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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học Đất Mã ngành: 9620103 LÝ NGỌC THANH XUÂN PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VÀ ĐỊNH DANH VI KHUẨN LIÊN KẾT VỚI THỰC VẬT (PLANT ASSOCIATED BACTERIA) Ở LÚA, KHOAI TRỒNG TRÊN ĐẤT PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Cần Thơ, 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN VĂN DŨNG GS.TS NGÔ NGỌC HƯNG Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp sở Họp tại: Phòng họp 3, lầu 2, Nhà Điều hành, Trường Đại học Cần Thơ Vào lúc 14 00 ngày 22 tháng năm 2018 Phản biện 1: TS LƯU HỒNG MẪN Phản biện 2: TS CAO VĂN PHỤNG Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Lý Ngọc Thanh Xuân, Trịnh Quang Khương, Lê Văn Dang, Trần Văn Dũng Ngô Ngọc Hưng, 2016 Hiệu vi khuẩn nội sinh Burkholderia vietnamiensis lên sinh trưởng suất lúa trồng ba vùng đất phèn Đồng sông Cửu Long Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 44b: 1-8 Ly Ngoc Thanh Xuan, Tran Van Dung, Ngo Ngoc Hung, Cao Ngoc Diep, 2016 Isolation and characterization of rice endophytic bacteria in acid sulphate soil of Mekong delta, Vietnam World journal of Pharmacy and Pharmaceutical sciences, (8): 301-317 Ly Ngoc Thanh Xuan, Tran Van Dung, Ngo Ngoc Hung, Cao Ngoc Diep, 2016 Isolation and characterization of rhizospheric bacteria in rice (oryza sativa l.) cultivated on acid sulphate soils of the Mekong delta, Vietnam World journal of Pharmacy and Pharmaceutical sciences, (9): 343-358 Ly Ngoc Thanh Xuan, Tran Van Dung, Ngo Ngoc Hung, Cao Ngoc Diep, 2017 Isolation and characterization of endophytic and rhizopheric bacteria associated sweet-potato plants cultivated on soils of the Mekong delta, Vietnam World journal of Pharmacy and Pharmaceutical sciences, (1): 129149 Lý Ngọc Thanh Xuân, Lê Văn Dang, Trần Văn Dũng Ngô Ngọc Hưng, 2018 Ảnh hưởng vi khuẩn liên kết với thực vật đến suất khoai lang đất phèn đồng sông Cửu Long Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, 7: 93-103 PHẦN MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Sản xuất nông nghiệp đồng sông Cửu Long chủ yếu sử dụng phân bón hóa học, làm tăng giá thành sản phẩm, giảm hiệu sử dụng phân bón gây nhiễm mơi trường Phân bón vi sinh giải pháp sản xuất nông nghiệp bền vững ngày quan tâm nhiều Vi khuẩn liên kết với thực vật có khả cố định đạm, hòa tan lân nhiều tác giả công bố (Menard et al., 2007) Tuy nhiên, tuyển chọn vi khuẩn sống điều kiện pH thấp có khả cố định đạm, hòa tan lân ứng dụng canh tác nhiều hạn chế Kết thực tế cho thấy tính hiệu vi khuẩn phụ thuộc nhiều vào tương tác vi khuẩn - chủ điều kiện sinh thái môi trường (Patnailk, 1994) Việc ứng dụng chủng vi khuẩn nêu có khả cố định đạm, hòa tan lân cho lúa, khoai lang trồng đất phèn đồng sông Cửu Long thật cần thiết nhằm giữ vững suất đảm bảo cho phát triển nông nghiệp bền vững MỤC TIÊU CỦA LUẬN ÁN Phân lập chủng vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân diện đất nội sinh lúa, khoai lang đất phèn Đánh giá tuyển chọn chủng vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân có ảnh hưởng đến sinh trưởng, suất lúa khoai lang trồng đất phèn điều kiện nhà lưới đồng Đề xuất 2-3 chủng vi khuẩn triển vọng phục vụ cho ổn định suất lúa khoai lang trồng đất phèn NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Khơng bón đạm làm giảm suất lúa đất phèn, Long Mỹ-Hậu Giang, Hòn Đất-Kiên Giang Hồng Dân, Bạc Liêu, bón 60 kg N ha-1 kết hợp với vi khuẩn Burkholderia vietnamiensis X1 đạt suất cao so với đối chứng 90N-60P-30K đất phèn Hòn Đất-Kiên Giang Tương tự, vi khuẩn B vietnamiensis X3 đạt suất cao so với đối chứng 90N-60P-30K đất phèn Long Mỹ-Hậu Giang, Hồng Dân, Bạc Liêu Tuy nhiên, khơng bón lân chưa thể thiếu lân ba vùng phèn nên chưa đưa đến khác biệt suất sử dụng vi khuẩn B vietnamiensis X1 B vietnamiensis X3 Khả cố định đạm vi khuẩn Burkholderia acidipaludis X5 mạnh so với vi khuẩn lại thơng qua việc gia tăng số củ suất củ khoai lang Bón 60 kg N/ha 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 Sử dụng chủng vi khuẩn B acidipaludis X5 tiết kiệm khoảng 30% lượng phân đạm bón cho khoai lang BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm 103 trang với chương: Chương 1: Giới thiệu (trang 1-5); Chương 2: Tổng quan tài liệu (trang 6-35); Chương 3: Phương tiện phương pháp nghiên cứu (trang 43-58); Chương 4: Kết thảo luận (trang 59-102); Chương 5: Kết luận kiến nghị (trang 103-104) PHẦN NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương 1: Tổng quan Vi khuẩn nhóm phong phú vùng rễ Sau tập trung vùng rễ (rhizophere), chúng di chuyển đến bề mặt rễ (rhizoplane) đó, thể lợi ích chủ Một số chủng, lồi có khả xâm nhập vào rễ (endorhizophere), chí vào phận khác (Compant et al., 2010) Jha et al., (2013) xếp vi khuẩn vùng rễ vi khuẩn nội sinh vào chung nhóm vi khuẩn liên hiệp với thực vật- PAB Vi khuẩn liên kết với thực vật có khả cố định đạm, hòa tan lân, sản xuất chất điều hòa tăng trưởng thực vật, kiểm sốt sinh học sản xuất siderophore Hiê sử thu hồi lân trồng thường thấp năm bón phân, 10–30% (Lindsay, 1979; Chien et al., 2012) Lân đất thường dạng ion âm H 2PO4-, H2PO42-, dạng tồn tùy thuộc vào pH đất Những ion âm sẵn sàng phản ứng với ion dương Ca, Mg, Fe Al để tạo hợp chất phosphate khác mà có khả tan bị giới hạn (Afzal et al., 2010) Vì vậy, có đến 75 – 95% lân khơng sử dụng vụ (McLaughlin et al., 2011), lân lưu tồn lâu đất tính hữu hiệu lân giảm chuyển lân từ dạng hòa tan sang dạng hòa tan hợp chất Fe-P, Al –P thông qua cố định hay hấp thu bề mặt đất chua (Syers et al., 2008; Chien and Rehm, 2016) bao gồm dạng apatite (Follett, 1981; Havlin, 1999) Ngoài ra, kết tương tác sắt với lân dẫn đến hình thành dạng không hữu dụng hai dưỡng chất đất (Dalton et al., 1983) màng sắt hấp phụ rễ lúa ngăn ngừa di chuyển lân đến rễ (Zhang, 1999) Hàm lượng sắt vượt ngưỡng làm giảm tích lũy dưỡng chất lân kali lúa (Olaleye et al., 2001; Yoshida, 1981) làm giảm hấp thu can xi, ma giê kẽm Việc cung cấp đạm không cần thiết cho tất loại trồng, mà đất phèn giúp gia tăng hiệu sử dụng lân (Attanandana et al., 1981) Cộng đồng vi sinh vật đất chiếm tỉ lệ khiêm tốn giữ vai trò quan trọng chuyển hóa dinh dưỡng đất, ảnh hưởng gián tiếp đến sản lượng trồng (Rousk et al., 2009) Nấm vi khuẩn nhóm vi sinh vật quan trọng, chúng chia nhiệm vụ phân hủy chất hữu đất, nhiên mật số, nhu cầu dinh dưỡng, điều kiện ngoại cảnh…ảnh hưởng đến hoạt động chúng có pH độc tố khác Al Fe (Wallenstein et al., 2006) Bryan (1923) tìm thấy nhóm vi khuẩn nốt rễ (nốt sần) đậu ba lá, đậu nành khơng thể sống sót sau 75 ngày đất có pH 5,1, 4,9 hay 4,2, theo thứ tự Các tác giả sau tìm thấy kết tương tự loại đất phèn hay đất có pH