Luận án phân lập, tuyển chọn và định danh vi khuẩn liên kết với thực vật (plant associated bacteria) ở lúa, khoai trồng trên đất phèn vùng đồng bằng sông cửu long

LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn đến Em Lâm Tiên Nga, em Nguyễn Như Thanh, em Trần Lê Kim Trí, em Lê Thị Thúy Loan, em Nguyễn Thị Xuân Mỵ anh Trần Văn Bé Năm nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực luận án Q Thầy, Cơ Anh, Chị, Em Bộ môn Khoa học đất - Khoa Nông nghiệp nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm thực tiễn quý báu quan tâm, hỗ trợ tơi việc hồn thành luận án Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Ban Chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp, Khoa Sau Đại học Phòng ban Trường Đại học Cần Thơ hỗ trợ tạo điều kiện cho suốt trình học tập Trường Ban Giám hiệu Trường Đại học An Giang, Lãnh đạo Phòng Quản Trị Thiết bị, bạn đồng nghiệp thuộc Khu Thí nghiệm - Thực hành hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi động viên tơi suốt q trình làm nghiên sinh Đặc biệt xin gởi lời chân thành cảm ơn sâu sắc đến GS TS Ngô Ngọc Hưng, PGS.TS Trần Văn Dũng, GS TS Cao Ngọc Điệp PGS.TS Nguyễn Hữu Hiệp tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp nhiều kiến thức quý báu suốt trình tơi học tập Từ đó, giúp tơi lĩnh hội thêm nhiều kiến thức lĩnh vực nghiên cứu, thực hoàn thành luận án tốt nghiệp Em Nguyễn Quốc Khương, em Lương Thị Hoàng Dung, em Lê Văn Dang, em Lê Phước Toàn, em Trần Ngọc Hữu em Nguyễn Thị Xuân Đào tận tình giúp đỡ, chia sẽ, động viên tơi suốt q trình thực hoàn thành luận án Cha mẹ hai bên gia đình nhỏ tơi ln nguồn động viên, chỗ dựa tinh thần, niềm an ủi, ủng hộ, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực luận án Tôi bày tỏ biết ơn sâu sắc với lịng tơn trọng khắc ghi công ơn quý báo Xin chân thành cảm ơn! Lý Ngọc Thanh Xuân i TÓM TẮT Đất phèn có pH thấp, dẫn đến hàm lượng dưỡng chất thấp Đề tài “Phân lập, tuyển chọn định danh vi khuẩn liên kết với thực vật (plant associated bacteria) lúa, khoai trồng đất phèn vùng đồng sông Cửu Long” thực nhằm mục tiêu (i) Phân lập tuyển chọn chủng vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân diện đất nội sinh lúa, khoai lang đất phèn (ii) Xác định ảnh hưởng chủng vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân đến sinh trưởng suất lúa khoai lang Mẫu đất phèn, khoai lang lúa thu thập bốn vùng đất phèn Tứ giác Long Xuyên (TGLX), Đồng Tháp Mười (ĐTM), Trũng sông Hậu (TSH) Bán đảo cà Mau (BĐCM) Bốn trăm ba mươi mốt chủng vi khuẩn liên kết với lúa, có 272 chủng vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ 159 chủng vi khuẩn nội sinh Đặc điểm khuẩn lạc chủng vi khuẩn phân lập có màu sắc khác nhau: trắng đục, trắng trong, vàng nhạt vàng đậm Hình dạng khuẩn lạc chủ yếu trịn, bìa ngun, hầu hết chủng vi khuẩn có tế bào dạng hình que, Gram âm Bốn trăm hai mươi bốn chủng vi khuẩn liên kết với khoai lang, có 271 chủng vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ 153 chủng vi khuẩn nội sinh Đặc điểm khuẩn lạc chủng vi khuẩn phân lập có màu sắc khác nhau: trắng đục, trắng vàng nhạt vàng đậm Hình dạng khuẩn lạc chủ yếu trịn, bìa ngun, số lượng nhỏ dịng vi khuẩn có tế bào dạng hình cầu Các chủng vi khuẩn có khả cố định đạm có khả hịa tan lân khó tan Hai mươi chín chủng vi khuẩn liên kết với lúa có khả tổng hợp đạm cao, hịa tan lân khó tan định danh đến mức độ lồi kỹ thuật PCR giải trình tự đoạn 16S rDNA Các chủng vi khuẩn đa dạng lồi thuộc nhóm vi khuẩn: Bacilli, Gammaproteobacteria Betaproteobacteria Mười hai chủng vi khuẩn liên kết với khoai lang mà có khả tổng hợp đạm cao, hịa tan lân khó tan định danh đến mức độ lồi kỹ thuật PCR giải trình tự đoạn 16S rDNA Các dòng vi khuẩn đa dạng lồi thuộc nhóm vi khuẩn: Bacilli Gammaproteobacteria Kết thí nghiệm đồng ruộng cho thấy nghiệm thức khơng bón đạm làm giảm suất lúa đất phèn, Long Mỹ - Hậu Giang, Hòn Đất - Kiên Giang Hồng Dân, Bạc Liêu, nghiệm thức bón 60 kg N ha-1 kết hợp với vi khuẩn Burkholderia vietnamiensis X1 đạt suất cao so với đối chứng 90N-60P2O530K2O đất phèn Hòn Đất - Kiên Giang Tương tự, nghiệm thức bổ sung vi khuẩn B vietnamiensis X3 làm tăng suất cao so với đối chứng 90N-60P2O5-30K2O đất phèn Long Mỹ - Hậu Giang Hồng Dân - Bạc Liêu Tuy nhiên, nghiệm thức khơng bón lân chưa thể thiếu lân ba vùng phèn nên chưa đưa đến khác biệt suất sử dụng vi ii khuẩn B vietnamiensis X1 B vietnamiensis X3 Hoạt tính cố định đạm vi khuẩn B acidipaludis X5 mạnh so với vi khuẩn cịn lại thơng qua việc gia tăng số củ suất củ khoai lang Bón 60 kg N ha-1 kết hợp với chủng vi khuẩn B acidipaludis X5 cho số củ, chiều dài củ, đường kính củ suất củ khoai lang tương đương với bón 90 kg N ha-1 Sử dụng chủng vi khuẩn B acidipaludis X5 tiết kiệm khoảng 30% lượng phân đạm bón cho khoai lang Cần áp dụng dòng cánh tác lúa khoai lang ĐBSCL Từ khóa: cố định đạm, đất phèn, hòa tan lân, vi khuẩn đất vùng rễ, vi khuẩn nội sinh iii ABSTRACT Acid sulfate soils possess low pH resulting low nuutrients for plants The study titled “Isolation, selection, characterization and identification of endophytic and rhizospheric bacteria associated with rice and sweet potato from acid sulfate soil in the Mekong delta, Vietnam” was conducted for the following objectives (i) isolation of endophytic and rhizospheric bacterial strains associated with sweet potato and rice for abilities of nitrogen fixing, phosphate-solubilizing; (ii) selection of promising nitrogen fixing, phosphatesolubilizing bacterial strains for improvement of sweet potato and rice growth and yield The sweet potato and rice plant, and soil samples were collected from four acid sulfate soil areas including Ca Mau Peninsula, Long Xuyen Quadrangle, Depressed area of Hau River and Plain of Reed in the Mekong Delta, Vietnam A total of 431 rice endophytic bacterial strains including 272 strains isolated from rhizobacterial strains and 159 endophytic bacterial strains were obtained Morphological properties of colonies had colorless, opaque, yellow and very yellow Besides, colony morphology was mainly circular shapes and entire margin, rod shape and Gram-negative A total of 424 rice endophytic bacterial strains consisting of 271 strains isolated from rhizobacterial strains and 153 endophytic bacterial strains were obtained Morphological characteristics of colonies also were transparency, milk-color, yellow and very yellow Moreover, colony morphology was mostly circular shapes and entire margin, rod shape and Gram-positive, but several strains had sphere shape The 25 selected rice endophytic bacterial strains had promised high abilities for nitrogen fixing, phosphate-solubilizing that were identified by 16S rDNA sequence analysis The phylogenetic analysis is belonged to Bacilli, Gammaproteobacteria and Betaproteobacteria groups Similarly, The selected sweet potato, yam, and cassava endophytic bacterial strains had high promised capacities for nitrogen fixing, phosphate-solubilizing, which were identified by 16S rDNA sequence analysis The phylogenetic analysis is closely classified to Bacilli and Gammaproteobacteria groups The without nitrogen fertilizer application decreased rice yield on acid sulfate soil in Long My - Hau Giang, Hon Dat - Kien Giang and Hong Dan - Bac Lieu, but the application of both 60 kg N ha-1 and Burkholderia vietnamiensis X1 resulted in higher rice yield compared to control treatment (90N-60P2O5-30K2O) on acid sulfate soil in Hon Dat - Kien Giang Similarly, the applied B vietnamiensis X3 increased productivity in Long My - Hau Giang, and Hong Dan - Bac Lieu However, without phosphorus fertilizer application have not been improved yield by application of B vietnamiensis X1 B vietnamiensis iv X3 because there were not significant differences between phosphorus and without phosphorus fertilization The bacteria Burkholderia acidipaludis X5 have high nitrogen fixation capability compared to those in the other bacteria through increased number of tubers and yield of sweet potato Applying kg N ha-1 in combination with incubation of bacteria Burkholderia acidipaludis X5 showed that the tuber number, tuber length, tuber diameter and sweet potato yield were equivalent with applying kg N ha-1 Incubation with bacteria Burkholderia acidipaludis X5 could save 30% of nitrogen fertilizers for sweet potato The potential bacterial strains should be used in cultivating rice and sweet potato in the Mekong delta Key words: acid sulfate soil, endophytic bacteria, nitrogen fixing, phosphatesolubilizing, rhizobacterial v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa người khác công bố cơng trình khác Số liệu đề tài nghiên cứu sinh thuộc đề tài “Nghiên cứu sử dụng hợp lý đất phèn đồng sông Cửu Long thích ứng với biến đổi khí hậu”, với mã số BĐKH57 Cần Thơ, ngày 04 tháng năm 2019 Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh Lý Ngọc Thanh Xuân vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii ABSTRACT iv LỜI CAM ĐOAN vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH BẢNG x DANH SÁCH HÌNH xiii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Những đóng góp luận án 1.6 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn luận án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguyên lý ứng dụng vi khuẩn liên kết với thực vật nông nghiệp 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Nguyên lý ứng dụng vi khuẩn liên kết thực vật 2.1.3 Những tiến nghiên cứu cộng đồng vi sinh vật liên kết với thực vật 12 2.2 Đặc điểm thổ nhưỡng vùng sinh thái đất 16 2.2.1 Phân loại đất phèn 16 2.2.2 Đặc điểm thổ nhưỡng trở ngại đất phèn ĐBSCL 20 2.2.3 Đặc tính hóa học đất phèn ĐBSCL 27 Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 36 3.1 Vật liệu 36 3.1.1 Thời gian địa điểm 36 3.1.2 Vật liệu 36 3.1.3 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 37 vii 3.1.4 Môi trường sử dụng 37 3.1.5 Đặc tính đất thí nghiệm 38 3.2 Phương pháp 38 3.2.1 Nội dung 1: Khảo sát thu thập mẫu đất, thực vật đất phèn vùng sinh thái đồng sông Cửu Long 40 3.2.2 Nội dung 2: Phân lập tuyển chọn vi khuẩn liên kết với thực vật có khả cố định đạm, hòa tan lân 41 3.2.3 Nội dung 3: Tuyển chọn vi khuẩn trước tiến hành nhận diện 46 3.2.4 Nội dung 4: Nhận diện, định danh chủng vi khuẩn tuyển chọn 47 3.2.5 Nội dung 5: Đánh giá hiệu chủng vi khuẩn tuyển chọn lúa trồng đất phèn điều kiện nhà lưới đồng 49 3.2.6 Nội dung 6: Đánh giá hiệu chủng vi khuẩn tuyển chọn khoai lang trồng đất phèn điều kiện nhà lưới đồng 54 3.3 Xử lý số liệu 58 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 4.1 Phân lập vi khuẩn lúa khoai lang 59 4.1.1 Phân lập vi khuẩn vùng rễ lúa nội sinh lúa 59 4.1.2 Đặc điểm hình thái vi khuẩn vùng rễ nội sinh lúa 59 4.1.3 Phân lập vi khuẩn vùng rễ nội sinh khoai lang 60 4.1.4 Đặc điểm hình thái vi khuẩn vùng rễ nội sinh khoai lang 60 4.2 Tuyển chọn chủng vi khuẩn tiềm có khả cố định đạm hòa tan lân 61 + 4.2.1 Khảo sát khả tổng hợp NH4 hòa tan lân chủng vi khuẩn phân lập vùng rễ lúa nội sinh lúa 61 4.2.2 Khảo sát khả tổng hợp NH4+ hòa tan lân chủng vi khuẩn phân lập vùng rễ lúa nội sinh khoai lang 67 4.3 Nhận diện xây dựng mối quan hệ di truyền số chủng vi khuẩn lúa, khoai