Hình 5. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của phân vi sinh đến cây cải bắp, cà chua và cải củ. (A) Khảo nghiệm đồng ruộng của cây bắp cải, (B) Khảo nghiệm đồng ruộng của cây cà chua, (C) Khảo nghiệm đồng ruộng của cây cải củ.
Nghiên cứu về ảnh hưởng của phân vi sinh đến sự sinh trưởng và phát triển của cây cải bắp, cà chua và cải củ (Hình 5) cho thấy cây rau được chăm sóc bằng phân bón khảo nghiệm có khả năng chống chịu tốt hơn với điều kiện thời tiết, sinh trưởng và phát triển tốt cũng như ít bị sâu bệnh hơn công thức đối chứng. Ảnh hưởng của phân bón đến cấu thành năng suất được xác định đối với ba nhóm cây lấy lá (cải bắp), lấy quả (cà chua), lấy củ (cải củ) được trình bày trên các Bảng 16, 17 và 18.
Bảng 16. Ảnh hưởng của phân vi sinh dạng hạt đến đặc điểm nông học của cà
chua
Công thức Tỉ lệ đậu quả (%) Số quả/cây KLTB quả (g)
ĐC 54,70 23,13 96,85 TN1 54,29 24,40 98,47 TN2 58,66 25,40 95,20 LSD0.05 2,8 13,2 2,8 CV 3,56 7,26 6,22 A B C
Cà chua là đại diện cho nhóm cây thu quả, nên nghiên cứu tập trung khảo sát các đặc điểm như tỉ lệ đậu quả, sổ quả trên một cây và khối lượng trung bình (KLTB) của quả. Kết quả cho thấy, cà chua tại TN1 và TN2 tỉ lệ đậu quả và số quả trên cây đều cao hơn so với mẫu đối chứng chỉ sử dụng NPK. Tuy nhiên, tại TN2 khi chỉ sử dụng công thức 80% nền NPK + 20kg phân bón vi sinh thì cho quả tuy có tỉ lệ đậu quả cao, nhưng khối lượng trung bình của quả thì thấp hơn so với cây cà chua trồng theo công thức TN1 (nền NPK + 20Kg phân bón) và cây cà chua trồng trên lô đối chứng sử dụng nền NPK. Mặc dù phân bón vi sinh có chứa
B.megaterium có tác dụng kích thích sinh trưởng thực vật nhưng chỉ góp phần gia tăng tỉ lệ đậu quả và số lượng quả, tuy nhiên để gia tăng chất lượng quả, thì các yếu tố đa lượng NPK là không thể thiếu.
Sự gia tăng một số đặc tính nông học của cây cà chua khi sử dụng phân bón vi sinh dạng hạt không chỉ nhờ khả năng tổng hợp các chất kích thích sinh trưởng thực vật, mà còn bởi khả năng kháng các bệnh thường gặp ở cây cà chua của vi
khuẩn B.megaterium có trong hạt phân bón. Theo nghiên cứu của Abdel-monaim và
cộng sự năm 2014, các nhóm vi sinh vật vùng rễ, trong đó có B.megaterium góp phần khống chế bệnh ở cây cà chua gây ra bởi nấm Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici. Không chỉ vậy B.megaterium còn kích thích sinh trưởng ở cây, gia tăng số lượng (số lượng quả trên cây) và chất lượng quả cà chua (màu sắc quả, đường kính quả, độ cứng quả, khối lượng quả, tổng chất rắn hòa tan trong quả) được khảo
sát trong hai vụ 2010-2011 và 2011-2012 [4]. B.megaterium cùng một số VSV khác
thuộc nhóm Bacillus cũng được chứng minh khả năng khống chế một số bệnh thông
thường trên cây cà chua như: bệnh mốc trắng rễ gây bởi Sclerotinia sclerotiorum
[47], bệnh tuyến trùng nút bông gây ra bởi giun tròn kí sinh thực vật Meloidogyne
incognita [28], bệnh héo cây gây ra bởi vi khuẩn Ralstonia solanacearum và một vài bệnh khác [45]. Do vậy, sự cải thiện năng suất của cà chua khi sử dụng phân bón
vi sinh dạng hạt chứa B.megaterium trong thí nghiệm của chúng tôi là hoàn toàn có
Bảng 17. Ảnh hưởng của phân vi sinh dạng hạt đến đặc điểm nông học của cải bắp Công thức Tỉ lệ cuộn (%) Khối lƣợng bắp (kg) Năng suất (tấn/ha) Mức độ gia tăng (%) ĐC 95,8 1,53 43,55 - TN1 97,0 1,74 49,24 13,07 TN2 96,3 1,72 49,05 12,63 LSD0.05 3,71 CV 4,1
Ảnh hưởng của phân bón lên sự phát triển của mẫu bắp cải được mô tả như bảng 18. Kết quả chỉ ra rằng, năng suất bắp cải tăng lên khi bón kết hợp phân bón vi sinh dạnh hạt và NPK thay vì bón chỉ riêng NPK (Mẫu ĐC). Việc sử dụng phân bón vi sinh không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn cung cấp các phyto-hormone giúp kích thích sinh trưởng thực vật, nhờ vậy mà năng suất cải bắp tăng lên 13,07% so với mẫu đối chứng (ĐC). Với trường hợp giảm 20% lượng NPK nền, thì năng suất của cải bắp vẫn tăng 12,36% so với mẫu đối chứng.
