1.3. VI SINH VẬT SỬ DỤNG LÀM PHÂN BÓN
1.3.1. Vi sinh vật cố định nitơ
Vi khuẩn Bradyrhizobium có vai trò quan trọng đối với sinh trưởng và năng suất của cây bộ đậu. Trong hệ thống cố định đạm sinh học này, mỗi nốt sần là một “nhà máy phân đạm mini„ trong đó cây chủ vừa là chỗ trú ngụ đồng thời cũng là nguồn cung cấp năng lượng cho quá trình cố định đạm của vi khuẩn và nhận lại lượng đạm từ quá trình cố định nitơ để cung cấp cho các quá trình tổng hợp đạm trong thân, lá, hoa quả. Theo ước tính của Tổ chức Nông lương Thế giới (FAO), lượng đạm cố định được 72 - 124 kg N/ha/năm nhờ khả năng cố định nitơ cộng sinh của vi khuẩn nốt sần và cây lạc. Nhiễm vi khuẩn nốt sần cho cây bộ đậu không đắt, chỉ cần đầu tư kỹ thuật nhỏ nhưng mang lại hiệu quả kinh tế cao và đặc biệt quá trình tổng hợp đạm sinh học này không gây ô nhiễm môi trường, mà còn góp phần nâng cao độ phì của đất, cải thiện môi trường sinh thái. Sản xuất, sử dụng phân vi khuẩn nốt sần nhằm tăng năng suất cây bộ đậu, giảm chi phí sản xuất và nâng cao thu nhập cho người nông dân là một tiến bộ kỹ thuật đã được nhiều quốc gia trên thế giới áp dụng thành công (Phạm Văn Toản và Trương Hợp Tác, 2004).
Đối với chế phẩm chứa vi khuẩn nốt sần (có tên là Nitragin), khác với nhiều loại chế phẩm sinh học khác, Nitragin thường có hiệu quả rõ rệt; ở những vùng đất trồng mới, có thể làm tăng năng suất 50-100 %. Ở những vùng đất quen trồng một số cây nào đó, nếu bổ sung Nitragin sẽ làm tăng sản lượng 15 - 25 % (Nguyễn Lân Dũng và cs, 2008).
Phân vi khuẩn nốt sần đã được sản xuất công nghiệp và trở thành hàng hóa ở châu Á, Âu, Nam Mỹ, Úc, ... Giá trị hàng hoá của phân vi khuẩn nốt sần trên thế giới đạt khoảng 50 triệu USD, trong đó Mỹ là quốc gia có lượng sử dụng lớn nhất với giá trị là 20 triệu USD (Singleton P. W. et al., 1997). Tại
Ấn Độ, phân vi khuẩn nốt sần đã giúp tăng năng suất cây đậu đỗ trung bình tới 13,9 % và mang lại lợi nhuận 1.204 Rupi/ha (Juwarkar A. S. et al., 1994).
Ở Đông Nam Á, Thái Lan là nước sử dụng phân vi khuẩn nốt sần nhiều nhất.
Theo Kongngoen S. et al (1997), số lượng phân vi khuẩn nốt sần được sử dụng ở Thái Lan đã tăng từ 3,36 tấn (1985) lên 203,28 tấn (1997) tương đương với giá trị hàng hoá là 406.571 USD. Thông qua việc sử dụng phân vi khuẩn nốt sần trong giai đoạn 1980-1993, Thái Lan đã tiết kiệm được 143.828 tấn urê. Lợi nhuận của việc nhiễm khuẩn cho lạc mang lại cho mỗi ha là 78,5 USD/ha.
Badawi et al. (2011), khi nghiên cứu trên cây lạc, trong điều kiện nhà
lưới cho thấy: Sử dụng B. japonicum làm tăng khối lượng quả/cây 9,1 - 11,4%, tăng hàm lượng nitơ trong thân lá 44,1 - 58,2%, tăng hàm lượng
nitơ trong rễ 44,4 - 46,3%. Sử dụng hỗn hợp B. japonicum và Trichoderma harzianum làm tăng khối lượng quả/cây 11,7 - 12,1%, tăng hàm lượng nitơ trong thân lá 59,7 - 65,9%, tăng hàm lượng nitơ trong rễ 48,6 - 54,5%.
Nghiên cứu của Dashadi M. và cộng sự (2011) cho thấy, sử dụng hỗn hợp các chủng vi sinh vật Rhizobium và Azotobacter làm tăng hàm lượng nitơ tổng số, nốt sần, năng suất hạt và năng suất sinh học đối với cây đậu tằm trong điều kiện khô hạn.
