Chế Phẩm vi sinh vật làm phân bón và cải tạo đất_chương 5
Nito là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng không chỉ đối với cây trồng, mà ngay cả đối với vi sinh vật. Nguồn dự trữ nito trong tự nhiên rất lớn, chỉ tính riêng trong không khí nito chiếm 18.16%
Ch−¬ng n¨m
chÕ phÈm vi sinh vËt lµm ph©n bãn vµ c¶i t¹o ®Êt
A. chÕ phÈm vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ ph©n tö
(Ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh ®¹m, ph©n ®¹m sinh häc)
I. kh¸i niÖm chung vÒ qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö
N2
(Nit¬ kh«ng khÝ)
I
IV
Protid cña c¸c sinh vËt NO3
Vi sinh vËt
(C¬ thÓ §V,TV,VSV)
II III
NH4(NH3)
H×nh 3: Vßng tuÇn hoµn nit¬ trong tù nhiªn
I. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö III. Qu¸ tr×nh nit¬rat hãa
II. Qu¸ tr×nh am«n ho¸ IV. Qu¸ tr×nh ph¶n nit¬rat ho¸
Nit¬ lµ nguyªn tè dinh d−ìng quan träng kh«ng chØ ®èi víi c©y trång, mµ ngay c¶ ®èi víi vi
sinh vËt. Nguån dù tr÷ nit¬ trong tù nhiªn rÊt lín, chØ tÝnh riªng trong kh«ng khÝ nit¬ chiÕm
kho¶ng 78,16% thÓ tÝch. Ng−êi ta −íc tÝnh trong bÇu kh«ng khÝ bao trïm lªn mét ha ®Êt ®ai chøa
kho¶ng 8 triÖu tÊn nit¬, l−îng nit¬ nµy cã thÓ cung cÊp dinh d−ìng cho c©y trång hµng chôc triÖu
n¨m nÕu nh− c©y trång ®ång ho¸ ®−îc chóng.
Trong c¬ thÓ c¸c lo¹i sinh vËt trªn tr¸i ®Êt chøa kho¶ng 10 - 25.109 tÊn nit¬. Trong c¸c vËt
trÇm tÝch chøa kho¶ng 4.1015 tû tÊn nit¬. Nh−ng tÊt c¶ nguån nit¬ trªn c©y trång ®Òu kh«ng tù
®ång ho¸ ®−îc mµ ph¶i nhê vi sinh vËt. Th«ng qua ho¹t ®éng sèng cña c¸c loµi vi sinh vËt, nit¬
n»m trong c¸c d¹ng kh¸c nhau ®−îc chuyÓn ho¸ thµnh dÔ tiªu cho c©y trång sö dông.
Hµng n¨m c©y trång lÊy ®i tõ ®Êt hµng tr¨m triÖu tÊn nit¬. B»ng c¸ch bãn ph©n con ng−êi tr¶
l¹i cho ®Êt ®−îc kho¶ng > 40%, l−îng thiÕu hôt cßn l¹i c¬ b¶n ®−îc bæ sung b»ng nit¬ do ho¹t
®éng sèng cña vi sinh vËt. V× vËy viÖc nghiªn cøu, sö dông nguån ®¹m sinh häc nµy ®−îc xem lµ
mét gi¶i ph¸p quan träng trong n«ng nghiÖp, ®Æc biÖt trong sù ph¸t triÓn nÒn n«ng nghiÖp bÒn
v÷ng cña thÕ kû 21 nµy. Ng−êi ta gäi qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ nit¬ ph©n tö trong kh«ng khÝ thµnh
®¹m lµ qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö.
II. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö vµ c¬ chÕ
Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö lµ qu¸ tr×nh ®ång ho¸ nit¬ cña kh«ng khÝ thµnh ®¹m am«n
d−íi t¸c dông cña mét sè nhãm vi sinh vËt cã ho¹t tÝnh Nitrogenaza.
B¶n chÊt cña qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö ®−îc Hellrigel vµ Uynfac t×m ra n¨m 1886. Cã
hai nhãm VSV tham gia ®ã lµ: (1) nhãm sinh vËt sèng tù do vµ héi sinh vµ (2) nhãm vi sinh vËt
céng sinh.
1. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö nhê vi sinh vËt sèng tù do vµ héi sinh
Lµ qu¸ tr×nh ®ång ho¸ nit¬ cña kh«ng khÝ d−íi t¸c dông cña c¸c chñng gièng VSV sèng tù do
vµ héi sinh.
Thuéc vÒ nhãm nµy cã tíi hµng ngh×n chñng VSV kh¸c nhau, trong ®ã ph¶i kÓ ®Õn mét sè
VSV sau:
1) Vi khuÈn Azotobacter. N¨m 1901, nhµ b¸c häc Beyjeirinh ®· ph©n lËp ®−îc tõ ®Êt mét
loµi VSV cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ ph©n tö cao «ng ®Æt tªn cho loµi VSV nµy lµ Azotobacter. Vi
khuÈn Azotobacter khi nu«i cÊy ë m«i tr−êng nh©n t¹o th−êng biÓu hiÖn tÝnh ®a h×nh, khi cßn
non cã tiªn mao, cã kh¶ n¨ng di ®éng ®−îc nhê tiªn mao (Flagellum). Lµ vi khuÈn h×nh cÇu
(song cÇu khuÈn), gram ©m kh«ng sinh nha bµo, h¶o khÝ, cã kÝch th−íc tÕ bµo dao ®éng 1,5 -
5,5µm, khuÈn l¹c d¹ng S mµu tr¾ng trong, låi, nhµy. Khi giµ khuÈn l¹c cã mµu vµng lôc hoÆc
mµu n©u thÉm, tÕ bµo ®−îc bao bäc líp vá dµy vµ t¹o thµnh nang x¸c, gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi
nang x¸c nµy sÏ nøt ra vµ t¹o thµnh c¸c tÕ bµo míi.
Vi khuÈn Azotobacter thÝch øng ë pH 7,2 ÷ 8,2, ë nhiÖt ®é 28 ÷ 30oC, ®é Èm 40 ÷ 60%.
Azotobacter ®ång ho¸ tèt c¸c lo¹i ®−êng ®¬n vµ ®−êng kÐp, cø tiªu tèn 1 gam ®−êng gluco nã cã
kh¶ n¨ng ®ång ho¸ ®−îc 8 - 18 mg N. Ngoµi ra Azotobacter cßn cã kh¶ n¨ng tiÕt ra mét sè
vitamin thuéc nhãm B nh− B1, B6..., mét sè acid h÷u c¬ nh−: acid nicotinic, acid pantotenic,
biotin, auxin. C¸c lo¹i chÊt kh¸ng sinh thuéc nhãm Anixomyxin.
Thuéc vÒ gièng Azotobacter cã rÊt nhiÒu loµi kh¸c nhau: Azotobacter chrococcum;
Azotobacter acidum; Azotobacter araxii; Azotobacte nigricans; Azotobacter galophilum;
Azotobacter unicapsulare...
2) Vi khuÈn Beijerinskii. N¨m1893 nhµ b¸c häc Ên ®é Stackª ®· ph©n lËp ®−îc mét loµi vi
khuÈn ë ruéng lóa n−íc pH rÊt chua cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ ph©n tö, «ng ®Æt tªn lµ vi khuÈn
Beijerinskii. Vi khuÈn Beijerinskii cã h×nh cÇu, h×nh bÇu dôc hoÆc h×nh que, gram ©m kh«ng sinh
nha bµo, h¶o khÝ, mét sè loµi cã tiªn mao cã kh¶ n¨ng di ®éng ®−îc. KÝch th−íc tÕ bµo dao ®éng
0,5 - 2,0 × 1,0 - 4,5 µm, khuÈn l¹c thuéc nhãm S, rÊt nhµy, låi kh«ng mµu hoÆc mµu n©u tèi khi
giµ, kh«ng t¹o nang x¸c.
Vi khuÈn Beijerinskii cã kh¶ n¨ng ®ång ho¸ tèt c¸c lo¹i ®−êng ®¬n, ®−êng kÐp, cø tiªu tèn 1
gam ®−êng gluco nã cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh ®−îc 5 - 10 mgN.
Kh¸c víi vi khuÈn Azotobacter, vi khuÈn Beijerinskii cã tÝnh chèng chÞu cao víi acid, nã cã
thÓ ph¸t triÓn ë m«i tr−êng pH = 3, nh−ng vÉn ph¸t triÓn ë pH trung tÝnh hoÆc kiÒm yÕu, vi khuÈn
Beijerinskii thÝch hîp ë ®é Èm 70 - 80% ë nhiÖt ®é 25 ÷ 28oC. Vi khuÈn Beijerinskii ph©n bè réng
trong tù nhiªn, nhÊt lµ ë vïng nhiÖt ®íi vµ ¸ nhiÖt ®íi.
3) Vi khuÈn Clostridium. N¨m1939 nhµ b¸c häc ng−êi Nga Vinogratxkii ®· ph©n lËp tuyÓn
chän ®−îc mét loµi vi khuÈn yÕm khÝ, cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ ph©n tö cao, «ng ®Æt tªn cho loµi vi
khuÈn nµy lµ vi khuÈn Clostridium. §©y lµ loµi trùc khuÈn gram d−¬ng, sinh nha bµo, khi sinh nha
bµo nã kÐo mÐo tÕ bµo. KÝch th−íc tÕ bµo dao ®éng 0,7 ÷ 1,3 × 2,5 ÷ 7,5µm, khuÈn l¹c thuéc nhãm
S, mµu tr¾ng ®ôc, låi nhµy. Vi khuÈn Clostridium Ýt mÉn c¶m víi m«i tr−êng, nhÊt lµ m«i tr−êng
thõa p, k, ca vµ cã tÝnh æn ®Þnh víi pH, nã cã thÓ ph¸t triÓn ë pH 4,5 ÷ 9, ®é Èm thÝch hîp 60 -
80%, nhiÖt ®é 25 - 30oC. Vi khuÈn Clostridium ®ång ho¸ tèt tÊt c¶ c¸c nguån thøc ¨n nit¬ v« c¬
vµ h÷u c¬, cø 1 gam ®−êng gluco th× ®ång ho¸ ®−îc 5 - 12 mgN.
Vi khuÈn Clostridium cã rÊt nhiÒu loµi kh¸c nhau: Clostridium butyrium; Clostridium
beijerinskii; Clostridium pectinovorum...
