Tuyển chọn các chủng vi khuẩn azotobacter cho sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh vật

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN THỊ LINH

TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI KHUẨN AZOTOBACTER CHO SẢN
XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ VI SINH VẬT.

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2012

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Trần Thị Linh

TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI KHUẨN Azotobacter CHO SẢN
XUẤT PHÂN BÓN HỮU CƠ VI SINH VẬT.
Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số:

604240
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Lê Nhƣ Kiểu

Hà Nội - 2012

2


CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
HCVSV: hữu cơ vi sinh vật
AIA: axit indol axetic
HCN: axit cyanhidric
Cs: cộng sự

3


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Nồng độ muối khoáng cần thiết đối với vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn

7

Bảng 1.2: Hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh đối với lúa ở một số quốc gia

22

châu Á
Bảng 3.1: Đặc điểm khuẩn lạc của các chủng Azotobacter mới phân lập

32

Bảng 3.2: Khả năng cố định nitơ của các chủng Azotobacter.

34

Bảng3.3: Khả năng sinh tổng hợp AIA thô của các chủng Azotobacter

37

Bảng 3.4: Khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh héo xanh của các chủng
Azotobacter

39

Bảng 3.5: Hoạt tính sinh học của chủng Azotobacter lựa chọn

40

Bảng 3.6: Mối quan hệ giữa các chủng vi khuẩn lựa chọn

41

Bảng 3.7: Khả năng sinh trưởng phát triển của các chủng trong môi trường
42

dịch thể
Bảng 3.8: Khả năng tồn tại của các chủng vi khuẩn lựa chọn khi nuôi trong

43

cơ chất vô trùng theo thời gian
Bảng 3.9: Hoạt tính sinh học của các chủng vi khuẩn lựa chọn khi nuôi cấy

trong dịch thể và cơ chất

44

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến cây trồng trong giai đoạn đầu ở
48

nhà lưới
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến khả năng sinh trưởng và phát

51

triển của cây lạc ngoài đồng ruộng

4


Bảng 3.12: Ảnh hưởng của phân hữu cơ tới năng suất và các yếu tố cấu
52

thành năng suất

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 3.1: Hình ảnh khuẩn lạc của các chủng vi khuẩn Azotobacter mới phân
32

lập.
Hình 3.2: Hình ảnh phản ứng màu của các chủng Azotobacter với thuốc thử

33

Nessler
Hình 3.3: Hình ảnh phản ứng màu của các chủng Azotobacter với thuốc thử

35

Salkowski
Hình 3.4: Hình ảnh vòng ức chế vi khuẩn gây bệnh héo xanh của các chủng

38

Azotobacter
Hình 3.5: Ảnh hưởng của phân bón vi sinh vật đến khả năng sinh trưởng,
phát triển và ức chế bệnh héo xanh cây lạc

48

Hình 3.6: Tác động của phân bón vi sinh đến khả năng sinh trưởng, phát triển
và năng suất của cây lạc

50

Biểu đồ 3. 1: Khả năng cố định nitơ của các chủng Azotobacter.

34

Biểu đồ 3. 2: Khả năng sinh tổng hợp AIA thô của các chủng Azotobacter.

37

5


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................... 3

1.1. Vi khuẩn Azotobacter .............................................................................................. 3
1.1.1. Đặc điểm hình thái và các đặc tính sinh lí, sinh hóa của Azotobacter. ... 3
1.1.2. Nguồn dinh dƣỡng ......................................................................................... 4
1.1.3. Ảnh hƣởng các nhân tố sinh thái đến sinh trƣởng và phát triển của
Azotobacter. ................................................................................................................. 8
1.2. Sự phân bố của Azotobacter trong đất. ............................................................ 10
1.3. Khả năng cố định nitơ của Azotobacter ........................................................... 12
1.3.1. Quá trình cố định nitơ sinh học ................................................................. 12
1.3.2. Vi khuẩn cố định nitơ tự do Azotobacter ................................................. 13
1.4. Khả năng kích thích sinh trƣởng của Azotobacter. ........................................ 14
1.4.1. Chất kích thích sinh trƣởng ở thực vật. .................................................... 14
1.4.2. Vi khuẩn sinh AIA: Azotobacter ............................................................... 15
1.5. Tính kháng vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum. ............. 16
1.5.1. Vi khuẩn R.solanacearum .......................................................................... 16
1.5.2. Tính kháng R.solanacearum của Azotobacter ......................................... 16
1.6. Chế phẩm phân bón chứa Azotobacter và hiệu quả trong trồng trọt trong
những nghiên cứu ban đầu. .......................................................................................... 17
1.7. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân bón hữu cơ vi sinh vật ở trong nƣớc
và ngoài nƣớc. ................................................................................................................ 19
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ..................................................................... 23

2.1. Vật liệu ................................................................................................................. 23
2.1.1. Mẫu đất và vi sinh vật. ................................................................................ 23

2.1.2. Hóa chất, dụng cụ ........................................................................................ 23
2.2. Phƣơng pháp ........................................................................................................ 24
2.2.1. Lấy mẫu đất .................................................................................................. 24
2.2.2. Xác định khả năng cố định nitơ của vi sinh vật ....................................... 24
2.2.3. Xác định khả năng sinh tổng hợp AIA của vi sinh vật .......................... 25

6


2.2.4. Xác định khả năng đối kháng vi khuẩn gây bệnh héo xanh ................... 26
2.2.5. Xác định tên vi sinh vật .............................................................................. 27
2.2.6. Thí nghiệm ở quy mô nhà lƣới và đồng ruộng diện hẹp với cây lạc. ... 27
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 31

3.1. Phân lập, tuyển chọn các chủng Azotobacter hữu hiệu.................................. 31
3.1.1. Tuyển chọn các chủng Azotobacter có khả năng cố định nitơ .............. 33
3.1.2. Tuyển chọn các chủng Azotobacter có khả năng sinh tổng hợp AIA . 35
3.1.3. Tuyển chọn các chủng Azotobacter có khả năng ức chế vi khuẩn gây
bệnh héo xanh ............................................................................................................ 38
3.2. Lựa chọn tổ hợp chủng Azotobacter để sản xuất chế phẩm .......................... 40
3.3. Xác định tên các chủng lựa chọn ...................................................................... 44
3.4. Đánh giá tác động của chế phẩm Azotobacter đến khả năng sinh trƣởng,
phát triển và năng suất của cây lạc .............................................................................. 47
3.4.1. Đánh giá ảnh hƣởng của chế phẩm Azotobacter đối với cây lạc ở điều
kiện nhà lƣới............................................................................................................... 47
3.4.2. Đánh giá ảnh hƣởng của chế phẩm Azotobacter đối với cây lạc L14
trên đồng ruộng diện hẹp. .................................................................................... 49
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................................................ 53

