Ứng dụng các chủng vi sinh vật Trichoderma và Bacillus trong nông nghiệp hữu cơ: Hiệu quả và hướng dẫn sử dụng

1. Giới thiệu

Nông nghiệp hữu cơ đang trở thành một giải pháp bền vững nhằm giảm thiểu sử dụng hóa chất và cải thiện sức khỏe đất cũng như cây trồng. Một trong những yếu tố quan trọng đóng góp vào thành công của nông nghiệp hữu cơ là sự kết hợp của các vi sinh vật có lợi, trong đó có các chủng thuộc Trichoderma và Bacillus. Những vi sinh vật này không chỉ giúp kiểm soát dịch hại mà còn hỗ trợ cây trồng phát triển, cải thiện chất lượng đất và tăng cường khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trường. Nghiên cứu sâu rộng đã được thực hiện về tiềm năng của các chủng như Trichoderma virens, Trichoderma asperellum, Trichoderma harzianum, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, và Bacillus licheniformis trong nông nghiệp hữu cơ. Mục tiêu của báo cáo này là tổng hợp các kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tế của các vi sinh vật này trong sản xuất nông nghiệp.

2. Tác dụng của vi sinh vật trong phân bón hữu cơ

2.1. Trichoderma spp.

Trichoderma là một chi nấm đất có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp nhờ khả năng kích thích sự phát triển của cây trồng và kiểm soát dịch hại.

• Kích thích sự phát triển của rễ cây: Các nghiên cứu cho thấy, Trichoderma có khả năng cộng sinh với rễ cây, giúp cây trồng hấp thu dinh dưỡng tốt hơn, đặc biệt là các dưỡng chất thiết yếu như phốt pho và kali (Harman et al., 2004). Bằng cách tạo ra các enzyme phân giải phốt pho, Trichoderma giúp cải thiện sự hấp thụ dinh dưỡng và tăng cường sự phát triển của rễ cây (Contreras-Cornejo et al., 2016).

• Cạnh tranh với tác nhân gây bệnh: T. harzianum và T. virens có khả năng cạnh tranh không gian sống và nguồn dinh dưỡng với các nấm gây bệnh nhờ cơ chế ký sinh và tái ký sinh. Chúng cũng có thể sản xuất các enzyme như chitinase và glucanase, phá hủy màng tế bào của nấm gây bệnh (Howell, 2003). Việc sử dụng Trichoderma đã được chứng minh là làm giảm sự phát triển của nấm bệnh như Fusarium oxysporum và Rhizoctonia solani (Kumar et al., 2017).

• Chống chịu stress môi trường: Các chủng Trichoderma giúp cây trồng chịu đựng tốt hơn trong điều kiện khô hạn, nhiễm mặn, hoặc stress nhiệt độ. Các cơ chế như việc sản xuất hormone kích thích sinh trưởng auxin và enzyme ACC deaminase giúp giảm mức ethylene trong cây, hormone vốn gây ức chế sự phát triển khi cây gặp stress (Hermosa et al., 2012).

2.2. Bacillus spp.

Bacillus spp., đặc biệt là các chủng B. subtilis, B. megaterium, và B. licheniformis, là những vi khuẩn sinh học phổ biến trong canh tác hữu cơ nhờ khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, và cải thiện dinh dưỡng đất.

• Kháng khuẩn và kháng nấm: Bacillus subtilis có khả năng sản xuất các hợp chất kháng sinh tự nhiên như subtilin và bacilysin, giúp bảo vệ cây trồng khỏi các tác nhân gây bệnh. Các hợp chất này có tác dụng tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của nhiều loại nấm và vi khuẩn gây hại (Radhakrishnan et al., 2017).

• Cải thiện hấp thu dinh dưỡng: Các chủng B. megaterium và B. licheniformis đã được chứng minh là có khả năng hòa tan phốt pho trong đất, cung cấp phốt pho cho cây trồng ở dạng dễ hấp thụ hơn (Rodríguez et al., 2006). Bacillus cũng hỗ trợ phân hủy các hợp chất hữu cơ trong đất, cải thiện cấu trúc đất và tăng cường lượng dưỡng chất sẵn có.

2.3. Streptomyces và Pseudomonas spp.

• Streptomyces: Vi khuẩn này nổi tiếng với khả năng sản xuất các hợp chất kháng sinh tự nhiên và phân giải cellulose cùng lignin, góp phần cải thiện cấu trúc đất. Streptomyces cũng có vai trò quan trọng trong việc phòng chống nhiều loại nấm và vi khuẩn gây bệnh cho cây trồng (Chater et al., 2010).

• Pseudomonas sp.: Các chủng Pseudomonas có khả năng tổng hợp các chất điều hòa sinh trưởng thực vật như auxin và ACC deaminase, giúp cây trồng giảm thiểu tác động của stress môi trường như nhiễm mặn và khô hạn. Chúng cũng cải thiện khả năng hấp thu nước và dinh dưỡng của cây, đặc biệt trong điều kiện đất nghèo dưỡng chất (Weller, 2007).

3. Hướng dẫn sử dụng

Để đảm bảo hiệu quả của các vi sinh vật, việc sử dụng chúng đúng cách và liều lượng là rất quan trọng. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

• Bón vào đất: Các sản phẩm chứa vi sinh vật thường được bón trực tiếp vào đất với liều lượng 5-10 kg/ha cho cây trồng thông thường và 10-15 kg/ha cho đất bạc màu hoặc nhiễm mặn (Singh et al., 2011).

• Tưới vào gốc cây: Vi sinh vật cũng có thể được hòa tan trong nước và tưới vào gốc cây. Cách làm này giúp vi sinh vật dễ dàng tiếp xúc với hệ rễ và tăng cường hiệu quả. Việc tưới định kỳ từ 2-3 tuần một lần trong giai đoạn sinh trưởng mạnh được khuyến khích để đạt hiệu quả tối ưu (Mukherjee et al., 2012).

4. Kết luận

Việc sử dụng các vi sinh vật như Trichoderma spp., Bacillus spp., Streptomyces, và Pseudomonas sp. trong nông nghiệp hữu cơ không chỉ cải thiện sức khỏe đất và năng suất cây trồng mà còn giúp giảm sự phụ thuộc vào hóa chất nông nghiệp. Đây là giải pháp bền vững, hiệu quả trong việc quản lý dịch bệnh và tăng cường khả năng chống chịu của cây trồng trong các điều kiện khắc nghiệt. Việc áp dụng đúng cách và thường xuyên các vi sinh vật này sẽ giúp nông dân duy trì và nâng cao năng suất cây trồng, đồng thời bảo vệ môi trường tự nhiên.

Tài liệu tham khảo:

• Chater, K. F., Chandra, G. (2010). “The evolution of development in Streptomyces analysed by genome comparisons.” FEMS Microbiology Reviews 30(4): 651–672.

• Contreras-Cornejo, H. A., Macías-Rodríguez, L., del-Val, E., Larsen, J. (2016). “Ecological functions of Trichoderma spp. and their secondary metabolites in the rhizosphere: interactions with plants.” FEMS Microbiology Ecology 92(4).

• Harman, G. E., Howell, C. R., Viterbo, A., Chet, I., Lorito, M. (2004). “Trichoderma species – opportunistic, avirulent plant symbionts.” Nature Reviews Microbiology 2(1): 43-56.

• Howell, C. R. (2003). “Mechanisms employed by Trichoderma species in the biological control of plant diseases: the history and evolution of current concepts.” Plant Disease 87(1): 4-10.

• Kumar, V., Saharan, K., Bhattacharyya, R., et al. (2017). “Trichoderma: biodiversity, ecological significances, and industrial applications.” Recent Developments in Microbial Technologies.

• Mukherjee, P. K., Horwitz, B. A., Herrera-Estrella, A., et al. (2012).