Tiềm năng của vi sinh vật bản địa trong quản lý dinh dưỡng và kiểm soát dịch hại

Vi sinh vật bản địa (IMO) là một hệ sinh thái vi sinh vật đa dạng, tồn tại tự nhiên trong môi trường đất, rễ cây và bề mặt lá. Chúng đóng vai trò cốt lõi trong việc duy trì sự phì nhiêu và cấu trúc đất. Các nhóm vi sinh vật chính trong IMO bao gồm vi khuẩn cố định đạm (Azotobacter, Rhizobium), nấm phân giải lân (Aspergillus niger), vi khuẩn hòa tan lân (Bacillus megaterium), và các vi sinh vật phân giải xenlulo, giúp chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp thành dạng dinh dưỡng dễ hấp thu cho cây trồng (Le, H. T. & Thanh, L. V., 2019). Theo Binh, N. T. & Hue, L. T. (2018), việc bổ sung IMO vào đất không chỉ giúp cải thiện độ tơi xốp, tăng khả năng giữ nước mà còn tạo ra một môi trường sống thuận lợi cho rễ cây phát triển, từ đó nâng cao sức đề kháng tự nhiên của cây cà phê.

Bên cạnh vai trò trong quản lý dinh dưỡng, IMO còn là một công cụ đắc lực trong kiểm soát dịch hại sinh học. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng một số chủng vi sinh vật đối kháng có khả năng tiết ra các hợp chất kháng sinh (antibiotics), enzyme ngoại bào (extracellular enzymes) hoặc cạnh tranh trực tiếp nguồn thức ăn và không gian sống với các tác nhân gây bệnh. Trichoderma spp. là một ví dụ điển hình, được biết đến với khả năng ký sinh nấm gây bệnh (mycoparasitism) và kích thích hệ miễn dịch của cây trồng (induced systemic resistance) (Doan, N. K. & Tuan, P. A., 2020). Khi được phun vào vùng rễ hoặc tán lá, Trichoderma có thể tấn công và tiêu diệt các loại nấm gây bệnh nguy hiểm như nấm hồng (Corticium salmonicolor) và bệnh thối rễ (Fusarium).

Tương tự, các chủng vi khuẩn thuộc chi Bacillus như Bacillus subtilis và Bacillus amyloliquefaciens đã được chứng minh là có khả năng tạo ra các chất kháng khuẩn và kháng nấm mạnh mẽ, đồng thời kích thích sự phát triển của cây trồng. Theo Lien, P. T. & Minh, N. V. (2017), các chủng Bacillus có thể tạo ra màng sinh học (biofilm) trên bề mặt rễ, ngăn cản sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh. Đối với côn trùng gây hại, các loại nấm ký sinh như Metarhizium anisopliae và Beauveria bassiana có thể bám vào cơ thể côn trùng (như rệp sáp, mọt đục cành), nảy mầm và xâm nhập vào bên trong, gây bệnh và tiêu diệt chúng một cách hiệu quả (Thanh, N. T. & Binh, N. T., 2021).

Cây cà phê canh tác thuần hữu cơ sản sinh đề kháng tự nhiên mãnh liệt, kết hợp với vi sinh vật bản địa có thể loại bỏ nhu cầu sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.

Quy trình sản xuất và ứng dụng IMO tại Đông Nam Bộ

Hiện nay, có nhiều mô hình IMO được ứng dụng vào canh tác sản xuất, tuy nhiên, quy trình được giản lược và hệ thống hoá một cách bài bản sẽ giúp đo lường tính hiệu quả và dễ dàng mở rộng quy mô. Hầu hết các nông trại áp dụng một quy trình khép kín, sử dụng các vật liệu sẵn có tại địa phương để tự sản xuất chế phẩm IMO, qua đó giảm chi phí đầu tư đáng kể.

Quy trình sản xuất và ứng dụng bao gồm:

1. Thu gom IMO sơ cấp (IMO1): Hợp tác xã hướng dẫn nông dân thu gom lá cây, cỏ dại, vỏ trấu, đất rừng (nơi có nhiều vi sinh vật) và trộn với gạo nấu chín để làm môi trường nuôi cấy. Hỗn hợp này được ủ trong thùng kín, sau vài ngày sẽ xuất hiện các bào tử nấm màu trắng, đây là dấu hiệu của sự phát triển của các chủng vi sinh vật có lợi.

2. Nhân rộng IMO thứ cấp (IMO2): IMO1 được trộn với cám gạo, mật rỉ đường và nước, sau đó ủ trong khoảng một tuần để nhân số lượng vi sinh vật lên hàng triệu lần. Chế phẩm IMO2 này có thể được bảo quản và sử dụng lâu dài.

3. Sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh tại chỗ: IMO2 được trộn với phân chuồng ủ hoai, xác bã thực vật, vỏ cà phê để tạo ra một loại phân bón hữu cơ vi sinh chất lượng cao. Quá trình ủ phân diễn ra nhanh hơn nhờ hoạt động mạnh mẽ của IMO, giúp phân bón không còn mùi hôi và chứa nhiều dinh dưỡng hữu cơ dễ tiêu.

4. Kiểm soát dịch hại: Nông dân sử dụng các chế phẩm sinh học từ nấm đối kháng Trichoderma và vi khuẩn Bacillus để phòng trừ các loại nấm gây bệnh trên lá và rễ. Đối với rệp sáp và các loại côn trùng chích hút, chế phẩm từ nấm ký sinh côn trùng như Metarhizium anisopliae được phun định kỳ.

Sau 3 năm triển khai, các vườn cà phê áp dụng mô hình này đã cho thấy sự cải thiện rõ rệt, điển hình các các trang trại tiên phong tại các “thủ phủ café” Đắk Lắk, Lâm Đồng... Đất vườn trở nên tơi xốp, màu mỡ hơn, hàm lượng chất hữu cơ tăng từ 1.5% lên 3% (theo kết quả phân tích mẫu đất). Cây cà phê sinh trưởng mạnh mẽ, bộ rễ phát triển sâu và rộng, giúp cây hấp thụ dinh dưỡng và chống chịu hạn hán tốt hơn. Tỷ lệ mắc các bệnh nấm rễ và nấm hồng giảm xuống dưới 5%, trong khi đó, dịch hại côn trùng như rệp sáp gần như được kiểm soát hoàn toàn, không cần sử dụng thuốc hóa học. Năng suất cà phê ổn định, chất lượng hạt được nâng cao, đạt tiêu chuẩn hữu cơ, giúp sản phẩm có giá trị cao hơn trên thị trường, mang lại nguồn thu hiệu quả cho các nông trại mạnh dạn thay đổi tư duy và phương pháp canh tác./.

Trích dẫn

1. Le, H. T., & Thanh, L. V. (2019). Hiệu quả của việc sử dụng phân hữu cơ vi sinh từ IMO trong canh tác cà phê hữu cơ. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 22(4), 45-52.
2. Binh, N. T., & Hue, L. T. (2018). Sử dụng vi sinh vật bản địa (IMO) trong sản xuất nông nghiệp bền vững. Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội, Việt Nam.
3. Doan, N. K., & Tuan, P. A. (2020). Ứng dụng của Trichoderma trong kiểm soát bệnh hại trên cây cà phê. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 18(2), 123-130.
4. Lien, P. T., & Minh, N. V. (2017). Vai trò của vi khuẩn Bacillus subtilis trong kiểm soát dịch hại sinh học cây trồng. Tạp chí Bảo vệ Thực vật, 12(1), 67-75.
5. Thanh, N. T., & Binh, N. T. (2021). Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Metarhizium anisopliae phòng trừ rệp sáp hại cà phê. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông Lâm Nghiệp, 25(3), 89-96.