Theo nghiên cứu của Abou và cộng sự năm 2018 trên cây bắp cải vụ 2013-
2014 và 2014-2015, việc sử dụng phân bón vi sinh bổ sung Bacillus silicates vừa
cải thiện năng suất cây bắp cải, vừa giảm lượng kali cần cung cấp cho cây mà vẫn giữ được năng suất tốt [5]. Không chỉ vậy, nhiều loài thuộc chi Bacillus đã được chứng minh về khả năng hỗ trợ kháng bệnh ở cây bắp cải như bệnh đen rễ gây ra bởi Xanthomonas campestris pv. Campestris (Xcc) [42]. Khả năng kích thích sinh
trưởng và cải thiện hàm lượng dinh dưỡng ở cây bắp cải của B.megaterium cũng
được thể hiện rõ trong nghiên cứu của Turan và cộng sự năm 2014 [57]. Kết quả
cho thấy việc ngâm hạt cải bắp với B.megaterium strain TV-91C và lắc ở 80 rpm, 2
giờ, 28°C trước khi gieo gia tăng đáng kể độ tươi, khối lượng khô của thân và khối lượng rễ với tỉ lệ tăng lần lượt là 32.9%; 22.6% và 16%. Sự gia tăng này cho kết quả tương tự như khảo sát của chúng tôi khi sử dụng phân bón dạng hạt bổ sung
Bảng 18. Ảnh hưởng của phân vi sinh dạng hạt đến đặc điểm của cải củ Công thức Dài củ (cm) Đƣờng kính củ (cm) Khối lƣợng trung bình củ (g) ĐC 16,53 52,92 262,33 TN1 16,60 54,96 287,80 TN2 17,25 53,07 269,20 LSD0.05 7,03 CV 11,8
Cải củ là đại diện của nhóm cây lấy củ, thì hiệu quả tác động của phân bón vi sinh được tập trung khảo sát các đặc điểm như chiều dài củ, đường kính củ và khối lượng trung bình củ. Từ kết quả Bảng 17 cho thấy phân bón vi sinh giúp cải thiện các đặc điểm nông học của củ so với chỉ sử 100% NPK.
Tóm lại, qua khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của phân bón vi sinh dạng hạt đến sự phát triển một số loại rau đại diện cho dòng rau cho lá, cho quả và cho củ, thì việc bổ sung phân bón vi sinh dạng hạt đã làm cải thiện nhiều đặc tính nông học quan trọng, có giá trị kinh tế của cây so với lô đối chứng (sử dụng 100% NPK và không sử dụng phân VSV). Đặc biệt, ở cây bắp cải, năng suất đã tăng 13,07% so với lô chỉ sử dụng nền NPK. Đáng chú ý là việc bón phân vi sinh cho bắp cải có thể giảm lượng phân bón vô cơ mà vẫn đạt năng suất cao hơn tới 12.63% so với lô đối chứng.
CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Đã khảo sát và xác định được một số thông số phù hợp cho lên men B. megaterium VACC 118 quy mô pilot như sau: môi trường lên men phù hợp là nước chiết đậu pH = 7,0, tỷ lệ cấp giống cấp 1 là 3%, nhiệt độ môi trường lên men (tº = 30°C), lượng khí cấp 0,75 lít không khí/lít môi trường/phút, tốc độ cánh khuấy 300 vòng/phút, thời gian lên men 48 giờ.
Đã nghiên cứu các chỉ tiêu chất lượng của phân bón vi sinh như sau: pH =
5,7; độ ẩm 9,4%; mật độ VSV hữu ích trong phân bón đạt 4,341010 CFU/g, không
tạp nhiễm E. coli, Salmonella. Hầu hết các VSV trong hạt đã được giải phóng vào
dung dịch trong 7 ngày với mật độ VSV đạt 4.2×108 CFU/ml dịch ngâm. Kết quả
cũng chứng minh mật độ B. megaterium trong hạt phân bón thay đổi không đáng kể
sau 6 tháng bảo quản ở điều kiện phòng thí nghiệm từ 4,341010 CFU/g xuống còn
2,311010 CFU/g.
Đã đánh giá được sơ bộ hiệu quả của phân bón vi sinh trên cây rau. Sự kết hợp sử dụng phân bón vi sinh dạng hạt và phân NPK giúp cải thiện đáng kể năng suất và các đặc điểm nông học của các nhóm cây rau như cây lấy quả (cà chua), cây lấy củ (củ cải), cây lấy lá (bắp cải). Bằng cách sử dụng phân bón vi sinh dạng hạt kết hợp 80% lượng phân vô cơ NPK theo khuyến nghị thì năng suất cây bắp cải tăng 12.63% so với mẫu đối chứng sử dụng 100% NPK.
KIẾN NGHỊ
Tiếp tục thực hiện các khảo sát sâu hơn về hiệu quả cải thiện năng suất của phân bón vi sinh dạng hạt lên cây cà chua và cây cải củ.
Mở rộng thêm các thí nghiệm trên đồng ruộng ở nhiều khu vực sinh thái khác để làm rõ hiệu quả của phân bón vi sinh dạng hạt lên cây trồng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. Trần Xuân An, Nguyễn Văn Bính, Nguyễn Thị Hằng, Lê Thị Hiền, Trần
Minh Quỳnh (2017), Characterization of cassava starch modified by gamma
irradiation, The No.12 The Vietnam conference on Nuclear Science and Technology, Nha Trang, pp. 208.
2. Nguyễn Thu Hà (2016), Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật cho cây
lạc trên đất cát biển tỉnh Nghệ An và Bình Định, Hội thảo quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt nam, pp. 1124- 1131.
3. TCVN 10784-2015, Bộ Khoa học và Công nghệ (2015), Vi sinh vật – Xác
định khả năng sinh tổng hợp axit 3-indol-acetic (IAA), TCTC-ĐL-CL, Bộ KH&CN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG ANH
4. Abdel-monaim, A.F., B.A. Abdel-gaid, and A.E.-m.A. El-morsy (2012),
"Efficacy of rhizobacteria and humic acid for controlling Fusarium wilt disease and improvement of plant growth, quantitative and qualitative parameters in tomato", International Journal Of Phytopathology, 1(1), pp. 39-48.
5. Abou El Magd M.M., Z.M.F., Abo Sedera S.A. (2018), "Bio-fertilization and
foliar application of Milagro bio-stimulant in growth, head yield and quality as well as mineral K requirements of Chinese cabbage", Middle East Journal of Agriculture Research, 7(4), pp. 1310-1322.
6. Bary, A. (1884), Vergleichende morphologie und biologie der pilze,
mycetozoen und bacterien.
7. Bashan, Y., J.-P. Hernandez, L.A. Leyva, and M. Bacilio (2002), "Alginate microbeads as inoculant carriers for plant growth-promoting bacteria",
8. Beneduzi, A., D. Peres, P.B. da Costa, M.H.B. Zanettini, and L.M.P. Passaglia (2008), "Genetic and phenotypic diversity of plant-growth- promoting bacilli isolated from wheat fields in southern Brazil", Research in Microbiology, 159(4), pp. 244-250.
9. Benizri, E., E. Baudoin, and A. Guckert (2001), "Root colonization by inoculated plant growth-promoting rhizobacteria", Biocontrol science and technology, 11(5), pp. 557-574.
