Nấm rễ cộng sinh Mycorrhiza mang lại nhiều lợi ích thiết yếu cho sự phát triển của cây trồng và cải thiện môi trường đất thông qua mối quan hệ cộng sinh giữa nấm và rễ thực vật có mạch.
Lợi ích của nấm rễ Mycorrhiza
1. Tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng, đặc biệt là Lân (Phosphor)
Tiếp cận nguồn khó tan: Sợi nấm Mycorrhiza có khả năng định vị chất dinh dưỡng trong đất nhanh hơn rễ cây và tạo thành mạng lưới sợi nấm “hút” phân nhánh trong chất mùn.
Chúng có thể tiếp cận và hấp thụ các dạng lân khó tan mà thực vật không thể sử dụng trực tiếp.
Cung cấp khoáng chất: Đây là nhóm vi sinh vật giải lân điển hình, giúp khoáng hóa và hòa tan các hợp chất phosphor hữu cơ và vô cơ trong đất để cung cấp cho cây.
2. Mở rộng bề mặt hấp thụ và cung cấp nước
Tăng diện tích tiếp xúc: Nấm rễ làm tăng bề mặt hấp thụ của rễ cây lên từ hàng trăm đến hàng nghìn lần.
Hấp thụ hiệu quả: Nhờ mạng lưới sợi nấm dày đặc, rễ cây tăng cường khả năng hấp thụ nước và các chất dinh dưỡng khoáng từ môi trường, đặc biệt quan trọng trong những vùng đất nghèo dinh dưỡng.
3. Tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu
Chống hạn và sốc:
Mycorrhiza giúp giảm bớt sự ức chế sinh trưởng do hạn hán gây ra, đồng thời giảm tình trạng sốc khi cây bị chiết cành hoặc chuyển đổi môi trường sống.
Cách nấm rễ giúp cây trồng chịu hạn:
Mở rộng bề mặt hấp thụ: Các sợi nấm (khuẩn ti) phát triển từ rễ cây và tỏa ra môi trường đất, giúp tăng diện tích bề mặt hấp thụ của bộ rễ lên từ hàng trăm đến hàng nghìn lần.
Tiếp cận nguồn nước ở xa: Mạng lưới sợi nấm cực nhỏ có khả năng định vị và len lỏi vào các khe nứt của đất để hút nước và dinh dưỡng khoáng (đặc biệt là phosphate) mà rễ cây thông thường không thể vươn tới được.
Giảm ức chế sinh trưởng: Nhờ khả năng cung cấp nước hiệu quả, nấm rễ làm giảm đáng kể sự ức chế sinh trưởng do hạn hán gây ra và giúp cây tránh tình trạng bị sốc khi thay đổi môi trường sống hoặc khi chiết cành.
Cải thiện cấu trúc đất: Hoạt động của nấm rễ tạo ra các chất hữu cơ và chất keo giúp kết dính các hạt đất, tăng khả năng giữ nước và độ ẩm cho vùng rễ cây.
Khống chế sinh học: Một số loài nấm cộng sinh có khả năng sản sinh các hợp chất hữu cơ tiêu diệt mầm bệnh ở thực vật như nấm Pythium ultimum và ức chế các vi khuẩn gây hại khác.
Tăng tỷ lệ sống: Giúp cây trồng tăng khả năng tự nuôi sống và bền bỉ hơn trước các điều kiện môi trường khắc nghiệt.
4. Cải thiện cấu trúc đất
Nấm rễ cộng sinh (Mycorrhiza) đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và cải thiện cấu trúc đất thông qua các cơ chế vật lý và sinh hóa cụ thể sau:
Tạo sự kết dính và keo tụ đất: Sợi nấm (khuẩn ti) phát triển mạnh mẽ trong đất, đóng vai trò như những “sợi dây” liên kết vật lý, bám dính và bao quanh các hạt đất đơn lẻ để tạo thành các hạt kết dính hay đoàn lạp (aggregates). Quá trình này giúp đất trở nên tơi xốp hơn và cải thiện độ bền vững của cấu trúc đất.
