Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học

Đệm sinh học là một phương pháp đơn giản nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn điểm trong

quá trình thao tác với hoá chất bảo vệ thực vật. Trong đó hỗn hợp sinh học là yếu tố chính, quyết

định đến hiệu quả phân huỷ của đệm sinh học. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá ảnh

hưởng của việc bổ sung chủng nấm mốc có hoạt tính phân huỷ lignin cao, Penicillium

chrysogenum N2, đến đặc tính sinh học và sự phân huỷ Cartap của hỗn hợp sinh học. Hỗn hợp

sinh học đã được chuẩn bị với ba thành phần là rơm, bã thải trồng nấm và đất mặt với tỉ lệ 2:1:1,

độ ẩm 60%. Cartap được thêm vào hỗn hợp sinh học với hàm lượng 100 mgkg-1. Kết quả nghiên

cứu cho thấy, hoạt tính enzyme phân huỷ lignin của hỗn hợp sinh học được bổ sung nấm (đạt 645

đơn vị kg-1) cao hơn 8,5 lần so với đối chứng. Tương tự, các giá trị cao hơn ở công thức thí nghiệm

đối với chỉ số hô hấp vi sinh vật (455 mg CO2100g-1), mật độ của vi khuẩn tổng số (6,5108 CFU g-1),

xạ khuẩn tổng số (1,3108 CFUg-1), nấm mốc tổng số (2,5105 CFUg-1), vi sinh vật phân huỷ

cellulose (4,68105 CFUg-1), hemi-cellulose (3,5105 CFUg-1) và lignin (2,7105 CFUg-1). Ngoài

ra, hiệu quả phân huỷ Cartap ở 37oC, độ ẩm 60% trong 10 ngày của hỗn hợp sinh học được bổ

sung nấm là 99,42% cao hơn so với đối chứng là 75,35%. Vì vậy việc sử dụng chủng nấm mốc có

hoạt tính phân huỷ lignin cao, Penicillium chrysogenum N2, làm giống gây cấy có thể cải thiện

được đặc tính sinh học cũng như hiệu quả phân huỷ Cartap của hỗn hợp sinh học trong hệ thống

đệm sinh học.

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 1

Trang 1

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 2

Trang 2

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 3

Trang 3

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 4

Trang 4

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 5

Trang 5

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 6

Trang 6

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học trang 7

Trang 7

pdf 7 trang viethung 3200
Bạn đang xem tài liệu "Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học

Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 
 64 
Ảnh hưởng của việc bổ sung nấm mốc phân huỷ lignin đến 
đặc tính và khả năng phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học 
Lê Văn Thiện*, Đàm Thị Trung Hiếu, Lê Thị Thắm Hồng, 
Nguyễn Phương Thảo, Ngô Thị Tường Châu 
Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam 
Nhận ngày 13 tháng 9 năm 2018 
Chỉnh sửa ngày 07 tháng 11 năm 2018; Chấp nhận đăng ngày 04 tháng 12 năm 2018 
Tóm tắt: Đệm sinh học là một phương pháp đơn giản nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn điểm trong 
quá trình thao tác với hoá chất bảo vệ thực vật. Trong đó hỗn hợp sinh học là yếu tố chính, quyết 
định đến hiệu quả phân huỷ của đệm sinh học. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá ảnh 
hưởng của việc bổ sung chủng nấm mốc có hoạt tính phân huỷ lignin cao, Penicillium 
chrysogenum N2, đến đặc tính sinh học và sự phân huỷ Cartap của hỗn hợp sinh học. Hỗn hợp 
sinh học đã được chuẩn bị với ba thành phần là rơm, bã thải trồng nấm và đất mặt với tỉ lệ 2:1:1, 
độ ẩm 60%. Cartap được thêm vào hỗn hợp sinh học với hàm lượng 100 mgkg-1. Kết quả nghiên 
cứu cho thấy, hoạt tính enzyme phân huỷ lignin của hỗn hợp sinh học được bổ sung nấm (đạt 645 
đơn vị kg-1) cao hơn 8,5 lần so với đối chứng. Tương tự, các giá trị cao hơn ở công thức thí nghiệm 
đối với chỉ số hô hấp vi sinh vật (455 mg CO2100g-1), mật độ của vi khuẩn tổng số (6,5 108 CFU g-1), 
xạ khuẩn tổng số (1,3 108 CFUg-1), nấm mốc tổng số (2,5 105 CFUg-1), vi sinh vật phân huỷ 
cellulose (4,68 105 CFUg-1), hemi-cellulose (3,5 105 CFUg-1) và lignin (2,7 105 CFUg-1). Ngoài 
ra, hiệu quả phân huỷ Cartap ở 37oC, độ ẩm 60% trong 10 ngày của hỗn hợp sinh học được bổ 
sung nấm là 99,42% cao hơn so với đối chứng là 75,35%. Vì vậy việc sử dụng chủng nấm mốc có 
hoạt tính phân huỷ lignin cao, Penicillium chrysogenum N2, làm giống gây cấy có thể cải thiện 
được đặc tính sinh học cũng như hiệu quả phân huỷ Cartap của hỗn hợp sinh học trong hệ thống 
đệm sinh học. 
Từ khoá: Đệm sinh học, hỗn hợp sinh học, phân huỷ Cartap, nấm mốc phân huỷ lignin, 
Penicillium chrysogenum. 
1. Đặt vấn đề 
Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật 
(HCBVTV) là một trong những chìa khóa để 
________ 
 Tác giả liên hệ. ĐT: 84-916027871. 
 Email: levanthien@hus.edu.vn 
 https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4296 
đạt được sự thành công trong sản xuất nông 
nghiệp ở nước ta và trên thế giới. Tuy vậy, việc 
quản lý HCBVTV, đặc biệt từ các nguồn điểm, 
không phù hợp có thể dẫn đến sự ô nhiễm đất, 
nước mặt và nước ngầm. Một nguồn điểm gây ô 
nhiễm chính là sự tràn ra của HCBVTV trong 
khi đổ đầy, pha chế và làm sạch thiết bị bơm 
phun [1]. Trong khi đó, đệm sinh học được xem 
L.V. Thiện và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 65 
là một phương pháp đơn giản và chi phí thấp 
nhằm giảm thiểu ô nhiễm gây ra bởi nguồn 
điểm này. Hệ thống đệm sinh học ban đầu bao 
gồm ba hợp phần chính: (i) lớp sét (hoặc tấm 
lót) chống thấm ở đáy, (ii) hỗn hợp sinh học 
(HHSH) gồm đất mặt, rơm và than bùn với tỷ lệ 
1:2:1, và (iii) lớp cỏ trồng trên bề mặt. Hỗn hợp 
sinh học được xem là hợp phần quan trọng nhất 
của hệ thống đệm sinh học với (i) đất bề mặt 
cung cấp dung tích hấp phụ HCBVTV, chất 
