TRIỂN VỌNG ỨNG DỤNG VI SINH VẬT HỮU ÍCH
TRONG NÔNG NGHIỆP VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
Lê Như Kiu
SUMMARY
The prospects of useful microorganism application in agriculture
and environmental preserve
Environmental pollution, caused by chemical fertilizers and pesticides to surface and groundwater,
and improper treatment of human and animal wastes has caused serious environmental and social
problems throughout the world. Many attempts have been made to solve these problems using
established chemical and physical methods. However, they have usually found that such problems
cannot be solved without using microbial methods and technologies in coordination with agricultural
production. In this context, the use of microbial inoculants in agriculture (biofertilizers,
phytostimulators and biopesticides) represents an attractive environmentally - friendly alternative to
further applications of mineral fertilizers and chemical pesticides. PGPR (Plant Growth - Promoting
Rhizobacteria) and soil microorganisms play very important roles in improving soil quality, plant
growth, yield, and plant health by fixing atmospheric nitrogen, suppressing plant diseases and soil -
borne pathogens, enhancing nutrient cycling, and producing bioactive compounds such as
vitamins, hormones and enzimes. In addition, they are active participants in bioremediation to
decompose organic wastes and residues, detoxify pesticides and immobilize or solublize heavy
metals. In Vietnam, bioremediation has been applied to clean oily - polluted water and soil. A
continued exploration of the natural biodiversity and potential applications of beneficial indigenous
microorganisms to sustainable agriculture and environment protection represents a prerequisite
step to develop more efficient microbial inoculants in the coming years.
Keywords: Environmental microorganisms, agricultural microorganisms.
I. T VN
Hơn 50 năm qua, vi sinh vt ã ưc s
dng trong các lĩnh vc khác nhau như y
hc, sc kho con ngưi và vt nuôi, ch
bin thc phNm, an toàn và cht lưng thc
phNm, k thut di truyn, bo v môi
bào sinh vt, khi ng vt, thc vt cht i,
ngun protein có trong t bào ưc tích lu
li ngoài môi trưng. Protein cha ti 15 -
17% nitơ, nhưng sinh vt không th hp th
trc tip protein mà phi thông qua s phân
hu ca vi sinh vt to thành các sn
phNm cui cùng mà cây trng, vi sinh vt
có th hp th ưc như: Axit amin, CO
2
,
N
2
, SO
4
, P
* Phân huỷ tinh bột III. N G DN G VI SIN H VT TRON G
N ÔN G N GHIP
1. Ứng dụng vi sinh vật trong trồng trọt
Sn xut nông nghip ph thuc ch
yu vào vi sinh vt duy trì và cân bng
h sinh thái ca t, hơn 1 t vi sinh vt có
th ưc tìm thy trong 1 gam t, trong s
này có hơn 10.000 loài khác nhau và vi
khuNn là nhóm phong phú nht, trong ó
nhng vi sinh vt hu ích chim ưu th, do
vy vi sinh vt óng vai trò quan trng
tăng trưng cây trng. N hưng trong thc
- Vi sinh vt thuc chi Trichoderma có
kh năng amôn hóa kitin (kitin là mt hp
cht C cha gc amin) là thành phn ca v
nhiu loi côn trùng và giáp xác Chi này
có kh năng tit enzim kitinaza, β - 1,3
glucanaza và kitobiaza phân hu phân t
kitin thành các gc ơn phân t, sau ó gc
amin ưc amôn hoá to thành NH
3
.
- Vi sinh vt phân hu các hp cht
photpho (P) hu cơ trong cơ th ng thc
vt to thành các các mui axit photphoric
dng d tan ưc cây trng hp th, thuc chi
Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus,
Bradyrhizobium
- Vi sinh vt i kháng vi mt s bnh
cây như chi Trichoderma, Bacillus,
Pseudomonas, Actinomycetes, Penicillium,
Actinomycetes, Serratia
áng chú ý là nhiu loài vi sinh vt có
mt vi s lưng ln trên b mt r và trong
r hơn là trong t vì chúng không b nh
hưng bi các nhân t môi trưng. Vi sinh
vt h r có kh năng kích thích sinh trưng
và bo v cây trng khi s xâm nhp ca
vi sinh vt có hi và vi sinh vt gây bnh.
Nhóm vi sinh vt h r kích thích sinh
trưng thc vt (Plant Growth - Promoting
Rhizobacteria - PGPR) có kh năng sn
cơ ch cm ng kháng h thng. Trong
trưng hp này, PGPR làm bin i sinh
lý ca cây ch cũng như các phn ng
trao i cht khin cho cây ch tng hp
các cht hoá hc có kh năng chng li s
xâm nhp ca mm bnh và các nhân t
vô sinh. Pseudomonas và Bacillus là hai
nhóm vi khuNn h r ưc s dng nhiu
nht cho n nay.
2. Ứng dụng vi sinh vật trong cải tạo đất
Ngoài vic tác ng trc tip ti cây
trng, vi sinh vt cũng óng vai trò quan
trng trong ci to t, vì hu ht các quá
trình bin i hoá hc xy ra trong t u
có s óng góp tích cc ca chúng. c
bit là gi vai trò tích cc trong m bo
phì nhiêu ca t do s tham gia ca chúng
trong các chu trình dinh dưng như chu
trình cacbon và nitơ cn thit cho sinh
trưng ca thc vt.
