Luận văn Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm phân bón vi sinh vật đa chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái

g trừ sinh học các nguồn bệnh nguy hiểm này (21). Sản xuất và ứng dụng hỗn hợp VSV cố định nitơ, phân giải lân, sinh tổng hợp kích thích sinh trưởng thực vật và VSV đối kháng VSV gây bệnh vùng rễ như một loại phân bón chức năng sử dụng trong sản xuất nông lâm nghiệp là kết quả nghiên cứu của Viện KHKTNNVN phối hợp cùng Viện CNSH – Viện KH&CN Việt Nam và Viện KH lâm nghiệp. Kết quả nghiên cứu đã chứng minh phân VSV đa chủng, chức năng có tác dụng tiết kiệm phân khoáng, giảm thiểu thuốc bảo vệ thực vật hoá học và góp phần tích cực cho việc xây dựng nền nông nghiệp bền vững. Sản phẩm đã được nghiên cứu đánh giá trong phòng thí nghiệm, thử nghiệm ảnh hưởng trên một số đối tượng cây trồng ở qui mô chậu vại, nhà lưới, vườn ươm và khảo nghiệm đồng ruộng cả diện hẹp và diện rộng. Kết quả thử, khảo nghiệm cho thấy phân VSV đa chủng, chức năng có khả năng gia tăng sinh khối và năng suất cây trồng. Sự tăng năng suất được xác nhận ngay cả khi giảm 10-30% lượng dinh dưỡng khoáng N,P. Số liệu tổng kết kết quả khảo nghiệm đồng ruộng diện rộng và mô hình trình diễn tại một số địa phương cho thấy phân VSV đa chủng chức năng có khả năng gia tăng sinh khối và năng suất cây trồng. Sự tăng năng suất được xác nhận ngay cả khi giảm một phần dinh dưỡng khoáng (N,P). Kết quả khảo nghiệm 7 cũng xác định phân vi sinh vật đa chủng không những đem lại lợi ích về mặt cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có tác dụng tích cực trong việc hạn chế bệnh vùng rễ ở các cây trồng thử nghiệm. Kết quả nghiên cứu cơ chế tác dụng, qui trình công nghệ sản xuất qui mô phòng thí nghiệm và hiệu lực của loại phân mới này đã được công bố trên nhiều tạp chí khoa học trong và ngoài nước, đặc biệt trong Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc tổ chức tại Hà Nội tháng 12 năm 2003. phân bón VSV đa chủng chức năng, sản phẩm của Viện KHKTNNVN kết hợp cùng Viện CNSH và Viện KHLN đã được Hội đồng Khoa học chuyên ngành Đất, Phân bón và Hệ thống nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp & PTNT kiến nghị công nhận tiến bộ kỹ thuật và áp dụng rộng trong sản xuất (21). Với khuôn khổ một đề tài nghiên cứu khoa học trong thời gian qua các cán bộ khoa học của đề tài mới tập trung nghiên cứu nhằm chứng minh khả năng sử dụng hỗn hợp VSV đa chức năng làm phân bón và tổ chức xây dựng, triển khai qui trình công nghệ sản xuất ở qui mô nhỏ. Trong thời gian qua, mặc dù có hiệu quả và được người sử dụng tín nhiệm, song phân bón VSV đa chủng, chức năng chỉ mới được sử dụng ở phạm vi hết sức khiêm tốn. Nguyên nhân chính của hạn chế này là do chưa có qui trình sản xuất ở qui mô công nghiệp. Nhằm đáp ứng nhu cầu của thực tế sản xuất và nhanh chóng đưa tiến bộ khoa học vào sản xuất, việc nghiên cứu xây dựng qui trình sản xuất phân VSV đa chủng, chức năng ở qui mô công nghiệp tạo sản phẩm mới và phát triển trên diện rộng là hết sức cần thiết. Mục tiêu của dự án là hoàn thiện công nghệ sản xuất phân bón vi sinh vật đa chủng, chức năng chất lượng cao ở qui mô công nghiệp cho một số cây trồng trên vùng sinh thái và tổ chức chuyển giao công nghệ, ứng dụng vào sản xuất nhằm tạo mô hình sản xuất và sử dụng hỗn hợp vi sinh vật nhiều chức năng như một loại phân bón có tác dụng nâng cao năng suất, chất lượng nông sản, tiết kiệm phân hoá học, đồng thời có khả năng hạn chế một số bệnh vùng rễ cây trồng do nấm và vi khuẩn gây nên, góp phần phát triển nông phẩm an toàn. II. LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Công nghệ sản xuất chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đã được nghiên cứu và thử nghiệm sản xuất ở qui mô phòng thí nghiệm và qui mô pilot trong khuôn khổ của đề tài KC.04.04. Sản phẩm đã được thử nghiệm trên cây trồng cho hiệu quả tốt. Từ chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đề tài đã phối hợp với một số công ty để sản xuất thử nghiệm phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng. Sản phẩm phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng được khảo nghiệm trên một số cây trồng ở miền Bắc, miền Nam, Tây nguyên và được người sử dụng đánh giá cao. Do mục tiêu của đề tài nghiên cứu là xây dựng công nghệ sản xuất phân VSV đa chủng chức năng ở qui mô pilot và thử nghiệm áp dụng tại một số cơ sở sản xuất, nên sản phẩm phân VSV đa chủng chức năng chỉ được ứng dụng trong khuôn khổ của đề tài trên diện tích khiêm tốn. Kết quả thử, khảo nghiệm đồng ruộng đã cho thấy phân bón VSV đa chủng, chức năng có hiệu quả tốt trong trồng trọt, mang lại nhiều lợi ích kinh tế xã hội cho người sử dụng và môi trường sinh thái. Thực tế sản xuất nông, lâm nghiệp đang rất cần sản phẩm phân bón VSV đa chủng chức năng. Nhằm hoàn thiện qui trình công nghệ tạo sản phẩm chất lượng cao ở qui mô lớn phục vụ công tác đưa 8 nhanh tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất đáp ứng nhu cầu của của người sử dụng, dự án cần thiết phải triển khai các nghiên cứu thử nghiệm và hoàn thiện để xác định được tính ổn định của qui trình công nghệ sản xuất chế phẩm VSV đa chủng, chức năng chất lượng cao ở qui mô công nghiệp; đồng thời phối hợp với các cơ sở sản xuất phân bón hữu cơ, hữu cơ sinh học ở các vùng sinh thái nghiên cứu hoàn thiện qui trình xử lý phân gia cầm, than bùn và các nguồn hữu cơ khác thành chất mang cho sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng. Trên cơ sở đó dự án tổ chức sản xuất thử nghiệm và phát triển phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng vào sản xuất. Nhằm khuyến cáo phân bón VSV đa chủng, chức năng cho sản xuất dự án cũng đặt ra nội dung thử, khảo nghiệm phân VSV đa chủng, chức năng và xây dựng mô hình trình diễn trên diện rộng đối với một số cây trồng tại các vùng sinh thái. Để dự án được thực hiện thành công và có thể chuyển giao cho sản xuất, dự án xác định việc đào tạo, bồi dưỡng cán bộ là nội dung quan trọng tiếp theo của dự án. Để giải quyết các nội dung nghiên cứu đáp ứng mục tiêu xác định nêu trên dự án đã sử dụng kỹ thuật và phương pháp nghiên cứu sau (chi tiết các phương pháp nghiên cứu được tập hợp trong phụ lục 1): - Nghiên cứu đặc điểm chung và điều kiện sinh trưởng phát