- ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ VÀ VÔ CƠ ĐẾN HOẠT ĐỘNG VI SINH VẬT ĐẤT VƯỜN DỪA TRỒNG XEN. - Đề tài được thực hiện nhằm mục đích đánh giá hiệu quả của việc sử dụng phân bón hữu cơ và vô cơ hợp lý đến việc cải tạo độ phì nhiêu đất về mặt sinh học đất thông qua việc đánh giá tổng vi sinh vật, vi sinh vật phân hủy cellulose và hoạt động của enzyme catalase. - Thí nghiệm gồm có 5 nghiệm thức so sánh giữa sử dụng chỉ phân bón vô cơ theo các liều lượng khác nhau với nghiệm thức sử dụng phân bón hữu cơ kết hợp vô cơ lượng thấp. - Kết quả thí nghiệm cho thấy vào giai đoạn 30 ngày sau khi bón phân, bón hoàn toàn phân vô cơ có tổng mật số vi sinh vật trong đất cao nhất và khác biệt có ý nghĩa so với việc bón phân vô cơ kết hợp với phân hữu cơ. - Tuy nhiên, mật số vi sinh vật phân huỷ cellulose và hoạt độ của enzyme catalase thấp hơn có ý nghĩa so với các nghiệm thức bón hữu cơ kết hợp với phân vô cơ lượng thấp. - Vào giai đoạn 90 ngày sau khi bón phân tổng vi sinh vật trong đất, mật số vi sinh vật phân huỷ cellulose và hoạt độ enzyme catalase trong đất ở các nghiệm thức sử dụng phân vô cơ đều thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kế so với các nghiệm thức bón phân hữu cơ kết hợp vô cơ lượng thấp. - Do đó bón phân hữu cơ kết hợp vô cơ lượng thấp giúp gia tăng hoạt độ enzyme catalase, mật số vi sinh vật phân huỷ cellulose trong đất gia tăng, tăng tổng số vi sinh vật trong đất, đưa đến tăng khả năng khoáng hoá chất hữu cơ trong đất, tăng khả năng cung cấp dinh dưỡng từ đất.. - Từ khóa: Hoạt độ enzyme catalase, mật số vi sinh vật, vi sinh vật phân huỷ cellulose, phân hữu cơ sinh học, phân vô cơ. - Sự phát triển và hoạt động của vi sinh vật đất ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng đất, sự phát triển của cây trồng (Hill et al., 2000). - Theo Ademir et al. - (2009) vi sinh vật đất góp phần quan trọng trong việc đánh giá chất lượng đất. - Một trong những chức năng quan trọng của vi sinh vật đất là chuyển hóa chất hữu cơ trong đất và tham gia vào các chu trình chuyển hóa carbon, đạm, lân…(Melero et al., 2005 và Ademir et al., 2008). - Do đó, có thể đánh giá chất lượng đất, độ phì của đất dựa vào mật số vi sinh vật đất và hoạt động vi sinh vật đất (Doran et al., 1994;. - Thông thường, hoạt động vi sinh vật đất được xác định thông qua hô hấp đất hoặc độ hoạt động của enzyme được tiết ra trong đất như enzyme amalyse, urease, catalase…(Bergstrom et al., 1998). - Vì vậy, enzyme đất và hoạt động sinh vật đất được xem là nhân tố chỉ thị dùng để quản lý và đánh giá chất lượng đất. - Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng chất hữu cơ, đạm tổng số có ảnh hưởng trực tiếp đến độ hoạt động enzyme dehydrogenase và enzyme catalase (Frankenberger và Dick, 1983. - Garcia-Gil et al., 2000. - Lili Zhang et al., 2009). - Các nghiên cứu gần đây cho thấy các vườn cây lâu năm đã có sự bạc màu đất, năng suất trái suy giảm, cần thiết quản lý dinh dưỡng hợp lý, nhất là tăng cường hàm lượng chất hữu cơ trong đất (Vo Thi Guong et al., 2009. - Võ Thị Gương et al., 2010). - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc tác động phân hữu cơ và phân vô cơ trên đất trồng xen cacao trong vườn dừa nhằm khẳng định những lợi thế của việc bón phân hữu cơ kết hợp với phân vô cơ trong tác động đến sự cải thiện độ phì nhiêu đất về mặt sinh học đất.. - Với 5 nghiệm thức và 4 lần lặp lại. - Các nghiệm thức phân bón cung cấp trên mỗi cây cacao với diện tích đất theo tán lá của cây là khoảng 12m 2 . - Lượng phân vô cơ được tính theo đơn vị là g/cây. - Nghiệm thức thí nghiệm được trình bày ở bảng 1.. - Các nghiệm thức bón nền 2kg vôi cho mỗi cây tương ứng với 1.6 tấn/ha và 19 tấn/ha phân hữu cơ (24kg/cây). - Phân hữu cơ và vôi được bón vào đầu vụ. - Thành phần phân hữu cơ vi sinh gồm hổn hợp của 20% phân cúc + 20% bả bùn + 60%. - Phân bón vô cơ được cung cấp vào hai thời điểm đầu mùa mưa và cuối mùa mưa.. - Bảng 1: Lượng phân bón trong các nghiệm thức thí nghiệm. - Stt Nghiệm thức N P 2 O 5 K 2 O Phân hữu cơ g/cây Kg/cây 1 Đối chứng bón theo nông dân (sử dụng phân đơn Bón phân hỗn hợp theo Khuyến cáo Trung Tâm. - Bón phân đơn vô cơ theo khuyến cáo Phân hữu cơ vi sinh có bổ sung bổ sung nấm. - Trichoderma + 50% phân đơn vô cơ Phân hữu cơ vi sinh có bổ sung nấm Trichoderma . - Vào 30 ngày sau khi bón phân và 90 ngày sau khi bón phân, lấy mẫu theo từng nghiệm thức. - Mẫu đất được dùng để phân tích các chỉ tiêu hoá học đất, dinh dưỡng trong đất và mật số vi sinh vật.. - Chỉ tiêu sinh học đất như ezyme catalase, tổng vi sinh vật và vi sinh vật phân huỷ cellulose được theo dõi theo thời gian (30 ngày sau khi bón phân và 90 ngày sau khi bón phân).. - nước), Chất hữu cơ (CHC) xác định theo phương pháp Walkley – Black: oxy hoá bằng H 2 SO 4 đậm đặc K 2 Cr 2 O 7 , chuẩn độ bằng FeSO 4 . - Lân tổng số trong đất được công phá bằng H 2 SO 4 đđ - HCLO 4 , hiện màu theo phương pháp acid ascorbic và so màu trên máy so màu ở bước sóng 880 nm. - Đạm hữu dụng trong đất được ly trích bằng KCl 2N, hàm lượng đạm có trong mẫu sau khi ly trích được xác định bằng phương pháp so màu (Weather, 1967 và Katrina et al., 2001). - Chỉ tiêu sinh học đất: Mật số vi sinh vật được xác định bằng phương pháp xác định gián tiếp số lượng tế bào thông qua cách đếm số lượng khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch. - Môi trường tổng hợp TSA (Trypton Soya Agar) được dùng đế xác định tổng vi sinh vật trong đất. - Môi trường Hutchinsion - Clayton có bổ sung thêm 1% CMC (Carboxyl Methy Cellulose) dùng để nuôi cấy và xác định mật số vi sinh vật phân hủy cellulose (Subba Rao, 1984 và Ulrich et al., 2008).. - Số liệu được phân tích ANOVA bằng phần mềm thống kê MSTATC, so sánh trung bình nghiệm thức sử dụng phép thử LSD ở mức ý nghĩa 5%.. - Đạm tổng số, chất hữu cơ, lân tổng số và lân hữu dụng, khả năng trao đổi các cation và đạm hữu dụng trong đất biến động trong khoảng thấp (Thang đánh giá của Bruce Euroconsult, 1989). - Hàm lượng đạm hữu dụng trong đất thấp hơn so với khuyến cáo là 20-30 mg/kg (Marx et al., 1999). - 3.1 Ảnh hưởng của phân hữu cơ và vô cơ đến mật số vi sinh vật đất 3.1.1 Tổng số vi sinh vật trong đất. - Kết quả phân tích cho thấy có sự thay đổi mật số vi sinh vật theo thời gian ở tất cả các nghiệm thức (Bảng 3). - Giai đoạn 30 ngày sau khi bón phân (SKBP) tổng vi sinh vật trong đất cao nhất ở nghiệm thức bón phân theo khuyến cáo, không khác biệt với nghiệm thức sử dụng lượng N cao của nông dân. - Các nghiệm thức bón lượng thấp và phân hữu cơ vi sinh có tổng số vi sinh vật đất thấp, khác biệt có ý nghĩa thống kê. - Đến 90 ngày SKBP, vi sinh vật trong đất phát triển mạnh ở các nghiệm thức có lượng phân thấp, cân đối hơn và đặc biệt phát triển mạnh ở nghiệm thức bón phân hữu cơ vi sinh, dù có giảm 25- 50% phân vô cơ. - Kết quả phân tích cho thấy phân hữu cơ vi sinh có hiệu quả tốt trong phát triển mật số vi sinh vật đất.. - Sự gia tăng mật số vi sinh vật trong đất góp phần tăng cạnh tranh phát triển giữa các loài vi sinh vật có ích và vi sinh vật gây hại cho cây trồng. - Kết quả nghiên cứu của Bubhuti và Dkhar (2011) mật số nấm ở các nghiệm thức sử dụng phân hữu cơ đạt được 23.53 x10 3 -25.23x10 3 CFU/g đất khô, các nghiệm thức sử dụng phân bón vô cơ mật sô nấm chỉ đạt được 13.58x10 3 CFU/g đất khô và thấp nhất ở các nghiệm thức không bón phân 11.37x10 3 CFU/g đất khô. - Tương tự, mật số vi khuẩn cũng đạt cao nhất ở các nghiệm thức sử dụng phân bón hữu cơ, thấp nhất ở nghiệm thức sử dụng phân vô cơ và nghiệm thức không bón phân (54.26 x10 3 -55.19x10 3 CFU/g đất khô. - Các thí nghiệm của Krishnakumar et al. - (2005) cũng có kết luận mật số vi sinh vật đất như vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn tăng một cách rõ rệt khi áp dụng các loại phân hữu cơ khác nhau.. - Bảng 3: Hiệu quả của phân hữu cơ và vô cơ trong sự phát triển vi sinh vật đất. - Stt Nghiệm thức Tổng mật số vi sinh vật đất (x 10 3 CFU/g đất khô) 30 NSKBP 90 NSKBP 1 Đối chứng (theo nông dân g/cây ab d 2 Khuyến cáo TTKN g/cây a cd 3 Bón phân đơn vô cơ g/cây c c 4 Phân hữu cơ vi sinh + 50% phân đơn vô cơ c b 5 Phân hữu cơ vi sinh + 75% phân đơn vô cơ bc a. - 3.1.2 Sự phát triển của vi sinh vật phân huỷ cellulose. - Kết quả phân tích mật số vi sinh vật phân huỷ cellulose ở hai giai đoạn 30 ngày SKBP và 90 ngày SKBP giảm có ý nghĩa ở các nghiệm thức chỉ sử dụng phân bón vô cơ (Bảng 4). - Bón phân hữu cơ vi sinh kết hợp phân vô cơ lượng thấp và cân đối NPK giúp tăng mật số vi sinh vật phân hủy Cellulose. - Tuy nhiên, nếu bón lượng phân NPK thấp (giảm 50% lượng thấp) cũng đưa đến giảm mật số của vi sinh vật.. - Có lẽ N vô cơ cung cấp vào đất chưa đáp ứng đủ nhu cầu phát triển mô cơ thể của vi sinh vật so với nguồn carbon vô cơ được cung cấp từ phân hữu cơ. - Các công trình nghiên cứu của Perezet et al. - (2006) và Chu et al. - Cung cấp phân hữu cơ vào đất có ảnh hưởng mạnh đến thành phần cộng đồng vi sinh vật đất do ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của vi sinh vật đất.. - Bảng 4: Hiệu quả của phân hữu cơ và vô cơ trong sự phát triển vi sinh vật đất phân hủy cellulose theo thời gian. - Stt Nghiệm thức. - Vi sinh vật phân huỷ cellulose (x 10 3 CFU/g đất khô) 30 NSKBP 90 NSKBP 1 Đối chứng (theo nông dân g/cây c d 2 Khuyến cáo TTKN g/cây c c 3 Bón phân đơn vô cơ g/cây b d 4 Phân hữu cơ vi sinh + 50% phân đơn vô cơ b b 5 Phân hữu cơ vi sinh + 75% phân đơn vô cơ a a. - Cellulose là một polysaccharid, hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo (C 6 H 10 O 5 ) n,. - và là thành phần chủ yếu của vách tế bào thực vật, được xem là chất hữu cơ tương đối chậm phân hủy. - Mohammad et al., 2010). - Vì thế đánh giá sự phát triển, tăng mật số của vi sinh vật phân huỷ cellulose giúp đánh giá tiến trình phân huỷ thải thực vật và chất hữu cơ trong đất. - Kết quả phân tích này cho thấy cung cấp lượng N cao, không cân đối giữa NPK và thiếu phân hữu cơ được ủ hoai đưa vào đất đều. - đưa đến giảm sự phát triển của vi sinh vật đất liên quan đến tiến trình khoáng hoá chất hữu cơ trong đất.. - Theo Gautam et al. - (2012) nhóm nấm có khả năng phân hủy cellulose trong đất thuộc nhóm Trichoderma sp., Penicillium sp., và Aspergillus spp., và nhóm vi khuẩn có khả năng phân hủy cellulose gồm Clostridium thermocellum, Streptomyces spp., Ruminococcus spp., Pseudomonas spp., Cellulomonas spp., Bacillusspp., Serratia, Proteus, Staphylococcus spp., and Bacillus subtilis. - Sự gia tăng mật số vi sinh vật phân hủy cellulose ngoài việc thúc đẩy quá trình phân hủy các vật liệu hữu cơ, gia tăng độ phì của đất, giúp cây trồng có khả năng chống lại một số mầm bệnh như bệnh thối mềm củ do nấm pythium Spp. - (Manici et al., 2004 và Valérie Gravel et al., 2009).. - Theo Calderon et al. - (1993) sức đề kháng với bệnh của cây nho gia tăng khi sử dụng phân hữu cơ do phân hữu cơ đã giúp loài nấm Trichoderma viride trong đất phát triển mạnh, nấm Trichoderma viride trong quá trình phát triển đã tiết ra enzyme cellulase.. - 3.1.3 Ảnh hưởng của phân hữu cơ và vô cơ đến độ hoạt động của enzyme catalase Kết quả phân tích các mẫu đất trong thí nghiệm cho thấy độ hoạt động (enzyme activity) của enzyme catalase tăng cao ở nghiệm thức bón phân hữu cơ vi sinh kết hợp với 75% lượng phân vô cơ, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác (Bảng 5).. - Bảng 5: Sự thay đổi độ hoạt động enzyme catalase trong đất ở các nghiệm thức theo thời gian thí nghiệm. - Độ hoạt động Enzyme Catalase (mg O 2 /100 g đất khô) 30 NSKBP 90 NSKBP 1 Đối chứng (theo nông dân g/cây 25,75 ±c 19,13 ± e 2 Khuyến cáo TTKN g/cây) 28,83 ±b 26,42 ± d 3 Bón phân đơn vô cơ g/cây) 24,97 ±c 28,35 ± c 4 Phân hữu cơ vi sinh + 50% phân đơn vô cơ 25,23 ±c 35,65 ± b 5 Phân hữu cơ vi sinh + 75% phân đơn vô cơ 32,34 ±a 49,05 ± a. - Cung cấp phân hữu cơ vi sinh giúp gia tăng độ hoạt động của enzyme rõ nhất vào giai đoạn 90 ngày sau bón phân. - Bón phân hữu cơ vi sinh kết hợp phân bón vô cơ lượng thấp giúp tăng sự tơi xốp, thoáng khí trong đất, tăng hàm lượng Carbon hữu cơ, tăng mật số vi sinh vật có lợi trong đất. - Kết quả giúp tăng sự phát triển của vi sinh vật đất và do đó độ tăng hoạt động của enzyme catalase. - Theo Uzun và Uyanöz, (2011) thì hàm lượng chất hữu cơ trong đất có tương quan thuận với độ hoạt động enzyme catalase và hàm lượng đạm khoáng hóa trong đất thoáng khí.. - Chế độ bón phân và biện pháp canh tác có ảnh hưởng đến độ hoạt động catalase trong đất (Martens et al., 1992. - Kızılkaya et al., 2004). - Enzyme trong đất có vai trò quan trọng trong các chu trình cung cấp dinh dưỡng và chuyển biến dinh dưỡng trong đất. - sinh vật hiếu khí, độ hoạt động enzyme catalase sẽ giảm khi đất thiếu oxygen. - Độ hoạt động của enzyme catalase được xem như là một chỉ tiêu chỉ thị cho độ hoạt động của vi sinh vật háo khí trong đất (Garcia và Hernandez, 1997. - Małgorzata Brzezińska et al., 2005). - Tương tự như kết quả phân tích mật số vi sinh vật đất, vi sinh vật phân hủy cellulose, cung cấp lượng N cao, thiếu cân đối và thiếu phân hữu cơ đưa đến giảm hoạt độ của enzyme trong đất liên quan đến giảm sự khoáng hóa chất hữu cơ trong đất.. - Cung cấp phân hữu cơ vi sinh (Trichoderma) với lượng 24 kg/cây và lượng phân vô cơ với lượng thấp (150gN, 52g P 2 O 5 , 225g K 2 O cho mỗi cây) giúp gia tăng mật số vi sinh vật, vi sinh vật phân hủy cellulose và độ hoạt động của enzyme catalase.. - Trong khi đó, chỉ sử dụng phân vô cơ với lượng N cao đưa đến giảm mật số và hoạt động của vi sinh vật đất. - Do đó liên quan đến giảm sự phân hủy chất hữu cơ trong đất và giảm khả năng cung cấp dưỡng chất từ đất. - Vì thế bón phân hữu cơ vi sinh kết hợp phân vô cơ lượng thấp có hiệu quả cải thiện chất lượng đất về mặt sinh học đất qua đó tăng cường độ phì nhiêu đất trong vườn trồng dừa xen cacao tại Châu Thành, Bến Tre.. - C., and T.Hernandez (1997)