2.2. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö céng sinh
Lµ qu¸ tr×nh ®ång hãa nit¬ trong kh«ng khÝ d−íi t¸c dông cña c¸c loµi vi sinh vËt céng sinh
víi c©y bé ®Ëu cã ho¹t tÝnh Nitrozenaza.
Mèi quan hÖ ®Æc biÖt nµy ®−îc gäi lµ mèi quan hÖ céng sinh, trong tù nhiªn th−êng gÆp
nhiÒu mèi quan hÖ céng sinh kh¸c nhau nh−: Mèi céng sinh gi÷a nÊm vµ t¶o (®Þa y); mèi quan hÖ
gi÷a vi khuÈn nèt sÇn víi c©y hä ®Ëu...
Tõ xa x−a con ng−êi ®· biÕt ¸p dông nh÷ng quy luËt tÊt yÕu nµy vµo trong s¶n xuÊt, hä ®·
biÕt trång lu©n canh hoÆc xen canh gi÷a c©y hä ®Ëu víi c©y hoµ th¶o ®Ó thu ®−îc n¨ng suÊt c©y
trång cao vµ båi bæ ®é ph× cho ®Êt.
N¨m 372 - 287 tr−íc C«ng nguyªn, nhµ triÕt häc cæ Hy L¹p (theo Pharates) trong tËp “Nh÷ng
quan s¸t vÒ c©y cèi” ®· coi c©y hä ®Ëu nh− vËt båi bæ l¹i søc lùc cho ®Êt. ë ViÖt Nam, trong cuèn
“V©n ®µi lo¹i ng÷” (1773) Lª Quý §«n ®· ®Ò cËp ®Õn phÐp lµm ruéng: “Thø nhÊt lµ trång ®Ëu
xanh thø hai lµ trång ®Ëu nhá vµ võng”.
N¨m 1886, Hellriegel vµ Uynfac ®· kh¸m ph¸ ra b¶n chÊt cña qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö.
Hä ®· chøng minh ®−îc kh¶ n¨ng cña c©y hä ®Ëu lÊy ®−îc nit¬ khÝ quyÓn lµ nhê vi khuÈn nèt sÇn
(VKNS) sèng ë vïng rÔ c©y hä ®Ëu. Hä ®Æt tªn cho loµi VSV nµy lµ Bacillus radicicola. N¨m
1889, Pramovskii ®· ®æi tªn VSV nµy lµ Bacterium radicicola. Cuèi n¨m 1889 Frank ®Ò nghÞ ®æi
tªn lµ Rhizobium.
Vi khuÈn Rhizobium lµ lo¹i trùc khuÈn gram ©m kh«ng sinh nha bµo, h¶o khÝ. KÝch th−íc tÕ
bµo dao ®éng 0,5 ÷1,2 x 2,0 ÷ 3,5 µm, khuÈn l¹c thuéc nhãm S, nhµy låi, mµu tr¾ng trong hoÆc
tr¾ng ®ôc, kÝch th−íc khuÈn l¹c dao ®éng 2,3 ÷ 4,5 mm sau mét tuÇn nu«i trªn m«i tr−êng th¹ch
b»ng. Vi khuÈn Rhizobium cã tiªn mao, cã kh¶ n¨ng di ®éng ®−îc, chóng thÝch hîp ë pH tõ 6,5 ÷
7,5, nhiÖt ®é 25 - 28oC, ®é Èm 50 ÷ 70%. Khi giµ cã mét sè loµi t¹o ®−îc nang x¸c, khuÈn l¹c sÏ
chuyÓn sang mµu n©u nh¹t. Vi khuÈn Rhizobium gåm nhiÒu loµi kh¸c nhau: Rh. leguminosarum;
Rh. phaseoli; Rh. trifolii; Rh. lupini; Rh. japonicum; Rh. meliloti; Rh. cicer; Rh. simplese; Rh.
vigna; Rh. robinii; Rh. lotus...
HiÖn nay ng−êi ta t¹m chia VKNS thµnh 4 nhãm lín:
+ Sinorhizobiumfredy lµ nh÷ng loµi mµ trong ho¹t ®éng sèng cña chóng s¶n sinh ra axit, hay
lµ chóng lµm axit hãa m«i tr−êng.
+ Bradyrhizobium lµ nh÷ng loµi mµ trong ho¹t ®éng sèng cña chóng s¶n sinh ra chÊt kiÒm,
hay lµ chóng lµm kiÒm hãa m«i tr−êng.
+ Agrobacterium vµ Phyllobacterium, hai gièng nµy lµ VKNS nh−ng kh«ng céng sinh ë c©y
hä ®Ëu, mµ céng sinh ë rÔ-th©n-kÏ l¸ c©y rõng vµ nh÷ng c©y thuû h¶i s¶n. Hai gièng nµy kh«ng
cã ý nghÜa nhiÒu trong n«ng nhiÖp.
2.3. C¸c VSV cè ®Þnh nit¬ ph©n tö kh¸c
Ngoµi nh÷ng gièng VSV cè ®Þnh nit¬ ph©n tö nãi trªn, cßn v« sè nh÷ng gièng kh¸c ®Òu cã
kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ ph©n tö, chóng cã nhiÒu ý nghÜa trong s¶n xuÊt n«ng l©m, ng− nghiÖp.
* Vi khuÈn:
+ Nhãm vi khuÈn cè ®Þnh nit¬ ph©n tö h¶o khÝ: Azotomonas insolita; Azotomonas
fluorescens; Pseudomonas azotogenis; Azospirillum...
+ Nhãm vi khuÈn cè ®Þnh nit¬ ph©n tö h¶o khÝ kh«ng b¾t buéc: Klebsiella pneumoniae;
Aerobacter aerogenes...
+ Nhãm vi khuÈn cè ®Þnh nit¬ ph©n tö kþ khÝ quang hîp: Rhodospirillum rubrum;
Chromatium sp.; Chlorobium sp.; Rhodomicribium sp.,...
+ Nhãm vi khuÈn cè ®Þnh nit¬ ph©n tö kþ khÝ kh«ng quang hîp: Desulfovibrio
desulfuricans; Methanobacterium sp.
* X¹ khuÈn: Mét sè loµi thuéc gièng: Streptomyces; Actinomyces; Frankia; Nocardia;
Actinopolyspora; Actinosynoema...
* NÊm: Thodotorula...
* T¶o - Vi khuÈn lam: Glococapsa sp.; Lyngbyaps; Plectonema; Boyryanum; Anabaena
azollae; Anabaena ambigua; Anabaena cycadae; Anabaena cylindrica; Anabaena fartilissima;
Calothrix brevissima; Calothrix elenkii; Nostoccaloicola commune; Nostoccaloicola cycadae;
Nostoccaloicola entophytum; Nostoccaloicola muscorum; Nostoccaloicola paludosum...
H×nh 4: H×nh th¸i cña mét sè chñng gièng vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ ph©n tö
3. C¬ chÕ cña qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö
Trong mét thêi gian dµi, c¬ chÕ cña qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö lµ mét bÝ Èn ®Çy hÊp dÉn
cña tù nhiªn.Trong khi con ng−êi ph¶i sö dông nh÷ng ®iÒu kiÖn kü thuËt rÊt cao, rÊt tèn kÐm (400
÷500oC, 200 ÷ 1000atm víi nh÷ng chÊt xóc t¸c rÊt ®¾t tiÒn) ®Ó ph¸ vì mèi liªn kÕt 3 cña ph©n tö
nit¬ ®Ó cã ph©n ®¹m ho¸ häc, b»ng c¸ch tæng hîp tõ:
NH3 + CO2 ⎯⎯⎯ CO(NH2)2
→
xóc t¸c
Trong khi ®ã VSV víi sù trî gióp cña ho¹t tÝnh Nitrogenaza l¹i ph¸ vì mèi liªn kÕt 3 cña
ph©n tö nit¬ mét c¸ch dÔ dµng ngay trong ®iÒu kiÖn rÊt b×nh th−êng vÒ nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt. Ph©n
tö nit¬ cã n¨ng l−îng lµ 9,4 x 105 J/mol.
Cã thÓ nãi qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö lµ qu¸ tr×nh khö N2 thµnh NH3 cã xóc t¸c cña
enzyme nitrogenaza, khi cã mÆt cña ATP.
N2 + AH2 + ATP ⎯⎯⎯⎯→ NH3 + A + ADP + P
⎯
nitrogenaza
(AH2 lµ chÊt cho electron).
N¨m 1992 c¸c nhµ khoa häc ®· hoµn thiÖn ®−îc c¬ chÕ cña qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö
nh− sau:
N=N → NH = NH → H2N - NH2 → NH3
N2 + 8H+ + 8e- +16 Mg.ATP +16O ⎯⎯⎯⎯→ 2NH3 + H2 + 16 Mg.ADP +16 P.
⎯
nitrogenaza
Nitrogenaza ®−îc cÊu t¹o bëi hai phÇn:
- Fe - protein cã träng l−¬ng ph©n tö l−îng kho¶ng 6. 104.
- Mo- F e - protein cã träng l−îng ph©n tö l−îng kho¶ng 2,2. 105.
4. Ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ ph©n tö (®¹m sinh häc)
Vµi thËp kû nay, ë ViÖt Nam chÕ phÈm VSV vµ ph©n VSV cè ®Þnh nit¬ ®· ®−îc nhiÒu
ng−êi d©n biÕt ®Õn, nh÷ng lo¹i chÕ phÈm nµy ®· thùc sù gãp phÇn lµm t¨ng n¨ng suÊt c©y trång
vµ t¨ng chÊt l−îng n«ng s¶n vµ thóc ®Èy ph¸t triÓn nÒn n«ng nghiÖp bÒn v÷ng ë n−íc ta.
4.1. §Þnh nghÜa
Ph©n bãn vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ (Biological nitrogen fixing fertilzer) (tªn th−êng gäi: ph©n
vi sinh vËt cè ®Þnh ®¹m, ph©n ®¹m vi sinh) lµ s¶n phÈm chøa mét hay nhiÒu chñng vi sinh vËt
sèng (tù do, héi sinh, céng sinh, kþ khÝ hoÆc hiÕu khÝ) ®· ®−îc tuyÓn chän víi mËt ®é ®¹t tiªu
chuÈn hiÖn hµnh, cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ cung cÊp c¸c hîp chÊt chøa nit¬ cho ®Êt vµ c©y trång;
t¹o ®iÒu kiÖn n©ng cao n¨ng suÊt c©y trång vµ (hoÆc) chÊt l−îng n«ng s¶n, t¨ng ®é mµu mì cña ®Êt.
