Hình 6: Hiệu phân hữu vi sinh đa chức bón cho đậu tơng đề tài khcn 02-06b 1999 trờng đại học nông nghiệp I vkcđn+vkpgl đối chứng vkpgl vkcđn+vkpgl vkcđn Hình 7: Phân hữu vi sinh đa chức hiệu loại phân bón cho lạc đề tài khcn 02-06b 1999 trờng đại học nông nghiệp I vkcđn+vkpgl đối chứng vkcđn vkpgl vkcđn+vkpgl B Phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan (Phân lân vi sinh) I Quá trình chuyển hoá phospho Các dạng phospho (lân) vòng tuần hoàn phospho Lân yếu tố quan trọng trồng Lân dễ tiêu đất thờng không đáp ứng đợc nhu cầu trồng có suất cao Bón phân lân tăng cờng độ hoà tan dạng lân khó tiêu biện pháp quan trọng sản xuất nông nghiệp Bón phân hữu cơ, vùi xác động vật vào đất mức độ định biện pháp tăng hàm lợng lân cho đất 1.1 Lân hữu Lân hữu có thể động vật, thực vật, vi sinh vật thờng gặp hỵp chÊt chđ u nh− phytin, phospholipit, axit nucleic Trong không bào ngời ta thấy lân vô dạng octhophosphat làm nhiệm vụ đệm chất dự trữ Cây trồng, vi sinh vật trực tiếp đồng hoá lân hữu Muốn đồng hoá chúng phải đợc chuyển hoá thành dạng muối H3PO4 1.2 Lân vô Lân vô thờng dạng khoáng nh apatit, phosphoric, phosphat sắt, phosphat nhôm Muốn trồng sử dụng đợc phải qua chế biến, để trở thành dạng dễ tan Cũng nh yếu tố khác, P luôn tuần hoàn chuyển hoá Nhờ vi sinh vật lân hữu đợc vô hoá biến thành muối axit phosphoric Các dạng lân phần đợc sử dụng, biến thành lân hữu cơ, phần bị cố định dới dạng lân khó tan nh Ca3(PO2)2, FePO4, AlPO4 Những dạng khó tan môi trờng có pH thích hợp chuyển hoá thành dạng dễ tan Vi sinh vật giữ vai trò quan trọng trình 1.3 Vòng tuần hoàn phospho tự nhiên Cây xanh Động vật Ion PO -3 dung dịch đất Ion PO -3 bị hấp phụ Quá trình khoáng Hoà tan Quá trình cố định Phospho vô kh Cố định tạm thời Chất hữu tơi tế bào sinh vật Chất hữu mùn hoá Hình 8: Vòng tuần hoàn phospho tự nhiên Sự chuyển hoá lân vô 2.1 Thí nghiệm Từ năm 1900 đà có nhiều nhà khoa học nghiên cứu vấn đề J Stokelasa dùng đất ®· tiƯt trïng bãn bét apatit vµ cÊy vi khn ¤ng dïng Bacillus megatherium, Bac mycoides vµ Bacillus butyricus Sau cấy vi khuẩn bón cho lúa mạch thấy có tăng suất Các chất dinh dỡng khác dạng hoà tan Còn P dạng không tan nh− phosphat bicanxi hay Ca3(PO4)2 ThÝ nghiÖm theo công thức: (1) Tiệt trùng chậu sau gieo hạt với 1% đất không tiệt trùng; (2) Tiệt trùng chậu gieo hạt ở công thức (1) đồng hoá P mạnh phát triển tốt Điều chứng tỏ có tác động vi sinh vật trình phân giải hợp chất lân khó tan Nhiều vi khuẩn nh P seudomonas fluorescens, vi khuÈn nitrat ho¸, mét sè vi khuẩn hệ rễ, nấm, xạ khuẩn có khả phân giải Ca3(PO4)2 bột apatit Ngoài trình lên men butyric, lên men lactic, trình lên men dấm, phân chuồng xúc tiến trình hoà tan Ca3(PO4)2 Vi khuẩn vùng rễ phân giải Ca3(PO4)2 mạnh hệ rễ lúa mì thờng có 30% vi khuẩn có khả phân giải Ca3(PO4)2 lợng lân phân giải so với đối chứng tăng 6-18 lần 2.2 Vi sinh vật phân giải Vi khuẩn phân giải hợp chất lân vô khó tan thờng gặp giống: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus, Flavobacterium Bên cạnh vi khuẩn xạ khuẩn nấm có tác dụng trình hoà tan hợp chất lân khó tan: Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Sclerotium 2.3 Cơ chế hoà tan phospho Đại đa số nghiên cứu cho phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết với sản sinh axit trình sống vi sinh vật Trong axit cacbonic quan trọng Chính H2CO3 làm cho Ca3(PO4)2 phân giải Quá trình phân giải theo phơng trình sau: Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O → Ca(PO4)2H2O + Ca(HCO3)2 Trong ®Êt, vi khuẩn nitrat hoá vi khuẩn chuyển hoá S có tác dụng quan trọng việc phân giải Ca3(PO4)2 Quá trình hoà tan hợp chất lân khó tan theo chế: Lân khó tan đợc tạm thời đồng hoá vi sinh vật, sau lân đợc giải phóng khỏi vi sinh vật dới dạng đồng hoá cho trồng Điều kiện ngoại cảnh + Độ pH: Nhìn chung pH ảnh hởng không nhiều đến vi sinh vật phân giải lân Tuy nhiên pH 7,8 - 7,9 ảnh hởng tốt đến phát triển hệ vi sinh vật phân giải lân + Độ ẩm: nơi ngập nớc, hàm lợng axit hữu cao (do hoạt động vi sinh vật) làm tăng trình phân giải lân hữu khó tan + Hợp chất hữu cơ: Hàm lợng chất hữu mùn hoá không ảnh hởng đến trình phân giải lân Hợp chất hữu tơi làm tăng sù sinh tr−ëng cđa hƯ vi sinh vËt, dÉn ®Õn tăng trình hoà tan hợp chất lân khó tan + HƯ rƠ: HƯ rƠ c©y trång kÝch thÝch sù sinh trởng phát triển vi sinh vật Do phân giải hợp chất lân khó tan đợc tăng cờng Sự chuyển hoá lân hữu 4.1 Các dạng lân hữu thờng gặp đất Trong đất dạng lân hữu thờng gặp là: Phytin, axit nucleic, nucleoprotein, phospholipit a) Phytin chất họ hµng Phytin lµ mi Ca vµ Mg cđa axit phytic Trong đất chất có họ hàng với phytin inositol, inositolmonophosphat, inositoltriphosphat Tất có nguồn gốc thực vật Phytin chất có họ hàng chiếm trung bình từ 40-80% phospho hữu đất b) Axit nucleic nucleoprotein Những axit nucleic nucleoprotein ®Êt ®Ịu cã ngn gèc thùc vËt hc thùc vËt vi sinh vật Hàm lợng chúng đất khoảng < 10% c) Phospholipit: Sự kết hợp lipit phosphat không nhiều đất 4.2 Vi sinh vËt Gièng Bacillus: B megaterium, B subtilis, B malaberensis B megaterium có khả phân giải hợp chất lân vô mà có khả phân giải hợp chất lân hữu Ngời ta dùng B megaterium làm phân vi sinh vật Ngoài c¸c gièng Serratia, Proteus, Arthrobscter NÊm: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Cunnighamella Xạ khuẩn: Streptomyces 4.3 Cơ chế phân giải Nhiều vi sinh vật đất có men dephosphorylaza phân giải phytin theo ph¶n øng sau: Nucleoprotit → nuclein → axit nucleic → nucleotit → H3PO4 Nucleoprotein Protein Axit nucleic Axit amin 4C5H10O5 C6H5O5 C5H5O5O C5H5O5O2 C4H5O5O NH3 4H3PO4 CO2 H2O H2S Chất khác II phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan (phân lân vi sinh) Định nghĩa Phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan s¶n phÈm cã chøa mét hay nhiỊu chđng vi sinh vật sống đạt tiêu chuẩn đà ban hành có khả chuyển hoá hợp chất phospho khó tan thành dễ tiêu cho trồng sử dụng, góp phần nâng cao suất chất lợng nông phẩm Phân lân vi sinh vật không gây hại đến sức khoẻ ngời, động thực vật không ảnh hởng xấu đến môi trờng sinh thái Quy trình sản xuất 2.1 Ph©n lËp tun chän chđng vi sinh vËt ph©n giải lân (VSVPGL) Ngời ta thờng phân lập tuyển chọn chủng VSVPGL từ đất từ vùng rễ trồng loại đất hay chất giàu hữu theo phơng pháp nuôi cấy pha loÃng môi trờng đặc Pikovskaya Khi chủng vi sinh vật phân giải lân tạo vòng phân giải, tức vòng tròn suốt bao quanh khuẩn lạc Vòng phân giải đợc hình thành nhờ khả hoà tan hợp chất phospho không tan đợc bổ sung vào môi trờng nuôi cấy Căn vào đờng kính vòng phân giải, thời gian hình thành độ vòng phân giải ngời ta đánh giá định tính khả phân giải mạnh hay yếu các chủng vi sinh vật phân lập Để đánh giá xác mức độ phân giải hợp chất phospho khó tan vi sinh vật, ngời ta phải xác định định lợng hoạt tính phân giải chúng cách phân tích hàm lợng lân dễ tan môi trờng nuôi cấy có chứa loại phosphat không tan Tỷ lệ (%) hàm lợng lân tan lân tổng số môi trờng đợc gọi hiệu phân giải Thông thờng để sản xuất phân lân vi sinh vật ngời ta cố gắng tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả phân huỷ nhiều loại hợp chất phospho vô khác Chủng vi sinh vật có khả phân giải hợp chất phospho cao cha có ảnh hởng tốt đến trồng Vì hoạt tính phân giải lân, nhiều chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học khác gây ảnh hởng xấu đến sinh trởng, phát triển suất trồng Do sau đánh giá khả phân giải lân, chủng vi sinh vật dùng để sản xuất phân lân vi sinh cần đợc đánh giá ảnh hởng đến đối tợng trồng sử dụng Chỉ sử dụng chủng vi sinh vật vừa có hoạt tính phân giải lân cao vừa không gây ảnh hởng xấu đến trồng môi trờng sinh thái Ngoài tiêu quan trọng trên, phải đánh giá đặc tính sinh học nh chọn chủng VSVCĐN là: thời gian mọc; kích thớc tế bào, khuẩn lạc; khả thích ứng pH; khả cạnh tranh 2.2 Nhân sinh khối, xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Từ chủng giống vi sinh đợc lựa chọn (chủng gốc) ngời ta tiến hành nhân sinh khối vi sinh vật, xử lý sinh khối vi sinh vật tạo sản phẩm phân lân vi sinh Các công đoạn sản xuất phân lân vi sinh đợc tiến hành tơng tự nh quy trình sản xuất phân bón vi sinh vật cố định nitơ Thông thờng để sản xuất phân l©n vi sinh tõ vi khn ng−êi ta sư dơng phơng pháp lên men chìm nồi lên men sản xuất phân lân vi sinh từ nấm ngời ta sử dụng phơng pháp lên men xốp Sản phẩm tạo phơng pháp lên men xốp chế phẩm dạng sợi chế phẩm bào tử Chế phẩm lân vi sinh vật đợc sử dụng nh loại phân bón vi sinh vật đợc bổ sung vào phân hữu dới dạng chế phẩm vi sinh vật làm giàu phân ủ, qua nâng cao chất lợng phân ủ Tại Việt Nam, sản xuất phân lân vi sinh vật chất mang không khử trùng nhà sản xuất thờng sử dụng bột quặng photphorit bổ sung vào chất mang Việc làm tận dụng đợc nguồn quặng tự nhiên sẵn có địa phơng làm phân bón qua giảm chi phí trình sản xuất Tuy nhiên để phân bón có hiệu cần phải kiểm tra đánh giá khả phân giải quặng chủng vi sinh vật sử dụng khả tồn chúng chất mang đợc bổ sung quặng 2.3 Yêu cầu chất lợng công tác kiểm tra chất lợng Yêu cầu chất lợng phân lân vi sinh tơng tự nh yêu cầu chất lợng phân vi sinh vật cố định nitơ, nghĩa phân lân vi sinh vật đợc coi có chất lợng tốt có chứa hay nhiều loài VSV có hoạt tính phân giải lân cao, có ảnh hởng tốt đến trồng với mật độ 108-109 VSV/g hay mililit phân bón loại phân bón chất mang khử trùng 106 VSV/gam hay mililit phân bón chất mang không khử trùng Để phân bón vi sinh vật có chất lợng cao cần tiến hành kiểm tra chất lợng sản phẩm tạo sau công đoạn sản xuất tơng tự nh công tác kiểm tra chất lợng sản xuất phân vi sinh vật cố định nitơ Phơng pháp bón phân lân vi sinh Phân lân vi sinh thờng đợc bón trực tiếp vào đất, ngời ta dùng loại phân để trộn vào hạt Có nhiều cách bón khác nhau: + Có thể trộn chế phẩm với đất nhỏ tơi, sau đem rắc vào luống trớc gieo hạt (nếu ruộng cạn); rắc mặt ruộng (nếu ruộng nớc) + Có thể đem chế phẩm ủ trộn với phân chuồng hoai, sau bón vào luống gieo hạt (nếu ruộng cạn); rắc mặt ruộng (nếu ruộng nớc) + Có thể trộn chế phẩm VSV với đất với phân chuồng hoai, sau đem bón thúc sớm cho (càng bón sớm tốt) Phơng pháp nhằm tăng số lợng vi sinh vật hữu ích vào đất Hiệu phân lân vi sinh Hàm lợng lân hầu hết loại đất thấp, việc bón lân cho đất nhằm nâng cao suất trồng việc làm cần thiết Ngời ta biết khoảng 2/3 lợng lân đợc bón bị đất hấp phụ trở thành dạng trồng không sử dụng đợc bị rửa trôi Phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan tác dụng nâng cao hiệu phân bón lân khoáng nhờ hoạt tính phân giải chuyển hoá chủng vi sinh vật mà có tác dụng tận dụng nguồn photphat địa phơng có hàm lợng lân thấp, không đủ điều kiện sản xuất phân lân khoáng quy mô công nghiệp Nhiều công trình nghiên cứu châu Âu Mỹ nh nớc châu cho thấy hiệu to lớn phân vi sinh vật phân giải lân Tại ấn Độ, vi sinh vật phân giải lân đợc đánh giá có tác dụng tơng đơng với 50 kg P2O5/ha Sử dụng vi sinh vật phân giải lân quặng phosphat thay đợc 50% lợng lân khoáng cần bón mà không ảnh hởng đến suất trồng Các kết nghiên cứu Liên Xô, Canada cho kết tơng tự Sản phẩm Phosphobacterin PB 500 đà đợc sản xuất quy mô công nghiệp qc gia nµy HiƯn Trung Qc vµ Ên Độ hai quốc gia đẩy mạnh chơng trình phát triển ứng dụng công nghệ sản xuất phân lân vi sinh vật quy mô lớn với diện tích sử dụng hàng chục triệu Tại Việt Nam, công trình nghiên cứu gần cho biết gói chế phẩm vi sinh vật phân giải lân (50g) sử dụng cho cà phê vùng đất đỏ Bazan có tác dụng tơng đơng với 34,3 kg P2O5/ha Bón phân lân vi sinh có tác dụng làm tăng số lợng VSVPGL đất, dẫn đến tăng cờng độ phân giải lân khó tan đất 23 - 35% Cây trồng phát triển tốt hơn, thân mập hơn, to hơn, dầy hơn, tăng sức đề kháng sâu bệnh, tăng suất đậu tơng - 11%, lúa 4,7-15% so với đối chứng C Phân hữu sinh học I Khái niệm chung phân hữu sinh học (compost) Phân hữu sinh học loại sản phẩm phân bón đợc tạo thành thông qua trình lên men vi sinh vật hợp chất hữu có nguồn gốc khác (phế thải nông, lâm nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phế thải đô thị, phế thải sinh hoạt ), hợp chất hữu phức tạp dới tác động vi sinh vật hoạt chất sinh học đợc chuyển hoá thành mùn Nguyên liệu sản xuất phân hữu sinh học phế thải ngời, động vật, gia súc, gia cầm bao gồm: phế thải chế biến thuỷ hải, súc sản, tồn d trồng nông, lâm nghiệp (thân lá, rễ, cành cây), phế thải sinh hoạt, phế thải đô thị, phế thải chế biến nông, lâm sản than bùn Thông thờng tồn d ngũ cốc chứa 0,5% nitơ, 0,6% P2O5 1,5% K2O Tồn t đậu chứa hàm lợng nitơ cao nhiều so với ngũ cốc Từ nguyên liệu hữu ngời nông dân từ xa xa đà biết ủ chế biến thành phân chuồng, phân rác bón cho đất trồng Trớc phân rác, phân chuồng nguồn phân bón đợc sử dụng cho loại hình canh tác nớc ta Theo Nguyễn Văn Bộ (1994) tiềm phân rác Việt Nam khoảng 61-62 triệu với lợng bón khoảng 8,7 tấn/ha cung cấp lợng dinh dỡng tơng đơng với 34,8kg nitơ, 21,8kg P2O5 26,1 kg K2O /ha/năm Phân chuồng, phân rác loại phân hữu sinh học đợc chế biến cách tận dụng vi sinh vật sẵn có nguyên liệu Với phơng pháp