Hiệu quả của VSV trong việc làm tăng khả năng sinh trưởng phỏt triển cõy trồng, tiết kiệm phõn bún hoỏ học cũng như tăng năng suất, chất lượng nụng sản đó được khẳng định trong nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu của nhiều nước trờn thế giới (5, 7, 13, 14, 20, 21, 25, 30). Cỏc sản phẩm vi sinh như phõn bún VSV cố định nitơ, phõn giải photphat khú tan, chế phẩm VSV kớch thớch sinh trưởng thực vật, chế phẩm VSV phũng trừ bệnh cõy trồng đó được nghiờn cứu từ nhiều năm nay cú ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ mụi trường và xõy dựng nền nụng nghiệp bền vững. VSV tỏc động đến cõy trồng trực tiếp hoặc giỏn tiếp. Sự tỏc động trực tiếp của VSV đến cõy trồng thể hiện qua sự tổng hợp, khoỏng hoỏ hoặc chuyển hoỏ cỏc chất dinh dưỡng xảy ra trong quỏ trỡnh chuyển hoỏ vật chất của VSV như quỏ trỡnh cố định nitơ, phõn giải lõn, sinh tổng hợp auxin, giberellin, etylen, .v.v. Những vi khuẩn này cú khả năng giỳp cõy trồng tăng khả năng huy động và dễ dàng sử dụng cỏc nguồn dinh dưỡng từ mụi trường. Tỏc động giỏn tiếp đến sinh trưởng của cõy trồng xảy ra khi cỏc chủng VSV cú khả năng làm giảm bớt hoặc ngăn chặn cỏc ảnh hưởng cú hại từ mụi trường hoặc từ cỏc VSV bất lợi đối với thực vật, trong đú VSV cú thể cạnh tranh dinh dưỡng với VSV bất lợi hoặc sinh tổng hợp cỏc chất cú tỏc dụng trung hoà, phõn huỷ, chuyển hoỏ cỏc tỏc nhõn cú hại hoặc tiờu diệt, ức chế cỏc VSV bất lợi. Mỗi loại VSV trong tự nhiờn cú thể cú 1 hoặc cả 2 tỏc động nờu trờn đối với cõy trồng (1, 2, 3, 9, 10, 11, 16, 23, 26, 29, 32, 35).
Kết quả nghiờn cứu từ cỏc nước Mỹ, Canada, Nga, Ấn Độ, Thỏi Lan, Trung Quốc, Nhật.... cho thấy sử dụng chế phẩm VSV cú thể cung cấp cho đất và cõy trồng từ 30 - 60 kg N/ha/năm hoặc thay thế 1/2 - 1/3 lượng lõn vụ cơ bằng quặng photphat. Dịch nuụi cấy cỏc VSV sinh tổng hợp chất điều hoà sinh trưởng thực vật như Azotobacter, Azospirilum, Rhizobium…cú thể cung cấp 10-20 àgIAA/ml hoặc 20 àg GA3/ml do đú làm tăng khả năng nảy mầm, ra rễ của hạt giống, tăng khả năng phõn chia mụ tế bào, kớch thớch hoặc kỡm hóm sự nở hoa, tăng khả năng sinh trưởng và năng suất củ quả và tăng tớnh chống chịu hạn. Một số chất khỏng sinh như Agrocin 84, Agrocin 434, Phenazines, Pyoluteorin…được sinh ra bởi Agrobacterium, Pseudomonas và Bacillus…cú khả năng hạn chế bệnh tua mực ở cõy quế, bệnh trụi ngọn ở cam chanh, bệnh hộo xanh vi khuẩn, bệnh thối rễ do nấm ở cõy họ cà và cõy đậu đỗ.
Tuy nhiờn do hệ VSV rất đa dạng và mỗi VSV trong đất đều chịu nhiều tỏc động qua lại của cỏc VSV khỏc cũng nhưđiều kiện mụi trường nờn hiệu quả của cỏc sản phẩm vi sinh trong cỏc điều kiện khỏc nhau khụng giống nhau. Một số nghiờn cứu gần đõy ở Ấn Độ, Trung Quốc, Đức, Nhật, Mỹ, Anh, Úc... cho thấy sản phẩm tổng hợp bao gồm tập hợp cỏc nhúm VSV cố định nitơ, phõn giải lõn, kớch thớch sinh trưởng thực vật, đối khỏng VSV gõy bệnh vựng rễ cõy trồng như E2001, Phytobacter, superlife, .v.v. cú tỏc dụng đối với cõy trồng tốt hơn so với từng nhúm riờng rẽ.
