Đặt vấn đề Tính đến năm 2021 theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, diện tích trồng cà phê nước ta đạt khoảng 680 nghìn hec-ta, trong đó diện tích kinh doanh là hơn 632 nghìn hec-ta với sản lượng cà phê đạt hơn 1,7 triệu tấn/năm. Đến nay sản phẩm cà phê nước ta đã xuất khẩu đến 80 quốc gia và vùng lãnh thổ với kim ngạch xuất khẩu năm 2020 đạt 2,7 tỷ USD. Những năm qua, cây cà phê đã tạo việc làm và thu nhập cho hơn 600 nghìn hộ dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội, xóa đói, giảm nghèo. Để có được những thành công trên là do có sựu thay đổi cơ cấu cây trồng, áp dụng những thành tựu khoa học-kỹ thuật vào quá trình sản xuất, tăng cường đầu tư thâm canh… Một trong những biện pháp đem lại hiệu quả cao là sử dụng các loại phân hóa học, việc đó đã làm tăng đáng kể năng suất và chất lượng nông sản.
Mặt trái của việc sử dụng phân bón hoá học là làm cho đất ngày càng bị thoái hoá, chua hoá, chai cứng, đồng thời làm cho hệ vi sinh vật có ích trong đất ngày càng giảm đi một cách nhanh chóng. Photpho là nguyên tố quan trọng thứ 2 trong 3 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng chính của cây trồng (N, P,K), là thành phần của axit nucleic, phytin, photpholipit. Photpho có tác động trực tiếp đến quá trình tích lũy đường, protein, lipid, vitamin… của cây trồng. Đặt biệt photpho là thành phần không thể thiếu của ATP, ADP, AMP (phân tử trao đổi năng lượng), kiểm soát, điều khiển quá trình trao đổi năng lượng của cây (hô hấp, quan hợp.
Photpho có tác dụng thúc đẩy phát triển và tăng khả năng chống chịu của cây trồng. Thiếu photpho, sự hình thành tế bào mới bị chậm lại, cây còi cọc ít phân cành, đẻ nhánh, lá có màu xanh lục bẩn, không sáng. Thiếu photpho, năng suất cây trồng bị giảm sut nghiêm trọng, ngay cả khi được cung cấp đủ nitơ (Havlin et al, 1999). Vì vậy, việc bón P và tăng cường độ hòa tan của P khó tiêu là một trong những biện pháp quan trọng và cần thiết trong sản xuất nông nghiệp.
1 Hiện nay phân lân được bón vào đất thường là phân bón hóa học, rất dễ dàng bị kết tủa thành các dạng không hòa tan như: CaHPO4, Ca3(PO4)2, FePO4 và AlPO4 nên cây khó hấp thu. Việc sử dụng phân bón hóa học có thể gây ra nhiều hậu quá nghiêm trọng cho đất về sau này. Sử dụng phân bón hóa học có thể làm cho mất cân bằng sinh học của đất, làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, sản xuất và sử dụng 3 nhiều phân bón hóa học có thể gây ra hiện tượng ô nhiêm môi trường, làm tăng lượng khí thải, nước thải, làm mất cân bằng hệ sinh thái vi sinh vật trong đất và trong nước. Trong số các biện pháp để cải thiện hàm lượng P cây trồng có thể sử dụng, biện pháp sử dụng vi sinh vật là biện pháp thân thiện với môi trường và có hiệu quả tương đối cao.
Các vi sinh vật trong đất, đặc biệt là nấm và vi khuẩn có vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa và hòa tan P bất động trong đất. Các VSV phân giải hợp chất photpho khó tan được biết đến nay là các loài: Pseudomonas, Micrococus, Bacillus, Rhizobium, Enterobacter, Flavobacterium, Penicillium, Sclerotium, Aspergillus, Trichoderma và Fusarium. Các vi sinh vật phân giải P khó tan trong đất hoạt động như các nhà máy phân lân chuyển quặng khó tan thành dễ tan để cây trồng hấp thụ được, không cần axit mạnh và nhiệt độ cao. Do vậy bón vi sinh vật phân giải P khó tan vào đất sẽ cung cấp một lượng P dễ tan cho cây trồng, không làm chua đất và giúp cây hấp thụ các chất dinh dưỡng trong đất tốt hơn.
Ngoài ra, các vi sinh vật này còn có thể sản sinh một số chất kích thích sinh trưởng thực vật. Xuất phát thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi nấm vùng rễ có khả năng phân giải phosphate khó tan trên cây cà phê.2 Mục tiêu nghiên cứu Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi nấm vùng rễ có khả năng phân giải phosphate khó tan trên cây cà phê 1.3 Nội dung nghiên cứu Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi nấm vùng rễ có khả năng phân giải phosphate khó tan. 2 Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy, sự ảnh hưởng của một số yếu tố như nguồn C, N, pH, nhiệt độ, đến khả năng phân giải phosphate khó tan. Nghiên cứu khả năng sinh hormon kích thích sinh trưởng thực vật: khả năng sinh IAA.
Khảo sát khả năng sinh một số enzyme ngoại bào. 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cây cà phê Cây cà phê thuộc nhóm thực vật họ thiên thảo (Rubiaceae), thích hợp với vùng cao nguyên và vùng núi cao từ 800-2000m, và có nhiệt độ từ 15-30 độ C. Được người Pháp đưa vào trồng ở Việt Nam từ thế kỉ 19. Cà phê thuộc dạng rễ cọc, đâm sâu vào đất 1-2m, bên cạnh đó còn có hệ thống rễ phụ tỏa ra xung quanh, nằm sát đất để hút dinh dưỡng.
Lá cây cà phê hình oval dài 8-15 cm và rộng 4-6 cm, mặt trên xanh bóng màu đậm, mặt dưới màu nhath hơn, cuống lá ngắn. Hoa cà phê màu trắng, 5 cánh, thường nở chùm, hoa nở kéo dài 3-4 ngày, thời gian thụ phấn chỉ vài giờ, một cây cà phê trưởng thành có khoảng 30-40 nghìn bông. Quả cà phê phát triển trong 7 đến 9 tháng sau khi thụ phấn, quả có hình bầu dục, bề ngoài như quả anh đào. Trong thời gian chín, màu sắc quả thay đổi từ xanh sang vàng và cuối cùng thành đỏ.
Thông thường một quả cà phê có 2 hạt. Thành phần chính của cà phê là caffeine, tannin, cacbohydrate, protein và dầu cố định. Trong đó có 2-3 % caffeine, 3-5% tannin, 13% protein và 10-15% dầu cố định. Trong hạt, caffein hiện diện dưới dạng muối chlorogenic.
Ngoài ra nó còn cứa dầu sáp và sáp. Cà phê thường được sử dụng như chất chống oxy hóa, quan trọng hơn cà phê là nguồn cung cấp crom và magie tốt giúp kiểm soát lượng đường trong máu bằng cách đảm bảo sử dụng insulin thích hợp. Cà phê là cây nông nghiệp lâu năm mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân, được trồng trên 50 quốc gia. Ở Việt Nam, gồm 3 loại cà phê chính là cà phê chè, cà phê vối, và cà phê mít.
Được trồng chủ yếu ở vùng Tây Nguyên : Đắk Mil (Đắk Nông), Đắk Hà (Kon Tum), Chư Sê (Gia Lai) … và đặc biệt là Buôn Ma Thuột – Đắk Lắk nổi tiếng với cà phê Robusta xuất khẩu đứng đầu thế giới. Các đặc điểm thổ nhưỡng tại đây được coi là rất lý tưởng để canh tác cà phê như: đất đỏ bazan, ở độ cao khoảng 500m – 600m so với mặt biển cùng khí hậu mát mẻ mưa nhiều. Đến nay hàng năm Việt Nam đã sản xuất ra khoảng 1 triệu tấn cà phê các loại, trong đó chủ yếu là cà phê Robusta và là nước đứng đầu thế giới về sản lượng cà phê.2 Phốt pho (P) trong đất Phốt pho (P) chiếm vị trí quan trọng cùng với Nitơ và Kali trong số ba chất dinh dưỡng đa lượng cơ bản cần thiết cho sự phát triển thành công của cây trồng. Không có Phốt pho, quang hợp không thể xảy ra.
Phốt pho đóng một vai trò quan trọng trong quá trình biến đổi năng lượng phức tạp cần thiết cho mọi sự sống, là thành phần chính trong ATP (adenosine triphosphate). Nó cũng là thành phần trung tâm của DNA và RNA - và cần thiết để xây dựng protein và các hợp chất khác. Theo Sepfe-Satsaben (1960) thì hàm lượng phosphate trung bình ở nhiều loại đất thường từ 0. Do quá trình tích lũy sinh học, hàm lượng phosphate trong lớp đất mặt cao hơn ở lớp dưới Hàm lượng lân tổng số trong đất Việt Nam khoảng 0,03-0,2%.
Giàu P nhất là nâu đỏ trên bazan và nghèo P nhất là đất bạc màu và đất cát Dưới đây giá trị của P trong vài đất. Hàm lượng lân tổng số của đất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đá mẹ, thành phần cơ giới đất, chế độ canh tác và phân bón. Trong đất phospho có trong các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Phospho có trong thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ của tàn tích sinh vật.
Các hợp chất hữu cơ chứa phospho gồm có: Phitin, axit nucleic, nucleoproteit, phosphatit, sacarophosphat. và các vi sinh vật đất. Nguyên tố này được tích luỹ trong đất tầng mặt nhờ sự tích luỹ sinh học, vì vậy trong tầng đất mặt thường chứa nhiều lân hữu cơ hơn các tầng dưới sâu. Tỷ lệ lân hữu cơ phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mùn trong đất và dao động trong khoảng từ 10-50% của lân tổng số.
Hợp chất vô cơ chứa phospho chủ yếu là những muối của axit octophosphoric với Ca, Mg, Fe và Al. Trong đất phospho còn có trong thành phần của apatit, phosphoric và vivianit, cũng như trong trạng thái hấp phụ của anion phosphat. Apatit là nguồn gốc đầu tiên của tất cả các hợp chất phospho 5 trong đất. Nó chiếm tới 95% hợp chất phospho trong vỏ trái đất.
Các dạng phospho vô cơ trong đất phần lớn có tính di động kém Trong đất chua (có các dạng hoạt động hoá học của sắt và nhôm) phospho phần lớn gặp ở dạng phosphat sắt và phosphat nhôm (FePO4, AlPO4, Fe2(OH)2PO4, Al(OH)2PO4.) hoặc liên kết với oxyt sắt, nhôm dưới dạng hợp chất bị hấp phụ. Các loại đất chua của Việt Nam đều có hàm lượng phosphat sắt cao. Ví dụ: đất nâu đỏ trên bazan có lượng phosphat sắt (Fe-P) chiếm trên 80% tổng số lân vô cơ; đất vàng đỏ trên đá phiến sét có Fe-P trên 70% tổng số lân vô cơ; đất phù sa chua và đất phèn có Fe-P tương ứng là 48-56% tổng số lân vô cơ Trong đất chua ít, trung tính và kiềm yếu phospho chủ yếu tồn tại dưới các dạng liên kết với canxi. Các phosphat canxi thường có độ hoà tan thấp.
Theo độ hoà tan tăng dần của các phosphat canxi trong đất chúng ta có dãy sau:Ca5(PO4)3Cl <Ca3(PO4)2 < Ca8H2 (PO4)6.2H2O < Ca(H2PO4)2 (apatit clo) Tỷ lệ Ca/P trong các phosphat canxi tăng lên thì độ hoà tan giảm 2.3 Vòng tuần hoàn phốt pho trong tự nhiên Hình 2.1: sơ đồ vòng tuần hoàn phosphat trong tự nhiên 6 Hình 2.2: Sơ đồ chuyển hóa các hợp chất hữu cơ Chu trình chuyển hóa phốt pho trong đất cho thấy vi sinh vật phân giải phốt pho có vai trò đặc biệt quan trọng trong chu trình chuyển hóa phốt pho trong đất.