Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu vi sinh vật có khả năng cố định nitơ và tổng hợp IAA cho một số cây trồng tại Thái Nguyên

Nông nghiệp hiện đại đang đối mặt với những thách thức lớn từ việc lạm dụng phân bón hóa học, gây suy thoái đất đai và ô nhiễm môi trường. Trong bối cảnh đó, việc tìm kiếm các giải pháp canh tác thân thiện với môi trường, hướng tới nông nghiệp bền vững, trở nên cấp thiết. Vi sinh vật có khả năng cố định nitơ và tổng hợp IAA đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện dinh dưỡng và kích thích sinh trưởng cây trồng, giảm thiểu sự phụ thuộc vào hóa chất nông nghiệp. Luận án này nhằm phân lập, tuyển chọn và định danh các chủng vi sinh vật tiềm năng, từ đó sản xuất phân hữu cơ vi sinh hiệu quả cho một số cây trồng trọng điểm tại Thái Nguyên, góp phần vào sự phát triển nông nghiệp xanh.

Các nhà nghiên cứu, sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Nông nghiệp, Khoa học Môi trường; nông dân, hợp tác xã nông nghiệp quan tâm đến giải pháp canh tác bền vững; các nhà hoạch định chính sách nông nghiệp và quản lý môi trường; và các doanh nghiệp sản xuất phân bón hữu cơ sinh học.

Nghiên cứu tập trung vào việc xác định và ứng dụng các vi sinh vật có lợi nhằm phát triển phân hữu cơ vi sinh bền vững cho nông nghiệp tại Thái Nguyên. Luận án đã tiến hành phân lập và tuyển chọn từ 175 mẫu đất và rễ cây, sàng lọc thành công 38 chủng vi sinh vật có khả năng đồng thời cố định nitơ và tổng hợp IAA. Sáu chủng ưu việt nhất, bao gồm Azospirillum sp. NL1 và Azotobacter sp. NL3, đã được định danh chi tiết bằng giải trình tự gen 16S rRNA và giải trình tự toàn bộ hệ gen, xác định sự hiện diện của các gen chức năng liên quan. Các đặc điểm sinh học và điều kiện nuôi cấy tối ưu của chúng cũng được nghiên cứu kỹ lưỡng, đồng thời đánh giá an toàn sinh học để đảm bảo chúng đạt tiêu chuẩn cấp 1. Từ các chủng đã tuyển chọn, quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh theo tiêu chuẩn QCVN và TCVN đã được triển khai thành công, cho ra sản phẩm chất lượng. Đáng chú ý, các thử nghiệm mô hình thực địa trên cây trồng lúa ngô tại Thái Nguyên (quy mô 0,5 ha) đã chứng minh hiệu quả vượt trội. Sử dụng phân hữu cơ vi sinh ở liều lượng tối ưu 1,5 tấn/ha cho lúa và 2,0 tấn/ha cho ngô đã giúp tăng năng suất lúa lên 16,62% và ngô lên 15,67% so với đối chứng. Kết quả phân tích kinh tế cũng chỉ ra lợi nhuận tăng đáng kể, đạt 35,7% cho lúa và 39,6% cho ngô. Những phát hiện này khẳng định tiềm năng to lớn của phân hữu cơ vi sinh trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, giảm thiểu tác động môi trường và thúc đẩy nông nghiệp bền vững tại khu vực.