Dự án nghiên cứu: Thay thế phân bón hoá học N bằng chế phẩm vi sinh cố định đạm cho cây họ đậu để tăng thu nhập cho nông dân và bảo vệ môi trường - MS6 '

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

90
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nông dân Việt nam hiện nay bón phân đạm cho cây họ đậu như đậu tương và lạc mà không nhiễm chế phẩm vi sinh cố định đạm rhizobia. Thay thế phân đạm hoá học bằng chế phẩm vi sinh sẽ tiết kiệm cho nông dân Việt nam khoảng 50-60 triệu đô la Úc/năm dùng vào đầu tư phân N hoá học, và cùng lúc, thúc đẩy mở rộng diện tích sản xuất cây họ đậu. Cũng có các lợi ích về môi trường khi sử dụng chế phẩm này. Dự án này có mục tiêu là tăng sản xuất chế phẩm vi sinh cố...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dự án nghiên cứu: Thay thế phân bón hoá học N bằng chế phẩm vi sinh cố định đạm cho cây họ đậu để tăng thu nhập cho nông dân và bảo vệ môi trường - MS6 '

Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn Chương trình hợp tác nông nghiệp và phát triển nông thôn (CARD) 013/06VIE Thay thế phân bón hoá học N bằng chế phẩm vi sinh cố định đạm cho cây họ đậu để tăng thu nhập cho nông dân và bảo vệ môi trường MS6: Báo cáo Chế phẩm Nốt sần Chất lượng cao Tháng 9 năm 2009 1
Mục lục 1. Thông tin về các viện 2 2. Liên lạc 2 3. Tóm tắt dự án 2 4. Tóm tắt các điểm nổi bật 3 5. Nội dung báo cáo 5 5.1. Giới thiệu hai chủng rhizobium của Úc vào Việt nam 6 5.2. Qui trình sản xuất chế phẩm, QA và sử dụng 16 5.3. Kết quả và đánh giá các trình diễn đồng ruộng 32
Thông tin các cơ quan tham gia dự án Thay thế phân bón N hóa học bằng chế phẩm vi Tên dự án: sinh cố định đạm cho cây họ đậu tại Việt nam để tăng thu nhập cho nông dân và cải thiện môi trường Viện Nghiên cứu Dầu và Cây có dầu (OPI) Cơ quan Việt nam chủ trì dự án Ths. Trần Yên Thảo Chủ nhiệm dự án Việt nam NSW Department of Primary Industries Cơ quan Úc Đại học Sydney Dr David Herridge Nhân sự phía Úc Dr Roz Deaker Bà Elizabeth Hartley Ông Greg Gemell Tháng 3/2007 Thời gian bắt đầu Tháng 3/2009 Thời gian hòan tất (đầu tiên) 11/2009 Thời gian hòan tất (sửa đổi) 12/2008 – 9/2009 Giai đoạn Cán bộ liên lạc Tại Úc: trưởng nhóm Dr David Herridge Telephone: 02 67631143 Tên: Nhà Khoa học cao cấp 02 67631222 Chức vụ: Fax: Sở các nghành Công nghiệp david.herridge@dpi.nsw.gov.au Cơ quan Email: cơ bản NSW Tại Úc: cán bộ quản lý Mr Graham Denney 02 63913219 Tên: Telephone: Quản lý Tài chính 02 63913327 Chức vụ: Fax: Sở các nghành Công graham.denney@dpi.nsw.gov.au Cơ quan Email: nghiệp cơ bản NSW Tại Việt nam Ths. Trần Yên Thảo 08 9143024 – Tên: Telephone: 8297336 Cán bộ nghiên cứu 08 8243528 Chúc vụ: Fax: Viện Nghiên cứu Dầu và Cây có yenthao@ioop.org.vn Cơ quan Email: dầu (OPI) yenthao9@yahoo.com 2
1. Tóm tắt dự án Nông dân Việt nam hiện nay bón phân đạm cho cây họ đậu như đậu tương và lạc mà không nhiễm chế phẩm vi sinh cố định đạm rhizobia. Thay thế phân đạm hoá học bằng chế phẩm vi sinh sẽ tiết kiệm cho nông dân Việt nam khoảng 50-60 triệu đô la Úc/năm dùng vào đầu tư phân N hoá học, và cùng lúc, thúc đẩy mở rộng diện tích sản xuất cây họ đậu. Cũng có các lợi ích về môi trường khi sử dụng chế phẩm này. Dự án này có mục tiêu là tăng sản xuất chế phẩm vi sinh cố định đạm rhizobium thông qua tăng cường năng lực sản xuất, thực hiện chương trình bảo đảm chất lượng sản phẩm ở mức độ quốc gia (QA) và tăng cường nghiên cứu và phát triển R&D. Tham gia trong dự án này là Viện Nghiên cứu Dầu và Cây có dầu (OPI), Viện Khoa học Nông nghiệp Miền nam (IAS) và Viện Quốc gia Nông hoá Thổ nhưỡng (NISF; hiện nay đổi tên là Viện Nông hoá Thổ nhưỡng (SFI)). Cơ quan Úc tham gia trong dự án là Sở Các nghành Công nghiệp cơ bản NSW và Trường Đại học Sydney. Sử dụng chế phẩm vi sinh cố định đạm bởi nông dân sẽ tăng lên thông qua sự phát triển và thực hiện một chương trình khuyến nông hiệu quả và chương trình đào tạo ho cán bộ nghiên cứu, cán bộ khuyến nông của MARD và nông dân. Lợi ích của chế phẩm và cố định đạm sinh học sẽ được trình diễn trên đồng ruộng và thảo luận trong các hội thảo, hội nghị đầu bờ và các ấn bản khuyến nông. Để chắc chắn tính ổn định của sản xuất và sử dụng, dự án này có sự tham gia của các công ty tư nhân trong việc marketing và “sản xuất thử” với mục đích là các công ty này sẽ mở rộng sản xuất và việc cung cấp chế phẩm sẽ tăng dần lên cùng lúc khi công nghệ và thị trường phát triển. 