Giải Luyện tập 1 trang 16 Chuyên đề Công nghệ 12

Gợi ý trả lời

Phân tích quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh phân huỷ nhanh vật liệu cháy dưới tán rừng thông

Vật liệu cháy dưới tán rừng thông chủ yếu là lá kim, cành khô, vỏ và thảm mục của cây thông — giàu cellulose, hemicellulose, lignin và nhựa thông, rất khó phân huỷ tự nhiên nên tích tụ thành lớp vật liệu khô dễ bắt lửa. Mục tiêu của chế phẩm là bổ sung các vi sinh vật có khả năng tiết enzyme phân giải mạnh để đẩy nhanh quá trình mùn hoá lớp thảm mục này. Quy trình gồm các bước sau:

a) Phân lập và tuyển chọn chủng vi sinh vật
- Thu mẫu từ chính lớp thảm mục đang phân huỷ dưới tán rừng thông, phân lập các chủng vi sinh vật.
- Tuyển chọn những chủng có hoạt tính enzyme cao phân giải thành phần của vật liệu cháy: vi khuẩn/xạ khuẩn/nấm sinh cellulase (phân giải cellulose), hemicellulase, ligninase/laccase (phân giải lignin), và chủng phân giải nhựa thông.
- Chủng được chọn phải an toàn (không gây bệnh cho cây rừng), sinh trưởng nhanh, chịu được điều kiện khô, chua và nghèo dinh dưỡng đặc trưng của đất rừng thông.

b) Nhân giống (nhân sinh khối cấp 1, cấp 2)
- Chủng tuyển chọn được nuôi cấy nhân giống trên môi trường thích hợp qua các cấp để tăng nhanh số lượng tế bào, bảo đảm đủ lượng giống cho lên men sản xuất và giữ nguyên hoạt tính enzyme.

c) Lên men sản xuất sinh khối
- Nuôi cấy chủng trong thiết bị lên men (lên men chìm hoặc lên men xốp/bề mặt trên cơ chất giàu cellulose) với điều kiện tối ưu về nhiệt độ, pH, độ ẩm, oxygen (đa số là vi sinh vật hiếu khí).
- Giai đoạn này nhằm thu được lượng lớn tế bào vi sinh vật và enzyme ngoại bào.

d) Thu hồi và phối trộn với chất mang
- Thu sinh khối vi sinh vật, phối trộn với chất mang phù hợp (than bùn, mùn cưa, cám, bột thảm mục thông đã xử lí…) để bảo vệ tế bào, giúp vi sinh vật phát tán và bám vào vật liệu cháy khi sử dụng.
- Có thể bổ sung chất dinh dưỡng khởi động và chất giữ ẩm để vi sinh vật nhanh hoạt động khi phun ngoài hiện trường.

e) Kiểm tra chất lượng, đóng gói và bảo quản
- Kiểm tra mật độ tế bào sống (CFU/g), hoạt tính enzyme (cellulase, ligninase) và độ an toàn của chế phẩm.
- Đóng gói (dạng bột hoặc dạng lỏng), ghi nhãn hướng dẫn liều dùng, bảo quản nơi khô mát để duy trì hoạt lực đến khi sử dụng.

f) Sử dụng và ý nghĩa
- Phun/rải chế phẩm lên lớp thảm mục dưới tán rừng thông; vi sinh vật tiết enzyme phân giải nhanh cellulose và lignin, làm lớp vật liệu khô mục nhanh thành mùn.
- Nhờ đó giảm khối lượng vật liệu cháy tích tụ → giảm nguy cơ cháy rừng, đồng thời trả lại chất hữu cơ, cải tạo và tăng độ phì cho đất rừng, góp phần bảo vệ môi trường.

Nhận xét: Quy trình đi theo trình tự chung của sản xuất chế phẩm vi sinh (phân lập – tuyển chọn → nhân giống → lên men → phối trộn chất mang → kiểm tra, đóng gói, bảo quản), nhưng được chuyên biệt hoá ở khâu tuyển chọn chủng (ưu tiên chủng phân giải cellulose/lignin/nhựa thông) và khâu chất mang, cách sử dụng cho phù hợp với đặc điểm vật liệu cháy và điều kiện rừng thông.