diễn biến môi trường đống ủ và tính chất phân ủ trong sản xuất phân hữu cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
  





TRẦN NGỌC HỮU

DIỄN BIẾN MÔI TRƯỜNG ĐỐNG Ủ
VÀ TÍNH CHẤT PHÂN Ủ TRONG SẢN XUẤT
PHÂN HỮU CƠ


Luận văn tốt nghiệp
Ngành: NÔNG NGHIỆP SẠCH









Cần Thơ - 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
  



Luận văn tốt nghiệp
Ngành: NÔNG NGHIỆP SẠCH

Tên đề tài:

DIỄN BIẾN MÔI TRƯỜNG ĐỐNG Ủ
VÀ TÍNH CHẤT PHÂN Ủ TRONG SẢN XUẤT
PHÂN HỮU CƠ




Giáo viên hướng dẫn:
Ts. Nguyễn Thành Hối Sinh viên thực hiện:
Trần Ngọc Hữu
MSSV: 3103404
Lớp: Nông nghiệp sạch K36





Cần Thơ - 2013

LỜI CẢM TẠ


Kính dâng

Cha Mẹ những người suốt đời tận tụy vì tương lai và sự nghiệp của con.

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

Thầy Ngô Ngọc Hưng, thầy Nguyễn Thành Hối, đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ và động viên em trong suốt thời gian làm và hoàn thành luận văn tốt
nghiệp.

Cô cố vấn học tập Nguyễn Đỗ Châu Giang và toàn thể quý thầy cô
Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng đã tận
tình truyền đạt kiến thức,kinh nghiệm quý báo cho em trong suốt quá trình theo
học tại Trường. Đây là hành trang vững chắc giúp em bước vào đời.

Xin chân thành biết ơn đến

Anh Mai Vũ Duy, anh Nguyễn Quốc Khương, chị Trương Thúy Liễu và
toàn thể các bạn lớp Nông nghiệp sạch khóa 36, các bạn Nông Trọng Hửu, Phạm
Hoàng Khang lớp Nông học khóa 37. Đã tận tình giúp đỡ và động viên tôi trong
quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Cần Thơ, Ngày… tháng….năm 2013

Trần Ngọc Hữu




QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Họ và tên: Trần Ngọc Hữu Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 22/08/1992 Dân tộc: Kinh
Nơi sinh: Tân Bình, Phụng Hiệp, Cần Thơ
Chỗ ở và địa chỉ liên lạc: 20/30 ấp Láng Hầm C, xã Thạnh Xuân, huyện Châu
Thành A, tỉnh Hậu Giang.
Email: ,

II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

1. Tiểu học
Thời gian đào tạo: từ năm 1998 đến năm 2003
Trường tiểu học Thạnh Xuân 3, ấp Láng Hầm, xã Thạnh Xuân, huyện Châu
Thành A, tỉnh Hậu Giang.
2. Trung học cơ sở
Thời gian đào tạo: từ năm 2003 đến năm 2007
Trường THPT Tầm Vu 1, thị trấn Rạch Gòi, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu
Giang.
3. Trung học phổ thông
Thời gian đào tạo: từ năm 2007 đến năm 2010
Trường THPT Tầm Vu 1, thị trấn Rạch Gòi, huyện Châu Thành A, tỉnh Hậu
Giang.

LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu,
kết quả được trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa ai công bố
trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây.




Cần Thơ, Ngày… tháng……năm 2013
Sinh viên thực hiện



Trần Ngọc Hữu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
  


Luận văn kỹ sư Nông nghiệp sạch



ĐỀ TÀI

DIỄN BIẾN MÔI TRƯỜNG ĐỐNG Ủ
VÀ TÍNH CHẤT PHÂN Ủ TRONG SẢN XUẤT
PHÂN HỮU CƠ



Sinh viên thực hiện: Trần Ngọc Hữu

Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét.

Cần thơ, ngày …. Tháng …. năm 2013
Cán bộ hướng dẫn



Ts. Nguyễn Thành Hối




TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
  

Hội đồng khoa học chấm luận văn tốt nghiệp với tên đề tài

DIỄN BIẾN MÔI TRƯỜNG ĐỐNG Ủ
VÀ TÍNH CHẤT PHÂN Ủ TRONG SẢN XUẤT
PHÂN HỮU CƠ

Do sinh viên Trần Ngọc Hữu thực hiện và bảo vệ trước hội đồng.
Ý kiến của hội đồng khoa học:

Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức:

Cần Thơ, Ngày….tháng……năm 2013
Thành viên hội đồng







DUYỆT KHOA
Trưởng Khoa Nông Nghiệp & SHƯD
Trần Ngọc Hữu, 2013. “Diễn biến môi trường đống ủ và tính chất phân ủ
trong sản xuất phân hữu cơ”. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Khoa học cây trồng
chuyên ngành Nông nghiệp sạch, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng,
Trường Đại học Cần Thơ. 39 trang.Cán bộ hướng dẫn: Ts. Nguyễn Thành Hối.



TÓM LƯỢC

Đề tài được thực hiện nhằm: (i) khảo sát diễn biến nhiệt độ và ẩm độ khi ủ
với Trichoderma (ii) xác định hàm lượng NPK và tỉ số C/N của phân ủ với
Trichoderma, vi khuẩn cố định đạm Azospirillum và vi khuẩn hòa tan lân
Pseudomonas stutzeri qua các tuần ủ. Thí nghiệm được tiến hành từ tháng
06/2013 – 08/2013, tại nhà lưới Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng,
trường Đại học Cần Thơ. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu
nhiên với 5 nghiệm thức (NT) và theo dõi liên tiếp trong 7 tuần. Cụ thể các

nghiệm thức như sau: NT 1: Chỉ sử dụng Trichoderma (ĐC); NT 2: Trichoderma
+ Đạm + Lân; NT 3: Trichoderma + Lân + Vi sinh vật hòa tan lân; NT 4:
Trichoderma + Đạm + Vi sinh vật cố định đạm; NT 5: Trichoderma + Đạm +
Lân + Vi sinh vật cố định đạm + Vi sinh vật hòa tan lân. Kết quả thí nghiệm như
sau: Nhiệt độ của rơm ủ rơm với Trichoderma tăng cao ở tuần đầu (50-60
o
C) và
giảm thấp ở tuần thứ 7 sau khi ủ (khoảng 30
o
C). Ẩm độ của rơm ủ dao động
trong khoảng 35%. Phân hữu cơ ở nghiệm thức chủng Trichderma kết hợp vi
khuẩn cố định đạm có tỷ số C/N đạt thấp nhất (15,2%), trong khi ở nghiệm thức
chỉ chủng Trichoderma có tỷ số C/N cao nhất (19,65%) sau 7 tuần ủ. Sau 7 tuần
ủ hàm lượng dinh dưỡng N của phân hữu cơ ở nghiệm thức kết hợp vi khuẩn cố
định đạm và vi khuẩn hòa tan lân (2,4 %N) cao hơn không chủng (2,1 %N).
Không có sự khác biệt về hàm lượng dinh dưỡng P và K. Cần đánh giá ảnh
hưởng của phân hữu cơ vi sinh này đến sinh trưởng và năng suất của lúa và một
số cây trồng.










