Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học từ azotobacter sp và bacillus sp có khả năng cố định đạm và chuyển hóa lân

BAN QUẢN LÝ KHU NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TP HCM TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM SINH HỌC TỪ Azotobacter sp VÀ Bacillus sp CÓ KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH ĐẠM VÀ CHUYỂN HÓA LÂN CN Trần Hải My Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01/2018 BAN QUẢN LÝ KHU NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO TP HCM TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đờng nghiệm thu) NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM SINH HỌC TỪ Azotobacter sp VÀ Bacillus sp CÓ KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH ĐẠM VÀ CHUYỂN HĨA LÂN CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên, đóng dấu xác nhận) CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên) Thành phố Hờ Chí Minh, tháng 01/2018 Azotobacter N-NH4+ 3,65 µg NNH4+ 2,66 µg Bacillus spp lân Bacillus B68 ân SI 2,69 C Azotobacter A5 A3 Bacillus kháng C Azotobacter spp Bacillus spp có Bacillus B68: 1,92 x 109 CFU/g; Azotobacter A3: 1,31 x 108 CFU/g Azotobacter A5: 1,81 x 108 Azotobacter spp Bacillus spp ph m có kh thay th c m kích thích s hồn tồn phân bón hóa h c Azotobacter ch ph m có th tháng h ng c a ngô nhiên không ph m vi c a thí nghi m này, vi khu n mà ngô c n u phát tri n Trang ii BM20-QT.QLKH Trang i TÓM T T ii M C L C iii DANH SÁCH CÁC CH VI T T T vi DANH SÁCH B NG .vii DANH SÁCH HÌNH viii TÀI M U C NG QUAN NGHIÊN C U 1.1 Vai trò c i v i tr ng 1.2 Vai trò c a vi sinh v i v i tr ng Bacillus Azotobacter 1.3 Gi i thi c v ngô 10 10 10 12 1.4 M t s nghiên c 1.5 c 14 c k t qu nghiên c 4: Xây d ng quy trình t o ch ph m sinh h c t gi ng vi khu n Bacillus spp Pseudomonas spp có kh 17 I DUNG NGHIÊN C U 18 2.1 Th m nghiên c u 18 Trang iii BM20-QT.QLKH 18 18 2.2 V t li u hóa ch t 18 18 t 18 2.3 N i dung nghiên c u 19 c hi n x lý th ng kê 19 Azotobacter 19 c cho tr ng 19 19 20 Azotobacter 2.4.1.4 Bacillus spp 21 Azotobacter spp Bacillus 2.4.2.1 22 1: Bacillus spp 2.4.2.2 Bacillus spp Azotobacter spp 22 2: Azotobacter spp 26 T QU VÀ TH O LU N 29 3.1 N i dung 1: Tuy n ch n vi khu n Azotobacter spp có m t s ho t tính sinh h c 29 c cho tr ng 29 3.1.2 30 31 3.1.4 spp Azotobacter Bacillus spp 32 Trang iv BM20-QT.QLKH 3.2 N i dung 2: Kh o sát Bacillus ng c a ch ph m sinh h c t Azotobacter spp i v i tr ng 33 Azotobacter spp Bacillus 3.2.2 Thí Bacillus 33 Azotobacter spp 38 T LU N VÀ KI N NGH 43 4.1 K t lu n 43 4.2 Ki n ngh 43 TÀI LI U THAM KH O 44 PH L C Trang v BM20-QT.QLKH ctv DNA Deoxyribonucleic acid IAA Indole-3-acetic acid RNA Ribonucleic acid TN Trang vi BM20-QT.QLKH B ng T a b ng Trang -56:2011/BNNPTNT) N-NH4+ 13 -56:2011/BNNPTNT) 13 Azotobacter spp 29 Azotobacter Azotobacter 30 31 Azotobacter spp Bacillus spp 34 35 ng 35 36 37 38 39 40 Trang vii BM20-QT.QLKH DANH SÁCH HÌNH Hình T a hình Trang 22 3.1 S phát tri n c a ngô sau b sung m t s ch ng Azotobacter ngày th m5 30 A3 33 33 33 38 Trang viii BM20-QT.QLKH THÔNG T Azotobacter sp Bacillus sp 01/2017 - 12/2017 122.453.000 Azotobacter spp Azotobacter spp Bacillus spp Azotobacter Azotobacter spp Bacillus spp Trang BM20-QT.QLKH m không b sung ch ph m) nghi m th c (ch b sung ch ph m mà m) có tri u ch ng thi g c lên ng n, vàng chóp lan d n d c theo gân chi u cao th l i nghi m th c 2, 4, 6, ch m i nghi m th c c bón phân hay có b sung ch ph m m th m không b sung ch ph m) có chi u cao th p nh t (53,93 cm) có khác bi th ng kê so v i nghi m th c cịn l i Nghi m th c (bón 50% N có b sung ch ph m) có chi u cao cao nh t (81,87 cm) s khác bi t th ng kê so v i nghi m th c - i ch ng (bón 140 kgN/ha khơng có b sung ch ph khác bi ng kê so v i nghi m th c l i Chi u cao th c (bón 35 kgN/ha có b sung ch ph m) th m cao ho c th p có th m c a vi khu n làm ns B Ghi chú: NT1: N n (gi ng kê so v i th i ch ng (bón 140 kgN/ha khơng b sung ch ph c l STT nghi m nghi m th c (bón 105 kgN/ha có b sung ch ph m) khơng có s khác bi so v i nghi m th c - i có ng t i s c nh ng phát tri n c a ng s ngô sau tháng tr ng NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 0,23 0,31 0,29 0,30 0,31 0,30 n (140 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O + phân trùn qu 10 t n); NT3: N n (gi m 100% N) + Ch ph m sinh h c; NT4: N n (gi m 75% N) + Ch ph m sinh h c; NT5: N n (gi m 50% N) + Ch ph m sinh h c; NT6: N n (gi m 25% N) + Ch ph m sinh h c 4, 5, (bón 105 kgN/ha, 70 kgN/ha 35 kgN/ha - bón 140 kgN/ha Trang 36 BM20-QT.QLKH n4- ng 14% B STT t sau tháng tr ng NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 Ghi chú: NT1: N n (gi 0,18 0,21 0,23 0,20 0,27 0,20 0,04 n (140 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O + phân trùn qu 10 t n); NT3: N n (gi m 100% N) + Ch ph m sinh h c; NT4: N n (gi m 75% N) + Ch ph m sinh h c; NT5: N n (gi m 50% N) + Ch ph m sinh h c; NT6: N n (gi m 25% N) + Ch ph m sinh h c Azotobacter Azotobacter Trang 37 BM20-QT.QLKH Azotobacter spp Bacillus Azotobacter spp Bacillus spp Azotobacter spp Bacillus B ng 3.9 Chi u cao ngô sau tháng tr ng STT 58,40c 77,73a 70,80b 73,13ab NT1 NT2 NT3 NT4 CV (%) LSD0,05 Ghi chú: NT1: + 75,13 100 91,08 94,08 3,59 4,73 2O5 O5 2O 2O 2O5 Trang 38 BM20-QT.QLKH 4(Ca,Mg)O.P2O5 + 5(Ca, Mg)O.P2O5.SiO2 - 16% P2O5 15 - 18% MgO, 28 - 34% CaO 24 - 30% SiO2 2PO4)2.H2O 2H2 - 16,5% P2O5 + CaSO4 + - m B ng lân t ng s ngô sau tháng tr ng STT NT1 NT2 NT3 NT4 0,14 0,16 0,15 0,15 2O5 O5 2O - 2O 2O5 - 0,35% P2O5 Trang 39 BM20-QT.QLKH B STT t sau tháng tr ng NT1 NT2 NT3 NT4 0,41 0,46 0,44 1,1 2O5 600 700 600 800 O5 2O 2O 2O5 Azotobacter spp Bacillus Azotobacter spp Bacillus spp 3.1 Trang 40 BM20-QT.QLKH Bacillus Azotobacter môi t Ashby vòng/phút, 30°C vòng/phút, 37°C Nhân g - TB vòng/phút, 37°C Nhân g 120 vòng/phút, 30°C 30°C ngày -15% -15% Azotobacter spp Bacillus spp Trang 41 BM20-QT.QLKH Azotobacter Bacillus Bacillus: Bacillus - - - -15% Azotobacter: Azotobacter - - - -15% +P theo Bacillus > 109 Azotobacter > 1,0 x 108 p < 1,0 x 105 CFU/g), - Trang 42 BM20-QT.QLKH 4.1 K t lu n Azotobacter Azotobacter A5 sinh N-NH4+ 3,65 µg/mL N-NH4+ 2,66 µg Azotobacter +C Bacillus B68 Azotobacter spp Bacillus spp Bacillus B68: 1,92 x 109 CFU/g; Azotobacter A3: 1,31 x 108 CFU/g Azotobacter A5: 1,81 x 108 CFU/g, Azotobacter spp + Bacillus spp - Ch ph m có kh m kích thích s phát tri n c a ngơ nhiên khơng thay th hồn tồn phân bón hóa h c ph m vi c a thí nghi m này, vi khu n Azotobacter ch ph m có th mà ngơ c n u phát tri n - 4.2 Ki n ngh - Azotobacter spp Bacillus sp - Azotobacter spp Bacillus sp Trang 43 BM20-QT.QLKH , Cao NXB Azotobacter ng , 4, Trang 3-9 Azotobacter Tr n Th Linh (2012), Tuy n ch n ch ng vi khu n Azotobacter cho s n xu t phân bón h t, Lu th ih c Khoa h c T nhiên Azotobacter IAA Nôn , , 1(1), Trang 111 - 118 QCVN 01- Bacillus spp Pseudomonas tan lân, 10 , 3(81), Trang 100-109 - indol-acetic (IAA) Trang 44 BM20-QT.QLKH Th (1996), Nghiên c m sinh h c kh ng d ng c a m t s ch ng vi khu n thu c chi Bacillus subtilis, Lu n án phó ti c, sinh h c, 11 Vi n Sinh h c Nhi i Cây ngô 12 gày 13 14 Ph n Th Thu Huy n, Nguy n Th Nguy n Duy Th nh (2004), Nghiên c u kh d ng cho l c t ch ng vi sinh v t n xu t phân bón vi sinh v c tài khoa h c công ngh , tài Vi n Khoa h c Lâm nghi p Vi t Nam 15 , -112 16 Bais, H.P., Fall, R and Vivanco, J.M (2004), Biocontrol of Bacillus subtilis against infection of Arabidopsis roots by Pseudomonas syringae is gacilitated by biofilm formation and surfactin production, Plant Physiology, 134, 307-319 17 Cazorla, F.M., Romero, D., Perez-Garcia, A., Lugtenberg, B.J.J., Vicente, A de and Bloemberg, G (2007), Isolation and characterization of antagonistic Bacillus subtilis strains from the avocado rhizoplane displaying biocontrol activity, Journal of Applied Microbiology, 103, pp 1950-1959 18 Fatima, Z.M., Saleemi, M., Zia, T., Sultan, M., Aslam, Riaz-ur-Rehman and Chaudhary, M.F (2009), Antifungal activity of plant growth-promoting rhizobacteria isolates against Rhizoctonia solani in wheat, African Journal of Biotechnology, 8, pp 219-225 19 Graham, W.O (1998), The role of nitrogen fixation in crop production, Journal of Crop Production, 1(2), pp 115-138 20 Goldstein, A.H (1994), Involvement of the quinoprotein glucose dehydrogenase in the solubilization of exogenous phosphate by gram-negative bacteria, In: TorrianiTrang 45 BM20-QT.QLKH Gorini, A., Yagil, E and Silver, S (eds.), Phosphate in Microorganisms: Cellular and Molecular Biology, ASM Press, Washington, DC, pp.197-203 21 Kannapiran, E and Sri, R.V (2011), Isolation of phosphate solubilizing bacteria from the sediments of Thondi coast, Palk Strait, Southeast coast of India, Annals of Biological Research, 2(5), pp 157-163 22 Kapil, D.P., Ajay, K., Ritu, S., Deen, D.G and Pawan, K.S (2014), Effect of Azotobacter chroococcum CL13 inoculation on growth and curcumin content of turmeric (Curcuma longa L.), International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(9), pp 275-283 23 Khan, M.S., Zaidi, A and Wani, P.A (2007), Role of phosphate -solubilizing microorganisms in sustainable agriculture -A review, Agronomy for Sustainable Development, 27, pp 29-43 24 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 soils, Journal of Environmental Biology, 30(1), pp 73-82 25 María, G.T., Sandra, A.V., Jaime, B and Patricia, M (2000), Isolation of Enterobacteria, Azotobacter sp and Pseudomonas sp., producers of indole-3-acetic acid and siderophores, from Colombian rice rhizosphere, Revista Latinoamericana de Microbiología, 42, pp 171-176 26 Ritu, S., Kapil, D.P., Ajay, K and Monika, S (2017), PGPR Isolates from the rhizosphere of vegetable crop momordica charantia: characterization and a pplication as biofertilizer, International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences , 6(3), pp 1789-1802 27 Rodríguez, H and Fraga, R (1999), Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion, Biotechnology Advances, 17(4-5), pp 319-339 28 Singh, S and Kapoor, K.K (1994), Solubilization of soluble phosphates by bacteria isolated from different sources, Environment and Ecology, 12, pp 51-55 Trang 46 BM20-QT.QLKH 29 Tripti, V.K and Anshumali (2012), Phosphate solubilizing acitivity of some bacterial strains isolated from chemical pesticide exposed agriculture soil, International Journal of Enigineering Research and Development, 3(9), pp 1-6 30 Turnbull, P.C.B (1996), Bacillus In: Baron, S (ed.), Medical Microbiology, 4th Ed, University of Texas Medical Branch, Galveston 31 Vikram, P (2011), Production of indole acetic acid by Azotobacter sp., Recent Research in Science and Technology, 3(12), pp 14-16 32 Uma, M.N and Sathiyavani, G (2012), Solubilization of phosphate by Bacillus sp., from groundnut rhizosphere (Arachishypogaea L), Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 4(8), pp 407-411 Trang 47 BM20-QT.QLKH : Azotobacter Azotobacter sp Bacillus 1: Azotobacter sp 2: Azotobacter sp Bacillus sp Thí ngh Bacillus sp