ẢNH HƯỞNG CỦA VI KHUẨN AZOSPIRILLUM AMAZONENSE VÀ BURKHOLDERIA KURURIENSIS LÊN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT CỦA LÚA CAO SẢN (GIỐNG MA LÂM 213) TRỒNG TRÊN ĐẤT THỊT PHA CÁT Ở THÀNH PHỐ TUY HÒA, TỈNH PHÚ YÊN

- ẢNH HƯỞNG CỦA VI KHUẨN Azospirillum amazonense VÀ.
- Azospirillum amazonense, Burkholderia kururiensis, cố định đạm, lúa cao sản, năng suất.
- Kết quả nhận thấy cả hai dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học đều làm tăng chiều cao cây, thành phần năng suất.
- năng suất lúa trong chậu và ngoài đồng.
- hai dòng vi khuẩn SHL70 và PHL87 tác động có hiệu quả lên thành phần năng suất và năng suất lúa trồng trong chậu khi bón với 30 kg N/ha là khác biệt không có ý nghĩa thống kê với cây lúa bón 120 kg N/ha không bổ sung vi khuẩn.
- Ở thí nghiệm ngoài đồng cũng cho kết quả tương tự như trong chậu, trong đó cây lúa bổ sung vi khuẩn và bón 60 kg N/ha cho thành phần năng suất.
- năng suất khác biệt không có ý nghĩa thống kê với thành phần năng suất.
- năng suất lúa khi bón 120 kg N/ha và không bổ sung vi khuẩn.
- Như vậy, hai dòng vi khuẩn đã cung cấp 50% đạm sinh học cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển của cây lúa, cải thiện chất lượng hạt.
- Năng suất cũng như sản lượng lúa gạo tùy thuộc vào khí hậu, loại đất, độ ẩm và nguồn dinh dưỡng.
- một trong những yếu tố quan trọng nhất để tăng năng suất lúa gạo là phân đạm.
- Hiện nay, các nhà khoa học tập trung nghiên cứu và sử dụng các chủng vi khuẩn cố định đạm sinh học.
- Do đó, nghiên cứu và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm hữu hiệu bón cho cây lúa là góp phần nghiên cứu nguồn đạm sinh học và cần cho sự phát triển nông nghiệp bền vững..
- Vi khuẩn nội sinh có vai trò quan trọng đối với cây trồng và được ứng dụng trong sản xuất phân vi sinh, chúng có những đặc tính tốt như có khả năng cố định đạm cho cây trồng, hòa tan lân khó tan giúp cho cây trồng hấp thụ tốt chất dinh dưỡng, tổng hợp kích thích tố sinh trưởng IAA, tăng hàm lượng các chất khoáng, tăng khả năng kháng bệnh và giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm môi trường (Siciliano et al., 2001).
- Các vi khuẩn nội sinh tiêu biểu như Azosprillum, Herbaspirillum, Burkholderia, Pseudomonas, Gluconacetobacter,....
- Kết quả nghiên cứu nhiều nơi trên thế giới cho thấy nhiều dòng vi khuẩn nội sinh có vai trò quan trọng trong sản xuất lúa, mía, lúa mì và làm giảm lượng phân đạm cần thiết trong trồng trọt.
- Những thí nghiệm ở Mỹ cho thấy vi khuẩn Azospirillum có thể thay thế được 40 kg N/ha/năm (Smith et al., 1987), ở Thái Lan, những thử nghiệm trên bắp năm cho thấy sản lượng bắp tăng 15 - 35% (Vasuvat et al., 1986)..
- Thử nghiệm ở lúa cho thấy loài Burkholderia vietnamiensis sau 14 ngày bổ sung giúp tăng khả năng đâm chồi 33%, số lượng rễ tăng 57%, bề mặt lá tăng 30%, năng suất lúa tăng 13 - 22% (Van et al., 1994).
- (1997) sử dụng vi khuẩn Rhizobium bổ sung cây lúa đã tạo ra 144 kg N/ha, vi khuẩn Burkholderia MG43 bổ sung vào cây mía cung cấp hơn ½ lượng phân bón cần thiết cho cây.
- Vi khuẩn Herbaspirillum tăng năng suất lúa đáng kể 5% (Mirza et al.,2000)..
- đã giúp tăng năng suất lúa cao sản lên 20 - 37% (Cao Ngọc Điệp, 2005)..
