Vi khuẩn đóng vai trò vừa là nhà cung cấp vừa là người bảo vệ, bằng cách chuyển đổi các đại phân tử quan trọng thành dạng mà cây trồng có thể sử dụng làm phân bón sinh học hoặc kiểm soát cỏ dại, sâu bệnh và dịch bệnh bằng thuốc diệt cỏ sinh học và thuốc trừ sâu sinh học.
Phân bón sinh học
Phân bón sinh học hay còn gọi phân bón  sinh học là sản phẩm phân bón chế biến từ các nguyên liệu được pha trộn và xử lý bằng cách lên men với sự góp mặt từ một hoặc nhiều loại vi sinh vật có lợi để tăng và cân bằng hàm lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.
Thông thường cây trồng khó chiết xuất phốt phát và nitơ từ môi trường và cần vi khuẩn tổng hợp thành các chất dễ hấp thu cung cấp lại cho cây trồng. Những vi khuẩn này đóng vai trò là phân bón sinh học trong quá trình "tái chế chất dinh dưỡng" và giúp cây trồng thu thập các nguồn năng lượng để đổi lấy thức ăn dưới dạng sản phẩm phụ. Điều này giúp thực vật phát triển hệ thống rễ lớn hơn.
Nấm Penicillium bilaii tạo ra một loại axit hữu cơ chuyển đổi phốt phát thành các dạng hữu ích cho cây trồng. Phân bón sinh học từ sinh vật này được bón bằng cách phủ hạt bằng nấm hoặc bón trực tiếp vào đất.
Ở cây họ đậu, vi khuẩn Rhizobium sống trong các nốt sần của rễ. Các nốt sần này có thể tổng hợp nitơ từ không khí và biến nó thành dạng có sẵn và chuyển chất dinh dưỡng trực tiếp vào cây.

Hình: Phân bón sinh học ngày càng được sử dụng phố biến (Ảnh Internet)

Phân bón sinh học đã được phát hiện có tác dụng:
Tăng năng suất cây trồng
Thay thế nitơ và phốt pho hóa học
Kích thích tăng trưởng thực vật
Kích hoạt đất theo phương pháp sinh học
Khôi phục độ phì nhiêu tự nhiên của đất
Bảo vệ chống lại hạn hán
Thuốc trừ sâu sinh học
Các phương pháp lên men cũng dùng để sản xuất thuốc trừ sâu sinh học dựa trên các protein diệt côn trùng của vi khuẩn, nấm và vi-rút.
Thuốc trừ sâu sinh học không tồn tại lâu trong môi trường, có thời hạn sử dụng ngắn và có hiệu quả ngay cả với số lượng nhỏ. Chúng cũng an toàn cho con người và động vật và chỉ ảnh hưởng đến một loài côn trùng duy nhất.
Tuy nhiên, thuốc trừ sâu sinh học có tác dụng chậm và hiệu quả của chúng có thể phụ thuộc vào thời điểm sử dụng. Vì hầu hết các tác nhân thuốc trừ sâu sinh học là sinh vật sống nên hiệu quả của chúng cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và các đối thủ cạnh tranh vi khuẩn khác có trong môi trường.
Thuốc trừ sâu sinh học gốc vi khuẩn
Thuốc trừ sâu sinh học được sử dụng rộng rãi, vi khuẩn Bacillus thuringiensis, sản sinh ra một loại protein có độc đối với côn trùng. Sau khi ăn phải, chất độc này sẽ tạo ra các vết loét trong dạ dày của côn trùng khiến côn trùng chết. Tuy nhiên, vi khuẩn có tính chọn lọc rất cao và chỉ ảnh hưởng đến một số loài côn trùng gây hại nhất định và không gây hại cho con người, chim, cá hoặc các loài côn trùng có lợi khác.
Thuốc trừ sâu sinh học gốc nấm
Công nghệ lên men cũng được sử dụng để sản xuất hàng loạt thuốc trừ sâu sinh học gốc nấm. Bào tử của chúng được thu hoạch, đóng gói và phun vào các cánh đồng bị côn trùng xâm nhập. Các bào tử này sử dụng các enzyme để phá vỡ bề mặt cơ thể côn trùng. Một loại thuốc trừ sâu sinh học, dựa trên tác động của Beauveria bassiana, nấm được tìm thấy phổ biến trên toàn thế giới trong đất và thực vật. Các loại thuốc trừ sâu sinh học này có nhiều ưu điểm.
Loại nấm này không phát triển trong các sinh vật máu nóng, không gây hại cho thực vật và không tồn tại lâu trong các vùng nước. Các bào tử của nó cũng có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt và bị vô hiệu hóa bởi tia cực tím.
Thuốc trừ sâu sinh học gốc vi-rút
Một ví dụ về thuốc trừ sâu sinh học gốc vi-rút là Baculovirus. Thuốc này tác động đến các loài côn trùng gây hại như sâu đục thân ngô, bọ khoai tây, bọ cánh cứng và rệp. Một chủng loại cụ thể đang được sử dụng để kiểm soát sâu Bertha army, loài tấn công cây cải dầu, cây lanh và cây rau.
Thuốc diệt cỏ sinh học
Cỏ dại là vấn đề thường trực đối với người nông dân và nếu không được kiểm soát, chúng làm giảm đáng kể năng suất cây trồng. Nông dân diệt cỏ dại bằng cách cày xới, nhổ cỏ bằng tay, thuốc diệt cỏ tổng hợp hoặc kết hợp tất cả các kỹ thuật.
Sử dụng thuốc diệt cỏ sinh học là giải pháp kiểm soát cỏ dại mà không có nguy cơ sử dụng thuốc diệt cỏ tổng hợp. Thuốc diệt cỏ sinh học bao gồm các vi sinh vật và một số loại côn trùng có thể nhắm vào các loại cỏ dại cụ thể. Các vi khuẩn này sở hữu các gen xâm lấn có thể tấn công các gen phòng vệ của cỏ dại và tiêu diệt chúng.
Thuốc diệt cỏ sinh học cũng chứa các mầm bệnh có gen chỉ có thể gây chết đối với một vài loài cỏ dại cụ thể. Tính đặc hiệu này của các vi khuẩn làm cho các loại thuốc diệt cỏ sinh học rất hữu ích. Thuốc diệt cỏ sinh học cũng có thể tồn tại trong môi trường đủ lâu cho mùa sinh trưởng tiếp theo và rẻ hơn thuốc trừ sâu tổng hợp.
Tóm lại, vi sinh vật có thể hoạt động cộng sinh với thực vật để hỗ trợ dinh dưỡng cho cây hoặc có thể hoạt động riêng lẻ hoặc với các loài khác để chống lại cỏ dại và sâu bệnh. Mặc dù vi sinh vật thường được "dán nhãn" là nguy hiểm, nhưng chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cây trồng, tăng năng suất và bảo vệ đất.

Trang Trình