Phân bón vi sinh vật ( gọi tắt là phân vi sinh ) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn có mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành. Thông qua các hoạt động của chúng sau quá trình bón vào đất tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng sử dụng được ( N, P ,K,…) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng xuất và ( hoặc) chất lượng nông sản. Phân vi sinh bảo đảm không gấy ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.Hiện nay phân vi sinh thường được chia làm 3 loại là:1. Phân vi sinh cố định đạm;là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng cố định nitơ từ không khí cung cấp các hợp chất chứa nitơ cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năg suất và ( hoặc ) chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đát. Phân vi sinh vật cố định nitơ và các chủng vi sinh vật này không gây ảnh hưởng xấu đến người , động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.Vi sinh vật cố định nitơ là vi sinh vật sống cộng sinh hay hội sinh với cây trồng, hoặc vi sinh vật sống tự do trong đất, nước, không khí, 1. Phân vi sinh phân giải phosphate khó tiêu: là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng chuyển hoá hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và hoặc chất lượng nông sản. Phân lân vi sinh và các chủng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản3. Phân bón vi sinh vật phân gải xenluloza ( tên thường gọi: phân vi sinh phân giải xenluloza) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng phân giải xenluloza , để cung cấp chất dinh dwongx cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng xuất và hoặc chất lượng nông sản, tăng đọ màu mỡ của đất. Phân vi sinh vật phân giải xenluloza và các chủng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.So với phân hóa học, phân vi sinh không gây ô nhiễm môi trường đất, nước. không gây hiện tượng chai đất, không gây hiện tượng tồn dư nitrit, nitrat trong cây trồng. tuy nhiên tác dụng của nó chậm và giá thành còn khá cao.Để sản xuất phân bón vi sinh cần thực hiện các bước sau:1, Phân lập và tuyển chọn vi sinh vật2. Xác định đặc tính sinh ly, sinh hóa, xác định xem chủng vi sinh vật phân lập được có an toàn với người, động thực vật và môi trường sinh thái không.3. Lên men thu sinh khối vi sinh vật4. Chuẩn bị chất mang: Chất mang ở đây có thể là than bùn hoặc là mùn hữu cơ của nhà máy xử lý rác thải. Chất mang được đóng bao, có thể thanh trùng hoặc không, 5, Phối trộn các vi sinh vật sau đó tiêm vi sinh vật vào các bao chất mang.6. Ủ sinh trưởng: tùy thuộc vào đặc điểm của các chủng vi sinh vật mà có chế độ ủ khác nhau, nhưng thường là trong từ 3-5 ngày ở nhiệt độ xác định khoảng 30 độ C 7. Kiểm tra mật độ vi sinh vật xem có đạt yêu cầu không rồi bán ra ngoài thị trường

Phân vi sinh vật cố định đạm. Có nhiều loài vi sinh vật có khả năng cố định N từ không khí. Đáng chú ý có các loài: tảo lam (Cyanobacterium), vi khuẩn Azotobacter, Bradyrhizobium, Rhyzobium; xạ khuẩn Actinomyces, Klebsiella.

