Mẫu đất Hàm lượng nhôm linh động (mg/kg đất)
MĐ1 25,785
MĐ1 đối chứng sau 7 ngày 25,299 MĐ1 được bổ sung nấm mốc Penicillium
janthinellum F17 19,548
MĐ1 được bổ sung hỗn hợp VSV 13,689
Qua kết quả trên, tôi nhận thấy MĐ1 trước và sau thời gian 7 ngày thì hàm lượng nhôm linh động biến động không nhiều (chênh lệch 0,486 mg/kg). Khi bổ sung hỗn hợp của các chủng VSV được nghiên cứu vào trong các mẫu đất ở cùng một điều kiện ni cấy thì hàm lượng nhơm linh động của các mẫu đất nghiên cứu có sự biến động mạnh so với trong mẫu đối chứng. Hàm lượng nhôm linh động cao nhất tại mẫu đất MĐ1 ban đầu (25,785 mg/kg đất) và giảm dần tại các mẫu đất được cấy nấm mốc F17; thấp nhất tại mẫu được bổ sung hỗn hợp VSV (13,689 mg/kg đất).
Đồng thời, tôi nhận thấy trong mẫu đất MĐ1 được bổ sung nấm mốc F17 có nhơm linh động chênh lệch khơng nhiều với mẫu đất được bổ sung hỗn hợp VSV. Điều này có thể thấy các chủng VSV làm giảm hàm lượng nhôm linh động trong đất trồng chè tương đối tốt (giảm 46,91% so với mẫu ban đầu ; đặc biệt chủng nấm mốc
Penicillium janthinellum F17 có khả năng làm giảm hàm lượng nhôm linh động
trong đất trồng chè tương đối mạnh (giảm 24,19% so với mẫu ban đầu).
Có thể thấy các chủng VSV nghiên cứu có khả năng giảm hàm lượng nhơm linh động trong đất. Điều này đánh giá được khả năng ứng dụng hỗn hợp VSV trong các mẫu đất trồng chè thực nghiệm tại vùng Tân Cương, Thái Nguyên.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu đạt được, đề tài rút ra một số kết luận ban đầu như sau: 1. Đất trồng chè vùng Tân Cương, Thái Nguyên có t nh axit cao với giá trị pH dao động trong khoảng 3,46 – 4,29, độ ẩm 27,7 – 28,0% và hàm lượng nhôm tổng số 38,6 – 97,4 mg/kg đất.
2. Từ các mẫu đất nghiên cứu đã phân lập được 12 chủng vi khuẩn, 17 chủng nấm mốc có khả năng sinh trường và phát triển trên môi trường phù hợp với các chủng VSV có tính axit (pH 3,0) và bổ sung 100 mg/l Al3+.
3. Trong số các chủng VSV được phân lập, đã tuyển chọn được 02 chủng vi khuẩn (B2 và B4), 03 chủng nấm mốc (F8; F13 và F17) thể hiện khả năng kháng nhơm cao nhất, có thể sinh trưởng và phát triển tốt trên môi trường thạch đĩa có bổ sung 700 mg/l Al3+.
4. Dựa vào đặc điểm hình thái khuẩn lạc và di truyền của hai chủng vi khuẩn B2 và B4 phân lập được, kết luận chúng thuộc loài Bacillus subtilis B2 và
Burkholderia cenocepacia B4 và ba chủng nấm mốc đã tuyển chọn được
kết luận là thuộc loài Eupenicillium javanicum, Penicillium variabile và
Penicillium janthinellum; được định danh là Eupenicillium javanicum F8;
Penicillium variabile F13 và Penicillium janthinellum F17.
5. Khả năng chịu axit của các chủng được tuyển chọn là rất cao. Trong điều kiện mơi trường có tính axit mạnh, các chủng đều phát triển tốt. Các chủng nấm mốc (F8, F13, F17) và vi khuẩn B2 có thể phát triển trong môi trường pH<3,0 còn chủng vi khuẩn B4 lại phát triển mạnh trong điều kiện môi trường pH>3,0.
6. Các chủng nghiên cứu đều có khả năng sinh trưởng và phát triển trong môi trường chứa nồng độ nhôm cao (2000 mg/l). Khả năng hấp thụ nhôm của các chủng nghiên cứu đều rất cao (hiệu suất hấp thụ nhôm từ 77,68 đến 99,85%). Đặc biệt chủng vi khuẩn Burkholderia cenocepacia B4 có khả năng hấp thu
nhơm cực mạnh, chúng có thể loại bỏ nhơm ra khỏi dung dịch lên đến hơn 99%. Nhìn chung các chủng nghiên cứu có hiệu quả xử lý nhôm tương đối tốt.
