Nghiên cứu khả năng sinh trưởng của bào tử nấm rễ, nhiều nhà khoa học cho rằng chủng nào sinh trưởng nhanh và mạnh thì có sức sống cao, khả năng hấp thụ và vận chuyển dinh dưỡng cao làm tăng cường sự sinh trưởng của cây trồng, đặc biệt trong điều kiện đất bị nhiễm mặn và thiếu nước. Đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá và tuyển chọn các chủng giống nấm rễ có sức sống cao để sản xuất chế phẩm phục hồi đất bị nhiễm mặn. Các đặc tắnh sinh học chủ yếu được đánh giá là: quá trình sinh trưởng của bào tử, sự phát triển của hệ sợi nấm và tỷ lệ nảy mầm.
* Sự sinh trưởng của bào tử nấm rễ cộng sinh
+ Trên dịch chiết đất có độ mặn 0,5%
Hình 4.1. Số lượng bào tử sau 15 ngày và 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 0,5%
Sau 15 ngày đa số bào tử ở giai đoạn đầu của thời kỳ phát triển và chưa hình thành sợi (kiểu A); một số đã chuyển sang giai đoạn hình thành sợi ngắn (kiểu B) và sợi nấm bắt đầu phân nhánh (kiểu C); có khá nhiều bào tử ở giai đoạn sinh trưởng (kiểu D) như chủng A1 (Gigaspora sp1), AMQ3 (Acaulospora sp2),
AM2 (Gigaspora sp4), AM3 (Dentiscutata nigra), Ầ
- Chủng bào tử có số lượng ở giai đoạn D nhiều và sinh trưởng mạnh, chủng bào tử ở giai đoạn A là những chủng sinh trưởng yếu.
- AM2 và AM3 là các chủng phát triển mạnh và nhanh nhất. Số lượng bào tử ở kiểu D chiếm số lượng lớn, chủng AM2 (5/10 bào tử) và chủng AM3 (4/10 bào tử).
- A3, A4, A6 và AMQ2 là các chủng sinh trưởng yếu nhất. Chiếm số lượng lớn bào tử là ở kiểu A, chủng A3 (6/10 bào tử), chủng A4 (5/10 bào tử), chủng A6 (6/10 bào tử) và chủng AMQ2 (5/10 bào tử).
- Sau 30 ngày nuôi cấy, hầu hết các bào tử chuyển sang giai đoạn sinh trưởng kiểu D, nhiều bào tử sinh trưởng chậm vẫn ở giai đoạn sinh trưởng kiểu A, B. Số lượng bào tử ở giai đoạn kiểu C tăng lên.
Các chủng sinh trưởng mạnh nhất gồm: AMQ1, AMQ3, AM1, AM2 và AM3. Các chủng này có hầu hết bào tử đang ở giai đoạn sinh trưởng mạnh kiểu D, rất ắt bào tử ở kiểu A. Đặc biệt chủng AM3 có tới 6/10 bào tử ở kiểu D, chủng AM2 và chủng AMQ3 có 5/10 bào tử ở kiểu D.
Chủng A4 sinh trưởng yếu nhất chỉ có 2/10 bào tử ở giai đoạn sinh trưởng kiểu D
+ Trên dịch chiết đất có độ mặn 1%
- Sau 15 ngày nuôi cấy, hầu hết các chủng đều ở giai đoạn kiểu A;một số bào tử đã chuyển sang giai đoạn kiểu B, kiểu C; một số ắt đã chuyển sang giai đoạn kiểu D như AM3, AM2, AM, AMQ3,Ầ
Chủng AM3 là chủng phát triển nhanh và mạnh nhất. Tiếp theo là đến các chủng AMQ3, AM2,Ầ
Chủng A4, chủng A3 và chủng A6 sinh trưởng yếu nhất. Cả 2 chủng A3, A6 đều không có bào tử nào ở giai đoạn kiểu D, 5/10 bào tử ở giai đoạn kiểu A. Chủng A4 có 1/10 bào tử ở giai đoạn kiểu D, 7/10 bào tử ở giai đoạn kiểu A
So với sự sinh trưởng của bào tử sau 15 ngày ở độ mặn 0,5% nhận thấy chủng AM3, AM2 vẫn là chủng phát triển nhanh và mạnh nhất. Các chủng sinh trưởng yếu nhất vẫn là A3, A6.