Ph©n bãn vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ kh«ng g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn ng−êi, ®éng thùc vËt, m«i tr−êng
sinh th¸i vµ chÊt l−îng n«ng s¶n.
4.2. Quy tr×nh s¶n xuÊt
4.2.1. Ph©n lËp tuyÓn chän chñng VSVC§N
Muèn cã chÕ phÈm VSVC§N tèt ph¶i cã chñng VSV cã c−êng ®é cè ®Þnh nit¬ cao, søc c¹nh
tranh lín, thÝch øng ë pH réng, ph¸t huy ®−îc ë nhiÒu vïng sinh th¸i kh¸c nhau. V× vËy c«ng t¸c
ph©n lËp tuyÓn chän chñng VSVC§N vµ ®¸nh gi¸ ®Æc tÝnh sinh häc cña c¸c chñng khuÈn lµ viÖc
lµm kh«ng thÓ thiÕu ®−îc trong quy tr×nh s¶n xuÊt chÕ phÈm VSVC§N.
Th«ng th−êng ®¸nh gi¸ mét sè chØ tiªu sau: Thêi gian mäc; kÝch th−íc khuÈn l¹c vµ kÝch
th−íc tÕ bµo VSV; ®iÒu kiÖn sinh tr−ëng ph¸t triÓn (nhu cÇu dinh d−ìng, nhu cÇu oxy, pH vµ
nhiÖt ®é thÝch hîp); kh¶ n¨ng c¹nh tranh vµ c−êng ®é cè ®Þnh nit¬ ph©n tö. Chñng gièng vi sinh
vËt sau khi tuyÓn chän ®−îc b¶o qu¶n phï hîp víi yªu cÇu cña tõng loµi vµ sö dông cho s¶n xuÊt
chÕ phÈm d−íi d¹ng chñng gièng gèc. Quy tr×nh s¶n xuÊt chÕ phÈm VSVC§N ®−îc tãm t¾t trong
(h×nh 5).
4.2.2. Nh©n sinh khèi
Tõ chñng vi sinh vËt tuyÓn chän ng−êi ta tiÕn hµnh nh©n sinh khèi vi sinh vËt theo ph−¬ng
ph¸p lªn men ch×m hoÆc lªn men xèp. Sinh khèi vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ ®−îc nh©n qua cÊp 1, 2,
3 trong c¸c ®iÒu kiÖn phï hîp víi tõng chñng lo¹i vi sinh vËt vµ môc ®Ých s¶n xuÊt. C¸c s¶n phÈm
ph©n vi sinh vËt s¶n xuÊt tõ vi khuÈn ®−îc t¹o ra chñ yÕu b»ng ph−¬ng ph¸p lªn men ch×m
(Submerged culture). C¸c c«ng ®o¹n chÝnh trong s¶n xuÊt ®−îc tãm t¾t theo s¬ ®å 1. Trong s¶n
xuÊt c«ng nghiÖp m«i tr−êng dinh d−ìng chuÈn kh«ng ®−îc sö dông v× gi¸ thµnh qu¸ cao. C¸c
nhµ s¶n xuÊt ®· ph¶i t×m m«i tr−êng thay thÕ tõ c¸c nguån vËt liÖu s½n cã ®ã lµ: Tinh bét ng«,
s¾n, rØ mËt, n−íc chiÕt ng«, thay cho nguån dinh d−ìng cacbon, n−íc chiÕt men, n−íc chiÕt ®Ëu
t−¬ng, amoniac thay cho nguån dinh d−ìng nit¬. Walter thuéc c«ng ty W.R. Grace (Hoa Kú)
(1996) ®· tæng kÕt ®−îc mét sè m«i tr−êng tæng hîp trong s¶n xuÊt ph©n vi sinh vËt tõ vi khuÈn.
Thµnh phÇn m«i tr−êng phï hîp víi tõng ®èi t−îng vi khuÈn ®−îc tr×nh bµy trong (b¶ng 3).
Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt viÖc kiÓm tra vµ ®iÒu chØnh c¸c yÕu tè m«i tr−êng (pH, liÒu l−îng,
tèc ®é khÝ, ¸p suÊt, nhiÖt ®é...) lµ hÕt søc cÇn thiÕt. C¸c yÕu tè nµy theo Walter (1996) nªn ®−îc
®iÒu chØnh tù ®éng. C¸c hÖ thèng lªn men hiÖn nay ®· ®−îc trang bÞ hiÖn ®¹i cã c«ng suÊt tõ hµng
chôc ®Õn hµng tr¨m ngµn lÝt.
Trªn c¬ së nghiªn cøu, kh¶o s¸t t×nh h×nh thùc tÕ ë mét sè quèc gia gÇn ®©y, ViÖn cè ®Þnh
nit¬ sinh häc (NifTAL - Hoa Kú) vµ Trung t©m cè ®Þnh nit¬ (óc) ®· nghiªn cøu vµ chÕ t¹o thµnh
c«ng nåi lªn men ®¬n gi¶n ®Ó t¹o ra sinh khèi vi khuÈn cã thÓ sö dông trong ®iÒu kiÖn b¸n c«ng
nghiÖp ë c¸c n−íc ph¸t triÓn. Nåi lªn men ®¬n gi¶n kiÓu nµy ®ang ®−îc sö dông t¹i Th¸i Lan, Ên
§é vµ mét sè quèc gia kh¸c trong ®ã cã ViÖt Nam.
4.2.3. Xö lý sinh khèi, t¹o s¶n phÈm
Sinh khèi vi sinh vËt ®−îc phèi trén víi chÊt mang v« trïng (hoÆc kh«ng v« trïng) ®Ó t¹o ra
chÕ phÈm trªn nÒn chÊt mang v« trïng (hoÆc kh«ng v« trïng), hay ®−îc bæ sung c¸c chÊt phô gia,
chÊt dinh d−ìng, b¶o qu¶n ®Ó t¹o ra chÕ phÈm d¹ng láng hoÆc c« ®Æc, lµm kh« ®Ó t¹o ra chÕ phÈm d¹ng
®«ng kh« hoÆc kh«.
Gièng gèc ChuÈn bÞ m«i tr−êng
lªn men cÊp 1
CÊy gièng
Lªn men cÊp 1 ChuÈn bÞ m«i tr−êng
lªn men cÊp 2
ChÊt mang Lªn men cÊp 2
Phèi trén Sinh khèi vi sinh vËt KiÓm tra
ChÕ phÈm trªn nÒn
Xö lý ChÕ phÈm d¹ng láng
chÊt mang
H×nh 5: Quy tr×nh s¶n xuÊt ph©n vi khuÈn (Bacterial soil inoculant)
§Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt chÕ phÈm vi sinh vËt nãi chung vµ chÕ phÈm
vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ nãi riªng cÇn thiÕt ph¶i kiÓm tra chÊt l−îng ë c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt sau:
- Gièng gèc vµ lªn men cÊp 1;
- Lùa chän chÊt mang vµ chuÈn ho¸ chÊt mang;
- Lªn men sinh khèi;
- Xö lý vµ phèi trén sinh khèi;
- §ãng gãi vµ b¶o qu¶n.
B¶ng 4: M«i tr−êng tæng hîp sö dông trong s¶n xuÊt ph©n vi khuÈn
Lo¹i vi khuÈn Thµnh phÇn m«i tr−êng T¸c gi¶
Pseudomonas N−íc thuû ph©n ®Ëu, thÞt Bashan (1986)
Azospirillum 10g/l glycerol
Bacillus subtilis 50 g/l n−íc thuû ph©n tinh bét Atkinson and Mavitune
20g/l Casein (1993)
3,3 g/l Na2HPO4
Rhirobium 20g/l n−íc chiÕt men Somasegara (1985)
10g/l Manital
4.2.4. C«ng t¸c kiÓm tra chÊt l−îng vµ yªu cÇu chÊt l−îng ®èi víi chÕ phÈm vi sinh vËt cè
®Þnh nit¬
Yªu cÇu chÊt l−îng ®èi víi chÕ phÈm vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ nãi riªng vµ ph©n bãn vi sinh
vËt nãi chung lµ ph¶i cã hiÖu qu¶ ®èi víi ®Êt vµ c©y trång, nghÜa lµ cã ¶nh h−ëng tÝch cùc ®Õn
sinh tr−ëng ph¸t triÓn cña c©y trång, ®Õn n¨ng suÊt hoÆc chÊt l−îng n«ng phÈm hoÆc ®é ph× cña
®Êt. MËt ®é vi sinh vËt chuyªn tÝnh trong s¶n phÈm ph¶i b¶o ®¶m c¸c tiªu chuÈn ban hµnh. Tuú
theo ®iÒu kiÖn cña tõng quèc gia, mËt ®é vi sinh vËt chuyªn tÝnh trong 1 gam hoÆc mililit chÕ
phÈm dao ®éng 10.000.000 ÷ 1.000.000.000 ®èi víi chÕ phÈm trªn nÒn chÊt mang khö trïng vµ
100.000 ÷ 1.000.000 ®èi víi chÕ phÈm trªn nÒn chÊt mang kh«ng khö trïng. Theo tiªu chuÈn
ViÖt Nam mËt ®é vi sinh vËt chuyªn tÝnh trong chÕ phÈm ph¶i ®¹t 108 ®èi víi chÕ phÈm trªn nÒn
chÊt mang khö trïng vµ 105 ®èi víi chÕ phÈm trªn nÒn chÊt mang kh«ng khö trïng. Tuú theo yªu
cÇu cña tõng n¬i, ng−êi ta cßn ®−a thªm c¸c tiªu chuÈn kü thuËt kh¸c ®èi víi tõng lo¹i chÕ phÈm
cô thÓ nh− kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ trong m«i tr−êng chøa 10g ®−êng (®èi víi Azotobacter) hoÆc
kh¶ n¨ng t¹o nèt sÇn trªn c©y chñ ®èi víi vi khuÈn nèt sÇn...
4.3. Ph−¬ng ph¸p sö dông chÕ phÈm VSVC§N
Cã rÊt nhiÒu c¸ch bãn chÕ phÈm VSVC§N kh¸c nhau, dùa vµo tõng lo¹i c©y trång kh¸c nhau
sao cho hiÖu qu¶ cao nhÊt.
+ §èi víi chÕ phÈm VSVC§N tù do th−êng ®−îc hå vµo h¹t hoÆc rÔ c©y khi cßn non, hay
bãn trùc tiÕp vµo ®Êt. Nh−ng nh×n chung bãn cµng sím cµng tèt.
