Bài 9: Ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón

Mở đầu

48

Công nghệ vi sinh là gì? Công nghệ vi sinh được ứng dụng trong sản xuất phân bón như thế nào?

Đáp ánarrow-down-icon

- Công nghệ vi sinh là ngành công nghệ khai thác hoạt động sống của vi sinh vật để sản xuất các sản phẩm có giá trị, phục vụ đời sống và phát triển kinh tế - xã hội.

- Nhờ ứng dụng công nghệ vi sinh đã tạo ra nhiều loại phân bón vi sinh khác nhau phục vụ trồng trọt.

Khám phá 1

48

Theo em, yếu tố nào quan trọng nhất trong sản xuất phân bón vi sinh? Vì sao?

Đáp ánarrow-down-icon

Yếu tố quan trọng nhất trong sản xuất phân bón vi sinh là nhân giống vi sinh vật đặc hiệu. Vì bước này quy định phân bón vi sinh thuộc loại nào (vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật chuyển hóa lân hay vi sinh vật phân giải chất hữu cơ)

Kết nối năng lực 1

48

Tìm hiểu các nguyên liệu thường được sử dụng làm chất nền trong sản xuất phân bón vi sinh.

Đáp ánarrow-down-icon

Các nguyên liệu thường được sử dụng làm chất nền trong sản xuất phân bón vi sinh là: than bùn, phân xanh, phân rác, phân chuồng...

Kết nối năng lực 2

49

Tìm hiểu về các loại phân bón vi sinh vật cố định đạm đang được sử dụng ở địa phương em.

Đáp ánarrow-down-icon

*Các loại phân bón vi sinh vật cố định đạm (hay còn gọi là phân bón vi sinh) là những sản phẩm chứa các vi khuẩn hoặc nấm có khả năng tạo ra nitơ từ không khí và giúp cây trồng hấp thụ dinh dưỡng tốt hơn. Dưới đây là một số loại phân bón vi sinh vật cố định đạm thông dụng: 

1. Rhizobium: Đây là một loại vi khuẩn sống trong rễ của các cây họ Đậu (Fabaceae) như đậu, lạc, đậu xanh... Rhizobium có khả năng biến chất không khí thành nitơ và tạo ra gốc nhỏ ở rễ cây để hấp thụ. 

2. Azotobacter: Loại vi khuẩn này tồn tại tự do trong môi trường và có khả năng biến chất không khí thành nitơ. Azotobacter được sử dụng cho nhiều loại cây trồng như lúa, ngô, khoai lang... 

3. Azospirillum: Vi khuẩn này sống trong rễ của các cây lúa và có khả năng biến chất không khí thành nitơ. Azospirillum giúp gia tăng sự phát triển của rễ và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. 

4. Mycorrhizae: Đây là một loại nấm sống trong quan hệ tương đối với rễ cây. Nấm mycorrhizae giúp cây trồng hấp thụ nước và dinh dưỡng hiệu quả hơn, đặc biệt là phospho. 

*Các loại phân bón vi sinh vật cố định đạm này có thể được sử dụng để cải thiện sự phát triển của cây trồng và tăng năng suất. Tuy nhiên, việc lựa chọn phân bón phù hợp cần dựa vào yêu cầu dinh dưỡng của từng loại cây và điều kiện môi trường cụ thể ở địa phương em.

Kết nối năng lực 3

50

Tìm hiểu về các loại phân bón vi sinh chuyển hóa lân đang được sử dụng ở địa phương em.

Đáp ánarrow-down-icon

* Các loại phân bón vi sinh chuyển hóa lân là những sản phẩm chứa các vi khuẩn hoặc nấm có khả năng tăng cường sự hòa tan và chuyển hóa lân trong đất, giúp cây trồng hấp thụ lân hiệu quả hơn. Dưới đây là một số loại phân bón vi sinh chuyển hóa lân thông dụng: 

1. Bacillus subtilis: Đây là một loại vi khuẩn có khả năng tạo ra enzym phá vỡ các liên kết vô cơ của phosphate, giúp cây trồng tiếp cận và sử dụng lợi ích từ nguồn phosphate trong đất. 

2. Aspergillus niger: Đây là một loại nấm có khả năng tiết ra enzym phytase, giúp phá vỡ liên kết phosphate trong các nguồn khoáng chất không thể tiếp cận được cho cây trồng. 

3. Penicillium spp.: Loài này sản xuất enzyme phosphatase để hydrolyze phosphates không hoạt tính thành dạng hoạt tính, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho cây trồng hấp thụ. 

4. Mycorrhizal fungi: Đây là nhóm các loài nấm sống trong quan hệ tương ứng với rễ của cây trồng (mycorrhiza). Chúng có khả năng tăng cường hấp thụ lân và chuyển giao lân từ đất tới cây trồng. 

* Các loại phân bón vi sinh chuyển hóa lân này có thể được sử dụng để cải thiện sự hấp thụ và sử dụng lợi ích từ nguồn lân trong đất, giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, việc sử dụng phân bón cần tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất và điều chỉnh liều lượng phù hợp với yêu cầu của cây trồng và điều kiện địa phương.

Khám phá 2

50

So sánh các bước sản xuất phân bón vi sinh vật cố định đạm và các bước sản xuất phân bón vi sinh chuyển hóa lân.

Đáp ánarrow-down-icon
Phân bón vi sinh cố định đạmPhân bón vi sinh chuyển hóa lân

Bước 1: Chuẩn bị và kiểm tra nguyên liệu. Chuẩn bị giống vi sinh vật cố định đạm được nhân trên máy lắc 150 vòng/ phút trong vòng 48 giờ hoặc sục khí trong nồi lên men và hỗn hợp chất mang. Xử lí và loại bỏ tạp chất qua rây 0,25 mm, tiệt trùng dưới áp suất 2atm (nhiệt độ từ 121⁰C đến 130⁰C) trong 2 giờ. Kiểm tra chất lượng nguyên liệu trước khi thực hiện bước 2.

Bước 2: Phối trộn, ủ sinh khối khoảng 1 tuần. Bổ sung nguyên tố đa lượng và vi lượng, chất giữ ẩm và phụ gia khác

Bước 3: Kiểm tra chất lượng theo Tiêu chuẩn Việt Nam, đóng bao, bảo quản và đưa ra sử dụng.

Bước 1: Nhân giống vi sinh vật trên máy lắc 150 vòng/phút trong khoảng 48 - 72 giờ hoặc sục khí trong nồi lên men đối với vi khuẩn, nấm men. Nhân giống vi sinh vật trên môi trường rắn, bán rắn từ 5 đến 7 ngày đối với xạ khuẩn, nấm mốc. Kiểm tra chất lượng nhân giống trước khi thực hiện bước 2.

Bước 2: Chuẩn bị và kiểm tra chất chất mang theo Tiêu chuẩn Việt Nam, Loiaj bỏ tạp chất bằng cách rây qua sàng có kích thước 0,25 mm. Tiệt trùng ở áp suất 2atm trong 2 giờ.

Bước 3: Phối trộn với chất mang. Bổ sung dinh dưỡng, các chất phụ gia. Ủ sinh khối trong một tuần.

Bước 4: Kiểm tra chất lượng theo Tiêu chuẩn Việt Nam, đóng bao, bảo quản và đưa ra sử dụng.

Kết nối năng lực 4

51

Tìm hiểu về các loại phân bón vi sinh vật phân giải chất hữu cơ đang được sử dụng ở địa phương em.

Đáp ánarrow-down-icon

*Các loại phân bón vi sinh vật phân giải chất hữu cơ là những sản phẩm chứa các vi khuẩn hoặc nấm có khả năng phân giải và phân hủy chất hữu cơ trong đất, tạo ra các dạng dinh dưỡng sẵn có cho cây trồng. Dưới đây là một số loại phân bón vi sinh vật phân giải chất hữu cơ thông dụng: 

1. Trichoderma: Đây là một loại nấm có khả năng tiết ra enzym cellulase và ligninase để phân giải cellulose và lignin trong chất hữu cơ, tạo ra các dạng dinh dưỡng như glucozơ và axit humic. 

2. Bacillus coagulans: Loại vi khuẩn này có khả năng tiết ra enzyme amylase, protease và lipase để phân giải tinh bột, protein và lipid trong chất hữu cơ. 

3. Phanerochaete chrysosporium: Đây là một loại nấm có khả năng tiết ra enzyme lignin peroxidase để phá vỡ liên kết lignin trong cây gỗ hoặc rễ cây, từ đó tạo thành axit humic. 

4. Pseudomonas fluorescens: Loại vi khuẩn này có khả năng tiếp xúc với các polysaccharide (chất tổng hợp từ nhiều đơn đường) trong chất hữu cơ và phân giải chúng thành các dạng đơn đường như glucose. 

*Các loại phân bón vi sinh vật phân giải chất hữu cơ này có thể được sử dụng để tăng cường quá trình phân hủy và tái tạo dinh dưỡng trong đất, giúp cây trồng hấp thụ các chất dinh dưỡng một cách hiệu quả.

Luyện tập

51

1. Trình bày đặc điểm chung của phân bón vi sinh. Phân bón vi sinh có gì khác so với phân bón hóa học và phân bón hữu cơ.

2. Sơ đồ hóa cách sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm, chuyển hóa lân, phân giải chất hữu cơ.

Đáp ánarrow-down-icon

1. Đặc điểm chung của phân bón vi sinh:

- Là loại phân bón có chứa vi sinh vật sống. Khả năng sống và thời gian tồn tại của vi sinh vật có giới hạn và phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh nên phân bón vi sinh thường có thời gian sử dụng ngắn.

- Mỗi loại phân bón vi sinh chỉ thích hợp với một hoặc một nhóm cây trồng nhất định.

- Phân bón vi sinh an toàn cho người, vật nuôi, cây trồng và môi trường.

- Phân bón vi sinh khác so với phân bón hóa học và phân bón hữu cơ vì đây là loại phân bón có chứa một hoặc nhiều chủng vi sinh vật sống như vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật chuyển hóa lân hoặc vi sinh vật phân giải chất hữu cơ.

2. - Cách sản xuất phân bón vi sinh cố định đạm:

- Cách sản xuất phân bón vi sinh chuyển hóa lân:

- Cách sản xuất phân bón vi sinh phân giải chất hữu cơ:

Vận dụng

51

Lựa chọn loại phân bón vi sinh cho phù hợp với một số loại cây trồng phổ biến ở địa phương em.

Đáp ánarrow-down-icon

*Để lựa chọn loại phân bón vi sinh phù hợp cho cây trồng ở địa phương của bạn, cần xem xét các yếu tố như loại cây trồng, điều kiện môi trường và nhu cầu dinh dưỡng của cây. Dưới đây là một số loại cây trồng phổ biến và các loại phân bón vi sinh thích hợp cho chúng: 

1. Cây rau: Đối với rau, có thể sử dụng các loại phân bón vi sinh như Bacillus subtilis hoặc Trichoderma để tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng từ đất và giúp ngăn chặn sự lây lan của các bệnh do nấm gây ra. 

2. Cây hoa: Đối với cây hoa, có thể sử dụng Rhizobium để cung cấp nitơ cho cây và giúp tăng khả năng ra hoa và kết quả. 

3. Cây lúa: Đối với lúa, có thể sử dụng Azotobacter để tạo ra nitơ từ không khí và giúp cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cây. 

4. Cây công nghiệp như cao su hay cafe: Đối với các loại cây công nghiệp này, có thể sử dụng các loại phân bón vi sinh chuyển hóa lân như Bacillus subtilis để tăng cường sự hòa tan và chuyển hóa lân trong đất. 

*Lựa chọn loại phân bón vi sinh cụ thể nên dựa trên nghiên cứu và khảo sát điều kiện địa phương, cũng như tư vấn từ các chuyên gia nông nghiệp hoặc nhà sản xuất phân bón.