Quy trình sản xuất phân vi sinh phân giải lân trong nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CÔNG NGHỆ LÊN MEN
SẢN XUẤT PHÂN VI SINH PHÂN GIẢI LÂN
Nhóm:

X

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2017


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .........................................................................................2
1.1.

Tình hình sản xuất và sử dụng phân vi sinh .......................................2

1.2.

Phân lân ..................................................................................................3

1.2.1.

Các dạng phân lân ............................................................................3

1.2.2.

Sự chuyển hóa lân.............................................................................4

1.2.3.

Điều kiện ảnh hưởng đến khả năng phân giải lân.........................9

CHƯƠNG II: PHÂN LÂN VI SINH .........................................................................11
2.1.

Định nghĩa ............................................................................................11

2.2.

Quy trình sản xuất chung....................................................................11

2.2.1.

Phân lập và tuyển chọn giống vi sinh vật phân giải lân ..............11

2.2.2.

Nhân sinh khối, xử lí sinh khối và tạo sản phẩm.........................13

2.2.3.

Yêu cầu chất lượng và công tác kiểm tra chất lượng ..................15

2.3.

Quy trình sản xuất phân VSV phân giải lân từ chủng Bacillus ......15

2.4.

Ưu điểm và nhược điểm của phân lân vi sinh ...................................17

2.5.

Một số loại phân lân si sinh trên thị trường hiện nay ......................17

2.6.

Phương pháp bón phân lân vi sinh ....................................................19

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN ........................................................................................21
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................23


MỞ ĐẦU
Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón đóng vai trò quan trọng quyết định cả về
chất lượng và sản lượng thu hoạch. Hiện nay có rất nhiều dạng phân bón được sản xuất
sử dụng trong nông nghiệp như: phân hoá học, phân hữu cơ, phân sinh học, phân vi sinh.
Ngành nông nghiệp nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng phân bón hóa học trong canh
tác và sản xuất. Tuy nhiên do sử dụng không đúng cách, lạm dụng các loại phân bón và
thuốc trừ sâu hóa học làm tăng dư lượng các chất hóa học gây ô nhiễm môi trường đất,
môi trường nước và ảnh hưởng đến sinh vật cũng như con người đồng thời làm đất canh
tác bị bạc màu nhanh chóng.
Dưới tác động của việc đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước góp phần
làm diện tích đất nông nghiệp ngày một giảm đi. Chính vì vậy để tăng năng suất, sản
lượng cây trồng đồng thời phải đảm bảo môi trường phát triển bền vững là một vấn đề

cấp thiết hiện nay. Cùng với chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong đất, nước và vùng rễ
cây có ý nghĩa quan trọng trong các mối quan hệ giữa cây trồng, đất và phân bón. Hầu
như mọi quá trình xảy ra trong đất đều có sự tham gia của vi sinh vật (mùn hoá, khoáng
hoá chất hữu cơ, phân giải, tổng hợp chất dinh dưỡng từ môi trường,...).
Phân bón vi sinh do Noble Hiltner sản xuất đầu tiên tại Đức (1896) và được đặt
tên là Nitragin. Sau đó phát triển sang một số nước khác như ở Mỹ (1896), Canada
(1905), Nga (1907), Anh (1910) và Thụy Điển (1914).
Phân đạm vi sinh, phân vi sinh hỗn hợp, phân vi sinh vật phân giải phosphate khó
tan có khả năng chuyển hoá các hợp chất phospho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng
sử dụng, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông phẩm, không gây hại đến sức
khoẻ của người, động thực vật và không ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
Phân bón vi sinh dựa vào các chủng vi sinh vật sẽ phân giải các chất hữu cơ trong
bùn, phế thải, rác thải, phế phẩm công nông nghiệp,… tạo ra sinh khối, sinh khối này
rất tốt cho cây cũng như cho đất, giúp cải tạo làm đất tơi xốp. Vậy phân lân vi sinh có
những đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm như thế nào? Vai trò ra sao? Nhằm hiểu sâu
hơn về vấn đề này chúng em đã tìm hiểu về phân lân vi sinh.
1


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
Tình hình sản xuất và sử dụng phân vi sinh

1.1.

Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón có một vai trò quan trọng quyết định cả về
chất lượng và sản lượng thu hoạch. Trên thế giới cũng như ở nước ta đã có nhiều công
trình nghiên cứu giúp cho nông dân biết chọn lựa những loại phân có ích nhất và cách
sử dụng phân như: bón phân vào thời điểm nào và liều lượng bao nhiêu là có hiệu quả
cao nhất.