Sản sinh chất kết dính sinh học: Nấm rễ góp phần cải thiện kết cấu đất bằng cách tạo ra các chất hữu cơ và chất keo. Những hợp chất này đóng vai trò như một loại “keo sinh học” giúp gắn kết các hạt khoáng (như hạt sét) lại với nhau, thúc đẩy sự hình thành các vi môi trường ổn định trong đất.
Tăng cường khả năng giữ nước và độ ẩm: Nhờ việc cải thiện cấu trúc và độ tơi xốp, nấm rễ gián tiếp giúp đất tăng khả năng giữ nước và duy trì độ ẩm ổn định, tạo môi trường thuận lợi cho cả hệ vi sinh vật và rễ cây phát triển.
Tích lũy chất hữu cơ: Thông qua hoạt động cộng sinh và phân hủy, nấm rễ giúp làm giàu thêm lượng chất hữu cơ trong đất, đây là thành phần then chốt để duy trì một cấu trúc đất khỏe mạnh và màu mỡ.
Tóm lại, sự hiện diện của nấm rễ cộng sinh không chỉ giúp cây hấp thụ dinh dưỡng tốt hơn mà còn là yếu tố then chốt trong việc xây dựng một nền đất có cấu trúc ổn định, thoáng khí và giàu dinh dưỡng.
5. Thúc đẩy sinh trưởng và năng suất
Kích thích rễ: Thúc đẩy sự phát triển của hệ rễ cây trồng.
Tăng năng suất: Hỗ trợ quá trình đậu hoa, kết quả và nâng cao năng suất tổng thể của cây.
2. Cách nấm rễ Mycorrhiza giúp cây kháng sâu bệnh
Sản sinh hợp chất đối kháng: Một số loài nấm rễ có khả năng tạo ra các hợp chất hữu cơ, chất kháng sinh hoặc các hợp chất chống nấm (như phenolics và flavonoid) để tiêu diệt hoặc ức chế các mầm bệnh thực vật, ví dụ như nấm Pythium ultimum.
Tác nhân khống chế sinh học: Nấm rễ hoạt động như một công cụ kiểm soát sinh học, sản sinh ra hydro xyanua (HCN) và các chất chuyển hóa có độc tính tự nhiên đối với sinh vật gây hại.
Cạnh tranh dinh dưỡng: Sự hiện diện của nấm rễ trong vùng rễ tạo ra sự cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và không gian sống, từ đó hạn chế sự phát triển của các quần thể vi sinh vật gây hại.
Kích thích sức đề kháng tự nhiên: Thông qua mối quan hệ cộng sinh, nấm rễ giúp cây khỏe mạnh hơn, từ đó tăng cường khả năng tự vệ và sức chống chịu trước các stress từ môi trường và dịch bệnh.
Trong mối quan hệ này, trong khi nấm cung cấp nước và khoáng chất cho cây, rễ cây sẽ cung cấp lại các hợp chất đường từ quá trình quang hợp để nuôi dưỡng hệ sợi nấm. Tuy nhiên, trong một số trường hợp rất đặc biệt và cá biệt, nấm này cũng có thể trở thành mầm bệnh gây hại cho vật chủ.
3. Ứng dụng nấm rễ Mycorrhiza trong sản xuất phân bón vi sinh
Ứng dụng của nấm rễ cộng sinh (Mycorrhiza) trong sản xuất phân bón vi sinh tập trung vào việc khai thác mối quan hệ cộng sinh tương hỗ giữa nấm và rễ thực vật để nâng cao hiệu suất hấp thụ dinh dưỡng và bảo vệ cây trồng.
Dưới đây là các khía cạnh cụ thể về việc ứng dụng loại nấm này trong công nghệ sản xuất phân bón:
1. Các chủng nấm chủ yếu được sử dụng
Trong sản xuất phân bón vi sinh, nhóm nấm nội cộng sinh (Endomycorrhizae), đặc biệt là nấm rễ túi – túi (AMF), là đối tượng quan trọng nhất.
Các loài tiêu biểu: Các nhà sản xuất thường sử dụng các chủng như Glomus intraradices, G. mosseae, G. aggregatum, và G. etunicatum.
Vai trò: Các chủng này đóng vai trò như các vi sinh vật chuyển hóa lân (PSM), giúp hòa tan các dạng lân khó tan và khoáng hóa lân hữu cơ trong đất.
2. Quy trình và phương pháp sản xuất chế phẩm
Nấm rễ có cơ chế sinh trưởng đặc thù nên quy trình sản xuất khác biệt so với vi khuẩn thông thường:
Nuôi cấy hệ sợi và bào tử:
Đối với nấm nội cộng sinh (AMF), người ta không thể nuôi cấy thuần khiết trên môi trường nhân tạo mà phải nuôi trực tiếp trong hệ rễ cây chủ (như ngô, cỏ ba lá). Sau đó, toàn bộ hệ rễ và đất trồng chứa nấm được thu hoạch để làm chế phẩm.
Với các loại nấm rễ lớn (ngoại cộng sinh), có thể thu hái quả thể, làm khô ở nhiệt độ dưới 35°C và nghiền mịn cùng chất mang.
Dạng chế phẩm:
Chế phẩm sợi nấm: Sản xuất bằng phương pháp lên men chìm hoặc lên men xốp. Sau khi thu hoạch, hệ sợi được rửa sạch, ly tâm hoặc phơi khô để đạt độ ẩm khoảng 40%.
Chế phẩm bào tử: Nhân giống nấm trong môi trường xốp cho đến khi bào tử chín, sau đó phơi khô và nghiền mịn. Chế phẩm dạng này thường có hiệu lực cao, ổn định và bảo quản được lâu hơn.
3. Tác dụng trong phân bón vi sinh
Khi được đưa vào phân bón, nấm Mycorrhiza mang lại các giá trị gia tăng trực tiếp cho cây trồng:
Tăng cường hấp thu dinh dưỡng: Làm tăng diện tích bề mặt hấp thụ của rễ lên hàng trăm đến hàng nghìn lần, đặc biệt hiệu quả trong việc cung cấp phosphate và nước ở những vùng đất nghèo dinh dưỡng.
Kích thích sinh trưởng và năng suất: Thúc đẩy sự phát triển của hệ rễ, tăng tỷ lệ đậu hoa, kết quả và khả năng tồn tại của cây.
Tăng sức đề kháng: Giúp cây trồng chống chịu tốt hơn với hạn hán, giảm tình trạng sốc khi chiết cành hoặc chuyển đổi môi trường sống.
Kiểm soát sinh học: Một số nấm rễ có khả năng tiêu diệt các mầm bệnh thực vật như nấm Pythium ultimum thông qua việc sản sinh các hợp chất hữu cơ đối kháng.
4. Phương pháp sử dụng hiệu quả
Để nấm Mycorrhiza phát huy tác dụng tốt nhất trong phân bón, người dùng thường áp dụng các phương pháp:
Hồ rễ cây: Ngâm bộ rễ cây non vào dung dịch chế phẩm nấm từ 6 – 24 giờ trước khi trồng để nấm bám và xâm nhiễm ngay vào rễ.
Bón vào đất: Trộn chế phẩm với đất tơi xốp hoặc phân chuồng hoai mục để bón lót hoặc bón thúc sớm cho cây.
Tẩm hạt giống: Hòa chế phẩm vào nước (có thể thêm chất kết dính) để bao phủ bên ngoài hạt giống trước khi gieo.
Lưu ý: Khi sử dụng phân bón chứa nấm Mycorrhiza, cần tránh ánh nắng trực tiếp và không sử dụng đồng thời với thuốc trừ sâu hay thuốc diệt cỏ để tránh làm chết vi sinh vật sống trong chế phẩm
Đọc thêm: Những vi sinh vật có lợi với đất
