Vi khuẩn lam (cyanobacteria) trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện cẩm xuyên, tỉnh hà tĩnh

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRẦN THỊ HƯƠNG VI KHUẨN LAM (CYANOBACTERIA) TRONG ĐẤT TRỒNG LÚA Ở MỘT SỐ XÃ THUỘC HUYỆN CẨM XUYÊN, TĨNH HÀ TĨNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC SINH HỌC (Chuyên ngành: Thực vật học) Nghệ An - 2014 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TRẦN THỊ HƯƠNG VI KHUẨN LAM (CYANOBACTERIA) TRONG ĐẤT TRỒNG LÚA Ở MỘT SỐ XÃ THUỘC HUYỆN CẨM XUYÊN, TĨNH HÀ TĨNH Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 60.42.01.11 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THỊ THÚY HÀ Nghệ An - 2014 3 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bản luận văn này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến cô giáo TS Lê Thị Thuý Hà, người đã dành nhiều thời gian, tâm huyết và công sức để chỉ dẫn, giúp đỡ và hướng dẫn khoa học để tôi hoàn thành tốt bản luận văn. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy, cô giáo trong trường Đại học Vinh, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh, Tổ bộ môn thực vật cũng như các đồng nghiệp tại Trường THPT Nguyễn Đình Liễn, Huyện Cẩm Xuyên, Tĩnh Hà Tĩnh đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Nhân đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn bè và những người thân đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành bản luận văn để đạt được kết quả tốt. Nghệ An, Ngày 22 tháng 10 năm 2014 Tác giả Trần Thị Hương 4 MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Mục lục Các chữ viết tắt trong luận văn Danh mục bảng và các hình trong luận văn Mở đầu 1 Chương 1: Tổng quan tài liệu 3 1.1. Tình hình nghiên cứu VKL trên thế giới và ở Việt Nam 3 1.1.1. Một số dẫn liệu nghiên cứu Vi khuẩn lam trên thế giới 3 1.1.2. Một số dẫn liệu nghiên cứu Vi khuẩn lam ở Việt Nam 4 1.2.Vai trò của Vi khuẩn lam 6 1.3. Đặc điểm phân bố và sinh thái của Vi khuẩn lam trong đất 8 1.3.1. Đặc điểm, cấu tạo, hình thái Vi khuẩn lam 8 1.3.2. Đặc điểm phân bố của Vi khuẩn lam trong đất………………………10 1.3.3 Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái đến sinh trưởng của VKL…… 11 Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 13 2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 13 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 13 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu 13 2.1.3. Thời gian thu và xử lí mẫu 13 2.2. Phương pháp nghiên cứu 15 2.2.1. Phương pháp thu và xử lý mẫu Vi khuẩn lam trong đất 15 2.2.2. Định loài Vi khuẩn lam bằng phương pháp hình thái so sánh 16 Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 17 3.1. Một số đặc điểm về điều kiện tự và khí hậu của huyện Cẩm Xuyên (Hà Tĩnh). 17 3.1.1. Đặc điểm tự nhiên 17 5 3.1.2. Đặc điểm khí hậu 18 3.2. Đa dạng Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa của một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên. 19 3.2.1. Cấu trúc thành phần loài 19 3.2.2. Đánh giá tính đa dạng về thành phần loài VKL trong đất trồng lúa ở huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh. 31 3.2.3. Phân bố các taxon bậc chi và loài trong họ 34 3.2.4. Phân bố các taxon bậc loài trong chi 35 3.2.5. Vi khuẩn lam có tế bào dị hình trong đất trồng lúa của huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh……………………………………… 37 3.3. Đa dạng về thành phần loài VKL ở các địa điểm thu mẫu 38 3.4. Đa dạng về thành phần loài VKL qua các đợt thu mẫu 40 3.5. Đa dạng về hình thái 42 3.6. So sánh tính đa dạng về thành phần loài VKL trong đất trồng lúa huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh với một số công trình nghiên cứu khác 44 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 54 6 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN VKL : Vi Khuẩn Lam VKL CĐN : Vi khuẩn lam cố định nitơ CD : Xã Cẩm Dương CY : Xã Cẩm Yên CQ : Xã Cẩm Quang CB : Xã Cẩm Bình CT : Xã Cẩm Thành TB : Tế bào 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Danh lục Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh. 