DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG

Phân vi sinh chuyển hóa lân là gì? Tác dụng của phân vi sinh vật chuyển hóa lân đối với cây trồng?

Tác dụng của Phân vi sinh chuyển hóa lân

Phốt pho (P) – thành phần chính trong phân lân là một nguyên tố khoáng thiết yếu cho sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng. Trong nhiều thập kỷ qua, việc sản xuất lượng lớn phân lân hóa học đã tiêu thụ trữ lượng đá phosphate là nguồn tài nguyên không thể tái tạo và dự kiến sẽ cạn kiệt trong tương lai gần. Hơn nữa, phần lớn phân lân được sử dụng trong nông nghiệp đã gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vì thế, phân vi sinh chuyển hóa lân chính là giải pháp vừa nâng cao hiệu suất sử dụng phốt pho, vừa là chìa khóa để phát triển nền nông nghiệp bền vững.

Qua bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân đối với cây trồng và giải đáp những câu hỏi thường gặp như Phân vi sinh chuyển hóa lân là gì? Có bao nhiêu loại phân vi sinh chuyển hóa lân? Cơ chế phân giải lân của vi sinh vật là gì?

Phân vi sinh chuyển hóa lân là gì? Tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân đối với cây trồng?

Phân vi sinh vật chuyển hóa lân là gì?

Chuyển hóa lân là gì?

Chuyển hóa lân là toàn bộ các quá trình vật lý và sinh học tác động làm phân giải, hòa tan, tổng hợp P từ các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ thành các khoáng Phosphates hoặc các hợp chất chứa P khác.

Sự chuyển hóa lân trong đất

Sự chuyển hóa lân trong đất

Sự chuyển hóa lân trong đất

Lượng phốt pho trong đất có tới hơn 95% ở dạng không hòa tan và kết tủa mà thực vật không thể sử dụng. Theo thời gian dưới sự tác động của thời tiết, mưa gió sẽ làm giải phóng các ion phosphate từ đá và phân phối vào trong đất và nước. Các ion phosphate dễ tan sẽ được thực vật hấp thụ, còn thực vật sau đó có thể bị tiêu thụ bởi động vật. Khi thực vật và động vật chết, phốt pho sẽ được phân hủy và trả lại cho đất.

Các loại khoáng chất chính của P trong đất gồm apatit, hydroxyapatite, oxyapatite. Khoáng Photpho  còn có thể liên kết với các nguyên tố Fe, Al, Mn trong đất và hình thành các dạng khoáng kém hòa tan – đặc trưng của đất feralit. Ngoài ra, trong đất còn tồn tại các dạng Photpho hữu cơ như inositol phosphate, phosphomonoesters, phosphodiesters gồm phospholipid, acid nucleic và phosphotriesters. Các dạng Photpho hữu cơ và vô cơ này thường được vi sinh vật chuyển đổi thành các dạng thực vật có thể hấp thụ như H2PO4 và HPO42-, quá trình này được gọi là khoáng hóa

Phân vi sinh chuyển hóa lân là gì?

Phân vi sinh chuyển hóa lân (hay còn gọi là phân lân vi sinh) là phân bón có chứa các vi sinh vật giúp hòa tan các hợp chất phốt pho vô cơ và hữu cơ thành các loại khoáng mà cây trồng có thể hấp thụ qua rễ được. 

Phân loại vi sinh vật phân giải lân

Có 4 loại vi sinh phân giải lân:

  • Vi khuẩn phân giải lân
  • Vi nấm phân giải lân
  • Xạ khuẩn phân giải lân
  • Nấm rễ cộng sinh phân giải lân

Cơ chế phân giải lân của từng loại vi sinh vật

Vi khuẩn phân giải lân

Vi khuẩn phân giải lân

Vi khuẩn phân giải lân

Vùng rễ là vùng đất xung quanh rễ nơi mà các tính chất sinh hóa đều chịu ảnh hưởng bởi rễ và hệ vi sinh vật đa dạng quanh rễ. Quần thể vi sinh vật trong môi trường này tương đối khác với vùng đất xung quanh do sự hiện diện của các chất được rễ tiết ra cũng là nguồn dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh. Các tương tác giữa thực vật, đất và vi sinh vật có trong môi trường đất rất quan trọng và có ý nghĩa đối với hệ sinh thái cũng như năng suất chất lượng cây trồng.

Sự hòa tan và khoáng hóa P là một đặc điểm quan trọng của hầu hết các chủng vi khuẩn vùng rễ, bao gồm một một số đại diện như: Arthrobacter, Bacillus, Beijerinckia, Burkholderia, Enterobacter, Pseudomonas,…

Nhiều loại vi khuẩn khác nhau, đặc biệt là vi khuẩn vùng rễ có khả năng giải phóng P hữu cơ hoặc hòa tan P vô cơ khó tan như tricalcium phosphate, dicalcium phosphate và hydroxyapatite. Những loại vi khuẩn này tạo ra các phosphate hòa tan cho cây và đổi lại các hợp chất cacbon tiết ra từ rễ cây chủ yếu là đường và axit hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của chúng. 

Các loại vi khuẩn hòa tan và khoáng hóa P trong đất nhờ vào nhóm các enzyme: Phosphatases, phytases, phophonatases, C-P Lyases, esterase. Bên cạnh đó, các chủng khuẩn còn phân giải P theo cơ chế sinh axit bằng việc sản xuất các axit hữu cơ và proton kéo theo quá trình axit hóa môi trường.

Vi nấm phân giải lân

Vi nấm phân giải lân

Vi nấm phân giải lân

Hòa tan phosphate cũng là một đặc điểm của nhiều vi nấm có trong đất, bao gồm một số đại diện quan trọng như Penicillium sp., Aspergillus sp. Trichoderma spp., Trichoderma virens,…

Nấm phân giải hợp chất vô cơ chứa Photpho trong đất nhờ cơ chế sản sinh axit hữu cơ và các enzyme: Phosphatases, phytases, phophonatases, C-P Lyases, esterase. Nấm Aspergillus được ghi nhận có khả năng sản sinh enzyme phytase giúp phân giải phytate. Phytate là một hợp chất photpho hữu cơ hiện diện rất nhiều trong đất.

Xạ khuẩn phân giải lân

Xạ khuẩn (tên khoa học: Antinobacteria, tên tiếng Anh: Actinomycetes) là một nhóm vi khuẩn phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Trước đây được xếp vào nhóm nấm, nhưng ngày nay được xếp vào nhóm vi khuẩn.

Xạ khuẩn nổi tiếng bởi khả năng tiết các chất kháng sinh tự nhiên được ứng dụng trong trồng trọt nhằm mục đích chống lại các bệnh do nấm và vi khuẩn gây ra trên cây trồng. Xạ khuẩn còn có thể tiết ra các enzyme phân giải lân khó tan thành khoáng dễ tan và sản xuất các axit hữu cơ giúp làm giảm pH đất giúp cho quá trình hòa tan lân dễ dàng hơn.

Có nhiều chủng xạ khuẩn chịu được phổ nhiệt rộng lên đến 50°C, Nhờ khả năng chịu nhiệt tốt nên xạ khuẩn có thể sử dụng để sản xuất phân vi sinh vật chuyển hóa lân thích hợp dùng ủ phân (sinh nhiệt cao).

Nấm rễ cộng sinh phân giải lân

Nấm rễ cộng sinh (tên khoa học: Arbuscular mycorrhizal fungi, viết tắt là AM) thường có quan hệ cộng sinh với bộ rễ của các loài thực vật có mạch. 

Nấm sống trên các mô rễ của cây chủ, sợi nấm có thể định vị các chất dinh dưỡng trong đất nhanh hơn so với rễ cây ký chủ và phân nhánh tạo thành một mạng lưới nhỏ hấp thụ chất dinh dưỡng trong chất mùn. 

Sợi nấm có khả năng hấp thụ các hợp chất phốt pho ít tan mà thực vật không thể sử dụng, sau đó phân giải thành các dạng lân dễ tan hơn. Rễ cây sẽ liên kết với các sợi nấm này và hấp thu những khoáng phốt pho do nấm chuyển hóa, rễ cây sẽ trả lại cho nấm những chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình quang hợp của nấm.

Một số đại diện tiêu biểu cho nấm rễ cộng sinh: Glomus intraradices, G. mosseae, G. aggregatum, G. Etunicatum.

Cơ chế phân giải lân

Các vi sinh vật sử dụng nhiều cách khác nhau để giúp cây trồng hấp thụ được phốt pho, bao gồm: 

  • Cơ chế giảm pH của đất
  • Cơ chế cạnh tranh với nhóm phosphate trong hợp chất phốt pho khó tan
  • Cơ chế khoáng hóa

Cơ chế giảm pH của đất

Cơ chế chính để hòa tan P trong đất là làm giảm độ pH của đất do vi sinh vật sản xuất axit hữu cơ hoặc giải phóng proton. Trong đất kiềm, phosphate thường kết tủa tạo thành Canxi phosphate, bao gồm đá (fluorapatite và francolite), không hòa tan trong đất. Độ hòa tan của chúng tăng lên khi pH đất giảm. 

Vi sinh vật phân giải lân có thể giải phóng một số axit hữu cơ. Các axit hữu cơ này là sản phẩm của quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, phần lớn là do hô hấp hoặc quá trình lên men khi glucose được sử dụng làm nguồn cacbon. Các chủng vi sinh khác nhau sẽ tạo ra các loại axit và hàm lượng axit hữu cơ khác nhau. Hiệu quả của quá trình hòa tan phụ thuộc vào độ mạnh và bản chất của axit. Các axit hữu cơ hòa tan phốt phát chủ yếu là citric, lactic, gluconic, 2-ketogluconic, oxalic, glycolic, axetic, malic, fumaric, succinic, tartaric, malonic, glutaric, propionic, butyric, glyoxylic và axit adipic. 

Cơ chế cạnh tranh với nhóm phosphate trong hợp chất phốt pho khó tan

Các axit hữu cơ và vô cơ được tạo ra bởi vi sinh vật phân giải lân sẽ hòa tan các hợp chất lân không tan bằng cách lôi kéo được các ion kim loại ra khỏi các hợp chất không tan của phosphate, sunfua, cạnh tranh và giải phóng phosphate trong các hợp chất đó. 

Cơ chế khoáng hóa

Quá trình khoáng hóa và cố định P hữu cơ trong đất đóng một vai trò quan trọng trong chu trình chuyển hóa lân trong đất nông nghiệp.

Vi sinh vật khoáng hóa P hữu cơ trong đất bằng cách tạo ra các enzyme như phosphoesterase, phosphodiesterase, phytases và phospholipase,… thủy phân các dạng hợp chất phốt pho hữu cơ, do đó giải phóng khoáng mà cây trồng hấp thụ được. 

Một số vi sinh vật sản xuất enzyme thủy phân: Aspergillus candidus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus, Bacillus, Streptomyces spp. 

Tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân đối với cây trồng

Vai trò của lân đối với cây trồng

Vai trò của lân đối với cây trồng

Vai trò của lân đối với cây trồng

Phốt pho là nguyên tố quan trọng thứ hai trong số các chất dinh dưỡng thiết yếu cho thực vật và là thành phần chính của các phân tử quan trọng như axit nucleic, ATP và phospholipids. Nó còn liên quan đến việc điều chỉnh hoạt động trao đổi chất của tế bào bằng cách kiểm soát hoạt động của nhiều enzyme. P tham gia vào các con đường chuyển hóa quan trọng, bao gồm vận chuyển năng lượng, quang hợp, chuyển hóa các chất dinh dưỡng, chuyển đổi các loại đường. Ngoài ra, P còn thúc đẩy quá trình cố định N trong cây họ đậu.

Khi thiếu P cây có những biểu hiện rõ rệt: cây còi cọc, chậm tăng trưởng chồi và rễ dẫn đến giảm năng suất, trì hoãn sự trưởng thành, giảm chất lượng và giảm khả năng kháng bệnh. 

Vì vai trò của P quan trọng như vậy nên cần bổ sung đầy đủ P cho cây thông qua phân lân vi sinh để đạt được hiệu quả cao.

Tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân

Tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân

Tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân

Những tác dụng của phân vi sinh chuyển hóa lân đối với cây trồng phải kể đến là:

  • Phân giải các hợp chất phốt pho vô cơ và hữu cơ tạo thành những khoáng dễ tan mà cây hấp thụ được.
  • Tăng hiệu suất sử dụng lượng phân lân được bón cho cây, giảm thất thoát lân ra môi trường, tiết kiệm chi phí so với việc sử dụng các loại phân lân hóa học.
  • Tăng sức đề kháng cho cây, cây trồng được cung cấp đầy đủ lân sẽ khỏe mạnh nhờ các quá trình quang hợp, vận chuyển năng lượng được diễn ra bình thường.
  • Tạo hệ vi sinh vật vùng rễ phong phú, điều này rất quan trọng đối với sức đề kháng của cây. Các vi sinh vùng rễ ngoài khả năng phân giải lân thì thường có thêm những khả năng như cố định đạm, phân giải chất hữu cơ, ức chế vi sinh gây bệnh,… Vi sinh vùng rễ sẽ giúp tăng cường sự hấp thu chất dinh dưỡng của rễ cây, kích thích quá trình sản xuất sinh khối thực vật.
  • Cải thiện cấu trúc đất qua việc tạo ra các chất hữu cơ và chất keo, đất sẽ tới xốp hơn, nhờ đó rễ cây có thể phát triển mạnh mẽ.
  • An toàn cho người và động vật, bảo vệ môi trường.

Cách sử dụng phân vi sinh phân giải lân

Tẩm hạt trước khi gieo trồng: Đầu tiên làm ướt hạt, sau đó trộn đều với phân vi sinh phân giải lân theo tỷ lệ 1kg phân trộn với 100kg hạt giống. Chờ 10-20 phút sau rồi tiến hành gieo trồng hạt.

Bón trực tiếp vào đất: Khi thấy cây trồng thiếu lân thì bón trực tiếp phân vào đất. Hoặc nếu vườn nhà bạn bị tồn dư lượng lớn phân lân hóa học trong đất nhưng cây không sử dụng được. Khi đó cần bón ngay phân lân vi sinh để phân giải các hợp chất lân trong đất.

 

author-avatar

About Tươi Phan

Chào các bạn, mình là Tươi. Một kỹ sư nông nghiệp của trường đại học Khoa học tự nhiên tp. Hồ Chí Minh. Là một người con được sinh ra và lớn lên trong một gia đình có truyền thống nông nghiệp, mình hiểu những khó khăn, thách thức cũng như cơ hội của nền nông nghiệp Việt Nam. Mình mong muốn được chia sẻ những kiến thức và hiểu biết của mình đến bà con nông dân. Hy vọng có thể giúp đỡ bà con trong việc canh tác nông nghiệp một cách bền vững và hiệu quả.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.