- Sau 30 ngày nuôi cấy, hầu hết các bào tử chuyển sang giai đoạn kiểu B và kiểu C
Các chủng sinh trưởng mạnh gồm: AM3, AMQ3, AMQ1 đều có 4/10 bào tử ở giai đoạn kiểu D và AM1, AM2 có 3/10 bào tử ở giai đoạn kiểu D.
Chủng A4, A1, A6, A3sinh trưởng yếu nhất chỉ có1/10 bào tử ở giai đoạn sinh trưởng kiểu D
So với sự sinh trưởng của bào tử sau 30 ngày ở độ mặn 0,5% nhận thấy đã có sự chuyển dịch nhỏ trong thứ tự sắp xếp sự sinh trưởng như sau:
A4 < A1 < A6 < A3< A5 <AMQ2< A2 < AM2 < AM1<AMQ1 < AM3 < AMQ3 Như vậy, Chủng Gigaspora và Acaulospora vẫn nằm trong nhóm những chủng sinh trưởng mạnh nhất. Chủng Scutellosporavẫn nằm trong nhóm chủng sinh trưởng yếu nhất.
+ Trên dịch chiết đất có độ mặn 1,5%
- Sau 15 ngày nuôi cấy, đa số bào tử vẫn ở giai đoạn đầu của thời kỳ sinh trưởng kiểu A; nhiều bào tử đã chuyển sang giai đoạn kiểu B, kiểu C và một số ắt bào tử chuyển sang giai đoạn kiểu D
Các chủng sinh trưởng yếu nhất gồm A1, A4, A5, A6. Tất cả các chủng này đều không có bào tử ở giai đoạn kiểu D. Trong đó chủng A4 có 7/10 bào tử ở giai đoạn kiểu A, chủng A5 có 6/10 bào tử ở giai đoạn kiểu A
Chủng AM3 và chủng AMQ3 sinh trưởng mạnh nhất. Tiếp đó là chủng AM1, AM2,Ầ
Hình 4.3. Số lượng bào tử sau 15 ngày và 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 1,5%
So với sự sinh trưởng của bào tử sau 15 ngày ở độ mặn 1%, chủng sinh trưởng yếu có thêm A1, A4, A5; chủng sinh trưởng mạnh vẫn là AM3, AM2, AMQ3, AM1
- Sau 30 ngày nuôi cấy, bào tử sinh trưởng ở giai đoạn kiểu B và kiểu C chiếm số lượng lớn nhất
So với sự sinh trưởng bào tử sau 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 1%, chủng sinh trưởng mạnh nhất vẫn là AM3, AMQ3, AMQ1, AM2, AM1; chủng sinh trưởng yếu nhất vẫn là A6, A4, A1, A5
Sự thay đổi trong thứ tự sắp xếp sự sinh trưởng bào tử thể hiện như sau: A6 < A4 < A2 < A1 < A5 < AMQ2 < A3 < AMQ3 < AM2 < AM1 < AMQ1 < AM3
Kết quả nghiên cứu trên cũng có sự tương đồng với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh và cs. (2016). Chủng Gigaspora và Acaulospora vẫn nằm trong nhóm những chủng sinh trưởng mạnh nhất. Chủng Scutellospora vẫn nằm trong nhóm chủng sinh trưởng yếu nhất.
