Nghiên cứu tảo lam cố định nitơ trong ruộng lúa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HC T NHIấN * *pằ p ^ ^ ô7**T*'' rTw*1* ^ - 1- - f » - ■ i i « míề 4* TÊN ĐỀ T À I: NGHIÊN CỨ Ư TẢO LAM c ố ĐỊNH NITƠ TRONG RUỘNG LÚA MÃ SỐ: Q T 0017 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: NGUYÊN THỊ MINH LAN Đ A I H O C Q U Ố C G IA HÁ NÓ TRUNG TẨM T H Ò N G TIN THƯ V I Ệ N ! r / í _ % _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ HÀ NỘI-2005 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CÚXI TẢO LAM c ố ĐỊNH NITƠ TRONG RUỘNG LÚA M Ã SỐ: Q T 0 CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: NGUYỄN th ị m in h la n CÁC CÁN BỘ THAM GIA: TS.TRẦN NINH CN NGUYỄN THỊ ANH VÂN BÁO CÁO TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC a Tên đê tài: NGHIÊN c ú u TẢO LAM (VKL) c ố ĐỊNH NITƠ TRONG RUỘNG LÚA, MẢ SỐ: QT0017 b Chủ trí đề tài (hoặc d ự án): Nguyễn Thị Minh Lan c Các cán tham gia: PGS.TS Trần Ninh, Bộ môn thực vật Nguyễn Anh Vân, ĐH Xây dựng Hà Nội d M ục tiêu nội d u n g nghiên cứu: Xác định thành phần loài, định loại mô tả taxon VKL cố định nitơ thường gặp ruộng lúa Phân lập, làm nuôi cấy VKL cố định N từ đất trồng lúa Tìm hiểu phát Iriển cá thể chúng điều kiện nuôi trồng Xây dựng sưu tập VKL, chụp ảnh hiển vi mẫu vật phân lập e Các kết đạt được: Đã tiến hành điều tra, thu mẫu ruộng lúa vùng ngoại thành Hà Nội Đã tiến hành phân tích, ihống kê, Xác định thành phần lồi, phân bố VKL ruộng lúa, Lập danh lục loài VKL cố định N2 Irong ruộng lúa vùng Hà nội Định loại mô tả taxon VKL cố định nitơ thường gặp ruộng lúa 4.Tiến hành chụp ảnh hiển vi mẫu vật dã dược phân tích Phân lập, làm sạch, ni cấy VKL cố định N2 từ đất trồng lúavà nghiên cứu số đặc tính sinh học, Một số đặc điểm hình thái VKL, Sự phát triển chủng VKL phân lập dược loại môi trường ni cấy khác Tìm hiểu phát triển cá thổ chúng điều kiện ni trồngtrong phòng thí nghiệm ngồi trời 516 mẫu phân lích dược Ihu từ ruộng lúa vùng Hà Nội, điếm thu mẫu, thuộc xã Mỗ irì, Phú Mỹ, Nhân (huyện Từ liêm), xã Châu quỳ ( huyện Gia lâm), Vĩnh Quỳnh, Đại áng, Tả oai, Đại kim, n sở ( huyện Thanh trì) xã có diện tích dất trổng lúa vào loại lớn Hà nội Mầu thu từ vị trí khác ruộng lúa gồm mẫu đất, nước, thân, bẹ rỗ vào tháng 2,3, 4, 5, 8, năm 1985 đến năm 2001 Giống lúa trổng IR 203, NN 8, CN2, X I, nếp, ĨR 22, Khang dân, 108, AIT77, 9820, Ọ5, lai Trunií quốc Lúa giai đoạn mạ, làm đòng, Irổ bồng dứng Đất pha thó, đất xốp, đất thịt nạng , pH ruộng 6,3 - 7,7 Ruộníỉ khỏ, ẩm, ln ngập nước, có pha bèo mội số ruộng Chc độ bón phân phân chuồng tro bếp, nhiệt độ thu mẫu 29, 32 34°c Mầu dược cố định formalin 4% dược xử lí ni cấy theo phương pháp dĩa ihạch mồi trường BG11 không đạm chứa 109c thạch (Stanicr ct al, ỉ 971) với độ pha loãng khác mẫu đồng thời làm giàu, phân lập ni trổ ne mòi trường BG11 khơng đạm nhằm phân lập chủng VKL có khả cố định dạm để ứng dụng làm phân bón sinh học cho ruộng lúa loại trừ phát triển loại tảo khác Sự nuôi trồng thời tiến hành ưên mồi trường thạch lỏng để theo dõi chu Irình phái triển hình thành lập đồn bào tử chúng Hoạt tính cố định N2 xác định gián tiếp phương pháp khử Axetylcn Dobe/.einer irên máy sắc kí khí Parkard-mođel 427 sán xuất lai Hà Lan - Sinh khối VKL xác định cách ni VKL tuần bình 250ml chứa 100ml mơi trường BC11 khơng có đạm, sau ly tâm lấy sinh khối VKL, cân trọng lượng tươi khô, đếm số CFU hình Ihành lm l mẫu Sự mổ tả định loại tiến hành kính hiển vi, mẫu vật chụp ảnh hiển vi, vẽ máy vẽ chụp ảnh mẫu nuôi môi trường BG11 không đạm lỏng thạch 10% Định loại tiến hành theo khoá định loại Rippka et al, 1979; Desikachary, T.V., Cyanophyta, I.C.A.R New Delhi, 1959, Định loại tảo nước Ucraina, Cyanophyta, tập Kondratieva N.V., 1968, Khu hệ tảo Bungaria D.Vodenicharov, CT Draganov, D.Temniskova Sophia 1971, Sự tiếp cận đại hệ Ihống phân loại VKL Nostocales Komárek, 1989 Sự tiếp cận đại hệ Ihống phan loại VKL Stigoncmatales Anagrostidis K., Komarek J, 1990 Bergey's manual of Determinative Bacteriology, 1994; Phán loại vi khuẩn lam Việt Nam Dương Đức Tiến, 1996 Đã tiến hành thu thập mẫu vật từ ruộng lúa vùng Hà Nội, điểm thu mẫu Đã phân tích 516 mẫu thân, rễ, bẹ, lá, mẫu đất mẫu nước thu từ vị trí khác ruộng Đã phái dược 59 loài VKL cố định Nitơ thuộc 20 chi, (Chroococcales, Oscillatoriales, Noslocales Stigonematales) thuộc hai lớp (Chroococcophyceae Hormogoniophyccae) Trong dó lớp Chroococcophyceae - VKL dạng đơn bào tập đoàn có lồi chiếm 5,1 % Lớp Hormogoniophyceae - dạng sợi có tế bào dị hình khơng, gồm 59 loài, chiếm 94,9% - Bộ Noslcalcs gỗm vi khuẩn lam dạng sợi không phân nhánh phán nhánh giá, có lố bào dị hình có số lượng lồi nhiều nhái ( 56 loài ) chiếm 72,9% Tiếp đến Oscillatoriales có lồi chiếm 13,6% Sau đổ Stigonematales có lồi chiếm 8,4% Chroococcales có lồi chiếm 5,1% - Các chi có thành phần lồi phong phú Nostoc - 14 lồi Anabaena- 14 lồi Các chi có lồi Aulosira, Nođularia, Aphanothece, có lồi - Trong tâì mẫu thu quan sát thấy VKL cố định N2 Hầu lất mẫu có mặt Nostoc Anabaena - Trên sở kết điều tra thành phần VKL cố định N phán lập lựa chọn số chủng tốt đem nuôi trổng để sử dụng làm phân vi sinh cho lúa / Tình hình kinh p h í đề tài: Được duyệl: J • Iriệu đồne o Được cấp : triệu trăm nghìn dồng BAN CHỦ NHIỆM KHOA ị Kỷ Ịịlỉi rõ họ tên) CHỦ TRÌ ĐẾ TÀI (Ký ghi rõ họ lé lì) STUDY ON NITROGEN-FIXING BLUE-ALGAE (CYANOBACTERIA) IN RICE FIELDS OF THE SUBURB OF HA NOI Registration: QT 0017 Duration of the research: 1/2000 End of the research: 12/2001 Caưied out by: Nguyen Thi Minh Lan Faculty of Biology, University of Natural Sciences Participants: Dr Tran Ninh, Faculty of Biology, University of Natural Sciences Nguyen Anh Van - University of Civil Engineering Purpose and content of ihc research: - The research on Nitrogen-fixing blue-green Algae (BGA) was carried out in 20002001 The 516 samples collected from rice field of the suburb of Hanoi at stations were analysed, isolated and examined in ihc laboratory Nearly 100 strains of BGA were isolated, purified and cultivated in cultures They almost belonging to genera Anabaena and Nostoc The morphological and developing characters of some species of Nostoc and Anabacna were detailly described, enclosed microscopic photographic illustration - Investigation, identificalion, isolation, purification and culture collection of BGA were done Nearly 100 strains of BGA were isolated and purified The spccieses of nitrogen-fixing bluc-grcen algae majority were belonging to heterocystous filamentous BGA Especially, The most of' the strains were from specieses of genera Nostoc and Anabacna - The research on Biological properties, charactcr of specieses development, cultural media were also done BG 11 non- nitrogen medium seem to be the best medium for almost of BGA -The study on morphological variation of some of specicses was also done Over l'ii’ly species ol’ niirogcn-fixing blue-green algae belonging to 20 genera, families, ordes and classes were idcnlificd - Class Chroococeophyeeae - Unicellular RGA, consist of species, comprised 5,19? of the tolal spccics indcntificd - Class