+ §èi víi chÕ phÈm VSVC§N céng sinh th−êng ®−îc trén vµo h¹t gièng tr−íc khi gieo h¹t
hoÆc t−íi phñ sím kh«ng muén qu¸ 20 ngµy sau khi c©y mäc.
4.3.1. Bãn chÕ phÈm VSVC§N vµo ®Êt
Theo ph−¬ng ph¸p nµy cã nhiÒu c¸ch bãn chÕ phÈm VSVC§N :
+ Cã thÓ trén ®Òu chÕ phÈm víi ®Êt nhá t¬i, sau ®ã ®em r¾c ®Òu vµo luèng tr−íc khi reo h¹t
trªn ruéng c¹n; hoÆc r¾c ®Òu ra mÆt ruéng ruéng n−íc.
+ Cã thÓ ®em chÕ phÈm ñ hoÆc trén víi ph©n chuång hoai, sau ®ã bãn ®Òu vµo luèng råi gieo
h¹t (nÕu lµ ruéng c¹n); hoÆc r¾c ®Òu ra mÆt ruéng (nÕu lµ ruéng n−íc).
+ Ng−êi ta cã thÓ trén chÕ phÈm VSV víi ®Êt hoÆc víi ph©n chuång hoai, sau ®ã ®em bãn
thóc sím cho c©y (cµng bãn sím cµng tèt).
Ph−¬ng ph¸p nµy nh»m t¨ng sè l−îng vi sinh vËt h÷u Ých vµo ®Êt.
4.3.2. Ph−¬ng ph¸p phun chÕ phÈm VSVC§N lªn c©y hoÆc vµo ®Êt
Theo ph−¬ng ph¸p nµy, khi c©y ®· nÈy mÇm, dïng chÕ phÈm hoµ vµo n−íc s¹ch t−íi trùc tiÕp
vµo c©y hay vµo ®Êt (ng−êi ta th−êng gäi lµ ph−¬ng ph¸p t−íi phñ sím).
Cã rÊt nhiÒu tªn gäi chÕ phÈm VSVC§N kh¸c nhau: Nitragin; Ri®afo; Rhizobin; Rizolu;
Azotobacterin; Flavobacterin; Azogin; Enterobacterin...
4.4. HiÖu qu¶ cña chÕ phÈm VSVC§N
4.4.1. Ph©n vi khuÈn nèt sÇn
Cè ®Þnh nit¬ céng sinh gi÷a vi khuÈn nèt sÇn vµ c©y bé ®Ëu hµng n¨m cung cÊp thªm cho ®Êt
vµ c©y trång 40 ÷ 552 kgN/ha. KÕt qu¶ nghiªn cøu cña ViÖn c©y trång nhiÖt ®íi Céng hoµ liªn
bang Nga cho thÊy : cø 3 n¨m trång c©y ®Ëu ®ç lµm giµu cho ®Êt 300 - 600 kg N/ha; cho 13-15 tÊn
mïn; c¶i thiÖn qu¸ tr×nh kho¸ng ho¸ trong ®Êt vµ ®Èy ra tõ keo ®Êt 60 - 80 kg P2O5/ha; 80 - 120 kg
K2O/ha. Bãn chÕ phÈm VSVC§N lµm giµu cho ®Êt 50 - 120 kg N/ha/n¨m. Cã thÓ thay thÕ ®−îc 20 -
60 kg ®¹m Urª/ha, gi¶m tû lÖ s©u bÖnh tõ 25 ®Õn 50% so víi kh«ng bãn ph©n VSV.
Trong h¬n 20 n¨m qua c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vµ thö nghiÖm ph©n vi khuÈn nèt sÇn t¹i
ViÖt Nam cho thÊy: ph©n vi khuÈn nèt sÇn cã t¸c dông n©ng cao n¨ng suÊt l¹c vá 13,8 - 17,5% ë
c¸c tØnh phÝa B¾c vµ miÒn Trung vµ 22% ë c¸c tØnh miÒn Nam. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu còng cho
thÊy sö dông ph©n vi khuÈn nèt sÇn kÕt hîp víi l−îng ®¹m kho¸ng t−¬ng ®−¬ng 30 - 40 kgN/ha
mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao, n¨ng suÊt l¹c trong tr−êng hîp nµy cã thÓ ®¹t t−¬ng ®−¬ng nh− khi
bãn 60 vµ 90 kgN/ha. HiÖu lùc cña ph©n vi khuÈn nèt sÇn thÓ hiÖn ®Æc biÖt râ nÐt trªn vïng ®Êt
nghÌo dinh d−ìng vµ vïng ®Êt míi trång c©y bé ®Ëu. Lîi nhuËn do ph©n vi khuÈn nèt sÇn ®−îc
x¸c ®Þnh ®¹t 442.000VN§/ha víi tû lÖ l·i suÊt/1®ång chi phÝ ®¹t 9,8 lÇn (Ng« ThÕ D©n vµ Ctv.,
2001).
B¶ng 5: Kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ cña mét sè c©y bé ®Ëu chÝnh trªn ®ång ruéng(*)
L−îng ®¹m cè ®Þnh
C©y bé ®Ëu
(kg/N/ha/n¨m)
L¹c Arachis hypogea 72-124
§Ëu l«ng Calopogonium mucunoides 370-450
§Ëu r¨ng ngùa Vicia faba 45-552
§Ëu s¨ng Cajanus cajan 168-280
§Ëu Cowpea Vigna unguiculata 73-354
§Ëu gi¸ (®Ëu xanh) Vigna mungo 63-342
§Ëu nµnh Glycine max 60-168
Chick pea Cicer arrietinum 103
Lentil Lens esculenta 88-114
§Ëu Hµ Lan Pisum sativun 52-77
§Ëu hoÌ Phaseolus vulgaris 40-70
(*) Nguån: FAO,1984.
B¶ng 5a: HiÖu lùc cña ph©n vi khuÈn nèt sÇn t¹i mét sè vïng trång l¹c ë miÒn B¾c(*)
N¨ng suÊt l¹c vá (t¹/ha)
HiÖu lùc cña
§iÒu kiÖn thÝ So víi ®èi
Lo¹i ®Êt Ph©n ph©n VKNS
nghiÖm §èi chøng chøng (%)
(t¹/ha)
VKNS
P60, K60, N20-30,
B¹c mµu 19,72 22,72 3,0 115,2
5 tÊn p.chuång
P60, K60, N30,
Phï sa s«ng Hång 23,1 26,31 3,21 113,8
5 tÊn p. chuång
§Êt ®åi Feralit P60, K60, N20-30,
15,76 18,53 3,76 117,5
5 tÊn p. chuång
(*) Nguån: Ng« ThÕ D©n vµ Ctv., 2000.
B¶ng 5b: HiÖu lùc cña ph©n vi khuÈn nèt sÇn t¹i mét sè vïng trång l¹c ë miÒn Nam(*)
N¨ng suÊt l¹c vá (t¹/ha) HiÖu lùc cña
HÖ thèng ®Êt canh So víi ®èi
§iÒu kiÖn thÝ nghiÖm §èi Ph©n ph©n VKNS
t¸c chøng (%)
chøng VKNS (t¹/ha)
§©t míi P60, K60, N30,
15,6 17,8 2,2 114
5 tÊn ph©n chuång, 5 tÊn v«i
Lu©n canh lóa - l¹c P60, K60, N30,
5,0 6,6 1,6 131
5 tÊn ph©n chuång, 5 tÊn v«i
Lu©n canh lóa - l¹c P60, K60, N30,
6,1 6,5 0,4 106
5 tÊn ph©n chuång, 1 tÊn v«i
Lu©n canh rau - l¹c 100 kg SA, 70kg KCl, 150 kg
14,1 16,95 2,85 120
tro dõa
Lu©n canh rau - l¹c P60, K40, N20, 500kg v«i 14,7 16,3 1,7 111
Lu©n canh rau - l¹c 40kg Ure, 300kg l©n, 400kg
− − 138
v«i, 3 tÊn ph©n chuång
Lu©n canh lóa P60,K40, N30,
22,0 24,6 2,6 112
(rau) - l¹c 3 tÊn ph©n chuång, 100kg v«i
(*) Nguån: Ng« ThÕ D©n vµ Ctv., 2000.
B¶ng 6: So s¸nh hiÖu lùc cña ph©n vi khuÈn nèt sÇn
víi c¸c liÒu l−îng ®¹m kho¸ng kh¸c nhau(*)
Tæng sè qu¶ Sè qu¶ ch¾c N¨ng suÊt
C«ng thøc bãn
(qu¶/c©y) (qu¶/c©y) (t¹/ha)
NÒn + 30N 15,5 7,0 18,61
NÒn + 30N + VKNS 16,9 7,5 20,50
NÒn + 60N 16,9 7,2 18,50
NÒn + 90N 18,2 6,9 19,11
NÒn: P60 + K60 + 8 tÊn ph©n chuång + 400kg v«i.
(*) Nguån: Ng« ThÕ D©n vµ Ctv., 2000).
§èi víi ®Ëu t−¬ng vµ c¸c c©y bé ®Ëu kh¸c ph©n vi khuÈn nèt sÇn còng cã t¸c dông t−¬ng tù.
KÕt qu¶ kh¶o nghiÖm ph©n vi khuÈn nèt sÇn t¹i ThuËn Thµnh - B¾c Ninh n¨m 2000 cho thÊy
n¨ng suÊt h¹t ®Ëu t−¬ng b×nh qu©n ë c«ng thøc ®èi chøng (kh«ng bãn ph©n h÷u c¬ vi sinh) lµ
52,15 kg/1 sµo, trong khi ®ã ë c«ng thøc bãn ph©n h÷u c¬ vi sinh ®¹t 58,42 kg/sµo, t¨ng 6,26 kg,
t−¬ng ®−¬ng víi 12%. Trong 20 hé ®−îc thö nghiÖm, th× cã 5 hé cho n¨ng suÊt t¨ng tõ 7 ®Õn
10%, 1 hé cho n¨ng suÊt t¨ng trªn 25% vµ 14 hé cho n¨ng suÊt t¨ng tõ 10 ®Õn 15%. L·i suÊt do
sö dông chÕ phÈm vi khuÈn nèt sÇn ®èi víi ®Ëu xanh ®¹t 4,0-11,0®/1® chi phÝ trong vô xu©n vµ
1,4-3,3®/1® chi phÝ trong vô hÌ.
