Ảnh hƣởng của biện pháp xử lý cơ chất đến sinh trưởng, phát triển và năng suất nấm rơm trồng trên phụ phẩm vỏ cà phê tại Sơn La

TẠP CHÍ KHOA HỌC Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Số 10 (9/2017) tr 82 - 89 82 ẢNH HƢỞNG CỦA BIỆN PHÁP XỬ LÝ CƠ CHẤT ĐẾN SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN VÀ NĂNG SUẤT NẤM RƠM TRỒNG TRÊN PHỤ PHẨM VỎ CÀ PHÊ TẠI SƠN LA Nguyễn Thị Quyên1, Đặng Văn Công1, Vũ Phƣơng Liên1, Đoàn Đức Lân1 Lò Thị Thủy2, Lù Văn Mạnh210 1Trường Đại học Tây Bắc 2Sinh viên K54 Đại học Nông học Tóm tắt: Nghiên cứu tiến hành xử lý vỏ quả cà phê bằng nước vôi và bằng nhiệt, đồng thời phối trộn với lõi ngô nghiền và rơm rạ để trồng nấm Rơm tại Sơn La. Kết quả cho thấy phương pháp xử lý vỏ cà phê bằng nhiệt sau đó phối trộn với lõi ngô nghiền theo tỷ lệ 1:1 (công thức X2P3) để làm cơ chất trồng nấm Rơm cho kết quả tốt hơn. Tổng thời gian nuôi trồng là 29 ngày, năng suất đạt 45,56 kg/tấn cơ chất. Công thức xử lý vỏ cà phê bằng nước vôi sau đó trồng nấm Rơm với tỉ lệ 100% vỏ cà phê không cho năng suất, các công thức còn lại cho năng suất thấp hơn công thức X2P3. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, sử dụng vỏ quả cà phê xử lý bằng nước vôi hoặc nhiệt và phối trộn với lõi ngô nghiền, rơm rạ có thể trồng được nấm Rơm tại Sơn La. Từ khóa: Nấm Rơm, phế thải vỏ cà phê, Sơn La. 1. Mở đầu Sơn La có diện tích trồng cà phê 10.621 ha, sản lượng cà phê nhân 11.563 tấn [1], hàng năm thải ra lượng lớn vỏ cà phê chưa qua xử lý do quá trình chế biến ướt. So với các phế phẩm nông nghiệp khác, nguồn phế thải này phân hủy lâu hơn, gây ô nhiễm môi trường. Trong những năm gần đây trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụng vỏ cà phê làm cơ chất nuôi trồng nấm ăn. Martinez - Carrera (1985) đã thành công trong sản xuất nấm trên một quy mô lớn với vỏ quả cà phê tươi (chế biến ướt) tại Mexico. Chúng được để ráo nước trong 4 - 8 tiếng và sau đó xếp chồng lên thành đống hình kim tự tháp cho một quá trình lên men hiếu khí ngắn. Để trồng nấm, vỏ cà phê đã được lên men, tiệt trùng bằng cách ngâm vào nước nóng ở 70 - 90C trong 1 - 2 tiếng hoặc trong một lò xông hơi nước thích hợp ở 60 - 100C trong 6 - 24 tiếng. Hàm lượng caffeine trong vỏ sau tiệt trùng còn 0,20 - 0,25%, và hiệu quả sinh học (B.E.) đạt 159,6%. Theo nghiên cứu, hàm lượng caffeine trong phạm vi này không ức chế các sợi nấm tăng trưởng [5]. L. Fan và cs., 2003 đã thử nghiệm cấy mười chủng nấm Sò, tám chủng P. ostreatus và hai chủng P. Sajor-caju trên một môi trường thạch có chứa chiết xuất vỏ quả khô cà phê (chế biến khô). Dựa trên sự tăng trưởng sợi nấm tốt nhất và sinh khối được tạo ra trong đĩa, chủng nấm Sò P. ostreatus LPB 09 đã được lựa chọn để thực hiện nghiên cứu tiếp theo. Vỏ cà phê được điều chỉnh đến độ ẩm 55 - 60%, đặt trong túi plastic (20 × 35 cm), và hấp ở 121C trong 1,5 tiếng sau đó cấy giống nấm. Khi nhóm tác giả sử dụng tỷ lệ giống nấm 2% sự tăng trưởng sợi nấm ban đầu khỏe và mạnh mẽ, nhưng sau một vài ngày bị ức chế, kết quả nuôi trồng không thành công. Sau nhiều nỗ lực, đã đạt được kết quả khả quan ở tỷ lệ giống nấm 20%. Quả thể đầu tiên xuất hiện sau khi cấy 20 ngày, và hiệu quả sinh học đạt khoảng 96% sau 60 ngày [4]. 