chế biến truyền thống để tạo đợc phân hữu đảm bảo độ hoai chín cần thiết, thời gian ủ kéo dài từ đến tháng ứng dụng công nghệ vi sinh vật chế biến phân hữu sinh học không rút ngắn thời gian ủ mà nâng cao giá trị dinh dỡng sản phẩm tạo II phân hữu sinh häc víi sù trỵ gióp cđa chÕ phÈm vi sinh vật Vi sinh vật trợ giúp trình chế biến phân ủ vi sinh vật lựa chọn có khả thúc đẩy nhanh trình chuyển hoá phế thải hữu thành phân bón Thông thờng loại vi sinh vật chuyển hoá xenlulo ligno xenlulo, loài Aspergillus niger, Trichoderma reesei, Aspergillus sp., Penicillium sp., Paeceilomyces sp., Trichurus spiralis, Chetomium sp., §Ĩ chế biến, phế thải hữu đợc cắt ngắn khoảng - 8cm làm ẩm đa vào hè đ cã bỉ sung kg ure, kg lân supe (hoặc nung chảy) cho nguyên liệu 750ml sinh khối vi sinh vật sau 10 ngày nuôi cấy đợc hoà vào 30 lít nớc trộn với khối nguyên liệu Độ ẩm cuối khối nguyên liệu đợc điều chỉnh nớc để đạt 60% Để đảm bảo oxy cho vi sinh vật hoạt động trình chế biến đợc nhanh chóng nên đảo trộn khối ủ 20 ngày lần Thời gian chế biến kéo dài khoảng đến tháng tuỳ thành phần loại nguyên liệu III phân hữu sinh häc cã bỉ sung vi sinh vËt trỵ lùc làm giàu dinh dỡng (phân hữu vi sinh vật) Phân hữu sinh học dạng đợc chế biến tơng tự nh nh mục 2, sau nhiệt độ khối ủ ổn định mức 30oC ngời ta bổ sung vi sinh vật có ích khác vào khối ủ Đó vi khuẩn cố định nitơ tự (Azotobacter), vi khuẩn nấm sợi phân giải photphat khã tan (Bacillus polymixa, Pseudomonas striata, Apergillus awamori ) Ngoµi bổ sung 1% quặng phosphat vào khối đ cïng víi sinh khèi vi sinh vËt S¶n phÈm phân hữu sinh học loại hàm lợng mùn tổng số mà có hàm lợng nitơ tổng số cao loại phân hữu chế biến phơng pháp truyền thống 40-45% Hiệu phân bón dạng đà đợc tổng kết số quốc gia châu Kỹ thuật chế biến phân ủ từ phế thải hữu đợc trình bày kỹ phần công nghệ vi sinh vật xử lý ô nhiễm môi trờng Bảng 11: Hiệu phân hữu sinh học lúa số quốc gia châu Tên quốc gia Trung Quốc Triều Tiên Thái Lan ấn Độ Tỷ lệ% tăng suất 25,2-32,6 8-12 2,5-29,5 9,9 Xu thÕ hiƯn ph¸t triĨn CNVSV tạo loại chế phẩm có nhiều công dụng, thuận lợi cho ngời sử dụng Việt Nam nói riêng nhiều nớc giới nói chung đà sản xuất chế phẩm VSV vừa có tác dụng đồng hoá nitơ không khí vừa có tác dụng phân huỷ chuyển hoá lân khó tan môi trờng để cung cấp dinh dỡng cho trồng, sản xuất loại chế phẩm VSV vừa có hai tác dụng trên, có khả tiêu diệt sâu bệnh côn trùng có hại Những loại chế phẩm nh đợc gọi chế phẩm VSV hay phân VSV đa chức D Chế phẩm vi sinh vật cải tạo đất Đất có tính đệm lọc có vai trò quan trọng việc ngăn chặn phân tán chất ô nhiễm Tuy nhiên với phát triển công nghiệp hoá học ngành công nghiệp nh: khai khoáng, chế tạo máy, công nghiệp sơn phát tán chất ô nhiễm đà vợt khả tự cân đất gây nên tợng tích tụ làm ảnh hởng xấu đến hệ sinh thái Trong số chất gây ô nhiễm đất trồng ngời ta quan tâm nhiều đến kim loại nặng, thuốc hoá học bảo vệ thực vật hữu Tái sinh đất ô nhiễm phơng pháp sinh học không giải mặt môi trờng mà có tác dụng nâng cao suất chất lợng trồng Chúng ta biết, acid hữu hoà tan làm linh động hợp chất kim loại nặng không tan Trong tự nhiên mét sè vi sinh vËt vïng rƠ c©y trång cã khả sản sinh acid hữu tạo phức với kim loại nặng kim loại độc hại với trồng (nhôm, sắt ), số khác có khả phân huỷ hợp chất hoá học nguồn gốc hữu Công nghệ vi sinh vật cải tạo đất bị ô nhiễm sử dụng loại vi sinh vật có khả phân giải chuyển hoá chất gây ô nhiễm đất qua tạo lại cho đất sức sống Ngoài ra, vi sinh vật sử dụng có khả phân huỷ phế thải hữu cung cấp chất dinh dỡng cho trồng, đồng thời giúp chống lại tác nhân gây bệnh nguồn gốc từ đất, tạo chất kích thích sinh trởng thực vật làm ổn định cấu trúc đất vùng rễ trồng Các vi sinh vật thờng dùng cải tạo đất thoái hoá, đất có vấn đề ô nhiễm kể đến nấm rễ nội cộng sinh (VAM-Vascular Abuscular Mycorhiza) vi khuẩn Pseudomonas Sản phẩm Agrobacter sản xuất Đức từ loại vi sinh vật đà đợc nghiên cứu thử nghiệm sử dụng nhiều nơi giới Kết cho thấy khôi phục vùng đất phèn mặn, vùng đất bị ô nhiễm kim loại nặng hay vùng cát bị sa mạc hoá chế phẩm vi sinh Nghiên cứu sản xuất ứng dụng chế phẩm vi sinh vật để tái sinh, phục hồi đất có vấn đề nâng cao độ phì đất đợc đẩy mạnh nhiều nớc giới, có Việt Nam Chơng sáu Chế phẩm sinh vật dùng bảo vệ thực vật Để đáp ứng nhu cầu lơng thực, thực phẩm cung cấp cho ngời ngày tăng, trình sản xuất nông nghiệp ngày đợc phát triển Đồng thời với trình phát triển sản xuất xuất dịch hại nguyên nhân gây bất ổn đến suất chất lợng nông sản, gây thiệt hại tới 20 - 30% sản lợng, cao Để phòng chống dịch hại bảo vệ trồng ngời đà sử dụng biện pháp khác nhau: biện pháp thủ công, biện pháp vật lý, biện pháp hoá häc, biƯn ph¸p sinh häc Trong thêi gian qua biện pháp hoá học đợc coi biện pháp tích cực cho hiệu cao, nhanh, đơn giản, dễ sử dụng Nhng biện pháp bộc lộ nhiều tồn Mặt trái thuốc hoá học thể chỗ sử dụng thuốc không hợp lý, không đúng, sử dụng lâu dài kéo theo hàng loạt vấn đề nh: ảnh hởng tới sức khoẻ ngời động vật, tăng khả hình thành tính kháng thuốc sâu bệnh, tiêu diệt hệ thiên địch, phá vỡ cân sinh học, gây nhiều vụ dịch hại mới, gây hậu xấu tới môi trờng Chính hạn chế mà nhiều tác giả đà đề nghị cần thay đổi quan điểm phòng chống kiểm soát dịch hại, đặc biệt cần giảm số lợng thuốc hoá học Hiện hớng nghiên cứu kiểm soát dịch hại biện pháp quản lý tổng hợp dịch hại (IPM), biện pháp sinh học biện pháp quan trọng Các sinh vật nh−: virus, vi khuÈn, x¹ khuÈn, nÊm, tuyÕn trïng, ong , nhện, đợc ứng dụng rộng rÃi việc hạn chế tác hại sinh vật gây hại cho trồng I Virus gây bệnh cho côn trùng Khái quát virus gây bệnh cho côn trùng Virus gây bệnh côn trùng nhóm vi sinh vật có nhiều triển vọng công tác phòng chống côn trùng hại trồng Virus có kích thớc nhỏ có khả sống, phát triển mô, tế bào sống mà nuôi cấy môi trờng dinh dỡng nhân tạo Virus gây bệnh côn trùng có đặc điểm bật khác với nhóm virus khác là: khả chuyên tính hẹp, gây bệnh mô định vËt chđ Virus c«n trïng cã vá protein (vá capxit) bao bọc phần lõi acid nucleic virus tạo nên thể vùi đa điện hay dạng hạt Tuy vậy, tất virus gây bệnh côn trùng tạo thành thể vùi Vì vậy, ngời ta chia virus gây bệnh côn trùng thành hai nhóm lớn, là: - Virus tạo thành thể vùi bao gồm virus đa diện nhân (NPV), virus đa diện dịch tế bào (CPV), virus hạt (GV), virus thuộc nhóm Entomopoxvirus (EPV) - Virus không tạo thành thể vùi nh Iridovirus, Densovirus, Baculovirus Hiện ngời ta đà mô tả đợc 700 bệnh virus 800 loài côn trùng Các virus gây bệnh côn