3. Ý nghĩa khoa học vàthực tiễn
1.5. Một số nghiên cứu về vi khuẩn cóí ch cho cây ngô
Ngô là cây sinh trưởng phát triển nhanh, cần một lượng lớn dinh dưỡng và nước. Do vậy nhằm phát huy hiệu quả sử dụng phân bón cho ngô có nhiều biện pháp, trong đó vi khuẩn có ích cho cây ngô có thể giúp ngô sử dụng hiệu quả sử dụng phân bón hoặc cố định N, hòa tan lân khó tan, hạn chế sâu bệnh hại.
Một trong những vi khuẩn được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất ngô đó là vi khuẩn Bacillus thuringiensis (viết tắt là BT). Vi khuẩn BT được sử dụng để hạn chế sâu hại ngô, BT được sử dụng trực tiếp để hạn chế sâu hại và được sử dụng gián tiếp để tạo giống ngô chuyển gen BT. Ngày nay, ngô chuyển gen BT đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ngô.
Nghiên cứu của Kuan et al. (2016) cho thấy một số chủng vi khuẩn có khả năng cố định N cung cấp cho cây ngô với tỷ lệ lên đến 30,5%.
Nghiên cứu của Figueroa-López et al. (2016) cho thấy một số chủng vi khuẩn
Bacillus sp. có thể hạn chế bệnh hại ngô do nấm Fusarium verticillioides.
Nghiên cứu của Mirjana Jarak et al. (2012) cho thấy vi khuẩn Pseudomonas
sp. Q4b, Bacillus sp. Q5a và Azotobacter chroococcum strain 8 có khả năng kích thích sinh trưởng làm tăng sinh khối và năng suất ngô thí nghiệm.
Vi khuẩn có ích vùng rễ có thể làm tăng tỷ lệ nảy mầm và kích thích sinh trưởng ngô (Gholami et al., 2009).
Vi khuẩn có khả năng cố định N, hòa tan lân và kali cung cấp cho cây ngô (Wu et al., 2005).
Vi khuẩn có ích sản sinh một số hoạt chất sinh học có khả năng kích thích sinh trưởng ngô (Đặng Thị Ngọc Thanh et al., 2016).
Hình 1.1. Ảnh hưởng của vi khuẩn kích thích sinh trưởng vùng rễ chủng PGLO9
Chương 2.
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
(1) Giống ngô nếp dùng ăn tươi được sử dụng phổ biến ở địa phương (HN88). - Là giống chín trung bình, thời gian từ gieo đến thu hoạch ăn tươi: Vụ Xuân 87- 92 ngày; vụ Hè Thu 67-70 ngày; vụ Thu Đông 70-75 ngày, vụ Đông 75-85 ngày.
- Sinh trưởng khỏe, chống chịu sâu bệnh tốt, chịu hạn và rét rất tốt.
- Bắp to dài, lá bi kín, không hở đuôi chuột, năng suất bắp tươi đạt 18-20 tấn/ha, độ đồng đều bắp rất cao, tỷ lệ bắp loại 1 > 95%,
- Chiều cao cây 180-205 cm, chiều cao đóng bắp 85-100cm. Bộ lá thoáng, xanh đậm, bền đến khi thu hoạch. Bắp dài 18-12 cm, đường kính 4,8- 5,5 cm, bắp đậu kín hạt, lá bi màu xanh và rất kín. Hàng hạt thẳng, mịn, hạt to và sâu cay. Số hàng hạt/bắp 12-14 hàng, số hạt/hàng 35- 45 hạt. Tiềm năng năng suất bắp tươi 18- 20 tấn/ha.
- Một số đặc điểm nông học nổi bật: Bộ lá xanh đậm, tán lá gọn, thoáng; chất lượng ăn tươi rất ngon (dẻo – ngọt – đậm – thơm); Chống chịu trung bình với một số loại sâu bệnh hại chính, phổ thích nghi rộng ở các vùng sinh thái khác nhau trong cả nước.
- Đặc biệt giống HN 88 rất phù hợp với các khu vực ven đô, gần thành phố, thị xã, nơi mà người dân luôn yêu cầu cao về tiêu chuẩn giống ngô quà.
(2) Đất thí nghiệm: đất thí nghiệm thuộc loại đất thịt, có thành phần cơ giới nhẹ đến trung bình.
(3) 6 chủng vi khuẩn thí nghiệm, gồm: Bacillus sp. S20D12; Bacillus sp. S18F11,
Bacillus sp. S1A1, Bacillus sp. S1F3, Bacillus sp. S13E2, Bacillus sp. S13E3.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi thời gian: Thí nghiệm được tiến hành trong vụ Xuân năm 2020, từ tháng 1/2020 đến tháng 5/2020
Phạm vi không gian: Thí nghiệm được thực hiện tại Hương An, Hương Trà, Thừa Thiên Huế.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus đến sinh trưởng, phát triển của cây ngô.
Đánh giá khả năng hạn chế bệnh hại ngô của vi khuẩn Bacillus .
Nghiên cứu ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus đến năng suất và các yếu tố của cây ngô.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm gồm 7 công thức được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCBD) với 3 lần nhắc lại.
Diện tích mỗi ô thí nghiệm: 10 m² Tổng diện tích các ô thí nghiệm: 210 m² Diện tích bảo vệ: 90 m² Tổng diện tích thí nghiệm: 300 m² 2.4.2. Công thức thí nghiệm Bảng 2.1. Các công thức thí nghiệm Công thức thí
nghiệm Vi khuẩn Lượng dùng Phương pháp sử dụng I Bacillus sp. S1A1 106 cfu/cm² Trộn đều vào phân chuồng
và bón vào hốc trước gieo II Bacillus sp. S1F3 106 cfu/cm² Trộn đều vào phân chuồng và bón vào hốc trước gieo III Bacillus sp. S13E2 106 cfu/cm² Trộn đều vào phân chuồng
và bón vào hốc trước gieo IV Bacillus sp. S13E3 106 cfu/cm² Trộn đều vào phân chuồng
và bón vào hốc trước gieo V Bacillus sp. S18F11 106 cfu/cm² Trộn đều vào phân chuồng
và bón vào hốc trước gieo VI Bacillus sp. S20D12 106 cfu/cm² Trộn đều vào phân chuồng
và bón vào hốc trước gieo
❖ Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Bố trí ngẫu nhiên với 3 lần nhắc lại
Bảo vệ Bảo vệ Bảo vệ LNL 1 LNL 2 LNL 3 1 2 5 3 4 6 4 3 4 2 5 2 5 7 3 7 6 1 6 1 7 Bảo vệ
2.4.3. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định
2.4.3.1. Chỉ tiêu sinh trưởng
Ngày mọc: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô có lá bao mầm mọc. Ngày 3-5 lá: được tính từ khi gieo đến có 50% số cây/ô xuất hiện 3-5 lá. Ngày 7-9 lá: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô có 7-9 lá. Ngày trổ cờ: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô trổ cờ.
Ngày tung phấn: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô tung phấn. Ngày phun râu: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô có râu dài 2-3cm Ngày chín sữa: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô chín sữa. Ngày chín sữa sáp: được tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ô chín sữa sáp.
2.4.3.2. Chỉ tiêu hình thái của cây:
Đo chiều cao cây qua các giai đoạn sinh trưởng phát triển: 3-5 lá, 7-9 lá, trổ cờ, tung phấn- phun râu, chín sữa- sáp.
lá/các cây theo dõi. Sau đó tính diện tích lá bằng công thức: chiều dài lá x chiều rộng lá x 0.75 (cm²).
Chiều cao đóng bắp (cm): đo từ gốc sát mặt đất đến đốt mang bắp hữu hiệu (trên cùng) ở giai đoạn ngô chín sữa.
Đo chiều dài và đếm số lượng rễ qua các giai đoạn: 3-5 lá, 7-9 lá, trổ cờ và chín sữa. Mỗi giai đoạn lấy 3 cây/ô để đo đếm, mỗi công thức lấy 9 cây cho một giai đoạn.
Cân khối lượng chất khô qua các giai đoạn: lấy mẫu cây sau khi đã cắt rễ, phơi khô dưới nắng tự nhiên sau đó cho vào máy sấy khô trong 24h.
Số lá/cây: đếm tổng số lá trên cây (ở 5 giai đoạn trên).
Diện tích lá đóng bắp: đo vào giai đoạn ngô chin sữa. Đo chiều dài và chiều rộng của lá đóng bắp thứ nhất, chiều dài đo từ góc đến mút lá, chiều rộng đo ở vị trí rộng nhất của lá.
2.4.3.3. Chỉ tiêu về hình thái bắp
Chiều dài bắp (cm): đo từ đuôi bắp đến mút bắp, đo lúc chính sữa- sáp, đo các bắp của tất cả các cây theo dõi.
Đường kính bắp (cm): đo ở giữa bắp, đo các bắp của tất cả các cây theo dõi.
2.4.3.4. Chỉ tiêu về năng suất
Đếm số cây/m2
Đềm số bắp/cây Đếm số hàng/bắp Đếm số hạt/hàng.
2.4.4. Theo dõi, điều tra bệnh hại
2.4.4.1. Phương pháp điều tra phát hiện nhóm bệnh đốm lá ngô
Điều tra toàn bộ số là ở10 cây ngẫu nhiên/lần nhắc lại. Đếm số lá bị bệnh và phân cấp lá bị bệnh theo thang 9 cấp: Cấp 1: < 1 diện tích lá bị bệnh;
Cấp 3: từ 1 – 5 diện tích lá bị bệnh; Cấp 5: > 5 – 25 diện tích lá bị bệnh; Cấp 7: > 25 – 50 diện tích lá bị bệnh;
Cấp 9: > 50 diện tích lá bị bệnh. * Công thức tính - Tỷ lệ bệnh (TLB) % = (tổng số lá bị bệnh ÷ tổng số lá điều tra) × 100 - Chí số bệnh (CSB) % = (((tổng số lá bị bệnh cấp 1 × 1) + (tổng số lá bị bệnh cấp 1 × 1) + (tổng số lá bị bệnh cấp 1 × 1) + (tổng số lá bị bệnh cấp 1 × 1) + (tổng số lá bị bệnh cấp 1 × 1)) × 100)÷ (tổng số lá điều tra × 9).
3.4.4.2. Phương pháp điều tra phát hiện nhóm bệnh hại bệnh khô vằn
Điều tra 15 cây/điểm.
Đếm số cây bị bệnh có trong điểm điều tra.
Phân cấp bệnh khô vằn theo thang 9 cấp: Cấp 1: < ¼ diện tích bẹ lá bị bệnh; Cấp 3: từ ¼ - ½ diện tích bẹ lá bị bệnh; Cấp 5: từ ¼ - ½ diện tích bẹ lá bị bệnh và lá thứ 3, 4 bị bệnh nhẹ; Cấp 7: > ½ - ¾ diện tích bẹ lá bị bệnh và lá phía trên bị bệnh; Cấp 9: Vết bệnh leo tới đỉnh cây, các lá nhiễm nặng, một số cây chết.
Sử dụng công thức tương tự bệnh hại lá để tính tỷ lệ bệnh và chỉ số bệnh.
2.5. Quy trình kỹ thuật áp dụng
2.5.1. Mật độ khoảng cách
Mật độ: 60.000 cây/ha. Mỗi hốc tiến hành gieo 2 - 3 hạt.
2.5.2. Phân bón
(1)Mức phân bón cho 1 ha: 05 tấn phân chuồng hoai mục + 140 kg N + 90 kg P2O5 + 60 kg K20.
(2)Cách bón:
- Bón lót toàn bộ phân chuồng, phân lân và 1/3 lượng phân đạm. Bón đều vào hốc, lấp một lớp đất mỏng trước khi gieo hạt.
- Cách phối trộn chế phẩm: trộn đều vào phân chuồng theo tỉ lệ 3-6kg/ha sau đó bón đều vào hốc, lấp một lớp đất mỏng trước khi gieo hạt.
- Bón thúc: chia làm 2 lần
+ Lần 1 (lúc ngô 3 - 4 lá): bón 1/3 lượng đạm + 1/2 lượng kali, kết hợp với làm cỏ, xới xáo và vun gốc nhẹ.
+ Lần 2 (lúc ngô 9 - 10 lá): bón 1/3 lượng đạm + 1/2 lượng kali, kết hợp với làm cỏ, xới xáo và vun cao gốc.
2.5.3. Chăm sóc
- Dặm hạt, tỉa cây, định cây: Sau khi ngô mọc 1 tuần, kiểm tra và dặm lại các chỗ khuyết cây bằng cách ủ hạt nứt nanh rồi đem gieo. Khi ngô ở giai đoạn 4 - 5 lá đến 7 - 9 lá thì tỉa định và cuối cùng để 1 cây/ 1 hốc.
- Làm cỏ, xới xáo, vun gốc chia làm 2 lần:
+ Lần 1 (lúc ngô 3-4 lá): dùng cuốc xới xáo, làm cỏ, vun gốc nhẹ kết hợp bón thúc lần 1.
+ Lần 2 (lúc ngô 9 - 10 lá): dùng cuốc xới xáo, làm cỏ, vun cao gốc tạo điều kiện cho rễ chân kiềng phát triển kết hợp với bón thúc lần 2.
2.5.4. Tưới nước
- Đảm bảo đủ ẩm, đặc biệt ở 3 thời kỳ: + Cây ngô có 7 - 9 lá.
+ Cây ngô xoắn ngọn (trước trổ cờ 10 - 15 ngày) + Sau thụ phấn, thụ tinh 10 - 15 ngày.
2.5.5. Thu hoạch
Thu hoạch khi chín sữa-sáp: thân, lá ngô ở bến dưới bắt đầu chuyển sang màu vàng, râu ngô có màu thâm đen, lá có màu xanh đậm.
2.6. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu theo dõi được xử lý trên phần mềm Excel, và Statistix 9.0 phù hợp với nội dung nghiên cứu.
Chương 3.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus đến sinh trưởng, phát triển của ngô
Sinh trưởng phát triển của ngô phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh trong đó liên quan đến các yếu tố về thời tiết và khí hậu. Bên cạnh đó các yếu tố dinh dưỡng cũng có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển ngô. Trong nghiên cứu này, một số chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển của ngô được chúng tôi theo dõi và đánh giá mức độ ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus đến các chỉ tiêu này.
3.1.1. Thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng phát triển
Thời gian sinh trưởng phát triển ngô liên quan đến giống và các điều kiện ngoại cảnh. Qua theo dõi, thời gian hoàn thành các giai đoạn này của ngô ở các công thức thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.1.
Qua nghiên cứu cho thấy thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của ngô không có sự khác biệt đáng kể. Thời gian từ khi geo đến khi thu hoạch (bắp tươi) là 74 ngày. Như vậy có thể kết luận rằng các vi khuẩn sử dụng cho cây ngô không ảnh hưởng đến thời gian hoàn thành các giai đoạn sinh trưởng phát triển của ngô thí nghiệm trong vụ Đông Xuân năm 2019-2020.
Bảng 3.1. Thời gian sinh trưởng phát triển của ngô ở các công thức thí nghiệm
(ĐVT: ngày) Công thức thí nghiệm Ngày mọc mầm Ngày 3-5 lá Ngày 7-9 lá Trỗ cờ Tung phấn- phun râu Chín sữa S1A1 6 19 31 57 61 74 S1F3 6 19 31 57 61 74 S13E2 6 19 31 58 62 74 S13E3 6 19 31 57 61 74 S18F11 6 20 31 58 62 74 S20D12 6 19 31 57 61 74 Đối chứng 6 19 31 57 61 74
3.1.2. Chiều cao cây
Chiều cao cây ngô thí nghiệm chịu ảnh hưởng của giống ngô và điều kiện ngoại cảnh. Ngoài ra một số số nghiên cứu cũng cho thấy vi khuẩn kích thích sinh trưởng có thể tác động đến chiều cao cây ngô (Gholami et al., 2009). Trong nghiên cứu này chiều cao cây được theo dõi và thể hiện ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Chiều cao cây qua các giai đoạn sinh trưởng của ngô
(ĐVT: cm) Công thức thí nghiệm 3-5 lá 7-9 lá Trổ cờ Tung phấn Chín S1A1 32.67ab 81.53ab 149.63a 227.90a 234.13a S1F3 34.47ab 83.17ab 152.50a 228.73a 232.67a S13E2 36.30a 84.97ab 152.97a 225.07a 230.43a S13E3 35.13ab 81.27ab 149.83a 222.77a 228.70a S18F11 34.13ab 82.33ab 151.60a 228.30a 234.97a S20D12 34.00ab 86.70a 151.23a 225.07a 230.73a Đối chứng 31.83b 77.90b 145.90a 220.70a 224.13a
Ghi chú: Trong cùng một cột, các số liệu theo sau bởi các chữ cái khác nhau thì sai khác có ý nghĩa khi so sánh LSD với P=0,05; NSG- Ngày sau gieo
Kết quả nghiên cứu cho thấy chiều cao ngô có sự chênh lệch ở các công thức thí nghiệm vào giai đoạn cây con, đến khi cây lớn, chiều cao cây có sự chênh lệnh nhưng không khác biệt khi xử lý thống kê. Cụ thể:
- Vào giai đoạn ngô được 3-5 lá, sử dụng vi khuẩn làm cho chiều cao cây cao hơn. Trong các vi khuẩn thí nghiệm chủng vi khuẩn S13E2 cho sự khác biệt chiều cao cây so với đối chứng; các chủng còn lại có chiều cao cây cao hơn đối chứng tuy nhiên mức độ sai khác không lớn.
- Vào giai đoạn ngô được 7-9 lá, sử dụng vi khuẩn làm cho chiều cao cây cao hơn. Trong các vi khuẩn thí nghiệm chủng vi khuẩn S20D12 cho sự khác biệt chiều cao cây so với đối chứng; các chủng còn lại có chiều cao cây cao hơn đối chứng tuy nhiên mức độ sai khác không lớn.
- Vào giai đoạn trổ cờ trở về sau, ngô có sử dụng vi khuẩn có chiều cao cây cao hơn đối chứng, tuy nhiên mức độ khác biệt không đảng kể.
Như vậy có thế thấy khi sử dụng các chủng vi khuẩn này, nhìn chung có sự tăng chiều cao cây ngô, đặc biệt là làm tăng chiều cao cây ngô vào giai đoạn cây con, đến giai đoạn trưởng thành mức độ chênh lệch chiều cao cây ngô không đáng kể. Nguyên nhân có thể là do các vi khuẩn có thể kích thích quá trình sinh trưởng giai đoạn cây con, về sau cây ngô sinh trưởng phát triển nhanh nên mức độ kích thích không đảng kể.
3.1.3. Ảnh hưởng của vi khuẩn đến một số chỉ tiêu về lá ngô thí nghiệm
Các chỉ tiêu về lá ngô thí nghiệm bao gồm số lá ngô và diện tích lá ngô. Số lá và diện tích lá được thể hiện ở bảng 3.3 và bảng 3.4.
Bảng 3.3. Số lá qua các giai đoạn sinh trưởng của cây ngô
(ĐVT: lá)
Công thức thí nghiệm 3-5 lá 7-9 lá Trổ cờ Tung phấn
S1A1 4.5ab 7.4a 14.9a 16.5a S1F3 4.5ab 7.8a 15.2a 16.4a S13E2 4.6a 7.7a 15.2a 16.4a S13E3 4.5ab 7.6a 15.2a 16.4a S18F11 4.2b 7.4a 14.5a 16.2a S20D12 4.2ab 7.8a 15.1a 16.2a Đối chứng 4.5ab 7.7a 15.1a 16.7a
Ghi chú: Trong cùng một cột, các số liệu theo sau bởi các chữ cái khác nhau thì sai khác có ý nghĩa khi so sánh LSD với P=0,05
Bảng 3.4. Diện tích lá toàn cây qua các giai đoạn STPT của cây ngô
ĐVT: (cm2/cây)
Công thức thí nghiệm 7-9 lá Trổ cờ Tung phấn S1A1 1732,2a 3397,0a 4155,0a S1F3 1796,8a 3318,2a 4200,8a S13E2 1900,0a 3598,0a 4210,6a S13E3 1839,6a 3467,6a 4154,9a S18F11 1895,9a 3460,2a 4234,2a S20D12 1755,8a 3397,8a 4259,7a Đối chứng 1663,8a 3253,5a 4098,0a
Ghi chú: Trong cùng một cột, các số liệu theo sau bởi các chữ cái khác nhau thì sai
khác có ý nghĩa khi so sánh LSD với P=0,05
Kết quả nghiên cứu cho thấy nhìn chung số lá ngô ở các công thức thí nghiệm ở các thời điềm điều tra không có sự khác biệt đáng kể. Chỉ có thời điểm đầu công thức thí nghiệm bón vi khuẩn S13E2 nhìn chung có phẩn cao hơn các công thức còn lại cũng như đối chứng. Về sau sự khác biệt không đáng kể (bảng 3.3).
Về diện tích lá cho thấy ngô sử dụng vi khuẩn có diện tích lá lớn hơn so với