Phân bón vi sinh vật là gì?
Vi sinh vật (VSV) có vai trò rất
quan trọng trong đời sống cũng như trong nông nghiệp. PBVS là chế phẩm, có chứa
một hoặc nhiều chủng VSV vật sống, có ích cho cây trồng đã được tuyển chọn, sử
dụng bón vào đất hoặc xử lý cho cây để cải thiện hoạt động của VSV trong đất
vùng rễ cây. Nhờ đó, PBVS giúp tăng cường cung cấp các chất dinh dưỡng từ đất
cho cây trồng, cung cấp chất điều hòa sinh trưởng, các loại men, vitamin có lợi
cho các quá trình chuyển hóa vật chất, cung cấp kháng sinh để giúp cho cây
trồng có khả năng chống chịu các loại sâu bệnh hại, góp phần nâng cao năng
suất, phẩm chất nông sản và tăng độ màu mỡ của đất.
Quy trình cơ bản sản xuất phân vi sinh
Cách chế tạo PBVS đơn giản, Quy
trình sản xuất PBVS bao gồm các bước:
·
Chuẩn bị chủng VSV: VSV được nhân giống nhiều lần và
được nuôi cấy bằng cách lắc các bình nhỏ (tốc độ 200 rpm) trong 5 - 7 ngày hoặc
nuôi trong bồn lớn khuấy liên tục. Khi đã đạt được số lượng VSV mong muốn, nên
sử dụng ngay nếu không số lượng VSV sẽ giảm dần.
·
Chuẩn bị chất mang: than bùn, cát, phân chuồng và đất
có thể được sử dụng như chất mang. Các chất mang nên có hàm lượng chất hữu cơ
cao, không có hóa chất độc hại, có khả năng giữ nước hơn 50%, dễ dàng phân hủy
trong đất.
·
Phối trộn chất mang và VSV: VSV được trộn đều bằng tay (đeo
găng tay vô trùng) hoặc bằng máy trộn. Sản phẩm được cho vào trong túi nilon,
niêm phong kín. Các túi này cần làm ổn định trong 2 -3 ngày ở nhiệt độ phòng để
theo dõi trước khi lưu trữ ở 40C.
Đa dạng các loại VSV dùng trong PBVS
Hiện nay, trên thị trường có 9 loại
PBVS chủ yếu, phân loại theo loại VSV và tính năng của loại phân bón. Tuy
nhiên, cái khó của PBVS là lựa chọn VSV để tạo ra hiệu quả cho cây trồng.
·
PBVS cố định đạm (N): Vi sinh cố định đạm như nhà máy sản
xuất nitơ, giúp ích cho rễ thêm đạm cho cây. Khi kết hợp với phân bón, chúng
giúp cây phát triển nhanh hơn, lá xanh tốt hơn…Hiện nay có nhiều loại phân bón
chứa các chủng vi sinh khác nhau dành cho các loại cây khác nhau. Dành cho cây
họ đậu, thường dùng VSV cố định nitơ cộng sinh bao gồm Rhizobium, Bradyrhizobium, Frankia. Tại Việt Nam, chủng Bradyrhizobium japonicum được dùng phổ
biến nhất. Dành cho cây lúa, sử dụng VSV cố định nitơ hội sinh như Spirillum, Azospirillum. Dành cho các
loại cây trồng khác, sử dụng VSV cố định nitơ tự do như Azotobacter, Clostridium,…
·
PBVS phân giải lân: Chứa VSV có khả năng tiết ra các
hợp chất có khả năng hòa tan các hợp chất phostpho vô cơ khó tan trong đất (lân
khó tiêu) thành dạng hòa tan (lân dễ tiêu) mà cây trồng, VSV có thể sử dụng
được. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm: Bacillus
megaterium, B. circulans, B. subtilis, B. polymyxa, B. sircalmous,
Pseudomonas striata; Nấm: Penicillium sp, Aspergillus awamori.
