Ở Việt Nam, phân vi sinh vật cố ựịnh ựạm, phân giải lân bước ựầu nghiên cứu từ những năm 1960. Lê Văn Căn và đặng Văn Ngữ (1958) ựã nghiên cứu một số nấm mốc có khả năng phân giải Phospho khó tan Aspergillus Niger sau 4 tuần nuôi cấy ựã chuyển hóa ựược 17,2% Phospho tổng số trong Apatit và 14,2% Phospho tổng số trong Phosphorit. Năm 1980 bắt ựầu thử nghiệm loại phân vi sinh vật cho cây ựậu tương và chế phẩm Vinaga, Vidafo cho cây lạc (Trường đại học Nông nghiệp Cần Thơ) [24] [25].
Phân bón vi sinh vật là sản phẩm chứa 1 hay nhiều loài vi sinh vật sống
ựã ựược tuyển chọn có mật ựộ ựảm bảo các tiêu chuẩn ựã ban hành, có tác dụng tạo ra các chất dinh dưỡng hoặc các hoạt chất sinh học có tác dụng nâng cao năng suất, chất lượng nông sản hoặc cải tạo ựất. Các loại phân bón vi sinh vật có thể kể ựến là phân vi sinh vật cố ựịnh nitơ - ựạm sinh học (Nitragin, Azotobacterin, Azospirillum), phân vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan - phân lân vi sinh (Photphobacterin), chế phẩm nấm rễ, chế phẩm tảo lam... (Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2003) [22].
Sản xuất phân hữu cơ sinh học, một loại sản phẩm ựược tạo thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau (phế thải nông nghiệp, lâm nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ23 tạp dưới tác ựộng của vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học của chúng ựược chuyển hoá thành mùn.
Chiến lược an toàn dinh dưỡng cho cây và ựất trồng là sử dụng cân ựối phân bón hoá học và phân bón sinh học cho cây trồng phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng và ựiều kiện ựất ựai, khắ hậu, trong ựó phân bón sinh học có vai trò vô cùng quan trọng. Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống tồn tại trong
ựất, nước và vùng rễ cây có ý nghĩa quan trọng trong các mối quan hệ giữa cây trồng, ựất và phân bón. Hầu như mọi quá trình xảy ra trong ựất ựều có sự
tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp của vi sinh vật (mùn hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, phân giải, cốựịnh chất vô cơ. v.v.). Vì vậy từ lâu vi sinh vật ựã ựược coi là một bộ phận của hệ dinh dưỡng cây trồng tổng hợp.
Nhận thức ựược vai trò của phân bón vi sinh vật, từ những năm ựầu của thập kỷ 80, nhà nước ựã triển khai hàng loạt các ựề tài nghiên cứu thuộc chương trình công nghệ sinh học phục vụ nông nghiệp giai ựoạn 1986 - 1990 và chương trình công nghệ sinh học 1991-2005. Dưới ựây là số liệu tổng hợp một số kết quả chắnh trong công tác nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật làm phân bón phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp tại Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật làm phân bón
* Thu thập, phân lập, tuyển chọn chủng giống vi sinh vật.
Các chủng giống vi sinh vật ựược thu thập, phân lập tuyển chọn và lưu giữ tại Quỹ gien vi sinh vật nông nghiệp. đây là bộ sưu tập giống của 30 họ vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, nấm men, với số lượng gần 700 chủng, bao gồm các sinh vật cốựịnh nitơ sống cộng sinh với cây bộựậu (Rhizobium, Bradyrhizobium), cố ựịnh nitơ sống tự do (Azotobacter, Clotridium, Arthrobacter, Klebsiella, Serratia, Pseudomonas, Bacillus, vi khuẩn lam... hay cốựịnh nitơ sống hội sinh trong vùng rễ cây trồng (Azospirillum), vi sinh vật phân giải lân (Bacillus, Pseudomonas, Penicillium, Aspergillus, Fussarium, Candida), vi sinh vật phân giải xenlluloza (Trichoderma, Chetomium, Aspergillus, Gliogladium....) và vi
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ24 sinh vật kắch thắch sinh trưởng thực vật (Agrobacterium, Flavobacterium, Bacillus, Enterobacter, Azotobacter, Gibberellạ..). Hàng năm quỹ gen vi sinh vật bổ sung 30-50 chủng giống vi sinh vật mới từ các nguồn phân lập khác nhaụ Ngoài ra thông qua các hoạt ựộng hợp tác Quốc tế với các Viện vi sinh vật nông nghiệp liên bang Nga, Viện nghiên cứu cây trồng bán khô hạn (ICRISAT - Ấn độ), trung tâm cốựịnh ựạm sinh học ( Mỹ, Thái Lan), Trung tâm lưu giữ gen vi sinh vật đài Loan (CCRC), Cộng hoà liên bang đức (DSM)...quỹ gen vi sinh vật nông nghiệp ựược mở rộng thêm với nhiều chủng giống ựa dạng khác [12] [24],[25] [27].
* Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất phân bón vi sinh vật.
Phân bón vi sinh vật ựược sản xuất bằng cách nhân sinh khối vi sinh vật trong môi trường và ựiều kiện thắch hợp ựểựạt ựược mật ựộ nhất ựịnh sau
ựó xử lý bảo quản và ựưa ựi sử dụng.
Nhiều sản phẩm ựược tạo ra từ các qui trình nêu trên ựã ựược thử khảo nghiệm trên diện rộng và ựược Bộ Nông nghiệp & PTNT công nhận và cho
ựăng ký trong danh mục các loại phân bón ựược phép sử dụng tại Việt Nam như: Phân VSV Lân hữu cơ Sông Gianh, Phân VSV cố ựịnh nitơ cho cây họ ựậu, Phân lân hữu cơ vi sinh KOMIX, Phân bón sinh tổng hợp BIOMIX, Phân lân vi sinh HUMIX, Phân vi sinh Phytohoocmon, HUDAVIL, Phân vi sinh vật chức năng...). Tuỳ theo công nghệ sản phẩm phân bón vi sinh vật có thể chứa sinh khối từ 1 chủng hay nhiều chủng vi sinh vật ựã tuyển chọn và sản phẩm có thểựược sản xuất ở dạng bột hoặc lỏng [25].
* đánh giá hiệu lực của phân bón vi sinh vật ựối với cây trồng.
Trong gần 20 năm qua các công trình nghiên cứu và thử nghiệm phân vi khuẩn nốt sần tại Việt Nam cho thấy phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng nâng cao năng suất lạc vỏ 13,8 - 17,5% ở các tỉnh phắa Bắc và miền Trung và 22% ở các tỉnh miền Nam, (Ngô Thế Dân và CTV 2001). Các kết quả cũng cho thấy sử
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ25 kgN/ha mang lại hiệu quả kinh tế cao, năng suất lạc ựạt trong trường hợp này có thể tương ựương như bón 60 và 90 kgN/hạ Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần thể hiện rõ trên vùng ựất nghèo dinh dưỡng và vùng ựất mới trồng lạc. Lợi nhuận do vi khuẩn nốt sần do Nguyễn Xuân Thành, 1995 [5] xác ựịnh ựạt 442.000 VNđ/ ha với tỷ lệ lãi suất/1 ựồng chi phắ ựạt 9,8 lần.
Kết quả nghiên cứu của ựề tài cấp nhà nước KC.08.01 (1991-1995) và KHCN.02.06, 1996-2000 [5] cho biết vi sinh vật cốựịnh nitơ có thể tiết kiệm
ựược lượng phân khoáng nhất ựịnh, từ 10,08 ựến 22,4 kgN/ha/vụ tuỳ theo từng loại ựất và thời vụ gieo trồng.
Bảng 2.4. Khả năng tiết kiệm ựạm khoáng của phân vi sinh vật cốựịnh nitơ
Khả năng tiết kiệm ựạm khoáng theo thời vụ (kgN/ha)
đất trồng Vụ xuân Vụ mùa Phù sa sông Hồng 14,28 10,80 Phù sa sông Mã 15,28 12,12 đất bạc màu 22,40 16,6 Cát ven biển 17,46 17,8 Trung bình 13,76 14,51 Nguồn: ựề tài KC.08.01[14]
đánh giá hiệu lực phân bón vi sinh vật ựối với cây trồng ựã xác ựịnh phân bón vi sinh không chỉ cung cấp một phần chất dinh dưỡng cần thiết cho cây mà còn có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng phân khoáng ựồng thời có khả năng hạn chế một số bệnh vùng rễ cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế
cho người sử dụng và tác ựộng tắch cực ựến môi trường sinh thái ựất:
Tuy nhiên kết quả nghiên cứu ựã chỉ ra phân vi sinh vật chỉ phát huy hiệu lực tốt ựối với cây trồng trên mức dinh dưỡng cân ựối và cũng cần có các
ựiều kiện ựể phân hữu cơ vi sinh phát huy ựược hiệu quảựối với cây trồng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ26 hữu ắch có hoạt tắnh cao (khả năng phân giải lân, cốựịnh ựạm, khả năng phân giải XellulozaẦ), có khả năng cạnh tranh cao với các vi sinh vật khác, chịu
ựựng những ựiều kiện khó khăn của môi trường và phát huy ựược hoạt tắnh của nó trong ựất và cũng cần có chất mang tốt.