10Ngày nhận bài: 20/12/2016. Ngày nhận kết quả phản biện: 7/02/2017. Ngày nhận đăng: 20/9/2017 Liên lạc: Nguyễn Thị Quyên, e - mail: quyennguyen116@gmail.com 83 Tại Sơn La hiện nay nguyên liệu chủ yếu được sử dụng để trồng nấm là lõi ngô và bông phế thải. Các loại nguyên liệu này có một số điểm hạn chế như: lõi ngô phải qua công đoạn nghiền nhỏ, tốn chi phí mua máy nghiền, công lao động, điện năng tiêu thụ; bông phế thải phải mua với giá thành cao (khoảng 4 - 5 triệu/tấn). Sử dụng vỏ cà phê làm nguyên liệu trồng nấm có nhiều ưu điểm: sẵn có tại địa phương, giá rẻ, không phải nghiền, sau khi thu hoạch nấm xong có thể sử dụng bã thải để làm phân bón. Do đó, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu sử dụng phế thải vỏ cà phê làm cơ chất nuôi trồng nấm Rơm tại Sơn La. 2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng và vật liệu - Giống nấm Rơm (Volvariella volvacea) của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển nấm (Viện Di truyền Nông nghiệp), Hà Nội. - Phế thải nông nghiệp: Vỏ cà phê. 2.2. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 6 đến tháng 11 năm 2016. 2.3. Địa điểm nghiên cứu Trường Đại học Tây Bắc, thành phố Sơn La. 2.4. Nội dung nghiên cứu Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của nấm Rơm trên nguyên liệu vỏ cà phê với các cách xử lý, phối trộn nguyên liệu khác nhau. 2.6. Phương pháp nghiên cứu Thí nghiệm gồm hai nhân tố: trong đó nhân tố chính là phương pháp xử lý vỏ cà phê (X1, X2), nhân tố thứ 2 là phương pháp phối trộn nguyên liệu sau xử lý (P1, P2, P3). - Xử lý vỏ cà phê 1 (X1): Vỏ cà phê cho vào bao tải và ngâm trong nước vôi 10%. Sau ba ngày, lấy bao vỏ cà phê ra để ủ theo phương pháp ủ đống. - Xử lý vỏ cà phê 2 (X2): Vỏ cà phê được phơi khô rồi được đưa vào xử lý nhiệt (hấp trong thùng phuy) ở 90 - 95C trong 6 tiếng, sau đó được làm ướt bằng nước vôi 3% để khử trùng (1m3 nước ứng với 3 kg vôi) rồi ủ theo phương pháp ủ đống. Vỏ cà phê sau khi xử lý được phối trộn với cơ chất lõi ngô nghiền và rơm rạ theo các công thức phối trộn: P1: Cơ chất 100% vỏ cà phê P2: Cơ chất 50% vỏ cà phê: 50% rơm rạ P3: Cơ chất 50% vỏ cà phê: 50% lõi ngô nghiền 84 Thí nghiệm gồm 6 công thức: X1P1, X1P2, X1P3, X2P1, X2P2, X2P3 được bố trí theo kiểu RCB, mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần nhắc gồm 2 mô nấm có kích thước đáy dưới dài 120 cm, đáy trên dài 110 cm, chiều rộng đáy dưới 40 cm, chiều rộng đáy trên 35 cm, chiều cao 40 cm, mỗi mô nấm chứa 45 kg cơ chất. Kỹ thuật trồng nấm: Sử dụng kỹ thuật trồng nấm Rơm bằng khuôn gỗ, nguyên liệu sau khi xử lý được nén chặt trong một khuôn gỗ 4 mặt hình thang trong đó mặt trên và mặt dưới hở. Khi nén nguyên liệu vào khuôn, cứ 10 cm lại cấy một lượt giống nấm cách mép mô 5 cm, mỗi mô trồng 3 lớp giống tương đương khoảng 0,3 kg giống nấm. Sau khi trồng xong tiến hành lấy vỏ khuôn ra khỏi mô nấm sau đó lấy nilon phủ lên bề mặt mô nấm. Sau khi cấy giống 1 -3 ngày đầu không tưới nước, sau khi cấy giống 4 - 6 ngày quan sát thấy sợi nấm ăn lan kín thì dỡ bỏ nilon phủ mặt luống và phun mù để giữ ẩm. Đối với các công thức phối trộn hai loại nguyên liệu được phối trộn đều và tiến hành đóng mô theo khuôn, cấy giống theo từng lớp. Các chỉ tiêu theo dõi: Các chỉ tiêu sinh trưởng: Các giai đoạn sinh trưởng phát triển, động thái tăng trưởng chiều dài cây nấm (cm), động thái tăng trưởng đường kính cây nấm (cm); Các chỉ tiêu liên quan đến năng suất: Số cây nấm trên một mô nấm (cây), khối lượng tươi của 10 cây nấm (g), năng suất tổng thể nấm thu được của một mô (kg), năng suất nấm/tấn cơ chất (kg/tấn). -Xử lý số liệu: Số liệu được phân tích bằng Excel và phần mềm Irristat 5.0. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Ảnh hưởng của biện pháp xử lý cơ chất đến sinh trưởng, phát triển của nấm Rơm - Ảnh hưởng của biện pháp xử lý cơ chất đến các giai đoạn sinh trưởng phát triển của nấm Rơm Bảng 1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trƣởng của nấm Rơm (Đơn vị: Ngày) Công thức Thời gian từ khi cấy giống đến khi (ngày) Tổng thời gian nuôi trồng Sợi nấm lan kín mô nấm Nấm bắt đầu mọc Thu hoạch lần đầu Thu hoạch lần cuối X1 P1 8 - - - - P2 7 10 13 20 23 P3 10 12 16 24 28 X2 P1 9 11 16 17 20 P2 8 11 14 22 25 P3 10 12 15 25 29 Ghi chú: (-) Không tạo quả thể Kết quả bảng 1 cho thấy, thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của nấm Rơm ở các phương pháp xử lý vỏ cà phê khác nhau không khác nhau nhiều: 85 Ở phương pháp xử lý vỏ cà phê X1 (ngâm trong nước vôi): Công thức phối trộn P2 quả thể nấm xuất hiện sau khi cấy giống 10 ngày, P3 là 12 ngày, ở công thức phối trộn P1 (100% vỏ cà phê) ban đầu thấy có sự phát triển của sợi nấm tuy nhiên sau đó sợi nấm bị ức chế không phát triển được và không thấy quả thể xuất hiện. Điều này có thể lý giải do trong thành phần của vỏ cà phê còn chứa caffeine và các hợp chất phenolic (trong đó có tannin) đã ức chế sự phát triển của sợi nấm, kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Brand và cs. (2000), trong đó nhóm tác giả này báo cáo rằng “hàm lượng caffeine và các hợp chất phenolic trong thịt quả cà phê tương ứng 0,75% caffeine và 3,7% các hợp chất phenolic” [2]. Barbosa (1996) cũng sử dụng vỏ quả khô cà phê cho sản xuất nấm Sò tại Bazil, nhưng không thành công. Báo cáo cho rằng sự tăng trưởng sợi nấm ban đầu mạnh mẽ nhưng sau một vài ngày lại bị ức chế; do nồng độ lớn các hợp chất độc hại trong vỏ quả khô cà phê [DT4]. Ở phương pháp xử lý vỏ cà phê X2 (xử lý nhiệt): Trong công thức P1, quả thể nấm xuất hiện sau cấy giống 11 ngày, có thể do hàm lượng caffeine đã giảm sau xử lý nhiệt. Martinez- Carrera (1985) đã xử lý vỏ cà phê bằng cách ngâm vào nước nóng ở 70 - 90C trong 1 - 2 tiếng hoặc trong một lò xông hơi nước thích hợp ở 60 - 100C trong 6 - 24 tiếng. Hàm lượng caffeine trong vỏ sau xử lý còn 0,20 - 0,25% [5]. Tổng thời gian nuôi trồng của các công thức ở phương pháp xử lý X1 dao động từ 23 đến 28 ngày, X2 dao động từ 20 đến 29 ngày. Các công thức X1P2 và X2P2 có tổng thời gian nuôi trồng lâu hơn (tương ứng 28 ngày và 29 ngày). Bảng 2. Động thái tăng trƣởng đƣờng kính cây nấm Rơm trên các công thức thí nghiệm Công thức Đường kính cây nấm sau khi mọc (cm) 1 ngày 2 ngày 3 ngày 4 ngày (thu hoạch) Biện pháp xử lý X1 0,40a 0,81a 1,39a 1,99a X2 0,71b 1,24b 2,23b 3,11b LSD0,05XL 0,04 0,03 0,02 0,19 Phối trộn P1 0,36a 0,62a 1,08a 1,42a P2 0,65b 1,22b 2,09b 3,00b P3 0,68b 1,26c 2,28c 3,23c LSD0,05PT 0,04 0,03 0,03 0,23 Biện pháp xử lý × phối trộn X1P1 - - - - X1P2 0,64b 1,21a 2,01a 2,87a X1P3 0,57a 1,23a 2,16b 3,1ab X2P1 0,71c 1,23a 2,15b 2,84a X2P2 0,65b 1,22a 2,16b 3,13ab X2P3 0,78d 1,28b 2,39c 3,36b LSD0,05XL*PT 0,06 0,05 0,04 0,32 CV% 6,2 2,5 1,1 7,1 Ghi chú: + (-): Không tạo quả thể; + Các giá trị với các chữ cái khác nhau trong cùng một cột là sai khác có ý nghĩa giữa các công thức với p <0,05. 86 - Ảnh hưởng của biện pháp xử lý cơ chất đến động thái tăng trưởng đường kính cây nấm Rơm (Bảng 2) Đường kính cây nấm Rơm ở các công thức thí nghiệm tăng chậm trong ngày đầu và tăng nhanh từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 4. Kết quả thí nghiệm cho thấy, ở biện pháp xử lý vỏ cà phê bằng nhiệt (X2) cây nấm Rơm tăng trưởng đường kính nhanh hơn và ở thời điểm thu hoạch đường kính cây nấm Rơm đạt 3,11 cm, cao hơn có ý nghĩa so với biện pháp xử lý vỏ cà phê bằng cách ngâm trong nước vôi (X1). Công thức phối trộn P3 (50% vỏ cà phê: 50% lõi ngô nghiền) có ưu thế hơn về động thái tăng trưởng đường kính cây nấm so với các công thức phối trộn còn lại. Trong các công thức thí nghiệm, công thức X2P3 (vỏ cà phê được xử lý nhiệt, phối trộn với lõi ngô nghiền theo tỷ lệ 1:1) có đường kính cây nấm lớn nhất, tại thời điểm thu hoạch đường kính đạt 3,36 cm. Hình 1. Động thái tăng trƣởng đƣờng kính cây nấm Rơm ở các công thức thí nghiệm - Ảnh hưởng của biện pháp xử lý cơ chất đến động thái tăng trưởng chiều cao cây nấm Rơm (Bảng 3). Tương tự như động thái tăng trưởng đường kính, chiều cao cây nấm Rơm tăng trưởng nhanh từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 4. Công thức X2P3 có ưu thế hơn về tăng trưởng chiều cao cây nấm, ở thời điểm thu hoạch chiều cao đạt 3,85 cm và cao hơn có ý nghĩa so với các công thức còn lại. Qua các chỉ tiêu về thời gian sinh trưởng, phát triển; động thái tăng trưởng đường kính cây nấm và chiều cao cây nấm Rơm ở các thí nghiệm có thể thấy công thức X2P3 (vỏ cà phê được xử lý nhiệt sau đó phối trộn với lõi ngô nghiền theo tỷ lệ 1:1) nấm Rơm sinh trưởng tốt hơn. 87 Bảng 3. Động thái tăng trƣởng chiều cao cây nấm Rơm trên các công thức thí nghiệm Công thức Chiều cao cây nấm sau khi mọc (cm) 1 ngày 2 ngày 3 ngày 4 ngày (thu hoạch) Biện pháp xử lý X1 0,41a 0,84a 1,47a 2,10a X2 0,58b 1,23b 2,47b 3,53b LSD0,05XL 0,03 0,02 0,03 0,20 Phối trộn P1 0,29a 0,60a 1,16a 1,64a P2 0,56b 1,24b 2,29b 3,28b P3 0,65c 1,26b 2,47c 3,54c LSD0.05PT 0,03 0,03 0,04 0,24 Biện pháp xử lý × phối trộn X1P1 - - - - X1P2 0,59b 1,23b 2,16a 3,08a X1P3 0,65c 1,28b 2,25b 3,24ab X2P1 0,58b 1,19a 2,32c 3,27ab X2P2 0,53a 1,25b 2,41d 3,48b X2P3 0,64c 1,24b 2,68e 3,85c LSD0,05XL*PT 0,04 0,04 0,05 0,35 CV% 4,9 2,3 1,5 6,9 Ghi chú: + (-): Không tạo quả thể; + Các giá trị với các chữ cái khác nhau trong cùng một cột là sai khác có ý nghĩa giữa các công thức với p <0,05. Hình 2. Động thái tăng trƣởng chiều cao cây nấm Rơm ở các công thức thí nghiệm 3.2. Ảnh hưởng của biện pháp xử lý cơ chất đến các chỉ tiêu năng suất của nấm Rơm Ở các biện pháp xử lý vỏ cà phê khác nhau, các chỉ tiêu năng suất của nấm Rơm có sự khác nhau rõ rệt. Trong đó, biện pháp xử lý X2 (vỏ cà phê được xử lý nhiệt) năng suất 1 mô nấm đạt 1,48 kg, tương ứng 32,81 kg/tấn cơ chất, cao hơn có ý nghĩa so với biện pháp xử lý X1 (ngâm trong nước vôi). 88 Bảng 4. Các chỉ tiêu năng suất của nấm Rơm trên các công thức thí nghiệm Công thức Số cây/mô nấm (cây) Khối lượng 10 cây nấm (g) Năng suất 1 mô nấm (kg) Năng suất (kg/tấn cơ chất) Biện pháp xử lý X1 140,89a 59,86a 1,04a 23,19 X2 183,78b 84,71b 1,48b 32,81 LSD0,05XL 13,23 5,48 0,12 Phối trộn P1 44,67a 35,42a 0,28a 6,22 P2 191,17b 87,16b 1,56b 34,56 P3 251,17c 94,29c 1,95c 43,23 LSD0,05PT 16,20 6,71 0,15 Biện pháp xử lý × phối trộn X1P1 - - - - X1P2 169,33b 86,25b 1,29b 28,67 X1P3 253,33d 93,33b 1,84c 40,89 X2P1 89,33a 70,84a 0,56a 12,44 X2P2 213,00c 88,06b 1,82c 40,44 X2P3 249,00d 95,24b 2,05d 45,56 LSD0,05XL*PT 22,92 9,49 0,21 CV% 7,9 7,4 9,4 Ghi chú: + (-): Không tạo quả thể; + Các giá trị với các chữ cái khác nhau trong cùng một cột là sai khác có ý nghĩa giữa các công thức với p <0,05. Năng suất nấm Rơm của công thức phối trộn P3 (50% vỏ cà phê: 50% lõi ngô nghiền) đạt 1,95 kg/mô nấm, tương ứng 43,23 kg/tấn cơ chất, cao hơn có ý nghĩa so với các công thức phối trộn còn lại. Trong các công thức thí nghiệm, công thức X2P3 có ưu thế hơn về các chỉ tiêu năng suất, đạt năng suất cao nhất 45,56 kg/tấn cơ chất. Nếu so sánh với các kết quả nghiên cứu trước đây, năng suất nấm Rơm ở các công thức thí nghiệm trên vẫn còn thấp. Tại Sơn La, Đoàn Đức Lân và cs. (2014) đã thử nghiệm nuôi trồng nấm Rơm trên cơ chất rơm rạ và đạt năng suất 75,74 kg/tấn cơ chất [3]. Tuy nhiên, nếu sử dụng vỏ cà phê làm cơ chất nuôi trồng nấm Rơm thì ngoài việc tạo hiệu quả kinh tế còn có ý nghĩa tận dụng nguồn phế thải này, tránh được sự ô nhiễm môi trường do việc đổ vỏ cà phê ra môi trường xung quanh sau mỗi vụ thu hoạch. 