Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3.3. Một số ứng dụng của vi sinh vật trong nông nghiệp
Công nghệ vi sinh đã đóng góp cho nền nông nghiệp thế giới những thành tựu to lớn, trở thành một trong những ngành mũi nhọn tham gia giải quyết các mục tiêu bảo vệ tài nguyên đất đai và nâng cao độ phì nhiêu, tăng năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. Việc nghiên cứu ứng dụng các nguồn gen vi sinh vật tốt để sản xuất các chế phẩm vi sinh, phân vi sinh, phân hữu cơ vi sinh và hữu cơ sinh học đang là xu hướng tích cực trong chiến lược phát triển một nền nông nghiệp theo hướng hữu cơ hiệu quả và bền vững.
Hiện nay, hầu hết các sản phẩm vi sinh vật đều được sản xuất từ một loại vi sinh vật, hay phối hợp nhiều chủng có tác dụng hỗ trợ cho nhau cùng phát huy tác dụng chuyên biệt của chúng như: (Cố định đạm cộng sinh–Nitragin, Rhizoda;
Cố định đạm hội sinh, tự do-Azogin, Rhizolu; Phân giải hợp chất photpho khó tan-Phosphobacterein, phân hữu cơ vi sinh cố định đạm, phân giải lân, phân hữu
cơ vi sinh đa chức năng gồm vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân, kích thích sinh trưởng hoặc kết hợp với chủng vi sinh có khả năng hạn chế bệnh trong đất hại cây trồng) và hiệu quả sử dụng của các chế phẩm này ở các địa phương thì khác nhau. Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự phong phú, đa dạng của hệ vi sinh vật đất và tác động qua lại nhiều chiều cùa các vi sinh vật với nhau, của vi sinh khác nhau với cây trồng và điều kiện môi trường.
- Ứng dụng trực tiếp:
Vi sinh vật được ứng dụng trực tiếp trong nông nghiệp bằng các tác động trực tiếp của vi sinh vật đến cây trồng thể hiện qua sự tổng hợp, khoáng hoá hoặc chuyển hoá các chất dinh dưỡng xảy ra trong quá trình chuyển hoá vật chất của vi sinh vật như quá trình cố định nitơ, phân giải lân, sinh tổng hợp auxin, giberellin, etylen... Những vi khuẩn này có khả năng giúp cây trồng tăng khả năng huy động và dễ dàng sử dụng các nguồn dinh dưỡng từ môi trường.
Sử dụng vi sinh vật dưới dạng phân bón vi sinh vật (gọi tắt là phân vi sinh) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn có mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành. Thông qua các hoạt động của vi sinh vật sau quá trình bón vào đất tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng sử dụng được (N, P ,K) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông sản. Phân vi sinh bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản[68].
Hiệu quả của vi sinh vật trong việc làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển cây trồng, tiết kiệm phân bón hoá học cũng như tăng năng suất, chất lượng nông sản đã được khẳng định trong nhiều công trình nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới[67]. Ví dụ: Chế phẩm Nitragin, Azotobacterin chứa các vi sinh vật có khả năng cố định nitơ tự do trong không khí. Chế phẩm Photphobacterin chứa các vi sinh vật có khả năng phân giải photpho khó tan trong đất hoặc các chế phẩm nấm rễ, chế phẩm tảo lam[68].
Hiện nay, việc ứng dụng các vi sinh vật để bảo vệ thực vật đang được quan tâm vì nó ít gây độc hại và đảm bảo cân bằng sinh thái; có thể kể đến một số các chế phẩm sau: Virus gây bệnh cho côn trùng, vi khuẩn gây bệnh cho côn
trùng và chuột, vi sinh vật đối kháng. Người ta đã sản xuất được chế phẩm để trừ sâu xanh, sâu róm thông bằng cách ngừng ăn, ít hoạt động, trương phù; một số chế phẩm từ vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng và chuột như chế phẩm Bt. để trừ sâu tơ, sâu xanh bướm trắng hại rau hoặc chế phẩm Biorat, chế phẩm Miroca để gây bệnh đường ruột cho chuột. Ngoài việc ứng dụng các vi sinh vật gây bệnh cho côn trùng và dịch hại như trên, người ta đã nghiên cứu tìm ra các loài nấm, các loài vi khuẩn, các loài virus đối kháng với các vi sinh vật gây bệnh hoặc cỏ dại tức là khi có mặt những loài vi sinh vật này thì các vi sinh vật gây bệnh mà đối kháng với chúng sẽ không phát sinh, phát triển được. Ví dụ sử dụng nấm Penicillium (các loài oxalicum, frequentans, vermiculatum, nigricans, chrysogetum) để đối kháng với các nấm Pythium spp. Rhizoctonia solani, Sclerotium cepivorum, Vertcillium alboatrum; sử dụng vi khuẩn Steptomyces griseoviridy để đối kháng với bệnh nấm Fusarium[46].
- Ứng dụng gián tiếp:
Tác động gián tiếp đến sinh trưởng của cây trồng xảy ra khi các chủng vi sinh vật có khả năng làm giảm bớt hoặc ngăn chặn các ảnh hưởng có hại từ môi trường hoặc từ các vi sinh vật bất lợi đối với thực vật, trong đó vi sinh vật có thể cạnh tranh dinh dưỡng với vi sinh vật bất lợi hoặc sinh tổng hợp các chất có tác dụng trung hoà, phân huỷ, chuyển hoá các tác nhân có hại hoặc tiêu diệt, ức chế các vi sinh vật bất lợi. Mỗi loại vi sinh vật trong tự nhiên có thể có 1 hoặc cả 2 tác động nêu trên đối với cây trồng[45]. Những ứng dụng gián tiếp có thể kể đến:
Sản xuất phân bón hữu cơ sinh học, cải tạo giống cây trồng bằng vi sinh vật, sản xuất chất điều hoà sinh trưởng, sản xuất thức ăn cho vật nuôi từ vi sinh vật, sản xuất vaccine và kháng sinh cho vật nuôi.
Hiện nay, người ta đã dùng vi khuẩn chuyển gen vào cây trồng thông qua các tế bào bị thương để từ đó nuôi cấy nhân nhanh các tế bào này trong môi trường nhân tạo rồi cho tái sinh thành giống cây mới.