Bacillus là gì – 6 ứng dụng hữu ích trong nông nghiệp

Trong bối cảnh nông nghiệp ngày càng chú trọng đến sự bền vững, việc sử dụng vi khuẩn Bacillus mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với các phương pháp canh tác truyền thống. Vậy Bacillus là gì? Công dụng của loài vi sinh vật này đối với cây trồng? Mời bà con xem ngay bài viết dưới đây của Thủy Sính để có câu trả lời nhé! 

1. Bacillus là gì

Bacillus là một nhóm vi khuẩn gram dương có khả năng hình thành bào tử và sinh sống trong các điều kiện khắc nghiệt. Đây là loại vi khuẩn lợi ích được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp nhờ vào khả năng cải thiện sức khỏe đất, tăng cường sự sinh trưởng của cây trồng và kiểm soát các bệnh do nấm và vi khuẩn gây ra. Bacillus đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các phương pháp canh tác bền vững, giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào hóa chất bảo vệ thực vật.

Đặc điểm sinh học của Bacillus

• Cấu trúc: Bacillus có hình que, kích thước từ 0,3-2,2×1,2-1,7 µm
• Bào tử: Bacillus có khả năng tạo bào tử, giúp tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao hoặc hạn hán.
• Cộng sinh và độc lập: Bacillus có thể sống độc lập trong đất hoặc cộng sinh với rễ cây, bảo vệ cây khỏi tác nhân gây bệnh.

Bacillus là vi khuẩn gram dương, tế bào dạng hình que với kích thước khoảng 0,3-2,2×1,2-1,7 µm. Các loài vi khuẩn Bacillus có thể vi khuẩn hiếu khí hoặc kỵ khí tùy tiện và được tìm thấy rộng rãi trong đất và nước. Loại vi khuẩn này được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp với khả năng kiểm soát bệnh hại nhờ tạo ra một lượng lớn các chất kháng khuẩn, kháng nấm. Đặc biệt là một số chủng như: Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus thuringiensis, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis. Bacillus có thể tồn tại trong đất ỏe trạng trái ngủ động trong thời gian dài, chịu đựng tốt với những biến đổi của môi trường .

2. Ứng dụng của Bacillus trong sản xuất nông nghiệp

2.1 Khả năng cố định Nitơ

Nhiều loài Bacillus như B. cereus, B. firmus, B. subtilis, B. megaterium có khả năng cố định nitơ từ không khí do sinh tổng hợp enzyme nitrogenase giúp chuyển hóa N2 thành NH3 mà cây trồng có thể hấp thụ được (amoniac). Loài B. cereus được chứng minh có hoạt tính nitrogenase cao nhất trong số 42 loài Bacillus được nghiên cứu, và B. subtilis cùng với B. megaterium đã được phân lập làm chất cố định đạm nội sinh từ các giống lúa và ngô. Bacillus góp phần cải thiện sức khỏe cây trồng, giảm sự phụ thuộc vào phân bón đạm hóa học.

2.2 Khả năng chuyển hóa Lân và Kali

Phốt pho là chất dinh dưỡng quan trọng thứ hai sau nitơ đối với sự sinh trưởng của cây. Các loài Bacillus như B. Cirans, B. cereus , B. fusiformis , B. pumilus , B. megaterium , B. mycoides , B. coagulans , B. chitinolyticus , B. subtilis  có khả năng phân giải lân không hòa tan (phốt pho ở dạng HPO 4 2− và H 2 PO 4 -) thành dạng mà cây trồng có thể hấp thụ.

Về kali, Bacillus cũng được biết đến với khả năng phân giải các khoáng chất chứa kali trong đất, biến chúng thành dạng cây trồng có thể hấp thụ. Các loài Bacillus như B. cereus ,B. coagulans , B. edaphicus , B. megaterium , B. subtilis , B. firmus , B. mycoides , B. decolorationis và B. horikoshii đã được báo cáo có khả năng hòa tan kali nhờ vào việc sản xuất axit hữu cơ, giúp cây trồng tiếp cận dễ dàng hơn với khoáng chất quan trọng này.

2.3 Khả năng sản xuất các phytohormone

Bacillus có khả năng sản xuất các phytohormone như auxins (IAA- Indole 3 – acetic acid, IBA -Indole 3 – butyric acid), cytokinins, axit abscisic và gibberellins, giúp kích thích sự sinh trưởng của cây trồng. Phytohormone giúp điều chỉnh sự phân chia tế bào, kéo dài rễ và thúc đẩy quá trình quang hợp, từ đó tăng cường sự phát triển của cây trồng.

2.4 Thúc đẩy tăng trưởng thực vật ở cây trồng

Bacillus hoạt động như một vi khuẩn kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR), giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ hơn. Bacillus cải thiện sự hấp thu dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và kali, đồng thời sản xuất hormone thực vật giúp kích thích sinh trưởng. B. megaterium và B. subtilis đã được chứng minh là tăng cường sự phát triển của rễ, cải thiện trọng lượng hạt và các thông số sinh trưởng khác ở nhiều loại cây trồng như lúa mì, ngô, và mù tạt.

