Nghiên cứu công nghệ chế phẩm vi sinh vật hỗn hợp dạng viên nén cho bạch đàn và thông trên các lập địa thoái hoá, nghèo chất dinh dưỡng

vi Thổ Nhưỡng Định lượng khả năng phân giải lân của các chủng VSV Định lượng khả năng phân giải lân của 15 chủng VSV Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng Phân tích mẫu đất từ rừng trồ

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học

trong lĩnh vực Nông nghiệp và PTNT đến năm 2020

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

Đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật hỗn hợp dạng

viên nén cho bạch đàn và thông trên các lập địa thoái hoá, nghèo chất dinh

ii

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học

trong lĩnh vực Nông nghiệp và PTNT đến năm 2020

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

Đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật hỗn hợp dạng

viên nén cho bạch đàn và thông trên các lập địa thoái hoá, nghèo chất dinh

Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi sinh vật hỗn hợp dạng viên nén cho bạch đàn và thông trên các lập địa thoái hoá, nghèo chất dinh dưỡng Thuộc: Chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh

học trong lĩnh vực Nông nghiệp và PTNT đến năm 2020

2 Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: PGS TS Phạm Quang Thu

Ngày, tháng, năm sinh: 9/ 7 / 1959 Nam/ Nữ: Nam

Học hàm, học vị: Phó giáo sư, Tiến sỹ

Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính, Chức vụ: Trưởng phòng

Điện thoại: Tổ chức: 04.38362376 Nhà riêng: 04.37646552 Mobile:

0913066586

Fax: 04.38389722 E-mail: phamquangthu@fpt.vn

Tên tổ chức đang công tác:Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Địa chỉ tổ chức:Đông Ngạc – Từ Liêm – Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: Số nhà 1,4 ngõ 2, Doàn Kế Thiện, Cầu Giấy, Hà Nôi

3 Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Điện thoại: 04.38389031 Fax: 04 38389722

E-mail: vkhln@hn.vnn.vn

Website: www.fsiv.org.vn

Địa chỉ: Đông Ngạc – Từ Liêm – Hà Nội

iv

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS TS Nguyễn Hoàng Nghĩa

Số tài khoản: 301.01.014

Tại: Kho bạc Nhà nước – Từ Liêm – Hà Nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài: 48 tháng

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 11 năm 2006 đến tháng 11năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 11năm 2006 đến tháng 12 năm 2010

v

chữa nhỏ

Tổng cộng 267,000 267,000 2.633,1200 2.633,1200

- Lý do thay đổi: tiết kiệm chi: 36.880.000 đồng

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài:

Số

TT

Số, thời gian ban

Ghi chú

754/QĐ/KHLN-KH Quyết định về việc thành lập hội đồng khoa học công nghệ nghiệm thu tổng kết

đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Tạo cây con bạch đàn và thông

Tạo cây con bạch đàn và thông cho trồng rừng thí nghiệm

2 Viện Công

nghệ Sinh

học

Viện Nghiên cứu Công nghệ Thực phẩm

Giám định các chủng VSV

Giám định được 5 chủng VSV

vi

Thổ Nhưỡng

Định lượng khả năng phân giải lân của các chủng VSV

Định lượng khả năng phân giải lân của 15 chủng VSV

Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng

Phân tích mẫu đất từ rừng trồng thí nghiệm

và rừng mô hình

Phân tích được 20 mẫu đất

một thành viên Cao su Hà Tĩnh (Công ty Cao su Hà Tĩnh)

Xây dựng 10

ha rừng thí nghiệm cây thông tại Hà Tĩnh

Xây dựng được10 ha rừng thí nghiệm cây thông tại

Hà Tĩnh

tư nhân Cây giống Hoa viên Bình Định

Xây dựng 4ha rừng thí nghiệm tại Quy Nhơn

Xây dựng được 4ha rừng thí nghiệm tại Quy Nhơn

phần Đầu tư và Phát triển rừng vững bền

Xây dựng 6

ha rừng thí nghiệm cây bạch đàn tại Bắc Giang

Xây dựng được 6 ha rừng thí nghiệm cây bạch đàn tại Bắc Giang

trường và Phát triển Lâm nghiệp bền vững

Giám định các chủng nấm cộng sinh với thông và bạch đàn

Giám định được 20 chủng nấm cộng sinh

và bạch đàn

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú

1 PGS TS

Phạm Quang

Thu

PGS TS Phạm Quang Thu

Viết quy trình, báo cáo, viết báo

Quy trình, báo cáo sơ kết, báo cáo tổng kết, bài báo

2 Ths Trần

Thanh Trăng

Ths Trần Thanh Trăng

Phân tích vi sinh vật, thu thập và xử lý

số liệu

Kết quả phân tích vsv, kết quả xử lý số liệu, rừng mô hình

3 Nguyễn Đức

Thắng

Ths Đặng Như Quỳnh

Phân tích vi sinh vật, làm thí nghiệm vườn ươm, thu thập và

xử lý số liệu

Kết quả phân tích vsv, kết quả xử lý số liệu, rừng mô hình

4 Ths Lê Thị

Xuân

Ths Lê Thị Xuân

Lấy mẫu, phân tích vi sinh vật, làm thí nghiệm vườn ươm, thu thập và

xử lý số liệu

Các mẫu vsv, kết quả phân tích vsv, kết quả xử lý số liệu, rừng mô hình

5 Nguyễn Văn

Thế

Ks Nguyễn Mạnh Hà

Lấy mẫu , phân tích vi sinh vật, làm thí nghiệm vườn ươm, xây dựng mô hình rừng trồng, thu thập và xử lý

số liệu

Các mẫu vsv, kết quả phân tích vsv, kết quả xử lý số liệu, rừng mô hình

6 Ths Lê Văn

Bình

Ths Lê Văn Bình

Xây dựng mô hình rừng trồng

Rừng mô hình

viii

7 Ths Nguyễn

Thị Thúy Nga

Ths Nguyễn Thị Thúy Nga

Lấy mẫu, phân tích vi sinh vật, làm thí nghiệm vườn ươm, xây dựng mô hình rừng trồng thu thập

và xử lý số liệu

Các mẫu vsv, kết quả phân tích vsv, kết quả xử lý số liệu, rừng mô hình

8 Ths Đặng

Thanh Tân

Ths Đặng Thanh Tân

Làm thí nghiệm vườn ươm, thu thập

và xử lý số liệu

mô hình

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

1 Nội dung: Nghiên cứu

phương pháp, kỹ thuật mới

về phân lập, nuối cấy nấm và

Số người tham gia: 2 người

Nội dung: Nghiên cứu

phương pháp, kỹ thuật mới

về phân lập, nuối cấy nấm và sản xuất chế phẩm cộng sinh với thông và bạch đàn ở Úc

Thời gian:

7/9/2008-7/10/2008

Kinh phí: 164,192.320 đồng Địa điểm: Trường ĐH

ix

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

Số

1 Nội dung: Hội nghị sơ kết

Việt Nam

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Số

TT

Các nội dung, công việc

Người,

cơ quan thực hiện

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1 Phân lập, sưu tập và tuyển

chọn các chủng vi sinh vật

Thu mẫu nấm ngoại cộng sinh

đối với cây thông ở rừng

trồng và vườn ươm

12/2007

12/2007

10/2006-Viện KHLN và

Đv phối hợp Thu mẫu nấm ngoại cộng sinh

đối với cây bạch đàn ở rừng

trồng và vườn ươm

12/2007 10/2006-12/2007 Viện KHLN và

10/2006-Đv phối hợp Thu mẫu đất để phân lập vi

sinh vật phân giải lân

12/2007

12/2007

10/2006-Viện KHLN và

Đv phối hợp

x

Thu mẫu cành bạch đàn và

thông để phân lập vi sinh vật

đối kháng với nấm gây bệnh

12/2007

12/2007

10/2006-Viện KHLN và

Đv phối hợp 1.2 Phân lập, sưu tập và tuyển

chọn các chủng vi sinh vật

Nấm cộng sinh đối với cây

thông 10/2006-12/2007 10/2006-12/2007 Viện KHLN Nấm cộng sinh đối với cây

hợp

Vi sinh vật phân giải lân và vi

sinh vật đối kháng nấm gây

2 Nghiên cứu khả năng tập

hợp chủng

2.1 Đánh giá về mật độ tế bào vi

sinh vật

Đánh giá mật độ tế bào của

VSV phân giải lân khi hỗn

hợp chủng

12/2006 - 12/ 2007 12/2006 - 12/ 2007 Viện KHLN và

Đv phối hợp Đánh giá mật độ tế bào của

VSV đối kháng nấm bệnh khi

hỗn hợp chủng

12/2006 - 12/2007

12/2006 - 12/2007

Viện KHLN và

Đv phối hợp 2.2 Đánh giá hoạt tính sinh học

của các chủng VSV khi phối

xi

hợp chủng

Hoạt tính sinh học của VSV

sản xuất viên nén cho cây

thông

6/2007 - 6/2008

6/2007 - 6/2008

Viện KHLN

Hoạt tính sinh học của VSV

sản xuất viên nén cho cây

bạch đàn

6/2007 6/2008

6/2007 6/2008

-Viện KHLN

3 Nghiên cứu nhân sinh khối

các chủng vi sinh vật

Nghiên cứu kỹ thuật làm khô

bào tử nấm cộng sinh

1/2007 - 12/2007

1/2007 - 12/2007

Viện KHLN và

Đv phối hợp Nghiên cứu nhân sinh khối vi

khuẩn phân giải lân

1/2007 - 12/2007

1/2007 - 12/2007

Viện KHLN và

Đv phối hợp Nghiên cứu nhân sinh khối vi

sinh vật đối kháng nấm gây

bệnh

1/2007 - 12/2007

1/2007 - 12/2007

Viện KHLN và

Đv phối hợp

4 Nghiên cứu sản xuất viên

nén

9/2007

9/2007

8/2007-Viện KHLN

5 Bước đầu nghiên cứu sản

xuất thử nghiệm chế phẩm

hỗn hợp dạng viên nén

Sản xuất chế phẩm vi sinh

hỗn hợp dạng viên nén gồm

bào tử nấm cộng sinh, vi sinh

vật phân giải lân và vi sinh

vật đối kháng nấm gây bệnh

Fusarium oxysporum và chất

mang cho cây thông

Tháng 12/2007 và

8-08

Tháng 12/2007 và

8-08

Viện KHLN

Sản xuất chế phẩm vi sinh

hỗn hợp dạng viên nén gồm

bào tử nấm cộng sinh, vi sinh

vật phân giải lân và vi sinh

Tháng 4 – 12/2007/

2008/2009

Tháng 4 – 12/2007/

2008/2009

Viện KHLN

viên nén cho cây bạch đàn,

thông khi bảo quản chế phẩm

trong điều kiện nhiệt độ

phòng

1/2007 – 12/2007

1/2007 – 12/2007

Viện KHLN

Đánh giá hiệu lực của chế

phẩm đối với cây con ở vườn

ươm

2007/2008/2009

2007/2008/

2009

Viện KHLN và

ĐV phối hợp 7.2 Sử dụng chế phẩm ở rừng

và 2009 Năm 2008 và 2009 Đơn vị phối hợp

8 Xây dựng dự thảo quy trình

sản xuất và sử dụng chế

phẩm

mang cho cây thông

Năm 2009 Năm 2009 Viện

mang cho cây thông

Năm 2010 Năm 2010 Viện

xiv

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

2 Viên nén cho cây

thông: tăng sinh

1 dự thảo quy

trình

3 Dự thảo quy trình sản xuất

trên Tạp chí KHLN, 1 bài đăng trên Tạp chí

NN&PTNT

và 1 bài đăng trên Kỷ yếu hội nghị khoa học

d) Kết quả đào tạo:

Số lượng

Số

TT

Cấp đào tạo, Chuyên

ngành đào tạo Theo kế

hoạch Thực tế đạt được

Ghi chú

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

CTCP Dược liệu tốt – Lạng Sơn

CTCP Phát triển rừng vững bền – Quảng Ninh

Trung tâm NC LN vùng núi phía bắc – Thái Nguyên

Công ty cổ phần Đầu

tư Phát triển công nghiệp rừng Lào Cai

Cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Chế phẩm do đề tài sản xuất ra được nghiên cứu trên cơ sở hỗn hợp chủng vi sinh vật dưói dạng viên nén bao gồm: nấm cộng sinh + vi sinh vật phân giải lân + vi sinh vật đối kháng với nấm gây bệnh có tác dụng tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng khoáng, nước, phân giải lân khó tan thành dễ tan và có tác dụng diệt nấm gây bệnh cho cây trồng Tất cả các vi sinh vật này được kết hợp dưới dạng viên nén là một sản phẩm mới

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

Đây là sản phẩm mới, chưa có ở Việt Nam Có khả năng cạnh tranh cao với phân vô cơ và chi phí lây đất mùm từ rừng trồng đã khép tán

xvii

Chế phẩm nấm cộng sinh thành công sẽ góp phần tích cực trong việc nâng cao năng suất rừng trồng trên các lập địa thoái hoá, nghèo chất dinh dưỡng

Khi có chế phẩm các cơ sở sản xuất sẽ chủ động hơn trong việc gieo ươm cây con, đặc biệt các loài thông, không phải lấy lớp đất mùn rừng thông

về trộn với thành phần của ruột bầu khi gieo ươm Điều này sẽ giảm chi phí cho sản xuất, không gây hại cho các khu rừng khác bị đào lấy tầng đất mặt

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài:

Số

Thời gian thực hiện

III Nghiệm thu cơ sở

Nghiệm thu sơ kết đề tài Tháng 12/2008

Nghiệm thu tổng kết đề tài Tháng 12/2010

Chủ nhiệm đề tài

Phạm Quang Thu

Thủ trưởng tổ chức chủ trì

xviii

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xx 

THUẬT NGỮ xxi 

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ xxii 

MỞ ĐẦU 1 

1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2 

2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT BÓN CHẾ PHẨM 2 

2.1 Đối tượng nghiên cứu 2 

2.2 Đặc điểm thực vật và đất thử nghiệm chế phẩm 3 

3 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 

3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3 

3.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 9 

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 15 

4.1 Nghiên cứu phân lập mới, tuyển chọn và định danh nguồn VSV để sản xuất chế phẩm vi sinh hỗn hợp phục vụ chăm sóc cây trồng bạch đàn và thông 15 

4.2 Nghiên cứu khả năng tập hợp chủng 15 

4.3 Nghiên cứu nhân sinh khối các chủng VSV và thu hái, sơ chế và làm khô bào tử nấm cộng sinh Pisolithus tinctorius 15 

4.4 Xây dựng dự thảo quy trình công nghệ và sản xuất chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn 16 

4.5 Nghiên cứu bảo quản chế phẩm 16 

4.6 Xây dựng mô hình sử dụng hiệu quả chế phẩm và đánh giá hiệu lực của chế phẩm đối với bạch đàn và thông 16 

4.7 Xây dựng dự thảo quy trình sử dụng chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn 16 

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 

5.1 Phân lập mới, tuyển chọn và định danh nguồn VSV để sản xuất chế phẩm 17 

5.2 Nghiên cứu khả năng tập hợp chủng 20 

5.3 Nghiên cứu nhân sinh khối các chủng VSV và phương pháp làm khô bào tử nấm cộng sinh Pisolithus tinctorius 20 

5.4 Xây dựng dự thảo quy trình công nghệ và sản xuất chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn 21 

5.5 Nghiên cứu bảo quản chế phẩm 21 

xix

5.6 Xây dựng mô hình sử dụng có hiệu quả chế phẩm và đánh giá hiệu lực

của chế phẩm 22 

5.7 Xây dựng quy trình dự thảo hướng dẫn sử dụng chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn 27 

6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 27 

6.1 Nghiên cứu phân lập mới, tuyển chọn và định danh nguồn VSV để sản xuất chế phẩm vi sinh hỗn hợp phục vụ chăm sóc cây trồng bạch đàn và thông 27 

6.2 Nghiên cứu khả năng tập hợp chủng 36 

6.3 Nghiên cứu nhân sinh khối các chủng VSV và thu hái, sơ chế và làm khô bào tử nấm cộng sinh Pisolithus tinctorius 38 

6.4 Xây dựng dự thảo quy trình công nghệ và sản xuất chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn 41 

6.5 Bảo quản chế phẩm 47 

6.6 Xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm và đánh giá hiệu lực của chế phẩm 49 

6.7 Xây dựng dự thảo quy trình hướng dẫn sử dụng chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn 68 

KẾT LUẬN 69 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 

PHỤ LỤC 76 

- Đất thoái hóa, nghèo chất dinh dưỡng: bao gồm ba đặc điểm chính sau: về tính chất vật lý, là đất khô cứng, nén dẽ, xói mòn mạnh, mất tầng đất mặt; về tính chất hóa học: nghèo kiệt dinh dưỡng, mất cân bằng hóa học; về tính chất sinh học: mất dần chất hữu cơ, suy giảm quần thể sinh vật

- Mật độ tế bào hữu hiệu: là mật độ tế bào cần thiết để bảo toàn hoạt tính sinh học của chúng

Bảng 1.3: Khả năng phân giải lân của các chủng VSV

Bảng 1.4: Kết định danh các chủng VSV phân giải lân

Bảng 1.5: Kết quả phân lập, thử nghiệm các chủng VSV đối kháng nấm gây

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến mật độ tế bào VK

phân giải lân

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến đến mật độ tế bào VK phân giải lân Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thời gian nhân sinh khối đến mật độ tế bào VK

phân giải lân

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến mật độ tế bào VK đối

Bảng 5.1: Mật độ tế bào của các VSV ở viên nén cho cây thông

trong thời gian bảo quản

Bảng 5.2: Mật độ tế bào của các VSV của viên nén cho cây bạch đàn trong

thời gian bảo quản

Bảng 6.1: Sinh trưởng của 4 loài cây ở các công thức theo thời gian

Bảng 6.2: Hiệu lực của chế phẩm MF1 đối với sinh khối của cây con ở vườm

ươm

xxiii

Bảng 6.3: Tỷ lệ cộng sinh, tỷ lệ bị bệnh của 4 loài cây ở các công thức

Bảng 6.4: Kết quả thí nghiệm về sinh trưởng trên 2 ha rừng trồng thí nghiệm

bạch đàn PN14 tại Bắc Giang

Bảng 6.5: Kết quả thí nghiệm về sinh trưởng trên 4 ha rừng trồng bạch đàn

PN14 được bón chế phẩm tại Bắc Giang

Bảng 6.6: Kết quả thí nghiệm về sinh trưởng trên 1 ha rừng trồng thí nghiệm

bạch đàn U6 tại Quy Nhơn

Bảng 6.7: Kết quả thí nghiệm về sinh trưởng trên 3 ha rừng trồng bạch đàn

U6 được bón chế phẩm tại Quy Nhơn

Bảng 6.8: Kết quả thí nghiệm về sinh trưởng trên 2 ha rừng trồng thí nghiệm

Thông mã vĩ tại Hà Tĩnh

Bảng 6.9: Kết quả thí nghiệm về sinh trưởng trên 8 ha rừng trồng Thông mã

vĩ được bón chế phẩm tại Hà Tĩnh

Biểu đồ 1.1: Tỷ lệ cây bị bệnh của các công thức thí nghiệm trên 2 ha rừng

trồng thí nghiệm bạch đàn PN14 tại Bắc Giang

Biểu đồ 1.2: Tỷ lệ cây bị bệnh của các công thức trên 4 ha rừng trồng bạch

đàn PN14 được bón chế phẩm tại Bắc Giang

Biểu đồ 1.3: Tỷ lệ cây bị bệnh của các công thức thí nghiệm trên 1 ha rừng

trồng thí nghiệm bạch đàn U6 tại Quy Nhơn

Biểu đồ 1.4: Tỷ lệ cây bị bệnh của các công thức trên 3 ha rừng trồng bạch

đàn U6 được bón chế phẩm tại Quy Nhơn

Biểu đồ 1.5: Tỷ lệ cây bị bệnh của các công thức thí nghiệm trên 2 ha rừng trồng thí nghiệm Thông nhựa tại Hà Tĩnh

Biểu đồ 1.6: Tỷ lệ cây bị bệnh của các công thức trên 8 ha rừng trồng Thông

nhựa

được bón chế phẩm tại Hà Tĩnh

Sơ đồ 1: Dự thảo quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật hỗn hợp dạng viên

nén cho cây thông

Sơ đồ 2: Dự thảo quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật hỗn hợp dạng viên

nén cho cây bạch đàn

Sơ đồ 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm rừng trồng bạch đàn nhiễm chế phẩm viên nén tại Bắc Giang

1

MỞ ĐẦU

Cây thông và cây bạch đàn đang là những loài cây trồng rừng phổ biến ở nước ta Cả thông và bạch đàn đều mang lại các giá trị về kinh tế và môi trường cho người trồng rừng Cây thông chủ yếu được trồng để cung cấp nhựa, ngoài ra còn có khả năng cung cấp gỗ để đóng đồ gia dụng như làm ván

ốp trần nhà, ốp tường Gỗ cây bạch đàn được sử dụng trong công nghiệp chế biến giấy, công nghiệp trụ mỏ, ngoài ra gỗ bạch đàn ngày nay cũng được sử dụng để đóng đồ gia dụng như làm gỗ ván sàn, ván dăm Với lợi ích về mặt kinh tế nên diện tích rừng trồng của hai loài này ở Việt Nam đã lên đến gần 1,5 triệu ha Tuy nhiên hiện nay nhiều diện tích rừng trồng cây thông và bạch đàn đang bị suy giảm về sinh trưởng và bị bệnh hại tấn công Cây thông thường bị bệnh thối cổ rễ gây hại ngay từ giai đoạn vườn ươm và ở cả rừng trồng, cây bạch đàn thường bị các bệnh về lá (cháy lá, khô ngọn, đốm lá…) ở giai đoạn rừng trồng Hơn nữa, hiện nay nhiều diện tích trồng thông và bạch đàn được trồng trên các lập địa thoái hóa, nghèo chất dinh dưỡng Tất cả các ảnh hưởng trên đều dẫn đến sự suy giảm về sinh trưởng và chất lượng rừng trồng Để khắc phục tình trạng trên, người ta đã sử dụng các chế phẩm có nguồn gốc VSV, thân thiện với môi trường để bón cho cây nhằm tăng năng suất và có tác dụng cải tạo đất, không gây ô nhiễm hoặc làm thoái hóa thêm đất

Chế phẩm VSV dạng viên nén bón cho cây rừng nhằm tăng sinh trưởng của cây, giảm thiểu tỷ lệ bị bệnh của cây chủ đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và sản xuất dạng thương mại như ở Mỹ, Canada Ở Việt Nam cũng đã có các nghiên cúu vế sản xuất chế phẩm cho cây thông, bạch đàn, chủ yếu cho giai đoạn cây con ở vườn ươm Tuy nhiên hầu hết các sản phẩm chế phẩm nghiên cứu trước đây đều dừng lại ở dạng đơn giản như chế phẩm là lớp đất mặt được đào trên rừng thông được xem là có nguồn nấm cộng sinh tự nhiên, hoặc các chế phẩm được chế biến ở dạng thô (dạng bột hoặc dạng nước

có chứa vi sinh vật)

Để phát huy tốt hiệu lực của chế phẩm và đưa chế phẩm áp dụng vào sản xuất cần có bước cải tiến quy trình sản xuất chế phẩm từ dạng bột sang dạng viên nén để giữ bào tử tồn tại lâu hơn trong đất khi chưa thiết lập được mối cộng sinh với cây chủ Chế phẩm hỗn hợp dạng viên nén được sản xuất dựa trên công thức viên nén Myco Tree Saver của Mỹ với những thành phần chủ yếu sau: 30% potassium polyacrylamide, một chất keo giữ nước, VSV gồm các nhóm: nấm cộng sinh, VSV phân giải lân, VSV nội sinh đối kháng với

2

nấm gây bệnh và có khoảng 60% là chất hữu cơ và bột khoáng lân vô cơ giúp cho hệ VSV đất của chế phẩm tồn tại và phát triển và cung cấp dinh dưỡng cho cây

Hiện nay, theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, cả nước ta có 21 triệu ha đất canh tác nông-lâm nghiệp Trong đó phần lớn diện tích đất có hàm lượng dinh dưỡng thấp, đặc biệt có tới 9,34 triệu ha đất hoang hoá, trong đó có khoảng 7,85 triệu ha chịu tác động mạnh bởi sa mạc hoá, chủ yếu là đất trống, đồi núi trọc, bạc màu Trong canh tác, việc bón phân vô cơ cho cây trồng vùng lập địa khô cằn nghèo chất dinh dưỡng này càng làm cho đất bị suy kiệt và thoái hoá, suy giảm về năng suất, chất lượng sản phẩm thấp Cây rừng thường được trồng trên các lập địa có pH thấp, khu hệ VSV có lợi thì nghèo nàn, trong đó VSV gây bệnh cho cây trồng lại tăng

Vì vậy, việc tuyển chọn các chủng VSV có lợi và tạo chế phẩm dạng hỗn hợp dưới dạng viên nén bao gồm bào tử nấm ngoại cộng sinh, VSV phân giải lân, VSV đối kháng nấm gây bệnh sẽ là điểm quan trọng trong việc bổ sung dần dần nguồn VSV có lợi cho cây trồng là cần thiết để sử dụng đạt hiệu quả cao những lập địa thoái hoá, nghèo chất dinh dưỡng và đang chịu sự sa mạc hoá

1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Sưu tập và lưu giữ tập đoàn nấm ngoại cộng sinh, VSV phân giải lân và VSV đối kháng với nấm gây bệnh (mỗi loại 10 đến 20 chủng)

- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất thành công chế phẩm VSV đa chủng chức năng dạng viên nén (nấm cộng sinh + VSV phân giải lân + VSV đối kháng nấm gây bệnh), quy mô 5 tấn/năm cho 2 loại sản phẩm

- Chế phẩm VSV hỗn hợp có tác dụng tăng 10-15% sinh trưởng và hạn chế

>60% tỷ lệ bị bệnh do nấm gây ra đối với thông và bạch đàn

2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT BÓN CHẾ PHẨM

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- VSV đối kháng với nấm gây bệnh là những vi sinh vật nội sinh, được phân lập từ các cành thông và bạch đàn

- VSV phân giải phốt phát khó tan được phân lập từ đất rừng thu ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam, trên các lập địa thoái hóa, đất trống đồi núi trọc, tầng 0 –

20 cm

3

2.2 Đặc điểm thực vật và đất thử nghiệm chế phẩm

Đặc điểm thực vật tại nơi thử nghiệm Lục Ngạn, Bắc Giang: mô hình được thí nghiệm trên khu vực đất trống đồi núi trọc Trên mặt đất chủ yếu là

cỏ hy thiêm, cỏ xước, trinh nữ, mọc thấp sát mặt đất

Đặc điểm thực vật tại nơi thử nghiệm Hương Khê, Hà Tĩnh: trên mặt đất chủ yếu là cây bụi thảm tươi trong đó chủ yếu là cỏ lào, sim, mua, đất để hoang hóa

Đối với nơi thử nghiệm tại Quy Nhơn: chủ yếu là cây bụi, trong đó loài sim, mua chiếm đa số

Đất tại Lục Ngạn (Bắc Giang), Hương Khê (Hà Tĩnh) và Quy Nhơn (Bình Định) chủ yếu là đất thoái hóa, nghèo chất dinh dưỡng, có những đặc điểm sau (kết quả phân tích đất được trình bày Phụ lục 5):

- Tính chất vật lý: Khô cứng, nén dẽ, xói mòn mạnh, mất tầng đất mặt

- Tính chất hóa học: nghèo kiệt dinh dưỡng, mất cân bằng hóa học

- Tính chất sinh học: Mất dần chất hữu cơ, suy giảm quần thể sinh vật

3 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

3.1.1 Nghiên cứu về nấm cộng sinh và sản xuất chế phẩm

- Tình hình sản xuất chế phẩm nấm cộng sinh ở Mỹ

Ở Mỹ, từ hai thập kỷ qua, các nhà khoa học Nông – Lâm thuộc Viện Nghiên cứu và phát triển nấm (IRMD) đã tiến hành nghiên cứu xác định vai trò và ý nghĩa của nấm ngoại cộng sinh đối với sinh trưởng và phát triển của cây con trong các điều kiện khác nhau Hầu hết các công trình đều tập trung

nghiên cứu về nấm Pisolithus tinctorius (viết tắt là Pt) bởi lẽ tính thích ứng

của nó với nhiều vùng sinh thái, nhiều loài cây chủ, có khả năng chống chịu tốt với điều kiện bất lợi của môi trường và hệ sợi của nó dễ nuôi cấy trong môi trường nhân tạo (Schramm, 1966; Marx, 1980, 1981; Marx và cộng sự 1984) Chế phẩm Pt được sản xuất theo các công thức đã được thương mại hoá và việc nhiễm chế phẩm cho cây con đã được áp dụng trên toàn quốc Bào tử nấm Pt cũng được dùng để sản xuất chế phẩm nhiễm cho cây trên quy

mô lớn Các công trình nghiên cứu mới đây khẳng định khả năng cộng sinh và làm tăng sinh trưởng của cây của loại chế phẩm này Theo Marx và cộng sự năm 1989: Bào tử nấm Pt được thu từ thể quả của nấm ở nhiều vùng sinh thái

4

khác nhau, cộng sinh với nhiều loài cây chủ đã tạo cho chế phẩm bằng bào tử

có tính đa dạng về mặt sinh học hơn chế phẩm bằng hệ sợi Năm 1989 hơn 8 triệu cây con đã được nhiễm chế phẩm bằng hệ sợi và nhiều triệu cây con đã được nhiễm chế phẩm bằng bào tử

Hiện nay, tại Mỹ có rất nhiều loại chế phẩm phục vụ chăm sóc và bảo vệ cây trồng, phổ biến một số loại như sau: Bio/Organics Root Dip Endomycorrhizal Inoculant, Mycorrhizal Root Growth Enhancer, Soil Moist Injectable, Soil Moist Transplant, Bio/Organics Landscape Inoculant, Bio/Organics MycoMineral, Power Organics Mycorrhizal Root Booster, Soil Moist Flower & Garden Plus, Myco Tree Saver Chế phẩm điểm hình, bán chạy nhất có tên thương hiệu là “Myco Tree Saver” với các thành phần chính sau:

Thành phần vi sinh vật

- Nấm Pisolithus tinctorius 95 triệu bào tử/lb

- Vi khuẩn Bacillus lichenniformis 54 triệu cfu/lb

- Vi khuẩn Bacillus megaterium 54 triệu cfu/lb

- Vi khuẩn Bacillus polymyxa 54 triệu cfu/lb

- Vi khuẩn Bacillus subtilis 54 triệu cfu/lb

- Vi khuẩn Bacillus thuringiensis 54 triệu cfu/lb

- Vi khuẩn Paenibacillus azotofixans 54 triệu cfu/lb

5

sinh phục vụ cho việc trồng rừng đã được sản xuất ở các vườn ươm quy mô lớn và mang tính thương mại Quy trình lên men công nghiệp đã áp dụng thành công trong việc sản xuất chế phẩm bằng hệ sợi Các kết quả thí nghiệm nhiễm nấm cộng sinh cho các loài cây con ở vườn ươm đã được Le Tacon và cộng sự tổng kết năm 1988 Hầu hết các công trình nghiên cứu đều tập trung vào một số loài cây, đặc biệt là các loài cây lá kim Các loài nấm cộng sinh

được chú ý nhiều là Pisolithus tinctorius, Lacaria laccata và Laccaria bicolor

- Tình hình sản xuất nấm cộng sinh ở Ca-na-đa

Ở Ca-na-đa: Các công trình nghiên cứu về sản xuất chế phẩm và nhiễm chế phẩm cho cây con ở vườn ươm ở Ca-na-đa cũng tập trung vào các loài

cây lá kim với các loài nấm như Pisolithus tinctorius và Laccaria laccata và Laccaria bicolor Từ năm 1992 Ca-na-đa đã xây dựng một kế hoạch lớn là

sản xuất đủ chế phẩm nấm cộng sinh để cung cấp cho các cơ sở sản xuất cây con trong phạm vi toàn quốc

- Tình hình sản xuất nấm cộng sinh ở Philippin

De La Cruz và cộng sự đã sản xuất chế phẩm nấm cộng sinh dưới dạng

viên nén bằng bào tử của các loại nấm Pisolithus tinctorius và Scleroderma

spp để nhiễm cho các loài cây lá kim và các loài bạch đàn Sau 3 tháng nấm

và rễ cây đã thiết lập mối quan hệ cộng sinh với tỷ lệ khá lớn Kết quả này thể hiện rất rõ khi nhiễm chế phẩm cho cây được trồng trên các loại đất nghèo chất dinh dưỡng và có hàm lượng nhôm tự do cao Đường kính của các cây con được nhiễm chế phẩm tăng hơn so với đối chứng là 75% sau 16-18 tháng tuổi Hiện nay chế phẩm bằng viên nén này đang được dùng rất phổ biến ở Philippin

- Tình hình sản xuất nấm cộng sinh ở Venezuela

Trong những năm 1970, ở Venezuela, người ta sử dụng lớp đất mặt của các rừng trồng đã khép tán trộn với đất của vườn ươm để tạo ruột bầu sản xuất

cây con Nguồn nấm cộng sinh chủ yếu là Thelephora terrestric có trong tự nhiên Từ đầu năm 1980, bào tử nấm Pisolithus tinctorius được đưa về từ

bang Georgia của Mỹ đã được sử dụng để nhiễm cho cây con các vườn ươm

Hiện nay thể quả nấm P tinctorius được thu hái ở các vườn ươm đã được

nhiễm nấm cộng sinh đủ để sản xuất mỗi năm 100 triệu cây con đủ để phục

vụ cho chương trình trồng rừng của quốc gia

6

3.1.2 Nghiên cứu về VSV phân giải phốt phát

Vào năm 1999, Johri Surange, Nautiyal đã mô tả đặc điểm của khoảng 4.800 chi có khả năng phân giải phốt phát khó tan thành dễ tan Năm 2000, khi nghiên cứu về VSV đất, Alan E Richardson cho rằng VSV đất đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và quá trình biến đổi của các chất dinh dưỡng trong đất Đối với phốt pho, VSV đất có ảnh hưởng đến nhiều quá trình biến đổi phốt pho, đặc biệt VSV có thể phân giải phốt pho từ các hợp chất phốt pho có trong đất Ngoài ra, trong bản thân các loài VK còn có chứa một lượng phốt pho, đó là nguồn dinh dưỡng đáng kể cho cây trồng Jose Mariano Igual và cộng sự (2001) cho rằng: Sử dụng VSV phân giải phốt phát

có tác dụng cải tạo đất mà còn làm tăng lượng phốt pho cho cây trồng và đem lại kết quả tốt cho mùa vụ

Cũng vào năm 2001 ở Ấn Độ, trong cuộc hội thảo về các loài VK phân giải lân, Mehta và Nautiyal cho rằng: Các chủng VK phân giải lân được phân lập từ các nguồn khác nhau có hiệu lực phân giải lân khác nhau và chất lượng của VK phân giải lân tốt là các VK được phân lập từ đất, hợp chất các bon, nitrogen

Chenxin và cộng sự, năm 2000, khi nghiên cứu về VSV đất nhận thấy một ít lượng phốt pho có sẵn là nhân tố đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình phát triển của cây trồng trên đất đỏ ở phía Đông Nam Trung Quốc Có nhiều loài VK ở trong đất có khả năng hoà tan phốt phát Khả năng phân giải phốt phát của các VSV ở các loại đất là rất khác nhau Chenxin và cộng sự cũng đã phân lập được những loài VSV phân giải phốt phát ở trong vườn cây

ăn quả trên đất đỏ ở Chang Chen Thefiang, Trung Quốc

Năm 2004, Gibson và Mitchell tìm thấy 4 chi nấm (trong đó có hai chi

được tách ra từ chi Hymenoscyphus, hai chi còn lại màu đen được phân lập từ

các mỏ khí có chứa các khí gây ô nhiễm), chúng có thể sinh trưởng tốt trên các đĩa thạch rắn có bổ xung thêm một số chất như: Kẽm phốt phát, các hợp chất nitrogen (Nitơrat, Ammonium ), các hợp chất các bon khác như: đường Glucose, nguồn phốt pho (KH2PO4) Tất cả 4 chi nấm trên đều có khả năng phân giải phốt phát từ các hợp chất kẽm của 3 nguồn nitrogen

Trong các nghiên cứu về VSV phân giải phốt phát đều cho thấy rằng sự sản sinh axit hữu cơ trong quá trình sinh trưởng của VSV là tác nhân chủ yếu của sự phân giải các hợp chất phốt phát khó tan Một số VSV khác phân giải phốt phát được là nhờ sinh ra CO2, H2S, cơ chất Chelat, enzimphotpholaza

7

Các VSV có khả năng hoà tan phốt phát bao gồm các chi thuộc nấm sợi, tảo lam, xạ khuẩn

3.1.3 Nghiên cứu về VSV đối kháng với nấm gây bệnh

Araujo L và các cộng sự năm 2002 đã tiến hành biện pháp phòng trừ sinh học bằng việc sử dụng sản phẩm của quá trình trao đổi chất của VK

Bacillus sp., được phân lập từ mô thực vật Ông và các cộng sự đã đi sâu vào

nghiên cứu các loài VK sống trong mô của thực vật để tìm ra các chất kháng sinh để kiềm chế các nguồn bệnh ở cây trồng bằng phương pháp sinh học nhằm làm giảm bớt tác động đến môi trường Phương pháp phòng trừ sinh học đã được áp dụng là sản phẩm của quá trình trao đổi chất của VSV sống nội sinh Đó là những tổ chức VSV mà có ít nhất có một pha đời sống của chúng sống ở trong cây chủ mà chúng không làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây Với phương pháp này nhóm nghiên cứu của Ông đã phân lập và tuyển chọn một số mẫu VK nội sinh được lựa chọn trong các giống cam, quýt nghiên cứu để tìm ra các chất kháng sinh mới có hiệu lực cao trong việc phòng trừ nấm bệnh

Jinwi Kim năm 2001, phân lập và tách hợp chất ức chế, chất ức chế õ lactamase từ VK sống trong mô của thực vật Tác giả đã phân lập và tuyển

chọn VK sống trong mô của 25 loài cây khác nhau đã phân lập được 600

chủng VK Trong đó đã tìm ra được 10 chủng có hiệu lực cao đó là (KJ3, Z3,

PQ, RV2, HL2, CL21, PG5, GB5, GB18, AS3, S21) có khả năng chống lại hoạt động của nấm Candida albicans, trong đó lựa chọn được 2 chủng VK (Z3, RV2) có khả năng sinh ra chất kháng sinh õ lactamase Chủng VK Z3 được lựa chọn để sản xuất với quy mô lớn Chủng Z3 được phân lập từ rễ của cây gừng chống lại nấm C albicans

David Ezra và Strobel G.A năm 2003 đã phát hiện ra một hợp chất hoá

học đối kháng với VSV (nấm và VK) từ một loài nấm nội sinh Muscodor albus Các tác giả đã sử dụng loài nấm này để tiêu diệt các loài nấm gây bệnh cho hạt giống trong quá trình cất trữ như các loài nấm thuộc chi Aspergillus, Penicillum, Fusarium và Leptosphaeria

Yuparet Puangmali đã phân lập và tuyển chọn một số loài VK sống trong

mô của cây cỏ có khả năng sản xuất ra chất kháng sinh L-sparaginase Tác giả đã phân lập được 657 loài VK từ những cây thân thảo để sản xuất ra L- Asparaginase Trong đó ông tìm ra được 220 loài VK có hiệu lực mạnh để thử nghiệm Nhóm VK CMU- HB-631, tạo ra chất kháng sinh L-

8

Asparaginase lớn nhất trong môi trường: CMC 0.6% (w/v), Na2HPO4 0.6% (w/v), KH2PO4 0.3% (w/v), NaCl 0.05% (w/v), 1M MgSO4.7H2O 0.2% (v/v), 0.1M Cacl2.2H2O 0.1% (v/v) với pH=7 Sử dụng 0.2% (v/v) số lượng VK để trong tủ lắc ở nhiệt độ 25oC với tốc độ 175 vòng/phút trong vòng 48h VK này

hoạt động để sinh ra chất kháng sinh L- Asparaginase ở 50.24 mU/ml và hoạt

động có hiệu quả ở 202.58 mU/ml

3.1.4 Nhận xét

Nghiên cứu về nấm cộng sinh, VSV phân giải lân và VSV đối kháng với nấm gây bệnh phục vụ cho gieo ươm cây con ở vườn ươm và trồng rừng đã được nhiều nước trên thế giới tiến hành nghiên cứu Sản phẩm của quá trình nghiên cứu này đã tạo ra chế phẩm ở dạng thương mại Tuỳ thuộc vào trình

độ khoa học kỹ thuật của mỗi nước mà chế phẩm nấm cộng sinh cũng rất khác nhau

Chế phẩm từ đất rừng (soil inoculum): nguồn nấm cộng sinh hoàn toàn

từ tự nhiên, tồn tại trên lớp đất mặt của rừng, người ta thu lớp đất mặt trộn với đất của vườn ươm tạo ruột bầu để gieo cây Hình thức chế phẩm này rất đơn giản, ít tốn kém song cũng có hiệu quả nhất định; tuy nhiên có rất nhiều những bất lợi được kể đến như: phá vỡ hệ sinh thái của những nới lấy tầng đất mặt, nguồn nấm cộng sinh không được tuyển chọn, hiệu lực thấp và mang theo nguồn bệnh từ rừng về vườn ươm

Chế phẩm bằng bào tử (spore inoculum): bào tử hữư tính nấm cộng sinh được trộn với chất mang tạo thành chế phẩm; chế phẩm này có hiệu quả cao nhất định trong việc tăng sinh trưởng cho cây trồng Những năm 80 và đầu năm 90 các nước như Mỹ, Ca-na-đa đã sử dụng loại chế phẩm này Những năm sau đó và hiện nay bào tử của nấm được trộn với chất mang và đất sét dập thành viên nén Chế phẩm dạng viên nén này đã làm tăng tỷ lệ nhiễm nấm cộng sinh với cây chủ vì rằng viên nén có tác dụng duy trì và đảm bảo cho bào tử của nấm cộng sinh tồn tại trong đất lâu hơn ngay cả khi gặp điều kiện khô hạn

Chế phẩm bằng hệ sợi (mycelial inoculum): các nước tiên tiến hiện nay đang áp dụng chế phẩm bằng hệ sợi nấm cộng sinh Hệ sợi nấm cộng sinh được nuuo cấy trên môi trường rắn là than bùn, vermiculite được làm ẩm bằng môi trường dinh dưỡng MMN Chế phẩm này có rất nhiều ưu điểm như có khả năng sản xuất lớn, hiệu quả cộng sinh cao, nhưng cũng có nhược điểm là rất dễ bị các sinh vật hoại sinh tấn công chế phẩm khi bón cho cây trồng để sử

9

dụng nguồn dinh dưỡng còn thừa khi nuôi cấy hệ sợi dẫn đến sợi nấm dễ bị chết trước khi hình thành mối quan hệ cộng sinh với cây chủ Một dạng khác của chế phẩm bằng hệ sơi là chế phẩm sợi nước (mycelial sluries) Dạng chế phẩm này cũng có thể sản xuất quy mô công nghiệp bằng nuôi cấy sợi nấm trên môi trường dinh dưỡng lỏng và định kỳ lắc trên máy lắc để cắt ngắn các sợi nấm Tuy nhiên cũng giống như chế phẩm dạng rắn là dinh dưỡng của quá trình nhân sinh khối hệ sợi vẫn còn và sinh vật hoại sinh dễ tấn công và giết chết sợi nấm Một dạng khác nũa của chế phẩm hệ sợi là chế phẩm dạng nang (alginate beads) Nuôi cây sợi nấm trên nôi trường dinh dưỡng lỏng thu hệ sợi, xay nhỏ và trộn với dung dịch sodium alginate cố định viên trên CaCl2 Sợi nấm được bao bọc trong một thể keo và hoàn toàn tránh được những bất lợi như dạng chế phẩm rắn và lỏng Dạng chế phẩm dạng nang đang được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới

Các VSV phân giải lân và VSV đối kháng với nấm gây bệnh cũng được nhiều nước nghiên cứu và áp dụng tạo nên một sản phẩm sinh học hỗn hợp đa tác dụng phục vụ tốt cho việc chăm sóc cây trồng

3.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

3.2.1 Nghiên cứu về nấm cộng sinh và sản xuất chế phẩm

Có rất nhiều công trình nghiên cứu về nấm cộng sinh ở Việt Nam Trong giai đoạn 1970 đến 1985 Nguyễn Sỹ Giao và đồng nghiệp thực hiện các nghiên cứu tập trung chủ yếu về thành phần loài nấm cộng sinh đối với các loài thông, nghiên cứu phân lập và sản xuất chế phẩm nấm cộng sinh để nhiễm cho cây con ở vườn ươm chống bệnh vàng còi

Vai trò của nấm cộng sinh đối với cây trồng cũng được quan tâm và chú

ý từ rất lâu Quy trình kỹ thuật gieo ươm thông do bộ Lâm nghiệp nay là bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ban hành năm 1983 đã quy định tiêu chuẩn, chất lượng cây thông con khi xuất vườn phải có nấm rễ Việc ứng dụng nấm cộng sinh trong sản xuất cây thông con ở vườn ươm ở các cơ sở sản xuất đều sử dụng lớp đất mặt của các rừng trồng thông đã khép tán trộn với đất đóng bầu nhằm lây nhiễm nguồn nấm cộng sinh có trong tự nhiên Cách thức này xem ra hết sức đơn giản song nó cũng gây ra không ít những điểm bất lợi như: khi đào lớp đất mặt đã ảnh hưởng đến môi trường sống của các rừng trồng đã khép tán, mang theo không ít nguồn bệnh sẵn có trong tự nhiên; nguồn nấm cộng sinh không được tuyển chọn, hiệu quả không cao

10

Trong giai đoạn 1996 đến 2004, trong khuôn khổ của các đề tài KHCN 02.06A, KHCN 02.06B và KHCN 04.04, nhánh đề tài do Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam chủ trì đã thực hiện đề tài nghiên cứu liên quan đến nấm cộng sinh và nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm cộng sinh phục vụ cho gieo ươm cây con ở vườn ươm Giai đoạn nghiên cứu này các chế phẩm sản xuất được ở dạng thô (dạng bột hoặc dạng sinh dưỡng) Chế phẩm nấm cộng sinh

đã được thử nghiệm cho cây con thông, thông, keo, phi lao ở vườn ươm và cho thông ở rừng trồng bước đầu đã có kết quả tốt Sinh trưởng về chiều cao

và trọng lượng tươi, khô của cây con ở vườn ươm ở công thức thí nghiệm đều cao hơn so với công thức đối chứng; ở rừng trồng sinh trưởng có sự khác biệt giữa công thức thí nghiệm và công thức đối chứng được thể hiện rõ trên các lập địa rất nghèo chất dinh dưỡng Phạm Quang Thu và cộng sự (2004) tiếp tục nghiên cứu về nấm cộng sinh cho cây thông và thông, đề tài đã đi vào nghiên cứu sản xuất chế phẩm nấm cộng sinh và đã xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm nấm cộng sinh ở dạng bột chứa bào tử hữu tính nấm

Pisolithus tinctorius và một số VSV chức năng khác Chế phẩm dạng này đã

được một số cơ sở sản xuất mua và sử dụng nhiễm cho thông PN2 gây trồng trên các lập địa thoái hoá, rất nghèo chất dinh dưỡng, số liệu về sinh trưởng đường kính, chiều cao của công thức nhiễm chế phẩm khác biệt rõ rết với công thức đối chứng trong điều kiện đất nghèo dinh dưỡng và thoái hoá Hiện nay có khoảng hơn 1000 ha rừng trồng thông nhiễm chế phẩm nấm cộng sinh tại một số khu vực thuộc tỉnh Bắc Giang và Lạng Sơn thuộc Công ty Lâm nghiệp Đông Bắc

Đặng Như Quỳnh (2007) đã điều tra thu thập được 33 loài nấm ngoại cộng sinh với thông và bạch đàn trong đó: có 16 loài cộng sinh với thông; 14 loài cộng sinh với bạch đàn và 3 loài cộng sinh với cả thông và bạch đàn Đã phân lập thành công 16 loài trong đó: 7 loài cộng sinh với thông; 6 loài cộng sinh với bạch đàn; 3 loài cộng sinh với thông và bạch đàn

Nguyễn Minh Châu (2007) đã nghiên cứu phương pháp sản xuất chế phẩm nấm rễ ECM trên giá thể và dạng viên nang phục vụ gieo ươm cây Sao đen Chế phẩm sản xuất dạng viên nang có các ưu điểm: sợi nấm được bọc trong thể keo alginate nên có thể tránh được sự tấn công của các VSV khác

do vậy thời gian bảo quản lâu hơn

Nguyễn Sỹ Giao và Nguyễn Thị Nhâm (1988) đã nghiên cứu sử dụng nấm rễ ECM cho sản xuất cây Thông nhựa ở vườn ươm có chất lượng cao

3.2.2 Nghiên cứu về VSV đối kháng với nấm gây bệnh

Tại Việt Nam, những nghiên cứu về VK nội sinh để phòng trừ các bệnh cho cây trồng là hướng đi mới đang được triển khai ở các địa điểm: Viện di truyền nông nghiệp, Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam, Viện bảo vệ thực vật, Viện công nghệ sinh học, Viện thổ nhưỡng,…Bước đầu đã có những thành công và đưa ứng dụng vào thực tế để phòng trừ các bệnh phổ biến trên cây trồng

Năm 1991 trong công trình nghiên cứu của mình TS Phạm Văn Mạch

đã sử dụng các chủng Tricodema spp và xạ khuẩn Streptomyces spp để

phòng chống bệnh thối cổ rễ cây thông con ở vườn ươm Các chủng nấm và

xạ khuẩn được phân lập từ đất

Biện pháp phòng trừ các loại nấm bệnh bằng các chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ nấm và VK đã được rất nhiều nhà khoa học trong nước nghiên cứu và áp dụng Nguyễn Lân Dũng, Phạm Văn Ty và Lê Mai Hương (1998)

đã sử dụng xạ khuẩn để phòng chống bệnh thối cổ rễ cây thông con ở vườn

ươm do nấm Fusarium oxysporum gây ra

Phạm Quang Thu và Trần Thanh Trăng (2002), đã phân lập và tuyển chọn VK đối kháng với nấm gây bệnh cây thông con ở vườn ươm, với 12 loài cây dùng làm mẫu để phân lập VK đã phân lập được 70 chủng VK khác nhau

và đã tuyển chọn được 11 chủng VK có hiệu lực đối kháng với nấm gây bệnh

thối cổ rễ Fusarium oxysporum

Các nhà khoa học thuộc lĩnh vực bảo vệ thực vật đối với các cây trồng nông nghịêp đã thu được những kết quả đáng khích lệ trong việc phân lập và tuyển chọn các VSV có khả năng ức chế sự phát triển của VK gây bệnh héo xanh các cây: lạc, cà chua, đậu và một số nấm bệnh hại cây bông và một số

12

loài nấm bệnh khác Những vấn đề trên được thể hiện trong các công trình nghiên cứu của Phạm Văn Toản 2002, 2003 và 2004; Phạm Việt Cường 2004; Phạm Văn Ty 2004

Nguyễn Thị Thúy Nga và Phạm Quang Thu (2006) đã dùng nấm

Colletotrichum truncatum thử nghiệm diệt trừ cỏ ngoại lai xâm hại rừng tại phòng thí nghiệm Tác giả đã sử dụng bào tử vô tính nấm Colletotrichum truncatum nồng độ 104-106 bào tử /1ml dung dịch có khả năng gây bệnh cho

Cỏ lào và cây Mai dương trong điều kiện phòng thí nghiệm Sau 48 giờ nhiễm nấm, 100% cây bị bệnh và trên 50% diện tích lá bị chết hoại đối với Cỏ lào và gần 100% diện tích lá bị chết hoại đối với cây Mai dương

Nguyễn Thị Thúy Nga và Phạm Quang Thu cũng trong năm (2006) đã phân lập được 56 chủng VK khác nhau từ 10 loài cây gỗ và đã tuyển chọn được 12 chủng VK có khả năng sinh kháng sinh ức chế sự phát triển của nấm gây bệnh sọc tím Luồng Tùy thuộc vào đặc điểm của mỗi chủng mà có phương thức ức chế nấm bệnh khác nhau Có chủng VK mọc trùm lên sợi nấm tiêu diệt hoàn toàn sợi nấm cũng có chủng tạo nên các vòng kháng nấm hiệu lực diệt nấm càng cao khi đường kính vòng kháng nấm càng lớn

Phạm Quang Thu và Nguyễn Thị Thúy Nga (2007) đã phân lập được 113 chủng VK từ 15 mẫu bạch đàn không bị bệnh, trong đó có 22 chủng có đặc điểm hoàn toàn khác nhau Tuyển chọn được 5 chủng VK có khả năng đối

kháng với nấm Cryptosporiopsis eucalypti gây bệnh đốm lá bạch đàn, đường

kính vòng ức chế từ 20,03 mm đến 22,0 mm

Vũ Văn Định (2008) đã phân lập được 30 chủng VK nội sinh cây keo lai

trong đó có 5 có khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides, gây

đốm lá khô cành keo lai

Như vậy, trong thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng

VK đối kháng nấm gây bệnh có tác dụng rất tốt trong việc phòng trừ bệnh và kích thích sự sinh trưởng của cây về đường kính, chiều cao Đây là kết quả bước đầu có triển vọng rất lớn cho nghành Lâm nghiệp của nước nhà trong việc phòng trừ bệnh bằng việc ứng dụng công nghệ sinh học làm tăng sức đề kháng, kích thích sự sinh trưởng của cây, giảm chi phí và không gây ô nhiễm môi trường

3.2.3 Nghiên cứu về VSV phân giải phốt phát

Đã có nhiều các nhà khoa học ở Việt Nam đã nghiên cứu về các vi sinh vât phân giải phốt phát như : Nguyễn Kim Vũ, Phạm Văn Toản và các cộng

13

sự từ năm 1996 đến năm 1998, đã phân lập được 100 chủng có hoạt tính phân giải lân Phạm Thị Sinh và Phạm Văn Toản (1996- 1998) khi nghiên cứu tác dụng của phân lân hữu cơ Komic là sản phẩm có chứa các chủng VSV có khả năng chuyển hoá các hợp chất phốt pho khó tan thành lân hữu hiệu đối với cây trồng thấy rằng: bón phân hữu cơ lân vi sinh làm cây sinh trưởng tốt hơn, làm tăng năng suất lúa 21,6% và đối với lạc là 23,7%

Năm 1997, Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thị Phương Chi, Hà Hồng Thanh khi nghiên cứu khả năng chuyển hoá hợp chất phốt phát khó tan của chủng

Asperigillus awamori Nakazawa MN1 nhận thấy: chủng này có khả năng

chuyển hoá các hợp chất phốt phát khó tan cao và trong điều kiện nuôi cấy trên môi trường thạch đĩa cũng như trên môi trường dịch thể chủng MN1 đã tiết ra các sản phẩm axit hoá môi trường mạnh Sau 6 ngày nuôi cấy lắc, chủng MN1 đã chuyển hoá 100% phốt phát khó tan trong Ca3(PO4)2 cũng như trong quặng photphorit chứa 20% P2O5 sang dạng dễ tiêu cho cây hấp thụ Các mẫu quặng Apatit chứa 25% P2O5 và Apatit chứa 33% P2O5 cũng được chuyển hoá sang dạng dễ tiêu tối đa sau 6 ngày nuôi lắc nhưng với tỷ lệ thấp hơn (84,7% và 61,5%) Hợp chất phốt phát được chuyển hoá chậm dần sau 15 ngày với tỷ lệ là 59,8%

Năm 2004, Phạm Việt Cường đã phân lập được 80 chủng VK phân giải lân trong đó có 24 chủng có khả năng phân giải lân mạnh (Dpg> 10mm chiếm 30%), 34 chủng có khả năng phân giải lân trung bình (Dpgl từ 6 – 10 mm chiếm 42,5%) và 22 chủng có khả năng phân giải lân yếu (đường kính vòng phân giải dưới 5,5 mm chiếm 27,5%) Tác giả đã nghiên cứu sản xuất phân bón VSV đa chủng (có VSV phân giải lân) kết quả cho thấy: Sau 2 năm thí nghiệm bằng việc bón phân hữu cơ vi sinh đa chủng các chỉ tiêu dinh dưỡng của đất được cải thiện (đạm hữu cơ, P2O5 dễ tan và K2O dễ tan đều tăng lên) làm tăng tốc độ tăng trưởng của cây Cà Phê như: Tốc độ tăng trưởng chiều dài cành, đường kính cành nhanh hơn, cặp lá hình thành nhiều hơn, hạn chế quả dụng, quả một nhân và tỷ lệ tươi/nhân thấp

Pham Quang Thu (2004) khi đánh giá hiệu quả của phân bón hỗn hợp (trong đó có VSV phân giải lân) kết quả thu được đối với Keo lai chiều cao tăng 1,6 lần, đường kính cổ rễ tăng 1,4 lần và trọng lượng khô tăng 1,4 lần; còn đối với Keo tai tượng chiều cao tăng 1,6 lần, đường kính cổ rễ tăng 2 lần, trọng lượng khô tăng 1,6 lần Ngoài ra tạo được mối quan hệ giữa cây chủ và

VK giúp cho cây kháng bệnh tốt hơn Đối với cây con Thông nhựa khi nhiễm chế phẩm hỗn hợp làm tăng 1,5 lần khả năng sinh trưởng thông qua các chỉ

3 lần

Qua các nghiên cứu ở Việt Nam cho thấy rằng: vai trò của VSV phân giải lân là rất quan trọng đối với các quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng Các kết quả nghiên cứu cho thấy khi bón phân lân vi sinh sẽ làm đất ít bị thoái hoá và làm tăng năng suất cây trồng, đem lại hiệu quả cao

3.2.4 Nhận xét

Việc sử dụng VSV nội sinh thực vật để phòng trừ bệnh cây ở trên thế giới đã nghiên cứu và áp dụng trong sản xuất đạt hiệu quả cao Đã có rất nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu về VK và đặc biệt là VK sống nội sinh trong mô của thực vật Các nhà khoa học đã tìm thấy một số loài VK nội sinh

có hoạt tính sinh học cao, tạo ra chất kháng sinh quan trọng để ngăn chặn sự xâm nhập của sinh vật gây bệnh gây ra đối với cây chủ, trong đó có cây lâm

nghiệp, nông nghiệp và cây ăn quả

Nghiên cứu về VSV phân giải lân cũng được nhiều nước nghiên cứu và

áp dụng tạo nên một sản phẩm sinh học hỗn hợp đa tác dụng phục vụ tốt cho việc chăm sóc cây trồng, tăng năng xuất cây trồng và góp phần cải tạo và

chống thoái hóa đất

Nấm cộng sinh và VSV đối kháng với nấm gây bệnh phục vụ cho gieo ươm cây con ở vườn ươm và trồng rừng đã được nhiều nước trên thế giới tiến hành nghiên cứu Sản phẩm của quá trình nghiên cứu này đã tạo ra chế phẩm

ở dạng thương mại Tuỳ thuộc vào trình độ khoa học kỹ thuật của mỗi nước

15

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

4.1 Nghiên cứu phân lập mới, tuyển chọn và định danh nguồn VSV để sản xuất chế phẩm vi sinh hỗn hợp phục vụ chăm sóc cây trồng bạch đàn

và thông

a) Tuyển chọn và định danh đến loài nấm ngoại cộng sinh với cây bạch đàn b) Tuyển chọn và định danh đến loài nấm ngoại cộng sinh với cây thông c) Phân lập mới, tuyển chọn và định danh đến loài VSV phân giải lân

d) Phân lập, tuyển chọn và định danh đến loài VSV nội sinh đối kháng với

nấm Fusarium oxysporum gây bệnh thối cổ rễ cây thông ở vườn ươm

e) Phân lập, tuyển chọn và định danh đến loài VSV nội sinh đối kháng với

nấm gây bệnh cháy lá bạch đàn Cylindrocladium quinqueseptatum, nấm gây bệnh khô cành ngọn bạch đàn do nấm Cryptosporiopsis eucalypti ở vườn

ươm và rừng trồng

4.2 Nghiên cứu khả năng tập hợp chủng

a) Nghiên cứu về mật độ tế bào của các VSV

- Nghiên cứu sự biến đổi mật độ tế bào của các VSV trong chế phẩm viên nén

cho cây thông: VSV phân giải lân – VSV đối kháng với nấm Fusarium oxysporum

- Nghiên cứu sự biến đổi mật độ tế bào của các VSV trong chế phẩm viên nén cho cây bạch đàn: VSV phân giải lân – VSV đối kháng với nấm nấm

Cylindrocladium quinqueseptatum và Cryptosporiopsis eucalypti

b) Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các chủng khi phối hợp chủng

4.3 Nghiên cứu nhân sinh khối các chủng VSV và thu hái, sơ chế và làm

khô bào tử nấm cộng sinh Pisolithus tinctorius

a) Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối VK phân giải lân

b) Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối VK đối kháng với nấm gây bệnh

Fusarium oxysporum

c) Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối VK đối kháng với nấm gây bệnh

Cylindrocladium quinqueseptatum và Cryptosporiopsis eucalypti

d) Thu hái thể quả và làm khô bào tử nấm Pisolithus tinctorius

kháng nấm gây bệnh Fusarium oxysporum cho cây thông

b) Xây dựng dự thảo quy trình công nghệ và sản xuất chế phẩm vi sinh hỗn hợp dạng viên nén gồm bào tử nấm cộng sinh, VSV phân giải lân và VSV đối

kháng nấm gây bệnh Cylindrocladium quiqueseptatum và Cryptosporiopsis eucalypti cho cây bạch đàn

4.5 Nghiên cứu bảo quản chế phẩm

a) Kiểm tra hoạt tính sinh học và hiệu lực của chế phẩm dạng viên nén cho cây thông khi bảo quản chế phẩm trong điều kiện nhiệt độ phòng

b) Kiểm tra hoạt tính sinh học và hiệu lực của chế phẩm dạng viên nén cho cây bạch đàn khi bảo quản chế phẩm trong điều kiện nhiệt độ phòng

4.6 Xây dựng mô hình sử dụng hiệu quả chế phẩm và đánh giá hiệu lực của chế phẩm đối với bạch đàn và thông

a) Thí nghiệm nhiễm chế phẩm và đánh giá hiệu lực đối với cây con ở vườn ươm

- Thí nghiệm nhiễm chế phẩm đối với cây Thông mã vĩ và Thông nhựa

- Thí nghiệm nhiễm chế phẩm đối với cây bạch đàn urô dòng PN14 và bạch đàn camal

b) Thí nghiệm nhiễm chế phẩm đới với rừng trồng trên lập địa thoái hoá

- Xây dựng 2 ha thí nghiệm Thông nhựa sử dụng chế phẩm hỗn hợp dạng viên nén và nhiễm chế phẩm cho 8 ha rừng mô hình trồng Thông nhựa

- Xây dựng 3 ha thí nghiệm Bạch đàn nâu dòng PN14 và U6 sử dụng chế phẩm hỗn hợp dạng viên nén và nhiễm chế phẩm cho 7 ha mô hình rừng trồng bạch đàn

4.7 Xây dựng dự thảo quy trình sử dụng chế phẩm hỗn hợp phục vụ trồng và chăm sóc cây thông và bạch đàn

a) Xây dựng dự thảo quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh hỗn hợp dạng viên nén gồm bào tử nấm cộng sinh, VSV phân giải lân và VSV đối kháng nấm

gây bệnh Fusarium oxysporum cho cây thông