7. Hàm lượng nhôm linh động giảm đáng kể trong mẫu đất được bổ sung hỗn hợp các chủng VSV nghiên cứu với tỉ lệ (1:1:1:1:1) (giảm 46,91% so với mẫu ban đầu) và mẫu được bổ sung chủng nấm mốc Penicillium janthinellum F17 (giảm 24,19% so với mẫu ban đầu). Điều này cho thấy khả
năng ứng dụng các chủng này trong đất trồng chè nhằm giảm hàm lượng nhôm linh động tương đối cao.
2. KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu sâu về cơ chế chịu axit và hấp thụ nhôm của các chủng VSV nghiên cứu được. Đồng thời, nghiên cứu thêm một số chủng VSV khác như xạ khuẩn, nấm men cũng có khả năng chịu axit, kháng và hấp thụ nhôm tại khu vực nghiên cứu và một số khu vực trồng chè khác để bổ sung vào bộ cơ sở dự liệu.
Ứng dụng các chủng VSV đã nghiên cứu vào trong canh tác để cải tạo đất, đảm bảo sự an toàn, chất lượng của động và thực vật sống trong khu vực có nồng độ nhơm cao nhằm tăng sức sản xuất cho đất bền vững.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:
1. Nguyễn Xuân Cự, Trần Thị Tuyết Thu 2014 , “Một số tính chất đất và hàm lượng nguyên tố khoáng trong búp chè với các mức độ thâm canh khác nhau ở Tân Cương, Thái Nguyên”, Tạp chí Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội, 30 (4S), tr. 28 – 35.
2. Đặng Văn Minh 2003 , “Nghiên cứu một số ảnh hưởng của đất trồng chè lâu năm tới một số tính chất lý hóa học đất”, Tạp chí khoa học đất (19), tr. 48 – 52. 3. Đặng Văn Minh 2005 , “T nh chất lý học của đất trồng chè lâu năm”, Tạp chí
khoa học đất (23), tr. 11 – 14.
4. Phan Ch Nghĩa, Nguyễn Văn Toàn 2015 , Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của
độ ẩm đất và tưới nước đến sản xuất chè vụ đông xuân tại Phú Thọ, Khoa Nông
– Lâm – Ngư, Trường Đại học Hùng Vương.
5. Trịnh Xuân Ngọ (2009), Cây chè và kỹ thuật chế biến, tr 40 – 62.
6. Lê Xuân Phương 2017 , Sự phân bố của vi sinh vật trong môi trường tự nhiên, VOER.
7. Trần Thị Tuyết Thu, Nguyễn Viết Hiệp, Nguyễn Minh Hưng, Nguyễn Văn Tuyến (2011), “Nghiên cứu mối quan hệ của một số chỉ tiêu sinh hóa, lý hóa trong đánh giá chất lượng đất trồng chè Tân Cương, Thái Nguyên”, Tạp chí Khoa học
tự nhiên và Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội (5S), tr. 234 – 240.
8. Trần Thị Tuyết Thu, Nguyễn Xuân Cự, Nguyễn Phương Hồng (2012), “Ảnh hưởng của mức độ thâm canh khác nhau đến một số tính chất đất và năng suất chè ở Tân Cương, Thái Ngun”, Tạp chí Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thôn (22), tr. 56 -61.
9. Võ Văn Minh Tuấn (2017), Nghiên cứu đầu tiên cho thấy mối liên hệ trực tiếp
Tiếng Anh:
10. Appanna VD (1989), “Exopolysaccharide synthesis in Rhizobium trifolii in the presence of manganese and aluminium”, Microbios Lett., 40, pp. 31-36.
11. Brunker RL and Bott TL (1974), “Reduction of mercury to the element state by a yeast”, Appl. Microbiol., 27, pp. 870 – 873.
12. Carmelo Y, Santos II, and Sa-Correia I (1997), “Effect of extracellular acidification on the activity of plasma membrane ATPase and on the cytosolic and vacuolar pH of
Saccharomyces cerevisiae”, Biochim. Biophys. Acta, 1325, pp. 63-70.