triển của VSV theo các phương pháp nghiên cứu VSV thông dụng. - Phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hoá học của mẫu đất, phân bón theo 10TCN 378-99; 369-99; 370-99; 377-99; 373-99; 371-99; 375-99; 303-97; 361-99; 306-97; 307-97; 308-97; 302-97; 366-99. - Phương pháp xác định hoạt tính cố định nitơ, phân giải lân VSV và chất lượng phân bón VSV theo TCVN 6166-2002; 6167-1996; 7185-2002; 10TCN 299-97; 298-97. - Đánh giá khả năng đối kháng vi khuẩn/ nấm bệnh vùng rễ cây trồng theo phương pháp khuyếch tán hoạt chất ức chế vi sinh vật trong môi trường thạch (27). - Xác định tên VSV bằng phương pháp phân loại học phân tử dựa trên cơ sở giải trình tự gen 16S ARN ribosom và so sánh theo chương trình phần mềm Fasta. Tên VSV được xác định với xác xuất tương đồng cao nhất (17). - Xác định độ an toàn sinh học của các chủng vi sinh vật theo hướng dẫn về phân loại cấp độ an toàn sinh học của cộng đồng Châu Âu số 90/679/EWG (31). - Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng diện hẹp và diện rộng theo 10TCN 216-95 (216-2003): Qui phạm khảo nghiệm đồng ruộng hiệu lực của phân bón đối với cây trồng và “Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng”. Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần lặp lại. Số liệu nghiên cứu được xử lý theo chương trình thống kê và xử lý số liệu IRRISTAT III. NHỮNG NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN Ngay sau khi Dự án được phê duyêt cơ quan chủ trì dự án đã tổ chức hội thảo kế hoạch triển khai dự án với sự tham gia của các cán bộ khoa học chủ chốt về các lĩnh vực có liên quan. Nội dung nghiên cứu của dự án được thống nhất và phân công cụ thể cho các đơn vị và triển khai chi tiết trong các năm như sau: 9 Năm 2005: - Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình công nghệ sản xuất chế phẩm VSV vật đa chủng, chức năng đậm đặc từ tổ hợp các VSV cố định đạm, phân giải lân, sinh tổng hợp kích thích sinh trưởng thực vật và đối kháng VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng cạn bằng phương pháp nuôi cấy chìm ở qui mô công nghiệp (công suất 1500 lít/mẻ). - Sản xuất thử nghiệm chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc. - Đánh giá chất lượng chế phẩm VSV đa chủng, chức năng, đậm đặc Nghiên cứu xây dựng qui trình bảo quản, sử dụng chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc. - Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình xử lý cơ chất hữu cơ làm chất mang cho phân bón hữu cơ VSV đa chủng, chức năng. - Nghiên cứu xây dựng và hoàn thiện qui trình sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng trên cơ sở chế phẩm VSV đa chủng, chức năng đậm đặc và cơ chất hữu cơ đã xử lý. - Sản xuất thử nghiệm và bước đầu phát triển phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng vào sản xuất. - Bước đầu đánh giá khả năng sử dụng phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng đối với cây trồng tại một số vùng sinh thái. Năm 2006 và 2007 - Tiếp tục hoàn thiện qui trình sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng và phối hợp sản xuất phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng ở qui mô công nghiệp. - Tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng đối với cây trồng tại một số vùng sinh thái. - Tổ chức khuyến cáo và mở rộng qui mô sử dụng phân hữu cơ VSV đa chủng, chức năng cho các đối tượng cây trồng thông qua các mô hình trình diễn tại các vùng sinh thái khác nhau. IV. KẾT QUẢ THỰC HIỆN 1. Kết quả khoa học công nghệ. 1.1 Hoàn thiện qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng trên thiết bị lên men chìm qui mô công nghiệp. 1.1.1.Tuyển chọn, xác định bộ giống vi sinh vật đa hoạt tính Từ bộ giống VSV thuộc đề tài KC04-04 và Quỹ gen vi sinh vật nông nghiệp, dự án đã tiến hành tuyển chọn và đánh giá hoạt tính sinh học của một số chủng vi sinh vật. Trên cơ sở lý lịch khoa học về hoạt tính sinh học của một số chủng vi sinh vật đã biết về hoạt tính cố định nitơ, phân giải photphat khó tan, sinh tổng hợp chất kích thích sinh trưởng thực vật và đối kháng vi khuẩn, nấm gây bệnh vùng rễ, kết quả cụ thể như sau: a). Azotobacter 3 chủng Azotobacter, ký hiệu là 108, 70 và 106 được lựa chọn làm nguyên 10 liệu sản xuất phân bón vi sinh vật đa chủng, chức năng. Kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng đa hoạt tính của Azotobacter được tổng hợp trong bảng 1 cho thấy ngoài khả năng cố định nitơ cả 3 chủng Azotobacter đều có khả năng sinh tổng hợp IAA và polysacharit. Chủng Azotobacter 106 có khả năng đối kháng vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên cả lạc, khoai tây và cà chua. Kết quả đánh giá khả năng phân giải lân và đối kháng VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng cạn cho thấy các chủng Azotobacter có biểu hiện, song mức độ không cao. Bảng 1. Hoạt tính sinh học của các chủng Azotobacter. Chủng Azotobacte. TT Hoạt tính sinh học 70 106 108 1 Cố định nitơ (µmol Etylen/ml/ngày) 4345,6 3207,2 4281,6 2 Hàm lượng IAA thô sau 5 ngày nuôi cấy (µg/ml) 430 32 39 3 Vòng ức chế vi khuẩn héo xanh lạc (D-d cm) 0,6 0,3 1,6 4 Vòng ức chế vi khuẩn héo xanh cà chua (D-d cm) - 1,6 1,6 5 Vòng ức chế vi khuẩn héo xanh khoai tây ( chế D-d cm) - 1,4 - 6 Lượng polyshacarit (g khô/l) 360 489 353 b). Rhizobium Rhizobium là vi khuẩn sống cộng sinh với cây họ đậu, có khả năng cố định nitơ và cung cấp nitơ cho cây chủ. Kết quả nghiên cứu khả năng hình thành nốt sần và cố định nitơ của các chủng Rhizobium đã xác định cả 3 chủng sử dụng trong nghiên cứu đều có khả năng hình thành nốt sần và cố định nitơ, trong đó chủng RA 42.2 có hoạt tính mạnh hơn cả (bảng 2). Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy 2 chủng RA 42.2 và RA 18 có khả năng chịu được nồng độ kháng sinh ở mức 30 ppm. Hai chủng này sẽ có khả năng cạnh tranh cao với quần thể vi sinh vật vùng rễ cây trồng. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trưởng thực vật (IAA), phân giải lân và đối kháng VSV gây bệnh vùng rễ cây trồng cạn cho thấy các chủng Rhizobium không thể hiện rõ nét. 11 Bảng 2. Hoạt tính sinh học của các chủng Rhizobium Chủng Rhizobium TT Hoạt tính sinh học RA04 RA18 RA442 1 Cố định nitơ (nmol C2H4/cây/ngày) 4345,6 3207,2 4281,6 2 Nốt sần hữu hiệu (nốt sần/cây) 13 11 115 3 Khả năng chịu Streptomycin ở nồng độ 30 ppm - - - 4 Khả năng chịu Spectinomycin ở nồng độ 30 ppm - + + 5 Khả năng chịu Tetracilin ở nồng độ 30 ppm - - - c). Bacillus Bảng 3. Hoạt tính sinh học của các chủng Bacillus Chủng vi khuẩn Đường kính vòng phân giải lân (mm) sau 5 ngàynuôi cấy Hàm lượng lân tan (µg/l) sau 5 ngày nuôi cấy Hàm lượng IAA (µg/ml) sau 4 ngày nuôi cấy Đường kính (D- d) ức chế VKHX lạc (mm) B04 11,5 6 87 8,0 B08 14,6 5 186 4,0 B10 14,5 6 87 15,0 B14 21,5 20 352 11,0 B16 11,5 6 133 15,7 B17 4,0 1 238 1,4 B18 14,6 15 263 18,0 B24 15,5 6 82 5,0 B34 11,5 1 90 10,0 Kết quả nghiên cứu về các hoạt tính sinh học của 9 chủng Bacillus được tổng hợp trong bảng 3 cho thấy cả 9 chủng vi sinh vật đều có khả năng chuyển hoá Ca3PO4 thành dạng hoà tan. Thời gian hình thành vòng phân giải từ 1 đến 3 ngày nuôi cấy. Trong số các chủng Bacillus nghiên cứu chủng B14 có hoạt tính phân giải photphat vô cơ cao hơn cả, đồng thời chủng vi khuẩn này cũng có khả năng sinh tổng hợp photphataza có khả năng khoáng hoá lân hữu cơ. Hầu hết các Bacillus 12 nghiên cứu đều có khả năng sinh tổng hợp IAA và đối kháng vi khuẩn gây bệnh héo xanh trên lạc, cà chua và dưa hấu. d). Các vi sinh vật khác đối kháng nấm gây bệnh vùng rễ cây công nghiệp Từ 15 chủng vi sinh vật có khả năng đối kháng nấm bệnh dự án đã tiến hành đánh giá khả năng ức chế cả nấm và vi khuẩn gây bệnh chết héo trên cây công nghiệp và xác định được 4 chủng có khả năng đối kháng với cả 2 đối tượng gây bệnh,. Kết quả được tập hợp tại bảng 4. Bảng 4. Khả năng ức chế F. oxysporum và R. solanacearum của một số vi sinh vật đối kháng Đường kính vòng đối kháng (mm) Kí hiệu chủng R. solanacearum F. oxysporum TH10 12 21 DC29 18 22 CC5.10 15 18 VCM 1158 14 19 1.1.2 Định tên và xác định độ an toàn sinh học của các vi sinh vật đa hoạt tính. Trên cơ sở kết quả đánh giá hoạt tính sinh học các chủng vi sinh vật được lựa chọn và kết hợp với kết quả nghiên cứu của đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón VSV đa chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái” mã số KC 04.04, dự án đã tiến hành xác định tên các chủng vi sinh vật chưa được xác định tên bằng kỹ thuật 16S ARN riboxom và đánh giá mức độ an toàn sinh học theo hướng dẫn số 90/679/EWG của cộng đồng Châu Âu về an toàn sinh học, nhóm tác nhân sinh học “Vi khuẩn”. Từ kết quả đánh giá độ an toàn, dự án đã xác định 10 chủng vi sinh vật kí hiệu 70,108, RA18, Ra42.2. B10, B18, B17, B16, DC29, B04 được xếp loại mức độ an toàn cấp 1 và cấp 2 có thể ứng dụng sản xuất trong điều kiện bình thường. Chủng TH10 có hoạt tính sinh học cao, tuy nhiên do mức độ an toàn sinh học được xếp ở cấp độ 3 (nhóm vi sinh vật hạn chế sử dụng), do vậy dự án không sử dụng cho sản xuất phân bón VSV đa chủng, chức năng. 1.1.3 Nghiên cứu khả năng tổ hợp các chủng vi sinh vật đa hoạt tính Trên cơ sở tính sinh học, nguồn gốc phân lập và ảnh hưởng đối với cây trồng đã được đánh giá trong khuôn khổ đề tài KC.04.04, dự án đã xác định các tổ hợp vi sinh vật sử dụng cho sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng đối với các loại cây trồng khác nhau (bảng 5). 13 Bảng 5. Tổ hợp vi sinh vật sử dụng cho các loại cây trồng. Đối tượng cây trồng sử dụng Tên vi sinh vật Ký hiệu Hoạt tính sinh học chính Azotobacter beijerinckii 108 CĐNT Bacillus subtilis B10 PGL Bacillus polyfermenticus B16 ĐK VKHX Cây nông nghiệp ngắn ngày Bacillus subtilis B18 PGL Bradyrhizobium japonicum RA18, RA42.2 CĐNT Bacillus polyfermenticus B17 ĐK VKHX Cây họ đậu Bacillus subtilis B18 PGL Azotobacter beijerinckii 70 CĐNT Bacillus subtilis B14 PGL Bacillus polyfermenticus B17 ĐK VKHX Hồ tiêu Bacillus polyfermenticus B10 PGL Azotobacter beijerinckii 108 CĐNT Bacillus subtilis B18 PGL Pseudomonas chlororaphis DC29 ĐK nấm bệnh Cà phê và cây công nghiệp dài ngày khác Bacillus subtilis B14 PGL CĐNT: Cố định nitơ, PGL: phân giải lân; ĐKVKHX: Đối kháng vi khuẩn héo xanh Kết quả đánh giá giá mật độ, hoạt tính sinh học theo thời gian bảo quản của các vi sinh vật đa hoạt tính trong các tổ hợp cho thấy, mật độ và hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật lựa chọn trong điều kiện hỗn hợp và riêng lẻ không có sự sai khác đáng kể trong thời gian bảo quản 6 tháng. Như vậy có thể sử dụng hỗn hợp các vi sinh vật đa hoạt tính trong sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng sử dụng cho các loại cây trồng. 1.1.4. Qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật chức năng Trên cơ sở các nghiên cứu về môi trường nhân sinh khối các chủng vi sinh vật lựa chọn thuộc các giống Azotobacter, Rhizobium, Bacillus, Pseudomonas và các 14 điều kiện sinh trưởng phát triển tối ưu trong điều kiện lên men chìm, dự án đã tổng hợp được các thông số kỹ thuật trong nuôi cấy nhân sinh khối các vi sinh vật trên thiết bị lên men chìm. Kết quả được tập hợp tại bảng 6. Kết quả nghiên cứu của dự án đã mở ra hướng sử dụng các nguyên liệu sẵn có rẻ tiền ở Việt Nam thay thế cho các hoá chất chuyên dụng, giá thành cao. Sinh khối các vi sinh vật lên men trên thiết bị lên men chìm có mật độ đạt 108-109 CFU/ml sau thời gian lên men 35-48 giờ đối với Bacillus, Pseudomonas và Azotobacter. Riêng chủng Rhizobium thời gian nhân sinh khối là 120 giờ. Bảng 6. Điều kiện lên men tối ưu của các vi sinh vật đa hoạt tính trên thiết bị lên men chìm quy mô công nghiệp. Chủng vi sinh vật Thông số kỹ thật Bacillus Rhizobium Pseudomonas Azotobacter Ph 6,5-7,0 6,8 7,0 6,8-7,0 Nhiệt độ lên men (oC) 30±2 30±1 30 28-32 Thời gian lên men (giờ) 36h 120h 35h 48h Tỷ lệ giống gốc (%) 5% 5% 5% 5% Môi trường lên men SX2 SX7 CT4 SX4 0 giờ - 6 giờ 220 220 220 220 6 giờ - 12 giờ 300 300 300 300 Tốc độ cánh khuấy (vòng/phút) 12h giờ - kết thúc 350 350 350 350 Lưu lượng cấp khí (dm3 khí/dm3 môi trường/phút) 0,75 0,64 0,75 0,75 Dịch vi sinh vật sau nhân sinh khối trên thiết bị lên men chìm được đưa vào máy ly tâm liên tục (separator) để tách nước tự do. Vận tốc ly tâm ban đầu là 15000 vòng/ phút sau đó tăng từ từ để đạt vận tốc 20000 vòng/phút. Mật độ tế bào vi sinh vật sau ly tâm được xác định thông qua phương pháp nuôi cấy pha loãng. Kết quả cho thấy mật độ vi sinh vật trong sinh khối vi sinh vật đã tăng 10 đến 100 lần. Kết quả nghiên cứu này đã mở ra triển vọng tạo chế phẩm vi sinh vật đa chủng chức năng đậm đặc với mật độ vi sinh vật hữu ích cao hơn hẳn chế phẩm truyền thống sản xuất trên cơ sở phối trộn sinh khối vi sinh vật sau lên men với chất mang đã xử lý. Từ các kết quả nghiên cứu hoàn thiện ở trên kết hợp với các kết quả nghiên cứu trong khuôn khổ đề tài KC04.04 về chất mang cho sản xuất phân vi sinh vật đa chủng chức năng (VSVĐCCN), dự án đã tiến hành sản xuất thử nghiệm chế phẩm VSVĐCCN đậm đặc. Kết quả kiểm tra chất lượng chế phẩm được tập hợp trong bảng 7 đã xác định chế phẩm có chất lượng cao hơn yêu cầu về chế phẩm phân bón vi sinh vật được qui định trong TCVN. Với qui trình đã hoàn thiện, dự án tổ chức sản xuất chế VSVĐCCN đậm đặc và phối hợp với 3 công ty sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng 15 (HCVSVĐCCN) với số lượng khoảng 8000 tấn, trong đó chế phẩm được sử dụng với liều lượng 1kg/1tấn nguyên liệu hữu cơ. Sản phẩm phân HCVSVĐCCN được sử dụng tại nhiều địa phương trong cả nước và được người nông dân đánh giá cao. Kết quả khảo nghiệm hiệu lực của phân HCVSVĐCCN sản xuất trên nền hữu cơ đã xử lý và chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng đậm đặc được trình bày chi tiết trong mục 1.2.3. Kết quả đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng đối với cây trồng. Bảng 7. Mật độ các nhóm vi sinh vật chính chứa trong chế phẩm vi sinh vật chức năng đậm đặc Nhóm vi sinh vật Đơn vị đo Mật độ 1. Chế phẩm sử dụng cho cây bộ đậu. Vi khuẩn nốt sần. CFU/g 4,98 x 109 Vi sinh vật phân giải lân. CFU/g 5,23 x 109 Vi sinh vật đối kháng vi khuẩn héo xanh CFU/g 3,96 x 109 2.Chế phẩm sử dụng cho khoai tây, dưa. Nhóm vi sinh vật Đơn vị đo Mật độ Vi khuẩn cố định nitơ CFU/g 5,03 x 109 Vi sinh vật phân giải lân CFU/g 5,71 x 109 Vi sinh vật đối kháng vi khuẩn héo xanh CFU/g 4,21 x 109 3. Chế phẩm vi sinh vật sử dụng cho cây lâu năm. Vi khuẩn cố định nitơ CFU/g 5,15 x 109 Vi sinh vật phân giải lân CFU/g 5,33 x 109 Vi sinh vật đối kháng F.Oxysporum CFU/g 3,78 x 109 Trên cơ sở kết quả hoàn thiện công nghệ về đánh giá tuyển chọn bộ giống vi sinh vật đa hoạt tính sinh học, nghiên cứu môi trường lên men phù hợp, nghiên cứu bổ sung điều kiện lên men tối ưu trên thiết bị lên men chìm, kỹ thuật xử lý sinh khối sau lên men nhằm tạo chế phẩm VSVĐCCN (chất lượng cao) và kế thừa các kết quả đã được của đề tài KHCN cấp Nhà nước KC.04.04 giai đoạn 2001-2005, dự án đã xây dựng quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm VSVĐCCN đậm đặc. Quy trình công nghệ được tóm tắt trong sơ đồ 1 và chi tiết hoá trong: Sản phẩm của Khoa học 16 công nghệ của Dự án – Qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng đậm đặc. Sơ đồ 1. Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng chất lượng cao trên thiết bị lên men chìm quy mô công nghiệp. 1.2. Qui trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng 1.2.1. Xử lý nguyên liệu hữu cơ làm cơ chất cho phân hữu cơ vi sinh vật chức năng Men ủ vi sinh vật là kết quả nghiên cứu của đề tài khoa học cấp Nhà nước KC.04.04 đã được Hội đồng khoa học Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị công nhận là tiến bộ kỹ thuật và khuyến cáo sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Với mục đích sử dụng có hiệu quả chế phẩm trong chế biến nguyên liệu hữu cơ làm cơ chất cho sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng chức năng, Dự án đã tiến Chất mang Kiểm tra hoạt tính Kiểm tra hoạt tính Kiểm tra hoạt tính Nhân giống cấp I Nhân giống cấp I Nhân giống cấp I Nhân giống cấp II Nhân giống cấp II Nhân giống cấp II Xử lý sinh khối Xử lý sinh khối Xử lý sinh khối Phối trộn Xử lý chất mang Kiểm tra chất l Bao gói Bảo quản sử dụng Giống gốc VSV cố định nitơ Giống gốc VSV phân giải lân Giống gốc VSV ĐK vi sinh vật 17 hành nghiên cứu, đánh giá các yếu ảnh hưởng đến quá trình ủ, bao gồm nhiệt độ ban đầu, nguồn dinh dương cacbon, độ ẩm nguyên liệu, nồng độ men ủ và thời gian ủ để từ đó xây dựng qui trình xử lý nguyên liệu hữu cơ cho sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng chức năng. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu dự án đã tiến hành xử lý thử nghiệm nguyên liệu hữu cơ làm cơ chất cho sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật chức năng. Kết quả thử nghiệm đã xác định cơ chất chế biến theo phương pháp cải tiến của dự án đảm bảo tiêu chuẩn cảm quan và các đặc tính lý hoá và sinh học của sản phẩm tạo ra đáp ứng yêu cầu của cơ chất trong sản uất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng. Từ các kết quả nghiên cứu nêu trên dự án đã tập hợp thành qui trình chế biến cơ chất cho phân bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng và được tóm tắt trong sơ đồ 2. Sơ đồ 2: Qui trình xử lý nguyên liệu, phế thải hữu cơ làm cơ chất cho phân bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng. 1.2.2 Sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật chức năng trên cơ sở nguyên liệu hữu cơ đã xử lý và chế phẩm vi sinh vật chức năng đậm đặc Với mục tiêu sản xuất sản phẩm phân bón hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng (HCVSVĐCCN) đảm bảo chất lượng trên cơ sở chế phẩm đậm đặc và cơ chất đã xử lý, dự án đã triển khai nghiên cứu về tỷ lệ phối trộn chế phẩm vi sinh vật đậm đặc và cơ chất hữu cơ, đánh giá chất lượng sản phẩm tạo ra theo thời gian bảo quản và nghiên cứu hiệu lực của phân HCVSVĐCCN đối với một số cây trồng ở các vùng sinh thái khác nhau. Kết quả phân tích mật độ các nhóm vi sinh vật trong sản phẩm trong 15 ngày đầu sản xuất được tập hợp trong bảng 8 đã xác định: để bảo Nguyên liệu hữu cơ Rỉ mật Men ủ vi sinh Dinh dưỡng khoáng Phối trộn Ủ hoạt hoá Xử lí thô (nghiền, sàng, loại bỏ tạp chất...) Cơ chât hữu cơ 18 đảm tiêu chuẩn Việt Nam về phân bón hữu cơ vi sinh vật chỉ cần phối trộn chế phẩm vi sinh vật chức năng với cơ chất hữu cơ đã xử lý theo tỷ lệ 1/1000. Bảng 8. Mật độ vi sinh vật trong phân HCVSĐCVC sử dụng cho khoai tây Mật độ (CFU/g) tại thời điểm sau sản xuất (ngày) Tỷ lệ chế phẩm VSV chức năng và cơ chất hữu cơ Nhóm Vi sinh vật 0 7 14 VSVCĐN tự do 6,25*106 7,25*106 7,17*106 VSVPGL 9,25*106 2,15*107 2,02*107 1:1000 VSVĐK vi khuẩn héo xanh 7,25*105 5,25*106 5,07*106 VSVCĐN tự do 8,17*106 7,25*106 7,91*106 VSVPGL 9,32*106 2,41*107 2,78*107 2:1000 VSVĐK vi khuẩn héo xanh 8,21*106 9,95*106 9,61*106 VSVCĐN tự do 7,17*106 9,25*106 9,31*106 VSVPGL 9,02*106 1,41*107 3,98*107 5:1000 VSVĐK vi khuẩn héo xanh 7,81*106 9,72*106 9,66*106 Phân HCVSVĐCCN được bảo quản ở điều kiện phòng trong thời gian 6 tháng. Kết quả theo dõi biến động của các nhóm vi sinh vật trong sản phẩm cho thấy mật độ các vi sinh vật chức năng sau 6 tháng bảo quản có giảm đi chút ít so với mật độ ban đầu (sau khi sản xuất 15 ngày). Tuy nhiên so với TCVN về phân bón vi sinh vật, sản phẩm vẫn đạt yêu cầu chất lượng. Mật độ các nhóm vi sinh vật chức năng tại thời điểm này dao động trong khoảng 1,03 x 106 đến 4,42 x 106 CFU/g phân bón. Trong quá trình bảo quản dự án đã tiến hành kiểm tra các đặc điểm hoá và lý học khác của sản phẩm. Kết quả phân tích cho thấy tỷ lệ các chất dinh dưỡng chứa trong sản phẩm hầu như không có sự biến động. Độ ẩm của sản phẩm có dấu hiệu giảm hơn so với ban đầu, xong ở mức độ không đáng kể. Từ kết quả sản xuất thử nghiệm với sản phẩm phân HCVSVĐCCN sử dụng cho khoai tây đề tài đã tiến hành các sản xuất thử nghiệm với sản phẩm sử dụng cho hồ tiêu, cây công nghiệp và cây bộ đậu. Kết quả tương tự như sản phẩm sử dụng cho khoai tây được xác định đối với sản phẩm sử dụng cho hồ tiêu và cây công nghiệp. Trong sản phẩm phân HCVSVĐCCN sử dụng cho cây bộ đậu, sau thời gian bảo quản 2 tháng mật độ vi khuẩn nốt sần giảm hẳn và không thể phát hiện được ở độ pha loãng 10-2 sau tháng thứ 4. Do vi khuẩn nốt sần là loại vi sinh vật không sinh nha bào hoặc bào tử nên đề tài chỉ xác định mật độ vi khuẩn nốt sần trong phân hữu cơ vi sinh vật sử dụng cho cây bộ đậu trong thời gian bảo quản 2 tháng. Sản phẩm loại này không bảo đảm mật độ vi khuẩn nốt sần sau thời gian bảo quản 2 tháng. 1.2.3. Đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng đối với cây trồng 19 Nhằm xác định hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh vật chức năng đối với cây trồng nông công nghiệp dự án đã tiến hành các thí nghiệm chính qui diện hẹp tại nhiều địa phương trong cả nước (khoai tây, lạc ở Hà Nội, cà chua, cải ngọt, cải bắp ở Vĩnh Phúc, Nam Định, hồ tiêu ở Quảng Trị, bông và cà phê ở Đắc Lắc. Từ các kết quả thử nghiệm đồng ruộng dự án đã xác định với liều lượng bằng 1/10 lượng phân chuồng cần bón phân HCVSVĐCCN đã có tác dụng thay thế phân chuồng và ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng, phát triển của các đối tượng cây trồng thử nghiệm. Phân HCVSVĐCCN có tác dụng làm tăng năng suất cà chua 15,73-17,5%, khoai tây 17,39%, lạc 10,08%, rau 12,41-20,03%, hồ tiêu 15,21%, bông 12,59% và cà phê 20,63%. Các cây trồng thử nghiệm vẫn không giảm năng suất, nếu đồng thời bón phân HCVSVĐCCN và giảm giảm 20-30% phân đạm và lân khoáng cần bón. Phân HCVSVĐCCN có tác dụng giảm tỷ lệ bệnh héo xanh tới 60% đối với khoai tây, cà chua, 37% đối với lạc và giảm 33,82% tỷ lệ bệnh vùng rễ cây hồ tiêu. Sử dụng phân HCVSVĐCCN không phát hiện thấy bệnh lở cổ rễ trên cây bông và cà phê. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu hoàn thiện nêu trên và kế thừa các kết quả nghiên cứu của đề tài KC.04.04, dự án đã xây dựng quy trình công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng từ chế phẩm vi sinh vật chức năng đậm đặc và cơ chất hữu cơ đã xử lý. Quy trình được được tóm tắt theo sơ đồ 3 dưới đây và trình bày chi tiết trong: Sản phẩm của Dự án – Qui trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng trên cơ sở chế phẩm đậm đặc và cơ chất hữu cơ đã xử lý 2. Kết quả sản xuất và phát triển phân HCVSVĐCCN 2.1. Sản xuất phân HCVSVĐCCN Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, dự án đã xây dựng và hoàn thiện qui trình sản xuất phân HCVSVĐCCN sử dụng cho cây bộ đậu, rau quả và cây công nghiệp ( Tóm tắt qui trình được trình bày trong phần phụ lục). Trong giai đoạn 6/2005 - 6/2007, dự án đã phối hợp với Công ty TNHH Hữu cơ, Công ty Polyfa, Công ty Cổ phần đầu tư khai thác mỏ, Trung tâm ứng dụng khoa học công nghệ tỉnh Đắc Lắc tổ chức sản xuất sản phẩm phân HCVSVĐCCN. Tổng hợp sô lượng sản phẩm tạo ra từ dự án được trình bày trong bảng 9. Sản phẩm phân HCVSVĐCCN sau khi sản xuất được kiểm tra chất lượng định kỳ theo Tiêu chuẩn Việt Nam, kết quả kiểm tra cho thấy sau 6 tháng bảo quản sản phẩm vẫn đạt TCVN. Sản phẩm tạo ra được đưa đi sử dụng tại nhiều địa phương trong cả nước và được người sử dụng đánh giá cao. Tổng hợp kết quả sản xuất và nhận xét, đánh giá của người sử dụng được trình bày trong phần 3: Sản phẩm khoa học công nghệ của dự án. 20 Sơ đồ 3. Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng từ chế phẩm vi sinh vật đậm đặc và cơ chất hữu cơ đã xử lý Phối trộn Phân HCVSVCN Chế phẩm VSVCN đậm đặc Cơ chất hữu cơ đã xử lý Kiểm tra độ chín, độ an toàn Đóng gói Sử dụng Kiểm tra chất lượng Kiểm tra chất lượng 21 Bảng 9: Số lượng phân HCVSVĐCCN sản xuất trong giai đoạn 2005 –2007 (tấn) Lượng phân HCVSVĐCCN đã sản xuất STT Tên Công ty, Đơn vị Năm 2005 Năm 2006 Năm 2007 Tổng cộng 1 Công ty TNHH Hữu cơ 1500 1500 2000 5000 2 Công ty Polifa 500 500 500 1500 3 Trung tâm ứng dụng khoa học công nghệ tỉnh Đắc Lắc 1500 1500 4 Công ty Cổ phần đầu tư khai thác mỏ 0 0 100 100 5 Tổng cộng 8100 2.2. Phát triển công nghệ và sản phẩm phânHCVSVĐCCN Từ cuối năm 2005 công nghệ sản xuất phân HCVSVĐCCN và công nghệ sản xuất sử dụng men ủ vi sinh vật trong xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp đã được cơ quan chủ trì dự án và các đơn vị phối hợp triển khai vào sản xuất trên diện rộng. Đến nay 2 dự án liên quan đến kết quả của đề tài KC04.04 và dự án KC.04.DA11 đã được Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt thực hiện trong khuôn khổ “Chương trình xây dựng mô hình ứng dụng khoa học công nghệ phục vụ phát triển nông thôn, miền núi từ nay đến năm 2010”, đó là dự án: - Ứng dụng công nghệ vi sinh sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật chức năng sử dụng cho hồ tiêu ở tỉnh Bình Dương và các tỉnh phía Nam. Đơn vị chuyển giao công nghệ là Viện Thổ nhưỡng nông hoá (Quyết định số 542/QĐ-BKHCN). - Xây dựng mô hình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh từ phế phụ phẩm nông nghiệp tại tỉnh Nghệ An. Đơn vị chuyển giao công nghệ là Viện Thổ nhưỡng nông hoá (Quyết định sô 623/QĐ-BKHCN ). Để nhanh chóng phát triển phân HCVSVĐCCN vào sản xuất và giúp đỡ người sử dụng những thông tin cơ bản về sản phẩm trên các đối tượng cây trồng ở các địa phương, trong thời gian qua dự án đã xây dựng nhiều mô hình diện rộng sử dụng phân HCVSVĐCCN tại các tỉnh Hoà Bình, Hà Nội, Nam Định, Vĩnh Phúc, Nghệ An, Quảng Trị, Đắc Lắc, Đắc Nông (bảng 10). Kết quả chi tiết về hiệu quả sử dụng phân HCVSVĐCCN tại các mô hình được trình bày chi tiết trong: Sản phẩm khoa học công nghệ dự án - Kết quả xây dựng mô hình sử dụng phân HCVSVĐCCN. 22 Bảng 10. Các mô hình trình diễn hiệu quả sử dụng phân HCVSVĐCCN TT Cây trồng và địa điểm triển khai mô hình Đơn vị thực hiện chính Diện tích (ha) Thời gian thực hiện 1 Khoai tây – Vĩnh Phúc Hợp tác xã Tiền Phong, Mê Linh 20 2005-2006 2 Cà chua - Vĩnh Phúc Hợp tác xã Tiền Phong, Mê Linh 5 2005-2006 3 Rau - Vĩnh Phúc Hợp tác xã Tiền Phong, Mê Linh 2 2005-2006 4 Rau – Hà Tây Hợp tác xã nông nghiệp Phương Viên 2 2005-2006 5 Cà phê - Đắc Lăk Công ty cổ phần Polyfa, Trung tâm ứng dụng KHCN Đắc Lăk 32 2006-2007 6 Hồ tiêu - Quảng trị Chi Cục BVTV Quảng Trị 10 2005-2007 7 Bông - Đắc Lắc Viện nghiên cứu bông 5 2005-2006 8 Hồ tiêu - Đắc Nông, Đắc lắk Viện BVTV, Trung tâm ứng dụng KHCN Đắc Lăk 2 2006-2007 9 Hồ tiêu – Bình Dương Công ty TNHH Hưu cơ 10 2006-2007 Hiệu quả của phân HCVSVĐCCN tại các mô hình trình diễn được tập hợp tại bảng 11 cho thấy, sử dụng phân HCVSVĐCCN đã có hiệu quả nhất định trong việc làm tăng năng suất cây trồng đồng thời hạn chế được một số loại bệnh vùng rễ do vi sinh vật gây ra. Kết quả đánh giá trên một lần nữa khảng định hiệu quả của việc sử dụng phân HCVSVĐCCN đối với cây trồng. Trên cơ sở kết quả sử dụng phân HCVSVĐCCN đối với một số loại cây trồng trên mô hình diện rộng. Dự án tiến hành phân tích hiệu quả kinh tế sử dụng phân HCVSVĐCCN và so sánh với đối chứng (mô hình sử dụng của nông dân). Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế cho thấy, mức độ tăng lợi nhuận đối với các loại cây trồng khác nhau thì khác nhau, trong đó lợi nhuận cao nhất được xác định đối với cà phê và rau cải ngọt (>10 triệu đồng/ha). Đối với các cây trồng khác lợi nhuận do sử dụng phân HCVSVĐCCN đạt từ 3 đến 8 triệu đồng/ha. Chi phí sử dụng phân HCVSVĐCCN thấp hơn so với chi phí mà nông dân đang thực hiện. Từ kết quả phân tích trên cho thấy, sử dụng phân HCVSVĐCCN đem lại lợi nhuận thực sự cho người nông dân. 23 Bảng 11. Hiệu quả sử dụng phân HCVSVĐCCN đối với một số loại cây trồng trên diện rộng. Năng suất (tấn/ha) Tỷ lệ bệnh vùng rễ (%) Cây trồng và địa điểm thực hiện mô hình ĐC Mô hình Mức độ tăng so với ĐC (%) ĐC Mô hình Mức độ giảm so với ĐC (%) Cà chua – Vĩnh Phúc 15,52 18,51 19,27 1,25 0,00 100 Khoai tây - Hà Nội 12,9 14,5 11,24 24,6 11,3 55,1 Lạc – Nam Định 2,13 2,52 16,73 40,0 15,0 62,5 Cải ngọt – Nam Định 2,68 31,75 27,53 - - - Cải bắp – Nam Định 27,15 30,72 13,15 - - - Dưa hấu – Hoà Bình 17,5 20,0 13,0 12,0 3,3 72,5 Hồ tiêu - Đắc Nông 2,28 3,50 53,51 6,67 4,67 29,99 Bông - Đắc Lắc 1,475 1,858 25,96 8,6 0 100 Cà phê - Đắc Lắc 5,67 6,84 20,63 - - - (-): không đánh giá Trong thời gian triển khai, dự án đã tổ chức tập huấn cho 6 cán bộ kỹ thuật thuộc Công ty TNHH Hữu cơ, Công ty Cổ phần đầu tư và khai thác mỏ, Trung tâm Ứng dụng KHCN Đăklăk về công nghệ sản xuất phân HCVSVĐCCN. Sau khoá tập huấn các cán bộ được tham gia tập huấn đều năm vững cơ sở lý thuyết và có đủ khả năng để tổ chức, triển khai sản xuất phân HCVSVĐCCN tại đơn vị. Dự án cũng phối hợp với các đơn vị tham gia dự án tổ chức tập huấn cho hơn 20 kỹ thuật viên, công nhân về vệ sinh an toàn lao động, vận hành thiết bị, máy móc trong sản xuất phân HCVSVĐCCN. Để giúp nông dân nắm được kỹ thuật sử dụng phân HCVSVĐCCN dự án đã Phối hợp với các công ty sản xuất, Viện BVTV, chi cục BVTV và Sở Nông nghiệp & Phát triển nông thôn các tỉnh Hải Dương, Hải Phòng, Nam Định, Hoà Bình, Hà Tây, Nghệ An, Quảng Trị, Đắc Lắc, Ninh Thuận, Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước, Bà Rịa Vũng Tàu, Tiền Giang, Tây Ninh tổ chức hơn 20 lớp tập huấn với số lượng gần 1000 nông dân tham gia. Nhằm mở rộng diện tích sử dụng phân HCVSVĐCCN, và trả lời các thắc mắc của người sử dụng, cán bộ khoa học của dự án đã phối hợp cùng các đài truyền hình địa phương tổ chức 3 buổi giao lưu trực tuyến với nông dân các tỉnh Ninh 24 Thuận, Đồng Nai . Thông qua các đơn vị phối hợp ở địa phương các kết quả sử dụng phân HCVSVĐCCN đã được phát sóng trên các đài truyền hình tỉnh Quảng Trị và Bình Dương. 3. Các kết quả khoa học công nghệ khác. Trong thời gian thực hiện các cán bộ khoa học tham gia dự án đã phối hợp với các cơ sở đào tạo trong nước (Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Đại học mở Hà Nội, Đại học khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà Nội đào tạo được 2 Thạc sĩ công nghệ sinh học và 6 Cử nhân sinh học. Kết quả khoa học của dự án đã được tổng hợp thành 4 bài báo khoa học công bố tại kỷ yếu hội nghị khoa học Bộ nông nghiệp & Phát triển nông thôn, Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam. Trong thời gian thực hiện chủ nhiệm dự án đồng thời là điều phối viên của hợp phần Phân bón vi sinh vật – Biofertilizer Project trong khuôn khổ dự án của Diễn đàn hợp tác hạt nhân các nước khu vưc châu Á (Forum for nuclear cooperation in Asia – FNCA). Một phần kết quả khoa học của dự án đã được tổng hợp và đưa vào nội dung cuốn sách: Biofertilizer manual, do FNCA xuất bản. Tài liệu này có thể cập nhập trên trang WEB Nội dung chi tiết các bài báo được tập hợp trong quyển 3: Sản phẩm KH&CN của Dự án. 4. Kết quả hoạt động tài chính Trong quá trình thực hiện dự án, do có sự thay đổi về mặt tổ chức, cơ quan chủ trì dự án phải chuyển từ Viện KHKTNNVN sang Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, nên một phần kinh phí của dự án dự kiến đầu tư cho xưởng sản xuất thực nghiệm không thực hiện được. Trong tổng số 2.200 triệu đồng hỗ trợ từ ngân sách khoa học dự án chỉ sử dụng 1.959,985 triệu đồng. Số kinh phí không sử dụng, cơ quan chủ trì dự án đã có công văn báo cáo Bộ Khoa học và CN, Ban chỉ đạo Chương trình KC.04 và trả lại Nhà nước. Kết quả hoạt động tài chính của dự án được chi tiết hoá trong hồ sơ dự án. V. TỔNG KẾT HOÁ CÁC KẾT QUẢ DỰ ÁN Từ các số liệu nghiên cứu nêu trên dự án đã xác định được bộ chủng giống vi sinh vật sử dụng trong sản xuất phân HCVSVĐCCN với các hoạt tính sinh học và độ an toàn sinh học tương đơng với các chủng vi sinh vật được sử dụng trong sản xuất phân bón vi sinh vật trên thế giới. Kết quả nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật chức năng trên cơ sở phương pháp lên men chìm trong các nồi lên men tạo chế phẩm có chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam, tương đương với chất lượng các chế phẩm nhập khẩu từ nước ngoài. 8100 tấn sản phẩm phân HCVSVĐCCN đã được dự án sản xuất và cung cấp cho sản xuất. Sản phẩm có chất lượng ổn định và có ý nghĩa quan trọng trong chăm sóc sức khoẻ cây trồng. Trên cơ sở kết quả của dự án, 2 dự án chuyển giao công nghệ về phân HCVSVĐCCN và men ủ vi sinh vật đã được Bộ Khoa học công nghệ xét duyệt đưa vào thực hiện trong khuôn “Chương trình xây dựng mô hình ứng dụng khoa học công nghệ phục vụ phát triển nông thôn, miền núi từ nay đến năm 2010”. Trong quá trình thực hiện, dự án đã tham gia đào tạo được 6 kỹ sư công nghệ sinh học và 2 thạc sĩ. Kết quả nghiên cứu của dự án đã được công bố trong 4 bài báo khoa học và trình bày tại một số hội nghị, 25 hội thảo trong nước và quốc tế. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu triển khai của dự án được trình bày trong bảng 12. Bảng 12. Tổng hợp kết quả thực hiện dự án KC04.DA11 Số lượng TT Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu Theo hợp đồng Thực hiện Mức độ thức hiện so với hợp đồng 1 Chủng vi sinh vật đa hoạt tính (cố định nitơ, phân giải lân, đối kháng vi sinh vật gây bệnh vùng rễ cây trồng cạn 10 11 Vượt 2 Quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật đa chủng, chức năng chất lượng cao trên thiết bị lên men chìm ở quy mô công nghiệp tạo sản phẩm có mật độ vi sinh vật đa hoạt tính đạt 109 CFU/g chế phẩm 1 1 Đạt 3 Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng, chức năng được áp dụng tại cơ sở sản xuất 1 1 Đạt Phân hữu cơ vi sinh vật chức năng (tấn) 8000 8100 Vượt - Mật độ vi sinh vật chức năng (cfu/g) 106 106 - Tăng năng suất cây trồng (%) so với ĐC 15 15 4 - Giảm tỷ lệ bệnh vùng rễ (%) 60 60 5 Mô hình trình diễn sử dụng phân vi sinh vật chức năng qui mô 1-5 ha/mô hình 6 9 Vượt 6 Cơ sở sản xuất sử dụng công nghệ của dự án 1-2 5 Vượt 7 Đào tạo ĐH, SĐH - 8 Vượt 8 Công trình khoa học công bố - 4 Vượt Công nghệ chuyển giao cho địa phương 3 9 Đào tạo cán bộ và công nhân kỹ thuật sản xuất phân hữu cơ VSV chức năng 26 Vượt 10 Tập huấn nông dân kỹ thuật sử dụng phân hữu cơ VSV chức năng 1000 Vượt Trong quá trình triển khai dự án, chủ nhiệm dự án đồng thời là điều phối trưởng phía Việt Nam của dự án bón vi sinh vật (Biofertilizer project Leader) trong khuôn khổ Diễn đàn hợp tác nguyên tử của các nước châu Á (Forum for nuclear cooperation in Asia –FNCA). Kết quả nghiên cứu của Dự án là cơ sở khoa học quan trọng cho việc hợp tác xuất bản cuốn “cẩm nang phân bón vi sinh vật – Biofertilizer manual” do FNCA xuất bản, trong đó Việt Nam là nước chủ trì biên soạn 26 VI. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 1. Kết luận Trong 2 năm thực hiện dự án đã luôn bám sát mục tiêu đề ra và đạt được một số kết quả chính như sau: 1. Hoàn thiện được qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật chức năng đậm đặc trên thiết bị lên men chìm và qui trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật đa chủng chức năng trên cơ sở qui trình xử lý nguyên liệu hữu cơ cải tiến. Qui trình được chuyển giao cho 2 cơ sở sản xuất tại Bình Dương, Nghệ An và ứng dụng tại 3 cơ sở sản xuất khác ở Hà Tây, Đắc Lắc và Bình Định. 2. Phối hợp với các công ty sản xuất thử nghiệm và đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh vật chức năng trên cà chua, lạc, khoai tây, dưa hấu, hồ tiêu, bông và cà phê. Phân hữu cơ vi sinh vật chức năng có chất lượng bảo đảm tiêu chuẩn Việt Nam và có hiệu quả tốt trong chăm sóc sức khoẻ cây trồng, giảm 20% phân khoáng, tăng năng suất cây trồng trên 15% và giảm tỷ lệ bệnh vùng rễ trên 60%. 3. Đã sản xuất được 8100 tấn phân hữu cơ vi sinh vật chức năng và đưa vào ứng dụng cho nhiều đối tượng cây trồng tại nhiều địa phương trong cả nước. 4. Xây dựng được qui trình sử dụng và triển khai 9 mô hình trình diễn hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh vật chức năng đối với cà chua, lạc, khoai tây, dưa hấu, hồ tiêu, bông, cà phê và tổ chức giới thiệu sản phẩm, hướng dẫn tập huấn nông dân trên các phương tiện thông tin đại chúng. 5. Tham gia đào tạo được 26 cán bộ kỹ thuật về sản xuất phân hữu cơ vi sinh vật chức năng, 6 cử nhân sinh học và 2 Thạc sĩ công nghệ sinh học và công bố được 4 công trình khoa học liên quan đến kết quả hoạt động của dự án. 2. Đề nghị 1. Dự án đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu theo hợp đồng, đáp ứng mục tiêu đề ra. Kết quả dự án đạt vượt một số chỉ tiêu theo hợp đồng. Đề nghị được nghiệm thu kết quả của dự án. 2. Kinh phí thu hồi theo hợp đồng là 1.311,12 triệu đồng tương đương với 60% số kinh phí từ nguồn ngân sách Nhà nước. Do hoàn cảnh khách quan, dự án chỉ sử dụng 1.945,985 triệu đồng , số còn lại đã được trả lại cho Kho bạc Nhà nước. Đề nghị Bộ Khoa học xem xét và đồng ý với số kinh phí thu hồi đối với dự án là 1.167,111 triệu đồng tương đương 60% số kinh phí mà dự án đã sử dụng từ nguồn ngân sách Nhà nước. 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Arora Diplip K. (1996): Hand book of applied mycology. Volume 1: Soil and plant, 327-355 2. Asaka O., Shoda M. (1996): Biocontrol of Rhizoctonia solani damping off of tomato with Bacillus subtilis RB14. Appl.Microbiol. 62, 4081-4085 3. Bagnasco P., L.De La Fuente, G.Gualtieri, F.Noya and A.Arias (1998): Fluorescent Pseudomonas spp. as biocontrol agents against forage legume root pathogenic fungi. Soil.Biol.Biochem. Vol 30, No 10/11, 1317-1322 4. Burges H.D. (1998): Formulation of microbial biopesticides. Klumwer academic publishes, Dordrecht/Boston/London 5. Ngô Thế Dân, Nguyễn Xuân Hồng, Đỗ Thị Dung, Nguyễn Thị Chinh, Trần Đình Long, Nguyễn Thị Đào, Phạm Văn Toản,C.L.L.Gowda (2000): Kỹ thuật đạt năng suất lạc cao ở Việt Nam. Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội, 71-116, 6. Demain A.L. and Soloman N.A. (1986): Manual of industrial microbiology and biotechnology, 32-39. Ameriacan Society for microbiology, Washington D.C. 7. Dubey S.K.(1996): Combined effect of Bradyrhizobium japonicum and phosphate solubilizing Pseudomonas striata on nodulation, yield attributes and yield of rainfed soybean ander different sources of phosphorus in vertisols. Indian Journal of agricultural science 66, 28-32 8. Đỗ Tấn Dũng (2002): Nghiên cứu bệnh héo xanh vi khuẩn P.solanacearum Smith hại một số cây trồng ở ngoại thành Hà Nội và vùng lân cận. Luận án TS nông nghiệp, ĐHNN1 Hà Nội 9. Geels, Schippers (1983): Selection of antagonistic fluorescent Pseudomonas sp. And their colonization and persistence following treatment of seed potato. Phytopathol.Zeitsschrift 108, 193-206 10. Grosch R, Junge H, Krebs B and Bochow H (1999): Use of Bacillus subtilis as a biocontrol agent.III.Influence of bacillus subtilis on fungal root diseases and on yield in soilless culture. Zeitschrift fuer Pflanzenkrankheit und Pflanzenschutzt 106, 568-580. 11. Harris A.R., Adkins P.G. (1999): Versatility of fungal and bacterial isolates for biocontrol of damping of disease caused by Rhizoctonia solani and Pythium spp. Biological control 15, 10-18 12. Nguyễn Xuân Hồng, Nguyễn Thị Yến, Nguyễn Văn Liễu (1997): Kết quả nghiên cứu đặc điểm phân bố, tác hại của bệnh héo xanh lạc và xác định biovar của vi khuẩn (P.solanacearum) ở miền Bắc Việt Nam. Tạp chí bảo vệ thực vật 6, 27-31 13. Kannaiyan S. (2003): Inoculant production in developing countries-Problems, potentiala and success. In the Maximising the use of biological nitrogen fixation in Agriculture. Edited by Hardarson G. and W.J.Broughton, 187-198. FAO published by Kluwer Academic Publishers 14. Kennedy IR. and Choudhury A.T.M.A. (2002): Biofertilizers in action, a report for rural industries research and development. RIRDC publication No 02/086 15. Lê Như Kiểu, Vũ Bích Hậu, Đào Thị Thu Hằng, Nguyễn Ngọc Cường, Hoàng Hoa Long, Nguyễn Hồng Hải, Trần Duy Quí (2000): Nghiên cứu ứng dụng vi 28 sinh vật đối kháng trong phòng trừ bệnh héo xanh cà chua do vi khuẩn. Thông tin công nghệ sinh học ứng dụng 4, 47-52 16. Koch E., Kempf H.J. and Hessenmueller A. (1998): Characterisation of the biocontrol activity and evaluation of potential growth promoting properties of selected rhizobacteria. J. Plant diseases and Protection 105, 567-580 17. Ludwig, W. and Schleifer, K.H. ( 2000): Phylogeny of bacteria beyond the 16S- rRNA standard. Vermicon.http: www. Vermicon.de/english/news/science/khs99111.htm 18. Maria C. Vega-Hernandez, Milagros Leon-Barrios, Ricardo Perez-Galdona (2002): Indol-3-acetic acid production from indole-3-acetonitrile in Bradyrhizobium. Soil Biology &Biochemistry 34. 665-668 19. Parmar N. and Dadarwal KR. (1999): Stimulation of nitrogen fixation and induction of flavonoid like compounds by rhizobacteria. J. Appl. Microbiol.86, 36-44 . 20. Phạm văn Toản (2002): Đề tài KHCN.02.06 “Nghiên cứu áp dụng công nghệ mới nhằm mở rộng việc sản xuất, ứng dụng phân vi sinh vật cố định đạm và phân giải lân phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững “. Hội nghị tổng kết các chương trình khoa học và công nghệ cấp Nhà nước giai đoạn 1996-2000. Hà Nội 12/2002 21. Phạm Văn Toản và CTV, 2005: báo cáo tổng kết đề tài KHCN.04.04: Nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón vi sinh vật đa chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái 22. Nguyễn Ngọc Quyên và cộng tác viên (2000): Quỹ gen vi sinh vật nông nghiệp. Nông nghiệp –CNTP 451, 29-30 23. Ramamoorthy V., Raguchander R. and Samiyappan R. (2002): Induction of defense related proteins in tomato roots treated with Pseudomonas fluorescens Pf1 and Fusarium oxysporum f.sp lycopersici. Plant and soil 239, 55-68 24. Raupach GS, Kloepper JW (1998): Mixtures of plant growth-promoting rhizobacteria anhence biologiacl control of multiple cucumber pathogens. Phytopathology 88, 1158-1164. 25. Richardson AE. (2001): Prospects for using soil microorganisms to improve the acquisition of phosphorus by plant. Australia Journal of plant physiology 28, 897-906 26. Rojas A., Holguin G.,Glick BR. and Bashan Y. (2001): Synergism between phyllobacterium sp (N-fixer) and Bacillus lichenformis (P-solubilizer) both from semi arid mangrove rhizosphere. FEMS Microbiology Ecology 35, 181-187 27. Rupela OP., Gopalakrishnan S., Krajewski M., Sriveni M. (2003): A novel method for identification and enummeration of microorganisms with potential for suppressing fungal plant pathogens. Biol.Fertil.Soils 39, 131-134 28. Schinner F., Oehlinger R.,Kandeler E., Margesin R. (1993): Bodenbiologische Arbeitsmethode. Springer Verlag, Berlin Heidelberg. 29 29. Schisler DA., Slininger PJ., and Bothast RJ . (1997): Effects of antagonist cell concentration and two-strain mixtures on biological control of fusarium dry rot of potatoes. Phytopathology 87, 171-183 30. Sen S.P. and Pait P. (1995): Biofertilizer, potential and problems. Plant physiology forum, Calcuta, 237-257. 31. Sichere Biotechnologie: Eingruppierung biologischer Agenzien: Bakterien, Merkblatt B 006 8/98 ZH 1/346, Bereuftsgenossenschaft der chemischen Idustrie, 8/1998 32. Siddiqui IA., S.Shahid Shaukat (2002): Mixtures of plant disease suppressive bacteria enhance biological control of multiple tomato pathogens. Biol.Fertil.Soils 36, 260-268. 33. Siddiqui IA, Ehteshamul-Haque S, Shaukat SS (2001): Use of rhizobacteria in the control of root rot-root knot disease complex of mungbean. J.Phytopathol.149, 337-346 34. Sindhu SS., Sunita Suneja, Goel AK., Parmar N., Dadarwal KR. (2002): Plant growth promoting effects of Pseudomonas sp. on coinoculation with Mesorhizobium sp. Cicer strain under steril and „wilt sick“ soil conditions. Appl.Soil Ecology 19, 57-64. 35. Yiu-kwok Chan, Wayne A.McCormick and Keith A.Seifert (2003): Characterization of an antifungal soil bacterium and its antagonistic activities against Fusarium species. Can.J.Microbiol.49, 253-262 36. Yu G.Y., Sinclair j.B., Hartman G.L. and Bertagnolli B.L. (2002): Production of iturin A by Bacillus amyloliquefaciens suppressing Rhizoctonia solani . Soil biology & Biochemistry 34, 955-963 37. 10.TCN: 216-1995 (216-2003): Khảo nghiệm hiệu lực phân bón trên đồng ruộng đối với cây trồng