lang có khả tổng hợp NH4+, hịa tan lân cao 71 4.3.1 Đối với vi khuẩn đất vùng rễ lúa 71 4.3.2 Đối với vi khuẩn nội sinh lúa 74 4.3.3 Đối với vi khuẩn vùng rễ nội sinh khoai lang 76 4.3.4 Tuyển chọn chủng vi khuẩn cho áp dụng điều kiện đồng ruộng 80 viii 4.4 Hiệu chủng vi khuẩn triển vọng B vietnamiensis X1, X2, X3 cố định đạm hịa tan lân khó tan đến sinh trưởng suất lúa trồng đất phèn điều kiện nhà lưới 85 4.4.1 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn tuyển chọn kết hợp với mức bón đạm lên thành phần suất suất lúa 85 4.4.2 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn tuyển chọn kết hợp với mức bón lân lên thành phần suất suất lúa 87 4.5 Hiệu chủng vi khuẩn triển vọng E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 cố định đạm hịa tan lân khó tan đến sinh trưởng suất khoai lang trồng đất phèn điều kiện nhà lưới 89 4.6 Hiệu chủng vi khuẩn triển vọng B vietnamiensis X1, X2, X3 cố định đạm hịa tan lân khó tan đến sinh trưởng suất lúa trồng đất phèn điều kiện đồng 91 4.6.1 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn B vietnamiensis X1, X2, X3 kết hợp mức đạm lên suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ hè thu 2015 91 4.6.2 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn B vietnamiensis X1, X2, X3 kết hợp mức lân lên suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ hè thu 2015 93 4.6.3 Đánh giá hiệu chủng vi khuẩn B vietnamiensis X1, X3 lên suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ thu đông 2015 95 4.7 Hiệu chủng vi khuẩn triển vọng E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 cố định đạm hòa tan lân khó tan đến sinh trưởng suất khoai trồng đất phèn điều kiện đồng 97 4.7.1 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 kết hợp với liều lượng đạm đến suất khoai lang tím nhật vào vụ xuân hè 2016 đất phèn ĐBSCL 97 4.7.2 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 kết hợp với liều lượng lân đến suất khoai lang tím nhật vào vụ hè thu 2016 đất phèn ĐBSCL 99 4.7.3 Ảnh hưởng vi khuẩn triển vọng đến suất khoai lang tím nhật vụ hè thu 2016 101 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 103 5.1 Kết luận 103 5.2 Đề xuất 104 ix DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Phân loại đất phèn theo hệ thống phân loại (USDA/Soil Taxonomy) 17 Bảng 2.2: Thống kê tính chất hóa học tầng A đất phèn 04 vùng sinh thái ĐBSCL (Ngô Ngọc Hưng, 2009) 27 Đặc tính hóa – lý đất thí nghiệm trồng lúa trình bày Bảng 3.1 38 Bảng 3.1: Tính chất ban đầu đất thí nghiệm trồng lúa 38 Đặc tính hóa – lý đất thí nghiệm trồng khoai lang trình bày Bảng 3.2 38 Bảng 3.2: Tính chất ban đầu đất thí nghiệm trồng khoai lang 38 Bảng 3.3: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng đạm lên suất lúa thí nghiệm nhà lưới 50 Bảng 3.4: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng lân lên suất lúa thí nghiệm nhà lưới 50 Bảng 3.5: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng đạm lên suất lúa 52 Bảng 3.6: Đánh giá phối hợp vi khuẩn triển vọng với lượng N lên suất lúa 52 Bảng 3.7: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng lân lên suất lúa 53 Bảng 3.8: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng đạm lên suất khoai lang thí nghiệm nhà lưới 54 Bảng 3.9: Thời kỳ lượng phân (%) bón cho thí nghiệm 55 Bảng 3.10: Mùa vụ nội dung thí nghiệm 56 Bảng 3.11: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng đạm lên suất khoai lang 56 Bảng 3.12: Đánh giá phối hợp vi khuẩn triển vọng với lượng N lên suất khoai lang 57 Bảng 3.13: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp lượng lân lên suất khoai lang 57 Bảng 3.14: Thời kỳ lượng phân (%) bón cho thí nghiệm 58 Bảng 4.1: Số lượng vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ lúa nội sinh môi trường khác 59 Bảng 4.2: Đặc điểm khuẩn lạc tế bào chủng vi khuẩn nội sinh lúa 60 Bảng 4.3: Số lượng vi khuẩn phân lập từ đất vùng rễ trồng khoai lang nội sinh môi trường khác 60 x Việc áp dụng chủng vi khuẩn cho thấy, chiều dài củ nghiệm thức chủng vi khuẩn X5 đạt 4,53 cm cao khác biệt ý nghĩa thống kê 1% so với nghiệm thức vi khuẩn X4 (3,53 cm) vi khuẩn X6 (3,67 cm) (Bảng 4.16) Trái lại, mức bón đạm khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê, với chiều dài củ trung bình 4,05 cm Giữa nghiệm thức áp dụng vi khuẩn khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê đường kính củ, với đường kính trung bình 7,65cm Tuy nhiên, đường kính củ có khác biệt ý nghĩa mức 1% mức bón đạm Cụ thể là, mức bón đạm 90N đạt đường kính 8,03 cm lớn nghiệm thức 30N (6,95 cm) Kết phân tích thống kê cho thấy, hai nhân tố vi khuẩn mức đạm có tương tác khơng khác biệt ý nghĩa đường kính củ Số củ chậu mức vi khuẩn có khác biệt ý nghĩa mức 1% Trong đó, vi khuẩn X6 đạt số củ lớn (4,44 củ), mức đạm khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê Về suất, chủng vi khuẩn có khác biệt ý nghĩa thống kê 1% (Bảng 4.16), cụ thể chủng vi khuẩn X5 đạt suất đạt 231,66 g/chậu cao khác biệt so với vi khuẩn X4, X6, với suất 221,88 196,86 g/chậu Năng suất khoai lang mức đạm 30N, 60N 90N có khác biệt ý nghĩa thống kế 1% Nghiệm thức 30N đạt 198,94 g/chậu thấp so với nghiệm thức 60N (226,94 g/chậu) (Bảng 4.16) Đạm không góp phần tăng hiệu đặc tính nơng học mà cịn góp phần cải thiện hàm lượng protein suất củ (Tang et al., 2010), theo Mukhtar et al., (2010), việc bón mức phân vơ khơng làm thay đổi đặc tính nơng học khoai lang đặc tính di truyền giống Ngồi ra, gắn liền với suất cao chất lượng củ hàm lượng đường tinh bột cao, nhiên, lượng dưỡng chất cung cấp yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng củ (Essilfie et al., 2016) Nguyên nhân vi khuẩn X5 đạt suất cao chủng lại vi khuẩn thuộc genus Burkholderia có khả cố định đạm từ khí ni tơ cao đồng thời gene cố định đạm sinh học (nif) tìm thấy chủng vi khuẩn (Beukes et al., 2013) Nguyên nhân làm sụt giảm suất khoai nghiệm thức 30N suy giảm độ hữu dụng đạm hữu đất, làm hạn chế khả khống hóa hàm lượng N khoai hấp thu từ đất (Cassman et al., 1995; Dobermann et al., 2000; Schmidt et al., 2004) Điều phù hợp với kết nghiên cứu Tang et al, (2010) gia tăng lượng đạm bón mức cao tăng đến 18% suất vào giai đoạn thu hoạch Tuy nhiên, điều kiện sinh thái khác cần xác định lượng đạm cho khoai lang nhằm đạt hiệu tối ưu Vì vậy, chủng vi khuẩn tiềm cần đánh giá điều kiện thực tế đồng ruộng 90 Tóm lại: việc áp dụng chủng vi khuẩn cho thấy, vi khuẩn B acidipaludis X5 đạt suất tốt đất phèn Bình Tân - Vĩnh Long điều kiện nhà lưới Vi khuẩn tiềm xếp E cloacae X4 4.6 Hiệu chủng vi khuẩn triển vọng B vietnamiensis X1, X2, X3 cố định đạm hòa tan lân khó tan đến sinh trưởng suất lúa trồng đất phèn điều kiện đồng 4.6.1 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn B vietnamiensis X1, X2, X3 kết hợp mức đạm lên suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ hè thu 2015 Bón đạm mức 30N làm giảm số m-2, số hạt bông-1 suất Số m-2, số hạt bông-1 suất có khác biệt ý nghĩa thống kê 1% liều lượng đạm Số m-2 số hạt bơng-1 nghiệm thức bón 60N 90N khác biệt không ý nghĩa thống kê nghiệm thức khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% so với nghiệm thức bón 30N Trên đất phèn Long Mỹ, Hòn Đất Hồng Dân, suất lúa nghiệm thức bón 30N so với 60 90N 5,45 so với 6,41 - 6,52 ha-1; 3,95 so với 4,76 - 4,81 ha-1 5,20 so với 5,63 - 5,77 ha-1 (Bảng 4.15) Đạm yếu tố hàng đầu định suất lúa Diễn biến suất lúa thí nghiệm NPK dài hạn đất phù sa ĐBSCL cho thấy bón thiếu đạm vụ hè thu làm giảm khoảng 40% suất lúa (Chu Văn Hách Phạm Sỹ Tân, 2013) Giữa ba loại vi khuẩn chủng vào hạt lúa, số m -2, số hạt bơng-1 suất có khác biệt ý nghĩa thống kê 1% Nghiệm thức chủng vi khuẩn X3 Long Mỹ Hồng Dân có số bơng m-2, số hạt bông-1 suất cao so với nghiệm thức chủng vi khuẩn X1, vi khuẩn X2 Cụ thể, suất đạt từ vi khuẩn X1 6,53 5,86 ha-1 cao khác biệt so với vi khuẩn X1 X2, dao động 5,89 - 6,08 5,36 - 5,37 ha-1 theo thứ tự đất phèn Long Mỹ Hồng Dân Tuy nhiên, vi khuẩn X1 đạt suất 4,89 ha-1 cao khác biệt ý nghĩa thống kê 5% so với vi khuẩn X2 X3, với 4,21 4,41 ha-1, theo thứ tự (Bảng 4.17) Kết cho thấy, Hòn Đất vi khuẩn X1 hoạt động mạnh vi khuẩn X2 vi khuẩn X3, điều cho thấy tùy vào điều kiện tự nhiên vùng mà khả hoạt động loài vi khuẩn khác Có thể cố định đạm vi khuẩn từ khí trời cung cấp thêm lượng đạm cho lúa nên làm cho chiều cao số chồi lúa bón 60N kết hợp chủng vi khuẩn tương đương với bón 90 N kết hợp chủng vi khuẩn 91 Bảng 4.17: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn kết hợp mức đạm lên suất thành phần suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ hè thu 2015 Địa điểm Nhân tố Đạm (A) Long Mỹ, Hậu Giang Vi khuẩn (B) F (A) F (B) F (A*B) CV (%) Đạm (A) Hòn Đất, Kiên Giang Vi khuẩn (B) F (A) F (B) F (A*B) CV (%) Đạm (A) Hồng Dân, Bạc Liêu Vi khuẩn (B) F (A) F (B) F (A*B) CV (%) Nghiệm thức 30 N 60 N 90 N VK1 VK2 VK3 30 N 60 N 90 N VK1 VK2 VK3 30 N 60 N 90 N VK1 VK2 VK3 Năng suất (tấn ha-1) 5,45b 6,41a 6,52a 6,02b 5,89b 6,53a ** * * 6,99 3,95b 4,76a 4,81a 4,89a 4,21b 4,41b ** * ns 10,1 5,20b 5,77a 5,63a 5,37b 5,36b 5,86a ** ** * 6,16 Số m2 Số hạt 460b 510a 528a 481b 481b 537a ** ** * 5,48 372b 473a 478a 476a 422b 426b ** * ns 9,66 424b 481a 494a 460b 444b 494a ** ** ** 5,34 89b 101a 105a 100 96 100 * ns ns 11,6 80,9b 94,5a 96,3a 102a 86,1b 82,8b ** ** ns 10,8 97b 106ab 114a 97b 101b 119a ** ** ns 9,32 Tỉ lệ hạt (%) 64,4b 70,6a 63,0b 68,2 66,9 62,9 * ns ns 8,86 79,1 84,4 76,4 81,1 82,1 76,7 ns ns ns 8,74 68,6 70,9 71,1 69,2 72,1 69,3 ns ns ns 13,0 Trọng lượng 1.000 hạt (gram) 23,6 23,7 23,7 23,7 23,8 23,7 ns ns ns 7,24 25,8 25,7 25,2 25,8 25,7 25,3 ns ns ns 7,64 24,6 23,3 24,1 23,6 23,9 24,3 ns ns ns 6,04 Trong cột, số có chữ theo sau khác có khác biệt ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan mức 1% (**), 5% (*) ns: khác biệt ý nghĩa thống kê VK1: Burkholderia vietnamiensis X1; VK2: Burkholderia vietnamiensis X2; VK3: Burkholderia vietnamiensis X3 Trọng lượng 1.000 hạt nghiệm thức bón đạm chủng vi khuẩn không khác biệt thống kê ba địa điểm thí nghiệm (Bảng 4.17) Trọng lượng 1.000 hạt yếu tố cấu thành suất lúa biến động mà chủ yếu đặc tính di truyền giống lúa định (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008) Tỉ lệ hạt nghiệm thức bón đạm Long Mỹ có khác biệt ý nghĩa 5% thống kê (Bảng 4.15), tỉ lệ hạt đạt cao 92 nghiệm thức bón 60N 90N Tỉ lệ hạt nghiệm thức bón đạm Hịn Đất Hồng Dân khơng khác biệt ý nghĩa thống kê Tỉ lệ hạt định từ đầu thời kỳ phân hóa địng đến lúa vào chắc, quan trọng lúc trổ bông, thụ phấn Các kết nghiên cứu trước cho thấy việc sử dụng vi khuẩn cố định đạm B vietnamiensis làm tăng suất lúa đến 20% số m2 (12%) (Van et al., 2006) Điều cho thấy vi khuẩn vùng rễ có genus Burkholderia có khả cố định đạm cao Tóm lại: Vi khuẩn B vietnamiensis X3 khả cố định đạm sinh học đạt hiệu cao suất đất phèn trồng lúa Long Mỹ Hồng Dân; Tương tự, vi khuẩn B vietnamiensis X1 đạt hiệu cao đất phèn trồng lúa Hòn Đất 4.6.2 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn B vietnamiensis X1, X2, X3 kết hợp mức lân lên suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ hè thu 2015 Thành phần suất suất lúa nghiệm thức bón lượng phân lân khác chưa dẫn đến khác biệt thống kê Năng suất lúa trồng đất phèn với lượng lân áp dụng phổ biến 60P2O5 đạt suất 6,37 ha-1 Long Mỹ, 4,60 ha-1 Hòn Đất 5,43 ha-1 Hồng Dân (Bảng 4.18) Hầu hết nghiên cứu trước báo cáo đất ĐBSCL có khả cung cấp đủ lân cho lúa (Nguyễn Mỹ Hoa, 2005) Thí nghiệm dài hạn bón phân NPK cho lúa ĐBSCL cho thấy bón lân đáp ứng suất lúa (Phạm Sỹ Tân, 2008) Tuy nhiên, nghiệm thức có chủng vi khuẩn suất lúa có khác biệt ý nghĩa thống kê 1% Ở Hòn Đất, chủng vi khuẩn X1 làm gia tăng suất lúa Long Mỹ Hồng Dân, cho thấy suất tăng lên chủng vi khuẩn X3 vào hạt lúa trước gieo, vi khuẩn hịa tan lượng lân cung cấp cho lúa nên làm gia tăng suất lúa Trên đất phèn Hòn Đất, chủng vi khuẩn X1 đạt suất 5,40 ha-1 hai chủng lại đạt suất 4,10 – 4,90 ha-1 Tương tự, đất phèn Long Mỹ Hồng Dân chủng vi khuẩn X3 đạt suất 5,96 - 6,70 ha-1, hai chủng vi khuẩn lại đạt 5,10 - 6,52 ha-1 (Bảng 4.18) 93 Bảng 4.18: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn phối hợp lượng phân lân lên suất thành phần suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ thu đơng 2015 Địa điểm Long Mỹ, Hậu Giang Hịn Đất, Kiên Giang Hồng Dân, Bạc Liêu Nhân tố Nghiệm thức 30 P2O5 Lân (A) 60 P2O5 90 P2O5 VK1 Vi khuẩn VK2 (B) VK3 F (A) F (B) F (A*B) CV (%) 30 P2O5 Lân (A) 60 P2O5 90 P2O5 VK1 Vi khuẩn VK2 (B) VK3 F (A) F (B) F (A*B) CV (%) 30 P2O5 Lân (A) 60 P2O5 90 P2O5 VK1 Vi khuẩn VK2 (B) VK3 F (A) F (B) F (A*B) CV (%) Năng suất (tấn ha-1) 6,37 6,37 6,65 6,17b 6,52a 6,70a ns * * 5,22 4,98 4,60 4,83 5,40a 4,10b 4,90b ns ** ns 9,72 5,66 5,43 5,59 5,42b 5,10b 5,96a ns ** ns 6,65 Số m-2 Số hạt Tỉ lệ hạt (%) 538 549 558 548 536 562 ns ns ns 4,80 503 481 497 568a 461b 452b ns ** ns 13,7 511 496 523 507 515 509 ns ns ns 10,9 107 100 108 110 99 106 ns ns ns 11,7 97,8 92,1 88,5 108a 78,5b 91,1b ns ** ns 16,2 98 105 103 101 99 107 ns ns ns 10,3 62,1 62,9 65,8 59,1 66,2 63,2 ns ns ns 11,3 82,1 84,4 82,0 84,9a 79,4b 84,2a ns * ns 4,63 63,6 63,4 66,5 62,8b 63,2b 67,7a ns * ns 5,91 Trọng lượng 1.000 hạt (gram) 23,7 23,9 24,1 23,7 24,1 23,9 ns ns ns 5,21 25,8 25,7 24,6 24,7 25,1 26,3 ns ns ns 8,87 24,3 23,3 24,1 24,1 23,7 23,9 ns ns ns 4,51 Trong cột, số có chữ theo sau khác có khác biệt ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan mức 1% (**), 5% (*) ns: khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê VK1: Burkholderia vietnamiensis X1; VK2: Burkholderia vietnamiensis X2; VK3: Burkholderia vietnamiensis X3 Kết chưa cho thấy suất thành phần suất lúa liều lượng lân có khác biệt Tuy nhiên, cần nghiên cứu khả hòa tan lân chủng vi khuẩn kết hợp với liều lượng lân thấp để giảm lượng phân lân bón vào cho hiệu kinh tế tối ưu hơn, nhằm hướng tới nông nghiệp bền vững Ngoài ra, vi khuẩn thuộc chủng Burkholderia xác định nhóm có khả hòa tan lân cao (Bhattacharyya and Jha, 2012) Một số nghiên cứu cho thấy vi khuẩn 94 Burkholderia góp phần làm tăng hàm lượng lân hòa tan (Park et al., 2010) dẫn đến tăng suất trồng (Estrada et al., 2013; Stephen et al., 2015) Bên cạnh đó, số chủng vi khuẩn hịa tan lân có đồng thời chức khống hóa lân (Tao et al., 2008), điều yếu tố góp phần tăng hàm lượng lân hữu dụng cho trồng Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện lân đất thiếu hay thừa tùy thuộc vào loại trồng hút nhiều lân hay lân mà vi khuẩn thuộc chủng Burkholderia giúp cải thiện suất không Kết nghiên cứu cho thấy mức lân không khác biệt bốn vùng đất phèn, nhiên, nghiên cứu không áp dụng mức khơng bón lân nên khơng xác định bón 30 P 2O5 khơng bón P có khác biệt hay khơng Vì vậy, nghiên cứu tương lai đánh giá dựa kết không bón lân Tóm lại: Vi khuẩn B vietnamiensis X3 khả hòa tan lân đạt hiệu cao suất đất phèn trồng lúa Long Mỹ Hồng Dân vi khuẩn B vietnamiensis X1 đạt hiệu cao đất phèn trồng lúa Hịn Đất Ngồi ra, B vietnamiensis X2 đạt hiệu suất tương đương B vietnamiensis X1 suất đất phèn Long Mỹ 4.6.3 Đánh giá hiệu chủng vi khuẩn B vietnamiensis X1, X3 lên suất lúa trồng đất phèn đồng sông Cửu Long vụ thu đông 2015 Chủng vi khuẩn B vietnamiensis X3 B vietnamiensis X1 đánh giá có hiệu thí nghiệm (Mục 4.4.1 4.4.2) chọn so sánh đánh giá mức bón đạm địa phương Do đó, thí nghiệm tiến hành nhằm khảo sát ảnh hưởng chủng VK1 VK3 mức đạm lân khống lên suất lúa vụ thu đơng 2015 Kết khảo sát ghi nhận Bảng 4.19 Số hạt bông-1 số mét vuông nghiệm thức bón phân khống nghiệm thức bón lượng phân đạm khác kết hợp chủng vi khuẩn X3 Long Mỹ Hồng Dân chủng vi khuẩn X1 Hịn Đất có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% (Bảng 4.17) Không bón đạm, khơng bón lân bón đạm mức 30 kg/ha kết hợp chủng vi khuẩn X1 X3 cho số hạt bông-1 số mét vuông thấp so với bón đầy đủ NPK, bón 60 N 90 N chủng vi khuẩn X1 X3 Trọng lượng 1.000 hạt tỉ lệ hạt nghiệm thức không khác biệt thống kê (Bảng 4.17) Kết thí nghiệm cho thấy bón 60 kg N ha-1 kết hợp với chủng vi khuẩn cho số bơng m-2 số hạt bơng với bón 90 kg N -1 So với kết nghiên cứu Nguyễn Ngọc Dũng ctv (2000); Trần Văn Vân (2000); Ngô Thanh Phong Cao Ngọc Điệp (2013) cho thấy vi khuẩn Burkholderia chủng vào hạt lúa có khả làm tăng số bơng m-2 95 nghiệm thức bón giảm lượng đạm phù hợp với kết nghiên cứu Bảng 4.19: Ảnh hưởng chủng vi khuẩn triển vọng B vietnamiensis X1 B vietnamiensis X3 lên thành phần suất suất lúa trồng đất phèn Đồng sông Cửu Long vụ thu đông 2015 Địa điểm Nghiệm thức 00-60-30 90-00-30 90-60-30 Long 30-60-30+VK3 Mỹ, Hậu 60-60-30+VK3 Giang 90-60-30+VK3 F CV (%) 00-60-30 90-00-30 90-60-30 Hòn Đất, 30-60-30+VK1 Kiên 60-60-30+VK1 Giang 90-60-30+VK1 F CV (%) 00-60-30 90-00-30 90-60-30 Hồng 30-60-30+VK3 Dân, Bạc 60-60-30+VK3 Liêu 90-60-30+VK3 F CV (%) Năng suất (tấn ha-1) 4,68c 5,67ab 6,07a 5,25bc 6,18a 6,33a ** 7,29 3,14c 4,31b 4,35b 4,52b 5,02a 4,60b ** 5,31 3,43c 5,53ab 5,47ab 5,07b 5,77a 5,86a ** 5,54 Số m-2 Số hạt 374c 525ab 528ab 484b 549a 529ab ** 6,05 355b 454a 503a 505a 522a 502a ** 8,32 349c 513a 511a 433b 523a 527a ** 5,74 69b 105a 104a 89b 107a 111a ** 8,01 62,7c 85,3b 110a 85,6b 108a 109a ** 9,47 82c 92bc 109ab 110ab 121a 113ab * 11,4 Tỉ lệ hạt (%) 56,1 64,8 61,2 65,1 74,1 64,9 ns 10,4 79,9 77,5 73,3 83,1 83,5 81,6 ns 5,95 69,7 63,6 70,6 69,1 66,3 72,7 ns 5,97 Trọng lượng 1.000 hạt (gram) 23,4 23,9 24,4 23,9 23,6 23,6 ns 5,56 25,3 24,5 25,3 26,2 25,0 23,7 ns 5,28 24,1 24,1 25,1 25,3 23,4 24,3 ns 5,76 Trong cột, số có chữ theo sau khác có khác biệt ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan mức 1% (**), 5% (*); ns: không khác biệt thống kê VK1: Burkholderia vietnamiensis X1; VK3: Burkholderia vietnamiensis X3 Năng suất lúa nghiệm thức có khác biệt ý nghĩa thống kê 5% bốn địa điểm thí nghiệm (Bảng 4.19) Năng suất thấp nghiệm thức không bón phân đạm nghiệm thức bón 30 N chủng vi khuẩn X1 X3 (3,13-5,06 ha-1), vi khuẩn cố định lượng đạm định từ khí trời nên bón 30N kết hợp với chủng vi khuẩn chưa đáp ứng đủ nhu cầu đạm lúa Ở mức phân đạm, tất nghiệm thức có chủng vi khuẩn X1 cho suất không khác biệt thống kê so với nghiệm thức bón 90N Đạm yếu tố định suất lúa (Jing et 96 al., 2008 Hirzel et al., 2011) Kết cho thấy chủng vi khuẩn X1 X3 vào hạt lúa trước gieo, vi khuẩn X1 X3 có khả cung cấp khoảng 30 kg N ha-1 sinh học cho lúa đảm bảo suất Nghiên cứu Govindarajan et al (2008) cho thấy chủng MGK3 phân lập từ giống lúa Tamilnadu tương đồng vùng gen 16S rDNA với lồi Burkholderia vietnamiensis có khả làm tăng suất lúa từ 5,6 - 12,2% điều kiện trồng lúa chậu trồng lúa ngồi đồng so với đối chứng khơng chủng vi khuẩn 4.7 Hiệu chủng vi khuẩn triển vọng E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 cố định đạm hịa tan lân khó tan đến sinh trưởng suất khoai trồng đất phèn điều kiện đồng 4.7.1 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 kết hợp với liều lượng đạm đến suất khoai lang tím nhật vào vụ xuân hè 2016 đất phèn ĐBSCL Số củ m2 liều lượng phân đạm cho khoai lang trồng đất phèn ba địa điểm thí nghiệm có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% (Bảng 4.20), nghiệm thức bón 60N 90N khơng có khác biệt thống kê số củ Xét tương tác mức đạm chủng vi khuẩn cho thấy vi khuẩn cố định lượng nitơ từ khí trời để cung cấp thêm đạm cho khoai lang nên bón 60N 90N cho số củ tương đương Theo Ngô Ngọc Hưng (2009), trồng lấy củ cần nhiều đạm để hình thành củ, thiếu đạm làm cho sinh trưởng giảm rõ rệt; thân, nhỏ có màu vàng, từ suất củ bị giảm Số củ nghiệm thức có chủng vi khuẩn Tân Phước Bình Tân có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1%, số củ đạt cao nghiệm thức có chủng vi khuẩn X5 (Bảng 4.20), nhiên Lương An Trà chủng vi khuẩn chưa làm gia tăng số củ lại có tương tác với liều lượng đạm để làm gia tăng số củ Đường kính củ khoai lang nghiệm thức bón đạm ba địa điểm có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% Bón 30N làm giảm đường kính củ so với bón 60N 90N Trong số loại phân khoáng, phân đạm kali có tác động mạnh nhất, làm tăng kích thước củ (Bourke, 1985; Sokoto et al., 2007) Bón 30N đất phèn trồng khoai lang Tân Phước, Bình Tân Lương An Trà làm giảm chiều dài củ so với bón 60N 90N (Bảng 4.20) Ở nghiệm thức sử dụng chủng vi khuẩn X5 chiều dài đường kính củ khoai lang tăng lên đất phèn ba địa điểm thí nghiệm, nhiên mức độ khác Bón 30N với chủng vi khuẩn X5 chưa làm gia tăng chiều dài củ làm gia tăng đường kính củ Tuy nhiên, bón 60N kết hợp với chủng vi khuẩn X5 cho khoai lang trồng 97 ba vùng đất phèn đồng sông Cửu Long làm gia tăng số củ, đường kính củ Đây lý làm gia tăng suất củ khoai lang Bảng 4.20: Số củ, chiều dài, đường kính suất củ khoai lang tím nhật vụ xuân hè 2016 Dài Đường củ kính củ (cm) (cm) b b b 30 N 13,4 42 10,2 4,02b Đạm a a a 60 N 17,6 68 12,1 4,90a (A) 90 N 17,7a 68a 11,9a 4,70a VK4 15,6b 61 10,7b 4,35b Vi Lương An a a khuẩn VK5 17,5 61 12,7 4,81a Trà, An (B) VK6 15,6b 56 10,6b 4,46b Giang F (A) ** ** ** ** F (B) * ns ** ** F (A*B) * ** ** ** CV (%) 9,85 7,89 7,41 5,86 30 N 12,7b 49b 12,3b 4,17b Đạm a a a 60 N 18,9 77 15,3 4,91a (A) 90 N 19,2a 74a 15,1a 5,02a b b b VK4 16,5 65 12,9 4,78a Vi VK5 18,1a 72a 15,1a 5,04a Tân Phước, khuẩn b b a (B) Tiền Giang VK6 16,1 63 14,8 4,28b F (A) ** ** ** ** F (B) ** ** ** ** F (A*B) * * * * CV (%) 5,20 7,74 6,85 6,28 30 N 15,4b 70b 11,3b 4,33b Đạm 60 N 20,4a 94a 12,5a 4,85a (A) a a a 90 N 20,8 96 12,4 4,98a VK4 17,2b 81b 11,7b 4,51b Vi khuẩn VK5 21,3a 96a 12,7a 5,24a Bình Tân, b b b (B) Vĩnh Long VK6 18,2 83 11,7 4,98b F (A) ** ** ** ** F (B) ** * * ** F (A*B) * * ns ns CV (%) 7,91 11,34 6,54 7,36 Trong cột, số có chữ theo sau khác có khác biệt ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan mức 1% (**), 5% (*) ns: khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê VK4: Enterobacter cloacae X4; VK5: Burkholderia acidipaludis X5; VK6: Bacillus sp X6 Địa điểm Nhân tố Nghiệm thức Năng suất củ (tấn ha-1) Số củ m2 Bón 30N làm giảm suất khoai lang tím nhật so với bón 60N 90N trồng đất phèn Tân Phước, Bình Tân Lương An Trà Xét tương tác đạm vi khuẩn, bón đạm mức 60N cho suất tương đương với 90N cao so với bón 30N, điều cho thấy vi khuẩn cố định 98 lượng đạm định nên bón 30N kết hợp với vi khuẩn chưa đáp ứng đủ lượng đạm mà cần nên suất đạt thấp Theo kết nghiên cứu Nigeria Haliru et al., (2015) bón cho khoai lang đầy đủ dưỡng chất NPK làm gia tăng sinh trưởng suất củ khoai lang Năng suất củ khoai lang sử dụng chủng vi khuẩn X5 cao hẳn so với chủng vi khuẩn X4 X6, điều cho thấy hoạt động cố định đạm vi khuẩn X5 cao so với hai vi khuẩn cịn lại Kết thí nghiệm cho thấy sử dụng chủng vi khuẩn làm giảm lượng phân đạm cần cung cấp cho khoai lang 30 N tương đương 30% đạm so với nhu cầu So với kết nghiên cứu Kapulnik et al., (1981) Merten and Hess (1984) xem bón phân đạm thứ yếu chủng vi khuẩn cố định đạm phù hợp Vì thế, trước tiến hành khuyến cáo sử dụng tác giả tiếp tục làm thêm hai thí nghiệm để kiểm chứng khả cố định đạm vi khuẩn Burkholderia acidipaludis liều lượng đạm đánh giá ảnh hưởng ba chủng vi khuẩn (Enterobacter cloacae, Burkholderia acidipaludis, Bacillus sp.) đến khả hòa tan lân đất trồng khoai lang đồng sơng Cửu Long Chủng vi khuẩn X4 có suất khoai thấp chủng vi khuẩn X5 giải thích sau B acidipaludis thuộc nhóm vi khuẩn có khả giảm độc chất nhơm (Aizawa et al., 2010) Tóm lại: vi khuẩn B acidipaludis X5 khả cố định đạm sinh học đạt hiệu cao suất đất phèn trồng khoai Lương An Trà, Tân Phước, Bình Tân 4.7.2 Ảnh hưởng chủng vi khuẩn E cloacae X4, B acidipaludis X5, Bacillus sp X6 kết hợp với liều lượng lân đến suất khoai lang tím nhật vào vụ hè thu 2016 đất phèn ĐBSCL Số củ m2 đường kính củ liều lượng bón lân cho khoai lang trồng đất phèn ba địa điểm thí nghiệm có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% (Bảng 4.21), nghiệm thức bón 60 P2O5 90 P2O5 khơng có khác biệt thống kê số củ Xét tương tác lân vi khuẩn thấy vi khuẩn hòa tan lượng lân để cung cấp thêm cho khoai lang nên bón 60 P2O5 90 P2O5 cho số củ đường kính củ tương đương Lân ảnh hưởng quan trọng đến hình thành phát triển củ, lân giúp gia tăng trình quang hợp tạo tinh bột làm gia tăng phẩm chất củ (củ xơ, nhiều tinh bột nhiều caroten) thời gian tồn trữ lâu (Dương Minh, 1999) Số củ đường kính củ nghiệm thức có chủng vi khuẩn Tân Phước, Lương An Trà Bình Tân có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1%, vi khuẩn X5 cho số củ đường kính củ cao ba điểm thí nghiệm Tuy nhiên, khơng có tương tác mức lân số cũ khác biệt hiệu vi khuẩn, chẳng hạn VK4 VK6 99 Kết cho thấy bón 60 P2O5 kết hợp với chủng vi khuẩn X5 cho khoai lang trồng đất phèn ba điểm thí nghiệm làm gia tăng số củ, đường kính củ Bảng 4.21: Số củ, chiều dài, đường kính suất củ khoai lang tím nhật vào vụ hè thu 2016 Năng suất Số củ Đường Dài củ củ (tấn hatrên kính củ (cm) 1) m2 (cm) 30 P2O5 13,2b 44b 10,2b 4,38b Lân 60 P2O5 18,2a 66a 12,5a 4,75a (A) a a a 90 P2O5 18,4 68 12,8 5,25a VK4 16,1b 55b 11,6 4,54b Vi Lương An khuẩn VK5 17,6a 66a 12,4 5,25a Trà, b b (B) VK6 16,2 58 11,6 4,58b An Giang F (A) * ** ** ** F (B) * * ns * F (A*B) * * ns * CV (%) 7,10 14,18 8,84 10,53 30 P2O5 16,1b 48b 12,9b 4,01b Lân 60 P2O5 18,4a 71a 15,3a 4,82a (A) a a a 90 P2O5 18,7 76 14,8 4,95a VK4 17,2b 61b 14,0b 4,70a Vi Tân a a a khuẩn VK5 18,9 71 15,6 4,69a Phước, (B) Tiền VK6 17,1b 63b 13,4b 4,39b Giang F (A) ** ** ** ** F (B) * ** ** * F (A*B) * ns ns * CV (%) 7,62 9,06 7,53 5,15 30 P2O5 16,4b 82b 10,5b 4,30b Lân a a a 60 P2O5 19,7 96 11,8 4,96a (A) 90 P2O5 19,5a 96a 11,7a 4,86a VK4 18,1b 86b 11,3 4,60b Vi Bình Tân, a a khuẩn VK5 19,7 98 11,7 5,03a Vĩnh (B) VK6 18,1b 90b 10,9 4,50a Long F (A) ** ** ** ** F (B) * * ns ** F (A*B) * * ns ** CV (%) 7,66 8,12 6,78 5,85 Trong cột, số có chữ theo sau khác có khác biệt ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan mức 1% (**), 5% (*) ns: khác biệt ý nghĩa thống kê VK4: Enterobacter cloacae; VK5: Burkholderia acidipaludis; VK6: Bacillus sp Địa điểm Nhân tố Nghiệm thức Năng suất củ khoai lang tím nhật trồng ba địa điểm thí nghiệm mức bón lân có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% (Bảng 4.21), suất củ đạt cao nghiệm thức bón 60 P2O5 90 P2O5 Năng suất củ nghiệm thức có chủng vi khuẩn Tân Phước, Lương An Trà Bình Tân có 100 khác biệt thống kê mức ý nghĩa 5%, nghiệm thức có chủng vi khuẩn X5 cho suất cao đất trồng khoai lang Tân Phước, Bình Tân Lương An Trà Kết thí nghiệm cho thấy, bón 60 P2O5 kết hợp với chủng vi khuẩn X5 hiệu nhất, bón 30 P2O5 cho số củ, chiều dài đường kính củ thấp, từ làm giảm suất khoai lang Lân nguyên tố hạn chế suất trồng 30% diện tích đất canh tác giới (Vance et al., 2003) Theo kết nghiên cứu Isiaka (2013) Nigeria không cung cấp đầy đủ lân giảm số củ suất khoai lang Vì vậy, làm giảm 30 kg N ha-1 vơ bón cho khoai lang vi khuẩn cố định lượng đạm từ khí trời để cung cấp cho sinh trưởng phát triển Kết phù hợp với kết nghiên cứu thí nghiệm nhà lưới đồng ruộng tác giả (Mục 4.5) Ngồi ra, chủng vi khuẩn X5 có khả kháng nhơm thuộc nhóm vi khuẩn kháng nhơm kết Aizawa et al., (2010) nên việc áp dụng vi khuẩn X5 đất phèn có chứa hàm lượng nhôm cao, độc chất ảnh hưởng đến suất trồng Vì vậy, chủng vi khuẩn thể hiệu chủng lại 4.7.3 Ảnh hưởng vi khuẩn triển vọng đến suất khoai lang tím nhật vụ hè thu 2016 Kết thí nghiệm cho thấy số củ khoai lang trồng Tân Phước, Bình Tân Lương An Trà nghiệm thức bón phân có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% (Bảng 4.22), số củ cao nghiệm thức bón 60 kg N/ha với chủng vi khuẩn X5, bón 90N + chủng vi khuẩn X5, bón đầy đủ NPK thấp nghiệm thức khơng bón đạm bón 30N + chủng vi khuẩn X5 Bón 60N kết hợp với chủng vi khuẩn X5 cho khoai lang trồng ba điểm thí nghiệm làm gia tăng đường kính củ chiều dài củ tương đương với bón 90N khơng kết hợp với chủng vi khuẩn cao khác biệt so với không bón đạm bón 30N kết hợp chủng vi khuẩn X5 Kết ba điểm thí nghiệm cho thấy bón 60N kết hợp với vi khuẩn X5 cho khoai lang đạt số củ m2, dài củ rộng củ tương đương với bón 90N khơng kết hợp với vi khuẩn Có thể cố định nitơ vi khuẩn X5 từ khí trời cung cấp thêm lượng đạm cho khoai lang nên số củ, dài củ đường kính củ tương đương với bón lượng đạm vơ 90N Theo Phillips et al., (2005) cung cấp đầy đủ đạm cho khoai lang làm gia tăng số củ, đường kính củ, từ làm gia tăng suất khoai lang 101 Bảng 4.22: Số củ, chiều dài, đường kính suất khoai lang tím nhật vào vụ hè thu 2016 Đường Năng suất kính củ (tấn ha-1) (cm) 00-90-90 40d 9,3c 3,63d 10,8c b bc bc 90-00-90 54 10,3 4,33 15,7b 90-90-90 65a 12,1ab 4,98ab 18,3a Lương 30-90-90+X5 47c 11,9ab 4,27c 15,5b An Trà, a a ab 60-90-90+X5 68 13,4 5,01 19,1a An Giang 90-90-90+X5 68a 12,8a 5,20a 18,3a F ** ** ** ** CV (%) 6,23 9,57 7,67 8,26 d c b 00-90-90 48 11,1 3,60 10,8d 90-00-90 68bc 14,4a 4,82a 16,8b 90-90-90 77ab 14,1ab 5,08a 18,9a Tân c b b 30-90-90+X5 59 12,9 4,04 15,1c Phước, 60-90-90+ X5 79a 14,6a 5,09a 20,1a Tiền a ab a 90-90-90+ X5 80 14,3 5,26 19,7a Giang F ** ** ** ** CV (%) 7,44 5,04 5,34 4,35 00-90-90 48c 9,1b 3,94b 12,0c 90-00-90 91a 11,8a 4,83a 19,3a a a a 90-90-90 90 12,0 5,06 19,3a Bình 30-90-90+ X5 75b 11,3a 4,37ab 17,6b Tân, a a a Vĩnh 60-90-90+ X5 91 12,7 5,13 20,3a Long 90-90-90+ X5 92a 12,3a 5,10a 20,0a F ** ** * ** CV (%) 5,97 7,94 8,59 4,80 Trong cột, số có chữ theo sau khác có khác biệt ý nghĩa thống kê theo phép thử Duncan mức 1% (**), 5% (*) Địa điểm Nghiệm thức Số củ m2 Dài củ (cm) Kết ba địa điểm nghiên cứu cho thấy: suất khoai lang tím nhật nghiệm thức có khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1%, khơng bón đạm, bón 30N kết hợp vi khuẩn X5 cho khoai lang làm cho đường kính củ, số củ thấp nên cho suất thấp (Bảng 4.22) Bón 60N kết hợp với chủng vi khuẩn X5 cho suất củ với bón 90N khơng kết hợp vi khuẩn, vậy, làm giảm 30 kg N vô ha-1 bón cho khoai lang Nguyên nhân vi khuẩn cố định lượng nitơ từ khí trời để cung cấp cho sinh trưởng phát triển Kết phù hợp với kết nghiên cứu thí nghiệm Kết nghiên cứu Cao Ngọc Điệp ctv (2011) cho thấy hiệu vi sinh vật cố định đạm Gluconacetobacter diazotrophicus mía tiết kiệm lượng phân đạm 100 kg N ha-1 102 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Hai mươi chín chủng vi khuẩn liên kết với lúa có khả cố định đạm cao pH = 4, hòa tan lân (P-Fe, P-Al) định danh đến mức độ loài kỹ thuật PCR giải trình tự đoạn 16S rDNA Các chủng vi khuẩn đa dạng loài thuộc nhóm vi khuẩn: Bacilli, Gammaproteobacteria Betaproteobacteria Tương tự, mười hai chủng vi khuẩn liên kết với khoai lang định danh đến mức độ loài kỹ thuật PCR giải trình tự đoạn 16S rDNA thuộc nhóm vi khuẩn: Bacilli, Gammaproteobacteria có khả cố định đạm cao pH = 4, hòa tan lân (P-Fe, P-Al) Chủng vi khuẩn hiệu cho việc cố định đạm hòa tan lân B vietnamiensis X1 Kết nghiên cứu khả cố định đạm cho thấy B vietnamiensis X1 giúp tăng số chậu, số hạt bông, chiều dài suất lúa trồng đất phèn nhà lưới Chủng B vietnamiensis X3 có khả hịa tan lân tốt thứ cho lúa điều kiện nhà lưới Việc áp dụng chủng vi khuẩn cho thấy, vi khuẩn B acidipaludis X5 đạt suất khoai lang tốt đất phèn Bình Tân - Vĩnh Long điều kiện nhà lưới Kết cho thấy B acidipaludis X5 tăng chiều dài củ suất khoai lang Vi khuẩn tiềm xếp E cloacae X4 Vi khuẩn B vietnamiensis X1 kết hợp bón 60 kg N ha-1 đạt suất cao so với đối chứng 90N - 60P2O5 - 30K2O đất phèn Hòn Đất - Kiên Giang Kết cho thấy khơng bón đạm làm giảm suất lúa ba vùng đất Tương tự, vi khuẩn B vietnamiensis X3 đạt suất cao so với đối chứng 90N - 60P2O5 - 30K2O đất phèn Long Mỹ - Hậu Giang, Hồng Dân - Bạc Liêu Các chủng vi khuẩn áp dụng đất phèn trồng lúa làm giảm 30% lượng đạm hóa học Tuy nhiên, khơng bón lân chưa thể thiếu lân bốn vùng phèn nên chưa đưa đến khác biệt suất sử dụng vi khuẩn B vietnamiensis X1 B vietnamiensis X3 đất phèn trồng khoai lang Vi khuẩn B acidipaludis X5 hoạt động cố định đạm mạnh so với chủng vi khuẩn cịn lại (X5 X6) thơng qua việc gia tăng số củ, chiều dài củ, đường kính suất củ khoai lang đất phèn Lương An Trà, Tân Phước Bình Tân Bón 60 kg N ha-1 kết hợp với chủng vi khuẩn B acidipaludis X5 cho số củ, chiều dài củ, đường kính củ suất củ khoai lang tương đương với bón 90 kg N ha-1 Sử dụng chủng vi khuẩn B 103 acidipaludis X5 tiết kiệm khoảng 30% lượng phân đạm bón cho khoai lang Ngoài ra, chủng vi khuẩn thể ưu việc cung cấp lân chưa có biệt mức lân 5.2 Đề xuất Nghiên cứu khả tiết indole-3-acetic acid (IAA), 5-aminolevulinic acid (ALA), siderophores chất kích thích sinh trưởng thực vật chủng vi khuẩn áp dụng điều kiện đồng ruộng lúa khoai lang Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuẩn có triển vọng B vietnamiensis X1, X2, X3 cho lúa E cloacae X4, B acidipaludis X5, Ba sp X6 cho khoai lang để tận dụng khả hiệp lực chủng đến hiệu suất lúa, suất khoai lang vùng đất phèn Triển khai áp dụng diện rộng để đánh giá ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh nhiệt độ, độ chua…lên hiệu dòng vi khuẩn tiềm Sản xuất chất mang phù hợp để nâng cao khả sống sót hoạt tính dòng vi khuẩn điều kiện đồng ruộng 104 ... TẮT Đất phèn có pH thấp, dẫn đến hàm lượng dưỡng chất thấp Đề tài ? ?Phân lập, tuyển chọn định danh vi khuẩn liên kết với thực vật (plant associated bacteria) lúa, khoai trồng đất phèn vùng đồng sông. .. thực vật (plant associated bacteria) lúa, khoai trồng đất phèn vùng đồng sông Cửu Long? ?? thực 1.2 Mục tiêu Phân lập chủng vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân diện đất nội sinh lúa, khoai lang đất phèn. .. nghiệm đồng 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu: chủng vi khuẩn liên kết với lúa, khoai lang * Phạm vi nghiên cứu: vùng đất phèn đồng sông Cửu Long 1.5 Những đóng góp luận án Phân