Nghiên cứu sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hữu dạng bột phục vụ xử lý môi trường chăn nuôi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI




NGÔ THỊ PHƯƠNG YẾN


NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG CHẾ PHẨM
VI SINH VẬT HỮU HIỆU DẠNG BỘT PHỤC VỤ XỬ LÝ
MÔI TRƯỜNG CHĂN NUÔI




CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
MÃ SỐ: 60.42.02.01


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS. NGUYỄN QUANG THẠCH
2. TS. NGUYỄN THÀNH TRUNG





HÀ NỘI – 2013

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
i

LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã
ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả luận văn



Ngô Thị Phương Yến

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
ii

LỜI CẢM ƠN
ðể hoàn thành bản luận văn này tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ về nhiều mặt
của các cấp lãnh ñạo, các tập thể và cá nhân.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới GS.TS
Nguyễn Quang Thạch, TS Nguyễn Thành Trung ñã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn
và giúp ñỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ Viện Sinh học Nông nghiệp ñã
giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình tôi làm việc và thực hiện ñề tài nghiên cứu của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh ñạo Trường ðại học Nông nghiệp Hà
Nội, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học, Viện ñào tạo sau ñại học, các
thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ vi sinh ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi về
kiến thức và chuyên môn trong suốt 2 năm học tập và làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình anh chị Tuyến – Khích, Phường ðình
Bảng, Thị xã Từ Sơn, Tỉnh Bắc Ninh ñã tạo ñiều kiện và giúp ñỡ tôi trong thời
gian tôi làm ñề tài tại trang trại gà của anh chị.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới gia ñình,
người thân và bạn bè ñã cổ vũ, ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian thực
hiện ñề tài.
Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 11 năm 2013
Tác giả luận văn

Ngô Thị Phương Yến

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN Error! Bookmark not defined.
LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC BẢNG Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC HÌNH Error! Bookmark not defined.
PHẦN 1. MỞ ðẦU 1
1.1. ðẶT VẤN ðỀ 1
1.2. MỤC ðÍCH VÀ YÊU CẦU 2
1.2.1. Mục ñích 2
1.2.2. Yêu cầu 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1. Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi và các biện pháp xử lý 4
2.1.1. Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi 4
2.1.2. Các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi 5
2.2. Vi sinh vật hữu hiệu và tình hình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ EM
trên thế giới và ở Việt Nam 6
2.2.1. Vi sinh vật hữu hiệu 6
2.2.2. Ứng dụng của vi sinh vật hữu hiệu và các dạng chế phẩm (EM) 7
2.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM trên thế giới 9
2.2.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM ở Việt Nam 13
2.3. Chế phẩm EMINA 14

2.3.1. Tác dụng chế phẩm EMINA 15
2.3.2. Thành phần của chế phẩm EMINA 16
PHẦN 3. ðỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 24
3.1. ðối tượng, vật liệu nghiên cứu 24
3.1.1 Các nhóm vi sinh vật 24
3.1.2 Vật liệu nghiên cứu 24
3.1.3 Các loại hoá chất dùng cho nghiên cứu 24

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iv

3.1.4 Thiết bị máy móc 25
3.2 Môi trường nghiên cứu 25
3.3. Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 27
3.4. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 27
3.4.1. Nội dung nghiên cứu 27
3.4.2. Phương pháp nghiên cứu 29
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
4.1. Phân lập các chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải cellulose, protein,
tinh bột mạnh 32
4.1.1. Kết quả phân lập vi khuẩn Lactic 32
4.1.2. Kết quả phân lập vi khuẩn Bacillus 35
4.1.3. Phân lập các chủng nấm men 36
4.1.4. Phân lập các chủng xạ khuẩn 37
4.1.5. Phân lập các chủng nấm Trichoderma 38
4.1.6 ðịnh danh các chủng vi sinh vật bằng phương pháp truyền thống 40
4.2 Khả năng sinh enzym ngoại bào của các chủng vi sinh vật 40
4.2.1. Khả năng sinh enzym của các chủng Bacillus 40
4.2.2. Khả năng sinh enzym của các chủng xạ khuẩn 41

4.2.3. Khả năng sinh enzym của các chủng nấm Trichoderma 42
4.3. Xác ñịnh môi trường lên men xốp thích hợp cho từng nhóm vi sinh vật 43
4.4. Tiến hành phối trộn các nhóm vi sinh vật tạo chế phẩm vi sinh vật hữu
hiệu dạng bột 46
4.5 Ảnh hưởng của chế phẩm EMINA và chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu
dạng bột ñến kết quả xử lý chất ñộn chuồng 48
4.6 Ảnh hưởng của chế phẩm EMINA và chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu
dạng bột ñến kết quả xử lý phân gia cầm 52
4.6.1 Sự biến ñộng nhiệt ñộ ñống ủ 53
4.6.2. Sự thay ñổi khối lượng của ñống ủ 55
4.6.3 Thành phần của phân gia cầm sau khi xử lý 55
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57
5.1. Kết luận 57
5.2. Kiến nghị 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
v

DANH MỤC BẢNG

STT TÊN BẢNG TRANG
Bảng 1: ðặc ñiểm tế bào, khuẩn lạc của 3 chủng Lactic 33
Bảng 2: Chỉ số OD sinh trưởng và pH môi trường nuôi cấy MRS của 3 chủng Lactic 35
Bảng 3: ðặc ñiểm khuẩn lạc và ñặc ñiểm tế bào của các chủng Bacillus 35
Bảng 4: ðặc ñiểm khuẩn lạc và ñặc ñiểm tế bào của các chủng nấm men 36
Bảng 5: ðặc ñiểm hình thái của các chủng xạ khuẩn 37
Bảng 6: ðặc ñiểm khuẩn lạc và ñặc ñiểm tế bào của các chủng Trichoderma 39
Bảng 7: Hoạt tính enzym amylase và protease của các chủng Bacillus 40
Bảng 8: Khả năng sinh enzym của các chủng xạ khuẩn 41

Bảng 9: Khả năng sinh enzym của các chủng nấm Trichoderma 42
Bảng 10: Mật ñộ của các chủng vi sinh vật khi lên men xốp (CFU/g sản phẩm) 44
Bảng 11: Mật ñộ của các chủng Trichoderma sau khi lên men xốp (CFU/g sản
phẩm) 45
Bảng 12. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản 47
Bảng 13: Hàm lượng các khí ban ñầu khi chưa sử dụng chế phẩm 51
Bảng 14: Hàm lượng các khí sau khi sử dụng chế phẩm 1 ngày 51
Bảng 15: Hàm lượng các khí sau khi xử l ý chế phẩm 5 ngày 52
Bảng 16: Sự biến ñổi của nhiệt ñộ trong ñống ủ 54
Bảng 17: Sự chênh lệch nhiệt ñộ giữu bên trong ñống ủ và ngoài môi trường 54
Bảng 18: Sự thay ñổi khối lượng của ñống ủ 55
Bảng 19 : Tỷ lệ khối lượng của ñống ủ trước và sau khi xử lý 55
Bảng 20: Thành phần của phân gia cầm 56


Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
vi

DANH MỤC HÌNH
STT TÊN HÌNH ẢNH TRANG
Hình ảnh 1. Khuẩn lạc chủng L1 34

Hình ảnh 2. Khuẩn lạc chủng L2 34
Hình ảnh 3. Khuẩn lạc chủng L3 34
Hình ảnh 4. Khuẩn lạc chủng Ba1 36
Hình ảnh 5. Khuẩn lạc chủng Ba2 36
Hình ảnh 6. Khuẩn lạc chủng M1 37
Hình ảnh 7. Khuẩn lạc chủng M2 37
Hình ảnh 8. Khuẩn lạc chủng XK1 38
Hình ảnh 9. Khuẩn lạc chủng XK2 38

Hình ảnh 10. Khuẩn lạc chủng T1 39
Hình ảnh 11. Tế bào chủng T1 39
Hình ảnh 12. Khuẩn lạc chủng T2 39
Hình ảnh 13. Tế bào chủng T2 39
Hình ảnh 14. Khả năng phân giải tinh bột chủng Bacillus 41
Hình ảnh 15.Khả năng phân giải protein chủng Bacillus 41
Hình ảnh 16. Khả năng phân giải tinh bột chủng xạ khuẩn 42
Hình ảnh 17. Khả năng phân giải protein chủng xạ khuẩn 42
Hình ảnh 18. Khả năng phân giải cellulose chủng xạ khuẩn 42
Hình ảnh 19. Khả năng phân giải cellulose chủng nấm Trichoderma 43
Hình ảnh 20. Chế phẩm xạ khuẩn dạng bột 45
Hình ảnh 22. Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu dạng bột 46
Hình ảnh 23. Công thức 1 (ñối chứng) không sử dụng chế phẩm 48
Hình ảnh 24. Công thức 2: sử dụng chế phẩm EMINA dạng dung dịch ñể xử lý 49
Hình ảnh 25. Công thức 3: sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu dạng bột ñể
xử lý 49
Hình ảnh 26. ðo khí công thức 1 (ñối chứng) không sử dụng chế phẩm. 50
Hình ảnh 27. ðo khí công thức 2: sử dụng chế phẩm EMINA dạng dung dịch ñể
xử lý 50
Hình ảnh 28. ðo khí công thức 3: sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu dạng
bột ñể xử lý. 51
Hình ảnh 29. ðống ủ phân gia cầm
53

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
1

PHẦN 1. MỞ ðẦU

1.1. ðẶT VẤN ðỀ

Việt Nam là một nước nông nghiệp, với khoảng 70% số dân sống bằng nghề nông.
Sản xuất nông nghiệp ñóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Trong
những năm gần ñây, chăn nuôi ñã và ñang trở thành mũi nhọn của phát triển kinh tế
nông nghiệp. Tuy nhiên, việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch, nhất
là các vùng dân cư ñông ñúc ñã gây ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Ô
nhiễm môi trường do chăn nuôi gây nên chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, chất thải
lỏng, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp, tiêu hủy không ñúng kỹ thuật.
ðối với các cơ sở chăn nuôi, các chất thải gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực
tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức ñề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, các
chi phí phòng trị bệnh, giảm năng suất và hiệu quả kinh tế Do ñó, việc xử lý chất
thải ñang là vấn ñề cấp bách ñể bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền
vững. Người ta thường sử dụng các chế phẩm sinh học ñể xử lý môi trường chăn nuôi
như: chế phẩm EM, chế phẩm EMUNI, chế phẩm EMINA…
Trên thế giới, công nghệ Vi sinh vật hữu hiệu ( Effective Microorganisms -
EM) ñang ñược áp dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực như: trồng trọt, chăn nuôi,
nuôi trồng thuỷ hải sản, xử lý môi trường, xây dựng, công nghiệp và lĩnh vực y học
từ những năm 1980. Ở Việt Nam chế phẩm EM cũng ñã ñược ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực từ những năm 1994-1995.
Hiện nay, ngoài các chế phẩm EM nhập ngoại còn có nhiều loại chế phẩm sinh
học ñược nghiên cứu chế tạo dựa trên nguyên tắc hoạt ñộng và phối chế của chế
phẩm EM như EMUNIV của trường ðại học Khoa học tự nhiên, EMINA của Viện
Sinh học Nông nghiệp ðại học nông nghiệp Hà nội Chế phẩm EMINA có chất
lượng tương ñương chế phẩm EM nhập nội, chế phẩm ñã bước ñầu ñược thử
nghiệm và ứng dụng trên nhiều lĩnh vực : chăn nuôi, trồng trọt, thủy sản, xử lý ô
nhiễm môi trường
Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EMINA (Effective microorganisms of Institute
of Agrobiology) là tập hợp các loài vi sinh vật có ích bao gồm các nhóm: vi khuẩn

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
2

Bacillus, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn Lactic, nấm men, xạ khuẩn), sống cộng sinh
trong cùng môi trường. Với những nhóm vi sinh vật có mặt trong chế phẩm EMINA,
với cơ chế tác ñộng khác nhau nhưng ñều theo hướng làm lệch cân bằng giữa vi
sinh vật có ích và vi sinh vật gây hại trong ñất, nước, vật nuôi, cây trồng và môi
trường. Kết quả làm tăng khả năng ñồng hóa, sức ñề kháng, sự sinh trưởng của vật
nuôi và cây trồng cũng như làm trong lành môi trường. Chế phẩm ñã ñược Bộ
NN&PTNT công nhận là tiến bộ kỹ thuật cho áp dụng rộng rãi vào sản xuất.
Sử dụng các chế phẩm sinh học như EMINA ñể xử lý chất thải trong chăn nuôi
vừa an toàn với vật nuôi, an toàn với người chăn nuôi, thân thiện với môi trường và
mang lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, chế phẩm EMINA ñang ñược sử dụng trên thị
trường ñều ở dạng dung dịch nên việc vận chuyển cồng kềnh, áp dụng trong xử l ý
các dạng chất thải nhão gặp nhiều khó khăn. ðể giúp cho việc sử dụng chế phẩm
EMINA hiệu quả và tiện lợi hơn, việc nghiên cứu chế tạo chế phẩm dạng bột là rất
cần thiết. . Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “ Nghiên cứu sản
xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu dạng bột phục vụ xử lý ô nhiễm
môi trường chăn nuôi ”.
1.2. MỤC ðÍCH VÀ YÊU CẦU
1.2.1. Mục ñích
Nghiên cứu sản xuất và sử dụng thành công chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu
dạng bột phục vụ xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi.
1.2.2. Yêu cầu
-
Tuyển chọn ñược các chủng vi sinh vật có hoạt tính phân giải xenlulose, protein,
tinh bột mạnh (bao gồm: vi khuẩn Bacillus, nấm men, xạ khuẩn, nấm
Trichorderma)
-
Xác ñịnh ñược môi trường lên men xốp thích hợp với từng nhóm vi sinh vật.
-
Xác ñịnh ñược tỷ lệ phối trộn các nhóm vi sinh vật tạo chế phẩm vi sinh vật hữu

hiệu dạng bột ñể có ñược mật ñộ và hoạt tính của VSV là cao nhất.
-
Bước ñầu ñánh giá hiệu quả xử lý ô nhiễm môi trường của chế phẩm vi sinh vật
hữu hiệu dạng bột ñã chế tạo


Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
3

1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
-
Bổ sung các dẫn liệu khoa học trong nghiên cứu về vi sinh vật , góp phần xác
ñịnh và phát hiện thêm một số nhóm và các chủng vi sinh vật hữu hiệu phục vụ
cho nông nghiệp.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
-
Tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu dạng bột có hiệu quả cao, giá thành rẻ,
góp phần giải quyết ñề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
4

PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi và các biện pháp xử lý
2.1.1. Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi
Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc ñộ nhanh.
Theo thống kê năm 2010 của Cục Chăn nuôi, cả nước có khoảng 8,5 triệu hộ chăn
nuôi quy mô gia ñình và 18.000 trang trại chăn nuôi tập trung. Với tổng ñàn 300
triệu con gia cầm và hơn 37 triệu con gia súc, nguồn chất thải từ chăn nuôi ra môi
trường lên tới 84,45 triệu tấn. Trong ñó, nhiều nhất là chất thải từ lợn (24,96 triệu
tấn), tiếp ñến gia cầm (21,96 triệu tấn) và bò (21,61 triệu tấn) ( Nguyễn Tuấn Dũng,
2012) [34].
Theo ñánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): ngành chăn nuôi
ñến năm 2020 vẫn tiếp tục phát triển nhằm ñáp ứng nhu cầu thực phẩm ñảm bảo
cho sức khỏe cộng ñồng và gia tăng dân số. Sản xuất chăn nuôi ñang có xu hướng
chuyển dịch từ các nước phát triển sang các nước ñang phát triển, từ phương Tây
sang các nước Châu Á Thái Bình Dương. Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và
tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất. Sự thay ñổi về chăn nuôi ở khu vực này
có ảnh hưởng quyết ñịnh ñến “cuộc cách mạng” về chăn nuôi trên toàn cầu. Nhu
cầu tiêu thụ thịt, sữa cho xã hội tăng nhanh ở các nước ñang phát triển, ước tính
tăng khoảng 7 - 8%/năm.

Cũng như các nước trong khu vực, chăn nuôi Việt Nam ñứng trước yêu cầu
vừa phải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm ñáp ứng ñủ nhu cầu tiêu dùng trong
nước và từng bước hướng tới xuất khẩu. Chăn nuôi phải phát triển bền vững gắn với
nâng cao chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, khả năng cạnh tranh và bảo vệ môi
trường là xu hướng tất yếu hiện nay. Dự kiến mức tăng trưởng bình quân: giai ñoạn
2010 - 2015 ñạt khoảng 6 - 7% năm và giai ñoạn 2015 - 2020 ñạt khoảng 5 - 6%
năm (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2013) [35].
Chất thải chăn nuôi là nguyên nhân gây ô nhiễm lớn cho môi trường tự nhiên
do lượng lớn các khí thải và chất thải từ vật nuôi. Các khí thải từ vật nuôi cũng
chiểm tỷ trọng lớn trong các khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo của Tổ

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
5

chức Nông Lương Thế giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng
Nitơ oxit (N
2
O) trong khí quyển. ðây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng
mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO
2
. ðộng

vật nuôi còn thải ra 9% lượng khí
CO
2
toàn cầu, 37% lượng khí Methane (CH
4
) – loại khí có khả năng giữ nhiệt cao
gấp 23 lần khí CO
2

. Theo số liệu ước tính của Cục Chăn nuôi, tổng số chất thải rắn
hằng năm từ ñàn gia súc, gia cầm ở Việt Nam khoảng 73 - 76 triệu tấn. Phần lớn
chất thải chăn nuôi ñược sử dụng làm phân bón. Tuy nhiên trước khi ñưa vào sử
dụng, việc xử lý chất thải chăn nuôi có sự khác nhau theo quy mô chăn nuôi. Với
quy mô chăn nuôi trang trại và gia trại thì việc xử lý chất thải ñược coi trọng hơn,
còn tại các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ gắn với sản xuất nông nghiệp, chất thải chăn nuôi
chủ yếu ñược vận chuyển trực tiếp từ chuồng nuôi ra ngoài ñồng bón cho cây trồng,
số lượng ñược xử lý rất ít. Theo kết quả ñiều tra chăn nuôi lợn 8 vùng sinh thái, số
gia trại, trang trại chăn nuôi lợn có áp dụng các biện pháp xử lý chất thải chiếm
khoảng 74%, còn lại không xử lý chiếm khoảng 26%; trong các hộ, các cơ sở có xử
lý thì 64% áp dụng phương pháp sinh học (Biogas, ủ v.v ), số còn lại 36% xử lý
bằng phương pháp khác (Nguyễn Thị Hoa Lý, 2013) [35].
2.1.2. Các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi
Mục ñích của việc xử lý chất thải chăn nuôi:
- Tiêu diệt các loại mầm bệnh có trong chất thải ñến mức an toàn, ñảm bảo
ñiều kiện chăn nuôi trong trại chăn nuôi và khu vực khu dân cư xung quanh trại.
- Hạn chế ñến mức thấp nhất sự thất thoát các dưỡng chất N, P, K trong phân.
- Giảm hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước thải ñến mức an toàn trước
khi thải ra dòng tiếp nhận.
- Tái sử dụng chất hữu cơ trong chất thải vào các mục ñích có ích như làm
chất ñốt (biogas), phân bón, làm thức ăn cho gia súc và nuôi trồng thủy sản.
Chất thải chăn nuôi bao gồm các chất thải rắn và lỏng, ñể việc xử lý có kết
quả tốt thường người ta phân loại và chọn lọc phương pháp thích hợp ñể xử lý một
cách có hiệu quả. Các phương pháp bao gồm hai nhóm chính là: xử lý không sinh
học và xử lý sinh học (Lưu Hữu Mãnh, Bùi Thị Lê Minh, 2008) [3].
- Xử lý không sinh học: bao gồm những cách xử lý bằng vật lý và hóa học

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
6

+Xử lý vật lý: gồm phương pháp lắng cặn và thiêu ra tro.
Phương pháp lắng cặn (sự trầm tích): Phương pháp này ñược sử dụng rộng
rãi ñể thu những chất rắn có thể lắng ñọng xuống ñáy, thường các bể lắng có hình
chữ nhật, hình vuông hay hình tròn.
Phương pháp thiêu ra tro: sử dụng nhiệt ñộ cao như lò sưởi ñể ñốt phân, rác,
xác súc vật thành tro.
+ Xử lý hóa học: Bao gồm sự tiêu ñộc và sự ngưng kết hóa học
• Sự tiêu ñộc hay sát trùng: Mục ñích làm giảm mật ñộ vi khuẩn và ñể loại
thải mầm bệnh ra khỏi nước. Có nhiều hóa chất có thể dùng tiêu ñộc nước thải như
chlorine, iodin, ozone.
• Sự ngưng kết hóa học: Thêm các hóa chất vào trong nước thải ñể ngưng
kết các particulate va colloisal và vì vậy làm giảm nhu cầu oxy của chất thải.
- Xử lý sinh học:
+ Sử dụng thảm thực vật, hồ thuỷ sinh
+ Sử dụng vi sinh vật: Là biện pháp chính trong xử lý sinh học. Dựa trên cơ sở
tối ưu hoá các ñiều kiện môi trường cho hệ vi sinh vật tự nhiên hoặc vi sinh vật khởi
ñộng phát triển ñể phân giải các hợp chất hữu cơ trong phân trong ñiều kiện hiếu
khí hay kỵ khí tạo sản phẩm cuối cùng ổn ñịnh, có giá trị kinh tế, giảm hàm lượng
chất rắn tổng số, giảm mùi, tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh. Biện pháp chủ yếu xử lý
chất thải lỏng là biogas, xử lý chất thải rắn là composting.
2.2. Vi sinh vật hữu hiệu và tình hình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ EM
trên thế giới và ở Việt Nam
2.2.1. Vi sinh vật hữu hiệu
Trong môi trường tự nhiên ổn ñịnh trong sạch thì luôn tồn tại một hệ thống
cân bằng với nhiều vi sinh có ích chiếm thế chủ ñộng.
Sự phân bố của vi sinh vật trong ñất phụ thuộc vào ñộ dày của tầng ñất, vào
ñặc ñiểm, tính chất của ñất, vào thời tiết khí hậu, vào quan hệ giữa vi sinh vật với
cây trồng. Vi sinh vật có ích trong ñất có nhiều tác dụng như làm tăng nguồn dinh
dưỡng, phân giải các hợp chất hữu cơ, tăng ñộ phì cho ñất, chuyển hóa chất vô cơ
(Nguyễn Xuân Thành và ctv, 2003) [9].

