Bước đầu nghiên cứu xử lý rơm rạ bằng trichoderma SPP làm thức ăn nuôi trùn quế

ÀNH PH

------

------

TR

ÊN C
B

TRICHODERMA SPP

LÀM TH

ÙN QU

Chuyên ngành: CÔNG NGH
Mã s

42 80

LU

TP.

, tháng


CƠNG TRÌNH

ÀN THÀNH T
–
-HCM

Cán b

ÀNG D

Cán b

PGS.TS NGUY

Cán b

Cán b

Lu

Thành ph

H

1. PGS.TS NGUY
2.
3. PGS.TS NGUY
4. TS HU
5. TS PHAN NG
Xác nh
ngành sau khi lu
CH

ÒA
ên

ã


. HCM
–

–
---oOo---

----------

:

Phái: Nam

Ngày, tháng

:

Chuyên ngành:
I.

MSHV: 11310633
:“

U NGHIÊN C U X

LÝ R

TRICHODERMA SPP LÀM TH
II.

B NG

”
:

-

Phân l p các ch ng Trichoderma có kh

nhân sinh kh i b

i cellulose và lignin cao và

bán r n.

-

u ki n nuôi c

n sinh t ng h p enzyme cellulase,

lignin peroxidase và manganese peroxidase.
-

nh các thành ph n ch y

-

nh y u t

.
ng lignin khi x lý r

b ng dung d ch

ki m.
-

nh các y u t th

trình phân h
-

m, và t l ch ph m VSV

n quá

.

Th nghi m ph i tr

III.

sau x lý v i phân bị t

:

ni trùn qu .

tháng

IV.

: tháng

V.

: TS.

G

PGS.TS.
Tp.
1

TS.

, ngày 24 tháng 12
2

PGS.TS.


N

cs

ã

cH

ng chuyên ngành thông qua

NG KHOA
(H tên và ch ký)


L

ên, con thành kính

ình ã

ày hơm nay.
.
tình h

à truy

à hồn thành

lu
.
c

ãt

àt
ình th

ình h

ày.

Xin chân thành c
- Ban giám hi
t

ịng

th

ãt
ên c

- Các th

ãd

,

.
M

òng tri ân c

Trân tr


,

s
àm ch

các h

à nơng, làm th

ùng s

hàng hóa d
,
.

,

Trichoderma

, có

(Perionyx excavatus).

.

Trichoderma spp

30

65%,

,

5% và

11.4%

3.67%

.
: 80%
(

),

: 20%
154.55% và

60g sau 30 ngày nuôi.


ABSTRACT
In Vietnam, rice straw after each harvest is used for many purposes: using for
livestock bedding, cultivating straw mushroom, using as fuel for farmer, feeding cattle ,
applying electric production, padding fragile goods , transporting fruit or burning directly
on field ... However, the treatment of rice straw, in fact, doesn’t get much efficiency and

is causing environmental pollution and affecting human health. To overcome these, we
used the molds were Trichoderma strains which were isolated from plant soil and
degrading agricultural wastes with high capability of cellulose and lignin degradation to
reduce the degradation time. Then, we used degraded rice straw as a food source of
earthworm (Perionyx excavatus). Our purposes were to improve environmental problems
and contribute to get economic efficiency for farmers in agricultural production with
closed cycle.
Through the criterial evaluation of cellulose and lignin contents showed
Trichoderma spp were the most effective degradation after 30 days cultivation , with the
initial strain rate of 5 % and 65 % humidity, the correlatively contents of cellulose and
lignin decreased 11.4 % and 3.67 % from initial materials .
Research results also showed that in the food ratio: 80 % cow dung : 20 % rice
straw (through composting), earthworm biomass increased the highest rate with growth
rate is 154.55 % and the earthworm weight increased 60g after 30 days cultivation.


B

à ligninase

CMC và lignin ............................................................................................................... 45
B
khu

................................................................................ 46

B
Trichoderma .................................................................................................................. 50
B
Trichoderma .................................................................................................................. 51

B
ch

Trichoderma ....................................................................................................... 51
4.6:

Trichoderma ............ 53

4.7:

Trichoderma54

4.8:
Trichoderma .................................................................................................................. 54
4.9:

Trichoderma ........... 55

4.10:

Trichoderma58

4.11:
Trichoderma .................................................................................................................. 57
4.12:

ch

Trichoderma ....... 58

4.13:
Trichoderma .................................................................................................................. 59
B
Trichoderma .................................................................................................................. 60
B

ành ph

............................................. 62

B

................... 63

B

........ 63

B

à lignin ................... 64


B

à lignin .......................... 66

B

à lignin .... 67

B
B

ành ph

ày .................. 68
ùn qu .......................................................................... 69


Hình 2.1:

...................................................................................... 5

Hình 2.2 : Quá trình phân gi
Hình 2.3: C

.................................... 6
.......................................................................... 10

Hình 2.4: Các

.......................................................... 11

Hình 2.5: Liên k

........................................................... 12

Hình 2.6:

Trichoderma sp sau 3 ngày ni c

PGA. ............................................................................................................................. 17
Hình 2.7: Trùn qu

Perionyx excavates) ....................................................................... 20

Hình 4.1: Hình quan sát

à vi th

Trichoderma T5 (Hypocrea koningii) ...... 47

Hình 4.2: Hình quan sát

à vi th

Trichoderma T10 (Trichoderma harzianum)48

Hình 4.3: Hình quan sát

à vi th

Trichoderma T11(Hypocrea jecorina) ..... 49

Hình 4.4. Bi

c

Trichoderma .................................................................................................................. 50

Hình 4.5: Bi
ch

Trichoderma ....................................................................................................... 51

Hình 4.6: Bi
ba ch

Trichoderma ................................................................................................... 52

Hình 4.7: Bi

Trichoderma 53

Hình 4.8: Bi
Trichoderma .................................................................................................................. 54
Hình 4.9: Bi
Trichoderma .................................................................................................................. 55
Hình 4.10: Bi

Trichoderma56

Hình 4.11: Bi
Trichoderma .................................................................................................................. 57
Hình 4.12: Bi
Trichoderma .................................................................................................................. 58


Hình 4.13. Bi

Trichoderma59

Hình 4.14. Bi

se c

Trichoderma .................................................................................................................. 60
Hình 4.15. Bi
Trichoderma .................................................................................................................. 61
Hình 4.16: S
Hình 4.17: S
Hình 4.18: Bi

................... 63
gian x

......... 64
à

lignin ............................................................................................................................. 65
Hình 4.19:

à lignin .......................... 66

Hình 4.20:

cellulose và lignin.......... 67

Hình 4.21: Thành ph

.......................................................... 69

Hình 4.22: Bi

........................................................ 70

Hình 4.23: Bi

ùn qu ......................................... 70


CBD:

Carbonhydrate

CMC:

Cacboxyl metyl Cellulose

DNS:

Axit 3,5 – dinitrosalicylic

H. jecorina:

Hypocrea jecorina

H. koningii:

Hypocrea koningii

HSST:

H

Lac:

Laccase

LiP:

Lignin peroxidase

MnP:

Manganese peroxidase

MT:
NT:
P. excavates:

Perionyx excavates

PGA:

Potatoes Glucose Agar

T. hazianum:

Trichoderma harzianum

T. reesei:

Trichoderma reesei

T. viride:

Trichoderma viride

VSV:


PH

.....................................................................................................................1

PH

ÀI LI

............................................................................................1

2.1 T

.................................................................................................3

2.2 T

À LIGNIN ................................................................4

2.2.1 T

..............................................................................................4

2.2.2 T

..................................................................................................... 10

2.3
2.3.1 Ngu
2.3.2 V

TRICHODERMA .............................................................................. 16
................................................................................................................ 16
n lo

.................................................................................................... 16

ình thái ................................................................................................... 17
........................................................................ 18
2.4

...................................................................................... 20

2.4.1 Trùn qu .................................................................................................................. 20
ùn qu .................................................................................. 20
ùn qu .................................................................................... 21
2.4.4

.................................................................................................... 22

2.4.5 Quy trình ch

ng ............................................................................... 22

2.4.6 Khai thác – ch
2.4.7 Bi

................................................................................................. 25

òng và tr

......................................................................... 26

PH

..................................................... 28

3.1

: ..................................................................................................................... 28

3.2

.................................................................................... 31

3.2.

........................................................................................... 31
ý ................................................................................................. 33

3.2.3

.............................................................................................. 34
............................................................................. 42
........................................................................................ 44

PH
4.1. PHÂN L
GI
4.2 TUY

À BI

..................................................................................... 45

TRICHODERMA CĨ KH
À LININ............................................................................................. 45
TRICHODERMA CĨ KH
ÊN MEN BÁN R
ÌNH THÁI 3 CH

TRICHODERMA

................. 46
....... 47


4.4
T

PEROXIDASE C

ÌNH
SE
TRICHODERMA ............................................................... 49

4.4.1

.......................................................................................... 49

4.4.2

................................................................................................... 53

4.4.3

.............................................................................................. 55

4.4.4

........................................................................................... 58

4.5 M

ÀNH PH

.................................. 62

4.6 KH
KI

.................................................................................................................................... 62
4.6.1 S

