Giúp nông dân hiểu được vai trò của vi sinh vật đất trong nông nghiệp

Đất là nền tảng cơ sở cho sản xuất cây trồng nông nghiệp, là nơi phát triển của tất cả các loài thực vật để sản xuất lương thực. Đất có phì nhiêu, màu mỡ thì cây trồng mới phát triển tốt và cho năng suất cao. Đất là nơi cư trú của nhiều loài vi sinh vật bao gồm cả vi sinh vật có lợi và gây bệnh cho cây trồng. 

Vi sinh vật rất có lợi cho sự phát triển của cây trồng. Vi khuẩn đất thực hiện nhiều hoạt động có ích đối với đất và cây trồng như chuyển hóa chất hữu cơ và cố định nitơ, phân giải phosphate và kali khó tan trong đất, tổng hợp các phytohormone làm tăng sự sẵn có của các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Vi sinh vật tổng hợp các hoạt chất kháng lại các tác nhận gây bệnh nên chúng được sử dụng nhiều trong kiểm soát sinh học, hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu, bảo vệ thực vật dẫn đến giảm ô nhiễm môi trường.

Cố định nitơ: Nitơ đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất thực phẩm và thúc đẩy tăng trưởng thực vật, rất cần thiết cho sự tổng hợp của các enzyme của tế bào, chất diệp lục, protein, RNA và DNA. Mối quan hệ cộng sinh giữa cây họ đậu và vi khuẩn cố định N2 đã cung cấp nguồn nitơ dễ hấp thụ cho cây trồng (Hình 1). Vi khuẩn cố định N2 không chỉ tăng cường hấp thụ P của cây họ đậu mà còn cải thiện thành phần dinh dưỡng trong cây họ đậu.

Tổng quan về lợi ích của cây họ đậu cố định đạm sinh học trong sản xuất nông nghiệp. (B) Sơ đồ thể hiện ứng dụng của rhizobia và cơ chế cố định đạm cộng sinh ở cây họ đậu. Nguồn: Raza và cs. (2020).

Phân giải phosphate khó tan trong đất: Phospho là chất dinh dưỡng đa lượng quan trọng thứ hai sau nitơ, cần thiết cho quá trình trao đổi chất, sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Mặc dù trong đất phospho tồn tại ở cả dạng hữu cơ và vô cơ, nhưng nó hầu như không có sẵn cho sự hấp thu của cây trồng do đã tạo phức với các ion kim loại trong đất (Hình 2). Việc sử dụng phân bón hóa học để đáp ứng nhu cầu về phospho, cải thiện năng suất cây trồng đã dẫn đến sự suy giảm sức sản xuất của đất, cũng như sự mất cân bằng trong hệ vi sinh vật đất. Do đó, cần có chiến lược thay thế dần dần phân bón hóa học, để tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường và tăng cường sử dụng nguồn phospho sinh học. Một chiến lược như vậy là ứng dụng của vi sinh vật phân giải phospho có khả năng hòa tan phosphate khó tan trong đất bằng các cơ chế khác nhau các cơ chế như bài tiết acid hữu cơ, sản xuất enzyme và bài tiết siderophores có thể chelate các ion kim loại và tạo thành các phức hợp, làm cho phosphate luôn tồn tại ở trạng thái sẵn sàng cho sự hấp thu của thực vật.

Các dạng phospho trong đất. Nguồn: Rawat và cs., 2020 

Tổng hợp phytohormone: Các chủng vi sinh vật tổng hợp nhiều phytohormone kích thích tăng trưởng cây trồng.

Đất là nền tảng cơ sở cho sản xuất cây trồng nông nghiệp, là nơi phát triển của tất cả các loài thực vật để sản xuất lương thực. Đất có phì nhiêu, màu mỡ thì cây trồng mới phát triển tốt và cho năng suất cao. Do dân số toàn cầu tăng nhanh nên cần phải đẩy mạnh sản xuất để đáp ứng nhu cầu về lương thực, thực phẩm, các nguyên liệu sản xuất, từ đó dẫn đến việc sử dụng quá mức phân bón cũng như thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc hóa học làm đất bị thoái hóa, giảm độ màu mỡ, giảm khả năng sản xuất, giảm đa dạng quần thể vi sinh vật trong đất. Một chiến lược mới trong phát triển nông nghiệp bền vững, thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí đã được đề ra: đó là khai thác sử dụng các chủng vi sinh vật hữu ích trong đất. Các vi sinh vật này không chỉ tổng hợp N2 từ không khí mà còn phân giải phosphate khó tan trong đất để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Bên cạnh đó chúng còn tổng hợp nhiều loại phytohormones, chất trao đổi chất có khả năng kháng lại các mầm bệnh hại cây trồng góp phần hạn chế sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hóa học, hạn chế ô nhiễm môi trường, đảm bảo chất lượng sản phẩm từ đó đảm bảo sức khỏe cho người sản xuất và tiêu dùng. Đây là lựa chọn thích hợp để phát triển nền nông nghiệp bền vững.