(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu quy trình sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh cho khuôn viên

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMN NÔNG NGHIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMP VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMT NAM NGUYỄN THANH NHÀN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VẬTU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VẬTN XUẤT VẬTT VẬTT LIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMU SINH HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMC NHẰM TÁI TẠO THẢM CỎM TÁI TẠO THẢM CỎO THẢN XUẤT VẬTM CỎ LÀM TIỂU CẢNH CHO KHUÔN VIÊNU CẢN XUẤT VẬTNH CHO KHUÔN VIÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trườngc môi trườngng Mã số:: 60 44 03 01 Ngườngi hướng dẫn khoa học:ng dẫn khoa học:n khoa học môi trườngc: TS Nguyễn Thị Minhn Thị Minh Minh NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Nhàn i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, tơi nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc giáo TS Nguyễn Thị Minh tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Vi sinh vật, Khoa Môi trường – Học viện Nơng Nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn./ Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Nhàn ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ vıết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii Trích yếu luận văn .ix Thesıs abstract .xi Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài .3 1.3 Phạm vı nghıên cứu .3 1.4 Những đóng góp mớı, ý nghĩa khoa học thực tıễn đề tàı Phần Tổng quan tàı lıệu .5 2.1 Thảm thực vật xanh kıến trúc cảnh quan đô thị 2.1.1 Thảm thực vật xanh .5 2.1.2 Vai trò tiểu cảnh xanh môi trường đô thị 2.1.3 Kiến trúc cảnh quan đô thị 2.2 Hiện trạng kıến trúc cảnh quan, thảm thực vật đô thị gıớı Vıệt Nam 2.2.1 Kiến trúc cảnh quan và thảm thực vật đô thị giới 2.2.2 Kiến trúc cảnh quan và thảm thực vật đô thị Việt Nam 2.3 Vật liệu sinh học 2.3.1 Khái niệm, phân loại 2.3.2 Thành phần nguyên liệu sản xuất vật liệu sinh học 10 2.4 Nấm rễ Mycorrhızae 11 2.4.1 Khái niệm, phân loại 11 2.4.2 Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM) 13 2.4.3 Mối quan hệ cộng sinh AM chủ .14 iii 2.4.4 Sự phản hồi trồng với nấm rễ nội cộng sinh 16 2.5 Tình hình nghıên cứu ứng dụng nấm rễ vật lıệu sınh học gıớı Vıệt Nam 17 2.5.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng AM vật liệu sinh học giới .17 2.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng nấm rễ vật liệu sinh học Việt Nam .19 2.6 Vi khuẩn nốt sần Rhızobıum 20 2.6.1 Một vài đặc điểm Rhizobium 20 2.6.2 Tình hình sản xuất sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần giới Việt Nam 21 Phần Vật lıệu phương pháp nghıên cứu .23 3.1 Đốı tượng nghıên cứu .23 3.2 Vật lıệu nghıên cứu 23 3.3 Phạm vı nghıên cứu 23 3.4 Nộı dung nghıên cứu 23 3.5 Phương pháp nghıên cứu 24 3.5.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 24 3.5.2 Phương pháp thu nhận bào tử từ vùng rễ trồng theo phương pháp sàng ướt cải tiến 24 3.5.3 Phương pháp phân lập vi khuẩn nốt sần Rhizobium .24 3.5.4 Phương pháp đánh giá đặc tính sinh học trực tiếp giống Arbuscular mycorrhizae 25 3.5.5 Phương pháp đánh giá đặc tính sinh học trực tiếp giống Rhizobium 25 3.5.6 Đánh giá khả cộng sinh chủ lựa chọn chủ để nhân giống nấm rễ 26 3.5.7 Phương pháp phân tích tính chất (vật lý, hóa học, sinh học) chất 26 3.5.8 Phương pháp xác định tỷ lệ nảy mầm hạt giống .27 3.5.9 Phương pháp đánh giá hiệu tái tạo thảm cỏ vật liệu sinh học .27 Phần Kết thảo luận .29 4.1 Tuyển chọn gıống arbuscular mycorrhızae, rhızobıum nhân gıống dùng cho sản xuất 29 4.1.1 Tuyển chọn giống Arbuscular mycorrhizae .29 4.1.2 Lựa chọn chủ để nhân giống nấm rễ tuyển chọn 30 iv 4.1.3 Tuyển chọn giống Rhizobium 31 4.1.4 Xác định điều kiện nhân sinh khối giống Rhizobium .32 4.2 Xác định, lựa chọn xử lý chất vật liệu sinh học 37 4.3 Lựa chọn loại dinh dưỡng tỷ lệ bổ sung vào vật liệu sinh học .39 4.4 Lựa chọn hạt giống (cây giống) để tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh .41 4.5 Phối trộn vlsh kiểm tra chất lượng VLSH .42 4.5.1 Xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu sản xuất VLSH 42 4.5.2 Đánh giá chất lượng VLSH .42 4.6 Quy trình sản xuất VLSH 43 4.7 Đánh giá hiệu sử dụng VLSH để tạo thảm cỏ thí nghiệm đồng ruộng 46 Phần Kết luận kıến nghị 51 5.1 Kết luận 51 5.2 Kiến Nghị .52 Tàı lıệu tham khảo 53 Phụ lục 56 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CT Công thức ĐC Đối chứng VLSH Vật liệu sinh học VSV Vi sinh vật vi DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Đặc tính chủng giống AM tuyển chọn 29 Bảng 4.2 Ảnh hưởng chủng nấm rễ đến sinh trưởng chủ 30 Bảng 4.3 Đặc tính chủng giống Rhizobium tuyển chọn 31 Bảng 4.4 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng phát triển chủng Rhizobium Bảng 4.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến sinh trưởng phát triển chủng Rhizobium Bảng 4.6 34 Ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy đến mật độ tế bào chủng Rhizobium Bảng 4.8 33 Ảnh hưởng tốc độ sục khí đến mật độ tế bào chủng vi khuẩn tuyển chọn Bảng 4.7 32 35 Ảnh hưởng tỷ lệ giống cấp đến mật độ tế bào chủng Rhizobium 36 Bảng 4.9 Các thông số kỹ thuật lên men tối ưu chủng Rhizobium .36 Bảng 4.10 Đặc điểm loại nguyên liệu chọn làm chất .38 Bảng 4.11 Một số tính chất loại nguyên liệu chọn làm chất 38 Bảng 4.12 Kết sinh trưởng Gigaspora sp6 Dentiscutata nigra dịch chiết NPK sau 30 ngày nuôi cấy 39 Bảng 4.13 Sinh trưởng Gigaspora sp6 Dentiscutata Nigra dịch chiết NPK 15-0-15 với tỷ lệ phối trộn khác sau 30 ngày nuôi cấy 40 Bảng 4.14 Theo dõi nảy mầm hạt giống 41 Bảng 4.15 Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu VLSH (/kg) 42 Bảng 4.16 Một số tính chất VLSH 42 Bảng 4.17 Ảnh hưởng xử lý VLSH đến số tiêu sinh trưởng cỏ lạc cảnh 46 Bảng 4.18 Ảnh hưởng xử lý VLSH đến tính chất đất sau tuần thí nghiệm .49 vii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất VLSH .45 Hình 4.2 Sự biến động diện tích theo thời gian thử nghiệm 48 Hình 4.3 Tỷ lệ nảy mầm bào tử sau 30 ngày nuôi cấy 59 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Arbuscular Mycorhizae loài nấm rễ nội cộng sinh rễ mang lại nhiều lợi ích cho chủ làm tăng sinh trưởng phát triển trồng tăng cường hấp thụ chất dinh dưỡng nâng cao khả chống chịu với điều kiện bất lợi môi trường Vi khuẩn Rhizobium loài sống cộng sinh với họ đậu hay điền thanh, lục lạc trịn,… có khả cố định Nitơ cung cấp cho phát triển trồng cải thiện tính chất đất Đề tài lợi dụng đặc tính nấm rễ Rhizobium vào sản xuất vật liệu sinh học, sâu vào nghiên cứu khả khai thác tối đa hiệu hiệp đồng Arbuscular Mycorrhizae Rhizobium để giúp tái tạo nhanh cho thảm thực vật nói chung, thảm cỏ nói riêng khn viên đồng thời cải tạo đất Mục đích đề tài bước đầu xây dựng quy trình sản xuất VLSH dùng cho tái tạo thảm thực vật thử nghiệm tái tạo thảm thực vật tạo cảnh quan cho khuôn viên để tiến tới chuyển giao quy trình cơng nghệ ứng dụng thực tiễn Trên sở 13 chủng AM phân lập từ loại đất khác nhau, giống AM Gigaspora sp6 Dentiscutata nigra với hoạt tính sinh học cao khả cộng sinh chủ tuyển chọn để sản xuất VLSH Cây đậu xanh cỏ đuôi phụng lựa chọn làm chủ để nhân giống nấm rễ có thời gian sinh trưởng ngắn, rễ phát triển nhanh khỏe mạnh, có khả tạo sinh khối lớn thời gian ngắn phù hợp nấm rễ phát triển nhân sinh khối nhanh chóng Từ 24 chủng Rhizobium phân lập đất phù sa sông Hồng, giống Bradyrhizobium japonicum Shinorhizobium fredii có đặc tính sinh học cao (thích ứng nhiệt độ pH rộng, kháng kháng sinh cao) tuyển chọn làm giống để sản xuất vật liệu sinh học Chất cho VLSH lựa chọn đất phù sa cũ có điều kiện thích hợp cho AM Rhizobium sinh trưởng phát triển, phân bón NPK 15-0-15 bổ sung vào VLSH với tỷ lệ 15g/kg vật liệu có tác dụng kích thích nảy mầm phát triển sợi nấm rễ AM Rhizobium Quy trình sản xuất vật liệu xây dựng gồm bước chính: (i) Chọn nhân giống AM Rhizobium, (ii) xử lý chất nền, (iii) bổ sung dinh dưỡng, (iv) thêm hạt giống (nếu trồng hạt), (v) phối trộn kiểm tra chất lượng trước sử dụng Kiểm tra cho thấy vật liệu sinh học có chất lượng ln ổn định phát huy hiệu sử dụng sau tháng sản xuất ix