LỜI MỞ ĐẦU Trong canh tác nông nghiệp, phân bón là yếu tố không thể thiếu nhằm tăng năng suất và sản lượng cây trồng. Ước tính nhu cầu phân bón của Việt Nam hiện đang ở mức gần 11 triệu tấn/năm, với lượng sử dụng trung bình khoảng 450 kg phân bón trên 01 hecta đất canh tác, cao gấp 3,2 lần trung bình thế giới. Tuy nhiên, hơn 90% lượng tiêu thụ là phân bón hóa học với hiệu suất sử dụng chỉ ~ 35 – 40% (theo nghiên cứu của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam). Hiệu suất sử dụng phân bón thấp do việc sử dụng phân khoáng lâu ngày, liều lượng cao, ít bổ sung phân hữu cơ, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng đất canh tác.
Đất bị bạc màu, lượng vi sinh vật giảm xuống, chất hóa học dư thừa, tích tụ, gây ô nhiễm đất. Sản xuất phân bón hữu cơ Việt Nam chiếm tỷ trọng nhỏ nhưng bắt đầu tăng nhanh trong một số năm gần đây. Theo số liệu của Cục Bảo vệ thực vật, tính đến tháng 6/2019, số lượng phân bón hữu cơ được công nhận lưu hành là 2.487 sản phẩm (chiếm 11,6% tổng số sản phẩm phân bón), gấp 3,5 lần so với tháng 12/2017. Cả nước có 265 nhà máy sản xuất phân bón hữu cơ được cấp phép, cao gấp 1,47 lần so với cuối năm 2017.
Tuy nhiên, sản lượng phân bón hữu cơ hiện nay vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng của người dân, đặc biệt nước ta đang trong quá trình chuyển đổi sang nền nông nghiệp hữu cơ. Mặt khác, theo thống kê năm 2017 của Bộ TNMT lượng chất thải hữu cơ phát sinh ở Việt Nam hiện nay khoảng 25,5 triệu tấn/năm, CTHC ngành nông nghiệp hằng năm khoảng 76 triệu tấn rơm rạ và 47 triệu tấn chất thải chăn nuôi. Lượng chất thải lớn này hiện nay chưa được xử lý thích hợp, gây lãng phí và ô nhiễm môi trường. Để tận dụng nguồn chất thải hữu cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời đáp ứng nhu cầu về phân bón hữu cơ vi sinh của nền nông nghiệp trong nước, việc nghiên cứu tìm ra các chủng vi sinh vật có đặc tính tốt trong phân giải hữu cơ; cố định nitơ; phân giải phosphat.
để góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh là vấn đề có ý nghĩa trong sự phát triển ngành nông nghiệp và cải tạo đất, duy trì hệ sinh thái. Đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn chủng vi sinh vật để tạo chế phẩm phân bón vi sinh từ một số chất thải hữu cơ”, được thực hiện nhằm góp phần thực hiện mục tiêu trên. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Phân bón hữu cơ vi sinh 1.
Khái niệm Phân hữu cơ vi sinh là sản phẩm được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất, chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn quy định, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng nông sản. Phân hữu cơ vi sinh không gây ảnh hưởng xấu đến người, động vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản(Công nghệ sản xuất phân bón vi sinh chất lượng cao từ phụ phẩm nông nghiệp, Techmart Quốc tế Việt Nam 2015). Tiêu chuẩn Việt Nam năm 1996 định nghĩa: "Phân VSV (phân vi sinh) là sản phẩm chứa các VSV sống, đã được tuyển chọn có mật độ phù hợp với tiêu chuẩn ban hành, thông qua các hoạt động sống của chúng tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng có thể sử dụng được (N, P, K, S, Fe.) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất và (hoặc) chất lượng nông sản. Phân VSV phải bảo đảm không gây ảnh hưởng xấu đến người, động, thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản".
Phân loại phân bón vi sinh 1. Phân bón cố định Đạm Là những loại phân bón có chứa các vi khuẩn hay các vi sinh vật có khả năng cố đinh nittơ từ không khí thành dạng nitơ cây trồng có thể sử dụng và dễ hấp thu. Vi sinh vật có định đạm có hai dạng: Vi sinh vật cố định đạm tự do là những vi sinh vật sống tự do có khả năng cố định đạm trong đất mà không cần vật chủ. Một số loại vi sinh vật cố định đạm được đưa vào phân bón như Azotobacter, Clostridium,… Vi sinh vật cố định đạm cộng sinh là những vi sinh vật cố định đạm phải cần vật chủ là cây trồng để cộng sinh như Rhizobium cộng sinh với cây họ đậu, Anabaena azollae cộng sinh với bèo hoa dâu hay tảo lục,… 2 1.
Phân bón vi sinh phân giải lân Phân bón vi sinh 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. sircalmous, Pseudomonas striata; Nấm: Penicillium sp, Aspergillus awamori (Nghiên cứu sử dụng vi sinh vật phân giải lân Việt Nam Phạm Văn Toản , Phạm Bích Hiên, 2009). Phân bón vi sinh phân giải silicat Phân bón vi sinh 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, ion silic vào môi trường. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Bacillus megaterium var. phosphaticum, Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus mucilaginous, Pseudomonas striata. Phân bón vi sinh gây ức chế VSV gây bệnh Phân bón vi sinh gây 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. Phân bón vi sinh chất giữ ẩm polysacarit Phân bón vi 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. Phân bón vi sinh phân giải hợp chất hữu cơ Phân bón vi sinh phân giải hợp chất hữu cơ: có chứa VSV tiết ra các enzym có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ như: xenlulo, hemixenlulo, 3 lighin, kitin. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus. Phân bón vi sinh sinh chất kích thích sinh trưởng thực vật Phân bón vi sinh 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. Phân bón vi sinh tăng cường hấp thu photpho, kali, sắt, mangan cho thực vật Phân bón vi sinh tăng cường hấp thu photpho, 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 Chao và P. Loại PBVS này chưa được thương mại nhiều, vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu. Các loại phân vi sinh được sử dụng chủ yếu để bón đại trà, bón lót trước khi trồng các loại cây ngắn ngày. Với những cây dài ngày có thể bón thêm phân định kỳ từng đợt tùy theo mỗi loại cây.
Ngoài ra, để cây phát triển tốt hơn có thể sử dụng các loại sản phẩm vi sinh khác đi kèm theo từng đợt như: thuốc trừ sâu vi sinh, phân lân vi sinh… Trên thị trường hiện nay có một số loại phân vi sinh như: phân hữu cơ vi sinh sông Gianh, phân hữu cơ vi sinh Cao Nguyên 1. Ưu và nhược phân bón hữu cơ vi sinh Lợi ích của phân bón hữu cơ vi sinh Trong điều kiện nhiệt đới của nước ta với đặc trưng nền nhiệt độ và độ ẩm không khí cũng như của đất cao thì tốc độ của quá trình khoáng hóa chất hữu cơ trong đất thường rất cao. Vì vậy, nếu không có biện pháp bổ sung chất hữu cơ 4 cho đất thì độ phì nhiêu của đất giảm sút rất nhanh. Theo Nguyễn Vy (1998), các chất hữu cơ bón vào đất Việt Nam phân giải nhanh, bình quân 9 tháng đến 1 năm gần như phân giải hết.
Theo Lương Đức Loan (1997), thì đất mới khai hoang có hàm lượng hữu cơ khá cao (5 – 6%), nhưng chỉ 4 – 5 năm canh tác cây lương thực ngắn ngày thì chất hữu cơ giảm sút trung bình 50 – 60%(Trần Thu Hà, 2009). Việc sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh đem lại rất nhiều lợi ích:(Nguyễn Thanh Hiền, 2003). - Tăng thêm độ màu mỡ cho đất bằng các cung cấp thêm chất hữu cơ, chất dinh dưỡng. - Là giải pháp hữu hiệu để cải tạo đất bạc màu.
Bón quá phân hữu cơ vi sinh không sợ cây bị lốp và đất sẽ được cải tạo tốt hơn. - Phân hữu cơ vi sinh làm sạch môi trường cho cây trồng và vật nuôi: cung cấp nguồn dinh dưỡng tự nhiên, giúp cây khỏe, tăng khả năng nảy mầm với tỷ lệ đồng đều cao, khả năng chống chịu sâu bệnh cao hơn, giảm lượng thuốc bảo vệ thực vật cần sử dụng, tạo ra các sản phẩm nông nghiệp an toàn, không gây ngộ độc về thực phẩm và không gây ô nhiễm môi trường sống. - Ngoài tác dụng làm tăng sản lượng và cung cấp dinh dưỡng trực tiếp cho cây. Các loại phân hữu cơ có thể cải thiện sự đa dạng sinh học (tuổi thọ đất) và khả năng sản xuất lâu dài của đất.
- Việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh hiện nay giúp người trồng lúa giảm 30 – 40% lượng hóa học mà vẫn giữ vững năng suất. Sự khác biệt giữa phân hữu cơ vi sinh và phân hóa học Phân hóa học là những hóa chất có chứa các nguyên tố dinh dưỡng được bón cho cây trồng nhằm nâng cao năng suất mùa màng.
