Luận văn: nghiên cứu sản xuất thử nghiệm phân bón vi sinh vật đa chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái pptx

Bộ nôgn nghiệp và phát triển nông thôn
Viện thổ nhỡng nông hóa



Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nớc

nghiên cứu sản xuất thử nghiệm phân bón
vi sinh vật đa chủng, phân bón chức năng
phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số
vùng sinh thái

Mã số KC 04.DA01

Chủ nhiệm đề tài: PGs, ts. phạm văn toản
ThS. Lơng Hữu Thành

6760
24/3/2008

hà nội - 2007

D1-1-ĐGMOI
Bản tự đánh giá
Về tình hình thực hiện và những đóng góp mới
Của đề tài KHCN cấp nhà nớc
(Kèm theo quyết định số 13/2004/QĐ-BKHCN ngày 25/5/2004
của Bộ trởng Bộ Khoa học và công nghệ )

1. Tên Dự án: Nghiên cứa sản xuất thử nghiệm phân bón vi sinh vật đa chủng,
phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái
Mã số: KC.04.DA11
2. Thuộc chơng trình: Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ sinh học
3. Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Phạm Văn Toản
ThS. Lơng Hữu Thành
4. Cơ quan chủ trì: Viện Thổ nhỡng Nông hoá
5. Thời gian thực hiện: 6/2005- 6/2007
6. Tổng kinh phí thực hiện đề tài:
6.400,000 triệu đồng
Trong đó, kinh phí từ NSNN:
1.959,985 triệu đồng
7. Tình hình thực hiện Dự án so với hợp đồng
7.1. Về mức độ hoàn thành khối lợng công việc
So với hợp đồng đã ký kết giữa Bộ KHCN, Ban chủ nhiệm chơng trình
KC.04. và cơ quan chủ trì Dự án, Dự án đã hoàn thành tốt tất cả các nội dung chính
sau:

- Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng,
chức năng chất lợng cao trên thiết bị lên men chìm ở qui mô công nghiệp.
- Hoàn thiện qui trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng.
- Sản xuất thử nghiệm 8.000 tấn phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng.
- Xây dựng 6 mô hình trình diễn hiệu quả của phân bón vi sinh vật đa chủng,
chức năng.
Tng hp kt qu thc hin d ỏn KC04.DA11

S lng

TT


Tờn sn phm v ch tiờu cht lng ch yu
Theo
hp
ng
Thc
hin
Mc thc
hin so vi
hp ng
1 Chng vi sinh vt a hot tớnh (c nh nit,
phõn gii lõn, i khỏng vi sinh vt gõy bnh
vựng r cõy trng cn
10 11 Vt
2 Quy trỡnh cụng ngh sn xut ch phm vi 1 1 t
sinh vt a chng, chc nng cht lng cao
trờn thit b lờn men chỡm quy mụ cụng
nghip to sn phm cú mt vi sinh vt

a hot tớnh t 10
9
CFU/g ch phm
3 Quy trỡnh sn xut phõn hu c vi sinh vt
a chng, chc nng c ỏp dng ti c s
sn xut
1 1 t
Phõn hu c vi sinh vt chc nng (tn) 8000 8100 Vt
- Mt vi sinh vt chc nng (cfu/g) 10
6
10
6

- Tng nng sut cõy trng (%) so vi C 15 15
4
- Gim t l bnh vựng r (%) 60 60
5 Mụ hỡnh trỡnh din s dng phõn vi sinh vt
chc nng qui mụ 1-5 ha/mụ hỡnh
6 9 Vt
6 C s sn xut s dng cụng ngh ca d ỏn 1-2 5 Vt
7 o to H, SH - 8 Vt
8 Cụng trỡnh khoa hc cụng b - 4 Vt
Cụng ngh chuyn giao cho a phng 3
9 o to cỏn b v cụng nhõn k thut sn
xut phõn hu c VSV chc nng
26 Vt
10 Tp hun nụng dõn k thut s dng phõn
hu c VSV chc nng
1000 Vt
7.2. Về tiến độ thực hiện: Dự án đã thực hiện đúng tiến độ đề ra.

8. Về những đóng góp mới của Dự án:
Về giải pháp khoa học công nghệ: Dự án đã nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản
xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng chất lợng cao và sản phẩm phân
bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng từ các tổ hợp vi sinh vật từ nhiều chủng
vi sinh vật có hoạt tính sinh học khác nhau qui mô công nghiệp. Sản phẩm phân
bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng vừa có ý nghĩa nh một loại phân bón
làm tăng năng suất cây trồng, đồng thời cũng có khả năng hạn chế một số bệnh
vùng rễ cây trồng cạn do vi khuẩn/ vi nấm gây nên. Sản phẩm của Dự án có ý nghĩa
quan trọng trong sản xuất bền vững nông phẩm an toàn.
Chủ nhiệm Dự án


PGS.TS. Phạm Văn Toản ThS. Lơng Hữu Thành


1

PHẦN I: MỞ ĐẦU
Dự án SXTN: Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm phân bón vi sinh đa
chủng, đa chức năng ứng dụng cho cây trồng qui mô công nghiệp; mã số
KC.04.DA11 thuộc chương trình “Nghiên cứu khoa học và phát triển công
nghệ sinh học KC.04” được đặt ra với mục đích: Hoàn thiện công nghệ sản
xuất phân bón vi sinh vật đa chủng, chức năng chất lượng cao ở qui mô công
nghiệp cho một số cây trồng trên vùng sinh thái và tổ ch
ức chuyển giao công
nghệ, ứng dụng vào sản xuất nhằm tạo mô hình sản xuất và sử dụng hỗn hợp
vi sinh vật nhiều chức năng như một loại phân bón có tác dụng nâng cao năng
suất, chất lượng nông sản, tiết kiệm phân hoá học, đồng thời có khả năng hạn
chế một số bệnh vùng rễ cây trồng do nấm và vi khuẩn gây nên, góp phần phát
triển nông phẩm an toàn.

Dự
án được thực hiện trong 2 năm (24 tháng) từ tháng 5 năm 2005 đến
tháng 6 năm 2007 với tổng số kinh phí là 6.400 triệu đồng, trong đó, từ ngân
sách sự nghiệp khoa học: 2.200 triệu đồng (năm 2006 không thực hiện vì
không có kinh phí). Dưới đây là một số thông tin chung về dự án:
1. Tên dự án: Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm phân bón vi sinh đa chủng, đa
chức năng ứng dụng cho cây trồng qui mô công nghiệp.
2. Thu
ộc chương trình KHCN cấp nhà nước: Nghiên cứu khoa học và phát
triển Công nghệ sinh học
3. Mã số: KC.04.DA11
4. Cấp quản lý: cấp Nhà nước
5. Thời gian thực hiện: 24 tháng từ tháng 5/2005 đến 6/2007
6. Kinh phí thực hiện: Tổng số: 6.400,000 triệu đồng
Trong đó, từ ngân sách sự nghiệp khoa học: 2.200,000 triệu đồng
7. Thu hồi:
Kinh phí thu hồi: 1.320.000.000 (60% kinh phí hỗ trợ từ ngân sách)
Thời gian thu hồi sau th
ời gian thực hiện (tháng): 18tháng và 24 tháng.
8. Tổ chức đăng ký chủ trì thực hiện dự án:
Tên tổ chức: Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Viện Khoa học Nông nghiệp
Việt Nam
Địa chỉ: Đông Ngạc, Từ Liêm, Hà Nội
Điện thoại: 7522125, Fax. 8389924
9. Chủ nhiệm dự án:
Thời gian 5/2005-10/2006 Thời gian 11/2006-6/2007
Họ tên : Phạm Văn Toản
Học hàm, học vị : PGS.TS
Chức vụ: Trưở
ng bộ môn Vi sinh vật

E.Mail:
ĐT: CQ: 8615557, NR: 8645607
Họ tên: Lương Hữu Thành
Học vị: ThS
E.Mail:
ĐT: 7522125, Fax. 8389924

