Ảnh hưởng của bã cà phê tươi lên sinh trưởng, năng suất một số cây trồng và đặc tính sinh học đất xám bạc màu từ huyện Mộc Hóa, tỉnh Long An trong điều kiện nhà lưới

- Bắp, đậu nành, lúa lần lượt được trồng luận canh trên cùng nền đất xám bạc màu thu từ Mộc Hóa, Long An với 4 lặp lại và 7 nghiệm thức gồm đối chứng (không bón phân BCPT (trọng lượng đất) và phân hóa học theo khuyến cáo.
- Chiều cao cây, số lá, số chồi và mật số vi sinh vật đất được thu thập vào ngày sau gieo (NSG) tùy loại cây.
- Kết quả cho thấy BCPT 6% và 10% giúp, đậu nành, lúa sinh trưởng tốt, năng suất cao hơn so với phân hóa học, tuy nhiên không làm tăng sinh trưởng và năng suất bắp, giúp tăng mật số vi khuẩn, nấm, vi khuẩn cố định đạm, hòa tan lân, đặc biệt ở cuối vụ bắp và trong suốt vụ đậu nành.
- Ngoài ra, cấu trúc quần thể vi khuẩn ở hai nghiệm thức này đa dạng hơn so với các nghiệm thức khác.
- Thí nghiệm có 7 nghiệm thức và mỗi nghiệm thức có 4 lần lặp lại (1 chậu tương ứng với 1 lặp lại).
- Các nghiệm thức được liệt kê như sau:.
- Nghiệm Thức 1: Đối chứng, không bón phân (ĐC).
- Nghiệm Thức 2: Bón phân hóa học N- P 2 O 5 - K 2 O theo khuyến cáo (bắp đậu nành:.
- Nghiệm Thức 3: Bón 2% (w/w) BCPT Nghiệm Thức 4: Bón 4% (w/w) BCPT Nghiệm Thức 5: Bón 6% (w/w) BCPT Nghiệm Thức 6: Bón 8% (w/w) BCPT Nghiệm Thức 7: Bón 10% (w/w) BCPT.
- Nghiệm thức bón phân hóa học theo khuyến cáo được xem như nghiệm thức tham khảo.
- Việc bón BCPT theo từng nghiệm thức dựa vào trọng lượng khô của đất trong mỗi chậu đất thí nghiệm (w/w)..
- lân dễ tiêu và kali trao đổi trong đất ở thời điểm kết thúc thí nghiệm..
- Mật số vi khuẩn, nấm, vi khuẩn cố định đạm (VKCĐĐ) và vi khuẩn hòa tan lân (VKHTL) trong đất vào các thời điểm 0, 30, 45 và 60 NSG đối với vụ bắp và đậu nành.
- Ngoài ra, qua 3 vụ thí nghiệm, mẫu đất được thu để đánh giá đa dạng quần thể vi khuẩn trong đất giữa các nghiệm thức..
- Mật số vi khuẩn và nấm trong đất: được xác định theo phương pháp của Pepper and Gerba (2004).
- Park et al., 2005) và NBRIP agar (Mehta and Nautiyal, 2001) để lần lượt xác định mật số của vi khuẩn, nấm, VKCĐĐ và VKHTL trong đất.
- Mẫu được đặt trong tủ ủ ở 30 o C trong 3-7 ngày và sau đó xác định mật số từng nhóm vi sinh vật hiện diện trên môi trường nuôi cấy..
- Thao tác bao gồm 3 bước: Tách chiết DNA của hệ vi khuẩn trong đất bằng CTAB 3.
- 3.1.1 Ảnh hưởng của BCPT lên chiều cao cây Kết quả trình bày ở Bảng 3 cho thấy chiều cao cây ở tất cả các nghiệm thức tăng dần theo thời gian thí nghiệm, tăng nhanh ở giai đoạn từ 0-45 ngày đối với bắp, đậu nành, sau đó tăng chậm, riêng cây lúa chiều cao tăng nhanh ở 0-60 NSG, và đều đạt cao nhất ở thời điểm 60 ngày.
- Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy ở vụ 1 các nghiệm thức bón BCPT đã ức chế sự phát triển chiều cao cây bắp vì chiều cao cây đạt cao nhất ở nghiệm thức bón NPK (162 cm), tiếp đến là 101 cm ở nghiệm thức đối chứng.
- Hai nghiệm thức này cao hơn và khác biệt ở mức ý nghĩa 5% so với tất cả nghiệm thức bón BCPT.
- Tuy nhiên, đến vụ 2, chiều cao cây ở 3 nghiệm thức bón BCPT 4, 6 và 8% không khác biệt thống kê so với nghiệm thức bón phân hóa học và cao hơn so với ba nghiệm thức còn lại.
- Trong đó, chiều cao cây đậu nành thấp nhất ở nghiệm thức đối chứng..
- Kết quả về chiều cao cây ở vụ 3 cho thấy hiệu quả của BCPT một cách rõ rệt khi chiều cao cây ở tất cả các nghiệm thức bón BCPT và bón phân hóa học không khác biệt thống kê và cao hơn so với nghiệm thức đối chứng.
- Bảng 3: Chiều cao bắp, đậu nành và lúa trong thí nghiệm nhà lưới Nghiệm thức.
- Tương tự chiều cao cây, số lá ở tất cả các nghiệm thức tăng dần theo thời gian nhưng tăng nhanh ở giai đoạn đầu và tăng chậm ở giai đoạn sau (Bảng 4)..
- Tuy nhiên, BCPT ức chế sự phát triển về số lá bắp trong vụ 1 ở các nghiệm thức bón BCPT và không khác biệt thống kê với nhau nhưng thấp hơn so với nghiệm thức bón NPK (số lá trung bình đạt cao nhất 10,5 lá/cây ở 60 NSG)..
- Bảng 4: Số lá bắp, đậu nành và số chồi lúa giữa các nghiệm thức thí nghiệm trong nhà lưới Nghiệm thức.
- Số lá đạt cao nhất ở nghiệm thức bón BCPT 8% ở giai đoạn 45-60 NSG (tương ứng 63,8 và 88,0 lá/cây), khác biệt thống kê (p<0,05) so với tất cả các nghiệm thức còn lại ngoại trừ nghiệm thức bón BCPT 6% (84,8 lá/cây ở 60 NSG).
- Trong đó, nghiệm thức đối chứng có số lá thấp nhất với 54,3 lá/cây.
- cho cây đậu nành phát triển tốt về số lá, thậm chí tốt hơn so với nghiệm thức bón NPK.
- Đối với cây lúa, mặc dù các nghiệm thức bón BCPT cho số chồi hữu hiệu cao hơn so với đối chứng (4,7 chồi/chậu) nhưng thấp hơn nghiệm thức bón NPK, khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
- Trong số các nghiệm thức bón.
- BCPT, nghiệm thức bón BCPT 10% cho hiệu quả tốt nhất với 10,8 chồi/chậu, xếp thứ 2 sau nghiệm thức bón NPK.
- Bên cạnh đó, kết quả này còn cho thấy BCPT có hiệu quả cao giúp đậu nành sinh trưởng tốt khi BCPT đã phân hủy và khoáng hóa dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng, đặc biệt ở nghiệm thức bón BCPT 8% cho kết quả tốt hơn cả nghiệm thức bón phân hóa học vì BCPT có hàm lượng đạm cao chiếm 2,4%, chất hữu cơ 62,6% (Nguyễn Khởi Nghĩa et al., 2015) và giá trị dinh dưỡng của BCPT tương đương với giá trị dinh dưỡng của phân hữu cơ bã bùn mía trong nghiên cứu của Dương Minh Viễn và ctv.
- Riêng ở vụ 3, số chồi lúa ở các nghiệm thức bón BCPT thấp hơn so với nghiệm thức bón NPK có thể là do trong điều kiện yếm khí và ngập nước, tiến trình phân hủy chất hữu cơ của BCPT bị gián đoạn do đó, dinh dưỡng được phóng thích từ BCPT cho cây trồng cũng bị hạn chế..
- cao nhất ở nghiệm thức NPK với 34g/chậu, kế đến nghiệm thức BCPT 6%, 2% và 4% (tương ứng 6 g/chậu, 5g/chậu và 5g/chậu), tiếp theo là nghiệm thức đối chứng (3g/chậu) và ở 2 nghiệm thức BCPT 8% và 10%, cây bắp hoàn toàn không có năng suất (0g/chậu).
- Tương tự, trọng lượng hạt chắc/chậu của lúa ở nghiệm thức BCPT 6% và 10% tương đương với nghiệm thức NPK (19,3 và 21,3 so với 20,6 g/chậu) và cao hơn so với các nghiệm thức còn lại.
- Như vậy, BCPT được bón ở mức 6% và 10% 1 lần vào đầu vụ 1 có hiệu quả giúp cây đậu nành và cây lúa trồng ở vụ 2 và 3 sinh trưởng tốt, cho năng suất cao hơn cả nghiệm thức bón phân hóa học do bã cà phê có hàm lượng đạm, lân và kali cao, ngoài ra còn chứa một số dinh dưỡng khoáng vi lượng khác cần thiết cho cây trồng (Chalker-Scott, 2009).
- trình bày trong Bảng 5 cho thấy pH đất ở các nghiệm thức bón phân hóa học NPK và bón BCPT (dao động từ pH 5,77 đến pH 5,96) hấp hơn so với pH đất ở nghiệm thức đối chứng (pH = 6,30).
- Sau 3 vụ thí nghiệm, lượng NH 4 + hữu dụng và kali trao đổi của nghiệm thức đối chứng đạt lần lượt (8,02 mg/kg và 0,017meq/kg) thấp hơn nhiều so với đất ban đầu (18,1 mg/kg và 0,232 meq/kg).
- thông qua hàm lượng đạm hữu dụng NH 4 + và kali trao đổi được tích lũy ở nghiệm thức bón 6% và 10%.
- Nghiệm thức pH NH 4.
- 3.3.1 Ảnh hưởng của BCPT lên mật số vi khuẩn trong đất.
- Kết quả trình bày ở Hình 2 cho thấy mật số vi khuẩn trong đất tăng đáng kể trong giai đoạn 0-30 ngày ở vụ bắp, sau đó giảm nhẹ và tương đối ổn định ở hai vụ sau.
- Trong đó, ở vụ bắp tại thời điểm 30 NSG, mật số vi khuẩn đạt cao nhất ở nghiệm thức.
- bón BCPT 6% và 10% tương ứng với 8,03 và 7,93 (log10 CFU/g), không khác biệt thống kê so với 2 nghiệm thức bón BCPT 4% và 8%.
- Nghiệm thức đối chứng và bón phân hóa học có mật số vi khuẩn thấp nhất lần lượt với 7,03 và 7,05 (log10 CFU/g).
- Đến 45 NSG, mật số vi khuẩn vẫn đạt cao nhất ở hai nghiệm thức bón BCPT 6% và 10% (8,12 và 8,0 log10 CFU/g), thấp nhất là mật số vi khuẩn ở nghiệm thức đối chứng (6,61 log10 CFU/g)..
- Mật số vi khuẩn trong đất (log 10 CFU/g).
- Hình 2: Diễn biến mật số vi khuẩn trong đất trồng luân canh bắp-đậu nành-lúa ở điều kiện nhà lưới Trong vụ đậu nành, mật số vi khuẩn ở nghiệm.
- Nghiệm thức bón NPK có mật số vi khuẩn thấp nhất 6,90 (log10 CFU/g) ở 45 NSG và.
- Tương tự, kết quả ở vụ lúa cũng thể hiện nghiệm thức bón BCPT 10% có mật số vi khuẩn đạt cao nhất ở các thời điểm thu mẫu..
- 3.3.2 Ảnh hưởng của BCPT lên mật số nấm trong đất.
- Mật số nấm trong đất ở cả 3 vụ có xu hướng tăng nhẹ từ thời điểm 30 NSG đến cuối vụ (Hình 3)..
- Trong đó, ở 2 vụ đầu, mật số nấm của các nghiệm thức bón BCPT luôn cao hơn so với nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bón phân hóa học ở hầu hết các thời điểm thu mẫu.
- Đặc biệt, nghiệm thức bón BCPT 10% luôn có mật số nấm cao nhất trong vụ bắp (5,40.
- Tuy nhiên, trong vụ 2, mật số nấm của 3 nghiệm thức bón BCPT 4%, 6%.
- Nghiệm thức bón phân hóa học có mật số nấm thấp nhất ở tất cả các thời điểm thu mẫu log10 CFU/g ở vụ 1 và log10 CFU/g ở vụ 2) ngoại trừ thời điểm 45 NSG ở vụ 1 và 60 NSG ở cả 2 vụ, mật số nấm của nghiệm thức này không khác biệt thống kê so với đối chứng.
- Vậy, việc bón BCPT từ 4% đến 10% cho hiệu quả tốt trong việc tăng mật số nấm trong đất ở cả 3 vụ thí nghiệm và việc bón phân hóa học NPK làm giảm mật số vi khuẩn và nấm.
- Việc mật số nấm trong đất giảm xuống đột ngột khi đi từ vụ 1 và 2 sang vụ 3 được giải thích là do có sự thay đổi đột ngột từ điều kiện thoáng khí sang điều kiện yếm khí và đất ngập nước và điều kiện này không phù hợp cho sự phát triển của nấm trong đất..
- Mật số nấm trong đất (log 10 CFU/g).
- Hình 3: Diễn biến mật số nấm trong đất trồng luân canh bắp-đậu nành-lúa ở điều kiện nhà lưới 3.3.3 Ảnh hưởng của BCPT lên mật số vi.
- khuẩn cố định đạm trong đất.
- Mật số VKCĐĐ trong đất được trình bày trong Hình 4 cho thấy ở cả 3 vụ mật số VKCĐĐ tăng trong giai đoạn 0-30 NSG và tương đối ổn định trong các giai đoạn sau.
- Ở vụ 1 các nghiệm thức BCPT cho kết quả tốt hơn có khác biệt thống kê so với nghiệm thức đối chứng và bón phân hóa học.
- Đặc biệt, mật số VKCĐĐ của nghiệm thức BCPT 10% luôn cao.
- hơn các nghiệm thức còn lại (7,12.
- 6,55 và 7,01 log10 CFU/g tương ứng với 3 thời điểm thu mẫu) và mật số VKCĐĐ ở nghiệm thức bón phân hóa học thấp nhất ở hầu hết tất cả các thời điểm thu mẫu (dao động từ 6,29 đến 6,50 log10 CFU/g).
- Kết quả tương tự ở vụ 2, mật số VKCĐĐ của nghiệm thức BCPT 6% và 10% cao nhất tương ứng ở 30 và 60 NSG, khác biệt ở mức ý nghĩa 5% so với nghiệm thức bón phân hóa học..
- Mật số vi khuẩn cố định đạm trong đất (log 10 CFU/g).
- Hình 4: Diễn biến mật số vi khuẩn cố định đạm trong đất trồng luân canh bắp-đậu nành-lúa ở điều kiện nhà lưới.
- Tuy nhiên, trong vụ 3, mật số VKCĐĐ của các nghiệm thức hầu như không khác biệt thống kê khi so sánh với nhau (dao động trong khoảng log10 CFU/g).
- Điều này chứng tỏ BCPT chỉ có tác dụng gia tăng mật số VKCĐĐ so với nghiệm thức đối chứng và phân hóa học trong 2 vụ bắp và đậu nành trong tình trạng đất thoáng khí.
- (2017) cho thấy việc bón BCPT giúp gia tăng mật số vi sinh vật trong đất và hô hấp vi sinh vật đất so với nghiệm thức đối chứng..
- 3.3.4 Ảnh hưởng của BCPT lên mật số vi khuẩn hòa tan lân trong đất.
- Tương tự như mật số nầm trong đất, mật số vi khuẩn hòa tan lân giảm xuống rất nhiều và đột ngột khi đi từ vụ 1 và 2 sang vụ 3.
- Vào thời điểm 30 NSG ở vụ 1, mật số VKHTL ở nghiệm thức bón NPK đạt 5,54 log10 CFU/g, cao hơn, khác biệt thống kê so với các nghiệm thức còn lại.
- Đến 45 NSG, nghiệm thức này có mật số VKHTL 5,73 log10 CFU/g, không khác biệt thống kê so với 3 nghiệm thức bón BCPT 6%, 8% và 10%.
- Tuy nhiên, từ thời điểm 60 NSG của vụ 1 đến hết vụ 2, mật số VKHTL của nghiệm thức NPK luôn thấp hơn so với 4 nghiệm thức BCPT và 10%;.
- mật số VKHTL đạt cao nhất ở nghiệm thức BCPT 8% tại thời điểm 60 NSG của vụ 2 với 6,74 log10 CFU/g).
- Riêng nghiệm thức đối chứng luôn có mật số VKHTL thấp nhất trong giai đoạn này (mật số dao động từ 4,80 đến 5,78 log10 CFU/g).
- Tuy nhiên, kết quả phân tích trong vụ 3 cho thấy mật số VKHTL của nghiệm thức đối chứng ở 30, 60 và 90 NSG tương ứng với 4,73.
- 4,66 và 5,35 log10 CFU/g và mật số được duy trì ở mức cao hơn so với các nghiệm thức còn lại.
- Các nghiệm thức bón BCPT có mật số VKHTL không khác biệt thống kê hoặc thấp hơn so với nghiệm thức bón phân hóa học..
- Mật số vi khuẩn hòa tan lân trong đất (log 10 CFU/g).
- Hình 5: Diễn biến mật số vi khuẩn hòa tan lân trong đất trồng luân canh bắp-đậu nành-lúa ở điều kiện nhà lưới.
- 3.3.5 Ảnh hưởng của BCPT lên đa dạng cộng đồng vi khuẩn trong đất.
- Kết quả phân tích về cấu trúc của hệ vi khuẩn trong đất của mỗi nghiệm thức thí nghiệm được trình bày ở Hình 6.
- Kết quả cho thấy số lượng band (thể hiện cho nhóm vi khuẩn có cấu trúc di truyền khác nhau) trên các lane rất khác nhau, điều này chứng tỏ cấu trúc hệ vi khuẩn trong đất khác biệt rất lớn giữa các nghiệm thức sau 3 vụ canh tác.
- Trong đó, cấu trúc hệ vi khuẩn trong đất ở nghiệm thức có bón phân hóa học (NT2), bón BCPT 6% (NT5) và 10%.
- (NT7) đa dạng hơn rất nhiều so với nghiệm thức đối chứng (NT1) vì nghiệm thức đối chứng chỉ chứa 5 nhóm vi khuẩn khác nhau được hiển thị qua vệt sáng nằm ở vị trí band và 12 trong khi nghiệm thức bón NPK chứa 10 nhóm vi khuẩn khác nhau.
- nằm ở vị trí band và 17, tương tự với nghiệm thức bón BCPT 10% (band và 14) và nghiệm thức bón 6%.
- Ngoài ra, cường độ màu của các band 1, 4 và 11 ở nghiệm thức đối chứng nhạt hơn so với nghiệm thức bón phân hóa học và các nghiệm thức bón BCPT..
- Điều này cho thấy mặc dù 3 nhóm vi khuẩn 1, 4 và 11 hiện diện ở tất cả các nghiệm thức nhưng số lượng vi khuẩn trong nghiệm thức đối chứng thấp hơn so với các nghiệm thức còn lại.
- BCPT lên đặc tính sinh học đất cho thấy BCPT giúp gia tăng mật số vi khuẩn, nấm, VKHTL và VKCĐĐ, cũng như giúp cải thiện thành phần vi khuẩn trong.
- Trong đó, 2 nghiệm thức bón BCPT 6% và 10% mang lại hiệu quả tốt nhất.
- Kết quả này cho thấy bón phân hữu cơ đơn thuần hoặc bón kết hợp với phân hóa học giúp vi sinh vật đất ổn định hơn, dẫn đến sự cân bằng sinh học trong đất được tốt hơn và mật số vi sinh vật đất như vi khuẩn, nấm và các vi khuẩn có lợi khác tăng một cách rõ rệt khi áp dụng các loại phân hữu cơ khác nhau (Krishnakumar et al., 2005)..
- Việc bón BCPT vào trong đất giúp gia tăng mật số vi khuẩn, nấm và vi khuẩn có lợi trong đất như VKCĐĐ và VKHTL.
- Ngoài ra, việc bón BCPT ở mức 6 và 10% (w/w) giúp gia tăng đa dạng cấu trúc hệ vi khuẩn trong đất