HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG
---------------------------------------------------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN
GIỐNG VI SINH VẬT NỘI SINH TỪ VÙNG SINH THÁI
ĐẤT NGẬP MẶN PHỤC VỤ CHO SẢN XUẤT
NÔNG NGHIỆP VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
Người thực hiện
Lớp
Khóa
Ngành
Giáo viên hướng dẫn
: ĐỖ MINH THU
: MTC
: 57
: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
: TS. NGUYỄN THỊ MINH
Hà Nội - 2016
HỌC VIÊN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MÔI TRƯỜNG
---------------------------------------------------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình học tập tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, được sự
giúp đỡ của các thầy cô, các đoàn thể, đặc biệt được bộ môn Vi sinh vật –
Khoa Môi trường tạo điều kiện, đến nay, em đã hoàn thành khóa học và thực
hiện xong khóa luận của mình. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô
Nguyễn Thị Minh đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt nghiên cứu của
mình. Cảm ơn các thầy và các cô, các anh chị ở Phòng thí nghiệm Bộ môn vi
sinh – Khoa môi trường và phòng thí nghiệm Jica – Khoa Quản lý đất đai đã
tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nghiên cứu này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, thầy cô và gia đình đã
giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Đỗ Minh Thu
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................i
Em xin chân thành cảm ơn!............................................................................i
Em xin chân thành cảm ơn!...........................................................................ii
Sinh viên thực hiện..............ii
Các chủng được đánh giá tính đối kháng theo từng cặp theo phương pháp
đường vuông góc Cross-Streak. Các chủng vi sinh vật được cấy thành cặp
theo các đường giao nhau. Nếu xuất hiện vòng đối kháng (các chủng mọc
cách nhau) thì các chủng đó đối kháng nhau và không thể phối trộn chúng
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ chuyển hoá các hợp chất lân hữu cơ thành muối của
H3PO4............................................................................................................24
Hình 3.1. Một số chủng vi sinh vật ..............................................................47
nội sinh được phân lập..................................................................................47
Hình 3.2. Chủng 3 LSH1...............................................................................47
Hình 3.3. Một số chủng vi sinh vật nội sinh được giữ giống......................47
3.3. Kết quả tuyển chọn chủng vi sinh vật nội sinh....................................48
Hình 3.4. Vòng phân giải xenlulo của một số chủng vi sinh vật nội sinh. 53
Hình 3.5. Vòng phân giải lân của một số chủng vi sinh vật nội sinh........54
Hình 3.6. Vòng phân giải lân của chủng 8TDX..........................................55
Hình 3.7. Một số chủng vi sinh vật nội sinh phân giải IAA cao làm đổi
màu thuốc thử................................................................................................56
Hình 3.8. Tính đối kháng của một số chủng vi sinh vật nội sinh..............64
Hình 3.9. 8 chủng giống vi sinh vật nội sinh được tuyển chọn..................65
Hình 3.10. Hình thái khuẩn lạc 3 TDG1.....................................................66
Hình 3.11. Hình thái tế bào 3 TDG1............................................................66
Hình 3.12. Hình thái khuẩn lạc TDG4.........................................................66
Hình 3.13. Hình thái tế bào TDG4...............................................................66
Hình 3.14. Hình thái khuẩn lạc 3 TDG5.....................................................66
Hình 3.15. Hình thái tế bào 3TDG5.............................................................66
Hình 3.16. Hình thái khuẩn lạc 3 LSH1......................................................67
Hình 3.17. Hình thái tế bào 3 LSH1.............................................................67
Hình 3.18. Hình thái khuẩn lạc 6 LXL3......................................................67
Hình 3.19. Hình thái tế bào 6 LXL3............................................................67
Hình 3.20. Hình thái khuẩn lạc 6TSH3.......................................................67
Hình 3.21. Hình thái tế bào 6 TSH3.............................................................67
Hình 3.22. Hình thái khuẩn lạc 8 TDX........................................................68
MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Hiện nay, sự phát triển nền nông nghiệp đang đi theo hướng thâm canh
và xen canh cao, cùng với đó là việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón và
thuốc bảo vệ thực vật hóa học. Đó là một trong số những nguyên nhân làm
cho đất đai ngày càng thoái hóa, dinh dưỡng bị mất cân đối, hệ vi sinh vật
trong đất bị xáo trộn, tồn dư các chất độc hại trong đất ngày càng cao và
nguồn bệnh tích lũy trong đất càng nhiều dẫn đến có thể phát sinh các loại
dịch hại nghiêm trọng, khó dự báo trước (Cục Bảo vệ thực vật, 2014).
Việc sử dụng chế phẩm sinh học và phân hữu cơ vi sinh có tầm quan
trọng đặc biệt đối với một nước nông nghiệp như Việt Nam, góp phần xây
dựng một nền nông nghiệp an toàn và bền vững. Tuy nhiên, tình hình sản xuất
phân vi sinh ở Việt Nam vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu thực tiễn sản xuất của
nền nông nghiệp do quy mô sản xuất nhỏ, chất lượng sản phẩm chưa hoàn
thiện và ổn định. Vì vậy, việc nghiên cứu để hoàn thiện và nâng cao chất
lượng chế phẩm sinh học và phân vi sinh là hết sức cần thiết.
Vi sinh vật nội sinh là vi sinh vật sống trong mô thực vật được tìm thấy
ở vùng rễ, thân, lá, quả của thực vật, vì vậy vi sinh vật nội sinh được xem là
một trong những đối tượng quan trọng được phân lập và sàng lọc để làm
giống cho sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ cho sản xuất nông nghiệp mà
không ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Ở Việt Nam hiện nay còn thiếu những chủng vi sinh vật nội sinh phát
huy tốt hiệu quả trên nhiều loại cây trồng ở các điều kiện sinh thái khác nhau.
Một số nghiên cứu về vi sinh vật nội sinh trong các loài cây như phân lập
dòng Burkholderia tropica trên cây khóm, vi khuẩn Azospirillium lipoferum
và Klebsiella pneumonia từ cỏ chăn nuôi, Rhizobium hay nấm rễ Arbuscular
Mycorrhizae từ rễ cây đậu đỗ và cây thảo quả. Tuy nhiên, hầu hết các dòng vi
1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hiện trạng phát triển nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam
1.1.1. Hiện trạng phát triển nông nghiệp trên thế giới
Theo báo cáo “Triển vọng nông nghiệp 2013-2022” của Tổ chức Hợp tác
và Phát triển Kinh tế (OECD) và Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO), sản
lượng nông sản trong 10 năm qua trên toàn thế giới tăng 2,1%/năm và được
dự báo tăng chậm ở mức 1,5%/năm nhưng vẫn cao hơn tỷ lệ tăng trưởng dân
số thế giới 0,5%/năm. Một trong những yếu tố được dự báo khiến sản lượng
tăng chậm so với thời gian trước là tình trạng đất canh tác ngày càng bị thu
hẹp. Mặc dù tại một số quốc gia có nền kinh tế mới nổi như Brazil và Nga,
diện tích đất gieo trồng được tận dụng tối đa, nhưng đa số các nước khác đang
phải đối mặt với tình trạng đất gieo trồng bị thu hẹp mà một phần là do việc
sử dụng đất cho các mục đích khác (OECD và FAO, 2013).
Trong 25 năm qua (1965-1990), diện tích đất canh tác của toàn thế giới
tăng được có 9,4%, trong khi dân số lại tăng 68,5% trong cùng thời gian, làm
cho bình quân diện tích đất canh tác trên đầu người giảm 35,1% hay
1,4%/năm (Nguyễn Văn Bộ, 2013).
Bảng 1.1. Sản lượng một số loại cây lương thực trên thế giới (triệu tấn)
Loại cây
2012
2013
2014
Khoai tây
192,43
234,32
263,31
270,29
(Nguồn: FAOSTAT, 2016)
Nông nghiệp ở Mỹ là ngành nông nghiệp phát triển đứng đầu thế giới về
sản lượng ngũ cốc (lúa mì, ngô...). Mặc dù nông nghiệp chỉ chiếm khoảng 2%
GDP nhưng mỗi năm cũng thu về cho đất nước khoảng 240 - 260 tỷ USD.
3
Sản phẩm nông nghiệp có giá trị xuất khẩu lớn, khoảng 75 - 80 tỉ USD mỗi
năm. Lương thực được sản xuất ra rất an toàn, có chất lượng cao, phong phú
và giá cả phải chăng. Nền nông nghiệp Hoa Kỳ cũng đạt được sự dồi dào và
đa dạng nhất trên thế giới. Diện tích nước Mỹ là 9.161.923 km 2, trong đó diện
tích đất có thể canh tác được chiếm 18,1%. Theo thống kê của Bộ Nông
nghiệp Mỹ tháng 02/2014, Mỹ có 2.109.363 nông trại, trung bình mỗi trại có
diện tích 174 ha. Năm 2012, tổng giá trị sản phẩm nông nghiệp đạt 394,6 tỷ
đô la Mỹ, tăng 33% so với năm 2007, trong đó giá trị các sản phẩm trồng trọt
là 219,6 tỷ đô la, giá trị sản phẩm chăn nuôi đạt 171,7 tỷ đô la. Với diện tích
đất canh tác rộng lớn nên việc áp dụng các phương tiện và kỹ thuật hiện đại
trong sản xuất nông nghiệp đã khiến cho năng suất lao động tăng mạnh (Thu
Trang, 2015).
