Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. Tình hình nghiên cứu về chế phẩm sinh học trên thế giới và Việt Nam
1.4.1. Tình hình nghiên cứu về chế phẩm sinh học trong nông nghiệp
Từ thế kỷ XVII, nhà bác học nổi tiếng người Hà Lan-An Tôn Van Lơ Ven Húc (1632-1723) đã chế tạo ra kính hiển vi nguyên thủy và phát hiện ra thế giới huyền ảo của các loài vi sinh vật.
Đến đầu thế kỷ XIX, nhiều công trình khoa học ra đời trong đó phải kể đến các công trình nghiên cứu của các nhà bác học nổi tiếng người Pháp-Pasteur (1822-1895), tiếp đó là Invanôpkii (1864), Halrigell và Uyn Fac (1886), Những công trình nghiên cứu của họ là cơ sở cho sự phát triển của công nghệ vi sinh, nhờ đó một loạt các loại vi sinh vật được công bố là có mặt trong thế giới sinh vật.
Hiện nay, trên thế giới nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này đã đạt được những kết quả khả quan như: sản xuất chế phẩm sinh học nấm côn trùng có ích Beauveria & Metarhizium, Entomopthora grylli trừ rầy nâu, P. corrugata, P. fluorescents, Bacillus cereus trừ bệnh hại ở thân và rễ cây trồng. Một số loại chế phẩm nấm đối kháng như Gllocladium, Scytalidium, Paecilomyces, Chaetomium, trừ bệnh đạo ôn, đốm lá. Các chế phẩm vi khuẩn đối kháng này có tác dụng tích cực đối với nông nghiệp, ưu việt hơn so với việc dùng thuốc hóa học.
Trong đó, thành tựu đáng kể đầu tiên là thuốc trừ sâu sinh học Bacillus thuringiensis (Bt) đã được nhiều nước như Mỹ, Anh, Canada, Pháp, Nga, Trung Quốc sản xuất và sử dụng phổ biến phòng trừ các loại sâu ăn lá, mọt hại cây trồng và trừ muỗi do chất lượng Bt rất ổn định, phổ biến diện rộng, hiệu quả diệt sâu cao. Số lượng thuốc trừ sâu Bt chiếm 3-5% trong tổng số thuốc Bảo vệ thực vật và chiếm tới 90% thị phần của thuốc trừ sâu sinh học. Đặc biệt tại Mỹ và một số nước đã chuyển gen Bt vào cây bông để phòng trừ sâu xanh (Heliothis armigera) với diện tích hàng vạn ha. Ngoài ra còn chuyển gen Bt vào các cây trồng khác (đậu đỗ, rau thập tự) để phòng chống các loại sâu hại kháng thuốc hóa học (sâu tơ, sâu khoang, sâu keo da láng, sâu xanh).
1.4.1.2. Tình hình nghiên cứu về chế phẩm sinh tại Việt Nam
Ở Việt Nam, nghiên cứu về chế phẩm vi sinh vật được tiến hành từ những năm đầu của thập kỷ 60, thế kỷ XX, đến sau những năm 80 mới được đưa vào các chương trình khoa học cấp nhà nước như: “Sinh học phục vụ nông nghiệp”
giai đoạn 1982-1990, chương trình “Công nghệ sinh học” KC.08 giai đoạn 1991- 1995, chương trình “Công nghệ sinh học phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người” KHCN.02 giai đoạn 1996- 2000 và chương trình “Nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ sinh học” giai đoạn 2001.
Tuy nhiên, những nghiên cứu về chế phẩm sinh học BVTV ở nước ta mới được chú ý thực sự từ khoảng hơn 10 năm trở lại đây. Nghiên cứu bước đầu về thành phần cho thấy ở nước ta khá phong phú về số lượng, chủng loại vi sinh vật đối kháng bệnh cây và vi sinh vật gây bệnh côn trùng. Từ đó, các cơ quan nghiên cứu khoa học như Viện Bảo vệ thực vật, Viện Cơ điện và Công nghệ sau thu hoạch, Viện Công nghệ thực phẩm, Viện công nghệ sinh học, Trung tâm vi sinh vật ứng dụng (Đại học Quốc gia Hà Nội), Viện Di truyền Nông nghiệp, . . . đã nghiên cứu sản xuất và sử dụng chế phẩm sinh học Bt để trừ sâu hại cây trồng trước và sau thu hoạch. Những năm đầu của thập kỷ 90 (thế kỷ XX) các cơ sở trên đã sản xuất được hàng trăm tấn Bt ở dạng dịch thể và dạng bột phục vụ sản xuất nông nghiệp. Chế phẩm Bt bước đầu đã đạt hiệu quả trừ sâu cao và có triển vọng.
Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn đối kháng ngày càng được quan tâm sử dụng để diệt nấm gây hại cây. Một số chủng vi khuẩn đối kháng như Burkholderia, Pseudomonas, Bacillus đã và đang được quan tâm nghiên cứu vì chúng tổng hợp một số chất ngoại bào với khả năng ức chế sự nẩy mầm và phát triển của nấm bệnh F. oxysporum và R.