Cỏc sản phẩm phõn VSV trờn thế giới được sản xuất chủ yếu bằng phương phỏp lờn men chỡm trong cỏc nồi lờn men ở qui mụ cụng nghiệp, trong đú mụi
6
trường dinh dưỡng chuẩn khụng được sử dụng vỡ giỏ thành quỏ cao mà được thay thế bằng mụi trường tổng hợp từ cỏc nguồn liệu sẵn cú như tinh bột ngụ, sắn, rỉ mật, nước chiết ngụ, nước chiết men, nước chiết đậu tương, amoniac, .v.v. Thành phần mụi trường được nghiờn cứu, lựa chọn đảm bảo phự hợp với từng đối tượng VSV (1, 4, 6, 13).
Trong khuụn khổ cỏc đề tài, dự ỏn nghiờn cứu & triển khai cỏc đơn vị khoa học trong cả nước đó tiến hành cỏc nghiờn cứu về VSV cú ớch ( cố định nitơ, phõn giải photphat khú tan, sinh tổng hợp chất kớch thớch sinh trưởng thực vật…), trờn cơ sở đú nghiờn cứu sản xuất thành cụng một số loại phõn bún VSV. Cỏc sản phẩm phõn bún VSV đơn chủng (Nitragin, Rhizoda, Azogin, Rhizolu, Phosphobacterin...) hay đa chủng ( phõn hỗn hợp từ VSV cố định nitơ và phõn giải lõn: Biomix, Humix…) đó thể hiện được tỏc dụng nõng cao hiệu quả sử dụng phõn khoỏng, tăng cường trao đổi chất trong cõy và qua đú nõng cao năng suất, chất lượng nụng sản và tăng thu nhập cho người nụng dõn. Kết quả nghiờn cứu triển khai cỏc đề tài, dự ỏn về phõn bún VSV đơn chủng và đa chủng được hiện trong cỏc cụng trỡnh đó cụng bố (20, 21)
Bờn cạnh cỏc VSV cú lợi cỏc VSV gõy bệnh vựng rễ cõy trồng tồn tại trong đất đó gõy nhiều thiệt hại cho sản xuất nụng, lõm nghiệp. Năng suất cõy trồng ở nhiều nơi đó bị giảm từ 20-100%. Nhiều nghiờn cứu ở Việt Nam đó chỉ ra
Pseudomonas solanacearum là tỏc nhõn chớnh gõy bệnh chết ẻo ở cà chua, dưa, lạc và Aspergillus niger, Macropholina phaseomina, Sclerotium rolfsii và Fusarium là tỏc nhõn gõy bệnh lở cổ rễ và bệnh thối rễở cà phờ, tiờu và điều (8, 12, 15). Ngoài cỏc kỹ thuật canh tỏc đến nay chưa cú biện phỏp phũng trừ nào cú hiệu quả. Cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu gần đõy của Viện Bảo vệ Thực vật, Viện KHKTNNVN, Viện Di truyền Nụng nghiệp, Viện CNSH, Viện Khoa học Lõm nghiệp.v.v. đó chứng minh một số VSV cú khả năng ức chế và tiờu diệt nhiều vi sinh vật gõy bệnh. Kết quả này đó tạo ra cơ sở ban đầu cho giải phỏp phũng trừ sinh học cỏc nguồn bệnh nguy hiểm này (21).
