I. ĐẶT VẤN ĐỀ

            Sự gia tăng sản lượng cũng như năng suất cây trồng luôn tương quan thuận với lượng phân bón hóa học được sử dụng, nhưng chính sự lạm dụng phân hóa học và thuốc bảo vệ thực vật đã làm cho môi trường ngày càng ô nhiểm. Chính vì thế, ngày càng có nhiều nghiên cứu về phân bón sinh học để thay thế dần phân hóa học. Áp dụng các vi sinh vật có lợi như vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân và tổng hợp nhiều phytohormone trong một dạng phân sinh học đa chủng để tiết kiệm một lượng lớn phân hóa học, nhất là phân đạm và lân hóa học, nhưng năng suất vẫn không giảm.

Hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm đã giúp giải quyết phần nào lượng phân đạm hóa học (Chabot và ctv, 1996). Ngoài ra, những vi sinh vật hòa tan lân khó tan đã được nhiều nhà khoa học phân lập và sản xuất phân lân sinh học để tận dụng nguồn lân khó tan có sẳn trong đất và giảm bớt lượng lân hoá học như super lân… (Katnelzson và ctv, 1962; Subba Rao, 1982; Kucey, 1983; Kucey và ctv, 1989; Whitelaw và ctv, 1999). Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy những vi sinh vật cố định đạm và hòa tan lân sẽ gia tăng tác dụng nếu như có sự hỗ trợ của những vi khuẩn vùng rễ kích thích sự tăng trưởng cây trồng (Plant Growth Promoting Rhizobacteria =PGPR)

            Vì vậy, sự cần thiết phối hợp nhiều chủng vi sinh vật có nhiều chức năng khác nhau trong một lọai phân sinh học sẽ đáp ứng được nhiều nhu cầu của cây trồng.

II. MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1. Mục tiêu đề tài

- Phát triển phân sinh học với nhiều chủng loại vi sinh vật khác nhau phù hợp cho từng loại cây trồng khác nhau có năng suất tương đương với nghiệm thức bón phân đạm và lân hoá học, gia tăng hàm lượng protein trong hột (trong gạo > 8,5%; đậu nành > 37,5%), hàm lượng lipid trong đậu nành (> 18%).

- Giới thiệu một ứng dụng công nghệ sinh học phục vụ sản xuất nông nghiệp với gía thành thấp, thông qua Trung tâm Khuyến nông sản phẩm sẽ được giới thiệu và hướng dẫn cách sử dụng cho nông dân.

2. Phương pháp nghiên cứu

            Đề tài tổ chức 8 thí nghiệm trên 3 lọai cây trồng chính là lúa cao sản, đậu nành, bắp lai tại các huyện trồng nhiều loại hoa màu này như huyện Ô Môn, huyện Thốt nốt, huyện Châu Thành, huyện Cờ Đỏ, huyện Long Mỹ với bố trí thí nghiệm như sau:

* Đậu nành (giống MTĐ-176): thí nghiệm gồm các nghiệm thức sau: (phân K [30 K₂O] bón đều cho toàn bộ thí nghiệm)

- Đối chứng (không bón phân sinh học, không bón phân N, phân lân).

- Bón theo công thức của nông dân (100 kg N, 60 kg P₂O₅).

- Chủng phân Vidana (10 kg/ha), bón 20 kg N, 60 kg P₂O₅.

- Không bón phân Vidana, bón phân Lân sinh học (100 kg/ha) bón 20 kg N.

- Bón phân sinh học đa năng (hỗn hợp 2 lọai phân trên)(100 kg/ha) với chất độn là than bùn + 20 kg N.

- Nghiệm thức 5 + tưới dịch lên men vi sinh vật tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật (phytohormone) 500 lít/ha.

- Bón phân sinh học đa năng (hỗn hợp 2 loại phân trên)(100 kg/ha) với chất độn là mùn mía + 20 kg N.

- Nghiệm thức 7 + tưới dịch lên men vi sinh vật tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật (phytohormone) 500 lít/ha.

            Phân N (100 kg N) được bón 2 lần (10 và 30 ngày sau khi gieo=NSKG) hay 20 kg N lúc 10 NSKG, các phân khoáng khác bón sau khi gieo và phân sinh học trộn chung với tro trấu để lấp lổ bỏ hột đậu, dịch lên men tưới lúc 10 và 30 NSKG. Phương pháp canh tác phổ biến theo khuyến cáo của Trung tâm Khuyến nông tỉnh Cần Thơ. Mẫu được thu lúc đậu ra hoa (nốt rễ/cây) và thu họach để đo các chỉ tiêu thành phân năng suất và năng suất thực tế. Hột được sấy ở 70^oC trong 24 giờ để đo hàm lượng protein (phương pháp micro-Kjeldah) và hàm lượng lipid (phương pháp shock-let). Mẫu đất được thu trước khi thí nghiệm để đo pH, N tổng số, P tổng số, P dể tiêu, K trao đổi, chất hữu cơ.

* Bắp lai (giống G-49): thí nghiệm gồm các nghiệm thức sau: (phân K [30 K₂O] bón đều cho toàn bộ thí nghiệm).

- Đối chứng (không bón phân sinh học, không bón phân N, phân lân).

- Bón theo công thức của nông dân (120 kg N, 60 kg P₂O₅).

- Chủng phân cố định đạm, bón 60 kg N, 60 kg P₂O₅.

- Không bón phân cố định đạm, bón phân Lân sinh học bón 120 kg N.

- Bón phân sinh học đa năng (hỗn hợp 2 lọai phân trên với nồng độ 50% - 50%) với chất độn là than bùn (100 kg/ha) + 60 kg N.

- Nghiệm thức 5 + tưới dịch lên men vi sinh vật tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật (phytohormone) 500 lít/ha.

Bón phân sinh học đa năng (hỗn hợp 2 lọai phân trên với nồng độ 50% - 50%) với chất độn là mùn mía (100 kg/ha) + 60 kg N.

- Nghiệm thức 7 + tưới dịch lên men vi sinh vật tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật (phytohormone) 500 lít/ha.

            Phân N (120 kg N) được bón 3 lần (10, 20 và 30 NSKG) hay 60 kg N bón 2 lần lúc 10 và 30 NSKG, các phân khóang khác bón sau khi gieo và phân sinh học trộn chung với tro trấu để lấp lổ bỏ hột bắp. Phương pháp canh tác phổ biến theo khuyến cáo của Trung tâm Khuyến nông tỉnh Cần Thơ. Mẫu được thu lúc bắp trổ cờ (chiều cao cây và sinh khối) và thu họach để đo các chỉ tiêu thành phân năng suất và năng suất. Mẫu đất được thu và đo các chỉ tiêu như thí nghiệm đậu nành.

* Lúa cao sản (giống MTL-250): thí nghiệm gồm các nghiệm thức sau: (phân K [30 K₂O] bón đều cho toàn bộ thí nghiệm).

- Đối chứng (không bón phân sinh học, không bón phân N, phân lân).

- Bón theo công thức của nông dân (100 kg N, 60 kg P₂O₅).

- Chủng phân cố định đạm, bón 20 kg N, 60 kg P₂O₅.

- Không bón phân cố định đạm, bón phân Lân sinh học (100 kg/ha), 100 kg N

- Bón phân sinh học đa năng (hỗn hợp 2 lọai phân trên với tỉ lệ 50% - 50%) với chất độn là than bùn (100 kg/ha) + 20 kg N.

- Nghiệm thức 5 + tưới dịch lên men vi sinh vật tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật (phytohormone) 500 lít/ha.

- Bón phân sinh học đa năng (hỗn hợp 2 lọai phân trên với tỉ lệ 50% - 50%) với chất độn là mùn mía (100 kg/ha) + 20 kg N.

- Nghiệm thức 7 + tưới dịch lên men vi sinh vật tổng hợp kích thích tố sinh trưởng thực vật (phytohormone) 500 lít/ha.

Phân N (100 kg N) được bón 2 lần (1 và 35 NSKG) hay 20 kg N lúc 35 NSKG, các phân khóang khác bón sau khi cấy hay sạ và phân sinh học được rãi trước khi cấy hay sạ. Phương pháp canh tác phổ biến theo khuyến cáo của Trung tâm Khuyến nông tỉnh Cần thơ. Mẫu được thu lúc thu họach để đo các chỉ tiêu thành phân năng suất (chiều cao cây, số chồi/m2, số hột chắc/gié, trọng lượng 1000 hột chắc, tỉ lệ hạt lép) và năng suất thực tế (4 m2 bên trong giữa lô thí nghiệm) và mẫu gạo được phân tích hàm lượng protein và acit amin (đo trên máy phân tích acit amin tự động). Mẫu đất được thu và đo các chỉ tiêu như thí nghiệm đậu nành.

Hiệu quả sử dụng N nông học (DANUE = Agronomic N-use efficiency) theo công thức sau :

DANUE (g N/g gạo) = NS lô bón phân N - NS lô không bón phân N/lượng N bón ở mỗi lô

Ghi chú: NS = Năng suất .

III. KẾT QUẢ

1. Thí nghiệm bắp:

Bảng 1.  Hiệu quả của phân sinh học trên thành phần năng suất bắp lai G49 trồng trên đất phù sa ấp 2, xã Vĩnh Thuận Tây, huyện Vị Thủy, tỉnh Hậu Giang vụ Hè Thu 2004

Những số theo sau cùng một chữ không khác biệt ý nghĩa ở mức độ 5%

            Bảng trên cho thấy, bón phân sinh học hay phân hoá học ảnh hưởng rõ rệt lên bắp lai (giống G49) trồng trên đất phù sa Vị Thủy trong vụ Hè Thu, tuy nhiên bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men cho năng suất hột bắp lai cao nhất. Bắp lai nói chung và giống bắp G49 là giống bắp cần nhiều phân bón để cho năng suất tối đa đặc biệt là phân đạm hoá học, bón ở mức độ 120 kg N/ha cho năng suất hột dao động từ 6 tấn đến 6,5 tấn (nghiệm thức 2 và nghiệm thức 4), bón phân sinh học đã giảm bớt 50% lượng phân đạm hoá học và tưới bổ sung dịch lên men đã gia tăng năng suất thêm 2,5 tấn (nghiệm thức 6), điều này cho thấy vi khuẩn tổng hợp IAA giúp rễ bắp hấp thu nhiều dưỡng chất hơn, kết quả này phù hợp với kết quả thí nghiệm bắp lai V98-1 ở Đức Hoà (Cao Ngọc Điệp, 2003) và trên bắp lai DK888 ở Tân Hiệp (Nguyễn Văn Được và Cao Ngọc Điệp, 2004).

* Hiệu quả kinh tế:

Ngoài những khoản chi phí chung trong qui trình canh tác bắp như gieo hột, tưới nước, phun thuốc bảo vệ thực vật, làm cỏ...., khi bón phân hoá học hay phân sinh học sẽ phải tốn thêm chi phí mua phân và bón phân sau:

Như vậy, lợi nhuận thu từ nghiệm thức bón phân sinh học so với bón phân hoá học là: 

13.863.020 đồng  -  6.599.085 đồng   =   7.263.935 đồng/ha

2. Thí nghiệm đậu nành:

- Huyện Thốt Nốt:

Bảng 2: Hiệu quả phân sinh học trên thành phần năng suất đậu nành (giống MTĐ-176) trồng trên đất phù sa ấp Tân Thạnh, xã Thuận Hưng, huyện Thốt Nốt vụ Xuân Hè 2004

những số theo sau cùng một chữ không khác biệt ý nghĩa ở mức độ 5%

            Hiệu quả của phân vi sinh trên thành phần năng suất của đậu nành (giống MTĐ-176) trồng trên đất phù sa xã Thuận Hưng, huyện Thốt Nốt trong vụ Xuân Hè 2004 gia tăng chiều cao cây, thành phần năng suất nhất là số trái chắc/cây và trọng lượng 100 hột, đặc biệt là nghiệm thức 8 (bón phân sinh học hỗn hợp [mùn mía] và tưới thêm dịch lên men) cải thiện đặc tính nông học của cây đậu nành với cây nhiều trái và hột to.

Bón phân sinh học hỗn hợp bổ sung tưới dịch lên men cho đậu nành đã cải thiện chất lượng hột đậu nành thông qua hàm lượng protein và hàm lượng lipid trong hột, với sự gia tăng năng suất đậu hột, phân sinh học bổ sung dịch lên men gia tăng tổng lượng protein và lipid trong một đơn vị diện tích (kg/ha).

- Quận ô Môn:

            Đất thí nghiệm ở Ô Môn tương đối tốt hơn đất ở Thốt Nốt thông qua lượng N tổng số, P dể tiêu và chất hữu cơ, điều này cho thấy đậu nành trồng trên đất Ô Môn phát triển tốt hơn.

            Bón phân sinh học cũng ảnh hưởng rõ rệt trên cây đậu nành thể hiện qua đặc tính nông học, thành phần năng suất và năng suất đậu hột. Năng suất đậu hột bón phân sinh học có năng suất gấp đôi so với đối chứng và tương đối với nghiệm thức bón phân hóa học.

            Hiệu quả của phân sinh học và hoá học trên hàm lượng acid amin (mg/g) trong hột đậu nành (giống MTĐ-176) trồng trên đất phù sa ấp Thới Ngươn A, phường Phước Thới, quận Ô Môn, TP. Cần Thơ vụ Xuân Hè 2004 cho thấy các loại acid amin cần thiết như threonin, valin, methionin, isoleucin, leucin, phenylalanin, methionin, histidin, lysin, arginin đều đạt mức cao nhưng bón nhiều phân đạm và lân hoá học làm cho hàm lượng một số acid amin cần giảm thấp như valin, methionin, histidin và arginin so với các nghiệm thức không bón phân hay chỉ bón phân sinh học, mặc dù không có sự khác biệt về hàm lượng acid amin giữa các nghiệm thức.

            Chủng vi khuẩn nốt rễ cho hột đậu nành trước khi gieo để tạo sự cộng sinh hữu hiệu giữa vi khuẩn và cây đậu thông qua đó nitơ được cố định và cung cấp cho cả vi khuẩn lẫ cây đậu, tuy nhiên hổ trợ hay cải thiện quá trình cộng sinh này còn có những vi khuẩn vùng rễ đặc biệt là vi khuẩn Pseudomonas spp., sự phối hợp giữa hai nhóm vi khuẩn này đã mang lại hiệu quả cao trên đậu nành đã được chứng minh thông qua các thí nghiệm ngoài đồng (Nguyễn Hữu Hiệp và Cao Ngọc Điệp, 2004; Cao Ngọc Điệp, 2005).

* Hiệu quả kinh tế:

Ngoài những khoản chi phí chung trong qui trình canh tác đậu như gieo hột, tưới nước, phun thuốc bảo vệ thực vật, làm cỏ...., khi bón phân hoá học hay phân sinh học sẽ phải tốn thêm chi phí mua phân và bón phân sau:

Như vậy, lợi nhuận thu từ nghiệm thức bón phân sinh học so với bón phân hoá học là:

5.368.340 - 4.313.700 = 1.054.640 đồng/ha

3. Thí nghiệm lúa cao sản:

- Huyện Vị Thủy

Vụ 1 (Đông Xuân (ĐX) 2003 - 2004)

   Bón phân hoá học và sinh học giúp cho cây lúa cao hơn và nẩy chồi nhiều hơn, tuy nhiên bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men giúp cho số hột lúa và chắc/cây nhiều hơn và tỉ lệ hột lép giảm. Năng suất lúa cao nhất ở nghiệm thức 8 và nghiệm thức 6 (bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men) tương đương với năng suất lúa bón phân hoá học cao nhất (100 kg N và 60 kg P₂O₅).

   Điều đặc biệt là hàm lượng protein trong hột gạo thấp (6,4 đến 7% protein) và tổng lượng protein trong 1 ha cao nhất ở các nghiệm thức 6 và 8 (bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men), tỉ lệ hữu dụng phân N hoá học đến lượng lúa hột thu được (DANUE) ở các nghiệm thức bón phân sinh học cao hơn các nghiệm thức bón phân hoá học.

Vụ 2 (Hè Thu (HT) 2004)

    Hiệu quả phân sinh học nổi bật so với nghiệm thức chỉ bón phân hoá học thể hiện qua chiều cao cây lúa, số chồi/m² và đặc biệt là năng suất lúa. Nghiệm thức bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men cho năng suất cao nhất, bên cạnh nghiệm thức bón phân lân sinh học (NT 4) cũng cho năng suất lúa khá cao và không khác biệt ý nghĩa với 2 nghiệm thức trên và nghiệm thức bón phân hoá học (NT 2).

    Hiệu quả sử dụng phân đạm hoá học trong các nghiệm thức bón phân sinh hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men bổ sung cao nhất, điều này chứng minh các nhóm vi sinh vật tạo thêm IAA giúp rễ lúa hấp thu dưỡng chất nhiều hơn so với các nghiệm thức còn lại, đặc biệt là nghiệm thức chỉ bón phân hoá học có chỉ số ANUE thấp nhất có nghĩa là sự sử dụng phân hoá học thấp.

