Trang 15
Sau khi học xong bài này, em sẽ:
Phân tích được một số hướng ứng dụng của công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón.
Câu hỏi
Công nghệ sinh học có vai trò như thế nào trong sản xuất phân bón? Những loại phân bón nào được sản xuất bằng công nghệ sinh học? Quy trinh sản xuất các loại phân bón đó có gì đặc biệt?
I – ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP
1. Nguồn nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu là các phế phụ phẩm nông nghiệp như rơm, rạ, thân cây ngô, lạc, vỏ cà phê, bã mía, phân chuồng, phụ phẩm lò mổ,...
2. Vi sinh vật sử dụng
– Vi khuẩn Bacillus subtilis có khả năng sản sinh nhiều hệ enzyme như amylase, protease,... và một số kháng sinh có khả năng ức chế sự sinh trưởng, giết chết một số vi khuẩn và nấm gây bệnh.
– Lactobacillus sp. có khả năng sinh ra acid lactic, tạo ra một môi trường không thuận lợi cho sự phát triển của các vi khuẩn và nấm gây bệnh, kể cả các vi khuẩn gây thối rữa giúp
khử mùi hôi.
– Trichoderma sp. là nấm đối kháng có khả năng phân huỷ mạnh cellulose từ xác thực vật nhờ khả năng sản sinh hệ enzyme cellulase cao, đồng thời sản sinh một số kháng sinh ức chế sự phát triển của nấm bệnh và có khả năng sản sinh một số chất điều tiết sinh trưởng giúp cây trồng phát triển.
Kết nối năng lực
Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu thêm về các loại vi sinh vật được sử dụng trong sản xuất phân bón hữu cơ.
Trang 16
3. Quy trình sản xuất
Sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp gồm các bước cơ bản sau:
| Chế phẩm vi sinh vật chức năng | Nguyên liệu hữu cơ (than bùn, phế phụ phẩm nông nghiệp) | |
| Dinh dưỡng | Phối trộn | Xử lí sơ bộ, điều chỉnh độ ẩm, pH |
| Ủ hoạt hoá tạo cơ chất hữu cơ | ||
| Đảo trộn | Kiểm tra chất lượng | |
| Phân bón hữu cơ |
Hình 3.1. Quy trình sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp
Khám phá
Quan sát Hình 3.1 và mô tả quy trình sản xuất phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp.
Kết nối năng lực
Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu về thành tựu của công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón hữu cơ.
II – ỨNG DỤNG SẢN XUẤT PHÂN LÂN HỮU CƠ
1. Nguồn nguyên liệu
Nguyên liệu sản xuất phân lân hữu cơ chủ yếu là phosphorite và apatite. Phosphorite thường có màu vàng đất, màu xám hoặc vàng nâu, apatite thường có màu xám xanh. Hàm lượng lân nguyên chất (
) của hai dạng này chiếm dưới 40%. Riêng apatite có chứa thêm từ 40% đến 50% vôi và một số nguyên tố vi lượng như Fe, Mn, Mg, Cu.
2. Vi sinh vật sử dụng
Vi sinh vật sử dụng chủ yếu là Bacillus sp., Pseudomonas sp. và nấm Aspergillus niger. Đây là những loại vi sinh vật có khả năng phân giải cao lân vô cơ thành lân hữu cơ.
Trang 17
3. Quy trình sản xuất
Sản xuất phân lân hữu cơ gồm các bước cơ bản sau (Hình 3.2):
| Nguyên liệu | ||
| Nghiền nhỏ | ||
| Chất hữu cơ | Men vi sinh: Bacillus megaterium (1,5 × 108 CFU/g) Aspergillus niger (2,0 × 109 CFU/g) Saccharomyces cerevisiae (1,0 × 109 CFU/g) Pseudomonas sp. (1,5 × 109 CFU/g) | |
| Ủ nguội Nhiệt độ: từ 20 °C đến 40 °C Độ ẩm: từ 60% đến 65% pH: từ 7,8 đến 8,0 | ||
| Phân lân hữu cơ | ||
Hình 3.2. Quy trình sản xuất phân lân hữu cơ
Thông tin bổ sung
CFU là đơn vị được sử dụng trong vi sinh để ước tính số lượng vi khuẩn hoặc tế bào nấm trong một mẫu nhất định. Thông thường kết quả được đưa ra là CFU/mL (số lượng vi khuẩn hoặc tế bào nấm có trong 1 mL) đối với mẫu là chất lỏng và CFU/g (số lượng vi khuẩn hoặc tế bào nấm có trong 1 gam) đối với mẫu là chất rắn.
