Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh ứng dụng trong trồng và chế biến cây nguyên liệu giấy
Công nghiệp giấy là một trong 10 ngành công nghiệp trọng yếu, thuộc nhóm ngành công nghiệp chế biến. Với tiềm năng nguyên liệu lớn và nhu cầu trong nước không ngừng tăng, công nghiệp giấy đã có những chuyển biến lớn về cải tạo công nghệ, thiết bị, tăng quy mô công suất và đa dạng hóa sản phẩm. Nhiều dự án sản xuất bột giấy và giấy quy mô lớn đã đi vào hoạt động và đang triển khai, được trang bị công nghệ và thiết bị hiện đại, thân thiện môi trường; hệ thống điều khiển và quản trị doanh nghiệp hiện đại, môi trường làm việc năng động, minh bạch, chế độ đã ngộ hợp lý và nhiều cơ hội phát triển. Hiện nay, nguyên liệu sử dụng cho sản xuất bột giấy và giấy ở khu vực Châu Á chủ yếu là gỗ cứng như keo, bulô và bạch đàn.
Cây keo có nguồn gốc từ châu Phi và Australia, còn bạch đàn có nguồn gốc từ Australia, New Guinea và Indonesia. Cây keo tuy có ưu điểm là phát triển nhanh nhưng cũng chịu tác động của nhiều bệnh hại như: sâu cắn lá, bệnh rộp lá, phấn trắng lá, nấm hồng... Đặc biệt, những năm gần đây xuất hiện nhiều thông báo về bệnh chết héo và sùi vỏ cây trên cây keo do nấm Ceratocystis spp. gây ra tại các vùng trồng keo ở Australia, Indonesia, Malaysia, châu Phi và Nam Mỹ, v.v... Nấm Ceratocystis spp. được cho là tác nhân gây bệnh nguy hiểm nhất cho các rừng trồng keo vì gây chết trắng cho keo non và keo 3-4 năm tuổi nên có nhiều nghiên cứu tập trung vào đối tượng này. Vi sinh vật đối kháng nấm bệnh theo nhiều cơ chế khác nhau như sinh tổng hợp chất kháng sinh, cạnh tranh dinh dưỡng, không gian sống, sinh enzyme thủy phân thành tế bào nấm hay sinh các chất kích thích sinh trưởng thực vật giúp cây trồng tăng tính kháng với nấm bệnh... Sản xuất bột giấy từ nguyên liệu dăm mảnh gỗ là công đoạn mang lại giá trị gia tăng lớn nhất cho ngành công nghiệp giấy, do vậy, chất lượng dăm mảnh gỗ là một trong những yếu tố quyết định chất lượng bột giấy cũng như hiệu quả kinh tế của việc sản xuất bột giấy và giấy. Sử dụng chế phẩm vi sinh vật trong quá trình bảo quản nguyên liệu dăm mảnh gỗ được xem là giải pháp hiệu quả nhằm giảm bớt tình trạng nhiễm tạp nấm bệnh mà không ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi xenluylô cũng như chất lượng bột giấy thành phẩm.
Với chủ trương phát triển của ngành công nghiệp giấy và nhu cầu sử dụng chế phẩm vi sinh để loại bỏ nhựa cây trong nguyên liệu dăm mảnh phục vụ sản xuất bột giấy và xuất khẩu, ThS. Phạm Đức Huy và nhóm cộng sự tại Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy, Tổng Công ty giấy Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh ứng dụng trong trồng và chế biến cây nguyên liệu giấy”.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:
Đã điều tra tình hình bảo quản gỗ nguyên liệu tại một số nhà máy sản xuất bột giấy. Bảo quản dăm mảnh dài ngày tại các nhà máy thường xuất hiện nấm gây hại làm ải, mục dăm mảnh. Do vậy cũng cần có các phương pháp bảo quản và tồn trữ phù hợp. Đã đánh giá sự có mặt của các loài nấm gây gây tổn hao xenlulo: nấm mốc và nấm mục trong gỗ keo nguyên liệu giấy. Các chủng nấm phân lập trên gỗ đều có hoạt tính phân hủy cellulose.
Đã điều tra tình hình bệnh hại chính (chết héo) trên cây keo tại vườn ươm và rừng trồng và thu thập mẫu bệnh hại chính từ vườn ươm và rừng trồng. Ở rừng trồng keo, keo tai tượng có tỷ lệ cây bị bệnh cao hơn keo lai, số cây bị hại nặng (chỉ số bị bệnh ở cấp 3 và 4) chiếm đa số và hầu hết các cây bị bệnh đều có triệu chứng điển hình từ mức tán lá đang héo, đã héo hết nhưng lá chưa rụng và chết. Đã định danh được 10 chủng nấm bệnh gây hại năng trên cây keo là Ceratocystis manginecans sử dụng làm chủng nấm kiểm định.
