Điều tra vi sinh vật trong đất nông nghiệp và nước tưới ở một số xã thuộc tỉnh Hưng Yên45067

ĐIỀU TRA VI SINH VẬT TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÀ NƢỚC TƢỚI Ở MỘT SỐ XÃ THUỘC TỈNH HƢNG YÊN Chu Thị Thu Hà(1), Lê Thị Minh Thành(2) Hà Thị Quyến(3) (1) Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam (2) Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam (3) Trường Đại học Cơng nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội TĨM TẮT Vi sinh vật ất ấu hiệu ánh giá chất lượng ất nông nghiệp m u ất trồng loại khác ược thu từ ruộng m u nư c tư i ược thu từ nguồn nư c khu vực ồng ruộng xã, thuộc huyện Khoái Châu Yên Mỹ tỉnh Hưng Yên, ược phân tích ánh giá a ạng số nh m vi sinh vật Kết cho thấy, số lượng vi sinh vật ạt giá trị cao m u ất nư c sau: vi sinh vật hiếu khí t ng số: x CFU/g 2,7x106 CFU ml; vi khuẩn cố ịnh ạm sống tự Azotobacter: 4,2x103 CFU/g 4x101 CFU g; vi khuẩn cố ịnh ạm sống hội sinh Azospirillum: ,5x CFU/g 1,9x101 CFU ml; vi sinh vật phân giải phôtphat: 4,2x105 CFU/g 8,3x101 CFU ml; vi khuẩn phân giải x nlulô: ,4x CFU/g 7,8x102 CFU/ml, xạ khuẩn phân giải x nlulô: , x CFU/g 6,7x101 CFU/ml, vi nấm phân giải xenlulô: 2,4x104 CFU/g 5,6x101 CFU ml Mật ộ vi sinh vật thấp cho thấy, chất lượng ất trồng ây ang ị giảm sút Vì vậy, cần hạn chế sử ụng phân n thuốc trừ sâu h a học, ồng thời trọng ến iện pháp canh tác hữu cơ, nhằm gia tăng quần th vi sinh vật tự nhiên c lợi ất, từ cải thiện chất lượng ất trồng Từ khóa: Vi sinh vật đất, vi khuẩn cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật phân giải xenlulô ĐẶT VẤN ĐỀ Vi sinh vật đất trồng giúp cải thiện cấu trúc đất thông qua việc phân giải c c chất hữu nhƣ xenlulô, protein… thành c c mùn hữu Chất mùn c c chất tiết qu trình sống chúng liên kết c c hạt đất với nhau, tạo nên cấu trúc đất, làm cho đất trở nên phì nhiêu, kết cấu đất đƣợc cải thiện Vi sinh vật phân giải chất hữu phân ón thành dạng kho ng chuyển hóa dạng vơ khó tiêu thành dạng dễ tiêu để trồng dễ hấp thụ Chúng có khả cố định nitơ khơng khí, chuyển hóa đạm thành dạng NH4+ NO3, giải phóng c c chất kho ng ị giữ chặt đất nhƣ lƣu huỳnh, sắt, kali… để dễ hấp thu Ngồi ra, vi sinh vật vùng rễ cịn sử dụng chất tiết làm chất dinh dƣỡng, đồng thời cung cấp chất dinh dƣỡng cho thông qua qu trình hoạt động phân giải chúng, tiết c c vitamin c c chất kích thích sinh trƣởng có lợi trồng (Jaco y et al., 2017) Ngày nay, việc lạm dụng phân ón, thuốc ảo vệ thực vật hóa học khơng làm thối hóa đất, mà cịn làm ảnh hƣởng khơng tốt tới tập đồn vi sinh vật đất Khi phân hóa học đƣợc sử dụng liên tục, tạo lƣợng axit lớn, ph hủy c c chất mùn hữu phì nhiêu Bề mặt đất canh t c lớp keo mùn hữu cơ, tạo thành lớp rắn, không thấm nƣớc, nên làm cho nƣớc mƣa nƣớc tƣới không thấm đƣợc xuống đất Lớp đất rắn ngăn cản tho t nƣớc phần nƣớc ên dƣới đất, đó, lớp đất phía dƣới thiếu khí, dần trở nên có tính axit Trong lớp đất này, mật độ vi sinh vật giảm ị chết, n�ội hẳn (4,2 x105 CFU/g), đó, c c m u đất kh c thấp nhiều, dao động khoảng 2,0x104 đến 3,4x104 CFU/g Bên cạnh đó, số lƣợng nhóm vi khuẩn c c m u nƣớc hầu nhƣ khơng đ ng kể Phân tích thống kê cho iết độ lệch chuẩn SD ≤ 0,27x104 p ≤ 5,3x10-5 3.4 Điều tra nhóm vi sinh vật phân giải xenlulơ Xenlulô chất hữu không tan nƣớc, ền vững, nhƣng ị thủy phân dễ dàng ởi enzim xenlulaza vi sinh vật VSV tiết Hệ vi sinh vật phân hủy xenlulô phong phú đa dạng, ao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn vi nấm (Juturu and Wu, 2014) 362 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững C c chủng vi sinh vật phân giải xenlulô đƣợc x c định ằng c ch có khả tạo vịng phân giải CMC suốt quanh khuẩn lạc, vùng xenlulô (tức chất CMC) chƣa ị phân giải có màu đỏ tƣơi ổ sung thuốc thử đỏ congo 1% vào đĩa nuôi cấy Bảng Số lượng vi sinh vật phân giải x nlulô m u ất nư c M u ất Số lượng vi khuẩn (CFU/g) Số lượng xạ khuẩn (CFU/g) Số lượng vi nấm (CFU/g) Số lượng vi khuẩn (CFU/g) Số lượng xạ khuẩn (CFU/g) Số lượng vi nấm (CFU/g) LGP 1,8x106 3,4x104 1,4x104 GGP 2,3x102 6,7x101 4,4x101 DGP 1,7x106 3,1x104 1,3x104 MGP 3,6x102 5,6x101 4,4x101 LNL1 1,5x106 4,5x104 2,0x104 LNL2 1,6x106 4,4x104 2,2x104 MNL 3,3x102 7,5x101 4,2x101 DTuD 3,4x106 3,2x105 2,4x104 GTuD 1,2x102 5,6x101 5,6x101 RTuD 2,3x106 3,5x104 1,5x104 MTuD 5,6x102 5,6x101 3,3x101 RTaD1 2,0x106 6,5x104 1,2x104 4 MTaD 7,8x102 3,5x101 3,4x101 RTaD2 2,0x10 6,3x10 1,1x10 M u nư c Ghi chú: 0,2x10 ≤ SD ≤ 0,27x10 ; 2x10-16 ≤ p ≤ 4,76x10-1 Vi khuẩn, xạ khuẩn vi nấm có khả phân giải xenlulơ có số lƣợng cao m u đất trồng dƣợc liệu Tứ Dân, với c c gi trị lần lƣợt 3,4x106 CFU/g, 3,2x105 CFU/g 2,4x104 CFU/g (Bảng 3.5) Trong đó, số lƣợng vi khuẩn cao số lƣợng xạ khuẩn vi nấm kh nhiều Số lƣợng vi khuẩn phân giải xenlulơ c c m u đất cịn lại x tƣơng đƣơng nhau, cụ thể: m u đất x Giai Phạm nằm khoảng 1,7-1,8x106 CFU/g; m u đất x Ngọc Long khoảng 1,5-1,6x106 CFU/g; m u đất x Tân Dân khoảng 2,0x106 CFU/g Tƣơng tự nhƣ vậy, số xạ khuẩn hay vi nấm c c m u đất x (ngoại trừ x Tứ Dân) tƣơng đƣơng (a) (b) Hình 3.2 Khuẩn lạc vi sinh vật phân giải lân (a) vi sinh vật phân giải x nlulô (b) Điều đ ng ý số lƣợng vi khuẩn, xạ khuẩn vi nấm phân giải xenlulô m u đất trồng dƣợc liệu cao nhiều m u đất trồng rau màu x Tứ Dân Phân tích thống kê cho thấy, độ lệch chuẩn trị số p nằm khoảng 0,2x101 ≤ SD ≤ 0,27x106 2x10-16 ≤ p ≤ 4,76x10-1 Qua qu trình phân lập điều tra số lƣợng vi sinh vật có c c m u đất trồng nƣớc tƣới, chúng tơi khơng thấy có mặt c c loài vi sinh vật gây số ệnh phổ iến cho trồng Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững | 363 T LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Qua điều tra c c m u đất trồng lúa, dƣợc liệu, rau màu c c m u nƣớc tƣới số x tỉnh Hƣng Yên cho thấy, c c nhóm vi sinh vật hiếu khí, vi khuẩn cố định đạm tự do, cố định đạm hội sinh, vi sinh vật phân giải phôtphat khó tan vi sinh vật phân giải xenlulơ tồn với số lƣợng kh Ngun nhân việc sử dụng phân ón, thuốc trừ sâu hóa học đ diễn thời gian dài, nên ảnh hƣởng lớn đến quần thể vi sinh vật tự nhiên đất Vì vậy, cần phải khuyến c o ngƣời dân trọng đến hƣớng canh t c hữu cơ, để cải thiện chất lƣợng đất trồng, tr nh cho đất ngày rơi vào tình trạng tho i hóa, trơ lì, nghèo dinh dƣỡng Lời cảm ơn Cơng trình đƣợc hỗ trợ kinh phí ởi đề tài “Nghiên cứu hồn thiện quy trình kỹ thuật trồng, phƣơng ph p sơ chế ảo quản Đƣơng quy Ngƣu tất tỉnh Hƣng Yên” Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Hƣng Yên đề tài “Tuyển chọn c c chủng vi sinh vật có khả làm phân ón vi sinh” Trƣờng Đại học Cơng nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội TÀI LIỆU THAM HẢO Baliah T., G Pandiarajan and B.M Kumar, 2016 Isolation, identification and characterization of phosphate solubilizing bacteria from different crop soils of Srivilliputtur Taluk, Virudhunagar District, Tamil Nadu Tropical Ecology, 57(3): pp 465-474 Dave A and H.H Patel, 2003 Impact of different carbon and nitrogen sources on phosphate solubilization by Pseudomonas fluorescens Indian J of Microbiology, 43: pp 33-36 Nguyễn Tú Điệp, Cao Kỳ Sơn Đinh Hồng Duyên, 2018 Hiện trạng hệ vi sinh vật phân giải lân số loại đất phù sa trồng lúa nƣớc vùng Đồng ằng sơng Hồng Tạp chí Khoa học Trƣờng Đại học Cần Thơ, 54(7B): tr 79-85 Franchini J.C., C.C Crispino, R.A Souza, E Torres and M Hungria, 2007 Microbiological parameters as indicators of soil quality under various soil management and crop rotation systems in southern Brazil Soil & Tillage Research, 92: pp 18-29 Phan Quốc Hƣng Hoàng Quốc Việt, 2017 Đ nh gi số tính chất đất phục vụ sản xuất rau an tồn huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam, 15(6): tr 808-816 Jacoby R., M Peukert, A Succurro, A Koprivova and S Kopriva, 2017 The role of soil microorganisms in plant mineral nutrition-current knowledge and future directions Frontiers in Plant Science, 8(1617) DOI:10.3389/fpls.2017.01617 Juturu V and J.C Wu, 2014 Microbial cellulases: Engineering, production and applications” Renew and Sustain Energy Rev., 33: pp 188-203 Kizilkaya R., 2009 Nitrogen fixation capacity of Azotobacter spp strains isolated from soils in different ecosystems and relationship between them and the microbiological properties of soil J Environ Biol., 30(1): pp 73-82 Phạm Thị Ngọc Lan, Nguyễn Thị Việt Lê Thị Hoa Sen, 2017 Phân lập tuyển chọn vi khuẩn cố định nitrogen từ đất chuyên canh rau tỉnh Thừa Thiên Huế Hội nghị khoa học toàn quốc Sinh th i tài nguyên sinh vật lần thứ Hà Nội, tháng 10/2017 Viện Sinh th i Tài nguyên sinh vật, Hà Nội: tr 1296-1303 364 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững 10 Li Y., F Fang, J Wei, X Wu, R Cui, G Li, F Zheng and D Tan, 2019 Humic acid fertilizer improved soil properties and soil microbial diversity of continuous cropping Peanut: A three-year experiment Scientific reports, Volume 9, Article number 12014 11 Ojo O.I., B.L Olajire-Ajayi, O.V Dada and O.M Wahab, 2015 Effects of fertilizers on soil‟s micro ial growth and populations: A review American Journal of Engineering Research, 4(7): pp 52-61 e-ISSN: 2320-0847 p-ISSN: 2320-0936 12 Nguyễn Xuân Thành, 2007 Gi o trình Sinh học đất NXB Gi o dục, Hà Nội: 271 tr 13 Lê Thị Hƣơng Xuân Phạm Thị Ngọc Lan, 2005 Tìm hiểu vi khuẩn cố định nitơ sống tự đất canh t c ạc màu Thừa Thiên Huế B o c o khoa học Hội thảo toàn quốc Đa dạng sinh học Việt Nam Hà Nội: tr 120-125 Abstract MICROBIOLOGY IN AGRICULTURAL SOIL AND IRRIGATION WATER SAMPLES OF SOME COMMUNES IN HUNG YEN PROVINCE Chu Thi Thu Ha(1), Le Thi Minh Thanh(2) and Ha Thi Quyen(3) (1) Institute of Ecology and Biological Resources (2) Institute of Biotechnology (3) University of Engineering and Technology Soil microorganisms are an indicator of agricultural soil quality Forty cultivating soil samples and twenty irrigation water samples collected from communes of two districts of Hung Yen province were analyzed for the diversity of microbial groups The results showed that the highest number of microorganisms in the soil and water samples were as follows: total aerobic microorganisms: 1x107 CFU/g and 2.7x106 CFU/ml; free-living nitrogen fixing bacteria Azotobacter: 4.2x103 CFU/g and 4x101 CFU/g; symbiotic-living nitrogen-fixing bacteria Azospirillum: 2.5x102 CFU/g and 1.9x101 CFU/ml; phosphatedegrading microorganisms: 4.2x105 CFU/g and 8.3x101 CFU/ml; cellulose-degrading bacteria: 3.4x106 CFU/g and 7.8x102 CFU/ml, cellulose-degrading actinomycetes: 3.2x105 CFU/g and 6.7x101 CFU/ml, cellulose-degrading fungi: 2.4x104CFU/g and 5.6x101 CFU/ml With a very low microorganism density, the quality of these cultivating soils is decreasing Therefore, it is necessary to limit using of chemical fertilizers and pesticides and focus on organic farming methods to increase the population of beneficial natural microorganisms in the agricultural soil, thereby improving the quality of soil for cutivating crops Keywords: Soil microorganisms, nitrogen-fixing bacteria, phosphate-degrading microorganisms, cellulose-degrading microorganisms Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững | 365 ... hay vi nấm c c m u đất x (ngoại trừ x Tứ Dân) tƣơng đƣơng (a) (b) Hình 3.2 Khuẩn lạc vi sinh vật phân giải lân (a) vi sinh vật phân giải x nlulô (b) Điều đ ng ý số lƣợng vi khuẩn, xạ khuẩn vi. .. Qua điều tra c c m u đất trồng lúa, dƣợc liệu, rau màu c c m u nƣớc tƣới số x tỉnh Hƣng Yên cho thấy, c c nhóm vi sinh vật hiếu khí, vi khuẩn cố định đạm tự do, cố định đạm hội sinh, vi sinh vật... lượng vi sinh vật phân giải x nlulô m u ất nư c M u ất Số lượng vi khuẩn (CFU/g) Số lượng xạ khuẩn (CFU/g) Số lượng vi nấm (CFU/g) Số lượng vi khuẩn (CFU/g) Số lượng xạ khuẩn (CFU/g) Số lượng vi