Từ thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã nghiên cứu và nhận thấy một số vi sinh vật kỵ khí có khả năng phân giải xenlulo. Những năm đầu của thế kỷ XX người ta phân lập được các loài vi khuẩn hiếu khí cũng có khả năng này. Trong các vi khuẩn hiếu khí phân giải xenlulo thì niêm vi khuẩn là quan trọng nhất.
Năm 1946, Hungate đã phân lập được loài xạ khuẩn có tên là Micro- monospora propionici có khả năng thủy phân mạnh xenlulo. Sau đó vào năm 1966, cũng chính ông đã tiếp tục phân lập được 9 chủng vi khuẩn yếm khí có hoạt tính xenlulaza cao thuộc chi: Bacteroides, Butyrivibrio, Clostridium, Ruminococcus và
Cillobacterium.
Nối tiếp các nghiên cứu của Hungate; năm 2007, Hasham khi đi nghiên cứu khả năng xử lý rơm rạ của 3 chủng xạ khuẩn thuộc chi: Micro-monospora, Streptomyces và Nocardiodesđã kết luận rằng: việc bổ sung vào xạ khuẩn đã giúp
đẩy nhanh quá trình phân hủy rơm rạ và làm giảm thể tích của đống ủ; sau 3 tháng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22
đầu trong khi đó đống ủ đối chứng thể tích đống ủ chỉ giảm 13,6%; việc bổ sung xạ khuẩn vào đống ủ còn làm tăng chất hữu cơ lên 34,9% và hàm lượng nitơ lên 0,59mg/g, trong khi đó ởđống ủđối chứng chất hữu cơ là 20% và hàm lượng nitơ
chỉđạt 0,2 mg/g.
Stutzenberger (1970) đã nuôi cấy Thermonospara curyata trên môi trường chứa xenlulo và cao nấm men có bổ sung 0,1% bông nghiền nhỏ thì thấy chúng có khả năng tích lũy enzyme phân hủy xenlulo.
Jeris và Regan (1973) thấy trong đống ủ có các loài vi khuẩn phân giải xenlulo sau: Achromobacter, Clostridium, Cellulomonas, Cytophaga, Cellvibrio, Bacillus, Pseudomonas, Sorangium, Sporocytophara... và các loại nấm phân giải xenlulo như: Alternaria, Aspergillus, Chactomium, Fomes, Fusarium, Myro- thecium, Polyponus, Rhizoctonia, Rhozopus...
Lamot, Voét (1979) đã dùng 7 chủng vi sinh vật phân giải xenlulo để phân hủy xenlophan: Aspergillus Sp., Penicillium Sp., 2 loài Chaetomium, 1 loài
Sclerotium rolfsii, 2 loài xạ khuẩn Streptomyces. Xenlophan là chất không tan trong tất cả các dung môi hữu cơ, chứa tới 70% là xenlulo. Tác giả nhận thấy: nếu
để từng vi sinh vật tác dụng thì sự phân giải hầu như không diễn ra, xenlophan hầu
như chỉ bị phân giải khi sử dụng hỗn hợp các chủng nói trên. Kết quả sau 100 ngày cho lượng xenlophan bị phân hủy là 85%, sản phẩm cuối cùng được dùng làm phân bón gồm có: 30% protein, 60% đường hòa tan, 10% các gốc còn lại.
Năm 1980, Teruo Higa – trường Đại học tổng hợp Ruykuys Okinawa – Nhật Bản đã phân lập tuyển chọn ra một hỗn hợp các vi sinh vật có ích thuộc nhóm yếm khí và hiếu khí gồm: vi khuẩn quang hợp, nấm men, vi khuẩn lactic, xạ
khuẩn, nấm lên men và chế tạo ra một chế phẩm vi sinh hữu hiệu (EM). EM đã
được chứng minh là có tác dụng tốt ở nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất như: trồng trọt, chăn nuôi và bảo vệ môi trường. Khi dùng EM để xử lý rác cho thấy làm giảm mùi hôi thối của quá trình phân hủy, rút ngắn thời gian xử lý xuống còn 30 – 40 ngày và góp phần nâng cao chất lượng của phân ủ.
Tại New Delhi –Ấn Độ, từ năm 1985 đến 1987, Gaur và Bhardwaj đã phân lập và tuyển chọn được rất nhiều chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy xenlulo
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23 và lignin. Sau đó Gaur đã sử dụng các chủng nấm Trichurus spiralis, Trichoderma viride, Paecilomyces fusisporus, Aspergillsus sp. để đưa các đống ủ (rơm, lá khô) và kết quả cho thấy: hàm lượng C hữu cơ giảm từ 48% xuống 25% trong vòng một tháng đầu tiên của quá trình ủ; và chỉ trong 8 đến 10 tuần rơm rạđã phân hủy hoàn toàn thành một loại phân hữu cơ có chất lượng tốt. Trong phân này chứa khoảng 1,7% N, và tỷ lệ C/N là 12:3.
