Bài viết Nghiên cứu sự phân bố của vi sinh vật đất trong vùng rễ cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides) ở một số địa phương tại tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng nghiên cứu về sự phân bố vi sinh vật đất trong vùng rễ vetiver là cơ sở khoa học để giải thích khả năng thích nghi và tồn tại tốt trong mọi môi trường của cỏ vetiver, đồng thời là cơ sở dữ liệu để bổ sung thêm một vai trò thần kì của cỏ vetiver là nâng cao khả năng phục hồi và tăng độ phì của các loại đất bị thoái hóa, nghèo chất dinh dưỡng.
Võ Văn Minh, Nguyễn Xuân Hương, Đỗ Thu Hà 148 NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT ĐẤT TRONG VÙNG RỄ CỎ VETIVER (VETIVERIA ZIZANIOIDES) Ở MỘT SỐ ĐỊA PHƯƠNG TẠI TỈNH QUẢNG NAM VÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG A STUDY ON THE DISTRIBUTION OF SOIL MICROORGANISMS IN VETIVER (VETIVERIA ZIZANIOIDES) GRASS RHIZOSPHERES IN SOME LOCALITIES OF QUANG NAM PROVINCE AND DA NANG CITY Võ Văn Minh1, Nguyễn Xuân Hương2, Đỗ Thu Hà1 Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Trường THPT Nguyễn Trãi, Hội An; nguyenxuanhuongha98@gmail.com Tóm tắt - Cỏ Vetiver loại thực vật có rễ phát triển, mọc nhanh ăn sâu, bám lòng đất Bộ rễ lớn dài điều kiện thuận lợi cho hoạt động hệ vi sinh vật đất Chính hệ vi sinh vật giúp cho trình phân giải hấp thụ chất hữu cơ, nitơ, phốt pho, kim loại nặng đất diễn mạnh mẽ Vì nghiên cứu phân bố vi sinh đất vùng rễ vetiver sở khoa học để giải thích cỏ vetiver sinh trưởng phát triển tốt vùng đất khắc nghiệt Kết từ 27 mẫu đất lấy xã Phú Thọ, thị trấn Ái Nghĩa tỉnh Quảng Nam quận Liên Chiểu, núi Sơn Trà thành phố Đà Nẵng cho thấy vùng rễ vetiver vi sinh vật phân bố nhiều so với vùng gần rễ vùng xa rễ; cụ thể xã Phú Thọ (362,6 264,4 - 87,1) thị trấn Ái Nghĩa (345,7-293,6-102,1)(x103CFU/g) quận Liên Chiểu (211,1-111,3- 58,7)(x103 CFU/g) Bán đảo Sơn Trà (92,8-48,3-21)(x103 CFU/g) Abstract - Vetiver grass is a type of plant whose root system grows quickly, strongly and deeply into the soil The large and long roots facilitate the operations of soil microorganisms It is these microorganism systems that greatly facilitate the decomposition and absorbability processes of organic substances, nitrogen, phosphorus, heavy mentals, etc in the soil Therefore, researches into the distribution of soil microorganisms in the vetiver root zone serves as scientific grounds for explaining why the vetiver grass can grow fast in harsh environments The results from the analysis of 27 soil samples at Phu Tho, Ai Nghia in Quang Nam province and Son Tra, Lien Chieu in Da Nang city show that microorganisms appear more densely on the vetiver root than on the areas near and far from the root; for instance Phu Tho (362,6-264,4-87,1)(x103 CFU/g), Ai Nghia (345,7-293,6102,1)(x103 CFU/g), Lien Chieu (211,1-111,3-58,7)(x103 CFU/g) and Son Tra (92,8-48,3-21)(x103 CFU/g) Từ khóa - phân bố; vi sinh vật đất; rễ vetiver; vùng rễ; tính chất đất Key words - diversity; soil microorganisms; vetiver root; root area; soil property Đặt vấn đề Cỏ vetiver loại thực vật thần kì sinh trưởng phát triển tốt môi trường bất lợi, nghèo chất dinh dưỡng, chí nhiễm trầm trọng Bộ rễ cỏ lớn dài, mọc nhanh bám sâu vào lòng đất điều kiện thuận lợi cho hệ vi sinh vật đất hoạt động mạnh [4] Đây nguyên nhân giúp cho cỏ vetiver sinh trưởng phát triển tốt môi trường Tuy nhiên nghiên cứu cỏ vetiver tập trung vào khả hấp thụ kim loại nặng, chống xói mịn chưa có nhiều nghiên cứu phân bố hệ vi sinh vật đất vùng rễ vetiver Vì vậy, nghiên cứu phân bố vi sinh vật đất vùng rễ vetiver sở khoa học để giải thích khả thích nghi tồn tốt môi trường cỏ vetiver, đồng thời sở liệu để bổ sung thêm vai trị thần kì cỏ vetiver nâng cao khả phục hồi tăng độ phì loại đất bị thối hóa, nghèo chất dinh dưỡng Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Các chủng vi sinh vật nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, vi khuẩn mẫu đất rễ, gần rễ xa rễ cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) lấy xã Phú Thọ, thị trấn Ái Nghĩa tỉnh Quảng Nam quận Liên Chiểu, Bán đảo Sơn Trà thành phố Đà Nẵng 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lấy mẫu đất theo thành phần giới, thời gian độ ẩm Egorov [2] Hình Bản đồ vị trí lấy mẫu Phương pháp phân lập xác định số lượng tế bào vi sinh vật Nguyễn Lân Dũng cộng [1] Nguyên tắc lấy mẫu đất nghiên cứu VSV vùng rễ, gồm vị trí: + Trên bề mặt rễ: lấy gốc cỏ vetiver trung tâm, lấy mẫu nằm bán kính từ - 1cm; + Sát rễ: lấy gốc cỏ vetiver trung tâm, lấy mẫu nằm hình vành khăn từ – cm; + Xa vùng rễ: lấy gốc cỏ vetiver trung tâm, lấy mẫu nằm hình vành khăn từ – 20 cm Nguyên tắc lấy mẫu đất trồng không trồng cỏ khu vực nghiên cứu: + Lấy mẫu đất trồng cỏ vetiver vị trí nằm cách ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 gốc cỏ khoảng từ – 20 cm; + Lấy mẫu đất không trồng cỏ vetiver vị trí nằm cách gốc cỏ khoảng cách lớn 1m Xác định tính chất đất theo tiêu chuẩn AOAC 2000 [5] Kết nghiên cứu 3.1 Sự phân bố hệ vi sinh vật đất không trồng cỏ vetiver vùng nghiên cứu Quảng Nam – Đà Nẵng Sau phân lập 12 mẫu đất không trồng cỏ lấy từ bốn địa điểm nghiên cứu thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam thu kết phân bố hệ vi sinh vật đất theo Bảng Qua Bảng ta nhận thấy: Thành phần số lượng vi sinh vật gam đất loại đất khác khác Nó phụ thuộc vào hàm lượng chất dinh dưỡng, độ ẩm độ pH đất - Thị trấn Ái Nghĩa sông Vu Gia bao bọc, nên hàng năm đến mùa lụt bồi thêm lượng phù sa đáng kể Đất thuộc loại đất thịt trung bình, trồng màu nên đất tốt, độ phì nhiêu cao, nhiều chất dinh dưỡng, độ pH thích hợp (pH=6,8), độ ẩm vừa phải (45%) nên hệ vi sinh vật hiếu khí đất phát triển mạnh so với mẫu đất khác, có trung bình: VKHKTS (58,3x105 CFU/g) ; nấm TS (34,8x105 CFU/g) ; xạ khuẩn TS (9,0x105 CFU/g) - Đất cát pha thịt nhẹ xã Phú Thọ không canh tác, pH thấp (pH=4,8), độ ẩm thấp (35%), hàm lượng chất dinh dưỡng không cao bị bỏ hoang nên hệ vi sinh vật không phát triển mạnh so với mẫu đất thị trấn Ái Nghĩa, có trung bình: VKHKTS (46,5x105 CFU/g); nấm TS (35,0x 105 CFU/g); xạ khuẩn TS (5,6x105 CFU/g) Đất cát quận Liên Chiểu đất bỏ hoang, không canh tác, cỏ dại mọc nhiều rác thải hộ dân 149 xung quanh Vì vậy, pH thấp (pH=4,2), độ ẩm thấp (20%), chất dinh dưỡng nên hệ vi sinh vật phát triển yếu, có trung bình: VKHKTS (25,7x105 CFU/g); nấm TS (29,8x105 CFU/g); xạ khuẩn TS (3,2x105 CFU/g) Đất núi vàng nâu bán đảo Sơn Trà, phát triển đá granit, nên đất có thành phần giới nhẹ, khả giữ nước Vì vậy, độ ẩm thấp (23,2%), pH thấp (pH=4,2), đất có thảm thực vật cỏ dại thưa thớt, chất dinh dưỡng nên hệ vi sinh vật phát triển yếu so với mẫu đất khác, có trung bình: VKHKTS (12,1x105 CFU/g); nấm TS (6,8x105 CFU/g); xạ khuẩn TS (2,1x105 CFU/g) 3.2 Sự phân bố hệ vi sinh vật đất trồng cỏ vetiver vùng nghiên cứu tỉnh Quảng Nam – thành phố Đà Nẵng Qua phân lập 12 mẫu đất trồng cỏ lấy từ bốn địa điểm nghiên cứu thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam thu kết phân bố hệ vi sinh vật đất theo Bảng Từ kết Bảng nhận thấy: Ở mẫu đất có trồng cỏ vetiver thành phần, số lượng vi sinh vật loại đất tăng Nó phụ thuộc vào thay đổi tích cực hàm lượng chất dinh dưỡng, độ ẩm, độ pH đất có trồng cỏ - Thị trấn Ái Nghĩa độ pH tăng từ 6,8 đến 7,1; tổng hàm lượng đạm dễ tiêu tăng từ 8,03 đến 11,52; lân dễ tiêu tăng từ 6,8 đến 8,6; Kali dễ tiêu tăng từ 5,56-6,8 Đây điều kiện thuận lợi cho sinh trưởng phát triển vi sinh vật, số lượng vi sinh vật mẫu đất tăng lên rõ rệt chiếm số lượng trung bình cao so với mẫu đất cịn lại, đó: VKHKTS (tăng từ 58,3x105 đến 240,5x105 CFU/g); nấm TS (tăng từ 34,8 đến 39,2x105 CFU/g); xạ khuẩn TS (tăng từ 9,0 đến 13,9x105 CFU/g) Bảng Thành phần số lượng vi sinh vật đất không trồng cỏ vetiver Quảng Nam - Đà Nẵng Địa điểm lấy mẫu Mật độ vi sinh vật (105CFU/g) Độ ẩm NO3NH4+ P2O5 VKHK Nấm Xạ khuẩn pH K2O (%) mg/100g đất mg/100g đất mg/100g đất TS TS TS Các tiêu lý hóa đất Loại đất Đất cát pha thịt 35 nhẹ Đất thịt trung Ái Nghĩa 45 bình Liên chiểu Đất cát 20 Sơn Trà Đất núi nâu vàng 23,2 Phú Thọ 4,8 4,45 2,15 7,01 5,83 46,5 35,0 5,6 6,8 5,0 3,03 6,8 5,56 58,3 34,8 9,0 4,2 3,5 4,0 0,3 2,02 0,4 6,37 0,8 4,04 0,48 25,7 12,1 29,8 6,8 3,2 2,1 Bảng Thành phần số lượng vi sinh vật đất trồng cỏ vetiver Quảng Nam - Đà Nẵng Mật độ vi sinh vật (105CFU/g) Loại đất Nấm Độ ẩm NO3NH4+ P2O5 VKHK Xạ khuẩn pH K2O mốc (%) mg/100g đất mg/100g đất mg/100g đất TS TS TS Đất cát pha thịt 35 6,4 6,73 3,53 8,43 6,04 199,7 54,5 10,2 nhẹ Đất thịt trung 45 7,1 7,33 4,2 8,6 6,8 240,5 39,2 13,9 bình Các tiêu lý hóa đất Địa điểm lấy mẫu Phú Thọ Ái Nghĩa Võ Văn Minh, Nguyễn Xuân Hương, Đỗ Thu Hà 150 Liên chiểu Đất cát 20 Sơn Trà Đất núi nâu vàng 23,2 5,3 4,8 5,25 1,2 - Đất cát pha thịt nhẹ xã Phú Thọ, từ không canh tác trồng cỏ vetiver, nên thay đổi rõ rệt Trong đó, độ pH tăng từ 4,8 đến 6,4, gần đạt tới ngưỡng pH thích hợp; tổng hàm lượng đạm dễ tiêu tăng từ 6,6 đến 10,26; lân dễ tiêu tăng từ 7,01 đến 8,43; Kali dễ tiêu tăng từ 5,83 đến 6,04 Vì điều kiện thích hợp mà số lượng vi sinh vật tăng nhanh, đó: VKHKTS (tăng từ 46,5x105 đến 240,5x105 CFU/g); nấm TS (tăng từ 35x105 đến 39,2x105CFU/g); xạ khuẩn TS (tăng từ 5,6 x105 đến 13,9x105 CFU/g) - Đất cát quận Liên Chiểu trồng cỏ vetiver để chống xói mịn Độ pH tăng từ 4,2 đến 5,3; tổng hàm lượng đạm dễ tiêu tăng từ 6,02 đến 9,28; lân dễ tiêu tăng từ 6,37 đến 7,4; kali dễ tiêu tăng từ 4,04 đến 5,15 Do số lượng vi sinh vật tăng lên nhiều, đó: VKHKTS (tăng từ 25,7x105 đến 71,4x105CFU/g), nấm TS (tăng từ 29,8x105 đến 30,9x105CFU/g), xạ khuẩn TS (tăng từ 3,2x105 đến 9x105 CFU/g) - Đất núi nâu vàng bán đảo Sơn Trà trồng cỏ vetiver để chống xói mịn Độ pH tăng từ 3,5 đến 4,8; tổng hàm lượng đạm dễ tiêu tăng từ 0,7 đến 2; lân dễ tiêu tăng từ 0,8 đến 2,3; kali dễ tiêu tăng từ 0,48 đến 1,4 Do vậy, số lượng vi sinh vật tăng, đó: VKHKTS (tăng từ 12,1x105 đến 30,6x105 CFU/g); nấm TS (tăng từ 6,8x105 đến 13,4x105 CFU/g); xạ khuẩn TS (tăng từ 2,1x105 đến 4,6x105 CFU/g) Như vậy, nhờ rễ vetiver giữ lại chất dinh dưỡng, hạn chế rửa trôi Đồng thời, trình sinh trưởng phát triển rễ vetiver sản sinh loại enzym, axit hữu cơ, chất kích thích sinh trưởng khác Những chất tích lũy đất tác dụng đến hoạt động hệ vi sinh vật đất Các chủng vi khuẩn, nấm xạ khuẩn phân lập từ đất có trồng cỏ vetiver thể Hình 3.3 Sự phân bố vi sinh vật rễ, vùng gần rễ xa rễ cỏ vetiver vùng nghiên cứu Quảng Nam –Đà Nẵng Tiến hành phân lập 36 mẫu đất lấy từ bốn địa điểm nghiên cứu thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam, thu kết phân bố hệ vi sinh vật đất theo Bảng Thành phần số lượng vi sinh đất rễ, gần rễ xa rễ tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng so sánh Hình Bảng Thành phần số lượng vi sinh vật rễ, vùng gần rễ xa rễ cỏ vetiver Quảng Nam - Đà Nẵng Địa điểm lấy mẫu Vi sinh vật(105 CFU/g) Trên rễ Gần rễ Xa rễ Phú Thọ 362,6 ± 0,02 264,4±0,11 87,1± 1,2 Ái Nghĩa 345,7±0,1 293,6±0,05 102,1±0,5 Liên Chiểu 211,1±0,22 111,3±1,9 58,7±2,8 Sơn Trà 92,8±0,3 48,3± 0,7 21±1,7 4,03 0,8 7,4 2,3 5,15 1,4 71,4 30,6 30,9 13,1 9,0 4,6 Hình Các chủng vi khuẩn phân lập từ đất có trồng cỏ vetiver Hình Các chủng nấm, xạ khuẩn phân lập từ đất trồng cỏ vetiver 400 300 Trên rễ 200 Gần rễ 100 Xa rễ Phú Thọ Ái Liên Nghĩa Chiểu Sơn Trà Hình Thành phần số lượng vi sinh đất rễ, gần rễ xa rễ tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng Qua Bảng Hình ta nhận thấy tất loại đất lấy từ vùng khác có số lượng vi sinh vật bề mặt rễ nhiều nhất, sau đến số lượng vi sinh vật vùng đất gần rễ số lượng vi sinh vật vùng xa rễ thấp Cụ thể sau: - Ở thị trấn Ái Nghĩa có số lượng vi sinh vật vùng rễ, gần rễ xa rễ 345 x 105CFU/g; 293,6 x 105CFU/g 102,1 x 105CFU/g - Ở xã Phú Thọ có số lượng vi sinh vật vùng rễ, gần rễ xa rễ 362x105CFU/g; ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(90).2015 5 264,4x10 CFU/g 87,1x10 CFU/g - Ở quận Liên Chiểu có số lượng vi sinh vật vùng rễ, gần rễ xa rễ 211,1x105CFU/g; 111,3x105CFU/g 58,7x105CFU/g - Ở quận Sơn Trà có số lượng vi sinh vật vùng rễ, gần rễ xa rễ 92,8x105CFU/g; 48,3x105CFU/g 21x105CFU/g Vậy, hệ rễ vetiver tiết chất hữu loại đường glucozơ, fructozơ…, loại axit amin lơxin, serin, valin…, axit hữu xitrit, vanic… vitamin chất dinh dưỡng nguồn lượng cho phát triển vi sinh vật hệ rễ [4] Và vùng trên, vùng rễ thị trấn Ái Nghĩa có số lượng vi sinh vật nhiều nhất, phân bố vi sinh vật không phụ thuộc vào dịch tiết từ rễ vetiver, mà bị ảnh hưởng đất có đầy đủ chất dinh dưỡng có kết cấu thành phần giới tốt, có độ ẩm mơi trường thích hợp [4] Đó lí phân bố vi sinh vật vùng núi Sơn Trà so với vùng cịn lại Kết luận Từ nghiên cứu trên, rút kết luận sau: 151 - Sự phân bố vi sinh vật vùng rễ cỏ vetiver nhiều so với vùng gần rễ xa rễ cỏ vetiver - Trên khu vực nghiên cứu, vùng có trồng cỏ vetiver phân bố hệ vi sinh vật nhiều so với vùng không trồng cỏ - Sự phân bố hệ vi sinh vật vùng rễ vetiver có mối quan hệ mật thiết với hàm lượng dinh dưỡng, tính chất đất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Lân Dũng cộng (1972, 1978), Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học, tập I, II, III, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [2] Egorov N.X, Thực tập vi sinh vật học, NXB Mir, Maxcơva, Nguyễn Lân Dũng dịch (1983), NXB ĐH THCN Hà Nội [3] Phạm Quốc Hưng, Nguyễn Hữu Thành, Lê Thị Kiểu, Nguyễn Viết Hiệp (2009), “ Bước đầu phân lập, tuyển chọn chủng vi sinh vật xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng”, Tạp chí Khoa học Đất, số 32/2009, trang 126- 129 [4] Nguyễn Xuân Thành, Giáo trình sinh học đất, Nhà xuất Giáo dục, 2009 [5] Dr William Horwitz, Official Methods of Analysis of AOAC International, 18th Edition, 2005, AOAC International, Suite 500, 481 North Frederick Avenue, Gaithersburg, MaryLand 20877-2417, USA (BBT nhận bài: 24/11/2014, phản biện xong: 04/03/2015) ... vetiver vùng nghiên cứu tỉnh Quảng Nam – thành phố Đà Nẵng Qua phân lập 12 mẫu đất trồng cỏ lấy từ bốn địa điểm nghiên cứu thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam thu kết phân bố hệ vi sinh vật đất theo... nghiên cứu thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam, thu kết phân bố hệ vi sinh vật đất theo Bảng Thành phần số lượng vi sinh đất rễ, gần rễ xa rễ tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng so sánh Hình Bảng Thành. .. Kết nghiên cứu 3.1 Sự phân bố hệ vi sinh vật đất không trồng cỏ vetiver vùng nghiên cứu Quảng Nam – Đà Nẵng Sau phân lập 12 mẫu đất không trồng cỏ lấy từ bốn địa điểm nghiên cứu thành phố Đà Nẵng