2.4.1. Địa điểm:
Đề tài này đợc thực hiện tại phòng thí nghiệm Sinh lý - Hóa sinh thực vật, vờn thực nghiệm khoa Sinh học, Trờng Đại học Vinh.
2.4.2. Thời gian nghiên cứu
Chơng 3:
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. Sinh khối vi khẩn lam sau khi nuôi 15 ngày - 30 ngày
Để xem tốc độ sinh trởng của các loài vi khuẩn lam, chúng tôi tiến hành thí nghiệm hai chủng vi khuẩn lam là:
Chủng 1: Calothrix marchica Bharad. var. crassa Rao, C.B. Chủng 2: Anabaena iyengarii Bharad. var. tenuis Rao, C.B.
Bảng 1: Sinh khối vi khuẩn lam sau khi nuôi 15 ngày - 30 ngày
Chủng vi khuẩn lam Trọng lợng tơi của vi khuẩn lam g/100ml
0 ngày 15 ngày 30 ngày
Anabaena iyengarii
var. tenuis Rao, C.B. 0,1052 0,3787 0,8767
Calothrix marchica
var. crassa Rao, C.B. 0,1044 0,3774 0,8117
Biểu đồ 1: Sinh khối vi khuẩn lam sau khi nuôi 15 ngày - 30 ngày
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
0 ngày 15 ngày 30 ngày
Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B.
Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
Xác định nồng độ vi khuẩn lam ban đầu làm giống cho vào 100 ml môi trờng BG11 không đạm, sau 15 ngày, 30 ngày nuôi xác định sinh khối vi huẩn lam bằng phơng pháp li tâm. Kết quả thu đợc trình bày ở bảng và biểu đồ 1. Sinh khối vi khuẩn lam sau 15 ngày, 30 ngày nuôi qua bảng và biểu đồ 1, cho thấy: ở 15 ngày nuôi đầu sinh trởng của hai chủng vi khuẩn lam tăng lên rất nhanh từ 3,60 đến 3,62 lần. Nhng ở 15 ngày sau thì sinh khối của vi khuẩn lam tăng chậm hơn từ 2,15 đến 2,32 lần. Sự tăng sinh khối của vi khuẩn lam mạnh nhất ở giai đoạn từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 15 sau đó thì giảm dần, chậm nhất ở giai đoạn ngày 25 đến ngày 30. ở 30 ngày tăng tơng ứng với chủng
Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B. và Calothrix marchica var. crassa
Rao, C.B. 2,32 lần còn 2,15 lần. theo chúng tôi 15 ngày đầu lợng chất dinh d- ỡng trong môi trờng còn giàu, mật độ còn thấp nên quá trình sinh trởng nhanh hơn. Ngợc lại, 15 ngày sau do mật độ vi khuẩn lam tăng lên tơng đối lớn trong khi đó môi trờng cạn chất dinh dỡng nên hạn chế sự sinh sản của vi khuẩn lam.
Để xem xét sự ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên đối tợng nghiên cứu, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm lấy dịch vẩn vi khuẩn lam nuôi 15 ngày, 20 ngày, 25 ngày và 30 ngày tác động lên hạt giống ngô DK-888 và giống VN2 thì nhận thấy dịch vẩn vi khuẩn lam đều ảnh hởng tốt đến sự nảy mầm của hạt giống và sự sinh trởng của rễ, thân mầm của giống ngô làm thí nghiệm, đặc biệt là vi khuẩn lam nuôi 30 ngày ảnh hởng tốt nhất. Do vậy, chúng tôi chọn lô vi khuẩn lam nuôi 30 ngày để tác động lên hai giống ngô làm thí nghiệm.
3.2. ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam (nuôi 30 ngày) đến sự nảy mầm của hạt giống DK-888 và giống VN2
3.2.1. ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến tốc độ, tỷ lệ và năng lực nảy mầm
Theo một số nghiên cứu: Guxev và Nikitinna (1979) vi khuẩn lam có khả năng tiết ra môi trờng các hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học ngay từ pha sinh trởng đầu tiên. Theo Ngô Kế Sơng và cộng sự (1992) trong quá trình sống vi khuẩn lam tiết vào một số chất có hoạt tính sinh học có tác dụng kích thích đến sự nảy mầm của hạt lúa và sinh trởng của thân rễ mầm [20]. Nhằm tìm hiểu
những đặc tính trên với các đối tợng cây trồng, chúng tôi tiến hành thí nghiệm sự tác động của dịch vẩn vi khuẩn lam (nuôi 30 ngày) lên hạt giống ngô và theo dõi tốc độ và tỷ lệ nảy mầm của hai giống ngô.
Theo dõi sự nảy mầm của hai hạt giống ngô trong thời gian 24h, 48h và 72h sau khi ủ, chúng tôi thu đợc kết quả ở bảng và biểu đồ 2 nh sau:
Bảng 2: Tỷ lệ nảy mầm của hai giống DK-888 và giống. Đơn vị: cm
Giống Giống DK-888 Giống VN2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thời gian 24h 48h 72h 24h 48h 72h Đối chứng x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) 1 80,67 100,00 88,67 100,00 95,33 100,00 75,67 100,00 86,00 100,00 94,33 100,00 2 77,33 96,59 84,67 95,49 93,00 97,56 72,67 96,04 82,00 95,35 92,20 97,53 Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B. 3 87,17 108,68 92,67 107,51 97,00 101,75 82,00 108,37 89,33 103,87 95,00 100,71 4 90,67 112,40 98,00 110,52 98,67 103,50 83,33 110,12 94,00 109,30 96,33 102,12 5 86,67 107,43 94,87 106,99 97,33 102,09 81,13 107,21 92,00 106,97 95,67 101,42 Anabaena iyengarii var. tenuis Rao,C.B 3 87,00 107,85 94,00 106,01 97,00 101,75 81,77 107,53 90,67 105,43 96,00 101,77 4 91,13 112,97 98,00 110,52 99,33 104,20 84,67 111,89 93,00 110,45 97,67 103,50 5 88,00 109,09 95,00 107,14 98,67 103,50 81,67 107,93 92,00 106,77 94,33 102,12 Giống DK-888 Giống VN2 SS (%)
Biểu đồ 2: Tỷ lệ nảy mầm của 2 giống ngô: DK-888 và VN2
Qua kết quả ở bảng và biểu đồ 2, cho thấy: tỷ lệ nảy mầm của giống DK- 888 ở các lô thí nghiệm 24h sau khi ủ đạt đợc từ 77,33 - 91,17%; sau 48h là 84,67 - 98,00%; sau 72 h đạt 93,00 – 99,33%. Trong đó, ở các lô có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam tỷ lệ nảy mầm đều tăng hơn so với lô đối chứng nớc máy (lô 1) và lô 2 (môi trờng BG11 khôngđạm) từ 1,75% (72h) - 12,40% (24h) đối với chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B., tăng từ 1,75% (72h)- 12,97% (24h) đối với chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B..
Tơng tự, đối với giống VN2 ở các lô thí nghiệm sau 24h tỷ lệ nảy mầm đạt đợc 72,67 - 81,67%; sau 48h là 82,00 - 93,00%; sau 72h đạt đợc 92,00% - 97,67%. ở các lô thí nghiệm có xử lý bằng dịch vẩn vi khuẩn lam có tỷ lệ nảy mầm tăng hơn so với lô đối chứng từ 0,71% (72h) - 10,13% (24h) đối với chủng
Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B., tăng 1,42% (72h) - 11,89% (24h) đối với chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
ở lô thí nghiệm có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam thì cả 2 giống ngô lấy thí nghiệm đều có độ đồng đều cao, tỷ lệ và năng lực nảy mầm cao hơn so với lô đối chứng. Tốc độ nảy mầm nhanh nhất ngay trong thời điểm 24h sau khi ủ. Trong 3 lô có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam thì lô 4 là có tác dụng tốt nhất, tiếp đến là lô 5 và cuối cùng là ở lô 3, thấp nhất là lô 2 (môi trờng BG không đạm).
Trong đó chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B. có có tác dụng tốt hơn chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B. trong hai giống thì giống DK-888 có tỷ lệ nảy mầm cao hơn so với giống VN2 ở cả 3 thời điểm nghiên cứu. Nh vậy, trong quá trình sống vi khuẩn lam tiết ra môi trờng các chất có hoạt tính sinh học có tác dụng kích thích sự nảy mầm của 2 giống ngô.
3.2.2. ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến sự tăng trởng của thân, rễ mầm đối với 2 giống ngô
3.2.2.1. ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến chiều dài thân mầm
Chiều dài thân mầm là một chỉ tiêu phản ánh rõ sức sống của mầm, cũng nh tốc độ sinh trởng và nó phản ánh đến năng suất của ngô. Chiều dài thân mầm tính từ cổ rễ đến đỉnh sinh trởng. Kết quả thu đợc trình bày ở bảng và biểu đồ 3:
Bảng 3: ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến chiều dài thân mầm. Đơn vị: cm.
Giống Giống DK-888 Giống VN2
Thời gian 24h 48h 72h 24h 48h 72h Đối chứng x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) 1 0,373 100,00 1,878 100,00 3,138 100,00 0,313 100,00 1,801 100,00 3,038 100,00 2 0,343 91,96 1,768 94,14 3,067 97,73 0,287 91,69 1,667 92,55 2,913 95,89 Calothrix marchica var. crassa Rao 3 0,437 117,16 2,233 118,90 3,480 110,93 0,357 114,06 21,131 118,32 3,364 110,73 4 0,463 124,13 2,667 142,01 4,017 120,80 0,386 123,23 2,503 138,97 3,540 116,56 5 0,444 118,94 2,333 124,22 3,888 120,70 0,371 118,64 2,232 123,92 3,645 119,98 Anabaena iyengarii var. tenuis Rao,C.B 3 0,444 119,00 2,411 128,37 3,804 121,23 0,367 117,17 2,240 124,38 3,663 120,58 4 0,476 126,81 2,767 147,33 4,218 133,90 0,386 123,27 2,607 144,74 3,986 131,21 5 0,449 120,38 2,501 133,17 4,140 131,93 0,370 118,19 1,361 131,09 3,972 103,70 SS (%)
Biểu đồ 3: ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên chiều dài thân mầm
Qua bảng và biểu đồ 3, cho thấy: Trong các lô có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam đều có chiều dài thân mầm cao hơn so với lô đối chứng nớc máy và có độ đồng đều cao, mầm khỏe và mập, cụ thể:
Đối với giống DK-888, sau 24h chiều dài thân mầm là 0,343 - 0,476 cm; sau 48h là 1,667 - 2,767 cm; sau 72h là 3,067 - 4,218 cm, tăng từ 10,93% (72h) - 42,01% (48h) đối với chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B, và tăng từ 21,23% (72h) - 47,33% (48h) với chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
Đối với giống VN2 sau 24h chiều dài thân mầm là 0,287 - 0,386 cm; sau 48h là 1,667 - 2,607 cm; sau 72h là 2,913 - 3,986 cm, tăng từ 10,73% (72h) - 38,97% (24h) đối với chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B., tăng từ 20,58% (72h) - 44,74% (48h) đối với Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
ở lô 4 có ảnh hởng đến chiều dài mầm tốt nhất đối với cả 2 giống ngô ở cả 3 thời điểm nghiên cứu. chiều dài mầm tăng đều ở mỗi lô (3, 4, 5), tăng nhanh ở giai đoạn 48h - 72h. Trong 2 chủng thì chủng Anabaena iyengarii var. tenuis
Rao, C.B. có tác dụng mạnh hơn chủng Calothrix marchica var. crassa Rao,
Giống DK-888 Giống VN2
C.B. và chiều dài thân mầm của giống DK-888 đạt trị số cao hơn giống VN2 ở các lô thí nghiệm.
Nh vậy, vi khuẩn lam trong quá trình sống đã tiết ra một số chất hữu cơ dới dạng amôn (NH4+). Đây là dạng mà cây trồng dễ hấp thu nhất, là nguồn dinh dỡng cho sự sinh trởng của thân mầm.
3.2.2.2. ảnh hởng của dịch vẫn vi khuẩn lam đến chiều dài rễ mầm 2 giống ngô
Bảng 4: ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến chiều dài rễ. Đơn vị: cm.
Giống Giống DK-888 Giống VN2
Thời gian 24h 48h 72h 24h 48h 72h Đối chứng x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) 1 0,675 100,00 3,188 100,00 4,487 100,00 0,567 100,00 3,133 100,00 4,267 100,00 2 0,625 92,59 3,088 96,86 4,138 92,22 0,527 92,95 3,000 96,37 4,153 97,33 Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B. 3 0,788 116,74 3,571 112,55 5,007 111,59 0,637 112,35 3,467 111,37 4,443 104,15 4 0,950 140,74 4,163 130,58 5,317 118,50 0,717 126,46 3,867 124,22 4,867 114,06 5 0,850 125,93 3,663 114,90 5,043 112,39 0,713 125,75 3,543 113,80 4,567 107,03 Anabaena iyengarii var. tenuis Rao,C.B 3 0,863 127,85 3,675 115,78 5,097 113,59 0,714 125,75 3,677 118,12 4,667 109,37 4 0,963 142,67 4,164 130,61 5,443 121,31 0,767 135,27 4,007 128,72 5,003 117,25 5 0,888 131,56 3,787 118,85 5,244 116,43 0,727 128,22 3,003 118,31 4,667 109,37 0 20 40 60 80 100 120 140 160 24h 48h 72h 24h 48h 72h Lô 1 Lô 2 lô 3 Ca Lô 4 Ca Lô 5 Ca Lô 3 Ana Lô 4 Ana Lô 5 Ana
Biểu đồ 4: ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến chiều dài rễ mầm.
Giống DK-888 Giống VN2
SS (%)
Qua bảng và biểu đồ, cho thấy: ở các lô có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam đều cho chiều dài rễ cao hơn so với đối chứng, cụ thể là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với giống DK-888, sau 24h có chiều dài rễ mầm 0,675 - 0,963 cm; sau 48h là 3,088 - 4,164 cm; sau 72h là 4,138 - 5,443 cm. Các lô 3, 4, 5 cho chiều dài rễ cao hơn cao hơn lô đối chứng từ 11,59% (72h) - 40,74% (24h) đối với chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B., tăng từ 13,59% (72h) - 42,67% (24h) đối với Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
Đối với giống VN2 chiều dài rễ mầm đạt đợc sau 24h là 0,527 - 0,767cm; sau 48h đạt đợc 3,00 - 4,007 cm; sau 72 h là 4,153 - 5,003 cm. Tăng hơn so với lô đối chứng nớc máy 4,15% (72h) - 26,46% (24) đối với chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B. và tăng từ 9,37% (72h) - 35,27% (24h) đối với chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
Trong đó, ở lô 4 tăng nhiều hơn lô 5, lô 5 tăng nhiều hơn lô 3, hạt giống ở lô 2 có chiều dài thấp nhất. So với chủng Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B. thì chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B., có tác dụng mạnh hơn. Trong cả 3 thời điểm thì chiều dài rễ mầm tăng nhanh ở giai đoạn 24h - 48h, ở các lô 3, 4, 5 có độ đồng đều cao, mập và số rễ nhiều hơn, cao nhất đợc biểu hiện ở lô 4, chiều dài rễ mầm của giống DK-888 tăng nhanh, chịu ảnh hởng mạnh hơn giống VN2.
Khi hạt ngô nảy mầm, hạy ngô phát triển từ rễ mộng. Rễ này chỉ có một cái sau nảy mầm, nó xuất hiện, dài ra và có thể thành lông. Rễ mộng có tác dụng hút nớc trong thời gian đầu để cung cấp cho mầm phát triển.
Qua theo dõi chiều dài mầm, thì nó tỷ lệ thuận với chiều dài rễ và số rễ mầm cả 3 thời điểm nghiên cứu.
Nh vậy, sự phát triển của bộ rễ ảnh hởng đến sự phát triển của mầm.
