Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT



HOÀNG THỊ DUNG


ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHỦNG VI SINH VẬT HỮU ÍCH ĐỂ XỬ LÝ CHẤT
LÓT CHUỒNG NUÔI GIA CẦM LÀM GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG TỪ CÁC TRẠI
CHĂN NUÔI”

CHUYÊN NGÀNH: ĐỘNG VẬT (VI SINH VẬT)
MÃ SỐ: 60 42 01 03



LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC



NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TĂNG THỊ CHÍNH



Hà Nội - 2013
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

MỤC LỤC
MỤC LỤC i
LỜI CAM ĐOAN v
LỜI CÁM
ƠN vi
DANH MỤC
BẢNG vii
DANH MỤC
HÌNH viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chƣơng I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên Thế giới và Việt Nam 3
1.1.1. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên thế giới………………… …… 3
1.1.2. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam………………………… 4
1.2. Chất thải trong chăn nuôi 6
1.2.1. Thành phần chất thải trong chăn nuôi 6
1.2.2. Các vấn đề môi trường từ việc chăn nuôi gia cầm 10
1.3. Vai trò của vi sinh vật trong khắc phục ô nhiễm môi trường trong chăn
nuôi gia cầm 10
1.3.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza 11
1.3.2. Vi sinh vật phân giải tinh bột 12
1.3.3. Vi sinh vật phân giải protein 14
1.3.4. Vi khuẩn lactic sinh tổng hợp axit lactic và bacterioxin 14
1.4. Một số phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gà 15
1.4.1. Công nghệ EM………… …………………………………………15
1.4.2. Công nghệ ozon……………………………………… ………… 16
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

1.4.3. Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi

gà ………………………………………………………………………… 18
1.5. Hiện trạng môi trường chăn nuôi ở tỉnh Vĩnh Phúc 19
Chƣơng II. PHƢƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 21
2.1. Vật liệu 22
2.2. Phương pháp nghiên cứu 22
2.2.1. Phương pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học 22
2.2.2. Phương pháp phân tích vi sinh vật 23
2.2.3. Phương pháp cấy truyền và bảo quản chủng vi sinh vật 24
2.2.4. Phương pháp xác định hoạt tính phân giải các hợp chất hữu cơ của
các chủng vi sinh vật 24
2.2.4.1. Xác định hoạt tính amylaza 24
2.2.4.2. Xác định hoạt tính proteaza 24
2.2.4.3. Xác định hoạt tính xenlulaza 25
2.2.5. Phương pháp xác định hoạt tính bacterioxin của các chủng vi khuẩn
lactic 25
2.2.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và môi trường nuôi cấy lên sinh
trưởng và sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật…………………… 25
2.2.7. Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH
3
và H
2
S……….26
2.2.7.1. Phương pháp lấy mẫu không khí ……………………………… 26
2.2.7.2. Phương pháp phân tích ………………………………………… 27
2.2.8. Quy trình bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất lót chuồng nuôi gia
cầm …………………………………………………………………………….30
2.2.9. Bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý chất lót chuồng nuôi gia
cầm của chế phẩm Sagi Bio-1 ……………………………………………… 31
Chƣơng III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất

hữu cơ và sinh chất ức chế một số vi sinh vật gây bệnh …………………….32
3.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sinh
enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn…… ………………………… 32
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ…………………………………………….32
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

3.2.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu…………………………………….… 35
3.2.3. Ảnh hưởng của nguồn Cacbon……………………………….…… 37
3.2.4. Ảnh hưởng của nguồn Nitơ……………………………………… 39
3.3. Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng sinh chất
ức chế vi khuẩn gây bệnh trong chất thải chăn nuôi 42
3.3.1. Tuyển chọn sơ bộ chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng sinh
chất ức chế vi khuẩn gây bệnh 42
3.3.2. Nghiên cứu khả năng đối kháng vi sinh vật gây bệnh của chủng
Lactobacillus LB1 tuyển chọn …………………… ………………………….43
3.3.3. Khả năng sinh tổng hợp bacterioxin của chủng vi khuẩn
Lactobacillus LB1 tuyển chọn ……………………………………………… 43
3.4. Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 xử lý chất chất lót
chuồng nuôi gia cầm….…………………………………….………………….45
3.4.1. Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyển
chọn…………………………………………………………………………….45
3.4.2. Quy trình tạo chế phẩm vi sinh…………………………………… 46
3.4.2.1. Nhân giống trong bình nón (giống cấp 1)………………… ……46
3.4.2.2. Nhân giống trong bình lên men 10 lít (giống cấp 2) ………… …46
3.5. Đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 trong xử lý chất lót
chuồng nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc… ………………48
3.5.1. Kết quả khảo sát hiện trạng môi trường trong chăn nuôi gia cầm tại
huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc trước khi tiến hành thử nghiệm.………… 48
3.5.2. Kết quả đánh giá hiệu quả chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio-1 …….50
3.5.2.1. Đánh giá hiệu quả xử lý mùi của chế phẩm vi sinh bổ sung vào chất