3. Những điểm nổi bật Ảnh hưởng của hai chủng rhizobium của Úc tại Việt nam đối với sản xuất cây họ đậu và năng suất, phân tích so sánh giữa các chủng địa phương và chủng của Úc Phần này của dự án đánh giá các chủng quốc tế quí hiếm tại Việt nam và so sánh chúng với các chủng địa phương. Các chủng địa phương và nhập có nguồn gốc từ các viện nghiên cứu Việt nam, từ NifTAL (USA), ALIRU (Australia), DOA (Thailand), Hàn quốc và Achentina. Một số các chủng này hiện đang sử dụng sản xuất thương mại chế phẩm như là chủng CB1809 (đậu tương) và NC92 (đậu phộng) tại Úc. Chúng tôi thực hiện hai bộ thí nghiệm: thí nghiệm trong chậu và thí nghiệm ngoài đồng ruộng. Trong các thí nghiệm trong chậu, có 13 nghiệm thức cho đậu phộng (11 chủng, đối chứng có bón phân N và không nhiễm, đối chứng không bón phân N và không nhiễm). và có 18 nghiệm thức cho đậu tương (17 chủng, đối chứng có bón phân N và không nhiễm, đối chứng không bón phân N và không nhiễm). Tất cả các chủng này đều làm tăng nốt sần của đậu tương và đậu phộng và năng suất so sánh với đối chứng. Có tương quan chặt giữa số lượng nốt sần, trọng lượng nốt sần và sinh khối của cây trong khi sự tương quan giữ nốt sần và chiều cao cây thì rất thấp. Các chủng tốt nhất là NC92 (chủng sản xuất thương mại tại Úc) , GL1 và GL2 (chủng địa phương) đối với đậu phộng, và chủng CB1809 (chủng sản xuất thương mại tại Úc), SL2, SL1, CJ2 và U110 (chủng thương mại trước kia của Mỹ) đối với đậu tương. 3
Tổng số các thí nghiệm đồng ruộng trong 2007–09 là 36 thực hiện tại 10 tỉnh trong nước. Các thí nghiệm này được thực hiện tại các vùng trồng cây họ đậu chính tại Việt nam, từ vùng núi cao phía bắc, vùng Duyên hải miền Trung đến vùng đất cao Miền nam và Đồng bằng Sông Cửu Long. Các tỉnh tham gia thí nghiệm này là Sơn La, Nghệ An, Bình Định, Bình Thuận, Daklak, DakNong, Tây Ninh, Đồng Tháp, An Giang và Trà Vinh. Có ít nhất 5 nghiệm thức thí nghiệm: 1. Nông dân, không bón phân N 2. Nông dân, bón phân N 3. Nhiễm với chủng của Úc CB1809 (đậu tương) hoặc là NC92 (đậu phộng), không bón phân N 4. Nhiễm với chủng địa phương: SL1 (đậu tương) hoặc GL1 (đậu phộng), không bón phân N 5. Nhiễm với chủng địa phương: SL2 (đậu tương) hoặc GL2 (đậu phộng), không bón phân N Các chủng của Úc có hoạt tính cao nhất theo nghĩa là tăng nốt sần, năng suất sinh khối và năng suất hạt. So sánh với nghiệm thức không nhiễm, CB1809 và NC92 tăng nốt sần của đậu tương và đậu phộng trung bình là 58%, sinh khối 30% và năng suất hạt là 29%. So sánh với các chủng địa phương của Việt nam, các chủng, CB1809 và NC92, tăng nốt sần của đậu tương và đậu phông trung bình là 22%. Năng suất sinh khối tăng trung bình là 10% và năng suất hạt là 13%. Qui trình sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần chất lượng cao bao gồm QA, đóng gói, bảo quản, phân phối và áp dụng trên đồng ruộng Trong suốt 2 năm của dự án, công nghệ sản xuất chế phẩm nốt sần ở ba viện nghiên cứu, OPI and IAS) đã được phát triển. Mục tiêu chính của sản xuất là chế phẩm vi khuẩn nốt sần chất lượng cao, >5 x 108 rhizobia/g và tạp nhiễm cao nhất là 1 x 108 vi khuẩn tạp nhiễm/g. Một số chi tiết của qui trình công nghệ khác nhau ở mỗi viện phụ thuộc vào cơ sở vật chất và kinh nghiệm. Ở một mức độ nào đó thì công nghệ sản xuất chế phẩm được ứng dụng và có thay đổi cho phù hợp từ các công nghệ của các nước mà công nghiệp sản xuất chế phẩm thành công, đó là Mỹ và Úc. Dự án đã quyết định rằng CB1809 và NC92 sẽ được sử dụng cho sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần cho cây đậu tương và lạc tại Việt nam bởi vì thí nghiệm thực hiện ở các vùng canh tác các cây này trong nước cho thấy các chủng này là các chủng tốt nhất. Chúng làm tăng trọng lượng nốt sần, tăng năng suất sinh khối và hạt so với các chủng địa phương đã thử nghiệm. Trong tương lai, sự đánh giá các chủng sẽ có thể cần thiết để cố gắng phát triển các chủng tốt hơn nữa. Dự án cũng đã đề xuất rằng các chủng này sẽ được cung cấp hàng năm từ phòng Quản lý Chất lượng (QA) độc lập cho các cơ quan nhà nước và tư nhân sản xuất chế phẩm cùng với qui trình duy trì giống và sản xuất giống. Chi tiết được chỉ ra trong phần 5.2. Than bùn sẽ là nguồn chất mang chính cho sản xuất chế phẩm tại Việt nam trong tương lai gần. Chi tiết xem trong mục 5.2 do có nguồn than bùn khác nhau, tính hiệu quả của nó và có khả năng tăng cường tính hiệu quả này. Các chỉ dẫn chi tiết được nêu ra đối với pH và lượng nước thích hợp đối với cơ chất dùng cho sản xuất. Một thí nghiệm đã được hoàn tất so sánh các phương pháp khử trùng than bùn khác nhau. Sau khi than bùn được khử trùng một số mẫu được sử dụng trực tiếp để xác định tạp nhiễm. 4
Các mẫu than bùn khác cấy vào môi trường Glucose Pepton lỏng và sau đó dịch lỏng này được đánh giá mức độ nhiễm vi sinh vật sau 3 giờ, 24, 36 và 72 giờ. Các mẫu này cũng đã được nhiễm với rhizobium và sau đó xác định số lượng trong mẫu theo thời gian. Nghiệm thức tốt nhất theo nghĩa là có số lượng rhizobium cao nhất và có số lượng vi sinh vật tạp nhiễm thấp nhất là nghiệm thức khử trùng bằng autoclave ở 60 phút và chiếu xạ gamma liều lượng 30 kGy. Hiện tại Việt nam chưa có tiêu chuẩn chất lượng riêng cho chế phẩm vi khuẩn nốt sần mà chỉ mới có tiêu chuẩn cho phân bón vi khuẩn cố định đạm. Tuy nhiên, rất quan trọng để có chương trình QA cho chế phẩm vi khuẩn nốt sần (rhizobia). Một số cải thiện đối với Tiêu Chuẩn Quốc gia Việt nam cho Phân bón Vi sinh vật Cố định đạm (TCVN 6166-1996) đã được thực hiện để làm cho nó phù hợp hơn đối với chế phẩm vi khuẩn cố định đạm rhizobia, dựa vào công nghệ sản xuất và đòi hỏi về hiệu quả. Tiêu chuẩn mới này sử dụng cấu trúc tốt và dễ hiểu của tiêu chuẩn hiện tại. Tên cho tiêu chuẩn được đề xuất là Tiêu chuẩn Quốc Gia Việt nam đối với Cế phẩm vi khuẩn nốt sần ở cây họ đậu. Tiêu chuẩn này bao gồm chi tiết về các yêu cầu kỹ thuật của chế phẩm, bao gồm cả nhãn hiệu hàng hoá cũng như phương pháp tiến hành và báo cáo. Kết quả trình diễn đồng ruộng và hiệu quả của các trình diễn này đối với việc tăng cường hiểu biết của nông dân Tổng số 168 trình diễn đã được thực hiện cho đến nay A total of 168 tại 10 tỉnh. Trình diễn đồng ruộng bao gồm hai nghiệm thức: +nhiễm và không hay có sử dụng phân bón N nhưng ở liều lượng thấp. Kết quả chỉ ra trong Phụ lục 3. Một cách tổng quát, sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần làm tăng thu nhập của nông dân, trung bình 4.500.000VNĐ/ha. Múc độ tăng thì thay đổi tuỳ theo địa diểm. Ở Bầu Đồn, Tây Ninh nông dân trồng lạc lợi được khoảng 500.000VNĐ/ha nhưng ở Châu Thành, Trà Vinh nông dân thu lợi cao hơn nhiều 14.200.000VNĐ/ha. Tương tự đối với đậu tương, lợi nhuận tăng thêm là 11.640.000VNĐ ở Dương Minh Châu, Tây Ninh. Tại tỉnh Đồng Tháp nông dân thu lợi từ chế phẩm trung bình là 4.900.000VNĐ/ha. Tại Đồng Tháp, làng Phú Hữu, huyện Châu Thành, đã thực hiện trình diễn trên diện tích đất lớn (61.5 ha) và với sự tham gia của 120 nông dân, năng suất tăng trung bình là 12.5%, tương đương với 300 kg hạt/ha. Nông dân thu lợi khoảng 4.900.000 VNĐ/ha so với lối canh tác cũ dùng phân bón N hoá học. Các trình diễn đồng ruộng này được thực hiện song song với các hoạt động đào tạo và khuyến nông và có kết quả rất tốt cải thiện hiểu biết của nông dân về lợi ích của chế phẩm vi khuẩn nốt sần đối với sản xuất cây họ đậu. Nông dân đã được mời đến ruộng trình diễn ít nhất là một lần, ở nhiều điểm trình diễn nông dân thăm ruộng, lấy mẫu nốt sần, mẫu sinh khối và thu hoạch hạt. Có hơn 3400 lượt người tham gia. Nông dân cũng được cung cấp tài liệu khuyến nông. Hơn nữa, cán bộ dự án, khuyến nông viên giải thích cho nông dân hiểu biết về cố định đạm sinh học, vi khuẩn nốt sần hoạt động như thế nào và điều kiện gì để quá trình nhiễm đạt hiệu quả cao. Nông dân rất hứng thú trong việc tìm hiểu về quá trình cố định đạm khí trời bởi rhizobia. 5
5. Báo cáo chi tiết Báo cáo này bao gồm chi tiết về các thí nghiệm về chủng rhizobia, qui trình sản xuất chế phẩm, QA, phân phối và ứng dụng chế phẩm, kết quả và đánh giá các trình diễn đồng ruộng , theo tiêu đề đòi hỏi của báo cáo, như sau: • Giới thiệu hai chủng của Úc vào Việt nam, ảnh hưởng của nó đến sản xuất cây họ đậu và hiệu quả, phân tích so sánh giữa các chủng địa phương và nhập nội. • Qui trình sản xuất chế phẩm chất lượng cao, đóng gói, dự trữ, phân phối và áp dụng trên đồng ruộng và quản lý chất lượng trong quá trình sản xuất. • Kết quả trình diễn đồng ruộng, bao gồm đánh giá sinh học và kinh tế, chỉ ra lợi nhuận sau này đối với hệ thống canh tác xen canh và hiệu quả của trình diễn đồng ruộng trong việc cải thiện hiểu biết của nông dân về lợi nhuận mang lại từ chế phẩm. 5.1. Giới thiệu hai chủng của Úc vào Việt nam, ảnh hưởng của nó đến sản xuất cây họ đậu và hiệu quả, phân tích so sánh giữa các chủng địa phương và nhập nội Giới thiệu Nghiên cứu về chế phẩm cố định đạm cho cây họ đậu đã được thực hiện từ những năm 1980 tại Trường Đại học Hà nội, Viện Nông hoá Thổ nhưỡng SFI (VASI), và ở Miền Nam là Trường Đại học Cần Thơ (CTU), IAS và OPI (nay đổi tên là IOOP). Một cách tổng quát, mục tiêu nghiên cứu là lựa chọn các chủng, sản xuất nhỏ và thực hiện các thí nghiệm đồng ruộng đánh giá hiệu quả của chế phẩm. Mỗi viện tập trung nghiên cứu ở các vùng nhất định và nhóm cây trồng khác nhau, ví dụ như CTU tại Đồng bằng Sông Mekong với cây đậu tương, IAS tại vùng Đông Nambộ với lạc, OPI đối với lạc và đậu tương tại vùng Duyên hải Nam Trung bộ và vùng Cao Nguyên. Các chủng đề xuất cho sản xuất chưa được nghiên cứu lựa chọn cho qui mô quốc gia và các kết quả nghiên cứu về công nghệ sản xuất chưa được chia sẽ giữa các viện nghiên cứu. Do đó, ngay cả có lịch sử nghiên cứu và sản xuất nhưng tại Việt nam nhưng cho đến nay chế phẩm vi khuẩn nốt sần vẫn chưa có mặt trên thị trường và nông dân ở múc độ rộng lớn không hiểu biết gì về tiềm năng lợi ích của chúng. Thay vào d8ó, nông dân sử dụng phân bón N hoá học đắt tiền cho cây họ đậu của họ. Trong phần báo cáo này đánh giá các chủng quí hiếm quốc tế tại các vùng trồng cây họ đậu trong nước và so sánh chúng với các chủng quốc gia (Việt nam) . Các chủng địa phương và nhập có nguồn gốc từ các viện nghiên cứu Việt nam, từ NifTAL (USA), ALIRU (Australia), DOA (Thailand), Hàn quốc và Achentina. Một số các chủng này hiện đang sử dụng sản xuất thương mại chế phẩm như là chủng CB1809 (đậu tương) và NC92 (đậu phộng) tại Úc. Chúng tôi thực hiện hai bộ thí nghiệm: thí nghiệm trong chậu và thí nghiệm ngoài đồng ruộng. Phương pháp Lựa chọn các chủng rhizobia Thiết kế thí nghiệm là RBDR với 3 block. The experimental design was a randomized complete block design with three blocks. Trong các thí nghiệm trong chậu, có 13 nghiệm thức cho đậu phộng (11 chủng, đối chứng có bón phân N và không nhiễm, đối chứng không 6
bón phân N và không nhiễm). và có 18 nghiệm thức cho đậu tương (17 chủng, đối chứng có bón phân N và không nhiễm, đối chứng không bón phân N và không nhiễm). Thông tin về các chủng được chỉ ra trong bảng 1. Mỗi chủng được nuôi cấy trong môi trường yeast manitol lỏng (YMB) từ 5 – 7 ngày để đạt được độ đục tối đa (khoảng 1 x 109 tế bào/ml). Dịch sinh khối lỏng này sau đó được trộn vào than bùn đã khử trùng và để cho ổn định trong 1 tuần. Hạt được nhiễm với chế phẩm 105–106 tế bào/hạt ngay trước khi gieo. Thí nghiệm đã sử dụng đất cát bạc màu tại Trảng Bàng, Tây Ninh. Đất được lấy ở độ sâu 10– 15 cm và vận chuyển về Trạm Thực nghiệm Bình Thạnh của OPI. Đất được trộn đều, sau đó qua rây 5-mm. Đất sau đó trộn đều với bụi xơ dừa (1:1) và vôi và để yên 1 tuần. Mỗi chậu 1.7 kg hỗn hợp này. Khả năng giữ nước của đất được xác định để xác định lượng nước thêm vào. Phân bón áp dụng như sau: KH2PO4 - 195 mg/pot; KCl - 168.4 mg/pot; MgSO4.7H2O - 22.21 mg/pot; ZnSO4.7H2O - 20.63 mg/pot; (NH4)6Mo7O24.7H2O - 0.81 mg/pot. Trồng 5 cây/chậu và bỏ đi 2 cây sau 7 ngày. Cây thu hoạch sau 30 ngày đối với đậu tương và 45 ngày đối với lạc. Số lượng nốt sần, trọng lượng khô nốt sần, sinh khối khô được xác định khi thu hoạch. Bảng 1. Thông tin về các chủng rhizobium STT Tên chủng Cây Nguồn 1 NC92 Lạc Australia 2 Tal 179 Lạc NifTAL 3 P088183 Lạc Thailand 4 P03818 Lạc Thailand 5 GL1 Lạc OPI – local strain 6 GL2 Lạc SFI – local strain 7 GL14 Lạc OPI – local strain 8 LAC1 Lạc SFI – local strain 9 P3 Lạc OPI – local strain 10 P1 Lạc OPI – local strain 11 CTP Lạc CTU – local strain 12 CB1809 Đậu tương Australia 13 U110 Đậu tương NifTAL 14 SEMIA 5019 Đậu tương NifTAL 15 S01015 Đậu tương Thailand 16 S1059 Đậu tương Thailand 17 Ach Đậu tương Argentina 18 YCK Đậu tương Korea 19 SL1 Đậu tương SFI – local strain 20 DT2 Đậu tương SFI – local strain 21 SL2 Đậu tương SFI – local strain 22 DL1 Đậu tương OPI – local strain 23 DL2 Đậu tương OPI – local strain 24 CJ1 Đậu tương OPI – local strain 25 CJ2 Đậu tương OPI – local strain 26 S6 Đậu tương OPI – local strain 27 S37 Đậu tương OPI – local strain 7
Thí nghiệm đồng ruộng Thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành tại 10 vùng trồng đậu chính tại Việt nam, từ vùng núi cao phía bắc, vùng Duyên hải miền Trung đến vùng đất cao Miền nam và Đồng bằng Sông Cửu Long. Các tỉnh tham gia thí nghiệm này là Sơn La, Nghệ An, Bình Định, Bình Thuận, Daklak, DakNong, Tây Ninh, Đồng Tháp, An Giang và Trà Vinh. Có ít nhất 5 nghiệm thức thí nghiệm: 1. Nông dân, không bón phân N 2. Nông dân, bón phân N 3. Nhiễm với chủng của Úc CB1809 (đậu tương) hoặc là NC92 (đậu phộng), không bón phân N 4. Nhiễm với chủng địa phương: SL1 (đậu tương) hoặc GL1 (đậu phộng), không bón phân N 5. Nhiễm với chủng địa phương: SL2 (đậu tương) hoặc GL2 (đậu phộng), không bón phân N Nguồn chủng giống: SL1: chủng Việt nam (đậu tương) từ trường ĐH Cần Thơ SL2: chủng Việt nam (đậu tương) từ SFI (VASI – chương trình các chủng vi sinh vật quốc gia) GL1: chủng Việt nam (lạc) - OPI GL2: chủng Việt nam (lạc) - SFI (VASI - chương trình các chủng vi sinh vật quốc gia) CB1809: Chủng thương mại của Úc (đậu tương) từ ALIRU NC92: Chủng thương mại của Úc (đậu tương) từ ALIRU Các chỉ tiêu là: trọng lượng khô nốt sần, năng suất sinh khối và hạt. Ô thí nghiệm ít nhất là 20 m2 với 4 lần lập lại. Bố trí thí nghiệm kiểu RCBD. Phụ thuộc vào vùng canh tác, ngày gieo, sự chuẩn bị đất, bón phân, ngày lấy mẫu thì khác nhau. Chi tiết có thể cung cấp nếu cần. Chế phẩm trên nề than bùn được cung cấp bởi 3 viện nghiên cứu của Việt nam (OPI, IAS và SFI) và trong mốt số thí nghiệm các chế phẩm thương mại của úc được sử dụng như là đối chứng dương. Liều lượng nhiễm là 1–2 kg/ha đối với chế phẩm của Việt nam và 0.25 kg/ha đối với chế phẩm thương mại của Úc. Các chế phẩm được xác định chất lượng bởi OPI trước khi tiến hành thí nghiệm. Phương páho nhiễm vào hạt được áp dụng. Các phương pháp lấy mẫu, tiến hành xác định nốt sần, sinh khối và năng suất hạt ssẽ được cung cấp nếu cần. Kết quả và thảo luận Lựa chọn các chủng Tất cả các chủng thí nghiệm đều làm tăng nốt sần và năng suất bso với đối chứng (bảng 2). Dựa vào các số liệu của nốt sần phân ra làm 3 nhóm: - Nốt sần cao nhất: NC92, GL1, GL2 - Nốt sần trung bình: P12, GL14, P03818 - Nốt sần thấp: P08183, CTP, P31, LAC1, Tal179 8
Có tương quan chặt giữa số lượng nốt sần, trọng lượng nốt sần và sinh khối (r2=0.82) trong khi đó tương quan giữa nốt sần và chiều cao cây không đáng kể (r2=0.27). kết quả cho thấy at NC92, GL1 và GL2 là các chủng tốt nhất. Chúng sản xuất nhiều nốt sần và nhiều sinh khối hơn các chủng khác. Bảng 2. Nốt sần và tăng trưởng của lạc nhiễm với các chủng rhizobia khác nhau Số lượng nốt Trọng lượng nốt Sinh khối khô Chủng rhizobium Chiều cao cây (cm) sần/cây sần/cây (mg) (g/cây) 1. NC92 79 b 93 b 33 abcd 2.7 b 2. P08183 29 gh 35 fg 29 cd 1.7 ghi 3. CTP 44 e 52 d 36 ab 2.2 def 4. GL1 113 a 136 a 35 abc 3.8 a 5. P31 35 fg 42 ef 31 bcd 1.7 hij 6. GL2 77 b 91 b 35 ab 2.5 bc 7. P12 54 cd 66 c 35 ab 1.9 fgh 8. GL14 60 c 72 c 32 abcd 1.9 efg 9. LAC1 39 ef 47 de 38 a 1.6 ij 10. Tal 179 27 h 33 g 35 ab 1.5 jk 11. P03818 53 d 63 c 32 abcd 2.4 cd Đối chứng 1 11 i 12 h 27 d 1.2 k Đối chứng 2 5i 6h 32 abcd 2.2 de CV% 10.6 11.4 12.7 8.6 Đối chứng 1: không nhiễm, không bón phân N Đối chứng 2: không nhiễm, bón phân N (100ppm) Nguồn: OPI Bảng 3. Nốt sần và tăng trưởng của đậu tương nhiễm với các chủng rhizobia khác nhau Số lượng nốt Trọng lượng nốt Sinh khối khô Chủng rhizobium Chiều cao cây (cm) sần/cây sần/cây (mg) (g/cây) 12. U110 47 cd 129 d 38 defg 2.8 d 13. DT2 45 de 121 e 35 defg 2.7 e 14. CB1809 52 bc 149 b 43 abcd 3.3 bc 15. CJ1 35 fg 121 e 41 bcde 2.7 e 16. DL2 30 g 72 h 34 efg 1.6 hi 17. S37 16 h 103 f 50 a 2.3 f 18. SL2 66 a 170 a 42 abcd 3.7 ab 19. CJ2 49 cd 136 cd 42 abcde 2.9 c 20. DL2 35 fg 114 e 37 defg 2.5 e 21. SL1 57 b 141 c 37 defg 3.1 cd 22. YCK 33 fg 77 gh 48 ab 1.7 gh 23. S01015 35 fg 121 e 46 abc 2.6 e 24. SEM 5019 34 fg 118 e 39 cdef 2.6 e 25. DL1 39 ef 83 g 39 cdef 1.8 g 26. S6 21 h 80 g 39 cde 1.7 gh 9
27. ACH 22 h 69 h 30 g 1.5 i 28. S1059 32 fg 97 f 31 fg 2.2 f Control 1 9i 35 i 43 abcd 1.3 j Control 2 8i 29 i 37 defg 1.4 i CV% 13.2 5.1 14.6 4.1 Đối chứng 1: không nhiễm, không bón phân N Đối chứng 2: không nhiễm, bón phân N (100ppm) Nguồn: OPI Trong một thí nghiệm khác thực hiện trong nhà lưới, CB1809 tỏ ra là chủng có hoạt tính cao nhất theo nghĩa tạo nhiều nốt sần (Bảng 4). Chủng này tạo nhiều nốt sần hơn so với 3 chủng kia. Bảng 4. Nốt sần của 4 chủng rhizobium cho đậu tương ở thí nghiệm trong nhà lưới STT Nghiệm thức Số lượng nốt sần/cây Tổng nốt sần Trên rễ chính Trên rễ phụ 1 Đối chứng - - - 2 Nhiễm với CB1809 50 25 25 3 Nhiễm với SL1 32 13 19 4 Nhiễm với SL2 39 13 26 5 Nhiễm với SL3 32 11 22 Nguồn : SFI Thí nghiệm đồng ruộng Tổnf số có 36 thí nghiệm đồng ruộng tại 10 tỉnh trồng đậu. Tóm tắt các kết quả thí nghiệm của dự án trong thời gian từ 2007–09 và ảnh hưởng của các chủng CB1809 hay NC92 đối với nốt sần, sinh khối và năng suất chỉ ra trong Phụ lục 1. Sự tăng nhỏ được xác định là nhỏ hơn 20%, từ 20 đến 40% và lớn là lớn hơn 40%. Biểu đồ 1, 2 và 3 tóm tắt sự trả lời đối với nhiễm bằng các chủng CB1809 (đậu tương) hoặc NC92 (lạc) đối với nốt sần, sinh khối và năng suất, theo thứ tự. Sự trả lời thì biến đổi từ nhỏ đến lớn phụ thuộc vào điểm thí nghiệm. 10
Graph 1. Range of nodulation responses to inoculation 180 160 140 120 % Response 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 -20 Field site Có ảnh hưởng lớn của nhiễm rhizobium đối với nốt sần ở 72% số ruộng thí nghiệm 9Biểu đồ 1). ở những điểm này, nốt sần tăng 43–166%. Nốt sần tăng trung bình ở 11% trường hợp và 17% trường hợp tăng thấp. Trung bình nốt sần tăng 58% khi sử dụng các chủng của Úc . 11
Graph 2. Range of crop biomass responses to inoculation 70 60 50 % Response 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Field site Đối với sinh khối, có tăng sinh kh61i múc cao (44–86%) khi nhiễm ở 33% điểm thí nghiệm. tăng trung bình (17–40%) ở 45% trường hợp và tăng ít (5–19%) ở 22% trường hợp (Biểu đồ 2). Tăng năng suất hạt thì thấp hơn so với tăng sinh khối và nốt sần (Biểu đồ 3). Tăng năng suất hạt lớn (41–70%) ở 20% điểm thí nghiệm. Tăng trung bình (20–40%) ở 62% và tăng ít (4–18%) ở phần còn lại 18%. Trung bình thì tăng sinh khối và năng suất hạt khi sử dụng các chủng của Úc là 30% và 29%, theo thứ tự. 12
Graph 3. Range of grain yield responses to inoculation 80 70 60 50 % Response 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Field site Có sự trả lời khác nhau đối với việc nhiễm với các chủng khác nhau về nốt sần, sinh khối và năng suất hạt. Các chủng thương mại của úc CB1809 (đậu tương) và NC92 ( lạc) có hiệu quả cao hơn so với các chủng địa phương Việt nam ở hầu hết các điểm thí nghiệm (Phụ lục 2). Phân tích số liệu cho thấy khi cây được nhiễm với CB1809 hoặc NC92, trọng lượng nốt sần, sinh khối, năng suất hạt tăng so với các chủng bản địa, 91%, 94 và 97% các điểm thí nghiệm. Tuy nhiên, mức độ tăng thì khác nhau phụ thuộc vào điểm thí nghiệm và các chủng bản địa. Biểu đồ 4, 5 và 6 cho thấy sự tăng về nốt sần, sinh khối và năng suất hạt của đậu tương và lạc khi nhiễm với CB1809 and NC92, theo thứ tự, so với nhiễm bằng các chủng bản địa. Hia chủng của Úc, CB1809 và NC92, Tăng nốt sần của đậu tương và lạc trung bình là 22%,. Sinh khối tăng trung bình 10% (Biểu đồ 5) và năng suất hạt tăng 13% (Biểu đồ 6), so với cá chủng bản địa. Đối với mỗi chỉ tiêu, có sự khác biệt lớn tuỳ theo điểm thí nghiệm. Đối với nốt sần, sự khàc biệt này là 0–70%. Đối với sinh khối là 0–30% và đối với năng suất là 0–51%. Năng suất tăng hơn 20% so với các chủng bản địa ở 18% điểm thí nghiệm, từ 10–20% ở 34% điểm và 1–10% ở 48% diểm thí nghiệm. 13
Graph 4. Nodulation increases with CB1809 and NC92 compared to local strains 80 70 60 50 % increase Local strain1 40 L ocal strain 2 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Field sites G raph 5. Crop biomass increases with CB1809 and NC92 compared to local strains 35 30 25 % I ncreases Local strain1 20 Local strain2 15 10 5 0 0 5 10 15 Field trials 25 20 30 35 40 14
Graph 6. Yield increases with CB1809 and NC92 compared to local strains 60 50 40 % Increase Local strain1 30 Local strain2 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Field trials 5.2. Qui trình sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần chất lượng cao, đóng gói, bảo quản, phân phối và áp dụng trên đồng ruộng và quản lý chất lượng trong quá trình sản xuất Trong suốt 2 năm của dự án, công nghệ sản xuất chế phẩm nốt sần ở ba viện nghiên cứu, OPI and IAS) đã được phát triển. Mục tiêu chính của sản xuất là chế phẩm vi khuẩn nốt sần chất lượng cao, >5 x 108 rhizobia/g và tạp nhiễm cao nhất là 1 x 108 vi khuẩn tạp nhiễm/g. Chúng tôi trình bày sau đây công nghệ hiện tại cho sản xuất chế phẩm tại Việt nam. Một số chi tiết của qui trình công nghệ khác nhau ở mỗi viện phụ thuộc vào cơ sở vật chất và kinh nghiệm. Ở một mức độ nào đó thì công nghệ sản xuất chế phẩm được ứng dụng và có thay đổi cho phù hợp từ các công nghệ của các nước mà công nghiệp sản xuất chế phẩm thành công, đó là Mỹ và Úc. Các chủng cho sản xuất Dự án đã quyết định rằng CB1809 và NC92 sẽ được sử dụng cho sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần cho cây đậu tương và lạc tại Việt nam bởi vì thí nghiệm thực hiện ở các vùng canh tác các cây này trong nước cho thấy các chủng này là các chủng tốt nhất. Chúng làm tăng trọng lượng nốt sần, tăng năng suất sinh khối và hạt so với các chủng bản địa Việt nam đã thử nghiệm. Trong tương lai, sự đánh giá các chủng sẽ có thể cần thiết để cố gắng phát triển các chủng tốt hơn nữa. Duy trì hoạt tính các chủng và chuẩn bị giống mẹ Để sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần tại Việt nam đề nghị là giống mẹ sẽ được cung cấp hàng năm bởi phòng thí nghiệm quản lý chất lượng sản phẩm độc lập nơi này các chủng cho sản xuất được duy trì theo nghĩa là thuần chủng, sống và có hiệu quả cố định đạm cao (nốt 15
sần và hoạt tính cố định đạm). Sau khi nhận được giống mẹ, các nhà sản xuất phải bảo quản chúng trong năm sản xuất đó. Bước đầu tiên sau khi nhận được giống me, các nhà sản xuất là cấy chuyền sang các ống nghiệm có chứa môi trường YMA (yeast mannitol agar) (gọi là giống con), cùng một lúc thì cấy ria trên các môi trường YMA và CRYMA (congo red yeast mannitol agar) để kiểm tra tính thuần chủng. Nếu kiểm tra thấy giống mẹ bị nhiễm thì sẽ đề nghị phòng thí nghiệm quản lý chất lượng cung cấp giống mẹ mới. Giống mẹ cần phải chắc chắn là thuần chủng trước khi cung cấp cho nhà sản xuất. Tuy nhiên có thể có các rủi ro trong quá trình vận chuyển hoặc trao tay. Các giống con sau đó được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ thấp (1–4oC) cho tới khi sử dụng. Cần cấy chuyền các giống này sau mỗi 6 tháng. Số lượng các giống con này thì phụ thuộc vào đòi hỏi của sản xuất. Nhiệt độ cho sinh trưởng của rhizobium là 30oC trong tủ ấm. Phương pháp khác cũng có thể được áp dụng khi có đòi hỏi cao của sản xuất. Chuyển sinh khối từ ống nghiệm giống mẹ vào erlen có môi trường YM lỏng, ủ ở 30oC trong vòng 5 - 7 ngày. Lấy 2ml của dịch sinh khối này cho vào 2 ml 50% glycerol, đã được khử trùng trước trong lọ nhỏ. Các ống giống con này được bảo quản trong các tủ lạnh sâu cho sử dụng trước khi kiểm tra nhiễm trên môi trường CRYMA và YMA. Sự tăng trưởng của sinh khối Giống khởi đầu: Cấy ria các chủng sử dụng trên CRYMA và YMA để kiểm tra nhiễm. nuôi cấy ở 30°C trong 6–8 ngày. Nếu thấy không nhiễm thì cho vào ống nghiệm giống đó 10 ml nước vô trùng. Đóng nắp lại và lắc nhẹ. Đổ dịch sinh khối này một cách vô trùng vào một erlen có chứa môi trường nuôi cấy YM lỏng. Đóng erlen với nút bông và giấy. Nhẹ nhàng trộn đều dung dịch và đặt vào trong máy lắc nuôi cấy ở nhiệt độ 30°C cho tới khi xuất hiện dịch có màu sữa (5-7 ngày), và quần thề rhizobium đạt được là 109/ml trong dịch sinh khối. Dịch sinh khối này sẵng sàng để cấy vào nồi lên men. Môi trường nhân sinh khối: Bảng 5. Số lượng tế bào/ml dịch sinh khối trong các môi trường cải tiến so sánh với môi trường cơ bản YMB Số lượng rhizobia/ml Chủng SX2 YMB SX1 8,2 x 109 1,6 x 109 4,2 x 109 CB1809 4,8 x 109 6,8 x 109 5,8 x 109 SL1 9 9 9 SL2 2,7 x 10 5,4 x 10 1,2 x 10 9 9 5,6 x 109 NC92 2,8 x 10 4,8 x 10 5,6 x 109 2,8 x 109 1,9 x 109 GL1 5,6 x 109 7,2 x 109 5,2 x 109 GL2 SX1(g/l): nước chiết đậu xanh 50 g; K2HPO4 0.5 g; KH2PO4 0.5 g; (NH4)2SO4 1.0 g; MgSO4. 7H2O 0.5 g; CaCO3 1,0g; Glucose 5,0g; Saccharose 5,0g; nước cất 1 litre. SX2: Glucose 10g; KH2PO4 0,5g; MgSO4.7H2O 0,25g; CaCO3 0,5g; Yeast Extract 0,5g; nước cất 1 litre. YMB: control – mannitol 10g; yeast extract 1g; 0,5g; KH2PO4 0,5 g; MgSO4. 7H2O 0,5g; NaCl 0,1 g; nước cất 1 litre Source: SFI 16
Môi trường cho rhizobium sinh trưởng bao gồm nguồn C, nitơ và khoáng chất. Hầu hết rhizobium sử dụng được pentoses, hexoses, disacharides, polysaccharides and sugar alcohols mặc dù nguồn C thích hợp cho các chủng rhizobium thì thay đổi. Nói chung là cải tiến môi trường nhân sinh khối cho rhizobium thì dựa trên căn bản môi trường YMB (yeast mannitol broth). Sản xuất lớn thì đòi hỏi môi trường rẻ tiền và sẵn có ví dụ như là dịch bắp và dịch thuỷ phân vỏ đậu. Bảng 5 trình bày ảnh hưởng của môi trường nhân sinh khối đến sự tăng trưởng của 6 chủng rhizobia. Các thử nghiệm là nước chiết đậu xanh, saccharose và glucose thay vì yeast extract và mannitol mắc tiền. Số lượng tế bào rhizobia của 6 chủng cao hơn 109/ml trong 2 môi trường đề nghị là SX1 và SX2, tương tự như môi trường YMB. Môi trường SX1 là môi trường tốt nhất theo nghĩa là hiệu quả và kinh tế. Số liệu rất hứa hẹn nhưng cần lập lại. Nếu rhizobia tăng trưởng tốt trong môi trường SX1 và SX2 vẫn tốt, thì chúng có thể xem xét như là môi trường sản xuất chế phẩm nốt sần tại Việt nam. Thời gian sinh trưởng : Kết quả cho thấy số lượng của tế bào rhizobium tăng theo thời gian và đạt cực đại ở ngày thứ 7 đối với tất cả cá chủng. (Bảng 6). Số lượng cao, 7 x 109 tế bào/ml. Bảng 6. Số lượng tế bào rhizobia trong dịch sinh khối ở các thời gian nuôi cấy khác nhau Thời gian Số tế bào/ml (ngày) CB1809 SL1 SL2 NC92 GL1 GL2 7 6 7 7 6 1,36 x 107 3 5,2 x 10 8,8 x 10 1,04 x 10 5,2 x 10 9,2 x 10 8,8 x 108 2,48 x 107 1,44 x 107 2,6 x 108 5,8 x 107 1,3 x 108 4 9 8 8 8 8 8,4 x 108 5 1,24 x 10 4,02 x 10 2,4 x 10 8,0 x 10 2,2 x 10 3,2 x 109 2,8 x 109 1,08 x 109 3,6 x 109 1,24 x 109 1,08 x 109 6 7,2 x 109 4,8 x 109 4,8 x 109 4,2 x 109 2,6 x 109 1,22 x 109 7 9 9 9 9 9 2,4 x 109 8 1,68 x 10 1,02 x 10 1,28 x 10 2,36 x 10 1,56 x 10 Nguồn: SFI Ảnh hưởng của pH: Bảng 7. Ảnh hưởng của pH đến tăng trưởng của rhizobia pH Tăng trưởng của các chủng CB1809 SL1 SL2 NC92 GL1 GL2 4 - - - - - - - - - - - - 4.5 - - - - - - 5 + ++ ++ ++ ++ ++ 5.5 ++ ++ ++ ++ ++ ++ 6 +++ +++ +++ +++ +++ +++ 6.5 +++ +++ +++ +++ +++ +++ 7 ++ ++ ++ ++ ++ ++ 7.5 - - - - - - 8 8.5 - - - - - - 17
-: không phát triển 4 5 +: phát triển yếu (10 –10 CFU/ml) ++: phát triển bình thường (106–107 CFU/ml) +++: phát triển tốt (108–109 CFU/ml Nguồn: SFI Ảnh hưởng của nhiệt độ: Bảng 8. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của rhizobia Nhiệt độ (ºC) Sự tăng trưởng của các chủng CB1809 SL1 SL2 NC92 GL1 GL2 25 ++ ++ ++ ++ ++ ++ 30 +++ +++ +++ +++ +++ +++ 37 + + + + + + >45 - - - - - - -: không tăng trưởng +: Tăng trưởng yều (104–105 CFU/ml) ++: Tăng trưởng bình thường (106–107 CFU/ml) +++: Tăng trưởng tốt (108–109 CFU/ml Nguồn: SFI Kết quả từ bảng 7 và 8 cho thấy pH môi trường và nhiệt độ ảnh hưởng đến sinh trưởng của rhizobiuam. Tất cả 6 chủng thử nghiệm đều phát triển tốt ở pH 6.5–7 và 300C. Quá trình nhân sinh khối: Phụ thuộc vào đầu tư trang thiết bị, thiết bị sẵn có và kinh nghiệm nhà sản xuất sẽ cần xem xét dung tích của nồi lên men. Các mẻ sản xuất lớn thì tiết kiệm thời gian nhưng rất dễ bị tạp nhiễm. Nồi lên men có thể thay đổi kích thước từ 1–2 L (bình thuỷ tinh trên các máy lắc hoặc là sục khí) tới >1600 L. Sinh khối lỏng có thể được sản xuất một cách đơn giản trong các bình thuỷ tinh, như là bộ lên men bằng bình thuỷ tinh 4-L với đầu ra lấy mẫu gắn vào phần đáy bình. Hệ thống này nuôi cấy tối đa 2–3 L môi trường. Để mà tránh tạp nhiễm thì không khí được lôc qua bộ phận lọc nhồi với bông gòn cotton. Tất cả các dây cao su và đầu mối đều được khử trùng. Nút bằng cao su giữ không khí vào và ra qua lọc được gắn chặt với cổ bình thuỷ tinh. Sử dụng máy bơm nuôi cá nhỏ để cung cấp khí. Nó được gắn với ống không khí ra. Không khí sẽ di chuyển tự do trong cả hai lọc khí và thổi vào bình lên men. Bông gòn trong bộ lọc khí cần phải nén vừa phải. Nếu nén chắt quá sẽ hạn chế không khí đi vào. Thiết bị bơm cần được tháo rời ra khỏi bộ lên men khi khử trùng. Khử trùng trong vòng 40 phút ở 1 atm nếu môi trường là 2 lít và tăng dần lên 10 phút cho mỗi lít môi trường thêm vào. Sau khi môi trường lên men nguội thì bỏ kẹp ở ống khí vào và nối nguồn cung cấp khí vào, kiểm tra lượng khí cho phù hợp và kiểm tra xem hệ thống có bị rò rỉ hay không. Hệ thống lên men như vậy đã sẵn sàng cho việc cấy giống mẹ vào môi trường lên men. Cấy giống vào qua đường khí vào và dùng kim khử trùng gắn với xylanh. Khử trùng bề bặt ống dần khí vào với cồn 70% hoặc là 3% hydrogen peroxide khoảng 2–3 cm phía trên đầu nối của nó với ống thuỷ tinh. Kim được châm vào xuống phía dưới vào ống cao su và bắt đầu cấy dịch sinh khối mẹ. Sau đó nuôi cấy ở 30oC. Sử dụng hệ thống lên men nhỏ sẽ phù hợp với điều kiện của Việt nam, đặc biệt khi chúng được phối hợp cùng với kỹ thuật pha loãng dung dịch nuôi cấy – lên men đặc. Với sự phối hợp này, dịch nuôi cấy có thể pha loãng đến 100 lần. Do đó 2 lít dịch lên men sẽ cho ra 10.000 túi chế phẩm (20 mL/túi). 18
Các nồi lên men cỡ nhỏ dùng trong công nghiệp thông thường khử trùng trong autoclave. Một hệ thống lên men cho rhizobia đã được thiết kế bởi NifTAL và sử dụng nhiệt trực tiếp bởi gas và hệ thống ống làm lạnh để tiết kiệm thời gian sau khi khử trùng. Thùng lên men này chịu áp lực và có dung tích là 141 L. Dung tích làm việc là 20–100 L. Chi tiết về hệ thống này có thể liên lạc Prof. Nantakorn Boonkerd tại Đại học Công nghệ Suranaree Thailand. Lựa chọn chất mang Chất mang đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất chế phẩm trên nền cứng. Hầu hết chế phẩm vi khuẩn nốt sần được sản xuất trên nền chất mang than bùn sau khi đã được xay, trung hoà. Các tính chất của một chất mang tốt là: - Bảo đảm cho rhizobia sinh trưởng và tồn tại - Khả năng hấp thu ẩm tốt - Dễ dàng sản xuất - Dễ dàng khử trùng bởi autoclave hoặc là chiếu xạ gramma - Sẵn có với số lượng đủ - Không mắc tiền - Bám dính tốt vào hạt - Khả năng đệm pH tốt Than bùn được nghiên cứu nhiều nhất và được sử dụng nhiều nhất như là chất mang cho sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần. Rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng rhizobia thì được bảo vệ và tồn tại tốt trên than bùn. Bảng 9 và 10 chỉ ra các tính chất lý hoá học của các nguồn than bùn đã được nghiên cứu kỹ. Đó là các than bùn được dùng cho sản xuất thương mại tại Mỹ và Úc. Tuy nhiên, tính chất lý hoá học của than bùn không phải là chỉ tiêu duy nhất để xác định chúng có phù hợp cho sản xuất hay không. Chỉ có thử nghiệm liên quan đến tăng trưởng của rhizobia mới xác định được chúng có được chấp nhận hay không cho sản xuất. Ngoài các tính chất của than bùn như là độ măn, sét, lượng hữu cơ và sự tạp nhiễm bới các kim loại thì còn có các yếu tố không xác định được ảnh hưởng đến sự phù hợp của than bùn như là một chất mang. Than bùn từ các nguồn khác nhau cần thiết phải kiểm tra sau khi đưa về cùng kích thước hạt và ẩm độ (nếu có thể). Không thể đánh giá than bùn thông qua màu sắc hay là cấu trúc của nó. Bảng 9. Đặc trưng của than bùn dùng cho sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần tại Mỹ Loại Lượng Phân tích tro (%) N tổng (%) 1.62 K 1.12 Chất hữu cơ (%) 86.80 P 0.33 Tro (%) 13.20 Ca 5.21 K trao đổi (ppm) 62.00 Mg 1.14 N - NH4 và NO3 (ppm) 94.00 Fe 2.10 P dễ tiêu (ppm) 12.00 Si 28.00 pH 4.5 -5.0 Al 6.32 Ẩm độ (%) 7–8 Na 0.52 Burton (1979) 19