Ở Trung Quốc cũng có rất nhiều nghiên cứu về việc phân lập vi sinh vật và
ứng dụng trong xử lý phế thải hữu cơ. Gần đây, vào năm 2005 Wen-Jing Lu et al.,
đã phân lập được 5 chủng vi khuẩn ưa ẩm phân giải mạnh xenlulo từ phế thải rau quả và thân lá hoa thuộc giống Bacillus, Halobacillus, Aeromicrobium, Brevi- bacterium. Khi ứng dụng các chủng vi sinh vật này đểủ phụ phẩm rau quả và thân lá hoa cho thấy: bổ sung 1% các chủng vi sinh vật vào đống ủđã làm tăng quá trình phân hủy sinh học các nguyên liệu lên 23,64% so với đống ủ không bổ sung thêm vi sinh vật, do đó rút ngắn thời gian ủ và tăng chất lượng của phân ủ.
Nhìn chung, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật thì các nước trên thế giới đã phân lập tuyển chọn được rất nhiều giống vi sinh vật có khả năng phân hủy phế thải hữu cơ. Các kết quả nghiên cứu đều cho thấy rằng, việc bổ sung vi sinh vật vào đống ủ phế thải hữu cơđã rút ngắn thời gian ủ, làm giảm thể tích và tăng hàm lượng dinh dưỡng của đống ủ, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường.
Xuất xứ và thông tin về chế phẩm BactoFil Cell – còn gọi là BactoFil C
Chế phẩm BactoFil C là một loại chế phẩm sinh học phân giải mạnh xenlulo – hemixenlulo đã được nghiên cứu, sản xuất, thử nghiệm và đăng kí bản quyền tại nước Cộng hòa Hungary, quyền tác giả với Công ty Agrobio Hungary Kft. Trong chương trình hợp tác về khoa học công nghệ theo Nghị định thư giữa Chính phủ Việt Nam và Hungary về thỏa thuận phối hợp nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm VSV của nước bạn để xử lý các sản phẩm phụ nông nghiệp tạo nguồn phân bón hữu cơ cho cây trồng và vệ sinh môi trường nông nghiệp – nông thôn, chế phẩm BactoFil C đã được lựa chọn. Trước đó, hai chế phẩm BactoFil A và B
đã được sử dụng ở Việt Nam từ năm 2009 (Quyết định số 61A/QĐ-TT-ĐPB ngày 26/3/2010 của Cục trưởng Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp & PTNT).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24 Chế phẩm BactoFil C của Agrobio Hungary Kft. có thành phần bao gồm các chủng vi sinh vật sau: Cellvibrio ostrviensis, Pseudomonas fluorescens, Azotobacter vinelandii với mật độ tổng số 3,0 x 109 CFU/ml; Các vi khuẩn phân hủy xenlulo hiếu khí đếm được 2,0 x 109 CFU/ml; Các nguyên tố đa và vi lượng (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se); Các enzyme sinh tổng hợp bởi các vi sinh vật và các thành phần khác trong đất; pHH2O 5,1; chất khô 2,0%; chất hữu cơ 1,3%.
Chế phẩm BactoFil C là một loại chế phẩm vi sinh vật mang tính đổi mới, cung cấp giải pháp xuất sắc khắc phục những vấn đề cấp thiết hiện nay. Với 1 lít chế phẩm BactoFil C sử dụng trên diện tích 1 hecta thì thời gian phân hủy thân, rễ, lá cây ngô và hoa hướng dương sẽ giảm xuống đáng kể. Dưới tác dụng của BactoFil C, khả năng làm đất, cơ cấu, thành phần, độ mùn và khả năng giữ nước của đất được cải thiện và nâng lên. Môi trường sống vì thế không còn thuận lợi cho các loại sâu, sinh vật gây hại phát triển, đồng thời có thể giảm đáng kể lượng phân hóa học đặc biệt đối với cây hoa hướng dương.
Các loại VSV hữu ích có trong chế phẩm BactoFil C tạo ra một số lượng lớnchất xenlulaza và xilanaza làm cho cấu trúc các phân tử xenlulo mạch C dài và ligno-xenlulo phân hủy tạo thành đường glucoza – chất cần cho sự hoạt động của các loài vi khuẩn cốđịnh đạm trong cây trồng.
Khả năng cố định đạm sẽ được nâng cao lên mức độ cao nhất nếu sau khi phun BactoFil C chúng ta bổ sung thêm 1 lít BactoFil A 10, hoặc BactoFil B 10 trên 1 hecta tùy loại cây trồng (Agrobio, 2008) (Chuyên đề 4 – Phạm Ngọc Tuấn, 2014).