2

10. Cơ quan phối hợp chính:
- Liên hiệp khoa học & sản xuất CNSH-MT, Viện KH&CN Việt Nam
- Trung tâm CNSH, Viện Hoá học công nghiệp
- Trung tâm Nghiên cứu & Thực nghiệm đậu đỗ, Trung tâm Chuyển giao &
Khuyến nông, Trung tâm cây có củ, Viện KHKTNNVN (nay là Viện cây
lương thực và cây thực phẩm
- Viện Bảo vệ thực vật
- Công ty TNHH Hữu cơ, Đông Hoà, Dĩ An, Bình Dương,
- Công ty sinh hoá hữu cơ Polyfa, Buôn Mê Thuột, Đắc Lắc
- Công ty Thiên Sinh, chi nhánh phía Bắc; Gia Lâm, Hà Nội
- Trung tâm ứ
ng dụng Khoa học và Công nghệ, Sở KH&CN tỉnh Đăklăk
- Công ty Cổ phần đầu tư khai thác mỏ
11. Danh sách cá nhân chính tham gia dự án.
TT Họ tên Học hàm,
học vị
Đơn vị công tác
1 Phạm Văn Toản PGS.TS Bộ môn VSV, Viện TNNH
2 Lương Hữu Thành ThS Bộ môn VSV, Viện TNNH
3 Nguyễn Thu Hà ThS Bộ môn VSV, Viện TNNH
4 Vũ Thuý Nga CN Bộ môn VSV, Viện TNNH

5 Cao Thanh Tâm CN Bộ môn VSV, Viện TNNH
6 Đào Văn Thông ThS Bộ môn VSV, Viện TNNH
7 Phạm Bích Hiên ThS Viện Khoa học nông nghiệp VN
8 Phạm Việt Cường TS Liên hiệp KH&SX CNSH-MT
Viện KH&CN VN
9 Nguyễn Phú Tuân TS Viện BVTV
12. Xuất xứ dự án:
Xuất xứ của Dự án là kết quả “Sản xuất và sử dụng phân bón vi sinh vật
(VSV) chức năng cho một số cây trồng “thuộc đề tài khoa học cấp Nhà Nước
KC.04.04 (2001-2004) : “Nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón VSV đa
chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh
thái” do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (Việ
n
KHKTNNVN) chủ trì đã được Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn công
nhận, đưa vào áp dụng trong sản xuất (Quyết định 2421/QĐ/BNN-KHCN
ngày 17/8/2004 và kết quả nghiên cứu triển khai của đề tài KHCN.02.06B giai
đoạn 1999-2000: Nghiên cứu công nghệ sản xuất và ứng dụng chế phẩm phân
bón VSV hỗn hợp phục vụ phát triển nông, lâm nghiệp bền vững do Viện
KHKTNNVN chủ trì đã được nghiệm thu ngày 20/3/2001 đạt mức xuất sắ
c.
Dự án cũng được xây dựng trên cơ sở kế thừa kết quả nghiên cứu triển khai
các đề tài khoa học cấp Nhà nước do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp
Việt Nam (KHKTNNVN) chủ trì giai đoạn 1991 -1998 đó là:
3

- Đề tài KH cấp Nhà nước KHCN.02.06A (1996-1998): Nghiên cứu áp dụng
các giải pháp công nghệ mới nhằm mở rộng việc sản xuất và ứng dụng phân
bón VSV cố định nitơ, phân giải lân trong nông lâm nghiệp do Viện
KHKTNNVN chủ trì, đã được nghiệm thu ngày 20/4/1999 đạt mức xuất sắc.
- Đề tài KH cấp Nhà nước KC.08.01 (1991-1995): Nghiên cứu công nghệ sản

xuất và ứng dụng phân VSV cố định nitơ nhằm nâng cao năng suấ
t lúa và cây
trồng cạn do Viện KHKTNNVN chủ trì, được nghiệm thu ngày 10/01/1996
đạt mức xuất sắc
- Đề án lưu giữ nguồn gen VSV nông nghiệp thuộc chương trình hàng năm của
Bộ Khoa học & Công nghệ về công tác thu thập, tuyển chọn và lưu giữ nguồn
gen cây trồng, vật nuôi và VSV do Viện KHKTNNVN chủ trì. Hiện nay quĩ
gen VSV nông nghiệp đang bảo quản lưu giữ trên 600 chủng VSV sử dụng
cho công tác nghiên cứu triển khai phân bón VSV, thuố
c bảo vệ thực vật sinh
học, chế phẩm VSV cải tạo môi trường, và chuyển đổi sinh học và được bổ
sung hàng năm thêm hàng trăm chủng, giống VSV mới từ nhiều nguồn khác
nhau. Đây là nguồn nguyên liệu quan trọng cho việc nghiên cứu phát triển các
sản phẩm VSV sử dụng trong sản xuất nông nghiệp.
13. Nội dung chính của Dự án.
13.1. Xây dựng, thử nghiệm và hoàn thiện công nghệ s
ản xuất chế phẩm VSV
đa chủng, chức năng đậm đặc qui mô công nghiệp.
- Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình công nghệ sản xuất chế phẩm
VSV vật đa chủng, chức năng đậm đặc từ tổ hợp các VSV cố định đạm,
phân giải lân, sinh tổng hợp kích thích sinh trưởng thực vật và đối kháng
VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng cạn bằng phương pháp nuôi cấy chìm ở
qui mô công nghi
ệp (công suất 1500 lít/mẻ).
- Sản xuất thử nghiệm chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc.
- Đánh giá chất lượng chế phẩm VSV đa chủng, chức năng, đậm đặc Nghiên
cứu xây dựng qui trình bảo quản, sử dụng chế phẩm VSV đa chủng, chức
năng đậm đặc.
13.2. Sản xuất thử nghiệm và phát triển phân hữu c
ơ VSV đa chủng, chức

năng vào sản xuất trên trên cơ sở chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm
đặc và cơ chất hữu cơ đã xử lý.
- Phối hợp với các đơn vị liên doanh, liên kết xây dựng qui trình xử lý cơ
chất hữu cơ làm chất mang cho phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng.
- Đào tạo, tập huấn cán bộ k
ỹ thuật tại đơn vị liên doanh, liên kết, phối hợp
sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng phân hữu cơ VSV đa chủng,
chức năng trên cơ sở chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc và cơ
chất hữu cơ đa xử lý.
- Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng phân hữu cơ VSV đa chủng, chứ
c
năng đối với cây trồng tại một số vùng sinh thái.
4

- Phối hợp sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng và ứng dụng sản
phẩm trên diện tích 2000 ha/năm tương đương với 8.000 tấn phân hữu cơ
VSV đa chủng, chức năng trong 2 năm.
- Tổ chức khuyến cáo và mở rộng qui mô sử dụng phân hữu cơ VSV đa
chủng, chức năng cho các đối tượng cây trồng thông qua các mô hình trình
diễn tạ
i các vùng sinh thái khác nhau.
13.3. Đào tạo bồi dưỡng đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật.
- Đào tạo nâng cao trình độ cho 2 cán bộ khoa học về qui trình công nghệ sản
xuất phân vi sinh vật đa chủng, chức năng qui mô công nghiệp làm hạt nhân
cho việc triển khai công nghệ tại cơ quan chủ trì dự án và đơn vị phối hợp, liên
doanh, liên kết dự án
- Đào tạo nâng cao tay nghề cho 5 công nhân kỹ thuật tham gia nghiên cứu
triển khai sản xuấ
t phân VSV đa chủng, chức năng tại cơ quan chủ trì dự án,
đơn vị phối hợp và liên doanh, liên kết của dự án về kỹ thuật sản xuất, kiểm

tra, đánh giá chất lượng sản phẩm tạo ra, đồng thời tổ chức các hoạt động
nhằm mở rộng thông tin khoa học về sản phẩm phân VSV đa chủng, chức
năng cho đội ngũ cán bộ kỹ thuậ
t tại cơ sở sản xuất và địa phương.
- Tập huấn nông dân về kỹ thuật sử dụng, hỗ trợ thử nghiệm và xây dựng mô
hình trình diễn hiệu quả phân VSV đa chủng, chức năng tại cơ sở sản xuất và
sử dụng sản phẩm
14. Sản phẩm của Dự án.
Sản phẩm của dự án theo hợp đồng số 02/2005/HĐ-DASXTN/KC.04-
DA11 và hợp đồng số: 11/2006/HĐ-DA ký kết giữa Bộ Khoa học và Công
nghệ và Cơ quan chủ trì và chủ nhiệm dự án như bao gồm:
STT Tên sản phẩm Số
lượng
Chỉ tiêu kinh tế - kỹ
thuật
Ghi
chú
1 Quy trình công nghệ sản
xuất chế phẩm vi sinh vật đa
chủng, chức năng chất lượng
cao trên thiết bị lên men
chìm ở quy mô công nghiệp
01 10 chủng VSV đa hoạt
tính,
Chế phẩm có mật độ VSV
đa hoạt tính ≥ 10
9
CFU/g

2 Quy trình sản xuất phân hữu

cơ vi sinh vật đa chủng, chức
năng
01 Qui trình được áp dụng tại
1-2 cơ sở sản xuất

3 Phân hữu cơ vi sinh vật đa
chủng, chức năng
8.000
tấn
- Sử dụng cho một số đối
tượng cây trồng.
- Mật độ VSV: 10
6
CFU/g

4 Mô hình trình diễn hiệu quả
của phân bón vi sinh vật đa
chủng, chức năng ở mộ số
vùng sinh thái
6 mô
hình
Qui mô 1-5 ha/mô hình

5

PHẦN 2: KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG DỰ ÁN
I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.
Hiệu quả của VSV trong việc làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển
cây trồng, tiết kiệm phân bón hoá học cũng như tăng năng suất, chất lượng
nông sản đã được khẳng định trong nhiều công trình nghiên cứu của nhiều

nước trên thế giới (5, 7, 13, 14, 20, 21, 25, 30). Các sản phẩm vi sinh như phân
bón VSV cố định nitơ, phân giải photphat khó tan, chế phẩm VSV kích thích
sinh trưởng thực vật, chế phẩm VSV phòng trừ bệ
nh cây trồng đã được
nghiên cứu từ nhiều năm nay có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi
trường và xây dựng nền nông nghiệp bền vững. VSV tác động đến cây trồng
trực tiếp hoặc gián tiếp. Sự tác động trực tiếp của VSV đến cây trồng thể hiện
qua sự tổng hợp, khoáng hoá hoặc chuyển hoá các chất dinh dưỡng xảy ra
trong quá trình chuyển hoá vật chất của VSV như quá trình cố
định nitơ, phân
giải lân, sinh tổng hợp auxin, giberellin, etylen, .v.v. Những vi khuẩn này có
khả năng giúp cây trồng tăng khả năng huy động và dễ dàng sử dụng các
nguồn dinh dưỡng từ môi trường. Tác động gián tiếp đến sinh trưởng của cây
trồng xảy ra khi các chủng VSV có khả năng làm giảm bớt hoặc ngăn chặn các
ảnh hưởng có hại từ môi trường hoặc từ các VSV bất lợi đối với thực v
ật,
trong đó VSV có thể cạnh tranh dinh dưỡng với VSV bất lợi hoặc sinh tổng
hợp các chất có tác dụng trung hoà, phân huỷ, chuyển hoá các tác nhân có hại
hoặc tiêu diệt, ức chế các VSV bất lợi. Mỗi loại VSV trong tự nhiên có thể có
1 hoặc cả 2 tác động nêu trên đối với cây trồng (1, 2, 3, 9, 10, 11, 16, 23, 26,
29, 32, 35).
Kết quả nghiên cứu từ các nước Mỹ, Canada, Nga, Ấn Độ, Thái Lan,
Trung Quốc, Nhật cho thấy sử dụng chế phẩm VSV có th
ể cung cấp cho đất
và cây trồng từ 30 - 60 kg N/ha/năm hoặc thay thế 1/2 - 1/3 lượng lân vô cơ
bằng quặng photphat. Dịch nuôi cấy các VSV sinh tổng hợp chất điều hoà sinh
trưởng thực vật như Azotobacter, Azospirilum, Rhizobium…có thể cung cấp
10-20 µgIAA/ml hoặc 20 µg GA3/ml do đó làm tăng khả năng nảy mầm, ra rễ
của hạt giống, tăng khả năng phân chia mô tế bào, kích thích hoặc kìm hãm sự
nở hoa, tăng khả nă

ng sinh trưởng và năng suất củ quả và tăng tính chống chịu
hạn. Một số chất kháng sinh như Agrocin 84, Agrocin 434, Phenazines,
Pyoluteorin…được sinh ra bởi Agrobacterium, Pseudomonas và Bacillus…có
khả năng hạn chế bệnh tua mực ở cây quế, bệnh trụi ngọn ở cam chanh, bệnh
héo xanh vi khuẩn, bệnh thối rễ do nấm ở cây họ cà và cây đậu đỗ.
Tuy nhiên do hệ VSV rất đa dạng và mỗi VSV trong đất đều chịu nhiều
tác độ
ng qua lại của các VSV khác cũng như điều kiện môi trường nên hiệu
quả của các sản phẩm vi sinh trong các điều kiện khác nhau không giống nhau.
Một số nghiên cứu gần đây ở Ấn Độ, Trung Quốc, Đức, Nhật, Mỹ, Anh, Úc
cho thấy sản phẩm tổng hợp bao gồm tập hợp các nhóm VSV cố định nitơ,
phân giải lân, kích thích sinh trưởng thực vật, đối kháng VSV gây bệnh vùng
6

rễ cây trồng như E2001, Phytobacter, superlife, .v.v. có tác dụng đối với cây
trồng tốt hơn so với từng nhóm riêng rẽ.
Các sản phẩm phân VSV trên thế giới được sản xuất chủ yếu bằng
phương pháp lên men chìm trong các nồi lên men ở qui mô công nghiệp, trong
đó môi trường dinh dưỡng chuẩn không được sử dụng vì giá thành quá cao mà
được thay thế bằng môi trường tổng hợp từ các nguồn liệu sẵn có như tinh
bột ngô, sắn, rỉ m
ật, nước chiết ngô, nước chiết men, nước chiết đậu tương,
amoniac, .v.v. Thành phần môi trường được nghiên cứu, lựa chọn đảm bảo
phù hợp với từng đối tượng VSV (1, 4, 6, 13).
Trong khuôn khổ các đề tài, dự án nghiên cứu & triển khai các đơn vị
khoa học trong cả nước đã tiến hành các nghiên cứu về VSV có ích ( cố định
nitơ, phân giải photphat khó tan, sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng
thực vật…), trên cơ sở
đó nghiên cứu sản xuất thành công một số loại phân
bón VSV. Các sản phẩm phân bón VSV đơn chủng (Nitragin, Rhizoda,

Azogin, Rhizolu, Phosphobacterin ) hay đa chủng ( phân hỗn hợp từ VSV cố
định nitơ và phân giải lân: Biomix, Humix…) đã thể hiện được tác dụng nâng
cao hiệu quả sử dụng phân khoáng, tăng cường trao đổi chất trong cây và qua
đó nâng cao năng suất, chất lượng nông sản và tăng thu nhập cho người nông
dân. Kết quả nghiên cứu triển khai các đề tài, dự án v
ề phân bón VSV đơn
chủng và đa chủng được hiện trong các công trình đã công bố (20, 21)
Bên cạnh các VSV có lợi các VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng tồn tại
trong đất đã gây nhiều thiệt hại cho sản xuất nông, lâm nghiệp. Năng suất cây
trồng ở nhiều nơi đã bị giảm từ 20-100%. Nhiều nghiên cứu ở Việt Nam đã chỉ
ra Pseudomonas solanacearum là tác nhân chính gây bệnh chết ẻo ở cà chua,
dưa, lạc và Aspergillus niger, Macropholina phaseomina, Sclerotium rolfsii
và
Fusarium là tác nhân gây bệnh lở cổ rễ và bệnh thối rễ ở cà phê, tiêu và điều
(8, 12, 15). Ngoài các kỹ thuật canh tác đến nay chưa có biện pháp phòng trừ
nào có hiệu quả. Các công trình nghiên cứu gần đây của Viện Bảo vệ Thực
vật, Viện KHKTNNVN, Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện CNSH, Viện
Khoa học Lâm nghiệp.v.v. đã chứng minh một số VSV có khả năng ức chế và
tiêu diệt nhiều vi sinh vật gây b
ệnh. Kết quả này đã tạo ra cơ sở ban đầu cho
giải pháp phòng trừ sinh học các nguồn bệnh nguy hiểm này (21).
Sản xuất và ứng dụng hỗn hợp VSV cố định nitơ, phân giải lân, sinh
tổng hợp kích thích sinh trưởng thực vật và VSV đối kháng VSV gây bệnh
vùng rễ như một loại phân bón chức năng sử dụng trong sản xuất nông lâm
nghiệp là kết quả nghiên cứu của Viện KHKTNNVN phối h
ợp cùng Viện
CNSH – Viện KH&CN Việt Nam và Viện KH lâm nghiệp. Kết quả nghiên
cứu đã chứng minh phân VSV đa chủng, chức năng có tác dụng tiết kiệm phân
khoáng, giảm thiểu thuốc bảo vệ thực vật hoá học và góp phần tích cực cho
việc xây dựng nền nông nghiệp bền vững. Sản phẩm đã được nghiên cứu đánh

giá trong phòng thí nghiệm, thử nghiệm ảnh hưởng trên một số đối t
ượng cây
trồng ở qui mô chậu vại, nhà lưới, vườn ươm và khảo nghiệm đồng ruộng cả
7

diện hẹp và diện rộng. Kết quả thử, khảo nghiệm cho thấy phân VSV đa
chủng, chức năng có khả năng gia tăng sinh khối và năng suất cây trồng. Sự
tăng năng suất được xác nhận ngay cả khi giảm 10-30% lượng dinh dưỡng
khoáng N,P. Số liệu tổng kết kết quả khảo nghiệm đồng ruộng diện rộng và
mô hình trình diễn tại một số
địa phương cho thấy phân VSV đa chủng chức
năng có khả năng gia tăng sinh khối và năng suất cây trồng. Sự tăng năng suất
được xác nhận ngay cả khi giảm một phần dinh dưỡng khoáng (N,P). Kết quả
khảo nghiệm cũng xác định phân vi sinh vật đa chủng không những đem lại lợi
ích về mặt cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có tác dụng tích cực
trong việc hạn chế bệ
nh vùng rễ ở các cây trồng thử nghiệm. Kết quả nghiên
cứu cơ chế tác dụng, qui trình công nghệ sản xuất qui mô phòng thí nghiệm và
hiệu lực của loại phân mới này đã được công bố trên nhiều tạp chí khoa học
trong và ngoài nước, đặc biệt trong Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc tổ
chức tại Hà Nội tháng 12 năm 2003. phân bón VSV đa chủng chức năng, sản
phẩm của Viện KHKTNNVN kế
t hợp cùng Viện CNSH và Viện KHLN đã
được Hội đồng Khoa học chuyên ngành Đất, Phân bón và Hệ thống nông
nghiệp, Bộ Nông nghiệp & PTNT kiến nghị công nhận tiến bộ kỹ thuật và áp
dụng rộng trong sản xuất (21).
Với khuôn khổ một đề tài nghiên cứu khoa học trong thời gian qua các
cán bộ khoa học của đề tài mới tập trung nghiên cứu nhằm chứng minh khả
năng sử dụng hỗn hợp VSV đ
a chức năng làm phân bón và tổ chức xây dựng,

triển khai qui trình công nghệ sản xuất ở qui mô nhỏ. Trong thời gian qua,
mặc dù có hiệu quả và được người sử dụng tín nhiệm, song phân bón VSV đa
chủng, chức năng chỉ mới được sử dụng ở phạm vi hết sức khiêm tốn. Nguyên
nhân chính của hạn chế này là do chưa có qui trình sản xuất ở qui mô công
nghiệp. Nhằm đáp ứng nhu cầu của thự
c tế sản xuất và nhanh chóng đưa tiến
bộ khoa học vào sản xuất, việc nghiên cứu xây dựng qui trình sản xuất phân
VSV đa chủng, chức năng ở qui mô công nghiệp tạo sản phẩm mới và phát
triển trên diện rộng là hết sức cần thiết.
Mục tiêu của dự án là hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón vi sinh
vật đa chủng, chức năng chất lượng cao ở qui mô công nghiệp cho mộ
t số cây
trồng trên vùng sinh thái và tổ chức chuyển giao công nghệ, ứng dụng vào sản
xuất nhằm tạo mô hình sản xuất và sử dụng hỗn hợp vi sinh vật nhiều chức
năng như một loại phân bón có tác dụng nâng cao năng suất, chất lượng nông
sản, tiết kiệm phân hoá học, đồng thời có khả năng hạn chế một số bệnh vùng
rễ cây trồng do nấm và vi khuẩn gây nên, góp phầ
n phát triển nông phẩm an
toàn.
II. LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Công nghệ sản xuất chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đã được
nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất ở qui mô phòng thí nghiệm và qui mô pilot
trong khuôn khổ của đề tài KC.04.04. Sản phẩm đã được thử nghiệm trên cây
trồng cho hiệu quả tốt. Từ chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đề tài đã phối
8

hợp với một số công ty để sản xuất thử nghiệm phân hữu cơ VSV đa chủng,
chức năng. Sản phẩm phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng được khảo
nghiệm trên một số cây trồng ở miền Bắc, miền Nam, Tây nguyên và được
người sử dụng đánh giá cao. Do mục tiêu của đề tài nghiên cứu là xây dựng

công nghệ sản xuất phân VSV đa ch
ủng chức năng ở qui mô pilot và thử
nghiệm áp dụng tại một số cơ sở sản xuất, nên sản phẩm phân VSV đa chủng
chức năng chỉ được ứng dụng trong khuôn khổ của đề tài trên diện tích khiêm
tốn. Kết quả thử, khảo nghiệm đồng ruộng đã cho thấy phân bón VSV đa
chủng, chức năng có hiệu quả tốt trong trồng trọt, mang lại nhiề
u lợi ích kinh
tế xã hội cho người sử dụng và môi trường sinh thái. Thực tế sản xuất nông,
lâm nghiệp đang rất cần sản phẩm phân bón VSV đa chủng chức năng. Nhằm
hoàn thiện qui trình công nghệ tạo sản phẩm chất lượng cao ở qui mô lớn
phục vụ công tác đưa nhanh tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất đáp ứng nhu cầu
của của người sử dụ
ng, dự án cần thiết phải triển khai các nghiên cứu thử
nghiệm và hoàn thiện để xác định được tính ổn định của qui trình công nghệ
sản xuất chế phẩm VSV đa chủng, chức năng chất lượng cao ở qui mô công
nghiệp; đồng thời phối hợp với các cơ sở sản xuất phân bón hữu cơ, hữu cơ
sinh học ở các vùng sinh thái nghiên cứu hoàn thiện qui trình xử lý phân gia
cầm, than bùn và các nguồ
n hữu cơ khác thành chất mang cho sản xuất phân
hữu cơ VSV đa chủng, chức năng. Trên cơ sở đó dự án tổ chức sản xuất thử
nghiệm và phát triển phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng vào sản xuất.
Nhằm khuyến cáo phân bón VSV đa chủng, chức năng cho sản xuất dự án
cũng đặt ra nội dung thử, khảo nghiệm phân VSV đa chủng, chức n
ăng và xây
dựng mô hình trình diễn trên diện rộng đối với một số cây trồng tại các vùng
sinh thái. Để dự án được thực hiện thành công và có thể chuyển giao cho sản
xuất, dự án xác định việc đào tạo, bồi dưỡng cán bộ là nội dung quan trọng
tiếp theo của dự án.
Để giải quyết các nội dung nghiên cứu đáp ứng mục tiêu xác định nêu
trên dự án đã sử dụng kỹ thuật và ph

ương pháp nghiên cứu sau (chi tiết các
phương pháp nghiên cứu được tập hợp trong phụ lục 1):
- Nghiên cứu đặc điểm chung và điều kiện sinh trưởng phát triển của
VSV theo các phương pháp nghiên cứu VSV thông dụng.
- Phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hoá học của mẫu đất, phân bón
theo 10TCN 378-99; 369-99; 370-99; 377-99; 373-99; 371-99; 375-99;
303-97; 361-99; 306-97; 307-97; 308-97; 302-97; 366-99.
- Phương pháp xác định hoạt tính cố định nitơ, phân giải lân VSV và chất
lượng phân bón VSV theo TCVN 6166-2002; 6167-1996; 7185-2002;
10TCN 299-97; 298-97.
- Đánh giá khả nă
ng đối kháng vi khuẩn/ nấm bệnh vùng rễ cây trồng
theo phương pháp khuyếch tán hoạt chất ức chế vi sinh vật trong môi
trường thạch (27).
9

- Xác định tên VSV bằng phương pháp phân loại học phân tử dựa trên cơ
sở giải trình tự gen 16S ARN ribosom và so sánh theo chương trình
phần mềm Fasta. Tên VSV được xác định với xác xuất tương đồng cao
nhất (17).
- Xác định độ an toàn sinh học của các chủng vi sinh vật theo hướng dẫn
về phân loại cấp độ an toàn sinh học của cộng đồng Châu Âu số
90/679/EWG (31).
- Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộ
ng diện hẹp và diện rộng theo
10TCN 216-95 (216-2003): Qui phạm khảo nghiệm đồng ruộng hiệu
lực của phân bón đối với cây trồng và “Phương pháp thí nghiệm đồng
ruộng”. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3
lần lặp lại. Số liệu nghiên cứu được xử lý theo chương trình thống kê và
xử lý số liệu IRRISTAT

III. NHỮNG NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN.
Ngay sau khi Dự án được phê duyêt cơ
quan chủ trì dự án đã tổ chức hội
thảo kế hoạch triển khai dự án với sự tham gia của các cán bộ khoa học chủ
chốt về các lĩnh vực có liên quan. Nội dung nghiên cứu của dự án được thống
nhất và phân công cụ thể cho các đơn vị và triển khai chi tiết trong các năm
như sau:
Năm 2005:
- Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình công nghệ sản xuất chế phẩm
VSV v
ật đa chủng, chức năng đậm đặc từ tổ hợp các VSV cố định đạm,
phân giải lân, sinh tổng hợp kích thích sinh trưởng thực vật và đối kháng
VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng cạn bằng phương pháp nuôi cấy chìm ở
qui mô công nghiệp (công suất 1500 lít/mẻ).
- Sản xuất thử nghiệm chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc.
- Đánh giá chất lượng chế
phẩm VSV đa chủng, chức năng, đậm đặc Nghiên
cứu xây dựng qui trình bảo quản, sử dụng chế phẩm VSV đa chủng, chức
năng đậm đặc.
- Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình xử lý cơ chất hữu cơ làm chất
mang cho phân bón hữu cơ VSV đa chủng, chức năng.
- Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình sản xuất phân hữu cơ VSV đa
ch
ủng, chức năng trên cơ sở chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc
và cơ chất hữu cơ đã xử lý.
- Sản xuất thử nghiệm, đầu đánh giá khả năng sử dụng và bước đầu phát
triển phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng vào sản xuất.
Năm 2006 và 2007
- Tiếp tục hoàn thiện qui trình sản xuấ
t phân hữu cơ VSV đa chủng, chức

năng và phối hợp sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng ở qui
mô công nghiệp.
- Tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng phân hữu cơ VSV đa
chủng, chức năng đối với cây trồng tại một số vùng sinh thái.
10

- Tổ chức khuyến cáo và mở rộng qui mô sử dụng phân hữu cơ VSV đa
chủng, chức năng cho các đối tượng cây trồng thông qua các mô hình trình
diễn tại các vùng sinh thái khác nhau.
Nội dung và các đơn vị chính thực hiện dự án cụ thể như sau:
Đơn vị thực hiện Nội dung thực hiện
Viện Khoa học Kỹ
thuật Nông nghiệp
Việt Nam/ Viện Thổ
nhưỡng Nông hoá và
các đơn vị trực
thuộc.
- Hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm VSV đa chủng,
chức năng đậm đặc sử dụng cho cây trồng nông nghiệp và hồ
tiêu.
- Hoàn thiện công nghệ xử lý cơ chất hữu cơ và sản xuất
phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng s
ử dụng cho cây
trồng nông nghiệp.
- Phối hợp sản xuất, đánh giá khả năng sử dụng và khuyến
cáo ứng dụng phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng trên
diện rộng.
Viện CNSH, Viện
KH&CN Việt Nam.
- Hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm VSV đa chủng,

chức năng đậm đặc, cơ chất hữu cơ và phân hữu cơ VSV đa
chủng, chức năng sử dụng cho cây công nghiệp.
- Phối hợp sản xuất và khuyến cáo đưa vào sử dụng phân
hữu cơ VSV đa chủng, chức năng.
Các công ty: TNHH
Hữu cơ Bình Dương,
Polyfa, Thiên Sinh,
Cổ phần đầu tư khai
thác mỏ
, TT Ứng
dụng KHCN Đắc Lắc
- Phối hợp sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng
trên cơ sở chế phẩm đậm đặc và cơ chất đã xử lý.
- Phối hợp khuyến cáo và tổ chức phát triển hữu cơ VSV đa
chủng, chức năng vào sản xuất.
- Tiếp nhận chuyển giao công nghệ sản xuất phân hữu cơ
VSV đ
a chủng, chức năng.
Các Sở nông nghiệp,
Chi cục BVTV các
tỉnh, Viện BVTV
Phối hợp đánh giá khả năng sử dụng và khuyến cáo ứng
dụng phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng trên diện rộng.
IV. KẾT QUẢ THỰC HIỆN.
1. Kết quả khoa học công nghệ.
1.1 Hoàn thiện qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng
trên thiết bị lên men chìm qui mô công nghiệp.
1.1.1.Tuyển chọn, xác định bộ giống vi sinh vật đa hoạt tính.
Từ bộ giống VSV thuộc đề tài KC04-04 và Quỹ gen vi sinh vật nông
nghiệp, dự án đã tiến hành tuyển chọn và đánh giá hoạt tính sinh học của m

ột
số chủng vi sinh vật. Trên cơ sở lý lịch khoa học về hoạt tính sinh học của một
số chủng vi sinh vật đã biết về hoạt tính cố định nitơ, phân giải photphat khó
tan, sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật và đối kháng vi khuẩn,
nấm gây bệnh vùng rễ, kết quả cụ thể như sau:
11

a). Azotobacter

Theo lý lịch khoa học, 3 chủng Azotobacter, ký hiệu là 108, 70 và 106 là
những chủng vi sinh vật có khả năng cố định nitơ tự do. Để sử dụng các chủng
vi sinh vật này làm nguyên liệu sản xuất phân bón vi sinh vật đa chủng, chức
năng, dự án tiến hành tuyển chọn ra những chủng có hoạt tính sinh học cố định
nitơ mạnh. Kết quả kiểm tra hoạt tính cố định nitơ của các chủ
ng Azotobacter
được trình bày trong bảng 1.
Bảng 1. Khả năng cố định nitơ của các chủng Azotobacter.
STT Ký hiệu chủng
Cố định nitơ (
µ
mol Etylen/ml/ngày)
1 70 4345,6
2 106 3207,2
3 108 4281,6
Số liệu bảng 1 cho thấy, các chủng Azotobacter đều có khả năng cố định
nitơ, với hoạt tính hình thành etylen đạt từ 2207,2 đến 4345,6 µmol/ml/ngày,
trong đó chủng 70 có khả năng cố định nitơ cao nhất, đạt 4345,6
µmol/ml/ngày.
Các chủng vi sinh vật sử dụng để sản xuất phân vi sinh vật chức năng
đặc biệt có ý nghĩa sử dụng nếu các chủng này có tính chất đa hoạt tính sinh

h
ọc. Vì vậy, dự án đã đánh giá các hoạt tính sinh học khác của chủng
Azotobacter.
Kết quả đánh giá khả năng sinh IAA của các chủng Azotobacter được
trình bày trong bảng 2 cho thấy, các chủng Azotobacter sử dụng trong nghiên
cứu đều có khả năng sinh IAA thô, hàm lượng đạt từ 3-430 µg/ml, hàm lượng
IAA đạt cao nhất sau 5 ngày nuôi cấy các chủng vi khuẩn trong môi trường
dinh dưỡng có bổ sung DL- triptophan 1%. Chủng 70 có khả năng sinh IAA
thô cao nhất, đạt 430 µ
g/ml sau 5 ngày nuôi cấy.
Trong khu hệ sinh thái tồn tại rất nhiều mối quan hệ giữa các quần thể
sinh vật, quan hệ giữa VSV – VSV, VSV – Cây trồng, VSV - Động vật
đất Lợi dụng mối quan hệ cạnh tranh giữa các quần thể vi sinh vật có ý nghĩa
quan trọng trong việc tạo chế phẩm phân bón vi sinh vật chức năng có khả
năng hạn chế vi khuẩn gây bệnh vùng rễ thực vật. Kết quả đánh giá kh
ả năng
ức chế vi khuẩn gây bệnh héo xanh thực vật của các chủng Azotobacter được
trình bày trong bảng 3. Kết quả bảng 3 cho thấy cả ba chủng Azotobacter sử
dụng trong nghiên cứu đều có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh héo xanh
thực vật. Chủng 70 có khả năng ức chế vi khuẩn héo xanh cho lạc, chủng 108
có khả năng ức chế vi khuẩn héo xanh cho lạc và cà chua, chủng 106 có khả
nă
ng ức chế vi khuẩn héo xanh cho lạc, cà chua và khoai tây.
12

Bảng 2. Khả năng sinh tổng hợp IAA thô của các chủng Azotobacter.
Hàm lượng IAA thô (µg/ml)
Ký hiệu
chủng
1 ngày 2 ngày 3 ngày 5 ngày 7 ngày

70 85 288 320 430 335
106 3 7 23 32 28
108 25 35 35 39 27
Bảng 3. Khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh héo xanh của các chủng
Azotobacter.
Khả năng ức chế vi khuẩn héo xanh
(vòng ức chế D-d cm)
Ký hiệu
chủng
Cà chua Khoai tây Lạc
70 - - 0,6
106 1,6 1,4 0,3
108 1,6 - 1,6
Ghi chú: (-): Không có hoạt tính

Sinh tổng hợp polyshacarit là một trong các tính chất đặc trưng của
Azotobacter. Sử dụng đặc tính này để cải thiện độ phì của đất trồng đã được
nhiều nhà khoa học quan tâm. Kết quả nghiên cứu khả năng sinh polyshacarit
của các chủng Azotobacter được thể hiện trong bảng 4.
Bảng 4. Hàm lượng polyshacarit của các chủng Azotobacter.
Ký hiệu chủng Lượng polyshacarit (g khô/l)
70 360
106 489
108 353
Kết quả bảng 4 cho thấy 3 chủng Azotobacter nghiên cứu đều có khả
năng sinh polyshacarit, lượng polyshacarit tạo thành đạt từ 353 đến 489 g
khô/lít. Khả năng sinh polyshacarit của các chủng Azotobacter có ý nghĩa
trong sản xuất phân bón sinh học. Các chủng sinh polyshacarit có tác dụng tốt
cho sinh thái đất và cây trồng nhờ khả năng giữ ẩm cho đất, tăng chất dinh
dưỡng cho cây trồng v.v…

Kết quả đánh giá hoạt tính phân giải lân và đối kháng VSV gây bệnh
vùng rễ
cây trồng cạn cho thấy các chủng Azotobacter có biểu hiện, song mức
độ không cao.
b). Rhizobium

13

Rhizobium là vi khuẩn gram (-), hiếu khí, sống cộng sinh với cây họ đậu.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển chúng có khả năng cố định nitơ và
cung cấp nitơ cho cây chủ. Kết quả nghiên cứu khả năng hình thành nốt sần và
cố định nitơ của các chủng Rhizobium sử dụng trong nghiên cứu được thể hiện
trong bảng 5.
Bảng 5. Khả năng cố định nitơ và hình thành nốt sần của các
chủng Rhizobium.
Số lượng nốt sần/cây
STT Ký hiệu
chủng
Tổng số Rễ chính Rễ phụ
Khả năng cố định nitơ
(nmol C
2
H
4
/cây/ngày)
1 RA.04 33,5 13,0 20,5 621,5
2 RA.18 40,0 11,0 29,0 748,0
3 RA.42.2 222,5 115,0 107,5 5135,5
Kết quả bảng 5 cho thấy, 3 chủng Rhizobium sử dụng trong nghiên cứu
đều có khả năng hình thành nốt sần và cố định nitơ, trong đó, chủng RA.42.2

có khả năng hình thành 222,5 nốt sần/cây và cố định được 5135,5 nmol
C
2
H
4
/cây/ngày.
Để có thể tạo nốt sần và cố định nitơ phân tử cung cấp cho đất và cây
trồng, đòi hỏi các vi sinh vật cố định nitơ phải có khả năng cạnh tranh cao đối
với các vi sinh vật có sẵn trong đất. Khả năng cạnh tranh của các vi sinh vật
trong đất được đánh giá thông qua tính kháng kháng sinh. Kết quả nghiên cứu
đánh giá mức độ kháng kháng sinh của các chủng Rhizobium được thể hiện
trong bảng 6.
Bảng 6. Khả năng kháng kháng sinh của chủng Rhizobium.
Loại kháng sinh
STT Ký hiệu
chủng
Streptomycin Spectinomycin Tetracilin
1 RA.04 - - -
2 RA.18 - + (30 ppm) -
3 RA.42.2 - + (30 ppm) -
Ghi chú: (-): Không mọc trên môi trường bổ sung kháng sinh, (+): Mọc trên môi trường bổ
sung kháng sinh

Kết quả bảng 6 cho thấy, 3 chủng Rhizobium sử dụng trong nghiên cứu
đều không mọc được trên môi trường có bổ sung streptomycin, tetracilin.
Chủng RA.18 và RA.42.2 có khả năng phát triển trên môi trường chứa
spectinomycin (30 ppm).
Kết quả đánh giá hoạt tính sinh tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trưởng
14

thực vật (IAA), phân giải lân và đối kháng VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng
cạn cho thấy các chủng Rhizobium không thể hiện rõ nét.
c). Bacillus

Khả năng chuyển hoá Ca
3
PO
4
của các chủng Bacillus trên môi trường
đặc được tổng hợp trong bảng 7 cho thấy cả 9 chủng vi sinh vật đều có khả
năng chuyển hoá Ca
3
PO
4
thành dạng hoà tan, trong đó chủng B.14 có đường
kính vòng phân giải phosphat khó tan lớn nhất (21,5mm), chủng B.08, B.18,
B.10, B.24 có đường kính vòng phân giải phosphat khó tan từ 14,5-15,5mm và
chủng B.17 có khả năng phân giải phosphat nhỏ nhất (đường kính vòng phân
giải = 4,0mm). Thời gian hình thành vòng phân giải đối với 8/9 chủng Bacillus
là 3 ngày, riêng chủng B14 có khả năng hình thành vòng phân giải photphat
ngay sau 1 ngày nuôi cấy.
Bảng 7. Khả năng phân giải Ca
3
(PO
4
)
2
của các chủng Bacillus
trên môi trường đặc.
TT Chủng vi khuẩn

Đường kính (d) vòng phân giải photphat khó tan
(mm) trên môi trường đặc sau 5 ngàynuôi cấy
1 B04 11,5
2 B08 14,6
3 B10 14,5
4 B14 21,5
5 B16 11,5
6 B17 4,0
7 B18 14,6
8 B24 15,5
9 B34 11,5
Kết quả xác định định lượng hoạt tính phân giải lân của các chủng vi
sinh vật nghiên cứu cũng đồng nhất với kết quả đánh giá định tính khả năng
chuyển hoá lân khó tan của các chủng Bacillus nghiên cứu. Số liệu bảng 8 cho
thấy mức độ hoà tan lân của các chủng Bacillus đạt 1-20µg/ml sau 10 ngày
nuôi cấy. Môi trường nuôi cấy 2 chủng B17 và B34 có hàm lượng lân tan thấp
nhất, khoảng 1µg/ml, chủng B14, và B18 có hàm lượng hoà tan lân tương 15-
20µg/ml.
Khả năng chuyển hoá lân từ các nguồn phốt phát khác nhau của chủng
Bacillus sử dụng trong nghiên cứu cho thấy các nguồn photphat khác nhau có
ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của Bacillus cũng như mức độ
hoà tan lân của chúng. Ca
3
(PO
4
)
2
là nguồn photpho được Bacillus sử dụng tốt
nhất. Cả hai loại quặng apatit và photphorit đều không có ảnh hưởng tốt đến
sinh trưởng, phát triển của Bacillus. Trong môi trường nuôi cấy có bổ sung hai

loại quặng apatit và photphorit mật độ Bacillus chỉ đạt 10
7
-10
8
CFU/ml.Sự sinh
15

trưởng, phát triển của chủng B14, B18 trong môi trường nuôi cấy chứa các
nguồn photpho khác nhau được minh hoạ trong các biểu đồ 1 và 2.
Bảng 8. Khả năng hoà tan lân của các chủng Bacillus trong môi trường nuôi
cấy lỏng sau thời gian nuôi cấy 10 ngày.
STT Chủng vi khuẩn Chỉ số OD Hàm lượng lân tan (µg/l)
1 B04 0,063 6
2 B08 0,050 5
3 B10 0,064 6
4 B14 0,203 20
5 B16 0,064
6
6 B17 0,009 1
7 B18 0,156 15
8 B24 0,068 6
9 B34 0,013 1
Biểu đồ 1: Khả năngphát triển của B14 trong môi trường bổ sung nguồn các
phosphate khác nhau.
0
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
2 ngµy 4 ngµy 6 ngµy 8 ngµy 10 ngµy
Thêi gian nu«i cÊy (ngµy)
mËt ®é tÕ bµo (CFU/ml)
Ca3PO4 ApatÝt Supel©n Photphorit

16

Biểu đồ 2. Khả năng phát triển của B18 trong môi trường bổ sung nguồn các
phosphate khác nhau
0
2
4
6
8
10
2 ngµy 4 ngµy 6 ngµy 8 ngµy 10 ngµy
Thêi gian nu«i cÊy (ngµy)
MËt ®é tÕ bµo (CFU/ml)
Ca3PO4 ApatÝt Supel©n Photphorit


Để xác định khả năng bền vững của hoạt chất sinh học phân giải hợp
chất photpho, dự án tiến hành đánh giá mức độ hoạt tính của vi khuẩn trong
điều kiện ly tâm và xử lý nhiệt độ, trong đó vi khuẩn được nuôi trên môi
trường có bổ sung Ca

3
(PO4)
2
trong 3 ngày sau đó tiến hành ly tâm hoặc xử lý
nhiệt độ và đo vòng phân giải lân trên môi trường đặc. Kết quả nghiên cứư cho
thấy các chủng vi khuẩn phân giải lân trong quá trình nuôi cấy đều làm giảm
pH của môi trường, trong đó chủng B.14 trong điều kiện ly tâm có xử lý nhiệt
độ 80
0
C trong 10 phút thì hoạt tính phân giải lân không thể hiện nữa, các
chủng còn lại không thay đổi hoạt tính phân giải lân khi xử lý ở độ nhiệt độ
80
0
C trong 10 phút. Như vậy chủng B.14 có khả năng đã sản sinh ra 1 loại
men phosphataza phân giải hợp chất Ca
3
(PO4)
2
. Men này dễ bị phân huỷ trong
điều kiện nhiệt độ cao. Điều này cũng phù hợp với đặc điểm hình thái học của
chủng vi khuẩn có khả năng sinh men phosphataza, chúng có khả năng phát
triển trên môi trường thạch muối-khoai tây. Trên môi trường này có thể nhận
ra khá dễ dàng các khuẩn lạc vi khuẩn phân giải hợp chất photpho: đó là khuẩn
lạc lớn nhày và xung quanh có vòng trong suốt.
Để xác định hoạt tính sinh tổng hợp IAA, các ch
ủng vi khuẩn được nuôi
cấy trong môi trường có bổ sung DL-triptophan 1%. Kết quả xác định hàm
lượng IAA sau thời gian nuôi cấy từ 2-6 ngày được trình bày trong bảng 9 cho
thấy tất cả các chủng vi khuẩn nghiên cứu đều có khả năng sinh IAA với hàm
lượng đạt từ 35-352 µg/ml môi trường, trong đó hàm lượng IAA đạt cao nhất

sau 4 ngày nuôi cấy các chủng vi khuẩn trong môi trường dinh dưỡng có bổ
sung DL- triptophan 1%. Chủng B14 có khả năng sinh IAA cao nhất (đạt 352
µg/ml), chủng B.24,B10 cho hàm lượ
ng IAA thấp nhất (82µg/ml và 87µg/ml)
17

sau 4 ngày nuôi cấy. Chủng B08 và B18 có khả năng sinh IAA tương ứng đạt
186 và 263µg/ml sau 4 ngày nuôi cấy.
Bảng 9: Khả năng sinh IAA của các chủng Bacillus.
Hàm lượng IAA (µg/ml) sau thời gian nuôi cấy
TT Chủng vi
khuẩn
2 ngày 4 ngày 6 ngày
1 B04 106 87 36
2 B08 72 186 112
3 B10 106 87 36
4 B14 343 352 149
5 B16 80 133 69
6 B17 120 238 228
7 B18 228 263 125
8 B24 80 82 35
9 B34 97 90 49
Để xác định khả năng cố định nitơ của các chủng vi khuẩn, dự án đã tiến
hành nuôi cấy các Bacillus trên môi trường vô đạm (MT Asby) và nhận thấy
mật độ chủng vi khuẩn đều thấp hơn so với môi trường chuẩn (MT Kinh).
Trên môi trường Asby, các vi khuẩn nghiên cứu không phát triển thành các
khuẩn lạc điển hình. Để khẳng định chắc chắn khả năng cố định nitơ của các vi
klu
ẩn phân giải lân, chuyên đề đã tiến hành đo hoạt tính khả axetylen của
chúng trên máy sắc ký khí. Kết quả phân tích không phát hiện thấy hoạt tính

khử axety len của tất cả các chủng vi khuẩn nghiên cứu, điều đó cho thấy các
chủng Bacillus nghiên cứu không có khả năng cố định nitơ
Kết quả xác định khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh vùng rễ cây
trồng được trình bày trong bảng 10 cho thấ
y các chủng vi sinh vật sử dụng
trong nghiên cứu ngoài hoạt tính chính là phân giải hợp chất phosphat khó tan
chúng đều có khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh héo xanh thực vật
. Số liệu
nghiên cứu cũng cho thấy ngoài chủng B24 chỉ có khả năng ức chế vi khuẩn
gây bệnh héo xanh cho cây lạc, các chủng khác đều có khả năng ức chế từ 2
đến 3 loại vi sinh vật gây bệnh trên cà chua và cây lạc.
Từ kết quả nghiên cứu nêu trên dự án đã xác định hầu hết các chủng vi
khuẩn phân giải lân sử dụng trong nghiên cứu đều thuộc loại đa hoạt tính sinh
học với m
ức độ biểu hiện khác nhau. Chúng không những phân giải lân mà còn
có khả năng kích thích sinh trưởng thực vật, hạn chế vi sinh vật gây bệnh vùng
rễ cây trồng cạn. Đây là những ưu điểm của bộ giống vi khuẩn Bacillus phân
giải lân sử dụng trong sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng.

18

Bảng 10: Khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh héo xanh thực vật
của chủng Bacillus.
Đường kính (D-d) ức chế VSV gây bệnh (mm)
STT Kí hiệu
chủng
VK gây bệnh héo
xanh cà chua
VK gây bệnh héo
xanh cây lạc

Vi khuẩn gây bệnh
héo cây dưa hấu
1 B04 8,2 8,0 8,5
2 B08 4,0 4,0 5,0
3 B10 16,2 15,0 16,0
4 B14
8,2 11,0 8,5
5 B16 30 15,7 5,5
6 B17 2,8 1,4 -
7 B18 17,0 18,0 15,5
8 B24 - 5,0 -
9 B34 3,5 10,0 7,5
d). Các vi sinh vật khác đối kháng nấm gây bệnh vùng rễ cây công nghiệp
Hoạt tính kháng nấm được xác định trong điều kiện in vitro trên môi
trường thạch Waksman. Chủng nấm kiểm định và chủng vi khuẩn nghiên cứu
được cấy hai vạch song song trên cùng một đĩa.
Bảng 11. Khả năng ức chế F. oxysporum của một số vi sinh vật đối kháng
Tên chủng Đường kính vòng đối kháng nấm (D-d cm)
H2 2
H3 10
H15 20
H16 19
H13 18
H6 18
TH10 21
H10 17
DC29 22
CC5.10 18
VCM 1158 19
19

Kết quả bảng 11 cho thấy chủng nấm gây bệnh và vi khuẩn đều phát
triển tốt trên môi trường WA. Vùng ức chế được xác định sau 3-5 ngày nuôi ở
30
0
C. Sự ức chế được phân biệt rõ bằng sự phát triển hạn chế hoặc hoàn toàn
không có hệ sợi nấm trong vùng ức chế gần đường phát triển của vi khuẩn.
Các chủng vi sinh vật có mức độ đối kháng Fusarium oxysporum khác nhau,
trong đó 9 chủng ký hiệu H15, H16, H13, H6, H10, TH10, DC29, CC5.10,
VCM 1158 có hoạt tính ức chế F. oxysporum lớn hơn 17 mm.
Kết quả nghiên cứu xác định khả năng đối kháng với cả
F.oxysporum và
Ralstonia solanacearum cho thấy 4 chủng TH10, DC29, CC5.10 và VCM
1158 có hoạt tính cao trong ức chế cả 2 loại vi sinh vật gây bệnh này (bảng 12)
Bảng 12. Khả năng ức chế F. oxysporum và R. solanacearum
của một số vi sinh vật đối kháng .
Đường kính vòng đối kháng (mm)
Kí hiệu chủng
R. solanacearum F. oxysporum
TH10 12 21
DC29 18 22
CC5.10 15 18
VCM 1158 14 19
1.1.2 Định tên và xác định an toàn sinh học của các vi sinh vật đa hoạt tính.
Trên cơ sở kết quả đánh giá hoạt tính sinh học các chủng vi sinh vật
được lựa chọn và kết hợp với kết quả nghiên cứu của đề tài cấp Nhà nước
“Nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón VSV đa chủng, phân bón chức năng phục
vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái”
mã số KC 04.04, dự án đã tiến
hành xác định tên các chủng vi sinh vật chưa được xác định tên bằng kỹ thuật

16S ARN riboxom, kết quả xác định được tập hợp trong bảng 13.
Độ an toàn sinh học của các chủng vi sinh vật sử dụng trong đời sống có
ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Theo hướng dẫn số 90/679/EWG của cộng đồng
Châu Âu về an toàn sinh học, nhóm tác nhân sinh học “Vi khuẩn” được phân
làm 4 cấp độ an toàn, trong đó chỉ
các vi khuẩn ở cấp độ 1 và 2 được ứng dụng
trong sản xuất ở điều kiện bình thường.
- Cấp độ 1 (Risiko gruppe 1) là các vi khuẩn không có thể gây bất cứ một
nguy hiểm nào đối với người và động vật
- Cấp độ 2 (Risiko gruppe 2) bao gồm các vi khuẩn có thể gây bệnh đối
với người, động vật ở mức độ thấp, không có khả năng lan truyền và có
th
ể phòng, chống và loại trừ dễ dàng trong điều kiện bình thường.
20

- Cấp độ 3 (Risiko gruppe 3) là các vi khuẩn có nguy cơ gây bệnh nặng
đối với người, động vật và có khả năng lan truyền rộng, song vẫn có thể
phòng chống và loại trừ được.
- Cấp độ 4 (Risiko gruppe 4) là các vi khuẩn có thể gây bệnh nặng đối với
người, động vật, có nguy cơ lớn về mức độ lan truyền rộng và không
thể phòng, chống hoặc loại trừ.
K
ết quả xác định mức độ an toàn sinh học của các chủng vi sinh lựa
chọn được tập hợp trong bảng 13. Từ kết quả đánh giá độ an toàn, dự án đã
xác định 10 chủng vi sinh vật kí hiệu 70,108, RA18, Ra42.2. B10, B18, B17,
B16, DC29, B04 được xếp loại mức độ an toàn cấp 1 và cấp 2 có thể ứng dụng
sản xuất trong điều kiện bình thường. Chủng TH10 có hoạt tính sinh học cao,
tuy nhiên do mức độ an toàn sinh học đượ
c xếp ở cấp độ 3 (nhóm vi sinh vật
hạn chế sử dụng), do vậy dự án không sử dụng cho sản xuất phân bón VSV đa

chủng, chức năng.
Bảng 13. Kết quả xác định tên và mức độ an toàn của các vi sinh vật đa
hoạt tính.
STT Ký hiệu chủng Tên xác định Mức độ an
toàn
1 70
Azotobacter beijerinckii
Cấp độ 1
2 108
Azotobacter beijerinckii
Cấp độ 1
3 RA18
Bradyrhizobium japonicum
Cấp độ 1
4 RA42.2
Bradyrhizobium japonicum
Cấp độ 1
5 B10
Bacillus polyfermenticus.
Cấp độ 1
6 B14
Bacillus subtilis
Cấp độ 1
7 B18
Bacillus subtilis
Cấp độ 1
8 B17
Bacillus polyfermenticus.
Cấp độ 1
9 B16

Bacillus subtilis
Cấp độ 1
10 DC29
Pseudomonas chlororaphis
Cấp độ 2
11 TH10
Burkholderia cepacia
Cấp độ 3
1.1.3 Nghiên cứu khả năng tổ hợp các vi sinh vật đa hoạt tính.
Trên cơ sở tính sinh học, nguồn gốc phân lập và ảnh hưởng đối với cây
trồng đã được đánh giá trong khuôn khổ đề tài KC.04.04, dự án đã xác định
21

các tổ hợp vi sinh vật sử dụng cho sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng đối
với các loại cây trồng khác nhau (bảng 14)
Bảng 14. Tổ hợp vi sinh vật sử dụng cho các loại cây trồng.
Đối tượng cây
trồng sử dụng
Tên vi sinh vật Ký hiệu Hoạt tính sinh
học chính
Azotobacter beijerinckii
108 CĐNT
Bacillus subtilis
B10 PGL
Bacillus polyfermenticus
B16 ĐK VKHX
Cây nông
nghiệp ngắn
ngày
Bacillus subtilis

B18 PGL
Bradyrhizobium japonicum RA18, RA42.2 CĐNT
Bacillus polyfermenticus
B17 ĐK VKHX
Cây họ đậu
Bacillus subtilis
B18 PGL
Azotobacter beijerinckii
70 CĐNT
Bacillus subtilis
B14 PGL
Bacillus polyfermenticus
B17 ĐK VKHX
Hồ tiêu
Bacillus polyfermenticus
B10 PGL
Azotobacter beijerinckii
108 CĐNT
Bacillus subtilis
B18 PGL
Pseudomonas chlororaphis
DC29 ĐK nấm bệnh
Cà phê và cây
công nghiệp
dài ngày khác
Bacillus subtilis
B14 PGL
CĐNT: Cố định nitơ, PGL: phân giải lân; ĐKVKHX: Đối kháng vi khuẩn héo xanh
Kết quả đánh giá giá mật độ, hoạt tính sinh học theo thời gian bảo quản
của các vi sinh vật đa hoạt tính trong các tổ hợp được trình bày trong bảng 15

và 16. Kết quả tập hợp tại bảng 15 cho thấy, mật độ các chủng vi sinh vật lựa
chọn trong điều kiện hỗn hợp và riêng lẻ không có sự sai khác về mật độ. Mật
độ được duy trì trong suốt thời gian là 6 tháng bảo quản và đạ
t >10
7
CFU/g.
22

Bảng 15. Khả năng tồn tại của các vi sinh vật trong điều kiện tổ hợp
Mật độ vi sinh vật (CFU/g) sau thời
gian bảo quản

Chủng vi sinh
vật
Ký hiệu
chủng

Công thức
nhiễm
0 giờ 10 ngày 6 tháng
Bradyrhizobium
japonicum
RA18 Đơn chủng
Hỗn hợp
4,18 x 10
8
4,21 x 10
8

5,02 x 10

8
3,25 x 10
8

4,30 x 10
7
3,35 x 10
7

Bradyrhizobium
japonicum
RA42.2 Đơn chủng
Hỗn hợp
4,15 x 10
8
3,98 x 10
8

6,10 x 10
8
5,34 x 10
8

5,29 x 10
7
4,21 x 10
7

Azotobacter
beijerinckii

108 Đơn chủng
Hỗn hợp
6,31 x 10
6
6,45 x 10
6

4,13 x 10
7
4,04 x 10
8

5,67 x 10
7
5,50 x 10
7

Azotobacter
beijerinckii
70 Đơn chủng
Hỗn hợp
7,12 x 10
6
7,85 x 10
6

6,85 x 10
7
6,87 x 10
8

3,14 x 10
7
4,00 x 10
7

Bacillus subtilis B16 Đơn chủng
Hỗn hợp
6,55 x 10
8
6,37 x 10
8

4,45 x 10
8
5,74 x 10
8

6,73 x 10
7
1,95 x 10
8

Bacillus subtilis
B18 Đơn chủng
Hỗn hợp
2,35 x 10
8
2,30 x 10
8

4,76 x 10
8
5,67 x 10
8

5,10 x 10
7
4,40 x 10
7

Bacillus
polyfermenticus
B17 Đơn chủng
Hỗn hợp
7,35 x 10
8
6,67 x 10
8

5,57 x 10
8
4,87 x 10
8

2,10 x 10
7
3,40 x 10
7

Bacillus subtilis
B14 Đơn chủng
Hỗn hợp
4,46 x 10
8
3,74 x 10
8

2,52 x 10
8
4,22 x 10
8

2,80 x 10
8
4,56 x 10
7

Bacillus
polyfermenticus
B10 Đơn chủng
Hỗn hợp
4,96 x 10
8
2,92 x 10
8

4,74 x 10
8
4,02 x 10

8

3,68 x 10
8
6,24 x 10
7

Pseudomonas
chlororaphis
DC29 Đơn chủng
Hỗn hợp
3,85 x 10
8
2,90 x 10
8

3,63 x 10
8
3,42 x 10
8

1,50 x 10
8
5,75 x 10
7

Kết quả đánhgiá hoạt tính sinh học trong bảng 16 cho thấy, hoạt tính
sinh học của các chủng vi sinh vật lựa chọn không có sự sai khác ở điều kiện
riêng lẻ và hỗn hợp chủng tại thời điểm 0h, 10 ngày và 60 ngày, các chủng vi
sinh vẫn giữ được hoạt tính sinh học ban đầu.