+ Trên đất có độ mặn 2%
Hình 4.4. Số lượng bào tử sau 15 ngày và 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 2%
- Sau 15 ngày nuôi, số lượng bào tử ở giai đoạn kiểu A và kiểm B chiếm ưu thế
Các chủng sinh trưởng mạnh nhất so với kết quả sinh trưởng của bào tử ở độ mặn 2% vẫn là các chủng AMQ3, AM3, AM2,AMQ1, AM1
Các chủng sinh trưởng yếu so với kết quả sinh trưởng của bào tửở độ mặn 2% vẫn là các chủng A1, A4, A5, A6
- Sau 30 ngày nuôi hầu hết bào tử ở giai đoạn kiểu A và kiểu B; nhưng cũng có nhiều bào tử ở giai đoạn kiểu C
Số bào tử ở giai đoạn kiểu D có nhiều ở các chủng: AM3, AMQ1, AMQ3, AM2, AM1.So với sự sinh trưởng ở độ mặn 2% đây vẫn là các chủng sinh trưởng mạnh nhất
So với sự sinh trưởng ở độ mặn 2% các chủng A1, A4, A5, A6 vẫn là các chủng sinh trưởng yếu nhất
Sự sắp xếp thứ tự sinh trưởng bào tử sau 30 ngày ở độ mặn 2% như sau: A6 < A4 < A1 < A5 < A2 < AMQ2 < A3 < AM1 < AMQ1 < AM2 < AMQ3 < AM3
Chủng Gigaspora và Acaulospora vẫn nằm trong nhóm những chủng sinh trưởng mạnh nhất. Chủng Scutellospora vẫn nằm trong nhóm chủng sinh trưởng yếu nhất.
Như vậy, sự sinh trưởng của các chủng nấm rễ trên các độ mặn khác nhau là khác nhau. Trong đó, các chủng A1, A4, A5, A6 là những chủng sinh trưởng chậm và yếu nhất. Các chủng AM1, AM2, AM3, AMQ1, AMQ3 là những chủng có sự sinh trưởng nhanh và mạnh nhất ở độ mặn từ 0,5% - 2%, vì vậy các chủng này ưu thế hơn và có tiềm năng ứng dụng cao hơn so với các chủng khác.
* Sự phát triển hệ sợi của bào tử nấm rễ
Hệ sợi nấm là thành phần quan trọng trong dạng cộng sinh giữa nấm rễ với thực vật. Hệ sợi nấm phân ra thành nhiều nhánhlan tỏa trong đất làm gia tăng bề mặt tiếp xúc giữa cây và các thành phần trong đất. Ngoài ra hệ sợi nấm còn có vai trò như đường vào trực tiếp cho các thành phần dinh dưỡng và khoáng chất. Do vậy, sự phát triển hệ sợi của các chủng nấm rễ là một chỉ tiêu sinh học quan trọng cần nghiên cứu. Chủng nào có hệ sợi phát triển mạnh với nhiều cấu trúc đặc trưng (mức III) thì chủng đó hấp thụ và vận chuyển chất dinh dưỡng tốt, dẫn đến tăng cường sự phát triển của cây (Nguyễn Thị Minh và cs., 2014).
+ Trên dịch chiết đất có độ mặn 0,5%
Hình 4.5. Sự phát triển của bào tử sau 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 0,5%
Từ hình 4.5 ta thấy:
Sau 30 ngày nuôi cấy, hầu hết các bào tử có hệ sợi phát triển ở mức II, III với nhiều cấu trúc đặc trưng; chỉ có một số bào tử phát triển ở mức I
Chủng AMQ3 phát triển nhanh và mạnh nhất, sau đó đến các chủng AM2, AM3, ... Phát triển yếu nhất là các chủng A3, A6
Hình 4.6. Sự phát triển của bào tử sau 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 1%
Kết quả hình 4.6 chỉ rõ:
Tại thời điểm 30 ngày nuôi cấy, hệ sợi của đa số bào tử ở mức II và II; số lượng bào tử mức I chiếm số lượng ắt hơn
So với kết quả hình 4.5, độ mặn tăng từ 0,5% lên 1% hệ sợi của bào tử nấm rễ chưa bị ảnh hưởng nhiều
Các chủng phát triển nhanh và mạnh vẫn là AMQ3, AM3, AM2