Solani.
Theo thông tin từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, năm 2009, có 344 sản phẩm được đăng ký vào danh mục các loại thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học, trong đó có 221 sản phẩm thuốc trừ sâu và 66 sản phẩm thuốc trừ sinh vật gây hại như ốc, chuột, mối. Số lượng thuốc BVTV có nguồn gốc sinh học
được đăng ký gia tăng rất nhanh, năm 2000 chỉ có 2 sản phẩm, nay đã gấp hơn 150 lần. Tuy vậy, theo tiết lộ của các nhà kinh doanh thuốc BVTV, dù số lượng các thuốc BVTV sinh học tăng nhanh nhưng doanh số chỉ dưới 5% tổng doanh số thuốc BVTV. Nghĩa là hiện nay dù thuốc BVTV sinh học tốt, an toàn môi trường nhưng người nông dân lại ít sử dụng.
Về CPSH dùng cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học, phân bón vi sinh, hiện nay rất đa dạng về chủng loại và số lượng ở Việt Nam. Theo Cục Trồng trọt, tính đến tháng 8/2012, Việt Nam đã có 1.694 các loại phân hữu cơ. Tiềm năng sử dụng các CPSH trong nông nghiệp rất lớn, là hướng đi đúng đắn, hướng tới nền nông nghiệp hữu cơ, sinh thái bền vững và thân thiện với môi trường. Dù là một nước nông nghiệp nhưng việc sử dụng CPSH ở Việt Nam hiện nay còn nhiều hạn chế.
- Một số loại phân hữu cơ sinh học, hữu cơ vi sinh, chế phẩm vi sinh đang sử dụng phổ biến tại Việt Nam
Chế phẩm xử lý phụ phế phẩm nông nghiệp, chế phẩm sinh học nấm đối kháng Trichoderma ngoài tác dụng sản xuất phân bón hũu cơ sinh học, hay sử dụng như một loại thuốc BVTV thì còn có tác dụng để xử lý ủ phân chuồng, phân gia súc, vỏ cà phê, chất thải hũu cơ như rơm, rạ, rác thải hữu cơ rất hiệu quả. Chế phẩm sinh học BIMA (có chứa Trichoderma sp.) của Trung Tâm Công nghệ Sinh học TP. Hồ Chí Minh, chế phẩm Vi-ĐK của Công ty thuốc sát trùng Việt Nam đang được nông dân TP. Hồ Chí Minh và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam bộ sử dụng rộng rãi trong việc ủ phân chuồng bón cho cây trồng. Các chế phẩm sinh học của Viện Sinh học nhiêt đới như BIO-F, chế phẩm sinh học chứa các vi sinh vật do nhóm phân lập và tuyển chọn: xạ khuẩn Streptomyces sp., nấm mốc Trichoderma sp. và vi khuẩn Bacillus sp..
Chế phẩm sinh học cải tạo đất Viện Công nghệ Sinh học (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu và sản xuất thành công chế phẩm sinh học giữ ẩm cho đất có tên là Lipomycin-M. Thành phần chính là của Lipomycin- M là chủng nấm men Lipomyces PT7.1 có khả năng tạo màng nhầy trong điều kiện đất khô hạn, giúp giảm thoát nước, duy trì độ ẩm cho đất trong điều kiện địa
hình không có nước tưới thời gian dài, góp phần nâng cao tỷ lệ sống của cây trồng, hỗ trợ tốt cho việc phủ xanh đất trống đồi trọc. Chế phẩm sinh học này được xem là một giải pháp cải tạo đất bền vững cho môi trường sinh thái. Chế phẩm sinh học ứng dụng phòng trừ sâu bệnh VINEEM 1500 EC là sản phẩm của Công ty thuốc sát trùng miền Nam, được chiết xuất từ nhân hạt Neem (Azadirachta indica A. Juss) có chứa hoạt chất Azadirachtin, có hiệu lực phòng trừ nhiều lọai sâu hại trên cây trồng như lúa, rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái, hoa kiểng. Bằng kỹ thuật công nghệ sinh học, các nhà khoa học Viện khoa học nông nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu và sản xuất ra 7 loại chế phẩm thuộc nhóm thuốc trừ sâu sinh học như chế phẩm vi sinh BT (Bacciluss Thuringiensis var.) có nguồn gốc vi khuẩn, phổ diệt sâu rộng và hữu hiệu đối với các loại sâu như sâu cuốn lá, sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang, sâu ăn tạp. Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng (Đại học Cần Thơ) cũng đã nghiên cứu và đưa ra 02 chế phẩm sinh học Biobac và Biosar có khả năng phòng trừ 02 bệnh thường gặp trên lúa là đốm vằn và cháy lá.
Qua những kết quả nghiên cứu về hiệu quả sử dụng chế phẩm vi sinh vật ở Việt Nam và nước ngoài cho thấy, phân bón hữu cơ vi sinh có tác dụng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển, năng suất cây trồng, giảm giá thành, nâng cao hiệu quả trồng trọt và cải tạo môi trường đất canh tác.