Phân bón sinh học chương 4

Quá trình phân giải lân khó tan thành lân dễ tan Trong môi trường có pH thích hợp, vi sinh vật có khả năng hòa tan lân có thể chuyển hóa lân khó tan thành lân dễ tan theo các cơ chế: 1:

Chương 4

PHÂN BÓN SINH HỌC PHÂN GIẢI LÂN KHÓ TAN THÀNH LÂN DỄ TAN

4.1 Vai trò của lân và quá trình phân giải lân

khó tan thành lân dễ tan nhờ vi sinh vật

Vai trò của lân

 Cây hút lân chủ yếu dưới dạng dễ tan là photphat hóa trị 1 (H2PO4-) và hóatrị 2 (HPO42-)

 Cần thiết cho quá trình trao đổi năng lượng và tổng hợp chất protein: Lân là thành phần chủ yếu của các chất ADP và ATP là những chất dự trữ nănglượng cho các quá trình sinh hóa trong cây, đặc biệt là cho quá trình quanghợp, sự tạo thành chất béo và protein

 Thúc đẩy sự phát triển của hệ rễ thực vật, kích thích sự hình thành nốt sần

 Góp phần hạn chế tác hại của việc bón thừa đạm

 Bón đủ lân, cây không những sinh trưởng tốt, cho năng suất cao mà chấtlượng nông sản cũng cao

 Thiếu lân bộ rễ cây phát triển kém, toàn cây còi cọc, thân cây có vết tím, hạt

và quả ít, chất lượng kém Ngược lại, thừa lân các lá non mất màu xanh,đầu lá đen, lá già bị nứt gãy, ảnh hưởng sinh trưởng của cây

Quá trình phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

Trong môi trường có pH thích hợp, vi sinh vật có khả năng hòa tan lân có thể chuyển hóa lân khó tan thành lân dễ tan theo các cơ chế:

1: Nhờ sự có mặt của H2CO3 trong môi trường và hệ enzyme photphatase của VSV của các VSV có khả năng sinh photphatase

2: Nhờ vi khuẩn nitrat hóa

3: Nhờ vi khuẩn sunphat hóa

4.2 Vi sinh vật phân giải lân

khó tan thành lân dễ tan

PSM (phosphate solubilizing microorganisms)

Lân trong tự nhiên tồn tại chủ yếu ở dạng lân khó tan và thực vật không thể hấp thu được Tuy nhiên, lân khó tan có thể được phân giải thành lân dễ tan nhờ hoạt động của các nhóm

vi sinh vật phân giải lân (PSM)

P dễ tan

P khó tan

 VSV phân giải lân theo kiểu không cộng sinh gồm:

- Vi khuẩn Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Bacillus malaberensis

- Nấm Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Cunnighamella

Vi khuẩn Bacillus megaterium

- Vi khuẩn gram dương, hình que, hình

thành bào tử

- Là một trong số các VSV có kích thước lớn,

với chiều dài 4 µm và đường kính 1.5 µm

- Có thể sinh trưởng trong một dải nhiệt độ

rộng 3 °C - 45 °C

Nấm rễ Mycorhiza

- Gồm 2 loại chủ yếu là nấm rễ nội cộng sinh và nấm rễ ngoại cộng sinh

Ảnh hưởng của mycorrhiza đến hệ sinh thái thực vật – đất

- Gia tăng sự hấp thụ chất dinh dưỡng (chủ yếu là nguồn P)

- Tăng cường khả năng kháng hạn, stress môi trường, kháng sâu bệnh hại.

- Ảnh hưởng tốt đến cấu trúc, sự ổn định của đất

- Tăng giữ nước trong đất

Nấm rễ Mycorhiza

4.3 Sản xuất phân bón sinh

học phân giải lân khó tan

4.3.1 Khái niệm phân bón sinh học phân giải lân khó tan

Phân vi sinh vật phân giải phosphate khó tan là sản phẩm có chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật còn sống đạt tiêu chuẩn

đã ban hành có khả năng chuyển hoá các hợp chất phospho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông phẩm Phân lân vi sinh vật không gây hại đến sức khoẻ của người, động thực vật và không ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.

4.3.2 Sản xuất phân bón sinh học cố định nitơ

Quy trình chung

Lên men giống cấp 1,2,3

Chế phẩm VSV dạng rắn

Sinh khối VSV

Tối ưu điều kiện nhân giống, lên men

Phân lập chủng VSV phân giải lân khó tan Tuyển chọn chủng có hoạt tính mạnh, hữu ích

Xử lý sinh khối VSV sau khi lên men

4.3.2.1 Phân lập chủng vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

1 Thu thập mẫu dùng cho phân lập : Mẫu thường sử dụng là đất hoặc

vùng rễ cây trồng

Ví dụ: Phân lập VSV phân giải lân không cộng sinh thu thập mẫu đất, phân lập VSV phân giải lân cộng sinh thu ở vùng rễ

2 Chuẩn bị môi trường phân lập : Thành phần môi trường có đặc điểm

là chỉ bổ sung lân dưới dạng lân khó tan để chỉ có VSV có khả năng phân giải lân khó tan mới sinh sản được Môi trường phải được khử trùng trước khi sử dụng

3 Pha loãng mẫu đã thu thập

4 Cấy dịch đã pha loãng lên môi trường phân lập để tạo các khuẩn lạc riêng rẽ

5 Nuôi dưỡng các đĩa cấy trong điều kiện thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm

6 Kiểm tra sự tạo thành khuẩn lạc của các VSV có khả năng phân giải lân Do trong môi trường chỉ có lân khó tan nên nếu chủng VSV nào phân giải được lân khó tan sẽ tạo vòng tròn trong suốt do lân khó tan ở quanh đó bị phân giải.

Các bước

4.3.2.1 Phân lập chủng vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

Ví dụ về thành phân môi trường phân lập VSV hòa tan lân

Chỉ chứa lân khó tan

sunphat

4.3.2.1 Phân lập chủng vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

Tween 80 (0,2%),

H 2 O 2 30%

Chỉ tiêu cần tuyển chọn

 Khả năng phân giải lân cao

 Khả năng sinh trưởng của VSV: thời gian mọc, kích thước khuẩn lạc, kíchthước tế bào VSV

 Điều kiện sinh trưởng, phát triển: nhu cầu dinh dưỡng, nhu cầu oxy, pHthích hợp, nhiệt độ thích hợp

 Khả năng cạnh tranh: với các loài VSV khác

 Chủng VSV đã được tuyển chọn sẽ được bảo quản bằng phương phápthích hợp và được sử dụng như giống gốc cho sản xuất chế phẩm phân bónsinh học

4.3.2.2 Tuyển chọn chủng vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

Tiêu chuẩn về

chủng, giống

Chủng VSV được tuyển chọn là tốt nếu tích hợp được nhiều đặc tính ưu việt như:

- Có khả năng phân giải lân cao

- Có khả năng sử dụng các nguyên liệu dễ kiếm, rẻ tiền như các phế phụ phẩm, nguyên liệu thô, phế thải… như nguồn cơ chất

- Có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt trong phạm vi pH , nhiệt độ rộng.

4.3.2.3 Tối ưu điều kiện nuôi cấy vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

nhân giống và lên men thích hợp Trong môi trường phải có đầy đủnguồn cacbon, muối đa và vi lượng, các chất kích thích sinh trưởng, cácchất cảm ứng tổng hợp nitơ Thành phần môi trường có giá thành càng

rẻ càng tốt

- Tối ưu thời gian nuôi cấy

4.3.2.4 Nhân giống vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

4.3.2.5 Lên men sản xuất sinh khối vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

Nếu sử dụng VSV phân giải lân khó tan là vi khuẩn thì lên men lỏng

Trường hợp sử dụng nấm mốc hoặc nấm rễ thì thường lên men rắn

trên môi trường xốp

4.3.2.6 Thu hồi, xử lý sinh khối, tạo chế phẩm vi sinh vật phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

-Thu hồi sinh khối VSV, sấy khô ở 450C, phối trộn với chất mang

- Ở nước ta, trong sản xuất phân lân vi sinh vật trên nền chất mangkhông khử trùng các nhà sản xuất thường sử dụng bột quặng photphoritchứa lân khó tan bổ sung vào chất mang Việc làm này tận dụng đượcnguồn quặng tự nhiên sẵn có của địa phương làm phân bón qua đó giảmchi phí trong quá trình sản xuất

4.3.2.7 Yêu cầu về chất lượng chế phẩm PBSH phân giải lân khó tan thành lân dễ tan

đối với loại phân bón trên nền chất mang khử trùng và 106tế bào VSV/gamhay mililit đối với phân bón trên nền chất mang không khử trùng

cây trồng; nâng cao được năng suất, chất lượng cây trồng

hưởng xấu đến môi trường sinh thái

Cách sử dụng chế phẩm PBSH phân giải lân

-Trộn đều chế phẩm vào đất nhỏ tơi, sau đó rắc đều vào luống trước khi gieo hạt.

- Ủ hoặc trộn chế phẩm với phân chuồng hoai, bón đều vào luống rồi gieo hạt hoặc rắc đều mặt ruộng.

Có thể trộn chế phẩm với phân chuồng hoai sau đó bón thúc sớm cho cây

Có thể sử dụng một trong các cách sau:

Tác dụng của chế phẩm PBSH phân giải lân

-Tăng cường cung cấp lân dễ tiêu

- Phát huy hiệu quả của phân lân khoáng

- Cung cấp các chất điều hòa sinh trưởng

- Giúp cây trồng đề kháng tốt hơn với sâu bệnh hại

- Độ pH: nhìn chung pH ảnh hưởng không nhiều đến VSV phângiải lân Tuy nhiên ởpH 7,8-7,9 ảnh hưởng tốt đến sựphát triểncủa hệ VSV phân giải lân.

(do hoạt động của vsv) làm tăng quá trình phân giải lân hữu cơkhó tan

hưởng đến quá trình phân giải lân Hợp chất hữu cơtươi làmtăng sựsinh trưởng của hệVSV, dẫn đến tăng quá trình hòa tanhợp chất lân khó tan

VSV Do đó sự phân giải hợp chất khó tan cũng được tăngcường

Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng chế phẩm

PBSH phân giải lân