- Phân hữu cơ vi sinh là chế phẩm của các vi sinh vật sống, do ựó khả
năng sống sót và thời gian tồn tại trên mức cơ chất có vai trò quan trọng.
điều này phụ thuộc nhiều vào ựặc tắnh của mỗi chủng thành phần, ựiều kiện sống (chất mang). Do ựó mục tiêu quan trọng là kéo dài thời gian bảo quản của phân hữu cơ vi sinh.
- Giữa cây trồng và vi sinh vật có mối quan hệ nhất ựịnh. Có chủng vi sinh vật chỉ sống cộng sinh hay hội sinh với một hoặc một số câỵ Vắ dụ
Rhizobium, Japonicum chỉ sống với cây ựỗ tương, trong ựó Rhizobium sp, có thể tạo nốt sần ở các cây lạc, ựậu xanh, ựậu ựenẦ. [24]. Vì vậy mỗi loại phân HCVS sản xuất ra chỉ phù hợp với một sốựối tượng cây trồng nhất dịnh.
- Các yếu tố: dinh dưỡng pH thắch hợp, nhiệt ựộ thuận lợi Ầ.có vai trò quan trọng trong sự phát triển của vi sinh vật. Do ựó, ựể phân HCVS ựược sử
dụng rộng rãi, thì cần có các vi sinh vật có khả năng thắch nghi rộng.
- Sau khi bón phân hữu cơ vi sinh người ta thấy mật ựộ vi sinh vật hữu ắch tăng lên rõ rệt, sau ựó giảm dần và ổn ựịnh trong quá trình cây trồng phát triển. Sau thu hoạch, mật ựộ vi sinh vật này sẽ giảm và tiến tới cân bằng trong quần thể vi sinh vật ựất. đểựảm bảo hiệu lực của các chủng vi sinh vật hữu ắch này cần bón cho những vụ tiếp theọ
- Ngoài ra, ựể sử dụng phân hữu cơ vi sinh có hiệu quả cũng cần lưu ý bón ựúng liều lượng và ựúng cách cho từng loại cây trồng.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ27
Bảng 2.5: Bảng chỉ dẫn liều lượng, cách bón phân hữu cơ vi sinh cho một số cây trồng Loại cây trồng Số lượng kg/ha Thời kỳ bón Cách bón Lúa 900 -1.200 - Bón lót trước bừa cấỵ - Bón thúc khi ựẻ nhánh và làm ựòng. - đất cát pha: Bón lót 35%. Lượng còn lại bón thúc khi ựẻ nhánh và làm ựòng. - Các loại ựất khác: Bón lót 40%. Lượng còn lại bón thúc lúc nuôi ựòng Ngô 800 -1000 - Bón lót. - Bón thúc khi cây 4 - 6 lá. - Bón lót 40%. Lượng còn lại bón thúc khi cây 4 - 6 lá, bón xa gốc 10 - 15cm kết hợp với vun cao chống ựổ. Rau các loại 1.300 -1.900 (tuỳ loại) - Bón lót - Bón thúc - Bón lót 30%: bón xa gốc hoặc phủ lớp ựất 3 - 4cm, sau ựó cấy cây giống. - Bón thúc với lượng 70% còn lại bón xong phải lấp ựất tưới ẩm ngaỵ Cam quýt 600- 800 1.000 -1.300 1.700-2.100 2.500 - 3.000 1 - 3tuổi 4 - 6 tuổi 7 -9 tuổi Trên 10 tuổi - Bón 3 lần/năm. + Tháng 1-3 bón ựón hoa, thúc cành xuân. +Tháng 5: Bón thúc qủa chống rụng qủa + Tháng 8 - 9: Bón tăng trọng lượng qủa và thúc cành thụ Lạc 1.200 - 1.500 - Bón lót - Bón thúc khi cây 6 -8 lá
- Bón lót 50% phân +250 - 300 kg vôi bột/ha Vôi bột ựược rắc ựều trước khi bừa lần cuối ựể
lên luống. Phân bón lót vào hốc hay rãnh hàng
Cây Mắa
2.500-3.000 - Bón lót
- Bón thúc
- Bón lót 40%: Mỗi bước chân theo rãnh bón 1 nắm phân thì lượng phân lót sẽựược 1.000 - 1.200kg/hạ
- Bón thúc 60% lượng phân còn lại vào 2 thời kỳ:
+ 30% khi Mắa ựẻ nhánh + 30% khi Mắa có 3 - 4 dóng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ28
2.2.4. Các nghiên cứu và ứng dụng phân hữu cơ vi sinh cho lúa
Trong những năm gần ựây việc nghiên cứu và ứng dụng phân hữu cơ vi sinh cho cây lúa ựang rất ựược quan tâm trên thế giới cũng nhưở Việt Nam.
