Khảo sát khả năng phân hủy phốt pho khó tiêu và điều kiện lên men vi khuẩn bacillus mucilanous của nga

i

LỜI CẢM ƠN

Với tất cả sự chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tôi xin cảm ơn tới TS.
Trần Thị Thanh vân đã tận tình dìu dắt, chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt những
kinh nghiệm quý báu trong thời gian tôi thực tập tại phòng Hóa phân tích và
triển khai công nghệ của Viện công nghệ và ứng dụng Nha Trang, đồng thời tôi
cũng xin cảm ơn các anh, chị đang công tác tại Viện công nghệ và ứng dụng
Nha Trang đã giúp tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ths. Phạm Ngọc Minh Quỳnh đã tận
tình dạy bảo, hướng dẫn cho tôi và tôi cũng chân thành cảm ơn Ban giám đốc
Viện công nghệ sinh học và môi trường, Ban lãnh đạo trường Đại Học Nha
Trang, cùng thầy cô trong viện đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi
trong suốt niên học, giúp tôi có nền tảng vững chắc để bước vào đời.
Cuối cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, gia đình, bạn bè và
những người yêu thương tôi, luôn bên cạnh an ủi, động viên giúp tôi có sức mạnh
để vượt qua những khó khăn và có niềm tin vào cuộc sống, để hoàn thành tốt mọi
công việc.
Nha Trang, tháng 07 năm 2012
Sinh viên
Lê Thị Thu Trang

ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3
1.Tổng Quan Về Tình Hình Nghiên Cứu 3
1.1 Tổng quan về phân bón vi sinh 3
1.1.1 Các dạng tồn tại của lân 3
1.1.2 Lân hữu cơ: 6
1.1.3 Lân vô cơ 7
1.2 Sự chuyển hóa lân trong đất 8
1.2.1 Sự chuyển hóa của lân hữu cơ 8
1.2.2 Sự chuyển hóa của lân vô cơ 9
1.3 Đặc điểm của vi sinh vật phân giải lân 10
1.3.1 Vi sinh vật phân giải lân vô cơ 10
1.3.2 Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ 11
1.4 Đặc điểm của Bacillus Muciloginosus 12
1.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng phân giải lân vi sinh vật 13
1.6 Vòng tuần hoàn của phốt pho trong đất 13
1.7 Vai trò sinh lý của phốt pho đối với cây trồng 14
1.8 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 16
1.9 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 17
CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1 Vật Liệu Nghiên Cứu 21
2.1.1 Thiết bị thí nghiệm 21
2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 21
2.1.3 Hóa chất 21
2.2 Môi trường nuôi cấy vi khuẩn Bacillus mucilaginosus 22
2.2.1 Môi trường Pikovskya rắn 22

2.2.2 Môi trường Pikovskya lỏng: 23
2.3 Phương pháp nghiên cứu 26
2.3.1 Phương pháp làm sạch giống 26
iii

2.3.2 Phương pháp giữ giống 27
2.3.3 Phương pháp đo độ đục của môi trường 27
2.3.3.1 Phương pháp xác định khả năng phân giải phốt pho của Bacillus
mucilaginosus 28
2.3.3.2 Xác định khả năng phân giải Phốt pho trên môi trường rắn 28
2.3.3.3 Xác định khả năng phân giải phốt pho của Bacillus mucilaginosus ở môi
trường lỏng 29
2.3.4 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện nuôi cấy của Bacillus
mucilaginosus 30
2.3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH ban đầu (xác định pH tối ưu) đến khả năng
phát triển của Bacillus mucilaginosus. 31
2.3.4.3 Xác định sự ảnh hưởng của nồng độ đường lên sự phát triển của Bacillus
mucilaginosus 32
2.3.4.4 Ảnh hưởng của nguồn nitơ khác nhau đến quá trình sinh trưởng và phát
triển của Bacillus mucilaginosus. 33
2.3.4.5 Ảnh hưởng của các nhiệt độ khác nhau đến khả năng phân giải phốt pho
khó tiêu của Bacillus mucilaginosus 34
2.4 Phương pháp đếm số lượng tế bào 35
2.5 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus mucilaginosus đối
với sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bẹ xanh mỡ 35
CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38
3.1 Khả năng phân giải phốt pho khó tiêu của chủng Bacillus mucilaginosus 38
3.2 Nghiên cứu về đặc điểm hình thái của Bacillus mucilaginosus 40
3.3 Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến khả năng phân giải của Bacillus
mucilaginosus 41

3.3.1 Ảnh hưởng của pH ban đầu lên sự phát triển của Bacillus mucilaginosus 41
3.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ đường lên sự phát triển của vi khuẩn Bacillus
mucilaginosus 42
3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng phân giải phốt pho khó tan của
Bacillus mucilaginosus 43
iv

3.3.4 Ảnh hưởng của các nguồn nitơ khác nhau đến quá trình lên men Bacillus
mucilaginosus 45
3.3.5 Xây dựng đường cong sinh trưởng của Bacillus mucilaginosus 46
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của Bacillus mucilaginosus đối với cây cải bẹ xanh
mỡ 48
CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52
4.1 Kết luận 52
4.2 Kiến nghị 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53









v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CFU : Đơn vị hình thành khuẩn lạc (Colony Formig Unit)

DNA : Deoxyribonucleic Acid
RNA : Ribonucleic Acid
P : Photpho
K : Ka li
OD : Mật độ quang (Optical Density)
ATP : Adenosine Triphosphate
ADP : Adenosine diphosphate
UTP : Uridine Triphosphate
GTP : Guanosine Triphotphate
VSV : Vi sinh vật















vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng và phát triển của Bacillus

mucilaginosus 55
Bảng 2: Ảnh hưởng của nồng độ đường lên sự phát triển của Bacillus
mucilaginosus 56
Bảng 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng phát triển của
Bacillus mucilaginosus 56
Bảng 4: Ảnh hưởng của các nguồn nitơ khác nhau lên sự sinh trưởng và phát
triển của Bacillus mucilaginosus 57
Bảng 5: Kết quả nuôi cấy Bacillus mucilaginosus theo thời gian. 57
Bảng 6: Tỉ lệ hạt nảy mầm (tổng hạt gieo là 30 hạt/ đĩa peptri) 58
Bảng 7: Tỉ lệ % hạt nảy mầm của cây cải ngọt dưới sự ảnh hưởng của vi khuẩn
Bacillus mucilaginosus 49
Bảng 8: Ảnh hưởng của Bacillus mucilaginosus tới chiều ca cây cải bẹ xanh mỡ
(cm) 49













vii

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ
Hình 1: Khảo sát sự phân giải phốt pho của vi khuẩn Bacillus mucilaginosus trong môi