Phần lớn các loài vi khuẩn cố định đạm thường sống cộng sinh với các cây họ đậu. Chúng xâm nhập vào rễ cây và sống cộng sinh trong đó, tạo thành các nốt sần ở rễ cây. Chúng sử dụng chất hữu cơ của cây để sinh trưởng đồng thời hút đạm từ không khí để cung cấp cho cây, một phần tích luỹ lại trong cơ thể chúng. Tảo lam cộng sinh với bèo hoa dâu và hút đạm tích luỹ lại làm cho bèo hoa dâu có hàm lượng đạm cao, trở thành cây phân xanh rất quý. Thời gian gần đây, cùng với những tiến bộ của khoa học và công nghệ, các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ gen để tạo ra các chủng vi sinh vật cố định đạm có nhiều đặc điểm tốt: khả năng cố định đạm cao, khả năng cộng sinh tốt. Công nghệ sinh học cũng giúp tạo ra những chủng vi sinh vật có đặc tính cạnh tranh cao với các loài vi sinh vật trong đất. Mặt khác, công nghệ sinh học đã cho phép các nhà khoa học tách được gen quy định đặc tính cố định đạm từ vi khuẩn và đem cấy vào nhân tế bào cây trồng, làm cho một số loài cây trồng cũng tạo được khả năng cố định đạm như vi khuẩn. Hiện nay trên thị trường phân bón nước ta, phân vi sinh vật cố định đạm được bán dưới các tên thương phẩm sau đây: Phân nitragin chứa vi khuẩn nốt sần cây đậu tương. Phân rhidafo chứa vi khuẩn nốt sần cây lạc. Azotobacterin chứa vi khuẩn hút đạm tự do. Azozin chứa vi khuẩn hút đạm từ không khí sống trong ruộng lúa. Loại phân này có thể trộn với hạt giống lúa. Vi sinh vật hoà tan lân. Cây chỉ có thể hút được lân từ đất dưới dạng hoà tan trong dung dịch đất. Vì vậy, cây chỉ có thể hút được lân ở dạng dễ tiêu trong đất. Lân ở dạng khó tan trong đất cây không hút được. Vì vậy, có nhiều loại đất như đất đỏ bazan, đất đen, v.v.. hàm lượng lân trong đất khá cao, nhưng cây không hút được vì lân ở dưới dạng khó hoà tan. Trong đất thường tồn tại một nhóm vi sinh vật có khả năng hoà tan lân. Nhóm vi sinh vật này được các nhà khoa học đặt tên cho là nhóm HTL (hoà tan lân, các nước nói tiếng Anh đặt tên cho nhóm này là PSM – phosphate solubilizing microorganisms). Nhóm hoà tan lân bao gồm: Aspergillus niger, một số loài thuộc các chi vi khuẩn Pseudomonas, Bacillus, Micrococens. Nhóm vi sinh vật này dễ dàng nuôi cấy trên môi trường nhân tạo. Nhiều nơi người ta đã đưa trộn sinh khối hoặc bào tử các loại vi sinh vật hoà tan lân sau khi nuôi cấy và nhân lên trong phòng thí nghiệm, với bột phosphorit hoặc apatit rồi bón cho cây. Sử dụng các chế phẩm vi sinh vật HTL đem lại hiệu quả cao ở những vùng đất cây bị thiếu lân. Một số loài vi sinh vật sống cộng sinh trên rễ cây có khả năng hút lân để cung cấp cho cây. Trong số này, đáng kể là loài VA mycorrhiza. Loài này có thể hoà tan phosphat sắt trong đất để cung cấp lân cho cây. Ngoài ra loài này còn có khả năng huy động các nguyên tố Cu, Zn, Fe… cho cây trồng. Nhiều nơi người ta sử dụng VA mycorrhiza đã làm tăng năng suất cam, chanh, táo, cà phê… Nuôi cấy VA mycorrhiza trên môi trường nhân tạo rất khó. Vì vậy hiện nay các chế phẩm có chưa VA mycorrhiza chỉ có bán rất hạn chế trên thị trường phân bón Mỹ. Những năm gần đây, trên thị trường phân bón ở một số nước có bán chế phẩm Phospho – bacterin trong có chứa vi khuẩn giải phóng lân dễ tiêu từ các chất hữu cơ.

Cố định nitơ: các loài Rhizobium sống trong các nốt sần ở rễ của nhiều loài cây bộ Đậu (89% các loài cây này); chúng cố định nitơ của không khí nhờ kết hợp N2

với H2 thành NH3 dưới tác dụng của hệ thống enzim nitrogenaza. Từ NH3 sẽ tổng hợp ra các hợp chất chứa nitơ khác cung cấp cho cây bộ Đậu và đồng thời làm giàu thêm nitơ cho đất. Số lượng vi sinh vật này nhân lên nhờ những chất có cacbon mà cây cung cấp cho chúng. Một hecta trồng cây bộ Đậu cố định khoảng 100 - 400 kg nitơ mỗi năm. Các mô thực vật bị phân giải và lượng nitơ này biến thành chất phì cho cây trồng vụ sau sử dụng. Các loài Azotobacter là những vi khuẩn hiếu khí, chỉ làm tăng cho đất vài kilôgam nitơ trên một hecta một năm, vì chúng có khuynh hướng sử dụng nitơ dưới dạng nitrit hay amoni của đất. Các loài Clostridium là những vi khuẩn yếm khí hoạt tính, cố định nitơ thấp, nitơ trong cơ thể chúng sẽ khoáng hoá sau khi chúng chết. Khí nitơ trong khí quyển dưới tác động của các dòng điện tự nhiên (khi có dông bão) cũng có thể tạo thành amoni nitrat, được nước mưa đưa vào đất khoảng vài kilôgam một hecta một năm. Nitơ do các vi sinh vật cố định hay do mưa mang tới có thể được sử dụng cho dinh dưỡng thực vật và chính thực vật lại dùng để nuôi dưỡng động vật.

VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM:

1.1. Vi khuẩn nốt sần:

- Vi khuẩn nốt sần: thuộc loại hiếu khí không tạo bào tử có thể đồng hóa nhiều nguồn cacbon khác nhau, pH thích hợp: 6,5-9,5, nhiệt độ phát triển thích hợp: 24-26oC. Phân loại vi khuẩn nốt sần có nhiều ý kiến chưa thống nhất:

+ Theo Todorovic chia vi khuẩn nốt sần ra 2 loài: Rhizibiomonas leguminosarum và Rhizobacterum leguminosrum

+ Theo Bergli thì giống Rhizobiumbao gồm 6 loài vi khuẩn nốt sần: Rh.leguminosarum, Rh.phaseoli, Rh.Trifolii, Rh.lupini, Rh.sapnicum, Rh.meliloti.