- Phú Yên là một trong bảy tỉnh ven biển miền Trung, có diện tích trồng lúa khoảng 32.710 ha, năng suất 6,036 tấn/ha với sản lượng đạt được hằng năm là 344.700 tấn (Thống kê năm 2012 của Bộ Nông nghiệp và PTNT).
- Để đạt năng suất và sản lượng lúa, tỉnh Phú Yên cần đến lượng phân bón hóa học khá cao.
- Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng vi khuẩn nội sinh có ích trong sản xuất phân bón vi sinh phục vụ cho sản xuất nông nghiệp nhằm hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hóa học cung cấp cho cây trồng, góp phần bảo vệ môi trường và xây dựng một nền nông nghiệp phát triển bền vững.
- Vì vậy, thí nghiệm này cần được thực hiện với mục đích xác định hiệu quả cố định đạm của các dòng vi khuẩn nội sinh ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa cao sản (giống Ma Lâm 213) trồng trên đất tỉnh Phú Yên trong năm 2013 và 2014..
- Hai dòng vi khuẩn nội sinh được phân lập từ cây lúa trồng trên đất ở tỉnh Phú Yên là dòng Azospirillum amazonense SHL70 và dòng Burkholderia kururiensis PHL87 có khả năng cố định đạm cao, hòa tan lân, sinh tổng hợp IAA khá cao (Van Thị Phuong Nhu và Cao Ngoc Diep, 2014), cả hai dòng vi khuẩn được nhân nuôi trong môi trường Burk lỏng không N (Park et al., 2005) trên máy lắc ở vận tốc 120 v/ph trong 2 đến 3 ngày, ở nhiệt độ phòng (28-30 o C) cho đến đạt mật số.
- 2.2.1 Bố trí thí nghiệm.
- Thí nghiệm trồng lúa trong chậu.
- Các nghiệm thức thí nghiệm bao gồm nhân tố: không bổ sung vi khuẩn và 2 dòng vi khuẩn (0 vi khuẩn, dòng SHL70, dòng PHL87) và nhân tố: 5 nồng độ phân N (0 kg N, 30 kg N, 60 kg N, 90 kg N và 120 kg N (dạng phân urê có 46% N).
- Thí nghiệm trồng lúa ngoài đồng.
- Các nghiệm thức thí nghiệm bao gồm nhân tố chính (được bố trí trong lô phụ): không bổ sung vi khuẩn và 2 dòng vi khuẩn (0 vi khuẩn, dòng SHL70, dòng PHL87) và nhân tố phụ (được bố trí trong lô chính): 5 nồng độ phân N (0 kg N, 30 kg N, 60 kg N, 90 kg N và 120 kg N (dạng phân urê có 46% N).
- Thí nghiệm trong chậu.
- bổ sung vi khuẩn (mật số 10 8 tế bào/ml) [riêng biệt cho từng dòng vi khuẩn] và ngâm trong thời gian 3 giờ.
- Ở các nghiệm thức không có vi khuẩn: hạt được gieo trước, các nghiệm thức có vi khuẩn thì dùng kẹp khác nhau cho từng dòng để gắp từng hạt lúa đã ủ trước đó.
- Thí nghiệm ngoài đồng.
- mạ 21 ngày tuổi, ở lô có bổ sung vi khuẩn, rễ được ngâm trong dung dịch vi khuẩn [riêng biệt cho từng dòng vi khuẩn].
- Mạ được cấy theo khoảng cách 15x15 cm, 2 tép mạ/bụi, nghiệm thức đối chứng không vi khuẩn được cấy trước, các nghiệm thức có ngâm dịch vi khuẩn cấy sau [mỗi nhóm công nhân [3 người] chỉ cấy cho 1 dòng vi khuẩn riêng biệt.
- các chỉ tiêu nông học và thành phần năng suất như đã mô tả ở phần thí nghiệm trong chậu.
- và năng suất thực tế được thu 5 m 2 giữa lô, đập lấy hạt, phơi khô (qui về 14% ẩm độ), cân và qui về kg/ha.
- 3.1 Hiệu quả của 2 dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên đặc tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa (thí nghiệm trong chậu).
- Kết quả ở Bảng 2 cho thấy ở giai đoạn 48 NSKG, các nghiệm thức có bổ sung cùng mức phân N hóa học thì chiều dài rễ và trọng lượng (TL.) khô bộ rễ lúa ở các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn nội sinh đều cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức không bổ sung vi khuẩn..
- Chiều dài rễ dài nhất là nghiệm thức có bổ sung vi.
- khuẩn kết hợp với 90 kg N/ha và trọng lượng khô của rễ cao nhất là nghiệm thức bổ sung vi khuẩn kết hợp bón 60 hay 90 kg N/ha và tương đương với nghiệm thức bón 120 kgN/ha nhưng không bổ sung vi khuẩn.
- Điều này cho thấy hiệu quả tác động tích cực của vi khuẩn nội sinh lên sự sinh trưởng của cây lúa.
- Khi bổ sung vi khuẩn, bón phân N hóa học làm tăng chiều cao cây, thành phần năng suất lúa cao sản trồng trong chậu, đặc biệt khi bổ sung vi.
- Kết quả Bảng 2 cũng cho thấy rằng các nghiệm thức khi bổ sung vi khuẩn chỉ cần bón kết hợp 30 kgN/ha thì các chỉ tiêu về thành phần năng suất không khác biệt so với nghiệm thức bón 120 kgN/ha và không bổ sung vi khuẩn, điều này cho thấy hiệu quả của vi khuẩn nội sinh đã ảnh hưởng rõ rệt đến chiều cao cây và thành phần năng suất lúa (Bảng 2)..
- Bảng 2: Hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân N hóa học lên đặc tính nông học và thành phần năng suất cây lúa cao sản (giống Ma Lâm 213) ở thí nghiệm trong chậu.
- Nghiệm thức.
- Chiều cao cây lúa.
- 2:Chỉ tiêu thu ở giai đoạn 110 ngày sau khi gieo (thu hoạch) Tuy nhiên, năng suất lúa cao nhất ở 3 nghiệm.
- thức bón 120 kg N/ha bổ sung dòng vi khuẩn L87 hay L70 và dòng L70 bón bổ sung 90 kg N/ha, trong khi đó năng suất lúa chỉ bón bổ sung vi khuẩn và 30 kg N/ha tương đương với nghiệm thức bón 120 kg N/ha không bổ sung vi khuẩn.
- Như vậy, bổ sung vi khuẩn nội sinh dòng L87 hay dòng L70 đều tiết kiệm được 90 kg N/ha mà năng suất.
- vẫn tương đương lúa bón 120 kg N/ha nhưng không bổ sung vi khuẩn (Hình 2).
- Ngoài ra, sự tác động của vi khuẩn nội sinh và một phần phân N hóa học đã gia tăng số hạt chắc/bông và giảm tỉ lệ hạt lép được thể hiện qua mối tương quan thuận giữa năng suất và số hạt chắc/bông và tương quan nghịch giữa năng suất và tỉ lệ hạt lép ở mức độ 1%.
- Hình 2: Hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân đạm hóa học lên năng suất lúa cao sản trồng trên đất thịt pha cát ở thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên (thí nghiệm trong chậu) vụ Thu Đông 2013 Những số trên đầu cột theo sau cùng một chữ không khác biệt ý nghĩa ở mức độ 1%.
- Hình 3: Mối tương quan giữa năng suất hạt (g/chậu) và số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt lép.
- ở thí nghiệm trong chậu.
- chắc/bông ảnh hưởng rất lớn đến năng suất lúa, hiệu quả của hai dòng vi khuẩn tác động lên số bông/bụi và số hạt chắc/bông đã quyết định đến năng suất sau cùng (Bảng 3)..
- nghiệm thức CV=0,71%.
- Bảng 3: Sự tương quan giữa năng suất với số hạt chắc/bông và số bông/bụi (thí nghiệm trong chậu).
- (X1 là số hạt chắc/bông và X2 là số bông/bụi) 3.2 Hiệu quả của 2 dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên đặc tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa (thí nghiệm ngoài đồng).
- Tương tự như kết quả thí nghiệm trong chậu, hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân N hóa học lên chiều cao cây và thành phần năng suất lúa ở ngoài đồng rất rõ rệt, các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn và bón 60 kg N/ha có chiều cao và số bông/m 2 tương đương với nghiệm thức bón 120 kg N/ha không chủng vi khuẩn.
- sung vi khuẩn và chỉ bón thêm 30 kg N/ha thì thành phần năng suất lúa (trừ chỉ tiêu số bông và năng suất rơm) tương đương như cây lúa bón 120 kg N/ha nhưng không bổ sung vi khuẩn.
- Khi bón 90 kg N/ha và bổ sung vi khuẩn cho chiều cao cây, thành phần năng suất và năng suất rơm rạ cao nhất..
- Kết quả này thể hiện trên năng suất lúa cao nhất ở nghiệm thức bổ sung vi khuẩn và bón 120 kg N/ha nhưng nếu bổ sung vi khuẩn chỉ cần bón 60 kg N/ha tương đương như bón 120 kg N/ha (không bổ sung vi khuẩn), như vậy hiệu quả của 2 dòng vi khuẩn đã cung cấp 60 kg N/ha hay 50% lượng phân N hóa học cho cây lúa (Hình 4)..
- Bảng 4: Hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân N hóa học lên đặc tính nông học và thành phần năng suất cây lúa cao sản (giống Ma Lâm 213) ở thí nghiệm ngoài ruộng.
- cây lúa (cm) Số bông.
- Hình 4: Hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân N hóa học lên năng suất lúa cao sản trồng trên đất thịt pha cát ở thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên (thí nghiệm ngoài đồng) vụ Đông-Xuân 2013-2014 Những số trên đầu cột theo sau cùng một chữ không khác biệt ý nghĩa ở mức độ 1%.
- Hình 5: Mối tương quan giữa năng suất hạt (kg/ha) và số hạt chắc/bông và tỉ lệ hạt lép.
- ở thí nghiệm ngoài đồng.
- Tương tự như thí nghiệm trong chậu, khi phân tích nhiều chiều (multiple-regression) giữa năng suất lúa và hai chỉ tiêu là số hạt chắc/bông và số bông/bụi cho thấy có sự tương quan rất chặt chẽ (ở mức độ 1%) và số hạt chắc/bông có vai trò rất quan trọng ảnh hưởng rất lớn đến năng suất lúa, hiệu quả của hai dòng vi khuẩn tác động lên số bông/bụi và số hạt chắc/bông đã quyết định đến năng suất sau.
- Hiệu quả cố định N sinh học của hai dòng vi khuẩn nội sinh trên cây lúa thể hiện qua hàm lượng N trong gạo, trong rơm và trong đất (Bảng 6) đồng thời cho thấy tổng lượng N trong đất tương quan thuận với hàm lượng N trong gạo và rơm, chứng minh vi khuẩn gia tăng lượng N trong cây lúa và tiếp đến cải thiện hàm lượng N trong đất (Hình 6)..
- nghiệm thức CV=1,12%.
- Bảng 5: Sự tương quan giữa năng suất với số hạt chắc/bông và số bông/bụi (thí nghiệm ngoài đồng).
- X1 + 35,29 X2 (X1 là số hạt chắc/bông và X2 là số bông/bụi) Bên cạnh gia tăng năng suất lúa, hai dòng vi khuẩn còn gia tăng hàm lượng N trong hạt gạo, điều này làm cho chất lượng hạt gạo cao thông qua hàm lượng protein trong gạo (Bảng 7) và trong cùng một mức bổ sung phân N hóa học, các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn thì bình quân lượng protein trong 1 ha cao hơn so với nghiệm thức lúa chỉ bón phân N hóa học và không bổ sung vi khuẩn..
- Hình 6: Tương quan thuận giữa hàm lượng N trong cây lúa (gạo và rơm) với tổng lượng N.
- Bảng 6 : Hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân N hóa học lên hàm lượng N trong rơm, gạo và đất Nghiệm.
- thức Năng suất rơm (t/ha).
- Năng suất hạt (kg/ha).
- Bảng 7: Hiệu quả của vi khuẩn nội sinh và phân N hóa học lên hàm lượng N và protein trong gạo Nghiệm thức Năng suất.
- Năng suất gạo (kg/ha) NS lúa x 0,81*.
- tăng hàm lượng N trong đất và gia tăng hàm lượng N trong cây trồng, sự hoạt động của vi khuẩn cộng sinh cũng có tác động cải thiện độ phì đất trồng (Bảng 8)..
- Vì thế, để thâm canh tăng năng suất cho những giống cây trồng cao sản, nông dân phải bón một lượng lớn phân đạm (N) hóa học.