B¶ng 7: HiÖu qu¶ kinh tÕ cña ph©n VKNS ®èi víi ®Ëu xanh(*)
Vô xu©n Vô hÌ
Lo¹i ®Êt L·i suÊt/®ång chÕ L·i suÊt/®ång chÕ
HiÖu qu¶ do VKNS HiÖu qu¶ do VKNS
phÈm phÈm
h
P s (5 vô) 435 000 9,7 100 000 2,2
m
P s (3 vô) 180 000 4,0 70 000 1,6
B hb (3 vô) 495 000 11,0 150 000 3,3
C biØn (3 vô) 185 000 4,1 65 000 1,4
BQ (14 vô) 325 000 7,2 95 000 2,1
(*) Nguån: §Ò tµi cÊp nhµ n−íc KC 08-01.
Vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ céng sinh còng ®−îc sö dông cho c¸c c©y trång l©m nghiÖp. KÕt qu¶
nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông Frankia cho c©y l©m nghiÖp t¹i ViÖt Nam trong thêi gian gÇn ®©y
cho thÊy: c©y phi lao ®−îc nhiÔm chÕ phÈm ®· t¨ng chiÒu cao tõ 6,23 - 20,66%; t¨ng träng l−îng
t−¬i 20,19 - 76,24% vµ träng l−îng kh« 22,29 - 81,59% (b¶ng 8).
B¶ng 8: ¶nh h−ëng cña Frankia ®Õn sinh tr−ëng ph¸t triÓn cña phi lao(**)
Tû lÖ céng sinh Träng l−îng c©y (g/c©y)
Lo¹i chÕ phÈm Cao c©y (cm)
(%) T−¬i Kh«
§C 0 87,45 a 15,70 a 5,16 a
Fr 1 68,4 105,52 d 27,67 c 9,37 c
Fr 2 55,2 93,90 b 18,98 ab 6,83 abc
Fr 3 63,7 98,25 c 25,68 bc 8,46 bc
Fr 4 61,5 95,79 bc 23,10 abc 7,66 abc
Fr 5 50,1 92,90 b 18,87 ab 6,31 ab
Trªn cïng mét cét c¸c gi¸ trÞ theo sau cïng mét ch÷ c¸i kh«ng cã sù kh¸c biÖt cã ý nghÜa ë møc 95%.
(**) Nguån: §Ò tµi KHCN.02.06.
4.4.2. Ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ kh¸c
Ph©n bãn vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ héi sinh vµ tù do cã t¸c dông tèt ®Õn sinh tr−ëng, ph¸t triÓn
vµ n¨ng suÊt c©y trång. T¹i Ên §é, sö dông ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ cho lóa, cao l−¬ng vµ
b«ng lµm t¨ng n¨ng suÊt trung b×nh 11,4%, 18,2% vµ 6,8% ®· mang l¹i lîi nhuËn 1015 rupi,
1149 rupi vµ 343 rupi/ha. T¹i Liªn bang Nga, bãn chÕ phÈm VSVC§N n¨ng suÊt n«ng s¶n
t¨ng: khoai t©y 12,8 t¹/ha; cµ chua 28,0 t¹/ha; ng« h¹t 22,4 t¹/ha vµ b¾p c¶i 75,2 t¹/ha.
ë ViÖt Nam c¸c thö nghiÖm sö dông ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ héi sinh (Azogin) ë 15 tØnh
miÒn B¾c, miÒn Trung vµ miÒn Nam trªn diÖn tÝch hµng chôc ngµn hecta cho thÊy: trong cïng
®iÒu kiÖn s¶n xuÊt, ruéng lóa ®−îc bãn ph©n VSVC§N ®Òu tèt h¬n so víi ®èi chøng, biÓu hiÖn:
bé l¸ ph¸t triÓn tèt h¬n; tû lÖ nh¸nh h÷u hiÖu, sè b«ng/khãm nhiÒu h¬n ®èi chøng. N¨ng suÊt h¹t
t¨ng so víi ®èi chøng 6 - 12%, nhiÒu n¬i ®¹t 15 - 20%. Nh÷ng ruéng bãn ph©n VSVC§N gi¶m
bít 1kg ®¹m urª cho mçi sµo n¨ng suÊt vÉn t¨ng so víi ®èi chøng. §èi víi rau (xµ l¸ch, rau diÕp,
khoai t©y...), bãn ph©n VSVC§N còng lµm t¨ng s¶n l−îng thu ho¹ch 20 - 30%. ViÖc bãn ph©n
VSVC§N cßn lµm t¨ng kh¶ n¨ng chèng chÞu cña c©y vµ gi¶m l−îng nitrat tån d− trong rau. HiÖu
qu¶ kinh tÕ do sö dông ph©n VSVC§N lµ râ rÖt. NÕu ®Çu t− 1 ®ång cho viÖc sö dông ph©n vi sinh
cho c©y lóa, l·i suÊt thu vÒ tõ 16,2 ®Õn 19,1 ®ång.
B¶ng 9: HiÖu qu¶ sö dông ph©n vi sinh vËt ®èi víi mét sè c©y trång(*)
N¨ng suÊt t¨ng so víi
§Êt vµ c©y trång C«ng thøc bãn ph©n
(t¹/ha) ®èi chøng (%)
Lóa trªn ®Êt phï sa NÒn (NPK: 90.90.60 + 8t P/c). 51,60 _
s«ng Hång 80% nÒn + ph©n VKC§N 53,73 4,0
NÒn + ph©n VKC§N 57,86 12,0
Lóa trªn ®Êt b¹c mµu NÒn (NPK: 90.90.60 + 8t P/c). 37,76 _
Hµ B¾c 80% nÒn + ph©n VKC§N 39,86 6,0
NÒn + ph©n VKC§N 44,59 18,0
Ng« trªn ®Êt phï sa NÒn (NPK:180.120.90 + 8t P/c) 41,45 _
s«ng Hång 80% nÒn + ph©n VKC§N 41,73 1,0
NÒn + ph©n VKC§N 46,85 13,0
Ng« trªn ®Êt b¹c mµu NÒn (NPK:180.120.90 + 8t P/c) 36,98 _
Hµ B¾c 80% nÒn + ph©n VKC§N 37,42 1,0
NÒn + ph©n VKC§N 39,88 8,0
ChÌ trªn ®Êt ®á vµng NÒn (NPK:120.90.60) 142,90 _
Th¸i Nguyªn 80% nÒn + ph©n VKC§N 155,34 9,0
NÒn + ph©n VKC§N 178,21 25,0
(*) Nguån: §Ò tµi KHCN.02.06.
Bãn ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ cho c©y trång cã thÓ thay thÕ mét phÇn ph©n ®¹m kho¸ng.
Sè liÖu nghiªn cøu cña c¸c ®Ò tµi khoa häc cÊp Nhµ n−íc KC.08.01 giai ®o¹n 1991-1995 vµ
KHCN.02.06 giai ®o¹n 1996-2000 cho biÕt l−îng ph©n ®¹m kho¸ng cã thÓ tiÕt kiÖm ®−îc nh−
sau:
- §Êt phï sa s«ng Hång: vô xu©n 14,26 kgN/ha; vô hÌ 10,80kgN/ha.
- §Êt phï sa s«ng M·: vô xu©n 15,28 kgN/ha; vô hÌ 12,12kgN/ha.
- §Êt b¹c mµu: vô xu©n 22,40 kgN/ha; vô hÌ 16,60 kgN/ ha.
- §Êt c¸t ven biÓn: vô xu©n 17,46 kgN/ha; vô hÌ 17,06 kgN/ha.
B¶ng 10: T¸c dông cña ph©n vi sinh trong viÖc chèng chÞu bÖnh ë khoai t©y(*)
BÖnh hÐo BÖnh thèi ®en BÖnh lë cæ rÔ do nÊm N¨ng suÊt
C«ng thøc
xanh VK (%) VK (%) (%) (tÊn/ha)
NÒn 3 10 12 18,00
NÒn + 10%N 3 10 14 18,70
NÒn + Klebsiella 2 6 7 18,90
NÒn + Myzorin 2 5 6 19,35
NÒn + Pseudomonas 2 5 6 19,98
NÒn + Azotobacter 1 5 6 19,60
(*) Nguån: §Ò tµi KC.08.01.
Ngoµi t¸c dông n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông vµ gãp phÇn tiÕt kiÖm mét phÇn ®¸ng kÓ ph©n bãn
v« c¬, th«ng qua c¸c ho¹t chÊt sinh häc cña chóng ph©n VSV cßn cã t¸c dông ®iÒu hoµ, kÝch
thÝch qu¸ tr×nh sinh tæng hîp cña c©y trång, ®ång thêi n©ng cao søc ®Ò kh¸ng cña c©y trång ®èi
víi mét sè s©u bÖnh h¹i. KÕt qu¶ nghiªn cøu trªn c©y khoai t©y cho thÊy VSV cã t¸c dông lµm
gi¶m ®¸ng kÓ tû lÖ s©u bÖnh.
H×nh 6: HiÖu qu¶ cña
ph©n h÷u c¬ vi sinh
®a chøc n¨ng bãn cho
c©y ®Ëu t−¬ng
®Ò tµi khcn
02-06b 1999
tr−êng ®¹i häc
n«ng nghiÖp I
vkc®n+vkpgl
®èi chøng vkpgl vkc®n+vkpgl
vkc®n
H×nh 7: Ph©n h÷u c¬ vi sinh
®a chøc n¨ng vµ hiÖu qu¶
cña lo¹i ph©n nµy
bãn cho c©y l¹c
®Ò tµi khcn
02-06b 1999
tr−êng ®¹i häc
n«ng nghiÖp I
vkc®n+vkpgl
®èi chøng vkc®n vkpgl vkc®n+vkpgl
B. Ph©n vi sinh vËt ph©n gi¶i phosphat khã tan (Ph©n l©n vi sinh)
I. Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ phospho
1. C¸c d¹ng phospho (l©n) vµ vßng tuÇn hoµn cña phospho
L©n lµ mét trong nh÷ng yÕu tè quan träng ®èi víi c©y trång. L©n dÔ tiªu trong ®Êt th−êng
kh«ng ®¸p øng ®−îc nhu cÇu cña c©y nhÊt lµ nh÷ng c©y trång cã n¨ng suÊt cao. Bãn ph©n l©n vµ
t¨ng c−êng ®é hoµ tan c¸c d¹ng l©n khã tiªu lµ biÖn ph¸p quan träng trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp.
Bãn ph©n h÷u c¬, vïi x¸c ®éng vËt vµo ®Êt ë møc ®é nhÊt ®Þnh lµ biÖn ph¸p t¨ng hµm l−îng l©n
cho ®Êt.
