Phân bón vi sinh vật [phân vi sinh] là sản phẩm chứa 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 trổng có thể sử dụng được [N, P, K, S, Fe...] hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng suất, 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 [TCVN 6168-2002]. Tuỳ theo công nghệ sản xuất người ta có thể chia phân vi sinh thành hai loại
Phân vi sinh trên nền chất mang khử trùng [chế phẩm VSV] là sản phẩm được tạo thành từ sinh khối VSV tuyển chọn và cơ chất [chất mang] đã tiệt trùng, có mật độ vi sinh hữu ích 109 VSV/g[ml] và mật độ VSV tạp nhiễm thấp hơn 1/1000 so với VSV hữu ích. Phân bón dạng này được sử dụng dưới dạng nhiễm hạt, hồ rễ hoặc tưới phủ với liều lượng 1-1,5 kg [lit]/ha canh tác. Phân vi sinh trên nền chất mang không khử trùng được sản xuất bằng cách tẩm nhiễm trực tiếp sinh khối VSV hữu ích vào cơ chất không cần thông qua công đoạn khử trùng. Phân bón dạng này có mật độ VSV hữu ích 106 VSV/g[ml] và được sử dụng với số lượng từ vài trăm đến hàng ngàn kg [lít]/ha.Trên cơ sở tính năng tác dụng của các chủng loại VSV sử dụng, phân bón VSV còn được gọi dưới các tên:
Phân VSV cố định nitơ [phân đạm vi sinh] chứa các VSV sống cộng sinh với cây bộ đậu, hội sinh trong vùng rễ cây trồng cạn hay tự do trong đất, nước có khả năng sử dụng N từ không khí tổng hợp thành đạm cung cấp cho đất và cây trồng.
Phân VSV phân giải hợp chất photpho khó tan [phân lân vi sinh] sản xuất từ các VSV có khả năng chuyển hoá các hợp chất photpho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng.
Phân VSV kích thích, điều hoà sinh trưởng thực vậtchứa các VSV có khả năng sản sinh các hoạt chất sinh học có tác dụng điều hoà, kích thích quá trình trao đổi chất của cây.
Phân VSV chức năng là sản phẩm có chứa không chỉ các VSV làm phân bón như cố định nitơ, phân giải lân, kích thích sinh trưởng thực vật mà còn có các loại VSV có khả năng ức chế, tiêu diệt VSV gây bệnh cây trồng.
Ngoài phân vi khuẩn nốt sần đã trở thành hàng hoá và được sử dụng tại nhiều quốc gia, các loại phân vi sinh vật khác như cố định nitơ tự do từ Azotobacter, Clostridium, tảo lam, cố định nitơ hội sinh từ Azospirillum, phân giải photphat khó tan từ Bacillus, Pseudomonas..., tăng sức đề kháng cho cây trồng, phòng trừ vi sinh vật gây bệnh vùng rễ từ Steptomyces, Bacillus... cũng đã được nghiên cứu, sản xuất và sử dụng trên diện rộng.
Nhận thức được vai trò của phân bón vi sinh vật từ những năm đầu của thập kỷ 80 nhà nước ta đã triển khai hàng loạt các đề tài nghiên cứu thuộc chương trình công nghệ sinh học phục vụ nông nghiệp giai đoạn 1986-1990 và chương trình công nghệ sinh học giai đoạn 1991-1995, 1996-2000, 2001-2005 và phát triển vào sản xuất nhiều sản phẩm phân bón VSV.
Từ các mẫu đất, nước, rễ cây các chủng giống VSV được phân lập, tuyển chọn, đánh giá và lưu giữ bảo quản tại các phòng thí nghiệm dưới dạng bộ sưu tập quỹ gen. Các VSV sử dụng trong nghiên cứu và sản xuất phân bón bao gồm các sinh vật cố định nitơ sống cộng sinh với cây bộ đậu [Rhizobium, Bzadyrhizobium], sống tự do trong đất, nước [Azotobacter, Clostridium, Arthrobacter, Klebsiella, Serratia, Pseudomonas, Bacillus, vi khuẩn lam... hay sống hội sinh trong vùng rễ cây trồng [Azospirillum], VSV phân giải lân [Bacillus, Pseudomonas, Penicillium, Aspergillus, Fussarium, Candida], VSV phân giải xelluloza [Trichoderma, Chetomium, Aspergillus, Gliogladium...], VSV sinh tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trưởng thực vật [Agrobacterium, Flavobacterium, Bacillus, Enterobacter, Azotobacter, Gibberella...] và các VSV đối kháng VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng.
Lân [P] giữ vai trò trung tâm trong quá trình trao đổi năng lượng, tổng hợp protein. Đặc biệt cần thiết cho sự phân chia tế bào, phát triển của mô phân sinh, kích thích sự phát triển của rễ, hình thành mầm hoa và phát triển quả.
Tuy nhiên, sự thiếu hụt lân có thể giảm 30–50% năng suất nên phân lân thường được sử dụng quá mức so với nhu cầu của cây [do cây chỉ có thể hấp thu được khoảng 20-30% lượng phân lân bón cho cây].
Vậy tại sao P hữu hiệu trong đất thấp và quá trình chuyển hóa P trong đất như thế nào? Mời bà con cùng VIDAN tìm hiểu xem chu trình của lân trong đất để tối ưu lượng P cho cây trồng giúp nâng cao năng suất và tiết kiệm chi phí.