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
7

Vi sinh vật có ích cũng có nhiều loại, có loại giúp cho quá trình phân huỷ chất
hữu cơ nhanh hơn, có loại giúp cho quá trình tổng hợp ra chất hữu cơ nhiều hơn từ
CO
2
và nước. Từ lâu, con người ñã biết lợi dụng vi sinh vật có ích, ñể phục vụ ñời
sống như công nghệ lên men, ủ phân hữu cơ, trồng cây họ ñậu ñể cải tạo ñất…
Ngày nay, khi công nghệ sinh học phát triển hơn, con người có hiểu biết và sử dụng
vi sinh vật vào nhiều lĩnh vực có hiệu quả hơn, ñể tạo ra ñược các chế phẩm thuốc
trừ sâu sinh học, phân bón vi sinh có tác dụng tốt cho sản xuất lại an toàn cho con
người, ñộng vật và môi trường sống.
2.2.2.Ứng dụng của vi sinh vật hữu hiệu và các dạng chế phẩm (EM)
Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong ñất, nước ñều có mối quan hệ rất
chặt chẽ với cây trồng. Hầu như mọi quá trình xảy ra trong ñất ñều có sự tham gia
trực tiếp, hay gián tiếp của vi sinh vật (mùn hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, phân giải,
cố ñịnh chất hữu cơ ). Vì vậy, vi sinh vật ñược coi là hệ thống của bộ phận dinh
dưỡng tổng hợp cho cây trồng. Công nghệ sinh học về phân bón thực chất là tổng
hợp các kỹ thuật (vi sinh, vi sinh học phân tử, hoá sinh ) nhằm sử dụng vi sinh vật
sống hoặc các hoạt chất sinh học của chúng tạo nên các dinh dưỡng cần thiết cho
cây trồng hay thông qua ñó giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển và sử dụng dinh
dưỡng tốt hơn (Phạm Văn Toản, 2002) [12].
Giáo sư Teruo Higa, trường ðại học Tổng hợp Ryukysu, Okinawa của Nhật
Bản ñã nghiên cứu và phát minh ra công nghệ vi sinh vật hữu hiệu (EM) vào những
năm 70 của thế kỷ XX. T. Higa ñã nghiên cứu phân lập, nuôi cấy, trộn lẫn 5 nhóm
vi sinh vật có ích là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và
nấm sợi ñược tìm thấy trong tự nhiên tạo ra chế phẩm Effective Microorganisms
(EM) [17], [30], [38]. Công nghệ EM dần trở nên nổi tiếng và có ứng dụng rộng rãi

ở nhiều nước.
T. Higa cho rằng, chế phẩm EM giúp sinh ra các chất chống oxy hoá như
inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các
muối chelate. Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có
hại và kích thích các vi sinh vật có lợi. ðồng thời các chất này cũng giải ñộc các

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
8

chất có hại do có sự hình thành các enzym phân huỷ. Vai trò của EM còn ñược phát
huy bởi sự cộng hưởng sóng sinh ra bởi các vi khuẩn quang dưỡng.
Từ công thức của chế phẩm EM, một số chế phẩm tương tự và nội ñịa hóa ñã
ñược sản xuất ở Việt Nam là chế phẩm GEM và VEM [38].
Các vi sinh vật trong chế phẩm EM có một hoạt ñộng chức năng riêng của
chúng. Do ñều là các vi sinh vật có lợi, cùng chung sống trong một môi trường, sống
cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ cho nhau nên hoạt ñộng tổng thể của chế phẩm EM
tăng lên rất nhiều (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2001) [11]. Có nhiều dạng chế phẩm
EM ñã ñược sản xuất. Tuy nhiên, trong ứng dụng, chỉ cần dùng riêng biệt một loại
chế phẩm hoặc phối hợp nhiều loại khác nhau cũng ñã mang lại hiệu quả cao.
* Dung dịch EM gốc (EM1)
EM1 nguyên chất là tập hợp khoảng 50 loài vi sinh vật có ích cả hảo khí và kỵ
khí thuộc 10 chi khác nhau gồm vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ
khuẩn và nấm mốc sống cộng sinh cùng môi trường.
Từ chế phẩm EM1 có thể chế ra các chế phẩm khác như EM thứ cấp, EM
Bokashi B (làm thức ăn cho gia súc) và EM Bokashi C (ñể xử lý môi trường) (Lê
Khắc Quảng, 2004) [8].
* EM Bokashi
EM Bokashi thường có dạng bột, hoặc hạt nhỏ ñược ñiều chế bằng cách lên
men các chất hữu cơ (cám, bánh dầu, bột cá, phân, than bùn) với dung dịch EM1.
EM Bokashi có tác dụng tăng tính ña dạng của vi sinh vật trong ñất và cung cấp

dinh dưỡng cho cây trồng.
EM Bokashi B: Dung dịch EM1, rỉ ñường (hoặc ñường nâu), nước sạch, ñược
pha trộn theo tỷ lệ 3:3:100. Sau ñó phun dung dịch trên vào thức ăn và trộn ñều cho
ñến khi ñộ ẩm ñạt khoảng 30 ñến 40%. Cho vào bao hoặc thùng chứa, bao kín ñể lên
men kỵ khí. Sau 7-10 ngày, khi hỗn hợp lên men, thơm mùi rượu, có mốc trắng trên bề
mặt, nghĩa là EM Bokashi B ñã làm xong và có thể ñem dùng.
EM Bokashi C: Vật liệu khô là cám gạo và mùn cưa ñược pha trộn theo tỷ lệ
1:1. Dung dịch EM ñược chuẩn bị như trên. Cách làm tương tự như ñối với EM
Bokashi B (Lê Khắc Quảng, 2004) [8].