lót chuồng nuôi gia cầm …………………………………………………50
3.5.2.2. Đánh giá hiệu quả xử lý phân gia cầm của chế phẩm vi sinh vật
thông qua các chỉ tiêu vi sinh vật …………………………………………… 51
Chƣơng IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
4.1. Kết luận……………………………………………………………….56
4.2. Kiến nghị, đề xuất…………………………………………………….57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN
VĂN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 66
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Hoàng Thị Dung – Học viên cao học K15 Viện Sinh thái và tài
nguyên sinh vật. Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong luận văn tốt
nghiệp là kết quả do tôi thực hiện tại phòng Vi sinh vật môi trường - Viện Công
nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự
hướng dẫn của PGS. TS. Tăng Thị Chính. Kết quả không sao chép từ bất kỳ
công trình nghiên cứu khoa học đã công bố.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS. Tăng Thị Chính – Trưởng phòng vi
sinh vật môi trường – Viện công nghệ môi trường đã tận tình hướng dẫn, định
hướng và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin cám ơn tập thể cán bộ nghiên cứu, các bạn đồng nghiệp
trong phòng Vi sinh vật môi trường - Viện công nghệ môi trường đã có những
góp ý bổ ích cho tôi khi thực hiện luận văn này.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo đã nhiệt tình giảng dạy
và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn cổ vũ,
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
Do điều kiện thời gian và trình độ còn hạn chế, nên bài viết không tránh
khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo cũng
như toàn thể các bạn để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2013
Học viên


Hoàng Thị Dung


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Phân bố số lượng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009 4
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm 6
Bảng 1.3. Khả năng khử một số hợp chất mang mùi của ozone 17
Bảng 1.4. Phân bổ số lượng gia súc, gia cầm tại huyện Tam Dương 20
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn 33
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các
chủng vi sinh vật tuyển chọn 33
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật tuyển
chọn 35
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của pH lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các chủng
vi sinh vật tuyển chọn 36
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng của các chủng vi sinh
vật tuyển chọn 38
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên khả năng sinh tổng hợp enzym của
các chủng vi sinh vật tuyển chọn 38
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn 40
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các
chủng vi sinh vật tuyển chọn 41
Bảng 3.9. Khả năng đối kháng vi sinh vật gây bệnh của chủng vi khuẩn
Lactobacillus LB1 43
Bảng 3.10. Điều kiện thích hợp nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật tuyển
chọn 46
Bảng 3.11. Sự sinh trưởng của hỗn hợp VK và XK trong bình lên men 10 lít 47
Bảng 3.12. Kết quả phân tích mẫu khảo sát tại các hộ gia đình ở thị trấn Hợp
Hòa, huyện Tam
Dương 529
Bảng 3.13. Kết quả phân tích mẫu khí và VSV trong mẫu chất thải chăn nuôi sau
55 ngày bổ sung chế phẩm VSV 54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Quy trình công nghệ bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào chất lót chuồng
chăn nuôi gia cầm 32
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn 34
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza
của các chủng xạ khuẩn C3 34
Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH ban đầu lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn 36
Hình 3.4. Ảnh hưởng của pH ban đầu lên khả năng sinh tổng hợp enzym của các
chủng vi sinh vật tuyển chọn 36
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên sinh trưởng của các chủng vi sinh
vật tuyển chọn 38
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên khả năng sinh tổng hợp enzym
amylaza của chủng vi khuẩn NB-4 39
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của các chủng vi sinh vật
tuyển chọn 41
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên khả năng sinh tổng hợp enzym amylaza
của chủng vi khuẩn NB-4 và enzym proteaza của chủng CHP-6 41
Hình 3.9. Khả năng sinh chất ức chế vi khuẩn E.coli của các chủng vi khuẩn
Lactic LB1, LB2, LB3 42
Hình 3.10. Khả năng sinh bacterioxin ức chế một số vi sinh vật gây bệnh của
chủng vi khuẩn Lactobacillus LB1 45
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý chất lót chuồng
nuôi gia cầm 48
Hình 3.12. Một số hình ảnh khảo sát tại các hộ chăn nuôi gà ở Tam
Dương 529

Hình 3.13. Nồng độ khí NH
3
trong khu vực chăn nuôi gia cầm 51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Hình 3.14. Nồng độ khí H
2
S trong khu vực chăn nuôi gia cầm 51
Hình 3.15. Mật độ nấm mốc trong chất thải chăn nuôi gia cầm 52
Hình 3.16. Mật độ Salmonella trong chất thải chăn nuôi gia cầm 52
Hình 3.17. Mật độ nấm mốc trong chất thải chăn nuôi gia cầm ở mẫu thí nghiệm
và mẫu đối chứng 52
Hình 3.18. Mật độ Coliform trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53
Hình 3.19. Mật độ E.coli trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53
Hình 3.20. Mật độ Xạ khuẩn trong chất thải chăn nuôi gia cầm 53
Hình 3.21. Mật độ vi khuẩn Lactobacillus trong chất thải chăn nuôi gia cầm 54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa sinh học.
COD (chemical oxygen demand): Nhu cầu oxy hóa học.
FAO (Food and Agriculture organization of the un): Tổ chức Liên Hợp Quốc về
lương thực và nông nghiệp.
EM (Effective Microorganisms): Vi sinh vật hữu hiệu.
KH & CN: Khoa học và Công nghệ.
VK: Vi khuẩn
VSV: Vi sinh vật
XK: Xạ khuẩn
.