1.1. L©n h÷u c¬
L©n h÷u c¬ cã trong c¬ thÓ ®éng vËt, thùc vËt, vi sinh vËt th−êng gÆp ë c¸c hîp chÊt chñ yÕu
nh− phytin, phospholipit, axit nucleic. Trong kh«ng bµo ng−êi ta cßn thÊy l©n v« c¬ ë d¹ng
octhophosphat lµm nhiÖm vô ®Öm vµ chÊt dù tr÷. C©y trång, vi sinh vËt kh«ng thÓ trùc tiÕp ®ång
ho¸ l©n h÷u c¬. Muèn ®ång ho¸ chóng ph¶i ®−îc chuyÓn ho¸ thµnh d¹ng muèi H3PO4.
1.2. L©n v« c¬
L©n v« c¬ th−êng ë trong c¸c d¹ng kho¸ng nh− apatit, phosphoric, phosphat s¾t, phosphat
nh«m... Muèn c©y trång sö dông ®−îc ph¶i qua chÕ biÕn, ®Ó trë thµnh d¹ng dÔ tan.
Còng nh− c¸c yÕu tè kh¸c, P lu«n lu«n tuÇn hoµn chuyÓn ho¸. Nhê vi sinh vËt l©n h÷u c¬
®−îc v« c¬ ho¸ biÕn thµnh muèi cña axit phosphoric. C¸c d¹ng l©n nµy mét phÇn ®−îc sö dông,
biÕn thµnh l©n h÷u c¬, mét phÇn bÞ cè ®Þnh d−íi d¹ng l©n khã tan nh− Ca3(PO2)2, FePO4, AlPO4.
Nh÷ng d¹ng khã tan nµy trong nh÷ng m«i tr−êng cã pH thÝch hîp sÏ chuyÓn ho¸ thµnh d¹ng dÔ
tan. Vi sinh vËt gi÷ vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh nµy.
1.3. Vßng tuÇn hoµn phospho trong tù nhiªn
C©y xanh §éng vËt
Ion PO -3 trong dung dÞch ®Êt
4
↑↓
Ion PO -3 bÞ hÊp phô
4
Qu¸ tr×nh kho¸ng Hoµ tan Qu¸ tr×nh cè ®Þnh
Phospho v« c¬
kh ¸
Cè ®Þnh t¹m thêi
ChÊt h÷u c¬ t−¬i vµ tÕ bµo sinh vËt
ChÊt h÷u c¬ mïn ho¸
H×nh 8: Vßng tuÇn hoµn phospho trong tù nhiªn
2. Sù chuyÓn ho¸ l©n v« c¬
2.1. ThÝ nghiÖm
Tõ n¨m 1900 ®· cã nhiÒu nhµ khoa häc nghiªn cøu vÊn ®Ò nµy. J. Stokelasa dïng ®Êt ®· tiÖt
trïng bãn bét apatit vµ cÊy vi khuÈn. ¤ng dïng Bacillus megatherium, Bac. mycoides vµ Bacillus
butyricus. Sau khi cÊy vi khuÈn vµ bãn cho lóa m¹ch thÊy cã t¨ng n¨ng suÊt.
C¸c chÊt dinh d−ìng kh¸c ®Òu ë d¹ng hoµ tan. Cßn P th× ë d¹ng kh«ng tan nh− phosphat
bicanxi hay Ca3(PO4)2.
ThÝ nghiÖm theo 2 c«ng thøc:
(1) TiÖt trïng c¸c chËu sau ®ã gieo h¹t víi 1% ®Êt kh«ng tiÖt trïng;
(2) TiÖt trïng c¸c chËu vµ gieo h¹t.
ë c«ng thøc (1) c©y ®ång ho¸ P m¹nh vµ c©y ph¸t triÓn tèt h¬n. §iÒu ®ã chøng tá r»ng ë ®©y
cã sù t¸c ®éng cña vi sinh vËt trong qu¸ tr×nh ph©n gi¶i c¸c hîp chÊt l©n khã tan.
NhiÒu vi khuÈn nh− P. seudomonas fluorescens, vi khuÈn nitrat ho¸, mét sè vi khuÈn hÖ rÔ,
nÊm, x¹ khuÈn... còng cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i Ca3(PO4)2 vµ bét apatit.
Ngoµi ra trong qu¸ tr×nh lªn men butyric, lªn men lactic, qu¸ tr×nh lªn men dÊm, trong ph©n
chuång còng cã thÓ xóc tiÕn qu¸ tr×nh hoµ tan Ca3(PO4)2. Vi khuÈn vïng rÔ ph©n gi¶i Ca3(PO4)2
m¹nh.
ë hÖ rÔ lóa m× th−êng cã 30% vi khuÈn cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i Ca3(PO4)2 vµ l−îng l©n ph©n
gi¶i so víi ®èi chøng t¨ng 6-18 lÇn.
2.2. Vi sinh vËt ph©n gi¶i
Vi khuÈn ph©n gi¶i nh÷ng hîp chÊt l©n v« c¬ khã tan th−êng gÆp c¸c gièng: Pseudomonas,
Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus,
Flavobacterium...
Bªn c¹nh c¸c vi khuÈn vµ x¹ khuÈn th× nÊm còng cã t¸c dông trong qu¸ tr×nh hoµ tan hîp
chÊt l©n khã tan: Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Sclerotium.
2.3. C¬ chÕ hoµ tan phospho
§¹i ®a sè nghiªn cøu ®Òu cho r»ng sù ph©n gi¶i Ca3(PO4)2 cã liªn quan mËt thiÕt víi sù s¶n
sinh axit trong qu¸ tr×nh sèng cña vi sinh vËt. Trong ®ã axit cacbonic rÊt quan träng. ChÝnh
H2CO3 lµm cho Ca3(PO4)2 ph©n gi¶i.
Qu¸ tr×nh ph©n gi¶i theo ph−¬ng tr×nh sau:
Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O → Ca(PO4)2H2O + Ca(HCO3)2
Trong ®Êt, vi khuÈn nitrat ho¸ vµ vi khuÈn chuyÓn ho¸ S còng cã t¸c dông quan träng trong
viÖc ph©n gi¶i Ca3(PO4)2.
Qu¸ tr×nh hoµ tan c¸c hîp chÊt l©n khã tan cã thÓ theo c¬ chÕ: L©n khã tan ®−îc t¹m thêi
®ång ho¸ vi sinh vËt, sau ®ã l©n ®−îc gi¶i phãng khái vi sinh vËt d−íi d¹ng cã thÓ ®ång ho¸ cho
c©y trång.
3. §iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh
+ §é pH: Nh×n chung pH ¶nh h−ëng kh«ng nhiÒu ®Õn vi sinh vËt ph©n gi¶i l©n. Tuy nhiªn ë
pH 7,8 - 7,9 ¶nh h−ëng tèt ®Õn sù ph¸t triÓn cña hÖ vi sinh vËt ph©n gi¶i l©n.
+ §é Èm: ë nh÷ng n¬i ngËp n−íc, hµm l−îng axit h÷u c¬ cao (do ho¹t ®éng cña vi sinh vËt)
lµm t¨ng qu¸ tr×nh ph©n gi¶i l©n h÷u c¬ khã tan.
+ Hîp chÊt h÷u c¬: Hµm l−îng chÊt h÷u c¬ mïn ho¸ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh ph©n
gi¶i l©n. Hîp chÊt h÷u c¬ t−¬i lµm t¨ng sù sinh tr−ëng cña hÖ vi sinh vËt, dÉn ®Õn t¨ng qu¸ tr×nh
hoµ tan hîp chÊt l©n khã tan.
+ HÖ rÔ: HÖ rÔ c©y trång kÝch thÝch sù sinh tr−ëng ph¸t triÓn cña vi sinh vËt. Do ®ã sù ph©n
gi¶i hîp chÊt l©n khã tan còng ®−îc t¨ng c−êng.
4. Sù chuyÓn ho¸ l©n h÷u c¬
4.1. C¸c d¹ng l©n h÷u c¬ th−êng gÆp trong ®Êt
Trong ®Êt c¸c d¹ng l©n h÷u c¬ th−êng gÆp lµ: Phytin, axit nucleic, nucleoprotein,
phospholipit.
a) Phytin vµ c¸c chÊt hä hµng
Phytin lµ muèi Ca vµ Mg cña axit phytic. Trong ®Êt nh÷ng chÊt cã hä hµng víi phytin lµ
inositol, inositolmonophosphat, inositoltriphosphat. TÊt c¶ ®Òu cã nguån gèc thùc vËt. Phytin vµ
nh÷ng chÊt cã cïng hä hµng chiÕm trung b×nh tõ 40-80% phospho h÷u c¬ trong ®Êt.
b) Axit nucleic vµ nucleoprotein
Nh÷ng axit nucleic vµ nucleoprotein trong ®Êt ®Òu cã nguån gèc thùc vËt hoÆc thùc vËt vµ
nhÊt lµ vi sinh vËt. Hµm l−îng cña chóng trong ®Êt kho¶ng < 10%.
c) Phospholipit: Sù kÕt hîp gi÷a lipit vµ phosphat kh«ng nhiÒu trong ®Êt.
4.2. Vi sinh vËt
Gièng Bacillus: B. megaterium, B. subtilis, B. malaberensis.
B. megaterium kh«ng nh÷ng cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i hîp chÊt l©n v« c¬ mµ cßn cã kh¶ n¨ng
ph©n gi¶i hîp chÊt l©n h÷u c¬. Ng−êi ta cßn dïng B. megaterium lµm ph©n vi sinh vËt.
Ngoµi ra cßn c¸c gièng Serratia, Proteus, Arthrobscter...
NÊm: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Cunnighamella...
X¹ khuÈn: Streptomyces.
4.3. C¬ chÕ ph©n gi¶i
NhiÒu vi sinh vËt ®Êt cã men dephosphorylaza ph©n gi¶i phytin theo ph¶n øng sau:
Nucleoprotit → nuclein → axit nucleic → nucleotit → H3PO4
Nucleoprotein
Protein
Axit nucleic
Axit amin
4C5H10O5 C6H5O5 C5H5O5O C5H5O5O2 C4H5O5O 4H3PO4
NH3 CO2 H2O H2S ChÊt kh¸c
II. ph©n vi sinh vËt ph©n gi¶i phosphat khã tan (ph©n l©n vi sinh)
1. §Þnh nghÜa
Ph©n vi sinh vËt ph©n gi¶i phosphat khã tan lµ s¶n phÈm cã chøa mét hay nhiÒu chñng vi sinh
vËt cßn sèng ®¹t tiªu chuÈn ®· ban hµnh cã kh¶ n¨ng chuyÓn ho¸ c¸c hîp chÊt phospho khã tan
thµnh dÔ tiªu cho c©y trång sö dông, gãp phÇn n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng n«ng phÈm.