7

MỞ ĐẦU
Một thực trạng chúng ta đang thấy hiện nay là sự lạm dụng phân bón hóa học,
thuốc bảo vệ thực vật đã làm giảm khả năng chống chịu của cây trồng dẫn đến bùng
nổ dịch bệnh, ảnh hƣởng không tốt đến chất lƣợng nông sản và cũng là nguyên nhân
tất yếu dẫn đến thoái hóa đất canh tác. Các sản phẩm hóa học này đã để lại những
tồn dƣ của chúng và đang đƣợc tích lũy trong hệ sinh thái, trở thành mối hiểm họa
nghiêm trọng đe dọa sức khỏe của con ngƣời và môi trƣờng sống. Sử dụng phân
bón hữu cơ vi sinh vật (HCVSV) là giải pháp mà các nhà khoa học trên thế giới
cũng nhƣ ở Việt Nam đang hƣớng đến.
Đất nƣớc ta có nền kinh tế nông nghiệp là chủ yếu thì việc quan tâm đến năng
suất và chất lƣợng nông sản là mục tiêu hàng đầu vì không những giúp nâng cao đời
sống của nông dân mà còn thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế quốc gia. Phân bón
HCVSV (hay còn gọi là phân hữu cơ vi sinh) là sản phẩm đƣợc sản xuất từ các
nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau, nhằm cung cấp chất dinh dƣỡng cho cây
trồng, cải tạo đất, chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống đƣợc tuyển chọn với
mật độ đạt tiêu chuẩn quy định. Phân bón HCVSV góp phần nâng cao năng suất cây
trồng và chất lƣợng nông sản, giảm chi phí, tiết kiệm phân bón vô cơ, đóng góp
quan trọng trong việc bảo vệ môi trƣờng và phát triển nền nông, lâm nghiệp bền
vững. Vì vậy, nghiên cứu và sử dụng nguồn dinh dƣỡng tạo ra từ các hoạt động
sống của vi sinh vật đã và đang đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới quan tâm và phát
triển.
Bên cạnh các sản phẩm phân HCVSV đơn chủng đã đƣợc nghiên cứu và sử
dụng hiệu quả nhƣ: Nitragin, Rhizoda, Azogin, Rhizolu, Phosphobacterin,
Azotobacterin... một số nghiên cứu gần đây cho thấy chế phẩm phân bón tổng hợp
bao gồm các nhóm cố định nitơ, phân giải photphat, kích thích sinh trƣởng thực vật,
đối kháng vi sinh vật gây bệnh (chế phẩm EM, vi sinh vật tổng hợp) có tác dụng đối
với cây trồng tốt hơn so với từng loại vi sinh vật riêng rẽ.

8


Nhiều kết quả nghiên cứu về phân bón HCVSV đã khẳng định, hiệu quả của
phân HCVSV phụ thuộc hoạt tính sinh học, khả năng cạnh tranh với vi sinh vật có
sẵn trong đất và khả năng thích ứng với điều kiện môi trƣờng đất của các vi sinh vật
sử dụng trong phân bón [13], [14], [15]. Phân vi sinh vật đặc biệt có ý nghĩa sử
dụng nếu các vi sinh vật sử dụng có nhiều hoạt tính sinh học.
Azotobacter là nhóm có phổ phân bố khá rộng. Các nghiên cứu trƣớc đây đã
phát hiện ra nhiều đặc tính quý của Azotobacter nhƣ khả năng cố định nitơ tự do,
kích thích sinh trƣởng, đối kháng, sinh polyshacarit v.v. [5], [12].
Để sản xuất phân bón HCVSV tốt, phải có chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh
học cao, đa hoạt tính, khả năng tồn tại lớn. Vì vậy, việc phân lập, tuyển chọn đánh
giá hoạt tính của các chủng vi sinh vật là việc làm không thể thiếu trong quy trình
sản xuất chế phẩm phân bón vi sinh vật [11]. Đây là đề tài nghiên cứu mà chúng tôi
đang hƣớng tới.
Mục đích nghiên cứu
Tuyển chọn các chủng Azotobacter có hoạt tính sinh học cao (cố định nitơ,
kích thích sinh trƣởng và đối kháng bệnh héo xanh) để sản xuất phân bón hữu cơ vi
sinh cho cây lạc.
Nội dung nghiên cứu
- Phân lập, tuyển chọn các chủng Azotobacter từ đất canh tác.
- Lựa chọn tổ hợp chủng Azotobacter thích hợp để sản xuất phân bón.
- Phân loại và mức độ an toàn của các chủng vi sinh vật nghiên cứu
- Đánh giá ảnh hƣởng của tổ hợp các chủng Azotobacter lựa chọn đến sinh
trƣởng, phát triển và năng suất của cây lạc (thí nghiệm trong nhà lƣới và ngoài đồng
ruộng diện hẹp).

9

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Vi khuẩn Azotobacter
1.1.1. Đặc điểm hình thái và các đặc tính sinh lí, sinh hóa của Azotobacter.
Họ Azotobacteraceae gồm 2 chi Azotobacter (Beijerinck, 1901) và Azomonas
(Winogradsky, 1938).
Azotobacter đƣợc phân lập lần đầu tiên vào năm 1901. Đó là loài Azotobacter
chroococcum, về sau ngƣời ta tìm thấy nhiều loài khác trong chi Azotobacter
(beijerinskii, vinelandii, agllis).
Azotobacter là vi khuẩn cố định nitơ sống tự do trong đất, hiếu khí, không sinh
bào tử, Gram âm. Khi còn non tế bào thƣờng có dạng hình que, kích thƣớc khoảng
2,0- 7,0 × 10- 2,5 μm, đứng riêng rẽ hay xếp thành từng đôi chồng chất, tế bào
nhuộm màu đồng đều, có khả năng di động nhờ tiên mao mọc khắp cơ thể (chu
mao). Khi già tế bào Azotobacter mất khả năng di động, kích thƣớc thu nhỏ lại
trông giống nhƣ hình cầu. Nguyên sinh chất xuất hiện nhiều hạt lổn nhổn. Đó là các
hạt volutin, granulose, các giọt mỡ… Quan sát dƣới kính hiển vi ta còn thấy khi già
tế bào Azotobacter đƣợc bao bọc bởi một vỏ nhầy khá dày. Vỏ nhầy của vi khuẩn
Azotobacter chứa khoảng 75 % là chất hiđrit của axit uronic và chứa khoảng 0,023
% nitơ. Lƣợng ADN trong tế bào Azotobacter thƣờng thấp hơn so với nhiều loại vi
khuẩn khác (0,70- 0,81%) [4].
Azotobacter có thể sử dụng nhiều loại hợp chất hữu cơ làm nguồn thức ăn
cacbon. Chúng cũng cần nhiều nguyên tố khoáng, đặc biệt là 2 nguyên tố vi lƣợng
bor (B) và molipden (Mo)(Mo cần cho quá trình cố định nitơ).
Khi sống trong điều kiện không có nitơ, Azotobacter sẽ dùng nitơ của không
khí để biến thành nitơ của cơ thể sống. Khi sống trong môi trƣờng đủ thức ăn nitơ
hữu cơ hoặc vô cơ thì tác dụng cố định nitơ sẽ rất thấp hoặc không có. Azotobacter
thích hợp với điều kiện hiếu khí vừa phải và pH trung tính hoặc hơi kiềm.
Khi nuôi trong môi trƣờng thạch, vi khuẩn Azotobacter có khuẩn lạc nhầy, lồi
hoặc tan, lúc đầu không màu, sau biến thành màu nâu tối, thậm chí đến màu đen

10


nhƣng không làm nhuộm màu môi trƣờng. Ngoài ra một số loài Azotobacter có
dạng nhăn nheo, khuẩn lạc có màu vàng lục, màu hồng.
Vi khuẩn Azotobacter thuộc loại vi khuẩn hiếu khí, sống theo phƣơng thức dị
dƣỡng. Chúng sử dụng nhiều loại hợp chất hữu cơ khác nhau: disacarit, dextrin, tinh
bột, axit hữu cơ, hợp chất thơm … Tuy vậy, nhiều tác giả cho biết có không ít
chủng Azotobacter không có khả năng đồng hoá lactose, manitơl hoặc natribenzoat
[12].
Trên các môi trƣờng không chứa nitơ khuẩn lạc Azotobacter có dạng nhầy, lồi,
đôi khi nhăn nheo, chứng tỏ vi khuẩn Azotobacter có khả năng sinh trƣởng trên môi
trƣờng không có nitơ. Sở dĩ chúng tồn tại đƣợc là vì có khả năng đồng hoá muối
amonium, urê. Một số chủng Azotobacter có khả năng sử dụng nitrit, nitrat. Hai loại
axit thích hợp nhất đối với nhu cầu dinh dƣỡng của Azotobacter là axit glutamic và
axit asparaginic.
1.1.2. Nguồn dinh dƣỡng
Vi sinh vật cũng nhƣ các loài động thực vật khác, luôn có nhu cầu sử dụng
những chất chúng có thể hấp thụ từ môi trƣờng xung quanh và đƣợc sử dụng làm
nguyên liệu để cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp tạo ra các thành phần của tế
bào hoặc để cung cấp cho các quá trình trao đổi năng lƣợng. Tuy nhiên không phải
mọi thành phần của môi trƣờng nuôi cấy đều đƣợc coi là chất dinh dƣỡng. Một số
chất rắn cần thiết cho vi sinh vật nhƣng chỉ làm nhiệm vụ bảo đảm các điều kiện
thích hợp về thế oxy hoá - khử, về pH, về áp suất thẩm thấu, về cân bằng ion v.v…
Chất dinh dƣỡng phải là những chất có tham gia vào quá trình trao đổi chất nội bào.
Nguồn cacbon
Cacbon chiếm tỷ lệ trên 50% vật chất khô của vi sinh vật. Cacbon là yếu tố
đặc biệt quan trọng trong cấu trúc tất cả các hợp chất có mặt trong tế bào. Hợp chất
cacbon là nguồn năng lƣợng quan trọng trong hoạt động sống của vi sinh vật. Trong
tự nhiên có hai dạng hợp chất cacbon cơ bản là: Cacbon vô cơ và cacbon hữu cơ.

Các loại vi sinh vật khác nhau sử dụng các nguồn cacbon không giống nhau. Tuỳ

11


theo nhóm vi sinh vật mà nguồn cacbon đƣợc cung cấp có thể là chất vô cơ (CO2,
NaHCO3, CaCO3 …) hoặc hữu cơ. Giá trị dinh dƣỡng và khả năng hấp thụ các
nguồn thức ăn cacbon phụ thuộc vào hai yếu tố:
+ Thành phần hoá học và tính chất sinh lý của nguồn thức ăn
+ Đặc điểm sinh lý của từng loại vi sinh vật
Hầu nhƣ không có hợp chất cacbon hữu cơ nào mà không bị nhóm vi sinh vật
này hoặc nhóm vi sinh vật khác phân huỷ.
Về thức ăn cacbon, Azotobacter có khả năng đồng hoá, nhiều loại
monosaccarit (glucoza, fructoza, galactoza, manoza arabinoza, xyloza), disaccarit
(saccaroza, maltoza, trehaloza, melibioza, lactoza), trisaccarit (raffinoza melizitoza),
polysaccarit (tinh bột, dextrin, glycogen, inulin), 2,3 butylenglycol, glyxerin,
mannit, sorbit, inozit, các oxi axit (nhƣ axit lactic, axit glycolic, axit saccaric, axit
sucxinic, axit malic, axit limonic, axit glycolic, axit galactonic, axit mannonic , axit
glyxetinic, axit pyruvic, axit quinic, axit butyric, axit valeric, axit cepronic), các
diaxit (axit fumaric, axit maleic, axit malonic, axit oxaloaxetic) các hợp chất thơm
(nhƣ axit benzoic, axit salixilic, phenol ...).
Khả năng đồng hoá các nguồn thức ăn cacbon nói trên không phải là giống
nhau ở tất cả các chủng Azotobacter. Có không ít các chủng Azotobacter không có
khả năng đồng hoá lactoza, mannit hoặc natri benzoat. Khi đồng hóa glucose,
Azotobacter thƣờng làm tích luỹ lại trong môi trƣờng axit pyruvic, axit lactic và
etanol. Chính vì lí do này cho nên khi phát triển Azotobacter thƣờng làm axit hoá
môi trƣờng nuôi cấy.
Nguồn nitơ
Nguồn dinh dƣỡng nitơ có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển của vi
sinh vật. Nguồn nitơ dễ hấp thụ đối với vi sinh vật là NH3 và NH4+. Muối nitrat là

nguồn thức ăn nitơ thích hợp đối với nhiều loại tảo, nấm sợi và xạ khuẩn nhƣng ít
thích hợp với nhiều loại nấm men và vi khuẩn. Sau khi vi sinh vật sử dụng hết gốc
NO3- các ion kim loại còn lại: K+, Na+, Mg2+,… làm kiềm hoá môi trƣờng. Để tránh

