sinh trên thế giới
Sau hơn nửa thế kỉ sử dụng rộng rãi đến mức lạm dụng phân bón hóa học, các nước tiên tiến trên thế giới nhận ra mặt trái của vấn đề là các chất hóa học dùng trong nông nghiệp đã gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Quá trình sản xuất phân bón hóa học vừa tốn kém vừa làm ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước. Đồng thời khi bón nhiều và lâu dài xuống ruộng, các chất hóa học đã phá hủy sinh thái
đất, tồn dư trong đất làm vô cơ hóa đất, gây ô nhiễm môi trường đất và gây nhiễm
độc thức ăn cho người và động vật qua rau xanh, ngũ cốc…Vì vậy, hiện nay xu hướng nghiên cứu sử dụng VSV trong quá trình sản xuất phân bón nói riêng và
trong sản xuất các chất dinh dưỡng và bảo vệ cây trồng nói chung đang ngày càng phát triển mạnh mẽ trên thế giới [14], [32].
Vào những năm 1950, các nhà nghiên cứu Nga phát triển sản phẩm chứa
Bacillus megatheriumvar phosphaticum với tên gọi Phosphobacterin. Năm 1958 xấp xỉ 10 triệu hecta được xử lý với sản phẩm này. Các báo cáo xác định rằng khoảng 50 - 70% đồng ruộng được nhiễm với Phosphobacterin làm tăng năng suất cây trồng 5 - 10% so với đối chứng. Sau đó, chế phẩm này cũng được sử dụng ở Mỹ
với 70% diện tích đất trồng nông nghiệp. Viện nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ đã sử dụng Phosphobacterium trên lúa mì, lúa và ngô cũng đã cho kết quả tăng đáng kể
so với đối chứng. Người ta ước tính nếu sử dụng VSV phân giải phosphate có tác dụng tương đương với việc bón 50kg P2O5/ha [1].
Năm 1955, Sở nghiên cứu khoa học Đông Bắc Trung Quốc đã sản xuất phân VSV phân giải phosphate bón cho lúa nước, lúa mì, khoai tây, đậu tương, cà chua, mía, lạc đều thu được năng xuất cao hơn. Ở Trung Quốc, chế phẩm phân lân vi sinh
đang được ứng dụng rộng rãi. Trong đó, chế phẩm “Thiên Lý Bảo” là loại phân VSV có giá trị sinh học đáng chú ý (mỗi gam phân bón chứa tới trên 5.109 tế bào VK, trong đó có 2 chủng ưu thế có khả năng phân giải P khó tan Ca3(PO4)2 - thuộc chi Bacillus) đã được thử nghiệm trên 23 loại cây trồng khác nhau và được chứng minh là vừa có khả năng chuyển hóa P trong các hợp chất khó tan vừa có khả năng cốđịnh nitơđể cung cấp P, nitơ cho cây trồng [3].
Sử dụng chủng Pseudomonas striata khi bón quặng phosphate và super phosphate cũng làm tăng đáng kể năng suất khoai tây (Gaur và Negi, 1980). Kết quả
nghiên cứu mới nhất ở Canada cho thấy khi bón VSV phân giải phosphate có thể
thay thế 50 - 75% lượng P cần bón bằng quặng nghèo P2O5 mà năng suất chất lượng không hề thay đổi (Gaur, 1992) [29].
Cho tới năm 1990, khi Philom Bios mua Provide để bán ở Tây Canada thì đã xuất hiện chế phẩm chứa P.bilaji. Tiếp sau đó cũng có rất nhiều nghiên cứu: Jones và cs (1995) tìm được những chủng khoáng hóa phosphate nhôm và sắt ở đất Scotlen. Các nhà khoa học Úc cũng tìm được những VSV có hiệu quả trong đất axit… nhưng không thu được kết quả trong việc đưa các chủng VSV phân giải phosphate ra thị trường [39].
Các kết quả nghiên cứu từ Mỹ, Canada, Nga, Nhật, Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan… cho thấy sử dụng chế phẩm VSV có thể thay thế 1/3 đến 1/2 lượng phân lân hóa học. Viện nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ đã sử dụng sản phẩm Phosphobacterin trên lúa mì, ngô, lúa nước. Kết quả cho thấy trong những điều kiện khí hậu khác nhau 10 trong tổng 37 cuộc thử nghiệm trên đồng ruộng cho sản lượng tăng đáng kể. Không những thế, sản xuất phân vi sinh còn tận dụng được cả các phế
thải nông nghiệp (rơm, rạ, rác hữu cơ…) vừa tiết kiệm năng lượng vừa ít gây ô nhiễm môi trường [39], [42].
