VAI TRÒ, ỨNG DỤNG CỦA CÂY BÈO HOA DÂU TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ

VAI TRÒ, ỨNG DỤNG CỦA CÂY BÈO HOA DÂU TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ

Những năm gần đây, nguồn cung cấp phân bón hữu cơ là một trong những vấn đề có quyết định lớn đến quá trình sản xuất hữu cơ và một trong những thách thức trong phân bón hữu cơ chính là nguồn nitơ hữu cơ. Thực tế chúng ta có thể sử dụng các dạng nitơ động vật qua xử lý. Tuy nhiên, về quy luật sinh thái đó có thể không phải là một giải pháp bền vững. Do vậy, chúng ta cần tìm ra những giải pháp mang tính bền vững hơn. Sử dụng bèo hoa dâu làm phân bón – cung cấp nguồn phân đạm hữu cơ là sẽ một trong những giải pháp bền vững và hiệu quả vì bèo hoa dâu tự tổng hợp nitơ từ không khí để làm nguồn nitơ cho bản thân chúng nhờ sự cộng sinh của tảo lam trong lá. Nếu được ứng dụng tốt, bèo hoa dâu sẽ có vai trò và ứng dụng rất lớn cho nông nghiệp hữu cơ.

Bèo hoa dâu là gì?

Bèo hoa dâu được phân loại thành hai nhóm là: Rhizosperma và bèo hoa dâu. Chúng được tìm thấy ở hầu hết các nơi trên toàn thế giới. Nhóm Rhizosperma chỉ có hai loài (A. pinnataA. nilotica), trong khi nhóm bèo hoa dâu có năm loài riêng biệt (A. mexicana, A. microphylla, A. caroliniana, A. filiculoidesA. rubra (Pereira et al. 2011). Bèo hoa dâu đã được phát hiện ở 55 quốc gia. Hơn 50% chủng được tìm thấy ở Châu Á và Châu Đại Dương, trong khi 24,48% là từ Bắc và Mỹ Latinh, 7,8% từ Châu Phi và chỉ 4,2% từ Châu Âu (Watanabe 1992).

Bèo hoa dâu  A. pinnata phân bố chủ yếu ở Châu Phi, Châu Á và một phần của Úc (Croft 1986; Johns 1991); A. microphylla thường được tìm thấy trên khắp tiểu lục địa Ấn Độ; A. caroliniana đã được ghi nhận ở miền đông Bắc Mỹ và Caribe; A. filiculoides tìm thấy nhiều ở Châu Mỹ, từ miền nam Nam Mỹ đến miền tây Bắc Mỹ và Alaska; A. mexicana phân điển hình ở Châu Mỹ, từ miền bắc Nam Mỹ đến miền tây Bắc Mỹ; A. microphylla là loài dương xỉ nhiệt đới và cận nhiệt đới của Mỹ; và A. nilotica chỉ được tìm thấy  ở Đông Phi, từ Sudan đến Mozambique (Lumpkin 1981; Lumpkin & Plucknett 1980; Van Hove 1989).

Bèo hoa dâu là một loại dương xỉ thủy sinh thuộc họ Salviniaceae, được mô tả lần đầu tiên vào năm 1883 bởi nhà tự nhiên học người Pháp Jean-Baptiste Lamarck. Chiều dài của bèo hoa dâu dao động từ 1 đến 2,5 cm (Lumpkin 1981; Raja et al. 2012). Các loài này có trục chính phân nhánh thành trục phụ, tất cả đều có lá nhỏ xếp xen kẽ. Tuy nhiên, các loài khác nhau có nhiều nhánh khác nhau. Ví dụ A. pinnata phân nhánh tạo hình tam giác. A. filiculoides phân nhánh tự do và chia thành các phần nhỏ hơn. Mỗi lá của những loài này có hai thùy: thùy lưng trên không, có chất diệp lục và thùy bụng hình chén, ngập nước và không màu. Mỗi thùy lưng có một hốc lá chứa tảo lam Anabaena azolla cộng sinh. Rễ không phân nhánh và rủ xuống nước từ các đốt trên bề mặt bụng của thân rễ và không chứa tảo lam cộng sinh.

Hình 1: Bèo hoa dâu A( a: A. filiculoides xanh, b: A. filiculoides đỏ), B ( a: A. pinnata đỏ, b: A.pinnata đỏ) ( Nham Tran 2020)

Vai trò của bèo hoa dâu trong nông nghiệp hữu cơ

Như chúng ta đã biết, sự phát triển của thực vật cần rất nhiều dinh dưỡng khoáng đa lượng và vi lượng. Nitơ là một  trong những thành phần đa lượng không thể thiếu cho sự phát triển của đa số thực vật. Tuy nhiên, chúng chỉ có thể hấp thụ nitơ dưới dạng nitrate (NO3-) và amoni (NH4+). Do vây, mặc dù không khí chúng ta có chứa tới 78% là nitơ tự do nhưng đa số thực vật không thể hấp thụ được. 

Trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ, tự chủ nguồn phân đạm hữu cơ cho sản xuất nông nghiệp bền vững là một thách thức không hề nhỏ. Trong khi đó, bèo hoa dâu với tiến hóa tuyệt vời của tạo hóa đã sở hữu một khả năng đặc biệt là chúng có thể  tự tổng hợp nitơ từ không khí để biến thành nguồn nitơ cho bản thân nhờ sự cộng sinh của tảo lam (Anabaena azolla). Khi bèo hoa dâu phân hủy thì nguồn nitơ từ chúng các thực vật khác có thể hấp thu.

Theo các nghiên cứu, để nuôi bèo hoa dâu chúng ta không cần sử dụng phân đạm (Pereira et al. 2011, Nham Tran 2021) nhưng 1 ha chúng ta có thể sản xuất ra 1100 kg nitơ trong một năm ( Azolla foundation). Đây là nguồn phân hữu cơ tuyệt vời cho nông nghiệp hữu cơ. Ngoài mục đích cho phân bón, bèo hoa dâu còn có thể là nguồn thức ăn hữu cơ cho gia cầm và gia súc, Do vậy, có thể nói bèo hoa dâu là một trong những chìa khóa giúp cho phát triển nông nghiệp hữu cơ bền vững.

 

Ứng dụng của bèo hoa dâu trong nông nghiệp hữu cơ

1. Bèo hoa dâu làm phân bón hữu cơ:

Do khả năng cố định đạm từ không khí, hoa bèo hoa dâu đã được sử dụng làm phân bón ở các nước châu Á. Việc thuần hóa bèo hoa dâu đầu tiên được ghi nhận ở Việt Nam vào thế kỷ 11, để sử dụng làm phân bón cho ruộng lúa. Từ những năm 1980 trở đi, Bèo hoa dâu đã được nghiên cứu để sử dụng làm phân bón sinh học cho lúa (Peters & Meeks 1989) (Peters 1977, 1978).

Trồng bèo hoa dâu trên ruộng lúa có thể giảm nhu cầu đạm và tăng vụ lúa từ 20 đến 30%. Nó cũng giúp tăng hàm lượng nitơ trong đất (Raja et al. 2012; Wagner 1997). Trong một nghiên cứu của của Roy et al. (2016), có báo cáo rằng bèo hoa dâu có thể được sử dụng trong xử lý sinh học, cải tạo đất nhiễm mặn.

2. Sử dụng bèo hoa dâu làm thức ăn hữu cơ cho gia súc gia cầm

Bèo hoa dâu có hàm lượng protein cao từ 25 – 30% trọng lượng khô và thành phần acid amin tương đương với đậu nành (Nham Tran 2020, 2021), cho nên bèo hoa dâu đã được nghiên cứu làm nguồn thức ăn cho nhiều loại động vật khác nhau, chẳng hạn như gia súc, dê, lợn, thỏ, gà, vịt, tôm và cá. Srinivas Kumar (2012) đã báo cáo rằng sử dụng 25% bèo hoa dâu khô thay thế tổng lượng protein ăn vào của trâu đực mà không có bất kỳ tác dụng phụ nào (Srinivas Kumar và cộng sự 2012).

Trong một nghiên cứu khác, thay thể bèo hoa dâu tới 50% cho bê và trâu mà không có bất kỳ tác dụng phụ nào (Indira et al. 2009). Tuy nhiên, tác dụng phụ đã được báo cáo khi sử dụng hơn 20% bột bèo hoa dâu để thay thế tổng lượng protein cho dê (Samanta & Tamang 1995). Sử dụng 10 – 25% để thay thế bột protein cho lợn cũng đã được báo cáo.

Ngoài ra, sử dụng bèo hoa dâu làm thức ăn cho gia súc được cho là giúp cải thiện sản lượng sữa (Chatterjee và cộng sự 2013; Gowda và cộng sự 2015; Mathur, Sharma & Choudhary 2013), và việc sử dụng làm thức ăn cho thỏ cũng đã được báo cáo (Ramesh và cộng sự 2011). Các nghiên cứu về bột cá và tôm cho thấy bèo hoa dâu thay thế 10 –30% protein mà không có bất kỳ tác dụng phụ tiêu cực nào (Radhakrishnan et al. 2014; Sudaryono 2011). Đặc biệt hơn, bèo hoa dâu có thể được sử dụng để thay thế 100% đạm đậu nành cho tôm sú do tính tương đồng giữa nó với đạm đậu nành.

Bèo hoa dâu với tiềm năng kép là nguồn phân bón và thức ăn cho vật nuôi trong sản xuất nông nghiệp làm cho bèo hoa dâu trở thành một nguồn đầu vào trong sản xuất hữu cơ có hiệu quả, có vai trò quan trọng cho cả trồng trọt và chăn nuôi trong nông nghiệp hữu cơ.

Chatterjee, A, Sharma, P, Ghosh, M, Mandal, M & Roy, P 2013, ‘Utilization of Azolla Microphylla as Feed Supplement for Crossbred Cattle’, Int. J. Agric. Food Sci. Technol, vol. 4, no. 3, pp. 207-214.

Croft, J 1986, ‘The Aquatic Pteridophytes of New Guinea’, Australian National Herbarium, vol.

Gowda, N, Manegar, A, Verma, S, Valleesha, N, Maya, G, Pal, D & Suresh, K 2015, ‘Azolla (Azolla pinnata) as a green feed supplement for dairy cattle-an on farm study’, Animal Nutrition and Feed Technology, vol. 15, no. 2, pp. 283-287.

Indira, Rao, K, Suresh, Naidu, K & Ravi 2009, ‘Azolla (Azolla pinnata) as feed supplement in buffalo calves on growth performance’, Indian Journal of Animal Nutrition, vol. 26, no. 4, pp. 345-348.

Johns, RJ 1991, Pteridophytes of Tropical East Africa, Royal Botanic Gardens Kew

Lumpkin, TA 1981, ‘introduction to Azolla nilotica’, Chih wu Hsueh pao.= Acta botanica sinica, vol.

 Lumpkin, TA & Plucknett, DL 1980, ‘Azolla: botany, physiology, and use as a green manure’, Economic Botany, vol. 34, no. 2, pp. 111-153.

Mathur, G, Sharma, R & Choudhary, P 2013, ‘Use of Azolla (Azolla pinnata) as cattle feed supplement’, Journal of Krishi Vigyan, vol. 2, no. 1, pp. 73-75.

TLN Tran, AF Miranda, SW Abeynayake, A Mouradov – Differential production of phenolics, lipids, carbohydrates and proteins in stressed and unstressed aquatic plants, Azolla filiculoides and Azolla pinnata, Biology, 2020

TLN Tran 2021, Aquatic plants (Azolla filiculoides, Azolla pinnata, Landoltia punctata) and protists, thraustochytrids as renewable and sustainable sources of protein, phenolic, carotenoids and omega-3 fatty acids, RMIT thesis

Pereira, Ana, Martins, M, Oliveira, MM & Carrapiço, F 2011, ‘Morphological and genetic diversity of the family Azollaceae inferred from vegetative characters and RAPD markers’, Plant systematics and evolution, vol. 297, no. 3-4, pp. 213-226.

Peters, G & Meeks, J 1989, ‘The Azolla-Anabaena symbiosis: basic biology’, Annual review of plant biology, vol. 40, no. 1, pp. 193-210.

Peters, GA 1977, ‘The Azolla—Anabaena Azzolae Symbiosis’, in Genetic engineering for nitrogen fixation, Springer, pp. 231-258.

Peters, GA 1978, ‘Blue-green algae and algal associations’, BioScience, vol. 28, no. 9, pp. 580-585.

Peters, GA & Meeks, JC 1989, ‘The Azolla-Anabaena symbiosis: basic biology’, Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, vol. 40.

Radhakrishnan, S, Saravana Bhavan, P, Seenivasan, C, Shanthi, R & Muralisankar, T 2014, ‘Replacement of fishmeal with Spirulina platensis, Chlorella vulgaris and Azolla pinnata on non-enzymatic and enzymatic antioxidant activities of Macrobrachium rosenbergii’, The Journal of Basic & Applied Zoology, vol. 67, no. 2, pp. 25-33.

Ramesh, V, Kamukathiravan, M, Gowrisankar, S, Bharathy, N, Sivakumar, K & Kumar, V 2011, ‘Evaluation of Azolla (Azolla pinnata) as a Feed for Rabbit’, vol.

Raja, W, Rathaur, P, John, SA & Ramteke, PW 2012, ‘Azolla: An aquatic pteridophyte with great potential’, Int. J. Res. Biol. Sci, vol. 2, no. 2, pp. 68-72.

Roy, D, Pakhira, M & Bera, S 2016, ‘A Review on Biology, Cultivation and Utilization of Azolla’, Advances in Life Sciences, vol. 5, no. 1, pp. 11-15.

Samanta, G & Tamang, Y ‘Feeding value of Azolla (Azolla pinnata) in goats’, pp. 62-62.

Srinivas Kumar, D, Prasad, R, Raja Kishore, K & Raghava Rao, E 2012, ‘Effect of Azolla (Azolla pinnata) based concentrate mixture on nutrient utilization in buffalo bulls’, Indian Journal of Animal Research, vol. 46, no. 3.

Sudaryono, A 2011, ‘Use of Azolla (Azolla pinnata) Meal as a substitute for defatted Soybean Meal in diets of Juvenile Black Tiger Shrimp (Penaeus monodon)’, Journal of coastal development, vol. 9, no. 3, pp. 145-154.

Van Hove, C 1989, ‘Azolla: and its multiple uses with emphasis on Africa’, vol.

Wagner, GM 1997, ‘Azolla: a review of its biology and utilization’, The Botanical Review, vol. 63, no. 1, pp. 1-26.

Web: https://theazollafoundation.org/azollas-uses/as-a-biofertilizer/

Trần Thị Linh Nhâm – Đại học Bạc Liêu

Tags: phân hữu cơ, quy định kỹ thuật hữu cơ