Tận dụng nguồn vi sinh vật bản địa: Phát triển Chế phẩm nấm rễ cộng sinh

Công trình nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn Thị Minh và cộng sự bắt đầu từ hiện trạng đang diễn ra ở Việt Nam: sử dụng phân bón hóa học vào hàng top thế giới với khoảng 7,7 triệu tấn/năm, dẫn đến tỉ lệ đất đai bị thoái hóa ở mức cao. Hậu quả này càng thêm nghiêm trọng bởi 70% diện tích Việt Nam là đồi núi, trong đó hơn một nửa (36%) là đất trống đồi núi trọc, theo thống kê của Cục Kiểm lâm năm 2017.

Đây cũng là tình trạng chung của nhiều quốc gia trên thế giới. Do đó, đã có rất nhiều doanh nghiệp nước ngoài đầu tư phát triển các chế phẩm sinh học cải tạo đất và nhiều doanh nghiệp Việt Nam cũng đi theo con đường này, tự tạo ra một số chế phẩm tương tự. Tuy nhiên, các sản phẩm hiện có tại Việt Nam mới chỉ dừng lại ở mức chế phẩm sinh học hay hóa học có tác dụng giữ ẩm đất và kích thích cây trồng phát triển phần nào chứ chưa phải nhằm giải quyết vấn đề cải tạo đất triệt để, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh nhận xét.

Ngoài hạn chế này, các chế phẩm đó lại có nhược điểm là thời gian sử dụng ngắn, chỉ ở tầm vài tháng do có chứa các vi sinh vật sống như vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm mốc..., nghĩa là khi đến tay người nông dân thì họ chỉ còn rất ít thời gian để sử dụng và chất lượng không ổn định. Mặt khác, các sản phẩm của nước ngoài có giá thành cao (khoảng 600.000 đồng/lít chế phẩm), lại không phù hợp với điều kiện sinh thái ở Việt Nam (nhiều sản phẩm sử dụng ở nước ngoài rất hiệu quả nhưng khi áp dụng trên các vùng đất Việt Nam, vi sinh vật ngoại lai phải cạnh tranh với vi sinh vật bản địa nên bị giảm tác dụng).

Do vậy, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh đã quyết định phát triển chế phẩm sinh học sử dụng các giống nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM) và Rhizobium bản địa thông qua việc triển khai “Nghiên cứu vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật phủ xanh đất trống đồi núi trọc” - đề tài do HVNNVN cấp kinh phí và được thực hiện từ năm 2012.

Từ lâu, nấm rễ đã được biết đến với khả năng thúc đẩy phát triển hệ rễ và việc hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng, đồng thời giúp cải thiện cấu trúc đất qua việc tạo ra các chất hữu cơ và chất keo. PGS.TS. Nguyễn Thị Minh cho biết, mặc dù các chủng nấm rễ nội cộng sinh AM và Rhizobium đều phổ biến trong đất Việt Nam nhưng để có được những chủng giống phù hợp với mục đích sử dụng, chị Minh đã phải thực hiện rất nhiều bước tuyển chọn như chọn mẫu, phân lập, đọc mã gene để xác định loài và hoạt tính rồi thử nghiệm trên các mô thực vật và động vật. Quá trình này cứ lặp đi lặp lại hàng năm trời, “đó là trong trường hợp thuận lợi, nếu không còn mất nhiều thời gian hơn”, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh cho biết.

Quá trình phân lập và tuyển chọn đã khó, việc nhân giống nấm rễ cộng sinh còn phức tạp hơn. Khác với các loại vi sinh vật thông thường có thể sinh sản rất nhanh trong vài giờ đồng hồ bằng phương pháp lên men, nấm rễ AM bắt buộc phải cộng sinh trên rễ. Có 2 phương pháp nhân giống nấm rễ AM là in vitro (nhân giống trong ống nghiệm) và in vivo (nuôi cấy trong điều kiện tự nhiên ngoài ống nghiệm). Bởi các kỹ thuật này khá phức tạp, lại yêu cầu các dụng cụ và hóa chất đặc biệt nên giá thành của các chủng giống nấm rễ cộng sinh thường cao gấp 4-5 lần so với các chủng vi sinh vật bình thường, “một chủng giống vi sinh vật bình thường có giá khoảng 50 triệu đồng, nhưng nấm rễ cộng sinh có thể lên tới 200 triệu đồng”, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh cho biết.

Sau gần 1 năm, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh và nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công chế phẩm sinh học chứa nấm rễ cộng sinh, phối trộn thêm một số loài vi sinh vật bản địa khác, cùng các chất dinh dưỡng và hạt giống cây. Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy, chế phẩm có khả năng tái tạo thảm thực vật thành công 100% ngay cả trong điều kiện đất đai cạn kiệt dinh dưỡng, bị axit hóa hay bị tàn phá sau thiên tai cũng như ở các địa hình phức tạp.

Mặc dù nhận được phản ứng tích cực từ người dùng nhưng PGS.TS. Nguyễn Thị Minh vẫn chưa cảm thấy hài lòng về sản phẩm của mình vì “thấy nó chưa hoàn hảo, chưa thể ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau”. Ý nghĩ này đến với chị ngay trong quá trình thử nghiệm sản phẩm và nhận thấy nhu cầu của người dùng rất đa dạng. “Có bác gọi điện đến bảo là sản phẩm dùng rất tốt và hỏi thêm có sản phẩm nào tương tự chữa được bệnh tuyến trùng cho hồ tiêu mà nhà bác ấy đang gặp không”, chị Minh kể lại. Những phản hồi trên đã giúp chị Minh nảy sinh thêm ý tưởng để hoàn thiện thêm sản phẩm bằng cách thay đổi hệ vi sinh vật trong chế phẩm và phối trộn theo các công thức khác nhau tùy từng mục đích.

Từ dòng chế phẩm tái tạo thảm thực vật ban đầu, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh đến nay đã mở rộng ra nhiều dòng khác như dòng chế phẩm kích thích sinh trưởng, trị bệnh truyến trùng cho hồ tiêu hoặc chế phẩm cải tạo đất bị axit, thoái hóa, rửa trôi, nhiễm mặn, khô hạn quá, hoặc bị ô nhiễm,…

Năm 2016, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh đã nộp đề xuất xin tài trợ về chuyên gia giỏi nước ngoài của Dự án FIRST, để thực hiện dự án ứng dụng nấm rễ cộng sinh trong tái tạo thảm thực vật. Thông qua dự án, chị đã nhận được sự hỗ trợ từ các chuyên gia Nhật Bản. Một điều trùng hợp là trong số các chuyên gia có GS. Mamoru Yamada - thầy hướng dẫn của chị khi nghiên cứu bên Nhật và cũng là chuyên gia hàng đầu của Nhật Bản trong lĩnh vực này. “Họ rất nhiệt tình hỗ trợ, sẵn sàng tư vấn, tiếp nhận người của mình sang Nhật để hướng dẫn, tạo điều kiện cho mình sử dụng các trang thiết bị hiện đại bên đó”, PGS.TS. Nguyễn Thị Minh cho biết.

Sau khi áp dụng thành công ở Bắc Giang, HVNNVN đã sản xuất thử và trưng bày chế phẩm ở siêu thị HVNNVN - một kênh tiếp thị đã được mở từ khá lâu và thu hút được sự chú ý của cả doanh nghiệp lẫn người tiêu dùng. Ngay sau đó, đã có rất nhiều người liên hệ với trường để hỏi mua, phần lớn là những người làm trang trại hồ tiêu, cà phê... ở trong miền Nam.

Không chỉ các cá nhân mà cả công ty vi sinh của TS. Phạm Xuân Đại cũng muốn mua lại kết quả nghiên cứu này để triển khai sản xuất.

Đây là dấu hiệu đáng mừng vì không chỉ chứng minh được giá trị của sản phẩm mà với PGS.TS. Nguyễn Thị Minh, đó là cơ hội để giúp người dùng tiếp cận được sản phẩm có giá thành phù hợp mà vẫn mang lại hiệu quả cao. Chị bày tỏ: “Là nhà khoa học, mình thấy có nhiều kết quả nghiên cứu có giá trị nhưng không thể thương mại hóa được, rất lãng phí trong khi người dùng nhiều lúc mua phải những sản phẩm kém chất lượng, vừa ảnh hưởng lại vừa tốn tiền”.