TCCP: Tiêu chuẩn cho phép.


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế ở nước ta, ô nhiễm
môi trường trở thành vấn đề cấp thiết hiện nay. Một trong những nguồn chất thải
gây ô nhiễm môi trường là từ chăn nuôi. Ngành chăn nuôi ở nước ta những năm
gần đây đã và đang phát triển nhanh chóng về cả chất lượng và quy mô. Tuy
nhiên, việc quản lý và sử dụng các nguồn chất thải trong chăn nuôi còn nhiều bất
cập. Do chỉ tập trung đầu tư nâng cao năng suất và chất lượng vật nuôi, phần lớn
các trang trại chưa chú trọng đến công tác kiểm soát, quản lý chất thải nên làm
phát sinh dịch bệnh, tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng và ảnh hưởng trực
tiếp đến việc phát triển bền vững của ngành chăn nuôi. Một số trang trại lớn đã
có những biện pháp xử lý nguồn chất thải chăn nuôi, bên cạnh đó một số trang
trại chưa quan tâm đến việc xử lý nguồn chât thải và đặc biệt trong chăn nuôi
nhỏ lẻ hộ gia đình việc xử lý chất thải hầu như còn bị thả nổi. Một trong những
nguyên nhân là do người chăn nuôi chưa hiểu rõ tầm quan trọng của việc xử lý
nguồn chất thải; kinh phí phục vụ cho việc xử lý chất thải còn thấp; luật xử lý
chất thải còn chưa đồng bộ và khó áp dụng; chăn nuôi nhỏ lẻ cũng là một trong
những nguyên nhân làm việc quản lý và xử lý chất thải còn gặp nhiều khó
khăn;… Đây là một trong các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và lây
truyền các dịch bệnh cho người, vật nuôi và cây trồng.
Hiện nay, ngành chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc đã và đang có
chiều hướng phát triển cả về số lượng và chất lượng đàn gia súc, gia cầm. Khảo
sát thực tế tại các trang trại chăn nuôi gia cầm ở huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh
Phúc cho thấy, mùi hôi thối trong chuồng trại chăn nuôi và khu vực xung quanh

gây khó chịu cho sinh hoạt của người dân thường ngày, nguyên nhân chủ yếu là
do các khí NH
3
, H
2
S phát sinh trong quá trình chăn nuôi, kéo theo đó là lượng
ruồi nhặng cũng xuất hiện ngày càng nhiều. Một thực tế nữa là chất thải chăn
nuôi là nguồn vi sinh vật gây bệnh cho người và vật nuôi như: E.coli, Coliform,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Salmonella, Nấm mốc … nhưng chưa được quan tâm xử lý. Đây là nguyên nhân
gây ra các bệnh dịch cho người và vật nuôi khi đổ thải vào môi trường [8]. Vấn
đề đặt ra ở đây là chúng ta phải tìm ra giải pháp làm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường do chăn nuôi gia cầm gây ra mà không ảnh hưởng đến vật nuôi, không
làm xáo trộn gà đang đẻ. Phương pháp phải đơn giản, dễ áp dụng cho bà con
nông dân và chi phí rẻ hơn so với các phương pháp mà các hộ chăn nuôi đang áp
dụng. Đứng trước những yêu cầu bức thiết trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng một số chủng vi sinh vật hữu ích để xử lý chất lót
chuồng nuôi gia cầm làm giảm ô nhiễm môi trường từ các trại chăn nuôi” với
các nội dung sau:
- Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất
hữu cơ và sinh chất ức chế một số vi sinh vật gây bệnh.
- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và sinh
enzym của các chủng vi sinh vật tuyển chọn.
- Nghiên cứu, tuyển chọn chủng vi khuẩn Lactobacillus có khả năng ức
chế vi sinh vật gây bệnh.
- Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật xử lý chất thải trong chăn
nuôi gia cầm.
- Đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật trong xử lý chất thải chăn
nuôi gia cầm tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Chƣơng I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Thế giới và Việt Nam
1.1.1. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm trên thế giới [19]
Lương thực, thực phẩm và vệ sinh an toàn thực phẩm là vấn đề sống còn
của nhân loại. Ngày nay nông nghiệp có vai trò quan trọng cung cấp lương
thực và các loại thực phẩm nuôi sống cả nhân loại trên trái đất. Ngành chăn
nuôi không chỉ có vai trò cung cấp thịt, trứng, sữa là các thực phẩm cơ bản cho
dân số của cả hành tinh mà còn góp phần đa dạng nguồn giene và đa dạng sinh
học trên trái đất.
Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới - FAO năm 2009
số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: Tổng đàn trâu 182,2
triệu con và trâu phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1.164,8 triệu
con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14.191,1
triệu con và tổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con
Tốc độ tăng về số lượng vật nuôi của thế giới trong thời gian vừa qua
thường chỉ đạt trên dưới 1% năm. Về chăn nuôi gà số một là Trung Quốc với
4702,2 triệu con, thứ hai là Indonesia với 1341,7 triệu con, thứ ba là Brazin với
1205,0 triệu con, thứ tư là Ấn Độ với 613 triệu con và thứ năm Iran với 513 triệu
con.
Về số lượng vật nuôi của thế giới, các nước Trung quốc, Hoa kỳ, Ấn Độ,
Brazin, Indonesia, Đức là những cường quốc, trong khi đó Việt Nam cũng là
nước có tên tuổi về chăn nuôi: đứng thứ 2 về số lượng vịt, thứ 4 về heo, thứ 6 về
số lượng trâu và thứ 13 về số lượng gà.
Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới có ba hình
thức cơ bản đó là: i) Chăn nuôi quy mô công nghiệp thâm canh công nghệ cao
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