2.5 Tác nhân kiểm soát sinh học

Bacillus là một trong những nhóm vi sinh vật được ứng dụng rộng rãi nhất trong việc kiểm soát sinh học các mầm bệnh và dịch hại. Các loài Bacillus (Bacillus spp.) được biết đến với khả năng sản sinh nhiều hợp chất chuyển hóa có khả năng ức chế sự phát triển và chức năng của các sinh vật như vi khuẩn, nấm, côn trùng, giun tròn, và thậm chí cả virus. Bộ gen của Bacillus tham gia vào quá trình sinh tổng hợp các hợp chất chuyển hóa thứ cấp như enzyme lytic, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, và độc tố, tất cả đều có đặc tính kháng khuẩn mạnh mẽ. Các loài Bacillus có thể trực tiếp ức chế sâu bệnh và mầm bệnh thông qua việc sản xuất các hợp chất kháng khuẩn, enzyme, hoặc độc tố, tùy thuộc vào từng loài cụ thể. 

2.6 Hình thành màng sinh học

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, nhiều loài Bacillus như B. velezensis, B. atrophaeus, và B. subtilis đã được báo cáo có khả năng kiểm soát sinh học thông qua cơ chế xâm nhập rễ và hình thành màng sinh học.

Các chất tiết ra từ rễ của cây ký chủ cùng với các lipopeptit như bacillomycin và surfactin được biết đến với khả năng kích thích sự hình thành màng sinh học ở các loài trực khuẩn. Surfactin đặc biệt có vai trò quan trọng trong quá trình xâm nhập rễ và hình thành màng sinh học ở B. atrophaeus và B. subtilis. 

3. Những loại Bacillus phổ biến và công dụng của chúng

Để có cái nhìn tổng quan về các loại Bacillus phổ biến cùng công dụng của chúng, mời bà con cùng Thủy Sính theo dõi nội dung dưới đây:

4. Câu hỏi thường gặp về Bacillus

Bacillus có an toàn cho cây trồng và con người không?

Có, Bacillus là một nhóm vi khuẩn tự nhiên thường xuất hiện trong đất, nước và môi trường xung quanh. Chúng được coi là an toàn cho cây trồng, con người, và động vật. Không giống như một số vi khuẩn gây bệnh, Bacillus không gây hại cho sức khỏe con người và thậm chí còn được ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm nông nghiệp sinh học.

Loại Bacillus nào hiệu quả nhất trong kiểm soát sinh học?

Một số loài Bacillus đã được chứng minh là rất hiệu quả trong việc kiểm soát sinh học, nhưng nổi bật nhất là Bacillus thuringiensis (Bt) và Bacillus subtilis.

• Bacillus thuringiensis (Bt): Đây là loại Bacillus được biết đến rộng rãi nhất trong kiểm soát sinh học. Bt sản xuất một loại protein độc đối với các loài côn trùng gây hại, đặc biệt là sâu bướm. Khi côn trùng tiêu thụ protein này, chúng sẽ bị tê liệt và chết. Điều này giúp bảo vệ cây trồng khỏi sâu bệnh mà không cần sử dụng các loại thuốc trừ sâu hóa học độc hại. 
• Bacillus subtilis: Loài này nổi tiếng với khả năng kháng nấm và kháng khuẩn, giúp bảo vệ cây trồng khỏi các bệnh như thối rễ, mốc sương và nấm. B. subtilis sản sinh ra nhiều loại hợp chất kháng khuẩn mạnh mẽ như bacillomycin và surfactin, giúp kiểm soát sự phát triển của nấm và vi khuẩn gây hại trên cây trồng. ​.

Mỗi loại Bacillus có những đặc điểm riêng biệt, nhưng tất cả đều góp phần quan trọng trong việc kiểm soát sinh học, bảo vệ cây trồng một cách hiệu quả và bền vững mà không gây hại cho môi trường.

Bacillus có thể được sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ không?

Có, Bacillus hoàn toàn có thể được sử dụng trong nông nghiệp hữu cơ. Các sản phẩm sinh học dựa trên Bacillus được sản xuất từ vi sinh vật tự nhiên, không chứa các hóa chất tổng hợp độc hại, và tuân thủ các tiêu chuẩn nông nghiệp hữu cơ nghiêm ngặt.

Bài viết này đã cung cấp một cái nhìn toàn diện và sâu sắc về vi khuẩn Bacillus là gì, một loại vi khuẩn hữu ích trong nông nghiệp. Hy vọng những chia sẻ này giúp bà con có thêm thông tin hữu ích trong quá trình chăm sóc cây trồng. Nếu bà con cần tư vấn thêm về các chế phẩm sinh học cho cây trồng, hãy liên hệ ngay với Thủy Sính để được hỗ trợ nhanh nhất nhé.