mùn cho hoạt động của vi sinh vật và nguồn vi 
sinh vật phân huỷ HCBVTV, (ii) rơm cung cấp 
cơ chất chủ yếu cho hoạt động của vi sinh vật 
phân hủy HCBVTV, và (iii) than bùn góp phần 
điều chỉnh độ ẩm và pH [2]. Từ khi được ra đời 
tại Thụy Điển vào năm 1993, đệm sinh học đã 
nhận được sự quan tâm đặc biệt từ nhiều nước 
trên thế giới. Tính đến năm 2016, đã có khoảng 
36 nước cho phép ứng dụng đệm sinh học vào xử 
lý dư lượng HCBVTV trong nông nghiệp [3]. 
Việc thiết kế đệm sinh học phụ thuộc vào điều 
kiện thực tế của mỗi nước như khí hậu, tập 
quán canh tác và đặc biệt là các nguồn nguyên 
liệu sẵn có [2]. Tuy vậy những nghiên cứu và 
ứng dụng như thế chưa được ghi nhận ở nước 
ta. Để góp phần khắc phục thực trạng này, bài 
báo sẽ đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung 
chủng nấm mốc có hoạt tính phân huỷ lignin 
cao, Penicillium chrysogenum N2, đến đặc tính 
và sự phân huỷ Cartap của hỗn hợp sinh học 
được chuẩn bị từ các nguồn nguyên liệu sẵn có 
tại địa phương gồm rơm rạ, bã thải trồng nấm 
và đất mặt. 
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 
2.1. Đối tượng nghiên cứu 
- Hỗn hợp sinh học và các đặc tính sinh học 
của nó. 
- Chủng nấm mốc có hoạt tính phân huỷ 
lignin cao, Penicillium chrysogenum N2. 
- Hoá chất Cartap hydrochloride tinh khiết. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
Phương pháp tuyển chọn chủng nấm mốc 
có hoạt tính phân huỷ lignin cao: Từ 6 chủng 
nấm mốc có hoạt tính phân hủy lignin trong bộ 
sưu tập giống sẵn có, cấy mỗi chủng vào môi 
trường Czapeck dịch thể có bổ sung lignin 
(Glucose 10 g; Pepton 5 g; Na2HPO4 2,4 g; 
K2HPO4 2,0 g; NH4NO3 0,1 g; MgSO4 0,01 g; 
CaCl2 0,01 g; lignin 1 g; nước 1 L) và nuôi cấy 
trên máy lắc ổn nhiệt (New Brunswick, Innova 
44R, Eppendorf, Germany) ở 120 vòng/phút, 
30oC trong vòng 6-7 ngày. Thu 10 mL dịch 
nuôi cấy, ly tâm ở 4.000 vòng/phút trong 20 
phút, lọc qua màng lọc 0,45 μm và xác định 
hoạt tính enzyme phân hủy lignin của dịch lọc 
theo phương pháp được trình bày sau đây. 
Phương pháp định danh chủng nấm mốc 
được tuyển chọn: Chủng nấm mốc đươc̣ điṇh 
danh dưạ vào các đặc điểm về hình thái khuẩn 
lạc và đặc điểm di truyền (trình tự nucleotide 
của gen 28S rRNA). Việc phân tích trình tự 
nucleotide của gen 28S rRNA được tiến hành 
theo các bước sau: (i) Chuẩn bị mẫu cấy thuần 
khiết, tách chiết DNA để thu nhận DNA bộ gen, 
đo nồng độ DNA bằng máy Biophotometer; (ii) 
Lấy 5ul mẫu cho vào phản ứng PCR để khuếch 
đại đặc hiệu đoạn DNA dài 250 bp trên vùng 
gen 28S rRNA bằng thiết bị PCR Thermal 
Cycler (Bio-Rad); (iii) Điện di sản phẩm PCR 
trên gel agarose 2%, chụp hình bằng hệ thống 
Gel ...  analysis 5.3 và so sánh với dữ liệu 
sẵn có trên Genbank và ngân hàng dữ liệu 
NCBI bằng công cụ BLAST. 
Phương pháp chuẩn bị hỗn hợp sinh học: 
(i) Chuẩn bị nguyên liệu: rơm thu từ đồng 
ruộng đất chiêm trũng ở Ninh Bình sau đó được 
cắt nhỏ với kích thước 2-3 cm, bã thải trồng 
nấm sò trắng (Pleurotus eryngii) thu từ khu vực 
trồng nấm của Viện Di truyền Nông nghiệp 
Việt Nam ở Bắc Từ Liêm, Hà Nội và đất mặt 
(0-20 cm) thu từ vườn trồng rau ở Hà Đông, Hà 
Nội được để khô không khí, đồng nhất mẫu 
bằng cách cho qua rây 3 mm; (ii) Phối trộn các 
nguyên liệu: rơm: bã thải trồng nấm: đất bề mặt 
theo tỷ lệ 1:2:1 (tổng khối lượng 2,5 kg); và (iii) 
L.V. Thiện và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 66 
Điều chỉnh độ ẩm đến 60% và ủ trong thời gian 
0, 15 và 30 ngày. 
Phương pháp bổ sung chủng nấm mốc 
phân huỷ lignin vào hỗn hợp sinh học: (i) 
Nuôi cấy chủng nấm mốc trong vào môi trường 
Potato-Dextrose broth (Khoai tây 200 g, 
Glucose 20 g, nước cất 1L, pH 5,5) trên máy lắc 
ổn nhiệt (New Brunswick, Innova 44R, 
Eppendorf, Germany) ở 30oC, 120 vòng/phút 
trong vòng 7 ngày; (ii) Bổ sung dịch nuôi cấy vào 
hỗn hợp sinh học với tỷ lệ 5% và trộn đều; và (iii) 
Điều chỉnh độ ẩm đến 60% và ủ trong thời gian 0, 
15 và 30 ngày. 
Phương phá pbổ sung Cartap và thu mẫu 
cho các phân tích trong phòng thí nghiệm: 
Cartap được bổ sung vào các hỗn hợp sinh học 
sau 15 ngày ủ (điều chỉnh độ ẩm 60% và 80%) 
với hàm lượng cuối cùng là 100 mgkg-1 và lưu 
giữ trong 10 ngày ở các nhiệt độ 25oC và 37oC. 
Mẫu được lấy ở 3 vị trí khác nhau (trên, giữa và 
dưới) của hỗn hợp sinh học, trộn đều để tạo mẫu 
tổ hợp. 
Phương pháp xác định hoạt tính enzyme 
phân hủy lignin: Sử dụng thử nghiệm 
MBTH/DMAB được mô tả chi tiết ở Castillo và 
cs. (1994) [4]. Thử nghiệm được dựa trên sự 
oxy hóa cặp đôi 3-methyl-2-benzothiazolinone 
hydrazone (MBTH) và 3-(dimethylamino) 
benzoic acid (DMAB). Hệ enzyme phân hủy 
lignin xúc tác hình thành một hợp chất có màu 
tím đậm với một độ hấp thụ cực đại tại bước 
sóng 590 nm trong sự có mặt của MBTH, 
DMAB và MnSO4. Phản ứng được khởi đầu 
bằng việc thêm vào dung dịch H2O2. 
Phương pháp xác định mật độ các nhóm 
vi sinh vật: Mật độ của các nhóm vi sinh vật 
được xác định bằng phương pháp đếm trên các 
đĩa thạch chứa môi trường và điều kiện nuôi 
cấy thích hợp: (i) vi khuẩn tổng số trên môi 
trường thạch-cao thịt-pepton, ở 30°C, 2-3 ngày; 
(ii) xạ khuẩn tổng số trên môi trường Gause I, ở 
30°C trong 5-7 ngày; (iii) nấm mốc tổng số trên 
môi trường Czapeck, ở 30°C trong 3-5 ngày; và 
(iv) vi sinh vật phân huỷ cellulose, 
hemicellulose và lignin trên môi trường muối 
khoáng tối thiểu (Na2HPO4 2,4 g, K2HPO4 2,0 
g, NH4NO3 0,1 g, MgSO4 0,01 g, CaCl2 0,01 g) 
chứa CMC, xylan và lignin tương ứng với hàm 
lượng 1 gL-1, ở 30oC, 7 ngày. 
Phương pháp xác định hô hấp vi sinh vật: 
Hô hấp vi sinh vật được xác định dựa vào 
lượng khí CO2 sinh ra trong quá trình ủ mẫu 
hỗn hợp sinh học sử dụng phương pháp bẫy 
kiềm (alkaline trap method) theo Thompson 
(2002) [5]. 
Phương pháp xác định khả năng phân 
huỷ Cartap: Hàm lượng Cartap còn lại trong 
các mẫu được chiết xuất với dung dịch acetone 
acid hoá (acetone: nước cất: acid phosphoric 
đặc với tỷ lệ 98:1:1) bằng cách cân 5 g mẫu, 
thêm vào 30 mL dung dịch acetone acid hoá nói 
trên, đem lắc ở 350 vòng/phút trong 2 giờ ở 
nhiệt độ 25°C, siêu âm trong 30 phút, ly tâm 
lạnh trong 5 phút ở 10.000 vòng/phút rồi đem 
lọc qua màng 0,2μm [4]. Hàm lượng Cartap 
được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng 
hiệu năng cao (HPLC). Hiệu quả phân hủy 
Cartap được tính bằng tỷ lệ phần trăm hàm hàm 
lượng Cartap còn lại trong mẫu so với hàm 
lượng ban đầu. 
Phương pháp xử lý số liệu: Mỗi công thức thí 
nghiệm được lặp lại 3 lần. Số liệu được tính giá 
trị trung bình và xử lí bằng Microsoft Excel 
2010 và HPLC Empower pro. 
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 