Bảng 1.2. Sản lượng gạo năm 2014 của một số quốc gia (triệu tấn)
Quốc gia
Indonesia
Nông nghiệp đóng vai trò thiết yếu với nền kinh tế Indonesia. Với lợi thế
đất nông nghiệp màu mỡ và rộng lớn, Indonesia là nơi sản xuất ra nhiều nông
sản nhiệt đới, nhất là sản xuất lúa gạo. Khoảng 49 triệu người dân làm trong
lĩnh vực nông nghiệp (chiếm 42% dân số cả nước) và đóng góp 13,5% tổng
GDP cả nước (2013). Indonesia là nước có tỷ lệ tiêu thụ gạo bình quân đầu
người cao nhất thế giới (xấp xỉ 139kg/người/năm). Tuy nhiên thì nước này
vẫn phải phụ thuộc vào việc nhập khẩu lúa gạo từ Việt Nam và Thái Lan để
đảm bảo nguồn cung (Thu Trang, 2015).
4
Nông nghiệp hữu cơ là hệ thống canh tác và chăn nuôi tự nhiên, không
sử dụng hóa chất làm phân bón và thuốc trừ sâu, giúp giảm thiểu ô nhiễm, bảo
đảm sức khỏe cho người và vật nuôi. Nông nghiệp hữu cơ được hình thành
vào những thập kỷ 70 và ngày càng phát triển mạnh và được coi là một
phương thức sản xuất phù hợp vì nó đảm bảo các yếu tố như tính bền vững,
hài hòa các lợi ích về sức khỏe, môi trường và phát triển bền vững ; sản xuất
nông nghiệp hữu cơ còn được coi là một trong những biện pháp giảm thiểu
CO2, giảm thiểu tác động xấu đến biến đổi khí hậu. Hiện nay trên thế giới đã
có 130 nước canh tác theo phương pháp nông nghiệp hữu cơ, chiếm một
phần đất nông nghiệp với diện tích khoảng 35,6 triệu ha được quản lý theo
hướng hữu cơ; ở Úc và các nước Châu âu khoảng 25,6 triệu ha; Châu Á diện
tích sản xuất hữu cơ nhỏ nhưng tăng lên rất nhanh ở một số nước như Trung
Quốc, Nhật Bản, Indonesia, Ấn Độ, với diện tích canh tác nông nghiệp hữu
cơ khoảng 900.000ha (Hiệp Hội Nông nghiệp Hữu cơ, 2012)
1.1.2. Hiện trạng phát triển nông nghiệp Việt Nam
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, để đáp ứng nhu cầu tiêu
dùng của khoảng 130 triệu người vào năm 2035, Việt Nam phải cần tới 36 triệu
94,9
Khoai sọ
158,3
101,3
Sắn
10673,7
104,5
Mía
18320,8
92,4
Đậu tương
146,4
93,5
Rau các loại
15737,3
101,8
Cây công nghiệp lâu năm
Chè
1000,9
101,9
Hồ tiêu
168,8
111,3
Cao su
1017,0
105,2
Cà phê
1445,0
102,6
(Nguồn: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2015)
dụng do lân và kali sau khi hoà tan vào đất có khả năng chuyển từ dạng hoà
tan trong nước sang dạng ít hoà tan hoặc khó hoà tan nên lượng lân và kali bị
rửa trôi đi cũng không đáng kể, thường dưới 10%.
Theo L.V.Mosolo (1987), tổng lượng N dự trữ trong lớp đất cày (025cm) giao động trong giới hạn rộng, trung bình dự trữ N bằng 0,1% khối
lượng đất. Quá trình Nitrat hoá là sự oxi hoá amoniac hình thành trong điều
kiện yếm khí, lúc độ ẩm tối ưu là 60-70%, nhiệt độ từ 25-30 oC, pH khoảng
6,2 - 9,2 thì nitrat hoá xảy ra mạnh nhất, khả năng nitrat hoá ở mức độ nào đó
đặc trưng cho độ phì hữu hiệu của đất.
