Chơng năm chế phẩm vi sinh vật làm phân bón cải tạo đất A chế phẩm vi sinh vật cố định nitơ phân tử (Phân vi sinh vật cố định đạm, phân đạm sinh học) I khái niệm chung trình cố định nitơ phân tử N2 (Nitơ không khí) I IV Protid sinh vật (Cơ thể ĐV,TV,VSV) NO3 Vi sinh vật II III NH4(NH3) Hình 3: Vòng tuần hoàn nitơ tự nhiên I Quá trình cố định nitơ phân tử III Quá trình nitơrat hóa II Quá trình amôn hoá IV Quá trình phản nitơrat hoá Nitơ nguyên tố dinh dỡng quan trọng không trồng, mà vi sinh vật Nguồn dự trữ nitơ tự nhiên lớn, tính riêng không khí nitơ chiÕm kho¶ng 78,16% thĨ tÝch Ng−êi ta −íc tÝnh bầu không khí bao trùm lên đất đai chứa khoảng triệu nitơ, lợng nitơ cung cấp dinh dỡng cho trồng hàng chục triệu năm nh trồng đồng hoá đợc chúng Trong thể loại sinh vật trái đất chứa khoảng 10 - 25.109 nitơ Trong vật trầm tích chứa khoảng 4.1015 tỷ nitơ Nhng tất nguồn nitơ trồng không tự đồng hoá đợc mà phải nhờ vi sinh vật Thông qua hoạt động sống loài vi sinh vật, nitơ nằm dạng khác đợc chuyển hoá thành dễ tiêu cho trồng sử dụng Hàng năm trồng lấy từ đất hàng trăm triệu nitơ Bằng cách bón phân ngời trả lại cho đất đợc khoảng > 40%, lợng thiếu hụt lại đợc bổ sung nitơ hoạt động sống vi sinh vật Vì việc nghiên cứu, sử dụng nguồn đạm sinh học đợc xem giải pháp quan trọng nông nghiệp, đặc biệt phát triển nông nghiệp bền vững kỷ 21 Ngời ta gọi trình chuyển hoá nitơ phân tử không khí thành đạm trình cố định nitơ phân tử II Quá trình cố định nitơ phân tử chế Quá trình cố định nitơ phân tử trình đồng hoá nitơ không khí thành đạm amôn dới tác dụng mét sè nhãm vi sinh vËt cã ho¹t tÝnh Nitrogenaza Bản chất trình cố định nitơ phân tử đợc Hellrigel Uynfac tìm năm 1886 Có hai nhóm VSV tham gia là: (1) nhóm sinh vật sèng tù vµ héi sinh vµ (2) nhãm vi sinh vật cộng sinh Quá trình cố định nitơ phân tử nhờ vi sinh vật sống tự hội sinh Là trình đồng hoá nitơ không khÝ d−íi t¸c dơng cđa c¸c chđng gièng VSV sèng tù vµ héi sinh Thc vỊ nhãm nµy cã tới hàng nghìn chủng VSV khác nhau, phải kĨ ®Õn mét sè VSV sau: 1) Vi khn Azotobacter Năm 1901, nhà bác học Beyjeirinh đà phân lập đợc từ đất loài VSV có khả cố định nitơ phân tử cao ông đặt tên cho loài VSV Azotobacter Vi khuẩn Azotobacter nuôi cấy môi trờng nhân tạo thờng biểu tính đa hình, non có tiên mao, có khả di động đợc nhờ tiên mao (Flagellum) Là vi khuẩn hình cầu (song cầu khuẩn), gram âm không sinh nha bào, hảo khí, có kích thớc tế bào dao động 1,5 5,5àm, khuẩn lạc dạng S màu trắng trong, lồi, nhày Khi già khuẩn lạc có màu vàng lục màu nâu thẫm, tế bào đợc bao bọc lớp vỏ dày tạo thành nang xác, gặp điều kiện thuận lợi nang xác nứt tạo thành tÕ bµo míi Vi khn Azotobacter thÝch øng ë pH 7,2 ữ 8,2, nhiệt độ 28 ữ 30oC, độ ẩm 40 ữ 60% Azotobacter đồng hoá tốt loại đờng đơn đờng kép, tiêu tốn gam đờng gluco có khả đồng hoá đợc - 18 mg N Ngoài Azotobacter có khả tiết số vitamin thuộc nhóm B nh B1, B6 , số acid hữu nh: acid nicotinic, acid pantotenic, biotin, auxin Các loại chất kháng sinh thuéc nhãm Anixomyxin Thuéc vÒ gièng Azotobacter cã rÊt nhiÒu loài khác nhau: Azotobacter chrococcum; Azotobacter acidum; Azotobacter araxii; Azotobacte nigricans; Azotobacter galophilum; Azotobacter unicapsulare 2) Vi khuÈn Beijerinskii Năm1893 nhà bác học ấn độ Stackê đà phân lập đợc loài vi khuẩn ruộng lúa nớc pH chua có khả cố định nitơ phân tử, ông đặt tên vi khuẩn Beijerinskii Vi khuẩn Beijerinskii có hình cầu, hình bầu dục hình que, gram âm không sinh nha bào, hảo khí, số loài có tiên mao có khả di động đợc Kích thớc tế bào dao động 0,5 - 2,0 ì 1,0 - 4,5 àm, khuẩn lạc thuộc nhóm S, nhày, lồi không màu màu nâu tối già, không tạo nang xác Vi khuẩn Beijerinskii có khả đồng hoá tốt loại đờng đơn, đờng kép, tiêu tốn gam đờng gluco có khả cố định đợc - 10 mgN Khác với vi khuẩn Azotobacter, vi khn Beijerinskii cã tÝnh chèng chÞu cao víi acid, phát triển môi trờng pH = 3, nh−ng vÉn ph¸t triĨn ë pH trung tÝnh kiềm yếu, vi khuẩn Beijerinskii thích hợp độ ẩm 70 - 80% nhiệt độ 25 ữ 28oC Vi khuẩn Beijerinskii phân bố rộng tự nhiên, vùng nhiệt đới nhiệt đới 3) Vi khuẩn Clostridium Năm1939 nhà bác học ngời Nga Vinogratxkii đà phân lập tuyển chọn đợc loài vi khuẩn yếm khí, có khả cố định nitơ phân tử cao, ông đặt tên cho loài vi khuẩn vi khuẩn Clostridium Đây loài trực khuẩn gram dơng, sinh nha bµo, sinh nha bµo nã kÐo mÐo tế bào Kích thớc tế bào dao động 0,7 ữ 1,3 ì 2,5 ữ 7,5àm, khuẩn lạc thuộc nhóm S, màu trắng đục, lồi nhày Vi khuẩn Clostridium mẫn cảm với môi trờng, môi trờng thừa p, k, ca có tính ổn định với pH, phát triển pH 4,5 ữ 9, độ ẩm thích hợp 60 80%, nhiệt độ 25 - 30oC Vi khuẩn Clostridium đồng hoá tốt tất nguồn thức ăn nitơ vô hữu cơ, gam đờng gluco đồng hoá đợc - 12 mgN Vi khuẩn Clostridium có nhiều loài khác nhau: Clostridium butyrium; Clostridium beijerinskii; Clostridium pectinovorum 2.2 Quá trình cố định nitơ phân tử cộng sinh Là