TIỂU LUẬN MÔN Cơ Sở Công Nghệ Hóa Sinh Tên đề tài: Ứng dụng vi khuẩn Bacillus megaterium trong sản xuất phân bón vi sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MƠI TRƯỜNG
_____»»««_____

TIỂU LUẬN MƠN
Cơ Sở Cơng Nghệ Hóa Sinh
Tên đề tài: Ứng dụng vi khuẩn Bacillus megaterium trong sản xuất phân bón
vi sinh
Giáo viên: TS Ngơ Vân Anh
PGS.TS Nguyễn Thị Hà
Sinh viên tham gia:
Bùi Đức Sơn (MSV: 18001429)
Nguyễn Đức Việt (MSV: 18001450)
Vũ Quang Quyết(MSV:18001426)
Bùi Văn Phước(MSV:18001420)
Nguyễn Minh Quân(MSV:18001424)
Lớp: K63 - CNKT Môi trường
Khoa: Môi Trường


Mục Lục
Lời Mở Đầu ............................................................................................................... 1
Phần 1 : Giới thiệu chung về phân bón .................................................................. 2
1. Các khái niệm về phân bón ................................................................................. 2
1.1. Phân bón vi sinh là gì? ..................................................................................... 2
1.2. Phân hữu cơ là gì ? ........................................................................................... 2
1.3. Phân hữu cơ vi sinh là gì ? ............................................................................... 2
2. Tình hình sử dụng phân bón ở nước ta ............................................................... 3
3. Phân biệt 2 loại phân vi sinh ............................................................................... 3
4. Quy trình sản xuất phân vi sinh .......................................................................... 4

5. Ưu điểm và nhược điểm ...................................................................................... 5
5.1. Ưu điểm của phân bón vi sinh: ...................................................................... 5
5.2. Nhược điểm của phân bón vi sinh ................................................................... 6
6. Các chủng VSV dùng để sản xuất phân vi sinh: ................................................. 6
Phần 2 : Tổng quan về Bacillus Megaterium ........................................................ 7
2.1. Giới thiệu về Baciiillus Megaterium................................................................ 7
2.2. Tính chất và ứng dụng của Bacillus Megaterium ............................................ 7
Phần 3 : Các Ứng dụng của Bacillus Megaterium trong q trình sản xuất
phân bón .................................................................................................................... 9
3.1. Sản xuất phân bón rễ chứa lân (P2O5) ............................................................ 9
3.1.1 : Nguồn nguyên liệu: ...................................................................................... 9
3.1.2. Vi sinh vật tham gia ...................................................................................... 9
3.1.3. Cơng nghệ xử lý ............................................................................................ 9
3.2. Quy trình sản xuất chế phẩm ......................................................................... 10
Kết Luận.................................................................................................................. 14
Tài liệu tham khảo.................................................................................................. 15


Lời Mở Đầu
Sản xuất nông nghiệp ngày nay dần trở thành tiêu điểm quan tâm không
những trên phạm vi quốc gia,mà cịn là vấn đề của tồn cầu. Cùng với sự phát triển
của thế giới,chất lượng của thực phẩm ngày càng được đề cao. Việc nghiên cứu ra
các loại phân bón phù hợp với cây trồng và thân thiện với môi trường đang là thách
thức không nhỏ đối với các nhà khoa học. Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất phân
bón đang là những bước tiến trong nền nơng nghiệp hiện đại và thân thiện với môi
trường. Và vi khuẩn Bacillus megaterium là một trong những loại vi sinh vật đang
được quan tâm và nghiên cứu.

1

Phần 1 : Giới thiệu chung về phân bón
1. Các khái niệm về phân bón
1.1. Phân bón vi sinh là gì?
Phân vi sinh hay cịn gọi là phân bón vi sinh hiện đang là loại phân bón được
dùng rộng rãi trong lĩnh vực nông nghiệp 4.0, bản chất của phân vi sinh là chế
phẩm chứa những chủng vi sinh vật đã tuyển chọn phù hợp với những tiêu chuẩn kĩ
thuật mà các vi sinh vật dùng để sản xuất phân bón vi sinh: vi sinh hịa tan lân, vi
sinh vật cố định đạm, vi sinh vật kích thích sinh trưởng cây trồng, vi sinh vật phân
giải các chất hữu cơ,… Các chủng vi sinh vật này thường đạt mật độ theo tiêu
chuẩn của cơ quan quản lý nhà nước, mật độ >=108 CFU/mg hoặc CFU/ml
Phân vi sinh được nhiều người sử dụng vì đảm bảo khơng gây ảnh hưởng xấu
đến thực vật, chất lượng cây trồng, môi trường sinh thái và kể cả con người. Cơ chế
của loại phân bón vi sinh này rất đơn giản, khi được bổ sung vào đất trồng trọt thì
các vi sinh vật sẽ hoạt động và sản sinh ra các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể
hấp thụ như N, P, K và các yếu tố vi lượng… hoặc là các chất sinh học có khả năng
phịng trừ sâu bệnh, giúp cải tạo đất và nâng cao năng suất cây trồng
1.2. Phân hữu cơ là gì ?
Phân hữu cơ được hình thành từ các loại phân bắc (phân người), phân chuồng
động vật và các hợp chất hữu cơ là rác thải từ sinh hoạt nhà bếp, phân xanh như
cành, lá cây và than bùn. Phân hữu cơ đem bón cung cấp thêm các chất hữu cơ,
chất mùn và dinh dưỡng giúp tăng độ tôi xốp và màu mỡ của đất. Thường phải qua
xử lý như ủ hoai mục, nếu khơng sẽ cịn chứa nhiều kén nhộng côn trùng, nhiều
bào tử, ngủ nghỉ của nấm, xạ khuẩn, tuyến trùng hay vi khuẩn gây bệnh cho con
người và động vật. Hiện nay phần lớn vật liệu hữu cơ là chất thải động vật được
sản xuất tại chỗ nên được bán rất rẻ, không tiện sử dụng các loại phân bón vơ cơ bù
lại chứa ít ngun tố dinh dưỡng, bón nhiều, liên tục thì đất bị hóa chua.
1.3. Phân hữu cơ vi sinh là gì ?
Phân hữu cơ vi sinh là loại phân bón hữu cơ có chứa một hoặc nhiều chủng vi
sinh vật có ích, được chế biến bằng cách phối trộn và xử lý các nguyên liệu hữu

2


cơ sau đó lên men với các chủng vi sinh. Phân hữu cơ vi sinh có chứa chất hữu
cơ trên 15% và có chứa vi sinh vật với mật độ từ ≥ 1×106 CFU/mg mỗi loại. Loại
phân này khơng chỉ cung cấp đủ các yếu tố dinh dưỡng khoáng đa lượng, trung
lượng, vi lượng cho cây trồng, hòa tan các chất vơ cơ trong đất thành chất dinh
dưỡng mà cịn giúp bồi dưỡng, cải tạo, nâng cao độ phì nhiêu, tăng lượng mùn
trong đất làm đất tươi xốp, không bị bạc màu.
2. Tình hình sử dụng phân bón ở nước ta
Ở nước ta, nhiều năm qua, do việc sử dụng phân bón hóa học, cùng thâm
canh, tăng vụ; chưa chú trọng sử dụng phân bón vi sinh vật, phân hữu cơ,...đã và
đang làm cho cấu trúc và dinh dưỡng của đất bị thay đổi, nguy cơ suy giảm độ phì
nhiêu thực tế. Bên cạnh đó, bối cảnh biến đổi khí hậu cũng đã thay đổi một số tính
chất của đất. Đất khô hạn cũng là một trong các nguyên nhân làm giảm năng suất
cây trồng.
Hiệu suất sử dụng phân khoáng NKP trong canh tác nơng nghiệp cịn chưa
cao, chỉ đạt trung bình 45-50% với phân urê, 25-35% với phân lân và khoảng 60%
với phân kali. Phần phân khống NKP cịn lại bị thất thốt hay tích lũy trong đất
dưới dạng khó tan, cây trồng khơng sử dụng được.
Vi sinh vật đất, hàm lượng dinh dưỡng trong đất và năng suất cây trồng có mối
quan hệ mật thiết với nhau. Vi sinh vật như các “nhà máy phân bón tí hon”, có vai
trị tạo ra các chất dinh dưỡng cung cấp cho đất, cây trồng, tăng hiệu quả sử dụng
phân khoáng NPK, khả năng giữ ẩm đất …tăng năng suất cây trồng và tăng thu
nhập cho người trồng. Vì vậy, việc cải tạo đất theo hướng sinh học là rất cần thiết.
3. Phân biệt 2 loại phân vi sinh
Đặc điểm so
sánh