trường lỏng có bổ sung quặng apatit. 39
Hình 2: Khả năng phân giải phốt pho của Bacillusmucilaginosus trong môi trường rắn
có bổ sung quặng apatit. 39
Hình 3: Hình thái khuẩn lạc của Bacillus mucilaginosus sau 24 giờ nuôi cấy trên môi
trường pikovskya ở PH = 7 40
Hình 4: Đặc điểm hình thái của Bacillus mucilaginosus soi dưới kính hiển vi có độ
phóng đại x 1000 lần. 40
Hình 5: Môi trường xác định đường cong sinh trưởng. 48
Hình 6: Cải bẹ xanh mỡ sau 5 ngày gieo hạt 50
Hình 7: Cây cải bẹ xanh mơ sau 5 ngày gieo hạt 50
Hình 8: Cây cải bẹ xanh mỡ sau 5 ngày gieo hạt 51
Sơ đồ 1: Chu trình chuyển hóa của phốt pho trong tự nhiên 14
Sơ đồ 3. Quy trình khảo sát khả năng phân giải Phốt pho trên môi trường rắn 28
Sơ đồ 4. Quy trình khảo sát khả năng phân giải Phốt pho trên môi trường lỏng. 29
Sơ đồ 5: Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện nuôi cấy tối ưu 30
Sơ đồ 6. Quy trình khảo sát ảnh hưởng của pH ban đầu 31
Sơ đồ 7: Quy trình khảo sát ảnh hưởng của nông độ đường khác nhau. 32
Sơ đồ 8. Quy trình khảo sát ảnh hưởng của các nguồn nitơ khác nhau 33
Sơ đồ 9. Quy trình khảo sát nhiệt độ tối thích của Bacillus mucilaginosus 34
Sơ đồ 10. Quy trình xác định ảnh hưởng của vi khuẩn lên cây ải bẹ xanh mỡ 36
Biểu đồ 1. Thể hiện sự ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng và phát triển của
Baciluss mucilaginosus. 42
Biểu đồ 2: Ảnh hưởng của nồng độ đường lên sự phát triển của vi khuẩn Bacillus
mucilaginosus 43
Biểu đồ 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng và phát triển của Bacillus
mucilaginosus 44
Biểu đồ 4: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của các nguồn nitơ khác nhau lên vi khuẩn
Bacillus mucilaginosus 45
Biểu đồ 5: Đường cong sinh trưởng của Bacillus mucilaginosus. 46
1

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế không ngừng là
tình hình sa mạc hóa ngày càng tăng, làm giảm độ phì nhiêu của đất và nhân loại
phải đối mặt với sự khủng hoảng lương thực. Cùng với đó là quá trình đô thị hóa
ngày càng tăng làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp. Để khắc
phục tình trạng này phải có biện pháp cụ thể và hiệu quả. Hướng tới cải thiện đất
trồng làm tăng sản lượng lương thực và phát triển nền nông nghiệp bền vững.
Cũng giống như là nitơ và kali, phốt pho là chất dinh dưỡng được cây sử
dụng trực tiếp từ đất, quyết định đến sự màu mỡ của đất cũng như sự phát triển
của cây trồng. Theo ước tính khoảng đến đầu năm 2035 thì nhu cầu về phốt pho
sẽ gấp nhiều lần sự cung cấp, theo lời bà Dana Cordell người đã trình bày luận
văn tại ban nghiên cứu chuyên đề Nghiên cứu Nước và Môi trường tại đại học
Linkoping, Thuỵ Điển về những tác động của sự khan hiếm phốt pho với an ninh
lương thực toàn cầu [22].
Không những thế tình hình sử dụng phân bón hóa học rất bừa bãi làm
cho môi trường đất trồng ngày càng xấu đi gây mất cân bằng sinh thái. Nếu tình
hình này kéo dài thì sẽ gây hậu quả nghiêm trọng. Biện pháp khắc phục là thay
thế một loại phân bón có lợi cho đất cho cây trồng và không ảnh hưởng xấu tới
môi trường. Đó là phân bón vi sinh với những ưu điểm sau.
Sử dụng phân bón vi sinh sẽ thay thế dần việc bón phân hoá học trên đồng
ruộng, đất trồng trọt mà vẫn đảm bảo được nâng cao năng suất thu hoạch. Về lâu
dài sẽ dần dần trở lại độ phì nhiêu cho đất như làm tăng lượng phốt pho và kali
dễ tan trong đất canh tác, cải tạo, giữ độ bền của đất đối với cây trồng nhờ khả
năng cung cấp hàng loạt quá trình chuyển hoá chất khác nhau liên tục do nhiều
quần thể vi sinh vật khác nhau tạo ra. Đồng thời có ý nghĩa rất lớn là tăng cường
bảo vệ môi trường sống, giảm tính độc hại do hoá chất trong các loại nông sản
thực phẩm do lạm dụng phân bón hóa học. Ngoài ra cũng giảm được một phần
chi phí ngoại tệ nhập khẩu phân hoá học [9].
Trong cơ thể thực vật, lân đóng vai trò quyết định đến sự biến đổi vật chất và

năng lượng. Nó tham gia cấu tạo nên các acid nucleic, coenzyme, adenosin
2

triphosphate (ATP)… là những chất cần thiết cho sự sống. Ngoài ra lân còn đóng
những vai trò khác như tạo môi trường đệm, ảnh hưởng đến quá trình hút các
chất khoáng khác của cây. Đất chứa khối lượng lớn các chất chứa lân. Nhưng
không phải hợp chất phốt pho nào trong đất cây cũng sử dụng được mà đa số
chúng tồn tại dưới những hợp chất phốt pho khó tan mà cây không hấp thụ được.
Ngoài ra phốt pho là thành phần không thể thiếu của ATP, ADP, GTP, FAD,
NADP, coA, đây là những phần tử trao đổi năng lượng, có vai trò đặc biệt quan
trọng trong quá trình quang hợp và hô hấp của thực vật [2].
Quá trình chuyển hóa lân xảy ra chủ yếu dưới tác dụng của các quá trình
hóa học , sinh học và có phần đóng góp quan trọng của vi sinh vật. Do đó khi sử
dụng phân bón vi sinh có khả năng phân giải phốt pho cho đất trồng, tạo ra chất
dinh dưỡng cho cây, sinh tổng hợp chất kích thích tăng trưởng thực vật, ức chế
một số vi sinh vật gây bệnh cho vùng rễ cây trồng, phốt pho là chất dinh dưỡng
đứng thứ 2 chỉ sau nitơ, lượng phốt pho dễ tiêu trong đất không cung cấp đủ nhu
cầu cho cây trồng nhất là cây có năng suất cao [13].
Do đó chúng tôi chọn đề tài khảo sát khả năng phân huỷ phốt pho của vi
khuẩn Bacillus mucilaginosus để phân hủy phốt pho khó tiêu có trong đất thành
phốt pho dễ tiêu và điều kiện nuôi cấy của chủng này.
Với nội dung sau
- Đánh giá khả năng phân giải phốt pho của Bacillus muciloginosus.
- Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp của chủng vi khuẩn Bacillus
muciloginosus (nhiệt độ, pH, thời gian lên men…).
- Nghiên cữu ảnh hưởng vi khuẩn Bacillus muciloginosus trên đất trồng
cây.

