NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG SẢN PHẨM SINH HỌC TRONG CANH TÁC NÔNG NGHIỆP ĐỊNH HƯỚNG XUẤT KHẨU

Đơn vị thực hiện: Công ty Cổ phần Tập đoàn Quốc tế ECOM

Tóm tắt

Trong quá trình chuyển đổi từ mô hình sản xuất dựa nhiều vào đầu vào hóa học sang nền nông nghiệp hiệu quả tài nguyên và thân thiện với môi trường, nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp đang trở thành một hướng tiếp cận được quan tâm trên phạm vi quốc tế. Nhóm giải pháp này bao gồm phân bón vi sinh, chế phẩm chứa vi sinh vật có ích, chất kích thích sinh học (biostimulants), vi sinh vật đối kháng và các tác nhân sinh học hỗ trợ quản lý dinh dưỡng, đất và sức khỏe cây trồng.

Các nghiên cứu gần đây cho thấy vi sinh vật có lợi như nhóm vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng (PGPR), nấm cộng sinh rễ (AMF) và một số nhóm nấm, vi khuẩn có chức năng đối kháng có thể tác động đến khả năng hấp thu dinh dưỡng, hoạt động sinh học của đất và khả năng chống chịu của cây trước các điều kiện bất lợi. Tuy nhiên, hiệu quả không mang tính cố định mà phụ thuộc vào cây trồng, đất, khí hậu, chủng vi sinh, công thức sản phẩm và phương pháp sử dụng. Một tổng quan hệ thống năm 2026 tổng hợp 280 nghiên cứu tại 68 quốc gia cũng chỉ ra tính phụ thuộc bối cảnh này.

Từ thực tiễn sản xuất các cây trồng chủ lực của Việt Nam như sầu riêng, cà phê, hồ tiêu và lúa, việc phát triển nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp cần được tiếp cận theo hướng có dữ liệu, có kiểm chứng đồng ruộng và gắn với yêu cầu chất lượng của thị trường xuất khẩu.

Từ khóa: sản phẩm sinh học, vi sinh nông nghiệp, chế phẩm vi sinh, canh tác bền vững, sức khỏe đất, nông nghiệp xuất khẩu, sầu riêng, cà phê, hồ tiêu, lúa.

1. Bối cảnh và sự cần thiết của nghiên cứu sản phẩm sinh học

Đất nông nghiệp không chỉ là giá thể cung cấp dinh dưỡng cho cây mà còn là một hệ sinh thái chứa vi khuẩn, nấm, động vật đất, chất hữu cơ và nhiều quá trình sinh hóa liên tục diễn ra. Vì vậy, năng suất cây trồng không thể chỉ được đánh giá thông qua lượng phân bón đưa vào mà cần xem xét cả khả năng chuyển hóa và sử dụng dinh dưỡng của hệ đất – cây – vi sinh vật.

Tại khu vực Mekong và Đông Nam Á, các nghiên cứu đã ghi nhận những vấn đề liên quan đến suy giảm sức khỏe đất và tác động môi trường khi sản xuất phụ thuộc quá mức vào đầu vào hóa học; đồng thời cho thấy tiềm năng của phân bón sinh học và vi sinh vật có ích trong việc cải thiện dinh dưỡng cây trồng và sức khỏe đất.

Đối với Việt Nam, yêu cầu này càng trở nên rõ nét khi các nhóm nông sản như cà phê, hồ tiêu, gạo và trái cây nhiệt đới ngày càng tham gia sâu vào chuỗi cung ứng quốc tế. Năm 2024, nhóm cà phê, chè, ca cao và gia vị chiếm khoảng 61,9% giá trị nhập khẩu nông sản – thực phẩm của EU từ Việt Nam, trong khi nhóm trái cây và hạt chiếm 22,3%.

Điều đó đặt ra một câu hỏi quan trọng: làm thế nào để tăng hiệu quả sản xuất nhưng đồng thời kiểm soát dư lượng, bảo vệ đất, giảm rủi ro môi trường và tạo ra dữ liệu đủ tin cậy cho chuỗi xuất khẩu?

Đây là cơ sở để thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp theo hướng không chỉ thay thế một phần đầu vào hóa học mà còn xây dựng hệ thống quản lý sinh học tổng thể.

2. Cơ sở khoa học của sản phẩm sinh học và vi sinh vật có ích

Sản phẩm sinh học trong nông nghiệp là một khái niệm rộng. Trong đó, nhóm sản phẩm vi sinh thường chứa các chủng vi khuẩn hoặc nấm được tuyển chọn, nuôi sinh khối và đưa vào đất, vùng rễ, hạt giống hoặc các bộ phận khác của cây nhằm tạo ra chức năng sinh học cụ thể.

Một số nhóm thường được nghiên cứu gồm:

• PGPR: vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy sinh trưởng cây.
• AMF: nấm cộng sinh với rễ, hỗ trợ khai thác dinh dưỡng và nước.
• Bacillus, Pseudomonas và một số nhóm vi khuẩn khác: được nghiên cứu về khả năng kích thích sinh trưởng, cạnh tranh sinh thái hoặc hỗ trợ cây chống chịu.
• Trichoderma và các nhóm nấm có ích: được nghiên cứu trong quản lý hệ vi sinh vùng rễ và tương tác đối kháng.
• Vi sinh vật cố định đạm, hòa tan lân hoặc huy động dinh dưỡng: hỗ trợ chuyển đổi một số dạng dinh dưỡng khó sử dụng thành dạng cây có thể hấp thu.

Cơ chế hoạt động có thể bao gồm sản sinh chất kích thích sinh trưởng, cải thiện khả năng huy động dinh dưỡng, cạnh tranh với vi sinh vật bất lợi, kích hoạt một số phản ứng phòng vệ của cây và tác động đến cấu trúc, hoạt tính sinh học của vùng rễ.

Một tổng quan năm 2025 cũng phân loại các chất kích thích sinh học thành nhóm có nguồn gốc vi sinh và không phải vi sinh, đồng thời ghi nhận vai trò tiềm năng của chúng trong hấp thu dinh dưỡng, đáp ứng stress và sức khỏe đất.

Tuy nhiên, cần tránh cách tiếp cận coi một chủng vi sinh là “giải pháp chung” cho mọi loại đất và cây trồng. Nghiên cứu tổng hợp trên 280 công bố cho thấy hiệu quả của chế phẩm vi sinh thay đổi theo loại vi sinh vật, nhóm cây chủ và điều kiện canh tác; phản ứng tích cực cũng có xu hướng khác nhau giữa cây thân thảo và cây lâu năm.

3. Định hướng nghiên cứu và ứng dụng trên các cây trồng chủ lực

3.1. Sầu riêng: ưu tiên hệ rễ, đất và quản lý sinh học

Sầu riêng là cây lâu năm có hệ thống rễ hoạt động mạnh trong tầng đất mặt và chịu ảnh hưởng lớn bởi chế độ nước, độ thoáng khí và trạng thái hữu cơ của đất.

Vì vậy, nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp đối với sầu riêng nên tập trung trước hết vào vùng rễ thay vì chỉ hướng đến mục tiêu “kích đọt” hoặc tăng sinh khối.

Các hướng nghiên cứu có thể bao gồm:

1. Tuyển chọn nhóm vi sinh vật thích nghi với đất trồng sầu riêng.
2. Đánh giá khả năng hình thành quần thể vi sinh ổn định tại vùng rễ.
3. Kết hợp vi sinh vật với quản lý hữu cơ và thoát nước.
4. Theo dõi các chỉ tiêu về sinh trưởng rễ, dinh dưỡng và sức khỏe đất.
5. Đánh giá hiệu quả qua nhiều vụ thay vì chỉ dựa trên phản ứng ngắn hạn của cây.

Đặc biệt, trong điều kiện mưa lớn hoặc đất thoát nước kém, việc sử dụng chế phẩm sinh học không thể thay thế các biện pháp quản lý nước, thiết kế mô, rãnh thoát nước và cải thiện cấu trúc đất.

3.2. Cà phê và hồ tiêu: phục hồi sức khỏe đất và hiệu quả dinh dưỡng

Đối với cà phê và hồ tiêu, vùng rễ là trung tâm của nhiều quá trình liên quan đến dinh dưỡng, hữu cơ và tương tác vi sinh vật.

Các hướng nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp có thể tập trung vào việc sử dụng nhóm vi sinh vật có khả năng huy động dinh dưỡng, phân giải chất hữu cơ hoặc hỗ trợ cân bằng hệ sinh thái vùng rễ.

Một hướng quan trọng là không đánh giá chế phẩm vi sinh độc lập mà đặt trong mô hình quản lý dinh dưỡng tổng hợp: phân tích đất → xác định nhu cầu dinh dưỡng → quản lý hữu cơ → sử dụng phân khoáng hợp lý → bổ sung vi sinh vật phù hợp → theo dõi phản ứng của cây và đất.

Cách tiếp cận này phù hợp với xu hướng phát triển nông nghiệp bền vững, trong đó hiệu quả đầu vào và sức khỏe đất được xem xét đồng thời.

3.3. Lúa: kết hợp vi sinh với quản lý dinh dưỡng và dịch hại

Với cây lúa, lợi thế của sản phẩm vi sinh nằm ở khả năng tích hợp với các chương trình quản lý dinh dưỡng và quản lý dịch hại tổng hợp.

Các nhóm vi sinh vật cố định đạm, hòa tan lân hoặc hỗ trợ phân giải chất hữu cơ có thể được nghiên cứu trong những điều kiện đất và chế độ nước khác nhau.

Tuy nhiên, hiệu quả cần được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu cụ thể như sinh trưởng, hiệu suất sử dụng dinh dưỡng, sinh khối, năng suất, chất lượng hạt và biến động hệ vi sinh đất. Không nên sử dụng một chỉ tiêu duy nhất như năng suất để kết luận về hiệu quả sinh học của sản phẩm.

4. Từ sản phẩm sinh học đến mô hình canh tác bền vững

Một trong những hướng phát triển quan trọng của nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp là chuyển từ tư duy “sản phẩm thay thế” sang “hệ thống quản lý”.

Điều này có nghĩa sản phẩm vi sinh không nhất thiết phải được xem như phương án thay thế hoàn toàn phân bón hóa học hoặc thuốc bảo vệ thực vật. Thay vào đó, vi sinh vật có thể trở thành một thành phần trong hệ thống quản lý đất, dinh dưỡng và sức khỏe cây trồng.

Một quy trình nghiên cứu có thể gồm:

Phân tích đất và nước → xác định vấn đề → lựa chọn nhóm vi sinh phù hợp → thử nghiệm quy mô nhỏ → đánh giá chỉ tiêu sinh học và nông học → thử nghiệm đồng ruộng → đánh giá hiệu quả kinh tế → chuẩn hóa quy trình sử dụng.

Đây cũng là điểm cần đặc biệt lưu ý khi thương mại hóa sản phẩm sinh học. Một tổng quan khoa học năm 2026 chỉ ra rằng những trở ngại lớn đối với việc mở rộng ứng dụng biostimulant gồm tiêu chuẩn hóa sản phẩm, sự không đồng nhất về hiệu quả ngoài đồng ruộng, khung pháp lý và quá trình thương mại hóa.

5. Sản phẩm sinh học và yêu cầu của nông nghiệp định hướng xuất khẩu

Đối với nông sản xuất khẩu, câu chuyện không dừng ở năng suất. Một sản phẩm đạt yêu cầu thị trường cần đồng thời quan tâm đến dư lượng, an toàn thực phẩm, truy xuất nguồn gốc, quy trình canh tác và tính ổn định của chất lượng.

Chẳng hạn, EU quy định mức dư lượng tối đa (MRL) đối với thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm và yêu cầu các nhà kinh doanh chịu trách nhiệm bảo đảm sản phẩm xuất khẩu đáp ứng các giới hạn áp dụng. Ủy ban châu Âu cũng nhấn mạnh vai trò của hướng dẫn nông dân, GAP và hệ thống truy xuất trong chuỗi cung ứng.

Vì vậy, nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp cần được gắn với quản lý dữ liệu từ đầu vụ: giống, đất, vật tư đầu vào, thời điểm sử dụng, nhật ký đồng ruộng, kết quả phân tích và thông tin thu hoạch.

Đây cũng là hướng đang được thúc đẩy trong ngành cà phê Việt Nam. FAO cho biết các chương trình gần đây tập trung vào tăng cường truy xuất nguồn gốc và tính bền vững của chuỗi cà phê, nhằm đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của thị trường quốc tế.

6. Định hướng nghiên cứu của ECOM

Trong định hướng phát triển của Công ty Cổ phần Tập đoàn Quốc tế ECOM, nghiên cứu sản phẩm sinh học cần được tiếp cận theo hướng lấy dữ liệu và hiệu quả thực tế làm cơ sở.

Trọng tâm không chỉ là phát triển một sản phẩm có chứa vi sinh vật mà là nghiên cứu mối quan hệ giữa chủng vi sinh – nền đất – cây trồng – điều kiện khí hậu – phương pháp sử dụng – hiệu quả kinh tế.

Các hướng nghiên cứu có thể tập trung vào:

• Tuyển chọn và đánh giá các chủng vi sinh vật có chức năng phù hợp với từng nhóm cây trồng.
• Xây dựng quy trình ứng dụng riêng cho cây lâu năm và cây ngắn ngày.
• Đánh giá sự ổn định của vi sinh vật trong điều kiện sản xuất thực tế.
• Theo dõi sức khỏe đất và vùng rễ trong dài hạn.
• Đánh giá khả năng giảm phụ thuộc vào một số đầu vào hóa học khi áp dụng trong hệ thống quản lý tổng hợp.
• Xây dựng dữ liệu đồng ruộng phục vụ truy xuất và đánh giá chất lượng nông sản.
• Kết nối nghiên cứu phòng thí nghiệm với khảo nghiệm thực địa trước khi mở rộng ứng dụng.

Định hướng này phù hợp với xu thế quốc tế: thay vì chỉ nghiên cứu “một chế phẩm”, trọng tâm ngày càng chuyển sang nghiên cứu hệ vi sinh vật, tương tác cây – đất – vi sinh vật và khả năng thương mại hóa có kiểm chứng.

7. Kết luận

Nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm sinh học trong canh tác nông nghiệp đang mở ra một hướng tiếp cận quan trọng đối với quá trình xây dựng nền nông nghiệp bền vững tại Việt Nam. Giá trị của công nghệ vi sinh không nằm ở việc thay thế máy móc đầu vào hóa học một cách cơ học, mà nằm ở khả năng khai thác các quá trình sinh học tự nhiên để nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên và duy trì sức khỏe hệ sinh thái nông nghiệp.

Đối với sầu riêng, cà phê, hồ tiêu, lúa và các cây trồng có giá trị xuất khẩu, nghiên cứu cần được triển khai theo đặc điểm từng cây, từng vùng đất và từng điều kiện sản xuất. Hiệu quả của chế phẩm phải được chứng minh bằng khảo nghiệm, dữ liệu đồng ruộng và các chỉ tiêu có thể đo lường.

Trong dài hạn, hướng đi có ý nghĩa không chỉ là tạo ra sản phẩm sinh học, mà là xây dựng một hệ thống canh tác trong đó vi sinh vật, dinh dưỡng, đất, nước, cây trồng, dữ liệu và truy xuất nguồn gốc được quản lý như một chỉnh thể. Đây là nền tảng để nâng cao tính bền vững của sản xuất và từng bước đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của chuỗi nông sản xuất khẩu.