....................................................... 62

4.6.2 S

............................................................. 63

4.7 THI
ÌNH X
TRICHODERMA CHO S
4.7.1

ên s

4.7.2
4.7.3

ÙN QU

à lignin ................................... 64

ên s
ch

P. EXCAVATUS) .............. 64

à lignin ....................................... 65
ên s

à lignin .................. 67

4.7.4 Thành ph
à sau khi x
Trichoderma ...................................................................................................................... 68
4.8 NUÔI TRÙN QU (P. EXCAVATES) B
CH
TRICHODERMA VÀ B
PH
5.1 K

ÒT

Ã
................................................ 69

........................................................................................ 72
.................................................................................................................... 72
....................................................................................................................... 73


PH N 1:
M

U


Trang 1

PH
Vi

1: M

àm

ên thu

nông nghi

ên c
ã và

ti

ành t

vào s

ên

à ch

nghi

à xu
ìs

ì

ph
Trong các lo
d

ìr

àd

ph

ài chúng tơi l

ài t

ên nh

ên trong
ành các

thí nghi
Theo Vi
th

ình hàng n

gieo tr

ên di

7,44 tri

ùng tr

ơng C
di

à

à 3,87 tri

b

1 tri

trung bình m t t

2t

ìv

[]
Thói quen c

à sau khi g
ào mùa khơ và vào
ênh, r

ùng cho che ph
khơng nh

ìs
ìh

. Ch
c

K

à cịn lãng phí m
,c

s

à gây ơ nhi
.

à


Trang 2

Trùn qu

Perionyx excavatus
às

ã

ò làm th

ày làm h

r
c

ã

àm ngu

ch

ên các lo
à là y

d

õi b

ùn. N

quy

à con nông dân, v

v

ùn.
Trichoderma spp có kh

s

cellulase và các lo
cao trong vi

àm th

Vì v

àc

ùn qu

và hi

ngu

ài

ph

ên c

spp làm th

ùn qu

nghiên c

à nh

mà ph

nông nghi
Trong ph

ài này, chúng tôi c

1. Phân l
cao và nhân sinh kh

Trichoderma có kh

cellulose và lignin

b

2. Xác

i

e

cellulase, lignin peroxidase và manganese peroxidase.
3

ành ph

4.
dung d

.
5.

àt
ình phân h

6. Th

.
phân bị t

ùn qu .


PH N 2:
T NG QUAN TÀI LI U


Trang 3

PH N 2: T NG QUAN TÀI LI U
2.1 T
Cây lúa ln gi

à kinh t
ịn gánh kh

ình
à hai v

l

ãt

ra m

à tr

s

à hai trong

à có nhi

2008).
Theo H
g

ành ph

à nh

llulose (34% – 38%), hemicellulose (32% – 40%), lignin (12%), tro (14% –
ày
à ngu

ên li

thích h

ngu

trong cơng ngh

ì trong r
à gi

phí vào phân bón. Bón phân h

à ch
ị

s

ào d
ùng s

ịn
cho các h
li

ms

à nơng, ch
àm bê tơng siêu nh

ùng

àm ch

ùng làm v

ùng s

àng

hóa d
Ph
Vi

ày l

àm phân bón cho mùa v


Trang 4

kh

4

m
tr

Theo Vi
ho

ên th

t

ên d gây ô nhi
)

2.2 T

À LIGNIN

2.2.1 T ng quan v cellulose:
2.2.1.1 Khái ni m:
Cellulose là polysaccharide ch
chi

ên 90%, còn trong g

nh

à th

ành t

ào th

– 50% [20]. Cellulose là m
ên. Các nghiên c
àng t

c

ào th

à vi sinh v

[46].
2.2.1.2 C u t o:
Cellulose là m
v

– D glucose. Các g

ên k

– D – 1,4 – glocoside. M

nhi

–

polymer hóa c

ình là 3000 g

ùy theo t

mà các phân t
2500000. Nh
s

ta bi
ày liên k

ành nh

à các microfibrin có c
à nh

hình)
D
khó b
ph

ình r

e. D
àng cao thì g
ình

àng ch
[12]


Trang 5

Hình 2.1 C u trúc c a cellulose
(Ngu n: University of Minnesota, 1998)
2.2.1.3 Tính ch t:
Cellulose là m

ên khá b

à ch

ên do h

ki

hân gi

ình

– 500C nh

à cellulase.[10]

2.2.1.4 H th ng enzym cellulase
Phân tích sinh hóa c

àt

cho nh
lo

ã

ày. H
ên

enzy

37], [41], [39]:

Endoglucanase ho

phân c

–

– D – glucan – 4 – glucanohydrolase (EC 3.2.1.4),

ình bên trong phân t

oligosaccharide.
Exoglucanase, bao g

–

– D – glucan – 4 – glucanohydrolase

(cellodextrinase) (EC 3.2.1.74) và 1,4 –

– D – glucan cellobiohydrolase

(cellobiohydrolase) (EC 3.2.1.91). Exoglucanase phân c
c
tínhng ch

ho
ên vùng cellulose tinh th


Trang 6

- glucosidase ho

- glucoside glucohydrolase (EC3.2.1.21). Th

cellodextrin hòa tan và cellobiose thành glucose. Cellulase là m
bao g

ên k

à th

v
à ti

trúc c

ó trong c

ành 54 h

g

ùng xúc tác vào cellulose tinh th

g

ùng

cellulose tinh th

v

kh

chu

c

ùng cellulose tinh th

41]. M

g

ình [37]. Mơ hình th
Reese và các c

ị làm “tróc” nh
41].

H
Vi sinh v

ho

ng ph

ã thích

cellulose c

ose và lignin trong t

ên [41].

Cellulase t

hau v

ịa tan và thành ph
– 5 và nhi
[44].

Hình 2.2 : Quá trình phân gi i cellulose c a h enzyme cellulase
(Ngu

Bayer E.A, Chanzy H., Lamed R., Shoham Y.1998)

à 40 – 50°C


Trang 7

2.2.1.5 Các ch ng sinh v t sinh cellulase
a. N
Nhi

h

ài vi sinh v

có kh

43]. Các sinh v

hi

à n

cellulase ngo
m

ào trong d

ào. H

ù th

ài n

cho s

ên b
s

ài n

ên th

kh

Chytridomycete k

ùng ru

cellulose c

ìm th

V

ài n m k

41].

ài n

ài lồi thu

th

Mucor cho

ành n

à

Deuteromycete, m
n

ên

c

à g

Chaetomium và Helotium (Ascomycete); Coriolus, Phanerochaete, Poria, Schizophyllum
và Serpula (Basidiomycete); và Aspergillus, Cladosporium, Fusarium, Geotrichum,
Myrothecium, Paecilomyces, Penicillium và Trichoderma (Deuteromycete) [41].
N

ng Trichoderma và Aspergillus là hai loài s

l

ã có nhi

s

ùng trong cơng nghi

Trichoderma

– ß – glucanase và exo – ß –

th

- glucosidase, t

Aspergillus s

glucanase và ß Ph
nhiên c

–ß–
- ß - glucanase [43].

Trichoderma reesei có th
c

àn tồn cellulose t

ành glucose. S

c

ào thành ph
48].
Ch

Aspergillus fumigatus cho th

ngu
có ho

ên gel polyacrylamide. Ho

Cellulase t

Trang 8

t

à pH 2, cho th

à acid

[36].
b. Vi khu
Trong s

ài vi khu

Actinomycetales hi

ìm th

à Clostridiales k

m sinh lí, vi khu

th

41]:
o Vi khu

Clostridium, Ruminococcus, và Caldicellulosiruptor)

o Vi khu

Cellulomonas và Thermobifida)

o Vi khu

y hi

Cytophaga và Sporocytophaga)
ài loài trong nh

cellulose. Các vi khu

ên có ho

ày khác nhau trong vi

mu

ên. Vi

cellulose là h

ìg

th

h

h

ình t

Clostridium acetobutylicum [47].

Các nhóm vi khu

à hi

cellulose. H
ph

Clostridium thermocellum [47].
M

ù, các vi khu

vi khu

ùy ý phân b

ãi, gi

Cellulomonas là gi

ùy ý duy nh

cellulose hi

ìm th

Bacillus, Micromonospora và

Thermobifida [41].
G

Bacillus subtilis

vài lo
endocellulase CelDR b

à ho
vi khu

dùng trong cơng nghi

ì kh

ịn

ày cho th
43].

Ch
d

ày v

Brevibacillus sp. JXL có kh
lo

th

an, cellobiose, glucose và


Trang 9

xylose. Enzyme c

Brevibacillus sp. JXL có kh

50% sau khi x
c. X

[3][16]

Kh

ã

Ngay t

ã phân l

ên c

ài Micromonospora có kh

th

ên c

lồi Streptomyces. Sietsma và c

ên c

Streptomyces sp. 0143 và nh
5.9 và nhi

ên CMC, thích h

à 37º.

Olovina và c

ã tuy
0

Streptomyces diastaticus t

C,t

Fergus (1969) nh

và hemicellulase.
T. curvata t
x

x

cịn th

khi ni trên
Streptomyces

rectes, Streptomyces termovulgaris.
Nhìn chung ã có khá nhi

ên c

Streptomyces

lồi, nghiên c

àc

1984; Goodfellow, 1971; Jones, 1975 và Willian, 1983)
ình nghiên c
Nguy

ình Quy

khu

àc

, nh

Ph

àc
Streptomyces,

gi

ã phân l
ày có kh

à avicel.

ã phân l
có ch

Streptomyces L3 có ho

à avicel m
V

ình và c

khu
cacbon là CMC, avicel, bơng và gi .

ã phân l

c
ên các ngu