- KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH VI KHUẨN PHÂN HỦY HOẠT CHẤT THUỐC TRỪ SÂU PROPOXUR (Paracoccus SP. - Immobilization of the pesticide Propuxur degrading bacteria, Paracoccus sp. - Biochar, vi khuẩn. - Paracoccus sp. - Biochar, Paracoccus sp.. - The objective of this study was to investigate the immobilization capacity of biochar for the pesticide Propoxur degrading bacteria, Paracoccus sp. - Results showed that biochar have a capacity to immobilize Paracoccus sp. - The municipal waste biochar revealed the highest capacity of immobilization for Paracoccus sp. - However, each biochar material has a different capacity of immobilization and release for Paracoccus sp. - The treatment with biochar supplement increased significantly the cell amount of Paracoccus sp.. - P23-7 in 1 mL of the liquid solution and the total cell amount of Paracoccus sp.. - Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Thí nghiệm được thực hiện trong 25 mL dung dịch khoáng tối thiểu lỏng chứa 50 ppm Propoxur như là nguồn carbon duy nhất cho vi khuẩn sinh trưởng và phát triển suốt thời gian thí nghiệm và được kéo dài trong 18 ngày. - Ba vật liệu biochar khác nhau được chọn để kiểm tra khả năng có định vi khuẩn của chúng bao gồm: biochar than củi, than đước và rác đô thị. - Kết quả nghiên cứu cho thấy biochar có khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Paracoccus sp. - Biochar rác đô thị có khả năng cố định vi khuẩn Paracoccus sp.. - Tuy nhiên, khả năng cố định và phóng thích vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Bổ sung biochar vào trong môi trường nuôi cấy khoáng tối thiểu lỏng chứa 50 ppm hoạt chất thuốc trừ sâu Propoxur giúp gia tăng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - P23- 7 tự do trong 1 mL môi trường lỏng vào thời điểm ban đầu của thời gian nuôi cấy và tổng mật số vi khuẩn (trong 25 mL môi trường nuôi cấy và trong 1,5 g biochar).. - nhằm mục tiêu: Khảo sát và đánh giá khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 của 3 vật liệu biochar bao gồm: biochar than củi, biochar than đước và biochar rác đô thị làm cơ sở và nền tảng cho việc ứng dụng biochar như là chất mang để chủng vi khuẩn phân hủy rất hiệu quả thuốc trừ sâu Propoxur nhằm mục đích xử lý sinh học đất ô nhiễm.. - 2.2 Nguồn vi khuẩn. - Dòng vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 phân hủy chuyên biệt và rất hiệu quả thuốc trừ sâu Propoxur được phân lập từ mẫu đất trong kho bảo quản hành tím tại khu vực canh tác hành tím ở Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng (Đỗ Hoàng Sang, 2014) được chọn làm đối tượng nghiên cứu và được xem như là dòng vi khuẩn mẫu cho khả năng cố định vi khuẩn của biochar trong thí nghiệm này. - Vi khuẩn được nuôi trong bình tam giác 100 mL chứa 25 mL dung dịch GYE (Glucose Yeast Extract) trong 3 ngày trên máy lắc với tốc độ 100 vòng x phút -1 . - Sau đó, sinh khối vi khuẩn được thu hoạch bằng cách ly tâm 10.000 vòng x phút -1 trên máy ly tâm. - Hiệu chỉnh độ đục của dung dịch chứa vi khuẩn với nước khử khoáng tiệt trùng bằng máy đo quang phổ về OD 600 nm = 0,7. - Nguồn vi khuẩn đã sẵn sàng cho bố trí thí nghiệm. - Xác định mật số vi khuẩn ban đầu sau khi hiệu chỉnh độ đục bằng phương pháp nhỏ giọt (Hoben và Somasegaran, 1982) bằng cách tiến hành pha loãng dung dịch vi khuẩn theo hệ số 10 với các nồng độ pha loãng khác nhau. - Hút 50 µL dung dịch vi khuẩn của mỗi nồng độ pha loãng và nhỏ 5 giọt lên trên bề mặt môi trường TSB. - Các đĩa môi trường TSB chứa vi khuẩn được đặt vào tủ ủ ở nhiệt độ 35 o C trong ba ngày, sau đó, đếm mật số khuẩn lạc.. - Ehrenstorfer GmbH, Đức), 1 mL dung dịch vi khuẩn Paracoccus sp. - Đối chứng: Paracoccus sp. - Mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 trong 1 mL môi trường nuôi cấy lỏng, mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 cố định trong 1 g biochar (trọng lượng khô) và tổng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Tham