Giáo án Bài 9. Ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón

Tạo tình huống, huy động hiểu biết ban đầu và nêu vấn đề: vì sao phân vi sinh phải kiểm chủng, mật độ và chất lượng, không thể chỉ dựa vào mùi.

GV chiếu nhãn lô giả định “Phân vi sinh (dữ liệu giả định): mật độ 100 triệu đơn vị/g, khối lượng 5 g” và tình huống một túi phân không ghi nhãn, có mùi lên men. HS trả lời ba câu hỏi: (1) Con số 100 triệu đơn vị/g cho biết điều gì? (2) Nếu chỉ ngửi thấy mùi lên men, có thể kết luận chế phẩm đúng chủng và đủ mật độ không? (3) Vì sao phân vi sinh cần phân loại theo công dụng như cố định đạm, chuyển hóa lân, phân giải hữu cơ?

Dự kiến: (1) Đây là mật độ danh định ghi trên nhãn, không phải số vi sinh vật đã đếm được trong thực tế; (2) Không; mùi không thay được phép kiểm chủng, mật độ, chức năng và an toàn; (3) Ba nhóm có chức năng khác nhau nên dây chuyền sản xuất và khâu kiểm soát khác nhau. HS ghi vào vở nhiệm vụ bài học: phân biệt ba khái niệm và đọc hiểu ba dây chuyền sản xuất.

Nêu được và phân biệt được ba khái niệm: cố định đạm, chuyển hóa lân, chất mang.

HS làm việc theo cặp đôi với Phiếu học tập số 1: ghép ba thuật ngữ với ba mô tả đã trộn lẫn; sau đó trả lời ba câu hỏi: (a) Cố định đạm tác động lên chất nào? (b) Chất mang có vai trò gì trong chế phẩm? (c) Chuyển hóa lân có tạo ra nguyên tố P mới không?

Ghép đúng: Cố định đạm – chuyển nitơ phân tử thành dạng hợp chất nhờ nhóm vi sinh phù hợp; Chuyển hóa lân – biến đổi dạng lân để hỗ trợ khả năng sử dụng theo cơ chế chủng; Chất mang – vật liệu hỗ trợ phối và giữ vi sinh vật trong chế phẩm.
Trả lời: (a) Nitơ phân tử ($\mathrm{N_2}$) được chuyển thành dạng hợp chất nhờ chủng; (b) Chất mang giúp phối và giữ vi sinh vật trong chế phẩm; (c) Không; chuyển hóa lân biến đổi dạng lân, không tạo nguyên tố P mới.
Kiến thức HS rút ra: ba khái niệm mô tả ba vai trò khác nhau; không lẫn lộn “cố định” (nitơ) với “chuyển hóa” (lân).

Mô tả được chức năng, chuỗi khâu chính và khâu kiểm soát của ba dây chuyền sản xuất phân vi sinh; so sánh được ba dây chuyền.

HS hoạt động theo kỹ thuật mảnh ghép. Nhóm gốc gồm 3 HS, mỗi em nhận một thẻ sơ đồ thành “chuyên gia” của một dây chuyền: cố định đạm, chuyển hóa lân, phân giải hữu cơ. Chuyên gia đọc thẻ và điền Phiếu học tập số 2 theo ba ý: (a) chức năng của chủng; (b) các khâu chính; (c) chất mang và khâu kiểm soát. Sau đó quay về nhóm gốc, chia sẻ và cùng điền khăn trải bàn so sánh ba dây chuyền. Câu hỏi thảo luận: “Dây chuyền nào bắt đầu bằng thu và sơ chế nguồn hữu cơ? Khâu nào xuất hiện ở cả ba dây chuyền?”
Nội dung ba thẻ: Cố định đạm: chuẩn bị và kiểm giống có chức năng cùng chất mang → nhân sinh khối và xử lí chất mang tại cơ sở → phối/ủ sinh khối, bổ sung dinh dưỡng và phụ gia theo quy cách → kiểm chất lượng, đóng/bảo quản. Chuyển hóa lân: nhân và kiểm chủng chuyển dạng lân khó tiêu → chuẩn bị/kiểm/xử lí chất mang → phối dinh dưỡng/phụ gia và ủ → kiểm/đóng/bảo quản. Phân giải hữu cơ: thu và sơ chế nguồn hữu cơ hợp lệ như than bùn, phụ phẩm → ủ với chủng phân giải, bổ sung thành phần theo quy cách → kiểm chất lượng/đóng/bảo quản.

Khăn trải bàn so sánh (nội dung đúng):

• Chức năng: cố định đạm – chủng chuyển $\mathrm{N_2}$ thành dạng hợp chất; chuyển hóa lân – chủng chuyển dạng lân khó tiêu; phân giải hữu cơ – chủng phân giải nguồn hữu cơ.
• Khâu đầu: cố định đạm – chuẩn bị và kiểm giống; chuyển hóa lân – nhân và kiểm chủng; phân giải hữu cơ – thu và sơ chế nguồn hữu cơ hợp lệ.
• Chất mang: cả ba đều chuẩn bị, kiểm và xử lí chất mang trước khi phối.
• Phối, ủ: bổ sung dinh dưỡng, phụ gia hoặc thành phần theo quy cách.
• Kiểm, đóng, bảo quản: kiểm chất lượng trước khi đóng gói và bảo quản ở cả ba dây chuyền.
  Kết luận HS rút ra: số bước có thể gộp khác nhau, nhưng khâu kiểm chất lượng trước khi dùng không được bỏ; dây chuyền phân giải hữu cơ là dây chuyền duy nhất bắt đầu bằng thu và sơ chế nguồn hữu cơ.

Giải thích được vì sao phải kiểm chất lượng trước khi dùng và vì sao không nên tự nuôi cấy vi sinh vật lạ ở nhà.

GV nêu hai phương án đánh giá một lô phân giả định: Phương án A: chỉ ngửi mùi và nhìn màu. Phương án B: kiểm độ sống, chức năng, tạp nhiễm, chất mang và đối chiếu nhãn lô. HS thảo luận theo cặp: (1) Vì sao phương án A không đủ? (2) Vì sao không nên nuôi cấy vi sinh vật lạ từ đất hoặc chất thải ở nhà?

Kết luận HS rút ra: Phải kiểm độ sống, chức năng, tạp nhiễm, chất mang và nhãn lô; mùi không chứng minh đúng chủng hay đạt mật độ. Nuôi lạ ở nhà có nguy cơ sinh học, nhiễm tạp và chưa biết chức năng, nên chỉ học chuỗi sản xuất qua sơ đồ và dữ liệu đã kiểm. Nhãn ghi mật độ là giá trị danh định; sau quá hạn không bảo đảm số sống thực tế.

Củng cố khái niệm cố định đạm, chuyển hóa lân, chất mang và thứ tự quy trình chung của phân vi sinh.

GV dùng bài tập tương tác NeoEdu hoặc chiếu câu hỏi trắc nghiệm, gồm: (1) Mô tả nào đúng về cố định đạm? A. Chuyển nitơ phân tử thành dạng hợp chất nhờ nhóm vi sinh phù hợp; B. Biến đổi dạng lân để hỗ trợ khả năng sử dụng theo cơ chế chủng; C. Vật liệu hỗ trợ phối và giữ vi sinh vật trong chế phẩm; D. Có mùi lên men nghĩa chế phẩm chắc chắn chứa đúng chủng và đạt mật độ. (2) Ghép thuật ngữ với ý nghĩa. (3) Đúng hay sai: Có mùi lên men nghĩa chế phẩm chắc chắn chứa đúng chủng và đạt mật độ. (4) Điền vào chỗ trống: Biến đổi dạng lân để hỗ trợ khả năng sử dụng theo cơ chế chủng được gọi là {{1}}. (5) Sắp xếp các bước theo đúng thứ tự trước–sau.

Đáp án: (1) A. (2) Cố định đạm – chuyển nitơ phân tử thành dạng hợp chất nhờ nhóm vi sinh phù hợp; Chuyển hóa lân – biến đổi dạng lân để hỗ trợ khả năng sử dụng theo cơ chế chủng; Chất mang – vật liệu hỗ trợ phối và giữ vi sinh vật trong chế phẩm. (3) Sai: mùi không thay phép kiểm chủng, mật độ, chức năng và an toàn. (4) Chuyển hóa lân. (5) Chọn chủng có chức năng đã kiểm → Nhân sinh khối trong điều kiện kiểm soát → Phối chất mang đúng quy trình → Kiểm chất lượng rồi ghi nhãn bảo quản; mỗi bước sử dụng kết quả của bước trước.

Vận dụng công thức tổng danh định trên dữ liệu giả định và nêu được giới hạn của con số đó.

GV nêu ví dụ: nhãn giả định ghi mật độ 100 triệu đơn vị/g, khối lượng 5 g. HS tính tổng danh định và trả lời: (a) Tổng danh định là bao nhiêu triệu đơn vị? (b) Con số này có phải là số vi sinh vật sống đếm được thực tế không? (c) Nếu lô đã quá hạn ghi trên nhãn thì con số danh định còn bảo đảm được không? Ghi bài giải vào bảng phụ hoặc vở.

Đáp án: (a) $100 \times 5 = 500$, tức 500 triệu đơn vị theo giả thiết, hay $5 \times 10^{8}$ đơn vị. (b) Không; đây là giá trị danh định trên nhãn. (c) Không; sau quá hạn không thể bảo đảm số sống thực tế, dù tính toán vẫn cho kết quả danh định 500 triệu đơn vị.
Kiến thức HS rút ra: tổng danh định là phép nhân theo nhãn, không thay thế kết quả kiểm nghiệm lô.

Vận dụng kiến thức để đề xuất tiêu chí kiểm nhãn và chất lượng cho một lô phân vi sinh trong thực tế, trên cơ sở dữ kiện và giới hạn an toàn cho trước.

Tình huống: Hợp tác xã trồng rau muốn mua một lô phân vi sinh giả định. HS đóng vai cán bộ kỹ thuật, lập Phiếu học tập số 3 (Phiếu kiểm nhãn) gồm: nhóm công dụng (cố định đạm, chuyển hóa lân hoặc phân giải hữu cơ); chất mang; mật độ và khối lượng danh định; hạn sử dụng và điều kiện bảo quản; chỉ tiêu cần kiểm nghiệm trước khi dùng. Sau đó trả lời: Vì sao không chỉ dựa vào mùi để nhận lô hàng?

Dự kiến Phiếu kiểm nhãn đầy đủ: nhóm công dụng đúng với chức năng ghi trên nhãn; chất mang được ghi rõ loại; mật độ danh định và khối lượng kèm đơn vị; hạn sử dụng và điều kiện bảo quản; chỉ tiêu kiểm nghiệm gồm độ sống, chức năng, tạp nhiễm, chất mang và đối chiếu nhãn lô. Trả lời: mùi không chứng minh chủng đúng, không đo được mật độ và không phát hiện tạp nhiễm hay độ an toàn; cần kiểm nghiệm và nhãn lô công bố.