Hiện nay có rất nhiều dạng phân bón khác nhau đã được sử dụng trong nông nghiệp
như: Phân hoá học dưới dạng đa lượng hoặc vi lượng, phân hữu cơ, phân sinh học, phân
vi sinh. Trong những năm gần đây, ở nhiều nước trên thế giới, người ta đã tổ chức sản
xuất công nghiệp một số loại phân vi sinh vật và đem bán ở thị trường trong nước. Một
số loại phân vi sinh vật được bán rộng rãi trên thị trường thế giới. Tuy nhiên, các loại
phân vi sinh vật còn rất ít và chỉ là bộ phận nhỏ so với phân hoá học trên thị trường phân
bón.
Ở Việt Nam, phân VSV cố định đạm cây họ đậu và phân VSV phân giải lân đã
được nghiên cứu từ năm 1960 và đến năm 1987 phân Nitragin trên nền chất mang than
bùn mới được hoàn thiện và đến năm 1991 đã có hơn 10 đơn vị trong cả nước tập trung
nghiên cứu phân vi sinh vật. Các nhà khoa học đã phân lập được nhiều chủng vi sinh
vật cố định đạm và một số VSV phân giải lân.
Trên cơ sở tính năng tác dụng của các chủng loại VSV sử dụng, phân bón VSV
còn được gọi dưới các tên:
-

Phân VSV cố định nitơ (phân đạm vi sinh) chứa các VSV sống cộng sinh với
cây bộ đậu, hội sinh trong vùng rễ cây trồng cạn hay tự do trong đất, nước có
khả năng sử dụng N từ không khí tổng hợp thành đạm cung cấp cho đất và cây
trồng.

2


-

Phân VSV phân giải hợp chất phosphate khó tan (phân lân vi sinh) sản xuất từ
các VSV có khả năng chuyển hoá các hợp chất phosphate khó tan thành dễ tiêu
cho cây trồng sử dụng.

-

Phân VSV kích thích, điều hoà sinh trưởng thực vật chứa các VSV có khả năng
sản sinh các hoạt chất sinh học có tác dụng điều hoà, kích thích quá trình trao
đổi chất của cây.

-

Phân VSV chức năng là sản phẩm có chứa không chỉ các VSV làm phân bón
như cố định nitơ, phân giải lân, kích thích sinh trưởng thực vật mà còn có các
loại VSV có khả năng ức chế, tiêu diệt VSV gây bệnh cây trồng.

Phân bón vi sinh vật được sản xuất bằng cách nhân sinh khối VSV trong môi
trường và điều kiện thích hợp để đạt được một mật độ nhất định sau đó xử lý bảo quản
và đưa đi sử dụng trực tiếp hoặc phối trộn với cơ chất hữu cơ tạo sản phẩm phân hữu cơ
vi sinh vật. Trong khuôn khổ các đề tài nghiên cứu thuộc chương trình công nghệ sinh
học giai đoạn 1991-2000 Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam đã phối kết
hợp cùng gần 20 cơ quan nghiên cứu, giảng dạy và công ty chuyên ngành đã xây dựng
và triển khai thành công các qui trình sản xuất phân vi sinh vật cố định nitơ, phân vi sinh
vật phân giải lân, phân vi sinh vật hỗn hợp cố định nitơ và phân giải lân. Sản phẩm phân
bón VSV được các hội đồng khoa học nghiệm thu, đánh giá và công nhận là tiến bộ kỹ
thuật.
1.2.

Phân lân

1.2.1. Các dạng phân lân
Lân hay phospho là một trong những yếu tố rất cần thiết cho cây trồng. Lượng lân
dễ tiêu trong đất thường không đáp ứng được nhu cầu của cây nhất là những cây trồng
có năng suất cao. Bón phân lân và tăng cường độ hoà tan các dạng lân khó tiêu trong đất

là biện pháp quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Bón phân hữu cơ, xác động vật vào
đất ở mức độ nhất định là biện pháp tăng hàm lượng lân cho đất.
Lân trong đất gồm 2 dạng chính: lân hữu cơ và lân vô cơ
 Lân hữu cơ

3


Lân hữu cơ có trong cơ thể động vật, thực vật, vi sinh vật thường gặp ở các hợp
chất chủ yếu như phytin (phytin và các chất họ hàng: inositol, inositolmonophosphate,
inositoltriphosphate), phospholipit, axit nucleic. Trong không bào người ta còn thấy
lân vô cơ ở dạng octhophosphate làm nhiệm vụ đệm và chất dự trữ. Cây trồng, vi sinh
vật không thể trực tiếp đồng hoá lân hữu cơ. Muốn đồng hoá chúng phải được chuyển
hoá thành dạng muối H3PO4.
 Lân vô cơ
Lân vô cơ thường ở trong các dạng khoáng như apatit, phosphoric, phosphate
sắt, phosphate nhôm,... Muốn cây trồng sử dụng được phải qua chế biến, để trở thành
dạng dễ tan.
Nhờ vi sinh vật lân hữu cơ được vô cơ hoá biến thành muối của axit phosphoric.
Các dạng lân này một phần được sử dụng, biến thành lân hữu cơ, một phần bị cố định
dưới dạng lân khó tan như Ca3(PO2)2, FePO4, AlPO4. Những dạng khó tan này trong
môi trường có pH thích hợp, với sự tham gia của vi sinh vật sẽ chuyển hoá thành dạng
dễ tan.
1.2.2. Sự chuyển hóa lân
Trong đất thường tồn tại các vi sinh vật có khả năng hoà tan lân. Các vi sinh vật
này được các nhà khoa học đặt tên cho chúng là: HTL (hoà tan lân, tên tiếng anh PSM
– phosphate solubilizing microorganisms).
1.2.2.1.