Phân vô cơ được sử dụng phổ biến trong thực tiễn sản, nhưng loại phân
này tiềm ẩn nhiều nguy cơ rất lớn về làm gây ô nhiễm môi trường. Phân bón
bị rửa trôi theo chiều dọc xuống tầng nước ngầm chủ yếu là phân đạm vì các
loại phân lân và kali dễ dàng được giữ lại trong keo đất. Ngoài phân đạm đi
vào nguồn nước ngầm còn có các loại hóa chất cải tạo đất như vôi, thạch cao,
7
hợp chất lưu huỳnh,.. Nếu như phân đạm làm tăng nồng độ nitrat trong nước
ngầm thì các loại hóa chất cải tạo đất làm tăng độ mặn, độ cứng nguồn nước.
Phân vô cơ có khả năng làm mặn hóa do tích lũy các muối như CaCO 3,
NaCl, … Cũng có thể làm chua hóa do bón quá nhiều phân chua sinh lý như
KCl, NH4Cl, (NH2)2SO4, …Phân vô cơ sẽ gây hại đến hệ vi sinh vật trong đất
do làm thay đổi tính chất của đất như pH, độ thoáng khí, hàm lượng kim loại
nặng trong đất. Phân bón là một yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát
triển của một số vi sinh vật có khả năng cố định chất dinh dưỡng, ví dụ bón
đạm nhiều cho đất có chưa vi khuẩn cố định N sẽ làm giảm khả năng này của
chúng (Nông nghiệp – Nông thôn Việt Nam, 2011)
Phát thải Cacbon trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam đang tăng
nhanh chóng. Năm 2010, riêng trồng lúa đã chiếm 44% tổng lượng phát thải
CO2 quy đổi từ nông nghiệp. Xét về tốc độ tăng trưởng, việc sử dụng phân
nhất Châu Á 195.006.300 ha (55,49%); Châu Mĩ 77.566.000 ha (22,06%);
Châu Phi 53.492.000 ha (15,22%); Châu Đại Dương 17.597.000 ha (5%) và ít
nhất là Châu Âu 7.838.000 ha (2,23%) (Szabolls, 1979).
Đất mặn được hình thành yếu là do các nguyên nhân sau:
- Do sử dụng nước ngầm có độ khoáng hóa cao để tưới
- Do thấm nước mặn
- Do xâm nhập của nước biển
- Do mực nước ngầm dâng cao
- Do chuyển động của muối
Nhóm đất mặn của Việt Nam được chia ra thành các loại sau:
- Đất mặn sú, vẹt, đước (Mangrove): Có khoảng 180 nghìn ha, tập trung
ở ven biển nhưng diện tích lớn nhất là ven biển Nam Bộ (Cà Mau, Bến
Tre…). (Vũ Năng Dũng và cộng sự, 2009).
- Đất mặn nhiều: Có khoảng gần 300 nghìn ha, tập trung ven biển đồng
bằng Bắc Bộ như Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình…và đồng bằng Nam Bộ
(Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu…) (Vũ Năng Dũng và cộng sự, 2009).
9
- Đất mặn trung bình và ít: Có diện tích khoảng 700 nghìn ha, tập trung
chủ yếu ở ven biển, ở những nơi có đất mặn nhiều nhưng nằm sâu hơn vào
phía đất liền. Đặc điểm cơ bản của loại đất này là ít mặn hơn (Vũ Năng Dũng
và cộng sự, 2009).
- Đất mặn kiềm: Chỉ có ở một số vùng thuộc tỉnh Ninh Thuận, Bình
Thuận với diện tích nhỏ (Vũ Năng Dũng và cộng sự, 2009).
Các loại đất mặn chứa trong phẫu diện của chúng các loại muối dễ hòa
tan với số lượng đối với cây trồng là độc hại. Đất được xem là mặn nếu như
chứa lượng muối lớn hơn 0,3%. Cây lúa gieo cấy trên các loại đất như vậy
sẽ chậm lớn, phát triển kém, cho năng suất thấp, nhiều khi bị chết. Tác động
của muối lên cây lúa trong quá trình hình thành có thể rất khác nhau: trao
đạm cho đất và cây trồng, ổn định năng suất cây trồng và giúp phát triển sinh
thái bền vững (Persello Cartieaux et al., 2003).
Vi khuẩn Azospirillum
Vi khuẩn Azospirillum thuộc nhóm vi khuẩn Gram âm, có khả năng
chuyển động và có dạng hình que ngắn, kích thước biến động trong khoảng
0,8 - 1,7µm chiều rộng và 1,4 - 3,7µm chiều dài. Các loài Azospirillum phân
bố rộng và gắn liền với sự đa dạng của cây trồng (Seshadri et al., 2000).
Trong những năm 1984 - 1985, người ta đã phát hiện nhiều loài của chi
Azospirillum trong vùng rễ của cỏ Kallar (Leptochloa fusca) (Reinhold et al.,
1986), trong đó các vi khuẩn xâm nhập vào nhu mô rễ có khả năng cố định
đạm, hòa tan lân ở dạng khó tan và các chất dinh dưỡng khác (Seshadri et al.,
2000), sản xuất chất điều hòa sinh trưởng thực vật (Vande et al., 1999) hay
kiểm soát các vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng (Rangaraijan et al., 2003).
Okon và Labandera-Gonzalez (1994) thử nghiệm ngoài đồng các cây trồng
được bổ sung với Azospirillum đã nhận thấy sản lượng cây trồng tăng 5 30%, cao hơn so với khi sử dụng phân hóa học.
Vi khuẩn Azotobacter
Döbereiner (1974) phân lập được loài Azotobacter paspali từ các cây cỏ
đang sinh trưởng trước phòng thí nghiệm của bà. Sự khám phá ra vi khuẩn A.
11
paspali là một bước quan trọng trong sự cố định đạm cộng sinh. Đây là loài
đặc hiệu cho cỏ Paspalum notatum và khoai lang.
Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus
Vào năm 1988, Cavalcante và Döbereiner đã phân lập được G.
diazotrophicus từ rễ, thân và lá mía trồng ở Brazil, chúng hiện diện trong các
khoảng trống gian bào của tế bào nhu mô và được xem là vi sinh vật nội sinh bắt
buộc. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus thuộc họ Acetobacteraceae là
những vi khuẩn Gram âm, vi hiếu khí bắt buộc, tế bào hình que và không có nội
bào tử (Muthukumarasamy et al., 2002). Vi khuẩn này có ở nhiều loại cây hòa
Gram âm), có dạng hình que, sống kỵ khí không bắt buộc. Một số loài của vi
khuẩn này sống ở vùng rễ hay nội sinh bên trong các mô thực vật có khả năng
cố định đạm, là vi khuẩn kích thích sự sinh trưởng thực vật. Hwangbo et al.
(2003) đã phân lập được loài Enterobacter intermedium từ vùng rễ của một số
cây cỏ ở Hàn Quốc, chúng có khả năng hòa tan các dạng lân khó tan để cung
cấp cho cây theo cơ chế acid hóa bằng cách sản xuất hợp chất 2- ketogluconic
acid.
Vi khuẩn Azoarcus
Bilal et al., (1987) đã phân lập được một số loại vi khuẩn Azoarcus sống
trong cỏ Kallar khi người ta phát hiện lúa mì sống trong vùng trước đây có cỏ
thì có năng suất cao mà không cần bón nhiều phân hóa học. Vi khuẩn này còn
được phân lập từ rễ lúa, có tác dụng kích thích sự sinh trưởng của lúa. Ở
những nơi trong vùng rễ có hàm lượng oxy thấp, vi khuẩn này có khả năng cố
định đạm tốt (Malik et al., 1997).
Vi khuẩn Pseudomonas
Vi khuẩn Pseudomonas spp. phân bố rộng rãi và có nhiều loài, là vi
khuẩn sống tự do, chúng được tìm thấy khắp nơi trong đất, nước, thực vật và
động vật. Vi khuẩn Pseudomonas là vi khuẩn Gram âm, hình que, có tiên mao
ở cực, không có khả năng tạo nội bào tử. Chi Pseudomonas spp. có nhiều loài
có khả năng cố định đạm như Pseudomonas diminuta, P. fluorescens, P.
13
paucimobilis, P. pseudoflava, P. putida, P. stutzeri và P. vesicularis (Chan et
al., 1994). Một số dòng vi khuẩn Pseudomonas có khả năng hòa tan lân như
P. fluorescens, P. putida, P. chlororaphis (Cattenlla et al., 1999). Một số loài
thuộc chi Pseudomonas như: P. putida, P. fluorescens, P. syringae có khả
năng tổng hợp chất điều hòa sinh trưởng thực vật như IAA, cytokinin kích
thích sự sinh trưởng của bộ rễ cây và làm tăng khả năng hấp thụ chất dinh
dưỡng trong đất (Glickmann et al., 1998), một số có khả năng kháng lại một
với các chế phẩm hóa chất. Chế phẩm sinh học không gây ảnh hưởng tiêu cực
đến sức khỏe con người, vật nuôi, cây trồng như thuốc bảo vệ thực vật từ hóa
chất. Chế phẩm sinh học giúp cân bằng hệ sinh thái trong môi trường đất nói
riêng và môi trường nói chung. Ví dụ như phân hữu cơ vừa tăng dinh dưỡng
cho đất, vừa tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật đất hoạt động. Sử dụng
chế phẩm sinh học không những không làm thoái hóa đất mà còn góp phần
tăng độ phì nhiêu của đất. Chế phẩm sinh học giúp cây trồng hấp thu chất
dinh dưỡng dễ hơn, góp phần tăng năng suất và chất lượng nông phẩm. Các
loại chế phẩm sinh học còn có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu
bệnh hại, tăng khả năng đề kháng bệnh của cây trồng mà không làmảnh
hưởng đến môi trường như các loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa
chất. Tác dụng của chế phẩm sinh học đến từ từ chứ không nhanh như các
loại hóa chất nhưng tác dụng dài lâu. Một ưu điểm nữa của chế phẩm sinh học
là khả năng phân hủy, chuyển hóa các phế thải sinh học, phế thải nông
nghiệp, công nghiệp góp phần làm sạch môi trường (Minh Long, 2012).
Các chế phẩm sinh học dùng trong nông nghiệp có thể được chia làm bốn
nhóm như sau:
Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho việc phòng trừ dịch hại trên cây
trồng.
Thực chất đây là thuốc BVTV nguồn gốc sinh học có thể tiêu diệt hoặc
phòng trừ dịch hại. Dịch hại là các sinh vật, vi sinh vật, các loại sâu hại, các
loài gậm nhấm, có khả năng gây hại cho cây trồng và lương thực.
15
Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học,
phân bón vi sinh.
Phân vi sinh là loại phân có chứa hàm lượng vi sinh vật có ích cao
(≥1x108CFU/g), thường không có hàm lượng chất dinh dưỡng kèm theo. Phân
vi sinh được sản xuất và bón vào đất nhằm tăng lượng vi sinh vật có ích cho
Đã có rất nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu về vi khuẩn và đặc biệt
là vi khuẩn sống nội sinh trong mô của thực vật. Phần lớn các loài vi sinh vật
nội sinh có hoạt tính sinh học, tạo ra chất kháng sinh quan trọng để ngăn chặn
sự xâm nhập của sinh vật gây bệnh gây ra đối với cây chủ, trong đó có cây
lâm nghiệp và nông nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng các chủng vi
sinh vật nội sinh để bảo vệ cây trồng là vấn đề rất quan trọng và đã được
nhiều nước trên thế giới quan tâm.
Chanway (1996) tiến hành phân lập và định danh các loài vi khuẩn sống
ở trong mô của thực vật của 2 loài thông: thông (Pinus radiata) và thông đỏ
(Thuija plicata).
Theo kết quả thí nghiệm trên Mía của Boddey et al (1995) tại Brazil cho
thấy vi sinh vật nội sinh có thể cung cấp 80 kgN/ha/năm. Khi nghiên cứu ở 4
loài lúa trồng khác nhau ở Ấn Độ, người ta đã xác định được vi sinh vật nội
sinh Gluconacetobacter diazotrophicus có khả năng cố định đạm nhờ vào gen
nif (Muthukumarasamy et al., 2005). Có 32 dòng thuộc các chi Pantoea,
Pseudomonas, Burkholderia, Acinetobacter và Ralstonia đã được phân lập từ
hai loại cây trồng phổ biến ở Trung Quốc là Ngô và Cải. Tất cả các dòng đều
có khả năng hòa tan tricalcium phosphate và làm giảm pH môi trường, đồng
thời có hơn 60% tổng số dòng còn có khả năng sản sinh indoleacetic acid và
siderophore (Huang et al., 2010).
Nhiều nghiên cứu cho thấy các vi sinh vật nội sinh như Enterobacter
cloacae, Azospirillum brasilense, Azotobacter, v.v... có khả năng tổng hợp
IAA từ tiền chất L-tryptophan (Koga et al., 1999; Ahmad et al., 2005; Somers
et al., 2005). Các khám phá mới về khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh
17