Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh có khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng trên đất nhiễm mặn
25/02/2025 75
Là nhiệm vụ khoa học và công nghệ do Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp Công nghệ cao chủ trì thực hiện, CN. Nguyễn Ngọc Duy làm chủ nhiệm, được nghiệm thu năm 2024.
Nhiệm vụ thuộc Chương trình Phát triển giống cây, con và nông nghiệp công nghệ cao trên địa bàn TP.HCM giai đoạn 2021 - 2025; được thực hiện nhằm sản xuất chế phẩm chứa vi khuẩn có khả năng chịu được nồng độ muối NaCl ≥ 3‰, có hoạt tính sinh học (như tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trưởng hoặc cố định đạm hoặc phân giải lân) kích thích sinh trưởng của cây trồng trên đất nhiễm mặn.
TP.HCM không chỉ chịu rủi ro do ngập úng, nước biển dâng, hạn hán mà còn phải chịu tình trạng xâm nhập mặn ngày một đi sâu vào nội đồng. Sự thay đổi mặn và mức độ lan truyền mặn có xu hướng tăng dần trong tương lai về phía thượng nguồn hồ Dầu Tiếng sông Sài Gòn và hồ Trị An sông Đồng Nai. Các vùng đất nhiễm mặn chủ yếu tập trung tại các huyện Nhà Bè, Cần Giờ và các xã phía Nam huyện Bình Chánh. Độ mặn vùng nội đồng của các hệ thống sông là nguyên nhân gây ra đất sản xuất nhiễm mặn trung bình hoặc mặn, từ đó, năng suất của phần lớn các loại cây trồng sẽ bị suy giảm, trong đó những cây trồng chịu mặn yếu sẽ bị ảnh hưởng đầu tiên như: cà rốt, cà tím, khoai lang, cam, bưởi.
Trong nhiều năm qua, TP.HCM đã có nhiều chính sách ưu đãi cho cá nhân, hợp tác xã, doanh nghiệp nhằm tái cơ cấu ngành nông nghiệp. Thành phố khuyến khích người dân đầu tư phát triển các nhóm sản phẩm cây trồng, vật nuôi giá trị cao như rau, hoa, cây kiểng và phát triển lĩnh vực công nghệ sinh học kết hợp du lịch sinh thái. Theo Quyết định số 1589/QĐ-UBND của Ủy ban nhan dân TP.HCM, ngành trồng trọt của Thành phố chuyển dịch theo hướng giảm diện tích cây trồng có hiệu quả kinh tế thấp (lúa, mía, cao su) sang cây có hiệu quả kinh tế cao hơn (rau, cây giống, cây dược liệu) để đối phó với hạn mặn đang tác động tiêu cực đến nông nghiệp Thành phố. Hiện nay, cây ăn quả ở TP.HCM được trồng tập trung tại các xã, phường ven sông Sài Gòn thuộc các huyện Củ Chi, Hóc Môn, quận 12, Thủ Đức; ven sông Đồng Nai tại các phường thuộc quận 9; các xã vùng phèn Tây Nam thuộc huyện Bình Chánh, giồng cát ven biển tại các xã thuộc huyện Cần Giờ với tổng diện tích là 10.000 ha.
Với hiện tượng xâm nhập mặn lấn sâu, nhiều cùng ven biển của Thành phố được khuyến khích chuyển đổi sang nuôi trồng thủy sản. Diện tích đất nông nghiệp của TP.HCM giảm, so với năm 2008, diện tích đất nông nghiệp năm 2018 giảm 20.005 ha (theo báo cáo só 577/BC-CCPTNT-PTNT ngày 9/6/2021 của Chi cục Phát triển nông thôn về kết quả thực hiện Quy định về khuyến khích chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp đô thị trên địa bàn Thành phố). Giải pháp trồng trọt tập trung vào cơ cấu thời vụ và giống gieo trồng, chủ động chuyển đổi cây trồng phù hợp, có khả năng chịu mặn, hạn hán cao; chuyển đổi sang cây trồng ít sử dụng nước, hiệu quả kinh tế cao; ứng dụng kỹ thuật chế độ tưới tiết kiệm nước cho canh tác lúa theo thâm canh cải tiến nhằm tiết kiệm nguồn nước tưới. Bên cạnh đó, các biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học, phân hữu cơ,… là giải pháp an toàn cần được sử dụng. Việc sử dụng hệ vi sinh vật bản địa sản xuất chế phẩm sử dụng cho vùng nông nghiệp đã, đang và có nguy cơ nhiễm mặn của Thành phố đang được chú trọng. Trong đó, dòng vi sinh vật chịu mặn đồng thời có khả năng hỗ trợ sinh trưởng cây trồng, giúp giảm chi phí trong sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường là một giải pháp thật sự cần thiết và cấp bách.
Nhiệm vụ nghiên cứu nêu trên được chia làm 3 giai đoạn: năm 2022 sàng lọc các chủng vi khuẩn có khả năng chịu được nồng độ muối NaCl ≥ 3‰ (cố định đạm hoặc phân giải lân); năm 2023 sàng lọc các chủng vi khuẩn có khả năng chịu được nồng độ muối NaCl ≥ 3‰, có hoạt tính sinh học (có khả năng sinh IAA), hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm ở quy mô pilot; năm 2024 đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm đến sinh trưởng cây trồng trên đất nhiễm mặn ở TP.HCM, đánh giá hiệu quả và hướng dẫn sử dụng chế phẩm đến cây trồng trên đất nhiễm mặn ở một số vùng lân cận Thành phố.
Hình ảnh thử nghiệm chế phẩm tại vườn xoài ở Cần Giờ (TP.HCM)
Nhóm tác giả tiến hành các nội dung tuyển chọn vi khuẩn chịu mặn có hoạt tính kích thích sinh trưởng cây; đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến lên men; đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng trong đất nhiễm mặn của chế phẩm ở điều kiện phòng thí nghiệm; hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm ở quy mô pilot; thử nghiệm chế phẩm lên cây trồng trên đất nhiễm mặn ở TP.HCM; thử nghiệm chế phẩm lên cây trồng trên đất nhiễm mặn ở một số vùng lân cận Thành phố.
Theo đó, trong năm 2022, qua các thí nghiệm đã tuyển chọn được các chủng vi khuẩn có khả năng chịu mặn ở nồng độ cao, có hoạt tính cố định đạm và khả năng phân giải phosphate. Trong năm 2023, qua các thí nghiệm đã tuyển chọn được chủng vi khuẩn chịu mặn (chịu nồng độ muối từ 3‰) và có khả năng sinh IAA (Indole-3-Acetic Acid), kích thích sinh trưởng cây trồng. Đồng thời tạo được 100 kg chế phẩm vi sinh chịu mặn kích thích sinh trưởng cây trồng (mật độ vi sinh 108 CFU/g, chịu nồng độ muối từ 3‰, có khả năng cố định đạm, phân giải lân và sinh IAA); xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh chịu mặn có khả năng chịu mặn, cố định đạm, phân giải lân, sinh IAA quy mô pilot 100kg/mẻ (đầy đủ các thông số kỹ thuật).
Trong năm 2024, thử nghiệm chế phẩm lên cây trồng trên đất nhiễm mặn ở TP.HCM được thực hiện tại vườn xoài ấp Đồng Hòa, xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, với giống xoài cát Cần Giờ, tuổi cây khoảng 12 năm. Thử nghiệm chế phẩm lên cây trồng trên đất nhiễm mặn ở một số vùng lân cận được thực hiện tại vườn xoài ấp Phú Hưng, xã Phú Thuận, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre (giống xoài cát Hòa Lộc, tuổi cây khoảng 7 năm); vườn xoài ấp Hòa, xã Hòa Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang (giống xoài cát Hòa Lộc, tuổi cây khoảng 10 năm).
Các chủng vi khuẩn chịu mặn được đề tài tuyển chọn
Kết quả chung, đề tài đã tuyển chọn, định danh được 3 dòng vi khuẩn: Burkholderia cenocepacia (BK8), Burkholderia silvatlantica (TTH11), Pseudomonas fluorescens (T5) không ức chế hay đối kháng lẫn nhau trong quá trình sinh trưởng, phát triển cũng như không gây độc cho sự sinh trưởng của cây trồng. Ở các nồng độ muối khác nhau từ 0‰ đến 5‰, không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, khả năng tổng hợp IAA, cố định đạm, phân giải lân của 3 chủng vi khuẩn BK8, TTH11, T5. Điều kiện thích hợp cho quá trình lên men thu sinh khối 3 chủng vi khuẩn BK8, TTH11, T5 được xác định: nguồn cacbon là mật rỉ đường, nồng độ 20 g/L; khoảng nhiệt độ 30-35oC; giá trị pH thích hợp 7; thời gian nhân sinh khối là 30 giờ. Thử nghiệm đã xác nhận khả năng kích thích sinh trưởng cây đậu nành trong điều kiện thí nghiệm của 3 chủng vi khuẩn chịu mặn BK8, TTH11 và T5. Từ những kết quả này, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh chịu mặn có khả năng chịu mặn, cố định đạm, phân giải lân, sinh IAA quy mô pilot 100kg/mẻ (đầy đủ thông số kỹ thuật).
Chế phẩm vi sinh có khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng trên đất nhiễm mặn
Kết quả đánh giá sự ảnh hưởng của chế phẩm trên cây xoài (các yếu tố cấu thành năng suất, phẩm chất quả, cảm quan màu sắc quả) cho thấy, với liều lượng 100g/gốc cho hiệu quả tương tự nghiệm thức sử dụng chế phẩm thương mại và cao hơn so với nghiệm thức đối chứng không sử dụng chế phẩm. Về hiệu quả kinh tế, chế phẩm thử nghiệm cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với nghiệm thức đối chứng không sử dụng và tương đương với hiệu quả khi sử dụng chế phẩm thương mại. Điều này cho thấy tiềm năng của chế phẩm thử nghiệm có thể cạnh tranh với các sản phẩm trên thị trường khi đưa vào thương mại. Kết quả của đề tài cung cấp thông tin về chế phẩm vi sinh sử dụng trên đất mặn, có thể ứng dụng mở rộng trên nhiều đối tượng; quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm có thể ứng dụng vào sản xuất chế phẩm vi sinh chịu mặn kích thích sinh trưởng cây trồng, góp phần tăng năng suất cây trồng trong điều kiện canh tác bị ảnh hưởng của nhiễm mặn tại TP.HCM và một số vùng lân cận.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).
Lam Vân (CESTI)