Khám phá
Quan sát Hình 3.2 và mô tả quy trình sản xuất phân lân hữu cơ.
Kết nối năng lực
Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu về thành tựu của công nghệ sinh học trong sản xuất phân lân hữu cơ.
Trang 18
III – ỨNG DỤNG SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC TÙ VỎ GIÁP XÁC
1. Nguồn nguyên liệu
Vỏ các loài giáp xác như tôm, cua, ghẹ,...
2. Enzyme sử dụng
Enzyme sử dụng chủ yếu là enzyme neutrase, enzyme papain và enzyme bromelain.
3. Quy trình sản xuất
| Vỏ tôm, cua,... | ||
| Xay, nghiền | ||
| Nhiệt độ: 55 °C Thời gian: 2 giờ Tỉ lệ enzyme/ nguyên liệu: 1,5% | Enzyme: Enzyme neutrase Enzyme papain Enzyme bromelain | |
| Thuỷ phân | ||
| Kích hoạt ở 52 °C | ||
| Lắng, lọc | ||
| Bã vỏ tôm | Dịch thuỷ phân |
| Phân bản gốc | Phân bón lá |
Hình 3.3. Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ vỏ giáp xác
Khám phá
Quan sát Hình 3.3 và mô tả quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học từ vỏ giáp xác.
Kết nối năng lực
Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu về thành tựu của công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón hữu cơ từ vỏ giáp xác.
IV – ỨNG DỤNG SẢN XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ SINH HỌC CHỨA AMINO ACID TỪ PHỤ PHẨM LÒ MỔ
1. Nguồn nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu chủ yếu là phụ phẩm lò mổ, ngoài ra có thể sử dụng đầu cá, xương cá, trùn quế (Perionyx excavatus) và các phụ phẩm giàu protein khác,...
Trang 19
2. Vi sinh vật sử dụng
Các chủng vi sinh vật có khả năng tạo ra hệ enzyme protease và lipase cao để thuỷ phân các hợp chất cao phân tử thành amino acid và các hợp chất dễ tiêu khác. Một số chủng vi sinh vật phổ biến là Bacillus sp., Lactobacillus sp., Pseudomonas sp., Saccharomyces cerevisiae,...
3. Quy trình sản xuất
Nguyên liệu
Xay nhỏ
Men vi sinh:
Bacillus subtilis (1,5 x 10 CFU/g)
Lactobacillus acidophilus (2,0 x 10 CFU/g)
Saccharomyces cerevisiae (1,0 x 10 CFU/g)
Pseudomonas sp. (1,5 x 10° CFU/g)
Ủ từ 20 đến 30 ngày
Kích hoạt ở 52 °C
Enzyme (protease, lipase,...)
Lắng, lọc
Bã -> Phân bón gốc
Dịch đạm hoà tan -> Phân bón lá
Phân tích kiểm tra amino acid
Hình 3.4. Quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học chứa amino acid từ phụ phẩm lò mổ
Khám phá
Quan sát Hình 3,4 và mô tả quy trình sản xuất phân bón hữu cơ sinh học chứa amino acid từ phụ phẩm lò mổ.
Kết nối năng lực
Sử dụng intemet, sách, báo,... để tìm hiểu về thành tựu của công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón hữu cơ sinh học chứa amino acid từ phụ phẩm lò mổ.
Luyện tập
1. Mô tả quy trình sản xuất phân lân hữu cơ.
2. So sánh các quy trình sản xuất phân bón hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp, từ vỏ giáp xác và từ phụ phẩm lò mổ.
Vận dụng
Hãy đề xuất quy trình sản xuất phân bón hữu cơ phù hợp với tinh hình sản xuất ở địa phương em.