·
PBVS
phân giải silicat: Có chứa VSV tiết ra các hợp chất có khả năng hòa tan các
khoáng vật chứa silicat trong đất, đá,... để giải phóng ion kali, silic vào môi
trường. Các chủng VSV được dùng gồm Bacillus
megaterium var. phosphaticum, Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus
mucilaginous, Pseudomonas striata.
·
PBVS
tăng cường hấp thu phốt pho, kali, sắt, mangan cho thực vật: có chứa VSV (chủ
yếu là nhóm nấm rễ, vi khuẩn, xạ khuẩn,...) trong quá trình sinh trưởng, phát
triển, thông qua hệ sợi cũng như những thể dự trữ, có khả năng tăng cường hấp
thu các ion khoáng của cây. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Arbuscular mycorrhiza, Ectomycorrhiza,
Ericoid mycorrhizae, Rhizoctonia solani, Bacillus sp, Pseudomonas putida, P.
fluorescens và P. fluorescens.
Loại PBVS này chưa được thương mại nhiều, vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên
cứu.
·
PBVS
ức chế VSV gây bệnh: chứa VSV tiết ra các hợp chất kháng sinh hoặc phức chất
siderophore có tác dụng kìm hãm, ức chế nhóm VSV gây bệnh khác. Các chủng vi
sinh được dùng bao gồm Bacillus sp., Enterobacter agglomerans, Pseudomonas sp., Lactobacillus sp.
·
PBVS tăng cường hấp thu phốt pho,
kali, sắt, mangan cho thực vật: chứa VSV (chủ yếu là nhóm nấm rễ, vi khuẩn, xạ khuẩn....),
trong quá trình sinh trưởng, phát triển, thông qua hệ sợi cũng như những thể dự
trữ, có khả năng tăng cường hấp thu các ion khoáng của cây. Các chủng vi sinh
được dùng bao gồm Arbuscular mycorrhiza,
Ectomycorrhiza, Ericoid mycorrhizae, Rhizoctonia solani, Bacillus sp,
Pseudomonas putida, P. fluorescens Chao và P. fluorescens Tabriz.
·
PBVS
sinh chất giữ ẩm polysacarit: có chứa VSV tiết ra các polysacarit có tác dụng
tăng cường liên kết các hạt khoáng, sét, limon trong đất. Loại này có ích trong
thời điểm khô hạn. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Lipomyces sp. Loại này chưa có sản phẩm thương mại tại Việt Nam.
·
PBVS
phân giải hợp chất hữu cơ (phân giải xenlulo): có chứa VSV tiết ra các enzym có
khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ như: xenlulo, hemixenlulo, lighin,
kitin.... Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces, Trichoderma, Penicillium,
Aspergillus.
·
PBVS
sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật: có chứa VSV tiết ra các hocmoon sinh
trưởng thực vật thuộc nhóm: IAA, Auxin, Giberrillin ... vào môi trường. Các
chủng vi sinh được dùng bao gồm Azotobacter
chroococcum, Azotobacter vinelandii, Azotobacter bejerinckii, Pseudomonas
fluorescens, Gibberella fujikuroi.
Thời gian gần đây, cùng với những
tiến bộ của khoa học và công nghệ, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ gen để
tạo ra các chủng vi sinh có nhiều đặc điểm tốt, cạnh tranh cao với các loài VSV
trong đất. Các chủng biến đổi gen có thể kể đến như Pseudomonas putida strain CBI, Pseudomonas
putida strain TVA8, Alcaligenes
xylosoxidans strain AL6.1…
Do sự quan trọng của các giống VSV
nên đã có bảo tàng giống VSV sử dụng cho nông nghiệp để tàng trữ các loại vi
sinh hữu ích này. Trên thế giới có thể kể đến Bộ thu thập VSV nông nghiệp Trung
Quốc (ACCC), Bộ thu thập Rhizobium
tại Úc, Colombia (CIAT), Malayxia (UPMR), Thái Lan (CISM), Anh (WPBS), Bộ thu
thập Cyanobacteria tại Baxin
(BCCUSP), Bộ thu thập VSV nông nghiệp Hàn Quốc (KACC), Bộ thu thập VSV môi
trường tại Hàn Quốc (KEMC), Bộ thu thập VSV nông nghiệp tại Nga (RCAM), Nguồn
gen VSV tại Mỹ (NRRL),... Ở Việt Nam, có các bảo tàng giống VSV như Bộ Sưu tập VSV
Công nghiệp - Viện Công nghiệp thực phẩm Hà Nội, lưu giữ 1.100 chủng VSV, Bảo
tàng giống chuẩn VSV (VTCC) lưu giữ 8.000 chủng VSV, Quĩ gen VSV trồng trọt
(đất, phân bón) thuộc viện Thổ nhưỡng Nông hóa lưu giữ gần 700 chủng VSV.