- Huyện Long Mỹ

Vụ 1: (ĐX 2003 - 2004)

   Bón phân hoá học và sinh học giúp cho cây lúa cao hơn và lúa nẩy chồi nhiều hơn, tuy nhiên bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men giúp cho số hột lúa và chắc/cây nhiều hơn, tỉ lệ hộp lép giảm và trọng lượng 1000 hột cao, làm tăng năng suất lúa so với đối chứng. Năng suất lúa trong vụ ĐX đều khá cao (tương tự như thí nghiệm ở ấp 12, xã Vị Thắng, huyện Vị Thuỷ), đặc biệt lúa trong vụ này có trọng lượng 1000 hột khá cao mặc dù số hột chắc/gié tương đối thấp.

  Hàm lượng protein trong hột gạo ở thí nghiệm ấp Bình An, xã Long Bình, huyện Long Mỹ khá cao (7,64% đến 8,458%) so với thí nghiệm ấp 12, xã Vị Thắng, huyện Vị Thủy, chính vì vậy tổng lượng protein trong 1 ha cũng tương đối khá. Hiệu quả sử dụng 1 kg phân đạm hoá học ở mức thấp so với thí nghiệm ở ấp 12, xã Vị Thắng, huyện Vị Thủy nhưng ở nghiệm thức có bón phân sinh học thì hiệu quả sử dụng phân đạm hoá học trung bình so với nghiệm thức chỉ bón phân hóa học.

Vụ 2 (HT 2004)

     Bón phân hoá học và sinh học giúp cho cây lúa cao hơn và lúa nẩy chồi nhiều hơn, tuy nhiên bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men giúp cho số hột lúa và chắc/cây nhiều hơn, tỉ lệ hộp lép giảm và trọng lượng 1000 hột cao.

    Năng suất lúa trong vụ HT thấp so với vụ ĐX, năng suất ở nghiệm thức 8 (bón phân sinh học hỗn hợp và tưới thêm dịch lên men) cao nhất và khác biệt ý nghĩa với nghiệm thức chỉ bón phân hoá học, điều này cho thấy hiệu quả của phân sinh học là tiết kiệm được một lượng phân hoá học. Do năng suất và hàm lượng protein trong hột gạo thấp nên hiệu quả sử dụng 1 kg phân đạm hoá học cũng tương đương như vụ ĐX nhưng bón phân sinh học tăng hiệu quả sử dụng phân đạm hoá học so với nghiệm thức chỉ bón phân hoá học.

* Hiệu quả kinh tế:                                                                                            ĐVT: đồng

Bón phân sinh học thu lợi nhiều hơn bón phân hoá học với số tiền là:

4.944.250 đồng - 3.011.700 đồng = 1.932.550đồng/ha/vụ 1.

IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

1. Kết luận

- Phân sinh học đa chủng có thể thay thế được phân nửa lượng phân đạm (30 - 60 kg N/ha) và phân lân hoá học (60 kg P₂O₅/ha) trong qui trinh canh tác cả hai loại bắp NÙ và BẮP LAI.

- Phân sinh học đa chủng bổ sung thêm dịch lên men năng suất đậu nành cao nhất với chất lượng hột đậu (hàm lượng protein và lipid) cải thiện tốt nhất, đặc biệt là các loại acid amin cần thiết trong hột cao hơn hẳn đậu nành chỉ bón phân hoá học, đề nghị áp dụng loại phân này cho qui trình canh tác đậu nành ở Cần Thơ.

- Phân sinh học đa chủng bổ sung dịch lên men cải thiện năng suất lúa cao sản trong các vùng trồng lúa ở tỉnh Hậu giang, tuy nhiên kết quả chưa thể hiện rỏ ở vùng trồng lúa cao sản ở Cờ Đỏ nhất là kết quả trên hàm lượng protein và các acid amin thiết yếu trong hột gạo.

- Phổ biến và áp dụng dạng phân sinh học đa chủng cho đậu nành trong qui trình canh tác đậu nành ở Cần Thơ.

2. Đề nghị

Đề nghị được thử nghiệm phân sinh học đa chủng cho lúa cao sản với những dòng vi khuẩn cố định đạm sống tự do có độ hữu hiệu cao để thay thế các dòng vi khuẩn nốt rễ vì đây là phân sinh học đa chủng cần thiết cho cây lúa cao sản (với diện tích canh tác lớn) trong tình hình hiện nay và trong tương lai không xa khi Việt Nam gia nhập WTO và AFTA lúc đó phân hoá học sẽ không được bù giá hiện nay.