trùng đợc xếp thành họ sau: Baculoviridae, Reoviridae, Iridoviridae, Parvoviridae, Picaviridae, Poxviridae vµ Rhabdoviridae Hai hä Baculoviridae Reoviridae có nhiều loài tác nhân triển vọng việc phát triển BPSH trừ sâu hại Họ Baculoviridae: nhiều loài virus gây bệnh côn trùng đà phát đợc thuộc họ Khoảng 500/700 virus gây bệnh cho côn trùng đà biết thuộc họ Baculoviridae, quan trọng loài virus đa diện nhân virus hạt Nhiều loài đà đợc nghiên cứu sử dụng để trừ sâu hại Họ Reoviridae với điển hình virus đa diện dịch tế bào Những nhóm virus gây bệnh côn trùng 2.1 Nhóm Virus đa diện nhân (NPV) Nhóm NPV gồm virus gây bệnh côn trùng thuộc họ Baculoviridae, vùi hình khối đa diện chúng ký sinh nhân tế bµo vËt chđ ThĨ vïi cđa NPV ë t»m gåm 17 lo¹i axit amin Trong thĨ vïi chøa nhiỊu virion hình que Sâu bị bệnh NPV trở nên hoạt động, ngừng ăn; thể chúng có màu sắc sáng sâu khoẻ; căng phồng, trơng phù, chứa toàn nớc Khi có tác động giới lên bề mặt thể dễ dàng bị phá vỡ giải phóng dịch virus Các sâu bị chết bệnh NPV bị treo ngợc Nếu sâu bị chết NPV tế bào thành ruột phần đầu lại bám chặt vào phận NPV có tính chuyên hoá cao đứng thứ sau GV Thờng NPV loài côn trùng gây bệnh cho loài Riêng NPV sâu xanh Baculovirus heliothis gây bệnh cho loài sâu xanh Heliothis giới Một số NPV khác gây bệnh cho vài loài côn trùng Các virus NPV thờng ký sinh tế bào hạ bì, thể mỡ, khí quản, dịch huyết tơng biểu mô ruột NPV gây bệnh cho côn trùng thuộc bộ: cánh cứng, hai cánh, cánh màng, cánh vẩy, cánh mạch, cánh thẳng cánh nửa 2.2 Nhóm virus h¹t (GV) GVvirus thc hä Baculoviridae, cã thĨ vïi dạng hạt Mỗi thể vùi chứa có virion, hiÕm chøa hai virion Virion cđa virus h¹t cịng có dạng que Sâu bị bệnh GV thờng còi, chậm lớn, thể phân đốt rõ ràng, tầng biểu bì thể trở nên sáng màu, có phớt màu hồng, huyết tơng có màu trắng sữa Virus hạt có tính chuyên hoá cao virus gây bệnh côn trùng Virus hạt gây bệnh cho sâu xám mùa đông Agrotis segetum mà không gây bệnh cho loài sâu xám khác gần gũi với sâu xám mùa đông Virus hạt gây bệnh cho côn trùng thuộc cánh vảy Cha thấy côn trùng thuộc khác bị bệnh GV Virus hạt thờng xâm nhiễm mô mỡ, lớp hạ bì huyết tơng Ngời ta đà nghiên cứu đợc siêu cấu trúc GV loài côn trùng 2.3 Nhóm virus đa diện dịch tế bào (CPV) Virus đa diện dịch tế bào thuộc họ Reoviridae ký sinh chất dịch tế bào tế bào biểu mô ruột côn trùng Virus CPV tạo thành thể vùi Trong thể vùi CPV chứa virion hình cầu gồm sợi ARN Sâu bị nhiễm CPV chậm lớn, đầu to so với thể giai đoạn cuối phát triển bệnh lý, màu sắc thể sâu có màu sáng giống nh phấn trắng, đặc biệt mặt bụng thể Nếu sâu non tuổi lớn bị nhiễm CPV đến pha trởng thành bị chết với tỷ lệ cao Côn trùng bị nhiễm CPV thờng tạo thành khối u Bệnh CPV đợc phát côn trùng thuộc bộ: cánh cứng, hai cánh, cánh màng, cánh vảy, cánh mạch Virus CPV có phổ ký chủ rộng, lan truyền bệnh tăng lên nhờ qua nhiều ký chủ khác loài Các mẫu CPV phân lập từ ký chủ khác có tính độc khác Ngời ta đà nghiên cứu đợc siêu cấu trúc CPV 12 loài côn trùng Nhóm CPV đợc sử dụng BPSH so với NPV GV 3 Phơng thức lây nhiễm khả tồn tự nhiên virus gây bệnh côn trùng Phần lớn thể vùi NPV, GV, CPV đợc giải phóng từ thể sâu bị bệnh đà rơi xuống đất bám phận thực vật tạo thành nguồn virus lan