CHU TRÌNH LÂN TRONG ĐẤT
Theo Nguyễn Mạnh Hùng [2017], Lượng P tổng số trong các loại đất ở Việt Nam trung bình là 0,03-0,12%, cao nhất là đất đỏ bazan khoảng 0,3% và lân tồn tại 2 dạng: lân hữu cơ [chiếm 20-80% P tổng số] và lân vô cơ.
Khi đó, cây chỉ hấp thu P ở dạng ion: H2PO4– và HPO42-. Ngoài ra, các loại P hữu cơ, vô cơ khi hiện diện trong đất sẽ phải trải qua các tiến trình chuyển hóa: khoáng hóa, hấp thu sinh học, hấp phụ-giải phóng P từ bề mặt khoáng [khoáng sét, oxit Fe và Al], kết tủa – hòa tan các khoáng thứ sinh [Ca, Al, Fe photphates] và phong hóa các khoáng nguyên sinh [Apatites].
- Khoáng hóa P
Là quá trình giải phóng P trong chất hữu cơ [chứa khoảng 1% P] có trong đất thành dạng vô cơ hữu dụng cho cây trồng. Các yếu tố ảnh hưởng như: vi sinh vật, nhiệt độ, pH đất, hàm lượng dinh dưỡng, tàn dư thực vật,…. và enzym phosphat giúp giải phóng các orthophosphat ions. Đồng thời các vi sinh vật phân giải các tàn dư thực vật còn tiết ra phytic axit, inositol hexaphosphat giúp phân giải lân.
- Hấp thu sinh học P
Ngược lại với quá trình khoáng hóa, vi sinh vật hấp thu P vô cơ [HPO42-, H2PO4–] từ đất hình thành P hữu cơ trong cơ thể. Mức độ mà P bị khoáng hóa hoặc hấp thu sinh học trong các phản ứng này phụ thuộc vào tỷ lệ cacbon-lân [C:P] của hợp chất bị phân hủy. Nếu tỷ lệ C:P là 200:1 hoặc nhỏ hơn, thì phần P dư sẽ bị khoáng hóa. Ngược lại, nếu dư lượng C:P lớn hơn khoảng 300:1 thì sẽ không có đủ P trong chất hữu cơ để tạo điều kiện cho sự phân hủy hoàn toàn. Vì vậy quá trình cố định P để lấy các ion lân trở lại hợp chất hữu cơ sẽ diễn ra.
- Hấp phụ P
Là quá trình giữ P trên bề mặt các khoáng. Trên đất chua chứa nhiều khoáng sét, Al, Fe-oxit và hydroxit. P chủ yếu hấp phụ trên bề mặt khoáng này phần lớn dưới dạng H2PO42-.
Đồng thời khả năng hấp phụ được sắp xếp theo từng loại đất: đất sa cấu mịn> sa cấu thô; đất chua>đất trung tính> đất đá vôi.
- Kết tủa P
Trên đất chua [Al, Fe], đất trung tính và kiềm [Ca] là cation hòa tan chính dẫn đến P kết tủa khoáng phosphate. Vì thế pH đất và khả năng hòa tan Al, Fe và Ca–phosphates kiểm soát khả năng hòa tan của P và khả năng hữu dụng tối đa của P trong khoảng pH = 6-7.
- Quá trình hòa tan
Quá trình hòa tan là sự chuyển hóa các hợp chất kết tủa của lân, nhôm, sắt, canxi,… thành các hợp chất ion lân: H2PO4–, HPO42-.
Nói chung, khả năng hòa tan của lân từ nguồn nhôm và sắt tăng lên khi độ pH trong khoảng pH = 6-7. Tuy nhiên, khi pH tiếp tục tăng, các kết tủa canxi-lân được hình, làm giảm lượng lân dễ tiêu. Vì vậy, việc bón vôi chỉ nên tăng độ pH lên trong khoảng 6,5–7,0 là hữu dụng nhất.
Vi sinh vật cũng rất quan trọng trong quá trình hòa tan lân từ các nguồn hợp chất với kim loại [đặc biệt nấm rễ cộng sinh Mycorrhiza]. Các axit hữu cơ do vi khuẩn và nấm tạo ra có thể hòa tan các dạng lân vô cơ khác nhau [chẳng hạn như AlPO4] và cũng tạo ra các hợp chất chelate góp phần vào quá trình hòa tan khoáng chất P.
- Quá trình phong hóa
Phong hóa là quá trình phá hủy đất đá và các khoáng chất, dưới tác dụng của thời tiết [chủ yếu là không khí và nước] gây ra sự biến chất của vật liệu đá mà không làm thay đổi thành phần hóa học của đá gốc chuyển thành các dạng khoáng P thứ cấp.
- Kết luận
Quá trình cố định và kết tủa làm giảm lượng P dễ tiêu cho cây trồng. Trong khi đó, quá trình phong hóa, khoáng hóa và hòa tan làm tăng lượng P dễ hấp thu. Hiểu rõ chu trình chuyển hóa P trong đất giúp người bà con tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tăng lượng lân dễ tiêu, đạt năng suất cao và tiết kiệm chi phí.
Một số lưu ý giúp tăng lượng ion lân cây hấp thu:
- Bón vôi cho đất chua để tăng độ pH lên khoảng 6,5–7,0.
- Sử dụng vi sinh vật phân giải lân, đặc biệt nấm rễ cộng sinh Mycorrhiza Sử dụng vật liệu che phủ nông nghiệp [rơm, cổ khô, cây phân xanh…….] làm giảm tỷ lệ cố định của Lân trong đất.