Phân vi sinh vật chuyển hóa lân: Hiểu Về Nó Và Công Dụng Cho Sự Phát Triển Của Cây Trồng

Nguyên tố phốt pho (P) là một trong những nguyên tố khoáng chất quan trọng đối với sự phát triển của cây trồng. Nó tham gia vào quá trình cung cấp năng lượng, tạo ra ADN, ARN, và các hợp chất quan trọng khác trong cây, giúp cây phát triển mạnh mẽ và đạt được hiệu suất tốt.

Tuy nhiên, trong nhiều năm gần đây, việc sản xuất các loại phân lân hóa học đã tiêu thụ một lượng lớn đá phosphate, một nguồn cung cấp phốt pho quý báu. Điều này gây ra lo ngại về việc cạn kiệt tài nguyên này, bởi vì đá phosphate không thể tái tạo được và việc khai thác nó có thể gây ra tác động môi trường nghiêm trọng.

Nhằm giải quyết vấn đề này, con người đã phát minh ra phân lân vi sinh, một giải pháp bền vững cho việc cung cấp phốt pho cho cây trồng. Phân lân vi sinh chứa vi sinh vật có khả năng chuyển hóa phốt pho từ dạng không hòa tan thành dạng có thể hấp thụ bởi cây trồng. Điều này không chỉ giúp tăng cường sự sẵn sàng của phốt pho cho cây mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường.

Phân vi sinh chuyển hóa lân là gì?

Chuyển hóa lân là gì?

Toàn bộ các quá trình vật lý và sinh học hoạt động để phân hủy, hòa tan và tổng hợp P từ các chất vô cơ hoặc hữu cơ thành phốt phát hoặc các phân tử chứa P khác được gọi là chuyển hóa lân.

Sự chuyển hóa lân trong đất

Hơn 95% lân tồn tại trong đất ban đầu ở dạng không hòa tan và kết tủa, không thể được cây trồng sử dụng trực tiếp. Các ion lân (phốt pho) trôi lệch khỏi các khoáng chất và chất đá dưới tác động của môi trường như mưa và gió, sau đó phân tán vào đất và nước theo thời gian.

Thực vật hấp thụ các ion lân hòa tan qua rễ của họ. Khi thực vật bị tiêu thụ bởi động vật, lân cũng được tái cấu trúc và trở lại đất qua quá trình phân giải.

Các khoáng chất lân chính được tìm thấy trong đất bao gồm apatit, hydroxyapatite và oxyapatite. Lân cũng có thể kết hợp với các nguyên tố như sắt (Fe), nhôm (Al) và mangan (Mn) trong đất, tạo ra các khối lập thể có khả năng hòa tan yếu. Điều này thường xuất hiện trong đất feralit.

Các vi sinh vật thường chuyển đổi các dạng lân hữu cơ và vô cơ này thành các dạng lân hòa tan có thể bị cây trồng hấp thụ, quá trình này thường được gọi là quá trình hóa học. Điều này giúp cung cấp lân sẵn sàng cho cây trồng, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển và hiệu suất nông nghiệp.

Phân vi sinh chuyển hóa lân là gì?

Phân vi sinh chuyển hóa lân, thường được gọi là phân vi sinh, là một loại phân bón đặc biệt chứa nhiều vi sinh vật. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc phân giải các hợp chất lân vô cơ và hữu cơ, chuyển chúng thành các dạng mà cây trồng có thể dễ dàng hấp thụ qua rễ. Đây là một cách hiệu quả để tối ưu hóa sự sẵn sàng của lân cho cây trồng và thúc đẩy sự phát triển của chúng.

Phân Loại Các Loại Vi Sinh Phân Giải Lân

Việc phân giải lân trong đất phụ thuộc vào nhiều loại vi sinh vật khác nhau, bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn và nấm rễ cộng sinh.

Vi Khuẩn Phân Giải Lân

Một số vi khuẩn có khả năng phân giải lân, ví dụ như Arthrobacter, Bacillus, Beijerinckia và nhiều loài khác. Đặc biệt, vi khuẩn rhizobacteria có thể giải phóng phốt pho hữu cơ hoặc hòa tan phốt pho vô cơ không hòa tan, như tricalcium phosphate, dicalcium phosphate và hydroxyapatite. Chúng tận dụng các hợp chất cacbon từ cách rễ tiết ra, bao gồm đường và axit hữu cơ, để tạo ra phốt pho hòa tan có thể hấp thụ bởi cây trồng.

Nấm Phân Giải Lân

Nhiều loại nấm đất, như Penicillium sp., Aspergillus sp., Trichoderma spp., Trichoderma virens và nhiều loại khác, cũng có khả năng hòa tan lân. Chúng tạo ra các axit hữu cơ và enzym như phosphatase, phytase, phosphonates, C-P Lyases và esterase để phân giải các hợp chất phốt pho vô cơ.

Nấm Aspergillus cụ thể đã được xác định tạo ra enzym phytase, giúp phân hủy phytate, một phân tử phốt pho hữu cơ thường tìm thấy trong đất.

Xạ Khuẩn Phân Giải Lân

Xạ khuẩn (hoặc Actinomycetes) là một loại vi khuẩn được tìm thấy trên khắp thế giới. Chúng có khả năng sản xuất chất kháng sinh tự nhiên và có vai trò trong việc kiểm soát các bệnh hại cây trồng gây ra bởi nấm và vi khuẩn. Ngoài ra, xạ khuẩn cũng có khả năng giải phóng enzym để chuyển đổi các hợp chất lân không hòa tan thành các dạng hòa tan, đồng thời làm giảm độ pH của đất, giúp tối ưu hóa quá trình hòa tan phốt pho.

Nấm Rễ Cộng Sinh Phân Giải Lân

Sợi nấm cộng sinh trên mô rễ của cây chủ có khả năng thu thập chất dinh dưỡng trong phù sa nhanh hơn rễ cây. Chúng có khả năng hấp thụ các hợp chất phốt pho ít hòa tan mà thực vật không thể sử dụng và chuyển chúng thành các dạng hòa tan dễ hấp thụ hơn. Rễ cây kết nối với sợi nấm này để lấy lân do nấm chuyển đổi, sau đó trả lại chất dinh dưỡng cho nấm thông qua quá trình quang hợp.

Cơ Chế Phân Giải Lân: Cách Vi Sinh Vật Giúp Cây Trồng Hấp Thụ Phốt Pho

Việc phân giải lân trong đất đang diễn ra nhờ sự hỗ trợ của các vi sinh vật, và cơ chế này bao gồm:

1. Cơ Chế Giảm Độ pH Đất

   • Cơ chế chính để hòa tan lân trong đất là sự tạo ra axit hữu cơ bởi các vi sinh vật hoặc việc giải phóng proton để làm giảm độ pH của đất.
   • Lân thường kết tủa trong đất kiềm, tạo ra các hợp chất như fluorapatite và francolite, không hòa tan. Khi độ pH của đất giảm, khả năng hòa tan của lân cũng tăng lên.

2. Cơ Chế Cạnh Tranh Với Nhóm Photphat Trong Các Hợp Chất Photpho

   • Các axit hữu cơ và vô cơ do vi sinh vật tạo ra có khả năng hòa tan các chất không hòa tan bằng cách loại bỏ các ion kim loại từ các hợp chất không hòa tan, bao gồm các hợp chất photpho. Điều này tạo điều kiện cho phân giải lân và giải phóng nó.

3. Cơ Chế Khoáng Hóa

   • Trong môi trường đất nông nghiệp, quá trình lắng và cố định lân hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong chu trình chuyển đổi lân.