Các chủng phát triển yếu ngoài các chủng A3,A6 có thêm chủng A1 + Trên dịch chiết đất có độ mặn 1,5%
Hình 4.7 thể hiện:
Bào tử phát triển ở mức I, II chiếm đa số
Số lượng bào tử phát triển ở mức III tập trung ở các chủng AMQ3, AM3, AM2
So với kết quả hình 4.6, các chủng phát triển nhanh và mạnh vẫn là AMQ3, AM3, AM2
Các chủng phát triển yếu ngoài chủng A3,A6,A1 giờ có thêm chủng A4 chứng tỏ độ mặn tăng từ 1% lên 1,5% ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ sợi
+ Trên dịch chiết đất có độ mặn 2%
Hình 4.8. Sự phát triển của bào tử sau 30 ngày nuôi cấy ở độ mặn 2%
Kết quả hình 4.8 chỉ ra rằng:
Hầu hết bào tử phát triển ở mức II, một số ắt phát triển ở mức I và III
So với kết quả hình 4.7, số lượng bào tử ở mức III chủ yếu ở các chủng AMQ3, AM3. Đây là 2 chủng phát triển nhanh và mạnh nhất
Các chủng phát triển yếu nhất là A1, A6 không có bào tử nào phát triển ở mức III
Kết quả trên cũng tương đồng với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh và cs. (2016). Tại thời điểm 30 ngày nuôi cấy, chủ yếu các bào tử có hệ sợi phát triển ở mức I và mức II, chỉ có một số bào tử có hệ sợi phát triển mạnh ở mức III với nhiều cấu trúc đặc trưng. Chủng Acaulospora và Gigasporanằm trong nhóm chủng phát triển mạnh.
Sau 30 ngày nuôi cấy trên các độ mặn từ 0,5% - 2% ta nhận thấy rằng, các chủng AMQ3, AM3, AM2, AM1, AMQ1 có sự phát triển nhanh và mạnh nhất. Do vậy, các chủng này có triển vọng ứng dụng hơn so với các chủng A1, A6, A3, A4 Ờ những chủng phát triển yếu.
* Tỷ lệ nảy mầm của bào tử nấm rễ
Chủng nấm rễ có tỷ lệ nảy mầm càng cao trên các độ mặn khác nhau càng giúp cho cây thuận lợi hấp thụ và vận chuyển chất dinh dưỡng tốt hơn đồng thời tăng cường sự phát triển của cây.
Hình 4.9. Tỷ lệ nảy mầm của bào tử sau 30 ngày nuôi cấy ở các độ mặn khác nhau
Ở các độ mặn khác nhau, tỷ lệ nảy mầm giữa các chủng cũng có sự khác nhau. Trong đó, các chủng AMQ1, AMQ3, AM1, AM2, AM3 qua các độ mặn khác nhau đều có tỷ lệ nảy mầm cao (trên 50%).
+ Trên đất có độ mặn 0,5%: Tất cả các chủng đều có tỷ lệ nảy mầm từ 50% trở lên. Tỷ lệ nảy mầm cao nhất là 90% ở 2 chủng AMQ3 và AM3, tiếp đến là 80% ở 3 chủng AMQ1, AM1, AM2 và thấp nhất là 50% ở 2 chủng A3 và A6.
+ Trên đất có độ mặn 1%: Tất cả các chủng đều có tỷ lệ nảy mầm từ 50% trở lên. Tỷ lệ nảy mầm cao nhất là 90% vẫn ở 2 chủng AMQ3 và AM3, tiếp đến là 80% ở 3 chủng AMQ1, AM1, AM2
+ Trên đất có độ mặn 1,5%: Tất cả các chủng đều có tỷ lệ nảy mầm từ 50% trở lên. Tỷ lệ nảy mầm cao nhất giảm xuống là 80% ở 2 chủng AMQ3 và AM3, tiếp đến là 70% ở 3 chủng AMQ1, AM1, AM2. Do độ mặn tăng từ 1% lên 1,5% nên một số chủng bị ảnh hưởng, tỷ lệ nảy mầm 50% ngoài 2 chủng A3, A6, A1 có thêm chủng A4.
+ Trên dịch chiết đất có độ mặn 2%: Tất cả các chủng đều có tỷ lệ nảy mầm từ 40% trở lên. Tỷ lệ nảy mầm cao nhất giảm xuống là 70% vẫn ở 2 chủng AMQ3 và AM3, tiếp đến là 60% ở 3 chủng AMQ1, AM1, AM2.