Hormogoniophyceae - Filamentous BGA, consist of 56 species, comprised 94,9% of the total species - Order Nostacales, including heterocystous filamentous BGA, unbranching or with false branching, containing the most number of species (43 species), comprised 72 9% of ihc lotal species - Order Oscillatorialcs, including unbranched filamentous without hcterorystous BGA containing species (13,6% of the lotal species) - Order Chroocoeeales - unicellular BGA, and ordes, Stigonematalcs with branching filamentous forms consisted only specics (comprised 5,1% of the total species) - The most abundant species composiiion belongs to Nostoc (with 14 spccics) and Anabacna (14 species) - The species of genera Nostoc and Anabaena were present abundanllv in nearly all of the samples - Some species of genera Nosloc and Anabaena were selected as hiof'crlili/cr for rice depending on other Mi-fixing capacity, 1'asl growth and non-ealen by insect MỤC LỤC ĐẬT VẤN ĐỂ ( LỜ I M Ở ĐẨU ) NỘI DUNG CHÍNH II TÌNH HÌNH NGHIÊN c ứ u VKL c ố ĐỊNH N2TRONG VÀ NGOÀI N c II Tinh hình nghiên cứu V K L T h ế giới II.2 Tinh hình nghiên cứu V K L Việt N a m II M ột số điều kiện địa lý tự nhiên vùng Hà N ộ i III NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 11 IV KẾT QUẢ NGHIÊN c ú u .12 M ột số đặc điểm hình th V K L 12 Các nhóm V K L cố định N ch ín h 16 Thành phần loài phân b ố V K L ruộng lú a 17 3.1 D anh lục loài VK L c ố định N ruộng lứa vùng H N ộ i 18 3.2 S ự ph ản bô'của V K L ruộng lú a 20 Sự phát triển V K L loại môi trường nuôi cấy khác n h a u 26 M ột số kết phân lập V K L từ ruộng lúa 31 5.1 M tả định loại lồi V K L phân lập từ ruộng lú a 31 5.2 Ả nh chụp hiển vi loài V K L p hân lập từ ruộng lú a .63 V NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 79 VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 VII PHỤ LỤC (Các b áo ) 84 VII PHIẾU ĐẢNG KÍ KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u NG H IÊN c ú u VKL ( TẢO LAM ) c ố ĐỊNH NITƠ TRONG RUỘ NG LÚA Đ Ậ T VẤN ĐỀ(LỜ I MỞ ĐẦU ) Sự thiếu hụt phân bón hố học có giá trị, đặc biệt phân nitơ giá trị kinh tế vấn đề mà nông nghiệp nước phát triển , có Việt nam phải đối mặt Mỗi năm, nước phát triển cần khoáng 100 triệu phân bón ( Đặng đình Kim, 1999 ) Trong tổng sơ' phân hố học, cần khoảng 30% phân Nitơ cho vụ mùa nông nghiệp thường xem yếu tố hạn chê sản lượng trổng nước phát triển, vi phân đạm sinh học mà chuyển đổi cách có hiệu thành phần nitơ từ môi trường cho trồng nhiều nước quan tâm, đặc biệt nước châu Á nhiệt đới, lúa vụ mùa nơng nghiệp ( Boussiba, I s., 1991) Hơn nữa, lúa lương thực cho gần phần hai dân số giới Có khoảng 143 triệu hecta đất trồng lúa (Roger, P.A and I.Watanabe,1986) Việt Nam lúa lương thực chiếm vị trí hàng đầu Mặc dầu năm gần nhờ áp dụng tiến kĩ thuật đưa suất sản lượng lúa lên cách đáng kể (3,2 tấn/ ha/ năm, bình qn nũm 1990) Có nơi Hà Tây, Nam Hà, Thái Bình lên tới 5,5- 6,5 tấn/ ha/ nãm Song mức nãng suất chí mức thấp so với nước khu vực ( Trần Thúc Sơn Đặng Ván Hiến, 1995 ) Mạt khác dân số ngày tăng, nhu cầu lương thực, thực phẩm ngày cao, diện tích gieo trồng lại tăng chậm, diện tích lương thực từ năm 1985 đến 1992 tăng 12,8% (từ 59.872 X 101 -*• 7.707,4 X 10- ) dân sô' tăng 15,7% (từ 59.872x 10' — 69.306 X L0") (Theo Bùi Đình Nghi 1995 dẫn tài liệu 1985-1992 Nhà xuất bán Thống kê Hà Nội, 1994) Đất nơng nghiệp nước ta nói chung lại nghèo dinh dưỡng Những loại đất trổng lúa hàm lượng đạm tổng số thường thấp, 0,14-0,18% Loại đất xám bạc màu 0,1% (Bùi Đình Dinh, 1995) Do giá phân nitơ hố học ngày táng khơng đủ cung cấp cho nơng dân mạt khác bón phàn hoá học cao đê’ khai thác tiềm năng suất lúa dân đến đất nhanh chóng bị cạn kiệt màu suất lúa có xu hướng giám rõ rệt Thực trạng có nhiều tài liệu cồng bố IRRI, Philippms (theo Nguyễn Văn Luật, 1995) Hơn sản xuất tiêu thụ phàn hoá học cao, nước phát triển dẫn đến hàm lượng N nòng sản, nước cao, ánh hươnư đến sức khoé người gia súc Mạt khác lương đạm that thoát lớn qua q trình sinh học, hố học v.v Hệ số sử dụng N chí từ 30-40% (De, Datta, S.K c.p Magnaye and J.C iVloom, 1965) ( Cao Zhihong, S.K.De Datta, I.R.P.Fillery, 1984) ( trích dẫn theo Bùi Đình Dinh 1995) Để phát huy tính tích cực khắc phục tính tiêu cực cứa việc dùno phân hố học giảm lượng phân hố học bón cho lúa nên cần thiết phải nghiên cứu nguồn phân nitơ bổ xung cho nghề trồng lúa Ở nhiều nước Châu A, có nước ta sử dụng loại phân xanh, phân vi sinh, phân bắc để bón cho lúa Bón phối hợp với phân hố học lúa cho nâng suất cao lại giữ độ phì nhiêu đất, đảm bảo phẩm chất thóc gạo, hiệu lực bón phân hữu lúa cao Để giảm lượng phân hố học bón cho lúa hạn chê nói phân hố học, nhiều nước có xu hướng quay lại sử đụng cô định Nitơ sinh học vi sinh vật quang hợp Chúng sử dụng nguồn nãng lượng vô tận, phát xạ từ mặt trời để sản xuất Aminonium từ N2 khí Trong số vi sinh vật cố định N2, có vi khuẩn lam (VKL) sản sinh chất quang tổng hợp từ COi nước Sự độc lập dinh dưỡng làm cho VKL đặc biệt hấp đẫn Tà phân bón sinh học (Roger, P.A and P.A Reynaud, 1982) Nhiều lồi VKL có khả nâng cố định Nitơ khí thành dạng phân Ammonium dễ hấp thụ với trồng làm tăng độ phì nhiêu đất VKL cố định nitơ cơ' định từ 37- 150 kg N/ ha/ vụ Ở Ấn độ dùng VKL bón cho lúa làm tăng xuất lúa 14% , tương ứng với khoảng 450 kg thóc / ha/ vụ (Roger, P.A and í Watanabe, 1986) Hơn nữa, nhiều lồi VKL tiết chát nhày bên ngồi, liên kết đất nhiều, làm giảm xói mòn đất, bay nước chúng hình thành lớp phủ bề mặt đất, ngồi chúng tiết hợp chất có hoạt tính sinh học đất, hợp chất sau TVBC hấp thụ (Rodgers, G.A, [919) Hệ sinh thái đất ruộng lúa cung cấp môi trường thuận lợi cho phát triển VKL, đáp ứng nhu cầu chúng ánh sáng, nước, nhiệt độ khả nãng có chất dinh dưỡng cần thiết cho trình quang tổng hợp chúng ,vì chúng đặc biệt phong phú đất ruộng lúa Nhiều chúng mọc thành lớp màu xanh mỏng bề mặt đất Vi khuẩn lam (VKL) (còn gọi tảo lam) chiếm vị trí bất thường giới sinh vật Chúng nhà thực vật học xem ngành (hoặc lớp) Tảo chúng quang hợp, sử dụng nước làm chất cho điện tử chứa hai sắc tò' quang hợp (Chlorophyll a p - Carotene) dấu hiệu đạc trưng hoá học quang hợp thực vật, thể tế bào chúng giống vi khuẩn Vi khuẩn VKL sinh vật có tế bào dạng procaryote (tiền nhân) (Stanier, 1971) VKL xem cầu nối sinh vật tiền nhàn sinh vật có nhàn quang hợp (Caudales, R, J.Wells 1997) VKL đa dạng hình thái, thay đổi từ đơn bào đơn giản đến thể dạng sợi phức tạp, chúng phàn bố rộng khắp giới tìm thấy môi trường biển, nước đất kể cá đất chua nhiệt đới đát khò cằn Nhiểu VKL sống cộng sinh với thực vật địa y gập tế bào sinh vật có nhân khác Nhờ khả cố định Ni mà VKL có vai trò to iớn nơng nghiệp Hiện vấn đê sản xuất phân bón sinh học quan tảm ý nhiều nước thê giới Việt Nam Việc nghiên cứu, phân loại VKL có ý nghĩa đơi với khoa học thực tiễn việc lựa chọn chủng VKL có khả định Nị cao, đồng thời sinh trưởng phát triển tốt điều kiện môi trường biến đổi nhằm tiến hành lây nhiễm vào ruộng lúa nguồn phân bón nitơ sinh học.VKL có thành phân prơtit cao, chiếm 60- 68% trọng lượng khơ, có 17 loại axitamin có loại axitamin khơng thay Ngồi VKL có loại