Ô nhiễm môi trường không chỉ là vấn đề nhức nhối tại thành thị mà ngay cả vùng thôn quê với cánh đồng lúa bạt ngàn cũng đối mặt với điều này. Có thể nói, các loại phân bón vô cơ, thuốc bảo vệ thực vật đã góp phần không nhỏ cho hiện trạng đáng buồn này. Hiện nay, thế giới và Việt Nam đang hướng tới ngành nông nghiệp hữu cơ an toàn, bền vững bằng cách sử dụng phân bón vi sinh.
Vi sinh vật (VSV) có vai trò rất quan trọng trong đời sống cũng như trong nông nghiệp. Phân bón vi sinh là chế phẩm, có chứa một hoặc nhiều chủng VSV vật sống, có ích cho cây trồng đã được tuyển chọn, sử dụng bón vào đất hoặc xử lý cho cây để cải thiện hoạt động của VSV trong đất vùng rễ cây. Nhờ đó, phân bón vi sinh giúp tăng cường cung cấp các chất dinh dưỡng từ đất cho cây trồng, cung cấp chất điều hòa sinh trưởng, các loại men, vitamin có lợi cho các quá trình chuyển hóa vật chất, cung cấp kháng sinh để giúp cho cây trồng có khả năng chống chịu các loại sâu bệnh hại, góp phần nâng cao năng suất, phẩm chất nông sản và tăng độ màu mỡ của đất.
Hiện nay, trên thị trường có 9 loại PBVS chủ yếu, phân loại theo loại VSV và tính năng của loại phân bón.
PBVS cố định đạm (N)
Vi sinh cố định đạm như nhà máy sản xuất nitơ, giúp ích cho rễ thêm đạm cho cây. Khi kết hợp với phân bón, chúng giúp cây phát triển nhanh hơn, lá xanh tốt hơn…Hiện nay có nhiều loại phân bón chứa các chủng vi sinh khác nhau dành cho các loại cây khác nhau. Dành cho cây họ đậu, thường dùng VSV cố định nitơ cộng sinh bao gồm Rhizobium, Bradyrhizobium, Frankia. Tại Việt Nam, chủng Bradyrhizobium japonicum được dùng phổ biến nhất. Dành cho cây lúa, sử dụng VSV cố định nitơ hội sinh như Spirillum, Azospirillum. Dành cho các loại cây trồng khác, sử dụng VSV cố định nitơ tự do như Azotobacter, Clostridium..
Các vi sinh vật cố định đạm
PBVS 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. circulans, B. subtilis, B. polymyxa, B. sircalmous, Pseudomonas striata; Nấm: Penicillium sp, Aspergillus awamori.
PBVS 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, silic vào môi trường. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Bacillus megaterium var. phosphaticum, Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus mucilaginous, Pseudomonas striata.
PBVS tăng cường hấp thu phốt pho, 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. fluorescens Tabriz. Loại PBVS này chưa được thương mại nhiều, vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu.
PBVS 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., Lactobacillus sp.
PBVS tăng cường hấp thu phốt pho, kali, sắt, mangan cho thực vật
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. fluorescens Tabriz.
PBVS 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.
PBVS phân giải hợp chất hữu cơ (phân giải xenlulo)
Có chứa VSV tiết ra các enzym có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ như: xenlulo, hemixenlulo, lighin, kitin…. Các chủng vi sinh được dùng bao gồm Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces, Trichoderma, Penicillium, Aspergillus.
PBVS 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.
Thời gian gần đây, cùng với những tiến bộ của khoa học và công nghệ, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ gen để tạo ra các chủng vi sinh có nhiều đặc điểm tốt, cạnh tranh cao với các loài VSV trong đất. Các chủng biến đổi gen có thể kể đến như Pseudomonas putida strain CBI, Pseudomonas putida strain TVA8, Alcaligenes xylosoxidans subspecies denitrificans strain AL6.1…
Do sự quan trọng của các giống VSV nên đã có bảo tàng giống VSV sử dụng cho nông nghiệp để tàng trữ các loại vi sinh hữu ích này. Trên thế giới có thể kể đến Bộ thu thập VSV nông nghiệp Trung Quốc (ACCC), Bộ thu thập Rhizobium tại Úc, Colombia (CIAT), Malayxia (UPMR), Thái Lan (CISM), Anh (WPBS), Bộ thu thập Cyanobacteria tại Baxin (BCCUSP), Bộ thu thập VSV nông nghiệp Hàn Quốc (KACC), Bộ thu thập VSV môi trường tại Hàn Quốc (KEMC), Bộ thu thập VSV nông nghiệp tại Nga (RCAM), Nguồn gen VSV tại Mỹ (NRRL), v.v… Ở Việt Nam, cũng có các bảo tàng giống VSV như Bộ Sưu tập VSV Công nghiệp – Viện Công nghiệp thực phẩm Hà Nội, lưu giữ 1.100 chủng VSV, Bảo tàng giống chuẩn VSV (VTCC) lưu giữ 8.000 chủng VSV, Quĩ gen …
Theo nghiên cứu khoa học, phân trùn quế được chứng minh là loại phân hữu cơ vi sinh từ tự nhiên, chứa đầy đủ những vi sinh vật có lợi cho đất. Trái với việc tổng hợp các chủng vi sinh vật theo phương cách phức tạp trong phòng thí nghiệm, việc tạo thành phân hữu cơ vi sinh trùn quế chỉ qua 1 cơ chế hoạt động duy nhất: đi qua ruột trùn. Phân trùn quế qua kiểm nghiệm cho thấy độ sạch bệnh, an toàn và lượng vi sinh vật phong phú, góp phần cải tạo đất và hỗ trợ tăng năng suất cây trồng đáng kể.