1.7.3. Ứng dụng vi sinh vật phân giải phosphate khó tan sản xuất phân vi sinh
ở Việt Nam
Nhằm mục tiêu phát triển nông nghiệp sinh thái bền vững, Việt Nam đã có khá nhiều nghiên cứu về VSV phân giải phosphate. Tại Việt Nam những nghiên cứu về VSV cố định nitơ cũng như phân giải phosphate khó tan đã được tiến hành nghiên cứu từ những năm 1960.
Năm 1958, Lê Văn Căn và Đặng Văn Ngữđã nghiên cứu một số nấm mốc có khả năng phân giải được phosphate khó tan. Một trong số các chủng nấm mốc có chủng Aspergillusniger có hoạt tính phân giải phosphate khó tan. Sau 4 tuần nuôi cấy
đã chuyển hóa được 17,2% P tổng số trong apatit và 14,2% P tổng số trong phosphorit [2].
Năm 1980 bắt đầu thử nghiệm loại phân vi sinh cho cây đậu tương và chế phẩm Vinaga, Vidafo cho cây lạc (của trường Đại học Nông nghiệp Cần Thơ). Tháng 10 - 1990, chế phẩm phân hữu cơ vi sinh được công ty Thiên Nông sản xuất lần đầu tiên
ở nước ta.
Kết quả nghiên cứu về phân lân vi sinh trong khuôn khổđề tài cấp ngành mà Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam giai đoạn 1992-1995 cho thấy sử
dụng VSV phân giải phosphate có thể thay thế 30-35% lượng lân vô cơ cần bón bằng quặng phodphorit mà năng suất cây trồng không thay đổi.
Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thị Phương Chi (1999) nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn nitơ lên khả năng phân giải phosphate khó tan của 2 chủng nấm sợi
nguồn cung cấp nitơ khác nhau lên khả năng phân giải phosphate khó tan của 2 chủng nấm sợi trên. Kết quả cho thấy KNO3, NaNO3, (NH4)2SO4 là những nguồn nitơ tốt nhất cho môi trường nuôi chủng MN1, còn ĐT1 là NH4Cl [9].
Vũ Thúy Nga, Nguyễn Ngọc Quyên, Trần Thủy Tú, Phạm Văn Toản (2003) nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp IAA và phân giải phosphate vô cơ khó tan của VK Bradyrhizobium. Kết quả cho thấy chúng có khả năng tổng hợp được từ 20 - 100 µg/ml IAA trong môi trường nuôi cấy [12].
Nguyễn Thị Phương Chi, Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thị Quỳnh Mai (2004)
đã nghiên cứu khả năng tiết enzyme phosphatase của 10 chủng VSV hòa tan P và nhận thấy rằng ngoài khả năng hòa tan P khó tan các chủng VSV này có khả
năng sản sinh enzyme phosphatase (chủ yếu là nấm sợi và VK), enzyme này
đóng vai trò xúc tác không thể thiếu cho quá trình phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ chứa P [6].
Nghiên cứu gần đây nhất đối với VSV phân giải phosphate trên đất bazan nâu đỏ là sử dụng chế phẩm vi sinh phân giải phosphate (50g) cho 1hecta cà phê có tác dụng tương đương với 34,3kg P2O5/ hecta [8]. Nghiên cứu cũng cho thấy, việc bón thêm phân VSV phân giải phosphate làm tăng số lượng VSV phân giải phosphate trong đất, dẫn đến tăng cường độ phân giải phosphate khó tan trong đất thêm 23 - 35% [2].
Cho tới nay ở nước ta có nhiều nhà sản xuất phân lân hữu cơ vi sinh như: Phân lân hữu cơ Thiên Nông, phân lân sinh hóa hữu cơ Komix của công ty hóa sinh nông nghiệp và thương mại Thiên Sinh, phân sinh hóa hữu cơ Biomix của công ty phân bón hóa chất Kiên Giang, Biofer của Hội phân bón Việt Nam… đều sản xuất phân lân vi sinh nhưng với số lượng không nhiều, hiệu quả chưa thật ổn định, giá thành
đắt, khó khăn về mặt bảo quản và vận chuyển; hơn nữa không phải bón cho vùng đất nào cũng phù hợp và cho hiệu quả.
Vì vậy, mục tiêu chung của các nhà khoa học Việt Nam là phấn đấu có nhiều loại phân hữu cơ VSV tốt từ các phế thải nông nghiệp để có thể giảm dần việc sử
dụng phân hóa học trên đồng ruộng mà vẫn đảm bảo nâng cao năng suất cây trồng
đồng thời giảm chi phí đầu tư sản xuất, tiết kiệm tiền bạc và bảo vệ môi trường, xây dựng một nền nông nghiệp sinh thái bền vững [8].
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU