Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng chuyển hóa N và P trong đất góp phần vào việc phục hồi rừng ngập mặn tại Thừa Thiên Huế

Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng chuyển hóa N và P trong đất góp phần vào việc phục hồi rừng ngập mặn tại Thừa Thiên Huế Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng chuyển hóa N và P trong đất góp phần vào việc phục hồi rừng ngập mặn tại Thừa Thiên Huế luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi sinh vật có khả chuyển hóa N P đất góp phần vào việc phục hồi rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế Vũ Thị Hồng Hà Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Khoa học môi trường; Mã số 60 44 03 01 Người hướng dẫn: TS Ngô Thị Tường Châu Năm bảo vệ: 2014 Keywords Khoa học môi trường; Môi trường; vi sinh vật; Đất; Rừng ngập mặn; Thừa Thiên Huế Content MỞ ĐẦU Nằm vị trí vùng ven biển nơi giao thoa đất liền biển, rừng ngập mặn có hệ sinh thái với suất sinh học cao, cung cấp nguồn tài nguyên phong phú đa dạng gỗ, than, tannin, chim, thú nhiều lồi thủy hải sản có giá trị xuất Ngồi ra, rừng ngập mặn cịn đóng vai trị chắn xanh bảo vệ vùng cửa sông, cửa biển, chống xói lở, hạn chế tác hại gió bão, mở rộng đất liền xem nhà máy lọc sinh học khổng lồ, làm lành bầu không khí Vì vậy, hệ sinh thái rừng ngập mặn có ý nghĩa quan trọng kinh tế - xã hội môi trường vùng ven biển Đồng thời có vai trị đặc biệt việc ứng phó biến đổi khí hậu Tuy nhiên, diện tích rừng ngập mặn giảm mạnh nước ta Thực trạng gây nhiều tác hại làm bình phong bảo vệ đê biển, gây nhiễm đất nước đầm nuôi trồng thủy sản, giảm nguồn lợi sinh vật giống thủy sản tự nhiên, giảm suất nuôi tôm, ảnh hưởng đến sinh kế người dân Riêng Thừa Thiên Huế, rừng ngập mặn quan trọng ngày giảm diện tích chất lượng việc phát triển khu ngập nước, đặc biệt mở rộng ao nuôi tôm đầm phá Vì vậy, việc bảo vệ phát triển bền vững rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế cấp thiết, cần đề giải pháp để tăng diện tích, đảm bảo độ đa dạng sinh học phát huy tối đa tiềm rừng có Trước đây, nhiều tổ chức hoạt động bảo tồn tài nguyên thiên nhiên triển khai hoạt động nhằm phục hồi phát huy giá trị vốn có rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế Điển hình dự án hỗ trợ cộng đồng xây dựng vườn ươm tổ chức SIDA tài trợ Tuy nhiên, thực tế, hiệu đạt không cao Bên cạnh việc thiếu giám sát chăm sóc, ngun nhân điều kiện mơi trường điển hình điều kiện dinh dưỡng không thuận lợi cho phát triển Trong đó, hoạt động vi sinh vật đất đóng vai trị quan trọng trình định hình đất, làm tăng độ phì cho đất cải tạo dinh dưỡng đất Đặc biệt, vi khuẩn cố định N hiếu khí sống tự nấm mốc hòa tan P chịu trách nhiệm cho dinh dưỡng ngập mặn Lớp trầm tích rừng ngập mặn nói chung đặc trưng mơi trường nước lợ có hàm lượng C hữu cao lại bị hạn chế N P Ngoài phần N cung cấp từ đất liền, nguồn N để đảm bảo cân chu trình tuần hồn vật chất rừng ngập mặn nhóm vi khuẩn cố định N đảm nhiệm Bên cạnh P dễ tiêu giữ lại đất dạng hợp chất với nhôm sắt khó tan trả lại cho đất dạng dễ tan nhờ vi sinh vật chuyển hóa P Trên thực tế, việc tách tạo gây nhiễm vào thực vật đưa trở lại môi trường đất dạng chế phẩm sinh học nhóm vi khuẩn cố định N nấm mốc hòa tan phosphate hữu hiệu sử dụng biện pháp nông nghiệp hiệu để nâng cao suất trồng Với ý nghĩa đó, chúng tơi thực đề tài “Nghiên cứu tuyển chọn số chủng vi sinh vật có khả chuyển hóa N P đất góp phần vào việc phục hồi rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế”  Mục tiêu nghiên cứu: - Tuyển chọn số chủng vi khuẩn hiếu khí sống tự có khả cố định N chủng nấm mốc hịa tan phosphate vơ đất rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế - Tạo nguồn vi sinh vật cố định N hịa tan P với hoạt lực cao sẵn có nhằm góp phần cải thiện hiệu việc phục hồi rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế  Nội dung nghiên cứu: Phân tích số tính chất lý hóa đất vùng rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế nhằm: (i) xác định tính cấp thiết việc cải thiện điều kiện dinh dưỡng (nguồn N P) cho vùng đất nghiên cứu; (ii) thăm dò ảnh hưởng tính chất đất đến khả chuyển hóa N, P chủng vi sinh vật phân lập Phân lập chủng vi khuẩn có khả cố định nitrogen hiếu khí sống tự chủng nấm mốc hịa tan phosphate vơ phân lập từ mẫu đất vùng rễ số loài ngập mặn Thừa Thiên Huế Nội dung nhằm mục đích: (i) chứng minh tồn quần thể vi sinh vật cố định nitrogen hịa tan phosphate vơ đất vùng rễ ngập mặn (ii) cung cấp nguồn vi sinh vật cho việc tuyển chọn chủng vi sinh vật cố định nitrogen hịa tan phosphate vơ với hoạt lực cao Tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả cố định nitrogen hịa tan phosphate vô với hoạt lực cao đất rừng ngập mặn Thừa Thiên Huế, nhằm mục đích tạo nguồn giống vi sinh vật có tiềm ứng dụng phục hồi rừng ngập mặn Đánh giá khả cố định nitrogen hịa tan phosphate vơ chủng vi sinh vật tuyển chọn điều kiện in- vitro Tối ưu hóa điều kiện ni cấy cho sinh trưởng, phát triển khả cố định nitrogen hịa tan phosphate vơ chủng vi sinh vật tuyển chọn, nhằm cung cấp sở khoa học cho việc thu nhận sinh khối tạo chế phẩm vi sinh vật với hoạt lực cố định nitrogen hòa tan phosphate cao Thăm dò khả cải thiện nguồn dinh dưỡng N, P cho đất trồng ngập mặn việc bổ sung chế phẩm vi sinh vật cố định nitrogen hòa tan phosphate vô tuyển chọn điều kiện in- vivo Nội dung nhằm cung cấp sở khoa học cho việc ứng dụng cách hiệu chế phẩm vi sinh vật cố định nitrogen hòa tan phosphate vô vào việc phục hồi rừng ngập mặn Reference TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Kiều Hữu Ảnh, Ngô Tự Thành (1985), Vi sinh vật học nguồn nước NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Kim Anh, Phạm Thị Ngọc Anh, Lê Thị Thúy Hoa, Nguyễn Thị Quỳnh Như, Đậu Thị Tỉnh (2008), “Phân lập tuyển chọn số chủng vi khuẩn Azotobacter có hoạt tính nitrogenaza sinh tổng hợp IAA (indol axetic acid) từ đất thôn Bình Kỳ - Hịa Q – Ngũ Hành Sơn – TP Đà Nẵng”, Tuyển tập báo cáo “Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học” lần thứ 6, Đại học Đà Nẵng Nguyễn Thị Phương Chi, Phạm Thanh Hà, Hà Thị Hồng Hạnh (1997), “Khả chuyển hóa hợp chất phosphate khó tan chủng Aspergillus awamori NAKAZAWA MN1”, Tạp chí sinh học 19(2), tr 68-73 4 Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thừa Thiên Huế (2010), “Báo cáo tổng kết nghiên cứu rừng ngập mặn Rú Chá, Hương Phong, Thừa Thiên Huế”, Dự án quản lí tổng hợp hoạt động đầm phá - Dự án IMOLA II, tr 8-11 Đoàn Văn Cung, Phạm Văn Quyến, Trần Thúc Sơn, Nguyễn Văn Sức, Trần Thị Tâm (1998), Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón trồng, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội, Hà Nội Đường Hồng Dật, Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đường (1979), Giáo trình vi sinh vật học trồng trọt, NXB ĐH & THCN, Hà Nội Phạm Thị Thanh Hà, Nguyễn Thị Phương Chi (1999), “Ảnh hưởng nguồn nitrogen lên khả phân giải phosphore hai chủng nấm sợi MN1 ĐT1”, Hội nghị Cơng nghệ Sinh học tồn quốc, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Hoa, Lê Xuân Thuyên, Đinh Văn Hiệp (2006), “Trao đổi chất rừng ngập mặn Cà Mau môi trường nước ven bờ”, Kết khảo sát mùa mưa mùa khô năm 2006, Phân viện Địa lý thuộc Viện khoa học Công nghệ Việt Nam Phạm Quỳnh Hương (2007), “Driving forces behind nutrients dunamics in Khe Ốc - A tidal creek in Cần Giờ mangrove biosphere reserve, HCM city”, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh 10 Phạm Thị Ngọc Lan, Trương Văn Lung (1999), “Bước đầu nghiên cứu vi khuẩn Azotobacter đất vùng gị đồi tỉnh Thừa Thiên Huế”, Hội nghị Cơng nghệ Sinh học toàn quốc, Hà Nội 11 Phạm Thị Ngọc Lan, Nguyễn Công Minh (2005), “Ảnh hưởng số điều kiện nuôi cấy đến hoạt động phân giải protein vi khuẩn phân lập từ ao nuôi tôm phá Tam Giang – Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế”, Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, tr 957 – 960 12 Phạm Thị Ngọc Lan, Trần Thị Thanh Nhàn (2008), “Điều kiện nuôi cấy tối ưu cho sinh trưởng phát triển số chủng nấm mốc hịa tan phosphate vơ cơ”, Tạp chí khoa học - Đại học Huế, số 48, tr 103-108 13 Phạm Thị Ngọc Lan, Hoàng Xuân Thế, Huỳnh Kim Hồng (2002), “Khả phân giải phosphore khó tan nhóm vi sinh vật phân lập từ đất trồng lúa”, Kỉ yếu hội nghị khoa học lần thứ I, Đại học Huế, tr 60 – 64 14 Trầ n Thi ̣ Thanh Nhàn (2008), “Nghiên cứu số chủng nấm mốc hịa tan phosphate vơ phân lập từ đất trồng hoa màu”, Luận văn thạc si,̃ Đại học Khoa ho ̣c Huế 15 Đỗ Kim Nhung, Vũ Thành Công (2011), “Khảo sát khả sinh tổng hợp IAA cố định đạm vi khuẩn Gluconacetobacter sp Azospirillum sp phân lập từ mía”, Tạp chí khoa học 2011,18a, Đại học Cần Thơ, tr 161 – 167 16 Đỗ Hoành Quân (2011), “Phân lập, tuyển chọn nghiên cứu đặc tính tăng trưởng, cố định đạm vi khuẩn Azotobacter – thử nghiệm trồng”, Luận văn Thạc sĩ Sinh học, Trường đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 17 Lê Ngọc Trân (2011), “Nghiên cứu thay đổi hàm lượng carbon, nitrogen, phosphorus q trình phân hủy Đước đơi (Rhizophora apiculata Bl.) phần rừng bị gãy đổ tác động bão Durian huyện Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh”, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 18 Nguyễn Văn Uyể n (1973), Sinh lý trao đổ i chấ t ở thực vật , dịch, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 19 Trần Cẩm Vân, Bùi Thị Ngọc Dung, Đào Thị Lương (1994), “Khả phân hủy phosphore vô số chủng loại vi khuẩn phân lập từ đất”, Thông báo khoa học trường Đại học, tr 44 – 48 20 Vũ Văn Vụ, Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn (1999), Sinh lí học thực vật, NXB Giáo dục, Hà Nội Tài liệu tiếng Anh 21 American Public Health Association (2005), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 22 Cleveland CC (1999), “Global patterns of terrestrial biological nitrogen (N2) fixation”, Glob Biogeochem, Cycles 13, pp 623 – 645 23 Dhara P Chaudhari, Sachdev, Hemangi G Kasture, Vijay M Dhavale, Dilip D Chopade, Balu A Chopade (2009), “Isolation and characterization of indole acetic acid (IAA) producing Klebsiella pneumonia strains from rhizosphere of wheat (Triticum aestivum) and their effect on plant growth”, Indian J of Exp Biol., 47, pp 993 – 1000 24 Dinesh K Maheshwari (2014), “Bacterial Diversity in Sustainable Agriculture”, Sustainable Development and Biodiversity, Vol 1, Springer International Publishing Switzerland, pp 287 – 291 25 Dittmar T., Lara RJ (2000), “Driving forces behind nutrient and organic matter dynamics in a mangrove tidal creek in north Brazil”, Estuarine, Coastal and Shelf Science, 52, pp 249 – 259 26 FAO (2007), The world’s mangrove (1980 – 2005), FAO forestry, pp 153 27 Feller I C (1995), “Effects of nutrient enrichment on growth and herbivory of dwarf red mangrove (Rhizophora mangle)”, Ecological Monographs, 65 (4), pp 477 – 505 28 Feller I C., Mckee K I., Wigham D F and O’Neil J.P (2006), “Nitrogen vs phosphorus limitation across an ecotonal gradient in a mangrove forest”, Biogeochemistry, pp 131 29 Feller I C., Whigham D.F., O’Neil J.P and McKee K L (1999), “Effects of nutrient