Phân vi sinh

Phân hữu cơ vi sinh

Bản chất

Là chế phẩm chứa các vi
sinh có ích

Là phân hữu cơ được xử lý lên
men với các lồi vi sinh có ích

Chất mang

Thường sử dụng mùn làm

Than bùn, phân chuồng, bã bùn
3


chất độn, chất mang vi sinh

mía, vỏ cà phê

Mật độ vi
sinh

Từ 1.5 *108

Từ 1*106

Các chủng vi
sinh

VSV cố đinh đạm, phân
giải lân, phân giải cellulose

VSV cố định đạm, phân giải
lân, kích thích sinh trưởng,
VSV đối kháng vi khuẩn, nấm
,…

Phương pháp
sử dụng

Trộn vào hạt giống

Bón trực tiếp vơ đất

Hồ rễ cây
Bón trực tiếp vơ đất

4. Quy trình sản xuất phân vi sinh

Q trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh

 Chuẩn bị nguyên liệu hữu cơ : than bùn, phân bò, vỏ cà phê, bã bùn mía, các
nguyên liệu hữu cơ khác.
4

 Tập kết nguyên liệu và sơ chế
 Ủ với vi sinh vật phân giải. Sau thời gian ủ, thu được chất nền hữu cơ
 Bổ sung chế phẩm vi sinh vật theo định lượng sẵn, nếu cần thì bổ sung thêm
NPK, vi lượng. Phối trộn đều.
 Kiểm tra chất lượng phân bón sản xuất.
 Đóng bao và bảo quản.
5. Ưu điểm và nhược điểm
5.1. Ưu điểm của phân bón vi sinh:
Đối với cây trồng
+ Cung cấp các dinh dưỡng đa, trung, vi lượng cho cây trồng theo nhiều cách
khác nhau nhưng ổn định và thân thiện với môi trường
+ Thúc đẩy hệ vi sinh vật trong đất hoạt động tốt hơn nhằm phân giải những
hợp chất khó hấp thụ thành dễ hấp thụ
+ Cung cấp một số kháng sinh kích thích khả năng miễn dịch của cây giúp
hạn chế sâu bệnh và làm giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật
Đối với đất:
+ Cung cấp chất dinh dưỡng cho đất, duy trì và làm tăng độ phì nhiêu của đất
+ Cung cấp một lượng mùn cho đất, giúp cải tạo đất
+ Làm thức ăn cho hệ vi sinh vật trong đất
+ Ức chế và tiêu diệt các mầm bệnh có trong đất
+ Khơng lo đất bị chua hóa hay phèn hóa như sử dụng phân bón hóa học
Cách sử dụng:
+ Đơn giản, khơng sợ cây chết
+ Có thể sử dụng cho tất cả các thời kỳ và giai đoàn của cây trồng
Thân thiện với hệ sinh thái, môi trường và an tồn cho người,
động vật ni


5

5.2. Nhược điểm của phân bón vi sinh
Hiệu quả chậm nên phải dùng số lượng lớn và thường được sử
dụng để bón lót với liều lượng thích hợp


Việc ủ phân bón vi sinh ở dạng thủ cơng có thể gây ra mất cảnh
quan và phát tán mùi hôi




Điều kiện bảo quản phải nghiêm ngặt để tránh mất hàm lượng

dinh dưỡng

Phân bón vi sinh khơng cung cấp hoặc chỉ cung cấp một lượng
vừa phải các chất dinh dưỡng (từ những vi sinh vật cố đinh đạm, vi sinh vật
phân giải lân,..) cho cây trồng, không đủ khả năng cung cấp đầy đủ và cân
đối các chất dinh dưỡng cho cây trồng.


Có hạn sử dụng và mỗi loại chỉ thích hợp cho 1 hoặc 1 nhóm
cây trồng. Ví dụ phân vi sinh cố đinh đạm chỉ phù hợp bón cho các cây trồng
họ đậu,….


Vi sinh vật phải có chất hữu cơ làm nguồn thức ăn để phát triển
nền cần bón bổ sung thêm phân bón hưu cơ khi bón phân vi sinh, khiến tốn
thêm một khoản chi phí để bón phân hữu cơ.



Chất lượng và số lượng của thành phần phân ủ phân vi sinh
thường khơng đồng đều.




Cần có diện tích lớn để ủ và tốn cơng ủ nếu khơng có nhiều

người làm.
6. Các chủng VSV dùng để sản xuất phân vi sinh:
 Vi sinh vật cố đinh đạm
 Vi sinh vật phân giải cellulose
 Vi sinh vật phân giải lân
 Vi sinh vật kích thích tăng trưởng ( Plant Growth Promoting
Rhizobacteria)
6


Phần 2 : Tổng quan về Bacillus Megaterium
2.1. Giới thiệu về Baciiillus Megaterium
Bacillus Megaterium hoặc B. megaterium là một loại vi khuẩn hình thành
Endospore hình que. Nó được coi là Aerobic, tuy nhiên, nó cũng có khả năng phát
triển trong điều kiện yếm khí khi cần thiết. Một trong những vi khuẩn Eu lớn nhất
được tìm thấy trong đất, và do đó, tên mega mega có nghĩa là tương đối lớn là một
loại nhựa cây phổ biến. Một saprophyte là một sinh vật, đặc biệt là một loại nấm
hoặc vi khuẩn, sống và được nuôi dưỡng từ các sinh vật chết hoặc phân hủy vật
chất hữu cơ. Saprophytes tái chế vật liệu hữu cơ trong đất, phá vỡ nó thành chất
đơn giản hơn có thể được hấp thụ bởi các sinh vật khác. Bacillus Megaterium hoặc

B. megaterium tồn tại trong các chuỗi nơi các tế bào được kết nối với nhau bằng
các polysacarit trên thành tế bào và tổng hợp một viên nang bao gồm cả
polypeptide và polysacarit. Bacillus Megaterium hoặc B. megaterium có thể tồn tại
trong điều kiện khắc nghiệt như môi trường sa mạc do các bào tử mà nó hình thành.
2.2. Tính chất và ứng dụng của Bacillus Megaterium
B. megaterium phát triển ở nhiệt độ từ 3°C đến 45 ° C, với nhiệt độ tối ưu là
khoảng 30 ° C. Một số loài phân lập từ hồ địa nhiệt ở Nam Cực được tìm thấy phát
triển ở nhiệt độ lên tới 63 ° C.
B. megaterium đã là một sinh vật công nghiệp quan trọng trong nhiều thập
kỷ. Nó tạo ra penicillin amidase được sử dụng để sản xuất penicillin tổng hợp,
các amylase khác nhau được sử dụng trong công nghiệp nướng bánh và glucose
dehydrogenase được sử dụng trong các xét nghiệm glucose trong máu. Hơn nữa, nó
được sử dụng để sản xuất pyruvate , vitamin B12 , các loại thuốc có đặc tính diệt
nấm và kháng vi-rút ,…Nó tạo ra các enzym để điều chỉnh corticosteroid, cũng như
một số axit amin dehydrogenase.
B. megaterium được biết là tạo ra axit poly-γ-glutamic . Sự tích tụ của polyme
tăng lên rất nhiều trong môi trường muối (2–10% NaCl ), trong đó polyme bao gồm
phần lớn L-glutamat (hàm lượng đồng phân L lên đến 95%). [4] Ít nhất một

7


chủng B. megaterium có thể được coi là lồi ưa nhiệt , vì đã quan sát thấy sự phát
triển trên 15% NaCl.

