Luận án tiến sĩ công nghệ sinh học nghiên cứu cố định vi khuẩn cố định đạm trong
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Công nghệ sinh học
Ẩn danh
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
223
Thời gian đọc
34 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
LỜI CAM ĐOAN
TÓM TẮT
ABSTRACT
LỜI CẢM ƠN
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
2. Mục tiêu và nội dung của đề tài
2.1. Mục tiêu tổng quát
2.2. Mục tiêu cụ thể
2.3. Các nội dung chính
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
5. Những đóng góp mới của đề tài
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nghiên cứu về chất giữ ẩm trong nông nghiệp và hạt polyter.
1.1.1. Chất giữ ẩm trong nông nghiệp.
1.1.1.1. Polymer và phương pháp tổng hợp.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chất giữ ẩm trong canh tác nông nghiệp .
1.1.2.1. Nguyên lý tạo polyter.
1.1.3. Cơ chế trương nước của polyter.
1.1.3.1. Các loại sản phẩm polyter trên thị trường .
1.1.3.2. Vai trò của polyter trong canh tác nông nghiệp.
1.2. Nghiên cứu cải tạo vai trò chất giữ ẩm nông nghiệp bằng phương pháp lên men bán rắn cố định vi sinh
1.2.1. Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất phân bón vi sinh.
1.2.2. Lên men bán rắn và Kỹ thuật cố định vi sinh vật.
1.2.2.1. Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường bán rắn.
1.2.2.2. Phương pháp nhốt tế bào trong cấu trúc gel .
1.2.2.3. Một số chất mang sử dụng trong phương pháp nhốt tế bào.
1.2.3. Cố định tế bào vi sinh vật và ứng dụng trong nông nghiệp.
1.2.4. Ảnh hưởng của polymer siêu hấp thụ nước (SAP) lên hệ vi sinh vật đất.
1.2.5. Vai trò sử dụng polymer siêu hấp thụ nước là chất mang cố định vi sinh vật trong nông nghiệp .
1.3. Cây dâu tây và tình hình sản xuất dâu tây.
1.4. Nhận xét chung và những vấn đề quan tâm.
2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.2. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu
2.2.1. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu trong phòng .
2.2.2. Vật liệu, dụng cụ nghiên cứu ngoài đồng.
2.3. Sơ đồ tổng quát nội dung luận án .
2.3.1. Thuyết minh chỉ tiết sơ đồ nội dung luận án.
2.4. Giai đoạn nghiên cứu tiền đề.
2.4.1. Khảo sát một số tính chất cơ bản của hạt polyter.
2.4.2. Đánh giá và tuyển chọn các chủng Azotobacter.
2.5. Nghiên cứu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
2.5.1. Bước đầu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
2.5.2. Tối ưu hoá các thông số của quá trình tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter .
2.5.3. Đánh giá kết quả tối ưu hoá.
2.6. Đánh giá chất lượng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter .
2.6.1. Các khảo sát đại thể, vi thể và mật độ Azotobacter của chế phẩm ở giai đoạn ban đầu .
2.6.2. Một số tính chất cơ bản của chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
2.6.2.1. Đánh giá hiệu quả sử dụng và ảnh hưởng của chế phẩm đến cây dâu tây.
2.6.3. Ứng dụng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trên cây dâu tây.
2.6.4. Nghiên cứu về chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong thực tế ứng dụng trồng dâu tây .
2.6.5. Nghiên cứu ổn định chất lượng chế phẩm.
2.6.5.1. Một số tính chất điển hình của chế phẩm theo thời gian bảo quản của phép thử dài hạn.
2.6.5.2. Đánh giá chung về hạn sử dụng chế phẩm .
2.7. Các phương pháp phân tích .
2.7.1. Phương pháp vi sinh.
2.7.2. Phương pháp hoá sinh.
2.7.3. Phương pháp xác định nitơ tổng số .
2.7.4. Phương pháp xác định IAA.
2.7.5. Phương pháp hoá lý
2.7.5.1. Phương pháp xác định lượng nước hấp thụ của polyter .
2.7.5.2. Phương pháp xác định mức độ lưu giữ nước của polyter .
2.7.5.3. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).
2.7.6. Các phương pháp lấy mẫu và theo dõi cây trồng.
2.7.7. Phương pháp tính toán xử lý số liệu.
3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả nghiên cứu tiền đề.
3.1.1. Kết quả khảo sát một số tính chất cơ bản của hạt polyter.
3.1.1.1. Ảnh hưởng của pH lên khả năng hấp thụ nước của polyter.