vitamin A, B,, B2, Bfi, B, 2, c , chất kích thích sinh trưởng, men số chất kháng sinh nên người ta dùng chúng làm thức ãn như: Nostoc commune đế chữa sô bệnh cho người, động vật, số thức ăn cho cá Xuất phát từ mục tiêu nghiên cứu VKL nhầm ứng dụng vào thực tiễn, sử dụng chúng làm phân bón sinh học cho lúa, giải phần thiếu hụt N2 nay, bổ xung nâng cao độ phì nhiêu đất trồng lúa mà tiến hành đề tài: “nghiên cứu VKL( táo lam) cố định nitơ ruộng lúa Nội dung nghiên cứu gồm có: Xác định thành phần lồi, định loại mỏ tá taxon VKL cô định nitơ thường gặp ruộng lúa Phân lập, nuôi cấy VKL cố định N2 từ đát trổng lúa Tim hiểu phát triển cá thể chúng điều kiện ni trổng Đề xuất qui trình lây nhiễm VKL cho ruộng lúa I TÌNH HÌNH NGHIÊN c ứ u VKL c ố ĐỊNH N2 TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN c ứ u VKL TRÊN THẾ GIỚI: VKL vi sinh vật cố định N2 từ lâu thu hút ý nhà nghiên cứu Frank (1889) người có nhận xét khả nãng đồng hố nitơ phản tử VKL Ông quan sát phát triển tảo lục VKL khác bình đựng cát, đặt nơi có ánh sáng có màu xanh lam lượng N2 tăng rõ rệt, bình đặt chỗ tối, cát khơng có màu xanh khơng thấy tăng N2 Những nhận xét Frank xác nhận cơng trình nghiên cứu Schloesing Laurent (1892 Beijerinck, 1901, Heizen, 1906) Sự nghièn cứu xác cố định Nị VKL bị ngăn trở khó thu Kulture VKL Năm 1928, Drewes phân lập Nostoc punctiforme, Anabaena variabilis Anabaena sp vi khuẩn tìm tháy nãn° cố định N: khí quyến Đó còng trình thực tế chứng minh có sức thuyết phục cố định N: phàn tử VKL Tiếp theo có nghiên cứu có sức thuyết phục Allison cộng (Allison Morris, 1930 1932) Các tác giá phân lập tù đất Nostoc muscorum khiết hồn tồn, có tốc độ cố định N: cao (lOm^ tronơ 45 ngày VÌ1 18 mg 85 ngày LOOcrrr' môi trường không chứa hydrat cacbon) Tiếp đến nghiên cứu Fritch and De 1938 De 1939) Các tác già nhận thấy Ấn Độ, Nhật Bản sô vùng trồng lúa, lúa trồng nhiều năm liên tiêp khơng bón phân, mà lúa phát triển tốt, tảo phát triển phong phú chù yêu VKL, phân lập lồi Anabaena Phormidium foveolarum Chí có lồi Anabaena có khả định N2 Phormidium foveolarum khơng có khả Trong năm gần đây, nhu cầu bổ sung nguồn dinh dưỡng N2 cho lúa, phạm vi nghiên cứu VKL cố định N2 ngày mở rộng lãnh thổ đề tài (Fogg, 1942, 1961a, 1961b; Heisisset, 1946, 1952; Watanabe , 1950, 1956, 1959a, I960, 1962, 1965; Allen a Arnon, 1955a, 1955b; Fogg a Than Turn, 1960, Fog and Stewart, 1965, Watanabe, 1966) (Trích dần theo Gollerbac, M.M, Stina, E A., 1968) Nhiều nghiên cứu thử nghiệm dùng VKL bón cho lúa làm tăng nâng suất, chất lượng lúa, tăng độ phì đất trồng lúa tiến hành (Watanabe, I and Yamamoto 1971, Venkataraman, 1972, Stewart et al., 1979, Roger and Kulasooriya, 1980, Hirrano, 1958, Sankaran, 1977, Leys, 1984, Li, 1981, Huang, 1983) Ấn Độ, Nhật, Trung Quốc, Hy lạp Fhilippin v.v Nhiều nước giới tiến hành nghiên cứu VKL qui mô lớn Người ta quan tâm nhiều đến phát triển sơ' VKL có khả nãng cơ' định Nitơ tự khí Ngồi số VKL có khả tổng hợp nhiều axít Amin khơng thay VKL sống tư đất, bám thân, lúa, trôi nối nước sống cộng sinh bèo hoa dâu Anabeana azollae VKL đất trổng lúa phong phú đất trồng trọt khác, vùng Đông Nam Irak, VKL chiếm 86% tổng sinh khối tảo, Bắc Nam An Độ, chiếm nửa tống số loài Nhà tảo học người Nhật, Watanabe (1971) nghiên cứu thu thập mẫu đất từ vùng khác Đông Nam A, An Độ Châu Phi chí VKL cố định Nitơ khơng có mặt mơi trường, 851 mẫu đất có 46 mẫu có VKL cố định Nitơ (chiếm 5%) Ơng cho VKL cơ' định Nitơ sinh trướng phong phú vùng ôn đới cận ôn đới An Độ với 2213 mẫu đất lấy từ ruộng lúa khác có khống 33% VKL cố định Nitơ Các lồi VKL cố định Nitơ thường gặp Nhật Bán Nostoc, Anabaena Tolypothrix Trong Australia người ta hay sử dụng phân NH4 sunfat thường gặp Nostoc Cylindrospermum, VKL cô' định Nitơ chiếm khoảng 35% điều kiện môi trường đất khô 70% ruộng lúa ngập nước Những VKL thườn^ gặp Ai Cập Calothrix, Anabaena Hapalosiphon, Cylindrospermum, Nostoc Scytonema, Symploca Nodularia Ân Độ nước mà VKL cô' định Nitơ ý sử dụng rộng rãi Ultar Pradesk VKL cố định Nitơ Aulosưa fertilissima có tác dụng tích cực việc nàng cao độ phì cho đất Theo Pandey (1979) 70% tào Ấn Độ VKL với chi: Aulosira Anabaena Anabaenopsis, Calothrix, Camptylonema VVestiellopsis Tolypothrix đất khò thường thấy Cvlindrospermum Theo Roger (1989), tiém lực nơng học VKL cố định Nitơ khống 30 kơ N/ha cho kì trồng trọt không báo đám cho nãng suất cao lúa Tuy nhiẽn theo ơng VKL có thè bố xung phán đạm thiếu hụt cho ruộng lúa Khi VKL phát triển nhiều ruộng hoạt tính cố định Nitơ đất ruộn° lúa cũn^ lượng đạm thu nhiều Song khồng phái bát nơi mùa vụ 10 Tính đa dạng vi khuẩn lam (tảo lam) khả cố định nitơ (N2) ruộng lúa vùng Hà Nội CN Nguyễn Thị Minh Lan Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội CN Lê Khương Thúy Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật Vi k h u ẩ n la m (VKL) gọi tả o lam n h ữ n g vi sin h v ậ t tiề n n h â n q u a n g hợp có n h iề u lo i có k h ả n ă n g cô' đ ịn h n itơ k h í C h ú n g đóng v a i trò đ kê việc m tă n g độ p h ì n h iê u c ủ a đ ấ t De, 1939 [ 1] cho rằn g : m u mỡ tự n h iên đ ấ t ru ộ n g lú a n h iệ t đổi V K L co' đ ịn h Nọ Kể từ đó, n h iề u cơng tr ìn h n g h iên cứu V K L đ ã tiế n h n h n h iề u nước, đặc b iệ t Ân Độ, T ru n g Quốc Hy L ạp P hilippines, M iến Đ iệ n Có k h o ả n g 125 lo ài V KL ghi n h ậ n có k h ả n ă n g cố định N2 [8 ] V K L có th ể cơ' đ ịn h tr u n g b ìn h 27 k g N /h a/v ụ [5] có th ể đ t tới 50-80 kgN /ha/vụ [9] n ế u ru ộ n g lú a lâ y n h iễm vối V K L có k h ả n ă n g tă n g n ă n g s u ấ t lúa khoảng % [6 ], V iệt N a m đ ã p h t h iệ n k h o ả n g 40 lo ài có k h ả n ă n g cô" định N [2 ], Đ ể đ n h g iá tiềm n ă n g v v a i tr ò c ủ a V K L cố đ ịn h N n h n g u n N vô tậ n cho lú a, ch ú n g đẩ tiến h n h n g h iê n c ứ u V K L cố đ ịn h N tro n g ru ộ n g lú a v ù n g H Nội p h ụ cận T rên sở p h â n lậ p v ch ọ n r a n h ữ n g nòi có k h ả n ă n g cô' đ ịn h N cao, cho sin h khơi tốt, thích hợp với từ n g v ù n g s in h th i, để sử d ụ n g c h ú n g làm p h â n bón vi sin h cho ruộng lúa I N G U Y Ê N L IỆ U V À P H Ư Ơ N G P H Á P C ác m ẫ u p h â n tíc h th u từ ru ộ n g lú a v ù n g H Nội p h ụ c ậ n tạ i 11 điểm th u m ẫu M â u th u từ v ị t r í k h ác n h a u c ủ a ru ộ n g lú a gồm m ẫu đ ấ t, th â n , bẹ v rễ M â u cô đ ịn h tro n g fo rm alin 4% h oặc xử lí v n u i theo phương p h p đ ĩa th c h t r ê n m ôi trư n g BG 11 k h ô n g đạm chứa 10 % th c h (S ta n ie r et al., 1971) với độ p h a lo ã n g k h c n h a u củ a m ẫu Q u tr ìn h đ ếm tả o tiế n hìành trự c tiếp , d ù n g k ín h h iê n vi m ắ t (O lym pusBH 2) v p h ò n g đếm h n g c ầ u n h M a rtin e z e t a l (1975) [4] mô tả đếm tr ê n đĩa th c h n u ô i tả o s a u t u ầ n n u ô i cấy M ậ t độ biêu th i b ă n g sô đơn vị (CFUColony F o rm in g U n its ) h ìn h th n h tr ê n g đ ất, cm m l m âu Đơn vị (C^U) b a o h m sô k h u ẩ n lạc, sô sợi tê b tả o h ìn h th n h II KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u Đa dạng thảnh phẩn lồi P h â n tíc h 110 m ẫ u th u từ ru ộ n g lú a v ù n g H N ội p h ụ c ậ n p h t h iệ n 