Số liệu thí nghiệm đƣợc thống kê trên bảng tính Excel, kiểm định trên phần mềm minitab 16 và so sánh sự đa dạng về mặt di truyền của hệ vi khuẩn phân hủy Butachlor đƣợc phân lập từ đất luân canh lúa – màu dựa trên phầm mềm phân tích độ tƣơng đồng (Gel compair).
22
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 Tổng quan về địa điểm khảo sát và thu mẫu
3.1.1 Huyện Cai Lậy - TG
Loại đất chủ yếu ở Cai Lậy là đất phù sa có tầng gley, đốm đỏ và đƣợc chia thành hai khu vực: Khu vực phía Bắc và khu vực phía Nam. Khu vực phía Nam đƣợc bao đê là đất phù sa, nông dân canh tác lúa 3 vụ. Hiện nay đất trong đê đang dần đƣợc nông dân chuyển sang mô hình trồng cây ăn trái lâu năm nhƣ nhãn, sầu riêng, măng cục, mít.... Diện tích canh tác lúa ngày càng đang đƣợc thu hẹp. Khu vực phía bắc không đƣợc bao đê có địa hình trũng hơn chỉ đƣợc trồng 2 vụ/năm.
3.1.2 Huyện Chợ Mới - AG
Chợ Mới chủ yếu là đất phù sa, có pH trung tính với sa cấu đất là sét pha thịt, hầu hết diện tích huyện đã đƣợc bao đê nên trồng đƣợc 3 vụ/năm. Các mô hình canh tác bao gồm: chuyên lúa, luân canh lúa - màu và chuyên màu nhƣng mô hình canh tác chủ yếu là chuyên màu với các loại cây rau màu nhƣ đậu bắp, khoai, ớt, xà lách xoong....
3.1.3 Huyện Bình Tân - VL
Bình Tân là đất phù sa có tầng Gley và nhiều đốm đỏ, thịt pha sét. Mô hình canh tác phổ biến nhất là Khoai - Lúa, vụ khoai là vụ mùa chính trong năm.
3.2 Một số đặc tính lý hóa tại các khu vực thu mẫu
Tất cả 20 mẫu đất đƣợc dùng làm thí nghiệm đánh giá khả năng phân hủy của vi khuẩn hiếu khí phân lập từ đất luân canh lúa - màu tại 3 huyện là Cai Lậy, Bình Tân và Chợ Mới đƣợc phân tích các đặc tính lý và hóa. Hoạt động của vi khuẩn phân hủy thuốc Butachlor có thể bị ảnh hƣởng bởi thành phần sa cấu, hàm lƣợng hữu cơ trong đất, pH… cũng nhƣ các đặc tính lý hóa của đất cũng ảnh hƣởng đến sự lƣu tồn của thuốc Butachlor trong đất. Kết quả phân tích đƣợc trình bày trong Bảng 3.1 dƣới đây.
23
Bảng 3.1 Một số đặc tính lý - hoá của các mẫu đất dùng trong thí nghiệm
Địa điểm Sa cấu đất Hàm lƣợng hữu cơ (%) pH Sét (%) Thịt (%) Cát (%) Cai Lậy - TG 67,0 31,0 2,0 4,4 4,9 Chợ Mới - AG 51,8 45,5 2,8 1,2 5,6 Bình Tân - VL 47,4 51,4 1,2 4,1 4,8
Bảng 3.1 trên cho thấy đất ở Cai Lậy là đất phù sa, sa cấu sét , pH ở mức hơi chua, hàm lƣợng hữu cơ thấp. Đất ở Bình Tân là đất phù sa, sa cấu thịt pha sét, pH hơi chua. Đất ở Chợ Mới có sa cấu là sét pha thịt, hàm lƣợng hữu cơ ít nhất so với đất ở Bình Tân và Cai Lậy, pH ở mức gần chua.
3.3 Tình hình sử dụng thuốc trừ cỏ có chứa hoạt chất Butachlor trên mô hình luân canh lúa - màu tại một số huyện thuộc ĐBSCL luân canh lúa - màu tại một số huyện thuộc ĐBSCL
Theo kết quả điều tra trên mô hình canh tác luân canh lúa - màu, tại các huyện Cai Lậy, Bình Tân và Chợ Mới với tổng số phiếu điều tra là 48 phiếu, trong đó Chợ Mới 16 phiếu, Cai lậy 5 phiếu và Bình Tân 27 phiếu cho thấy tại 3 huyện trên, hoạt chất Butachlor chỉ đƣợc nông dân ở huyện Chợ Mới sử dụng. Số hộ sử dụng thuốc trừ cỏ chứa hoạt chất Butachlor chiếm 26,67% và diện tích sử dụng chiếm tỷ lệ 16,19%. Và liều lƣơng sử dụng hoạt chất Butachlor đƣợc nông dân ở huyện Chợ Mới sử dụng là 75 g/1.000 m2, nhƣng thực tế khoảng khuyến cáo sử dụng hoạt chất Butachlor của nhà sản xuất từ 60g/1.000 m2
đến 120g/1.000 m2, nhƣ vậy hoạt chất Butachlor đƣợc nông dân sử dụng trong khoảng khuyến cáo.
Tóm lại, theo kết quả điều tra tình hình sử dụng hoạt chất Butachlor tại 3 huyện, chỉ có huyện Chợ Mới là có sử dụng hoạt chất này và liều lƣợng sử dụng nằm trong khoảng khuyến cáo với diện tích sử dụng không nhiều.
24
3.4 Khảo sát khả năng phân hủy thuốc Butachlor của các cộng đồng và các dòng vi khuẩn hiếu khí phân lập từ đất luân canh lúa - màu vi khuẩn hiếu khí phân lập từ đất luân canh lúa - màu
3.4.1 Kết quả làm giàu mật số cộng đồng vi khuẩn phân hủy thuốc Butachlor phân lập từ đất luân canh lúa - màu phân lập từ đất luân canh lúa - màu
Tất cả 20 mẫu đất đƣợc làm giàu mật số vi khuẩn trong môi trƣờng khoáng tối thiểu có bổ sung Butachlor với nồng độ 20 ppm. Sau thời gian ủ khoảng 6 ngày, tất cả các mẫu nuôi đều chuyển sang dạng đục màu trắng và khác biệt so với mẫu đối chứng chỉ có Butachlor ở nồng độ 20 ppm.
Hình 3.1 Kết quả làm giàu mật số cộng đồng vi khuẩn trên mô hình luân canh lúa - màu của huyện Cai Lậy so với đối chứng.
Ghi chú: Bcontrol: B (20 ppm) + 4 ml MM trong đó: 4’, 5’, 36’,49’ là code mẫu cộng đồng (vụ màu) và B: Butachlor
3.4.2 Khả năng năng phân hủy thuốc Butachlor của các cộng đồng vi khuẩn hiếu khí phân lập từ đất luân canh lúa - màu trong môi trƣờng khoáng tối thiểu khí phân lập từ đất luân canh lúa - màu trong môi trƣờng khoáng tối thiểu
Các cộng đồng vi khuẩn hiếu khí đƣợc phân lập từ 20 mẫu đất gồm 8 mẫu đất ở vụ lúa và 12 mẫu đất ở vụ màu từ 14 ruộng luân canh lúa - màu tại 3 huyện Cai Lậy, Bình Tân và Chợ Mới trong môi trƣờng dung dịch khoáng tối thiểu có bổ sung Butachlor ở nồng độ 20 ppm. Butachlor đƣợc xem nhƣ là nguồn cacbon duy nhất cho vi khuẩn sử dụng, sau 5 lần làm giàu mật số cộng đồng vi khuẩn gồm có 12 cộng đồng vi khuẩn ở vụ màu và 8 cộng động vi khuẩn ở vụ lúa, các cộng đồng này đƣợc khảo sát khả năng phân hủy Butachlor ở nồng độ 20 ppm trong môi trƣờng khoáng tối thiểu với 28 ngày nuôi cấy. Kết quả cho thấy có 10/12 cộng đồng vi khuẩn ở vụ màu và 7/8 cộng đồng vi khuẩn ở vụ lúa đều có khả năng phân hủy Butachlor, kết quả chi tiết đƣợc trình bày nhƣ sau:
25 Huyện Cai Lậy (Tiền Giang)
Theo Hình 3.1 ở huyện Cai Lậy có 5 cộng đồng vi khuẩn đƣợc thực hiện thí nghiệm để khảo sát khả năng phân hủy Butachlor đƣợc phân lập từ đất luân canh lúa - màu , sau 28 ngày ủ kết quả cho thấy có 4 cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở nồng độ 20 ppm là CL4M (7,6%), CL4L (4,4%), CL36M (3,2%), CL49M (4,5%) và 4 cộng đồng vi khuẩn này đều khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng, cộng đồng phân hủy Butachlor nhiều nhất là CL4M (ở vụ màu). Trong 4 cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor có 3 cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ màu là CM4M, CM36M, CM49M và 1 cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ lúa là CL4L. Trong cùng một ruộng luân canh lúa - màu, cộng đồng vi khuẩn CL4M ở vụ màu phân hủy Butachlor hiệu quả hơn cộng đồng vi khuẩn CL4L ở vụ lúa. Nhƣ vậy, cộng đồng vi khuẩn ở vụ trồng màu phân hủy Butachlor ở nồng độ 20 ppm tốt hơn ở vụ trồng lúa. Theo kết quả điều tra tình hình sử dụng hoạt chất Butachlor thì hoạt Butachlor không đƣợc nông dân ở huyện Cai Lậy sử dụng nhƣng kết quả khảo sát cho thấy các cộng đồng vi khuẩn ở huyện này có khả năng phân hủy Butachlor, nguyên nhân có thể là do trong quá trình điều tra, nông dân chỉ nhớ việc sử dụng hoạt chất ở những lần gần nhất nhƣng thực chất là thuốc Butachlor đã đƣợc sử dụng ở những vụ trƣớc đó hoặc là những điều kiện trong thí nghiệm có thể giúp các cộng đồng vi khuẩn này thích nghi và có tiềm năng phân hủy Butachlor vì mức độ phân hủy Butachlor của các cộng đồng vi khuẩn này ở mức thấp.
Hình 3.1. Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình luân canh lúa - màu tại huyện Cai Lậy - TG sau 28 ngày nuôi ủ (n = 4)
26 Huyện Chợ Mới (An Giang)
Kết quả ở Hình 3.2 cho thấy tại huyện Chợ Mới có 7 cộng đồng vi khuẩn đƣợc sử dụng trong thí nghiệm để khảo sát khả năng phân hủy Butachlor đƣợc phân lập từ đất luân canh lúa - màu. Sau 28 ngày nuôi cấy có 5/7 cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor bao gồm: CM41M (16%), CM41L (2,2%), CM42M (18,2%), CM44M (3,6%), CM44L (12,7%), đều khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng, cộng đồng phân hủy Butachlor nhiều nhất là CM42M ( ở vụ màu). Trong đó có 3 cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ màu là CM41M, CM42M, CM44M và 2 cộng đồng vi khuẩn ở vụ lúa là CM41L và CM41L. Cộng đồng vi khuẩn CM41M ở vụ màu phân hủy Butachlor hiệu quả hơn cộng đồng vi khuẩn CM41L ở vụ lúa trong cùng một ruộng luân canh lúa - màu, ngƣợc lại, cộng đồng vi khuẩn CM44L ở vụ lúa phân hủy Butachlor tốt hơn cộng đồng vi khuẩn CM44M ở vụ màu.
Hình 3.2 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình luân canh lúa - màu tại huyện Chợ Mới - AG sau 28 ngày nuôi ủ (n = 4)
Huyện Bình Tân (Vĩnh Long)
Hình 3.6 cho thấy tất cả 8 cộng đồng vi khuẩn ở huyện Bình Tân đều thể hiện hoạt động phân hủy Butachlor sau 28 ngày nuôi ủ, đều khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng. Các cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor gồm có BT50M (17,7%), BT50L (9,9%), BT52M (11,4%), BT52L (13,5%), BT51M (7,5%), BT53M (10,1%), BT3L (30,4%) và BT4L (10,6%). Cộng đồng phân hủy Butachlor nhiều nhất là BT3L ( ở vụ lúa). Trong đó có 4 cộng đồng phân hủy Butachlor ở vụ màu là BT50M, BT52M, BT51M, BT53M và 4 cộng đồng phân hủy Butachlor ở vụ lúa là BT50L, BT52L, BT3L và BT4L. Cộng đồng vi khuẩn BT50M ở vụ màu phân hủy Butachlor hiệu quả
27
hơn so với cộng đồng vi khuẩn BT50L ở vụ lúa trong cùng một ruộng luân canh lúa màu. Ngƣợc lại, cộng đồng vi khuẩn BT52L ở vụ lúa cho thấy khả năng phân hủy Butachlor tốt hơn cộng đồng vi khuẩn BT52M ở vụ màu trong cùng một ruộng luân canh lúa – màu. Theo kết quả điều tra tình hình sử dụng hoạt chất Butachlor thì hoạt Butachlor không đƣợc nông dân ở huyện Bình Tân sử dụng nhƣng kết quả khảo sát cho thấy các cộng đồng vi khuẩn ở huyện này có khả năng phân hủy Butachlor, nguyên nhân có thể là do trong quá trình điều tra, nông dân chỉ nhớ việc sử dụng hoạt chất ở những lần gần nhất nhƣng thực chất là thuốc Butachlor đã đƣợc sử dụng ở những vụ trƣớc đó hoặc là những điều kiện trong thí nghiệm có thể giúp các cộng đồng vi khuẩn này thích nghi và có tiềm năng phân hủy Butachlor vì mức độ phân hủy Butachlor của các cộng đồng vi khuẩn này ở mức thấp.
Hình 3.3 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của cộng đồng vi khuẩn trên mô hình luân canh lúa - màu tại huyện Bình Tân - VL sau 28 ngày nuôi ủ (n = 4)
3.4.3 Khả năng xuất hiện các cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ lúa so với vụ màu trên mô hình luân canh lúa - màu với vụ màu trên mô hình luân canh lúa - màu
Từ 14 ruộng thu đƣợc 20 mẫu đất tƣơng ứng với 20 cộng đồng vi khuẩn đƣợc làm giàu mật số trong môi trƣờng khoáng tối thiểu với Butachlor ở nồng độ 20 ppm (Sau 5 lần đƣợc làm giàu mật số, các cộng đồng này đƣợc khảo sát khả năng phân hủy Butachlor trong môi trƣờng khoáng tối thiểu ở nồng độ 20 ppm với 28 ngày nuôi cấy) trong đó gồm có 12 cộng đồng vi khuẩn ở vụ màu và 8 cộng đồng vi khuẩn ở vụ lúa. Kết quả sau 28 ngày nuôi cấy cho thấy có 10/12 cộng đồng vi khuẩn ở vụ màu và 7/8 cộng đồng vi khuẩn ở vụ lúa phân hủy Butachlor. Theo Hình 3.4 cho thấy xác suất xuất hiệncộng đồng phân hủy Butachlor ở vụ màu và lúa lần lƣợt là 83,3% và 87,5%.
28
Nhƣ vậy, khả năng xuất hiện của các cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor ở vụ lúa cao hơn vụ màu.
Hình 3.4 Khả năng xuất hiện của cộng đồng vi khuẩn phân hủy Butachlor giữa vụ lúa và màu trên mô hình luân canh lúa - màu
3.4.4 Khả năng phân hủy thuốc Butachlor của các dòng vi khuẩn theo từng nhóm phân lập từ đất luân canh lúa - màu trong môi trƣờng khoáng tối thiểu phân lập từ đất luân canh lúa - màu trong môi trƣờng khoáng tối thiểu
Kết quả phân lập 3 cộng đồng vi khuẩn đƣợc chọn nhƣ sau: CL4M vụ màu tại Cai lậy phân lập đƣợc 17 dòng vi khuẩn, Bình Tân phân lập 15 dòng vi khuẩn của BT50M ở vụ màu và 20 dòng vi khuẩn của BT50L ở vụ lúa. Đặc điểm hình thái và sinh lý của các dòng vi khuẩn này đƣợc mô tả ở Bảng 3.3.
29
Bảng 3.2 Một số đặc điểm hình thái và sinh lý của các dòng vi khuẩn
STT Dòng
Hình thái bên ngoài
Gram Hình dạng tế bào Hình dạng Độ nổi Bờ Bề mặt Màu sắc
1 B50M_1 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong - Liên cầu 2 BT50M_2 Tròn Phẳng Không đều Trơn láng Trắng trong - Cầu
3 BT50M_3 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Trắng trong - Cầu
4 BT50M_4 Tròn Lài Nguyên Có vân Trắng đục - Que dài
5 BT50M_5 Tròn Lài Nguyên Có vân Trắng đục - Que dài
6 BT50M_6 Tròn Phẳng Không đều Trơn láng Trắng trong + Cầu 7 BT50M_7 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong + Cầu
8 BT50M_8 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Trắng trong _ Cầu
9 BT50M_9 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Trắng trong + Cầu
10 BT50M_10 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong + Que ngắn
11 BT50M_11 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Vàng - Cầu
12 BT50M_12 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng sữa + Cầu
13 BT50M_13 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Trắng trong + Cầu 14 BT50M_14 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong + Cầu 15 BT50M_15 Tròn Phẳng Không đều Khô nhăn Trắng sữa + Cầu 16 BT50L_1 Tròn Lài có mấu Nguyên Có Vân Trắng trong - Cầu 17 BT50L_2 Tròn Lài có mấu Nguyên Trơn láng Trắng trong - Cầu 18 BT50L_3 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong _ Que ngắn 19 BT50L_4 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong + Cầu 20 BT50L_5 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong - Que ngắn 21 BT50L_16 Tròn Phẵng Không đều Khô nhăn Trắng sữa - Cầu 22 BT50L_17 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Trắng trong - Cầu
23 BT50L_18 Tròn Mô Nguyên Trơn láng Trắng đục + Cầu
24 BT50L_19 Tròn Lài có mấu Không đều Khô nhăn Trắng sữa - Cầu 25 BT50L_20 Tròn Lài có mấu Nguyên Trơn láng Vàng đục - Cầu
26 CL4M_1 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng sữa + Cầu
27 CL4M_2 Tròn Lài Răng cƣa Trơn láng Trắng sữa + Cầu
28 CL4M_3 Tròn Lài Nguyên Có vân Trắng trong + Cầu
29 CL4M_4 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Vàng nhạt - Cầu
30 CL4M_5 Tròn Lài Nguyên Có vân Trắng trong + Que
31 CL4M_6 Tròn Lài có mấu nguyên Trơn láng Vàng đậm + Cầu
32 CL4M_7 Tròn Lài Nguyên Có vân Trắng sữa + Cầu
33 CL4M_8 Tròn Lài Nguyên Có vân Vàng nhạt - Que
30
STT Dòng Hình dạng Hình thái bên ngoài Gram Hình thái
tế bào
Độ nổi Bờ Bề mặt Màu sắc
35 CL4M_10 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng sữa + Que
36 CL4M_11 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong - Cầu
37 CL4M_12 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng đục - Cầu
38 CL4M_13 Tròn Lài Nguyên Có vân Vàng nhạt - Cầu
39 CL4M_14 Tròn Lài Nguyên Có vân Trắng sữa + Cầu
40 CL4M_15 Tròn Lài Răng cƣa Có vân Trắng sữa + Que
41 CL4M_16 Tròn Lài Nguyên Trơn láng vàng + Liên cầu
42 CL4M_17 Tròn Lài Nguyên Trơn láng Trắng trong - Cầu