Vi sinh vt t như nm cng sinh
(Mycorrhiza) có th làm tăng dinh
dưng khoáng có sn (như photpho) cho
thc vt. Các vi sinh vt t khác cũng có
th làm tăng lưng dinh dưng trong t.
Chng hn như, vi khuNn c nh nitơ có
th bin i nitơ khí quyn thành các hp
cht nitơ hoà tan mà r cây có th s dng
sinh trưng.
Nhóm nm men Lipomyces có kh năng
Trichoderma, Aspergillus, Fusarium,
Mucor có kh năng tit ra h enzim
xenlulaza gm 4 loi enzime khác
nhau: xenlobiohydrolaza; endoglucanaza;
exo - glucanaza và β - glucosidaza.
- Vi sinh vt phân gii tinh bt thành
glucoza ch yu là các vi nm thuc các
chi: Aspergillus, Fusarium, Rhizopus có
kh năng tit ra môi trưng h enzim
amilaza gm 4 loi enzime: α - amilaza,
α - amilaza, amilo 1,6 glucosidaza và
glucoamilaza.
- Hai nhóm vi sinh vt phân gii ưng
ơn (ưng 6C) nh quá trình lên men các
cht hu cơ chưa ưc oxy hoá trit , ó
là nhóm hiu khí và nhóm lên men.
- Vi sinh vt có kh năng amôn hoá
protein, trong nhóm vi khuNn có Bacillus,
Pseudomonas, Clostridium; x khuNn có
Streptomyces; vi nm có Aspergillus,
Penicilium Ảnh 2. Vòng phân giải protein, tinh bột, CMC của
Bacillus subtilis- Vi sinh vt phân hu các axit amin
cha S như: metionin, xystein và trong
nhiu loi enzim quan trng thành H
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
7
Các vi sinh vt như: Bacillus subtilis, Lactobacillus acidophilus, Saccharomyces
cerevisae, Aspergillus oryzae và Streptomyces sp. v v có kh năng phân hu kép (phân
hy ng thi c protein và các hydratcacbon n sn phNm cui cùng là axit amin,
ưng ơn, phn ln chúng ưc cơ th sinh vt hp th to thành sinh khi ca
chúng, mt phn ưc phân gii thành CO
2
và H
2
O). Như vy, t cht hu cơ ban u ã
ưc các vi sinh vt phân gii thành khí CO
2
và nưc nên ã không gây ra khí c (NH
3
,
NH
4
, NO
2
, H
2
S và NO
3
), quá trình này ng nghĩa vi vic làm sch môi trưng.
Tim năng ca nm trng (white rot fungi) ưc nghiên cu ng dng phân hy các
cht ô nhim và phây hu lignin. Nhóm nm này có kh năng phân hu các loi
hydratcacbon, thuc tr sâu, thuc nhum, kim loi nng và các loi khác bng cách kh
c hoc làm bt ng. Aust và cng s cho rng hu ht nm trng kháng vi mc c
pH cho quá trình hp thu sinh hc kim loi là 4 n 7 (Gadd, 2001). Tích lu sinh hc kim
loi như cadmium, km và cesium do mt s loi nm ã ưc phát hin. KhuNn ty nm
không nhng ly kim loi mà còn vn chuyn kim loi n các b phn "n hoa" ca
chúng.
V. KT LUN
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
8
ng dng vi sinh vt hu ích trong nông nghip và bo v môi trưng không ch là
mi quan tâm nghiên cu ca các nhà khoa hc trong các lĩnh vc nông nghip và môi
trưng mà còn là nh hưng chin lưc phát trin bn vng ca ng và Nhà nưc.
Vit Nam, các ch phNm sinh hc như phân bón và thuc tr sâu sinh hc ã và ang s
dng ch yu là nhp ngoi vi giá thành cao. Vi c thù là mt nưc nông nghip và
ngun gen vi sinh vt bn a ưc ánh giá là rt a dng. Do vy, vic nghiên cu ng
dng vi sinh vt bn a hu ích trong nông nghip và môi trưng cn ưc u tư hơn
na. Tuy nhiên, trong thc t nghiên cu và ng dng các ch phNm vi sinh vt còn gp
nhiu khó khăn như: Giá thành thưng cao so vi các ch phNm hóa hc, phong tc tp
quán ca ngưi nông dân thay i còn chm, công tác tuyn truyn, qung bá còn yu,
sách báo ph cp còn thiu, do vy mà nhiu ch phNm vi sinh vt chưa i vào cuc sng
như tim năng có sn ca chúng.
TÀI LIU THAM KHO
1 Alexander, M., 1994. Biodegradation and bioremediation. San Diego, Ca.: Academic
Press.
2 Arora Diplip K., 1996. Hand book of applied mycology. Volume 1: Soil and Plant,
327 - 355.
3 Aust, S. D., P. R., Swaner, and J. D. Stahl., 2003. Detoxification and metabolism of
chemicals by white - rot fungi. In: Pesticide decontamination and detoxification, 3 -
14. Washington D. C.: Oxford University Press.
4 Bumpus, J. A., M., Tien, D. S. Wright, and S. D., Aust., 1985. Oxidation of persistent
environmental pollutants by a white - rot fungus. Science. 228: 1434 - 1436.
5 Cocchi, L., L., Vescovi, L. E., Petrini, and O., Petrini., 2005. Heavy metals in edible