MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành Nông Lâm Nghiệp thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng cũng đã có những thay đổi rất đáng kể, như việc đưa máy móc tiên tiến, công nghệ trồng trọt, công nghệ sinh học để tạo ra nhiều giống mới có sản lượng cũng như chất lượng tốt vào sản xuất kinh doanh,… đã đáp ứng kịp thời nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Tuy nhiên, ngoài những thành tựu đạt được thì hiện nay còn tồn tại một số vấn đề mà xã hội đang quan tâm trong số đó vấn đề nổi cộm nhất và được quan tâm nhất là tình hình đất canh tác, đất đồi núi bị thoái hoá ngày càng rất nghiêm trọng, do người dân sử dụng tối đa tiềm năng sức sản xuất của đất; nạn du canh du cư, phát nương làm rẫy. Mặt khác do nhu cầu của thị trường, trình độ canh tác còn lạc hậu ở nhiều vùng, miền, nguồn vốn đầu tư cho sản xuất còn hạn chế nên phương thức canh tác chủ yếu là trồng quảng canh, chu kỳ kinh doanh ngắn.
làm cho đất chai sạn, không có thời gian kịp phục hồi, dẫn tới năng suất trong kinh doanh rừng ngày càng giảm, đất bị thoái hoá và trở nên nghèo kiệt. Để khắc phục và giải quyết vấn đề trước mắt, người dân phải sử dụng một số giải pháp nhanh bằng cách bón một số loại phân hoá học như đạm, lân, kali… Hậu quả để lại là làm cho đất trở nên thoái hoá hơn. Lân có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng, có trong thành phần của hạt nhân tế bào, rất cần cho việc hình thành các bộ phận mới của cây. Lân tham gia vào thành phần các enzym, các prôtêin, tham gia vào quá trình tổng hợp các axít amin.
Trong công tác trồng rừng thì lân càng đóng vai trò quan trọng hơn. Lân kích thích sự phát triển của rễ cây, làm cho rễ ăn sâu vào đất và lan rộng ra xung quanh, tạo thêm điều kiện cho cây chống chịu được hạn và ít đổ ngã. Lân kích thích quá trình đẻ nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều. Lân làm tăng đặc tính chống chịu của cây n 14 đối với các yếu tố không thuận lợi: chống rét, chống hạn, chịu độ chua của đất, chống một số loại sâu bệnh hại v.v,… Nhưng khi bón Lân cho cây trồng, lượng lân được hấp thụ chỉ khoảng 20-30%, còn lại 70-80% đã trở thành khó tan, cây trồng không thể hấp thụ và làm đất trở nên thoá hoá.
Trong lâm nghiệp, bên cạnh việc khai thác nguồn lợi từ đất rừng, người ta còn chú trọng tới việc cải tạo đất, làm tăng độ màu cho đất. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ như hiện nay, để phấn đấu cho một nền lâm nghiệp bền vững nhằm tạo ra những cánh rừng có trữ lượng lớn cung cấp đầy đủ gỗ cho nhu cầu của con người, đồng thời bảo vệ môi trường sinh thái. Ngày càng nhiều các phương pháp tổng thể, ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật của nhiều chuyên ngành đã được áp dụng và phần nào đáp ứng được những yêu cầu trên, đó là tìm ra được một số loài vi sinh vật có tác dụng phân giải lượng lân khó tan thành lân dễ tan. Đây là một giải pháp rất hữu hiệu để khắc phục sự lãng phí trong việc bón phân cho cây và quan trọng hơn giải pháp này rất thân thiện với môi trường trong việc sản xuất và kinh doanh rừng lâu dài.
Đây là một trong những xu hướng đã phổ biến ở nhiều nước trên thế giới và hiệu quả của chúng cũng đã được chứng minh. Nhưng ở nước ta, hiện đang còn là vấn đề khá mới mẻ. Để góp phần nâng cao năng suất của cây trồng, cải tạo đất bạc màu và nhu cầu cấp bách của địa phương nên tôi tiến hành “Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn vi sinh vật phân giải lân có hiệu lực cao trên đất thoái hoá, nghèo chất dinh dưỡng ở Lục Ngạn - Bắc Giang” là một vấn đề cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Mục tiêu của đề tài Đề tài được thực hiện nhằm các mục tiêu sau: - Phân lập và tuyển chọn được các chủng vi khuẩn có hoạt tính phân giải lân khó tan.
n 15 - Nắm được các đặc điểm sinh học của chủng vi khuẩn có hiệu lực phân giải lân cao. - Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật phân giải lân và đánh giá hiệu lực của chế phẩm đối với cây trồng. - Thử nghiệm hiệu lực của chế phẩm đối với sinh trưởng của cây Bạch đàn ở giai đoạn vườn ươm. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.
Ý nghĩa khoa học Đề tài hoàn thành sẽ bổ sung thêm được một số chủng vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan cho ngành sản xuất phân vi sinh. Góp phần cải thiện môi trường sinh thái và trong nền sản xuất Nông Lâm Nghiệp sạch. Ý nghĩa thực tiễn Sản xuất được viên nén phân vi sinh đáp ứng nhu cầu cấp thiết đối với các vùng, miền có đất bị thoái hóa. Góp phần nâng cao công tác bảo vệ môi trường đất, chống xói mòn.
Đặc biệt cải thiện dinh dưỡng cho đất sau nhiều năm đã và đang canh tác, thâm canh cây trồng. Giải quyết được vấn đề cấp thiết đó là sản xuất ra được viên nén bón cho đất đồi núi thoái hóa nghèo kiệt chất dinh dưỡng tại huyện Lục Ngạn - tỉnh Bắc Giang. Đây là một giải pháp rất hữu hiệu để khắc phục sự lãng phí trong việc bón phân cho cây và quan trọng hơn giải pháp này rất thân thiện với môi trường trong việc sản xuất và kinh doanh rừng lâu dài. n 16 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.
Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước Theo dự đoán của Wilson (1990) trên thế giới có khoảng 30 triệu loài vi sinh vật nhưng người ta mới biết đến 1.622 loài, trong số đó có 4.760 loài vi khuẩn và tảo lam. Vào năm 1999, Johri Surange, Nautiyal đã mô tả đặc điểm của khoảng 4.800 giống có khả năng phân giải phốt phát, (Nguồn trích trong báo cáo sơ kết đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, của Phạm Quang Thu (2008), Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội). Năm 2000, khi nghiên cứu về vi sinh vật đất, Alan E Richardson cho rằng vi sinh vật đất đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và quá trình biến đổi của các chất dinh dưỡng trong đất. Đối với phốt pho, vi sinh vật đất có ảnh hưởng liên quan đến nhiều quá trình biến đổi phốt pho, vì vậy nó ảnh hưởng đến sự tận dụng phốt pho tiếp theo của rễ cây.
Đặc biệt vi sinh vật có thể phân giải và khoáng hoá phốt pho từ các hợp chất có liên quan và không hoàn toàn liên quan với phốt pho có trong đất. Ngoài ra, trong bản thân các loài vi khuẩn còn có chứa một lượng phốt pho đáng kể cho cây trồng [8]. Jose Mariano Igual và cộng sự (2001) cho rằng: Sử dụng vi sinh vật phân giải phốt phát như là cách thức sử dụng đồng thời làm tăng lượng phốt pho cho cây trồng và đem lại kết quả cho mùa vụ. Cũng vào năm 2001 ở Ấn Độ, trong cuộc hội thảo về vấn đề chất lượng của các loài vi khuẩn phân giải lân, Mehta và Nautiyal cho rằng: có thể phân biệt các loài vi khuẩn có khả năng phân giải lân bằng mắt thường và việc sử dụng hợp chất Bromophenol xanh cho kết quả rất nhanh.
Kết quả phân tích cho thấy chất lượng của các vi khuẩn phân giải lân được phân lập từ các nguồn khác nhau có hiệu lực phân giải lân khác nhau và chất lượng của vi khuẩn phân giải lân tốt là các vi khuẩn được phân lập từ đất, hợp chất các n 17 bon, nitrogen. Chenxin và cộng sự, năm 2000, khi nghiên cứu về vi sinh vật đất nhận thấy một ít lượng phốt pho có sẵn là nhân tố đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình phát triển của cây trồng trên đất đỏ ở phía Đông Nam Trung Quốc. Có nhiều loài vi khuẩn cộng sinh ở trong đất có khả năng hoà tan phốt phát, nhưng tầm quan trọng của các loài vi sinh vật này thì ít được quan tâm đến. Khả năng phân giải phốt phát của các vi sinh vật trong các loài cây và các loại đất là rất khác nhau.
Chenxin và cộng sự cũng đã điều tra được những loài vi sinh vật phân giải phốt phát, rễ cây của 19 loài cây cỏ ở trong vườn cây ăn quả trên đất đỏ ở Chang Chen Thefiang, Trung Quốc [9]. Năm 2004, Gibson và Mitchell tìm thấy 4 chi nấm (trong đó có hai chi được tách ra từ chi Hymenoscyphus, hai chi còn lại màu đen được phân lập từ cá mỏ khí có chứa các khí gây ô nhiễm), chúng có thể sinh trưởng tốt trên các đĩa thạch rắn có bổ sung thêm một số chất như: Kẽm phốt phát, các hợp chất ntrogen (Nitơrat, Ammonium.), các hợp chất các bon khác như: đường Glucose, nguồn phốt pho (KH2PO4). Tất cả 4 chi nấm trên đều có khả năng phân giải phốt phát từ các hợp chất kẽm của 3 nguồn nitrogen. Trong các nghiên cứu về vi sinh vật phân giải phốt phát đều cho thấy rằng sự sản sinh axit hữu cơ trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật là tác nhân chủ yếu của sự phân giải các hợp chất phốt phát khó tan.
Ngoài ra một số vi sinh vật phân giải phốt phát được là nhờ sinh ra CO2, H2S, axit khoáng, cơ chất Chelat, enzymphotpholaza, proton. Các vi sinh vật có khả năng hoà tan phốt phát bao gồm các chi thuộc nấm sợi, tảo lam, xạ khuẩn. Nghiên cứu tại Việt nam Năm 1996 đến năm 1998, Nguyễn Kim Vũ, Phạm Văn Toản và các cộng sự đã phân lập được 100 chủng có hoạt tính phân giải lân [7]. Năm 1998, Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Anh Đào đã tuyển chọn được 3 chủng có mức độ chuyển hoá phốt pho khá mạnh (H6, H7, H8).
Trong đó chủng H6 là Pseudomonas còn hai chủng còn lại thuộc chi Bacillus. Năm 1997, Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thị Phương Chi, Hà Hồng Thanh khi nghiên cứu khả năng chuyển hoá hợp chất phốt phát khó tan của chủng Asperigillus awamori Nakazawa MN1 nhận thấy: chủng này có khả năng chuyển hoá các hợp chất phốt phát khó tan cao và trong điều kiện nuôi cấy trên môi trường thạch đĩa cũng như trên môi trường dịch thể chủng MN1 đã tiết ra các sản phẩm axit hoá môi trường mạnh.