20 Bảng 3.2. Số lượng taxon bậc bộ, họ, chi và loài/dưới loài đã gặp của ngành VKL trong đất trồng lúa ở một số xã huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh. 31 Bảng 3.3. Phân bố taxon bậc chi và loài trong các họ Vi Khuẩn Lam 34 Bảng 3.4. Phân bố số lượng loài / dưới loài trong các chi của Vi khuẩn lam đã được phát hiện. 35 Bảng 3.5. Phân bố taxon Vi khuẩn lam trong các xã 39 Bảng 3.6. Đa dạng về thành phần loài VKL qua các đợt thu mẫu 41 Bảng 3.7. Đa dạng về hình thái các taxon Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện huyện Cẩm Xuyên, Tĩnh Hà Tĩnh 43 Bảng 3.8. Đa dạng về hình thái Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, tĩnh Hà Tĩnh so với các vùng được nghiên cứu. 44 8 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1. Sơ đồ các điểm thu mẫu………………………………… ………14 Hình 3.1. Số lượng taxon các bậc của ngành Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh ………………………………………… 31 Hình 3.2. Tỉ lệ % các họ trong các bộ của ngành Vi khuẩn lam………… .32 Hình 3.3. Tỉ lệ % các chi trong các bộ của ngành Vi khuẩn lam………… 33 Hình 3.4. Tỉ lệ % các loài trong các bộ của ngành Vi khuẩn lam……… 33 Hình 3.5. Tỉ lệ % số chi và số loài ở các họ của ngành Vi khuẩn trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, Tĩnh Hà Tĩnh 34 Hình 3.6. Tỷ lệ số lượng loài VKL CĐN trong đất trồng lúa huyện Cẩm Xuyên……………………………………………………………………… 37 Hình 3.7. Số lượng loài ở các xã của huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh 39 Hình 3.8. Tỉ lệ % số chi và số loài qua các đợt thu mẫu 41 9 MỞ ĐẦU; Trong những năm gần đây vi tảo là đối tượng đã thu hút được sự chú ý ngày càng tăng của nhiều lĩnh vực như khoa học, công nghệ và thương mại do những ưu thế của cơ thể này đem lại. Trong đó phải kể đến Tảo Lam (Cyanophyta) hay Vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) có vai trò rất quan trọng trong các hệ sinh thái nói chung và hệ sinh thái đất nói riêng, đặc biệt là trong đất trồng lúa. Với khả năng cố định N 2 chúng đã góp phần làm tăng đáng kể hàm lượng đạm cho đất. Ngoài ra, sự phát triển của VKL làm tăng khả năng giữ nước đối với vùng đất khô hạn, tăng độ thoáng khí, cải tạo đất mặn và chua. VKL còn tiết vào môi trường các chất có hoạt tính sinh học kích thích sự sinh trưởng của cây trồng. Điều đó cho thấy khả năng ứng dụng của VKL vào thực tiễn sản xuất là rất lớn. Việc nghiên cứu Vi khuẩn Lam trong đất trồng lúa là rất cần thiết nhằm phát hiện những loài có khả năng làm giàu đạm cho đất, nâng cao năng suất cây trồng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Tận dụng và phát triển một nguồn lợi có ích là sự mong ước của tất cả ai đã và đang quan tâm tới Vi Khuẩn Lam. Cẩm Xuyên là một huyện ven biển có diện tích đất nông nghiệp lớn của tỉnh Hà Tĩnh, tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu về thành phần loài Vi Khuẩn Lam trong các loại hình đất trồng ở đây. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, Tỉnh Hà Tĩnh” Mục tiêu của đề tài là xác định thành phần loài Vi Khuẩn Lam (Cyanobacteria) trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc Huyện Cẩm Xuyên, Tỉnh Hà Tĩnh. 10 Để đạt được mục tiêu trên, nhiệm vụ đặt ra là: + Xác định được thành phần loài VKL có trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, Tỉnh Hà Tĩnh. + Đánh giá được tính đa dạng về thành phần loài VKL và VKL cố định nitơ trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, Tỉnh Hà Tĩnh. Đề tài được tiến hành từ tháng 8 năm 2013 đến tháng 8 năm 2014 tại Bộ môn Thực vật, Khoa Sinh và Trung tâm thực hành thí nghiệm, Trường Đại học Vinh. [...]... Xuyên 3.2.1 Cấu trúc thành phần loài Kết quả điều tra VKL trong trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm xuyên, tỉnh Hà Tĩnh, chúng tôi đã xác định được 90 loài và dưới loài, chúng thuộc 25 chi, 6 họ của 3 bộ: Chroococcales, Oscillatorales Nostocales (Bảng 3.1) Nhìn chung, số lượng các taxon VKL ở bậc bộ, họ, chi không nhiều nhưng số lượng loài VKL trong đất trồng lúa huyện Cẩm Xuyên khá phong... của Vi khuẩn lam Vi c lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật gây độc cho Vi khuẩn lam Vì vậy vi c lựa chọn phương thức canh tác và sử dụng phân bón hợp lí rất quan trọng 21 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) trong đất trồng lúa ở Huyện Cẩm Xuyên, Tỉnh Hà Tĩnh. .. kết quả điều tra, khảo sát về điều kiện tự nhiên và đặc điểm của đất trồng lúa huyện Cẩm Xuyên, chúng tôi tiến hành thu mẫu ruộng lúa ở 5 xã: 1 Xã Cẩm Dương : (Ký hiệu: CD) 2 Xã Cẩm Yên : (Ký hiệu: CY) 3 Xã Cẩm Quang : (Ký hiệu: CQ) 4 Xã Cẩm Bình : (Ký hiệu: CB) 5 Xã Cẩm Thành : (Ký hiệu: CT) 2.1.3 Thời gian thu và xử lý mẫu Đã tiến hành thu và xử lý 3 đợt mẫu: Đợt 1: Ngày 27 tháng 8 năm 2013 Đợt 2:... dưới loài thuộc 15 chi, 5 họ trên vùng đất trồng lúa huyện Thạch Hà (Hà Tĩnh) , trong đó có 3 chi dạng đơn bào, 5 chi dạng sợi có tế bào dị hình, 7 chi có tế bào dị hình Hồ Sỹ Hạnh (2006) [9], nghiên cứu VKL trong đất trồng ở một số vùng thuộc tỉnh Đắc Lắc và mối quan hệ giữa chúng với một số yếu tố sinh thái đã xác định được 129 loài và dưới loài, chúng thuộc 20 chi, 10 họ, trong 14 4 bộ .Trong đó có...11 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VI KHUẨN LAM TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VI T NAM 1.1.1 Một số dẫn liệu nghiên cứu Vi khuẩn lam trên thế giới Vi Khuẩn Lam (VKL) là những sinh vật tự dưỡng có kích thước hiển vi, sống chủ yếu trong môi trường nước và đất Nghiên cứu Vi Khuẩn Lam đã được tiến hành từ những thập niên đầu thế kỷ thứ XIX (C Agardn, 1824 ; Kuetzing, 1843)... chủng VKL thuộc chi Microcystis, Anabaena sau đó nhiều nghiên cứu về độc tố của VKL trong các thuỷ vực được tiến hành trên toàn thế giới [17] 1.1.2 Một số dẫn liệu nghiên cứu Vi khuẩn lam trong đất trồng ở Vi t Nam Các công trình nghiên cứu về tảo nói chung và VKL nói riêng ở Vi t Nam được tiến hành muộn hơn so với thế giới nhưng đã đạt được một số thành tựu nhất định 13 Công trình đầu tiên ở Vi t Nam... thể/cm2 ở cm lớp đầu tiên của đất và ở lớp đất sâu hơn là 6.10 4 cá thể/cm2 Trên đất canh tác bộ Nostocaceae phát triển mạnh nhất với nhiều loài có tế bào dị hình có khả năng cố định nitơ Điều tra về Vi khuẩn lam trong 19 ruộng lúa nước ở Vi t Nam cho thấy số lượng thành phần Vi khuẩn lam rất đa dạng và phong phú phụ thuộc vào mùa vụ và điều kiện sinh thái Nguyễn Thị Minh Lan và cs (2001) [20] cho biết ở. .. Đông giáp huyện Kỳ Anh [12] Toàn huyện có 27 đơn vị hành chính cấp xã với tổng diện tích đất tự nhiên 63.649,01 ha, chiếm 10,50% tổng diện tích tự nhiên của tỉnh; đất Nông nghiệp chiếm 47.650,00 ha, đất trồng lúa chiếm 8 315, 64 ha trong đó đất chuyên trồng lúa nước chiếm 7 333, 21 ha [26] Thị trấn Cẩm Xuyên là trung tâm kinh tế - văn hóa – chính trị của huyện, cách trung tâm thành phố Hà Tĩnh 10 km... của một số loài VKL thuộc chi Microcytis gây nở hoa nước trong các thủy vực nước ngọt ở Nghệ An, Hà Tĩnh và Quảng Bình [48] Cùng với công tác điều tra, những nghiên cứu chuyên sâu tìm hiểu đặc tính sinh lý, sinh hoá về các chủng VKL có ý nghĩa thực tiễn ở Vi t Nam đã tiến hành bởi nhiều tác giả 1.2 VAI TRÒ CỦA VI KHUẨN LAM Vi khuẩn lam có vai trò rất quan trọng đối với nông nghiệp do nhiều loài trong. .. lúa huyện Cẩm Xuyên khá phong phú 28 Bảng 3.1 Danh lục Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh TT Địa điểm nghiên cứu Ghi Taxon ĐỢT 1 CD CY CQ CB CT ĐỢT 2 CD ĐỢT 3 CY CQ CB CT CD CY CQ CB chú CT Bộ Chroococcales Wettst., 1923 Họ Chroococcaceae Naegeli, 1848 Chi Aphanocapsa Naegeli, 1849 1 Aphanocapsa grevillei (Berkeley) + H1 Rabenhors Chi Aphanothece Naeg 2 . Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh. 20 Bảng 3.2. Số lượng taxon bậc bộ, họ, chi và loài/dưới loài đã gặp của ngành VKL trong đất trồng lúa ở một. thành phần loài Vi Khuẩn Lam trong các loại hình đất trồng ở đây. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: Vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên,. ở một số xã thuộc huyện huyện Cẩm Xuyên, Tĩnh Hà Tĩnh 43 Bảng 3.8. Đa dạng về hình thái Vi khuẩn lam trong đất trồng lúa ở một số xã thuộc huyện Cẩm Xuyên, tĩnh Hà Tĩnh so với các vùng được