Trong điều kiện nhà lưới và đồng ruộng, sử dụng hỗn hợp vi sinh vật cố định nitơ (Rhizobium), phân giải phốt phát khó tan (Bacillus megaterium sub sp. phosphaticum) và nấm kiểm soát sinh học (Trichoderma) có tác dụng tăng khả năng hấp thụ dinh dưỡng, chiều cao cây, số lượng cành, số lượng nốt sần, tổng sinh khối của đậu chickpea (Rudresh D. L. et al., 2005).
Sử dụng B. japonicum làm tăng chiều cao cây, số lá/cây, hàm lượng chlorophyll trong lá, chỉ số diện tích lá, cũng như khối lượng khô nốt sần của cây đậu tương (Eutropia V. T., Patrick A. N., 2013; Zerpa M. et al, 2013);
tăng khả năng hấp thụ Zn, Cu, Fe, Mn trong thân lá và quả của đậu cowpea (Daniel N., Patrick A. N., 2014). Nghiên cứu của Patra R. K et al (2012) cũng cho thấy: Sử dụng Rhizobium cho cây đậu tương giúp tăng khả năng tích lũy Nitơ trong thân lá và hạt (26,28%), trong đất (22,91%).
Vi sinh vật cố định nitơ cộng sinh và vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan có vai trò quan trọng trong cung cấp đạm, lân cho cây trồng (Tambekar D. H. et al, 2009). Sử dụng phân bón sinh học giúp cải thiện năng suất cây họ đậu cũng như các cây trồng khác (Kannaiyan S., 2002).
Các công trình nghiên cứu và thử nghiệm phân vi khuẩn nốt sần tại Việt Nam cho thấy phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng nâng cao năng suất lạc.
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Kim Vũ (1995) đã chỉ rõ sử dụng vi khuẩn nốt sần kết hợp với 30 kg N/ha mang lại hiệu quả kinh tế tương đương như khi bón 60 - 90 kg N/ha đối với cây lạc.
Sử dụng chế phẩm vi khuẩn cố định đạm giúp tăng năng suất lạc vỏ 13,8 - 17,5 % ở các tỉnh miền Bắc, miền Trung và 22 % ở các tỉnh miền Nam (Ngô Thế Dân và cs, 2000).
Sử dụng phân vi khuẩn nốt sần cho cây lạc trồng trên đất chua Đồng bằng Sông Cửu Long giúp tăng năng suất hạt 28 % so với bón phân urê; tăng năng suất 200 - 500 kg lạc/ha, tiết kiệm được là 27 - 50 kg N/ha và tăng thu nhập trung bình là 9.100.000 đ/ha (Trần Yên Thảo, 2011).
Bón phân vi sinh vật chứa hỗn hợp Bacillus và Bradyrhizobium có khả năng tăng năng suất lạc 17,1 - 20,7 %, tăng lợi nhuận 1,8 - 4,4 triệu đồng/ha/vụ (Nguyễn Thu Hà và cs 2006).
Sử dụng kết hợp chủng vi khuẩn cố định đạm và phân giải lân giúp tăng năng suất lạc ở Cầu Ngang và Duyên Hải, Trà Vinh cao hơn đối chứng lần lượt là 25,4 % và 24,7 % (Nguyễn Hữu Hiệp, 2009).
Hiệu lực của phân vi sinh vật cố định nitơ cho cây lạc thể hiện đặc biệt rõ nét trên vùng đất nghèo dinh dưỡng và đất mới trồng lạc (Ngô Thế Dân, 2000).
Phân vi khuẩn nốt sần không chỉ có tác dụng làm tăng năng suất lạc, tiết kiệm phân đạm khoáng mà còn tăng cường sức đề kháng cho lạc đối với một số bệnh vùng rễ. Theo Phạm Văn Toản và cs (2005, 2007), sử dụng phân hữu cơ vi sinh vật chức năng (chứa vi sinh vật cố định nitơ cộng sinh, phân giải phốt phát khó tan và ức chế vi khuẩn gây bệnh vùng rễ) có khả năng thay thế phân chuồng với liều lượng bằng 1/5 lượng phân chuồng, có tác dụng giảm bệnh héo xanh vi khuẩn trên cây lạc 37,0 - 62,6 %, tăng năng suất lạc 16,4 - 19,7 %. Sử dụng phân hữu cơ vi sinh vật chức năng có khả năng giảm 15 - 20 % lượng phân đạm, lân và tăng hiệu quả kinh tế.
Ngoài ra dưới tác dụng của vi khuẩn nốt sần, lạc có sinh khối chất xanh cao hơn. Tàn dư thực vật sau thu hoạch nếu được vùi trả lại đất thì đó sẽ là nguồn dinh dưỡng đạm và chất hữu cơ quan trọng cho các cây trồng vụ sau (Phạm Văn Toản và Trương Hợp Tác, 2004).