ii) Chăn nuôi trang trại bán thâm canh và iii) Chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và
quảng canh.
Chăn nuôi thế giới đang từng bước chuyển dịch từ các nước đã phát triển sang
các nước đang phát triển. Các nước đã phát triển xây dựng kế hoạch chiến lược
phát triển ngành chăn nuôi duy trì ở mức ổn định, nâng cao quá trình thâm canh,
các biện pháp an toàn sinh học, chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm. Các
nước đang phát triển ở châu Á và châu Nam Mỹ được nhận định sẽ trở thành
khu vực chăn nuôi chính và cũng đồng thời là khu vực tiêu thụ nhiều các sản
phẩm chăn nuôi. Các nước đã phát triển chỉ duy trì ổn định sản lượng chăn nuôi
của họ để đảm bảo an toàn thực phẩm, phần thiếu hụt sẽ được nhập khẩu từ các
nước xuất khẩu vượt qua được hàng rào kỹ thuật về chất lượng vệ sinh an toàn
thực phẩm của họ. Đây là cách tiếp cận để giảm thiểu rủi ro về dịch bệnh ở động
vật, đặc biệt là các bệnh dịch có khả năng lây nhiễm sang người (như dịch cúm
gia cầm).
Bảng 1.1. Phân bố số lƣợng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009
Nguồn: FAO, 2010
1.1.2. Hiện trạng chăn nuôi gia cầm ở Việt Nam [12], [21]
Chăn nuôi gia cầm là nghề chăn nuôi truyền thống ở Việt Nam, sản phẩm
gia cầm, đặc biệt là thịt gà không chỉ là nguồn cung cấp thực phẩm có giá trị mà
còn in đậm trong đời sống xã hội bởi một nền văn hóa ẩm thực với cả yếu tố tâm
linh, nó được sử dụng nhiều trong những ngày giỗ, ngày tết và lễ hội. Với những


Trâu (Con)
Bò (Con)
Dê (Con)
Cừu (Con)
Lợn (Con)
Gà
(1000 con)

Vịt
(1000con)
Thế giới
182.275.837
1.164.893.633
591.750.636
816.967.639
877.569.546
14.191.101
1.008.332
Châu Á
176.797.915
407.423.038
415.238.186
345.158.332
534.329.449
9.101.291
953.859
Châu Âu
317.922
114.204.134
15.911.331
100.146.054
183.050.883
1.895.583
49.478
Châu Phi
4.000.000
175.046.563
137.580.921

199.832.226
5.858.898
708.019
10
Châu Mỹ
1.160.000
430.340.339
22.925.369
66.707.744
151.705.814
2.374.152
3.512
Châu Úc
-
37.879.559
94.829
105.123.283
2.624.502
112.056
1.473
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

lý do đó sản phẩm gia cầm luôn có vị trí trên thị trường tiêu thụ, đã góp phần
thúc đẩy chăn nuôi phát triển, tạo thêm việc làm, tăng thu nhập cho người chăn
nuôi.
Trong 20 năm qua, chăn nuôi gia cầm có sự phát triển khá nhanh, tốc độ
tăng trưởng bình quân hàng năm qua các giai đoạn có xu hướng tăng lên rõ rệt.
Trong các loại gia cầm, gà là loại chính chiếm trên 75% tổng gia cầm. Bên cạnh
đó, trong những năm qua một số loại gia cầm khác cũng khá phát triển như
ngan, vịt. Nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm này khá lớn và là yếu tố thúc đẩy sản

xuất phát triển. Trong thời gian gần đây, việc đưa các giống gà mới như tam
hoàng, rốt ri về hộ nông dân phát triển gà thả vườn đem lại hiệu quả tốt, góp
phàn tăng thu nhập cho người chăn nuôi.
Sản xuất chăn nuôi ở Việt Nam có 3 cách thức chăn nuôi chính: Chăn
nuôi nông hộ nhỏ lẻ, chăn nuôi bán công nghiệp và chăn nuôi công nghiệp.
Việt Nam với khoảng 73% dân số sống ở vùng nông thôn, phát triển kinh
tế nông nghiệp và nông thôn là một trong những mục tiêu được Đảng và Nhà
nước hết sức chú trọng, trong đó có phát triển kinh tế hộ gia đình thông qua các
hoạt động phát triển chăn nuôi. Theo báo cáo của 60/64 tỉnh, thành tính đến
01/10/2006 có tổng số 16.012 trang trại, trong đó miền Bắc có 6.101 trang trại,
miền Nam có 9.911 trang trại. Chăn nuôi gia cầm chiếm 15,4% trang trại chăn
nuôi [14]. Chăn nuôi gà trong giai đoạn 2001 – 2005 đạt 2,74% về số lượng con,
trong đó giai đoạn trước dịch cúm tăng 9,02% và giảm trong dịch cúm gia cầm
6,67%. Sản lượng đầu con tăng từ 158,03 triệu con năm 2001 và đạt cao nhất
vào năm 2003: 185,22 triệu con. Do dịch cúm gia cầm, năm 2004, đàn gà giảm
còn 159,23 triệu con bằng 86,2% năm 2003; năm 2005, đàn gà đạt 159,89 triệu
con, tăng 0,9% so với năm 2004 [37]. Theo thống kê năm 2010 của Cục Chăn
nuôi, cả nước có khoảng 8,5 triệu hộ chăn nuôi quy mô gia đình và 18.000 trang
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

trại chăn nuôi tập trung. Với tổng đàn 300 triệu con gia cầm và hơn 37 triệu con
gia súc [38].
1.2. Chất thải trong chăn nuôi
1.2.1. Thành phần chất thải chăn
nuôi
[11]
Phân

Phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hoá của gia súc, gia cầm
bị bài tiết ra ngoài

qua
đường tiêu hóa. Chính vì vậy phân gia súc, gia cầm là
sản phẩm dinh dưỡng tốt cho cây trồng hay
các
loại sinh vật khác như cá,
giun…. Thành phần hoá học của phân bao
gồm:

- Các chất hữu cơ gồm các chất protein, carbonhydrate, chất béo và
các sản phẩm trao
đổi
của
chúng.

- Các chất vô cơ bao gồm các hợp chất khoáng (đa lượng, vi
lượng).

- Nước: là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất, chiếm 65 – 80% khối
lượng của phân. Do
hàm
lượng nước cao, giàu chất hữu cơ cho nên phân là
môi trường tốt cho các vi sinh vật phát
triển
và phân hủy các chât hữu cơ tạo
nên các sản phẩm có thể gây độc cho môi
trường.

- Dư lượng của thức ăn bổ sung cho gia súc, gồm các thuốc kích thích
tăng trưởng, các hormone hay dư lượng kháng
sinh…

- Các men tiêu hóa của bản thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóa sau
khi sử dụng bị
mất
hoạt tính và được thải ra
ngoài…

- Các mô và chất nhờn tróc ra từ niêm mạc đường tiêu hoá
.

- Các thành phần tạp từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trong quá
trình chế biến thức
ăn
hay quá trình nuôi dưỡng gia súc
.

- Các yếu tố gây bệnh như các vi khuẩn hay ký sinh trùng bị nhiễm trong
đường
tiêu
hoá gia súc hay trong thức
ăn.

Bảng 1.2. Thành phần hóa học của phân gia súc, gia cầm
Loại vật nuôi
Thành phần hóa học
(% trọng lƣợng phân vật nuôi)
Nitơ tổng số
Phospho tổng số
Bò sữa
0,38

0,10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Bò thịt
0,70
0,20
Cừu
1,00
0,30
Gia cầm (gà)
1,20
1,20
Ngựa
0,86
0,13
Nguồn: Ngô Kế Sương và Nguyễn Lân Dũng,
1997

- Trong phân còn chứa nhiều loại vi sinh vật và ký sinh trùng kể cả có lợi
và có hại. Trong đó, các
vi
khuẩn thuộc loại Enterobacteriacea chiếm đa số với
các loài điển hình như E.coli, Samonella,
Shigella,
Proteus,…
Nước
tiểu

Nước tiểu gia súc, gia cầm là sản phẩm bài tiết của con vật, chứa
đựng nhiều độc tố, là sản phẩm

cặn
bã từ quá trình sống của gia súc, khi phát
tán vào môi trường có thể chuyển hoá thành các chất
ô
nhiễm gây tác hại cho
con người và môi
trường.

Thành phần chính của nước tiểu là nước, chiếm 99% khối lượng. Ngoài
ra một lượng lớn
nitơ
(chủ yếu dưới dạng urê) và một số chất khoáng, các
hormone, creatin, sắc tố, axít mật và nhiều
sản
phẩm phụ của quá trình trao đổi
chất của con
vật

Trong tất cả các chất có trong nước tiểu, urê là chất chiếm tỷ lệ cao và
dễ dàng bị vi sinh
vật
phân hủy trong điều kiện có oxy tạo thành khí
amoniac gây mùi khó chịu. Amoniac là
một

khí
rất độc và thường được tạo
ra rất nhiều từ ngay trong các hệ thống chuồng trại, nơi lưu
trữ,

chế
biến và
trong giai đọan sử dụng chất thải. Tuy nhiên nếu nước tiểu gia súc, gia cầm
được sử dụng hợp
lý
hay bón cho cây trồng thì chúng là nguồn cung cấp dinh
dưỡng giàu nitơ, photpho và các yếu tố
khác
ở dạng dễ hấp thu cho cây
trồng.

Thành phần nước tiểu thay đổi tùy thuộc loại gia súc, gia cầm, tuổi,
chế độ dinh dưỡng
và
điều kiện khí
hậu.

Nước
thải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm cả nước tiểu, nước tắm gia súc,
rửa chuồng. Nước
thải
chăn nuôi còn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng
phân được gia súc, gia cầm thải
ra.
Nước thải là dạng chất thải chiếm khối
lượng lớn nhất trong chăn nuôi.

Thành phần của nước thải rất phong phú, chúng bao gồm các chất rắn ở
dạng lơ lửng, các
chất
hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất là
các hợp chất chứa nitơ và photpho. Nước
thải
chăn nuôi còn chứa rất nhiều
vi sinh vật, ký sinh trùng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh
sinh
học
khác. Do ở dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên khả năng bị phân hủy vi sinh
vật rất cao.
Chúng
có thể tạo ra các sản phẩm có khả năng gây ô nhiễm cho
cả môi trường đất, nước và không
khí.

Xác gia súc, gia cầm
chết

Xác gia súc, gia cầm chết là một loại chất thải đặc biệt của chăn nuôi.
Thường các gia
súc,
gia cầm chết do các nguyên nhân bệnh lý, cho nên chúng
là một nguồn phát sinh ô nhiễm nguy
hiểm,
dễ lây lan các dịch bệnh. Xác gia
súc chết có thể bị phân hủy tạo nên các sản phẩm độc. Các
mầm
bệnh và độc

tố có thể được lưu giữ trong đất trong thời gian dài hay lan truyền trong môi
trường
nước và không khí, gây nguy hiểm cho người, vật nuôi và khu hệ sinh
vật trên cạn hay dưới
nước.
Gia súc, gia cầm chết có thể do nhiều nguyên
nhân khác nhau. Việc xử lý phải được tiến
hành
nghiêm túc. Gia súc, gia cầm
bị bệnh hay chết do bị bệnh phải được thiêu hủy hay chôn lấp theo
các
quy
định về thú y. Chuồng nuôi gia súc bị bệnh, chết phải được khử trùng bằng
vôi hay hóa
chất
chuyên dùng trước khi dùng để nuôi tiếp gia súc. Trong
điều kiện chăn nuôi phân tán, nhiều hộ
gia
đình vứt xác chết vật nuôi bị chết
do bị dịch ra hồ ao, cống rãnh, kênh mương… đây là nguồn
phát
tán dịch
bệnh rất nguy
hiểm.

Thức ăn thừa, đệm lót chuồng và các chất thải
khác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Trong các chuồng trại chăn nuôi, người chăn nuôi thường dùng rơm, rạ
hay các chất độn khác,… để lót chuồng. Sau một thời gian sử dụng, những vật
liệu này sẽ được thải bỏ đi. Loại
chất
thải này tuy chiếm khối lượng không
lớn, nhưng chúng cũng là một nguồn gây ô nhiễm
quan

trọng,
do phân, nước
tiểu các mầm bệnh có thể bám theo chúng. Vì vậy, chúng cũng phải được
thu

gom và xử lý hợp vệ sinh, không được vứt bỏ ngoài môi trường tạo điều kiện
cho chất thải và
mầm
bệnh phát tán vào môi
trường.

Ngoài ra, thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiễm, vì
thức ăn chứa nhiều
chất
dinh dưỡng dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên.
Khi chúng bị phân hủy sẽ tạo ra các
chất

kể
cả chất gây mùi hôi, gây ô nhiễm
môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát
triển

của gia súc
và sức khỏe con
người.

Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú
y

Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị loại bỏ như bao bì, kim tiêm, chai
lọ đựng thức ăn,
thuốc
thú y,… cũng là một nguồn quan trọng dễ gây ô nhiễm
môi trường. Đặc biệt các bệnh phẩm thú
y,
thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc
có thể xếp vào các chất thải nguy hại cần phải có biện pháp xử
lý
như chất thải
nguy
hại.

Khí
th
ải

Chăn nuôi là một ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải nhất. Theo
Hobbs và cộng sự (1995), có tới trên 170 chất khí có thể sinh ra từ chăn nuôi,
điển hình là các khí CO
2
, CH
4

,
NH
3
,
NO
2
, N
2
O, NO, H
2
S, indol, schatol
mecaptan…và hàng loạt các khí gây mùi khác. Hầu hết
các

khí
thải chăn
nuôi có thể gây độc cho gia súc, cho con người và môi trường.
Ở những khu vực chăn nuôi có chuồng trại thông thoáng kém thường
dễ tạo ra các khí
độc
ảnh hưởng trực tiếp, gây các bệnh nghề nghiệp cho
công nhân chăn nuôi và ảnh hưởng tới
sức

khỏe
của người dân xung quanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

khu vực chăn nuôi. Trừ khi chất thải chăn nuôi được thu gom
sớm,

lữu trữ và
xử lý hợp quy cách, ở điều kiện bình thường, các chất bài tiết từ gia súc, gia
cầm
như
phân và nước tiểu nhanh chóng bị phân giải tạo ra hàng lọat chất
khí có khả năng gây độc
cho

người
và vật nuôi nhất là các bệnh về đường hô
hấp, bệnh về mắt, tổn thương các niêm mạc, gây
ngạt
thở, xẩy thai và ở trường
hợp nặng có thể gây tử
vong.

Tiếng
ồn

Tiếng ồn trong chăn nuôi thường gây nên bởi hoạt động của gia súc,
gia cầm hay tiếng ồn sinh ra từ hoạt động của các máy công cụ sử dụng trong
chăn nuôi. Trong chăn nuôi, tiếng ồn
chỉ
xảy ra ở một số thời điểm nhất định
(thường là ở thời gian cho gia súc, gia cầm ăn). Tuy
nhiên
tiếng ồn từ gia súc
gia cầm là những âm thanh chói tai, rất khó chịu, đặc biệt là trong những
khu

chuồng kín. Người tiếp xúc với dạng tiếng ồn này kết hợp với bụi và các khí
độc ở nồng độ
cao
trong chuồng nuôi hay khu vực xung quanh rất dễ rơi vào
tình trạng căng thẳng dẫn tới ảnh hưởng
tới
trạng thái tâm lý, sức khỏe và sức
đề kháng với bệnh tật.
Tất cả các chất thải nói trên của chăn nuôi cần được nghiên cứu cẩn
thận và xử lý triệt
để
nhằm bảo vệ môi trường.
1.2.2. Các vấn đề môi trƣờng từ việc chăn nuôi gà [6]
Chăn nuôi gà ở Việt Nam chủ yếu sản xuất tập trung tại các hộ quy mô
nhỏ lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch nhất là các vùng dân cư đông đúc đã gây
ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Vì
vậy,

việc
hiểu rõ thành phần
và các tính chất của chất thải chăn nuôi nhằm có biện pháp quản lý và xử lý
thích hợp, khống chế ô nhiễm, tận dụng nguồn chất thải giàu hữu cơ vào mục
đích kinh tế là
một
việc làm cần
thiết.

Trên thực tế, thực trạng chăn nuôi theo phương pháp truyền thống đã bộc
lộ nhiều hạn chế. Do thiết kế chuồng hở và việc vệ sinh không đảm bảo, nên mùi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

hôi của thức ăn và phân gà toả ra môi trường bên ngoài gây tình trạng hôi thối,
mất vệ sinh. Nghiêm trọng nhất là nạn ruồi, nhặng phát sinh từ trang trại gà ảnh
hưởng đến sức khoẻ của con người. Việc thải phân và nước rửa chuồng trực tiếp
ra môi trường gây ra mùi hôi thối cũng gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người
[6].
1.3. Vai trò của vi sinh vật trong khắc phục ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi
gia cầm
Hệ vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi gồm nhiều nhóm VSV có hoạt
tính sinh học khác nhau giữ vai trò hết sức quan trọng trong chu trình chuyển
hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất mùn mà cây trồng có thể sử dụng
được. Ở đây chúng tôi chỉ đề cập các nhóm VSV có khả năng phân huỷ các
hợp chất phổ biến, là thành phần chính trong chất thải chăn nuôi gồm
xenluloza, tinh bột, protein và VSV có khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh
đường ruột, vi khuẩn gây thối.
1.3.1. Vi sinh vật phân giải xenluloza [8], [14], [16], [20], [23], [24], [30]
Xenluloza là thành phần chủ yếu của thành tế bào thực vật. Về cấu trúc
hoá học, xenluloza là một polime mạch thẳng do các - D - gluco - pyranora
liên kết với nhau bằng liên kết 1 - 4 - glucozit. Xenluloza có cấu tạo sợi, các sợi
xenluloza thiên nhiên thường chứa khoảng 10 - 12 nghìn gốc gluco pyranoza.
Các sợi này liên kết lại thành từng bó nhỏ gọi là các microfibrin. Microfibrin có
cấu trúc không đồng đều, những phần đặc (phần kết tinh) và những phần xốp
(phần vô định hình). Vùng vô định hình của xenluloza có thể hấp thu nước và
trương lên. Trong khi đó các mạng lưới liên kết hydrogen ở vùng kết tinh lại
ngăn cản sự trương này, nên enzym chỉ tác động lên bề mặt các sợi. Xenluloza
có cấu trúc đặc, bền chắc cùng với sự có mặt của lớp vỏ hemixenluloza-lignin
khiến cho sự xâm nhập của enzym vào cấu trúc hết sức khó khăn. Do vậy, trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

tự nhiên xenluloza được phân giải kém, cần có sự tác động và vi sinh vật đóng

vai trò quan trọng trong việc phân giải xenluloza.
Xenlulaza là một phức hệ 3 enzym (Endo-1,4-glucanaza, Exo-1,4-
gluconaza, β-1,4-glucozidaza) hoạt động cùng nhau để thuỷ phân xenluloza
tạo ra các loại đường có thể đi qua thành tế bào VSV.
Trong tự nhiên khu hệ VSV có khả năng sinh tổng hợp enzym xenlulaza
phân giải xenluloza vô cùng phong phú, bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và vi nấm.
- Vi khuẩn hiếu khí: Azotobacter, Flavobacterium, Archromobacter,
Pseudomonas, Bacillus, Cellulomonas, Vibrio, Cellvibrio, Cytophaga,
Angioccocus, Polyangium, Sporocytophaga, Sorangium, Archangium, Promyxo-
bacterium,
- Vi khuẩn kỵ khí: Người ta thường gọi quá trình phân giải xenluloza kỵ
khí là quá trình lên men xenluloza. Điển hình là VK trong khu hệ VSV trong dạ
cỏ của động vật nhai lại: Ruminococcus flavofeciens, R. albus, R. parvum,
Bacteroides succinpgenes, Butyrivibrio fibriosolvens, Clostridium
cellobioparum, Cillobacterium cellosolvens
- Xạ khuẩn: Là một nhóm VK đặc biệt, Gram dương, hiếu khí, tế bào đặc
trưng bởi sự phân nhánh, thường có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất. XK
phân giải xenluloza được phân lập từ các mẫu đất, mùn rác, mẫu mùn: ở những
nơi có chứa xenluloza. Các nhóm XK phân giải xenluloza: Micromonospora,
Proactinomyces, Nocardia, Actinomyces, Streptomyces, Streptosporangium,
Thermomonospora, Thermoactinomyces
- Nấm: Có rất nhiều loài nấm phân giải xenluloza mạnh, nhưng phần lớn
chúng thường phân huỷ xenluloza khi độ ẩm cao và ở nhiệt 20 - 30
0
C, pH trong
khoảng từ 3,5-6,6. Các chủng nấm có khả năng sinh tổng hợp xenlulaza cao:
Trichoderma, Fusarium, Chaetomium, Aspergillus,, Phanerochaete, Penicilium,
Verticilium,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

Nhiều loại nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn có khả năng phân giải xenluloza.
Các nghiên cứu cho thấy trong điều kiện hiếu khí, nấm thường chiếm ưu thế và
ngược lại trong điều kiện yếm khí vi khuẩn và xạ khuẩn chiếm ưu thế. Các loại
vi sinh vật có khả năng phân giải xenluloza mạnh mẽ thường thuộc về các chi
sau: Achromobacter, P.Seudomonas, Vibrio, Cellvibrio, Bacillus, Cytophaga,
Anginococcus, Micromonospora, Actinomyces, Streptomyces,
Streptospotangium, Fusarium, Aspergillus.
1.3.2. Vi sinh vật phân giải tinh bột
Đại phân tử tinh bột bao gồm hai cấu tử là amiloza và amilopectin,
thường tỷ lệ amiloza/amilopectin ~ 1/4. Trong phân tử amiloza các gốc D-
glucoza được gắn với nhau bằng liên kết α-1,4 glucozit tạo nên chuỗi dài khoảng
200-1000 gốc glucoza và phân tử amyloza có một đầu khử. Trong phân tử
amilopectin các gốc glucoza được gắn với nhau không chỉ bằng liên kết α-1,4
glucozit mà còn bằng liên kết α-1,6 glucozit. Vì vậy phân tử amilopectin có cấu
trúc nhánh, có một đầu khử. Tinh bột không tan trong nước lạnh nhưng bị hồ
hóa ở nhiệt độ 60 – 80
o
C.
Tinh bột bị thủy phân duới tác dụng của enzym amylaza hoặc acid tạo
thành phân tử có trọng lượng thấp hơn gọi là dextrin. Quá trình thủy phân tinh
bột này có sự tham gia của nhiều loại enzym khác nhau và mỗi enzym có một
phương thức tác dụng đặc hiệu riêng. Amylaza là hệ enzym rất phổ biến đối với
VSV. Theo tính chất và cách tác dụng lên tinh bột, phân biệt amylaza thành
các loại: α-amylaza, -amylaza, glucoamylaza và oligo 1-6 glucozidaza [1],
[28].
Nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng sinh amylaza như vi khuẩn, nấm
mốc, xạ khuẩn và nấm men.
Các vi khuẩn gram dương đặc biệt là Bacillus thường tạo ra nhiều -
amylaza hơn các vi khuẩn gram âm (Forgarty & Kelly, 1990). Ngoài -amylaza