Sản xuất và ứng dụng hỗn hợp VSV cố định nitơ, phõn giải lõn, sinh tổng hợp kớch thớch sinh trưởng thực vật và VSV đối khỏng VSV gõy bệnh vựng rễ như một loại phõn bún chức năng sử dụng trong sản xuất nụng lõm nghiệp là kết quả nghiờn cứu của Viện KHKTNNVN phối hợp cựng Viện CNSH – Viện KH&CN Việt Nam và Viện KH lõm nghiệp. Kết quả nghiờn cứu đó chứng minh phõn VSV đa chủng, chức năng cú tỏc dụng tiết kiệm phõn khoỏng, giảm thiểu thuốc bảo vệ thực vật hoỏ học và gúp phần tớch cực cho việc xõy dựng nền nụng nghiệp bền vững. Sản phẩm đó được nghiờn cứu đỏnh giỏ trong phũng thớ nghiệm, thử nghiệm ảnh hưởng trờn một số đối tượng cõy trồng ở qui mụ chậu vại, nhà lưới, vườn ươm và khảo nghiệm đồng ruộng cả diện hẹp và diện rộng. Kết quả thử, khảo nghiệm cho thấy phõn VSV đa chủng, chức năng cú khả năng gia tăng sinh khối và năng suất cõy trồng. Sự tăng năng suất được xỏc nhận ngay cả khi giảm 10-30% lượng dinh dưỡng khoỏng N,P. Số liệu tổng kết kết quả khảo nghiệm đồng ruộng diện rộng và mụ hỡnh trỡnh diễn tại một số địa phương cho thấy phõn VSV đa chủng chức năng cú khả năng gia tăng sinh khối và năng suất cõy trồng. Sự tăng năng suất được xỏc nhận ngay cả khi giảm một phần dinh dưỡng khoỏng (N,P). Kết quả khảo nghiệm
7
cũng xỏc định phõn vi sinh vật đa chủng khụng những đem lại lợi ớch về mặt cung cấp dinh dưỡng cho cõy trồng mà cũn cú tỏc dụng tớch cực trong việc hạn chế bệnh vựng rễ ở cỏc cõy trồng thử nghiệm. Kết quả nghiờn cứu cơ chế tỏc dụng, qui trỡnh cụng nghệ sản xuất qui mụ phũng thớ nghiệm và hiệu lực của loại phõn mới này đó được cụng bố trờn nhiều tạp chớ khoa học trong và ngoài nước, đặc biệt trong Hội nghị Cụng nghệ Sinh học toàn quốc tổ chức tại Hà Nội thỏng 12 năm 2003. phõn bún VSV đa chủng chức năng, sản phẩm của Viện KHKTNNVN kết hợp cựng Viện CNSH và Viện KHLN đó được Hội đồng Khoa học chuyờn ngành Đất, Phõn bún và Hệ thống nụng nghiệp, Bộ Nụng nghiệp & PTNT kiến nghị cụng nhận tiến bộ kỹ thuật và ỏp dụng rộng trong sản xuất (21).
Với khuụn khổ một đề tài nghiờn cứu khoa học trong thời gian qua cỏc cỏn bộ khoa học của đề tài mới tập trung nghiờn cứu nhằm chứng minh khả năng sử dụng hỗn hợp VSV đa chức năng làm phõn bún và tổ chức xõy dựng, triển khai qui trỡnh cụng nghệ sản xuất ở qui mụ nhỏ. Trong thời gian qua, mặc dự cú hiệu quả và được người sử dụng tớn nhiệm, song phõn bún VSV đa chủng, chức năng chỉ mới được sử dụng ở phạm vi hết sức khiờm tốn. Nguyờn nhõn chớnh của hạn chế này là do chưa cú qui trỡnh sản xuất ở qui mụ cụng nghiệp. Nhằm đỏp ứng nhu cầu của thực tế sản xuất và nhanh chúng đưa tiến bộ khoa học vào sản xuất, việc nghiờn cứu xõy dựng qui trỡnh sản xuất phõn VSV đa chủng, chức năng ở qui mụ cụng nghiệp tạo sản phẩm mới và phỏt triển trờn diện rộng là hết sức cần thiết.
Mục tiờu của dự ỏn là hoàn thiện cụng nghệ sản xuất phõn bún vi sinh vật đa chủng, chức năng chất lượng cao ở qui mụ cụng nghiệp cho một số cõy trồng trờn vựng sinh thỏi và tổ chức chuyển giao cụng nghệ, ứng dụng vào sản xuất nhằm tạo mụ hỡnh sản xuất và sử dụng hỗn hợp vi sinh vật nhiều chức năng như một loại phõn bún cú tỏc dụng nõng cao năng suất, chất lượng nụng sản, tiết kiệm phõn hoỏ học, đồng thời cú khả năng hạn chế một số bệnh vựng rễ cõy trồng do nấm và vi khuẩn gõy nờn, gúp phần phỏt triển nụng phẩm an toàn.