Sự chuyển hoá lân vô cơ

 Vi sinh vật phân giải

Vi khuẩn phân giải những hợp chất lân vô cơ khó tan thường gặp các giống:
Pseudomonas, Alcaligenes, Micrococcus, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter,
Brevibacterium, Flavobacterium,... Bên dưới là hình ảnh của một số giống tiêu biểu.

4


Hình 1.1: Giống Pseudomonas là một chi của họ Pseudomonadaceae; vi khuẩn Gram
âm, tế bào hình que, di động nhờ roi ở đầu và không có bào tử.

Hình 1.2: Vi khuẩn Alcaligenes là một chi của họ Alcaligenaceae; Gram âm, hiếu khí,
hình que.

Hình 1.3: Micrococcus là một chi của vi khuẩn trong họ Micrococcaceae; tế bào hình
cầu Gram dương.
5


Bên cạnh các vi khuẩn và xạ khuẩn thì nấm cũng có tác dụng trong quá trình hoà
tan hợp chất lân khó tan: Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Sclerotium.
 Cơ chế hoà tan phospho
Đại đa số nghiên cứu đều cho rằng sự phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết
với sự sản sinh axit trong quá trình sống của vi sinh vật. Trong đó axit cacbonic rất quan
trọng. Chính H2CO3 và hệ enzim phosphatase do vi sinh vật tiết ra phân giải Ca3(PO4)2.
Quá trình phân giải theo phương trình sau:
Ca3(PO4)2 + 4CO2 + 4H2O

Ca(H2PO4)2 + 2Ca(HCO3)2

Ngoài ra phosphate khó tan cũng được chuyển thành dạng dễ tan dưới tác dụng
của axit hữu cơ (carboxylic acids) do vi sinh vật tiết ra. Tuy nhiên mỗi loại vi sinh vật
tiết ra những loại axit khác nhau và có tác dụng chuyển hóa các phosphate khác nhau.
Một nghiên cứu được tiến hành trên 3 chủng Pseudomonas fluorescens (CB501,
CD511 và CE509). Trên môi trường thạch, hai chủng (CB501 và CE509) có khả năng
hòa tan 3 loại phosphate Ca3(PO4)2, AlPO4.H2O hoặc FePO4.2H2O trong khi chủng
CD511 cho thấy một vùng quầng chỉ trên một tấm thạch phosphate có bổ sung sắt (FeP). Tuy nhiên, trong môi trường lỏng, tất cả các chủng đã có thể huy động một lượng
đáng kể phốt pho (P) phụ thuộc vào từng loại phosphate. Calcium phosphate (Ca-P) hòa
tan kết quả của sự kết hợp giữa độ pH và carboxylic acids. Tại pH = 7, nó đã được hòa
tan bởi hầu hết các axit hữu cơ. Tuy nhiên, tổng hợp các carboxylic acids là cơ chế chính
tham gia trong quá trình hòa tan phosphate nhôm (Al-P) và phosphate sắt (Fe-P). Cả hai
đã được huy động ở pH 4 bởi citrate, malate, tartrate, và trên mức thấp hơn nhiều với
gluconate và trans-aconitate. Sau đó, một thử nghiệm được tiến hành trên giống ngô Zea
mays, kết quả thu được sử dụng 5 thông số trong đó bao gồm cả năng suất và hấp thu P,
kết quả cho thấy chủng CB501 là tốt nhất kết quả toàn bộ với +37%, tiếp theo chủng
CE509 (+21,2%) và sau đó bởi chủng CD511 (+16,7%).
Ảnh hưởng của carboxylic acids đến sự hòa tan phosphate phụ thuộc vào độ pH.
Calcium phosphate Ca-P được hòa tan ở pH trung tính (pH = 7 cho Ca3(PO4)2 ), trong
khi Al-P và Fe-P sẽ được hòa tan trong điều kiện có tính axit (pH = 4 cho FePO4 và
6


AlPO4 ). Chỉ citrate hòa tan đáng kể Ca-P, Tartrate và trans-aconitate có hiệu lực nhẹ.
Vì vậy, đặc biệt là sản xuất citrate chủng rất quan trọng để cải thiện khả phosphate trong
kiềm đất hoặc trong trường hợp làm màu mỡ với đá phosphate.
Trong đất, vi khuẩn nitrat hoá và vi khuẩn chuyển hoá S cũng có tác dụng quan
trọng trong việc phân giải Ca3(PO4)2.
1.2.2.2.

Sự chuyển hoá lân hữu cơ
 Vi sinh vật phân giải

Giống Bacillus: B. megaterium, B. subtilis, B. malaberensis.

Hình 1.4: Bacillus megaterium, vi khuẩn hình thành bào tử hình que, Gram dương

Hình 1.5: Bacillus subtilis (trực khuẩn cỏ), là một vi khuẩn Gram dương.