3.1. Tuyển chọn và định danh chủng nấm mốc 
có hoạt tính phân huỷ lignin cao 
Tiến hành xác định hoạt tính phân hủy 
lignin của 6 chủng nấm mốc (ký hiệu N1-N6), 
kết quả cho thấy chủng N2 có hoạt tính phân 
huỷ lignin cao nhất (đạt 173,6 đơn vị L-1). Vì 
vậy chủng N2 được chọn làm đối tượng cho các 
nghiên cứu tiếp theo. Chủng N2 có khuẩn lạc 
màu lục xanh, mặt dạng nhung, có các rãnh 
xuyên tâm không đều, mặt trái màu lục xanh 
đến đen, giá bào tử trần ngắn, có các nốt sần 
không nhẵn. Phân tích trình tự 28S rRNA của 
chủng N2 cho thấy tương đồng 100% với trình 
tự đoạn gen 28S rRNA của loài Penicillium 
L.V. Thiện và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 67 
chrysogenum (Hình 1). Vì vậy chủng N2 được 
xếp vào chi Penicillium, loài Penicillium 
chrysogenum và được định danh là Penicillium 
chrysogenum N2. 
Hình 1. Hình thái khuẩn lạc trên đĩa thạch Czapeck và trình tự gen 28S rRNA của chủng N2 
3.2. Đặc tính sinh học của hỗn hợp sinh học 
Hoạt tính enzyme phân hủy lignin 
Hệ enzyme phân hủy lignin bao gồm các 
enzyme laccase, lignin peroxidase và mangan 
peroxidase. Ngoài hoạt tính phân huỷ lignin, hệ 
enzyme này còn có khả năng phân huỷ các dị 
sinh chất ngoại lai nói chung và HCBVTV nói 
riêng [2]. Kết quả xác định hoạt tính enzyme 
phân hủy lignin của hỗn hợp sinh học được bổ 
sung nấm (HHSH thí nghiệm) và không được 
bổ sung nấm (HHSH đối chứng) tại các thời 
điểm 0, 15 và 30 ngày ủ được thể hiện ở Bảng 
1. Qua đó cho thấy hoạt tính enzyme phân hủy 
lignin của hỗn hợp sinh học sau khi ủ cao hơn 
so với trước khi ủ và 15 ngày là thời gian ủ tối 
ưu. Đồng thời tại thời điểm này, HHSH thí 
nghiệm có hoạt tính enzyme phân huỷ lignin 
cao gấp 8,5 lần so với HHSH đối chứng. 
Bảng 1. Hoạt tính enzyme phân hủy lignin của hỗn 
hợp sinh học 
Hoạt độ enzyme 
(đơn vị kg1) 
Thời gian ủ (ngày) 
0 15 30 
HHSH thí 
nghiệm 
384,9 645,3 550,9 
HHSH đối 
chứng 
52,8 75,5 60,4 
Mật độ các nhóm vi sinh vật 
Mật độ của các nhóm vi sinh vật tổng số và 
phân huỷ trong các hỗn hợp sinh học sau thời 
gian ủ tối ưu là khá phong phú, tuy nhiên ở 
HHSH thí nghiệm là cao hơn so với HHSH đối 
chứng (Bảng 2). Qua đó cho thấy việc bổ sung 
chủng nấm mốc có hoạt tính phân huỷ lignin 
cao đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh 
trưởng, phát triển của các nhóm vi sinh vật 
trong hỗn hợp sinh học. 
L.V. Thiện và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 68 
Bảng 2. Mật độ của các nhóm vi sinh vật trong hỗn hợp sinh học 
Hỗn hợp 
sinh học 
Mật độ vi sinh vật tổng số (105 CFUg-1) Mật độ vi sinh vật phân huỷ (105 CFUg-1) 
Vi khuẩn Xạ khuẩn Nấm mốc Cellulose Hemi-cellulose Lignin 
Thí nghiệm 6,5 103 1,3 103 2,5 4,68 3,5 2,7 
Đối chứng 5,7 103 0,26 103 1,0 1,89 2,15 1,78 
Hô hấp vi sinh vật 
Khí CO2 không chỉ được sinh ra từ quá 
trình hô hấp hiếu khí của vi sinh vật mà còn từ 
hoạt động khoáng hóa chất hữu cơ trong hỗn 
hợp sinh học. Vì vậy, một chỉ số hô hấp cao đại 
diện cho một hệ vi sinh vật phong phú với hoạt 
tính sinh học mạnh mẽ. Trong nghiên cứu này, 
hô hấp vi sinh vật của HHSH thí nghiệm sau 15 
ngày ủ (455 mg CO2100g-1) cao hơn so với 
HHSH đối chứng (446 mg CO2100g-1) và 
HHSH được chuẩn bị bởi Fernández-Alberti 
(2012) (308 mg CO2100g-1)[6]. 
3.3. Khả năng phân huỷ Cartap của hỗn hợp 
sinh học 
Sau khi được bổ sung vào hỗn hợp sinh học, 
hàm lượng Cartap giảm dần theo thời gian do 
hoạt động phân hủy của vi sinh vật đặc biệt là 
nhóm vi sinh vật phân hủy lignin. Bên cạnh đó, 
hiệu quả phân hủy Cartap có sự phụ thuộc vào 
độ ẩm và nhiệt độ phân hủy của hỗn hợp sinh 
học. Điều này phù hợp với nhận định của 
Castillo và Torstensson (2007) khi cho rằng sự 
phân huỷ HCBVTV chịu ảnh hưởng của thành 
phần, độ ẩm của đệm sinh học và nhiệt độ của 
phân huỷ [7]. Ở độ ẩm 60% và nhiệt độ 37°C, 
sự phân hủy Cartap của hỗn hợp sinh học cao 
hơn so với ở độ ẩm 80% và nhiệt độ 25°C. Hiệu 
quả phân hủy Cartap của HHSH thí nghiệm là 
cao hơn so với HHSH đối chứng và đạt đến 
99,42% tại độ ẩm 60%, nhiệt độ 37oC sau 10 
ngày bổ sung Cartap (Bảng 3). Kết quả này cho 
thấy việc bổ sung chủng nấm mốc có hoạt tính 
phân huỷ lignin cao đã giúp cải thiện hoạt động 
phân hủy Cartap bởi các nhóm vi sinh vật trong 
hỗn hợp sinh học và điều kiện tối thích về độ 
ẩm và nhiệt độ cho quá trình phân hủy Cartap 
của HHSH là 60% và 370C. 
Bảng 3. Hiệu quả phân huỷ Cartap của hỗn hợp sinh 
học tại các độ ẩm và nhiệt độ khác nhau 
Độ ẩm của hỗn 
hợp (%) 
60 80 
Nhiệt độ phân 
hủy (°C) 
25 37 25 37 
Hiệu quả phân 
hủy của HHSH 
thí nghiệm (%) 
97,14 99,42 89,12 91,98 
Hiệu quả phân 
hủy của HHSH 
đối chứng (%) 
56,33 60,54 95,34 96,62 
4. Kết luận 
1. Đã tuyển chọn và định danh được chủng 
nấm mốc Penicillium chrysogenum N2 có hoạt 
tính phân huỷ lignin cao nhất (đạt 173,6 đơn vị 
L-1) từ 6 chủng có hoạt tính phân huỷ lignin 
trong bộ sưu tập giống sẵn có. 
2. Đã tạo được các hỗn hợp sinh học từ các 
nguyên liệu sẵn có tại địa phương gồm, rơm: bã 
thải trồng nấm sò trắng: đất mặt (theo tỷ lệ 
2:1:1) với độ ẩm đạt 60% sử dụng để bố trí thí 
nghiệm bổ sung chủng nấm mốc Penicillium 
chrysogenum N2 được tuyển chọn nhằm xử lý 
hóa chất bảo vệ thực vật Cartap. 
3. Đặc tính sinh học của hỗn hợp sinh học 
thí nghiệm sau thời gian ủ tối ưu 15 ngày có (i) 
hoạt độ enzyme phân hủy lignin đạt đến 645,28 
đơn vị kg-1; (ii) mật độ các nhóm vi sinh vật 
tổng số như vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm mốc lần 
lượt là 6,5 108, 1,3 108 và 2,5 105 CFUg-1, 
mật độ của các nhóm vi sinh vật phân hủy 
ligno-cellulose như vi sinh vật phân huỷ 
cellulose, hemi-cellulose và lignin tương ứng là 
4,68 105, 3,5 105 và 2,7 105 CFUg-1; và (iii) 
chỉ số hô hấp vi sinh vật là 455 mg CO2100g-1. 
L.V. Thiện và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 69 
Đặc tính sinh học này của HHSH thí nghiệm là 
thuận lợi cho hoạt động phân hủy Cartap. 
4. Hiệu quả phân hủy Cartap của hỗn hợp 
sinh học thí nghiệm cao nhất ở các điều kiện độ 
ẩm là 60%, nhiệt độ là 37oC, thời gian là 10 
ngày và đạt đến 99,42%. Việc bổ sung chủng 
nấm mốc Penicillium chrysogenum N2 có hoạt 
tính phân huỷ lignin cao vào hỗn hợp sinh học 
đã góp phần tạo ra một hỗn hợp sinh học có 
tiềm năng sử dụng để xử lý Cartap từ các nguồn 
điểm tại các vùng canh tác nông nghiệp. 
Lời cảm ơn 
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Đại học 
Quốc gia Hà Nội trong đề tài mã số QG.18.13 
Tài liệu tham khảo 
[1] N.H. Spliid, W. Brusch, O.S Jacobsen, S.U 
Hansen. In Pesticide point sources and dispersion 
of pesticides from a site previously used for 
handling of pesticides, 16th Danish Plant 
Protection Conference, Side effects of pesticides, 
Weeds, 1999; pp 33-46. 
[2] M.D.P. Castillo, L. Torstensson, J. Stenström, 
Biobeds for Environmental Protection from 
Pesticide Uses- A Review, Journal of Agricultural 
and Food Chemistry 56 (2008) 6206. 
[3] J. Husby, Biobeds in the world, 5th European 
Biobed Workshop, Throws Farm, UK, 2016. 
[4] M.D.P Castillo, J. Stenström, P. Ander, 
Determination of manganese peroxidase activity 
with 3-methyl-2- benzothiazolinone hydrasone 
and 3-(dimethylamino) benzoic acid. Analytical 
Biochemistry 218 (1994) 399. 
[5] W.H. Thompson, Test methods for the 
examination of composting and compost, U.S 
Composting Council and Department of 
Agriculture, U.S. Government Printing Office, 
Washington DC, 2002. 
[6] S. Fernández-Alberti,O. Rubilar, G.R. Tortella, 
M.C. Diez1, Chlorpyrifos degradation in a 
Biomix: Effect of pre-incubation and water 
holding capacity, Journal of Soil Science and 
Plant Nutrition 12 (4) (2012) 785. 
[7] M.D.P Castillo, L.Torstensson, Effect of biobed 
composition, moisture and temperature on the 
degradation of pesticides, Journal of Agricultural 
and Food Chemistry 55 (2007) 5725.
Effect of Inoculation with Ligninolytic Fungus 
on the Biological Activities and Cartap Degradation of Biomix 
Le Van Thien, Dam Thi Trung Hieu, Le Thi Tham Hong, 
Nguyen Phuong Thao, Ngo Thi Tuong Chau 
Faculty of Environmental Sciences, VNU University of Science, 
334 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi, Vietnam 
Abstract: Biobed is a simple method to minimize point source contamination during manipulation 
of pesticides. The biomix is a principal element controlling the degradation efficacy of the biobed. The 
aim of this research was to evaluate the effect of inoculation with ligninolytic fungus Penicillium 
chrysogenum N2 on the biological activities and cartap degradation of biomix. Tests were made using 
biomixprepared with rice straw, spent mushroom substrate and top soil in a volumetric pro-portion of 
2:1:1, moisture content of 60% and pre-incubation time of 15 days; cartap was added to the biomix at 
concentration of 100 mgkg-1. The results demonstrated that the ligninolytic enzyme activity in the 
inoculated biomix (645 U kg-1) was 8.5- fold higher compared with the non-inoculated one. Also, the 
L.V. Thiện và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 34, Số 4 (2018) 64-70 70 
higher microbial respiration (455 mg CO2100g-1) and counts of total aerobicbacteria(6.5 108 CFUg-1), 
actinomyces (1.3 108 CFUg-1), fungi (2.5 105 CFUg-1), cellulolytic microrganisms (4.68 105 CFUg-1), 
hemi-cellulolytic microrganisms (3.5 105CFU g-1) andligninolytic microrganisms (2.7 105 CFUg-1) 
were observed in the former. Besides, the Cartap degradation efficiency at 37oC for 10 days (99.42%) 
was higher in the inoculated biomix compared with the non-inoculated one (75.35%). In conclusion, it 
was recommended to use ligninolytic fungus Penicillium chrysogenum N2 as a inoculum to improve 
the biological activities and cartap degradation of biomix in biobed. 
Keywords: Biobed, biomix, cartap degradation, ligninolytic fungus, Penicillium chrysogenum. 

File đính kèm:

  • pdfanh_huong_cua_viec_bo_sung_nam_moc_phan_huy_lignin_den_dac_t.pdf