Ảnh hưởng của dịch vẩn hai chủng vi khuẩn lam cố định nitơ lên sự nảy mầm giống lạc sen lai l14

Lời cảm ơn Khoá luận đ-ợc hoàn thành phòng thí nghiệm sinh lý sinh hoá thực vật, tr-ờng đại học Vinh Để hoàn thành đ-ợc khoá luận này, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS TS Nguyễn Đình San đà tận tình h-ớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian thực hoàn thành đề tài Tôi chân thành cảm ơn Th.s Nguyễn Đức Diện thầy cô giáo, cán kỹ thuật viên phòng thí nghiệm tổ môn sinh lý sinh hóa thực vật đà góp ý, bảo giúp đỡ suốt trình thực khoá luận Cuối xin cảm ơn ng-ời thân, anh chị học viên cao học, bạn bè xa gần đà giúp đỡ, động viên, khích lệ hoàn thành khoá luận Xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2010 Tác giả Phạm Lập Quốc Mở đầu Vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) thể mà tế bào chúng ch-a có nhân điển hình, màng nhân, vật liệu di truyền tập trung chủ yếu chất nhân Tuy nhiên chúng lại có khả cố định Nitơ tự từ môi tr-ờng thành dạng vô nh- ions (NH4) Nhờ có khả đặc biệt mà ngày Vi khuẩn lam không đ-ợc ứng dụng nh- loại phân bón sinh học mà loại hợp chất sinh học có hoạt tính kích hữu hiƯu HiƯn trªn thÕ giíi cịng nh- ë ViƯt Nam việc nghiên cứu, sử dụng loại VKL để làm giàu đạm cho đất ngày đ-ợc trọng đầu t-, đà có 600 công trình nghiên cứu VKL cố định đạm tập trung số n-ớc có nông nghiệp phát triển nh-: Thái Lan, ấn độ, Philippin, Malaixia, Trung Quốc Khi ô nhiễm môi tr-ờng trở thành hiểm hoạ đối víi sù sinh tån cđa ng-êi nh- hiƯn đóng góp phần việc lạm dụng phân bón hoá học tràn lan thời gian dài cách không khoa học đà khiến nhiều diện tích canh tác trở thành đất chết khó khăn cach tác nông nghiệp ảnh h-ởng không nhỏ tới đời sống sinh hoạt sức khoẻ ng-ời việc nghiên cứu, ứng dụng loại phân bón có nguồn gốc hữu sinh học (Biofertilizer) thân thiện với môi tr-ờng nhVKL cố định đạm có ý nghĩa Ngoài ra, VKL có khả cải tạo đất chua, mặn Sự phát triển VKL giữ đ-ợc độ thoáng cho đất Một số công trình chứng minh VKL đ-ợc sử dụng nh- tác nhân kích thích nảy mầm suất nhiều l-ơng thực, rau màu nh- lúa, ngô, đậu t-ơng N-ớc ta n-ớc nông nghiệp có diện tích canh tác lạc cao Các điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, tác nhân lý hoá khác thích hợp với phát triển VKL Vì việc tận dụng nguồn lợi hữu ích nh- VKL cố định đạm lên trồng có nguồn lợi kinh tế cao h-ớng đắn, có ý nghĩa thiết thực Lạc (Arachis hypogea L.) loại trồng có vị trí quan trọng cấu kinh tế nông nghiệp n-ớc ta nói chung đặc biệt khu vực Nghệ An với khí hậu khắc nghiệt khó khăn canh tác loại hoa màu nói riêng Việc nâng cao sản l-ợng nh- chất l-ợng lạc sản xuất vô ý nghĩa Trong thời kì sinh tr-ởng lạc ( Thời kì nảy mầm, Thời kì con, Thời kì hoa đam tia, Thời kì kết chín ) thời kì lại có đặc tr-ng riêng có ảnh h-ởng tới sản l-ợng nh- chất l-ợng nhiên thời kỳ nảy mầm thời kỳ có vai trò móng quan trọng cho phát triển sau nên việc nâng cao tỷ lệ nảy mầm, sức khỏe mầm tiêu sinh lí hóa sinh quy chuẩn có ý nghĩa Để có dẫn liệu ảnh h-ởng tích cực dịch vẩn vi khuẩn lam lên nảy mầm hạt lạc nhằm ứng dụng nh- loại phân bón sinh học giai đon ban đầu ht ny mầm, đ tiến hnh đề ti : ảnh h-ởng dịch vẩn hai chủng vi khuẩn lam cố định Nitơ lên nảy mầm giống lạc sen lai L14 Mục tiêu đề tài là: Nghiên cứu tác động chủng VKL cố định đạm lên nảy mầm giống lạc sen lai để sử dụng chúng nh- biện pháp sinh học nâng cao hiệu suất nảy mầm, sức sống, sức chống chịu mầm Để đạt đ-ợc mục tiêu nhiệm vụ đề tài cần phải giải là: - Chọn chủng vi khuẩn lam cố định đạm làm thí nghiệm - Chọn giống lạc để tác động lên nảy mầm hạt - Nghiên cứu thời gian nuôi vi khuẩn lam cố định đạm để làm thí nghiệm - Tìm hàm l-ợng vi khuẩn lam t-ơi dịch vẩn thích hợp để có tác dụng tối -u lên nảy mầm hạt lac Ch-ơng I Tổng quan tài liệu 1.1 Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam giới Việt Nam 1.1.1 Tình hình nghiên cứu vi khn lam trªn thÕ giíi: HiƯn trªn thÕ giíi