MỤC LỤC
Mục Nội dung Trang

Lời cảm tạ i
Quá trình học tập ii
Lời cam đoan iii
Trang duyệt luận văn iv
Đánh giá của hội đồng v
Tóm lược vi
Mục lục vii
Danh sách hình ix
Danh sách bảng x

MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
1.1 TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỮU CƠ 2
1.1.1 Khái niệm phân hữu cơ 2
1.1.2 Vai trò của phân hữu cơ trong sản suất nông nghiệp 2
1.1.2.1 Phân hữu cơ cải tạo lý tính của đất 3
1.1.2.2 Phân hữu cơ cải tạo hóa tính của đất 3
1.1.2.3 Phân hữu cơ tác động đến tính chất sinh học đất 3
1.1.3 Một số loại phân hữu cơ phổ biến 4
1.1.3.1 Phân chuồng 4
1.1.3.2 Phân xanh 4
1.1.3.3 Phân trấu, phân tro 5
1.1.3.4 Phân than bùn 5
1.1.3.5 Phân rác và phân vi sinh 6
.1.3.6 Phân rơm rạ 6
1.1.4 Hiệu quả của phân hữu cơ đối với cây trồng 6
1.2 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRONG SẢN XUẤT PHÂN
HỮU CƠ 7
1.2.1 Độ ẩm nguyên liệu 7
1.2.2 Nồng độ oxy 7

1.2.3 Nhiệt độ 7
1.2.4 Thành phần nguyên liệu ủ 8
1.2.5 Vi sinh vật khởi động 8
1.2.6 Các kỹ thuật nâng cao hiệu quả ủ phân hữu cơ 8
1.2.6.1 Kích thước đống ủ 8
1.2.6.2 Thời tiết 8
1.2.6.3 Đảo trộn 8
1.2.6.4 Sự chủng bổ sung vi sinh vật 8
1.2.7 Các dấu hiệu kết thúc của tiến trình ủ phân 9
1.2.8 Chất lượng phân ủ 9
1.3 MỘT SỐ VI SINH VẬT BỔ SUNG 9
1.3.1 Đặc tính sinh học và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển
của nấm Trichoderma 9
1.3.1.1 Đặc tính và đặc điểm phân loại nấm Trichoderma 9
1.3.1.2 Ảnh hưởng của pH môi trường đến sự phát triển của nấm
Trichoderma 10
1.3.1.3 Hiệu quả của nấm Trichoderma trong sản xuất nông nghiệp 10
1.3.2 Vi khuẩn cố định đạm Azospirillum sp. 10
1.3.2.1 Nguồn gốc và đặc điểm 10
1.3.2.2 Vai trò của chủng vi khuẩn Azospirillum trên cây trồng 11
1.3.3 Sự hòa tan lân bởi sinh học vật 11
1.3.3.1 Đặc điểm 11
1.3.3.2 Vi khuẩn hòa tan lân Pseudomonas stutzeri 13
1.4 VAI TRÒ CỦA CÁC CHẤT DINH DƯỠNG ĐẾN SỰ PHÁT
TRIỂN CỦA CÂY LÚA 14
1.4.1 Vai trò của đạm 14
1.4.2 Vai trò của lân 15
1.4.3 Vai trò của kali 15
1.4.4 Một số thành tựu ứng dụng phân hữu cơ trong sản xuất nông
nghiệp 15

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 16
2.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 16
2.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 16
2.1.2 Vật liệu thí nghiệm 16
2.1.4 Một số dụng cụ và thiết bị 16
2.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 17
2.2.1 Bố trí thí nghiệm 17
2.2.2 Kỹ thuật ủ phân rơm hữu cơ 17
2.3 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI VÀ THU THẬP 19
2.3.1 Diễn biến đống ủ 19
2.3.2 Tính chất phân ủ 19
2.3.2.1 Hàm lượng đạm tổng số được thực hiện theo phương pháp
chưng cất Kjeldahl. 20
2.3.2.2 Hàm lượng lân tổng số P
2
O
5
(%) được đo bằng máy quang
phổ 21
2.3.2.3 Hàm lượng kali tổng số K
2
O

(%) được đo bằng máy hấp thu
nguyên tử. 22
2.3.2.4 Hàm lượng % Carbon được xác định bằng phương pháp cân
trọng lượng 23
2.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ 23
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 24
3.1 KHẢ NĂNG PHÂN HỦY RƠM RẠ Ủ VỚI

TRICHODERMA, VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM VÀ VI KHUẨN
HÒA TAN LÂN 24
3.1.1 Diễn biến nhiệt độ đống ủ 24
3.1.2 Diễn biến ẩm độ đống ủ 25
3.1.3 Diễn biến hàm lượng % C 26
3.1.4 Diễn biến hàm lượng đạm tổng số % 27
3.1.5 Diễn biến tỷ số C/N 28
3.2 HÀM LƯỢNG DINH DƯỠNG KHOÁNG NPK CỦA PHÂN
Ủ VỚI TRICHODERMA, VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM VÀ VI
KHUẨN HÒA TAN LÂN 30
3.2.1 Diễn biến hàm lượng đạm tổng số (%) 30
3.2.2 Diễn biến hàm lượng Lân tổng số % 30
3.2.3 Hàm lượng Kali tổng số % 32
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ 33
4.1 KẾT LUẬN 33
4.2 ĐỀ NGHỊ 33



DANH SÁCH HÌNH
Tên hình Trang
Hình 1.1 A) Azospirillum lipoferum dưới kính hiển vi điện tử và B)
Khuẩn lạc tăng trưởng trên môi trường nuôi cấy 11
Hình 1.2: Các dạng khuẩn lạc của vi khuẩn Pseudomonas stutzeri 14
Hình 3.1: Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của 5 nghiệm thức trong 7 tuần ủ 24
Hình 3.2: Biểu đồ biểu thị ẩm độ của 5 nghiệm thức qua 7 tuần ủ 25
Hình 3.3: Biểu đồ biểu thị hàm lượng % C của 5 nghiệm thức qua 7
tuần ủ 26
Hình 3.4: Biểu đồ biểu thị hàm lượng N
tổng số

của 5 nghiệm thức qua 7
tuần. 27
Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn tỷ số C/N của 5 nghiệm thức qua 7 tuần ủ 28
Hình 3.7: Biểu đồ biểu thị hàm lượng N
tổng số
trong 5 nghiệm thức ở
tuẩn 1 và 7 30
Hình 3.7: Biểu đồ biểu thị hàm lượng P
tổng số
trong 5 nghiệm thức ở
tuần 1 và tuần 7 31
Hình 3.8: Biểu đồ biểu thị hàm lượng K
tổng số
của 5 nghiệm thức ở tuần
1 và tuần 7 32

DANH SÁCH BẢNG
Tên bảng Trang
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng 4
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng có trong một số cây phân xanh 5
Bảng 1.3: Sự hiện diện của vi khuẩn Azospirillum ở một số loài cây
(Dobereiner và ctv. 1995) 11
Bảng 1.4: Lượng lân (P
2
O
5
) phóng thích theo thời gian bởi một số vi
khuẩn chủ yếu (Islam và Hoque, 1983) 12
Bảng 2.1: Đặc điểm khí hậu Cần Thơ trong thời gian làm thí nghiệm.
Bảng 2.2: Bảng mô tả các nghiệm thức 16

Bảng 2.4: Lượng Trichoderma, vi khuẩn hòa tan lân, vi khuẩn cố định
đạm và phân bón vô cơ thêm vào đống ủ 17
Bảng 2.4: Thời điểm thu mẫu và các chỉ tiêu phân tích 19



GIỚI THIỆU
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích trồng lúa lớn nhất nước là
3,86 triệu hecta (Niên giám thống kê, 2009). Nông dân có tập quán canh tác lúa
từ hai đến ba vụ trong năm và lượng rơm rạ còn lại trên đồng ruộng sau thu
hoạch lúa Đông Xuân trung bình là 4,5 tấn/ha (Nguyễn Thành Hối, 2008) thì ước
tính khoảng 17,4 triệu tấn rơm rạ trong một năm được thải ra. Tuy vậy, hầu hết
rơm rạ sau khi thu hoạch được đốt hoặc chuyển đi nơi khác mà không được hoàn
trả lại cho đất vì vậy đất ngày càng bị suy giảm độ phì nhiêu (Moonmann, 1989).
Việc lấy đi rơm rạ khỏi đồng ruộng đã làm giảm carbon hữu cơ một cách đáng
kể, khi sử dụng mô hình tiên đoán cho thấy hàm lượng carbon hữu cơ ban đầu là
3,56%, sau 10 năm canh tác 2 vụ lúa/năm, hàm lượng carbon hữu cơ chỉ còn
3,03%, sau 50 năm là 1,59% và sau 100 năm 0,71%, vì vậy rơm rạ sau thu hoạch
cần được trả lại cho đất ruộng (Trần Quang Tuyến, 2010). Tuy vậy, một số vấn
đề đặt ra là ngay sau thu hoạch rơm rạ không thể vùi trực tiếp vào trong đất bởi
tỷ số C/N rất cao nên tiến trình phân giải diễn ra rất chậm trong điều kiện ngập
nước (Nguyễn Thành Hối, 2008) và do đó sản sinh ra nhiều độc tố như H
2
S, CH
4
,
C
2
H
4

, các acid hữu cơ nên gây ngộ độc cho rễ lúa làm cản trở quá trình sinh
trưởng và phát triển, tỷ lệ nhánh hữu hiệu thấp, tỷ lệ lép cao, dẫn đến giảm năng
suất lúa (Mai Văn Quyền, 2001).
Những kết quả nghiên cứu trong thời gian gần đây cho thấy có thể tận dụng
nguồn rơm rạ này để sản suất phân hữu cơ tại chỗ, góp phần quan trọng trong
tăng độ phì nhiêu của đất, có hiệu quả tạo nên nguồn kinh tế rất lớn, góp phần ổn
định sự bền vững cho đất lúa thâm canh và năng suất. Sử dụng rơm phân hủy
bằng vi sinh vật giúp lúa sinh trưởng tốt và tiết kiệm được phân bón vô cơ (Phạm
Thị Phấn và ctv., 2001; Trần Thị Ngọc Sơn và ctv., 2009). Qua các thí nghiệm
thăm dò về chế phẩm Trichoderma được sử dụng để xử lý rơm rạ sau thu hoạch ở
những thời điểm khác nhau ảnh hưởng đến năng suất lúa cho thấy rơm rạ sau xử
lý 4 tuần làm giảm tỷ lệ C/N so với chỉ áp dụng phân bón hóa học (Luu Hong
Man & Nguyen Ngoc Ha, 2006).
Vì vậy đề tài “Diễn biến môi trường đống ủ và tính chất phân ủ trong
sản xuất phân hữu cơ” được thực hiện nhằm mục tiêu (i) Khảo sát diễn biến
nhiệt độ và ẩm độ của đống rơm ủ khi ủ với Trichoderma (ii) Xác định hàm
lượng NPK và tỉ số C/N của phân ủ với Trichoderma, vi khuẩn cố định đạm và vi
khuẩn hòa tan lân.








CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 TỔNG QUAN VỀ PHÂN HỮU CƠ

1.1.1 Khái niệm phân hữu cơ
Phân hữu cơ là những vật liệu được ủ hoai, kết quả của quá trình phân hủy
chất hữu cơ dưới những điều kiện được kiểm soát. Phân hữu cơ được sử dụng
nhằm cải thiện tính chất đất và cung cấp dưỡng chất cho cây trồng. Bón phân hữu
cơ mang lại nhiều lợi ích cho đất, trong cải thiện chất lượng đất trên vùng đất bạc
màu, lượng chất hữu cơ thấp do canh tác liên tục bón phân hữu cơ sẽ giúp tăng
lượng chất hữu cơ có ý nghĩa trong đất (Mark, 1995). Phân hữu cơ là các loại
phân được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ như tàn dư thực vật, rơm rạ, phân súc
vật, phân chuồng, phân rác và phân xanh. Tận dụng các nguồn chất thải là biện
pháp hiệu quả và kinh tế trong giải quyết ô nhiễm chất thải hữu cơ vào đất hoặc
nguồn nước từ sản xuất nông nghiệp (Thambirajah, 1993).
Theo nghiên cứu của Mark (1995), bón 10 tấn/ha phân rơm hữu cơ với độ
sâu 10 cm lớp đất mặt có 1% chất hữu cơ sẽ làm tăng lượng chất hữu cơ trong đất
lên khoảng 25%. Nghiên cứu về ảnh hưởng của việc bón phân hữu cơ và vô cơ
đối với năng suất bắp và tính chất hóa học đất trên một vùng trồng bắp ở Kenya
cho thấy năng suất bắp đạt cao nhất 5,4 – 5,5 tấn/ha qua bảy vụ trồng. Sau 20
năm thí nghiệm tổng lượng carbon và đạm trong đất được cải thiện rõ (Daniel,
2000).
1.1.2 Vai trò của phân hữu cơ trong sản suất nông nghiệp
Hiện nay, các vùng nông nghiệp nhiệt đới đang đối mặt với hai vấn đề
chính: sản lượng lương thực trên đầu người giảm trong khi đó sự suy thoái của
môi trường lại gia tăng. Do đó, trong một thập kỷ trở lại đây, chất hữu cơ và sự
bền vững của tài nguyên đất rất được quan tâm trong hệ thống nông nghiệp. Chất
hữu cơ trong đất đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển bề vững này (Võ Thị
Gương, 2005).
Bón phân đầy đủ và cân đối để có năng suất cây trồng cao, chất lượng sản
phẩm tốt, không làm suy kiệt và ô nhiễm môi trường, đồng thời sản xuất có lãi.
Đó là mục tiêu của nền nông nghiệp bền vững. Để đạt được mục tiêu này, việc
duy trì một lượng đủ chất hữu cơ trong đất sẽ góp phần cơ bản trong việc phát
triển các hoạt động quản lý đất đai thích hợp. Tuy nhiên, Greenland (1988), đã

nhấn mạnh rằng việc đạt được một lượng đủ chất hữu cơ trong đất phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như loại đất, hệ thống canh tác và điều kiện môi trường. Việc thiết
lập một lượng chất hữu cơ hợp lý cho hệ thống nông nghiệp sẽ là một khởi đầu
hợp lý cho những hoạt động phù hợp đối với nguồn hữu cơ bổ sung vào đất và sự
phân hủy để duy trì lượng chất hữu cơ tối hảo. Hơn nữa trong điều kiện khí hậu
nhiệt đới, quá trình phân hủy chất hữu cơ xảy ra tương đối mạnh do đó việc duy
trì đủ lượng chất hữu cơ bằng cách cân bằng giữa lượng chất hữu cơ thêm vào và
lượng mất đi là một vấn đề thiết yếu (Syer, 1995).
1.1.2.1 Phân hữu cơ cải tạo lý tính của đất
Chất hữu cơ có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất vật lý của đất. Một trong
những ảnh hưởng quan trọng là hình thành cấu trúc và duy trì độ bền cấu trúc đất
(Cochrane và Aylmore, 1994). Chất hữu cơ và mùn có tác dụng cải thiện trạng
thái kết cấu đất, các keo mùn gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt
bền vững, từ đó ảnh hưởng đến toàn bộ lý tính đất như chế độ nước, chế độ khí,
chế độ nhiệt, các tính chất vật lý phổ biến của đất, làm cho việc làm đất cũng dễ
dàng hơn (Trần Văn Chính, 2006).
Chất hữu cơ có tác dụng tích cực trong việc liên kết các cấu thể trong đất
bởi sự liên kết dính các hạt đất thành khối ổ định, hạn chế sự đóng ván trên bề
mặt của đất. Ngoài ra, chất hữu cơ có tương quan với sự giảm dung trọng của đất,
tăng độ xốp của đất, tăng độ bền của các đoàn lạp, giúp đất có cấu trúc tốt làm
cho đất thoáng khí, điều hòa nhiệt độ đất giúp bộ rễ cây trồng phát triển tốt hơn
(Hamblin, 1985).
1.1.2.2 Phân hữu cơ cải tạo hóa tính của đất
Sau khi phân giải chất hữu cơ sẽ cung cấp thêm các chất khoáng làm phong
phú thành phần thức ăn cho cây và sau khi mùn hóa sẽ làm tăng khả năng trao
đổi của đất (Vũ Hữu Yêm, 1995). Chất hữu cơ trong đất xúc tiến các phản ứng
hóa học xảy ra, giúp cải thiện điều kiện oxy hóa, gắng liền với sự di động và kết
tủa với các nguyên tố vô cơ trong đất. Nhờ các nhóm định chức có trong chất
hữu cơ mà các hợp chất mùn nói riêng, chất hữu cơ có trong đất nói chung làm
tăng khả năng hấp thụ của đất, giúp đất giữ được các chất dinh dưỡng, đồng thời

làm tăng tính đệm của đất (Trần Văn Chính, 2006).
Đất giàu mùn có tính đệm cao, chống chịu với những thay đổi đột ngột của
đất như phản ứng của đất, đảm bảo các phản ứng hóa học và quá trình oxy hóa
khử xảy ra bình thường, không gây hại cho cây trồng (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu
Yêm, 2005). Ngoài ra, chất mùn của đất bảo vệ các chất N, P, S chống lại sự
phân hủy của vi sinh vật, cung cấp từ từ cho cây. Chất mùn còn tạo thành các
hợp chất chelate với các nguyên tố vi lượng, giữ cho các chất này hiện diện ở
dạng dễ hữu dụng cho cây. Tuy nhiên, hàm lượng chất hữu cơ trong đất cũng bị
ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: khí hậu, sa cấu và khả năng thoát nước của đất,
thảm thực vật có trên đất, sự luân canh cây trồng trên đất canh tác, sự hoàn trả lại
rơm rạ sau mỗi vụ, việc cung cấp phân bón hóa học cũng như phân bón hữu cơ
cho cây trồng (Lê Văn Khoa, 2000).
1.1.2.3 Phân hữu cơ tác động đến tính chất sinh học đất
Trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong đất giúp phóng
thích các chất dinh dưỡng trong chất hữu cơ thành các dạng dễ tiêu cho cây
trồng, đồng thời chúng lấy nguồn năng lượng cacbon và dinh dưỡng cung cấp
cho hoạt động sống giúp chuyển hóa các vật chất khác trong đất. Sự hoạt động
của vi sinh vật gia tăng khi bổ sung chất hữu cơ vào đất, chất hữu cơ kích thích
hoạt động của quần thể vi sinh vật trong đất dẫn đến việc dinh dưỡng được phóng
thích trong quá trình phân hủy xác bã động thực vật.

1.1.3 Một số loại phân hữu cơ phổ biến
1.1.3.1 Phân chuồng
Phân chuồng là một hỗn hợp phân gia súc, gia cầm với xác bã thực vật.
Phân chứa đủ ba chất dinh dưỡng cơ bản là đạm, lân và kali cần thiết cho các loại
cây trồng. Ngoài ra, phân còn chứa nhiều nguyên tố vi lượng như Bo, Cu, Mo,
Mn,… và những chất kích thích sinh trưởng như auxin, heteroauxin, các loại
vitamin như vitamin B, vitamin C, … (Đỗ Thị Ren, 2004).
Tuy nhiên phân chuồng có hàm lượng dinh dưỡng không ổn định. Chất
lượng và giá trị của phân chuồng phụ thuộc rất nhiều vào cách chăm sóc, nuôi

dưỡng, chất độn chuồng và cách ủ phân ( Đường Hồng Dật, 2002), hay nói cách
khác phẩm chất phân chuồng phụ thuộc rất nhiều vào từng loại phân, sức khỏe và
tuổi của gia súc, gia cầm cùng với khẩu phần ăn và phương pháp chăn nuôi của
nông hộ.
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng
Đơn vị %
Loại phân
H
2
O
N
P
2
O
5

K
2
O
CaO
MgO
Heo
82,00
0,80
0,41
0,26
0,09
0,10
Trâu bò
83,10

0,29
0,17
1,00
0,35
0,13
Ngựa
75,70
0,44
0,35
0,35
0,15
0,12
Gà
56,00
1,63
1,54
0,85
2,40
0,74
Vịt
56,00
1,00
1,40
0,62
1,70
0,35
(Nguồn: Đường Hồng Dật, 2002)
Các dưỡng chất có trong phân chuồng đều là những chất tương đối dễ tiêu,
nhận được từ sự khoáng hóa chất hữu cơ (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Do đó,
phân chuồng có khả năng cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho cây hấp thụ khi

bón phân chuồng với liều lượng thích hợp. Cộng thêm vào đó, phân chuồng là
loại phân có tác dụng chậm hơn phân hóa học, khi bón phân chuồng vào đất nó
sẽ cung cấp dưỡng chất từ từ cho cây trồng (Ngô Ngọc Hưng và Đỗ Thị Thanh
Ren, 2004), tạo điều kiện cho cây trồng phát triển bền hơn phân hóa học.
Theo Phạm Tiến Hoàng (2003), khi bón phân hữu cơ từ phân chuồng cho
đất thì cung cấp đầy đủ các dạng dinh dưỡng đa lượng, trung lượng, vi lượng và
cả các enzym kích thích sinh trưởng.
1.1.3.2 Phân xanh
Phân xanh là loại phân hữu cơ bao gồm các bộ phận trên mặt đất của cây.
Phân xanh thường được sử dụng tươi không qua quá trình ủ, nên phân xanh có
tác dụng rất chậm đối với cây trồng, phân xanh chỉ phát huy tác dụng khi đã được
phân hủy. Phân xanh thường được dùng để bón lót cho các loại cây hằng năm
hoặc dùng để tủ gốc cho cây lâu năm. Cây phân xanh thường là cây họ đậu, tuy
vậy cũng có một số loại cây thuộc các họ khác như cỏ lào, cây quỳ dại, …
(Nguyễn Thanh Bình, 2008).
Theo Nguyễn Như Hà (2006), sử dụng phân xanh có khả năng cải tạo nhanh
và tổng hợp tính chất vật lý của đất. Ngoài ra, cây phân xanh còn có tác dụng cải
tạo nhanh và tổng hợp hóa tính đất do chất xanh có chứa trong cây phân xanh
lớn, tỉ lệ đạm cao khi vùi vào trong đất làm tăng nhanh hàm lượng hữu cơ và đạm
cho lớp đất canh tác. Đặc biêt, khi vùi chất xanh cây họ đậu vào đất giúp làm
giàu thêm các chất dinh dưỡng, nhất là đạm, và chất hữu cơ có trong lớp đất mặt
(Vũ Hữu Yêm, 1995). Bên cạnh đó, kết hợp cày vùi phân xanh và bón lót lân sẽ
thúc đẩy phân xanh phân giải tốt hơn, lại cân đối được đạm, lân cho cây, nhất là
khi vùi phân xanh với lượng lớn. Ngoài ra, cây phân xanh xòn có tác dụng che
phủ đất chóng xói mòn, giữ nhiệt độ, ẩm độ đất, hạn chế cỏ dại.
Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng có trong một số cây phân xanh
Cây phân xanh
Chất khô
Đạm (N)
Lân (P

2
O
5
)
Canxi (Ca)
Bèo tấm
4,65
4,89
1,17
1,07
Lục bình
9,82
2,00
0,33
0,66
Rau mác
13,03
1,92
0,71
0,44
Điên điển
21,89
4,95
0,33
1,12
Bình linh
36,01
3,23
0,23
1,36

Rau trai
8,71
4,13
0,64
0,68
Rau lang
31,91
2,40
0,15
1,59
Rau muống
10,91
3,54
0,29
0,79
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Xuân Dung, 1996)
1.1.3.3 Phân trấu, phân tro
Đồng bằng sông cửu long là vựa lúa lớn nhất cả nước, do đó trấu là nguồn
nguyên liệu làm phân hữu cơ dồi dào nhất. Mỗi năm có khoảng 20 triệu tấn thóc,
với tỉ lệ trấu so với lúa khoảng 0,18 – 0,21% thì có khoảng 4 triệu tấn trấu mỗi
năm. Trấu là vật liệu hữu cơ và có thể làm phân hữu cơ. Tuy nhiên, hàm lượng
lignin trong trấu cao có thể làm chậm quá trình phân hủy của nó (Geoge và
Ghose, 1999, trích Cao Nguyễn Phương Khanh, 2009).
Tro các loại được sử dụng làm phân bón rất có hiệu quả ở những loại đất
thiếu kali hoặc trong trường hợp bón quá nhiều phân đạm. Trong tro có 1 – 30%
K
2
O và 0,6 -19% P
2
O

5
. Tro có còn chứa các nguyên tố silic, lân, magiê, vi lượng
với hàm lượng tương đối cao. Tro có thể dùng bón trực tiếp cho cây hoặc dùng
làm chất độn cùng với phân chuồng, phân bắc, nước tiểu, … (Đường Hồng Dật,
2002).
1.1.3.4 Phân than bùn
Than bùn được tạo ra từ xác các loại thực vật khác nhau. Xác thực vật được
tích tụ lại, được đất vùi lấp và chịu tác động của điều kiện ngập nước trong nhiều
năm. Với điều kiện phân hủy yếm khí các xác thực vật được chuyển hóa thành
mùn (Đường Hồng Dật, 2002). Trong than bùn có hàm lượng chất vô cơ là 18 –
24%, phần còn lại là các chất hữu cơ. Trong nông nghiệp, than bùn được dùng để
làm phân bón và tăng chất hữu cơ cho đất.

1.1.3.5 Phân rác và phân vi sinh
Phân rác còn gọi là phân compost. Đó là loại phân hữu cơ được chế biến từ
rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, các chất thải rắn trong sinh hoạt.
Phân được ủ với một số loại phân, men như phân chuồng, nước giải, lân, vôi, …
cho tới khi hoai mục (Đường Hồng Dật, 2002). Do phân compost là hỗn hợp của
nhiều loại rác thải nên hàm lượng dinh dưỡng trong loại phân này thường không
ổn định. Theo Ngô Ngọc Hưng và ctv, (2004), phân rác có thành phần dinh
dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi trong những giới hạn rất lớn tùy thuộc
vào bản chất và thành phần của rác.
Phân vi sinh là những chế phẩm sinh học trong đó có chứa các loài vi sinh
vật có ích. Có nhiều nhóm vi sinh vật có lợi bao gồm các loài vi khuẩn, nấm, xạ
khuẩn được sử dụng để làm phân bón. Trong đó quan trọng nhất là các nhóm vi
sinh vật cố định đạm, hòa tan lân, phân giải chất hữu cơ, kích thích tăng trưởng
cây trồng, … (Đường Hồng Dật, 2002). Phân vi sinh vật thường chỉ phát huy tác
dụng trong những điều kiện đất đai và khí hậu thích hợp. Thường chúng phát huy
tốt ở các chân đất cao, đối với các loại cây trồng cạn.
1.1.3.6 Phân rơm rạ

Rơm rạ là một nguồn nguyên liệu dồi dào, nhất là nước có diện tích trồng
lúa đáng kể như ở Việt Nam. Rơm rạ là nguồn chất hữu cơ chủ yếu hữu dụng cho
nông dân trồng lúa, dinh dưỡng trong rơm rạ lúa có khoảng 0,6% N, 0,1%P,
0,1%S, 1,5% K, 5%Si và 40%C. Nếu tỉ lệ rơm: hạt là 2:3 thì tổng lượng rơm rạ
khoảng 600 triệu tấn (Ponnamperuma, 1984, trích Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) và
các thành phần chính trong các loại rơm rạ này bao gồm cacbon cố định chiếm
15,86%, các hợp chất bay hơi chiếm 65,47%, tro chiếm 18,67%. Vì vậy nếu sau
khi thu hoạch lúa lượng rơm rạ được giữ lại và có biện pháp xử lý thích hợp thì
lượng dinh dưỡng từ rơm rạ sẽ góp phần cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho đất
từ 28,8 – 33,5 kg N/ha; 10 – 11,8 kg P
2
O
5
/ha và 38,5 – 49,3 kg K
2
O/ha (Huỳnh
Đào Nguyên, 2008). Các dư thừa thực vật để lại tại chỗ không kể hệ thống rễ có
thể cung cấp từ 10 – 60 kg N/ha (Võ Thị Gương, 2004).
Quản lý rơm rạ có thể theo hai quy cách chủ yếu là trả rơm rạ lại cho ruộng
lúa hoặc lấy rơm rạ khỏi ruộng, mỗi phương pháp quản lý đều có ảnh hưởng khác
nhau đến cân bằng dinh dưỡng và độ phì nhiêu của đất trong thời gian dài. Đã có
nhiều biện pháp xử lý rơm rạ như đốt, chôn lấp, ủ phân compost hoặc chôn vùi,
… Nhưng theo Võ Thị Gương (2000), cho rằng trong điều kiện hiện nay quản lý
nguồn rơm rạ có sẵn trên đồng ruộng rất có ý nghĩa để bù trả chất hữu cơ lại cho
đất. Trên thế giới, nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh dinh dưỡng cung cấp
từ rơm rạ được xác định là bền bỉ và ổn định gần như suốt vụ lúa. Bên cạnh đó,
các chất dinh dưỡng trong rơm rạ được vùi vào đất góp phần làm gia tăng hiệu
quả của phân bón.
1.1.4 Hiệu quả của phân hữu cơ đối với cây trồng
Chất hữu cơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự tăng trưởng và phát

triển của cây trồng. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng qua
quá trình khoáng hóa (Akio Ikono, 1984). Chất hữu cơ chứa một lượng khá lớn
các nguyên tố khoáng dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng như: N, P, K, S, Ca,
Mg và các nguyên tố vi lượng, trong đó đặc biệt là cung cấp đáng kể lượng N.
Những nguyên tố này được giữ một thời gian dài trong các hợp chất hữu cơ, vì
vậy chất hữu cơ đất vừa cung cấp thức ăn thường xuyên vừa là kho dự trữ dinh
dưỡng lâu dài của cây trồng cũng như của vi sinh vật đất (Trần Văn Chính,
2006).
Chất hữu cơ còn là nguồn lớn cung cấp CO
2
cho thực vật quang hợp (Trần
Văn Chính, 2006). Ngoài ra mùn có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cây trồng.
Mùn là chất kích thích sinh trưởng và là chất kháng sinh để chống chịu lại bệnh
của cây trồng (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005).
1.2 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRONG SẢN XUẤT PHÂN HỮU CƠ
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng bộ phụ thuộc vào rất nhiều các
yếu tố khác nhau bao gồm ẩm độ, pH, oxy, nhiệt độ, vi sinh vật khởi động, …
các yếu tố này tác động mạnh mẽ lên tốc độ hoai mục cũng như chất lượng phân
hữu cơ.
1.2.1 Độ ẩm nguyên liệu
Độ ẩm là yếu tố rất quan trọng trong ủ phân hữu cơ. Nước cần thiết cho hoạt
động sinh lý của vi sinh vật tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ. Nước
đóng vai trò hòa tan muối và một số chất hữu cơ, là môi trường sinh sống của vi
sinh vật. Ẩm độ có liên quan trực tiếp đến sự trao đổi khí của đống ủ (Blain
Metting, 1995). Nguyên liệu quá ẩm hay quá khô đều ảnh hưởng xấu đến sự phân
hủy. Quá ẩm sẽ làm oxy khó đi qua đống ủ và tạo điều kiện cho vi sinh vật yếm
khí hoạt động. Ngược lại, nếu quá khô sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh
vật vì chúng cần độ ẩm để phát triển. Tạo được độ ẩm và sự thông gió thích hợp
cho đống ủ sẽ giúp cho quá trình ủ phân diễn ra nhanh hơn và chất lượng phân ủ
tốt hơn (Nguyễn Thanh Hiền, 2003). Trong thực tế độ ẩm thích hợp của đống ủ

ban đầu là 50 đến 60% (Pace và ctv., 1009; Misra và ctv., 2003). Nhưng theo
nghiên cứu trước đây của Miller và ctv., (1989) cho rằng ẩm độ tối ưu cho ủ phân
hữu cơ được xác định trong khoảng 60 đến 70%.
1.2.2 Nồng độ oxy
Oxy rất cần thiết cho các vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo cung cấp đầy đủ
oxy cho vi sinh vật thì thể tích khí trong đống ủ phải đạt khoảng 20 đến 30%.
Thổi khí (sục khí) trong quá trình ủ có tác dụng ổn định nhiệt độ khối ủ và làm
khô nguyên liệu đồng thời tăng cường oxy cho vi sinh vật hoạt động. Ở những
nơi mà oxy cung cấp không đủ cho sự phát triển của vi sinh vật dẫn đến kết quả
sự phân hủy xảy ra chậm. Ngoài ra, sự thông gió là rất cần thiết để tăng hiệu suất
ủ. Vì vậy, phương pháp làm thông gió bằng cách đảo trộn thường xuyên cần
được chú ý (Pace và ctv., 1995; Misra và ctv., 2003).
1.2.3 Nhiệt độ
Nhiệt độ sinh ra trong đóng ủ là do hoạt động phân hủy chất hữu cơ của vi
sinh vật. Sự gia tăng nhiệt độ trong đống ủ cung cấp dấu hiệu cho sự hoạt động
mạnh mẽ của vi sinh vật, sẽ giúp cho chất hữu cơ nhanh hoai mục hơn, tuy nhiên
nếu nhiệt độ tăng quá cao có thể vô hiệu hóa hoạt động phân hủy của một số
enzyme do vi sinh vật tiết ra (Atlas & Bartha, 1981). Theo Misra và ctv., 2003)
nhiệt độ lý tưởng cho giai đoạn ủ ban đầu là 20 đến 45
0
C và nhiệt độ tối hảo cho
sự phát triển của hầu hết các loài nấm Trichoderma là 25 đến 30
0
C (Srinivas và
Panda, 1998).
1.2.4 Thành phần nguyên liệu ủ
Nguyên liệu sau khi ủ trở nên hoai mục là do hoạt động của vi sinh vật sử
dụng chất hữu cơ làm nguồn thức ăn, giúp chuyển hóa xác bã hữu cơ tươi thành
chất mùn và khả năng phân hủy các thành phần chất hữu cơ của các nhóm vi sinh
vật khác nhau rất nhiều. Nấm có thể phân hủy chất hữu cơ có tỷ số C/N từ 75:1

đến 200:1 như rơm rạ, xác mía và nấm dễ thích nghi với môi trường hơn vi
khuẩn. Carbon là thức ăn chính của vi sinh vật phân hủy nguyên liệu ủ thành
phân ủ (Nguyễn Thanh Hiền, 2003).
1.2.5 Vi sinh vật khởi động
Các nghiên cứu gần đây cho thấy, quá trình ủ phân hữu cơ sẽ xảy ra nhanh
hơn khi được bổ sung vi sinh vật. Người ta bổ sung hỗn hợp vi khuẩn, xạ khuẩn
và nấm mốc vào khối ủ, sao cho mật độ vi sinh vật đạt khoảng 106 đến
107CFU/cơ chất. Các vi sinh vật bổ sung trong quá trình sản xuất nhanh phân
hữu cơ từ nguồn phế thải giàu cellulose là Trichoderma, Arpergillus, Penicillium,
Pseudomonas, Bacillus và Azotobacter (Lê Thị Thanh Thủy, 2008). Nấm
Trichoderma được biết đến như nguồn phân hủy rơm rạ nhanh (Gaur và ctv.,
1990; Tran Thi Ngoc Son & Ramaswami, 1997).
1.2.6 Các kỹ thuật nâng cao hiệu quả ủ phân hữu cơ
Theo Misra và ctv, (2003) đã tổng hợp từ nhiều nghiên cứu khác nhau thì
khi ủ phân hữu cơ cần lưu ý một số kỹ thuật sau:
1.2.6.1 Kích thước đống ủ
Kích thước đống ủ có ý nghĩa to lớn. Đống ủ quá lớn quá trình xử lý diễn ra
chậm ở khu vực trung tâm đống ủ. Ngược lại đống ủ quá nhỏ sẽ làm mất nhiệt
nhanh và có thể không đạt nhiệt độ cao.
1.2.6.2 Thời tiết
Thời tiết cũng là một yếu tố, sự mất nhiệt giảm đến mức tối thiểu với đống ủ
lớn hơn khi thời tiết lạnh.
1.2.6.3 Đảo trộn
Kỹ thuật duy nhất để cải thiện sự thoáng khí là đảo trộn. Trong một vài
trường hợp, đảo trộn không chỉ phân phối không khí đều khắp đống ủ mà nó còn
có tác dụng ngăn ngừa sự quá nhiệt có thể giết chết tất cả vi sinh vật trong đống
ủ. Tuy nhiên, khi đảo trộn quá thường xuyên có thể dẫn đến nhiệt độ đống ủ quá
thấp.
1.2.6.4 Sự chủng bổ sung vi sinh vật
Trong khi một vài người tìm cách thông gió đầy đủ để nâng cao hoạt động

của vi sinh vật, một số khác có thể chủng vi sinh vật vào. Vi sinh vật phần lớn
dùng cho phân ủ là nấm, ví dụ như là Trichoderma, Pseudomonas,…
1.2.7 Các dấu hiệu kết thúc của tiến trình ủ phân
Nhiệt độ đống ủ giảm đến mức cân bằng với nhiệt độ bên ngoài.
Thể tích, trọng lượng khối ủ giảm so với ban đầu.
Hàm lượng chất hữu cơ giảm biểu hiện qua các chỉ tiêu vi sinh, COD, %C,
tỷ lệ C/N giảm đều.
Sự hiện diện của NO
3
-
và không còn NH
3

Không còn hấp dẫn côn trùng và có sự phát triển của các ấu trùng côn trùng.
Khôn còn mùi hôi.
Xuất hiện các đốm trắng và xám do sự phát triển của Actinomyces (Lê
Hoàng Việt, 2004).
1.2.8 Chất lượng phân ủ
Chất lượng phân ủ được đánh giá trên 4 yếu tố sau:
Mức độ lẫn tạp chất (đá, kim loại nặng, thuốc trừ sâu,…)
Hàm lượng các chất dinh dưỡng (dinh dưỡng đa lượng N,P, K; dinh dưỡng
trung lượng Ca, Mg, S; dinh dưỡng vi lượng Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Bo,…)
Mật số vi sinh vật gây bệnh (thấp ở mức không ảnh hưởng có hại đến cây
trồng).
Độ ổn định (độ chín, hoai) và hàm lượng chất hữu cơ.
(Theo Nguyễn Minh Trang, 2012)
1.3 MỘT SỐ VI SINH VẬT BỔ SUNG
1.3.1 Đặc tính sinh học và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm
Trichoderma
1.3.1.1 Đặc tính và đặc điểm phân loại nấm Trichoderma

Trichoderma thuộc ngành Nấm (Mycota), lớp nấm Bất Toàn
(Deuteromycetes), bộ nấm Bông (Moniliales), họ Dermatiaceate và chi
Trichoderma (Nguyễn Lân Dũng và ctv., 1982; Vũ Triệu Mân & Lê Lương Tề,
1998; Phạm Văn Kim, 2003). Có nhiều loài trong chi nấm Trichoderma với hình
dạng và kích thước khác nhau, trong đó có một số loài được ứng dụng phổ biến
trong phòng trừ sinh học. Trichoderma có những ảnh hưởng tích cực lên vùng rễ
cây trồng đặc biết trong điều kiện đất nghèo chất dinh dưỡng. Sau khi đưa vào
đất, Trichoderma sẽ định cư ở vùng rễ dưới dạng các vi sinh vật cộng sinh. Ngoài
các enzyme phân hủy cellulose, glucose giúp những thành phần hữu cơ trong đất
chuyển hóa thành các chất dễ hấp thụ nhanh chóng, tạo điều kiện cho cây trồng
sinh trưởng và phát triển tốt, tiết các chất điều hòa sinh trưởng có khả năng kích
thích bộ rễ cây trồng phát triển nhanh và mạnh hơn (Beiley & Lumsden, 1998).


1.3.1.2 Ảnh hưởng của pH môi trường đến sự phát triển của nấm
Trichoderma
Giá trị pH tối ưu cho sự phát triển của nấm thường nằm trong khoảng từ 4,0
đến 6,5 và chỉ có loài Trichoderma Có thể chịu đựng được khi sống trong môi
trường có pH <3 (Kubicek & Pranz, 1998). Giá trị pH thích hợp cho sự hình
thành bào tử của hầu hết các loài nấm dao động từ 5,0 đến 5,8 và tùy từng mức
pH khác nhau mà nấm có thể tạo bào tử với hình dạng và cấu trúc khác nhau
(Dasgupta, 1994). Tuy nhiên, công trình nghiên cứu có liên quan về vấn đề này
theo Le và ctv., (1995) lại cho rằng khoảng pH dao động từ 2,2 đến 7,6 không
ảnh hưởng đến sự hình thành bào tử nấm. Sự tăng sinh khối của các chủng
Trichoderma ở pH tối hảo có ý nghĩa trong quá trình đối kháng. Khoảng pH =
5,0 thích hợp cho nấm Trichoderma tiết các enzyme glucosidase,
cellobiohydrolase và acetyl-glucosaminidase. Trong khi đó pH = 3 lại thích hợp
cho Trichoderma tiết ra enzyme b-xylosidase, pH = 6 lại tiết ra trysin và pH từ
6,0 đến 7,0 thích hợp để tiết ra các enzyme phân hủy protein (Kredics và ctv.,
2003).

1.3.1.3 Hiệu quả của nấm Trichoderma trong sản xuất nông nghiệp
Theo Nguyễn Văn Bạc (2002), các loại dư thừa thực vật của bắp, rơm, trấu
và lục bình đều là những vật liệu tốt khi dùng làm phân hữu cơ trong điều kiện có
đưa Trichoderma vào để giúp mau hoai mục. Trong đó, vật liệu bắp bị phân hủy
nhiều nhất so với các vật liệu khác, rơm và lục bình cũng được phân hủy khá
nhanh, trong khi trấu là vật liệu khó phân hủy nhất trong 9 tuần xử lý.
Theo kết quả nghiên cứu của Trần Thị Anh Thư (2010), thì rơm rạ xử lý
bằng chế phẩm Trichoderma, hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng gia tăng như
N tổng số, P
2
O
5
tổng số đồng thời giảm tỷ số C/N chỉ còn 20,2. Năng suất lúa khi
bón rơm rạ xử lý bằng chế phẩm Trichoderma kết hợp với 70% NPK cao hơn so
với không xử lý chế phẩm. Trichoderma không chỉ góp phần cung cấp nguồn
dinh dưỡng quan trọng trong sản xuất lúa, mà còn được quan tâm sử dụng bởi
khả năng đối kháng một số nấm bệnh quan trọng. Theo Dương Minh (2005),
nghiên cứu tính đối kháng của vi sinh vật đối với một số nấm bệnh thường gây
hại cây trồng cho biết, nếu sử dụng hợp lý dòng nấm Trichoderma trong việc ủ
hoai phân chuồng, xác bã thực vật theo tỷ lệ (2:8) để sau khi ủ phân hữu cơ này
có tỷ lệ C:N đạt 12:1 đến 14:1 sẽ có lợi cho các vi sinh vật có ích hoạt động.
Ngoài ra, nấm này còn giúp đối kháng với với nấm Rhizotonia solani gây bệnh
đốm vằn trên lúa, bệnh mạ vàng và lúa von do nấm Fusarium moliniforme gây
ra.
1.3.2 Vi khuẩn cố định đạm Azospirillum sp.
1.3.2.1 Nguồn gốc và đặc điểm
Azospirillum là loài vi khuẩn cố định đạm hiện diện trong rễ, vùng đất xung
quanh rễ, thân và lá của cây trồng (Glick, 1995). Chúng sống tự do trong đất hay
cộng sinh với rễ của các loại ngũ cốc, cỏ và cây có củ (Nguyễn Hữu Hiệp và ctv.,
2005). Sự hiện diện của Azospirillum ở các vị trí khác nhau trên cây trồng khác

nhau được mô tả trong Bảng 1.3
Bảng 1.3: Sự hiện diện của vi khuẩn Azospirillum ở một số loài cây
(Dobereiner và ctv., 1995)
Vi khuẩn
Loại cây
Sự hiện diện/các bộ
phận của cây
Azospirillum brasilense
Ngũ cốc
Cỏ
Mía
Cây họ đầu
Rễ, thân, hạt
Rễ, thân
Rễ, thân, lá
Rễ, thân, trái
Azospirillum lipoferum
Ngũ cốc
Cỏ
Mía
Cây có củ
Cây họ dầu
Rễ, thân, hạt, nhựa
nguyên
Rễ, lá
Rễ, thân, lá
Củ, rễ
Rễ, thân, lá
Azospirillum amazonense
Ngũ cốc

Mía
Cây họ dầu
Rễ, thân, hạt
Rễ, thân
Rễ, thân, trái
Azospirillum irakense
Lúa
Rễ
Azospirillum lipoferum là vi khuẩn gram âm, hình que cong hoặc hình chữ
S, chiều rộng 1-1,5 µm và chiều dài 2,0-3,0 µm, phát triển tốt ở nhiệt độ 30
0
C và
pH từ 6,0-7,0 (Bashan và Levanovy, 2004). Chiên mao có vành lông rung với
những bước sóng ngắn được dùng để tạo thành bầy khi di chuyển và một chiên
mao dùng để bơi lội trong môi trường lỏng. Sự sinh trưởng và phát triển của
chúng xảy ra dưới cả hai điều kiện hiếu khí và yếm khí (khử Nitơ) nhưng thích
hợp trong điều kiện vi hiếu khí với sự có hoặc không có đạm trong môi trường
(Dobereiner và Pedrosa, 1987). Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của các vi
khuẩn này là 35-37
0
C. Khuẩn lạc của chúng trong môi trường agar khoai tây và
có màu hồng nhạt hoặc đậm. Vi khuẩn Azospirillum lipoferum phát triển tốt trên
môi trường có muối hữu cơ như malate, succinate, lactate hay pyruvate.
1.3.2.2 Vai trò của chủng vi khuẩn Azospirillum trên cây trồng
Bashan và Levanony (1990) cho rằng, vi khuẩn Azospirillum lipoferum có
thể tiết ra những kích thích tố tăng trưởng như IAA (Indole – 3 - acetic acid),
IBA (Indole – 3 – butyric acid), ABA (Abscisic acid) và Cytokynin. Những kích
thích tố đó làm tăng chiều dài rễ, tăng kích thước rễ và số lượng rễ cây trồng