enrichment on within – stand cycling in a mangrove forest”, Ecology, 80 (7), pp 2193 – 2250 30 Gaind S., Gaur A C (1991), “Thermotolerant phosphate solubilizing microorganism and after interaction with mung bean”, Plant and Soil, 133(1), pp 141-149 31 Gül Fidan Saribay (2003), “Growth and nitrogen fixation dynamics of Azotobacter chroococcum in nitrogen – free an OMW containing medium”, Thesis submitted to the graduate school of Natural and Applied Sciences of the Midde East Technical University, pp – 11 32 Ilmer P and Schinner F (1992), “Solubilization of inorganic phosphate by microorganisms isolated from forest soil”, Soil Biology Biochemistry, 24 (4), pp 389395 33 Jane Rogers (1996), “Nutrient dynamics and productivity in mangrove ecosystem”, Litterature Review – Submitted in partial fulfilment of assessment for the Degree of Bachelor of Science(Hons.) 1997/1998 34 Liu J., Peng M., Li Y (2012), “Phylogenetic diversity of nitrogen-fixing bacteria an the nif gene from mangrove rhizophere soil”, Can J Microbiol, 58 (4), pp 531 – 539 35 Lovelock C E., Ball M C., Brendan Choat, Bettina J E., Holbrook N M and Feller I C (2006), “Linking physiological progresses with mangrove forest structure: phosphore deficiency limits canopy development, hydraulic conductivity and photosynthetic carbon gain in dwarf Rhizophora mangle”, Plant, Cell and Environment, 29, pp 793 – 801 36 Lovelock C.E., Feller I.C., Ball M C., Bettina M J E and Mei Ling Ewe (2006), “Diffrences in plant funtion in phosphorus and nitrogen limited mangrove ecosystems”, New Phytologist, 172, pp 514 – 522 37 Maddox J J., Soilea J M (1991), “Effects of phosphate fertilization, lime amendments and inoculation with VA - mycorrhizal fungi on soy abeans in acid soil”, Plant and Soil, 134(1), pp 89-93 38 Mann D, Steinke TD (1993), “Biological nitrogen fixation (acetylene reduction) associated with blue-green algal (cyanobacterial) communities in the Beachwood Mangrove Nature Reserve11”, Seasonal variation in acetylene reduction activity S Afr J Bot., 59 39 Ruth Reef, Ilka C Feller and Catherine E Lovelock (2010), “Nutrition of mangroves”, Tree Physiology, 30, pp 1148 – 1160 40 Tylka G.L., Hussey R S., Roncadori R W (1991), “Interactions of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi, phosphorus, and Heterodera glycines on soybean”, Journal of Nematology, 23 (1), pp 122-133 41 Usha DK., Kanimozhi K (2011), “Isolation and characterization of saline tolerant Azospirillum strains from paddy field of Thanjavur district”, Advances in Applied Science Reseach, 2(3), pp 239 – 245 42 Yoav Bashan and Gina Holguin (1996), Azospirillum-plant relationships: environmental and physiological advances, 1990-1996, pp 112 43 Yoav Bashan and Gina Holguin (2002), “Plant growth-promoting bacteria: a potential tool for arid mangrove reforestation”, Trees (2002), 16, Springer-Verlag, pp 159-166 Tài liệu internet 44 Hồng Cơng Tín, Mai Văn Phơ, Thành phần lồi đặc điểm phân bố thực vật ngập mặn Thừa Thiên Huế ... vi sinh vật có khả chuy? ?n hóa N P đất g? ?p ph? ?n vào vi? ??c phục hồi rừng ng? ?p m? ?n Thừa Thi? ?n Huế? ??  Mục tiêu nghi? ?n cứu: - Tuy? ?n ch? ?n số chủng vi khu? ?n hiếu khí sống tự có khả cố định N chủng n? ??m... tan phosphate vơ đất rừng ng? ?p m? ?n Thừa Thi? ?n Huế - Tạo ngu? ?n vi sinh vật cố định N hòa tan P với hoạt lực cao s? ?n có nhằm g? ?p ph? ?n cải thi? ?n hiệu vi? ??c phục hồi rừng ng? ?p m? ?n Thừa Thi? ?n Huế  N? ??i... rừng ng? ?p m? ?n Thừa Thi? ?n Huế, nhằm mục đích tạo ngu? ?n giống vi sinh vật có tiềm ứng dụng phục hồi rừng ng? ?p m? ?n Đánh giá khả cố định nitrogen hịa tan phosphate vơ chủng vi sinh vật tuy? ?n ch? ?n điều