Các nghiên cứu trên thế giới ựã cho thấy sử dụng phân hữu cơ vi sinh làm tăng năng suất lúa từ 8 Ờ 30% (Trung Quốc tăng năng suất lúa từ 25,2 - 32,6%; ở Thái Lan 2,5 - 29,5%, ởẤn độ là 9,9%)
Ở Việt Nam các thử nghiệm sử dụng phân vi sinh vật cố ựịnh nitơ hội sinh (Azogin) ở 15 tỉnh miền Bắc, miền Trung, miền Nam trên diện tắch hàng chục ngàn ha cho thấy trong cùng ựiều kiện sản xuất, ruộng lúa ựược bón phân vi sinh vật cố ựịnh nitơ ựều tốt hơn so với ựối chứng, biểu hiện ở bộ lá phát triển tốt hơn, tỷ lệ nhánh hữu hiệu, số bông/khóm nhiều hơn ựối chứng. Năng suất hạt tăng so với ựối chứng 6-12%, ở nhiều nơi ựạt 15-20%. Những ruộng bón phân vi sinh vật cốựịnh nitơ giảm bớt 1 kg ựạm Urê cho mỗi sào, năng suất vẫn tăng so với ựối chứng. Hiệu quả kinh tế do sử dụng phân vi sinh vật cố ựịnh nitơ là rõ rệt. Nếu ựầu tư 1ựồng cho việc sử dụng phân vi sinh, lãi suất thu về từ 16,2 ựến 19,1 ựồng cho cây lúa [7].
Bảng 2.6. Hiệu quả sử dụng phân vi sinh vật ựối với cây lúa.
đất Công thức bón phân Năng suất (tạ/ha) % tăng so với ựối chứng Lúa trên ựất phù sa sông Hồng Mức (NPK: 90.90.60+8 tấn PC) 80% mức+phân VKCđN Mức + phân VKCđN 51,60 53,73 57,86 - 4,0 12,0 Lúa trên ựất bạc màu Bắc Giang Mức (NPK: 90.90.60+8 tấn PC) 80% mức+phân VKCđN Mức + phân VKCđN 37,76 39,86 44,59 - 6,0 18,0 (Hoàng Hải, 2007)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦ29 Các kết quả nghiên cứu của Hoàng Hải cho thấy:
- Phân vi sinh vật cố ựịnh ựạm làm tăng năng suất lúa trên các loại ựất khác nhau, trong ựó ựất có thành phần dinh dưỡng kém (đất xám bạc màu) thì năng suất tăng cao hơn.
- Với mức bón 80% nền (NPK: 90.90.60+8 tấn PC) thì khi kết hợp thêm phân vi sinh vật cốựịnh ựạm làm tăng năng suất từ 4 Ờ 6% tùy theo hai loại ựất.
Bảng 2.7. Ảnh hưởng của một số chế phẩm vi sinh vật ựến năng suất lúa Q5 tại Thái Nguyên
Chênh lệch so với ựối chứng Công thức Nsuăấng t (tạ/ha) (tạ/ha) (%) 1: 100N+100P205+80K20/ha (Mức, đC) 55,3 - - 2: Mức + 550 kg HCVSđTD/ha 64,4 9,1** 16,46 3: Mức + 550 kg HCVS Biogro/ha 63,5 8,2** 14,83 4: Mức + 550 kg HCVS Sông Gianh/ha 60,4 5,1* 9,22 5: Mức + 550 kg HCVS Hà Giang/ ha 60,8 5,5* 9,95 6: Mức + 550 kg HCVS của Viện KHKTNN/ha 61,2 5,9* 10,67 7: Mức + 550 kg HCVS MTX/ha 61,9 6,6* 11,93 8: Mức + 55 lắt EM/ha 58,7 3,4ns 6,15 CV% 5,4 LSD05 4,9 LSD 01 6,9 (Hoàng Hải, 2007)
Trong nghiên cứu của Hoàng Hải về Ảnh hưởng của một số chế
phẩm vi sinh vật ựến năng suất lúa Q5 tại Thái Nguyên cho thấỵ