- Cơ chế tạo thành nốt sần:

Vi khuẩn nốt sần xâm nhập vào rễ cây họ đậu thông qua lông hút đôi khi thông qua vết thương. Một số cây họ đậu tiết ra xung quanh rễ những chất có tác dụng kích thích những vi khuẩn tương ứng với mình phát triển mạnh hơn (để có thể nhiễm vào thực vật, vi khuẩn phải đạt mật độ tế bào 104/gam đất.

Vi khuẩn sau khi tiếp xúc với lông hút của thực vật, tạo thành dãy xâm nhập đi dần vào bên trong của rễ và xâm nhập vào nhu mô kích thích tế bào thực vật bị phân chia nhanh chóng thành tế bào mới. Vi khuẩn đi vào tế bào chất và phân chia chuyển thành thể giả khuẩn. Giả khuẩn không phân chia được nhưng phát triển mạnh tăng nhiều ribosom, nốt sần xuát hiện

Nốt sần thích hợp ở các điều kiện: Độ ẩm của đất: 60 - 70%; Độ thoáng khí: càng nhiều càng tốt, điều này cho thấy rễ càng sâu lượng nốt sần càng kém; pH thích hợp từ 4,6-8,0; Phân đạm thường ức chế tạo thành nốt sần; Phân lân, kali có tác dụng tích cực; Phân canxi, manhê và các muối khác cũng có tác dụng tốt đến quá trình tạo thành nốt sần; Chất dinh dưỡng cacbon như nước đường, rơm, rạ làm tăng khả năng xâm nhập và khả năng cố định nitơ, ngược lại những vi sinh vật cho kháng sinh sẽ gây ức chế vi khuẩn Rhizobium.

1.2. Vi khuẩn hiếu khí sống tự do thuộc giống Azotobacter và Beiferinckia:

- Azotobacter: chủ yếu có 4 loài

+ Azotobacter chroocuccum: kích thước 3,1x2,0µ khi còn non có khả năng di động, khi già có sắc tố màu nâu đến màu đỏ, không khuyếch tán vào môi trường.

+ Azotobacter beijerincki: kích thước 3,1x2,0µ không di động, khi già có sắc tố màu vàng đến màu nâu sáng, không khuyếch tán vào môi trường.

+ Azotobacter Vinelandi: kích thước 3,4x1,5µ có khả năng di động, sắc tố màu vàng lục đến huỳnh quang, khuyếch tán vào môi trường.

+ Azotobacter agilis: kích thước 3,3x2,8µ có khả năng di động, sắc tố màu lục, huỳnh quang, khuyếch tán vào môi trường.

Azotobacter làm tăng cường nguồn thức ăn cung cấp cho cây trồng, kích thích khả năng tăng trưởng, nâng cao tỷ lệ nảy mầm và độ phát triển của mầm (vì nó tiết ra môi trường thiamin, a.nicotinic, a.pantotenic, piridoxin, biotin,..) và có khả năng tiết ra một số chất chống nấm.

Chế phẩm Azotobacterin là dịch Azotobacter cho hấp thụ trong than bùn (hoặc các loại đất giàu hữu cơ đã trung hòa và bổ sung photpho, kali).

Beiferinckia: là loài hiếu khí, cố định nitơ giống Azotobacter nhưng có khả năng chịu chua cao hơn. Gồm có 3 nhóm:

+ B.Indica: kích thước tế bào 0,5-1,5 x 1,7-3,0µ có khả năng di động hoặc không di động, khi già có sắc tố màu đỏ đến màu nâu, có tốc độ cố định nitơ nhanh

+ B.fluminensis: kích thước tế bào 1,1-1,5 x 3,0-3,5µ có khả năng di động, sắc tố màu nâu tối, tốc độ cố định nitơ chậm.

+ B.derxii: kích thước tế bào 1,5-2,0 x 3,5-4,5µ không di động, sắc tố màu lục huỳnh quang.

1.3. Vi khuẩn kỵ khí sống tự do thuộc Clostridium:

Loài được nghiên cứu nhiều nhất là Clostridium pasteriaum, ngoài ra còn có các loài Clostridium khác như Cl.butylicum, Cl. Bacterinkin, Cl. Aceticum,..

Kích thước tế bào 2,5-7,5 x 0,7-1,3µ có thể riêng rẽ hoặc xếp đôi hoặc thành chuỗi ngắn. Có khả năng di động khi còn non, có khả năng tạo bào tử, bào tử có kích thước lớn hơn tế bào và có thể nằm ở đầu hoặc ở giữa tế bào.

1.4. Tảo lam sống tự do và tảo lam cộng sinh trong bèo hoa dâu:

Hiện nay đã phát hiện nhiều loài tảo lam sống tự do trong đất và trong nước có khả năng cố định nitơ. Có một số sống cộng sinh với thực vật, trong đó đáng chú ý nhất là tảo cộng sinh trong bèo hoa dâu (tảo này có tên là Asiabaena azollae). Đa số các loài tảo phát triển tốt trong môi trường trung tính hoặc kiềm, hiếu khí, thích hợp ở nhiệt độ 28-30oC, cần khí CO2.

2. CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH NITƠ PHÂN TỬ:

Quá trình cố định nitơ phân tử theo 2 hướng cơ bản: Con đường khử và con đường oxy hoá.

Con đường khử theo chuỗi biến hoá:

N2 → HN=NH → H2N-NH2 → NH3 → NH4OH

Con đường oxy hoá:

N2 → N2O → (HNO)2 → NH4OH

Qua 2 hướng đó, người ta thu được kết quả sau:

- Nếu nồng độ Oxy nhiều sẽ ức chế quá trình cố định nitơ phân tử.

- Hiệu suất cố định nitơ phân tử của những vi sinh vật kỵ khí thường cao hơn những vi sinh vật hiếu khí.

- Tìm thấy hợp chất loại khử khi nuôi các vi sinh vật cố đinh nitơ phân tử.

Qua đó cho thấy con đường khử có nhiều khả năng xảy ra hơn.

Cộng sinh bèo dâu-rong lam Qua Nguyễn Công Tiễu, người ta biết được bèo dâu làm phân bón ruộng tốt nhờ khả năng cố định chất đạm N2 mà tính chất nầy lại do một vi khuẩn sống cộng sinh với nó thực hiện. Cộng sinh (symbiose, ghép hai danh từ Hy Lạp sun : với, bios : sống) là trạng thái hai sinh vật khác loại sống kết hợp chặt chẽ và thăng bằng với nhau để đôi bên đều có lợi. Trong trường hợp nầy, rong đem lại chất đạm cho bèo, trái lại bèo cung cấp chất dinh dưỡng như glucid cho rong. Nhỏ li ti, trông giống hoa cây dâu, lá kết với nhau trên mặt nước thành hình tam giác, bèo hoa dâu hay bèo dâu Azolla pinnata R. Brown gồm có hai chi A. pinnata imbricata và A. pinnata pinnata. Thuộc họ Bèo tai chuột Salviniaceae (Tự điển Larousse) hay họ Bèo dâu Azollaceae (theo Giáo sư Phạm Hoàng Hộ), nó là loại bèo được dùng nhiều nhất cùng với A. filiculoides, A. mycrophylla trong những Azolla được biết : A. africana, A. anabaena, A. caroliniana, A. imbricata, A. japonica, A. mexicana, A. nilotica, A. rubra. Công lao của bèo là mang trong cục bướu ở rễ một loại rong lam (algue bleu-vert) nửa vi khuẩn nửa thực vật, gọi là Anabaena azollae Strasb., vi khuẩn vì cấu trúc, thực vật vì có khả năng quang học tổng hợp. Trong số hơn ba chục Anabaena thường được miêu tả, A. variabilis là loại được khảo cứu tường tận nhất. 

    Azolla (5)                                      Anabaena (5)

Rong lam Anabaena có khả năng cố định đạm khí , chế tạo protein từ khí quyển, quang hợp thán khí CO2 và nước ra glucid. Dưới hình thức những sợi nhỏ, dài, quấn quít nhau, nó là một dãy tế bào cá thể nằm trong một cái bao mỏng, xung quanh bao bọc một lớp chất nhầy. Xen lẫn trong dãy nầy, ở những khoảng cách đồng đều, là những tế bào có bao tương đối dày hơn, gọi là những dị bóng (heterocyste). Chính ở trong các dị bóng nầy mà nhiệm vụ cố định đạm khí được thực hiện. Nhờ những dẫn xuất của cuộc chuyển hóa các glucid như pyruvat, isocitrat, glucose-6-phosphat,… rong lam có đủ khinh khí H2 để chợp lấy đạm khí N2 ở thể tự do làm thành khí ammoniac NH3 qua các tác dụng của một enzym gọi là nitrogenase. Ở ngay trong dị bóng, khí ammoniac được biến hóa thành glutamin để chuyển qua các tế bào thực vật dưới dạng glutamat và amin acid (6). Một điều đáng chú ý là rong lam không thể nuôi trồng ở thể tự do. Nhiều phòng thí nghiệm đã thành công tách chiết nhiều mẫu từ bèo dâu tán nghiền nhưng không có mẫu nào thực hiện được công cuộc cộng sinh. Giả thuyết được

nghĩ đến là mỗi khi ra khỏi môi trường đặc biệt trong lòng bèo dâu, rong lam mất hết những tính chất cộng sinh (9). Nói một cách khác, rong lam chỉ đạt được những tính chất ấy một khi xâm nhập vào lòng bèo dâu Azolla.Hai câu hỏi làm bận lòng các nhà khảo cứu : Tại sao những vi khuẩn chỉ cộng sinh với một loại cây nào đó thôi ? Khảo xét cặp Rhizobium-rau đậu, họ nhận ra một tác động qua lại giữa những glycoprotein phát tiết từ các rễ rau đậu và những polysaccharid màng vi khuẩn. Chắc chắn những polysaccharid ở Rhizobium tự do trong chất thừa nhận những glycoprotein ấy (gọi là lectin) tuy người ta chưa biết cơ chế rõ ràng. Hướng khảo cứu những năm gần đây là cặp đôi những vi khuẩn và rau đậu hay cây cối trong thiên nhiên chưa hề cộng sinh với nhau.  Câu hỏi thứ nhì là nitrogenase ở Rhizobium chẳng hạn chỉ vận dụng ở môi trường nồng độ dưỡng khí CO2 kém, làm sao có tác động trong bướu ấy là nơi tiêu thụ nhiều dưỡng khi ? Người ta có thể giải thích sự kiện kỳ lạ nầy khi tìm ra được trong bướu một hóa chất có nhiệm vụ đem dưỡng khí lại cho vi khuẩn đồng thời điều hòa dưỡng khí làm sao cho có áp lực nhỏ trong bướu. Vì cấu trúc và nhiệm vụ gần giống huyết bào tố trong máu, người ta gọi nó là leghemoglobin (leg như légumineuse, rau đậu). Cũng mang nguyên tố Fe trong mình như hemoglobin, nó nhuộm bướu màu hồng đỏ, nhưng cấu trúc khác nhau tùy loại rau đậu (8).Cuộc cộng sinh thao diễn theo chu kỳ phát triển bèo dâu và rong lam. Khi lá bèo còn non, ở đỉnh lá đã thấy lơ thơ vài sợi rong tí hon nằm cạnh, chưa có dị bóng. Khi lá bèo lớn dần lên, những hốc nhỏ cũng dần dần được tạo ra trong lá để nắm giữ rong. Trong hốc, một số lông gồm có nhiều tế bào nhỏ, gây nên một sự cọ xát liên gục giữa bèo và rong. Những sợi rong cuốn lại thành cuộn, nhờ một màng chất dính bao bọc bên ngoài, bám vào thành hốc. Dị bóng thành hình, tăng số và lớn lên. Khi lá bèo đến độ trưởng thành, dị bóng đạt 30% (sau cùng có thể lên đến 45%) những tế bào ở sợi. Vào lúc nầy, rong lam chiếm toàn diện tích hốc, nhưng cũng là lúc nó bắt đầu chấm dứt phận sự tổng hợp quang học, không phát triển nữa và bước vào một trạng thái im lìm, bất động cho đến ngày lá bèo vàng úa rơi xuống đáy ruộng, thoái hoá, phân hủy để cống hiến chất đạm cho cây lúa.

Trong 30 năm gần đây, giới khoa học chú trọng nhiều đến bèo dâu và rong lam. Về măt cấu trúc, amin acid, protein (23) đã được xác định trong bèo, lectin trong rong, trong bèo. Trong số 18 amin acid tìm thấy, nhiều nhất là glutamic và aspartic acid, theo sau là leucin, ít nhất là methionin, tryptophan và cystein (19). Các amin acid giảm hạ trong bóng tối và môi trường nitrat NO3, tăng gia với ánh sáng và môi trường ammonium NH4. Rong chứa đựng chất sắc phycocyanin (12), allophycocyanin, phycoerythrocyanin (17,22) tương quan với hoạt động cố định chất đạm, caroten một nguồn provitamin A cho đồ ăn gia súc (27). Ngoài ra, bèo biết tổng hợp gibberellin, cytokinin như isopentenyl adenin, isopentenyl adenosine, cis- và trans-ribosyl zeatin, polyphenol, ferredoxin. Người ta biết phân tử ferredoxin mang thêm nguyên tố Mo là một trong hai protein cấu thành nitrogenase.Từ lâu, ngay cả trước lúc người ta hiểu biết cơ chế cố định chất đạm, bèo dâu đã được dùng làm phân bón, nhưng chỉ ở một địa hạt giới hạn là Đông Nam Á,

vùng ruộng lúa nước. Bên Trung Quốc, bèo dâu được trồng từ thế kỷ 17, đặc biệt ở các tỉnh Phúc Kiến, Quảng Đông. Ở Việt Nam, người ta phỏng chừng bèo dâu đã có mặt từ nhiều thế kỷ hay lâu hơn nữa nếu tin ở huyền thoại. Thường người nông dân đi lượm bèo hoang ở ruộng, đem về trồng trong các ao sâu không quá 1m, đã dọn sạch từ mùa xuân trước và chứa toàn nước mưa. Các bờ ao phải được cào quét mọi rác rưới, lắm lúc có hàng rào tre chống gió và ánh nắng gao gắt mùa hạ. Mẫu bèo được ươm trong các khuôn tre nhỏ, nới rộng dần theo cuộc sinh trưởng của bèo. Thường bèo được nuôi với phân heo khô, tán bột, trộn với tro rơm. Bèo lớn lên trong lúc người nông dân sửa soạn, cày bừa ruộng. Cấy xong là bèo được thả vào ruộng. Bèo dâu là một loại cây mảnh dẻ, phải thận trọng khi vận dụng để khỏi nát và cũng không nên để khô héo ngoài nước. Không được vứt nó xuống ruộng bừa bãi mà phải nghiêng rổ trong nước rồi lấy tay khẻ quậy cho bèo nhẹ nhàng rời rổ trôi vào ruộng (5).

Rong lam cố định chất đạm

Có nhiều cách rải bèo nhưng phương pháp chắc chắn nhất là đặt nó ở trung tâm thửa ruộng, xung quanh dựng một cái đê nhỏ làm bằng rạ trộn với đất để bèo khỏi phân tán trước khi bám vào nước.. Những đê nhỏ nầy, như khuôn tre truớc đây trong ao, được nới dần theo mức bành trướng của bèo. Ở Hải Dương, năm 1927, 120kg bèo (khoảng 6 triệu cây) phủ kín sau 46 ngày một diện tích lớn gấp 250 lần diện tích lúc đầu là 580 m2. Cuộc nảy nở theo chiều ngang của bèo không quấy rầy chút nào sự phát triển thẳng đứng của cây lúa. Trái lại, khi bao trùm mặt ruộng một lớp dày, bèo ngăn cản nước bốc hơi, đỡ mất công dẫn thủy nhập điền, đồng thời làm trở ngại việc phát triển dòi muỗi cùng các loài tảo có hại, từ đấy đỡ mất công nhặt tảo, diệt trùng. Cũng như ở mọi cuộc nuôi trồng khác, ngoài chuyện bảo vệ lượng nước đầy đủ (rễ bèo phải chạm đáy ruộng nhưng đừng quá nhiều  để khỏi vướng vào bùn), nhiệt độ vừa phải (trung bình giữa 16 và 22°), còn cần phải tiêu diệt các loài sâu bọ như muỗi đỏ (chironome), bướm ống (pyrale),… Ở Thái Bình, vì thiếu những chất diệt trùng như DDT, sau khi rải tro lên mặt bèo, người ta thường dùng lưới cho ngập bèo xuống nước một đêm (5,6). Viện Sinh vật học Tp Hồ Chí Minh kiếm cách dùng vi khuẩn sanh bệnh như Bacillus thuringensis để khử trùng (4). Suốt mùa đông, bèo tiếp tục sinh trưởng. Qua xuân, khi nhiệt độ lớn dần, bèo đổi từ màu xanh qua hồng, xám, đen rồi thối nát, phân tán dưới đáy ruộng thành phân, lúc bông lúa bắt đầu chớm nở. Trung bình, năng suất lúa tăng 53% mỗi ha, 27% nhờ phân chuồng, 26% nhờ  bèo dâu. Tính trong một năm, bèo dâu cống hiến 300-350 kg chất đạm / ha (6) , hay mỗi ngày gần 1kg chất đạm / ha (2)  tương đương với số lượng chất đạm thu lượm được với các rau đậu khác như đậu tằm, đậu răng ngựa. Một ưu điểm của bèo so với phân chuồng là qua vụ sau, lúa còn được hưởng chất đạm còn lại của cuộc cộng sinh.

Trong những thập niên 60-70, phong trào làm bèo dâu ở Thái Bình, phục vụ thâm canh năng suất lúa đã phát triển khá mạnh : trên 70% diện tích lúa chiêm xuân, liên tục qua nhiều năm, đều được phủ kín một lượt bèo, 100% riêng ở hai huyện Hưng Hà và Đông Hưng, đặc biệt được phủ hai lượt bèo ở hợp tác xã Vũ

Thắng, lá cờ đầu về thâm canh tăng năng suất lúa của tỉnh Thái Bình. Tuy nhiên, theo tác giả bài báo (2) nhận thấy, nhìn chung phong trào sản xuất bèo dâu các tỉnh miền Bắc nước ta tiến triển còn chậm chạp, mặc dù bèo dâu là một giải pháp cần thiết trong vụ sản xuất đông-xuân. Một bài tính dễ chứng minh : tỉnh Thái Bình với 175.000 ha trồng  lúa nước, nếu không có bèo dâu thì hằng năm phải dùng ít nhất 2 triệu tấn phân chuồng, tức phải có 2 triệu con lợn mà ở thời điểm nầy chỉ đếm có 4 vạn con ! Trong nhiều chủ trương kỹ thuật đã được đề nghị để đáp ứng những đặc tính sinh vật của bèo dâu, đáng để ý là một lực lượng lao động chuyên môn làm bèo vì thấy rõ bèo dâu làm dễ nhưng không phải ai cũng làm được.Đằng khác, tuy tỉnh Thái Bình hồi đó đã có 9 trại chuyên môn nhân giống bèo ở 7 huyện và 60 trại ở các vùng trong huyện, miền Bắc vẫn thiếu một trại giống, ruộng giống chuyên, lượng lao động chuyên, vật tư - kỹ thuật chuyên phục vụ cho sản xuất bèo nên phong trào làm bèo dâu không khả quan. Môt số kinh nghiệm kỹ thuật cũng đã được tổng kết và nâng cao. Vụ tốt nhất của bèo dâu là tháng giêng, ít sâu bệnh, nhưng cũng là tháng có nhiệt độ thấp nhất, cần áp dụng hai biện pháp để khắc phục tình trạng : "đổ ải đến đâu, thả bèo dâu đến đó", nhờ thế bèo dâu có thể lợi dụng được chất màu dễ tiêu  và một nhiệt lượng lớn do đất ải tỏa ra ; dùng tro mộc rắc phủ kín lên mặt bèo trong những ngày có sương muối và gió bấc mạnh để tăng cường chống rét cho bèo (2). Ngoài ra, những thời gian phơi ải, kế hoạch đổ ải, kỹ thuật nuôi bèo cũng đã được học hỏi và áp dụng, góp phần nâng cao diện tích bèo dâu toàn tỉnh. Sau nhiều năm, tiến bộ kỹ thuật nầy có được áp dụng rộng rãi trong cả nước như mong muốn chưa ? Vào lúc vấn đề môi trường sinh thái đang được đặt ra khắp nơi, phải chăng nên nghĩ lại việc dùng bèo dâu làm phân bón thay cho hóa chất mặc dầu cách sử dụng bèo dâu có phần phức tạp hơn.Phân xanh thay thế hóa chất

Trên mặt đất, rong lam không phải độc nhất có khả năng cố định đạm khí. Từ lâu, người ta đã biết hàng chục vi khuẩn, nấm tia có tính chất ấy, sống một mình trong đất hay cộng sinh với cây cỏ. Rhizobium là vi khuẩn thuộc loại độc bào kết hợp với các cây rau đậu. Ở đậu nành,, vi khuẩn mang tên Rhizobium japonicum. Trong phòng thí nghiệm Sinh hóa hữu cơ và Sinh học công nghệ ở Paris, một thời chúng tôi đã bỏ công thử tổng hợp rhizobitoxin, một chất phytotoxin thiên nhiên hiện diện rất ít trong bướu rẽ cây đậu nành, có khả năng ức chế enzym cystathionase, mở đường dẫn tới những chất kháng sinh, chống nấm, trị ung thư. Bên cạnh Rhizobium, một vi khuẩn khác cũng đã được nói đến là Frankia (8), hình sợi, thuộc loại nấm tia, cộng sinh với những cây có hoa, trong những cục bướu như Rhizoboium. Cách thức xâm nhập phát triển của vi khuẩn nầy ở cây có phần khác hơn chút ít. Bên Rhizobium, tế bào vi khuẩn theo đường dây hình ống xâm nhập vỏ rễ cây, dính vào các mô phân sinh của rễ, biến hoá cả về mặt hình thái lẫn sinh lý thành một hình thể gọi là bacteroid, nơi diễn biến cuộc cố định chất đạm. Với Frankia, vi khuẩn tiến vào vỏ rễ cây dưới hình thức những sợi, có khi cấu tạo thành bọng, túi hình cầu hay hình trứng là hình thể tương đương với bacteroid.

Đặc sắc những bướu của Frankia là có thể xuất hiện ở rễ cũng như ở thân, ở các rau đậu như Sesbania rostrata, S. grandiflora (cây so đủa), Pueraria phaseoloides (loại có củ lớn), Aechynomene afraspera phần lớn bên châu Phi, cũng như trên các cây lớn loại phi lao như Casuarina rumphiane, C. curinghaminane bên Senegal, C. esquisetifolia, cây dương bên nước ta. Ông Hoàng Gia Diêm, nghiên cứu sư ở cơ quan khảo cứu vi khuẩn Frankia chiết xuất từ bướu cây C. junghuniane gốc Thái Lan. Sau nầy ông là đồng tác giả một cuốn sách về  những cây cố định đạm khí (8). Ngoài ra, các loại Leucaena, Acacia, Prosopsis,… cũng đã được chú ý đến. Cuộc cộng sinh Frankia - S. rostrata (9) cống hiến chất đạm chỉ kém chút ít cặp A. pinnata - A. azollae, khoảng 50-150 kg / ha một mùa. Bên phần những cây phi lao Casuarina, qua lá rụng thành phân, trồng 3.000 cây / ha, mỗi năm cũng thu lượm được 150-200 kg chất đạm. Chúng còn cống hiến một lợi ích khác là làm màn chắn gió và gắn chặt cồn đồi bị xói mòn. Ở Senegal, nhiều cồn biển đã được cây nầy bảo vệ. Còn bên Trung Quốc, dọc một bờ biển dài 3.000 km, rộng 0,5-5 km, cây trồng đã chiếm một triệu ha cồn cát. Nhiều phòng thí nghiệm, đặc biệt của cơ quan khảo cứu Pháp ORSTOM bên châu Phi đang xúc tiến cuộc khảo cứu về vi khuẩn Frankia (8).Bên phần bèo dâu thì cuộc khảo cứu cũng đuợc mở rộng. Một mặt, các cây Azolla khác được đem thử nghiệm : A. caroliniana, A. filiculoides,  A. mexicana,…thường được xem như rau hoang vô dụng, có khi nguy hại, bây giờ được đem ra thử không những với lúa mà còn với nhiều cây khác như những khoai đậu (tarot) bên đạo Hawai chẳng hạn (6). Mặt kia, nguời ta tìm những ứng dụng khác của bèo dâu và rong lam. Vì chứa đựng protein trong lá, bèo dâu là một thức ăn tốt cho cá (24), gà con (11,26), động vật nhai lại (23). Đem ủ kị khí, bèo dâu cống hiến khí methan (21,14). Sinh khí có thể đạt đến 189 l / kg và xác bèo dùng làm phân bón. Trong số kim loại có mặt trong bèo, nếu Fe và Mn không có ảnh hưởng đáng kể, Cd và Ni tăng gia năng suất khí khi nồng độ không quá cao, Pb có tác dụng tai hại lên bèo ủ (28). Những nhà khảo cứu Trung Quốc còn tìm ra vàng Aụ(III) trong nhân rong lam (26). Bèo dâu là một nguyên liệu để sản xuất quang học khinh khí, dưỡng khí và khí ethylen (25). Khinh khí cũng có thể chế tạo từ bèo dâu qua một vi khuẩn tách chiết từ rễ, Rhodopseudomonas, nuôi cấy trong khoai tây (20). Bên phần rong lam, đem cố định trên polyvinyl, polyurethan, hay alginat thì không những ổn định được tác động nitrogenase mà còn tăng cường tốc độ cố định đạm khí, tốc độ sản xuất khinh khí và khí ammoniac (13,15) . Rong lam tách chiết từ bèo còn có khả năng kết dính máu nhờ các lectin  nhưng tính chất nầy bị trypsin phá hủy và cũng có thể bị fucose, rhamnose , fructose, galactose ức chế.Năm 1980, trong chiếc tàu vũ trụ Soyouz 37, Phạm Tuân, nhà du hành và nghiên cứu Việt Nam đến nay độc nhất, cùng Victor Gorbako, bạn đồng hành Liên Xô, đem ra không gian một mớ bèo hoa dâu trong số nhiều loại thực vật khác đã được chọn lựa như chlorella, spirulin, lúa mì, bắp cải, cà chua,…theo những tiêu chuẩn : có cường độ quang hợp cao để bảo đảm nhu cầu khí của người, có hệ số trao đổ khí phù hợp với hô hấp của người ; có năng suất cao, có khả năng sinh trưởng và sinh sản nhanh ; có khối lượng cơ thể bé để tránh gây mất cân bằng sinh thái lúc bị chết đi, có bộ phận sử dụng làm thức ăn chiếm tỷ lệ lớn ; có thành phần sinh hóa phù hợp với khẩu phần thức ăn của người và không quá

phức tạp về mức độ công nghệ chế biến thức ăn ; và có khả năng thích nghi với điều kiện sống trong con tàu vũ trụ, thích hợp với phương pháp trồng trong vũ trụ như trồng trong nước theo phương pháp công nghiệp. Song song với những mục tiêu khoa học, kinh tế, trong ấy tìm cách thực hiện một hệ thống sinh thái hoàn toàn khép kín trong môi trường nhân tạo của con tàu vũ trụ là một điểm quan trọng, đem bèo dâu ra không gian trong tầm mắt các nhà khoa học ta là một dịp thuận lợi để thu lượm các dòng bèo có năng suất cao, cố định đạm tốt, chịu nhiệt độ cao, chống chịu với sâu bệnh. Các nhà khảo cứu Việt Nam chắc đang tiếp tục nghiên cứu về quang hợp, hô hấp, cố định đạm, thành phần sinh hóa môi trường dinh dưỡng, hệ vi sinh vật, siêu cấu trúc dưới kính hiển vi điện tử,… của bèo dâu (3). Sách, báo đã thấy xuất hiện (14,18). Như vậy ta cùng hòa mình với thế giới đang xúc tiến tìm kiếm những phân xanh thay thế hóa chất trong một phong trào lớn mạnh được mệnh danh "cuộc cách mạng xanh".Tải miễn phí từ Website http://www.dtdauto.com