Hình 1.1: A) Azospirillum lipoferum dưới kính hiển vi điện tử và B) Khuẩn

lạc tăng trưởng trên môi trường nuôi cấy
(Levanovy và Bashan, 1989). Từ đó, chúng có khả năng hấp thu khoáng chất và
nước, dẫn đến sự sinh trưởng và phát triển cũng như năng suất cây trồng tăng
(Okon và Kapulnik, 1986).
Nhiều thí nghiệm ở Brazil cho thấy Azospirillum lipoferum có thể cung cấp
cho cây bắp 2 KgN/ha mỗi ngày (Von Bulow và Dobereiner, 1975). Ở Thái Lan,
những nghiên cứu trên cây bắp từ năm 1984-1985 cho thấy sản lượng bắp tăng
15-35% (Vasuvat và ctv., 1986). Ở Việt Nam, những nghiên cứu bước đầu cho
thấy khi chủng vi khuẩn nốt rễ và vi khuẩn Pseudomonas sp. trên lúa cao sản cho
năng suất cao và tiết kiệm được 70 kgN/ha (Cao Ngọc Điệp, 2005).
Vi khuẩn cố định đạm sống trong vùng rễ lúa và những cây hòa bản khác đã
giúp cây phát triển tốt, đồng thời hạn chế lượng phân bón nitơ hóa học trong nền
sản xuất nông nghiệp (Yanni, 1999).
1.3.3 Sự hòa tan lân bởi sinh học vật
1.3.3.1 Đặc điểm
Các cơ chế sản sinh lân khó tan thành lân cung cấp cho cây trồng.
Cơ chế công nghiệp:
Quặng khó tan superphosphat
Quặng khó tan phosphor nung chảy
Cơ chế sinh học:
Quặng khó tan phospho dễ tan
Đặng Thị Huỳnh Mai và Cao Ngọc Điệp (2002) đã xác định được khoảng
19 loài có khả năng hòa tan lân trong dung dịch cung như trong đất. Lượng lân
được phóng thích bởi một số dòng vi khuẩn được trình bày ở Bảng 1.4
Bảng 1.4: Lượng lân (P
2
O
5
) phóng thích theo thời gian bởi một số vi khuẩn chủ
yếu (Islam và Hoque, 1983).

Tên vi khuẩn
Lượng P
2
O
5
phóng thích (ppm)
Thời gian ủ (ngày)
3
7
11
15
Bacillus sp.
218
510
213
589
Pseudomonas sp.
198
336
456
423
Micrococus sp.
183
320
422
377
Streptomyces sp.
103
479
570

671
Theo Yahya và Azawi (1989) nhận thấy những vi khuẩn hòa tan lân là nhờ
các enzyme và acid hữu cơ có khả năng hòa tan hợp chất khó tan. Các acid như:
acid gluconic, acid oxalic, acid citric, acid butyric, acid monolic, và acid 2-
ketogluconic. Nhóm vi khuẩn hòa tan phosphat sắt, phosphorit, apatite và chuyển
từ lân không tan thành lân dễ tan, trong đó có vi khuẩn Pseudomonas (Nguyễn
Thị Quí Mùi, 1999).
Trong đất vi khuẩn hòa tan lân hiện diện với số lượng khác nhau (Khan và
Bhatnagar, 1977). Một lượng lớn vi khuẩn hòa tan lân sống trong vùng rễ cây
H
2
SO
4

nhiệt độ cao
(acid hữu cơ của các sinh vật)
(Sperber, 1958) và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng (Glick, 1995). Vi
khuẩn hòa tan lân phân lập ở vùng rễ của nhiều loài thực vật có khả năng hoạt
động cao hơn các vùng khác. Trong trường hợp đất thiếu lân, người ta sử dụng
nhóm sinh học vật hòa tan lân làm phân sinh học để bón cho cây trồng. Theo
Nguyễn Thị Quí Mùi (1999) khi sử dụng chế phẩm PSM (Phosphate Solubilizing
Microoragnisms) mang lại hiệu quả cao cho vùng thiếu lân trầm trọng.
Theo Gaur (1990), nhiều kết quả nghiên cứu khoa học đã chứng minh ở
Liên Xô, năng suất cây trồng tăng 5-10% và có trường hợp tăng 30% khi sử dụng
PSM; hiệu quả này ở Ấn Độ tương ứng là 10-20% hoặc tương đương với bón 50
kgP
2
O
5
/ha. Kết quả nghiên cứu mới nhất ở Cannada và Ấn Độ cho thấy, PSM có

thể thay thế 50-75% lượng lân cần bón bằng quặng nghèo P
2
O
5
mà năng suất,
chất lượng không thay đổi. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam khẳng định, khi sử
dụng PSM năng suất cây trồng tăng 15% hoặc tiết kiệm được 1/3 lượng lân cần
bón.
Phân sinh học phân giải lân được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng ở Việt
Nam ngay từ những năm 90 thế kỷ XX, trong đó sinh học vật phân giải lân sau
khi nhân sinh khối được tẩm nhiễm vào chất mang, tạo chế phẩn sinh học vật
phân giải lân hoặc phối trộn với cơ chất hữu cơ tạo thành phân lân hữu cơ sinh
học vật.
Nhiều thực nghiệm ở nhiều địa phương trong cả nước đã xác định việc sử
dụng sinh học vật phân giải lân có thể thay thế 30-50% lượng phân lân cần bón
bằng quặng phosphoric với hàm lượng lân tổng số tương đương mà năng suất cây
trồng không bị giảm sút (Nguyễn Minh Hưng, 2007).
1.3.3.2 Vi khuẩn hòa tan lân Pseudomonas stutzeri
Theo Illmer và Schinner (1992) cho thấy sự hòa tan Ca-Ps bởi Pseudomonas
sp. và Pseusomonas aurantiogriseum bằng cách tiết ra proton H
+
. Các proton H+
này được sinh ra từ quá trình đồng hóa – hoán vị NH
4
+
hoặc từ sản phẩm hô hấp
H
2
CO
3

(Jurinak và ctv., 1986).
Khi sử dụng vi khuẩn Pseudomonas spp. để hòa tan lân khó tan và tổng hợp
IAA (indole-3-acetic acid) cho hiệu quả tích cực trên cây đậu nành (Nguyễn Hữu
Hiệp và Cao Ngọc Điệp, 2004) và trên cây lúa cao sản (Cao Ngọc Điệp. 2005).
Pseudomonas là vi khuẩn gram âm hình que, dài 1-3µm, rộng 0,5µm (Guasp
và ctv., 2000). Chúng là loài có khả năng chuyển động, di chuyển bằng chiên
mao đỉnh. Trong những điều kiện xác định, một hoặc hai roi bên được hình thành
tạo ra làn sóng ngắn. Thêm vào đó, các dòng Pseudomonas stutzeri được định
nghĩa như các loài có khả năng khử nitrat không sắc tố, khử nitrate thành khí
nitơ, có khả năng tạo amylase, không có khả năng tạo gelatinase, và có thể tăng
trưởng trong maltose và tinh bột (Bennasar và ctv., 1998a; Sikorski và ctv., 1999)
và có phản ứng âm tính trong các kiểm tra arginine dihydrelase và sự thủy phân
glycogen (Lalucat và ctv., 2006).
Khuẩn lạc của Pseudomonas stutzeri (Hình 1.2) được mô tả là không thông
thường và có tính kiên định. Các dòng được phân lập có khuẩn lạc nhăn nheo,
hơi đỏ, nâu, không vàng. Đặc tính điển hình là cứng, khô và dính chặt (Rius và