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
9

* EM 5
EM 5 ñược dùng ñể phun lên cây trồng, nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và
loại trừ sâu hại bằng quá trình sinh học, không phải tiêu diệt bằng quá trình trực tiếp.
* EM - FPE (EM Fermented Plant Extract)
EM - FPE là chiết xuất cây cỏ lên men EM. EM - FPE bao gồm một hỗn hợp cỏ
tươi với rỉ mật ñường và EM1. Tác dụng chính là cung cấp chất dinh dưỡng cho cây
trồng, ñồng thời hạn chế vi sinh vật gây bệnh và côn trùng.
2.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM trên thế giới
Theo giáo sư T. Higa hệ thống nông nghiệp thiên nhiên có sử dụng công nghệ
vi sinh vật hữu hiệu (EM) là hệ thống nông nghiệp có năng suất cao, ổn ñịnh, giá
thành thấp, không ñộc hại, cải thiện môi trường và bền vững. Do ñó từ năm 1982
EM ñã ñược sử dụng vào sản xuất nông nghiệp, kết quả là ñã làm giảm rõ rệt các
tác nhân gây hại cho sản xuất nông nghiệp như giảm sâu bệnh, côn trùng. Ngoài ra,
trên thực tế, công nghệ này ñã mang lại kết quả rất khả quan, ñó là: Năng suất, chất
lượng mùa vụ tăng, sản phẩm thu hoạch tăng, chất lượng sản phẩm tăng, nhờ ñó mà
sản xuất tăng trưởng và phát triển bền vững. Tiến sĩ James F. Parr - Cục nghiên cứu
Nông nghiệp - Bộ nông nghiệp Mỹ ñã nói "Chúng tôi nhìn nhận Công nghệ EM như

một công cụ tiềm tàng có giá trị có thể giúp ñỡ nông dân phát triển hệ thống canh
tác bền vững về kinh tế, môi trường và xã hội" (Higa, Parr, 1994) [20]. Cũng từ ñó,
EM ñã ñược nghiên cứu và sử dụng cho nhiều mục tiêu ña dạng hơn cho sản xuất,
bảo quản và chế biến nông sản thực phẩm v.v… ðến nay, công nghệ EM ñã ñợc
ứng dụng ra khắp các lục ñịa trong hơn 150 nước và ñã ñược sản xuất ở hơn 80
quốc gia. Sau hơn 20 năm nghiên cứu EM, giáo sư T. Higa cùng các ñồng nghiệp ñã
phát triển từ 5 lớp sinh vật (ñược ghi nhận trong bằng sáng chế của T. Higa) ñến 9
lớp, từ 83 loài vi sinh vật lên ñến 130 loài trong EM (Vinny Pint, 2003) [25].
Tại Hội nghị Quốc tế lần thứ nhất về Nông nghiệp thiên nhiên cứu thế và nông
nghiệp EM ñược tổ chức từ ngày 17- 21 tháng 10 năm 1989 tại Băng Cốc- Thái Lan
ñã có nhiều báo cáo khoa học nghiên cứu về ứng dụng của EM ñối với nông nghiệp
như: Báo cáo về khái niệm và giả thuyết của EM của T. Higa và G.N Wididana -
trường ñại học Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản. Báo cáo ñã chỉ ra khái niệm của EM

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
10

là dựa trên cơ sở cấy hỗn hợp EM vào trong ñất làm thay ñổi trạng thái cân bằng vi
sinh vật và tạo ra một môi trường phù hợp cho cây trồng sinh trưởng, phát triển
mạnh. Vi sinh vật có ích ñược cấy vào ñất ñã tiếp tục phát triển lấn át các quần thể
vi sinh vật bản ñịa không có lợi. Một số giả thiết liên quan ñến EM ñã ñược xác
minh trong báo cáo ñó là ngăn chặn bệnh hại cây, bảo tồn năng lượng ở trong cây,
làm tan các chất khoáng ở trong ñất, cân bằng hệ sinh thái vi sinh ở trong ñất, tăng
hiệu lực quang hợp, cố ñịnh nitơ sinh học (Higa Wididana, 1989) [19]. Báo cáo của
D. N. Lin- Trung tâm nghiên cứu canh tác tự nhiên của Hàn Quốc về hiệu quả của
EM ñến sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa (Lin, 1989) [21]. Báo cáo của
Panchaban - Trường ñại học Khon Kaen, Thái Lan về hiệu quả của EM ñến sinh
trưởng, phát triển và năng suất ngô (Panchaban, 1989) [23] v.v.
Hội nghị quốc tế lần thứ 2 tổ chức tại Brazil tháng 10 năm 1991 cũng ñã có
một loạt các báo cáo về hiệu quả của EM ñến sinh trưởng, phát triển và năng suất

một số cây trồng nhu lúa, khoai lang, rau spinach, khoai tây, cải bắp, ớt ở các nước
Nhật Bản, Myanma, Sri Lanka, Hàn Quốc, Brazin (Phạm Thị Kim Hoàn, 2008) [2].
Tại hội nghị quốc tế lần thứ 3 vào năm 1993, lần thứ 4 vào năm 1995, lần thứ
5 vào năm 1997, lần thứ 6 vào năm 1999 và lần thứ 7 vào năm 2002 nhiều nghiên
cứu mới về EM và những ứng dụng của EM trên khắp thế giới ñược công bố như
nghiên cứu về tác dụng của EM tới nẩy mầm và sức nẩy mầm của hạt giống; ảnh
hưởng của EM tới ñất; hiệu quả của EM ñến sinh trưởng, phát triển và năng suất
một số cây trồng: ngô, ñậu, ñậu tương, cà chua, dưa chuột, bí, khoai tây, rau các loại,
chuối; hiệu quả của EM ñến rễ cây trồng và ñất; tác dụng của EM ñối với nghề
trồng hoa; EM trong quản lý sâu bệnh tổng hợp.
Nhờ những kết quả nghiên cứu ứng dụng có hiệu quả mà các nước trên thế
giới ñón nhận EM như là một giải pháp ñể ñảm bảo cho một nền nông nghiệp phát
triển bền vững và bảo vệ môi trường (Apnan news, 2007) [16] Trong lĩnh vực
nông nghiệp EM có tác dụng bổ sung vi sinh vật cho ñất, cải thiện môi trường ñất,
phân hủy chất hữu cơ tăng hiệu quả của phân bón, cố ñịnh nitơ không khí, ngăn
chặn các tác nhân gây bệnh, sâu hại trong ñất, kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết
quả chín, tăng khả năng quang hợp, năng suất chất lượng cây trồng.

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
11

Nhiều nhà máy, xưởng sản xuất EM ñã ñược xây dựng ở nhiều nước trên thế giới
và ñã sản xuất ñược hàng ngàn tấn EM mỗi năm như: Mỹ, Trung Quốc, Thái Lan (hơn
1000 tấn/năm), Myanmar, Nhật Bản, Brazil (khoảng 1.200 tấn/năm), Srilanca, Nepal,
Indonesia (khoảng 50- 60 tấn/năm) ( Phạm Thị Kim Hoàn, 2008) [2].
EM ñang và ñã ñược biết và kinh doanh trên khắp thế giới bởi một số cơ sở
sản xuất và những nhà cung ứng dưới một số tên sản phẩm, tên nhãn hiệu, nhãn mác
ñã ñăng ký thương hiệu như: Efficient Microbes (EM), EMRO USA Effective
Microorganisms, EM-1, EM1, EM1ñ, Beneficial Microbes (aka BM), Beneficial
Microorganisms (BM), Beneficial and Effective Microbes (BEM), EM Kyusei,