- Hơn nữa trong canh tác lúa lượng đạm cần thiết để tạo ra 1 tấn thóc là từ 17 - 25 kg N, năng suất càng cao, lượng.
- Mặt khác, Fischer (2003), cho rằng: nguồn đạm tự nhiên từ sự cố định đạm sinh học với vi sinh vật (VSV) sống tự do chỉ đủ để sản xuất ra lúa gạo có năng suất từ 2 - 3,5 tấn/ha.
- Hiện nay, năng suất lúa hạt đạt từ 5 - 8 tấn/ha, cần lượng phân nitơ (N) từ 60 - 100 kg/ha để đáp ứng nhu cầu cho cây lúa sinh trưởng và phát triển nhưng nguồn N tự nhiên không thể cung ứng đủ, vì thế cần một lượng phân N hoá học cung ứng cho cây lúa để có năng suất ổn định (Stoltzfus et al., 1997).
- lúa (Ladha et al., 1998) vì sử dụng các nhóm vi khuẩn vùng rễ hay vi khuẩn nội sinh có các đặc tính tốt như cố định đạm, hòa tan lân, hòa tan kali.
- Những dòng vi khuẩn cố định đạm Azospirillum lipoferum được tìm thấy trong lúa mùa ở Đồng bằng sông Cửu Long (Cao Ngọc Điệp et al., 2007) và Burkholderia vietnamiensis được tìm thấy trong rễ lúa trồng ở miền Nam Việt Nam (Van et al., 1994.
- Đó là nguyên nhân góp phần làm tăng năng suất và chất lượng lúa gạo (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
- Vì vậy, 2 dòng vi khuẩn Azospirillum amazonense SHL70 và Burkholderia kururiensis PHL87 vừa là vi khuẩn vùng rễ (nên có 1 số tác động ở vùng rễ lúa) vừa hoạt động nội sinh trong cây lúa (cung cấp dưỡng chất trực tiếp cho cây lúa) nên hiệu quả của chúng không những ở cây lúa mà còn cải thiện đất trồng lúa.
- Tuy nhiên, đất trồng lúa ở Phú Yên nói chung và sử dụng phân vi sinh cho cây lúa trên vùng đất này cũng chưa có nhiều nghiên cứu, việc ứng dụng 2 dòng vi khuẩn Azospirillum amazonense SHL70 và Burkholderia kururiensis PHL87 (phân lập và nhận diện từ cây lúa trồng trên đất Phú Yên, Van Thi Phuong Nhu và Cao Ngoc Điep, 2014) là những phát hiện mới cho khoa học đồng thời bước đầu ứng dụng hai dòng vi khuẩn này cho cây lúa trồng trên đất thịt pha cát có hiệu quả đáng khích lệ.
- (2002) khi chủng vi khuẩn Azospirilum amazonense và Burkholderia sp., sau 40 ngày chủng vi khuẩn, sinh khối cây lúa gia tăng tối đa 39% so với đối chứng không bổ sung vi khuẩn..
- Việc bổ sung 2 dòng vi khuẩn Azospirillum amazonense, Burkholderia kururiensis và bón bổ sung lượng phân đạm hóa học có tác dụng đáng kể đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa.
- Trong điều kiện thí nghiệm ngoài ruộng, hai dòng vi khuẩn Azospirillum amazonense SHL70 và.
- Burkholderia kururiensis PHL87 có khả năng cung cấp 50% đạm sinh học cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng trên đất thịt pha cát ở tỉnh Phú Yên mà vẫn đảm bảo được năng suất thông qua phương trình hồi qui đa biến giữa năng suất với 2 biến số hạt chắc/bông và số bông/bụi là Y.
- Cần tiến hành thử nghiệm khả năng cố định đạm của 2 chủng vi khuẩn Azospirillum amazonense SHL70 và Burkholderia kururiensis PHL87 trong điều kiện canh tác ngoài đồng ở nhiều địa bàn khác trong tỉnh trước khi tiến hành sản xuất phân sinh học cho cây lúa ở tỉnh Phú Yên..
- Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn Pseudomonas spp.
- Phát hiện vi khuẩn Azospirillum lipoferum nội sinh trong cây lúa mùa đặc sản (Oryza sativa L.) trồng vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
- Cố định đạm, hòa tan Lân, và tổng hợp IAA của vi khuẩn nội sinh Azospirillum lipoferum.
- Giáo trình cây lúa.