Ph©n l©n vi sinh vËt kh«ng g©y h¹i ®Õn søc khoÎ cña ng−êi, ®éng thùc vËt vµ kh«ng ¶nh h−ëng
xÊu ®Õn m«i tr−êng sinh th¸i.
2. Quy tr×nh s¶n xuÊt
2.1. Ph©n lËp tuyÓn chän chñng vi sinh vËt ph©n gi¶i l©n (VSVPGL)
Ng−êi ta th−êng ph©n lËp tuyÓn chän chñng VSVPGL tõ ®Êt hoÆc tõ vïng rÔ c©y trång trªn
c¸c lo¹i ®Êt hay c¬ chÊt giµu h÷u c¬ theo ph−¬ng ph¸p nu«i cÊy pha lo·ng trªn m«i tr−êng ®Æc
Pikovskaya. Khi ®ã c¸c chñng vi sinh vËt ph©n gi¶i l©n sÏ t¹o vßng ph©n gi¶i, tøc lµ vßng trßn
trong suèt bao quanh khuÈn l¹c. Vßng ph©n gi¶i ®−îc h×nh thµnh nhê kh¶ n¨ng hoµ tan hîp chÊt
phospho kh«ng tan ®−îc bæ sung vµo m«i tr−êng nu«i cÊy. C¨n cø vµo ®−êng kÝnh vßng ph©n
gi¶i, thêi gian h×nh thµnh vµ ®é trong cña vßng ph©n gi¶i ng−êi ta cã thÓ ®¸nh gi¸ ®Þnh tÝnh kh¶
n¨ng ph©n gi¶i m¹nh hay yÕu cña c¸c c¸c chñng vi sinh vËt ph©n lËp. §Ó ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c møc
®é ph©n gi¶i c¸c hîp chÊt phospho khã tan cña vi sinh vËt, ng−êi ta ph¶i x¸c ®Þnh ®Þnh l−îng ho¹t
tÝnh ph©n gi¶i cña chóng b»ng c¸ch ph©n tÝch hµm l−îng l©n dÔ tan trong m«i tr−êng nu«i cÊy cã
chøa lo¹i phosphat kh«ng tan. Tû lÖ (%) gi÷a hµm l−îng l©n tan vµ l©n tæng sè trong m«i tr−êng
®−îc gäi lµ hiÖu qu¶ ph©n gi¶i. Th«ng th−êng ®Ó s¶n xuÊt ph©n l©n vi sinh vËt ng−êi ta cè g¾ng
tuyÓn chän c¸c chñng vi sinh vËt cã kh¶ n¨ng ph©n huû nhiÒu lo¹i hîp chÊt phospho vµ v« c¬
kh¸c nhau. Chñng vi sinh vËt cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i hîp chÊt phospho cao ch−a h¼n lµ cã ¶nh
h−ëng tèt ®Õn c©y trång. V× ngoµi ho¹t tÝnh ph©n gi¶i l©n, nhiÒu chñng vi sinh vËt cßn cã c¸c ho¹t
tÝnh sinh häc kh¸c g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn sinh tr−ëng, ph¸t triÓn vµ n¨ng suÊt c©y trång. Do vËy
sau khi ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ph©n gi¶i l©n, c¸c chñng vi sinh vËt dïng ®Ó s¶n xuÊt ph©n l©n vi sinh
cÇn ®−îc ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng ®Õn ®èi t−îng c©y trång sö dông. ChØ sö dông chñng vi sinh vËt võa
cã ho¹t tÝnh ph©n gi¶i l©n cao võa kh«ng g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn c©y trång vµ m«i tr−êng sinh
th¸i.
Ngoµi nh÷ng chØ tiªu quan träng trªn, cßn ph¶i ®¸nh gi¸ ®Æc tÝnh sinh häc nh− khi chän
chñng VSVC§N ®ã lµ: thêi gian mäc; kÝch th−íc tÕ bµo, khuÈn l¹c; kh¶ n¨ng thÝch øng ë pH;
kh¶ n¨ng c¹nh tranh...
2.2. Nh©n sinh khèi, xö lý sinh khèi, t¹o s¶n phÈm
Tõ c¸c chñng gièng vi sinh ®−îc lùa chän (chñng gèc) ng−êi ta tiÕn hµnh nh©n sinh khèi vi
sinh vËt, xö lý sinh khèi vi sinh vËt vµ t¹o s¶n phÈm ph©n l©n vi sinh. C¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt
ph©n l©n vi sinh ®−îc tiÕn hµnh t−¬ng tù nh− trong quy tr×nh s¶n xuÊt ph©n bãn vi sinh vËt cè
®Þnh nit¬. Th«ng th−êng ®Ó s¶n xuÊt ph©n l©n vi sinh tõ vi khuÈn ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p
lªn men ch×m trong c¸c nåi lªn men vµ s¶n xuÊt ph©n l©n vi sinh tõ nÊm ng−êi ta sö dông ph−¬ng
ph¸p lªn men xèp. S¶n phÈm t¹o ra cña ph−¬ng ph¸p lªn men xèp lµ chÕ phÈm d¹ng sîi hoÆc chÕ
phÈm bµo tö. ChÕ phÈm l©n vi sinh vËt cã thÓ ®−îc sö dông nh− mét lo¹i ph©n bãn vi sinh vËt
hoÆc ®−îc bæ sung vµo ph©n h÷u c¬ d−íi d¹ng chÕ phÈm vi sinh vËt lµm giµu ph©n ñ, qua ®ã n©ng
cao chÊt l−îng cña ph©n ñ. T¹i ViÖt Nam, trong s¶n xuÊt ph©n l©n vi sinh vËt trªn nÒn chÊt mang
kh«ng khö trïng c¸c nhµ s¶n xuÊt th−êng sö dông bét quÆng photphorit bæ sung vµo chÊt mang.
ViÖc lµm nµy tËn dông ®−îc nguån quÆng tù nhiªn s½n cã cña ®Þa ph−¬ng lµm ph©n bãn qua ®ã
gi¶m chi phÝ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Tuy nhiªn ®Ó ph©n bãn cã hiÖu qu¶ cÇn ph¶i kiÓm tra ®¸nh
gi¸ kh¶ n¨ng ph©n gi¶i quÆng cña chñng vi sinh vËt sö dông vµ kh¶ n¨ng tån t¹i cña chóng trong
chÊt mang ®−îc bæ sung quÆng.
2.3. Yªu cÇu chÊt l−îng vµ c«ng t¸c kiÓm tra chÊt l−îng
Yªu cÇu chÊt l−îng ®èi víi ph©n l©n vi sinh còng t−¬ng tù nh− yªu cÇu chÊt l−îng ®èi víi
ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬, nghÜa lµ ph©n l©n vi sinh vËt ®−îc coi lµ cã chÊt l−îng tèt khi cã
chøa mét hay nhiÒu loµi VSV cã ho¹t tÝnh ph©n gi¶i l©n cao, cã ¶nh h−ëng tèt ®Õn c©y trång víi
mËt ®é 108-109 VSV/g hay mililit ph©n bãn ®èi víi lo¹i ph©n bãn trªn nÒn chÊt mang khö trïng
vµ 106 VSV/gam hay mililit ®èi víi ph©n bãn trªn nÒn chÊt mang kh«ng khö trïng. §Ó ph©n bãn
vi sinh vËt cã chÊt l−îng cao cÇn tiÕn hµnh kiÓm tra chÊt l−îng s¶n phÈm t¹o ra sau mçi c«ng
®o¹n s¶n xuÊt t−¬ng tù nh− c«ng t¸c kiÓm tra chÊt l−îng trong s¶n xuÊt ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh
nit¬.
3. Ph−¬ng ph¸p bãn ph©n l©n vi sinh
Ph©n l©n vi sinh th−êng ®−îc bãn trùc tiÕp vµo ®Êt, ng−êi ta Ýt dïng lo¹i ph©n nµy ®Ó trén vµo
h¹t. Cã nhiÒu c¸ch bãn kh¸c nhau:
+ Cã thÓ trén ®Òu chÕ phÈm víi ®Êt nhá t¬i, sau ®ã ®em r¾c ®Òu vµo luèng tr−íc khi gieo h¹t
(nÕu lµ ruéng c¹n); r¾c ®Òu ra mÆt ruéng (nÕu lµ ruéng n−íc).
+ Cã thÓ ®em chÕ phÈm ñ hoÆc trén víi ph©n chuång hoai, sau ®ã bãn ®Òu vµo luèng råi gieo
h¹t (nÕu lµ ruéng c¹n); r¾c ®Òu ra mÆt ruéng (nÕu lµ ruéng n−íc).
+ Cã thÓ trén chÕ phÈm VSV víi ®Êt hoÆc víi ph©n chuång hoai, sau ®ã ®em bãn thóc sím
cho c©y (cµng bãn sím cµng tèt).
Ph−¬ng ph¸p nµy nh»m t¨ng sè l−îng vi sinh vËt h÷u Ých vµo ®Êt.