Kyusei EM, Vita Biosa, Terra Biosa, Effective Microbes, Essential Microorganisms,
Efficient Microorganisms, Compound Microorganisms (CM), Complex Fermented
Microorganisms (CFM), Fermented Microorganisms, Molasses Culture, Cultured
Molasses, Stuff for Food Dregs, bokashi, EM-X health beverage, EM Ceramics,
EM Salt, or EM Soap. Một số nước có sản phẩm EM nổi tiếng và ñã ñược cấp
chứng chỉ như: Nhật Bản, Canada, Mỹ, Mexico, Úc, ðan mạch, Brazin, (Vinny Pint,
2003) [25].
Sản phẩm phân bón vi sinh vật ñầu tiên trên thế giới ñược sản xuất vào năm
1898 do Công ty Nitragin tại Mỹ với tên gọi Nitragin chứa chủng vi khuẩn nốt sần
Rhizobium. Trải qua một thời gian dài, tới nay phân bón vi sinh vật ñã trở thành
hàng hoá và ñược sử dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ngoài phân vi khuẩn nốt
sần, các loại phân vi sinh vật khác như cố ñịnh nitơ tự do từ Azotobacter,
Clostridium, tảo lam cố ñịnh nitơ từ Azospirillum, phân giải phophat khó tan từ
Bacillus, Pseudomonas tăng sức ñề kháng cho cây trồng từ vi sinh vật gây bệnh
vùng rễ từ Steptomyces, Bacillus cũng ñược sản xuất với số lượng lớn. Theo số
liệu thống kê năm 1993 tại ấn ðộ, cho thấy thời gian từ 1992 - 1993, tổng lượng các
dạng vi sinh vật bón trực tiếp cho cây trồng là 2.584 tấn. Năm 2000, tổng số các loại
vi sinh vật ñã ñược bón tại ấn ðộ ñạt 818.000 tấn (Phạm Văn Toản, 2002 ) [12].
Theo Ahmad R.T. và ctv (1993) [15], sử dụng EM cho các cây trồng như lúa,
lúa mì, bông, ngô và rau ở Pakistan làm tăng năng suất các cây trồng. Năng suất lúa
tăng 9,5%, bông tăng 27,7%. ðặc biệt, bón kết hợp EM-2 và EM-4 cho ngô làm

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
12

tăng năng suất lên rõ rệt. Bón EM-4 cho lúa, mía và rau ñã làm tăng hàm lượng chất
dễ tiêu ở trong ñất. Hàm lượng ñạm dễ tiêu tăng 2,2% khi bón kết hợp NPK + EM-4
(Zacharia P.P., 1993) [32].
Khi bón kết hợp phân hữu cơ với EM cho cây lạc ở vùng ñất ñỏ của Trung
Quốc, ñã làm tăng hàm lượng chất dễ tiêu trong ñất, tăng ñạm tổng số và giảm tỷ lệ

C/N. EM làm tăng khả năng nảy mầm của lạc, tăng năng suất và tăng khối lượng
sinh vật học (Zhao Q, 1995) [33].
Theo kết quả nghiên cứu của Yamada K. và ctv (1996) [31], Bokashi có ñộ pH
là 5,5 và chứa 4,3 mg S, 900 mg N dễ tiêu dưới dạng NH
4
, 10 mg P
2
O
5
. Hiệu lực
của EM Bokashi ñến hàm lượng các chất dinh dưỡng trong ñất và sinh trưởng phát
triển của cây trồng do các yếu tố tạo nên là nguồn hữu cơ, nguồn vi sinh vật hữu
hiệu và các chất ñồng hoá có trong EM.

Milagrosa S.P. và E.T. Balaki (1996) [22] cho rằng, bón riêng biệt Bokashi
(2000 kg/ha) hoặc EM -1 (10 l/ha với nồng ñộ 1/500) cho khoai tây ñã hạn chế ñược
bệnh héo xanh vi khuẩn Pseudomonas solanacearum. Năng suất khoai tây ở trường
hợp bón riêng Bokashi cao hơn so với bón riêng EM-1. Bón kết hợp Bokashi và
EM-1 làm tăng kích cỡ củ to nhiều hơn so với bón phân gà + NPK. Việc tăng kích
cỡ củ và năng suất là do Bokashi và EM-1 có hiệu lực trong việc cung cấp các chất
dinh dưỡng cần thiết cho cây trong suốt các thời kỳ sinh trưởng phát triển.
Rochayat Y. và ctv (2000) [27] nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón Bokashi
và phân lân ñến sinh trưởng phát triển và năng suất của cây khoai tây trồng ở Tây
Java, nơi có ñộ cao trung bình 545m so với mặt nước biển ñã cho rằng: bón Bokashi
với 20 tấn/ha ñã làm tăng chiều cao cây, diện tích lá, khối lượng cây khô, số
củ/khóm và tăng năng suất củ một cách rõ rệt.
Susan Carrodus (2002) [28] cho rằng EM Bokashi có ảnh hưởng tích cực ñến
sinh trưởng, làm tăng hàm lượng diệp lục của cây giống cải bắp và cải củ. Số rễ
tăng lên và sự hoạt ñộng của bộ rễ nhiều hơn, các lá xanh hơn. Kết quả này là do sự
cung cấp các chất dinh dưỡng liên tục cho cây từ Bokashi, còn EM có chứa các

phytohormon hoặc các hoạt chất sinh học khác làm trì hoãn sự già hoá của cây
(Dato và ctv, 1997; Yamada và Xu, 2000) .

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
13

Theo Sopit V. (2006) [29], ở vùng ñông bắc Thái Lan, bón riêng Bokashi cho
ngô ngọt, năng suất tăng 16% so với ñối chứng, thấp hơn nhiều so với bón NPK
(15:15:15), nhưng giá phân NPK ñắt gấp 10 lần so với Bokashi. Hơn nữa, giá phân
hoá học cao và lợi ích trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ cho người nông dân, ñặc
biệt ñối với người nông dân nghèo là chủ của những mảnh ñất cằn cỗi thì việc ứng
dụng công nghệ EM là rất hữu ích.
Về cơ bản, công nghệ EM ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực [11], [17], [30],
[38], cụ thể như:
2.2.3.1. Trong trồng trọt
Thúc ñẩy, tham gia, tăng cường khả năng thích nghi với các ñiều kiện bất thuận
theo chiều hướng có lợi ở tất cả các giai ñoạn sinh trưởng phát triển của cây.
2.2.3.2. Trong chăn nuôi
Tăng cường khả năng tiêu hoá, hấp thụ các loại thức ăn, sức ñề kháng và khả
năng chống chịu ñối với các ñiều kiện ngoại cảnh bất thuận
2.2.3.3. Trong bảo vệ môi trường
Giảm thiểu, ngăn chặn việc ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường nông
nghiệp nói riêng.
2.2.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM ở Việt Nam
Nhận thức ñược vai trò của vi sinh vật từ những năm ñầu của thập kỷ 80 nhà
nước ta ñã triển khai hàng loạt các ñề tài nghiên cứu thuộc chương trình công nghệ
sinh học phục vụ nông nghiệp giai ñoạn 1986 - 1990 và chương trình công nghệ
sinh học các năm 1991-1995, 1996-1998 (Phạm Văn Toản, 2002) [12].
Năm 1997, một số cơ quan nghiên cứu như Viện Bảo vệ thực vật, Trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội, ðại học Quốc gia Hà Nội và một số tỉnh Thái Bình, Hà

Nội, v.v ñã có nhiều nghiên cứu thử nghiệm bước ñầu thăm dò chế phẩm EM trên
một số lĩnh vực trồng trọt, bảo vệ thực vật, vệ sinh môi trường. Kết quả ban ñầu cho
thấy, sử dụng công nghệ EM có hiệu quả tích cực.
Từ năm 1998 - 2000, ñề tài ñộc lập cấp Nhà nước về "Nghiên cứu thử nghiệm
và tiếp thu công nghệ EM trong các lĩnh vực nông nghiệp và vệ sinh môi trường" do
Trường ðại học Nông nghiệp triển khai ñã ñược Bộ Khoa học Công nghệ và Môi

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
14

trường quyết ñịnh cho thực hiện (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2001) [11] . ðề tài
ñã ñánh giá ñộ an toàn của chế phẩm EM, xác ñịnh thành phần biến ñộng số lượng
và ñặc tính của chế phẩm EM, hiệu quả của EM trong xử lý rác thải, vệ sinh môi
trường, trồng trọt, chăn nuôi. ðến nay ñã có nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ
EM ñược nhiều Viện, Trung tâm và ở các tỉnh nhất là trong lĩnh vực môi trường
triển khai.
Giai ñoạn 2007-2009 Viện Sinh học Nông nghiệp - Trường ðHNN Hà Nội ñã
thực hiện dự án: “Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chế phẩm EMINA trong trồng
trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và xử lý môi trường”. Sản phẩm của dự án là
chế phẩm EMINA, thực chất chế phẩm này là chế phẩm EM nhưng ñược sản xuất
từ phân lập các vi sinh vật hữu hiệu trong nước nên hoàn toàn chủ ñộng và không
gây ảnh hưởng cũng như thay ñổi xấu gì về hệ thống vi sinh vật bản ñịa.
Năm 2008, Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học và công nghệ tỉnh Bắc
Giang ñã xây dựng mô hình nuôi giun quế bằng chế phẩm sinh học EMINA hiệu
quả tăng rõ rệt. Ngoài ra, nhiều hộ dân và các hợp tác xã nông nghiệp ở tỉnh Bắc
Giang còn sử dụng chế phẩm sinh học EMINA thay thế cho chế phẩm cùng loại
EM phải mua ở nước ngoài ñể xử lý môi trường.
2.3. Chế phẩm EMINA
Chế phẩm EMINA (Effective Microogarnism Institute of Agrobiology) là
chế phẩm probiotic của Viện sinh học Nông nghiệp thuộc Trường ðại học Nông

nghiệp Hà Nội. EMINA bao gồm các chủng vi sinh vật hữu hiệu (EM) thuộc các
nhóm vi khuẩn Lactic, vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh
và nấm men. Các chủng vi sinh vật ñược phân lập từ các mẫu ñất, nước lấy từ
nguồn tự nhiên trong nước, hoàn toàn không gây ñộc với con người và vật nuôi,
ñảm bảo chất lượng cho chế phẩm.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu của ñề tài ñộc lập cấp Nhà nước do GS.TS.
Nguyễn Quang Thạch chủ nhiệm ñề tài:“ Nghiên cứu thử nghiệm và tiếp thu công
nghệ EM (vi sinh vật hữu hiệu) trong các lĩnh vực nông nghiệp và vệ sinh môi
trường”. ðề tài ñã nghiên cứu cải tiến, xây dựng quy trình công nghệ, sản xuất

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
15

thành công chế phẩm EMINA phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và xử lý môi
trường (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2001) [11].
2.3.1. Tác dụng chế phẩm EMINA
 Trong trồng trọt:
EMINA có tác dụng với nhiều loại cây trồng (cây lương thực, cây ăn quả,
cây rau, ) ở mọi giai ñoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau. Những thí nghiệm ñã
cho thấy rằng EMINA có tác dụng kích thích sinh trưởng, làm tăng năng suất và
chất lượng cây trồng, cải tạo chất lượng ñất. Cụ thể:
- Làm tăng sức sống cho cây trồng, tăng khả năng chịu hạn, chịu úng và chịu
nhiệt.
- Kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết quả và làm chín (ñẩy mạnh quá trình
ñường hoá).
- Tăng cường khả năng quang hợp của cây trồng.
- Tăng cường khả năng hấp thụ và hiệu suất sử dụng các chất dinh dưỡng.
- Kéo dài thời gian bảo quản, làm hoa trái tươi lâu, tăng chất lượng bảo quản
các loại nông sản tươi sống.
- Cải thiện môi trường ñất, làm cho ñất trở nên tơi xốp, phì nhiêu.

- Hạn chế sự phát triển của cỏ dại và sâu bệnh.
 Trong chăn nuôi:
- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức ñề kháng và khả năng chống chịu với
các ñiều kiện ngoại cảnh.
- Tăng cường khả năng tiêu hoá và hấp thụ các loại thức ăn.
- Kích thích khả năng sinh sản.
- Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi.
- Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn
nuôi.
 Trong bảo vệ môi trường:
Do tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí H
2
S, SO
2
,
NH
3
, ) nên khi phun EMINA vào rác thải, cống rãnh, toalet, chuồng trại chăn nuôi,
sẽ khử mùi hôi một cách nhanh chóng. ðồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
16

côn trùng bay khác giảm hẳn. Rác hữu cơ ñược xử lý bằng EMINA chỉ sau một ngày
có thể hết mùi và tốc ñộ mùn hoá diễn ra rất nhanh. Trong các kho bảo quản chế biến
nông sản, sử dụng EMINA có tác dụng ngăn chặn quá trình gây thối, mốc.
2.3.2. Thành phần của chế phẩm EMINA
Chế phẩm EMINA là sự kết hợp cộng sinh của bốn nhóm vi sinh vật, mỗi
nhóm ñều có những ñặc tính sinh trưởng và tác dụng ñặc trưng.
2.3.2.1. Vi khuẩn Lactic

Vi khuẩn Lactic ñược xếp chung vào họ Lactobacillaceae thuộc bộ
Eubacteriales. ðây là nhóm vi khuẩn không ñồng nhất về mặt tế bào (hình que ngắn,
dài, hình cầu, ñứng riêng rẽ, kết ñôi hoặc kết thành chuỗi, ) nhưng chúng tương ñối
ñồng nhất về mặt sinh lý. Tất cả chúng ñều có ñặc ñiểm chung là vi khuẩn Gram (+),
không sinh bào tử (trừ Lactobacillus inulinus) và không chuyển ñộng. Axit lactic
sinh ra có thể ở dạng D(-), D(+) hay dạng DL. Khác với một số vi khuẩn ñường
ruột cũng có khả năng sinh axit lactic, tất cả vi khuẩn Lactic ñều là vi khuẩn lên
men kị khí bắt buộc, không chứa xitocrom, catanase, nitratoreductase. Mặc dù vậy
chúng lpvẫn có khả năng sống trong ñiều kiện có oxy không khí là do peoxydase
phân giải H
2
O
2
thành H
2
O và O
2
. Như vậy vi khuẩn Lactic sống từ kỵ khí ñến vi
hiếu khí (Pfennig, 1992) [25] , (Ledesma o.V, 1977) [21]. Vi khuẩn Lactic có khả
năng sinh trưởng trong khoảng nhiệt ñộ rộng từ 5 - 55
o
C, sinh trưởng tốt trong ñiều
kiện nhiệt ñộ 15 - 45
o
C. Nhiệt ñộ có ảnh hưởng mạnh ñến sự hoạt ñộng của các
enzyme, trong một khoảng nhiệt ñộ nào ñó thì tốc ñộ phản ứng tăng khi nhiệt ñộ
tăng, nhưng khi nhiệt ñộ tăng quá cao thì xảy ra hiện tượng biến tính enzyme.
Hoạt ñộng của vi khuẩn Lactic, ñặc biệt là hoạt ñộng của hệ enzyme chịu tác
ñộng mạnh của pH. Vi khuẩn Lactic có pH tối ưu cho sự phát triển là 5,6 - 6,2
(Lactobacillus); 5,5 - 6,5 (Pediococcus); 6,3 - 6,5 (Leuconotoc); 5,75 (Lactococcus)

(Seppo Salminen, 2004).
Vi khuẩn lactic sinh ra axit lactic làm thay ñổi pH môi trường sang vùng axit.
ðây là tác dụng ức chế các vi khuẩn gây thối rữa thực phẩm chứa Nitơ ở dạ dày và
ruột non, ñảm bảo cho quá trình sinh dưỡng ñược tốt. Axit lactic cong có tác dụng
ức chế vi khuẩn gây bệnh ñường ruột hoặc gây viêm nhiễm nội tạng. Với nhiều vi

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
17

khuẩn lactic có khả năng ñiều hòa pH môi trường trong từng bộ phận của ống tiêu
hóa, giữ nhịp hoạt ñộng cho các nhóm vi khuẩn khác trong ñường ruột cũng như
môi trường. Ở ñây còn thấy axit lactic có thể là cơ chất dinh dưỡng cho nhiều nhóm
trong ñường ruột. Chính vì vậy nhóm vi khuẩn này có tác dụng phục hồi hệ vi sinh
vật ñường ruột. Ngoài ra, vi khuẩn Lactic có khả năng tạo ra các sản phẩm có thể
ức chế một số vi sinh vật có hại trong quá trình trao ñổi chất ñặc biệt có bacteirocin
- là chất có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối, hỏng và mang
mầm bệnh trong các sản phẩm thực phẩm. Vì vậy, vi khuẩn lactic ñược phối hợp
cùng với các loài vi sinh vật hữu ích khác trong chế tạo chế phẩm sinh học ñể sử
dụng trong chăn nuôi gia súc gia cầm, nuôi trồng thủy sản, xử lí nước thải chăn
nuôi và ao nuôi trồng thủy sản.
2.3.2.2. Vi khuẩn Bacillus
Bacillus là nhóm trực khuẩn phổ biến trong tự nhiên (ở ñất, nước, trên các
loài thực vật như cỏ khô, khoai tây, rau quả ), sống kị khí tuỳ tiện nhưng trong
ñiều kiện hiếu khí thì hoạt ñộng mạnh hơn. Tất cả các vi khuẩn Bacillus ñều có khả
năng phân giải các hợp chất chứa nitơ, như protein nhờ sinh ra enzym proteaza
ngoại bào, ngoài ra chúng còn có khả năng sinh ra enzym amylaza làm loãng tinh
bột, biến chất này thành dạng dễ hoà tan và thuỷ phân tiếp theo thành các dextrin và
các ñường hợp thành, một số chủng Bacillus subtilis, B. Mesentericus, có khả
năng sinh tổng hợp enzym xenluloza và hemixenluloza phân huỷ xenlulo và
hemyxenlulo ( Lương ðức Phẩm, 2007) [6].

Quá trình phân giải protein tóm tắt theo sơ ñồ sau:
Protein → polypeptit → oligopeptit → axit amin → NH
3.
Bacillus là những trực khuẩn hình que, nhuộm màu Gram dương. Kích thước
khác nhau (0,25 - 0,5) x (1,2 - 10) µm, có chùm tiêm mao giúp chúng có thể di
chuyển ñược, các tế bào vi khuẩn Bacillus có thể ñứng riêng rẽ, liên kết thành chuỗi,
hoặc thành sợi ( Lương ðức Phẩm, 2007) [6].
Ngoài các enzyme ngoại bào trên, các chủng vi khuẩn còn có khả năng sinh
ra bacteriocin - chất có hoạt tính kháng sinh, như insulin, subtilin từ Bacillus
subtilis. Bacitracin từ B.licheniformis các chất có hoạt tính này thường không dùng

Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
18

trong y tế nên không xảy ra hiện tượng nhờn thuốc với các vi sinh vật gây bệnh,
riêng bacitracin là chất bổ sung vào thức ăn chăn nuôi ñể ức chế các sinh vật gây
bệnh ñường ruột cũng như kích thích tiêu hoá và tăng trọng cho vật nuôi.
Vi khuẩn Bacillus có khả năng sinh bào tử. Khi sinh bào tử không biến dạng
hình thái tế bào, do mỗi tế bào chỉ sinh ra một bào tử nên ñây không phải là loại bào
tử có khả năng sinh sôi nảy nở như nấm mà ñể chống lại các ñiều kiện bất lợi của
môi trường.
ða số Bacillus sinh trưởng ở pH = 7,0 một số phù hợp với pH = 9 - 10 như
B.Alcalophillus hay có loài phù hợp với pH = 2 - 6 như B. Acidocaldrius.
Có chủng ưa nhiệt ñộ cao ( 45 - 75
o
C) hay ưa lạnh (5 - 25
o
C). Thường gặp
Bacillus sống ở nhiệt ñộ 34 - 37
o

C.
Chỉ một số ít loài thuộc chi Bacillus gây bệnh ở người và ñộng vật như
B.Anthracis, B.Lentimorbus, B.Cereus (Goden, 1973) gây ñộc cho côn trùng. ða số
còn lại ñều có ích.
2.3.2.3. Vi khuẩn quang hợp
Vi khuẩn quang hợp là nhóm vi sinh vật tiền nhân sống quang dưỡng có khả
năng sử dụng các chất khử của lưu huỳnh, hydro phân tử hay các acid hữu cơ ñơn
giản làm nguồn ñiện tử thay thế nước trong quá trình quang hợp. Chúng có thể chứa
lưu huỳnh sinh ra trong tế bào ở dạng giọt. Vi khuẩn quang dưỡng thường có màu
sắc từ ñỏ tía ñến xanh lục ( Nguyễn Lân Dũng, 2003) [1].
Vi khuẩn quang hợp thuộc nhóm vi khuẩn Gram âm ñơn bào, ña dạng về
hình thái và kích thước. Hình cầu (Thiocystis, Thicapsa roseopersicina, Th.pfennigii,
Amoebobacter), hình que (Chromatium, Thiodictyon), hình dấu phẩy
(Ectothiorhodospira). Một số loài vi khuẩn có thể chuyển ñộng nhờ tiên mao mọc ở
ñầu tế bào. Về kích thước, tế bào vi khuẩn quang dưỡng thường có kích thước từ
0,3 - 0,6µm ( Nguyễn Thị Kim Yến, 2003) [14].
Người ta dựa vào huyền phù tế bào của vi khuẩn quang dưỡng khi sinh trưởng
trong ñiều kiện quang dưỡng ñể chia thành 3 nhóm sau:
- Nhóm vi khuẩn quang dưỡng tía không lưu huỳnh (Athiorhodaceae)
- Nhóm vi khuẩn quang dưỡng tía lưu huỳnh (Thiorhodaceae)