* Ảnh hưởng xử lý nấm rễ đến sinh trưởng và phát triển của cây chủ
Để tuyển chọn được cây chủ để nhân giống nấm rễ cộng sinh có đặc tắnh sinh học cao sản xuất chế phẩm sinh học để cải tạo đất bị nhiễm mặn thì cần tuyển chọn được các chủng nấm rễ cộng sinh có ức sống mạnh và khả năng cộng sinh cao. Do vậy, khả năng cộng sinh của nấm rễ AM với thực vật là một chỉ tiêu quan trọng cần nghiên cứu. Những chủng AMkhi xử lý cho cây mà tăng cường được sự sinh trưởng và phát triển của cây chủ đồng thời có khả năng xâm nhập vào rễ cây chủ và sản sinh ra nhiều bào tử mới thì có sức sống cao (Nguyễn Thị Minh và cs., 2014).
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của xử lý nấm rễ đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây chủ sau 30 ngày thắ nghiệm
Chỉ tiêu Công thức Chiều cao cây Chiều dài rễ Trọng lượng thân Trọng lượng rễ cm g/cây 1. Đối chứng 15,45 3,44 1,00 0,07
2. Nhiễm AM1 (Gigaspora sp3) 15,59 4,58 1,10 0,10 3. Nhiễm AMQ1 (Scutellospora sp2) 17,25 5,19 1,21 0,19 4. Nhiễm AM2 (Gigaspora sp4) 18,31 5,96 1,32 0,24 5. Nhiễm AM3 (Dentiscutata nigra) 20,00 6,05 1,42 0,26 6. Nhiễm AMQ3(Acaulospora sp2) 20,34 6,23 1,52 0,29
LSD5% 0,13 0,23 0,05 0,02
CV% 0,4 2,4 2,1 8,3
Số liệu ở bảng 4.2 chỉ rõ sự phát triển của cây chủ (cây đậu đỗ) tương đối khác nhau giữa các công thức thắ nghiệm. Sự sinh trưởng của cây chủ ở các công
thức xử lý nấm rễ đều đạt cao hơn ở công thức đối chứng (không nhiễm nấm rễ) với tất cả các chỉ tiêu theo dõi. Sự sai khác này đều vượt qua sai số có ý nghĩa LSD5%ở tất cả các chỉ tiêu theo dõi.
- Chiều cao cây ở các công thức xử lý nấm rễ cao hơn đối chứng từ 0,16 Ờ 4,87cm tương đương 1,03 Ờ 31,48%
- Chiều dài rễ ở các công thức xử lý nấm rễ cũng tăng từ 1,16 Ờ 2,77cm tương đương 33,53 Ờ 80,06%
- Sinh khối ở các công thức xử lý nấm rễ cũng đều cao hơn so với đối chứng, trọng lượng thân tăng 0,09 - 0,5g/cây tương ứng tăng 8,83 Ờ 49,02% và trọng lượng rễ tăng 0,02 Ờ 0,2g/cây tương ứng 22,2 Ờ222%.
Kết quả trên cũng tương đồng với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim Liên và cs. (2012) trên cây cam. Công thức có sử dụng Arbuscular Mycorrhyza Fungi (AMF) cao hơn so với công thức đối chứng. Điều đó chứng tỏ vai trò của AMF đối với cây cam con có thể đã làm tăng sinh khối rễ cho cây cam. Do đó cây xử lý AM có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt so với cây đối chứng mặc dù chỉ được trồng trên môi trường nghèo dinh dưỡng.
Kết quả này cũng tương đồng với kết quả được báo cáo bởi Kungu và cs. (2008) trong đó sự tăng sinh khối rễ lên 39,7% và chiều dài rễ lên 100% khi cây sống trong điều kiện khô hạn và nghèo dinh dưỡng được bổ sung AMF.
Như vậy, sau khi xử lý nấm rễ cho cây góp phần làm tăng cường sự sinh trưởng và phát triển của cây. Các giống AM khác nhau ở các công thức gây ra sự