7


B. megaterium không những có khả năng phân giải hợp chất lân vô cơ mà còn có
khả năng phân giải hợp chất lân hữu cơ. Người ta còn dùng B. megaterium làm phân vi
sinh vật.
Ngoài ra còn các giống Serratia, Proteus, Arthrobscter,... Nấm: Aspergillus,
Penicillium, Rhizopus, Cunnighamella,... Xạ khuẩn: Streptomyces.

Hình 1.6: Penicillium là một chi nấm có tầm quan trọng lớn trong môi trường.

Hình 1.7: Streptomyces là chi lớn nhất của ngành Xạ khuẩn và là một chi thuộc nhánh
Streptomycetaceae
 Cơ chế phân giải
Sự chuyển hóa các hợp chất lân hữu cơ thành muối cảu H3PO4 theo sơ đồ sau:
8


Nucleoprotein

Protein

Axit nucleic

Axit amin
4C5H10O5 C6H5O5 C5H5O5O C5H5O5O2 C4H5O5O 4H3PO4

NH3

CO2

H2 O

H2 S

Chất khác

Hình 1.8: Sơ đồ quy trình phân giải Nucleoprotein.
Vi sinh vật phân giải lân hữu cơ chủ yếu gồm các chủng Bacillus và Pseudomonas.
Ngoài ra còn một số loại xạ khuẩn và nấm mốc 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.
1.2.3. Điều kiện ảnh hưởng đến khả năng phân giải lân
Độ pH: nhìn chung pH ít ảnh hưởng đến khả năng phân giải lân. Nhìn chung ở pH
7,8 - 7,9 ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của hệ vi sinh vật phân giải lân.
Độ ẩm: ở những nơi có ẩm độ cao, do hoạt động của vi sinh vật mạnh nên tạo ra
nhiều acid hữu cơ làm tăng quá trình phân giải lân.
Nhiệt độ: các chủng vi sinh vật có nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân giải lân
là khác nhau. Nhìn chung khoảng nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 20 – 40oC.
9

Hợp chất hữu cơ: Hàm lượng chất hữu cơ mùn hoá không ảnh hưởng đến quá trình
phân giải lân. Hợp chất hữu cơ tươi làm tăng sự sinh trưởng của hệ vi sinh vật, dẫn đến
tăng quá trình hoà tan hợp chất lân khó tan.
Hệ rễ: Hệ rễ cây trồng kích thích sự sinh trưởng của vi sinh vật. Do đó sự phân
giải hợp chất lân khó tan cũng được tăng cường. Tuy nhiên một số loài cây có thể tiết ra
các chất độc ngăn chặn sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật.

10


CHƯƠNG II
PHÂN LÂN VI SINH
2.1.

Định nghĩa
Phân lân vi sinh (phân vi sinh vật phân giải phosphate khó tan) là sản phẩm có

chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật còn sống đạt tiêu chuẩn đã ban hành có khả năng
chuyển hoá các hợp chất phospho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng, góp phần
nâng cao năng suất và chất lượng nông phẩm. Phân lân vi sinh vật không gây hại đến
sức khoẻ của người, động thực vật và không ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
2.2.

Quy trình sản xuất chung

2.2.1. Phân lập và tuyển chọn giống vi sinh vật phân giải lân
Chủng vi sinh vật phân giải lân được phân lập, tuyển chọn từ đất hoặc từ vùng rễ
cây trồng trên các loại đất hay cơ chất giàu hữu cơ theo phương pháp nuôi cấy pha loãng
trên môi trường Pikovskaya. Trong quá trình nuôi cấy trên môi trường Pikovskaya các

chủng vi sinh vật phân giải lân sẽ tạo vòng phân giải (vòng tròn trong suốt bao quanh
khuẩn lạc). Vòng phân giải được hình thành nhờ khả năng hoà tan hợp chất phospho
không tan được bổ sung vào môi trường nuôi cấy.
Bảng 2.1: Môi trường Pikosvkaya, dùng để phân lập giữ giống và nghiên cứu khả
năng phân giải photphat của các chủng vi sinh vật.
Thành phần

Đơn vị (g/l)

Glucoza

10

Ca3(PO4)2

5

MgSO4

0,1

KCl

0,2

FeSO4.H2O

Vết

NaCl

0,2

MnSO4

Vết

Yeast extract (cao nấm men)

0,5

11


Agar

20

Nước máy

1000 ml
Khử trùng ở 0,8 atm/30 phút

Bảng 2.2: Môi trường Pikosvkaya, dùng để nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến
khả năng sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật phân giải lân khó tan.
Thành phần

Đơn vị (g/l)

Glucoza

10

Ca3(PO4)2

5

MgSO4

0,1

KCl

0,2

FeSO4.H2O

Vết

NaCl

0,2

MnSO4

Vết

Yeast extract (cao nấm men)