trình đồng hóa nitơ không khí dới tác dụng loài vi sinh vật cộng sinh với đậu có hoạt tính Nitrozenaza Mối quan hệ đặc biệt đợc gọi mối quan hệ cộng sinh, tự nhiên thờng gặp nhiều mối quan hệ cộng sinh khác nh: Mối cộng sinh nấm tảo (địa y); mối quan hệ vi khuẩn nốt sần với họ đậu Từ xa xa ngời đà biết áp dụng quy luật tất yếu vào sản xuất, họ đà biết trồng luân canh xen canh họ đậu với hoà thảo để thu đợc suất trồng cao bồi bổ độ phì cho đất Năm 372 - 287 trớc Công nguyên, nhà triết học cổ Hy Lạp (theo Pharates) tập Những quan sát cối đà coi họ đậu nh vật bồi bổ lại sức lực cho đất Việt Nam, Vân đài loại ngữ (1773) Lê Quý Đôn đà đề cập đến phép làm ruộng: Thứ trồng đậu xanh thứ hai trồng đậu nhỏ vừng Năm 1886, Hellriegel Uynfac đà khám phá chất trình cố định nitơ phân tử Họ đà chứng minh đợc khả họ đậu lấy đợc nitơ khí nhờ vi khuẩn nốt sần (VKNS) sống vùng rễ họ đậu Họ đặt tên cho loài VSV Bacillus radicicola Năm 1889, Pramovskii đà đổi tên VSV Bacterium radicicola Cuối năm 1889 Frank đề nghị đổi tên Rhizobium Vi khuẩn Rhizobium loại trực khuẩn gram âm không sinh nha bào, hảo khí Kích thớc tế bào dao động 0,5 ữ1,2 x 2,0 ữ 3,5 àm, khuẩn lạc thuộc nhóm S, nhày lồi, màu trắng trắng đục, kích thớc khuẩn lạc dao động 2,3 ữ 4,5 mm sau tuần nuôi môi trờng thạch Vi khuẩn Rhizobium có tiên mao, có khả di động đợc, chúng thích hợp pH từ 6,5 ữ 7,5, nhiệt độ 25 - 28oC, độ ẩm 50 ữ 70% Khi già có số loài tạo đợc nang xác, khuẩn lạc chuyển sang màu nâu nhạt Vi khuẩn Rhizobium gồm nhiều loài khác nhau: Rh leguminosarum; Rh phaseoli; Rh trifolii; Rh lupini; Rh japonicum; Rh meliloti; Rh cicer; Rh simplese; Rh vigna; Rh robinii; Rh lotus HiÖn ng−êi ta tạm chia VKNS thành nhóm lớn: + Sinorhizobiumfredy loài mà hoạt động sống chúng sản sinh axit, chúng làm axit hóa môi trờng + Bradyrhizobium loài mà hoạt ®éng sèng cđa chóng s¶n sinh chÊt kiỊm, chúng làm kiềm hóa môi trờng + Agrobacterium Phyllobacterium, hai giống VKNS nhng không cộng sinh họ đậu, mà cộng sinh rễ-thân-kẽ rừng thuỷ hải sản Hai giống ý nghĩa nhiều nông nhiệp 2.3 Các VSV cố định nitơ phân tử khác Ngoài giống VSV cố định nitơ phân tử nói trên, vô số giống khác có khả cố định nitơ phân tử, chúng có nhiều ý nghĩa sản xuất nông lâm, ng nghiệp * Vi khuẩn: + Nhóm vi khuẩn cố định nitơ phân tử hảo khí: Azotomonas insolita; Azotomonas fluorescens; Pseudomonas azotogenis; Azospirillum + Nhãm vi khuẩn cố định nitơ phân tử hảo khí không b¾t buéc: Klebsiella pneumoniae; Aerobacter aerogenes + Nhãm vi khuẩn cố định nitơ phân tử kỵ khí quang hợp: Rhodospirillum rubrum; Chromatium sp.; Chlorobium sp.; Rhodomicribium sp., + Nhóm vi khuẩn cố định nitơ phân tử kỵ khí không quang hợp: desulfuricans; Methanobacterium sp Desulfovibrio * Xạ khuẩn: 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 Hình 4: Hình thái số chủng giống vi sinh vật cố định nitơ phân tử Cơ chế trình cố định nitơ phân tử Trong thời gian dài, chế trình cố định nitơ phân tử bí ẩn đầy hấp dẫn tự nhiên.Trong ngời phải sử dụng điều kiện kỹ thuật cao, tốn kÐm (400 ÷500oC, 200 ÷ 1000atm víi nh÷ng chÊt xóc tác đắt tiền) để phá vỡ mối liên kết phân tử nitơ để có phân đạm hoá học, cách tổng hợp từ: NH3 + CO2 xúc tác CO(NH2)2 Trong VSV với trợ giúp hoạt tính Nitrogenaza lại phá vỡ mối liên kết phân tử nitơ cách dễ dàng điều kiện bình thờng nhiệt độ áp suất Phân tử nitơ có lợng 9,4 x 105 J/mol Có thể nói trình cố định nitơ phân tử trình khử N2 thành NH3 có xúc tác enzyme nitrogenaza, có mỈt cđa ATP nitrogenaza ⎯ → NH3 + A + ADP + P N2 + AH2 + ATP ⎯⎯⎯⎯ (AH2 chất cho electron) Năm 1992 nhà khoa học đà hoàn thiện đợc chế trình cố định nitơ phân tử nh sau: N=N NH = NH → H2N - NH2 → NH3 nitrogenaza ⎯ → 2NH3 + H2 + 16 Mg.ADP +16 P N2 + 8H+ + 8e- +16 Mg.ATP +16O Nitrogenaza đợc cấu tạo hai phần: - Fe - protein có trọng lơng phân tử lợng khoảng 104 - Mo- F e - protein có trọng lợng phân tử lợng khoảng 2,2 105 Phân vi sinh vật cố định nitơ phân tử (đạm sinh học) Vài thập kỷ nay, Việt Nam chế phẩm VSV phân VSV cố định nitơ đà đợc nhiều ngời dân biết đến, loại chế phẩm đà thực góp phần làm tăng suất trồng tăng chất lợng nông sản thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững nớc ta 4.1 Định nghĩa Phân bón vi sinh vật cố định nitơ (Biological nitrogen fixing fertilzer) (tên thờng gọi: phân vi sinh vật cố định đạm, phân đạm vi sinh) sản phẩm chứa hay nhiều chủng vi sinh vËt sèng (tù do, héi sinh, céng sinh, kỵ khí hiếu khí) đà đợc tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn hành, có khả cố định nitơ cung cấp hợp chất chứa nitơ cho đất trồng; tạo điều kiện nâng cao suất trồng (hoặc) chất lợng nông sản, tăng độ màu mỡ đất Phân bón vi sinh vật cố định nitơ không gây ảnh hởng xấu đến ngời, động thực vật, môi trờng sinh thái chất lợng nông sản 4.2 Quy trình sản xuất 4.2.1 Phân lËp tun chän chđng VSVC§N Mn cã chÕ phÈm VSVC§N tốt phải có chủng VSV có cờng độ cố định nitơ cao, sức cạnh tranh lớn, thích ứng pH rộng, phát huy đợc nhiều vùng sinh thái khác Vì công tác phân lập tuyển chọn chủng VSVCĐN đánh giá đặc tính sinh học chủng khuẩn việc làm thiếu đợc quy trình sản xuất chế phẩm VSVCĐN Thông thờng đánh giá số tiêu sau: Thời gian mọc; kích thớc khuẩn lạc kích thớc tế bào VSV; điều kiện sinh trởng phát triển (nhu cầu dinh dỡng, nhu cầu oxy, pH nhiệt độ thích hợp); khả cạnh tranh cờng độ cố định nitơ phân tử Chủng giống vi sinh vật sau tuyển chọn đợc bảo quản phù hợp với yêu cầu loài sử dụng cho sản xuất chế phẩm dới dạng chủng giống gốc Quy trình sản xuất chế phẩm VSVCĐN đợc tóm tắt (hình 5) 4.2.2 Nhân sinh khối Tõ chđng vi sinh vËt tun chän ng−êi ta tiÕn hành nhân sinh khối vi sinh vật theo phơng pháp lên men chìm lên men xốp Sinh khối vi sinh vật cố định nitơ đợc nhân qua cấp 1, 2, điều kiện phù hợp với chủng loại vi sinh vật mục đích sản xuất Các sản phẩm phân vi sinh vật sản xuất từ vi khuẩn đợc tạo chủ yếu phơng pháp lên men chìm (Submerged culture) Các công đoạn sản xuất đợc tóm tắt theo sơ đồ Trong sản xuất công nghiệp môi trờng dinh dỡng chuẩn không đợc sử dụng giá thành cao Các nhà sản xuất đà phải tìm môi trờng thay từ nguồn vật liệu sẵn có là: Tinh bột ngô, sắn, rỉ mật, nớc chiết ngô, thay cho nguồn dinh dỡng cacbon, nớc chiết men, nớc chiết đậu tơng, amoniac thay cho nguồn dinh dỡng nitơ Walter thuộc công ty W.R Grace (Hoa Kỳ) (1996) đà tổng kết đợc số môi trờng tổng hợp sản xuất phân vi sinh vật từ vi khuẩn Thành phần môi trờng phù hợp với đối tợng vi khuẩn đợc trình bày (bảng 3) Trong trình sản xuất việc kiểm tra điều chỉnh yếu tố môi trờng (pH, liều lợng, tốc độ khí, áp suất, nhiệt độ ) cần thiết Các yếu tố theo Walter (1996) nên đợc điều chỉnh tự động Các hệ thống lên men đà đợc trang bị đại có công suất từ hàng chục đến hàng trăm ngàn lít Trên sở nghiên cứu, khảo sát tình hình thực tế số quốc gia gần đây, Viện cố định nitơ sinh học (NifTAL - Hoa Kỳ) Trung tâm cố định nitơ (úc) đà nghiên cứu chế tạo thành công nồi lên men đơn giản để tạo sinh khối vi khuẩn sử dụng điều kiện bán công nghiệp nớc phát triển Nồi lên men đơn giản kiểu đợc sử dụng Thái Lan, ấn Độ số quốc gia khác có Việt Nam 4.2.3 Xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Sinh khối vi sinh vật đợc phối trộn với chất mang vô trùng (hoặc không vô trùng) để tạo chế phẩm chất mang vô trùng (hoặc không vô trùng), hay đợc bổ sung chất phụ gia, chất dinh dỡng, bảo quản để tạo chế phẩm dạng lỏng cô đặc, làm khô để tạo chế phẩm dạng đông khô khô Giống gốc Chuẩn bị môi tr−êng lªn men cÊp CÊy gièng Lªn men cÊp ChÊt mang Lªn men cÊp Phèi trén Sinh khèi vi sinh vËt ChÕ phÈm trªn nỊn chÊt mang Xử lý Chuẩn bị môi trờng lên men cấp Kiểm tra Chế phẩm dạng lỏng Hình 5: Quy trình sản xuất phân vi khuẩn (Bacterial soil inoculant) Để đảm bảo chất lợng trình sản xuất chế phẩm vi sinh vËt nãi chung vµ chÕ phÈm vi sinh vật cố định nitơ nói riêng cần thiết phải kiểm tra chất lợng công đoạn sản xuất sau: - Giống gốc lên men cấp 1; - Lựa chọn chất mang chuẩn hoá chất mang; - Lên men sinh khèi; - Xư lý vµ phèi trén sinh khối; - Đóng gói bảo quản Bảng 4: Môi trờng tổng hợp sử dụng sản xuất phân vi khuẩn Loại vi khuẩn Thành phần môi trờng Tác giả Pseudomonas Nớc thuỷ phân đậu, thịt Azospirillum 10g/l glycerol Bashan (1986) Bacillus subtilis 50 g/l n−íc thủ ph©n tinh bét 20g/l Casein 3,3 g/l Na2HPO4 Atkinson and Mavitune (1993) Rhirobium 20g/l n−íc chiÕt men 10g/l Manital Somasegara (1985) 4.2.4 C«ng tác kiểm tra chất lợng yêu cầu chất lợng chế phẩm vi sinh vật cố định nitơ Yêu cầu chất lợng chế phẩm vi sinh vật cố định nitơ nói riêng phân bón vi sinh vật nói chung phải có hiệu đất trồng, nghĩa có ảnh hởng tích cực đến sinh trởng phát triển trồng, đến suất chất lợng nông phẩm độ phì đất Mật độ vi sinh vật chuyên tính sản phẩm phải bảo đảm tiêu chuẩn ban hành Tuỳ theo điều kiện quốc gia, mật độ vi sinh vật chuyên tính gam mililit chế phẩm dao động 10.000.000 ữ 1.000.000.000 chế phẩm chất mang khử trùng 100.000 ữ 1.000.000 chế phẩm chất mang không khử trùng Theo tiêu chuẩn Việt Nam mật độ vi sinh vật chuyên tính chế phẩm phải đạt 108 chế phẩm chất mang khử trùng 105 chế phẩm chất mang không khử trùng Tuỳ theo yêu cầu nơi, ngời ta đa thêm tiêu chuẩn kỹ thuật khác loại chế phẩm cụ thể nh khả cố định nitơ môi trờng chứa 10g đờng (đối với Azotobacter) khả tạo nốt sần chủ vi khuẩn nốt sần 4.3 Phơng pháp sử dụng chế phẩm VSVCĐN Có nhiều cách bón chế phẩm VSVCĐN khác nhau, dựa vào loại trồng khác cho hiệu cao + Đối với chế phẩm VSVCĐN tự thờng đợc hồ vào hạt rễ non, hay bón trực tiếp vào đất Nhng nhìn chung bón sớm tốt + Đối với chế phẩm VSVCĐN cộng sinh thờng đợc trộn vào hạt giống trớc gieo hạt tới phủ sớm không muộn 20 ngày sau mọc 4.3.1 Bón chế phẩm VSVCĐN vào đất Theo phơng pháp có nhiều cách bón chế phẩm VSVCĐN : + Có thể trộn ®Ịu chÕ phÈm víi ®Êt nhá t¬i, sau ®ã ®em rắc vào luống trớc reo hạt ruộng cạn; rắc mặt ruộng ruộng nớc + Có thể đem chế phẩm ủ trộn với phân chuồng hoai, sau bón vào luống gieo hạt (nếu ruộng cạn); rắc mặt rng (nÕu lµ rng n−íc) + Ng−êi ta cã thĨ trộn chế phẩm VSV với đất với phân chuồng hoai, sau đem bón thúc sớm cho (càng bón sớm tốt) Phơng pháp nhằm tăng số lợng vi sinh vật hữu ích vào đất 4.3.2 Phơng pháp phun chế phẩm VSVCĐN lên vào đất Theo phơng pháp này, đà nẩy mầm, dùng chế phẩm hoà vào nớc tới trực tiếp vào hay vào đất (ngời ta thờng gọi phơng pháp tới phủ sớm) Có nhiều tên gọi chế phẩm VSVCĐN khác nhau: Nitragin; Riđafo; Azotobacterin; Flavobacterin; Azogin; Enterobacterin Rhizobin; Rizolu; 4.4 Hiệu chế phẩm VSVCĐN 4.4.1 Phân vi khuẩn nốt sần Cố định nitơ cộng sinh vi khuẩn nốt sần đậu hàng năm cung cấp thêm cho đất trồng 40 ữ 552 kgN/ha Kết nghiên cứu Viện trồng nhiệt đới Cộng hoà liên bang Nga cho thấy : năm trồng đậu đỗ làm giàu cho đất 300 - 600 kg N/ha; cho 13-15 mùn; cải thiện trình khoáng hoá đất đẩy từ keo đất 60 - 80 kg P2O5/ha; 80 - 120 kg K2O/ha Bãn chÕ phÈm VSVC§N làm giàu cho đất 50 - 120 kg N/ha/năm Có thể thay đợc 20 60 kg đạm Urê/ha, giảm tỷ lệ sâu bệnh từ 25 đến 50% so với không bón phân VSV Trong 20 năm qua công trình nghiên cứu thử nghiệm phân vi khuẩn nốt sần Việt Nam cho thấy: phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng nâng cao suất lạc vỏ 13,8 - 17,5% tỉnh phía Bắc miền Trung 22% tỉnh miền Nam Các kết nghiên cứu cho thấy sử dụng phân vi khuẩn nốt sần kết hợp với lợng đạm khoáng tơng đơng 30 - 40 kgN/ha mang lại hiệu kinh tế cao, suất lạc trờng hợp đạt tơng đơng nh bón 60 90 kgN/ha Hiệu lực phân vi khuẩn nốt sần thể đặc biệt rõ nét vùng đất nghèo dinh dỡng vùng đất trồng đậu Lợi nhuận phân vi khuẩn nốt sần đợc xác định đạt 442.000VNĐ/ha với tỷ lệ lÃi suất/1đồng chi phí đạt 9,8 lần (Ngô Thế Dân Ctv., 2001) Bảng 5: Khả cố định nitơ số đậu đồng ruộng(*) Cây đậu Lợng đạm cố định (kg/N/ha/năm) Lạc Arachis hypogea 72-124 Đậu lông Calopogonium mucunoides 370-450 Đậu ngựa Vicia faba 45-552 Đậu săng Cajanus cajan 168-280 Đậu Cowpea Vigna unguiculata 73-354 Đậu giá (đậu xanh) Vigna mungo 63-342 Đậu nành Glycine max 60-168 Chick pea Cicer arrietinum 103 Lentil Lens esculenta 88-114 §Ëu Hµ Lan Pisum sativun 52-77 §Ëu h Phaseolus vulgaris 40-70 (*) Nguồn: FAO,1984 Bảng 5a: Hiệu lực phân vi khuẩn nốt sần số vùng trồng lạc miền Bắc(*) Năng suất lạc vỏ (tạ/ha) Điều kiện thí nghiệm Loại đất Đối chứng Phân VKNS Hiệu lực phân VKNS (tạ/ha) So với đối chứng (%) Bạc mµu P60, K60, N20-30, tÊn p.chuång 19,72 22,72 3,0 115,2 Phï sa s«ng Hång P60, K60, N30, tÊn p chuång 23,1 26,31 3,21 113,8 P60, K60, N20-30, p chuồng 15,76 18,53 3,76 117,5 Đất đồi Feralit (*) Nguồn: Ngô Thế Dân Ctv., 2000 Bảng 5b: Hiệu lực phân vi khuẩn nốt sần số vùng trồng lạc miền Nam(*) Năng suất lạc vỏ (tạ/ha) Đối chứng Phân VKNS Hiệu lực phân VKNS (tạ/ha) So với đối chứng (%) P60, K60, N30, phân chuồng, vôi 15,6 17,8 2,2 114 Luân canh lúa - lạc P60, K60, N30, phân chuồng, vôi 5,0 6,6 1,6 131 Luân canh lúa - lạc P60, K60, N30, phân chuồng, vôi 6,1 6,5 0,4 106 Luân canh rau - l¹c 100 kg SA, 70kg KCl, 150 kg tro dõa 14,1 16,95 2,85 120 Lu©n canh rau - lạc P60, K40, N20, 500kg vôi 14,7 16,3 1,7 111 22,0 24,6 Hệ thống đất canh tác §©t míi §iỊu kiƯn thÝ nghiƯm Lu©n canh rau - lạc 40kg Ure, 300kg lân, 400kg vôi, phân chuồng Luân canh lúa (rau) - lạc P60,K40, N30, phân chuồng, 100kg vôi 138 2,6 112 (*) Nguồn: Ngô Thế Dân Ctv., 2000 Bảng 6: So sánh hiệu lực phân vi khuẩn nốt sần với liều lợng đạm khoáng khác nhau(*) Công thức bón Tổng số (quả/cây) Số (quả/cây) Năng suất (tạ/ha) 15,5 16,9 16,9 18,2 7,0 7,5 7,2 6,9 18,61 20,50 18,50 19,11 NÒn + 30N NÒn + 30N + VKNS NÒn + 60N NÒn + 90N NÒn: P60 + K60 + phân chuồng + 400kg vôi (*) Nguồn: Ngô Thế Dân Ctv., 2000) Đối với đậu tơng đậu khác phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng tơng tự Kết khảo nghiệm phân vi khuẩn nốt sần Thuận Thành - Bắc Ninh năm 2000 cho thấy suất hạt đậu tơng bình quân công thức đối chứng (không bón phân hữu vi sinh) 52,15 kg/1 sào, công thức bón phân hữu vi sinh đạt 58,42 kg/sào, tăng 6,26 kg, tơng đơng với 12% Trong 20 hộ đợc thử nghiệm, có hộ cho suất tăng từ đến 10%, hộ cho suất tăng 25% 14 hộ cho suất tăng từ 10 đến 15% LÃi suất sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần đậu xanh đạt 4,0-11,0đ/1đ chi phí vụ xuân 1,4-3,3đ/1đ chi phí vụ hè Bảng 7: Hiệu kinh tế phân VKNS đậu xanh(*) Vụ xuân Loại đất Vụ hè Hiệu VKNS LÃi suất/đồng chế phẩm Hiệu VKNS LÃi suất/đồng chÕ phÈm h 435 000 9,7 100 000 2,2 P s (3 vô) m 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 P s (5 vụ) (*) Nguồn: Đề tài cấp nhà nớc KC 08-01 Vi sinh vật cố định nitơ cộng sinh đợc sử dụng cho trồng lâm nghiệp Kết nghiên cứu khả sử dụng Frankia cho lâm nghiệp Việt Nam thời gian gần cho thấy: phi lao đợc nhiễm chế