Trong bối cảnh nông nghiệp hiện đại đang phải đối mặt với nhiều thách thức như biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và nhu cầu ngày càng tăng về thực phẩm an toàn, các giải pháp canh tác bền vững trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Trong số đó, chế phẩm vi sinh nổi lên như một công cụ đầy tiềm năng, mang lại hiệu quả vượt trội trong cả lĩnh vực nông nghiệp và thủy sản. Nhưng chính xác thì chế phẩm vi sinh là gì, và tại sao nó lại đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp hiện đại? Cùng Chế Phẩm Thông Minh tìm hiểu trong bài viết này

Chế phẩm vi sinh là gì? 

Theo định nghĩa khoa học, chế phẩm vi sinh (hay còn gọi là chế phẩm sinh học) là sản phẩm được tạo ra từ một hoặc nhiều loại vi sinh vật có lợi đã được phân lập, nuôi cấy, nhân sinh khối và đưa vào một môi trường mang phù hợp. Các vi sinh vật này có thể là vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn hoặc tảo, được lựa chọn dựa trên khả năng thực hiện các quá trình sinh hóa có lợi cho cây trồng, vật nuôi và môi trường.

Thành phần cơ bản của chế phẩm vi sinh

Một chế phẩm vi sinh chất lượng thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Vi sinh vật có lợi: Đây là thành phần cốt lõi của chế phẩm, có thể bao gồm:

  • Vi khuẩn cố định đạm (Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum)

  • Vi khuẩn phân giải phốt phát (Bacillus, Pseudomonas)

  • Nấm mycorrhiza hỗ trợ hấp thu dinh dưỡng

  • Vi khuẩn đối kháng sinh học (Trichoderma, Streptomyces)

  • Vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ (Bacillus subtilis, Lactobacillus)

• Chất mang (carrier): Là môi trường nuôi cấy và bảo quản vi sinh vật, thường là than bùn, đất sét, bột gỗ, hoặc các vật liệu hữu cơ khác.

• Chất bổ sung: Bao gồm các chất dinh dưỡng và chất kích thích giúp vi sinh vật phát triển tốt và tăng hiệu quả hoạt động.

Các dạng chế phẩm vi sinh trên thị trường

Hiện nay, chế phẩm vi sinh được sản xuất và phân phối dưới nhiều dạng khác nhau, phù hợp với từng mục đích sử dụng cụ thể:

• Dạng bột: Dễ bảo quản, vận chuyển và sử dụng cho diện tích lớn

• Dạng lỏng: Có khả năng thẩm thấu nhanh, thích hợp cho phun lá hoặc tưới nhỏ giọt

• Dạng viên nén: Thuận tiện cho việc bảo quản và sử dụng dần

• Dạng hạt: Thường dùng để bọc hạt giống hoặc bón gốc

Nghiên cứu từ Đại học Nông Lâm TP.HCM cho thấy, tùy thuộc vào dạng sản phẩm và điều kiện bảo quản, mật độ vi sinh vật trong chế phẩm có thể dao động từ 10^6 đến 10^9 CFU/g hoặc CFU/ml (Nguồn: Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 2022).

Nguyên lý hoạt động của chế phẩm vi sinh

Để hiểu rõ hơn về cách thức chế phẩm vi sinh hoạt động, chúng ta cần xem xét các cơ chế sinh học căn bản mà các vi sinh vật có lợi thực hiện trong đất hoặc môi trường nước.

Ứng dụng chế phẩm vi sinh trong nông nghiệp

Chế phẩm vi sinh trong nông nghiệp đang được ứng dụng ngày càng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau, mang lại hiệu quả vượt trội so với các phương pháp canh tác truyền thống.

Cải tạo đất

Đất canh tác liên tục trong thời gian dài thường bị suy thoái về cấu trúc và độ phì nhiêu. Chế phẩm vi sinh giúp cải tạo đất thông qua:

• Cải thiện cấu trúc đất: Vi sinh vật tiết ra các chất keo sinh học (polysaccharide, glycoprotein) liên kết các hạt đất, tạo thành các hạt keo bền, giúp đất tơi xốp, tăng khả năng giữ nước và thông khí.

• Phân hủy các chất độc hại: Một số vi sinh vật có khả năng phân hủy các hóa chất tồn dư trong đất như thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng, làm sạch môi trường đất.

• Phục hồi đất bị nhiễm mặn: Các vi khuẩn chịu mặn có thể giúp cải tạo đất nhiễm mặn, tạo điều kiện thuận lợi cho canh tác.

Kết quả nghiên cứu tại Đồng bằng sông Cửu Long cho thấy, sử dụng chế phẩm vi sinh trong cải tạo đất có thể tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất từ 12-18% sau một vụ canh tác (Nguồn: Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam, 2023).

Phân bón sinh học

Chế phẩm vi sinh được sử dụng như một dạng phân bón sinh học hoặc phối trộn với phân hữu cơ:

• Thay thế một phần phân bón hóa học: Vi sinh vật cố định đạm có thể đáp ứng 30-50% nhu cầu đạm của cây trồng, giảm chi phí đầu tư phân bón.

• Tăng hiệu quả sử dụng phân bón: Vi sinh vật giúp giải phóng và chuyển hóa các dưỡng chất từ phân bón thành dạng cây dễ hấp thu, giảm lượng phân bón bị rửa trôi hoặc thất thoát.

• Cân bằng dinh dưỡng trong đất: Hệ vi sinh vật đa dạng giúp duy trì cân bằng các nguyên tố dinh dưỡng trong đất.

Phòng trừ sâu bệnh

Nhiều chế phẩm vi sinh được phát triển đặc biệt để kiểm soát sâu bệnh hại trên cây trồng:

• Đối kháng với nấm bệnh: Các chủng Trichoderma và Bacillus subtilis có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại nấm gây bệnh trên cây trồng như Fusarium, Rhizoctonia, Phytophthora.

• Kiểm soát côn trùng gây hại: Vi khuẩn Bacillus thuringiensis (Bt) sản sinh độc tố tiêu diệt sâu hại nhưng an toàn với thiên địch và con người.

• Tăng cường hệ miễn dịch của cây: Một số vi sinh vật kích thích cây trồng sản sinh các hợp chất tự vệ, giúp cây trồng tăng sức đề kháng với các tác nhân gây bệnh.

Tăng năng suất cây trồng

Việc sử dụng chế phẩm vi sinh đúng cách và đúng thời điểm có thể góp phần tăng năng suất cây trồng một cách đáng kể:

• Kích thích phát triển bộ rễ: Vi sinh vật tạo ra hormone kích thích sự phát triển của rễ, giúp cây hấp thu dinh dưỡng và nước tốt hơn.

• Tăng khả năng chống chịu stress: Cây trồng được xử lý bằng chế phẩm vi sinh thường có khả năng chống chịu tốt hơn với các điều kiện bất lợi như hạn hán, ngập úng, nhiệt độ cao.

• Cải thiện chất lượng nông sản: Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, sử dụng chế phẩm vi sinh không chỉ tăng năng suất mà còn cải thiện hàm lượng dinh dưỡng trong nông sản.

Theo thống kê từ các mô hình thực tế tại Việt Nam, việc áp dụng đồng bộ chế phẩm vi sinh trong canh tác có thể giúp tăng năng suất từ 15-30% tùy theo loại cây trồng, đồng thời giảm 30-40% lượng phân bón hóa học (Nguồn: Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2024).

>> Xem thêm: Các loại chế phẩm vi sinh gốc EM

Ứng dụng chế phẩm vi sinh trong thủy sản

Chế phẩm vi sinh trong thủy sản đã và đang chứng minh vai trò quan trọng của mình trong việc cải thiện môi trường nuôi trồng, nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn sinh học.

Xử lý nước ao nuôi

Chất lượng nước là yếu tố quyết định đến sự thành công trong nuôi trồng thủy sản. Chế phẩm vi sinh xử lý nước ao nuôi giúp duy trì và cải thiện chất lượng nước thông qua:

• Phân hủy chất thải hữu cơ: Vi sinh vật phân hủy thức ăn dư thừa, phân và các chất thải hữu cơ khác, giảm tích tụ bùn đáy và tạo môi trường trong sạch.

• Kiểm soát tảo độc: Các vi sinh vật có lợi giúp ức chế sự phát triển của tảo độc, duy trì cân bằng hệ sinh thái trong ao nuôi.

• Giảm khí độc: Vi sinh vật chuyển hóa các khí độc như NH3, H2S, CH4 thành các hợp chất ít độc hại hoặc có lợi cho môi trường nuôi.

Theo nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II, việc sử dụng chế phẩm vi sinh đã giúp giảm 60-70% hàm lượng NH3 và H2S trong ao nuôi tôm thẻ chân trắng sau 7 ngày sử dụng (Nguồn: Tạp chí Khoa học Thủy sản, 2023).

Kiểm soát mầm bệnh

Bệnh dịch là một trong những thách thức lớn nhất trong nuôi trồng thủy sản. Chế phẩm vi sinh giúp kiểm soát mầm bệnh theo nhiều cơ chế:

• Cạnh tranh vị trí bám và nguồn dinh dưỡng: Vi sinh vật có lợi chiếm lĩnh bề mặt và không gian sống, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh.

• Sản sinh chất kháng sinh tự nhiên: Nhiều loại vi khuẩn Bacillus, Lactobacillus tiết ra các chất kháng sinh tự nhiên ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh như Vibrio, Aeromonas.

• Tạo môi trường không thuận lợi cho mầm bệnh: Vi sinh vật có lợi điều chỉnh pH, oxi hóa khử và các thông số khác của môi trường, tạo điều kiện bất lợi cho mầm bệnh phát triển.

Cải thiện hệ tiêu hóa của vật nuôi

Chế phẩm vi sinh còn được sử dụng như một dạng probiotic trong thức ăn thủy sản:

• Tăng cường tiêu hóa: Vi sinh vật bổ sung men tiêu hóa, giúp vật nuôi tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng tốt hơn.

• Cân bằng hệ vi sinh đường ruột: Duy trì hệ vi sinh vật có lợi trong đường tiêu hóa, ngăn ngừa vi khuẩn gây bệnh xâm nhập.

• Kích thích miễn dịch: Một số vi sinh vật có khả năng kích thích hệ thống miễn dịch của vật nuôi, tăng sức đề kháng với mầm bệnh.

>> Xem thêm: Lợi ích của chế phẩm sinh học nông lâm thủy sản & Lưu ý khi sử dụng

Tăng tỷ lệ sống và năng suất

Với những tác động tích cực lên môi trường nuôi và sức khỏe vật nuôi, chế phẩm vi sinh góp phần quan trọng vào việc nâng cao hiệu quả sản xuất:

• Tăng tỷ lệ sống: Các mô hình ứng dụng chế phẩm vi sinh cho thấy tỷ lệ sống của đối tượng nuôi cao hơn 15-25% so với mô hình truyền thống.

• Cải thiện tăng trưởng: Vật nuôi khỏe mạnh, tiêu hóa tốt sẽ tăng trưởng nhanh hơn, rút ngắn thời gian nuôi.

• Giảm chi phí thuốc và hóa chất: Áp dụng chế phẩm vi sinh giúp giảm 40-60% chi phí thuốc và hóa chất xử lý môi trường.

Thống kê từ các mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng tại Bạc Liêu và Sóc Trăng cho thấy, việc sử dụng đồng bộ chế phẩm vi sinh trong cả quá trình nuôi đã giúp tăng năng suất bình quân từ 8-12 tấn/ha/vụ, cao hơn 20-30% so với mô hình không sử dụng chế phẩm vi sinh (Nguồn: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bạc Liêu, 2024).

Kết luận 

Chế phẩm vi sinh đã và đang chứng minh vai trò quan trọng của mình trong tiến trình xanh hóa nền nông nghiệp Việt Nam và thế giới. Với những lợi ích vượt trội về mặt kỹ thuật, kinh tế và môi trường, chế phẩm vi sinh đang dần trở thành một công cụ không thể thiếu trong hành trình phát triển nông nghiệp bền vững.