0,5

Nước máy

1000 ml
Khử trùng ở 0,8 atm/30 phút

Dựa vào đường kính vòng phân giải, thời gian hình thành và độ trong của vòng
phân giải ta có thể đánh giá định tính khả năng phân giải mạnh hay yếu của các các
chủng vi sinh vật phân lập. Để đánh giá chính xác mức độ phân giải các hợp chất
phospho khó tan của vi sinh vật, ta phải xác định định lượng hoạt tính phân giải của
chúng bằng cách phân tích hàm lượng lân dễ tan trong môi trường nuôi cấy có chứa loại
phosphate không tan. Tỉ lệ (%) giữa hàm lượng lân tan và lân tổng số trong môi trường
được gọi là hiệu quả phân giải.
Để sản xuất phân lân vi sinh ta cần tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng
phân giải nhiều loại hợp chất phospho khác nhau và có ảnh hưởng tốt đến cây trồng. Vì
ngoài hoạt tính phân giải lân, nhiều chủng vi sinh vật còn có các hoạt tính sinh học khác
gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng. Chính vì vậy
12


sau khi đánh giá khả năng phân giải lân của các chủng vi sinh vật dùng để sản xuất phân
lân vi sinh ta cần phải đánh giá được ảnh hưởng của chúng đến đối tượng cây trồng sử
dụng. Chỉ sử dụng chủng vi sinh vật vừa có hoạt tính phân giải lân cao vừa không gây
ảnh hưởng xấu đến cây trồng và môi trường sinh thái.
Ngoài những chỉ tiêu quan trọng như trên ta còn phải đánh giá đặc tính sinh học
như: thời gian mọc; kích thước tế bào, khuẩn lạc; khả năng thích ứng ở pH; khả năng
cạnh tranh,... Để có thể tạo ra loại phân lân vi sinh mang những đặc tính tốt nhất.
2.2.2. Nhân sinh khối, xử lí sinh khối và tạo sản phẩm
Trong quá trình sản suất phân lân vi sinh hiên nay người ta sử dụng chủng giống
vi sinh được lựa chọn (chủng gốc), tiến hành nhân sinh khối, xử lý sinh khối và tạo sản

phẩm phân lân vi sinh. Thông thường để sản xuất phân lân vi sinh từ vi khuẩn người ta
sử dụng phương pháp lên men chìm (Submerged culture) trong các nồi lên men và sản
xuất phân lân vi sinh từ nấm người ta sử dụng phương pháp lên men xốp. Sản phẩm tạo
ra của phương pháp lên men xốp là chế phẩm dạng sợi hoặc chế phẩm bào tử.
Quy trình chung cho sản xuất phân vi sinh vật từ vi khuẩn theo phương pháp lên
men chìm như sau:

13


Giống gốc

Cây giống
Chuẩn bị môi trường
lên men cấp 1
Lên men cấp 1
Chuẩn bị môi trường
lên men cấp 2
Chất mang

Lên men cấp 2

Phối trộn

Sinh khối VSV

Kiểm tra

Chế phẩm trên nền

Xử lí

Chế phẩm dạng lỏng

chất mang

Chế phẩm dạng đông

Chế phẩm dạng khô

khô, đông lạnh
Hình 2.1: Quy trình chung cho sản xuất phân vi sinh vật từ vi khuẩn theo phương pháp
lên men chìm
Chất mang: Là chất rắn trơ dùng để hòa loãng sản phẩm kỹ thuật trong quá trình
gia công các dạng khô như bột, bột thấm nước và hạt, nhằm làm cho việc rãi một lượng
chất độc nhỏ lên trên một diện tích lớn được dễ dàng hơn. Chất mang thường được sử
dụng là than bùn, bột talt, kao lanh, đất sét trơ, pyrophylit, bentonit, diatonit.
Bảng 2.3: Môi trường lên men giống cấp 1 (môi trường Sabouraud cải tiến).
Thành phần

Khối lượng

Agar

20g
14


Glucose

40g

Pepton

10g

H2 O

1000ml

pH

6

MgSO4 + 7H2O

0,5g

KH2PO4

1g

Chế phẩm lân vi sinh vật có thể được sử dụng như một loại phân bón vi sinh vật
hoặc được bổ sung vào phân hữu cơ dưới dạng chế phẩm vi sinh vật làm giàu phân ủ,
qua đó nâng cao chất lượng của phân ủ. Ở nước ta, trong sản xuất phân lân vi sinh vật
trên nền chất mang không khử trùng các nhà sản xuất thường sử dụng bột quặng
photphorit bổ sung vào chất mang. Việc làm này tận dụng được nguồn quặng tự nhiên
sẵn có làm phân bón qua đó giảm chi phí trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên để phân
bón có hiệu quả cần phải kiểm tra đánh giá khả năng phân giải quặng của chủng vi sinh
vật sử dụng và khả năng tồn tại của chúng trong chất mang được bổ sung quặng.

2.2.3. Yêu cầu chất lượng và công tác kiểm tra chất lượng
Yêu cầu chất lượng đối với phân lân vi sinh cũng tương tự như yêu cầu chất lượng
đối với phân vi sinh vật cố định nitơ, phân lân vi sinh vật được coi là có chất lượng tốt
khi có chứa một hay nhiều loại VSV có hoạt tính phân giải lân cao và có ảnh hưởng tốt
đối với cây trồng với mật độ 108-109 tế bào VSV/g hay mililit phân bón đối với loại phân
bón trên nền chất mang khử trùng và 106 tế bào VSV/gam hay mililit đối với phân bón
trên nền chất mang không khử trùng. Để phân bón vi sinh vật đạt chất lượng cao thì sau
mỗi công đoạn sản xuất cần tiến hành kiểm tra chất lượng sản phẩm tạo ra.
2.3.

Quy trình sản xuất phân VSV phân giải lân từ chủng Bacillus
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu nhân sinh khối VSV phân giải lân bằng biện

pháp lên men chìm, chế tạo chất mang và phối trộn tạo chế phẩm, phân hữu cơ VSV
phân giải lân, Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam đã xây dựng và hoàn thiện quy
trình sản xuất chế phẩm VSV phân giải lân từ hỗn hợp 3 chủng Bacillus. Chế phẩm được
kiểm tra chất lượng và xác định mật độ VSV phân giải lân đạt > 109 CFU/g.
15


Chủng

Chủng

Chủng

B.polymixa

B.polyfermenticus

B.subtilis

Nhân sinh khối

Nhân sinh khối

Nhân sinh khối

cấp 1

cấp 1

cấp 1

Môi trường

Môi trường

Môi trường

Pykovskya, pH: 7

Pykovskya, pH: 7

Pykovskya, pH: 7

Thời gian nhân

Thời gian nhân

Thời gian nhân

nuôi 48h

nuôi 48h

nuôi 48h

Nhân sinh khối

Nhân sinh khối

Nhân sinh khối

cấp 2

cấp 2

cấp 2

Môi trường PGL,

Môi trường PGL,

Môi trường PGL,

pH: 6,4-7, nhiệt độ

pH: 6,4-7, nhiệt độ

pH: 6,4-7, nhiệt độ

29-30oC

29-30oC

29-30oC

Lưu lượng khí cấp:

Lưu lượng khí cấp:

Lưu lượng khí cấp:

0,5 dm3KK/lítMT

0,5 dm3KK/lítMT

0,5 dm3KK/lítMT

Tỷ lệ tiếp giống 5%

Tỷ lệ tiếp giống 5%

Tỷ lệ tiếp giống 5%

Thời gian nhân

Thời gian nhân

Thời gian nhân

nuôi 40h

nuôi 40h

nuôi 40h

Than bùn

Nghiền
mịn, sàng
qua lưới
0,25mm,
trung hòa
pH: 7

Khử trùng
121oC
trong 30
phút

Phối trộn
Tỉ lệ 1:1:1:2 (W/W)

Đóng gói

Chế phẩm

Hình 2.2: Quy trình sản xuất chế phẩm VSV phân giải lân trên nền chất mang

16


Ưu điểm và nhược điểm của phân lân vi sinh

2.4.

Nhìn chung các dòng phân lân vi sinh trên thị trường hiện nay đều có chung ưu
điểm như: phân giải lân khó tiêu thành dễ tiêu, tăng yếu tố dinh dưỡng và cải thiện chất
lượng đất trồng, nâng cao chất lượng nông sản an toàn cho người tiêu dùng, giá thành
hạ và thân thiện với môi trường,… Tuy nhiên tùy theo những loại phân khác nhau mà
chúng có những ưu điểm khác như phần trên.
Nhược điểm: bên cạnh những ưu điểm phân lân vi sinh còn có những nhực điểm
như: không ổn định về chất lượng, bởi vì yếu tố đảm bảo chất lượng của phân là hàm
lượng vi sinh vật và chủng vi sinh vật trong phân, nếu phân không đảm bảo được hàm
lượng vi sinh vật và chủng vi sinh vật sẽ dẫn đến phân kém chất lượng. mặt khác nếu ta
sử dụng không đúng, hay chủng vi sinh vật không phù hợp sẽ ảnh hưỡng đến hệ vi sinh
vật trong đất đồng thời gây ô nhiễm môi trường,…
Hiện nay trên thị trường chủ yếu là phân vi sinh hỗn hợp do đó tác dụng chuyên
hóa và hiêu quả không cao, tác dụng chậm chủ yếu dùng để bón lót, chưa được nhà nông
sử dụng rộng rãi so với phân vô cơ.
Một số loại phân lân si sinh trên thị trường hiện nay

2.5.

Trên thị trường hiện nay dòng phân lân vi sinh thuần túy rất ít, chủ yếu là dạng
phân vi sinh hỗn hợp kết hợp giữa các dòng vi sinh vật có khả năng phân giải nitơ,
phospho, kali,... Sau đây là một số sản phẩm có chứa vi sinh vật phân giải lân:
 Phân hữu cơ vi sinh Trichomix (Lân vi sinh)
Sản xuất từ nguồn vi sinh vật phân giải lân và cellulose.

Tác dụng:
-

Hạ phèn, cải tạo đất, hạn chế ngộ độc hữu cơ.

-

Phân giải lân khó tiêu thành lân dễ tiêu.