khảo mục 2.2 cho quy trình đếm mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 trong môi trường nuôi cấy lỏng.. - Quy trình đếm mật số vi khuẩn Paracoccus sp.. - P23-7 cố định trong biochar được thực hiện như sau: Tại thời điểm thu mẫu, lấy một lượng xác định biochar trong bình tam giác nuôi cấy chia làm hai phần dưới điều kiện tiệt trùng: một phần với trọng lượng xác định dùng cho việc xác định ẩm độ biochar cho phần tính toán số liệu, phần còn lại cũng với trọng lượng xác định dùng cho việc đếm mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Sau đó, thay nước khử khoáng tiệt trùng mới, tiếp tục lặp lại quy trình rửa biochar thêm 4 lần nữa nhằm loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn Paracoccus sp. - Sau đó, đếm mật số vi khuẩn hiện diện trên đĩa. - 3.1 Sự phát triển mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 trong 1 mL môi trường nuôi cấy. - Kết quả về sự phát triển mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 trong 1 mL môi trường nuôi cấy lỏng trong suốt 18. - Nhìn chung, mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 trong 1 mL dung dịch môi trường nuôi cấy cao và mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Mật số của dòng vi khuẩn này đạt cao nhất trong giai đoạn từ 4 – 6 ngày sau khi nuôi cấy, sau đó, giảm dần theo thời gian nuôi cấy. - Điều này cho thấy vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 đã sử dụng carbon của thuốc trừ sâu Propoxur như là nguồn carbon duy nhất cho việc phát triển và nhân mật số trong giai đoạn 0 – 6 ngày. - Điều này được chứng minh bằng nồng độ thuốc trừ sâu Propoxur trong môi trường nuôi cấy lỏng có chủng vi khuẩn Paracoccus sp. - Tuy nhiên, sau đó, do mật số tăng nhanh, nhưng dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy đã cạn kiệt, nhất là nguồn carbon từ Propoxur, nên vi khuẩn đã giảm dần mật số theo thời gian.. - So sánh mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 trong 1 mL môi trường nuôi cấy lỏng giữa các nghiệm thức với nhau cho thấy có sự khác biệt thống kê giữa các nghiệm thức về mật số vi khuẩn vào 1 ngày sau khi nuôi cấy, trong khi các ngày thu. - mẫu còn lại, mật số vi khuẩn trong 1 mL môi trường nuôi cấy lỏng không khác biệt thống kê giữa các nghiệm thức khi so sánh với nhau (p<0,05). - Vào thời điểm 1 ngày sau khi nuôi cấy, mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Cả hai nghiệm thức này không khác biệt với nhau về mật số vi khuẩn. - Kế đến là nghiệm thức biochar than củi và mật số vi khuẩn trong 1 mL môi trường nuôi cấy lỏng thấp nhất ở nghiệm thức đối chứng không có biochar. - Mật số vi khuẩn chênh lệch giữa các nghiệm thức thí nghiệm so với đối chứng rõ ràng là từ biochar phóng thích ra. - Điều này có thể giải thích là do biochar có những kẽ hở và những lỗ hỏng giúp cho tiến trình hấp thu và cầm giữ nước, dinh dưỡng cũng như những chất ô nhiễm hữu cơ hoặc vô cơ diễn ra một cách hiệu quả đồng thời còn là một giá thể và là nơi trú ngụ lý tưởng nhằm bảo vệ và giúp vi sinh vật phát triển tốt (Pleasant, 2000), vi khuẩn có thể được phóng thích ra môi trường bên ngoài dễ dàng từ biochar. - Như vậy, chủng biochar vào trong môi trường nuôi cấy lỏng chứa 50 ppm Propoxur giúp gia tăng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Hình 2: Sự phát triển mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 trong 1 mL môi trường nuôi cấy giữa các nghiệm thức (n=4, độ lệch chuẩn). - 3.2 Khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Kết quả về khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Nhìn chung, khả năng cố định vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 cố định bởi biochar có xu hướng tăng dần vào giai đoạn từ 0 đến 6 ngày sau khi nuôi cấy, sau đó, mật số giảm dần. - Xu hướng tăng và giảm mật số vi khuẩn cố định trong biochar và trong môi trường nuôi cấy lỏng theo thời gian là giống nhau. - Khi so sánh các nghiệm thức biochar với nhau về khả năng cố định và phát triển vi