3

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1. Tổng Quan Về Tình Hình Nghiên Cứu
1.1 Tổng quan về phân bón vi sinh
Phân bón vi sinh vật (gọi tắt là phân vi sinh) là sản phẩm chứa một hay
nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn có mật độ đạt theo tiêu chuẩn
hiện hành. Thông qua các hoạt động của chúng sau quá trình bón vào đất tạo nên
các chất dinh dưỡng mà cây trồng sử dụng được (N, P ,K,…) hay các hoạt chất
sinh học, góp phần nâng cao năng xuất hoặc chất lượng nông sản. Phân vi sinh
bảo đảm không gấy ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh
thái và chất lượng nông sản [6].
Khái niệm phân lân vi sinh: Phân vi sinh phân giải phốt pho khó tiêu: là
sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với
mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng chuyển hoá hợp chất phốt pho
khó tan thành dạng dễ tan cung cấp cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao
năng suất và hoặc chất lượng nông sản. Phân lân vi sinh và các chủng vi sinh vật
này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất
lượng nông sản [1].
1.1.1 Các dạng tồn tại của lân
Lân là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng quan trọng với cây trồng nhưng
khả năng sử dụng lân trong đất của cây lại đang còn thấp do lân tồn tại trong đất
là dạng lân chưa hòa tan cây không sử dụng được [1].
Hàm lượng lân tổng số trên đất Việt Nam khoảng 0,03 – 0,2 %, đât giàu
phốt pho nhất là đất đỏ bazan và nghèo nhất là đất bạc màu và đất cát [3].
Cơ thể thực vật sử dụng phốt pho dưới dạng muối của acid phosphoric.

Bản chất của sự biến đổi các hợp chất phốt pho trong cơ thể là các gốc acid tham
gia vào thành phần một chất hữu cơ nhất định bằng quá trình phosphoryl hóa và
sau đó truyền cho các hợp chất khác (bằng cách phosphoryl hóa). Bằng con
4

đường đó, cơ thể đã tạo thành các hợp chất phốt pho cần thiết khác cho sự sống
[2].
Các hợp chất phốt pho trong cơ thể thực vật khác nhau về bản chất hóa
học cũng như về mặt sinh lý. Có thể chia làm 5 nhóm các hợp chất phốt pho như
sau:
Nhóm nucleotide (bao gồm AMP, ADP, ATP). Các nucleotid này đóng vai
trò quan trọng trong các quá trình cố định, dự trữ và chuyển hóa năng lượng,
chúng cũng tham gia vào tất cả các quá trình biến đổi, sinh tổng hợp các
carbohydrate, lipid, protein, cũng như quá trình trao đổi acid nucleotide trong cơ
thể thực vật.
Các coenzyme như CoI (NAD), CoII (NADP), FAD, FMD. Đây là nhóm
coenzyme hoạt động oxi hóa khử, đóng vai trò đặc biệt trong phản ứng oxi hóa
khử ở cây trồng, như quang hợp, hô hấp, quá trình đồng hóa nitơ.
Các acid nucleic, nucleoprotein khi đó phốt pho tham gia vào thành phần
của DNA, RNA có vai trò trong sự di truyền cho thế hệ sau của cây trồng, liên
quan tới quá trình tổng hợp protein, các quá trình sinh trưởng và phát triển của
thực vật.
Các polyphosphate có thể là photphoryl hóa RNA, các polyphosphate như
là các hợp chất cao năng lượng giống ATP. Thực vật cần các polyphosphate để
hoạt hóa RNA trong sinh tổng hợp protein và acid nucleic [20].
Các estephosphate của các dạng đường tồn tại như hexose-P, pentose-P…
đây là dạng đường hoạt hóa đóng vai trò trong trao đổi carbohydrate.
Các phospholpid là hợp chất cấu tạo nên hệ thống màng sinh học như
màng sinh chất, màng không bào, màng của các cơ quan khác. Đây là màng sinh
học có vai trò bao bọc, quyết định tính thấm, quá trình trao đổi chất giữa bên

trong và bên ngoài tế bào, quá trình trao đổi năng lượng. Chức năng của màng
gắn liền với hàm lượng và thành phần của phospholipid có trong nó.
Cơ thể chúng ta trung bình chứa 1kg phốt pho, với số lượng đó nhà máy
diêm có thể sản xuất được hàng trăm bao diêm. Các tổ chức mềm tạo nên các cơ
quan cần có một giá đỡ cứng và có thể cử động được, đó là bộ xương.
5

Tính rắn của bộ xương là do canxi photphat, một chất kết tinh rắn duy
nhất trong số hàng nghìn chất cấu tạo nên cơ thể con người. Phốt pho tập trung
nhiều nhất ở trong xương, khoảng 100g tập trung ở bắp thịt và gần 10g ở tổ chức
thần kinh.
Phốt pho có khả năng thúc đẩy quá trình sinh trưởng của cây của cây
trồng. Dưới tác động của phốt pho có khả năng cho quả chím sớm hơn 5 – 7
ngày, ngoài ra nó giúp cây trồng chống chịu được rét, làm tăng chất lượng cùng
năng suất cho cây trồng [4].
Với đặc tính ngậm nước của phốt pho đã giúp cây trồng chống chịu được
hạn hán tốt hơn và tác dụng khống chế độ độc của lượng đạm quá cao trong cây
nhờ khả năng chuyển hóa đạm khoáng thành đạm protein. Hơn nữa sự có mặt của
phốt pho làm cho cây hấp thụ được lượng đạm khoáng nhiều hơn [10].
Thực tế đã chứng minh rằng khi trong đất thiếu phốt pho thì sự hình thành
tế bào mới bị chậm lại, cây còi cọc, khả năng phân nhánh bị giảm thiếu phốt
pho cây sẽ giảm năng xuất cho dù cung cấp đầy đủ lượng nitơ cần thiết [4].
Theo Sepfe-Satsaben (1960) thì hàm lượng phốt pho trung bình trong
nhiều loại đất là khoảng từ 0,02–0,08%, hàm lượng phốt pho trên tầng mặt
thường cao hơn tầng dưới đây là do quá trình tích lũy sinh học [3].
Tỉ lệ lân trong đất khác nhau thùy theo tính chất của đá mẹ và những tầng
phát sinh từ đá mẹ như: Nai, mica, quartzit… thường tỉ lệ lân thấp là đất phát
sinh từ mẫu thạch không chua như: Bazan, đá vôi,…[6].
Trong tự nhiên lân tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, các khoáng chất chứa
apatit, photphorit là những loại quặng chứa phốt pho hoặc xác của thực động vật.

Trong đó apatit là nguồn gốc đầu tiên của tất cả các hợp chất phốt pho trong đất
nó chiếm 95% hợp chất phốt pho của vỏ trái đất.
Quá trình phân giải xác bã động thực vật đã cung cấp cho đất một nguồn
phốt pho quan trọng, bổ sung một lượng chất hữu cơ vào đất giúp làm tăng hàm
lượng lân trong đất [6].
Phốt pho tồn tại dưới ba dạng thù hình cơ bản có màu: trắng, đỏ và đen.
Và phốt pho tồn tại trong đất dưới 2 dạng chính là dạng vô cơ và dạng hữu cơ,
6

thực tế thì phốt pho vô cơ chiếm ưu thế. Do cây trồng khó sử dụng dạng lân hữu
cơ nên thường thì dạng lân hữu cơ được chuyển thành lân vô cơ để cây sử dụng
nhờ hệ vi sinh vật trong đất [1].
1.1.2 Lân hữu cơ:
Tùy vào từng loại đất mà tỷ lệ lân hữu cơ tồn tại trong đất khá nhau
khoảng 20–80% trên lượng phốt pho tổng số có trong đất. Ở trên tầng mặt lượng
phốt pho có thể chiếm khoảng 50% , thành phần lân hữu cơ thường nằm trong
lớp mùn càng giàu mùn thì phốt pho càng nhiều và dao động trong khoảng từ 10
– 50% so lân tổng số có trong đất [4].
Trong lân hữu cơ dạng phốt pho chiếm phần lớn là dạng fytat khoảng 50%
tổng số phốt pho hữu cơ và tùy dạng môi trường lượng fytat sẽ khác nhau (theo
Kletcôpki và Petecbuaxki (1964)) [1].
Các loại khoáng trong đất lượng lân hữu cơ chiếm khoảng 25 -65%, và
hàm lượng lân trong đất sét tỉ lệ lớn hơn hàm lượng lân trong đất cát, do đó ở
trong các lớp đất nhẹ và lớp đất bạc màu hàm lượng phốt pho thường thấp hơn
các loại đất khác.
Phốt pho hữu cơ trong cơ thể động vật, thực vật, vi sinh vật, thường gặp
các hợp chất chủ yếu như fitin, phospholipide, acidnucleic điều đáng nói ở đây
là phốt pho của vi sinh vật không tham gia trực tiếp vào quá trình dinh dưỡng của
cây mà phải chờ tới khi vi sinh vật chết đi, tế bào của chúng bị khoáng hóa thì
cây trồng mới sử dụng được nguồn phốt pho đó [4].

Trong quá trình khoáng hóa có sự tham gia của vi sinh vật phân giải phốt
pho, những hợp chất hữu cơ (có cả lân hữu cơ) được khoáng hóa để tạo ra lân vô
cơ và hữu cơ, đây là nguồn dinh dưỡng cho cây trồng sử dụng. Có chừng 70 -80
tập đoàn vi khuẩn tham gia vào quá trình phân giải phốt pho. Trong quá trình
khoáng hóa chất hữu cơ của đất, phốt pho hữu cơ được giải phóng ra dưới dạng
acid phosphoric và muối dễ tan của nó. Nhưng có một điều là các dạng lân này
lại bị hấp phụ và vi sinh vật hút lại nên trong đất rất ít phốt pho ở dạng hòa tan
mà cây sử dụng được [1].
7

Nhiều tác giả nghiên cứu cho rằng: Nếu chất hữu cơ vùi trong đất là chất
hữu cơ nghèo phốt pho thì qua quá trình phân giải không những hàm lượng phốt
pho hữu cơ trong đất không tăng mà còn bị giảm xuống.
Theo nhiều công trình nghiên cứu của Kaila 1954: Nếu chất hữu cơ vùi
xuống trong đất chứa ít hơn 0,2 –0,3 % P
2
O
5
thì quá trình phân giải phốt pho dễ
tan cho cây sử dụng không tăng vì vi sinh vật sẽ hút hết. Cường độ hút phốt pho
hữu cơ của đất thông qua sự phân giải của vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào nhiệt
độ [1].
Theo Sepfe – Satsaben ( 1960 ) trong điều kiện nhiệt độ bình thường ở các
nước ôn đới, sự khoáng hóa phốt pho hữu cơ xảy ra rất chậm và lượng phốt pho
cung cấp cho cây từ những hợp chất hữu cơ là không đáng kể. Trái lại ở những
vùng có nhiệt độ cao từ 35 - 50
0
C thì quá trình khoáng hóa tăng lên rất mạnh và
lượng phốt pho hữu cơ cho cây nhiều hơn. Chính vì vậy ở nước ta bón phân
chuồng cũng là một giải pháp cung cấp phốt pho cho cây trồng [3].

1.1.3 Lân vô cơ
Lân vô cơ thường có trong các dạng khoáng như apatit phosphoric,
phosphate sắt, phosphate nhôm…đây là dạng khó tan nên muốn cây sử dụng
được phải trải qua chế biến, để trở thành dạng dễ tan [6].
Phốt pho vô cơ trong dạng phốt phat PO
4
3-
đóng một vai trò quan trọng
trong các phân tử sinh học như ADN và ARN nó tạo thành một phần của phần
cấu trúc cốt tủy của các phân tử này.
Phốt pho vô cơ đóng vai trò quan trọng trong hình thành hệ thống đệm của
tế bào nhờ sự chuyển hóa giữa các ion phốt phát. Sự chuyển hóa này cung cấp
thêm H
+
cho quá trình khử NO
3
-
thành NH
4
+
có lợi cho việc tổng hợp protein. Do
đó dinh dưỡng phốt pho liên quan đến dinh dưỡng của nitơ trong cây [4].
Phốt pho vô cơ tồn tại dưới dạng muối của những nguyên tố Fe, Al, Ca. Ở
trong đất trung tính và đất kiềm thì phốt pho canxi là chủ yếu, còn trong đất chua
thì phốt pho sắt và nhôm là chủ yếu. Phốt pho Ca dễ được huy động để làm thức
ăn cho cây hơn là phốt pho Al và phốt pho Fe. Sự tồn tại của ion phốt pho trong
môi trường đất bị chi phối bởi ion phốt pho bị chuyển đổi hóa trị [10].
8

Môi trường chua : H
2
PO
4
-
HPO
4
2-
PO
4
3-


Trong thực tế, H
2
PO
4
-
là dạng cấy trồng dễ hấp thu nhất. Các dạng
phosphate còn lại thường là những loại khó hòa tan mà cây trồng không thể đồng
hóa được, muốn cây trồng sử dụng được phải qua quá trình biến đổi thành dạng
dễ tan.
Cũng như các yếu tố khác phốt pho luôn tuần hoàn chuyển hóa, nhờ vi sinh vật
lân hữu cơ được vô cơ hóa thành các muối của acid phosphoric. Các dạng lân này
một phần được cây trồng sử dụng biến thành dạng lân hữu cơ, một phần cố định
dưới dạng Ca
3
PO
4
, AlPO

4
, FePO
4
. Những dạng khó tan này trong những môi
trường có pH thích hợp sẽ chuyển hóa thành dạng dể tan, vi sinh vật giữ vai trò
quan trọng trong quá trình này [1].
1.2 Sự chuyển hóa lân trong đất
1.2.1 Sự chuyển hóa của lân hữu cơ
Trong đất có nhiều loại vi sinh vật khoáng hóa được lân hữu cơ. Các vi
sinh vật này tiết ra các enzyme khử phosphoryl đồng thời giải phóng ion
phosphate. Phản ứng enzyme nhanh khi hợp chất lân hữu cơ vừa mới bón vào đất
và sau đó xảy ra chậm khi lân đã bị cải biến. Lân sẽ tạo các phức liên kết với Fe,
Al, các chất hữu cơ phân tử lượng cao và bị giữ chặt trên các phần tử sét [1].
Tốc độ phân giải lân hữu cơ phụ thuộc vào các yếu tố sau:
pH tối thích cho quá trình phân giải lân là từ 6 -7 ở môi trường kiềm lân
được phân giải nhanh hơn.
Bản chất của các hợp chất có lân, acid nucleic dễ khoáng hóa hơn phytin
vì hầu hết vi sinh vật khoáng hóa lân hữu cơ đều tiết ra các enzyme tương ứng để
phân giải acid nucleic.
Nhiệt độ môi trường từ 30- 50
o
C là nhiệt độ thuận lợi cho sự phân giải lân
nên ở các nước nhiệt đới bón phân lân có hiệu quả tốt hơn.
Lượng C/P cũng ảnh hưởng tới sự chuyển hóa lân.
9

1.2.2 Sự chuyển hóa của lân vô cơ
Sự tồn tại của ion photphate phụ thuộc nhiều vào pH của đất. Do vậy thực
tế lân tồn tại ở 2 dạng H
2

PO
4
-
và HPO
4
2-
. Ở pH = 7 tỷ lệ 2 loại ion này gần bằng
nhau về mặt lý thuyết ở pH = 5–6 dinh dưỡng lân của cây thuận lợi nhất. Song
trong đất có mặt nhiều ion khác do đó vấn đề trở nên phức tạp hơn.
Với đất chua thì rất ít chất hữu cơ. Al, Fe, Mn thường nằm dưới dạng hòa
tan, khi phản ứng với H
2
PO
4
-
tạo thành các hợp chất không tan cây không đồng
hóa được [3].
Al
3+
+ H
2
PO
4
-
+ 2H2O 2H
+
+ Al(OH)
3
.H
2

PO
4
Không tan
Ở đất chua tỉ lệ ion Al
3+
, Fe
3+
cao hơn ion H
2
PO
4
-
nhiều nên phản ứng trên
càng nghiêng theo chiều thuận, tạo thành lân không tan khiến cho lượng ion
H
2
PO
4
-
có trong đất nhỏ.
Ngoài ra ở đất chua ion H
2
PO
4
-
còn phản ứng với oxit ngậm nước của các
nguyên tố gibbsite (Al
2
O
3

.3H
2
O) và geothit (Fe
2
O
3
.3H
2
O).
Số lượng lân bị các oxit sắt và oxit nhôm ngậm nước cố định còn vượt quá
cả số lượng lân bị kết tủa với Fe, Al, Mn hòa tan. Điều đáng chú ý là hầu hết các
loại đất đều chứa oxit sắt, oxit nhôm ngậm nước nên đây là kiểu cố định khá
nhiều lân và diễn ra trên phạm vi rộng.
Al(OH)
3
+H
2
PO
4
Al(OH)
2
.H
2
PO
4
-
+H
2
O
Ta thấy oxit sắt và oxit nhôm ngậm nước có trong đất rất nhiều đây là kiểu

cố định khá nhiều lân và phạm vi ảnh hưởng rộng, nên chú ý tới vấn đề này.
Đất sét liên quan tới 2 quá trình cố định trong đất vì sự tồn tại của ion OH
-

quá trình này diễn ra như phương trình sau:
Set – OH + Ca(H
2
PO
4
)
2
Set – H
2
PO
4
-
+ ½ Ca(OH)
2

Bản chất của khoáng chất là làm thay đổi khả năng cố định theo một trật
tự riêng.
[Al] + H
2
PO
4
-
+ H
2
O 2H
+

+ Al(OH)
3
.H
2
PO
4


10

- Đối với đất kiềm thì trong môi trường giàu canxi, ion H
2
PO
4
-
phản ứng mạnh
với canxi tạo thành các hợp chất ít tan theo phản ứng lần lượt như sau [1]:
Ca(H
2
PO
4
)
2
+ CaCO
3
+ H
2
O 2CaHPO
4
.2H

2
O + CO
2


6CaHPO
4
.2H
2
O + 2CaCO
3
+H
2
O Ca
8
H
2
(PO
4
)
6
.5H
2
O +2CO
2


Ca
8
H

2
(PO
4
)
6
.5H
2
O + CaCO
3
Ca
3
(PO
4
)
2
+ CO
2
+ 6H
2
O
Lân trở nên kém hòa tan hơn khi gặp điều kiện thuận lợi và đủ thời gian
để cho Ca
3
(PO
4
)
2
có thể chuyển hóa thành các hợp chất không tan hơn nữa như
hydroxyl, carbon, và ngay cả apatit.
1.3 Đặc điểm của vi sinh vật phân giải lân

Vi sinh vật (microorganisms) là tên chung dùng để chỉ tất cả các loại sinh
vật nhỏ bé mà muốn thấy chúng, người ta phải sử dụng tới kính hiển vi.
Theo Hoàng Lương Việt (1978) trung bình 1 gam đất khô có đến gần 200
triệu tế bào vi sinh vật. Vi sinh vật có các nhóm chính sau: vi khuẩn, xạ khuẩn,
nấm men, nấm mốc, vi tảo, virus . Các nhóm có khả năng phân giải phốt pho là
vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc.
Nghiên cứu của Puneet và cộng sự cho thấy. Việc nhiễm một số chủng
nấm sợi có khả năng hòa tan phốt pho như Aspergillus flavus và Asp. niger với vi
khuẩn cố định nitơ Azotobacter sp đã tăng năng suất hạt 17,7%, trong khi chỉ
nhiễm Azotobacter sp chỉ làm tăng 9%. [1]
Kopoor và cộng sự cũng đạt kết quả tương tự khi nghiên cứu sự phối hợp
giữa chủng Azotobacter sp với các vi khuẩn phân giải phốt pho thuộc các chi
Asgrobacterium sp, Bacillus sp và Pseudomonas sp…[14].
Vi sinh vật phân giải lân được chia thành hai nhóm: Vi sinh vật phân giải lân
hữu cơ và vi sinh vật phân giải lân vô cơ.
1.3.1 Vi sinh vật phân giải lân vô cơ
Nhiều vi khuẩn như Bacillus megaterium, Bacillus mycoides, Bacillus
butyricus, Pseudomonas fluorescens, vi khuẩn nitrat hóa, một số vi khuẩn hệ rễ,
11

xạ khuẩn có khả năng phân giải Ca
3
(PO
4
)
2
và bột apatit. Khả năng phân giải lân
vô cơ liên quan mật thiết tới sự sản sinh acid của vi sinh vật. Quá trình lên men
tạo ra acid carbonic, là acid chủ yếu thúc đẩy quá trình hòa tan lân vô cơ [1].
Ca

3
(PO
4
)
2
+ H
2
CO
3
+ H
2
O → Ca(PO
4
)
2
H
2
O + Ca(HCO
3
)
2
Trong đất, vi khuẩn nitrat hóa và vi khuẩn chuyển hóa lưu huỳnh cũng có
tác dụng quan trọng trong việc phân giải Ca
3
(PO
4
)
2
. Và trong quá trình sống, các
vi khuẩn này tích lũy trong đất HNO

3
và H
2
SO
4
. Quá trình hòa tan có thể biểu thị
theo phương trinh sau:
Ca
3
(PO
4
)
2
+ 4 HNO
3
= Ca(H
2
PO
4
)
2
+ 2 Ca(NO
3
)
2


Ca
3
(PO

4
)
2
+ 2 H
2
SO
4
= Ca(H
2
PO
4
)
2
+ 2CaSO
4

Đối với nấm thì Aspergillus niger cho khả năng phân giải lân mạnh nhất.
Ngoài ra còn có một số chủng khác như Penicillin, Rhizopus…
1.3.2 Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ
Sự chuyển hóa các hợp chất lân hữu cơ thành muối của H
3
PO
4
(Stoklaza –
1991, Menkina – 1952) theo sơ đồ sau [1].

+ Nucleoprotein Nuclein acid nucleic Nucleotic H
3
PO
4

+ Lơxitin Glixerphosphate H
3
PO
4
.

Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ chủ yếu gồm các chủng Bacillus và
Pseudomonas.
Ngoài ra còn có một số xạ khuẩn và nấm khác. Đáng chú ý là B.
Megaterium var phosphatsum có khả năng phân giải lân hữu cơ cao . Đồng thời
B. Megaterium còn có khả năng hình thành bào tử nên sức sống rất mạnh [15].
Nhưng ở đây chứng ta đang nghiên cứu và ứng dụng của Bacillus
mucilaginosus đó là loại vi khuẩn phân giải được nhiều loại khác nhau.
12

1.4 Đặc điểm của Bacillus Muciloginosus
Là một vi khuẩn đặc biệt nó có khả năng phân giải các khoáng chất có
trong đất. Do đó nó được sử dụng như là một phân bón sinh học (Lian và cộng
sự, 2000). Vi khuẩn B. mucilaginosus được chứng minh vừa có khả năng cố định
ni tơ vừa có khả năng phân giải phốt pho và silicat. Tuy nhiên khả năng phân giải
của nó chưa được nghiên cứu rõ ràng tuy là nó được sử dụng rộng rãi trong nông
nghiệp [14].
Vi khuẩn Bacillus là vi sinh vật đất phổ biến và thông dụng đóng một vai
trò quan trọng trong phân hủy sinh học silicat và quá trình phân giải phốt pho.
Kết quả của hoạt động đó liên quan đến sự thay đổi địa hóa học và cấu trúc
trong phân giải phốt pho và silicat là mạnh nhất.
Trước năm 1936, nó đã được giả định rằng sinh vật tự dưỡng là những sinh
vật có khả năng tổng hợp các phân tử hữu cơ với vật liệu vô cơ.

B. mucilaginosus giúp cho tế bào sản xuất các chất hoạt tính sinh học kích
thích tăng trưởng cây trồng [13].
Sự đa dạng trao đổi chất của vi khuẩn Bacillus đặc biệt là cùng với tỷ lệ gây
bệnh thấp, dẫn đến một thực tế rằng nhiều đại diện của nhóm này đang được sử
dụng trong một phạm vi rộng với nhiều ứng dụng. Do khả năng của chúng
thường ứng dụng để sản xuất một loạt các enzyme, các chất dinh dưỡng hòa tan
và làm phân hủy chất thải hữu cơ cùng với khả năng cố định nitơ của một số
chủng vi khuẩn dường như là loại vi sinh để sử dụng sản xuất phân bón sinh học
ứng dụng trong nông nghiệp.
Vi khuẩn có thể làm tăng khả năng hấp thụ P và K có trong đất bằng cách
sản xuất các acid hữu cơ hóa chất khác nhằm kích thích sự tăng trưởng và sự hấp
thụ khoáng chất của thực vật [12].
Nucleotide có trong thành phần nhân tế bào. Nhờ tác động của các nhóm
vi sinh vật hoại sinh trong đất, chất này tách ra từ thành phần tế bào và được
phân giải thành 2 phần protein và nuclein. Protein sẽ đi vào vùng chuyển hóa các
hợp chất nitrogen, nuclein sẽ đi vào vòng chuyển hóa các hợp chất P. Sự chuyển
hóa các hợp chất P hữu cơ thành muối của H
3
PO
4
đuợc thực hiện bởi nhóm vi
13

sinh vật phân hủy P hữu cơ. Những vi sinh vật này có khả năng tiết ra enzyme
photphat dễ xúc tác cho quá trình phân giải.Các vi sinh vật phân giải P hữu cơ
theo sơ đồ tổng quát sau:
Nucleoprotein Nuclein Acid.Nucleic H
2
SO
4

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng phân giải lân vi sinh vật
Độ pH: nhìn chung pH ít ảnh hưởng đến khả năng phân giải lân. Tuy
nhiên pH trong khoảng 7,8 – 8,0 ảnh hưởng tốt tới sự phát triển của hệ vi sinh vật
phân giải lân [4].
Nhiệt độ: các chủng vi sinh vật có nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân
giải lân là khác nhau.mỗi chủng sẽ thích hợp ở một nhiệt độ nhất định nằm trong
một khoảng nhiệt độ nhất định nào đó. Nhìn chung khoảng nhiệt độ thích hợp
nằm trong khoảng 30 – 50
O
C [5].
Hợp chất hữu cơ: chất hữu cơ làm tăng quá trình sinh trưởng của vi sinh
vật. Do đó khả năng phân giải lân của chúng sẽ tăng lên.
Độ ẩm: ở những nơi có độ ẩm cao, do hoạt động của vi sinh vật mạnh nên
tạo ra nhiều acid hữu cơ làm tăng phân giải lân.
Hệ rễ: hệ rễ cây trồng khích thích sự sinh trưởng của vi sinh vật. Do đó
phân giải lân cũng được tăng cường. Tuy nhiên một số loài cây có thể tiết ra các
chất độc ngăn cảng sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật.
Tỷ lệ N và C trong môi trường: N, C là những thành phần cần thiết cho sự sinh
trưởng và phát triển của vi sinh vật. Tỉ lệ N, C trong môi trường cao sẽ thúc đẩy
khả năng phân giải lân.
1.6 Vòng tuần hoàn của phốt pho trong đất
Vòng tuần hoàn của lân không giống như vòng tuần hoàn của nitơ. Trong
khi nitơ luôn khan hiếm trong đất thì lân tồn tại nhiều trong đất ở dạng khó phân
giải. Nitơ được đưa vào đất nhờ vi sinh vật cố định đạm từ không khí, còn đối
với lân, chung được các vi sinh vật phân giải từ các nguồn lân vô cơ và hữu cơ
khác nhau [16].
Vòng tuần hoàn của lân được biểu diễn trong sơ đồ sau:

14

Sơ đồ 1: Chu trình chuyển hóa của phốt pho trong tự nhiên

Vi sinh vật phân giải phốt pho có vai trò đặc biệt quan trọng trong chu
trình chuyển hóa phốt pho trong đất.
Phốt pho dễ tan được giữ lại trong đất dưới dạng các hợp chất khó tan và
chỉ được trả lại cho đất dưới dạng dễ tan cây sử dụng nhờ vào vi sinh vật chuyển
hóa chúng.
1.7 Vai trò sinh lý của phốt pho đối với cây trồng
Phốt pho có mặt hầu hết trong các hợp chất cấu tạo nên tế bào trong cơ thể
động thực vật, có mặt trong các liên kết hữu cơ, tham gia vào thành phần cấu trúc
trong tế bào. Các hợp chất phospholipid (photphotidin colin, photphoyidyl serin,
photphatidyl etanol amin, ATP, UTP, GTP…) [11].
Còn liên kết với kim loại tạo nên một hệ thống đệm đảm bảo độ pH trong
tế bào chỉ thay đổi trong phạm vi nhất định (6 – 8). Có các chất làm ổn định pH
với môi trường kiềm thì KH
2
PO
4

và K
2
HPO
4
tạo ra môi trường H
+
và acid tạo ra
OH
-
để ổn định lại độ pH [19].

THỰC
VẬT
ĐỘNG THỰC VẬT

SẢN
PHẨM
BÀI
TIẾT
PHÂN HỦY SINH HỌC

HẤP
THỤ
KHOÁNG
HÓA
VSV PHÂN
GIẢI P
CÁC PHỐT PHO TAN
VI KHUẨN
SỬ DỤNG P

CHẤT MÙN
P- HỮU CƠ
P KHOÁNG
P KHÓ TAN

15

Phốt pho ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp các sắc tố, quá trình quang
phosphoryl hóa, quá trình tạo chất hữu cơ trong pha tối của quá trình quang hợp.
Về quá trình trao đổi nước và khả năng chống chịu của cây thì phốt pho có
một ảnh hưởng rất sâu sắc. Nhiều tài liệu cho rằng phốt pho dạng phân có tác
dụng rút ngắn thời gian sinh trưởng, giúp cây ra hoa, kết quả sớm hơn. Như thế
thực vật sử dụng phốt pho dưới dạng các hợp chất vô cơ theo con đường đồng
hóa sơ cấp nhờ hệ rễ, tham gia vào nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng và tham gia
vào hầu hết quá trình trao đổi chất của cây.
Qua đó có thể thấy rằng phốt pho đóng vai trò quyết định đến sự biến đổi
vật chất và năng lượng, các mối liên quan giữa các biến đổi trong cơ thể thực vật
là tương hỗ lẫn nhau và các biến đổi được quy định chiều hướng, cường độ của
quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng và năng suất của chung [11].
- Vai trò truyền năng lượng: Mặc dù nó tồn tại trong tế bào chỉ có nồng độ
thấp, nhưng nó có mặt trong cơ chế đồng hóa của tế bào nhờ esterfotfat C-P và
phosphate giàu năng lượng P-P. Đa số các esterfotfat là sản phẩm trung gian
trong con đường đồng hóa của quá trình sinh tổng hợp và phân hủy. Nhưng chức
năng và sự hình thành của chúng lại liên quan trực tiếp đến sự đồng hóa năng
lượng của tế bào và phốt pho giàu năng lượng.
ATP là phosphate giàu năng lượng chủ yếu cần cho sự tổng hợp tinh bột,
liên kết pyrophosphate giàu năng lượng cũng có thể chuyển tới các coenzyme
khác mà nó khác với ATP cho ở gốc nitơ, chẳng hạn như UTP và GTP mà nó cần
cho sự tổng hợp saccarose và cellulose tương ứng [11].
Trong tế bào thực vật bậc cao có 2 vùng có chứa phốt pho. Ở mô đồng hóa

tế bào chất, kể cả lục lạp ester phosphate chiếm ưu thế. Hoặc ở vùng không đồng
hóa hoặc ở không bào P vô cơ chiếm chủ yếu.
Vai trò điều tiết:
+ P vô cơ kiểm tra một vài phản ứng chính của enzyme gian bào chứa P
vô cơ là cần thiết để điều hòa các con đường đồng hóa trong tế bào chất và lục
lạp, ở mô.
16

+ Quả cà chua có P vô cơ được giải phóng từ không bào vào trong tế bào
chất có thể kích thích hoạt tính enzyme phosphate fructokinase. Do đó việc tăng
cường giải phóng phốt pho vô cơ từ không bào cớ thể khởi đầu cho sự đốt nóng
hô hấp liên quan tới việc chín của quả, việc làm chậm chín của quả cây cà chua
thiếu phốt pho có thể liên quan tới chức năng của phốt pho.
+ Sự ức chế tổng hợp tinh bột do phốt pho vô cơ được gây ra do 2 cơ chế
điều tiết riêng rẽ nằm ở trong lục lạp. Enzyme chính của tổng hợp tinh bột nằm ở
lục lạp ADP glucosepyrophosphorylase thì ức chế bởi phốt pho vô cơ và được
kích thích bởi triosephosphates. Tỉ lệ của phốt pho vô cơ với triosephosphate xác
định tốc độ tổng hợp tinh bột trong lục lạp, tỷ lệ này cao enzyme sẽ hoạt động.
Sinh tổng hợp lipid: CH
3
COOH + HSCoA CH
3
COCoA Lipid
1.8 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Các nước trên thế giới đã nghiên cứu và sử dụng phân vi sinh vật trong
nhiều năm nhằm nâng cao năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường sinh thái.
Phân vi sinh vật cố định đạm cho các cây họ đậu với cac tên khác nhau như:
Nitrazin (Đức, Balan, Liên Xô) Bactenit hoặc Rizonit (Hunggari), Nitrobacterin
(Anh), Campen (Hà Lan), Nitrzon (Tiệp), Azofit (Ý). Chế phẩm phân giải chất
hữu cơ Estrasol (Nga), Mana (Nhật, Philipin). Phân vi sinh tổng hợp Tian-li-bao

(Trung Quốc, Hồng Công) [1].
Năm 1955, Sở nghiên cứu khoa học Đông bắc Trung Quốc đã sản xuất
phân vi sinh vật chuyển hóa phốt pho bón cho lúa nước, lúa mì, khoai tây,đậu
tương, cà chua, mía , lạc đều thu được năng xuất cao hơn.
Các nghiên cứu của Sen và Paul, 1957, Katznelson và Bose, 1967; Ostwal
và Bhide, 1999 cho thấy: các chủng vi khuẩn đặc biệt thuộc loài Pseudomonas và
Bacillus,các chủng nấm thuộc loài Penicillium, Aspergillus có khả năng chuyển
hóa phốt pho không tan thành dạng dễ hòa tan ở trong đất nhờ tiết ra các acid hữu
cơ như formic, acetic, lactic, propionic, fumaric, glucolic và acid succinic.
Những acid này làm giảm pH và hòa tan các dạng phốt pho khó tan [18].
Ở Trung Quốc chế phẩm phân vi sinh được ứng dụng rộng rãi, chế phẩm
"Điền lực bảo"có tới 5-9.10
9
tế bào vi khuẩn, có hai chủng ưu thế có khả năng
17

chuyển hóa phốt pho khó tan, xác định thuộc chi Bacillus. Nó đã được thử
nghiệm trên 23 loại cây trồng khác nhau và được chứng minh là vừa có khả năng
chuyển hóa phốt pho trong các hợp chất khó tan vừa có khả năng cố định nitơ để
cung cấp phốt pho và nitơ cho cây trồng [1].
Năm 1970 ở Liên Xô đã dùng Bacillus megatheriumvar. Phosphatcum để
sản xuất chế phẩm photphobacterin. Chế phẩm này được sử dụng rộng rãi ở Liên
Xô và các nước Đông Âu dùng bón cho lúa mì, ngô, lúa nước kết quả cho thấy
sản lượng tăng 5-10% so với đối chứng. Cùng năm này Liên Xô xử lý 10% diện
tích trồng đậu [12].
Còn ở Mỹ từ năm 1968 xử lý hơn 70% diện tích trồng đậu bằng chế phẩm
phân vi sinh vật cố định đạm.
Sử dụng chủng Pseudomonas striata khi bón quặng phosphate và
superphosphate cũng làm tăng đáng kể năng suất khoai tây (Gaur và Negi,1980).
Grimer và Mount (1981) đã nghiên cứu tác động củab Pseudomonas

Putida phân lập từ đất xung quanh cây họ đậu Phaseollus Vulgaris. Các ông thấy
rằng khi bổ sung P.putida vào đất trồng làm cho cây họ đậu này tạo ra nhiều nốt
sần hơn do đó tăng khả năng hấp thụ phốt pho của cây [17].
Alvaro (2009) đã phân lập được 2 chủng vi khuẩn từ rễ cỏ ở Tây Ban Nha
có hoạt tính phân giải phốt pho và kích thích sinh trưởng đối với cây trồng thuôc
chi mới là Acenitobacter.
Hiện nay, hai nước Trung Quốc và Ấn Độ đang đẩy mạnh nghiên cứu và
ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất phân lân vi sinh với quy mô công
nghiệp, ứng dụng trên hàng chục triệu ha [1].
Nhu cầu về phân bón vi sinh vật trên thế giới là rất lớn. Đây là phương
hướng tương lai của nông nghiệp để nhằm giảm bớt các tác hại của việc sử dụng
không cân đối các loại phân hóa học, việc làm ô nhiễm môi trường và việc chi
phí quá nhiều ngoại tệ để nhập khẩu phân bón vô cơ.
1.9 Tình hình nghiên cứu ở trong nước
Mục tiêu chung của các nhà khoa học Việt Nam là phấn đấu có nhiều loại
phân bón sinh học tốt để có thể giảm dần việc sử dụng phân hóa học trên đồng
18

ruộng mà vẫn đảm bảo nâng cao năng suất cây trồng. Qua nhiều năm nghiên cứu
đã phân lập được nhiều chủng VSV lam cố định đạm và một số VSV phân giải
lân. Các chủng VSV đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng để sản xuất các
VSV tương ứng và đã được triển khai ứng dụng cho các cây trồng ở các vùng
sinh thái khác nhau.
Với mục tiêu phát triển nông nghiệp sinh thái bền vững. Việt Nam đã có
khá nhiều nghiên cứu về vi sinh vật phân giải lân. Thập kỉ 90 thế kỷ XX các vi
sinh vật phân giải lân sau khi được nhân sinh khối được tẩm nhiễm vào chất
mang tạo thành chế phẩm vi sinh vật phân giải lân hoặc phối trộn với chất hữu cơ
để tạo thành phân lân hữu cơ vi sinh vật. và phân vi sinh vật cố định đạm, phân
giải lân đã được bước đầu nghiên cứu từ những năm 1960 [20].
Lê Văn Căn và Đặng văn Ngữ (1958) đã nghiên cứu một số nấm mốc có

khả năng phân giải được phốt pho khó tan Aspergillus niger sau 4 tuần nuôi cấy
đã chuyên hóa được 17,2% phốt pho tổng số trong apatit và 14,2% phốt pho tổng
số trong photphorit.
Năm 1980 bắt đầu thử nghiệm loại phân vi sinh vật cho cây đậu tương và
chế phẩm vinaga, Vidafo cho cây lạc (của trường đại học Nông nghiệp Cần Thơ)
[1].
Trong khuôn khổ chương trình công nghệ quốc gia KHCN02 giai đoạn
1996-1998 đề tài KHCN.02.06 “Nghiên cứu áp dụng các giải pháp công nghệ
mới nhằm mở rộng việc sản xuất và ứng dụng phân vi sinh vật cố định đạm, phân
giải lân trong nông nghiệp” đã được triển khai với 8 đơn vị nghiên cứu và sản
xuất trong cả nước. Đề tài đã xây dựng thành công quy trình sản xuất phân vi
sinh cố định đạm, phân giải lân trên nền chất mang không thanh trùng [22].
Xây dựng và hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm Euterobacter cho lúa,
chế phẩm VSV phân giải hợp chất phốt pho khó tan từ nấm Aspergillus và
Pseudomonas có tác dụng tốt tới sự sinh trưởng và phát triển của ngô.
Kết quả nghiên cứu ở nhiều nơi cho thấy phân vi sinh vật phân giải phốt
pho khó tan có thể nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân khoáng lên 20-30% so
với đối chứng đồng thời có tác dụng nâng cao năng suất cây trồng 5–10% tùy