3.1.1.2. Khả năng lưu giữ nước ở điều kiện phòng thí nghiệm của polyter .
3.1.1.3. Khả năng hấp thu dinh dưỡng của polyter.
3.1.1.4. Khả năng giải hấp dinh dưỡng của polyter.
3.1.2. Kết quả đánh giá và tuyển chọn các chủng Azotobacter .
3.1.2.1. Kết quả khảo sát các hoạt tính sinh học của các chủng Azotobacter.
3.1.2.2. Kết quả khảo sát điều kiện sinh trưởng, phát triển của các chủng Azotobacter.
3.2. Nghiên cứu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
3.2.1. Bước đầu tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
3.2.2. Kết quả tối ưu hoá các thông số của quá trình tạo chế phẩm Biopolyter-Azotobacter bằng lên men bán rắn trên giá thể là hạt polyter.
3.2.2.1. Thí nghiệm tìm tâm của mô hình CCD để tối ưu hóa mật độ tế bào Azotobacter.
3.2.2.2. Tối ưu hóa giá trị các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ vi khuẩn bằng phương pháp RSM - COD .
3.2.3. Đánh giá kết quả tối ưu hoá.
3.3. Đánh giá chất lượng chế phẩm Biopolyter-Azotobacter .
3.3.1. Các khảo sát đại thể, vi thể và mật độ Azotobacter của chế phẩm ở giai đoạn ban đầu .
3.3.2. Một số tính chất hoá lý cơ bản của chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
3.3.2.1. Khả năng hấp thụ và giải hấp nước .
3.3.2.2. Khả năng hấp thụ và giải hấp NO3, PO4, K+ .
3.3.3. Kết quả đánh giá hiệu quả sử dụng và ảnh hưởng của chế phẩm đến cây dâu tây.
3.3.3.1. Ảnh hưởng của chế phẩm đến cây dâu tây .
3.3.3.2. Theo dõi tình hình sinh trưởng, năng suất cây dâu tây.
3.3.3.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm trái dâu tươi của mô hình .
3.4. Kết quả nghiên cứu chế phẩm Biopolyter-Azotobacter trong quá trình trồng dâu tây .
3.5. Kết quả nghiên cứu ổn định chất lượng chế phẩm.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Tóm tắt nội dung
I.Nghiên cứu cố định vi khuẩn Giải pháp nông nghiệp bền vững
Luận án tiến sĩ này khám phá việc cố định vi khuẩn cố định đạm trong vật liệu polyter. Mục tiêu là phát triển một chế phẩm sinh học bền vững cho nông nghiệp. Công trình giải quyết nhu cầu giảm phân bón hóa học. Nó hướng tới cải thiện sức khỏe đất và tăng cường dinh dưỡng cây trồng. Nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng lớn trong công nghệ sinh học, góp phần vào nông nghiệp xanh và hiệu quả.
1.1. Mục tiêu và tầm quan trọng của cố định vi sinh vật
Nghiên cứu tập trung vào cố định vi sinh vật để tạo ra giải pháp nông nghiệp bền vững. Việc cố định vi khuẩn cố định đạm giúp giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học. Nó cải thiện sức khỏe đất và tăng cường dinh dưỡng cho cây trồng. Công nghệ này có tiềm năng lớn trong ứng dụng công nghệ sinh học. Nó góp phần vào một hệ thống nông nghiệp xanh hơn, hiệu quả hơn.
1.2. Lựa chọn chủng Azotobacter và giá thể Polyter
Luận án sử dụng các chủng Azotobacter từ Bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM. Hai chủng A2 (Azotobacter chroococcum ATCC 4412) và A3 (Azotobacter vinelandii ATCC 12337) thể hiện khả năng vượt trội. Chúng tổng hợp nitơ và IAA cao, đạt 7,1-7,5 ml nitơ tổng/100ml và 70,08-78,15 peg IAA/ml. Polyter, một chất giữ ẩm nông nghiệp, được chọn làm giá thể cố định. Vật liệu này cung cấp môi trường lý tưởng cho vi khuẩn phát triển. Sự kết hợp này tạo ra chế phẩm Biopolyter-Azotobacter.
II.Tối ưu hóa kỹ thuật cố định vi khuẩn Azotobacter
Quá trình tạo chế phẩm tế bào cố định Azotobacter đòi hỏi sự tối ưu hóa chính xác. Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật cố định vi khuẩn bằng lên men bán rắn trên giá thể hạt polyter. Các phương pháp thống kê tiên tiến được sử dụng để xác định điều kiện tối ưu. Mục tiêu là đạt được sinh khối vi khuẩn cao nhất và ổn định.
2.1. Quy trình tối ưu hóa lên men bán rắn hiệu quả
Quá trình tạo chế phẩm tế bào cố định Azotobacter được tối ưu hóa. Phương pháp lên men bán rắn trên giá thể cố định hạt polyter được áp dụng. Kỹ thuật cố định vi khuẩn này sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM). Nó còn sử dụng phương án cấu trúc có tâm (CCD). Các yếu tố then chốt được khảo sát bao gồm hàm lượng sucrose, nhiệt độ, pH, độ ẩm và tỉ lệ giống. Mục tiêu là đạt được sinh khối vi khuẩn cực đại.
2.2. Điều kiện tối ưu cho sinh khối Azotobacter cực đại
Các tính toán tối ưu đã chỉ ra điều kiện lý tưởng để nuôi cấy Azotobacter. Hàm lượng sucrose đạt 2,9%. Nhiệt độ tối ưu là 31,5°C. pH môi trường ở mức 6,44. Độ ẩm là 61,04%. Tỉ lệ giống được xác định là 1,05%. Dưới các điều kiện này, sinh khối Azotobacter đạt 4,12x10^9 CFU/g. Kết quả tính toán đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự tương thích 97%. Điều này khẳng định độ tin cậy của quy trình sản xuất sinh học này.
III.Chế phẩm Biopolyter Azotobacter Ứng dụng trên dâu tây
Chế phẩm Biopolyter-Azotobacter được ứng dụng thực tế trên cây dâu tây. Kết quả cho thấy nhiều lợi ích đáng kể về sinh trưởng, năng suất và chất lượng trái. Ứng dụng công nghệ sinh học này chứng minh tiềm năng lớn của vi sinh vật ứng dụng trong nông nghiệp hiện đại, mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường.
3.1. Hiệu quả sinh trưởng và năng suất cây dâu tây
Chế phẩm Biopolyter-Azotobacter được thử nghiệm trên cây dâu tây. Việc bổ sung chế phẩm vào giá thể trồng mang lại nhiều lợi ích. Cây sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ. Cây ra hoa sớm hơn 8-9 ngày so với đối chứng. Năng suất trái dâu tây tăng đáng kể, đạt từ 11-17%. Đây là một ứng dụng công nghệ sinh học hiệu quả. Nó nâng cao hiệu quả canh tác và tối ưu hóa sản xuất nông nghiệp. Vi sinh vật ứng dụng đóng vai trò trung tâm trong cải tiến này.
3.2. Cải thiện chất lượng trái dâu tây thương phẩm
Không chỉ tăng năng suất, chế phẩm còn cải thiện chất lượng trái dâu tây. Độ Brix của trái tăng 3-4%. Các chỉ tiêu chất lượng khác cũng được nâng cao. Bao gồm chất khô hòa tan, hàm lượng đường tổng và vitamin C. Điều này giúp trái dâu tây tươi có giá trị thương phẩm cao hơn. Người tiêu dùng nhận được sản phẩm chất lượng tốt hơn. Lợi ích này góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.
IV.Đánh giá hiệu quả cố định tế bào và chất lượng sản phẩm
Nghiên cứu đánh giá chi tiết độ bền vững của Azotobacter trong chế phẩm. Hiệu quả cố định tế bào được chứng minh qua khả năng duy trì mật độ vi khuẩn trong thời gian dài. Đồng thời, các tính chất cơ bản của giá thể cố định cũng được bảo toàn. Điều này mở ra triển vọng cho sản xuất sinh học quy mô lớn.
4.1. Độ bền vững của Azotobacter trong chế phẩm cố định
Mật độ vi khuẩn Azotobacter trong chế phẩm duy trì ổn định. Mức 3,20-3,92x10^7 CFU/g được giữ trong suốt 6 tháng theo dõi. Đặc biệt, chế phẩm cố định vi sinh vật này bảo tồn số lượng vi khuẩn lên đến 15 tháng. Ở nhiệt độ phòng (28-32°C), mật độ đạt 0,30x10^9 CFU/g. Ở nhiệt độ mát (15-20°C), mật độ cao hơn, đạt 1,28x10^9 CFU/g. Điều này chứng tỏ hiệu quả cao của tế bào cố định Azotobacter trong polyter.
4.2. Bảo tồn tính chất cơ bản và tiềm năng thương mại
Chế phẩm Biopolyter-Azotobacter vẫn giữ được các tính chất cơ bản của polyter. Polyter là một giá thể cố định giữ ẩm quan trọng trong nông nghiệp. Khả năng bảo tồn vi khuẩn trong thời gian dài là yếu tố then chốt. Nó mở ra tiềm năng lớn cho sản xuất sinh học quy mô lớn. Phát triển các chế phẩm phân bón vi sinh ổn định, dễ sử dụng. Điều này mang lại lợi ích kinh tế và môi trường bền vững.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (223 trang)Câu hỏi thường gặp
Tài liệu: Luận án tiến sĩ công nghệ sinh học nghiên cứu cố định vi khuẩn cố định đạm trong hạt polyter và ứng dụng trên cây dâu tây. Tải miễn phí tại TaiLieu.VN
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. Năm bảo vệ: 2019.
Luận án "Luận án tiến sĩ công nghệ sinh học nghiên cứu cố định vi khu" thuộc chuyên ngành Công nghệ sinh học. Danh mục: Vi Sinh Vật Học.
Luận án "Luận án tiến sĩ công nghệ sinh học nghiên cứu cố định vi khu" có 223 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.