cịng nh- ë ViƯt Nam viƯc nghiªn cøu, sư dụng loại vi khuẩn lam (Cyanobacteria) để thay loại phân bón hoá học thông th-ờng nh- loại phân bón sinh học (Biofertilizer) ngày phổ biến Vì lí mà thập kỷ gần vi khuẩn lam đà lôi ý nhiều nhà khoa học thuộc lĩnh vực khác nh-: Thùc vËt häc, Vi sinh vËt häc, sinh lý häc, di trun häc, c«ng nghƯ sinh häc, m«i tr-ờng học trồng trọt [14] Từ năm nửa đầu kỷ XIX, công trình nghiên cứu chuyên sâu vi khuẩn lam đà đ-ợc tiến hành có kết đáng ghi nhận Tuy nhiên, mÃi đến năm 1875 Thuret sau Kirchler 1990, với đóng góp Stizenberger (1860) Sach (1874) đặt sở cho việc phân loại tảo lam Tuy nhiên, ng-ời có nhận xét khả đồng hoá nitơ tự số vi khuẩn lam Frank vào năm 1889 [11] Sang kỷ XX, hàng loạt công trình nghiên cứu vi khuẩn lam đ-ợc công bố, công trình theo hai h-ớng chủ đạo phân loại học sinh học thực nghiệm châu âu: Các công trình nghiên cứu Elenkin (1916,1923, 1936); Borch (1914, 1916, 1917); Geitler (1925, 1932) Các nhà tảo học Liên Xô (cũ) đà tiếp tục phát triển với h-ớng phân loại học nh-: Gollerbax, Kosinski, Poltanski (1953); Kondratieva (1968) Đó b-ớc dài đáng kể phía tr-ớc đem so sánh với hệ thống Thuret Kirchler Trên sở nghiên cứu hệ thống chủng loại phát sinh hệ thống Elenkin phản ánh cách đầy đủ, đa dạng hình thái vi khuẩn lam [12] châu H-ớng nghiên cứu phân loại tảo lam vùng nhiệt đới coi Fremy (1930) ng-ời có công khai phá Công trình tảo lam nhà tảo học ấn độ Desikachary (1959) đà phản ánh phong phú taxon tảo lam th-ờng gặp khu vực khí hậu nóng ẩm có nhiều m-a vùng nhiệt đới Ngoài phải kể đến công trình Borgensen (1930, 1940) viết vi khuẩn lam vi tảo Đông D-ơng [12] Song song với h-ớng nghiên cứu phân loại hoc, nhiều công trình nghiên cứu nhà khoa học giới đà tập trung ý vào khả đồng hoá nitơ phân tử số vi khuẩn lam Frank (1889) ng-ời có nhận xét khả đặc biệt Nhiều nhà khoa học đ-ơng thời tán thành quan điểm nh-: Schloesing Laurent (1892), Beijerinck (1901), Heinzen (1906) song họ ch-a giải thích đ-ợc [13] Và hai m-ơi năm sau Drew (1928) đà phân lập đ-ợc ba loại tảo lam (vi khuẩn lam) vi khuẩn Kết cho thấy chúng có khả đồng hoá nitơ phân tử Các công trình nghiên cứu Fogg (1942, 1951, 1956, 1962); Sigh (1942, 1961); Herisset (1946, 1952) đà khẳng định tất loài vi khuẩn lam có khả cố định nitơ khÝ qun mµ chØ cã mét sè chóng biĨu thị khả này, phần lớncác chủng vi khuẩn lam cố định nitơ thuộc họ: Anabaenaceae, Nostocaceae, Rivulaliaceae, vµ Scytonemataceae thc líp Hormogoneae [12] VỊ sau, cã hµng loạt công trình tập trung nghiên cứu vi khuẩn lam cố định đạm nh-: Wenkataraman (1975, 1982); Roge (1979, 1986, 1989); Kapoor (1981); Hamdi (1986) [13] Trong năm cuối thÕ kû XX ng-êi ta chó ý ®Õn øng dơng vi khuẩn lam có khả cố định nitơ đ-ợc nghiên cứu 20 loại đất ấn Độ, Mađagaska, Malaixia, Philippin, Thái Lan, Bồ Đào Nha, Sênêgan Nhà khoa học ng-ời Pháp Roger (1985, 1987) đà nhận thấy quần xà tảo vi khuẩn lam loại đất khác nhau, nh-ng tất có loài vi khuẩn lam có tế bào dị hình (Heterocyst) Nostoc có hầu hết tất loại đất [1] 1.1.2 Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam Việt Nam: Mặc dù công trình nghiên cứu vi khuẩn lam thề giới đà đ-ợc tiến hành từ đầu kỷ XIX nh-ng Việt Nam có công trình chuyên khảo Công trình nghiên cứu vi khuẩn lam P.Fremy (1927) ông đà công bố ba loài tảo lam Việt Nam sở định loại mẫu D.Gaumont thu thập [14] Ng-ời Việt Nam nghiên cứu công bố chuyên khảo tảo lam bà Cao Ngọc Ph-ợng (1964), Bà đà viết 23 taxon tảo lam Sài Gòn Đà Lạt, Trong có 11 chi, với chi có tế bào dị hình, chi tế bào dị hình loài míi cã ý nghÜa khoa häc (Phormidium vietnamense); ®ång thời công bố thứ Gloeocapspa punetata var phamhoangii Kết điều tra vi khuẩn lam vùng châu thổ sông Mêkông Phùng Thị Nguyệt Hồng cộng (1992) đà công bố công trình tiếng Pháp đà khẳng định có 94 taxon có loài cho khoa học.Trên vùng đất mặn huyện Thái Thuỵ, Thái Bình, Đoàn Đức Lâm (1996) đà phân lập đ-ợc 15 loài vi khuẩn lam cố định đạm thăm dò khả cố định nơtơ phân tử chúng; so với kết khảo sát vùng đồng ruộng n-ớc vùng đất mặn có phần đa dạng chi Nostoc chiếm -u địa bàn nghiên cứu [9] Tháng 11 năm 1966, phân tích n-ớc hồ Hoàn Kiếm vào thời điểm n-ớc nở hoa, nhà tảo học Hungary T.Hortobagyi (1967, 1968, 1969) đà xác định 24 taxon tảo lam thc vỊ 14 chi ®ã cã chi có tế bào dị hình 13 không chi có tế bào dị hình [14] Năm 1966, D-ơng Đức Tiến đà nghiên cứu thực vật vùng ngoại ô Hà Nội công trình nghiên cứu tảo lam cđa «ng (1972, 1973, 1975, 1976), Trong b¯i viÕt To lam cố định đm đất trồng lúa miền bắcViệt Nam đ công bố 13 loi to lam cố định đạm thuộc chi (có chi có tế bào dị hình chi tế bào dị hình) với đặc điểm phân loại khả cố định đạm chúng [14] Những công trình nghiên cứu tảo lam cộng sinh bèo hoa dâu Nguyễn Hữu Th-ớc Nguyễn Văn Mẫn (1983) Nghiên cứu đặc điểm sinh lý sinh hoá đối t-ợng vi khuẩn lam cố định đạm Nguyễn Đức (1984, 1985); Trần Văn Nhị (1984,1986, 1987, 1988); Trần Hài (1885); Trần Đăng Kế (1994); Ngô Kế S-ơng (1992) [13] khu vực Bắc Trung Bộ, Võ Hành Đỗ Thị Tr-ờng (1999) đà phát đ-ợc 45 loài dới loài vi khn lam, chóng thc 10 chi, hä, vµ Hoà Vang, TP Đà Nẵng [18] Nguyễn Đình San (2000) đà phát đ-ợc 29 loài vi khuẩn lam thuỷ vực n-ớc bị ô nhiễm Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh [10] Nguyễn Đức Diện (2003, 2004) nghiên cứu n-ớc thải công gnhiệp nhà máy thuộc da Vinh (TP Vinh) đà phát 16 loµi vi khn Lam [3] HiƯn nay, ngn tri th-c vi khuẩn lam cố định đạm ngày nhiều thêm nhờ có đầu t- nghiên cứu nhà khoa học n-ớc góp phần đem ứng dụng khoa học kỹ thuật đại vào lao động sản xuất 1.2 ứng dụng vi khuẩn lam vào thực tiễn sản xuất đời sống: Cùng với công tác điều tra phân loại nghiên cứu hình thái sinh lý việc ứng dụng hiểu biết vi khuẩn lam đ-ợc sử dụng với nhiều mục đích khác nh-: Nông nghiệp, thực vật hoc, sinh lý học, sinh hoá học, công nghệ sinh học Đầu tiên nông nghiệp, dịch vẩn vi khuẩn lam có tác dụng tích cực tới nảy mầm giai đoạn sinh tr-ởng phát triển cấu thành nên suất trồng có tác dụng không nh- nh- phân bón hoá học mà chất có hoạt tÝnh sinh häc cao nh-: Hoocmon, Vitamin, axit amin RÊt nhiỊu thÝ nghiƯm chøng minh, nÕu bỉ sung vµo rng lúa vi khuẩn lam giảm bớt 25% l-ợng phân bón hoá học thông th-ờng phải bón Viện lúa Tasken đà gieo hạt đ-ợc xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam cho thấy suất v-ợt trội so với đối chứng 13,3 ta/ha Theo tính toán lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ thay cho 60 Kg đạm sunfat/ ë cËp, viƯc l©y nhiƠm vi khn lam cè định nitơ làm tăng suất lúa đến 20% - 30%, t-ơng tự Trung Quốc việc lây nhiễm loài vi sinh vật hữu ích làm tăng suất 10% - 20% hàng vạn lúa Trong ruộng lúa huyện Hoài Đức Hà Nội ba năm 1988, 1989, 1990 đẫ thí nghiệm lây nhiễm vi khn lam Aphanothese víi diƯn tÝch tõ 240 m² tới ha, vào thời điểm lúa đạt 10 đến 15 ngày sau cấy Kết cho thấy, vi khuẩn lam cố định nitơ có tác dụng tốt đến suất lúavà tiết kiệm urê, hàm l-ợng mùn nitơ tổng số tăng lên [7] Trong nghành nuôi trồng thuỷ hải sản giới nói chung Việt Nam nói riêng vi khuẩn lam đ-ợc xem nguồn thức ăn dinh d-ỡng cho đôi t-ợng nuôi nh- cá, tôm, thân mềm mảnh vỏ Những năm gần đây, số loài tảo lam đ-ợc tập trung nghiên cứu, sản xuất quy mô lớn để khai thác giá trị dinh d-ỡng d-ợc liệu Spirulina có hàm l-ợng protêin cao, chiếm gần 60% - 70% trọng l-ợng khô, giàu vitamin, nhân tố khoáng, chất có hoạt tính sinh học cao, nên đ-ợc nuôi quy mô công nghiệp nhiều n-ớc giới Ng-ời ta sử dụng vi khuẩn lam làm thức ăn cho ng-ời động vật nh-: xúp, n-ớc sốt, bột nhÃo Thậm chí thành loại đồ uống dinh d-ỡng d-a dạng bột chúng thành phần bánh kem loại kẹo Việt Nam, bột vi khuẩn lam Spirulina đà đ-ợc dïng lµm thùc phÈm bỉ d-ìng vµ bµo chÕ ë dạng viên dùng để tăng tiết sữa cho bà mẹ nuôi con, dùng để nhuộm màu thực phẩm, điều chÕ mü phÈm, s¶n xt vitamin B12 [5] HiƯn nay, mà ô nhiễm môi tr-ờng trở thành hiểm hoạ vi khuẩn lam đ-ợc sử dụng nh- tác