Cây mồng tơi là cây leo, sinh trưởng nhanh, lá có hàm lượng chất dinh dưỡng cao và được sửdụng làm rau phổ biến ở Việt Nam và các quốc gia nhiệt đới khác như Ấn Độ và Thái Lan. Mặt khác, canh tác rau an toàn đóng vai trò quan trọng trong định hướng phát triển nền nông nghiệp. Tuy nhiên, để đạt được năng suất và lợi nhuận trong canh tác rau màu, trong đó có cây mồng tơi, người nông dân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hóa học, thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng với liều lượng và tần suất cao hơn khuyến cáo; do đó, dẫn đến rau màu mang dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, phân bón và các chất độc hại khác, gây ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khoẻ người nông dân và người tiêu dùng.

Bên cạnh đó, việc lạm dụng hóa chất nông nghiệp trong canh tác mồng tơi cũng làm cho đất trồng ngày càng suy thoái, nghèo dinh dưỡng, các chất độc hại tích lũy vào đất ngày càng nhiều. Vì  vậy, vấn đề giảm sử dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật trong canh tác cây mồng tơi và thay thế vào đó là gia tăng sử dụng phân bón hữu cơ, vi sinh là việc làm  hết sức cần thiết nhằm  bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Ứng dụng vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus và Bacillus được sử dụng  phổ biến trong nông nghiệp bởi vì các lợi ích của chúng mang lại gồm phân giải chất hữu cơ, cố định đạm, hòa tan lân, sản xuất các enzymes và hormone,... giúp gia tăng khả năng chống chịu của cây  trồng với điều kiện bất lợi môi trường như hạn, mặn, kim loại nặng, côn trùng, nấm và vi khuẩn gây bệnh; cải thiện sức khỏe đất; đặc biệt, kích thích sinh trưởng và năng suất cây trồng.

Tuy nhiên, các nghiên cứu về sử dụng các chế phẩm vi sinh chứa các dòng vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus và Bacillus giúp cải thiện đặc tính sinh học đất, gia tăng sinh trưởng và năng suất cây rau màu ở Đồng bằng sông Cửu Long nói chung còn hạn chế. 

Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh PP chứa các dòng vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus và Bacillus lên một số đặc tính sinh học  đất,  sinh  trưởng  và  năng  suất  cây  mồng  tơi (Basella alba) trong điều kiện nhà lưới.

1. Chế phẩm vi sinh PP

Chế phẩm vi sinh plant probiotics (PP) dạng lỏng được sản xuất từ mật rỉ đường sau lên men cồn, chứa tám dòng vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus và Bacillus có tổng mật số vi khuẩn là 10¹¹CFU/mL.

Chế phẩm được hòa loãng với nước cất tiệt trùng để đạt nồng độ 0,4% (v/v) để phun cho cây mồng tơi. Các vi khuẩn trong chế phẩm vi sinh PP được phân lập và tuyển chọn từ hạt gạo, giúp tăng cường sức khỏe cây trồng, phân hủy nhanh chất hữu cơ, kích thích sinh trưởng cây trồng và phòng trừ sinh học đối với một số bệnh cây trồng.

2. Chuẩn bị hạt giống mồng tơi

Hạt giống mồng tơi sử dụng là hạt F1 của công ty giống Trang Nông. Hạt giống mồng tơi được chuẩn bị bằng cách ngâm trong nước ấm với tỷ lệ 3 sôi : 2 lạnh và để qua đêm. Sau đó, hạt được lấy ra để ráo nước trước khi gieo.

3. Chuẩn bị đất thí nghiệm

Đất thí nghiệm được thu từ Vườn thực nghiệm thuộc  Trường Nông nghiệp,  Trường  Đại học Cần Thơ. Đất sau khi thu thập được phơi khô, sau đó được băm nhỏ và trộn đều lại với  nhau. Mẫu đất được phân tích các chỉ tiêu hóa học đất bao gồm pH, EC và chỉ tiêu sinh học đất như vi khuẩn, nấm và xạkhuẩn trong đất trước khi thí nghiệm. Kết quả phân tích các thành phần hóa học và sinh học đất trước khi bố trí thí nghiệm cho thấy  đất thí nghiệm có giá trị pH=5,61 và EC=0,17 mS/cm. Cả hai giá trị pH và EC đất đều nằm trong ngưỡng thích hợp cho cây mồng tơi. Mật số vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn lần lượt là 5,82, 2,70, và 4,67 log₁₀CFU/g đất khô. Từ các kết quả phân tích cho thấy, đất sử dụng trong nghiên cứu không có yếu tố làm giới hạn sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Thí nghiệm được bố trí trong chậu (đường kính x chiều cao = 28 x 22 cm). Bảy kg đất (tính theo khối lượng khô) được cho vào từng chậu, làm bằng bề mặt và tưới nước giữ ẩm cho gieo trồng hạt.

4. Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên với 6 nghiệm thức và 4 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức tương ứng với 4 chậu thí nghiệm và thí nghiệm được kéo dài liên tục trong 2 vụ (mỗi vụ khoảng 30 ngày, vụ 2 được gieo mới và tuân thủ theo quy trình kỹ thuật giống như vụ 1).

Hai mươi hạt mồng tơi đã chuẩn bị được gieo vào mỗi chậu.  Cây  mồng  tơi  phát triển được 2 lá thật, được tiến hành tỉa bớt, chỉ giữ lại 5 cây/chậu. Trong thời gian thí nghiệm tưới nước cho cây mỗi ngày và tiến hành bắt sâu bằng tay và không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật để phòng trừ sâu bệnh hại cây mồng tơi cũng như cỏ dại. Chế phẩm PP với nồng độ 0,4% được phun vào các thời điểm 5, 10, 15, 20 và 25 ngày sau khi gieo với liều lượng 100 mL chế phẩm/chậu bằng cách phun đều trên bề mặt lá và mặt đất trong chậu thí nghiệm. Phân bón NPK được bón theo công thức 100N-48P₂O₅-24K₂O vào các thời điểm 10, 20 và 25 ngày sau khi gieo. Nghiên cứu được thực hiện trong nhà lưới và tập trung chủ yếu vào  sinh trưởng, năng suất cây mồng tơi nên thời gian cách ly phân bón cho thu hoạch tương đối ngắn (5 ngày), nhưng khi bố trí thí nghiệm đồng ruộng và sản xuất đại trà cần đảm bảo thời gian cách ly theo quy định. Mặt khác, giống mồng tơi được sử dụng trong nghiên cứu là giống thân lùn không leo nên không có giàn leo.

5. Các chỉ tiêu theo dõi

Mật số vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn trong đất được xác  định  theo  phương  pháp  Pepper  and  Gerba. Đất (10 g khối lượng khô) được chuyển vào chai Schott duran 250 mL chứa 90 mL dung dịch buffer phosphate (thành phần 1 L buffer phosphate gồm 23,99 g NaH₂PO₄ và 15,59 g Na₂HPO₄ trong 1 L nước khử khoáng), lắc trên máy lắc ngang với tốc độ 150 vòng/phút, trong 1 giờ. Sau đó, dung dịch đất được pha loãng theo dãy nồng độ khác nhau (hệ số 10), tiếp theo, 50 µL dung dịch đất sau pha loãng được trải lên đĩa petri chứa lần lượt môi trường TSA, ME và Starch để lần lượt xác định mật số vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn. Các đĩa petri được ủ trong tủ ủ ở 30⁰C trong 3 ngày. Cuối cùng, mật số vi sinh vật được xác định thông qua số lượng khuẩn lạc xuất hiện trên đĩa petri. Thành phần 1 L môi trường TSA gồm 30 g Tryptose Soybean Broth và 15 g Agar pha trong 1 L nước cất. Thành phần 1 L môi trường ME gồm  5g  Malt  Extract,  1,3  g  K₂HPO₄.3H₂O,  1  g KH₂PO₄, 1 g NH₄NO₃,  0,02  g  CaCl₂, 0,2 g MgSO₄.7H₂O và 15 g Agar pha trong 1 L nước cất. Thành phần 1 L môi trường Starch gồm 10 g Starch, 1,3 g K₂HPO₄.3H₂O, 1 g MgSO₄.7H₂O, 1 g NaCl, 2 g (NH₄)₂SO4, 2 g CaCO₃, 100 µL FeSO₄ (1 ppm), 500 µL MnCl₂ (1 ppm), 500 µL ZnSO₄ (1 ppm) và 15 g Agar pha trong 1 L nước cất.

Chiều cao cây được xác định bằng cách đo từ gốc cây đến chóp ngọn cao nhất, vào các thời điểm 10, 20 và 30 ngày sau khi gieo.

Số lá/cây: Đếm tất cả số lá của các cây trên chậu vào các thời điểm 10, 20 và 30 ngày sau khi gieo. Số lá/cây = (tất cả số lá của các cây trên chậu)/5.

Chiều dài và chiều rộng lá được xác định lần lượt bằng cách đo từ gốc lá đến ngọn lá cao nhất; và vị trí hai bên mép lá có chiều rộng lớn nhất, vào các thời điểm 10, 20 và 30 ngày sau khi gieo.

Hàm lượng chlorophyll trong lá được xác định bằng máy chlorophyll CCM 200 plus (đơn vị CCI), vào các thời điểm 10, 20 và 30 ngày sau khi gieo. Khối  lượng  cây  mồng  tơi  tươi/chậu  được xác định vào thời điểm kết thúc thí nghiệm bằng cách cân tất cả 5 cây mồng tơi/chậu (loại bỏ phần rễ).

6. Phân tích số liệu

Số liệu được xử lý với Microsoft Office Excel 2013 và phân tích thống kê bằng phần mềm SPSS 22.0 ở mức ý nghĩa 5%.

7. Kết luận

Bổ sung chế phẩm vi sinh PP chứa các dòng vi khuẩn có lợi cho cây trồng thuộc chi Bacillus và Lactobacillus riêng lẻ hoặc kết hợp với 50% và 75% phân hóa học NPK theo khuyến cáo giúp gia tăng mật số vi khuẩn trong đất; tuy nhiên chưa thể hiện rõ hiệu quả trong việc kích thích mật số nấm và xạ khuẩn trong đất. Đặc biệt, việc bón chế phẩm vi sinh PP kết hợp với 75% NPK đã dẫn đến gia tăng chiều cao  cây,  chiều dài và chiều rộng lá, hàm lượng chlorophyll  trong  lá  và  khối  lượng  cây  mồng tơi/chậu  tương  đương với nghiệm  thức bón  100% NPK  theo  khuyến  cáo;  đồng thời  giúp  giảm  25% lượng phân bón NPK theo khuyến cáo. Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh PP đối với cây mồng tơi cần tiếp tục được thực hiện qua nhiều vụ trồng và ở điều kiện ngoài đồng cũng như trên đối tượng cây rau khác.