10. Bhattacharjee, R. and U. Dey (2014), "Biofertilizer, a way towards organic agriculture: A review", African Journal of Microbiology Research, 8(24), pp. 2332-2343.
11. Bhattacharyya, P.N. and D.K. Jha (2012), "Plant growth-promoting
rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture", World Journal of
Microbiology and Biotechnology, 28(4), pp. 1327-1350.
12. Bhatty, R. (1974), "Chemical composition of some faba bean cultivars",
Canadian Journal of Plant Science, 54(2), pp. 413-421.
13. Binkley, W.W. and M. Wolform(1953), Composition of Came Juce and
Cane Final Molasses,Advances in carbohydrate chemistry. pp. 291-314.
14. Bloemberg, G.V., A.H. Wijfjes, G.E. Lamers, N. Stuurman, and B.J.
Lugtenberg (2000), "Simultaneous imaging of Pseudomonas fluorescens WCS365 populations expressing three different autofluorescent proteins in the rhizosphere: new perspectives for studying microbial communities",
Molecular Plant-Microbe Interactions, 13(11), pp. 1170-1176.
15. Board, N. (2004), The complete technology book on bio-fertilizer and
organic farming.
16. Chakraborty, U., B. Chakraborty, and M. Basnet (2006), "Plant growth promotion and induction of resistance in Camellia sinensis by Bacillus megaterium", Journal of basic microbiology, 46(3), pp. 186-195.
17. Chang, C.-H. and S.-S. Yang (2009), "Thermo-tolerant phosphate- solubilizing microbes for multi-functional biofertilizer preparation",
Bioresource Technology, 100(4), pp. 1648-1658.
18. Choudhury, A. and I. Kennedy (2004), "Prospects and potentials for systems
of biological nitrogen fixation in sustainable rice production", Biology and Fertility of Soils, 39(4), pp. 219-227.
19. Chung, H.-J. and Q. Liu (2010), "Molecular structure and physicochemical properties of potato and bean starches as affected by gamma-irradiation",
International Journal of Biological Macromolecules, 47(2), pp. 214-222.
20. Clarke, N.A. (1952), "Studies on the host-virus relationship in a lysogenic strain of Bacillus megaterium II: The Growth of Bacillus megaterium in Synthetic Medium 1", Journal of bacteriology, 63(2), pp. 187.
21. De Freitas, J., M. Banerjee, and J. Germida (1997), "Phosphate-solubilizing
rhizobacteria enhance the growth and yield but not phosphorus uptake of canola (Brassica napus L.)", Biology and Fertility of Soils, 24(4), pp. 358- 364.
22. Deshwal, V., P. Pandey, S. Kang, and D. Maheshwari (2003), "Rhizobia as a
biological control agent against soil borne plant pathogenic fungi". 23. Doi, R.H. (1992), Biology of Bacilli: applications to industry.
24. Dommergues, Y., H.G. Diem, and C. Divies (1979), "Polyacrylamide-
entrapped Rhizobium as an inoculant for legumes", Appl. Environ.
Microbiol., 37(4), pp. 779-781.
25. Evelyne, R., A. LANOIS, M.J. Warren, A. Rambach, and C. THERMES
(1998), "Cobalamin (vitamin B12) biosynthesis: identification and
characterization of a Bacillus megaterium cobI operon", Biochemical
26. Fages, J. (1990), "An optimized process for manufacturing anAzospirillum inoculant for crops", Applied microbiology and biotechnology, 32(4), pp. 473-478.
27. Haque A., B.S.K., Ali M., Robbani M. (2015), "Yield and yield attributes of cabbage (Brassica oleracea var. capatala L.) as influenced by soil organic amendments", Basic Research Jourrnal of Agricultural Review, 4(12), pp. 339-344.
28. Huang, Y., C. Xu, L. Ma, K. Zhang, C. Duan, and M. Mo (2010),
"Characterisation of volatiles produced from Bacillus megaterium YFM3. 25 and their nematicidal activity against Meloidogyne incognita", European Journal of Plant Pathology, 126(3), pp. 417-422.
29. Ivanova, E., E. Teunou, and D. Poncelet. Alginate based macrocapsules as inoculants carriers for production of nitrogen biofertilizers. in Proceedings of the Balkan Conference of Biology. 2005.
30. Jha, P.N., G. Gupta, P. Jha, and R. Mehrotra (2013), "Association of rhizospheric/endophytic bacteria with plants: a potential gateway to sustainable agriculture", Greener Journal of Agricultural Sciences, 3(2), pp. 73-84.
31. Ju, I., B. Wj, S. Md, O. Ia, and E. Oj (2018), "A review: Biofertilizer-A key player in enhancing soil fertility and crop productivity", Journal of Microbiology and Biotechnology Reports, 2(2), pp. 22-28.
32. Kim, I., Y. Baek, and Y. Yoon (1996), "Effects of dehydration media and immobilization in calcium-alginate on the survival of lactobacillus casei and Bifidobacterium bifidum".
33. Kloepper, J. (1992), "Plant growth-promoting rhizobacteria as biological control agents", Soil microbial ecology: applications in agricultural and environmental management., pp. 255-274.
34. Kloepper, J.W. Plant growth-promoting rhizobacteria on radishes. in Proc. of the 4th Internet. Conf. on Plant Pathogenic Bacter, Station de Pathologie Vegetale et Phytobacteriologie, INRA, Angers, France, 1978. 1978.
35. Lai, S.-P., K. Finney, and M. Milner (1959), "Treatment of wheat with ionizing radiations. 4. Oxidative, physical, and biochemical changes", Cereal Chemistry, 36, pp. 401-411.
36. Leloup, V., P. Colonna, and A. Buleon (1991), "Influence of amylose- amylopectin ratio on gel properties", Journal of Cereal Science, 13(1), pp. 1- 13.
37. Lim, S.T., J.L. Jane, S. Rajagopalan, and P.A. Seib (1992), "Effect of starch granule size on physical properties of starch‐filled polyethylene film",
Biotechnology Progress, 8(1), pp. 51-57.
38. Lugtenberg, B.J., L. Dekkers, and G.V. Bloemberg (2001), "Molecular
determinants of rhizosphere colonization by Pseudomonas", Annual review of phytopathology, 39(1), pp. 461-490.
39. Madigan, M.T., D.P. Clark, D. Stahl, and J.M. Martinko (2010), Brock
biology of microorganisms 13th edition.
40. Mahimaraja, S., P. Dooraisamy, A. Lakshmanan, G. Rajannah, C.
Udayasoorian, and S. Natarajan (2008), "Composting technology and organic waste utilization", Journal of Science, 1(3), pp. 332-560.
41. Mancinelli, R.L. and C.P. McKAY (1983), "Effects of nitric oxide and nitrogen dioxide on bacterial growth", Appl. Environ. Microbiol., 46(1), pp. 198-202.
42. Massomo, S., C.N. Mortensen, R. Mabagala, M.A. Newman, and J.
Hockenhull (2004), "Biological control of black rot (Xanthomonas campestris pv. campestris) of cabbage in Tanzania with Bacillus strains",
43. Mishra, B. and S. Dadhick, Methodology of nitrogen bio-fertilizer production unpublished B. Sc. 2010, Thesis, Department of Molecular and Biotechnology, RCA Udaipur.
44. Mohammadi, K. and Y. Sohrabi (2012), "Bacterial biofertilizers for
sustainable crop production: a review", J Agric Biol Sci, 7, pp. 307-316.
45. Nguyen, M. and S. Ranamukhaarachchi (2010), "Soil-borne antagonists for biological control of bacterial wilt disease caused by Ralstonia solanacearum in tomato and pepper", Journal of Plant Pathology, pp. 395-405.
46. Nussinovitch, A. (2010), Polymer macro-and micro-gel beads: fundamentals
and applications.
47. Ouhaibi-Ben Abdeljalil, N., J. Vallance, J. Gerbore, P. Rey, and M. Daami-
Remadi (2016), "Bio-suppression of Sclerotinia stem rot of tomato and biostimulation of plant growth using tomato-associated rhizobacteria", J Plant Pathol Microbiol, 7(331), pp. 2.
48. Parmar, P. and S. Sindhu (2013), "Potassium solubilization by rhizosphere bacteria: influence of nutritional and environmental conditions", J Microbiol Res, 3(1), pp. 25-31.
49. Priest, F.G.(1993), Systematics and ecology of Bacillus,Bacillus subtilis and