-

Phòng ngừa nấm bệnh hại rễ.
 Phân vi sinh Bio-Gro

Thành phần:
17


-

Vi sinh vật cố định nitơ: > 1.0 x 106 - 107

-

Vi sinh vật cố định nitơ: 4.0 x 106 - 107

-

Chất mang hữu cơ > 8.4%

-

Độ ẩm: 20 - 25%

Tác dụng:
-

Tăng độ khỏe của cây, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt hơn.

-

Giảm được lượng NO3- trong nông sản.

-

Phục hồi độ màu mỡ của đất, giữ độ ẩm cho đất, hạn chế sự rữa trôi các chất
dinh dưỡng cho đất.
 Phân vi sinh Bio-Plant

Trong 1ml phân chứa 109 tế bào vi sinh vật, có thể được chia thành 4 nhóm:
-

Nhóm vi sinh vật cố định đạm.

-

Nhóm vi sinh vật chuyển hoá Photpho.

-

Nhóm vi sinh vật chuyển hoá Kali.

-

Nhóm vi sinh vật chuyển hoá các chất khác: Magiê, Canxi, Sắt, Borom,…

Tác dụng:
-

Tăng yếu tố dinh dưỡng và cải thiện chất lượng đất trồng.

-

Kích thích tăng trưởng.

-

Tạo chất kích thích cho sinh trưởng.

-

Tăng sức đề kháng của cây đối với sâu bệnh.
 Phân bón Humix

Thành phần:
-

Nguồn nguyên liệu hữu cơ: phân chuồng, bột (tôm, cua, cá, ghẹ), bột protein,
bột xương động vật, mùn giun quế, rong biển, than bùn.

-

Các khoáng chất giàu dinh dưỡng: đa lượng: N, P, K; trung lượng: Ca, Mg, S;
vi lượng: Fe, Zn, Bo, Mo, Cu,...

-

Các vi sinh vật có ích: vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật chuyển hóa lân, vi
sinh vật phân hủy chất xơ, vi sinh vật đối kháng.
18


 Chế phẩm đặc chế HUMIX
Là một hỗn hợp các enzym chiết xuất từ các vi sinh vật và hoạt chất nhập từ nước
ngoài.
Tác dụng:
-

Trả lại độ phì nhiêu cho đất sau quá trình canh tác.

-

Tái tạo hệ sinh thái đất nhờ các tập đoàn vi sinh vật hữu ích.

-

Cung cấp kịp thời và đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, nâng cao
chất lượng nông sản an toàn cho người tiêu dùng và thân thiện với môi trường.
 Phân vi sinh siêu đậm đặc trichomix

Thành phần gồm hỗn hợp vi sinh vật có ích: Bacillus suptilis, Pseudomonas SP,
Streptomyces SPP.
Tác dụng:
-

Phòng ngừa nấm bệnh vàng lá, thối rễ, chạy dây, chết cây con, thối trái.

-

Phân hủy nhanh rơm rạ, hạn chế ngộ độc hữu cơ.

-

Phân giải lân, các chất khó tiêu thành dễ tiêu.

-

Kích thích rễ cây phát triển mạnh, dưỡng cây xanh tốt.

-

Dùng để ủ phân hữu cơ, phân chuồng, xác bã thực vật.

-

Khử mùi chuồng trại, rác thải.
Phương pháp bón phân lân vi sinh

2.6.

Phân lân vi sinh thường được bón trực tiếp vào đất, người ta ít dùng loại phân này
để trộn vào hạt. Có nhiều cách bón khác nhau:
-

Có thể trộn đều chế phẩm với đất nhỏ tơi, sau đó đem rắc đều vào luống trước
khi gieo hạt (nếu là ruộng cạn); rắc đều ra mặt ruộng (nếu là ruộng nước).

-

Có thể đem chế phẩm ủ hoặc trộn với phân chuồng hoai, sau đó bón đều vào
luống rồi gieo hạt (nếu là ruộng cạn); rắc đều ra mặt ruộng (nếu là ruộng nước).

-

Có thể trộn chế phẩm VSV với đất hoặc với phân chuồng hoai, sau đó đem bón
thúc sớm cho cây (càng bón sớm càng tốt).

19


Phương pháp này nhằm tăng số lượng vi sinh vật hữu ích vào đất.
 Hiệu quả của phân lân vi sinh
Hàm lượng lân trong hầu hết các loại đất đều rất thấp, vì vậy việc bón lân cho đất
nhằm nâng cao năng suất cây trồng là việc làm cần thiết. Phân vi sinh vật phân giải
phosphate khó tan không chỉ có tác dụng nâng cao hiệu quả của phân bón lân khoáng
nhờ hoạt tính phân giải và chuyển hoá của các chủng vi sinh vật mà còn có tác dụng tận
dụng nguồn photphate địa phương có hàm lượng lân thấp.
Nhiều công trình nghiên cứu ở châu Âu và Mỹ cũng như ở các nước châu Á đều
cho thấy hiệu quả to lớn của phân vi sinh vật phân giải lân. Tại ấn Độ, vi sinh vật phân
giải lân được đánh giá có tác dụng tương đương với 50 kg P2O5/ha. Sử dụng vi sinh vật