Tế bào Bacillus megaterium nhuộm Sudan Black B và safranin .

8

Phần 3 : Các Ứng dụng của Bacillus Megaterium trong
quá trình sản xuất phân bón
3.1. Sản xuất phân bón rễ chứa lân (P2O5)
3.1.1 : Nguồn nguyên liệu:
Các nguyên liệu photphorit, apatit được nghiền nhỏ càng mịn càng tốt.
Photphorit thường có màu vàng đất, màu xám hoặc vàng nâu, apatit thường có màu
xám xanh. Hàm lượng lân nguyên chất (P2O5) của hai dạng này chiếm dưới 40%.
Riêng với apatit có chứa thêm 40-50% vôi và một số nguyên tố vi lượng như: Fe,
Cu, Mn, Mg, Cu. Loại phân này không tan trong nước, nhưng tan dần trong môi
trường axit yếu. Dùng bón lót, tồn dư lâu dài, tốt cho đất chua phèn.
3.1.2. Vi sinh vật tham gia
Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ: chuyển hóa các hợp chất lân hữu cơ thành
muối của H3PO4, chủyếu là Bacillus sp và Pseudomonas sp. Đáng chú ý là B.
megateriumcó khả năng phân giải lân cao.
Vi sinh vật phân giải lân vô cơ :Vi khuẩn Bacillus megaterium, Bacillus
mycoides, Bacillus butyricus, Pseudomonas fluorescens… có khảnăng phân giải
Ca3(PO4)2 và bột apatit. Nấm Aspergillus niger, Penicillin, Rhizopus… có khả
năng phân giải lân rất cao.
3.1.3. Cơng nghệ xử lý

9


3.2. Quy trình sản xuất chế phẩm

Chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất chứa vi sinh vật có khả năng cố định nitơ
(Azotobacter chroococcum), phân giải phốt-phát khó tan (Bacillus megaterium),
hòa tan kali (Paenibacillus castaneae) và sinh polysaccarit (Lipomyces starkeyi).
Các chủng vi sinh vật sử dụng trong sản xuất chế phẩm là chủng bản địa, được
phân lập từ đất vùng rễ cây trồng.

quy trình sản xuất chế phẩm

10


Chế phẩm thành phẩm

Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để cải tạo đất
Trồng cây hàng năm
Dùng để bón lót, trộn với hạt giống hoặc bón trực tiếp vào đất. Liều lượng 20
kg/ha


Trộn với hạt giống: làm ướt hạt giống bằng lượng nước sạch tương đương với 35% khối lượng hạt giống; sau đó trộn đều với chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất và
đem gieo.



Bón trực tiếp vào đất: trộn 1kg chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất với 5-10kg đất
bột/cát, rắc vào các hàng, sau đó phủ một lớp đất mỏng lên trên trước khi gieo
hạt; hoặc, hòa 1kg chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất vào 100 lít nước sạch, sau đó
tưới vào các hàng trước khi gieo hạt.

11


Trồng cây lâu năm


Khi trồng mới: dùng để bón lót
Lấy 15-20 gram chế phẩm, trộn đều với đất trong hố/hốc, 10-15 ngày trước
khi đặt cây; hoặc trộn chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất cùng với phân bón hữu
cơ.



Giai đoạn kiến thiết cơ bản: bón 2 lần/năm (trước và cuối mùa mưa).
Hịa 15-20 gram chế phẩm vào 5-10 lít nước sạch, sau đó tưới cho một gốc;
hoặc cuốc rãnh xung quanh gốc theo hình chiếu của tán cây, rãnh sâu 10-15
cm, rộng 10-20 cm cho phân vào, lấp đất và tưới nước, cuốc cách gốc 30-50
cm; hoặc trộn chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất cùng với phân bón hữu cơ.