phẩm đà tăng chiều cao từ 6,23 - 20,66%; tăng trọng lợng tơi 20,19 - 76,24% trọng lợng khô 22,29 - 81,59% (b¶ng 8) B¶ng 8: ¶nh h−ëng cđa Frankia ®Õn sinh tr−ëng ph¸t triĨn cđa phi lao(**) Tû lƯ cộng sinh (%) Cao (cm) ĐC Fr Loại chế phẩm Trọng lợng (g/cây) Tơi Khô 87,45 a 15,70 a 5,16 a 68,4 105,52 d 27,67 c 9,37 c Fr 55,2 93,90 b 18,98 ab 6,83 abc Fr 63,7 98,25 c 25,68 bc 8,46 bc Fr 61,5 95,79 bc 23,10 abc 7,66 abc Fr 50,1 92,90 b 18,87 ab 6,31 ab Trªn cïng cột giá trị theo sau chữ khác biệt có ý nghĩa mức 95% (**) Nguồn: Đề tài KHCN.02.06 4.4.2 Phân vi sinh vật cố định nitơ khác Phân bón vi sinh vật cố định nitơ hội sinh tự có tác dụng tốt đến sinh trởng, phát triển suất trồng Tại ấn Độ, sử dụng phân vi sinh vật cố định nitơ cho lúa, cao lơng làm tăng suất trung bình 11,4%, 18,2% 6,8% đà mang lại lợi nhuận 1015 rupi, 1149 rupi 343 rupi/ha Tại Liên bang Nga, bón chế phẩm VSVCĐN suất nông sản tăng: khoai tây 12,8 tạ/ha; cà chua 28,0 tạ/ha; ngô hạt 22,4 tạ/ha bắp cải 75,2 tạ/ha Việt Nam thử nghiệm sử dụng phân vi sinh vật cố định nitơ hội sinh (Azogin) 15 tỉnh miền Bắc, miền Trung miền Nam diện tích hàng chục ngàn hecta cho thấy: điều kiện sản xuất, ruộng lúa đợc bón phân VSVCĐN tốt so với đối chứng, biểu hiện: phát triển tốt hơn; tỷ lệ nhánh hữu hiệu, số bông/khóm nhiều đối chứng Năng suất hạt tăng so với đối chứng - 12%, nhiều nơi đạt 15 - 20% Những ruộng bón phân VSVCĐN giảm bớt 1kg đạm urê cho sào suất tăng so với đối chứng Đối với rau (xà lách, rau diếp, khoai tây ), bón phân VSVCĐN làm tăng sản lợng thu hoạch 20 - 30% Việc bón phân VSVCĐN làm tăng khả chống chịu giảm lợng nitrat tồn d rau Hiệu kinh tế sử dụng phân VSVCĐN rõ rệt Nếu đầu t đồng cho việc sử dơng ph©n vi sinh cho c©y lóa, l·i st thu từ 16,2 đến 19,1 đồng Bảng 9: Hiệu sử dụng phân vi sinh vật số trồng(*) Năng suất (tạ/ha) tăng so với đối chứng (%) NÒn (NPK: 90.90.60 + 8t P/c) 51,60 _ 80% + phân VKCĐN 53,73 4,0 Nền + phân VKCĐN 57,86 12,0 NÒn (NPK: 90.90.60 + 8t P/c) 37,76 _ 80% + phân VKCĐN 39,86 6,0 Nền + phân VKC§N 44,59 18,0 NỊn (NPK:180.120.90 + 8t P/c) 41,45 _ 80% + phân VKCĐN 41,73 1,0 Nền + phân VKC§N 46,85 13,0 NỊn (NPK:180.120.90 + 8t P/c) 36,98 _ 80% + phân VKCĐN 37,42 1,0 Nền + phân VKC§N 39,88 8,0 NỊn (NPK:120.90.60) 142,90 _ 80% nỊn + phân VKCĐN 155,34 9,0 Nền + phân VKCĐN 178,21 25,0 Đất trồng Lúa đất phù sa sông Hồng Lúa đất bạc màu Hà Bắc Ngô đất phù sa sông Hồng Ngô đất bạc màu Hà Bắc Chè đất đỏ vàng Thái Nguyên Công thức bón phân (*) Nguồn: Đề tài KHCN.02.06 Bón phân vi sinh vật cố định nitơ cho trồng thay phần phân đạm khoáng Số liệu nghiên cứu đề tài khoa học cấp Nhà nớc KC.08.01 giai đoạn 1991-1995 KHCN.02.06 giai đoạn 1996-2000 cho biết lợng phân đạm khoáng tiết kiệm đợc nh sau: - Đất phù sa sông Hồng: vụ xuân 14,26 kgN/ha; vụ hè 10,80kgN/ha - Đất phù sa sông MÃ: vụ xuân 15,28 kgN/ha; vụ hè 12,12kgN/ha - Đất bạc màu: vụ xuân 22,40 kgN/ha; vụ hè 16,60 kgN/ - Đất cát ven biển: vụ xuân 17,46 kgN/ha; vụ hè 17,06 kgN/ha Bảng 10: Tác dụng phân vi sinh việc chống chịu bệnh khoai tây(*) Bệnh héo xanh VK (%) Bệnh thối đen VK (%) Bệnh lở cổ rễ nấm (%) Năng suất (tÊn/ha) NÒn 10 12 18,00 NÒn + 10%N 10 14 18,70 NÒn + Klebsiella 18,90 NỊn + Myzorin 19,35 C«ng thøc NỊn + Pseudomonas 19,98 NÒn + Azotobacter 19,60 (*) Nguồn: Đề tài KC.08.01 Ngoài tác dụng nâng cao hiệu sử dụng góp phần tiết kiệm phần đáng kể phân bón vô cơ, thông qua hoạt chất sinh học chúng phân VSV có tác dụng điều hoà, kích thích trình sinh tổng hợp trồng, đồng thời nâng cao sức đề kháng trồng số sâu bệnh hại Kết nghiên cứu khoai tây cho thấy VSV có tác dụng làm giảm đáng kể tỷ lệ sâu bệnh Hình 6: Hiệu phân hữu vi sinh đa chức bón cho đậu tơng đề tài khcn 02-06b 1999 trờng đại học nông nghiệp I vkcđn+vkpgl đối chứng vkpgl vkcđn+vkpgl vkcđn Hình 7: Phân hữu vi sinh đa chức hiệu loại phân bón cho lạc đề tài khcn 02-06b 1999 trờng đại học nông nghiệp I vkcđn+vkpgl đối chứng vkcđn vkpgl vkcđn+vkpgl B Phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan (Phân lân vi sinh) I Quá trình chuyển hoá phospho Các dạng phospho (lân) vòng tuần hoàn phospho Lân yếu tố quan trọng trồng Lân dễ tiêu đất thờng không đáp ứng đợc nhu cầu trồng có suất cao Bón phân lân tăng cờng độ hoà tan dạng lân khó tiêu biện pháp quan trọng sản xuất nông nghiệp Bón phân hữu cơ, vùi xác động vật vào đất mức độ định biện pháp tăng hàm lợng lân cho đất 1.1 Lân hữu Lân hữu có thể động vật, thực vật, vi sinh vật thờng gặp hợp chất chủ yếu nh phytin, phospholipit, axit nucleic Trong không bào ngời ta thấy lân vô dạng octhophosphat làm nhiệm vụ đệm chất dự trữ Cây trồng, vi sinh vật trực tiếp đồng hoá lân hữu Muốn đồng hoá chúng phải đợc chuyển hoá thành dạng muối H3PO4 1.2 Lân vô Lân vô thờng dạng khoáng nh apatit, phosphoric, phosphat sắt, phosphat nhôm Muốn trồng sử dụng đợc phải qua chế biến, để trở thành dạng dễ tan Cũng nh yếu tố khác, P luôn tuần hoàn chuyển hoá Nhờ vi sinh vật lân hữu đợc vô hoá biến thành muối axit phosphoric Các dạng lân phần đợc sử dụng, biến thành lân hữu cơ, phần bị cố định dới dạng lân khó tan nh Ca3(PO2)2, FePO4, AlPO4 Những dạng khó tan môi trờng có pH thích hợp chuyển hoá thành dạng dễ tan Vi sinh vật giữ vai trò quan trọng trình 1.3 Vòng tuần hoàn phospho tự nhiên Cây xanh Động vật Ion PO -3 dung dịch đất Ion PO -3 bị hấp phụ Quá trình khoáng Hoà tan Quá trình cố định Phospho vô kh Cố định tạm thời Chất hữu tơi tế bào sinh vật Chất hữu mùn hoá Hình 8: Vòng tuần hoàn phospho tự nhiên Sự chuyển hoá lân vô 2.1 Thí nghiệm Từ năm 1900 đà có nhiều nhà khoa học nghiên cứu vấn ®Ị nµy J Stokelasa dïng ®Êt ®· tiƯt trïng bãn bột apatit cấy vi khuẩn Ông dùng Bacillus megatherium, Bac mycoides vµ Bacillus butyricus Sau cÊy vi khuÈn bón cho lúa mạch thấy có tăng suất Các chất dinh dỡng khác dạng hoà tan Còn P dạng không tan nh phosphat bicanxi hay Ca3(PO4)2 ThÝ nghiƯm theo c«ng thøc: (1) TiƯt trùng chậu sau gieo hạt với 1% đất không tiệt trùng; (2) Tiệt trùng chậu gieo hạt ở công thức (1) đồng hoá P mạnh phát triển tốt Điều chứng tỏ có tác động vi sinh vật trình phân giải hợp chất lân khã tan NhiÒu vi khuÈn nh− P seudomonas fluorescens, vi khn nitrat ho¸, mét sè vi khn hƯ rƠ, nÊm, xạ khuẩn có khả phân giải Ca3(PO4)2 bột apatit Ngoài trình lên men butyric, lên men lactic, trình lên men dấm, phân chuồng xúc tiến trình hoà tan Ca3(PO4)2 Vi khuẩn vùng rễ phân giải Ca3(PO4)2 mạnh ë hƯ rƠ lóa m× th−êng cã 30% vi khn có khả phân giải Ca3(PO4)2 lợng lân phân giải so với đối chứng tăng 6-18 lần 2.2 Vi sinh vật phân giải Vi khuẩn phân giải hợp chất lân vô khó tan thờng gặp giống: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus, Flavobacterium Bªn cạnh vi khuẩn xạ khuẩn nấm có tác dụng trình hoà tan hợp chất lân khó tan: Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Sclerotium 2.3 Cơ chế hoà tan phospho Đại đa số nghiên cứu cho phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết với sản sinh axit trình sống vi sinh vËt Trong ®ã axit cacbonic rÊt quan träng Chính H2CO3 làm cho Ca3(PO4)2 phân giải Quá trình phân giải theo phơng trình sau: Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O Ca(PO4)2H2O + Ca(HCO3)2 Trong đất, vi khuẩn nitrat hoá vi khuẩn chuyển hoá S có tác dụng quan trọng việc phân giải Ca3(PO4)2 Quá trình hoà tan hợp chất lân khó tan theo chế: Lân khó tan đợc tạm thời đồng hoá vi sinh vật, sau lân đợc giải phóng khỏi vi sinh vật dới dạng đồng hoá cho trồng Điều kiện ngoại cảnh + Độ pH: Nhìn chung pH ảnh hởng không nhiều đến vi sinh vật phân giải lân Tuy nhiên pH 7,8 - 7,9 ảnh hởng tốt đến phát triển hệ vi sinh vật phân giải lân + Độ ẩm: nơi ngập nớc, hàm lợng axit hữu cao (do hoạt động vi sinh vật) làm tăng trình phân giải lân hữu khó tan + Hợp chất hữu cơ: Hàm lợng chất hữu mùn hoá không ảnh hởng đến trình phân giải lân Hợp chất hữu tơi làm tăng sinh trởng hệ vi sinh vật, dẫn đến tăng trình hoà tan hợp chất lân khó tan + Hệ rễ: Hệ rễ trồng kích thích sinh trởng phát triển vi sinh vật Do phân giải hợp chất lân khó tan đợc tăng cờng Sự chuyển hoá lân hữu 4.1 Các dạng lân hữu thờng gặp đất Trong đất dạng lân hữu thờng gặp là: Phytin, axit nucleic, nucleoprotein, phospholipit a) Phytin chất họ hàng Phytin muối Ca Mg axit phytic Trong đất chất cã hä hµng víi phytin lµ inositol, inositolmonophosphat, inositoltriphosphat TÊt có nguồn gốc thực vật Phytin chất có họ hàng chiếm trung bình từ 40-80% phospho hữu đất b) Axit nucleic nucleoprotein Những axit nucleic nucleoprotein đất có nguồn gốc thực vật thực vật vi sinh vật Hàm lợng chúng đất khoảng < 10% c) Phospholipit: Sự kết hợp lipit phosphat không nhiều đất 4.2 Vi sinh vật Giống Bacillus: B megaterium, B subtilis, B malaberensis B megaterium có khả phân giải hợp chất lân vô mà có khả phân giải hợp chất lân hữu Ngời ta dùng B megaterium làm phân vi sinh vật Ngoài giống Serratia, Proteus, Arthrobscter NÊm: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Cunnighamella X¹ khuÈn: Streptomyces 4.3 Cơ chế phân giải Nhiều vi sinh vật đất có men dephosphorylaza phân giải phytin theo phản ứng sau: Nucleoprotit → nuclein → axit nucleic → nucleotit → H3PO4 Nucleoprotein Protein Axit nucleic Axit amin 4C5H10O5 C6H5O5 C5H5O5O C5H5O5O2 C4H5O5O NH3 4H3PO4 CO2 H2O H2S ChÊt kh¸c II phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan (phân lân vi sinh) Định nghĩa Phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan sản phẩm có chứa hay nhiều chủng vi sinh vật sống đạt tiêu chuẩn đà ban hành có khả chuyển hoá hợp chất phospho khó tan thành dễ tiêu cho trồng sử dụng, góp phần nâng cao suất chất lợng nông phẩm Phân lân vi sinh vật không gây hại đến sức khoẻ ngời, động thực vật không ảnh hởng xấu đến môi trờng sinh thái Quy trình sản xuất 2.1 Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải lân (VSVPGL) Ngời ta thờng phân lập tuyển chọn chủng VSVPGL từ đất từ vùng rễ trồng loại đất hay chất giàu hữu theo phơng pháp nuôi cấy pha loÃng môi trờng đặc Pikovskaya Khi chủng vi sinh vật phân giải lân tạo vòng phân giải, tức vòng tròn suốt bao quanh khuẩn lạc Vòng phân giải đợc hình thành nhờ khả hoà tan hợp chất phospho không tan đợc bổ sung vào môi trờng nuôi cấy Căn vào đờng kính vòng phân giải, thời gian hình thành độ vòng phân giải ngời ta đánh giá định tính khả phân giải mạnh hay yếu các chủng vi sinh vật phân lập Để đánh giá xác mức độ phân giải hỵp chÊt phospho khã tan cđa vi sinh vËt, ng−êi ta phải xác định định lợng hoạt tính phân giải chúng cách phân tích hàm lợng lân dễ tan môi trờng nuôi cấy có chứa loại phosphat không tan Tỷ lệ (%) hàm lợng lân tan lân tổng số môi trờng đợc gọi hiệu phân giải Thông thờng để sản xuất phân lân vi sinh vật ngời ta cố gắng tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả phân huỷ nhiều loại hợp chất phospho vô khác Chủng vi sinh vật có khả phân giải hợp chất phospho cao cha có ảnh hởng tốt đến trồng Vì hoạt tính phân giải lân, nhiều chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học khác gây ảnh hởng xấu đến sinh trởng, phát triển suất trồng Do sau đánh giá khả phân giải lân, chủng vi sinh vật dùng để sản xuất phân lân vi sinh cần đợc đánh giá ảnh hởng đến đối tợng c©y trång sư dơng ChØ sư dơng chđng vi sinh vật vừa có hoạt tính phân giải lân cao vừa không gây ảnh hởng xấu đến trồng môi trờng sinh thái Ngoài tiêu quan trọng trên, phải đánh giá đặc tính sinh học nh chọn chủng VSVCĐN là: thời gian mọc; kích thớc tế bào, khuẩn lạc; khả thích ứng pH; khả cạnh tranh 2.2 Nhân sinh khối, xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Từ chủng giống vi sinh đợc lựa chọn (chủng gốc) ngời ta tiến hành nhân sinh khối vi sinh vật, xử lý sinh khối vi sinh vật tạo sản phẩm phân lân vi sinh Các công đoạn sản xuất phân lân vi sinh đợc tiến hành tơng tự nh quy trình sản xuất phân bón vi sinh vật cố định nitơ Thông thờng để sản xuất phân lân vi sinh từ vi khuẩn ngời ta sử dụng phơng pháp lên men chìm nồi lên men sản xuất phân lân vi sinh từ nấm ngời ta sử dụng phơng pháp lên men xốp Sản phẩm tạo phơng pháp lên men xốp chế phẩm dạng sợi chế phẩm bào tử Chế phẩm lân vi sinh vật đợc sử dụng nh loại phân bón vi sinh vật đợc bổ sung vào phân hữu dới dạng chế phẩm vi sinh vật làm giàu phân ủ, qua nâng cao chất lợng phân ủ Tại Việt Nam, sản xuất phân lân vi sinh vật chất mang không khử trùng nhà sản xuất thờng sử dụng bột quặng photphorit bổ sung vào chất mang Việc làm tận dụng đợc nguồn quặng tự nhiên sẵn có địa phơng làm phân bón qua giảm chi phí trình sản xuất Tuy nhiên để phân bón có hiệu cần phải kiểm tra đánh giá khả phân giải quặng chủng vi sinh vật sử dụng khả tồn chúng chất mang đợc bổ sung quặng 2.3 Yêu cầu chất lợng công tác kiểm tra chất lợng Yêu cầu chất lợng phân lân vi sinh tơng tự nh yêu cầu chất lợng phân vi sinh vật cố định nitơ, nghĩa phân lân vi sinh vật đợc coi có chất lợng tốt có chứa hay nhiều loài VSV có hoạt tính phân giải lân cao, có ảnh hởng tốt đến trồng với mật độ 108-109 VSV/g hay mililit phân bón loại phân bón chất mang khử trùng 106 VSV/gam hay mililit phân bón chất mang không khử trùng Để phân bón vi sinh vật có chất lợng cao cần tiến hành kiểm tra chất lợng sản phẩm tạo sau công đoạn sản xuất tơng tự nh công tác kiểm tra chất lợng sản xuất phân vi sinh vật cố định nitơ Phơng pháp bón phân lân vi sinh Phân lân vi sinh thờng đợc bón trực tiếp vào đất, ngời ta dùng loại phân để trộn vào hạt Có nhiều cách bón khác nhau: + Có thể trộn chế phẩm với đất nhỏ tơi, sau đem rắc vào luống trớc gieo hạt (nếu ruộng cạn); rắc mặt ruộng (nếu ruộng nớc) + Có thể đem chế phẩm ủ trộn với phân chuồng hoai, sau bón vào luống gieo hạt (nếu ruộng cạn); rắc mặt rng (nÕu lµ rng n−íc) + Cã thĨ trén chÕ phẩm VSV với đất với phân chuồng hoai, sau đem bón thúc sớm cho (càng bón sớm tốt) Phơng pháp nhằm tăng số lợng vi sinh vật hữu ích vào đất Hiệu phân lân vi sinh Hàm lợng lân hầu hết loại đất thấp, việc bón lân cho đất nhằm nâng cao suất trồng việc làm cần thiết Ngời ta biết khoảng 2/3 lợng lân đợc bón bị đất hấp phụ trở thành dạng trồng không sử dụng đợc bị rửa trôi Phân vi sinh vật phân giải phosphat khó tan tác dụng nâng cao hiệu phân bón lân khoáng nhờ hoạt tính phân giải chuyển hoá chủng vi sinh vật mà có tác dụng tận dụng nguồn photphat địa phơng có hàm lợng lân thấp, không đủ điều kiện sản xuất phân lân khoáng quy mô công nghiệp Nhiều công trình nghiên cứu châu Âu Mỹ nh nớc châu cho thấy hiệu to lớn phân vi sinh vật phân giải lân Tại ấn Độ, vi sinh vật phân giải lân đợc đánh giá có tác dụng tơng đơng với 50 kg P2O5/ha Sử dụng vi sinh vật phân giải lân quặng phosphat thay đợc 50% lợng lân khoáng cần bón mà không ảnh hởng đến suất trồng Các kết nghiên cứu Liên Xô, Canada cho kết tơng tự Sản