phân giải lân cùng quặng phosphate có thể thay thế được 50% lượng lân khoáng cần bón
mà không ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
Hiện nay Trung Quốc và Ấn Độ là hai quốc gia đang đẩy mạnh chương trình phát
triển và ứng dụng công nghệ sản xuất phân lân vi sinh vật ở quy mô lớn với diện tích sử
dụng hàng chục triệu ha. Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu gần đây cho biết một
gói chế phẩm vi sinh vật phân giải lân (50g) sử dụng cho cà phê trên vùng đất đỏ Bazan
có tác dụng tương đương với 34,3 kg P2O5 /ha. Bón phân lân vi sinh có tác dụng làm
tăng số lượng vi sinh vật phân giải lân trong đất, dẫn đến tăng cường độ phân giải lân
khó tan trong đất 23 - 35%. Cây trồng phát triển tốt hơn, thân lá cây mập hơn, to hơn,
bản lá dầy hơn, tăng sức đề kháng sâu bệnh, tăng năng suất đậu tương 5 - 11%, lúa 4,7
- 15% so với đối chứng.

20


CHƯƠNG III
KẾT LUẬN
Phân bón VSV đã được nghiên cứu sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các
nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam tuy nhiên cũng chỉ ở mức độ thấp. Sản phẩm
không chỉ cung cấp một phần đáng kể chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng mà còn
có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng phân khoáng đồng thời tăng cường sức chống
chịu của cây trồng đối với sâu bệnh và điều kiện thời tiết không thuận lợi, đặc biệt phân
VSV chức năng có tác dụng trực tiếp trong việc hạn chế bệnh vùng rễ cây trồng. Phân
bón VSV mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người sử dụng, đồng thời có tác dụng tích
cực trong việc cải thiện môi trường và phát triển bền vững.
Nhu cầu sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh ngày càng tăng.
Sử dụng phân bón hữu cơ 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.
Sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh về lâu dài sẽ dần dần trả lại độ phì nhiêu cho đất
như làm tăng lượng phospho 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 các chuyển hoá chất khác nhau
liên tục do nhiều quần thể vi sinh vật khác nhau tạo ra.
Việc sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh còn 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.
Giá thành hạ, nông dân dễ chấp nhận, có thể sản xuất được tại địa phương và giải
quyết được việc làm cho một số lao động, ngoài ra cũng giảm được một phần chi phí
ngoại tệ nhập khẩu phân hoá học.
Phân bón mang lại lợi nhuận cho người nông dân. Nhưng để hạn chế những ảnh
hưởng của phân bón đến môi trường và sức khỏe con người thì nhà nông cần hạn chế sử
dụng phân bón vô cơ.

21


Đẩy mạnh nghành sản xuất phân vi sinh để tạo môi trường trong sạch trong sản
xuất, ổn định thi trường phân bón, phát triển nông nghiệp bền vững. Đẩy mạnh công tác
nghiên cứu tìm ra những chủng vi sinh vật có hiệu quả phân giải cao và thân thiện với
môi trường. Tăng cường công tác đầu tư xây dưng cơ sở hạ tầng thành lập các trung tâm
nghiên cứu khảo sát, ứng dụng và chuyển giao công nghệ tạo điều kiện thúc đẩy phát
triển nghành phân vi sinh.

22


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Như Thanh, Dương Đức Tiến, 2004. “Vi Sinh Vật
Học Nông Nghiệp”. Nhà xuất bản Đại Học Sư Phạm.
[2]. Nguyễn Xuân Thành, Lê Văn Hưng, Phạm Văn Toản, 2003. “Công nghệ vi sinh vật
trong sản xuất nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi truờng” Nhà xuất bản nông nghiệp Hà

Nội.
[3]. Phan Văn Thuần, 2011. “Bài giảng công nghệ vi sinh”. Khoa Khoa Học Tự Nhiên
Trường ĐH Thủ Dầu Một.
[4]. African Journal of Microbiology Research. Vol.(2) pp. 171-178, July, 2008.
[5]. Gaur.A.C (1992), Phosphate solubilizing microorganisms as biofertilize, New
Dehli.
[6]. Havlin, J.L., Beaton, J.D., Tisdale, S.L and Nelson, W.L. (1999), Soil fertilizer ans
fertilizer, Prentice Hall.
[7]. Murphy, L., Sanders, L., Gordon, B. and Tindall, T. (2003), “improving fertilizer
photphorus use efficiency with Avail polymer technology”, National workshop on
improving the efficiency of management and use fertilizer in Vietnam, Cantho 5/3/2013.
[8]. Nguyễn Ngọc Quyên, (2000), “Quỹ gen VSV nông nghiệp”, Nông Nghiệp – CNTP,
451, 29-30.
[9]. Richardson AE. (2001), “Prospects for using soil microorganisms to improve the
acquisition of photphorus by plant” Austrlia Journal of plant physiology, 28, 897-906.
[10]. Rupela OP., gopalakrishnan S., Krajewski M., Sriveni M. (2003), “A novel method
for indentification and enummeration of microoganisms with potential for suppressing
fungal plant pathogens” , Biol.Fertil.Soil, 39, 131-134.

23