Đã tuyển chọn và định danh được 02 chủng nấm đối kháng (C. globosum PTT.10 và T. harzianum PT-T.04 và 01 chủng vi khuẩn B. subtilis CVS3.3 có hoạt tính ức chế nấm bệnh tốt nhất: hiệu lực ức chế đường kính nấm gây bệnh chết héo cây keo > 70%; đường kính vòng ức chế của hoạt chất kháng nấm > 10mm ứng dụng để sản xuất chế phẩm vi sinh trong phòng trừ bệnh chết héo trên cây keo và trong bảo quản gỗ. Hai chủng nấm được sử dụng tạo chế phẩm nấm đối kháng nấm bệnh Ceratocystis sp. cho cây keo và chủng vi khuẩn B. subtilis CVS3.3 được lựa chọn trong tạo chế phẩm sử dụng trong bảo quản nguyên liệu dăm mảnh.
Đã xây dựng được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị cho tạo chế phẩm vi sinh quy mô pilot 50 kg/mẻ, sử dụng trong kiểm soát nấm Ceratocystis gây bệnh chết héo trên keo và chế phẩm sử dụng trong bảo quản nguyên liệu dăm mảnh. Mật độ bào tử ≥ 106CFU/g.
Đã tiến hành lên men quy mô lớn và phối trộn tạo chế phẩm vi sinh: Số chế phẩm vi khuẩn tạo ra là 502 kg và chế phẩm nấm là 1000 kg, như vậy tổng số chế phẩm vi sinh được sản xuất là 1502 kg.
Đã nghiên cứu liều lượng và nồng độ phù hợp sử dụng chế phẩm vi sinh phòng trừ bệnh hại chính (chết héo) trên cây keo trong điều kiện in vitro, nhà lưới và vườn ươm. Trong điều kiện vườn ươm, cây keo lai và keo tai tượng được bón 15g có kết quả hạn chế bệnh hiệu quả nhất. Đã xây dựng quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh trong phòng trừ nấm bệnh (chết héo) ở quy mô vườn ươm.
Đã thử nghiệm diện hẹp nồng độ và liều lượng sử dụng chế phẩm vi sinh trong phòng trừ bệnh hại chính (chết héo) trên cây keo ở rừng trồng. Cây keo lai và Keo tai tượng được bón 40g hoặc phun chế phẩm có kết quả hạn chế bệnh hiệu quả khi thí nghiệm trên diện hẹp và diện rộng.
Đã đưa ra quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh cho phòng trừ bệnh hại chính (chết héo) trên cây keo ở rừng trồng. Hiệu quả phòng trừ trên mô hình tại keo lai 1,5 năm tuổi đạt 74,5% về tỷ lệ bị bệnh và đạt hơn 80% về mức độ bị bệnh. Hiệu quả phòng trừ trên mô hình tại keo tai tượng 2,5 năm tuổi đạt 71,6% về tỷ lệ bị bệnh và 77,3% về chỉ số bệnh. Hiệu quả phòng trừ trên mô hình tại keo tai tượng 0,5 năm tuổi đạt 72,7% về tỷ lệ bị bệnh và 75,8% về chỉ số bệnh. Hiệu quả phòng trừ trên mô hình tại keo lai trên 3 năm tuổi đạt 70,5% về tỷ lệ bị bệnh và 70,8% về chỉ số bệnh. Cần xử lý sớm chế phẩm sinh học sớm và hạn chế gây tổn thương trên cây để tăng hiệu quả phòng trừ.
Đã xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm vi sinh phòng trừ bệnh chết héo cho rừng trồng keo ở hai độ tuổi. Với rừng trồng dưới 3 tuổi là 4,4ha và 5,0ha rừng > 3 tuổi.
Đã nghiên cứu đưa được ra quy trình công nghệ sử dụng chế phẩm vi sinh trong bảo quản nguyên liệu gỗ keo ở quy mô phòng thí nghiệm, 1 tấn, 50 m3 và 200m3 . Sử dụng chế phẩm vi sinh cho bảo quản làm giảm tỷ lệ nấm nhiễm tạp trong quá trình bảo quản nguyên liệu. Hàm lượng cellulose thu hồi không bị ảnh hưởng và chất lượng mảnh đảm bảo cho sản xuất bột giấy. Thời gian bảo quản dăm mảnh bằng chế phẩm vi sinh khoảng 2 tháng.
Đã đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội của việc sử dụng chế phẩm vi sinh trong phòng trừ bệnh hại (chết héo) trên cây keo lai và keo tai tượng ở các quy mô 0,5; 1,5; 2,5 và 6 tuổi. Mô hình thí nghiệm cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với đối chứng từ 11,3%. Đã đánh giá hiệu quả kinh tế - xã hội của việc sử dụng chế phẩm 26 vi sinh trong bảo quản dăm mảnh gỗ keo. Việc sử dụng chế phẩm vi sinh sẽ tăng chi phí trực tiếp trong quá trình sản xuất bột giấy là 352.449 đồng/tấn bột sau tẩy trắng và tăng 290.400 đồng/tấn với bột giấy sau nấu.
Trong quá trình thực hiện đề tài đã công bố được 02 bài báo khoa học trên các tạp chí chuyên ngành trong nước. Đề tài kiến nghị Bộ Công Thương, tiếp tục hỗ trợ kinh phí để đơn vị nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và chuyển giao cho các doanh nghiệp trong nước.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19556/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