phẩm Phosphobacterin PB 500 đà đợc sản xuất quy mô công nghiệp quốc gia Hiện Trung Quốc ấn Độ hai quốc gia đẩy mạnh chơng trình phát triển ứng dụng công nghệ sản xuất phân lân vi sinh vật quy mô lớn với diện tích sử dụng hàng chục triệu Tại Việt Nam, công trình nghiên cứu gần cho biết gói chế phẩm vi sinh vật phân giải lân (50g) sử dụng cho cà phê vùng đất đỏ Bazan có tác dụng tơng đơng với 34,3 kg P2O5/ha Bón phân lân vi sinh có tác dụng làm tăng số lợng VSVPGL đất, dẫn đến tăng cờng độ phân giải lân khó tan đất 23 - 35% Cây trồng phát triển tốt hơn, thân mập hơn, to hơn, dầy hơn, tăng sức đề kháng sâu bệnh, tăng suất đậu tơng - 11%, lúa 4,7-15% so với đối chứng C Phân hữu sinh học I Khái niệm chung phân hữu sinh học (compost) Phân hữu sinh học loại sản phẩm phân bón đợc tạo thành thông qua trình lên men vi sinh vật hợp chất hữu có nguồn gốc khác (phế thải nông, lâm nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phế thải đô thị, phế thải sinh hoạt ), hợp chất hữu phức tạp dới tác động vi sinh vật hoạt chất sinh học đợc chuyển hoá thành mùn Nguyên liệu sản xuất phân hữu sinh học phế thải ngời, động vật, gia súc, gia cầm bao gồm: phế thải chế biến thuỷ hải, súc sản, tồn d trồng nông, lâm nghiệp (thân lá, rễ, cành cây), phế thải sinh hoạt, phế thải đô thị, phế thải chế biến nông, lâm sản than bùn Thông thờng tồn d ngũ cốc chứa 0,5% nitơ, 0,6% P2O5 1,5% K2O Tồn t đậu chứa hàm lợng nitơ cao nhiều so với ngũ cốc Từ nguyên liệu hữu ngời nông dân từ xa xa đà biết ủ chế biến thành phân chuồng, phân rác bón cho đất trồng Trớc phân rác, phân chuồng nguồn phân bón đợc sử dụng cho loại hình canh tác nớc ta Theo Nguyễn Văn Bộ (1994) tiềm phân rác Việt Nam khoảng 61-62 triệu với lợng bón khoảng 8,7 tấn/ha cung cấp lợng dinh dỡng tơng đơng với 34,8kg nitơ, 21,8kg P2O5 26,1 kg K2O /ha/năm Phân chuồng, phân rác loại phân hữu sinh học đợc chế biến cách tận dụng vi sinh vật sẵn có nguyên liệu Với phơng pháp chế biến truyền thống để tạo đợc phân hữu đảm bảo độ hoai chín cần thiết, thời gian ủ kéo dài từ đến tháng ứng dụng công nghệ vi sinh vật chế biến phân hữu sinh học không rút ngắn thời gian ủ mà nâng cao giá trị dinh dỡng sản phẩm tạo II phân hữu sinh học với trỵ gióp cđa chÕ phÈm vi sinh vËt Vi sinh vật trợ giúp trình chế biến phân ủ vi sinh vật lựa chọn có khả thúc đẩy nhanh trình chuyển hoá phế thải hữu thành phân bón Thông thờng loại vi sinh vật chuyển hoá xenlulo ligno xenlulo, loµi Aspergillus niger, Trichoderma reesei, Aspergillus sp., Penicillium sp., Paeceilomyces sp., Trichurus spiralis, Chetomium sp., Để chế biến, phế thải hữu đợc cắt ngắn khoảng - 8cm làm ẩm đa vào hố ủ có bổ sung kg ure, kg lân supe (hoặc nung chảy) cho nguyên liệu 750ml sinh khối vi sinh vật sau 10 ngày nuôi cấy đợc hoà vào 30 lít nớc trộn với khối nguyên liệu Độ ẩm cuối khối nguyên liệu đợc điều chỉnh nớc để đạt 60% Để đảm bảo oxy cho vi sinh vật hoạt động trình chế biến đợc nhanh chóng nên đảo trộn khối ủ 20 ngày lần Thời gian chế biến kéo dài khoảng đến tháng tuỳ thành phần loại nguyên liệu III phân hữu sinh học có bổ sung vi sinh vật trợ lực làm giàu dinh dỡng (phân hữu vi sinh vật) Phân hữu sinh học dạng đợc chế biến tơng tự nh nh− mơc 2, sau ®ã nhiƯt ®é khèi đ ổn định mức 30oC ngời ta bổ sung vi sinh vật có ích khác vào khối ủ Đó vi khuẩn cố định nitơ tự (Azotobacter), vi khuẩn nấm sợi phân giải photphat khó tan (Bacillus polymixa, Pseudomonas striata, Apergillus awamori ) Ngoµi cã thĨ bỉ sung 1% quặng phosphat vào khối ủ với sinh khối vi sinh vật Sản phẩm phân hữu sinh học loại hàm lợng mùn tổng số mà có hàm lợng nitơ tổng số cao loại phân hữu chế biến phơng pháp truyền thống 40-45% Hiệu phân bón dạng đà đợc tổng kết số quốc gia châu Kỹ thuật chế biến phân ủ từ phế thải hữu đợc trình bày kỹ phần công nghệ vi sinh vËt xư lý « nhiƠm m«i tr−êng Bảng 11: Hiệu phân hữu sinh học lúa số quốc gia châu Tên quốc gia Trung Quốc Triều Tiên Thái Lan ấn Độ Tỷ lệ% tăng suất 25,2-32,6 8-12 2,5-29,5 9,9 Xu phát triển CNVSV tạo loại chế phẩm có nhiều công dụng, thuận lợi cho ngời sử dụng Việt Nam nói riêng nhiều nớc giới nói chung đà sản xuất chế phẩm VSV vừa có tác dụng đồng hoá nitơ không khí vừa có tác dụng phân huỷ chuyển hoá lân khó tan môi trờng để cung cấp dinh dỡng cho trồng, sản xuất lo¹i chÕ ... nhân sinh khối vi sinh vật, xử lý sinh khối vi sinh vật tạo sản phẩm phân lân vi sinh Các công đoạn sản xuất phân lân vi sinh đợc tiến hành tơng tự nh quy trình sản xuất phân bón vi sinh vật cố... sợi chế phẩm bào tử Chế phẩm lân vi sinh vật đợc sử dụng nh loại phân bón vi sinh vật đợc bổ sung vào phân hữu dới dạng chế phẩm vi sinh vật làm giàu phân ủ, qua nâng cao chất lợng phân ủ Tại Vi? ??t... lợng sản xuất phân vi sinh vật cố định nitơ Phơng pháp bón phân lân vi sinh Phân lân vi sinh thờng đợc bón trực tiếp vào đất, ngời ta dùng loại phân để trộn vào hạt Có nhiều cách bón khác nhau: