- DOI:10.22144/ctu.jsi.2019.038 HIỆU QUẢ CỦA 5 DÒNG VI KHUẨN PHÂN GIẢI KHOÁNG SILIC LÊN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT GIỐNG LÚA IR 50404 TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI. - Độ cứng lóng thân, giống lúa IR 50404, hàm lượng silic hòa tan, khoáng silic, vi khuẩn phân giải silic. - Mục tiêu của nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả của năm dòng vi khuẩn phân giải khoáng silic tuyển chọn lên sinh trưởng và năng suất lúa trong điều kiện nhà lưới. - Kết quả cho thấy cả năm dòng vi khuẩn phân giải Si thử nghiệm đều làm gia tăng khác biệt có ý nghĩa thống kê về hàm lượng Si hòa tan trong dịch đất, hàm lượng chlorophyll trong lá, độ cứng lóng thân 1, 2, 3, chiều dài bông, tỉ lệ hạt chắc trên bông và khối lượng hạt chắc trên chậu ở các nghiệm thức có chủng vi khuẩn phân giải khoáng Si so với nghiệm thức không chủng vi khuẩn. - Như vậy, năm dòng vi khuẩn phân giải Si tuyển chọn giúp tăng sinh trưởng và năng suất giống lúa IR 50404 trong điều kiện nhà lưới.. - Hiệu quả của 5 dòng vi khuẩn phân giải khoáng silic lên sinh trưởng và năng suất giống lúa IR 50404 trong điều kiện nhà lưới. - (2018) cho thấy khi chủng năm dòng vi khuẩn kí hiệu TCM_39, MCM_15, LCT_01, PTST_30 và RTTV_12 giúp gia tăng chiều cao cây, số rễ, tổng. - Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của năm dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si được phân lập từ nhiều hệ sinh thái khác nhau gồm đất nông nghiệp, trùn đất và phân trùn đất kết hợp với bón phân Si lên sinh trưởng và năng suất giống lúa IR 50404 trong điều kiện nhà lưới.. - 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Nguồn vi khuẩn. - Năm dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si từ kết quả nghiên cứu của Trần Võ Hải Đường và Nguyễn Khởi Nghĩa (2018) được sử dụng trong nghiên cứu này và thông tin của chúng được trình bày qua Bảng 1.. - Bảng 1: Thông tin về năm dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si. - Vi khuẩn Ký hiệu Nguồn phân. - 2.2 Hiệu quả của 5 dòng vi khuẩn phân giải khoáng silic lên sinh trưởng và năng suất giống lúa IR 50404. - 2.2.1 Chuẩn bị nguồn vi khuẩn. - Năm dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si hiệu quả cao nhất (TCM_39, MCM_15, LCT_01, PTST_30 và RTTV_12) được nuôi tăng sinh riêng biệt trong bình tam giác 100 mL chứa 20 mL môi trường TSB (Tryptone Soya Broth) trong ba ngày. - Sau đó, tiến hành thu hoạch sinh khối vi khuẩn bằng cách chuyển dịch vi khuẩn sang ống falcon 50 mL, ly tâm 6.000 vòng/phút trong 5 phút, loại bỏ phần nước nằm bên trên. - Tiếp tục cho 20 mL nước khử khoáng tiệt trùng vào để rửa sinh khối vi khuẩn trong ba lần và hiệu chỉnh dung dịch vi khuẩn bằng nước khử khoáng tiệt trùng về OD 600nm = 0,7 (khoảng 10 8 CFU.mL -1 ) để làm nguồn vi khuẩn cho thí nghiệm.. - Sau đó, hạt được ngâm trong các dung dịch huyền phù vi khuẩn riêng biệt (đã được chuẩn bị ở Mục 2.2.1) trong 12 giờ. - Hạt lúa ở các nghiệm thức không chủng vi khuẩn được thực hiện tương tự nhưng dùng nước khử khoáng tiệt trùng thay cho dung dịch huyền phù vi khuẩn. - 2.2.3 Cố định vi khuẩn trong xỉ than tổ ong Cách chủng vi khuẩn vào trong xỉ than theo phương pháp của Nguyễn Khởi Nghĩa và ctv. - đồng thời, bổ sung 2 mL dung dịch vi khuẩn đã được chuẩn bị trước (cách chuẩn bị dung dịch vi khuẩn tham khảo Mục 2.2.1, tuy nhiên, hiệu chỉnh độ đục của dung dịch chứa vi khuẩn với nước khử khoáng tiệt trùng bằng máy đo quang phổ về OD 600 nm = 1,5 (khoảng 10 11 CFU.mL -1. - Cuối cùng, loại bỏ phần dịch lỏng và thu xỉ than chứa vi khuẩn với mật số cuối cùng của từng dòng vi khuẩn là TCM_39 (12x10 9 CFU.g -1. - Các nghiệm thức được liệt kê như sau:. - Nghiệm thức 1: Đối chứng (không bón phân và không chủng vi khuẩn). - Nghiệm thức 2: Bón phân NPK . - Nghiệm thức 3: Bón phân NPK + Si (Mg 2 O 8 Si 3 1 tấn.ha -1. - Nghiệm thức 4: Bón phân NPK + Si + LCT_01. - Nghiệm thức 5: Bón phân NPK + Si + RTTV_12. - Nghiệm thức 6: Bón phân NPK + Si + PTST_30. - Nghiệm thức 7: Bón phân NPK + Si + MCM_15. - Nghiệm thức 8: Bón phân NPK + Si + TCM_39. - Nghiệm thức 9: Bón phân NPK + Si + MIX (hỗn hợp 5 dòng vi khuẩn). - Việc chủng vi khuẩn vào trong đất qua chất mang xỉ than được thực hiện một lần duy nhất vào thời điểm 1 ngày trước khi gieo lúa giống vào chậu. - Mật số cuối cùng của dòng vi khuẩn TCM_39, RTTV_12, PTST_30, LCT_01 và MCM_15 trong đất thí nghiệm lần lượt đạt 12x10 7 CFU.g -1 , 6x10 7 CFU.g -1 , 11x10 7 CFU.g -1 , 11x10 7 CFU.g -1 và 8x10 7 CFU.g -1 . - Vào giai đoạn 25 ngày thí nghiệm, nghiệm thức bón phân NPK khuyến cáo, bón 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 và kết hợp chủng dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si LCT_01 cho hàm lượng chlorophyll trong lá lúa cao nhất, đạt 17,6 giá trị CCI (chlorophyll content index), kế đến là nghiệm thức bón phân NPK khuyến cáo, bón 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha. - 1 và kết hợp chủng dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si MCM_15 đạt 15,4 giá trị CCI. - Hai nghiệm thức này có hàm lượng chlorophyll cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với hai nghiệm thức bón phân NPK và NPK + 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 nhưng không chủng vi khuẩn, lần lượt đạt 12,0 và 14,7 giá trị CCI.. - Vào giai đoạn 45 ngày thí nghiệm, hàm lượng chlorophyll dao động trong khoảng giá trị CCI, nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn LCT_01 có hàm lượng chlorophyll cao nhất (17,1 giá trị CCI), kế đến là nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si MCM_15 (16,5 giá trị CCI).. - Hai nghiệm thức này có hàm lượng chlorophyll cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với hai nghiệm thức bón phân NPK và NPK + 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 nhưng không chủng vi khuẩn, lần lượt đạt 16,0 và 15,7 giá trị CCI và hàm lượng chlorophyll thấp nhất thuộc nghiệm thức đối chứng. - Kết quả này có thể giải thích là do hai dòng vi khuẩn này có khả năng cố định đạm nên cung cấp thêm một lượng đạm đáng kể giúp cây lúa hấp thu và chuyển hóa để tham gia vào cấu tạo của chlorophyll trong lá lúa. - (2017) dòng vi khuẩn Klebsiella aerogenes tương ứng với dòng LCT_01 có khả năng cố định đạm giúp gia tăng sinh trưởng cây trồng. - Trong khi đó, khả năng cố định đạm cũng như vai trò kích thích sinh trưởng cây trồng của vi khuẩn Microbacterium neimengense tương ứng với dòng MCM_15 vẫn chưa được công bố. - Vào giai đoạn 65 ngày thí nghiệm hàm lượng chlorophyll của các nghiệm thức đều đạt đến giá trị khá cao, tuy nhiên khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức được chủng vi khuẩn phân giải Si và nghiệm thức không được chủng (p>0,05). - Như vậy, kết quả này cho thấy việc chủng hai dòng vi khuẩn LCT_01 và MCM_15 kết hợp bón phân NPK khuyến cáo và 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 giúp gia tăng hàm lượng chlorophyll trong lá lúa ở giai đoạn đầu so với hai nghiệm thức bón cùng liều lượng phân bón nhưng không chủng vi khuẩn, trong khi giai đoạn sau hàm lượng chlorophyll khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức bón phân kết hợp chủng và không chủng vi khuẩn. - Tuy nhiên, vẫn chưa có công bố nào về bổ sung phân bón Si kết hợp với vi khuẩn phân giải Si giúp gia tăng hàm lượng chlorophyll lá lúa.. - Bảng 2: Hàm lượng chlorophyll trong lá lúa của các nghiệm thức thí nghiệm. - là khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 5%. - Độ cứng lóng thân cây lúa (lóng 1, 2 và 3 tính từ gốc lên) vào thời điểm thu hoạch của các nghiệm thức thí nghiệm trong nhà lưới được trình bày trong. - Bảng 3 cho thấy độ cứng của 3 lóng thân này có xu hướng giảm dần theo chiều cao của cây lúa (tính từ gốc của cây lúa) và có sự khác biệt ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức thí nghiệm.. - Nghiệm thức Ký hiệu. - Bảng 3: Độ cứng lóng thân cây lúa (lóng 1, lóng 2 và lóng 3) của các nghiệm thức thí nghiệm ở thời điểm thu hoạch. - Ở tất cả 3 lóng lúa khảo sát về độ cứng của lóng cho thấy cây lúa ở tất cả các nghiệm thức có chủng vi khuẩn phân giải Si kết hợp bón phân đầy đủ NPK khuyến cáo và 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 cho độ cứng lóng thân cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê khi so sánh với ba nghiệm thức còn lại không chủng vi khuẩn (p<0,05). - Trong số các nghiệm thức chủng các dòng vi khuẩn phân giải Si, hai nghiệm thức có độ cứng lóng thân lúa cao nhất là nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn LCT_01 và nghiệm thức chủng hỗn hợp 5 dòng vi khuẩn này lại với nhau và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức chủng các dòng vi khuẩn khác. - Kết quả này cho thấy việc chủng các dòng vi khuẩn phân giải Si kết hợp bón phân NPK khuyến cáo và bón 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 giúp gia tăng độ cứng lóng thân của cây lúa do vi khuẩn phân giải khoáng Si giúp tăng hàm lượng Si hòa tan trong đất, từ đó cây lúa hấp. - thu nguyên tố Si cao hơn, thân lá cứng chắc hơn và cây lúa ít bị đổ ngã hơn so với các nghiệm thức có bón phân NPK khuyến cáo và khoáng Si nhưng không chủng vi khuẩn phân giải Si. - Tuy nhiên, các nghiên cứu về kết hợp bón phân Si và chủng vi khuẩn phân giải Si vào đất giúp gia tăng độ cứng lóng thân cây lúa vẫn chưa được công bố.. - Kết quả khảo sát về chiều dài bông lúa của các nghiệm thức thí nghiệm trong nhà lưới được trình bày trong Hình 1 và Hình 2 thể hiện sự khác biệt rất rõ giữa các nghiệm thức được chủng vi khuẩn phân giải Si với các nghiệm thức còn lại không chủng vi khuẩn phân giải Si.. - Hình 1: Chiều dài bông lúa ở thời điểm thu hoạch của các nghiệm thức thí nghiệm. - NT9: NPK+Si+MIX Nghiệm thức Ký hiệu Độ cứng lóng thân cây lúa (N). - Chiều dài bông lúa của các nghiệm thức dao động trong khoảng cm, nghiệm thức đối chứng có chiều dài bông thấp nhất (15,65 cm) và tất cả các nghiệm thức có chủng vi khuẩn phân giải Si cho chiều dài bông lúa cao hơn (dao động từ 19,98 cm đến 20,95 cm), khác biệt không có ý nghĩa thống kê khi so sánh với nhau (p>0,05) nhưng khác biệt có ý nghĩa thống kê so với hai nghiệm thức: bón NPK khuyến cáo và bón NPK khuyến cáo + phân Si và lần lượt đạt 16,72 cm và 17,95 cm (p<0,05). - Kết quả này một lần nữa cho thấy vai trò quan trọng của vi khuẩn phân giải khoáng Si khi được chủng vào. - (2018) cho thấy bón phân silic góp phần gia tăng chiều dài bông lúa, mặt khác vẫn chưa có công bố về kết hợp giữa bón phân Si với vi khuẩn phân giải Si giúp tăng chiều dài bông.. - Hình 2: Chiều dài bông lúa ở thời điểm thu hoạch của các nghiệm thức thí nghiệm. - Kết quả khảo sát về tỉ lệ hạt chắc trên bông của các nghiệm thức thí nghiệm trong nhà lưới được trình bày trong Hình 3 cho thấy nghiệm thức đối chứng có tỉ lệ hạt chắc trên bông thấp nhất (80,4. - kế đến là nghiệm thức không chủng vi khuẩn nhưng bón NPK khuyến cáo và nghiệm thức bón NPK khuyến cáo kết hợp bón 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 có tỉ lệ hạt chắc trên bông khác biệt không có ý nghĩa thống kê khi so sánh với nhau (p>0,05), lần lượt đạt 95,1. - nhưng thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) khi so sánh với các nghiệm thức có chủng vi khuẩn phân giải Si. - Nghiệm thức chủng hỗn hợp 5 dòng vi khuẩn có tỉ lệ hạt chắc trên bông cao nhất, đạt 98,9. - khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p<0,05) khi so với nghiệm thức chủng. - dòng vi khuẩn RTTV_12 (98,4. - Trong khi các nghiệm thức còn lại có tỉ lệ hạt chắc trên bông dao động từ 97,4 % đến 98,0. - Kết quả này một lần nữa chứng minh vai trò tích cực của các dòng vi khuẩn phân giải Si phân lập lên sự gia tăng tỉ lệ hạt chắc trên bông là một trong những thành phần quan trọng quyết định đến năng suất lúa. - (2016) chứng minh biện pháp kết hợp bón phân silic và chủng vi khuẩn phân giải Si giúp gia tăng tỉ lệ hạt chắc trên bông lúa. - Như vậy, khi chủng vi khuẩn phân giải Si kết hợp bón 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 giúp gia tăng lượng Si hữu dụng trong đất và vì thế cây lúa hấp thu một lượng lớn Si hữu dụng này để cải thiện đặc tính sinh trưởng và thành phần năng suất lúa.. - Hình 3: Tỉ lệ hạt chắc trên bông ở thời điểm thu hoạch của các nghiệm thức thí nghiệm. - Khối lượng hạt chắc trên chậu ở ẩm độ 14 % của các nghiệm thức thí nghiệm trong nhà lưới được trình bày trong Hình 4. - Kết quả cho thấy khối lượng hạt chắc trên chậu giữa các nghiệm thức có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê khi so sánh với nhau. - Trong đó, nghiệm thức TCM_39 có khối lượng hạt chắc trên chậu cao nhất đạt 30,91 g.chậu -1 nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê khi so với nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn RTTV_12 và nghiệm thức chủng hỗn hợp 5 dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si, lần lượt đạt 29,75 g.chậu -1 và 30,1 g.chậu -1 , trong khi khác biệt có ý nghĩa thống kê và cao hơn so với nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn PTST_30, MCM_15 và LCT_01 (lần lượt đạt 28,61 g.chậu g.chậu -1 và 27,34 g.chậu -1. - Các nghiệm thức chủng các dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si luôn cho khối lượng hạt chắc trên chậu cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) khi so sánh với các nghiệm thức không chủng vi khuẩn gồm nghiệm thức đối chứng, nghiệm thức bón NPK khuyến cáo và nghiệm thức bón NPK khuyến cáo kết hợp bón phân khoáng Si. - Cả ba nghiệm thức này có khối lượng hạt chắc trên chậu lần lượt đạt 15,08 g.chậu g.chậu -1 và 25,52 g.chậu -1 . - Nghiệm thức bón phân NPK và nghiệm thức bón NPK kết hợp bón phân khoáng Si khác biệt. - Kết quả này cho thấy các nghiệm thức chủng vi khuẩn phân giải Si giúp tăng năng suất dao động từ 13,3 % đến 23,0 % so với nghiệm thức bón NPK khuyến cáo và bón 1 tấn phân khoáng Si. - Như vậy, việc bổ sung phân khoáng Si kết hợp bón phân NPK khuyến cáo cho cây lúa nhưng không chủng vi khuẩn không làm tăng khối lượng hạt chắc trên chậu, trong khi đó, việc chủng vi khuẩn phân giải Si vào trong đất kết hợp bón phân Si và NPK khuyến cáo giúp gia tăng đáng kể khối lượng hạt chắc trên chậu. - Việc gia tăng khối lượng hạt chắc trên chậu là kết quả của việc gia tăng các chỉ tiêu về sinh trưởng, thành phần năng suất lúa khi chủng các dòng vi khuẩn phân giải Si vào trong đất.. - Như vậy lượng Si hòa tan trong đất cao hơn ở các nghiệm thức chủng vi khuẩn phân giải khoáng Si đã dẫn đến việc khối lượng hạt chắc trên chậu ở ẩm độ 14 % ở các nghiệm thức này cao hơn so với các nghiệm thức không chủng vi khuẩn. - (2016) cho thấy khi chủng dòng vi khuẩn phân giải Si kết hợp bón tro than (fly ash) từ các nhà máy nhiệt điện giúp gia tăng hàm lượng silic hấp thu trong hạt và rơm rạ, đồng thời gia tăng năng suất hạt và rơm rạ so với nghiệm thức đối chứng. - Hình 4: Khối lượng hạt chắc/chậu ở ẩm độ 14% của các nghiệm thức thí nghiệm. - Hàm lượng Si hòa tan trong đất ở thời điểm cuối vụ của các nghiệm thức được trình bày trong Hình 5. - Kết quả cho thấy nghiệm thức đối chứng có hàm lượng Si hòa tan thấp nhất (0,0 g.kg -1 đất khô). - Khi so sánh nghiệm thức bón phân NPK khuyến cáo không chủng vi khuẩn và nghiệm thức bón NPK kết hợp bón 1 tấn Mg 2 O 8 Si 3 .ha -1 cho thấy hàm lượng Si trong đất ở thời điểm cuối vụ của nghiệm thức không bổ sung phân khoáng Si thấp hơn (0,86 g.kg. - 1 đất khô) so với nghiệm thức có bổ sung phân Si (6,47 g.kg đất khô -1. - Ngoài ra, chỉ có nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn LCT_01 có hàm lượng Si trong đất đạt 7,76 g.kg đất -1 , tương đương và khác biệt không có ý nghĩa thống kê khi so sánh với. - nghiệm thức bón NPK và phân khoáng Si nhưng không bổ sung vi khuẩn. - Trong khi đó, tất cả các nghiệm thức chủng các dòng vi khuẩn phân giải Si khác có hàm lượng Si trong đất cao hơn rất nhiều và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức không chủng vi khuẩn phân giải Si.. - Nghiệm thức chủng hỗn hợp 5 dòng vi khuẩn phân giải Si cho hàm lượng Si hòa tan trong đất cao nhất, đạt 28,88 g.kg đất -1 , kế đến là nghiệm thức chủng dòng vi khuẩn TCM_39 (đạt 25,43 g.kg đất -1. - Kết quả này có thể là do vi khuẩn hòa tan Si có khả năng sản xuất các acid hữu cơ như: acid citric, acid oxalic, acid keto, acid hydroxyl carboxylic, acid tartaric (Sheng et al.,2003. - Hình 5: Hàm lượng Si hòa tan trong đất cuối vụ của các nghiệm thức thí nghiệm. - Năm dòng vi khuẩn phân giải khoáng Si cao ký hiệu TCM_39, MCM_15, LCT_01, PTST_30 và RTTV_12 được phân lập lần lượt từ đất tre, đất mía, đất lúa, phân trùn và ruột trùn ở một số tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long đều giúp kích thích sinh trưởng, thành phần năng suất và năng suất lúa gồm các chỉ tiêu độ cứng lóng thân cây lúa, chiều dài bông, tỉ lệ hạt chắc trên bông và khối lượng hạt chắc trên chậu khi được bố trí thí nghiệm trong nhà lưới. - Hiệu quả phân hủy sinh học hoạt chất propoxur trong đất bởi dòng vi khuẩn phân lập Paracoccus sp. - Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn phân giải khoáng silic từ nhiều môi trường sống khác nhau. - Đánh giá hiệu quả của năm dòng vi khuẩn hòa tan khoáng silic phân lập lên tỉ lệ nảy mầm, sinh trưởng và sinh khối của lúa trong điều kiện có và không bổ sung NaCl