13. Fung KF and Wong MH (2004), “Application of different forms of calcium to tea soil to prevent aluminum accumulation”, J. Sci. Food Agric., 84, pp. 1469 – 1477.
14. Eleanora IR (2000), “Bacteria and Archaea in acidic environments and a key to morphological identification”, Hydrobiologia, 433, pp. 61- 89.
15. Gadd GM (1992), “Metals and microorganisms: a problem of definition”, FEMS
Microbiol. Lett., 100, pp. 197 – 204.
16. Gadd GM and Griffiths AJ (1978), “Microorganisms and Heavy metal Toxicity”, Microb. Ecol., 4, pp. 303 – 317.
17. Ganrot PO (1986), “Metabolism and possible health effects of aluminum”,
Environ. Health Perspect, 85, pp. 363 – 441.
18. Genhe He, Xiaodong Wang, Genhong Liao, Shoucheng Huang, Jichun Wu 2016 , “Isolation, Identification and Characterization of Two Aluminum – Tolerant Fungi from Axitic Red Soil”, Indian J Microbiol, 56(3), pp. 344 – 352. 19. Hayatsu Masahito and Kosuge Nobuo (1993), “Autotrophic nitrification in axit
tea soils”, Soil Sci. Plant Nutr., 39, pp. 209 – 217.
20. Hue NV, Croddock GR, and Adams F (1986), “Effect of organic acids on Al toxicity in subsoils”, Soil Sci. Soc. Am. J., 50, pp. 28-34.
21. H Wang, R.K. Xu, N. Wang, X.H. Li (2010), “Soil acidification of Alfisols as influenced by tea cultivation in eastern China”, Pedosphere 20(6), pp. 799- 806. 22. Jian FM, Peter RR, and Emmanuel D (2001), “Aluminum tolerance in plants and the
23. Joho M, Inouhe M, Tohoyama H, and Murayama T (1995), “Nickel resistance in yeast and other fungi”, J. Ind. Microbiol., 14, pp. 164-168.
24. Kanazawa S and Kunito T (1996), “Preparation of pH 3.0 agar plate, enumeration of axit-tolerant and Al-resistant microorganisms in axit soils”, Soil
Sci. Plant Nutr., 42, pp. 165 – 173.
25. Kanazawa S, Ngo Thi Tuong Chau, and Miyaki S (2005), “Identification and Characterization of yeasts with tolerance to high axitity and resistance to Aluminum isolated from tea soils”, Soil Sci. Plant Nutr., 51 (4), pp. 507 – 513. 26. Kikuchi T (1965), “Studies on the pathway of sulphide production in a copper-
adapted yeast”, Plant Cell Physiol., 6, pp. 195 – 210.
27. Kochian LV (1995), “Cellular mechanisms of aluminium toxicity and resistance in plants”, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 46, pp. 237-260.
28. Komura I and Izaki K (1971), “Mechanism of mercuric chloride resistance in microorganisms. I. Vaporization of a mercury compound from mercuric chloride by multiple drug resistant strains of Escherichia coli”, J. Biochem., 70, pp. 885 – 893.
29. Konishi S, Souta I, Takahashi J, Ohmoto M, and Kaneko S (1994), “Isolation and characteristics of axit and aluminum-tolerant bacterium”, Biosci. Biotech. Biochem., 58, pp. 1960 – 1963.
30. Lansing MP, John PH, and Donald AK (2001), “Microbiology”, 5th ed., International Edition ISBN 0-07-112259-1, pp.123-125
31. Macdonald T and Martin RB (1988), “Aluminum ion in biological system”. Trends Biochem. Sci., 13, pp. 15-19
32. Mahboobeh Ghoochani, Sakine Shekoohiyan, Masoud Yunesian, Shahrokh Nazmara and Amir Hossein Mahvi 2015 , “Determination of aluminum and zinc in infusion tea cultivated in north of Iran”, Journal of Environmental Health
Science & Engineering, 13 (49).
33. Matsumoto, H., Hiraseva, E., Morimura, S. & Takahashi, E. (1976), “Localization of aluminum in tea leaves”. Plant Cell Physiol. 17, pp. 627-631.
34. Mark RB, Sanjay K, and Frederick WO (2000), “Microbial Resistance to Metals in the Environment”, Ecotoxicol. Environ. Saf., 45, pp. 198 – 207.
35. Martin RB (1986), “The chemistry of aluminum as related to biology and medicine”, Clin Chem., 32, pp. 1797 – 1806.
36. May, H.M. & Nordstrom, D.K. 1991 , “Assessing the solubilities and reaction kinetics of aluminous minerals in soil”, in Soil Acidity (Urlich, B. & Sumner,
M.E., eds.), pp. 125-148, Springer-Verlag, Berlin.
37. Mehra RK and Winge DR (1991), “Metal ion resistance in fungi: molecular mechanisms and their related expression”, J. Cell. Biochem., 45, pp. 30 – 40. 38. Murata K, Fukuda Y, Shimosaka M, Wantanabe K, Saikusa T, and Kimura A
(1985), “Phenotypic character of the methylglycoxal resistance gene in
Saccharomyces cerevisae: expression in Escherichia coli and application to
breeding wild-type yeast strains”, Appl. Environ. Microbiol., 50, pp. 1200 – 1207.
39. Nayak P (2002), “Aluminium: Impacts and disease”, Environ. Res. Sect. A, 89, pp. 101 – 115.
40. Nguyen VAT, Senoo K, Mishima T, and Hisamatsu M (2001), “Multiple Tolerance of
Rhodotorula ghtirtis R-1 to Acid, Aluminum Ion and Manganese Ion, and Its Unusual
Ability of Neutralizing Acidic Medium”, J. Biosci. Bioeng., 92(4), pp. 366-371.
41. Ngo Thi Tuong Chau, Le Van Thien and Shinjiro Kanazawa (2014), “Identification and characterization of axitity-tolerant and aluminum – resistant bacterium isolate from tea soil”, African Journal of Biotechnology, 13(27), pp.
2715 – 2726.
42. Nies DH (1999), “Microbial heavy metal resistance”, Appl. Microbiol. Biotechnol., 57, pp. 730 – 750.
43. Nioh I, Osada M, Yamamura T, and Muramatsu K 1995: Acidophilic and Acidotolerant Actinomycetes in an Acid Tea Field Soil. J. Gen. Appl. Microbiol.,
44. Olivier J, Symington EA, Jonker CZ, Rampedi IT, Van Eeden TS (2012), “Comparison of the mineral composition of leaves and infusions of traditional and herbal teas”, Soil African Journal Science, 108, pp. 1 – 7.
45. Pina RG and Cervantes C (1996), “Microbial interactions with aluminum”,
Biometals, 9, pp. 311 – 316.
46. Qin F, Chen W 2007 , “Lead and copper levels in tea samples marketed in eijing, China”, Bull Environ Contam Toxicol, 79(3), pp. 247 – 50.
47. Robert LT (2000), Soil Microbiology. 2nd ed., John Wiley& Sons, Inc, pp. 149-150.
48. Ross IS (1975), “Some effects of heavy metals on fungal cells”, Trans. Br. Mycol. Soc., 64, pp. 175 – 193.
49. Sabine G and Eleanora IR (2000), Acidophilic and acid-tolerant fungi and yeasts.
Hydrobiologia, 433, pp. 91–109.
50. Scott JA and Palmer S J (1988), “Cadmium bio-sorption by bacterial exopolysaccharide”, Biotechnol. Lett., 10, pp. 21 – 24.
51. Silver S, Nucifors G, Chu L, and Misra TK (1989), “Bacterial resistance ATPases: Primary pumps for exporting toxic cations and anions”, Trends Biochem. Sci., 14, pp. 76 – 80.
52. Silver S and Phung LT (1996), “Bacterial heavy metal resistance: new surprises”, Annu. Rev. Microbiol., 50, pp. 753 – 789.
53. Swan TM and Watson K (1997 , “Membrane fatty acid composition and membrane fluidity as parameters of stress tolerance in yeast. Can. J. Microbiol., 43, pp. 70-77.
54. Teresa Mossor – Pietraszewska (2001), “Effect of aluminium on plant growth and metabolism”, Acta, Biochimica, Polonica, pp. 673 – 686.
55. Tobin J, White C, and Gadd GM 1994: Fungal accumulation of toxic metals and application to environmental technology. J. Indust. Microbiol., 13, pp. 126-130.
56. Tonomura K, Maeda K, and Futai F (1968), “Studies on the action of mercury- resistant microorganisms on mercurials. II. The vaporization of mercurials stimulated by mercury-resistant bacterium”, J. Ferment. Technol., 46, pp. 685 – 692.