3.2.3. ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến cờng độ hô hấp ở hạt nảy mầm của 2 giống ngô thí nghiệm
Hô hấp là một chỉ tiêu sinh lý phản ánh mức độ sinh trởng phát triển của mầm. Hô hấp là quá trình phân giải oxy hóa khử các chất hữu cơ phức tạp thành
các chất đơn giản, cuối cùng là CO2 + H2O, đồng thời cung cấp nguồn năng l- ợng lớn cho sự sống.
ở giai đoạn nảy mầm, quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ để tăng năng l- ợng cung cấp cho hoạt động sống của tế bào, đặc biệt là tạo tiền chất cho quá trình tổng hợp các chất mới làm nguyên liệu xây dựng tế bào. Để biết đợc hoạt động sinh lý của mầm mạnh hay yếu, chúng tôi tiến hành khảo sát cờng độ hô hấp của hạt khi xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam với các nồng độ khác nhau trên 2 giống ngô. Theo một số nghiên cứu trên đối tợng cây lúa thì vi khuẩn lam cũng ảnh hởng đến quá trình hô hấp, tức là ảnh hởng lợng khí CO2 thoát ra bởi 1 gam nguyên liệu thực vật (hạt nảy mầm) hô hấp trong 1 giờ. Kết quả thu đợc nh sau:
Bảng 4:ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam đến cờng độ hô hấp của 2 giống ngô. Đơn vị: mgCO2/g.h
Giống Giống DK-888 Giống VN2
Thời gian 24h 48h 72h 24h 48h 72h Đối chứng x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) x SS (%) 1 0,267 100,00 0,361 100,00 0,452 100,00 0,260 100,00 0,358 100,00 0,450 100,00 2 0,243 91,01 0,341 94,5 0,433 95,8 0,244 93,85 0,334 93,30 0,430 095,8 Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B. 3 0,347 118,73 0,461 115,24 0,513 113,50 0,307 117,62 0,398 11,17 0,500 111,11 4 0,333 124,71 0,425 117,73 0,523 115,71 0,320 123,15 0,416 116,07 0,514 114,33 5 0,321 120,22 0,417 115,30 0,519 114,74 0,313 119,92 0,405 113,13 0,503 111,78 Anabaena iyengarii var. tenuis Rao,C.B 3 0,323 120.97 0.421 116.62 0.520 115,08 0,317 119,54 0,402 112,29 0,500 111,11 4 0,337 126,22 0,447 123,82 0,538 119,03 0,327 125,90 0,441 123,18 0,537 119,33 5 0,329 123,22 0,429 118,84 0,503 111,28 0,319 112,69 0,411 114,80 0,511 113,56 SS (%)
85 90 95 100 105 110 115 24h 48h 72h 24h 48h 72h Lô 1 Lô 2 lô 3 Ca Lô 4 Ca Lô 5 Ca Lô 3 Ana Lô 4 Ana Lô 5 Ana
Biểu đồ 4: Cờng độ hô hấp của 2 giống DK-888 và giống VN2 dới ảnh hởng của dịch vẩn vi khuẩn lam.
Kết quả ở bảng và biểu đồ 4, cho thấy:
Cờng độ hô hấp của giống DK-888 ở các lô thí nghiệm sau 24h là 0,243 - 0,337 mgCO2/ g.h; sau 48h là 0,341 - 0,447 mgCO2/ g.h; sau 72h là 0,433 - 0,538 mgCO2/g.h. ở các lô có xử lý dịch vẩn vi khuẩn lam cho cờng độ hô hấp mạnh hơn so với lô đối chứng từ 13,50% (72h) - 24,71% (24h) đối với chủng
Calothrix marchica var. crassa Rao, C.B, và tăng 15,08% (72h) - 26,22% (24h) đối với chủng Anabaena iyengarii var. tenuis Rao, C.B.
Với giống VN2 sau 24h đạt đợc 0,224 - 0,327 mgCO2/ g.h; sau 48h là 0,334 - 0,441 mgCO2/ g.h; sau 72h là 0,430 - 0,537 mgCO2/ g.h. ở các lô 3, 4, 5