Hiện nay, có 3 hướng nghiên cứu về
PBVS được quan tâm nhiều gồm (theo bảng phân loại sáng chế quốc tế IPC): nghiên
cứu sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh, nghiên cứu sản xuất PBVS có sự kết hợp
với các chế phẩm sinh học khác, như: thuốc trừ sâu sinh học, chất điều hòa sinh
trưởng, … , nghiên cứu các chế phẩm VSV đưa vào phân bón.
PBVS chưa được sử dụng nhiều
Trong những năm gần đây, nhiều nước
trên thế giới đã sản xuất các loại PBVS, tiêu thụ chủ yếu ở thị trường trong
nước, một số bán ra thị trường thế giới. Doanh thu toàn cầu của PBVS dự kiến sẽ
đạt 10.298,5 triệu USD vào năm 2017. Số lượng PBVS còn ít so với phân hóa học
trên thị trường.
Thị trường PBVS toàn cầu chủ yếu là
châu Âu và châu Mỹ Latinh. Thị trường Argentina, chiếm đến 80% doanh thu PBVS.
Châu Á-Thái Bình Dương được đánh giá là khu vực phát triển nhanh nhất về mặt
doanh thu. Tốc độ tiêu thụ PBVS tăng trưởng đặc biệt cao ở các nền kinh tế mới
nổi như Trung Quốc, Ấn Độ. Tỷ lệ sản xuất PBVS cũng tăng do các chính sách ưu
đãi của chính phủ ở các nước. Các tên tuổi hàng đầu trong lĩnh vực này có thể
kể đến như: CBF China Biofertilizers AG (Đức), Mapleton Agribiotec PTY Ltd.
(Úc), Nutramax Laboratories Inc. (Mỹ), Novozyme (Đan Mạch), Growing Power Hairy
Hill L.P. (Canada) and Rizobacter Argentina S.A. (Argentina).
Có một thực tế là dù PBVS rất tốt
nhưng cũng có các hạn chế như chỉ có khả năng tăng năng suất của vụ mùa lên 20
– 30% chứ không thể tăng năng suất một cách “thần kỳ” giống như các loại phân
vô cơ. Do đó trong buổi báo cáo phân tích xu hướng công nghệ chuyên đề: “Phân
bón vi sinh và các chủng vi sinh hữu ích sử dụng trong sản xuất nông nghiệp”,
TS. Nguyễn Thu Hà – Trưởng bộ môn Vi sinh vật Trung tâm Nghiên cứu Đất - Phân
bón và Môi trường phía Nam, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa cho biết, hiện nay tại
Việt Nam chỉ có hướng dẫn thay thế PBVS cho phân chuồng chứ chưa có hướng thay
thế phân vô cơ bằng PBVS.
Nhu cầu về PBVS rất lớn. Đây là
hướng tương lai của nông nghiệp nhằm giảm bớt các tác hại của việc sử dụng
không cân đối các loại phân hóa học, làm ô nhiễm môi trường và chi phí quá
nhiều ngoại tệ để nhập khẩu phân bón vô cơ.
ST: Nguyễn
Thị Thúy