50 lo i th u ộ c 19 c h i v bọ (C hroococcaìes, O sc illa to n a le s, N ostoccales, S tig o n e m a ta le s v M a stig o c la d a le s) h a i lớp (C hroococcophyceae v Horm ogoniophyceae) L ớp C h ro o co cco p h y ceae b ao gồm tảo d n g đ ó n bào v a tậ p đ o an chi co h a i loai, chiếm 4% L ố p H o r m o g o n i o p h y c e a e bao d n g sợi có tê bao oạc o n g ^ g m 48 143 lồi, chiếm 96% Bơ N ostocales gồm nhữ ng VKL dạng sợi khơng có p h â n n h n h t ậ , có t ế bao dị h ìn h , có s ố lứđng n h iề u n h ấ t (39 loài) chiếm 78% , tiế p đ ê n ọ O scillato riales CO lồi, chiếm 14% S a u C hroococcales, có h a i lồi, ch iêm v n h ấ t S tig o n e m a ta le s v M a stig o c la d a le s g ặp loài, c h iê m 2% Các chi có th àn h phần lồi p hong phú n h ấ t N ostoc (12 loài), A n a b a e n a (10 loài) Các chi có lồi n h ất A u lo sừ a , N odularia, H apalosiphon, G lo eo cap sa A phanothece, gặp có lo i Bảng Thành phẩn chi số loài VKL cố dịnh N2và tần số xuả't chúng 110 mẫu nghiên cứu ruộng lúa vùng Hà Nội phụ cận 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Sõ' loài Tên chi TT Aphanothece Gloeocapsa Lyngbya Oscillatoria Spirulina Anabaena Anabaenopsis Aulosira Aphanizomenon Cylindrospermum Nodulana Nostoc Scytonema Calothrix Gloeotrichia Rivularia Hapalosiphon (% ) 25 17 103 22,7 15,5 93,6 10 1 99 05 110 90,0 5,2 100,0 3,6 1 5.2 0.9 7.2 12 3 109 51 39 1 21 Fischerella 33 14 99,1 56.1 30.0 12,7 35,5 ,1 19,1 1.8 50 T s ố Chi - Số thứ tự 1-2: Tần sô xuất hiên 1 3 Tolypothrix Số mẫu có VKL cố định N2 VKL dang đơn bào thuôc bõ Chroococcales So thư tư 3-5: VKL dạng SỢI khơng có tê bào di hình thc bơ Oscillatorial6s - Sơ thứ tự 6-17: VKL dạng sợi khơng phân nhánh hôc có phản nhánh giả có tế bào di hình thuộc bơ Nostocales - Số thứ tư 18-19: VKL dang sợi có phân nhánh thật, có tế bào dị hình, thuộc bơ Stigonematales So sá n h vói k ế t q u n g h iên cứu v ù n g đ ấ t m ặn , h u y ệ n Thái T h u ỵ th ì k h u h ê VKL cố đinh N , v ù n g H Nội p h ụ c ậ n ph o n g p h ú đa d n g h n (15 lo i th u ô c chi) [3] T h n h p h ầ n số lượng lồi th a y đơì th eo p h t tr iê n c ủ a lú a T hơ i kì m số lượng lồi th ò n g n h ấ t (21 lồi) T hời k ì lú a tr ổ số lư ợ ng lo ài n h iề u n h ấ t (35 loài) Thời kì s a u k h i th u hoạch, sơ' lượng lồi g iảm xuống (26 lồi) Dạc dicin p h â n bo m ậ t độ SỐ lượng loài th n g n h iề u n h ấ t v ù n g x u n g q u a n h lú a (33 loài) g iả m x u ố n g vùng k h ác cua ruộng, lớp đ ấ t b ề m ặt th n g tậ p tr u n g n h iề u loài n h ấ t (30 loài), c n g x u ố n g lớp đ ấ t ỏ dưối s ố lượng lo ài càn g (17 lồi) T ro n e m ẫu m íAr có loài tả o n h ấ t (10 loài) Sự p h â n b ố c ủ a lo i'k h c n h a u th n g k h ô n g giống n h a u Các lồi thc chi A nabaena, Oscillatoria h a y g ặ p tr ê n th â n v b ẹ Các loài thuộc chi Nostoc H apalosiphon, Scytonem a hay gặp lớp đất mặt, Gloeotrichia, Tolypothrix hay gặp lớp đất sâ u Các loài VKL đơn bào Lyngbya hay gặp nước va mot phần ỏ b ề m ặ t đ ấ t b m g ầ n gốc lú a Sự p h â n bô' củ a c h ú n g có th ể liê n q u a n đến cường độ chiếu s n g V K L r ấ t n h y cảm vối cưòng độ c h iế u sá n g m n h [7 ] M ật độ VKL C0 đỊnh N dao động từ 1,2 104 -> ,2 106 CFƯ/cm2 trung binh 3,2.105CFU/cm2 phụ thuộc vào th i g ia n v địa điểm th u m ẫu T ro n g t ấ t m ẫ u th u q u a n s t thấy V K L cô' đ ịn h N H ầ u n h tro n g t ấ t m ẫ u đ ều có m ặ t N ostoc A nabaena J Khả nuôi trồ n g V KL thu sinh khối để dùng làm phân bón cho lúa T rê n sở k ế t q u ả th u k h i điều t r a th n h p h ầ n VKL tro n g ruộng lúa vùng H N ội v p h ụ c ận , v dự a vào n h ữ n g c h ủ n g V K L m b ả n th â n p h â n lập từ v ù n g n y C h ú n g tô i tiế n h n h n g h iê n u m ột sô' đặc điểm sinh học cua chúng n h h o t tín li cơ' đ ịn h nitơ, k h ả n ă n g tiế t N H 4+ môi trư n g , tốc độ p h t triển sinh khôi Đ â y m ộ t tro n g n h ữ n g tiê u c h u ẩ n q u a n trọ n g để lự a chọn ch ủ n g VKL làm phân b ón s in h học cho lú a K ết q u ả cho th ấ y n h iề u c h ủ n g m c h ú n g p h â n lập Việt N am có h o t tí n h cơ" đ ịn h n itơ cao hơn, cho s in h k h ố i tố t hơ n giống n h ậ p nội chủ yếu c h ủ n g th u ộ c ch i N ostoc v A n a b a e n a Bảng Hoạt tính khửaxetylen (ARA) sinh khối số chủng VKL phân lập từ ruộng lúa Hà Nội TT Ký hiệu chủng Tên chi ARA nm/mgcha/h Sinh khối sau 21 ngày nuõi trồng g/100ml MT WT Anabaena ‘97.1 3.0 TH, Nostoc 38.8 2.5 M L2(6) Nostoc 118.7 6.0 M L2c(7) Nostoc 123.9 18.5' 204C Nostoc 169.9 6.7 280D Gloeotrichia 783.0' 6.0 230 Nostoc 116.5 16.9' 192a Anabaena 266.9' 9.5 192b Nostoc 543.5' 11.2' 10 181 d Anabaena 224.1' 5.0 11 340d Nostoc 106.5 15.0- 12 Ak10a Calothrix 97.1 3.5 13 294x Hapalosiphon 83.0 2.5 14 191c Scytonema 52.0 35 C h ú th íc h : - Chủng W T TH, chủng nhàp nội giáo sư s v Shestakov (Đai hoc Tổng hơp Lômỏnỏxop) va Tiến sĩ P.A.Roger (IRRI) tâng - Các chủng lại đểu phân iập từ rng lúa vùng Hà Nil phu can - Những chủng có dấu (*) chủng tốt, đươc lưa chcn để đem lảy nhiêm cho ruong lua 145 C h ú n g ch ọ n r a m ộ t sô c h ủ n g tiê u b iê u đem p d ụ n g th v a _tj ^ Ịru ộ n g V iệt N am , cho k ế t q u tố t Đ ầ u tiê n c h ủ n g tà o n u ô i tr o n g k h a y go C thước 10Ò cm X 100 cm X 15cm ló t n ilơ n g T ron g m ỗi k h a y cho v o k g đ ấ t m ịn , dc n g ậ p nước tr ể n m ặ t đ ấ t k h o ả n g -1 cm Bổ s u n g 10 g s u p e r p h o s p h a te v a 2g N a (aỊ d ụ n g phư ng p h p M iên Đ iện th e o I W a ta n a b e , 1986), c h ú n g tơ i có c a i tie n c o p I hợp với điều k iệ n V iệt N am K h i đ ấ t tro n g k h a y lắ n g xng, rníốc tro n g th i b a t au th a VKL vào L ợng th ả b a n đ ầ u k h ô n g đ a n g kể, 'sau 7-10 n g y V K L m ọc k ín b ê m ặ t D ùng ta y th u lấ y n a lượng V K L có tro n g k h a y N ếu V K L g ặ p đ iều k iệ n t h u ậ n lợ: n h trò i k h n g n ắ n g , n h iệ t độ k h o ả n g 30-35°C, k h ô n g bị m a to th ì tr o n g mọt th n g có th ể tr u n g b ìn h 2,5 K g V K L tư i/k h a y /th n g (cứ m ỗi t u ầ n th u h o c h 1/2 lượng tảo có tro n g k h ay ) N tí n h h a c ầ n b ó n 10 K g V K L tư i th ì tr o n g th a n g , k h ay n h vây đủ n g u y ê n liêu b ó n cho h a (tương đương vói 40 N đ m u r ê co th e th ay t h ế 80 Kg đạm u rê/h a) Các V K L n y có th ể phơi khơ tự n h iê n để bó n cho lú a Ở Hy L ạp người ta th n g d ù n g k h o ả n g g V K L k h ô /h a , bón t u ầ n s a u k h i cấ y lú a (theo I W a ta n a b e , 1986) Q u a 'n g h ie n cứu th â y dùng c h ủ n g tư i để bón th ì tố t h n V K L k h n g p h ả i m ất thời g ian hồi p hục lạ i n ê n p h t t r iể n n h a n h v tố t III K Ể T L U Ậ N VÀ Đ Ể N G H Ị Ỏ ru ộ n g lú a v ù n g H Nội v p h ụ c ậ n V KL cò' đ ịn h N x u ấ t h iệ n tr o n g t ấ t m ẫu p h â n tích, tậ p tru n g lốp đ ấ t b ề m ặ t v x u n g q u a n h lú a ; gồm 19 ch i 50 lồi T rong lớp H o rm o g o n io p h y ceae ch iếm u t h ế (96% ) v lớp C hroococcophyceae chiếm 4% T rong sô 19 chi p h t h iệ n được, h a i ch i N ostoc A n a b a e n a đ ó n g v a i trò q u an trọng tro n g phong p h ú đ a d n g củ a q u ầ n xã tảo Các loài th u ộ c chi N ostoc A n a b ae n a chiếm u t h ế có m ặ t tro n g h ầ u h ế t m ẫ u n g h iê n u Có th ể d ù n g n h ữ n g c h ủ n g N ostoc m p h ả n b ó n sin h học c h ú n g th n g cho sinh khối tố t hơn, p h t tr iể n n h a n h ổn đ ịn h , có k h ả n ă n g cố đ ịn h N itơ cao lạ i bị cỏn trù n g ản C ần tiếp tụ c điểu tr a , p h ả n lậ p v lự a chọn V KL có k h ả n ă n g cô' đ ịn h N itơ cao, cho sinh khối tố t, th ích hợp vói đ ồng ru ộ n g V iệt N am ; m k h ô n g n ê n sử d ụ n g giơng n h ập nội c h ú n g khô n g p h ù hợp với điểu k iệ n sin h th i củ a nước ta TÀI LIỆU THAM KHẢO De, P.K 1939 The role of B lue-green Algae in n itrogen fixation in rice fields Proc R Soc lond 127 B, 121-139 Dương Đức Tiến 1982 Khu h ê tảo th u ỷ vực ỏ Việt nam , L u ậ n án tiế n sĩ sin h hoc ( T i ê n g N g a) :v Đoàn Đức L ân, N gu yền Đ ìn h Q u y ến , D ương Đức Tiến, N g u y ễn K im Vũ 9 K ế t n ghiên cưu V! k h u ẩ n cố đinh ni tó ỏ lú a v ù n g đ ấ t m ặn h u y ệ n T h i T h ụ y T a p ch i K h o a hoc - cỏnp nghệ Q u ản lí k in h tế, 6: 217-218 I M artinez M R R.p C h a k ro ff a n d J B P a n ta stic o , 1975 Notes on d ire c t phytoplankton •out lilt: t c c h m q u o u sin g t h e h a e m a c y t o m e t e r P h il ip p Agric (1&2): - 5 Roger, p A and K ulasooriya, s.A 1980 Blue-green Algae and rice The International Rice In stitu te, Los Banos, Philippines, 112 pp Roger P.A., I W at 3H3.bG| 1986 Technologies for utilizing biological nitrogen fixation in w etland rice: potentialities, cu rren t usage and lim iting factors Fertilizer research pp 39-77 R eynaud P.A., and P.A Roger 1978a Les hautes institutes lummeuses facteur limitant U activité fixatrice specifique des Cyanobacteries in situ C.R Acad Sci Stew art W.D.P., p Rowel, J K- L adha and M J A M Sampaio 1979 Blue-green algae (Cyanobacteri) Some aspects related to th e role as sources of fixed nitrogen in paddy soils In N itrogen and Rice, the International Rice Research Institute, Los Banos Philippine, pp 263-285 Traore, T M f p A- Roger, p A Reynaud and A- Sasson, 1978 Etude de la fixation de Nn par les C yanobacterries dans une riziére sondano-sahelienne Cah Orstom Ser Biol 13 SUMMARY The nitrogen-fixing blue-green algae (Cyanobacteria) in rice-fields in the Hanoi areas Nguyen Thi Minh Lan Hanoi University of Natural sciences Le K h u o n g T huy Institute of Ecology and Biological resources A b o u t 50 species of n itro g e n -fix in g b lu e -g re e n a lg a e belonging to o rd ers a n d 19 genera h a v e b e e n re c o rd e d in th e rice fields of th e H anoi a re a A m ong th em th e species of th e fam ily of H o rm o g o n io p h y ceae w e re d o m in a te d (96% of th e to tal) Nostoc and A n a b a e n a a re th e tw o g e n e t h a t of th e m o st im p o rta n t in th e N itrogen-fixing BGA p o p u la tio n 147 Vi khuẩn lam cố định ni tơ, giải pháp tăng nguồn đạm tự nhiên cho ruộng lúa ỏ Việt Nam CN Nguyễn Thị Minh Lan Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội I VAI TRÒ CỦA VI KHUẨN l a m (VKL) t r o n g s ả n x u ấ t n ô n g n g h i ệ p L ú a lư n g th ự c c h ín h cho g ầ n m ộ t p h ầ n h a i d ân sô' th ế giới H iện trê n tồn th ế giói có k h o ả n g 143 tr iệ u h a đ ấ t trồ n g lú a (Roger an d VVatanabe, 1986) Việt Nam lú a lư ơng th ự c ch iếm vị tr í h n g đầu Mặc d ầ u n h ữ n g n ăm g ần nhò áp d ụ n g tiế n k ĩ t h u ậ t m ối đưa n ã n g s u ấ t sả n lượng lú a lên m ột cách đáng k ể (3,2 tấ n / h a / vụ, n ă m 1990) M ột sô' nơi n h H Tây, N am H à, T h B ình lên tới 5,5-6,5 t ấ n / h a / vụ S ong m ức n ă n g s u ấ t n y th ấ p so VỐI nước khu vực (Sơn v H iến , 1995) M ặ t k h c d n sô' n g ày m ột tăn g , n h u cầu lương thực thực p h ẩ m n g y c n g cao, d iện tíc h gieo trồ n g lạ i tă n g chậm , diện tích lương thực từ n ă m 1985 đ ế n 1992 tả n g 12,8% (6 3 x l0 3-^ 7 ,4 x l0 3) d â n sô' tă n g 15 7% (59.872x103-> x 3) (D inh, 1995) Đ ấ t n ô n g nghiệp nước ta nói ch u n g lại nghèo dinh dưỡng N h ữ n g lo i đ ấ t trồ n g lú a c h ín h h m lượng đạm tổng sô' thư ng r ấ t th ấp , dưối 0,14-0,18% L o i đ ấ t x m b c m u 0,1% (Dinh, 1995) Vì để đáp ứng nhu cầu lư ơng th ự c tro n g nước v x u ấ t k h ẩ u , m ộ t tro n g n hữ ng b iện p h áp chủ yếu để tăng n ă n g s u ấ t câ y trồ n g , tă n g p h ẩ m c h ấ t n ô n g s ả n tă n g s ả n lượng p h ả i sử dụng ph ân bón P h â n đ m (p h â n nitơ ) n g u y ê n tô" d in h dưỡng q u a n trọ n g sô" m ột tro n g việc q u y ết đ ịn h n ă n g s u ấ t (Bộ v ctv., 1995) P h â n n itơ b ó n cho lú a có th ể p h â n vơ (phân h o học) p h â n hữ u (bao gồm p h â n b ắ c, p h â n x a n h , bèo d â u v v i sin h v ậ t tro n g có vi k h u ẩ n lam) Việc bón p h â n h o học c n g cao để k h a i th c tiề m n ă n g n ă n g s u ấ t lú a d ẫ n đên đ ấ t n h a n h chóng b ị c n k iệ t m u v n ă n g s u ấ t lú a có x u hướng giảm rõ rệt T hực trạ n g có n h iề u t i liệu công bô" IR R I, P h ilip p in e s (L uật, 1995) H ơn n ữ a sản xuâ't v tiê u t h ụ p h â n h o hoc cao, n h ấ t nưóc p h t triể n d ẫ n đến h àm lượng N tro n g n ô n g sả n , tro n g nước q u cao, ả n h hưởng đên sức khoẻ người gia súc M ặ t k h c lư ợ n g đ ạm t h ấ t th o t k h lốn q u a q u trin h sin h học, hoá học V.V HỘ số’ sử d ụ n g N ch ỉ từ 30-40% (D a tta , M a g n a y e a n d Moom, 1965) (Cao, D a tta , Fillery, 1984; d ẫ n th e o D in h , 1995) Đ ể p h t h u y tí n h tíc h cực v k h ắ c p h ụ c tí n h tiê u cực việc d ù n g p h â n hoá học giảm lư ợng p h â n h o học b ó n cho lú a ỏ n h iề u nước ch âu Á, tro n g có V iệt N am , người ta sử d ụ n g loại p h â n x a n h , p h â n v i sinh, p h â n bắc đê b ón cho lúa Bón phối hợp với p h â n h o học lú a v ẫ n cho n ă n g s u ấ t cao lại giữ độ p hì n h iê u đất, cải tạo đ ấ t, đ ả m b ảo p h ẩ m c h ấ t th ó c gạo, h n n ữ a h iệu lực b ón p h â n h ữ u cd đôi vối lú a k h cao Bình, q u â n b ón m ộ t t ấ n p h â n c h u n g có th ê th u 100 kg thóc VÙJ xanh m ột lư t câ y họ đ ậ u (10-11 tấ n / h a) có th ể t ả n g n ă n g s u ấ t lên 46-68% Sau th u h o c h d â y lạc h o ặc th â n đ ậ u tư n g vùi lại đơng ru ộ n g có th ệ bô sung 16 -2 k g N / h a , v làm tă n g n ă n g s u ấ t lú a 7-8% (Dinh, 1995) Vi k h u â n lam cu định N có th ể đ ịn h từ 37-150 k g N / h a / vụ Ỏ Ân Độ, dùng VKL bón cho lú a đa lam tăn g n ă n g s u ấ t lú a 14%, tư n g ứ n g vối k h o ả n g 450 kg thóc/ h a / vụ (R oger and W ata n a b e , 1986) T h ô n g th n g sư s ả n x u ấ t p h â n N hoá học p h ụ th u ộ c vào n ă n g lư ợ ng để ph vỡ mối liê n k ế t b a Na, p h ả i cầ n m ộ t n g u n n ă n g lượng cao b a n đ ầ u M ặc d ù q u a tr ê n (N -> N H 3) to ả n h iệ t (-1 K J/ mol) (L eigh, 1977) C ù n g với k h u n g h o a r n ă n g lượng đ ầ u n h ữ n g n ă m 70 kéo th e o leo th a n g củ a g iá p h â n N h o học v a n m e k h i k h ô n g đ áp ứ n g đủ n h u cầ u sử d ụ n g n g ày c n g cao cu a n g h ê tro n g lụ a n o i n e r v n g h ề n n g nói chu n g Đ ể g iảm lư ợ ng p h â n h o học b ón cho lú a v a VI n ỉiự n g n C nói tr ê n c ủ a p h â n h o hoc, n h iề u nước có xu h ó n g q u a y lạ i sư d ụ n g co học v i sin h v ậ t q u a n g hợp C h ú n g có th ê sư d ụ n g n g u ô n n ă n g lượng vo tạ i p h t xạ từ m ặ t trờ i để s ả n x u ấ t a m in o n iu m từ N k h í q u y ển T ro n g sô v i s in h v ậ t ( ĩịnh N có V K L có th ể sả n sin h r a c h ấ t q u a n g tổ n g hợ p từ COọ v nưốc S ự độc lậ rề d in h dưỡng n y làm cho VKL đặc b iệ t h ấ p d ẫ n n h n g u n p h â n b ó n s in h hc v ù n g sin h th i n h ằ m m ục đích sử d ụ n g c h ú n g m p h â n b ón s in h học cho lú a , gií q u y ết p h ầ n n th iê u p h â n N h iệ n n ay , bổ su n g n â n g cao độ p h ì n h iê u c ủ a đl trồ n g lú a , góp p h ầ n làm g iảm t n h ậ p k h ẩ u v sử d ụ n g p h â n N h o học, giải vốn đ ầ u tư sử d ụ n g p h â n N sin h học v ố n đ ầ u tư hơn, h iệ u q u ả l i lớn, hơ n a đ ấ t trồ n g k h ô n g bị gây h i k h ô n g g ây ô n h iễ m m ôi trư n g II VI K H U Ẩ N LAM c ố Đ ỊN H N V À T IE M n ă n g c ủ a c h ú n g t r o n g RUỘNG LÚA VKL gọi tảo lam n h ữ n g vi sin h v ậ t tiề n n h â n q u a n g hợp M ộ t s ố lo ài c k h ả n ă n g đ ịn h No k h í q u y ên v b iế n đổi th n h d n g dễ h ấ p t h ụ đối vối trồ n ị VKL có th ể mọc k h ắ p to n cầu , từ v ù n g B ắc cực vối n h iệ t độ ° c đ ế n n h ữ n vùng đ ấ t ng tr ê n 50°c K h ả n ă n g th íc h ứ n g cao đôi vâi th a y đổi c ủ a y ế u tô" m< trư n g v độc lập d in h dưỡng (tự dưỡng) cho p h é p V K L có m ặ t ỏ k h ắ p nơ N hưng c h ú n g đặc b iệ t n g p h ú tro n g đ ấ t ru ộ n g lú a S in h c ả n h đ ấ t ru ộ n g lú a m ôi trư n g th u ậ n lợi cho p h t tr iể n c ủ a V K L đá ứng n h ữ n g đòi hỏi củ a c h ú n g n h sán g , nước, n h iệ t độ v k h ả n ă n g có n h ữ n g chề dinh dương c a n th iê t cho q u tr ìn h q u a n g tô n g hơp củ a ch ú n g N h iề u k h i c h ú n g mc th n h lớp m u x a n h m ỏng tr ê n b ề m ặ t đ ấ t V trò q u a n tr ọ n g n ô n g học c ủ a v k tro n g nghê' trồ n g lú a trự c tiếp g ắ n liề n vối k h ả n ă n g cố đ ịn h N 2, tứ c k h p h â n tử ĩ' k hí q u y ển th n h am m o n iu m [N H ,+] củ a m ộ t số lo VKL, m s a u c h ú n g đươc s dụng cho sin h tô n g họp a x it a m in p ro te in C ác hợp c h ấ t N có th ể th ự c vạ bậc cao^ đồng hố cì th o t đ ấ t, s a u k h i t ế b V K L c h ế t v a k h o a n hoá m t r a t h o tiếp sa u (R odgers e t a l„ 1979) T iềm n ă n g n ô n g học c ủ a V K L đ De (1939) ghi n h ậ n Ô ng cho rằ n g , m u mõ tự n h iê n c ủ a đ a t ru rìg lú a d VKL cố đ in h No V KL có th ể cố đ in h tr u n g b ìn h 27 kg N / h a / v u (R o g er a n K u laso o n y a , 1980) có th ể đ t tới 50-80 k g N / h a / vụ (T rao re e t al., 1978) N ê u ru o n lú a lây n h iễ m VỚI VKL (A lgalization) có k h ả n ă n g tă n g n ă n g s u ấ t lú a k h o a n 10% (R oger a n d W a ta n a b e , 1986) m a K hoan 304 h ìn h t h n h lớp p h ủ k h ô n g th ấ m q u a tr ê n b ề m ặ t đ ấ t (R odger et al, 1979) N gồi VKL có th ể ti ế t r a hợ p c h ấ t có h o t tín h s in h học tro n g đ ấ t v hợp ch ất sau thự c v ậ t b ậc cao h ấ p th ụ , giúp cho tă n g trư ởng p h t triể n chúng (Rodgers Bergman, H en rik so n a n d Ư rids, 1979) VKL n h v i s in h v ậ t cố đ ịn h N từ lâ u th u h ú t ý n h nghiên cứu F r a n k (1889) ngư i đ ầ u tiê n có n h ữ n g n h ậ n x ét k h ả n ă n g đồng hoá Nọ phân tử VKL S ự n g h iê n u c h ín h xác k h ả n ă n g cô' đ ịn h N VKL bị n g ă n trở rấ t khó th u c h ủ n g sạ c h củ a V K L n y N ă m 1928, D rew es p h â n lập Nostoc punctiforme, A n a b a e n a v a ria b ilỉs A n a b a e n a sp vi k h u ẩ n , tìm th khả cố" đ ịn h N k h í q u y ển Đó cơng tr ìn h đ ầ u tiê n th ự c t ế ng m inh có sức thuyết phục khả n ă n g cơ" định N p h ân tử VKL V iệt N a m n g h iê n cứu v ề V K L cố đ ịn h N tiế n h n h tro n g khoảng hai thập kỷ Có thể kể số’ hưóng nghiên cứu điều tra thành p h ầ n loài, p h â n bô, p h â n lậ p p h â n lo i ch ủ n g VKL cô định N (Tiến, 1976; 1992; 1993; H ồng, 1992; N hị, 1984, 1990); n g h iê n cứu sin h lí, sinh hoá chúng (Đức, 1984, 1985; N hị, 1984, 1986, 1987; K ê 9 ); VKL vùng rễ lúa (Tiến, Lan, 1986; H iền , 1991) Việc gây n h iễ m V K L cho lú a bưốc đ ầ u triể n k h đạt số’k ế t q u ả k h ả q u a n (Tiến, 1990; N hị v ctv., 1984, 1991; H iền, Đức, L an, 1994; ) Việc n g h iê n u V K L cô" đ ịn h N v ù n g H N ội v p h ụ c ậ n từ trước đến chưa n h iều Đ ã có m ộ t sơ" n g h iê n u ứ n g d ụ n g c h ủ n g tảo p h â n lập, dem lây nhiễm cho ruộng lú a K ế t q u ả n g h iê n cứu c ủ a D ương Đ ức T iế n (1990) ruộng lú a huyện HoM Đức, xác đ ịn h th ấ y có 20 lồi th u ộ c 18 chi V K L (d ẫ n theo L ân, 1994) III QUY TRÌNH LẦY NHIEM t ả o la m c ố ĐỊNH N2 CHO RUỘNG LÚA NƯỚC VÙNG HÀ NỘI Nguyên liệu phương pháp nghiên cứu Từ n ă m 1984 tớ i n a y , c h ú n g tô i tiế n hành, n g h iê n cứu VKL định nitd ruộng lúa, góp p h ầ n m tả n g n g u n p h â n n itơ tự n h iê n bổ su n g cho lúa Các m ẫ u p h â n tíc h th u từ ru ộ n g lú a v ù n g H Nội p h ụ cận, tạ i 11 điểm thu rríãu M ẫ u t h u từ vị t r í k h c n h a u c ủ a ru ộ n g gồm m ẫ u đ ất, nưốc, th â n , bẹ rễ lú a M ẫ u cố đ ịn h tr o n g fo rm a lin 4% h oặc xử lí v ni cấy theo phương p h p đ ĩa th c h tr ê n m ôi trư n g BG 11 k h ô n g đạm , a 10% th c h (S tan ier et al, 1971) vói độ p h a lo ãn g k h c n h a u củ a m ẩ u Q uá tr ìn h đếm tả o tiế n h n h trự c tiếp , d ù n g k ín h h iển vi h a i m ă t (Olym pusBH2) p h ò n g đêm h n g cầ u n h M a rtin e z e t a l (1975) đêm trê n đĩa th ạch nuôi tảo s a u t u ầ n n u ô i cầy M ậ t độ b iê u th ị b ăn g sô đdn VỊ C FU (Colony Forming U n its) h ìn h th n h tr ê n g đ ấ t, c m m l m âu Đ ón vị CFU bao hàm sơ k h u ẩ n lạc, sô" sợi t ế bào tả o h ìn h th n h H oạt tín h đ ịn h Nọ xác định, g iá n tiê p b ă n g phương p h p k h ax ety len cua Dobezeiner, tr ê n m y sắc k í k h í P a rk a rd -m o d e l 42 / sả n x u â t tạ i H L an S inh khoi VKL xác định, b ằ n g cách n u ô i V K L b a t u â n tro n g b ìn h 250 ml, chứa 0 ml moi trường BC 11 k h n g có đam ; sa u li tâ m lấ y sinh, khỏi VTvL, can trọ n g lượng tưoi khô, h o ặ c đếm sô" C FU h ìn h th n h tr o n g m l m àu Đ ịn h lo i th e o k h o củ a R ip p k a et al (1979.1: D esik ach ary , C y an o p h y ta, (New Delhi, 1959); t i liệ u k h u h ệ tả o B u n g a ria củ a V o d en ich aro v , D rag an o v , T em m iskova, 305 (Sophia, 1971)‘; t i liệu củ a K o m re k v ề N o sto cales v S tig o n e m a ta le s (S tu ttg 1989, 1990) v m ộ t số t i liệu liê n q u a n k h ác N uôi cấ y V K L tiế n h n h tr o n g p h ò n g t h í n g h iệ m v n g o i trò i - Trong phòng th í nghiệm : Các c h ủ n g V K L n u ô i trồ n g tr o n g b ìn h th u ỷ tin h d u n g tíc h 50 m l, 0 n 0 m l v 5000 m l, c h ứ a m ôi trư n g B G l a lỏng, k h ô n g đ ạm ; v c h iê u s a n g 11« tụ c b ằ n g đ è n h u ỳ n h q u an g, n h iệ t độ p h òn g VKL n u ô i trồ n g đ ại t r tr o n g k h a y gỗ k ích th ổ c lo p c m X 100cm X 15c lót nilơng, đặt xi m ăng đất, bê xây b a n g gạch ki< thước 40 X 60 X lõ c m , đáy liền Cho v o tron g m ỗi k h a y k g đ ấ t khô m ịn đ ố n g ậ p n tr ê n m ặ t đ ấ t k h o ả n g 5-10 cm B ổ s u n g 10 g s u p e r p h o s p h a te v g N a C l (áp d ụi phư ng p h p M iến Đ iện (W a ta n a b e , 1986) K hi đ ấ t tr o n g k h a y lắ n g x u ố n g , n ố c tro i th ì b ắ t đ ầ u th ả V KL n u ô i tro n g b ìn h th u ỷ tin h vào Các bước thực nghiên cứu Đ ể có th ể có c h ù n g V KL lâ y n h iễ m cho ru ộ n g lú a c h ú n g tô i đ ã tiế n h n h th< bưốc ch ín h n h tr ìn h b ầ y T h ứ n h ấ t tiế n h n h đ iều tr a , t h u th ậ p , phế lập v m c h ủ n g V KL t h u từ ru ộ n g lú a v ù n g H N ội v p h ụ c ậ n đê có cho việc n gh iên cứu ứng dụng chúng n gu ồn p h â n N cho lú a H iện ch ú n g tơi ( có m ột sư u tậ p củ a g ầ n 100 c h ủ n g VKL T iếp th eo, c h ú n g th ự c h iệ n n u ô i cấy c h ủ n g V K L t h u ầ n k h iế t tr o n g bìr thuỷ tinh 250 ml chứa 100 ml môi trường lỏng, không đạm để n ghiên cứu đặc điể sin h học củ a c h ủ n g p h â n lập n h tốc độ mọc, k h ả n ă n g cho s in h k h ố i, tìm m trư ng th íc h hợp để n h â n n u ô i tảo , h o t tín h A R.A , k h ả n ă n g k h n g lạ i sin h V gây hại, k h ả n ă n g tiế t N H 4+ m ôi trư n g S a u c h ú n g tô i lự a ch ọ n p h n g p h p th íc h hợp v c h ủ n g V K L u v iệt, p l hợp với đồng ru ộ n g V iệt N am b ằ n g việc n u ô i cấy tro n g p h ò n g th í n g h iệ m v n g o i tri Kết quà thảo luận 1) C họn phư ng p h p n h â n giống th íc h hợp: Các ph n g p h p n h â n giông k h c n h a u đ ã th n g h iệ m n h n h â n giốíi tro n g b ìn h th u ỷ tin h có d u n g tích lớn, n h â n giông tr o n g t h ẩ u th u ỷ tin h ngo tròi, n h â n tro n g bể xi m ăn g v n h â n tro n g k h u n go có ló t n i lơng P h n g phí sả n x u ấ t c h ủ n g cấy tro n g k h u ô n gỗ có ló t n i lơng t r ê n n ề n đ ấ t c ủ a M iế n Đ iê n co c tiến tỏ tố t h iệ u n h ấ t Sự p h h o i côn tr ù n g p h ổ b iế n tro n g khí ni n g o i trời Sự nuôi trồ n g tro n g b ìn h k ín th ì k h n g có tr ù n g n h n g ké h iệu q u ả k in h t ế so vối n h â n giông n g o ài tự n h iê n p h a i c h iế u sá n g liê n tu c hí tố n điện n ă n g , tro n g k h i n u ô i cấy n g o ài trờ i th ì lạ i t ậ n d ụ n g n g u n s a n g tư nhi từ m ậ t trờ i n g u y ê n liệu để s ả n x u ấ t V K L lạ i r ấ t đơn g iả n v rẻ tiề n n h a i qử Hu hố c h ấ t v k h ô n g p h ả i k h trù n g 2) N u ô i tr n g c h ủ n g VTÍL k h c n h a u : T hí n g h iệm tiế n h n h vói c h ủ n g V K L c h ọ n lự a từ sư u tâ p V ỉ c h ú n g Các ch ủ n g n y n u ô i cấy riê n g rẽ h a y p h o i hòp VỐI Iih a u n a n g su xác đ ịn h b ằ n g s ả n lượng có th ể có sa u 5-6 tụ ầ n v đếm sổ' đơn v ĩ C F U K e t 306 cho thấy đa s ố chủng thuộc chi A n ab aen a Nostoc phát triển tốt bình k h a y n u ô i n g o i trờ i C ác c h ủ n g V K L k h c th ì p h t triể n yếu ỏ cac kha V trời h ay bị sin h vật gây h i ăn Ni cấy đơn chủng tốt nuôi cấy hỗn hợp quan sát thấy chúng canh tran h lẫ n n h a u v k h ô n g c h ủ n g n o p h t tr iể n tố t 3) S ả n x u ấ t đ i t r c ủ a c h ủ n g V K L để lâ y n h iễm cho ruộng lúa: Các c h ủ n g V K L n h â n giô n g tr o n g k h a y gỗ bể xi m ăng trời b ìn h có d u n g tíc h lố n n h đ ã n ói trê n T rong k h ay cần th lượng tả o mọc k ín m ộ t b ìn h 00 m l c h ứ a 200 m l môi trư n g BG l l a (khoảng 20-45 gam VKL tươi) S a u 7-10 n g y V K L mọc k ín b ề m ặ t khay D ùng ta y th u lấy nử a lượng VKL có tro n g k h a y v cấy tr u y ề n vào k h a y th ứ hai K hi VKL p hủ k ín khay th ứ hai th ì th u m ột n a để n h â n giống v k h a y th ứ ba Việc th u hoạch tiếp tục n h tro n g k h o ả n g tu ầ n N ếu g ặp đ iều k iệ n th u ậ n lợi n h trò i không n ắn g , n h iệt độ khoảng 30-35°C, k h ô n g bị m a to th ì tro n g m ộ t th n g có th ể th u tru n g bình 2,5 kg V K L /k h a y /th n g Ở c h ủ n g M L 2C (7) ch ú n g p h â n lập từ ruộng lúa H Nội, có k h i th u k g tư i/k h a y /th n g N ế u tín h lh a cần bón 10 kg VKL tươi th ì m ột th n g k h a y n h v ậ y đ ủ n g u y ê n liệ u b ó n cho h a (tương đương 40 N đạm urê, có th ể th a y t h ế 80 k g đ ạm u rê /h a ) C ác V K L n y có th ể phơi khơ tự n h iên để bón cho lúa H y L p ngườ i ta th n g d ù n g k h o ả n g 250 g VKL khô/ha, bón tu ầ n sau cấy lú a (theo W a ta n a b e , I., 1986) Q ua n g h iê n u cho th ấ y d ù n g c h ủ n g tư i để bón th ì tố t VKL khơng phải thờ i g ia n để h i p hục lại Q u a n s t th ấ y tôc độ p h t triể n chậm ỏ tấ t kh ay trời âm u n ắ n g g ắ t q u c ũ n g m cho V K L b ị m ấ t m àu chết Sự p h hoại côn trù n g th n g q u a n s t th ấ y s a u 1, t u ầ n n u ô i cấy Phương ph áp n h â n giơng ngồi trờ i n y tỏ r a k ém h iệ u q u ả k h i m a n h iề u , p h t triể n chúng thư ờng nghèo n n , sin h k h ố i th u h n c h ú n g th n g bị rử a trô i vùi xuông Các c h ủ n g th u ộ c chi N ostoc v A n a b a e n a th n g cho sả n lượng tô t hđn chủng khác có th ể đ t tố i kg tư i/k h a y /th n g M ột sô ch ủ n g VKL n h 192a, I9 b , 340d, 280d, k h ô n g n h â n lê n n g o i tr ò i m ặc d ù c h ú n g p h t triể n tơ t bình, có thê chúng k h n g có k h ả n ă n g th íc h ứ n g với tă n g giảm đột ngột n h iệ t độ cường độ ch iếu sá n g Sự gây h i côn tr ù n g p h ổ b iê n Có k h i c h ú n g p h t triê n r ấ t n h a n h , có th ê ăn hết t ấ t lượng V K L có tro n g k h a y ch ỉ tro n g v i ngày, có m ặ t chúng d ân đên giảm n ă n g s u ấ t th u h o ạch Vì v ậ y c ầ n lự a chọn chủng có tóc độ p h t triê n nhanh, có th ể k h n g lạ i côn tr ù n g g ây h i th ì việc lây n h iêm cho lú a có hiệu Đề xuất quy trình lây nhiễm VKL cô định Nj cho riiộng lúa Q u a n g h iê n u c h ú n g tô i đ ã r ú t r a q u i tr ì n h n h â n giông VKL đẽ lây nhiem cho ruộng lú a , có th ể tó m t ắ t n h sa u : 307 P h â n lập 4' U m giữ giống k hiết môi trường BG l l a không đạro 4' N u ô i cấy tro n g b ìn h m l để lự a ch ọ n c h ủ n g th íc h hợp vi' N hân giống để lây nhiễm cho ruộng lúa b in h th u ỷ t in h có dung tích lớn h o ặc n u ô i cấy tro n g k h u n gỗ có ló t n i lô n g n g o i trờ i í T hu sin h k h ố i để b ó n cho ru ộ n g lú a TÀI L IỆ U TH A M K H ẢO Bùi Đinh Dinh, 1995 Yếu tố dinh dưỡng hạn chế suất trồng chiến lược quản : dinh dưỡng để p h át triển nông nghiệp bền vững T rong “k ết n ghiên cứu p h ân bón’ NXB Nơng nghiệp., tran g 5-32 Dương Đức Tiến, 1982 Khu hệ tảo thuỷ vực Việt Nam , lu ậ n n tiến sĩ sm h học Liê: Xô (tiếng Nga) Đồn Đức Lân, Nguyễn Đình Q uyến, Dương Đức Tiến, N guyễn Kim Vũ, 1994 K ết qu nghiên cứu vi khuẩn cố định N lú a vùng đất m ặn h u y ện T hái Thuỵ Tạp chí Khoa họ cơng nghệ , tran g 217-218 Nguyễn Văn Bộ, Bùi Đình Dinh cộng sự, 1995 Kết nghiên cứu khoa học (quyển Viện Nơng hóa thổ nhưỡng Nhà x u ất Nông nghiệp, tra n g 36-46 Nguyễn Văn Luật, Phạm Sĩ Tần, 1995 Bón phân vơ cơ-hữu cd hợp lý trê n đ ất lú a cao sản ' ĐBSCL Trong kết nghiên cứu phân bón NXB Nông nghiệp, tra n g 59-66 De, P.K, 1939 The role of blue- green Algae in Nitrogen fixation in rice fields Proc R Soc Lond 127B, 121-139 Gollerbax M.M., E.A Stina, 1968 Tảo đất, N hà x u ất L en in g rad (tiếng Nga), 22' trang M artinez, M.R., R.p Chakroff and J.B Pantastico, 1975 Notes on d irect pHytoplanlítoi couting technique using the haem acytom eter Philipp Agric 59(1 &2): 43-50 Reynaud p.A., and p.A- Roger 1978a Les hautes in stitu tes lum ineuses