Chế phẩm vi sinh trong trồng trọt chăn nuôi

Chế phẩm vi sinh trong nông nhiệp là gì?

Chế phẩm vi sinh trong trồng trọt chăn nuôi , hay còn gọi là chế phẩm sinh học, là những sản phẩm công nghệ sinh học được tạo ra từ quá trình nuôi cấy, nhân sinh khối một hoặc hỗn hợp nhiều chủng vi sinh vật có lợi, sau đó được pha chế cùng với các chất mang (carrier) phù hợp (như bột talc, than bùn, alginate, dịch dinh dưỡng…) để duy trì sự sống và hoạt động của vi sinh vật.

Mục đích chính là đưa một lượng lớn các vi sinh vật có ích vào môi trường (đất, cây trồng, đường ruột vật nuôi, chất thải…) để chúng thực hiện các chức năng sinh học mong muốn, từ đó mang lại lợi ích cho cây trồng, vật nuôi hoặc môi trường.

Thành phần chính của chế phẩm vi sinh không phải là các chất hóa học tổng hợp, mà là các sinh vật sống – những “công nhân” siêu nhỏ làm việc hiệu quả và thân thiện với môi trường. Các chủng vi sinh vật này được tuyển chọn kỹ lưỡng từ môi trường tự nhiên (đất, rễ cây, ruột vật nuôi khỏe mạnh…) dựa trên khả năng thực hiện các chức năng cụ thể như:

• Phân giải: Biến đổi các chất hữu cơ phức tạp hoặc các chất khó tan thành dạng dễ tiêu cho cây trồng hoặc dễ xử lý cho môi trường.
• Tổng hợp: Sản sinh ra các chất có lợi như hormone thực vật, vitamin, kháng sinh, enzyme tiêu hóa.
• Đối kháng/Cạnh tranh: Ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh vật gây hại (nấm bệnh, vi khuẩn gây bệnh).
• Cộng sinh/Hỗ trợ: Sống cộng sinh với cây trồng (ví dụ: vi khuẩn cố định đạm nốt sần) hoặc hỗ trợ vật nuôi trong quá trình tiêu hóa.

Các nhóm vi sinh vật chính được sử dụng trong chế phẩm nông nghiệp

Nông nghiệp hiện đại ứng dụng rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau, mỗi nhóm có những đặc tính và vai trò riêng biệt:

• Vi khuẩn (Bacteria): Đây là nhóm đa dạng và phổ biến nhất trong các chế phẩm vi sinh. Chúng có khả năng thực hiện nhiều chức năng quan trọng.
• Nấm (Fungi): Nấm cũng đóng vai trò quan trọng trong chế phẩm vi sinh
• Xạ khuẩn (Actinomycetes): Nhóm này có đặc điểm giữa vi khuẩn và nấm, sống chủ yếu trong đất.

Cơ chế hoạt động của chế phẩm vi sinh trong chăn nuôi và trồng trọ

Cơ chế hoạt động của chế phẩm vi sinh rất đa dạng và phức tạp, phụ thuộc vào loại vi sinh vật có trong chế phẩm và môi trường ứng dụng (đất hoặc hệ tiêu hóa vật nuôi). Tuy nhiên, có thể tổng hợp các cơ chế chính như sau:

Trong môi trường đất và cây trồng

Khi được bón vào đất hoặc phun lên cây trồng, các vi sinh vật có lợi trong chế phẩm sẽ thiết lập quần thể, cạnh tranh với các vi sinh vật bản địa và thực hiện các chức năng sinh học có lợi:

• Cố định đạm khí quyển: Điều này giúp bổ sung nguồn đạm tự nhiên cho đất, giảm nhu cầu bón phân đạm hóa học.
• Hòa tan lân và các khoáng chất khó tiêu: Lân trong đất thường tồn tại dưới dạng các hợp chất khó tan mà cây trồng không thể hấp thu trực tiếp
• Phân giải chất hữu cơ và xác bã thực vật: Các vi sinh vật phân giải cellulose, lignin, protein… trong xác bã thực vật, phân chuồng, rơm rạ, biến chúng thành các chất dinh dưỡng đơn giản hơn
• Tổng hợp các chất kích thích sinh trưởng thực vật: Nhiều chủng vi sinh vật trong đất có khả năng tổng hợp các phytohormone như auxin, cytokinin, gibberellin, giúp kích thích sự phát triển của rễ, thân, lá và hoa, quả.
• Đối kháng và ức chế vi sinh vật gây bệnh hại cây trồng: Đây là một trong những cơ chế quan trọng nhất của chế phẩm vi sinh trong bảo vệ thực vật
• Cải thiện cấu trúc và độ phì nhiêu của đất: Hoạt động phân giải chất hữu cơ và sự phát triển của hệ sợi nấm, vi khuẩn trong đất giúp kết nối các hạt đất lại với nhau, tạo thành cấu trúc viên mùn, làm đất tơi xốp, thoáng khí, tăng khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng.

Trong hệ tiêu hóa và cơ thể vật nuôi

Khi được bổ sung vào thức ăn hoặc nước uống của vật nuôi, các vi sinh vật probiotic sẽ đi vào đường ruột và phát huy tác dụng:

• Cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột: Hệ tiêu hóa của vật nuôi chứa một quần thể vi sinh vật phức tạp.
• Hỗ trợ tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng: Một số chủng vi sinh vật probiotic sản xuất các enzyme tiêu hóa ngoại bào (như amylase, protease, lipase, cellulase) giúp phân giải các thành phần thức ăn khó tiêu
• Tổng hợp vitamin và enzyme: Một số vi khuẩn có lợi trong đường ruột vật nuôi có khả năng tổng hợp các vitamin nhóm B và vitamin K, cùng với các enzyme thiết yếu khác, bổ sung cho nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi.
• Tăng cường sức đề kháng và hệ miễn dịch: Probiotics có thể kích thích hệ miễn dịch đường ruột và toàn thân của vật nuôi
• Ức chế vi khuẩn gây bệnh trong đường ruột: Ngoài việc cạnh tranh dinh dưỡng và không gian bám dính trên thành ruột, nhiều chủng probiotic còn sản xuất các chất kháng khuẩn
• Giảm thiểu khí độc và mùi hôi trong chất thải: Quá trình phân giải thức ăn không hoàn toàn trong đường ruột vật nuôi tạo ra các khí độc như amoniac, hydro sulfide, và các hợp chất gây mùi hôi.

Lợi ích của chế phẩm vi sinh trong trồng trọt

Việc ứng dụng chế phẩm vi sinh trong trồng trọt mang lại nhiều lợi ích thiết thực, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và hướng tới một nền nông nghiệp bền vững:

• Tăng năng suất và chất lượng nông sản: Bằng cách cải thiện khả năng hấp thu dinh dưỡng, tăng cường sức khỏe bộ rễ, cung cấp các chất kích thích sinh trưởng và bảo vệ cây trồng khỏi sâu bệnh, chế phẩm vi sinh giúp cây sinh trưởng phát triển tốt hơn, cho năng suất cao hơn
• Giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học: Các chế phẩm vi sinh cố định đạm và hòa tan lân giúp cung cấp dinh dưỡng cho cây từ nguồn tự nhiên có sẵn trong đất và không khí, giảm đáng kể nhu cầu sử dụng phân bón hóa học.
• Hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học: Cơ chế đối kháng và ức chế mầm bệnh của các chủng vi sinh vật có lợi giúp phòng ngừa và kiểm soát hiệu quả nhiều loại sâu bệnh hại cây trồng mà không cần đến thuốc bảo vệ thực vật hóa học
• Cải tạo và phục hồi đất nông nghiệp bị suy thoái: Việc sử dụng hóa chất nông nghiệp trong thời gian dài có thể làm suy giảm đa dạng sinh học trong đất, phá vỡ cấu trúc đất và gây ô nhiễm.
• Tăng khả năng chống chịu của cây trồng với điều kiện bất lợi: Một số chủng vi sinh vật có lợi giúp cây trồng tăng cường khả năng chống chịu với hạn hán, ngập úng, đất mặn, đất chua.
• Thúc đẩy nông nghiệp hữu cơ và bền vững: Chế phẩm vi sinh là một trong những yếu tố cốt lõi của nông nghiệp hữu cơ và bền vững
• Xử lý phụ phẩm nông nghiệp: Rơm rạ, thân cây, vỏ trấu… là nguồn phụ phẩm nông nghiệp dồi dào nhưng thường bị lãng phí hoặc xử lý bằng cách đốt gây ô nhiễm.

Lợi ích của chế phẩm vi sinh trong chăn nuôi

Ứng dụng chế phẩm vi sinh trong chăn nuôi mang lại những chuyển biến tích cực, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế, cải thiện sức khỏe vật nuôi và giảm thiểu tác động đến môi trường:

• Cải thiện sức khỏe và khả năng sinh trưởng của vật nuôi: Hệ vi sinh vật đường ruột cân bằng giúp vật nuôi tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng tốt hơn, tăng cường sức khỏe tổng thể.
• Nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn (FCR): Probiotics và enzyme ngoại bào trong chế phẩm vi sinh giúp phân giải thức ăn hiệu quả hơn, giảm lượng chất dinh dưỡng bị thất thoát qua phân.
• Giảm tỷ lệ mắc bệnh, đặc biệt là các bệnh về đường tiêu hóa: Bằng cách cân bằng hệ vi sinh đường ruột, ức chế vi khuẩn gây bệnh và tăng cường miễn dịch, chế phẩm vi sinh giúp vật nuôi giảm đáng kể nguy cơ mắc các bệnh đường ruột như tiêu chảy, kiết lỵ.
• Giảm thiểu việc sử dụng kháng sinh và hóa dược: Khi sức khỏe vật nuôi được cải thiện và tỷ lệ mắc bệnh giảm, nhu cầu sử dụng kháng sinh và các loại hóa dược để điều trị bệnh cũng giảm theo.
• Cải thiện chất lượng sản phẩm chăn nuôi (thịt, trứng, sữa): Vật nuôi khỏe mạnh, được nuôi dưỡng trong môi trường tốt và ít sử dụng hóa chất sẽ cho sản phẩm chăn nuôi có chất lượng cao hơn về mặt dinh dưỡng, vệ sinh an toàn thực phẩm, và hương vị.
• Kiểm soát mùi hôi và xử lý chất thải chăn nuôi, giảm ô nhiễm môi trường: Các chế phẩm vi sinh xử lý môi trường chuồng trại giúp phân giải các hợp chất hữu cơ trong phân và nước thải, giảm thiểu phát sinh khí độc
• Tăng cường an toàn sinh học trong chăn nuôi: Môi trường chuồng trại sạch sẽ, ít mầm bệnh nhờ tác động của chế phẩm vi sinh giúp giảm áp lực dịch bệnh lên đàn vật nuôi, tăng cường an toàn sinh học trong toàn bộ quy trình chăn nuôi.

Ứng dụng chế phẩm vi sinh trong thực tiễn sản xuất

Việc ứng dụng chế phẩm vi sinh trong thực tiễn đòi hỏi sự hiểu biết và tuân thủ đúng quy trình để đạt hiệu quả cao nhất.

Đối với trồng trọt:

• Cần cung cấp đạm: Chọn chế phẩm cố định đạm.
• Cần tăng cường hấp thu lân: Chọn chế phẩm hòa tan lân.
• Cần phòng trừ nấm bệnh: Chọn chế phẩm đối kháng nấm bệnh (Trichoderma, Bacillus).
• Cần xử lý rơm rạ, phụ phẩm: Chọn chế phẩm phân giải cellulose.
• Cần cải tạo đất bạc màu: Chọn chế phẩm tổng hợp nhiều chủng có lợi cho đất và cây.
• Cần kích thích sinh trưởng: Chọn chế phẩm có chứa vi sinh vật tổng hợp phytohormone.

Đối với chăn nuôi:

• Cần cải thiện tiêu hóa, tăng FCR: Chọn chế phẩm probiotic hoặc có bổ sung enzyme tiêu hóa.
• Cần phòng ngừa bệnh đường ruột: Chọn chế phẩm probiotic có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh.
• Cần tăng cường miễn dịch: Chọn chế phẩm probiotic có khả năng kích thích hệ miễn dịch.
• Cần xử lý mùi hôi chuồng trại: Chọn chế phẩm vi sinh xử lý môi trường.
• Cần xử lý chất thải chăn nuôi: Chọn chế phẩm vi sinh chuyên dụng cho xử lý chất thải.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng chế phẩm vi sinh

Hiệu quả của chế phẩm vi sinh không chỉ phụ thuộc vào chất lượng sản phẩm mà còn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bên ngoài:

• Chất lượng chế phẩm: Đây là yếu tố quan trọng hàng đầu. Chế phẩm phải chứa đúng chủng loại vi sinh vật với mật độ đủ cao, có khả năng sống sót và hoạt động trong điều kiện môi trường ứng dụng
• Điều kiện môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm, pH, ánh sáng đều ảnh hưởng đến hoạt động và khả năng tồn tại của vi sinh vật.
• Tương tác với các loại hóa chất nông nghiệp: Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, phân bón hóa học, thuốc sát trùng trong đất hoặc trong hệ tiêu hóa vật nuôi có thể gây hại hoặc ức chế hoạt động của vi sinh vật trong chế phẩm
• Cách bảo quản và sử dụng: Bảo quản không đúng cách (nhiệt độ cao, ẩm ướt, ánh sáng trực tiếp) có thể làm giảm số lượng và hoạt lực của vi sinh vật. Sử dụng sai liều lượng, pha với nước nhiễm bẩn hoặc trộn chung với hóa chất cấm kỵ cũng làm giảm hiệu quả.
• Đặc điểm của đất và vật nuôi: Thành phần cơ giới, hàm lượng chất hữu cơ, pH của đất ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật trong trồng trọt
• Sự cạnh tranh với hệ vi sinh vật bản địa: Khi đưa vào môi trường, vi sinh vật trong chế phẩm sẽ phải cạnh tranh với quần thể vi sinh vật đã tồn tại sẵn

Kết luận

Chế phẩm vi sinh là một công cụ mạnh mẽ và hiệu quả cho nền nông nghiệp hiện đại, mang lại lợi ích to lớn cho cả trồng trọt và chăn nuôi. Từ việc cải thiện sức khỏe đất, tăng cường khả năng chống chịu của cây trồng, nâng cao năng suất và chất lượng nông sản, đến việc cải thiện sức khỏe vật nuôi, nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm thiểu dịch bệnh và ô nhiễm môi trường, chế phẩm vi sinh đang dần khẳng định vai trò không thể thiếu.