4. Kết luận Xử lý cơ chất vỏ cà phê bằng nhiệt nấm Rơm sinh trưởng tốt hơn so với xử lý cơ chất vỏ cà phê bằng cách ngâm trong nước vôi, năng suất đạt 32,81 kg/tấn cơ chất. Trên công thức phối trộn P3 (50% vỏ cà phê: 50% lõi ngô nghiền) nấm Rơm sinh trưởng tốt hơn, cho năng suất cao hơn các công thức phối trộn còn lại, năng suất đạt 43,23 kg/tấn cơ chất. 89 Công thức thí nghiệm X2P3 (vỏ cà phê được xử lý nhiệt sau đó phối trộn với lõi ngô nghiền theo tỷ lệ 1:1) nấm Rơm sinh trưởng tốt hơn các công thức thí nghiệm còn lại, tổng thời gian nuôi trồng là 29 ngày, đạt năng suất cao nhất 45,56 kg/tấn cơ chất. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Niên giám thống kê tỉnh Sơn La, (2013). [2] Brand, D., A. Pandey, S. Roussos and C. R. Soccol (2000). Microbial degradation of caffeine andtannins from coffee husk (In: Coffee Biotechnology and Quality), 36: 393-400 [3] Doan Duc Lan, Dang Van Cong, Tran Quang Khai, Nguyen Thi Quyen (2014). Study on the cultivation of straw mushroom (Volvariella Volvacea) using agricultural residues in Son La province, Vietnam. International Symposium of TBU-JICA and IFPat, Ha Noi, pp. 94 - 100. [4] L. Fan, A. T. Soccol, A. Pandey and C. R. Soccol (2003). Cultivation of pleurotus mushrooms on brazilian coffee husk and effects of caffeine and tannic acid, Micologia aplicada international, 15(1): 15-21. [5] Martinez-Carrera, D., G. Guzman and C. Soto (1985). The effect of fermentation of coffee pulp in the cultivation of Pleurotus ostreatus in Mexico, Mushroom Newsletter for the Tropics, 6: 21-28. THE IMPACT OF HANDLING COFFEE PULP ON GROWTH, DEVELOPMENT AND YIELD OF STRAW MUSHROOM IN SON LA Nguyen Thi Quyen 1 , Dang Van Cong 1 , Vu Phuong Lien 1 , Doan Duc Lan 1 Lo Thi Thuy 2 , Lu Van Manh 2 1 Faculty of Agriculture and Forestry, Tay Bac University 2 Student of 54 Crop Sciences Undergraduate Course, Tay Bac University Abstract: The research was conducted to handle coffee pulp by lime water and heat, then blended with crushed corncobs and straw for cultivation Straw mushrooms in Son La. The results showed that coffee pulp handled by heat and blended with crushed corncobs at the rate 1:1 (treatment X2P3) for cultivation Straw mushroom had better results. The total cultivation time was 29 days; yield was 45,56 kg/t substrate. Handling coffee pulp by lime water and then using 100% coffee pulp to grow Straw mushrooms had not appeared fruiting body of mush room. The other treatments had lower productivity than X2P3 treatment. The research results indicate that we can use coffee pulp handled with lime water or heat then blended with crushed corncobs and straw to grow Straw mushrooms in Son La. Keywords: Coffee pulp residue, straw mushroom, Son La.