facteur lim itan L’activité fixatrice specifique des Cyanobacteries in situ C.R Acad Sci (In press) 10 Rodgers G.A., B Bergman, E H enrison and M -Udris, 1979 U tilization of Blue-greei algae as Biofertilisers Plant and soil 52, 99-107 11 Roger, P A and Kulasooriya, s.A 1980 Blue-green Algae and rice The In tern atio n al Rici Institute, Los Banos, Philippines, 112 pp 12 Roger P.A., I W atanabe, 1986 Technologies for utilizing biological nitrogen fixation ii w etland rice: potentialities, current usage and lim iting factors F ertilizer research Pp 39“77 13 Stew art W.D.P., p Rowel J K Ladha and M J A M Sampaio 1979 Blue-green alpa (Cvanobacteri) Some aspects related to th e role as sources of fixed nitrogen in dd 308 soils In N itrogen an d Rice, th e International R ice Research Institute, Los Banos Philippine Pp 263-285 14 Traore, T M-, p A Roger, p A R ey naud a n d A Sasson, 197S E tude de la fixation de N, par les Cyanobacterries dans u n e riziere sondano-sahelienne Cah Orstom Ser Biol 13 (in press) SUMMARY An application of nitrogen- fixing Cyanobacteria for soil im provem ent of the rice fields in Vietnam B S c N g uyen Thi M inh Lan H a n o i U n ive rsity of N atural sciences The ro le a s w ell a s th e p e rs p e c tiv e s of u s e of th e nitrogen-fixm g C yanobacteria as biofertilizers for a g ric u ltu re a r e g iv en in th e article O n th e b ases of th e re s u lts from the research sin e from 1984 in th e rice fields of th e H anoi a re a s, th e a u th o r h ave also proposed th e w a y s of d e v e lo p m e n t of th e n itro g en -fix in g C y an o b acteria for th e rice field in V ietn am 309 PHIẾU ĐĂNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN c ú u KH-CN ITên đề tài (hoặc dự án): Nghiên cứu tảo lam (VKL) cố định nỉ tơ ruộng lúa Mả số: QT 0017 Cơ quan chủ trì đề tài (hoặc dự án): Đại học khoa học tự nhiên Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi Tel: _ Cơ quan quản lý đề tài (hoặc d ự án): Đại học Q uốc gia H Nội Địa chỉ: Tel: Tổng kinh phí thực chi: 7.000.000đ Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: - K inh phí trường: Đại học Q uốc gia H Nội - Vay tín dụng: - Vốn tự có: - T hu hồi: Thời gian nghiên cứu: 12 tháng Thời gian bắt đầu: 1.1.2000 Thời gian kết thúc: 12.2001 Tên cán phối hợp nghiên cứu: PGS.TS Trần Ninh, Bộ môn thực vật Nguyễn anh Vân ĐH Xây dựng Hà Nội [sốđăng ký đề tài Ngày: Số chứng nhận đăng ký kết nghiên cứu: Bảo mật: a, Phổ biến rộng rãi: b Phổ biến hạn chế: c Bảo mât: 1 Tóm tẩt kết nghiên cứu: 1- - Đã tiến hành điểu tra, thu mẫu VKL ruộng lúa vùng ngoại thành Hà Nội Tiên hành phân tích, thống kê, Xác định thành phẩn loài, phán bổ cúa VKL ruộng lúa, Lập danh lục lồi VKL định Ni ruộng lúa vùng Hà nội j- Định loại mồ tả taxon VKL cố định nitơ thường gặp mộng lua va 4.Tiến hành chụp ảnh hiển vi mẫu vật phân tích Phân lập, làm sạch, nuôi cấy VKL cố định N từ đất trồng lúavà nghiên cứu mơt số đặc tính sinh học, Một số đặc điểm hình thái VKL, Sự phát triển chung VKL phân lập loại môi trường nuôi cấy khác 516 mẫu phân tích thu từ ruộng lúa vùng Hà Nội, điểm thu mẫu thuộc xã Mễ trì, Phú M ỹ, Nhân (huyện Từ liêm), xa Châu quy ( huyên Gia lâm), Vĩnh Quỳnh, Đại áng, Tả oai, Đại kim, Yên sơ ( huyện Thanh tri) ỉa xã có diện tích đất trồng lúa vào loại lớn Hà nội Mẫu thu từ vị trí khác nhâu ruộng lúa gồm mẫu đất, nước, thân, bẹ rễ vào tháng 2,3, 4, 5, 8, nam 1985 đến năm 2001 Giống lúa trồng IR 203, NN 8, CN2, X I, nếp IR 22 Khang dân, 108, AIT77, 9820, Q5, lai Trung quốc Lúa giai đoạn mạ, làm đòng, trổ bơng đứng Đất pha thó, đất xốp, đất thịt nặng , pH ruộng 6,3 - 7,7 Ruộng khô, ẩm, ngập nước, có pha bèo số ruộng Chế độ bón phân phân chuồng tro bếp, nhiệt độ thu mẫu 29, 32 34°c Mẫu cố định formalin 4% xử lí nuôi cấy theo phương pháp đĩa thạch môi trường BG 11 không đạm chứa 10% thạch (Stanier et al, 1971) với độ pha loãng khác mẫu đồng thời làm giàu, phân lập nuôi trổng môi trường BG 11 không đạm nhằm phân lập chủng VKL có khả cố định đạm để ứng dụng làm phân bón sinh học cho ruộng lúa loại trừ phát triển loại tảo k hác Sự nuôi trồng đồng thời tiến hành môi trường thạch lỏng để theo dõi chu trình phát triển hình thành tập đồn bào tử chúng Hoạt tính cố định N xác định gián tiếp phương pháp khử Axetylen Dobezeiner máy sắc kí khí Parkard-model 427 sản xuất Hà Lan Sinh khối VKL xác định cách nuôi VKL tuần bình 250ml chứa 100ml mơi trường BC11 khơng có đạm, sau ly tâm lấy sinh khối VKL, cân trọng lượng tươi khô, đếm số CFU hình thành lm l mẫu Sự mơ tả định loại tiến hành kính hiển vi, mẫu vật chụp ảnh hiển vi, vẽ máy vẽ chụp ảnh mẫu nuôi môi trường BG11 không đạm lỏng thạch 10% Định loại tiến hành theo khoá định loại Rippka et al, 1979; Desikachary, T.V., Cyanophyta, I.C.A.R New Delhi, 1959, Định loại táo nước Ucraina, Cyanophyta, tập Kondratieva N.V., 1968, Khu hệ tảo Bungaria D.Vodenicharov, CT Draganov, D.Temniskova Sophia 1971, Sự tiêp cận đại vê hộ thống phân loại VKL Nostocales Komárek, 1989 Sự tiêp cận đại vê hộ thống phân loại VKL Stigonematales Anagrostidis K., Komảrek J,1990 Bergey's manual o f Determinative Bacteriology, 1994, Phân loại vi khuẩn lam Việt Nam Dương Đức Tiến, 1996 Đã tiến hành thu thập mẫu vật từ ruộng lúa vùng Hà Nội, điểm thu mâu Đã phân tích 516 mẫu thân, rễ, bẹ, lá, mẫu đất mẫu nước thu từ vị trí khác cua ruộng Đã phát 59 loài vi khuẩn lam cố định ni tơ thuộc 20 chi, ( ^hroococcales, Oscillatoriales, Nostocales Stigonematiiles ) thuộc hai lớp ( 10 Chroococcophyceae Hormogoniophyceae ) Trong lớp Chroococcophyceae VKLdạng đơn bào tập đồn có lồi chiếm 5,1 % Lớp Hormogoniophyceae dạng sợi có tế bào dị hình khơng, gồm 56 lồi, chiếm 94,9% Bộ Nostcales gồm vi khuẩn lam dạng sợi không phân nhánh phân nhánh giả, có tế bào dị hình có số lượng loài nhiều (43 lo i) chiếm 72,9%.’Tiếp đến Oscillatoriales có lồi chiếm 13,6% Sau Stigonematales có lồi chiếm %,bộ Chroococcales có lồi chiếm 5,1% _ Các chi có thành phần lồi phong phú Nostoc - 14 lồi Anabaena- 14 lồi Các chi có lồi Aulosira, Nodularia, Aphanothece, có loài _ Trong tất mẫu thu quan sát thấy VKL cố định N2 Hầu tất mẫu có mặt Nostoc Anabaena Trên sở kết điều tra thành phần V K L cố định N phân lập lựa chọn số chủng tốt đem nuôi trồng để sử dụng làm phân vi sinh cho lúa Kiến nghị quy mô đối tượng áp dụng nghiên cứu: Chủ nhiệm đề tài N guyễn Thị Họ tên Học hàm học vị M in h Lan Thủ trưởng quan chủ trì đề tài Chủ tịch Hội dóng đánh giá thức fỉ>ỈC\Ỉ' Thủ trưởng quan quàn lý đề tài T'_./■ \v F , A : ƯỮKG GA'i KII lm HPC c ... lam) cố định nitơ ruộng lúa Nội dung nghiên cứu gồm có: Xác định thành phần loài, định loại mỏ tá taxon VKL cô định nitơ thường gặp ruộng lúa Phân lập, nuôi cấy VKL cố định N2 từ đát trổng lúa. .. “ Vi khuẩn lam cố định Nitơ ruộng lúa kể đến 50 lồi VKL định Nitơ ruộng lúa Việt Nam Gần nhát Phùng Thị Nguyệt Hồng (1992) cơng bố tiếng Pháp cơng trình nghiên cứu nhiều năm tảo lam châu thổ... M ục tiêu nội d u n g nghiên cứu: Xác định thành phần lồi, định loại mơ tả taxon VKL cố định nitơ thường gặp ruộng lúa Phân lập, làm nuôi cấy VKL cố định N từ đất trồng lúa Tìm hiểu phát Iriển