Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Phân hữu cơ - vật liệu hữu cơ được thêm vào đất để giúp cây phát triển, được những người làm vườn sử dụng rộng rãi vì nó giúp cải thiện sức khỏe của đất và giảm lượng rác hữu cơ trong các bãi chôn lấp. Mặc dù, một số nghiên cứu đã xem xét các loại phân hữu cơ thương mại, nhưng rất ít nghiên cứu điều tra các mẫu phân hữu cơ ủ tại vườn nhà. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã so sánh số lượng mầm bệnh trong cả hai loại phân hữu cơ này.

Yuqing Mao, một nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm Nguyen cho biết: "Sự khác biệt chính giữa phân hữu cơ ủ tại vườn nhà và phân hữu cơ thương mại là thành phần. Phân hữu cơ ủ tại vườn nhà được làm từ các vật liệu có nguồn gốc thực vật như phế liệu rau và bã cà phê vì các hướng dẫn trực tuyến đã có giới thiệu. Ngoài ra, cũng có các vật liệu có nguồn gốc động vật khó ủ hơn. Mặt khác, nhiều loại phân hữu cơ thương mại được làm từ phân ở các nông trại."

Bất kể từ nguồn vật liệu nào, quá trình ủ phân thường không phải lúc nào cũng loại bỏ được mầm bệnh vì nó bao gồm nhiều giai đoạn nhiệt độ cao. Mao cho biết: “Có thể có một số mầm bệnh vẫn tồn tại, do chúng có khả năng chịu nhiệt hoặc chúng được đưa vào ở giai đoạn sau”.

Các nhà nghiên cứu đã thu thập các mẫu phân hữu cơ ủ tại vườn nhà từ hai người làm vườn tại Urbana-Champaign và sử dụng sáu loại phân hữu cơ thương mại được mua từ siêu thị. Họ cũng sử dụng hai mẫu đối chứng: đất chưa bao giờ được xử lý bằng phân hữu cơ và phân hữu cơ chưa trưởng thành, chưa qua xử lý ở nhiệt độ cao. Họ đã trích xuất các mẫu DNA và sử dụng qPCR để xác định và đo lường sự phong phú của các gen cụ thể.

Mao cho biết: “Chúng tôi đã xem xét các mầm bệnh trong không khí và thực phẩm. Mọi người thường quan tâm đến mầm bệnh hơn vì họ sử dụng phân hữu cơ để trồng rau”. Các nhà nghiên cứu đã xem xét các mầm bệnh trong thực phẩm như Escherichia coli, Salmonella enterica và các tác nhân gây bệnh trong không khí Mycobacterium spp., Legionella pneumophila và Pseudomonas aeruginosa. Vì vi khuẩn có chuỗi DNA rất dài, nên nghiên cứu tập trung vào các dấu hiệu di truyền - những gen mà chỉ có ở mỗi sinh vật.

Mao cũng cho biết: “Chúng tôi không tìm thấy bất kỳ vi khuẩn Salmonella nào trong các mẫu kiểm và E. coli thì chỉ hiện diện trong mẫu phân hữu cơ chưa trưởng thành, có nghĩa là nếu phân hữu cơ được làm đúng cách, chúng sẽ không bị nhiễm mầm bệnh từ thực phẩm”. "Mặt khác, chúng tôi phát hiện thấy L.neumophilia có trong bốn mẫu thương mại nhưng không có trong các mẫu khác. Hai mầm bệnh khác trong không khí được tìm thấy ở cả mẫu phân hữu cơ ủ tại vườn nhà và các mẫu phân hữu cơ thương mại."

Đáng tiếc là phương pháp qPCR không thể phân biệt giữa mầm bệnh sống và chết. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng họ có thể cải thiện phương pháp chỉ phát hiện các tế bào sống sót để có thể đánh giá tốt hơn mối đe dọa đối với con người. Ngoài ra, họ muốn nghiên cứu thêm các mẫu khác để xác thực kết luận của mình.

Nhóm cũng xem xét số lượng gen kháng kháng sinh trên các mẫu. Các cộng đồng vi khuẩn có tần số các gen này cao hơn sẽ có nhiều khả năng lây lan hơn, dẫn đến một vấn đề nguy hiểm. Mao cho biết: “Nhìn chung, các mẫu phân hữu cơ chưa trưởng thành có lượng gen kháng kháng sinh dồi dào nhất, cho thấy nhiệt độ cao trong quá trình ủ phân có thể làm suy giảm một số gen này.”

Không rõ bằng cách nào mà các mầm bệnh trong không khí có thể xâm nhập vào các mẫu phân hữu cơ. Các nhà nghiên cứu hiện đang cố gắng hiểu rõ hơn về nguồn ô nhiễm để có thể giúp bảo vệ những người làm vườn. Helen Nguyen (IGOH), Giáo sư Ivan Racheff về Kỹ thuật Môi trường và Dân dụng cho biết: “Chúng tôi cũng muốn xem điều kiện ủ phân hữu hiệu nhất để loại bỏ các mầm bệnh này và các gen kháng thuốc kháng sinh.”

Mao đã chuẩn bị một quy trình hướng dẫn cho những người làm vườn quan tâm đến việc sử dụng phương pháp ủ phân động vật, mọi người có thể tham khảo tại đây.

Bài báo "Định lượng mầm bệnh và gen kháng kháng sinh trong phân hữu cơ thương mại và vườn sau" đã được công bố trên tạp chí Science of The Total Environment. Neslihan Akdeniz, trợ lý giáo sư về kỹ thuật nông nghiệp và sinh học, là đồng tác giả của bài báo, đã ứng dụng kiến thức chuyên môn của mình trong việc ủ phân gia súc.

Công trình được tài trợ bởi Viện Năng lượng và Môi trường tại Đại học Illinois Urbana-Champaign, Viện Nông nghiệp và Thực phẩm Quốc gia, Cơ quan Bảo vệ Môi trường và Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ.

Theo: Yuqing Mao, Neslihan Akdeniz, Thanh H. Nguyen. Quantification of pathogens and antibiotic resistance genes in backyard and commercial composts. Science of The Total Environment, 2021; 797: 149197 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.149197