nhân hữu hiệu việc xử lý nguồn n-ớc thải, chúng góp phần loại trừ chất độc hại, làm tăng hàm l-ợng ôxy n-ớc, có ý nghĩa trình hô hấp rễ thực vật bậc cao góp phần bảo vệ môi tr-ờng Nuôi trồng vi khuẩn lam Spirulina platensis n-ớc thải phân x-ởng urê nhà máy phân đạm Hà Bắc vừa có tác dụng khử N NH3 tác nhân gây ô nhiễm chính, v ừa thu đ-ợc sinh khối với chi phí thấp hoá chất Khả khử N NH3 chung rnày đạt mức t-ơng đối cao 0,04 0,058 g/lít/ngày [7] Canh tác thiếu tÝnh khoa häc vµ bỊn vøng khiÕn nhiỊu diƯn tÝch trồng trọt đồng ven biển n-ớc ta gặp phải tình trạng chết nhiễm mặn, phèn hoá mà số công trình nghiên cứu cải tạo đất ph-ơng pháp sinh học d-ợc đánh giá cao Gần đây, Đoàn Đức Lân (1996) đẫ nghiên cứu vi khuẩn lam cố định nitơ đất chua mặn huyện Thái Thuỵ Thái Bình, kết cho thấy vi khuẩn lam cố định nitơ đà làm tăng độ pH đất 7,3% sau 30 ngày Qua việc lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ có nguồn gốc địa ph-ơng vào vùng sinh thái có khả cải tạo đất rõ rệt góp phần nâng cao suất, bổ sung loại phân bón hữu ích cho trồng [2] Có thể khẳng định rằng, vi khuẩn lam nói chung vi khuẩn lam cố định đạm nói riêng có nhiều tiềm khai thác phục vụ lao động sản xuất ng-ời Trong năm gần đây, thµnh tùu khoa häc viƯc øng dơng loµi vi sinh vật đà góp phần không nhỏ tạo nên nông nghiệp nhiều quốc gia trở thành nguồn nguyên liệu công nghiệp chế biến y d-ợc học Chắc chắn thời gian tới, vi khuẩn lam đ-ợc nghiên cứu ứng dụng rộng rÃi nũa nhiều nghành nghề khác giúp nâng cao hiệu sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên 1.3 Một số đặc điểm vi khuẩn lam: 1.3.1 Một số đặc điểm sinh häc cđa vi khn lam: Vi khn lam hay tr-íc đ-ợc gọi tảo lam (Cyanobacteria) thể có cấu trúc tiền nhân t-ơng đồng với đa số vi khuẩn tức ch-a có cấu tạo nhân điển hình (Ch-a có màng nhân bao quanh), vật liệu di truyền tập trung chất nhân (nuclêid), ADN đ-ợc tạo thành sợi khép lại thành vòng (geno phore) Tuy nhiên, chúng lại nhữn sinh vật tự d-ỡng nhờ có sắc tố quang hợp hay đ-ợc gọi sinh vật quang tự d-ỡng (oxygennic photosintheticbateria) Thông th-ờng, vi khuẩn lam có màu xang lam tÕ bµo ngoµi chøa chÊt diƯp lơc a (chlorophin), có số loại sắc tố khác nh-: Carotene, xantophin, c-phycoxian cphycoerytrin Sản phẩm quang hợp vi khuẩn lam Glycogen Về mặt hình thái, tế bào vi khuẩn lam chia làm hai kiểu: Tế bào hình cầu, hình êlíp rộng, hình quae lê, hình trứng Tế bào đ-ợc kéo dài phía, hình êlíp kéo dài, hình thoi, hình ống Về mặt cấu tạo thể vi khuẩn lam thể đơn bào, nhiên thực tế chúng chủ yếu sống thành tập đoàn dạng sợi (Oscillatoria, Lyngbya, Phormidium); dạng xoắn(Spirulina, Arthrospira); dạng bao nhiỊu líp tÕ bµo (Hydrocoleuis, Schizothrix) Xt hiƯn xen kẽ số tế bào chuyên hoá đ-ợc gọi tế bào dị hình (Heterocyst) bào tử (Spore) Tác dụng tế bào dị hình nơi cố định nitơ phân tử, chúng nằm đầu tận hay nằm sợi Dạng gặp số loài vi khuẩn lam cố định đạm nh-: Nostoc, Anabaena, Aulosira, Nodularia [13] Vi khuẩn lam có nhiều hình thức sinh sản khác nhau, nh-ng hình thức chủ yếu phân chia tế bào nhờ hình thành nội bào tử (Endospore), ngoại bào tử (Exospere) Đặc điểm thú vị vi khuẩn lam quan sinh sản không roi quan sinh sản hữu tính 1.3.2 Các nhân tố ảnh h-ởng đến sinh tr-ởng khả cố định nitơ phân tử vi khuẩn lam: Vi khn lam cã ë ®Êt, n-íc, chóng phân bố nơi khô hạn, vỏ cây, tảng đá, chí phân bố khu vực băng giá tuyết vËy mµ cã thĨ nãi chóng lµ mét loµi cã tầm phân bố có giới hạn sinh thái rộng Có nhiều nhân tố sinh thái ảnh h-ởng đến sinh tr-ởng khả cố định nitơ ph©n tư cđa vi khn lam nh-ng tËp trung chđ yếu hai nhóm nhân tố là: Nhóm nhân tố vật lý nhóm nhân tố hoá học Trong khuôn khổ đề tài khoá luận tốt nghiệp đua thành phần nhân tố chủ yếu ảnh h-ởng tới sinh tr-ởng khả cố định nitơ phân tử vi khuẩn lam 1.3.2.1 ánh sáng ánh sáng nhân tố quan trọng hàng đầu sinh tr-ởng phát triển vi khuẩn lam chúng loài sống theo hình thức quang tự d-ỡng Vi khuẩn lam mẫn cảm sáng c-ờng độ cao đ-ợc xem loài -a sáng Do vậy, phát triển vi khuẩn lam đạt trạng thái thuận lợi 0,5 cm phía mặt đất (Reynaud, Roger 1978, Brown, Richrdson 1968) Mét sè loµi vi khuÈn lam giµu tÝnh c¶m quang nh- Nostoc, Anabaena, Aulosira, Nodularia Tuy nhiên có chủng sống tốt nơi có c-ờng độ ánh sáng cao (16000 18000 lux) nh-: Anabaena cylindrica ë Mali, Aulosir, Festi lissima ë Ên độ [2] 10 Bảng 3: ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam đến chiều dài thân mầm Thời gian 24 48 72 Giống Đại l-ợng X SS (%) X 0,404 100,00 1,910 100,00 3,418 100,00 0,368 91,09 1,733 90,73 2,681 78,43 1A 0,445 110,15 2,481 129,90 4,563 133,50 2A 0,431 106,68 2,189 114,61 4,325 126,54 3A 0,469 116,09 2,835 148,43 4,892 143,12 4A 0,427 105,69 2,266 118,64 4,328 126,62 1B 0,506 125,25 2,929 153,35 5,048 147,69 2B 0,452 111,88 2,847 149,06 4,781 139,88 3B 0,532 131,68 3,212 168,17 5,212 152,49 4B 0,463 114,60 2,683 140,47 4,633 135,55 Lô Đối chứng SS (%) X SS (%) Chđng A Chđng B SS (%) 180 L« L« L« 1A L« 2A 160 140 120 100 L« 3A L« 4A L« 1B L« 2B L« 3B L« 4B 80 60 40 20 24 48 gi 72 gi Thời gian Biểu đồ 8: Chiều dài thân mầm giống lạc L14 28 Trong ba thời điểm xét tiêu chiều dài thân mầm lô đối chứng có chiều dài thân mầm thấp so với lô đối chứng với mức chênh lệch lần l-ợt thời điểm 24, 48 72 9,91 %, 9,27 %, 21,57 % Đièu chứng tỏ BG11 có tác dụng kiềm chế sinh tr-ởng bình th-ờng thân mầm giống lạc L14 Mặt khác, nhận thấy lô thí nghiệm 1A, 2A, 3A, 4A, 1B, 2B, 3B, 4B víi sù cã mặt dịch vi khuẩn lam cho kết cao hẳn so với lô số Cụ thể là: - Tại thời điểm 24 giờ: Trong số lô có mặt dịch vi khuẩn lam lô có mức độ lệch đối chứng thấp lô 4A với mức lệch đối chứng +6,69 %; mức lệch đối chứng cao lô 3B với mức lệch đối chứng +31,68 % - Tại thời điểm 48 giờ: Mức độ lệch đối chứng thấp lô 1A với mức lệch đối chứng +14,61 %; mức lệch đối chứng cao lô 3B với mức lệch đối chứng +68,17 % - Tại thời ®iĨm 72 giê: Møc ®é lƯch ®èi chøng thÊp nhÊt lô 2A với mức lệch đối chứng +26,54 %; mức lệch đối chứng cao lô 3B với mức lệch đối chứng +52,49 % Nh- vậy, vi khuẩn lam trình sống đà tiết số hợp chất hữu dới dạng amôn (NH4+) Đây dạng mà trồng dễ hấp thu nhất, lµ ngn dinh d-ìng chđ u cho sù sinh tr-ëng thân mầm Bên cạnh đẽ dàng nhận thấy chủng B có khả kích thích sinh tr-ởng thân mầm hạt cao nhiều so với chủng A Trong khoảng thời gian 24 giờ, lô có mặt dịch vẩn chủng A có khả kích thích sinh tr-ởng thân mầm cao lô số 3A với độ dài trung bình 0,469 cm, v-ợt đối chứng 16,09 % Trong lô có mặt dịch vẩn chủng B có tỷ lệ nảy mầm nhiều lô số 3A với độ dài trung bình 0,532 cm, mức độ lệch đối chứng 31,68 % Có kết t-ơng tự 48 72 Xét sinh tr-ởng chiều dài thân mầm dới tác dộng chủng A với nồng độ khác ta có : 29 Tại thời điểm 24 giờ: lô 4A đạt kết thấp 0,427 cm lô 3A đạt kết cao 0,467 cm Tại thời điểm 48 giờ: lô 2A đạt kết thấp 2,189 cm lô 3A 2,835 cm Tại thời điểm 72 giờ: lô 2A tiếp tục có kết thấp 4.325 cm lô 3A 4,892 cm Kết t-ơng tự chủng B tỷ lệ lô số 3B với tỷ lệ 75% dịch vẩn : 25% n-ớc máy chiếm -u v-ợt trội lực sinh tr-ởng thân mầm 3.2.1 ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam lên chiều dài rễ mầm giống lạc L14 Sau hạt nảy mầm, rễ mầm xuất có chức hút n-ớc thời gian đầu cung cấp cho hoạt động mầm mà đặc biệt sinh tr-ởng thân mầm Kết xác định chiều dài rễ mầm đ-ợc trình bày bảng số biểu đồ số 9: 30 Bảng 4: ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam đến chiều dài rễ mầm giống lạc L14 Thời gian 24 Giống Đại l-ợng Lô §èi chøng Chñng A Chñng B 48 giê 72 giê X SS (%) X SS (%) 0,682 100,00 3,253 100,00 4,713 100,00 0,588 86,22 2,966 91,18 4,183 88,75 1A 0,902 132,26 4,222 129,79 5,136 108,98 2A 0,833 122,14 3,896 119,77 4,962 105,28 3A 0,956 141,50 4,607 141,61 5,426 115,13 4A 0,710 104,11 4,017 123,49 5,085 107,89 1B 0,935 137,10 4,621 142,05 5,811 123,30 2B 0,820 102,23 4,339 133,38 5,339 113,28 3B 1,009 147,95 4,861 149,43 6,206 131,68 4B 0,906 132,84 4,235 130,18 5,282 112,07 X SS (%) 160 SS (%) L« L« L« 1A L« 2A L« 3A L« 4A L« 1B L« 2B L« 3B L« 4B 140 120 100 80 60 40 20 24 48 72 Thêi gian BiĨu ®å 9: Chiều dài rễ mầm giống lạc L14 31 Trong ba thời điểm xét tiêu chiều dài rễ mầm lô đối chứng có chiều dài rễ mầm thấp so với lô đối chứng với mức chênh lệch lần l-ợt thời điểm 24, 48 vµ 72 giê lµ - 13,78 %, - 8,82 %, - 11,25 % Đièu chứng tỏ BG11 có tác dụng kiềm chế sinh tr-ởng bình th-ờng rễ mầm giống lạc L14 Mặt khác, nhận thấy lô thí nghiệm với có mặt dịch vi khuẩn lam cho kết cao hẳn so với lô số Cụ thê là: - Tại thời điểm 24 giờ: Trong số lô có mặt dịch vi khuẩn lam lô có mức độ lệch đối chứng thấp lô 4A với mức lệch đối chứng +4,11 %; mức lệch đối chứng cao lô 3B với mức lệch đối chứng +47,95 % - Tại thời điểm 48 giờ: Mức độ lệch đối chứng thấp lô 2A với mức lệch đối chứng +19,77 %; mức lệch đối chứng cao lô 3B với mức lệch đối chứng +49,43 % - Tại thời điểm 72 giờ: Mức độ lệch đối chứng thấp lô 2A với mức lệch đối chứng +5,28 %; mức lệch đối chứng cao lô 10 với mức lệch đối chứng +31,68 % Nh- vậy, vi khuẩn lam trình sống đà tiết số hợp chất hữu tác động tích cực cho sinh tr-ởng rễ mầm Mặt khác nhận t-ơng quan tỷ lệ thuận chiều dài rễ mầm chiều dài thân mầm mà khẳng định phát triển rễ mầm gióp hót n-íc cung cÊp cho sù sinh tr-ëng cđa thân mầm theo số thuận Xét độ dài rễ mầm hạt lạc đ-ợc hai chủng vi khuẩn lam thí nghiệm t-ơng quan nồng độ thời gian xử lý hạt, dễ dàng nhận thấy chủng B có khả kích thích sinh tr-ởng rễ mầm hạt cao nhiều so với chủng A Trong khoảng thời gian 24 giờ, lô có mặt dịch vẩn chủng A có khả kích thích sinh tr-ởng thân mầm cao lô số 3A với độ dài trung bình 0,956 cm, v-ợt đối chứng 41,50 % Trong lô có mặt dịch vẩn chủng B chiều dài rễ mầm lớn lô số 3B với độ dài trung bình 1,009 cm, mức độ lệch đối chứng 47,95 % Có kết t-ơng tự 48 72 32 Bên cạnh thấy chủng vi khuẩn lam cố định đạm thời điểm định hai chủng A B đạt kết chiều dài rễ mầm cao nồng độ 75% dịch vẩn : 25% n-ớc máy lần l-ợt chủng A lô 3A, chủng B lô 3B 3.2.1 ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam lên c-ờng độ hô hấp giống lạc L14 nảy mầm Khi hạt giống nảy mầm c-ờng độ hô hấp tăng C-ờng độ hô hấp cao tốc độ nảy mầm hạt nhanh Trong thí nghiệm dịch vẩn vi khuẩn lam đóng vai trò nh- nhân tố có hoạt tính sinh học cao đà đ-ợc bố trí đối t-ợng giống lạc L14 Để kiểm tra c-ờng độ hô hấp hạt lạc sử dụng ph-ơng pháp Boisen Jensen xác định c-ờng độ hô hấp thực vật Kết thí nghiệm thu đ-ợc bảng biểu đồ: 33 Bảng 5: ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam đến c-ờng độ hô hấp hạt nảy mầm giống lạc L14 (Đơn vị: mg CO2/ g.h) Thời gian 24 48 72 Giống Đại l-ợng Ihh SS (%) Ihh 0,308 100,00 0,442 100,00 0,393 100,00 0,285 92,53 0,398 90,05 0,375 95,42 1A 0,377 122,40 0,463 104,75 0,411 104,58 2A 0,355 115,26 0,460 104,07 0,406 103,31 3A 0,392 127,27 0,489 110,63 0,428 108,91 4A 0,348 112,99 0,452 102,26 0,399 101,53 1B 0,408 132,47 0,523 118,33 0,494 125,70 2B 0,383 124,35 0,484 109,50 0,470 119,59 3B 0,426 138,31 0,549 124,21 0,517 131,55 4B 0,359 116,56 0,471 106,56 0,466 118,58 Lô Đối chứng Chủng A Chủng B SS (%) Ihh SS (%) 160 SS (%) L« L« L« 1A L« 2A L« 3A L« 4A L« 1B L« 2B L« 3B L« 4B 140 120 100 80 60 40 20 24 48 72 gi Thời gian Biểu đồ 10: C-ờng độ hô hấp hạt nảy mầm giống lạc L14 34 C-ờng độ hô hấp hạt dang nảy mầm giống lạc L14 thí nghiệm sau 24 0,285 - 0,426 mg CO2/ g.h; sau 48 giê lµ 0,398 - 0,549 mg CO2/ g.h; sau 72 giê lµ 0,375 - 0,517 mg CO2/ g.h Nh- vËy cã sù chªnh lệch lớn lô làm thí nghiệm Lô đối chứng có kết thấp thời điểm 24, 48 72 giờ, c-ờng độ hô hấp hạt chịu tác động BG 11 thấp so với đối chứng lần l-ợt 13,78% ë thêi ®iĨm 24 giê, 8,82% ë thêi ®iĨm 48 giờ, 11,25% 72 Điều chứng minh môi tr-ờng BG 11 có tính ức chế khả hô hấp hạt lô có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam cho c-ờng độ hô hấp mạnh so với đối chứng: - Chủng A: C-ờng độ hô hấp mạnh 0,489 mg CO2/ g.h lô 3A thời điểm 48 giờ, nhiên c-ờng độ hô hấp lệch cao so với đối chứng 0,392 mg CO2/ g.h lô số 3A thời điểm 24 với mức lệch 27,27 % C-ờng độ hô hấp lệch so với đối chứng thấp 0,399 mg CO2/ g.h lô 4A thời điểm 72 với mức lệch 1,53% - Chủng B: C-ờng độ hô hấp mạnh 0,549 mg CO2/ g.h lô 3B thời điểm 48 giờ, nhiên c-ờng độ hô hấp lệch cao so với đối chứng 0,426 mg CO2/ g.h lô số 3B thời điểm 24 với mức lệch 38,31 % C-ờng độ hô hấp lệch so với đối chứng thấp 0,471 mg CO 2/ g.h lô 1A thời điểm 72 với mức lệch 6,56 % Nh- vậy, c-ờng độ hô hấp giống lạc mạnh thời điểm 48 sau ủ hai chủng vi khuẩn lam Cả hai chủng vi khuẩn lam cho kết tốt nhiều so với đối chứng nhiên phụ thuộc vào nồng độ dịch vẩn vi khuẩn lam mà cho kết khác nhau, nồng độ 75% dịch vẩn : 25% n-ớc máy hai chủng cho kết -u loại nồng độ khác Mặt khác, dễ dàng nhận thấy chủng B có kết c-ờng dộ hô hấp hạt mạnh rõ rệt so với chủng A 35 3.2.1 ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam lên hoạt độ catalaza giống lạc L14 nảy mầm Catalaza loại enzim có khả xúc tác cho phản ứng phân giải Peroxythydro (H2O2) th nh H2O v O2 chu trình ôxy hóa mô thực vật hữu trình hô hấp, mà hoạt độ catalaza phản ánh khả trao đổi chất l-ợng thể thực vật chậm hay mạnh, thể có khả sinh tr-ởng tốt hay không Để tính hoạt độ catalaza hạt lạc nảy mầm sử dụng ph-ơng pháp Bac v Oparin Sau tiến hành lô thí nghiệm, đ-a bảng kết hoạt độ catalaza giống lạc L14 : 36 Bảng 6: ảnh h-ởng dịch vẩn hai chủng vi khuẩn lam cố định đạm lên hoạt độ catalaza hạt lạc giống L14 (Đơn vị: mg H2O2) Thời gian 24 Giống Đại l-ợng Lô Đối chứng Chủng A Chñng B 140 48 giê 72 giê X SS (%) X SS (%) X SS (%) 11,17 100 11,38 100 11,86 100 9,86 88,27 10,14 89,10 10,76 90,80 1A 11,34 101,52 11,84 104,04 12,18 102,78 2A 12,08 108,15 12,31 108,17 12,84 108,35 3A 12,23 109,45 12,63 110,98 13,09 110,46 4A 11,30 101,16 11,92 104,75 12,22 103,12 1B 11,41 102,15 11,96 105,10 12,29 103,71 2B 12,17 108,95 12,48 109,67 13,06 110,21 3B 12,54 112,26 13,18 115,82 13,59 114,68 4B 11,65 104,30 12,13 106,59 12,66 106,84 SS (%) L« 120 L« L« 1A 100 L« 2A 80 L« 3A 60 L« 4A L« 1B 40 L« 2B L« 3B 20 L« 4B 24 48 72 gi Thời gian Biểu đồ 11: Hoạt độ catalaza hạt nảy mầm giống lạc L14 37 Qua bảng biểu đồ ta thấy: Trong lô thí nghiệm có mặt dịch vẩn vi khuẩn lam có hoạt độ catalaza mạnh so với lô đối chứng - Chủng A: Sau 24 hoạt độ catalaza từ 11,30 mg H2O2 lô số 4A đến 12,23 mg H2O2 lô số 3A, tăng 101,16 % 109,45 % so víi ®èi chøng sè Sau 48 giê từ 11,84 mg H2O2 lô 1A đến 12,63 mg H2O2 lô 3A, tăng 104,04 % 110,98 % so với lô đối chứng số Sau 72 từ 12,18 mg H 2O2 lô số 1A đến 13,09 mg H2O2 lô 3A, tăng 102,78 % 110,46 % so với lô đối chứng - Chủng B: Sau 24 hoạt độ catalaza từ 11,41 mg H2O2 lô số 1B đến 12,54 mg H2O2 lô số 3B, tăng 102,15 % 112,26 % so víi ®èi chøng sè Sau 48 giê từ 11,96 mg H2O2 lô 1B đến 13,18 mg H2O2 lô 3B, tăng 105,10 % 115,82 % so với lô đối chứng số Sau 72 từ 12,29 mg H 2O2 lô số 1B đến 13,06 mg H2O2 lô 3B, tăng 103,71 % 114,68 % so với lô đối chứng Dịch vẩn vi khuẩn lam có tác động tốt lên hoạt độ catalaza giống lạc L14 Trong hai chủng vi khuẩn làm thí nghiệm hạt chịu tác động chủng B có kết cao so với chủng A nồng độ dịch vẩn điều kiện thí nghiệm Đối với hai chủng A chủng B nồng độ 75 % dịch vẩn : 25 % n-ớc máy cho kết tốt loại nồng độ khác 38 kết luận đề nghị A Kết luận: Từ kết thu đ-ợc đến số kết ln sau: - DÞch vÈn cđa hai chđng vi khn lam cố định đạm Scytonema cincinnatum Thuret ex Bort et Flah Cylindrospermum mussicola Kuetz ex Borm et có tác dụng tốt đến nảy mầm phát triển mầm Nó đà làm tăng tỷ lệ nảy mầm, chiều dài thân mầm, chiều dài rễ mầm, c-ờng độ hô hấp hoạt độ catalaza - Hàm l-ợng vi khuẩn lam có tác dụng tốt đến tiêu theo dõi 1,0958 g vi khuẩn lam t-ơi/100 ml chủng Scytonema cincinnatum Thuret ex Bort et Flah 1,3215 g vi khuẩn lam t-ơi/ 100 ml ®èi víi chđng Cylindrospermum mussicola Kuetz ex Borm et (đ-ợc bố trí lần l-ợt lô 3A lô 3B) - Kết số tiêu lô 3A, 3B: Tại thời điểm 24 có tỷ lệ nảy mầm v-ợt so với đối chứng lần l-ợt 13,65 % 15,86 %, c-ờng độ hô hấp v-ợt so với đối chứng lần l-ợt 27,27 % 38,31 % Tại thời điểm 48 có chiều dài thân mầm v-ợt so với đối chứng lần l-ợt 48,43 % 68,17 %, chiều dài rễ mầm v-ợt so với đối chứng lần l-ợt 41,61 % 49,43 %, hoạt độ catalaza v-ợt so với đối chứng lần l-ợt 10,98 % 15,82 % - Trong hai chđng vi khn lam lÊy thÝ nghiƯm chủng Cylindrospermum mussicola Kuetz ex Borm et có tác dơng tèt h¬n so víi chđng Scytonema cincinnatum Thuret ex Bort et Flah tất tiêu sinh lý B Kiến nghị: Do thời gian hạn chế nên theo dõi ảnh h-ởng vi khuẩn lam cố định nitơ lên giống lạc L14 giai đoạn nảy mầm Vì vậy, cần tiếp tục theo dõi ảnh h-ởng chúng lên tiêu sinh lý giai đoạn lại nh- thời kì con, thời kì hoa đam tia, thời kì kết chín, so sánh suất thu hoạch chất l-ợng nông sản 39 Tiến hành thí nghiệm giống trồng khác tiến tới sản xuất vi khuẩn lam cố định nitơ làm nguồn phân bón sinh học quan trọng cho nông nghiệp, góp phần bảo vệ môi tr-ờng sinh thái 40 Tài liệu tham khảo Albert Sasson (1991), Công nghệ sinh học phát triển, tài liệu dịch, Nhà xuất khoa học tự nhiên Võ Văn Chi, D-ơng Đức Tiến (1997), Phân loại thực vật bậc thấp, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đức Diện (2004), Phát số vi tảo n-ớc thải nhiễm kim loại nặng nghiên cứu khả chống chịu hấp thụ kim loại nặng môi tr-ờng từ môi tr-ờng n-ớc vi tảo, Luận văn thạc sỹ sinh học, Đại học Vinh Lê Song Dự, Nguyễn Thế Côn (1979), Cây Lạc, Nhà xuất nông nghiệp Võ Hành (1996), Tảo học, Sách đại học s- phạm Vinh Vũ Công Hậu, Ngô Thế Dân, Trần Thị Dung (1995), Cây lạc, Nhà xuất nông nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Minh Lan (2000), Vi khuẩn lam cố định nitơ, giải pháp tăng nguồn đạm tự nhiên cho ruộng lúa Việt Nam, Tài nguyên sinh vật đất phát triển bền vững hệ sinh thái đất, Nhà xuất nông nghiệp Nguyễn Thị Minh Lan, Nguyễn Vân Anh, Trần Ninh (2001), Một số kết nghiên cứu chi Anabeana Bory vµ Nostoc vaucher (Nostoc cacere kuetzing - 1903) đ-ợc phân lập từ ruộng lúa huyện Thanh Trì - Hà Nội, Tạp chí Sinh học Đoàn Đức Lân (1996), Nghiên cứu số đặc điểm sinh thái sinh lý vi khuẩn lam cố định nitơ đồng lúa đất mặn ven biển Thái Thụy - Thái Bình, Luận án phó tiến sĩ sinh học, Đại học khoa học tự nhiên 10 Nguyễn Đình San (2001), Vi tảo số thủy vực bị ô nhiễm tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh vai trò chúng trình làm n-ớc thải, Luận án tiến sĩ sinh học, Đại học Vinh 11 Nguyễn Đình San (2002), Thực hành sinh lý thực vật, Đại học Vinh 12 D-ơng Đức Tiến (1988), Đời sống loài tảo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 13 D-ơng Đức Tiến (1994), Vi khuẩn lam cố định nitơ ruộng lúa, Nhà xuất nông nghiệp 41 14 D-ơng Đức Tiến (1996), Phân loại vi khuẩn lam Việt Nam, Nhà xuất nông nghiệp Hà Nội 15 D-ơng Đức Tiến (2000) Thành phần loài, phân bố vi khuẩn lam tảo Việt Nam, Tài nguyên sinh vật đất phát triển bền vững hệ sinh thái đất, Nhà xuất nông nghiệp Hà Nội 16 Trần Ngọc Toàn (2007), Nghiên cứu số đặc điểm lạc ảnh h-ởng tới tạo thành suất chúng, Luận văn thạc sỹ Sinh học 17 Tạ Quốc Tuấn (2006), Cây lạc - kỹ thuật trồng thâm canh, Nhà xuất nông nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 18 Đỗ Thị Tr-ờng (1998), Vi khuẩn lam đất trồng lúa huyện Hòa Vang thành phố Đà Nẵng, Luận văn thạc sỹ sinh häc 42 ... khối vi khuẩn lam thời điểm 30 ngày tuổi để làm thí nghiệm tác động lên nảy mầm giống lạc sen lai L14 3.2 ảnh h-ởng dịch vẩn vi khuẩn lam đến nảy mầm hạt lạc giống L14 3.2.1 ảnh h-ởng dịch vẩn vi. .. dịch vẩn vi khuẩn lam lên nảy mầm hạt lạc nhằm ứng dụng nh- loại phân bón sinh học giai đon ban đầu ht ny mầm, đ tiến hnh đề ti : ảnh h-ởng dịch vẩn hai chủng vi khuẩn lam cố định Nitơ lên nảy. .. theo dõi ảnh h-ởng dịch vẩn hai chủng vi khuẩn lam cố định đạm lên tỷ lệ nảy mầm giống lạc L14 thời điểm 24, 48 vả 72 đ-ợc thể bảng 2: 21 Bảng 2: Tỷ lệ nảy mầm giống lạc L14 Thời gian 24 Giống Đại