4. HiÖu qu¶ cña ph©n l©n vi sinh
Hµm l−îng l©n trong hÇu hÕt c¸c lo¹i ®Êt ®Òu rÊt thÊp, v× vËy viÖc bãn l©n cho ®Êt nh»m n©ng
cao n¨ng suÊt c©y trång lµ viÖc lµm cÇn thiÕt. Ng−êi ta còng biÕt r»ng kho¶ng 2/3 l−îng l©n ®−îc
bãn bÞ ®Êt hÊp phô trë thµnh d¹ng c©y trång kh«ng sö dông ®−îc hoÆc bÞ röa tr«i. Ph©n vi sinh vËt
ph©n gi¶i phosphat khã tan kh«ng chØ cã t¸c dông n©ng cao hiÖu qu¶ cña ph©n bãn l©n kho¸ng
nhê ho¹t tÝnh ph©n gi¶i vµ chuyÓn ho¸ cña c¸c chñng vi sinh vËt mµ cßn cã t¸c dông tËn dông
nguån photphat ®Þa ph−¬ng cã hµm l−îng l©n thÊp, kh«ng ®ñ ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt ph©n l©n kho¸ng
ë quy m« c«ng nghiÖp. NhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu ë ch©u ¢u vµ Mü còng nh− ë c¸c n−íc ch©u
¸ ®Òu cho thÊy hiÖu qu¶ to lín cña ph©n vi sinh vËt ph©n gi¶i l©n. T¹i Ên §é, vi sinh vËt ph©n
gi¶i l©n ®−îc ®¸nh gi¸ cã t¸c dông t−¬ng ®−¬ng víi 50 kg P2O5/ha. Sö dông vi sinh vËt ph©n gi¶i
l©n cïng quÆng phosphat cã thÓ thay thÕ ®−îc 50% l−îng l©n kho¸ng cÇn bãn mµ kh«ng ¶nh
h−ëng ®Õn n¨ng suÊt c©y trång. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ë Liªn X«, Canada còng cho c¸c kÕt qu¶
t−¬ng tù. S¶n phÈm Phosphobacterin vµ PB 500 ®· ®−îc s¶n xuÊt trªn quy m« c«ng nghiÖp ë 2
quèc gia nµy. HiÖn nay Trung Quèc vµ Ên §é lµ hai quèc gia ®ang ®Èy m¹nh ch−¬ng tr×nh ph¸t
triÓn vµ øng dông c«ng nghÖ s¶n xuÊt ph©n l©n vi sinh vËt ë quy m« lín víi diÖn tÝch sö dông
hµng chôc triÖu ha. T¹i ViÖt Nam, c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu gÇn ®©y cho biÕt mét gãi chÕ phÈm
vi sinh vËt ph©n gi¶i l©n (50g) sö dông cho cµ phª trªn vïng ®Êt ®á Bazan cã t¸c dông t−¬ng
®−¬ng víi 34,3 kg P2O5/ha. Bãn ph©n l©n vi sinh cã t¸c dông lµm t¨ng sè l−îng VSVPGL trong
®Êt, dÉn ®Õn t¨ng c−êng ®é ph©n gi¶i l©n khã tan trong ®Êt 23 - 35%. C©y trång ph¸t triÓn tèt h¬n,
th©n l¸ c©y mËp h¬n, to h¬n, b¶n l¸ dÇy h¬n, t¨ng søc ®Ò kh¸ng s©u bÖnh, t¨ng n¨ng suÊt ®Ëu
t−¬ng 5 - 11%, lóa 4,7-15% so víi ®èi chøng.
C. Ph©n h÷u c¬ sinh häc
I. Kh¸i niÖm chung vÒ ph©n h÷u c¬ sinh häc (compost)
Ph©n h÷u c¬ sinh häc lµ lo¹i s¶n phÈm ph©n bãn ®−îc t¹o thµnh th«ng qua qu¸ tr×nh lªn men
vi sinh vËt c¸c hîp chÊt h÷u c¬ cã nguån gèc kh¸c nhau (phÕ th¶i n«ng, l©m nghiÖp, phÕ th¶i
ch¨n nu«i, phÕ th¶i chÕ biÕn, phÕ th¶i ®« thÞ, phÕ th¶i sinh ho¹t...), trong ®ã c¸c hîp chÊt h÷u c¬
phøc t¹p d−íi t¸c ®éng cña vi sinh vËt hoÆc c¸c ho¹t chÊt sinh häc ®−îc chuyÓn ho¸ thµnh mïn.
Nguyªn liÖu s¶n xuÊt ph©n h÷u c¬ sinh häc lµ phÕ th¶i cña ng−êi, ®éng vËt, gia sóc, gia cÇm
bao gåm: phÕ th¶i chÕ biÕn thuû h¶i, sóc s¶n, tån d− c©y trång n«ng, l©m nghiÖp (th©n l¸, rÔ, cµnh
c©y), phÕ th¶i sinh ho¹t, phÕ th¶i ®« thÞ, phÕ th¶i chÕ biÕn n«ng, l©m s¶n vµ than bïn. Th«ng
th−êng tån d− cña c¸c c©y ngò cèc chøa 0,5% nit¬, 0,6% P2O5 vµ 1,5% K2O. Tån t− c¸c c©y bé
®Ëu chøa hµm l−îng nit¬ cao h¬n nhiÒu so víi c©y ngò cèc. Tõ c¸c nguyªn liÖu h÷u c¬ trªn ng−êi
n«ng d©n tõ xa x−a ®· biÕt ñ vµ chÕ biÕn thµnh ph©n chuång, ph©n r¸c bãn cho ®Êt vµ c©y trång.
Tr−íc ®©y ph©n r¸c, ph©n chuång lµ nguån ph©n bãn chÝnh ®−îc sö dông cho mäi lo¹i h×nh canh
t¸c ë n−íc ta. Theo NguyÔn V¨n Bé (1994) tiÒm n¨ng ph©n r¸c ë ViÖt Nam kho¶ng 61-62 triÖu
tÊn vµ víi l−îng bãn kho¶ng 8,7 tÊn/ha sÏ cung cÊp mét l−îng dinh d−ìng t−¬ng ®−¬ng víi
34,8kg nit¬, 21,8kg P2O5 vµ 26,1 kg K2O /ha/n¨m. Ph©n chuång, ph©n r¸c lµ mét lo¹i ph©n h÷u c¬
sinh häc ®−îc chÕ biÕn b»ng c¸ch tËn dông vi sinh vËt s½n cã trong nguyªn liÖu. Víi ph−¬ng
ph¸p chÕ biÕn truyÒn thèng ®Ó t¹o ®−îc ph©n h÷u c¬ ®¶m b¶o ®é hoai chÝn cÇn thiÕt, thêi gian ñ
kÐo dµi tõ 4 ®Õn 6 th¸ng. øng dông c«ng nghÖ vi sinh vËt chÕ biÕn ph©n h÷u c¬ sinh häc kh«ng
chØ rót ng¾n thêi gian ñ mµ cßn n©ng cao gi¸ trÞ dinh d−ìng cña s¶n phÈm t¹o ra.
II. ph©n h÷u c¬ sinh häc víi sù trî gióp cña chÕ phÈm vi sinh vËt
Vi sinh vËt trî gióp qu¸ tr×nh chÕ biÕn ph©n ñ lµ c¸c vi sinh vËt lùa chän cã kh¶ n¨ng thóc
®Èy nhanh qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ phÕ th¶i h÷u c¬ thµnh ph©n bãn. Th«ng th−êng lµ c¸c lo¹i vi sinh
vËt chuyÓn ho¸ xenlulo vµ ligno xenlulo, ®ã lµ c¸c loµi Aspergillus niger, Trichoderma reesei,
Aspergillus sp., Penicillium sp., Paeceilomyces sp., Trichurus spiralis, Chetomium sp.,.. §Ó chÕ
biÕn, c¸c phÕ th¶i h÷u c¬ ®−îc c¾t ng¾n kho¶ng 5 - 8cm lµm Èm vµ ®−a vµo c¸c hè ñ cã bæ sung 5
kg ure, 5 kg l©n supe (hoÆc nung ch¶y) cho 1 tÊn nguyªn liÖu. 750ml sinh khèi vi sinh vËt sau 10
ngµy nu«i cÊy ®−îc hoµ vµo 30 lÝt n−íc vµ trén ®Òu víi khèi nguyªn liÖu. §é Èm cuèi cïng cña
khèi nguyªn liÖu ®−îc ®iÒu chØnh b»ng n−íc s¹ch ®Ó ®¹t 60%. §Ó ®¶m b¶o oxy cho vi sinh vËt
ho¹t ®éng vµ qu¸ tr×nh chÕ biÕn ®−îc nhanh chãng nªn ®¶o trén khèi ñ 20 ngµy 1 lÇn. Thêi gian
chÕ biÕn kÐo dµi kho¶ng 1 ®Õn 4 th¸ng tuú thµnh phÇn cña lo¹i nguyªn liÖu.
III. ph©n h÷u c¬ sinh häc cã bæ sung vi sinh vËt trî lùc vµ lµm giµu
dinh d−ìng (ph©n h÷u c¬ vi sinh vËt)
Ph©n h÷u c¬ sinh häc d¹ng nµy ®−îc chÕ biÕn t−¬ng tù nh− nh− môc 2, sau ®ã khi nhiÖt ®é
khèi ñ æn ®Þnh ë møc 30oC ng−êi ta bæ sung vi sinh vËt cã Ých kh¸c vµo khèi ñ. §ã lµ vi khuÈn cè
®Þnh nit¬ tù do (Azotobacter), vi khuÈn hoÆc nÊm sîi ph©n gi¶i photphat khã tan (Bacillus
polymixa, Pseudomonas striata, Apergillus awamori...). Ngoµi ra cã thÓ bæ sung 1% quÆng
phosphat vµo khèi ñ cïng víi sinh khèi vi sinh vËt. S¶n phÈm ph©n h÷u c¬ sinh häc lo¹i nµy
kh«ng chØ cã hµm l−îng mïn tæng sè mµ cßn cã hµm l−îng nit¬ tæng sè cao h¬n lo¹i ph©n h÷u
c¬ chÕ biÕn b»ng ph−¬ng ph¸p truyÒn thèng 40-45%. HiÖu qu¶ ph©n bãn d¹ng nµy ®· ®−îc
tæng kÕt t¹i mét sè quèc gia ch©u ¸. Kü thuËt chÕ biÕn ph©n ñ tõ phÕ th¶i h÷u c¬ ®−îc tr×nh bµy
kü h¬n trong phÇn c«ng nghÖ vi sinh vËt trong xö lý « nhiÔm m«i tr−êng.
B¶ng 11: HiÖu qu¶ cña ph©n h÷u c¬ sinh häc ®èi víi lóa ë mét sè quèc gia ch©u ¸
Tªn quèc gia Tû lÖ% t¨ng n¨ng suÊt
Trung Quèc 25,2-32,6
TriÒu Tiªn 8-12
Th¸i Lan 2,5-29,5
Ên §é 9,9
Xu thÕ hiÖn nay ph¸t triÓn CNVSV lµ t¹o ra mét lo¹i chÕ phÈm cã nhiÒu c«ng dông, thuËn lîi
cho ng−êi sö dông. ë ViÖt Nam nãi riªng vµ nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi nãi chung ®· s¶n xuÊt chÕ
phÈm VSV võa cã t¸c dông ®ång ho¸ nit¬ kh«ng khÝ võa cã t¸c dông ph©n huû chuyÓn ho¸ l©n
khã tan trong m«i tr−êng ®Ó cung cÊp dinh d−ìng cho c©y trång, hoÆc lµ s¶n xuÊt ra mét lo¹i chÕ
