Trong quá trình canh tác mía tại ĐBSCL, lá mía thường được cày vùi và để phân hủy tự nhiên thông qua quá trình phân hủy sinh học của nhiều loài vi sinh vật trong đất. Sự phân hủy các thành phần trong lá mía hay dư thừa thực vật thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính chất lý, hóa học của môi trường đất, phương pháp quản lý đồng ruộng, số lượng và tính chất của tàn dư thực vật, hoặc cấu trúc của cộng đồng vi sinh vật trong đất. Ngoài ra, tốc độ phân hủy của các dư thừa thực vật trong đất còn phụ thuộc lớn vào tỷ lệ C/N của đất và tàn dư thực vật. Cây mía có tỷ lệ C/N khoảng 150, do đó lá mía thường phân hủy rất chậm trong tự nhiên, và khi cày vùi lá mía trực tiếp vào đất sẽ gây bất động dinh dưỡng trong đất.
Đất phèn là một trong hai nhóm đất có diện tích lớn nhất tại ĐBSCL bên cạnh nhóm đất phù sa. Hoạt động của các vi sinh vật trong đất phèn thường bị ảnh hưởng do độ chua và nồng độ độc chất cao. Trong đó, độc chất Al được xem là yếu tố giới hạn sinh trưởng quan trọng nhất đối với cây trồng và vi sinh vật trong đất phèn.
Tàn dư thực vật của cây mía có chứa khoảng 40-50% cellulose. Cellulose là một polysaccharide mạch thẳng - một chuỗi của các đường đơn. Do lực liên kết hóa học C-O-C giữa các phân tử đường của cellulose khó bị phá vỡ, nên để phá vỡ cellulose từng bước cần có sự tham gia của một hợp chất hữu cơ đặc biệt là enzyme cellulase.
Nghiên cứu được thực hiện nhằm phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy nhanh lá mía. Đây cũng là cơ sở quan trọng cho việc sản xuất chế phẩm sinh học phân hủy lá mía nói riêng, các phế phụ phẩm nông nghiệp nói chung, góp phần duy trì độ phì nhiêu cho đất sản xuất nông nghiệp ở ĐBSCL.
Mẫu nghiên cứu là mẫu đất được thu thập tại 3 điểm canh tác mía lớn nhất ĐBSCL gồm: huyện Bến Lức (tỉnh Long An), huyện Phụng Hiệp (tỉnh Hậu Giang) và huyện Hòn Đất (tỉnh Kiên Giang). Tại mỗi tỉnh thu 2 mẫu đất trên 2 loại đất, gồm đất phèn hoạt động nặng và đất phèn hoạt động trung bình. Các mẫu đất được mã hóa theo tỉnh Kiên Giang (KG), Long An (LA) và Hậu Giang (HG) gồm: KG-1, KG-2, LA-1, LA-2, HG-1 và HG-2. Các dòng vi khuẩn có khả năng phân hủy lá mía được phân lập bằng phương pháp của Sirisena và Manamendra (1995). Phương pháp khảo sát enzym cellulase được thực hiện theo phương pháp của Sirisena và Manamendra. Khả năng phân hủy lá mía được thực hiện theo phương pháp của Gupta và cs (2012).
Kết quả nghiên cứu cho thấy, sau quá trình hoạt hóa và làm giàu mật số vi sinh vật trong môi trường lỏng, tổng cộng có 18 dòng vi khuẩn được phân lập có tiềm năng phân hủy lá mía được ký hiệu: LA2-4b, LA2-1, LA2-4a, LA2-2, KG2-1, KG2-2a, KG2-2b, KG2-3, KG2-20, KG2-21, KG2-22, KG2-24, KG2-26, KG2-27, LA1-1, LA1-2, LA1-3, LA1-7. Các dòng vi khuẩn này có 2 dạng: dạng hình que và hình cầu và đều có thể sản xuất ra enzym cellulase để phân hủy cellulose trong lá mía. Trong đó, có 5 dòng vi khuẩn được tuyển chọn (LA1-1, LA2-4a, LA2-4b, KG2-2b và KG2-24) có khả năng phân hủy lá mía nhanh hơn so với đối chứng không có vi khuẩn. Trong đó, hai dòng vi khuẩn ký hiệu KG2-24 và KG2-2b có phần trăm phân hủy lá mía cao nhất, lần lượt là 14,3 và 17,0%, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng và các dòng vi khuẩn còn lại. Để khẳng định hiệu quả phân hủy lá mía, cần tiếp tục thực hiện các thí nghiệm ngoài đồng ruộng nhằm đánh giá một cách toàn diện khả năng phân hủy lá mía của 5 dòng vi khuẩn được tuyển chọn này trên các loại đất phèn canh tác mía ở ĐBSCL. |