12


hiện tƣợng này ngƣời ta sử dụng muối NH4NO3 làm nguồn nitơ cho nhiều loại vi
sinh vật. Tuy nhiên gốc NH4+ thƣờng bị hấp thụ nhanh rồi mới hấp thụ đến gốc
NO3Đa số vi khuẩn không có khả năng đồng hóa N2 trong không khí, tuy nhiên có
những vi sinh vật có thể chuyển hoá N2 thành NH3 nhờ hoạt động xúc tác của hệ
thống enzym nitrogenaza, các vi sinh vật này gọi là các vi sinh vật cố định nitơ. Cụ
thể có các loại nhƣ: Rhizobium, Azotobacter, Clostridium, v.v…
Vi sinh vật còn có khả năng đồng hoá rất tốt nitơ chứa trong thức ăn hữu cơ.
Thức ăn này vừa là nguồn thức ăn cacbon vừa là nguồn thức ăn nitơ cho chúng.
Nguồn nitơ hữu cơ thƣờng đƣợc sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật là pepton – loại chế
phẩm thuỷ phân không triệt để của một nguồn protein nào đó.
Nguồn khoáng
Ngoài các chất hữu cơ, vô cơ, nƣớc v.v… trong tế bào vi sinh vật còn chứa
nhiều chất khoáng. Lƣợng chất khoáng trong tế bào thƣờng thay đổi tuỳ loài, tuỳ
từng giai đoạn và điều kiện sinh trƣởng, phát triển của vi sinh vật. Mỗi nguyên tố
đều có tác dụng nhất định đối với sinh trƣởng, phát triển của tế bào mà các nguyên
tố khác không thể thay thế đƣợc. Nguyên tố khoáng đƣợc chia làm 2 loại chính:
- Các nguyên tố đa lƣợng gồm có: P, K, Ca, S, Mg, Fe, Na, Cl …
- Các nguyên tố vi lƣợng gồm có: Mn, Cu, Co, B …
Nhu cầu của vi sinh vật cũng không giống nhau đối với từng loài, từng giai
đoạn phát triển. Theo nghiên cứu ngƣời ta nhận thấy nồng độ cần thiết về các muối
khoáng đối với vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn thƣờng thay đổi trong các phạm vi sau:

13

Bảng 1.1: Nồng độ muối khoáng cần thiết đối với vi khuẩn, nấm và xạ
khuẩn
Nồng độ cần thiết (g/l)
Muối khoáng
Đối với vi khuẩn

Đối với nấm và xạ khuẩn

K2HPO4

0.2 - 0.5

1–2

KH2PO4

0.2 - 0.5

1–2

MgSO4.7H2O

0.1 - 0.2

0.2 - 0.5

MnSO4.4H2O

0.005 - 0.01

0.02 - 0.1

FeSO4.7H2O

0.005 - 0.01

0.02 - 0.05

Na2MoO4

0.001 - 0.005

0.01 - 0.02

_

0.02 - 0.1

CoCl2

Tới 0.03

Tới 0.06

CaCl2

0.01 - 0.03

0.02 - 0.1

0.001 - 0.005

0.01 - 0.05

ZnSO4.7H2O

CaSO4.5H2O

Khi sử dụng các môi trƣờng thiên nhiên để nuôi cấy vi sinh vật ngƣời ta
thƣờng không cần thiết bổ sung các nguyên tố khoáng, cụ thể nhƣ các loại môi
trƣờng: nƣớc chiết đậu, nƣớc thịt, sữa, huyết thanh, pepton, giá đậu…vì các môi
trƣờng này thƣờng chứa đủ các nguyên tố khoáng cần thiết cho sự phát triển của vi
sinh vật. Ngƣợc lại, khi làm các môi trƣờng tổng hợp (dùng nguyên liệu là hoá chất)
bắt buộc phải bổ sung đầy đủ các nguyên tố khoáng cần thiết. Nồng độ cần thiết của
từng nguyên tố vi lƣợng trong môi trƣờng chỉ vào khoảng 10-6 - 10-8M. Hàm lƣợng

14


các chất khoáng chứa trong nguyên sinh chất thƣờng thay đổi tuỳ loài, tuỳ từng giai
đoạn phát triển và điều kiện nuôi cấy.
Bình thƣờng khi nuôi cấy vi sinh vật, ngƣời ta không cần bổ sung các nguyên
tố vi lƣợng. Những nguyên tố này có sẵn trong nƣớc máy, trong các hoá chất dùng
làm môi trƣờng hoặc có lẫn trong thuỷ tinh của các dụng cụ nuôi cấy. Tuy nhiên
cũng có một số trƣờng hợp cụ thể phải bổ sung các nguyên tố vi lƣợng vào môi
trƣờng nuôi cấy. Ví dụ: Bổ sung Zn vào các môi trƣờng nuôi cấy nấm mốc, bổ sung
Bo và Mo vào môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật cố định đạm .
Chất sinh trưởng

Muốn phát triển bình thƣờng vi sinh vật không những đòi hỏi phải đƣợc cung
cấp đầy đủ protein, lipit, gluxit, muối khoáng… mà còn cần tới các chất sinh
trƣởng.
Tuỳ thuộc vào khả năng sinh tổng hợp của từng loại vi sinh vật mà cùng một
chất có thể hoàn toàn không cần thiết với vi sinh vật này nhƣng có thể là có tác
dụng kích thích sinh trƣởng, phát triển của vi sinh vật khác. Hầu nhƣ không có chất
nào là chất sinh trƣởng chung đối với tất cả các loài vi sinh vật. Tuỳ theo từng loại
vi sinh vật mà chúng ta bổ sung vào môi trƣờng nuôi cấy những chất sinh trƣởng
khác nhau.
1.1.3. Ảnh hƣởng các nhân tố sinh thái đến sinh trƣởng và phát triển của
Azotobacter.
Vi khuẩn Azotobacter hiếu khí, sự phát triển và khả năng cố định nitơ của
chúng trong đất chịu ảnh hƣởng của các điều kiện sau:
Độ ẩm của đất
Azotobacter đòi hỏi độ ẩm rất cao của đất. Nhu cầu về độ ẩm của chúng cao
hơn so với các vi khuẩn khác, tƣơng đƣơng với nhu cầu của cây trồng. Vì vậy ít gặp
chúng ở vùng khô hạn, sự khô hạn của đất chỉ có bào xác của chúng mới chịu đựng
đƣợc. Ẩm độ thích hợp: 75- 80 %.

15


Độ thoáng khí
Độ thoáng khí của đất có liên quan đến quá trình cố định nitơ của Azotobacter.
Tuy vậy vi khuẩn Azotobacter thuộc loại hiếu khí nhƣng có thể phát triển đƣợc
trong điều kiện vi hiếu khí. Quá trình cố định nitơ của Azotobacter bị giảm khi thế
ôxi hoá khử của môi trƣờng cao quá (+) 200 mv hoặc thấp quá (–) 200 mv. Nhƣ
vậy, không khí quá mạnh cũng ức chế quá trình cố định nitơ phân tử, khi nồng độ
ôxi trong không khí là 4 % quá trình cố định nitơ vƣợt quá ba lần so với khi ôxi là
10- 20 %.

Nhiệt độ
Mỗi loại vi sinh vật thích ứng ở nhiệt độ thích hợp để sinh trƣởng và tạo sản
phẩm. Tuỳ theo quan hệ với các vùng nhiệt khác nhau, có thể phân chia vi sinh vật
thành các nhóm cơ bản sau: nhóm ƣa lạnh, nhóm ƣa ấm và nhóm ƣa nhiệt. Vì vậy,
nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến sự phát triển của vi sinh vật.
Nhiệt độ ảnh hƣởng đến Azotobacter không giống nhau ở các vùng địa lí khác
0

nhau. Ở vùng nhiệt đới Azotobacter có khả năng chịu đƣợc nhiệt độ 35oC -40 C. Ở
0

0

7 C Azotobacter có hoạt động cố định nitơ thấp hơn 5 lần so với ở 45 C. Tế bào
0

0

dinh dƣỡng của Azotobacter không sống đƣợc khi xử lí 50 C trong 30 phút, ở 80 C
sẽ chết rất nhanh. Nhiệt độ thích hợp đối với sự phát triển của Azotobacter vào
0

khoảng 20-30 C.
pH của đất
pH có ý nghĩa quyết định đối với sinh trƣởng của nhiều loài vi sinh vật. Các
ion H+ và OH- là hai ion hoạt động lớn nhất trong tất cả các ion, những biến đổi dù
nhỏ trong nồng độ của chúng cũng có những ảnh hƣởng mạnh mẽ. Các loại vi sinh
vật khác nhau có khả năng thích nghi với các điều kiện pH khác nhau.
pH của đất ảnh hƣởng không giống nhau đến sự phát triển và khả năng cố định
N của Azotobacter. Azotobacter thích hợp nhất với pH = 7,2- 8,2, song có thể phát

16


triển đƣợc ở pH = 4,5- 9,0. Các loài Azotobacter khác nhau mẫn cảm khác nhau đối
với pH của môi trƣờng. Chẳng hạn: pH thấp nhất của môi trƣờng đối với
Azotobacter chroococcum và A. beijerinck khoảng 5,5; đối với A. macrocytones là
khoảng 4,6.
Phần lớn Azotobacter chỉ phát triển ở pH lớn hơn 6, vì vậy ít gặp chúng ở đất
chua. Cũng có thể phân lập đƣợc một số chủng từ đất chua nhƣng các chủng này
thƣờng đã mất khả năng cố định nitơ.
Các nhân tố sinh học
Sự phát triển và cố định nitơ của Azotobacter trong đất còn chịu ảnh hƣởng
mật thiết của khu hệ các sinh vật đất. Bên cạnh các nhóm vi sinh vật có ảnh hƣởng
tốt còn có nhiều nhóm có khả năng ức chế sự phát triển của Azotobacter.
Ngoài ra các yếu tố khác nhƣ phân đạm, phân lân, phân kali cũng có ảnh
hƣởng không nhỏ tới sự sống và quá trình cố định nitơ của Azotobacter.
1.2. Sự phân bố của Azotobacter trong đất.
Đất là môi trƣờng thuận lợi cho sinh trƣởng và phát triển của các loài vi sinh
vật. Trong thành phần sinh vật đất, vi sinh vật chiếm tới 90%. Trong thành phần
cacbon hữu cơ của đất, vi sinh vật chiếm khoảng 2%. Số lƣợng vi sinh vật trong
mỗi gam đất có tới hàng triệu, hàng tỉ và tới vài chục tỉ tế bào. Vi khuẩn là nhóm
chiếm số lƣợng lớn nhất trong đất (106 – 1010 tế bào/gam đất) nhƣng vì kích thƣớc
nhỏ (khoảng 1µm) nên chúng chỉ chiếm không quá 20% trọng lƣợng của vi sinh vật
trong đất [23], [29].
Ở chiều sâu đất 10 – 20cm so với bề mặt Azotobacter và các vi sinh vật khác
thấy có số lƣợng nhiều hơn các tầng đất khác. Ở tầng đất này độ ẩm thích hợp, các
chất dinh dƣỡng tích lũy nhiều, không bị tác dụng của ánh sáng mặt trời nên hệ vi
sinh vật phát triển nhanh, các quá trình chuyển hóa quan trọng trong đất chủ yếu
xảy ra trong tầng đất này [10].

17


Đối với tất cả các loại cây trồng, vùng rễ cây là vùng vi sinh vật phát triển
mạnh nhất so với vùng không có rễ, vì rễ cây cung cấp một lƣợng lớn chất hữu cơ
khi chết đi. Khi còn sống, bản thân rễ cây cũng thƣờng xuyên tiết ra các chất hữu cơ
làm nguồn dinh dƣỡng cho vi sinh vật. Rễ cây còn làm cho đất thoáng khí, giữ độ
ẩm. Tất cả những yếu tố đó làm cho số lƣợng vi sinh vật, trong đó có cả
Azotobacter phát triển ở vùng rễ mạnh hơn vùng ngoài rễ. Tuy nhiên, mỗi loại cây
trồng trong quá trình sống thƣờng tiết qua bộ rễ những chất khác nhau. Bộ rễ chết đi
cũng có thành phần các chất khác nhau. Thành phần và số lƣợng các chất hữu cơ
tiết ra từ bộ rễ quyết định thành phần và số lƣợng vi sinh vật sống trong vùng rễ đó.
Ví dụ: vùng rễ cây họ đậu thƣờng phân bố nhóm vi khuẩn cố định nitơ cộng sinh
(Rhizobium), còn vùng rễ lúa là nơi cƣ trú của các nhóm cố định nitơ tự do
(Azotobacter) hoặc nội sinh ... [10].
Kết quả nghiên cứu sự phân bố của Azotobacter trong vùng rễ và ngoài vùng
rễ từ cánh đồng lúa mì ở Bangladesh, cho thấy rõ hơn sự có mặt của Azotobacter
ngoài vùng rễ đạt 5.2 x 104 – 7.2 x 104 CFU/g và trong vùng rễ đạt 17.2 x 104 – 25.5
x 104 CFU/g [28].
Azotobacter phát triển mạnh trong điều kiện đất thoáng khí, độ ẩm của đất cao.
Tuy nhiên, yếu tố có tính quyết định đến sự có mặt của Azotobacter trong đất lại là
sự phản ứng của đất. Hầu hết các nghiên cứu đều cho rằng Azotobacter chỉ thích
ứng với đất ít chua hoặc trung tính [9], [18].
Các điều tra ở đất Việt Nam cho biết, khi pH đất thấp hơn 5,5 sự phát triển của
Azotobacter bị hạn chế một cách rõ rệt. Trong khi đó ở các đất có pH trung tính
Azotobacter luôn có từ hàng nghìn đến hàng vạn tế bào trong mỗi gam chất khô [4].
Nhƣ vây, trên đất phù sa sông Hồng và sông Cửu Long luôn có mặt
Azotobacter. Tuy nhiên, cùng là đất phù sa nhƣng hoạt động của Azotobacter lại
không giống nhau. Đất phù sa sông Hồng thƣờng có số lƣợng Azotobacter cao hơn

đất phù sa sông Cửu Long do ƣu điểm nổi bật của đất phù sa sông Hồng có pH
trung tính [2].

18


1.3. Khả năng cố định nitơ của Azotobacter
1.3.1. Quá trình cố định nitơ sinh học
Nitơ là nguyên tố trơ khó liên kết hóa học với các nguyên tố khác, nếu không
có chất xúc tác và các điều kiện đặc biệt khác, nó không ngừng bị chuyển hóa trong
một chu trình khép kín do các tác động sinh học hay hóa học khác nhau. Dƣới tác
động của các hoạt động hóa học hoặc sinh học, nitơ phân tử đƣợc chuyển hóa thành
đạm vô cơ, sau chuyển hóa thành đạm thực vật hoặc động vật thông qua quá trình
đồng hóa. Một phần đạm thực vật dƣới dạng tàn dƣ thực vật và một phần khác đƣợc
con ngƣời, động vật thải ra dƣới dạng phân bón đƣợc trả lại cho đất. Đạm trong đất,
một phần đƣợc cây trồng sử dụng, số còn lại bị mất do rửa trôi hoặc bay hơi do hoạt
động của các vi sinh vật đất có khả năng phân giải đạm. Quá trình đất mất đạm chịu
ảnh hƣởng rất lớn bởi các chế độ canh tác [15].
Nitơ đồng thời cũng là yếu tố dinh dƣỡng vô cùng quan trọng không chỉ với các
sinh vật bậc cao mà cả với các sinh vật nhỏ mắt thƣờng không nhìn thấy đƣợc. Trong
tự nhiên, nitơ phân tử tồn tại dƣới dạng khí chiếm tới 78,16% thể tích không khí, song
lại không sử dụng đƣợc làm nguồn dinh dƣỡng cho sinh vật. Để cây trồng có thể sử
dụng nguồn tài nguyên này làm chất dinh dƣỡng, nitơ không khí phải đƣợc chuyển hóa
thông qua quá trình cố định nitơ (cố định đạm), trong đó nitơ phân tử đƣợc chuyển hóa
thành amôn.
Quá trình cố định nitơ có thể xảy ra nhờ các tác nhân vật lý, hóa học hoặc sinh
học, trong đó ngƣời ta quan tâm nhiều đến quá trình cố định đạm sinh học vì hiệu quả
và tính an toàn của nó đối với môi trƣờng [15].
Trong một thời gian dài, cơ chế của quá trình cố định nitơ phân tử là một bí ẩn
đầy hấp dẫn của tự nhiên. Quá trình cố định nitơ phân tử là quá trình khử N2 thành

NH3có xúc tác của enzym nitrogenaza, khi có mặt của ATP
N2 + AH2 + ATP

nitrogenaza

NH3 + A + ADP +P

19


Năm 1992 các nhà khoa học đã hoàn thiện đƣợc cơ chế của quátrình cố định
nitơ phân tử nhƣ sau [4]
N=N

NH = NH

N2 + 8H+ + 8e- + 16 Mg.ATP + 16º

H2N-NH2
nitrogenaza

NH3
2NH3 + H2 +16 Mg.ADP + 16P

1.3.2. Vi khuẩn cố định nitơ tự do Azotobacter
Vi khuẩn cố định nitơ tốt nhất và đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là
Azotobacter. Azotobacter không có khả năng đồng hóa chất mùn, chúng chỉ có khả
năng phát triển mạnh trong đất có chứa nhiều chất hữu cơ dễ đồng hóa. Azotobacter
đồng hóa rất tốt các sản phẩm phân giải của cellulose.
Phần lớn các chủng Azotobacter phân lập đƣợc từ thiên nhiên có khả năng cố

định đƣợc trên 10 mg N2 khi tiêu thụ hết 1g các hợp chất cacbon. Một số chủng
Azotobacter trong những điều kiện thích hợp có khả năng đồng hoá đƣợc đến 300
mg N2/g hợp chất cacbon [4].
Sự phát triển và cố định nitơ của Azotobacter trong đất còn chịu ảnh hƣởng
mật thiết của khu hệ các vi sinh vật đất. Bên cạnh các nhóm vi sinh vật có ảnh
hƣởng tốt đối với sự phát triển của Azotobacter (tổng hợp các chất hoạt động sinh
học, phân giải các thức ăn hữu cơ bền vững) còn có nhiều nhóm vi sinh vật có khả
năng ức chế sự phát triển của Azotobacter (cạnh tranh thức ăn, sản sinh chất kháng
sinh v.v...) [4].
Đã có nhiều công trình nghiễn cứu đề cập đến mối quan hệ giữa Azotobacter
và cây trồng. Azotobacter thƣờng xuyên có mặt trong vùng rễ cây trồng với số
lƣợng cao hơn nhiều so với ngoài vùng rễ. Số lƣợng của chúng còn biến đổi phụ
thuộc vào từng loài cây, từng giai đoạn phát triển của cây và nhiều yếu tố sinh thái địa lý khác. Azotobacter không phát triển trên bề mặt rễ mà phát triển trong đất
xung quang rễ [4].

20


Azotobacter có tác dụng tăng cƣờng thức ăn nitơ cung cấp cho cây trồng.
Trung bình khi tiêu thụ hết 1g các chất sinh năng lƣợng, Azotobacter có khả năng
đồng hoá đƣợc khoảng 10 – 15 mg nitơ phân tử [4].
1.4. Khả năng kích thích sinh trƣởng của Azotobacter.
1.4.1. Chất kích thích sinh trƣởng ở thực vật.
Các chất kích thích sinh trƣởng của thực vật là những chất ở nồng độ sinh lí
có tác dụng kích thích quá trình sinh trƣởng của cây. Các chất kích thích sinh
trƣởng thực vật gồm có các nhóm chất: auxin, gibberellin, cytokinin.
Quan niệm về tồn tại trong cơ thể thực vật một hoocmon nào đó để kích thích
và phát triển chúng đã xuất hiện từ khi có công trình của Charles Darwin (1881)
song chƣa biết đó là chất gì. Sau đó có nhiều công trình nghiên cứu về chất kích
thích sinh trƣởng đƣợc hình thành trên đỉnh chồi của cây đã chứng minh bản chất

hóa học của chất này và gọi là Auxin (theo tiếng Hi-lạp có nghĩa là sinh trưởng)
[17].
Năm 1934, Kogl và cs đã tách ra một chất từ dịch chiết nấm men có hoạt tính
sinh trƣởng tƣơng tự nhƣ những thí nghiệm của Darwin. [19]
Năm 1936, F.Kogl và cs đã xác định đƣợc cấu trúc hóa học của Auxin. Sau
này, đã có nhiều công trình nghiên cứu và xác định chất đó là axit indol axetic
(AIA). Qua đó ngƣời ta cũng khẳng định đƣợc AIA là dạng Auxin chủ yếu. [17]
Ngày nay, ngƣời ta đã công nhận rằng AIA đóng vai trò rât quan trọng trong
các quá trình biến đổi hình thái hay sinh lí của thực vật và có tác dụng chủ yếu nhƣ:
-

Điều khiển phân chia, kéo dài và phân hóa tế bào đặc biệt là ở cây gỗ, ảnh
hƣởng đến sự tổng hợp ADN, kích thích sự ra rễ của mô sẹo, ngăn ngừa
đƣợc sự rụng đài, nụ, hoa, lá do tác động điển hình là tăng độ mềm dẻo của
vách tế bào.

-

Có vai trò chính trong hƣớng quang và hƣớng địa. Ánh sáng từ một phía tác
động lên thân hay lá mầm gây nên sự chuyển dịch AIA về phần tối, vì thế

21


gây nên kích thích phát triển nhanh hơn so với phần sáng, là nguyên nhân
gây cong thân và lá mầm về nguồn sáng. Cây bao giờ cũng mọc theo chiều
thẳng đứng (trừ các nhóm cây bò lan). Trƣờng hợp này, AIA tập trung nhiều
hơn mặt bên dƣới, tạo cho phần này có tế bào sinh trƣởng mạnh hơn làm cho
cây cong theo chiều thẳng đứng. Do ngƣợc với chiều trọng lực nên còn gọi là
tính hƣớng địa. Đặc tính này chỉ có ở phần gần chóp rễ, giúp cho rễ cây luôn

ăn thẳng xuống lòng đất theo chiều của trọng lực.
-

Tạo nên tính chất ƣu thế ngọn. AIA kìm hãm sinh trƣởng của chồi phụ, do đó
tạo điều kiện thuận lợi cho chồi chính phát triển.

-

Điều khiển hình thành và phát triển bộ rễ. AIA đóng vai trò quan trọng trong
việc điều khiển hình thành rễ phụ, là cơ sở để phát triển bộ rễ và hình thành
rễ trên thân do tác dụng kích thích của AIA là hoạt hóa phân chia tế bào
quang mao mạch [17].

1.4.2. Vi khuẩn sinh AIA: Azotobacter
AIA là một hợp chất hóa học có khả năng kích thích sinh trƣởng thực vật. Để
điều chế ra AIA có nhiều con đƣờng, trong đó chúng ta có thể sử dụng các vi sinh
vật tổng hợp AIA. Đặc điểm nổi bật của con đƣờng này, rẻ tiền nhƣng vẫn cho hiệu
quả khá cao.
Azotobacter còn có khả năng kích thích sinh trƣởng đối với cây trồng của
chúng. Những thí nghiệm nhiễm dịch nuôi cấy Azotobacter lên hạt cho thấy khả
năng nâng cao rõ rệt tỉ lệ nảy mầm cũng nhƣ tốc độ phát triển của mầm hạt. Sở dĩ
Azotobacter có tác dụng này là do có khả năng tích lũy trong môi trƣờng nuôi cấy
nhiều loại chất hoạt động sinh học có giá trị. Trong môi trƣờng chứa khoảng 1g tế
bào Azotobacter (tính theo chất khô) thì đã tích lũy đƣợc 50 – 100 gama tanin, 240
– 600 gama axit nicotinic, 600 gama axit pantotenic, khoảng 6 gama piridoxin, ...
Azotobacter còn có khả năng tổng hợp các chất sinh trƣởng loại auxin và gibberelin
[4].

22

1.5. Tính kháng vi khuẩn gây bệnh héo xanh Ralstonia solanacearum.
1.5.1. Vi khuẩn R.solanacearum
Là vi khuẩn gây bệnh mạch dẫn gây hại trên 200 loài cây cỏ. Halted đã nghiên
cứu bệnh này vào năm 1982, đến năm 1986 E.F.Smith nghiên cứu, mô tả, định tên
R.solanacearum. Ở Việt Nam bệnh do vi khuẩn R.solanacearum còn đƣợc gọi là
bệnh héo xanh, héo rũ. Những năm sau đó, bệnh héo xanh đƣợc nhiều nhà khoa học
trên thế giới đi sâu và nghiên cứu một cách toàn diện [26], [25], [8].
Vi khuẩn R.solanacearum tồn tại trong đất thƣờng xuyên gây ra các bệnh chết
héo (héo rũ, héo xanh) trên nhiều loại cây trồng nhƣ: lạc, khoai tây, cà chua, ớt,
thuốc lá phổ biến rộng ở hầu hết các vùng. Chúng lan truyền theo nƣớc tƣới, xâm
nhập vào cây qua các vết thƣơng và di chuyển vào trong bó mạchtừ thân đến lá,
sinh độc tố hoặc phá bó mạch làm tắc nghẽn sự vận chuyển nƣớc và các chất dinh
dƣỡng làm cây héo, chết. Bệnh thƣờng xảy ra vào lúc cây đang tăng trƣởng nên
thƣờng gây tổn hại lớn cho sản xuất.
R.solanacearum là vi khuẩn gây hại ở hầu hết các châu lục, phổ biến là ở các
nƣớc nhƣ Angola, Trung Quốc, Bangladesh, Ấn Độ, Indonesia, Srilanka, Đông Ấn
Ethiopia, Lybia, Malaysia, Nigieria, Philippin, Nam Phi, Đài Loan, Thái Lan,
Uganda, Hoa Kì, Việt Nam, Zambia.
Ở Việt Nam, bệnh héo xanh trên cây lạc do vi khuẩn R.solanacearum gây ra,
là một trong những bệnh gây hại rất phổ biến làm chết héo hàng loạt cây lạc trên
đồng ruộng, gây tổn thất lớn ở các vùng trồng lạc, nhất là ở vùng Đồng bằng sông
Hồng.
1.5.2. Tính kháng R.solanacearum của Azotobacter
Thực tế cho thấy chỉ cần sử dụng thuốc hoá học, con ngƣời có thể kiểm soát
đƣợc hầu hết sâu, bệnh hại cây trồng. Biện pháp này giữ vị trí khá quan trọng trong
phòng trừ dịch hại cây trồng. Vì vậy, việc phòng trừ sâu bệnh hại bằng thuốc hoá
học ở nhiều nƣớc đã bị lạm dụng, có khi còn khá tuỳ tiện. Dẫn tới sâu bệnh hại có

23

chiều hƣớng gia tăng bởi vì chúng đã quen dần với thuốc hoá học, bên cạnh đó năng
suất cây trồng đã không thể tăng lên đƣợc nữa mà bị chững lại [31].
Ảnh hƣởng có ích của nhóm vi khuẩn này là do chúng sản sinh ra các chất
kích thích tăng trƣởng, chất ức chế hoặc làm suy yếu tác nhân gây bệnh hoặc cả hai.
Cơ chế ban đầu ức chế tác nhân gây bệnh là tiết ra các chất kháng sinh. Tuy nhiên
những yếu tố khác nhƣ việc tiết ra các chất sidrophores, HCN, sự cạnh tranh dinh
dƣỡng cũng có vai trò quan trọng trong việc ức chế các tác nhân gây bệnh [21],
[22], [24].
1.6. Chế phẩm phân bón chứa Azotobacter và hiệu quả trong trồng trọt trong
những nghiên cứu ban đầu.
Hoạt động của vi sinh vật có ích giúp đẩy nhanh quá trình khoáng hóa các hợp
chất hữu cơ trong đất, nâng cao độ phì nhiêu của đất, phù hợp với mọi loại đất. Đặc
biệt là làm tăng độ mùn, cung cấp các chất dinh dƣỡng và giúp cải tạo đất xám, đất
xám bạc màu, đất phèn. Khắc phục hiện tƣợng chai đất do sử dụng phân bón hóa
học lâu ngày, giúp cho đất tơi xốp màu mỡ trở lại. Bảo vệ đất chống rửa trôi xói
mòn. Cung cấp các chất dinh dƣỡng cần thiết giúp cho cây tăng trƣởng, phát triển
khỏe mạnh, có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh, nâng cao năng suất cây trồng.
Cung cấp các hệ vi sinh vật có ích, khả năng thích ứng cao, cải tạo đất đồng thời có
thể kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật gây hại từ đó làm giảm mầm mống sâu
bệnh (nấm, mốc ...). Bên cạnh đó một số chủng vi sinh vật có khả năng tiết ra hoạt
chất có tác dụng kích thích sinh trƣởng giúp cây phát triển nhanh, tốt, hạn chế sâu
bệnh. Giúp bộ rễ phát triển nhanh, sâu rộng, chắc khỏe, nâng cao năng suất, sản
lƣợng cho cây trồng.
Phân bón có sử dụng Azotobacter có thể đƣợc coi là loại phân bón vi sinh vật
đƣợc ứng dụng sớm nhất. Azotobacter không chỉ có khả năng cố định nitơ mà còn
có khả năng sinh tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trƣởng thực vật, một số vitamin
và hoạt chất ức chế sự sinh trƣởng, phát triển của một số vi nấm gây bệnh vùng rễ
một số cây trồng.

24


Sản phẩm phân bón vi sinh vật cố định nitơ tự do từ Azotobacter và
Clostridium đã đƣợc sản xuất tại Mỹ, Úc và sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới với
tên E.2001 mang lại hiệu quả kinh tế xã hội tƣơng đối cao. Ở Việt Nam, sản phẩm
E.2001 đã đƣợc khảo nghiệm hiệu lực đối với cây trồng trên đồng ruộng và đƣợc
đƣa vào danh mục các loại phân bón đƣợc phép sử dụng tại Việt Nam. Kết quả đánh
giá ảnh hƣởng của sản phẩm E.2001 trên cà chua, rau diếp và bầu cho thấy, E.2001
có tác dụng tốt trong việc nâng cao năng suất rau, trong đó mức độ tăng có thể từ
33.33% đến 56% tùy từng loại rau [6].
Ở Việt Nam, phân vi sinh vật cố định nitơ hội sinh đƣợc nghiên cứu và phát
triển từ những năm 90 của thế kỷ XX trong khuôn khổ của đề tài khoa học cấp Nhà
nƣớc KC.08.01. Sản phẩm đƣợc gọi dƣới tên Azogin, Rhizolu. Các thử nghiệm sử
dụng phân vi sinh vật cố định nitơ hội sinh (azogin) ở 15 tỉnh miền Bắc, Trung và
miền Nam trên điện tích hàng chục ngàn hecta cho thấy, trong cùng điều kiện sản
xuất, ruộng lúa đƣợc bón phân azogin đều tốt hơn so với đối chứng, biểu hiện qua
bộ lá phát triển tốt hơn, tỷ lệ nhánh hữu hiệu và số bông/khóm nhiều hơn đối chứng.
Năng suất hạt tăng 4 - 25%, đặc biệt nhiều nơi bón azogin và giảm 20% phân
khoáng vẫn cho năng suất lúa cao hơn so với đối chứng.
Đối với rau (xà lách, rau diếp, khoai tây...), bón phân azogin cũng làm tăng
sản lƣợng thu hoạch 20 - 30%. Việc bón phân azogin còn làm tăng khả năng chống
chịu của cây và giảm lƣợng nitrat tồn dƣ trong rau. Hiệu quả kinh tế do sử dụng
phân vi sinh vật cố định nitơ hội sinh là rõ rệt. Nếu đầu tƣ 1 đồng cho việc sử dụng
phân vi sinh, lãi suất thu về từ 16,2 đến 19,1 đồng cho cây lúa.
Bón phân vi sinh vật cố định nitơ cho cây trồng có thể thay thế một phần phân
đạm khoáng. Kết quả nghiên cứu của các đề tài cấp Nhà nƣớc KC.08.01 (1991 1995) và KHCN.02.06 (1996 - 2000) cho biết, có thể tiết kiệm đƣợc lƣợng phân
đạm khoáng nhất định, từ 10,80 đến 22,40 kgN/ha/vụ tùy theo từng loại đất và mùa
vụ gieo trồng [6].

25