57. Veglio' F and Beolchini F (1997), “Removal of metals by biosorption: a review”, Hydrometallurgy, 44, pp. 301 – 316.
58. Volesky B and May-Phillips HA (1995 , “Biosorption of heavy metals by
Saccharomyces cerevisiae”. Appl. Microbiol. Biotechnol., 42, pp. 797-806.
59. Vyas P, Rahi P, Chauhan A, Gulati A 2007 , “Phosphate solubilization potential and stress tolerance of Eupenicillium parvum from tea soil”, Mycol Res 111, pp. 931–938.
60. Wales DS and Sagar BF (1990), “Recovery of metal ions by microfungal filters”, J. Chem. Technol. Biotechnol., 49, pp. 345 – 355.
61. Weast RC (1984), CRC handbook of chemistry and physics, CRC, Boca Raton, Florida. 62. White C and Gadd GM (1995), “Determination of metals and metal fluxes in algae and
fungi”, Sci. Total Environ., 176, pp. 107-115.
63. White C, Sayer JA, and Gadd GM (1997), “Microbial solubilization and immobilization of toxic metals: key biogeochemical processes for treatment of contamination”, FEMS Microbiol. Rev., 20(3-4), pp. 503-516.
64. Zhang D, Duine J, Kawai F 2002 , “The extremely high Al resistance of
Penicillium janthineleum F-13 is not caused by internal or external sequestration
of Al”, Biometals (15), pp. 167–174.
65. Zenova GM, Zakalyukina YV, and Zvyagintsev DG (2000), “Acidotolerant Actinomycetes in Soils”, Pochvovedenie, 9, pp. 1114-1116.
Một số trang web tham khảo:
66. https://chebuptancuong.com/loai-dat-nao-phu-hop-voi-cay-che.html 67. Quang Thịnh (2008), Nhôm và sức khỏe con người.
<http://www.vusta.vn/vi/news/Thong-tin-Su-kien-Thanh-tuu-KH-CN/Nhom-va- suc-khoe-con-nguoi-27972.html>
Phụ lục 1: Tiêu chuẩn McFarland
Tiêu chuẩn McFarland đã được sử dụng để chuẩn hóa số lượng vi khuẩn gần đúng trong hệ thống chất lỏng bằng cách so sánh độ đục của hệ thống thử với tiêu chuẩn McFarland.
Tiêu chuẩn McFarland là một dung dịch hóa học của bari clorua và axit sulfuric; phản ứng giữa hai chất này tạo ra kết tủa bari sulfat. Khi quá trình lắc diễn ra tốt, độ đục của tiêu chuẩn McFarland có thể so sánh trực quan với mật độ của vi khuẩn như bảng dưới đây:
Tiêu chuẩn McFarland 1% BaCl2 (ml) 1% H2SO4 (ml) Mật độ vi khuẩn/ ml TM50 0,5 0,05 9,95 1,5 x 108 TM51 1,0 0,10 9,90 3,0 x 108 TM52 2,0 0,20 9,80 6,0 x 108 TM53 3,0 0,3 9,7 9,0 x 108 TM54 4,0 0,4 9,6 1,2 x 109 TM55 5,0 0,5 9,5 1,5 x 109 TM56 6,0 0,6 9,4 1,8 x 109 TM57 7,0 0,7 9,3 2,1 x 109 TM58 8,0 0,8 9,2 2,4 x 109 TM59 9,0 0,9 9,1 2,7 x 109
Trước khi sử dụng, tiêu chuẩn McFarland nên được lắc tốt và chia thành từng phần trong các ống nghiệm giống hệt nhau được sử dụng để chuẩn bị dung dịch. Sau khi lấymẫu các ống nên được niêm phong chặt chẽ để tránh sự bốc hơi. Trước mỗi lần sử dụng, lắc đều để đảm bảo rằng bari sulfat được phân bố đều trong suốt dung dịch.
Tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến nhất trong phịng thí nghiệm vi sinh vật học là tiêu chuẩn McFarland 0,5 được quy định để điều chỉnh độ đục của huyền dịch nuôi cấy vi khuẩn cho thử nghiệm tính nhạy cảm kháng sinh.
1. Độ đục chuẩn 0,5 Mcfarland chuẩn bị bằng cách trộn: