơn. Do vậy, vấn đề cung

cấp nƣớc cho cây trồng trở thành mối quan tâm hơn bao giờ hết. Để canh tác

nông nghiệp bền vững, các biện pháp sử dụng nƣớc tiết kiệm đƣợc ƣu tiên

nghiên cứu và ứng dụng. Tuy nhiên, việc sử dụng chất giữ ẩm trong nông

nghiệp tại Việt Nam còn hết sức hạn chế. Một số thử nghiệm sử dụng chất giữ

ẩm mới chỉ đƣợc thực hiện trên một số cây công nghiệp nhƣ cà phê, chè, bắp…

Ngoài ra, các thử nghiệm này mới chỉ dừng ở mức độ ứng dụng sản phẩm có

sẵn, theo dõi mức độ tiết kiệm nƣớc tƣới và ảnh hƣởng đến năng suất sản phẩm.

Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng, nhóm đất xám có diện tích cao nhất,

khoảng 35.200 ha, chiếm đến 90,05 tổng diện tích đất tự nhiên. Đất xám có

thành phần cơ giới nh , kết cấu rời rạc, khả năng giữ nƣớc giữ phân kém, đất

chua, hàm lƣợng hữu cơ và mùn thấp, nghèo dinh dƣ ng, dung tích hấp thu và

độ no kiềm đất thấp.

Hạt polyter là một trong những sản phẩm polymer siêu hấp thụ nƣớc (Super

absorbent polymers – SAP) đƣợc sử dụng làm chất giữ ẩm trong nông nghiệp

đã đƣợc thƣơng mại hóa trên thế giới. Đây là phát minh vào những năm 90 của

nhà khoa học ngƣời Pháp, có tên là Philippe Di Giorno Ouaki. Khi gặp nƣớc,

hạt polyter sẽ nở ra thành bọc có màng thẩm thấu hút một lƣợng nƣớc đến 500

lần trọng lƣợng của hạt ban đầu (kích thƣớc của hạt khoảng vài mm). Hạt có

đặc tính hút nƣớc kéo theo chất dinh dƣ ng, phân bón vào bọc để dự trữ và

cung cấp cho cây trồng theo nhu cầu, đồng thời hạn chế sự rửa trôi, bốc hơi,

lãng phí, giúp cây không bị gián đoạn về nƣớc và dinh dƣ ng.

Bên cạnh đó, những ƣu điểm của các loại dinh dƣ ng do vi sinh vật có ích tổng

hợp cung cấp cho cây trồng đã đƣợc biết đến và ứng dụng trong sản xuất nông

nghiệp nhằm tăng độ phì của đất, tăng sức đề kháng của cây trồng, cung cấp

6

dinh dƣ ng “sạch” cho cây tạo ra sản phẩm chất lƣợng tốt và hạn chế sự ô

nhiễm môi trƣờng do thƣờng xuyên phải sử dụng một lƣợng lớn phân bón hoá

học. Hiện nay, chƣa có nghiên cứu nào đƣợc công bố về việc sử dụng chất giữ

ẩm làm chất mang để cố định vi sinh vật có lợi nhằm tổng hợp dinh dƣ ng từ tự

nhiên nhƣ là một tác động kép đảm bảo đáp ứng nhu cầu nƣớc và dinh dƣ ng

đồng thời cung cấp cho cây trồng.

Để làm cơ sở khoa học trong việc cải tiến và ứng dụng các chất giữ ẩm trong

nông nghiệp ngày một hiệu quả hơn với nhiều chức năng hơn, góp phần ứng

phó với biến đổi khí hậu trong sản xuất nông nghiệp nói chung và khu vực Tây

Nguyên nói riêng, đề tài “Nghiên cứu cố định vi khuẩn cố định đạm trong

hạt polyter và ứng dụng trên cây dâu tây” đã đƣợc thực hiện.

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu các giải pháp để nâng cao hiệu quả sử dụng hạt polyter trong sản

xuất nông nghiệp đồng thời làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu chuyên

sâu về tác dụng kép của hạt polyter trong việc vừa giữ ẩm vừa làm chất mang

cố định một số vi sinh vật có ích cho cây trồng.

Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu cố định vi khuẩn cố định đạm trong hạt polyter và thử nghiệm ứng

dụng trên cây dâu tây.

Các nội dung chính

Khảo sát một số tính chất cơ bản của hạt polyter.

Đánh giá, tuyển chọn các chủng Azotobacter.

Nghiên cứu tạo chế phẩm mới Biopolyter-Azotobacter và tối ƣu hóa quá

trình tạo chế phẩm.

Đánh giá chất lƣợng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.

Đánh giá hiệu quả sử dụng và ảnh hƣởng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

đến cây dâu tây.

Nghiên cứu ổn định chất lƣợng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.

7

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dẫn liệu khoa học nhằm bổ sung đặc

tính cơ bản về hạt polyter và góp thêm cơ sở cho việc sử dụng hiệu quả chất

giữ ẩm trong nông nghiệp.

Kết quả nghiên cứu cũng cung cấp các thông số kỹ thuật tối ƣu tạo chế phẩm

Biopolyter-Azotobacter và nghiên cứu ổn định chất lƣợng chế phẩm.

Nghiên cứu chế phẩm Biopolyter-Azotobacter và bƣớc đầu đánh giá hiệu

quả sử dụng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter qua các giai đoạn ứng dụng

trên cây dâu tây.

Ý nghĩa thực tiễn

Lần đầu tiên nghiên cứu tạo ra chế phẩm mới Biopolyter-Azotobacter có tác

dụng kép vừa giữ ẩm vừa lƣu giữ và cung cấp vi sinh vật có ích cho cây

trồng.

Bƣớc đầu nghiên cứu Biopolyter-Azotobacter trong sản xuất nông nghiệp bổ

sung vào giá thể trồng dâu tây.

Nghiên cứu ứng dụng một cách thực tế về chất giữ ẩm nhằm mở ra con

đƣờng cải tiến tạo sản phẩm chất giữ ẩm đa chức năng trong tƣơng lai.

Những đóng góp mới của đề tài

Nghiên cứu thành công cố định vi khuẩn Azotobacter trên giá thể hạt polyter

truyền thống bằng phƣơng pháp lên men bán rắn để tạo chế phẩm Biopolyter-

Azotobacter. Chế phẩm Biopolyter-Azotobacter tạo thành có hai chức năng,

vừa là chất giữ ẩm trong nông nghiệp vừa cung cấp vi sinh vật hữu ích cho cây

trồng. Quá trình nghiên cứu đƣợc tiến hành qua các giai đoạn: từ quá trình cố

định, tạo chế phẩm, đánh giá chất lƣợng chế phẩm tạo thành đồng thời đánh giá

hiệu quả sử dụng và ảnh hƣởng của chế phẩm đến cây dâu tây; đến giai đoạn

cuối, nghiên cứu ổn định chất lƣợng chế phẩm.

8

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ

KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Chất giữ ẩm trong nông nghiệp đang là hƣớng nghiên cứu đƣợc quan tâm trên

thế giới, việc ứng dụng chất giữ ẩm trong canh tác đã đƣợc áp dụng ở nhiều nơi

trên thế giới. Từ năm 1990, hƣớng nghiên cứu chất giữ ẩm kết hợp với phân

bón đã bắt đầu xuất hiện nhƣng mãi đến giai đoạn 2009 – 2012 hƣớng nghiên

cứu này mới thực sự phát triển. Tuy nhiên, tại Việt Nam việc nghiên cứu và

ứng dụng chất giữ ẩm còn hạn chế. Các sản phẩm giữ ẩm nông nghiệp tại Việt

Nam hiện nay chỉ đơn thuần là các vật chất giữ ẩm cho đất và chỉ mới khảo

nghiệm trên một số ít loại cây trồng (cây công nghiệp ngắn và dài ngày) cũng

nhƣ còn thiếu các nghiên cứu cụ thể trên từng đối tƣợng cây trồng để xác định

phƣơng pháp canh tác phù hợp và mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.

Vi khuẩn Azotobacter có khả năng cố định đạm, sinh ra nhiều chất hoạt động

sinh học nhƣ: indol acetic acid (IAA), vitamin B1, B6, biotin, kháng sinh nhóm

anixomycin… kích thích sự sinh trƣởng của cây trồng, nên đã đƣợc sử dụng

trong sản xuất phân vi sinh từ rất lâu. Trƣớc đây ngƣời ta thu sinh khối chủng

Azotobacter bằng phƣơng pháp lên men chìm sục khí. Tuy nhiên phƣơng pháp

này cho năng suất không cao và tốn nhiều năng lƣợng. Phƣơng pháp cải tiến so

với phƣơng pháp lên men chìm sục khí là lên men bán rắn trên bề mặt một giá

thể [95]. Nhiều giá thể đƣợc sử dụng trong lên men bán rắn tùy theo định

hƣớng ứng dụng sau lên men. Các giá thể trƣớc đây thƣờng đƣợc sử dụng là

cám trấu, mảnh hạt ngũ cốc, bã mía, bụi xơ dừa, lõi bắp, đất, than bùn,…

Chế phẩm polyter đã đƣợc sử dụng rộng rãi tại nhiều khu vực trên thế giới, đây

là sản phẩm giữ ẩm trong canh tác nông nghiệp, đƣợc cấu tạo bởi một loại

polymer (acrylic) và một số phụ liệu. Ngoài ra, hạt polyter còn có nhiều ƣu

điểm của một giá thể trong nuôi cấy vi sinh vật kiểu lên men bán rắn nhƣ giá

thành thấp, độ tinh khiết cao, khả năng giữ ẩm tốt, có độ đàn hồi, độ bền cao, dễ

bị phân hủy [40]. Cho đến nay vẫn chƣa có công bố nào về các kết quả nghiên

cứu liên quan đến cải tiến hay sử dụng polyter với tính chất đa chức năng, tức là

9

bên cạnh chức năng giữ ẩm còn có thêm chức năng khác nhƣ là một chế phẩm

biopolyter.

Dâu tây (Fragaria x anannassa) là cây trồng có nguồn gốc từ châu Mỹ, di thực

vào Việt Nam từ thời Pháp thuộc, nên đƣợc gọi là dâu tây [11]. Tại Việt Nam, ở

thành phố Đà Lạt do điều kiện thuận lợi về thổ nhƣ ng và khí hậu mà dâu tây

đƣợc canh tác quanh năm. Dâu tây đòi hỏi điều kiện kỹ thuật canh tác đặc biệt

nhƣ trồng trên giá thể sạch, ít sử dụng phân bón hóa học nhằm đảm bảo chất

lƣợng; vì sản phẩm quả chủ yếu dùng cho ăn tƣơi. Hiện nay tại Đà Lạt có tới

98 diện tích dâu tây đƣợc trồng trực tiếp trên đất. Việc sử dụng giá thể phù

hợp để canh tác nhằm giảm dƣ lƣợng phân bón, thuốc hóa học; đồng thời việc

áp dụng giải pháp kỹ thuật đồng bộ để tăng năng suất, chất lƣợng dâu tây luôn

là vấn đề ngƣời trồng quan tâm.

Việc cải tiến chế phẩm polyter để sử dụng đa mục đích chưa có một nghiên cứu

nào tiến hành tại Việt Nam được ghi nhận, mặc dù hướng nghiên cứu này là

hướng nghiên cứu có nhiều tiềm năng. Luận án này sẽ quan tâm chủ yếu đến

cải tiến chất giữ ẩm polyter làm môi trường chất mang để lên men chủng

Azotobacter được chọn lựa bằng phương pháp lên men bán rắn trên giá thể hạt

polyter thu sinh khối Azotobacter nhằm thử nghiệm tạo chế phẩm mới

Biopolyter-Azotobacter vừa giữ chức năng vật liệu giữ ẩm cho đất vừa đóng vai

trò là phân bón vi sinh trong nông nghiệp. Chế phẩm mới tạo thành sẽ được

tiến hành các khảo sát về đại thể, vi thể, mật độ Azotobacter và một số tính chất

của chế phẩm; thông qua ứng dụng trên cây dâu tây tại Đà Lạt để nghiên cứu

chế phẩm trong quá trình sử dụng; và tiến hành nghiên cứu ổn định chất lượng

chế phẩm.

10

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Sơ đồ tổng quát nội dung luận án:

Khả

năng

cố

định

nitơ

Khả

năng

sinh

IAA

Nhiệt

độpH

Chế độ

lắc

ĐÁNH GIÁ

CHẤT LƯỢNG

CHẾ PHẨM

BIOPOLYTER-

AZOTOBACTER

ĐÁNH GIÁ

HIỆU QUẢ SỬ

DỤNG VÀ ẢNH

HƯỞNG CHẾ

PHẨM

BIOPOLYTER-

AZOTOBACTER

ĐẾN CÂY DÂU

TÂY

NGHIÊN CỨU

ỔN ĐỊNH CHẤT

LƯỢNG CHẾ

PHẨM

BIOPOLYTER-

AZOTOBACTER

Một số tính chất cơ bản của chế phẩm

Biopolyter-Azotobacter

ĐÁNH GIÁ VÀ TUYỂN CHỌN BỘ

CHỦNG AZOTOBACTER

Ảnh hưởng của chế phẩm Biopolyter-

Azotobacter đến cây dây tây

Nghiên cứu chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

trong quá trình trồng dâu tây

Một số tính chất điển hình của chế phẩm theo

thời gian bảo quản của phép thử dài hạnĐánh giá chung về hạn sử dụng chế phẩm

Khả năng

hấp thụ

nước

Khả năng

giải hấp

nước

Khả năng

hấp thụ

NO3-,

PO43+, K+

Khả năng

giải hấp

NO3, PO43+,

K+

Các khảo sát đại thể, vi thể và mật độ

Azotobacter của chế phẩm ở giai đoạn ban đầu

NGHIÊN CỨU

TIỀN ĐỀ

NGHIÊN CỨU

TẠO CHẾ

PHẨM

BIOPOLYTER-

AZOTOBACTER

Khảo sát điều kiện sinh

trưởng, phát triển

Lên men bán rắn Azotobacter trên giá thể hạt polyter

Tối ưu hoá các thông số của quá trình tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

Thí nghiệm tìm tâm của mô hình CCD để tối

ưu hóa mật độ tế bào Azotobacter

Tối ưu hóa giá trị các yếu tố ảnh hưởng đến mật

độ vi khuẩn bằng phương pháp RSM – CCD

Tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

Hoạt tính

sinh học

KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA HẠT

POLYTER

11

2.1. Nghiên cứu tiền đề

Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp thụ nước của polyter: Thí

nghiệm đƣợc bố trí làm 6 nghiệm thức, 3 lần lặp lại, mỗi độ pH là một

nghiệm thức thí nghiệm ứng với độ pH: 5,0; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5 và 8,0.

Nghiên cứu khả năng lưu giữ nước ở điều kiện thường của polyter: Thí

nghiệm đƣợc bố trí làm 6 nghiệm thức, 3 lần lặp lại, mỗi độ pH là một

nghiệm thức thí nghiệm ứng với độ pH: 5,0; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5 và 8,0.

Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp thụ một số nguyên tố phân

bón đa lượng (NO3-, PO4

3-, K

+) của hạt polyter: Mỗi yếu tố dinh dƣ ng

NO3- hoặc K

+ hoặc PO4

3 là một thí nghiệm. Trong mỗi thí nghiệm thì mỗi độ

pH là một nghiệm thức, nhƣ vậy mỗi thí nghiệm có 4 nghiệm thức, 3 lần lặp

lại ứng với các độ pH: pH 5,5; pH 6,0; pH 6,5; pH 7,0.

Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng giải hấp một số nguyên tố

phân bón đa lượng (NO3-, PO4

3-, K

+) của hạt polyter: Mỗi yếu tố dinh

dƣ ng NO3- hoặc K

+ hoặc PO4

3 là một thí nghiệm. Trong mỗi thí nghiệm thì

mỗi độ pH là một nghiệm thức, nhƣ vậy mỗi thí nghiệm có 4 nghiệm thức, 3

lần lặp lại ứng với các độ pH: pH 5,5; pH 6,0; pH 6,5; pH 7,0.

Đánh giá và tuyển chọn các chủng Azotobacter: Đánh giá và tuyển chọn

chủng Azotobacter thông qua khảo sát khả năng cố định nitơ, khả năng sinh

indol acetic acid (IAA) và khảo sát điều kiện sinh trƣởng và phát triển của

các chủng Azotobacter.

2.2. Nghiên cứu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

Phương pháp tạo Biopolyter-Azotobacter: Phƣơng pháp lên men bán rắn

nhân sinh khối trên giá thể hạt polyter. Lên men bán rắn trên các khay có

kích thƣớc 25 cm x 40 cm. Hạt polyter ngâm trong 2h để trƣơng nở hoàn

toàn trong môi trƣờng Ashby có cấy giống Azotobacter với tỷ lệ 1 , đƣợc

đƣa vào khay lên men với độ dày 2cm để thực hiện quá trình lên men bán

rắn trong thời gian theo dõi từ 1-6 ngày, chỉ tiêu theo dõi là mật độ vi khuẩn

Azotobacter.

12

Quan sát sự phân bố vi khuẩn Azotobacter trong hạt polyter: Hạt polyter sau

quá trình lên men bán rắn đƣợc sấy chân không ở 400C, 80 mbar. Sau đó

mẫu đƣợc cắt lát và chụp hình dƣới kính hiển vi điện tử quét (Scaning

Electron Microscope- SEM).

Tối ưu hoá các thông số của quá trình tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

Thiết kế thí nghiệm tìm yếu tố ở tâm và phƣơng pháp RSM-CCD: Hàm đáp

ứng đƣợc chọn là mật độ vi khuẩn Azotobacter (CFU/g). Mô hình hóa đƣợc

biểu diễn bằng phƣơng trình bậc 2. Chọn điểm tối ƣu bằng chƣơng trình

Design-Expert 8.0.7. Từ kết quả phân tích, xác định mức tối ƣu của các yếu

tố cho mật độ vi khuẩn Azotobacter đạt cực đại.

Bảng 3.1 Thiết kế thí nghiệm tìm yếu tố ở tâm

Biến Nhân tố Hệ số mã hóa và tự nhiên tƣơng ứng

- -1 0 1

x1

Hàm lƣợng sucrose

(% w/w) 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

x2 Nhiệt độ (0C) 25 27,5 30 32,5 35

x3 pH 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0

x4 Độ ẩm (%) 55 60 65 70 75

x5 Tỉ lệ giống (%) 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5

Đánh giá kết quả tối ƣu hoá: Lên men thử nghiệm mô hình tối ƣu và so sánh

với kết quả dự đoán của mô hình. Thử nghiệm mô hình 20 khay/lần. Thí

nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần.

2.3. Đánh giá chất lượng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

Các khảo sát đại thể, vi thể và mật độ Azotobacter của chế phẩm ở giai đoạn

ban đầu và một số tính chất của chế phẩm.

2.4. Đánh giá hiệu quả sử dụng và ảnh hưởng của chế phẩm đến cây

dâu tây

Ứng dụng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trên cây dâu tây: theo dõi, đánh

giá sinh trƣởng, năng suất, chất lƣợng trái dâu.

13

Nghiên cứu về chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong thực tế ứng dụng

trồng dâu tây: theo dõi mật độ Azotobacter trong chế phẩm, độ ẩm giá thể

khi sử dụng.

2.5. Nghiên cứu ổn định chất lượng chế phẩm

Một số tính chất điển hình của chế phẩm theo thời gian bảo quản của phép

thử dài hạn: ở chế độ nhiệt độ phòng (28-320C) và nhiệt độ mát (15 – 20

0C).

Đánh giá chung về hạn sử dụng chế phẩm: Dựa trên kết quả theo dõi thời

gian bảo quản theo phép thử dài hạn đƣa ra thời hạn sử dụng của chế phẩm.

14

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Kết quả nghiên cứu tiền đề

3.1.1. Kết quả nghiên cứu một số tính chất cơ bản của hạt Polyter

3.1.1.1. Ảnh hưởng của pH lên khả năng hấp thụ nước của polyter

3.1.1.2. Khả năng lưu giữ nước ở điều kiện thường của polyter

3.1.1.3. Khả năng hấp thu một số nguyên tố dinh dưỡng của polyter

15

3.1.1.4. Khả năng giải hấp một số nguyên tố dinh dƣ ng của polyter

Kết quả khảo sát một số tính chất cơ bản của polyter chỉ ra polyter có khả năng

hấp thụ nƣớc cao nhất là 377 g.g-1

ở pH dung dịch bằng 7 và có khả năng lƣu

trữ nƣớc sau 7 tuần ở điều kiện phòng thí nghiệm. Quá trình hấp thụ nƣớc kéo

theo quá trình hấp thụ các nguyên tố NO3-, PO4

3-, K

+. Lƣợng hấp thụ và giải hấp

các nguyên tố này đạt giá trị cao nhất ở pH 7. Thời gian hấp thụ các nguyên tố

NO3-, PO4

3-, K

+ diễn ra trong thời gian ngắn (1 ngày) tuy nhiên thời gian giải

hấp diễn ra suốt quá trình 5 tuần theo dõi. Ngoài ra, pH dung dịch để sử dụng

polyter hiệu quả nhất ở pH 7.

3.1.2. Kết quả đánh giá và tuyển chọn các chủng Azotobacter

3.1.2.1. Kết quả khảo sát các hoạt tính sinh học của các chủng Azotobacter

a. Khả năng cố định nitơ

b. Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn Azotobacter

16

Bảng 3.1. Khả năng sinh IAA của các chủng vi khuẩn Azotobacter

Chủng vi khuẩn Mật độ tế bào (108 CFU/ml) Hàm lƣợng IAA (µg/ml)

A1 5.0600 ± 0.01d 69.523 ± 0.0252

c

A2 9.2633 ± 0.0115a 78.163 ± 0.0153

a

A3 7.460 ± 0 0.01b 70.097 ± 0.0153

b

A4 5.2000 ± 0.00c 66.460 ± 0.01

d

3.1.2.2. Khảo sát điều kiện sinh trưởng, phát triển của các chủng Azotobacter

Bảng 3.2. Sinh trƣởng và phát triển của các chủng Azotobacter (108 CFU/ml)

Chủng

VK

Nhiệt độ sinh trưởng (0C)

20 25 30 35 40

A1 1,52c 3,24

c 6,50

d 3,50

c 3,21

c

A2 8,85a 8,96

a 9,89

a 9,55

a 8,79

a

A3 8,18b 8,46

b 8,90

b 8,15

b 8,28

b

A4 1,09d 2,23

d 6,80

c 1,82

d 1,15

d

pH

4,5 5,5 6,5 7,5 8,5

A1 8,66a 8,50

a 6,50

d 6,28

d 1,16

d

A2 4,86c 5,29

c 9,89

a 9,95

a 2,18

c

A3 4,90b 5,36

b 8,90

b 8,98

b 3,56

a

A4 2,88d 4,80

d 6,80

c 6,95

c 3,81

b

Chế độ lắc

100v/ph 150 v/ph 200 v/ph 250 v/ph

A1 1,45c 2,50

d 6,50

d 6,55

d

A2 2,15b 2,74

c 9,89

a 9,75

a

A3 2,90a 3,94

a 8,90

b 8,56

b

A4 1,19d 2,80

b 6,80

c 6,85

c

Xét trên các điều kiện sinh trƣởng, phát triển của các chủng Azotobacter, tính

dễ thích nghi khi đƣa ra ứng dụng, chúng tôi sử dụng 2 chủng A2 (Azotobacter

chroococcum ATCC 4412) và A3 (Azotobacter vinelandii ATCC 12837) cho

thử nghiệm lên men bán rắn trên giá thể hạt polyter.

3.2. Kết quả nghiên cứu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

3.2.1. Kết quả bước đầu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

17

Bảng 3.3. Mật độ vi khuẩn Azotobacter theo thời gian ủ trên giá thể (109CFU/g)

Thời gian

(ngày) Azotobacter A2 Azotobacter A3

1 1,44e

2,08d

2 1,89d

2,92c

3 2,52c

3,52b

4 3,20b

3,80a

5 3,28b

3,84a

6 3,25b

3,83a

3.2.2. Kết quả tối ưu hoá các thông số của quá trình tạo chế phẩm

Biopolyter-Azotobacter bằng lên men bán rắn trên giá thể là hạt polyter

3.2.2.1. Thí nghiệm tìm tâm của mô hình CCD để tối ưu hóa mật độ tế bào

Azotobacter

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát các điểm tại tâm của mô hình CCD

Các

mức

Hàm

lƣợng

sucrose

(%

w/w)

Mật độ

vi

khuẩn

(×109

CFU/g)

Nhiệt

độ

(0C)

Mật độ

vi

khuẩn

(×109

CFU/g)

pH Mật độ

vi

khuẩn

(×109

CFU/g)

Độ

ẩm

Mật độ

vi

khuẩn

(×109

CFU/g)

Tỉ lệ

giống

(%

w/w)

Mật độ

vi

khuẩn

(×109

CFU/g)

Mức

1 1,5 0,821 25 1,206 5,5 0,859 55 1,830 0.5 1,830

Mức

2 2,0 1,760 27,5 2,732 6,0 1,596 60 2,792 0.75 2,792

Mức

3 2,5 3,717 30 3,791 6,5 3,779 65 3,793 1.0 3,793

Mức

4 3,0 3,794 32,5 2,660 7,0 2,491 70 2,469 1.25 2,469

Mức

5 3,5 2,795 35 1,603 7.5 2,428 75 1,589 1.5 1,589

Mức

6 4,0 1,740 37 1,010 8,0 2,296 80 1,101 2 1,101

18

3.2.2.2. Tối ưu hóa giá trị các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ vi khuẩn bằng

phương pháp RSM – CCD

Bảng 3.5. Kết quả thực hiện RSM – CCD để tối ƣu hóa mật độ Azotobacter trên

môi trƣờng bán rắn

Thí

nghiệm

Môi trƣờng cơ bản Mật độ vi khuẩn Azotobacter

(×109 CFU/g)

x1 x2 x3 x4 x5 Thực nghiệm Suy từ mô hình

1 2,0 27,5 6,5 60,00 1,25 0,662 0,715

2 3,0 27,5 6,5 60,00 0,75 0,122 0,127

3 2,0 32,5 6,5 60,00 0,75 0,115 0,120

4 3,0 32,5 6,5 60,00 1,25 0,931 0,915

5 2,0 27,5 7,5 60,00 0,75 2,827 2,880

6 3,0 27,5 7,5 60,00 1,25 0,803 0,780

7 2,0 32,5 7,5 60,00 1,25 2,779 2,798

8 3,0 32,5 7,5 60,00 0,75 0,694 0,695

9 2,0 27,5 6,5 70,00 0,75 0,816 0,803

10 3,0 27,5 6,5 70,00 1,25 0,914 0,925

11 2,0 32,5 6,5 70,00 1,25 0,261 0,277

12 3,0 32,5 6,5 70,00 0,75 0,200 0,204

13 2,0 27,5 7,5 70,00 1,25 1,836 1,899

14 3,0 27,5 7,5 70,00 0,75 3,525 3,589

15 2,0 32,5 7,5 70,00 0,75 1,034 1,098

16 3,0 32,5 7,5 70,00 1,25 0,515 0,531

17 1,5 30 7,0 65,00 1,00 1,489 1,513

18 3,5 30 7,0 65,00 1,00 0,655 0,705

19 2,5 25 7,0 65,00 1,00 2,627 2,679

20 2,5 35 7,0 65,00 1,00 0,480 0,515

21 2,5 30 6,0 65,00 1,00 0,496 0,480

22 2,5 30 8,0 65,00 1,00 2,806 2,810

23 2,5 30 7,0 55,00 1,00 2,097 2,160

24 2,5 30 7,0 75,00 1,00 1,040 1,111

25 2,5 30 7,0 65,00 0,50 0,511 0,532

26 2,5 30 7,0 65,00 1,50 1,953 1,987

27 2,5 30 7,0 65,00 1,00 3,736 3,720

28 2,5 30 7,0 65,00 1,00 3,779 3,721

29 2,5 30 7,0 65,00 1,00 3,721 3,721

30 2,5 30 7,0 65,00 1,00 3,727 3,721

31 2,5 30 7,0 65,00 1,00 3,798 3,721

32 2,5 30 7,0 65,00 1,00 3,716 3,721

19

Bằng phƣơng pháp RSM-CCD, chúng tôi đã tối ƣu tổng hợp đƣợc 5 giá trị yếu

tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến quá trình lên men bán rắn tạo chế phẩm

Biopolyter-Azotobacter. Các giá trị tối ƣu này (sucrose 2,9 ; nhiệt độ 31,50C;

pH là 6,44; độ ẩm là 61,04 ; tỉ lệ giống là 1,05 ) sẽ dùng để thiết kế kiểm

chứng bằng thực nghiệm.

3.2.3. Đánh giá kết quả tối ưu hoá

Để kiểm tra kết quả của mô hình, tiến hành thí nghiệm với các giá trị tối ƣu dự

đoán để thu sinh khối cực đại. Kết quả của trung bình 3 lần lặp lại, có kết hợp

xử lý thống kê, mật độ vi khuẩn nhận đƣợc từ kết quả thực nghiệm là 3,987 ×

109 CFU/g, mật độ vi khuẩn thu đƣợc theo dự đoán của mô hình là 4,12 × 10

9

CFU/g. Kết quả thực nghiệm tƣơng thích 96,77% so với kết quả tối ƣu hóa của

mô hình. Sự tƣơng quan chặt chẽ giữa hai kết quả tính toán giúp khẳng định

tính chính xác của mô hình và sự tồn tại của các giá trị tối ƣu.

3.3. Kết quả đánh giá chất lượng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter sau khi

hình thành

3.3.1. Các khảo sát đại thể, vi thể và mật độ Azotobacter của chế phẩm ở

giai đoạn ban đầu

20

3.3.2. Một số tính chất cơ bản của chế phẩm Biopolyter-Azotobacter

3.3.2.1. Khả năng hấp thụ và giải hấp nước

3.3.2.2. Khả năng hấp thụ và giải hấp NO3-, PO4

3-, K

+

21

Các khảo sát một số tính chất hoá lý của chế phẩm Biopolyter-Azotobacter chỉ

ra sau quá trình lên men tạo chế phẩm, chế phẩm vẫn giữ đƣợc các đặc tính ban

đầu của hạt polyter, chế phẩm tạo thành vẫn giữ đƣợc các tính chất của chất giữ

ẩm dùng trong nông nghiệp, ngoài ra mật độ A3 (Azotobacter vinelandii ATCC

12837) đạt 3,98 x 109 CFU/g.

3.4. Khảo sát đánh giá hiệu quả sử dụng và ảnh hưởng của chế phẩm

Biopolyter-Azotobacter đến cây dâu tây

3.4.1. Ảnh hưởng của chế phẩm đến cây dây tây

3.4.1.1. Theo dõi tình hình sinh trưởng, năng suất cây dâu tây

Bảng 3.6. So sánh chỉ số sinh trƣởng, năng suất của dâu tây giữa nghiệm

thức sử dụng và không sử dụng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong

canh tác tại Đà Lạt, thời gian 1/2015 – 6/2015

Chỉ tiêu Sử dụng BioPA Không sử dụng

BioPA Prob.

Số lá 32,9a 30,4

b ***

ĐK tán (cm) 21,3a 20,5

b *

ĐK thân (cm) 2,3 2,2 ns

Chiều cao (cm) 31,6a 30,5

b *

Ra hoa NST (ngày) 83,9a 95,9

b ***

Tỉ lệ đậu ( ) 91,8 91,1 ns

Năng suất (kg/m2) 2,44

a 2,20

b ***

22

Bảng 3.7 So sánh chỉ số sinh trƣởng, năng suất của dâu tây sử dụng và

không sử dụng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong canh tác tại Đà Lạt,

thời gian 7/2015 – 12/2015

Chỉ tiêu Sử dụng BioPA Không sử dụng

BioPA Prob.

Số lá 26,3a 25,5

b *

ĐK tán (cm) 26,4 25,5 ns

ĐK thân (cm) 2,06 2,01 ns

Chiều cao (cm) 26,3a 25,5

b *

Ra hoa NST (ngày) 90,9a 98,0

b ***

Tỉ lệ đậu (%) 93,0 92,2 ns

Năng suất (kg/m2) 3,16

a 2,70

b ***

3.4.1.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm (trái dâu tươi) của thí nghiệm

Bảng 3.8. Độ Brix của trái dâu tây đo tại vƣờn

Chỉ tiêu Sử dụng BioPA Không sử dụngBioPA Prob.

1. Vụ 1/2015 – 6/2015

Độ Brix 7,1a 6,9

b **

2. Vụ tháng 7/2015 – 12/2015

Độ Brix 7,4a 7,1

b ***

Ghi chú bảng 3.6 và 3.7:

ĐK: Đường kính; NST: ngày sau trồng

*, ** và ***: Trong cùng hàng, có giá trị trung bình có cùng chữ cái không

khác biệt có ý nghĩa tương ứng với P = 0,05, P= 0,01 và P = 0,001.

ns: các khác biệt không có ý nghĩa thống kê

Việc bƣớc đầu sử dụng bổ sung Biopolyter-Azotobacter trong canh tác dâu tây

trên giá thể ghi nhận cây dâu tây sinh trƣởng, phát triển tốt, cây ra hoa sớm hơn

8 – 9 ngày, mặc dù tỉ lệ đậu trái không khác biệt ở hai nghiệm thức nhƣng năng

suất ở nghiệm thức sử dụng Biopolyter-Azotobacter cao hơn 11 – 17 % nghiệm

thức không sử dụng Biopolyter-Azotobacter và cao hơn các công bố cùng điều

kiện (ở Việt Nam) giai đoạn gần đây.

23

Bảng 3.9. Kết quả phân tích mẫu dâu tƣơi vụ tháng 1- 6/2015

Chỉ tiêu

phân tích Đơn vị Sử dụng BioPA

Không sử dụng

BioPA

Giới hạn

cho phép

Nitrate mg/kg tƣơi 28 41

Chất khô hoà tan /kg tƣơi 7,78 6,68

Đƣờng tổng /kg tƣơi 6,7 5,6

Vitamin C mg/100g tƣơi 49,1 33,7

Dư lượng thuốc BVTV

Chlorpyrifos mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) KPH (LOD=0,005) 0,3

Permethrin mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,009) KPH (LOD=0,009) 1

Cypermethrin mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,004) KPH (LOD=0,004) 0,07

Metalaxyl mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) KPH (LOD=0,005) 0,2

Difenoconazole mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) 2.2

Chlorfenapyr mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) 0.05

Bảng 3.10. Kết quả mẫu phân tích dâu tƣơi vụ tháng 7-12/2015

Chỉ tiêu

phân tích Đơn vị Sử dụng BioPA

Không sử dụng

BioPA

Giới hạn

cho phép

Nitrate mg/kg tƣơi 19 40

Chất khô hoà tan /kg tƣơi 8.47 7.47

Đƣờng tổng /kg tƣơi 7.3 6.8

Vitamin C mg/100gtƣơi 36.7 31.8

Dư lượng thuốc BVTV

Chlorpyrifos mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) KPH (LOD=0,005) 0,3

Permethrin mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,009) KPH (LOD=0,009) 1

Cypermethrin mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,004) KPH (LOD=0,004) 0,07

Metalaxyl mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) KPH (LOD=0,005) 0,2

Difenoconazole mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) KPH (LOD=0,005)

Chlorfenapyr mg/kg tƣơi KPH (LOD=0,005) KPH (LOD=0,005)

Từ các kết qủa phân tích và đo đạc đƣợc gửi mẫu đánh giá khách quan bởi Viện

nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt, nhận thấy ở cả hai vụ, kết quả phân tích các chỉ

tiêu về kim loại nặng (As, Cd, Pb), vi sinh vật gây hại (E.Coli và Coliforms),

nitrat ở cả hai mẫu là tƣơng đƣơng nhƣng hàm lƣợng chất khô hoà tan, đƣờng

tổng, vitamin C, độ Brix của nghiệm thức sử dụng Biopolyter-Azotobacter đều

24

tăng so với nghiệm thức không sử dụng, về dƣ lƣợng thuốc bảo vệ thực vật chỉ

phát hiện hàm lƣợng nhỏ ở mẫu không sử dụng Biopolyter-Azotobacter (vụ 1),

từ đó chúng tôi khẳng định chất lƣợng trái dâu tƣơi đƣợc tăng lên khi bổ sung

Biopolyter-Azotobacter trong giá thể canh tác. Với mục tiêu chính của luận án

là nghiên cứu chế phẩm BioPA tạo thành, qua mô hình ứng dụng trên cây dây

tây, chúng tôi khảo sát chế phẩm trong quá trình thực tế sử dụng, kết quả thể

hiện tại mục 3.4.2.

3.4.2. Kết quả nghiên cứu chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong quá trình

trồng dâu tây

Bảng 3.11. Mật độ vi khuẩn Azotobacter chế phẩm trong 6 tháng ứng

dụng trên cây dâu tây

Thời gian

theo dõi

(tuần)

Mật độ Azotobacter

(109 CFU/g)

Thời gian

theo dõi

(tuần)

Mật độ Azotobacter

(109 CFU/g)

2 3,92 14 3,48

4 3,90 16 3,50

6 3,90 18 3,50

8 3,74 20 3,46

10 3,62 22 3,27

12 3,55 24 3,20

Bảng 3.12. Kết quả theo dõi độ ẩm giá thể trồng nghiệm thức sử dụng BioPA

và không sử dụng BioPA

25

Thời gian theo dõi

(tuần)

Độ ẩm tƣơng ứng ( ) Prob.

Sử dụng BioPA Không sử dụng BioPA

2 67a

59b

***

4 72a

62b

***

6 72a

62b

***

8 71a

64b

***

10 70a

59b

***

12 70a

63b

***

14 71a

68b

***

16 70a

67b

***

18 68a

61b

***

20 66a

60b

***

22 72a

62b

***

24 67a

63b

***

***: Trong cùng hàng, có giá trị trung bình có cùng chữ cái không khác biệt có

ý nghĩa tương ứng với P = 0,001.

3.5. Kết quả nghiên cứu ổn định chất lượng chế phẩm

3.5.1. Một số tính chất điển hình của chế phẩm theo thời gian bảo quản

của phép thử dài hạn

Bảng 3.13. Mật độ Azotobacter trong quá trình bảo quản chế phẩm (109 CFU/g)

Thời gian

theo dõi

(tháng)

Chế độ

phòng

Chế độ

mát Thời gian

theo dõi

(tháng)

Chế độ

phòng

Chế độ

mát

(28-320C) (15-20

0C) (28-32

0C) (15-20

0C)

Ban đầu 3,99 3,99

1 3,9 3,98 10 0,76 1,78

2 3,76 3,92 11 0,52 1,55

3 3,5 3,68 12 0,34 1,3

4 3,02 3,27 13 0,32 1,31

5 2,28 3,09 14 0,32 1,29

6 1,95 2,8 15 0,3 1,28

7 1,57 2,51 16 0,12 0,95

8 1,18 2,15 17 0,05 0,72

9 0,94 1,97 18 0,02 0,21

26

Bảng 3.14. Ẩm độ chế phẩm BioP-A trong 18 tháng bảo quản ( )

Thời gian

theo dõi

(tháng)

Chế độ

phòng

Chế độ

mát Thời gian

theo dõi

(tháng)

Chế độ

phòng

Chế độ

mát

(28-320C) (15-20

0C) (28-32

0C) (15-20

0C)

1 10,58 10,55 10 10,82 10,7

2 10,6 10,6 11 10,89 10,75

3 10,65 10,64 12 10,85 10,75

4 10.59 10,6 13 11,21 11,05

5 10,6 10,6 14 11,36 11,12

6 10,68 10,65 15 11,4 11,21

7 10,75 10,68 16 11,55 11,42

8 10,8 10,7 17 11,94 11,67

9 10,78 10,7 18 12,67 11,93

Khảo sát một số tính chất cơ bản của chế phẩm sau 18 tháng bảo quản về khả

năng trƣơng nƣớc, khả năng li giải nƣớc, khả năng hấp thụ và giải hấp các yếu

tố NO3, PO4

3-, K

+ không phát hiện sai khác. Hàm lƣợng nitơ tổng số của chế

phẩm đƣợc tái khảo sát sau 15 tháng bảo quản ở 15-200C là 7,25 mg/ 100 ml,

hàm lƣợng IAA là 70,10 µg/ml tƣơng đƣơng với kết quả thu đƣợc khi khảo sát

chế phẩm mới tạo thành là 7,2-7,5 mg nitơ/ 100ml và 70-78,2 µg IAA/ml dịch

nuôi cấy

3.5.2. Đánh giá chung về hạn sử dụng chế phẩm

27

Chế phẩm Biopolyter-Azotobacter tạo thành ban đầu với kích thước hạt có

đường kính dao động từ 2-3 mm, mật độ vi khuẩn trung bình là 3,97 x 109

CFU/g, bước đầu ứng dụng trên cây dâu tây với mục đích thăm dò nghiên cứu

chế phẩm khi sử dụng trong thực tế đồng thời theo dõi ảnh hưởng của việc sử

dụng chế phẩm với sinh trưởng, năng suất và chất lượng trái dâu. Kết quả chỉ

ra khi ứng dụng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong thực tế trồng dâu trên

giá thể, mật độ vi khuẩn Azotobacter tuy có giảm dần nhưng vẫn duy trì trong

khoảng 3,20 – 3,92 × 109 CFU/g trong suốt 6 tháng theo dõi; sinh trưởng, năng

suất và chất lượng trái dâu được tăng lên khi sử dụng chế phẩm.

Nghiên cứu ổn định chất lượng chế phẩm được tiến hành thực hiện trong 18

tháng ở cả 2 chế độ bảo quản nhiệt độ phòng (28-320C) và nhiệt độ mát (15-

200C. Thông qua kết quả theo dõi, nhận định bước đầu chế phẩm tạo thành có

chất lượng phù hợp với tiêu chuẩn đối với phân bón vi sinh trong 15 tháng sau

khi tạo thành thể hiện qua các chỉ tiêu theo dõi: số lượng vi khuẩn hai điều kiện

duy trì ở mức 0,30 – 1,28 × 109 CFU/g, hàm lượng nitơ tổng số sinh ra của chế

phẩm đạt 7,25 mg/ 100 ml, hàm lượng IAA: 70,10 µg/ml, độ ẩm chế phẩm

11,21 – 11,40 %. Mặt khác, các tính chất cơ bản của chế phẩm đảm bảo vai trò

là chất giữ ẩm nông nghiệp vẫn ổn định sau thời gian bảo quản.

28

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Kết luận

1. Bƣớc đầu thành công trong tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter bằng

phƣơng pháp lên men bán rắn chủng Azotobacter vinelandii ATCC 12837 trên

giá thể hạt polyter. Chế phẩm Biopolyter-Azotobacter có dạng hạt, đƣờng kính

dao động từ 2-3 mm. Bằng phƣơng pháp RSM-CCD, tối ƣu tổng hợp đƣợc 5

giá trị yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến quá trình lên men bán rắn tạo chế

phẩm Biopolyter-Azotobacter là sucrose 2,9 ; nhiệt độ 31,50C; pH là 6,44; độ

ẩm là 61,04 ; tỉ lệ giống là 1,05 . Mật độ vi khuẩn nhận đƣợc từ kết quả thực

nghiệm là 3,987 × 109 CFU/g, tƣơng thích 97 so với mô hình tối ƣu hoá. Sự

tƣơng quan chặt chẽ giữa hai kết quả tính toán giúp khẳng định tính chính xác

của mô hình và sự tồn tại của các giá trị tối ƣu.

2. Nghiên cứu chế phẩm trong quá trình thực tế ứng dụng trên cây dâu tây, mật

độ vi khuẩn Azotobacter trong chế phẩm duy trì ở mức 3,20 – 3,92 × 109 CFU/g

trong suốt 6 tháng theo dõi. Cây dâu tây sinh trƣởng, phát triển tốt, ra hoa sớm

hơn 8 – 9 ngày, năng suất cao 11 – 17 , độ Brix của trái tăng 3 – 4 , chất

lƣợng trái dâu tƣơi đƣợc tăng lên khi bổ sung Biopolyter-Azotobacter trong giá

thể thể hiện qua các chỉ tiêu chất khô hoà tan, đƣờng tổng và vitamin C.

3. Các khảo sát về đại thể, vi thể, tính chất cơ bản và mật số Azotobacter cố

định trong chế phẩm Biopolyter-Azotobacter cho thấy: chế phẩm tạo thành vẫn

giữ đƣợc các tính chất cơ bản của polyter – một chất giữ ẩm trong nông nghiệp,

và đáp ứng các tiêu chuẩn về phân bón vi sinh vật trong 15 tháng bảo quản ở

điều kiện nhiệt độ phòng (28-320C) và nhiệt độ mát (15-20

0C) thể hiện qua các

chỉ tiêu theo dõi: số lƣợng vi khuẩn hai điều kiện duy trì ở mức 0,30 – 1,28 ×

109 CFU/g, hàm lƣợng nitơ tổng số sinh ra của chế phẩm đạt 7,25 mg/ 100 ml,

hàm lƣợng IAA: 70,10 µg/ml, độ ẩm chế phẩm 11,21 – 11,40%.

Đề nghị:

1. Thực hiện các nghiên cứu, đánh giá chi tiết ứng dụng chế phẩm Biopolyter-

Azotobacter trên cây dâu tây nhằm hoàn thiện quy trình canh tác cụ thể có bổ

sung chế phẩm.

2. Thực hiện các nghiên cứu cố định vi sinh vật hữu ích trên giá thể chất giữ ẩm

trong nông nghiệp tạo ra dòng sản phẩm mới đa chức năng trong canh tác nông

nghiệp.