Khám phá 5 nhóm vi sinh vật quan trọng đối với cây trồng

Vi sinh vật không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn cải thiện sức khỏe đất và tăng cường khả năng kháng bệnh cho cây. Hãy cùng Thủy Sính các nhóm vi sinh vật phổ biến và các biện pháp giúp cải thiện hiệu quả của vi sinh vật đối với cây trồng.

1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của vi sinh vật 

Để vi sinh vật phát huy tối đa hiệu quả trong việc hỗ trợ cây trồng sinh trưởng, chúng ta cần đảm bảo môi trường sống thuận lợi cho chúng. Dưới đây là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật đất:

• Độ ẩm đất: Độ ẩm đất lý tưởng cho hầu hết vi sinh vật đất nằm trong khoảng 60-70% . Khi độ ẩm quá thấp (dưới 40%), vi sinh vật sẽ gặp khó khăn trong việc di chuyển và hấp thụ dinh dưỡng, dẫn đến hoạt động bị hạn chế. Ngược lại, độ ẩm quá cao (trên 80%) sẽ tạo điều kiện yếm khí, gây bất lợi cho nhiều loại vi sinh vật có lợi.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật đất thường nằm trong khoảng 20-30°C. Ở nhiệt độ dưới 10°C hoặc trên 40°C, hoạt động của vi sinh vật sẽ bị ức chế đáng kể.
• pH đất: Phần lớn vi sinh vật đất ưa môi trường trung tính hoặc hơi chua (pH 6-7). Tuy nhiên, một số loài vi sinh vật có thể thích nghi với môi trường axit (pH < 6) hoặc kiềm (pH > 7).
• Chất hữu cơ: Chất hữu cơ trong đất là nguồn cung cấp carbon và năng lượng chủ yếu cho vi sinh vật. Hàm lượng chất hữu cơ cao sẽ thúc đẩy sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật đất.
• Các yếu tố khác: Kết cấu đất, sự hiện diện của các chất độc hại (như thuốc bảo vệ thực vật), và sự cạnh tranh giữa các loài vi sinh vật cũng là những yếu tố cần được xem xét.

2. 5 nhóm vi sinh vật có lợi cho cây trồng

2.1 Vi sinh vật cố định đạm

Cây trồng không thể trực tiếp hấp thụ đạm từ không khí. Vi sinh vật cố định đạm có khả năng chuyển hóa nitơ (N2) mà cây trồng có thể hấp thụ, đó là amoniac (NH3). Quá trình này được thực hiện nhờ enzyme nitrogenaza.

Hiện nay, có khoảng 600 loài cây có vi sinh vật sống cộng sinh có thể đồng hóa N2.

• Vi khuẩn sống tự do: Các vi sinh vật này sống độc lập trong đất và tự thực hiện quá trình cố định đạm. Chúng bao gồm:
  • Hiếu khí dị dưỡng: Azotobacter, Pseudomonas, Achromobacter.
  • Hiếu khí tự dưỡng: Clostridium, Klebsiella.
  • Kỵ khí tự dưỡng: Chlorobium, Rhodospirillum, Methanobacterium
• Vi khuẩn cộng sinh: Sống cộng sinh với rễ cây họ đậu, tạo thành các nốt sần ở rễ và cung cấp đạm cho cây. Một số ví dụ điển hình là Rhizobium, Bradirhizobium.  Ngoài ra, vi khuẩn lam Anabaena cộng sinh với bèo dâu (một loại dương xỉ) cũng có khả năng cố định nitơ.

2.2 Vi sinh vật trong chu trình chuyển hóa phospho

Lân trong đất thường tồn tại ở dạng khó tiêu đối với cây trồng. Vi sinh vật phân giải lân có khả năng chuyển hóa các hợp chất lân khó tan thành dạng dễ hấp thụ cho cây.

• Cơ chế hoạt động: Vi sinh vật tiết ra enzyme phosphataza phân giải các hợp chất lân hữu cơ
• Các vi sinh vật phân giải lân: Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Flavobacterium, Penicillium, Sclerotium, Aspergillus…

2.3 Vi sinh vật phân giải Kali

Mặc dù đất chứa một lượng lớn Kali, nhưng cây trồng không thể sử dụng được toàn bộ. Vi9 sinh vật phân giải kali có khả năng giải phóng”Kali từ dạng khó tiêu sang dạng dễ tiêu cho cây trồng dễ dàng hấp thụ.

• Cơ chế hoạt động: Các vi sinh vật này tiết ra các axit hữu cơ (như H2CO3, HNO3, H2SO4)  hòa tan khoáng vật và giải phóng Kali dưới dạng ion mà cây trồng có thể hấp thụ. Chúng cũng có thể cố định Kali bằng cách đồng hóa ion K+ trong dung dịch đất, chuyển vào trong cơ thể chúng. Khi vi sinh vật chết đi, xác của chúng sẽ bị phân giải và giải phóng Kali cho cây trồng.
• Các vi sinh vật phân giải kali: Bacillus mucilaginosus, Aspergillus niger..

2.4 Vi sinh vậy sinh các chất kích thích sinh trưởng thực vật

Một số vi sinh vật có khả năng sản xuất các chất kích thích sinh trưởng thực vật, giúp cây trồng phát triển khỏe mạnh, tăng năng suất và chất lượng nông sản.

• Các chất kích thích sinh trưởng do vi sinh vật tạo ra:
  • Auxin (axit indolaxetic – IAA, axit indolbutyric – IBA): Kích thích sinh trưởng, ra hoa, tăng cường khả năng ra rễ và khả năng thụ phấn của cây.
  • Cytokinin: Kích thích trao đổi chất, phân chia tế bào, tăng cường khả năng nảy mầm của hạt, tăng cường sự hình thành rễ.
  • Gibberellin: Tăng sự nảy mầm của hạt, kích thích sự tăng trưởng của cây.
• Ví dụ:
  • Nấm men: Tổng hợp Cytokinin.
  • Nấm Giberella fujikuroi: Tổng hợp Gibberellin.
  • Vi khuẩn Pseudomonas, Azospirillum, Azotobacter: Tổng hợp Auxin.

2.5 Vi sinh vật đất và đấu tranh sinh học

Trong tự nhiên, luôn tồn tại sự cạnh tranh giữa các loài sinh vật. Một số vi sinh vật đất có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng, giúp bảo vệ cây trồng một cách tự nhiên

• Bacillus thuringiensis (Bt): Tiêu diệt sâu hại bằng cách tạo ra bào tử và tinh thể độc. Khi sâu ăn phải, bào tử sẽ nảy mầm, tinh thể độc sẽ xuyên qua thành ruột gây chết.
• Pseudomonas fluorescens: Ức chế nhiều loại nấm bệnh nhờ khả năng sinh chất PAPG (2,4 diacetyl phloglucinol).
• Bacillus subtilis: Ức chế sự sinh trưởng của nấm Rhizoctonia (gây bệnh khô vằn) và Fusarium (gây bệnh thối cổ rễ).
• Agrobacterium radiobacter: Chống bệnh mụn cây (crowngall).
• Beauveria, Metarrhizium: Tiêu diệt nhiều loại sâu hại bằng cách sinh độc tố. Ở Việt Nam, các chế phẩm chứa nấm này được sử dụng để phòng trừ sâu róm thông, bọ rầy truyền virus…
• Trichoderma harzianum, T.viridae: Ức chế nhiều loại nấm bệnh nhờ khả năng sinh Siderophore – chất có ái lực cao với sắt, cạnh tranh sắt với nấm bệnh, làm cho nấm bệnh thiếu sắt và bị ức chế.
• Streptomyces griseoviridis: Ức chế nhiều loại nấm bệnh như Pythium, Fusarium, Phytophtora…

3. Các biện pháp cải thiện và tăng cường hệ vi sinh vật 

Hệ vi sinh vật đất có vai trò vô cùng quan trọng đối với sức khỏe cây trồng. Để cải thiện hệ vi sinh vật đất, giúp chúng phát triển mạnh mẽ và hoạt động hiệu quả, chúng ta có thể áp dụng các biện pháp sau:

• Cải tạo đất xấu: Đối với các vùng đất xấu bị nhiễm mặn, nhiễm phèn, thoái hóa, cần có biện pháp cải tạo hợp lý để nâng cao tầng đất mặt, tạo điều kiện cho rễ cây phát triển và hệ vi sinh vật đất tồn tại.
  • Một số biện pháp cải tạo đất thường được áp dụng là:
    • Bón vôi để giảm độ chua, độ mặn cho đất.
    • Rửa mặn, thau chua rửa phèn.
    • Trồng cây cải tạo đất.
    • Bổ sung chất hữu cơ.
• Bổ sung chất hữu cơ: Chất hữu cơ là nguồn thức ăn dồi dào cho vi sinh vật đất. Bổ sung chất hữu cơ bằng cách bón phân hữu cơ, trồng cây che phủ, ủ phân xanh… sẽ giúp tăng số lượng và hoạt động của vi sinh vật có lợi.
• Sử dụng phân bón vi sinh: Sử dụng phân bón vi sinh chứa các chủng vi sinh vật giúp bổ sung trực tiếp vi sinh vật vào đất, tăng cường hoạt động của hệ vi sinh vật đất.
• Không lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học: Thuốc bảo vệ thực vật hóa học có thể tiêu diệt cả vi sinh vật có lợi lẫn vi sinh vật gây hại. Tránh lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học, thay thế bằng các chế phẩm sinh học sẽ giúp bảo vệ hệ vi sinh vật đất.
• Luân canh cây trồng: Luân canh cây trồng, đặc biệt là luân canh với cây họ đậu, giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng cường hoạt động của vi sinh vật cố định đạm, cân bằng hệ vi sinh vật đất.
• Canh tác hợp lý: Luân canh cây trồng (đặc biệt luân canh với cây họ đậu), xen canh, trồng đa dạng cây trồng để cải thiện môi trường đất, tránh thoái hóa đất do độc canh.

Vi sinh vật đất đóng vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Hiểu rõ về vai trò của vi sinh vật và áp dụng các biện pháp cải thiện hệ vi sinh vật đất sẽ giúp chúng ta canh tác hiệu quả hơn, nâng cao năng suất cây trồng, đồng thời bảo vệ môi trường.