Giai đoạn kinh doanh: bón 2 lần/năm (trước khi cây ra hoa và sau thu hoạch quả).
Hòa 20-30 gram chế phẩm vào 5-10 lít nước sạch, sau đó tưới cho một gốc;
hoặc cuốc rãnh xung quanh gốc theo hình chiếu của tán cây, rãnh sâu 10-15
cm, rộng 10-20 cm cho phân vào, lấp đất và tưới nước, cuốc cách gốc 30-50
cm; hoặc trộn chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất cùng với phân bón hữu cơ.
Lưu ý: sau khi bón chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất cần tưới ẩm đất. Không sử
dụng đồng thời chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất với phân bón vô cơ, thuốc
bảo vệ thực vật.
Ưu điểm của công nghệ. Hiệu quả kinh tế



Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất đã hoàn thiện ở quy mô công
nghiệp. Chế phẩm được sản xuất trên nền chất mang tinh bột sắn và cám gạo, là
nguồn nguyên liệu sẵn có, được sản xuất trong nước, chất lượng ổn định.



Quy trình sản xuất đơn giản, phù hợp với điều kiện sản xuất của các cơ sở sản
xuất trong nước. Chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu theo Nghị định 84/2019/NĐCP của Chính phủ về quản lý phân bón và được sản xuất theo TCCS
06:2014/TNNH.



Chế phẩm vi sinh cải tạo đất đã được sử dụng cho nhiều loại cây trồng, trên các
loại đất khác nhau và tại các vùng khác nhau trong cả nước.
12




Chế phẩm vi sinh cải tạo đất được cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 1198
(Quyết định số 45870/QĐ-SHTT, ngày 05/8/2014), chứng nhận “Sản phẩm đáng
tin cậy” do người tiêu dùng bình chọn năm 2015 và giành giải Bạc tại Triển lãm
Quốc tế về sáng chế của phụ nữ tại Hàn Quốc năm 2019.



Chế phẩm có tác dụng tích cực trong cải thiện độ phì nhiêu của đất (tăng hàm
lượng phốt pho dễ tiêu, hàm lượng kali dễ tiêu; tăng độ ẩm của đất; tăng mật độ
vi sinh vật có lợi trong đất). Sử dụng chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất giúp tăng
hiệu quả sử dụng phân khoáng NPK, tăng sinh trưởng, tăng năng suất cây trồng
và tăng lợi nhuận cho người dân.

13

Kết Luận
Phân bón vơ cùng quan trọng đối với cây trồng, việc sử dụng các loại phân vi sinh
đang được chú trọng. Bên cạnh việc xây dựng một nền nông nghiệp tiên tiến, thì
việc bảo vệ mơi trường hạn chế dư lượng thuốc bảo vệ thực vật đang được hướng
tới.Vi khuẩn Bacillus megaterium với nhiều ưu điểm nổi bật đang được hướng tới
như là sự phát triển của hiện tại và tương lai lâu dài.

14


Tài liệu tham khảo
1. />2. />3.Nguyễn Văn Bộ, 2000. Nông nghiệp hữu cơ ởViệt Nam - thách thức và cơ hội.
Báo cáo hội thảo “Hướng tới các cơ hội mở rộng xuất khẩu sản phẩm Nông nghiệp
hữu cơ ở Việt Nam”. Hà Nội ngày 6 - 8/9/2000.
4.Trương Vĩnh Hải, 2003. Hiệu lực của phân bón hữu cơ sinh học đối với năng suất
và phẩm chất của một số loại rau ăn lá trên vùng đất xám TP. Hồ Chí Minh. Luận
văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp, 2003.
5. Phạm Văn Toản, Lương Hữu Thành, 2007. Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm
phân bón vi sinh vật đa chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng
cho một số vùng sinh thái.
6. FAO, 1984. Fertilizer and plantnutrition guide.
7. IFOAM., 2003. The world of Organic Agriculture Statistics and Future Prospect

15