truyền bệnh Những thể vùi virus thức ăn xâm nhập vào ruột côn trùng Tại ruột côn trùng, dới tác động men tiêu hoá, thể vùi bị hoà tan giải phóng virion Qua biểu mô ruột virion xâm nhập vào dịch máu, tiếp xúc với tế bào xâm nhập vào bên tế bào để sinh sản gây bệnh cho vật chủ Chu kỳ phát triển virus gây bệnh tằm nghệ (NPV) gồm giai đoạn: - Giai đoạn tiềm ẩn: kéo dài không 12 Đây giai đoạn xâm nhiễm acid nucleic virus vào bên tế bào: virion đính vào vị trí thích hợp màng nhân tế bào - Giai đoạn tăng trởng: kéo dài từ 16 - 48 Đây giai đoạn tăng trởng nhanh virus Trong tế bào vật chủ xuất trình tổng hợp protein acid nucleic virus dới điều kiển acid nucleic virus để hình thành cấu trúc giống nh dạng lới, sau 32 nhân tế bào vật chủ chứa acid nucleic virus dạng trần - Giai đoạn cuối: giai đoạn xảy tạo thành hạt virus có lắp ráp phÇn lâi acid nucleic virus víi phÇn vá capxit protein để tạo thành virion Các virion hoàn thiện dần tạo thành hạt virus hoàn chỉnh Virus hoàn chỉnh đợc giải phóng khỏi tế bào cách phá huỷ màng tế bào nhiều vị trí nhanh chóng giải phóng hạt virus làm cho tế bào ký chủ bị tiêu diệt, số loài khác giải phóng từ từ khỏi tế bào chủ Thời kỳ ủ bệnh côn trùng bị nhiễm virus thờng kéo dài từ đến 12 ngày hơn, phụ thuộc vào tuổi vật chủ, nhiệt độ, ẩm độ nhiều điều kiện khác môi trờng Việc lây truyền nguồn bệnh virus côn trùng xảy theo hai h−íng: + L©y trun ngang: ngn bƯnh lây lan cá thể hệ điều kiện bệnh phát thành dịch, nguồn virus bám bên vỏ trứng vật chủ Khi në, Êu trïng gËm vá trøng chui vµ bị nhiễm nguồn bệnh + Lây truyền dọc: trun ngn bƯnh qua trøng (qua ph«i) Kh«ng chØ cã virus NPV, GV truyền qua trứng, mà virus không tạo thành thể vùi (Iridoviridae) truyền qua trứng Ngoài số trờng hợp virus xâm nhiễm trực tiếp vào dịch máu qua vết thơng thể (qua vết chọc đẻ trứng ong ký sinh, lỗ xâm nhiễm số ấu trùng ký sinh vào bên vật chủ) Trong quần thể tự nhiên côn trùng thờng quan sát thấy nhiễm bệnh hỗn hợp loài virus trở lên nh nhiễm hỗn hợp NPV GV sâu xám mùa đông NPV với CPV Tác động qua lại virus nhiễm bệnh hỗn hợp biểu kiểu: đồng tác động, tác động không phụ thuộc vào tác động gây nhiễu cho Khi có tợng đồng tác ®éng cđa virus cïng mét vËt chđ sÏ lµm tăng tỷ lệ chết vật chủ, rút ngắn thời gian để gây chết 50% số lợng vật chủ Điều có ý nghĩa biện pháp sinh học Hiện tợng tác động nhiễu làm giảm hiệu lực gây bệnh virus hiệu sử dụng virus trừ sâu hại trờng hợp thấp Vì vậy, sản xuất chế phẩm virus cần loại trừ virus có tác động nhiễu Chế phẩm NPV không đợc dùng quần thể tự nhiên có bệnh virus CPV, nhóm thờng có tác ®éng nhiÔu ... Axit amin 4C5H10O5 C6H5O5 C5H5O5O C5H5O5O2 C4H5O5O NH3 4H3PO4 CO2 H2O H2S ChÊt kh¸c II phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan (phân lân vi sinh) Định nghĩa Phân vi sinh vật phân giải phosphat... Nhân sinh khối, xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Từ chủng giống vi sinh đợc lựa chọn (chủng gốc) ngời ta tiến hành nhân sinh khối vi sinh vật, xử lý sinh khối vi sinh vật tạo sản phẩm phân lân vi sinh. .. phần công nghệ vi sinh vËt xư lý « nhiƠm m«i tr−êng Bảng 11: Hiệu phân hữu sinh học lúa số quốc gia châu Tên quốc gia Trung Quốc Triều Tiên Thái Lan ấn Độ Tỷ lệ% tăng suất 25, 2-3 2,6 8-1 2 2, 5- 2 9,5