khuẩn Paracoccus sp. - mật số vi khuẩn bị cố định bởi biochar rác đô thị thấp nhất và khác biệt thống kê (p<0,05) so với 2 vật liệu biochar còn lại (biochar than củi và than đước). - Tuy nhiên, vào các ngày thu mẫu sau đó, mật số vi khuẩn bị cố định bởi biochar rác đô thị cao nhất và khác biệt thống kê (p<0,05) so với 2 vật liệu biochar còn lại. - Trong khi đó, mật số vi khuẩn bị cố định bởi 2 vật liệu biochar: than củi và than đước không khác biệt thống kê khi so sánh với nhau. - Điều này cho thấy vật liệu sản xuất biochar khác nhau thể hiện khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Bên cạnh đó, sự phát triển và phóng thích vi khuẩn Paracoccus sp. - Điều này được thể hiện ở khả năng cố định vi khuẩn của biochar rác đô thị cao hơn 2 vật liệu biochar còn lại, nhưng khả năng phóng thích vi khuẩn Paracoccus sp. - Hình 3: Khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - 3.3 Tổng mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 trong 25 mL môi trường nuôi cấy và trong 1,5 g biochar. - Kết quả tổng mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 (gồm tổng mật số vi khuẩn trong 25 mL dung dịch môi trường. - Nhìn chung, tổng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Tương tự như hai chỉ tiêu về mật số vi khuẩn tự do trong 1 mL môi trường lỏng và mật số vi khuẩn bị cố định bởi biochar, tổng mật số vi. - Mật số phát triển cao nhất ở ngày thứ 6 và sau đó giảm dần theo thời gian nuôi cấy.. - Điều này cho thấy vi khuẩn đã sử dụng nguồn carbon từ hoạt chất Propoxur cho sự sinh trưởng và phát triển trong giai đoạn 0 đến 6 ngày, sau đó, do sự cạn kiệt về nguồn dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy, đặc biệt là nguồn carbon từ hoạt chất Propoxur, vì vậy mật số vi khuẩn giảm xuống đáng kễ. - Tổng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - P23-7 giữa các nghiệm thức có sự khác biệt thống kê vào các ngày thu mẫu 1, 6 và 18, trong khi đó, tổng mật số vi khuẩn vào các ngày thu mẫu còn lại không thể hiện sự khác biệt nào giữa các nghiệm thức.. - Vào thời điểm 1 ngày sau khi nuôi cấy, tổng mật số vi khuẩn cao nhất ở 2 nghiệm thức biochar: rác đô thị và than đước, và cả hai không khác biệt thống kê khi so sánh với nhau. - Tiếp theo, vào các ngày thu mẫu 4 và 18, tổng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. - Trong khi các nghiệm thức còn lại không khác biệt về tổng mật số vi khuẩn khi so sánh với nhau.. - Như vậy, tổng mật số vi khuẩn Paracoccus sp.. - Việc mật số vi khuẩn cao hơn ở nghiệm thức bổ sung biochar so với nghiệm thức đối chứng cho thấy biochar có thể có chức năng như là giá thề sinh học do có những kẽ hở và những lỗ hỏng giúp cho tiến trình hấp thu và cầm giữ nước, dinh dưỡng cũng như những chất ô nhiễm hữu cơ hoặc vô cơ diễn ra một cách hiệu quả đồng thời còn là một giá thể và là nơi trú ngụ lý tưởng nhằm bảo vệ và giúp vi sinh vật phát triển tốt (Pleasant, 2000). - Ngoài ra, tổng mật số vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy lỏng giữa 3 nghiệm thức bổ sung biochar không giống nhau có thể là do mỗi vật liệu biochar khác nhau chứa hàm lượng và thành phần dinh dưỡng cần thiết cho phát triển hoặc ức chế vi sinh vật khác nhau. - Hình 4: Sự phát triển tổng mật số vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Biochar có khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - P23-7 tự do trong 1 mL môi trường lỏng vào thời điểm ban đầu của thời gian nuôi cấy và tổng mật số vi khuẩn (trong 25 mL môi trường nuôi cấy và trong 1,5 g biochar).. - Biochar rác đô thị có khả năng cố định vi khuẩn Paracoccus sp. - Vật liệu sản xuất biochar khác nhau thể hiện khả năng cố định vi khuẩn phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur, Paracoccus sp. - Ngoài ra, sự phát triển và phóng thích vi khuẩn Paracoccus sp. - Đánh giá khả năng phân hủy thuốc trừ sâu Propoxur của dòng vi khuẩn phân lập từ nền đất bảo quản hành tím tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng.