NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ VÀ ĐỘNG THÁI CỦA HỆ VI SINH VẬT ĐẤT TẠI XÃ ĐIỆN THẮNG NAM - ĐIỆN BÀN - QUẢNG NAM A RESEARCH ON THE DISTRIBUTION AND VARIETY OF SOIL MICROORGANISMS IN DIEN THANG NA
Trang 1NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ VÀ ĐỘNG THÁI CỦA HỆ VI SINH VẬT ĐẤT TẠI XÃ ĐIỆN THẮNG NAM - ĐIỆN BÀN - QUẢNG NAM
A RESEARCH ON THE DISTRIBUTION AND VARIETY OF SOIL
MICROORGANISMS IN DIEN THANG NAM - DIEN BAN - QUANG NAM
Đỗ Thu Hà
Trường Đại học Sư phạm,
Đà Nẵng
Hà Cẩm Thu
Tr ường Cao đẳng Đức Trí
Đà Nẵng
Phạm Thị Ngọc Dung, Đặng Thị Nguyệt Sương
TT KT tiêu chuẩn đo lường chất lượng 2
TÓM TẮT
Trong đất thường tồn tại nhiều nhóm vi sinh vật có ích đã góp phần đáng kể trong việc cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu cho đất Tuy nhiên, thành phần và số lượng của vi sinh vật đất diễn biến rất phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố sinh thái khác nhau Trong bài viết này, các tác giả đã đề cập đến sự phân bố và động thái của hệ vi sinh vật đất tại xã Điện Thắng Nam - Điện Bàn - Quảng Nam theo thành phần cơ giới, theo thời gian và độ ẩm đất Kết quả nghiên cứu từ 105 mẫu đất các loại tại địa phương này đã phân lập được 143 chủng vi sinh vật trong
đó có 16 chủng vi khuẩn, 28 chủng nấm mốc và 8 chủng xạ khuẩn có khả năng phân giải xenluloza, phân giải photphat vô cơ khó tan và cố định nitơ mạnh Từ đó chọn ra 12 chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh tổng hợp enzym xenlulaza, photphataza và nitrogenaza mạnh nhất để nghiên cứu ứng dụng làm phân bón hữu cơ vi sinh từ phế thải trồng nấm
ABSTRACT
In soil, there are many varieties of useful microorganisms They play an important role
in improving and increasing fertility of soil However, the species composition and the quantity of soil microorganisms vary with complicated degrees, depending on their different ecological factors In this article, the authors want to deal with the distribution and variety of soil microorganisms in Dien Thang Nam Commune, Dien Ban District, Quang Nam Province in terms of soil structure, humidity and time The research results of 105 different soil samples extracted from this area show that the soil in this locality contain 143 varieties of microorganisms, including 16 varieties of bacteria, 28 varieties of molds and 8 varieties of actinomycetes, which can decompose cellulose, insoluble inorganic phosphate compounds and fix nitrogen powerfully Thus, 12 best varieties which can biosynthesize cellulase, phosphatase and nitrogenase enzymes are selected for an application research on composting mushroom substrate into an micro-organic fertilizer
1 Đặt vấn đề
Việc nghiên cứu về sự phân bố, động thái của hệ vi sinh vật đất và tìm kiếm những chủng mạnh, vừa có hoạt tính sinh học cao vừa phù hợp với điều kiện sinh thái của từng địa phương từ đó đề xuất các biện pháp sử dụng và cải tạo đất có hiệu quả là một trong những hướng đi đúng đắn nhằm thực hiện định hướng phát triển nền nông nghiệp bền vững Tuy nhiên, hiện nay vấn đề này chủ yếu là tập trung ở miền Bắc và
Trang 2miền Nam, còn miền Trung trong đó có tỉnh Quảng Nam thì rất ít Vì vậy, những nghiên cứu của chúng tôi góp thêm vào cơ sở dữ liệu về tính đa dạng của hệ vi sinh vật đất ở vùng nghiên cứu và làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp ứng dụng vào thực tiễn sản xuất ở địa phương
2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1 Đối tượng
- Các chủng vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc hiếu khí phân lập từ đất ở xã Điện Thắng Nam - Điện Bàn - Quảng Nam
- Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm hữu cơ vi sinh trên cây rau dền tía
(Amaranthus tricolor)
2.2 Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp lấy mẫu đất theo thành phần cơ giới, thời gian và độ ẩm (Egorov; 1983)
+ Phương pháp phân lập và xác định số lượng tế bào VSV (Nguyễn Lân Dũng
và cộng sự; 1972, 1978)
+ Phương pháp sơ tuyển và tuyển chọn các chủng VSV có khả năng phân giải xenluloza, phân giải photphat vô cơ khó tan và cố định nitơ sống tự do (Nguyễn Lân Dũng và cộng sự; 1972, 1978)
+ Phân loại các chủng vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm mốc tuyển chọn dựa theo khóa phân loại của Gause và cộng sự (1983); Krasilnhicop (1958); Bergey và cộng sự (1989)
+ Xác định thành phần cơ giới và độ ẩm đất theo tiêu chuẩn AOAC 2000
3 Kết quả nghiên cứu
3.1 Sự phân bố của hệ vi sinh vật đất theo thành phần cơ giới
Từ 105 mẫu đất các loại lấy tại 5 thôn của xã Điện Thắng Nam, chúng tôi đã thu được những kết quả chính về sự phân bố của hệ vi sinh vật đất theo thành phần cơ giới như sau:
Bảng 1 Thành phần và số lượng VSV trên một số loại đất chính tại các thôn thuộc xã Điện
Thắng Nam (tháng 03/2010) ( x 10 5 CFU/g)
S
T
T
Địa
điểm
lấy
mẫu
Loại đất Thảm
thực vật pH
Độ
ẩm (%)
VKTS
HK
Nấm mốc
TS
Xạ khuẩn
TS
1 Lục Tây Phong
Thịt trung bình Khoai lang 6,5 55 240,5 45,4 23,0
Thanh
Trang 3Thịt trung bình Cỏ hoang 7,3 52 107,7 44,1 2,1
3
Phong
Lục
Đông
Thịt trung bình Đậu xanh 6,8 60 1139 33,6 2,7
4 Phong Lục
Nam
Thịt trung bình Đậu xanh 6,7 57 115,4 39,2 13,9
5
Phong
Ngũ
Nhận xét: Qua bảng 1 ta nhận thấy
+ Đất thịt trung bình chuyên canh cây màu, có độ phì nhiêu cao do phù sa bồi tụ,
độ ẩm vừa phải (48 - 60%), pH thích hợp (5,5 - 6,8), nên có số lượng VSVHK cao nhất, trong đó: VKTSHK (25,4 - 1212) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (5,7 - 54,5) x 105 CFU/g; XKTS (0,2 - 23,0) x 105 CFU/g đất
+ Đất thịt nặng trồng lúa có độ ẩm tương đối cao (62 - 75%), pH (6,8 - 7,0), giàu dinh dưỡng, được cày xới, phơi ải nên có độ thông thoáng cao Vì vậy, thành phần và số lượng VSVHK trong loại đất này là tương đối cao, chỉ thấp hơn trong đất thịt trung bình, trong đó: VKTSHK (66,7 - 306,8)x105 CFU/g; nấm mốc TS (30 - 245) x 105 CFU/g; XKTS (0,1 - 28,8) x 105 CFU/g đất
+ Đất thịt nhẹ có kết cấu đất tơi xốp, thoáng khí, độ ẩm (40 - 51%), pH (5,4 - 7,0) cũng rất thích hợp cho hoạt động của VSVHK nhưng được sử dụng chủ yếu cho mục đích xây dựng nhà ở, việc canh tác ít được đầu tư, đất đai kém màu mỡ Vì vậy số lượng VSV trên đất thịt nhẹ ít hơn đất thịt trung bình và đất thịt nặng, trong đó: VKTSHK (0,1 - 199,7) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (15 - 171,1) x 105 CFU/g; XKTS (0,1 - 29,8) x 105 CFU/g đất
+ Đất cát pha có độ ẩm thấp (23 - 35%), pH (4,6 - 7,1), độ thoáng khí cao, nhưng nghèo dinh dưỡng do dễ bị rửa trôi, khả năng giữ nước kém, hay bị khô hạn Vì vậy, hệ VSVHK kém phát triển hơn so với các loại đất trên, trong đó: VKTSHK (0,5 - 71,4) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (5 - 63,3) x 105 CFU/g; XKTS (0,2 - 4,6) x 105 CFU/g đất
+ Qua những số liệu nghiên cứu về sự phân bố của khu hệ VSVHK theo thành phần cơ giới tại 05 thôn của xã Điện Thắng Nam cũng cho thấy rằng số lượng VSVHK
ở thôn Phong Lục Đông, Phong Lục Nam tương đối cao hơn so với các thôn khác Trong đất của 2 thôn này số lượng VSVTS dao động như sau: VKTSHK (25,4 - 1212) x
105 CFU/g; nấm mốc TS (26,4 - 245) x 105 CFU/g; XKTS (0,1 - 29,8) x 105 CFU/g Còn ở các thôn còn lại chỉ có VKTSHK (0,1 - 240,5) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (5,7 - 171,1) x 105 CFU/g; XKTS (0,1 - 28,8) x 105 CFU/g đất
Trang 43.2 Động thái của vi sinh vật theo thời gian (tháng)
Để nghiên cứu động thái của VSV theo thời gian, chúng tôi chọn đối tượng là VKTSHK và chỉ nghiên cứu trên nền đất thịt trung bình từ tháng 03 đến tháng 09/2010 Kết quả được ghi nhận ở biểu đồ sau:
Biểu đồ 1 Động thái của VKTSHK theo thời gian (tháng)
Nhận xét: Qua biểu đồ 1 ta nhận thấy
+ Tháng 3, 4 khi nhiệt độ trong đất trung bình khoảng 31,1oC, độ ẩm đất dao động trong khoảng 50 - 60% thích hợp cho sự hoạt động của VSV trong đất Vì vậy,
số lượng VKTSHK trong 2 tháng này là cao nhất, dao động từ (332,5 - 339,5) x 105 CFU/g đất
+ Tháng 5 nhiệt độ đất tăng 32,5oC, độ ẩm đất giảm, dao động từ 47 - 55% Vì vậy, số lượng VKTSHK trong đất vào tháng 5 có giảm nhưng không đáng kể, có khoảng 295,2 x 105 CFU/g
+ Tháng 6, 7 là 2 tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm khoảng 36oC, độ ẩm đất giảm mạnh, dao động trong khoảng 39 - 53% ở đất thịt trung bình và 23 - 27% ở đất cát pha Do đó, thành phần và số lượng VKTSHK có sự suy giảm rõ rệt, có khoảng 221,4 x
105 CFU/g vào tháng 6 và 140,2 x 105 CFU/g vào tháng 7
+ Vào cuối tháng 8 và đầu tháng 9, bắt đầu sang mùa mưa nên nhiệt độ không khí giảm, độ ẩm đất tăng lên, dao động từ 51 - 60% tạo điều kiện thuận lợi cho VSV đất phát triển trở lại Tuy nhiên, do vào thời gian này phần lớn đất bị bỏ hoang, ít được chăm sóc nên số lượng VKTSHK trong đất có tăng nhưng không đáng kể, có khoảng 152,8 x 105 CFU/g vào cuối tháng 8 và 160,5 x 105 CFU/g trong đầu tháng 9
Trang 53.3 Tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học
Từ các mẫu đất thịt nặng, thịt trung bình, thịt nhẹ trồng lúa và các loại cây họ Đậu, chúng tôi tiến hành phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy xenluloza, phân hủy photphat vô cơ khó tan và cố định đạm sống tự do Kết quả như sau:
Bảng 2 Tỉ lệ % số chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học cao
STT chủng Số
có khả năng
Số chủng mạnh
% số chủn
g mạnh
Số chủng
có khả năng
Số chủng mạnh
% số chủng mạnh
Số chủng
có khả năng
Số chủn
g mạnh
% số chủng mạnh
Phân giải
xenluloza 35 9
14,2
Phân giải
photphat
khó tan
Cố định
Ảnh Một số chủng vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm mốc tuyển chọn
Xạ khuẩn
Trang 6Nhận xét: Qua bảng 2 ta nhận thấy
Trong tổng số 143 chủng vi sinh vật mà chúng tôi phân lập được có 63 chủng vi khuẩn, 65 chủng nấm mốc và 15 chủng xạ khuẩn Trong đó có 16/63 chủng vi khuẩn, 28/65 chủng nấm mốc và 8/15 chủng xạ khuẩn có khả năng phân giải xenluloza, phân giải photphat khó tan, cố định nitơ mạnh Chúng tôi tiếp tục chọn ra 12 chủng có khả năng mạnh nhất để nghiên cứu ứng dụng làm phân bón hữu cơ vi sinh từ phế thải trồng nấm
3.4 Hiệu quả của chế phẩm hữu cơ vi sinh từ phế thải trồng nấm và các chủng vi sinh vật tuyển chọn đến sự sinh trưởng và phát triển của cây rau dền tía (Amaranthus tricolor)
Để đánh giá hiệu quả của chế phẩm hữu cơ vi sinh nghiên cứu, chúng tôi tiến hành xác định một số chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển của cây rau dền tía ở giai đoạn
10 ngày, 20 ngày, 30 ngày tuổi trong 3 công thức sau:
- CT1: bón bã thải trồng nấm đã ủ không bổ sung dịch nuôi cấy vi sinh vật
- CT2: bón phân hữu cơ vi sinh sông Gianh
- CT3: bón bã thải trồng nấm đã ủ có bổ sung dịch nuôi cấy vi sinh vật
Kết quả sinh trưởng và phát triển của cây rau dền tía ở giai đoạn 30 ngày tuổi được trình bày ở bảng 3
Bảng 3 Ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ vi sinh nghiên cứu đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và
phát triển của cây rau dền tía
Công
thức
Chiều cao cây
(cm)
Sinh khối tươi
(g)
Sinh khối khô
(g)
Hàm lượng vitamin C
(%)
Nhận xét: Qua bảng 3 ta nhận thấy
Các chỉ tiêu sinh lý như chiều cao cây, sinh khối tươi, sinh khối khô và hàm lượng vitamin C của cây rau dền tía ở CT3 đều cao hơn CT1 và CT2 Điều này chứng tỏ việc ứng dụng các chủng vi sinh vật phân giải xenluloza mạnh đã làm tăng tốc độ của quá trình phân hủy bã thải trồng nấm, cùng với việc bổ sung các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải photphat khó tan và cố định nitơ đã tạo ra một chế phẩm hữu cơ vi sinh có ích cho đất và cây trồng
4 Kết luận
Qua các kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
4.1 Từ 105 mẫu đất các loại tại 5 thôn của xã Điện Thắng Nam - Điện Bàn -
Trang 7Quảng Nam, sau khi nghiên cứu về sự phân bố của hệ VSV theo thành phần cơ giới đã cho thấy thành phần và số lượng VSVHK trong 1 gam đất ở các loại đất khác nhau là khác nhau, trong đó: đất thịt trung bình số lượng VSVHK cao nhất (VKTSHK (25,4 - 1212) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (5,7 - 54,5) x 105 CFU/g; XKTS (0,2 - 23,0) x 105 CFU/g), tiếp đến là đất thịt nặng và đất thịt nhẹ (VKTSHK (0,1 - 306,8) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (15 - 245) x 105 CFU/g; XKTS (0,1 - 29,8) x 105 CFU/g), thấp nhất đất cát pha (VKTSHK (0,5 - 71,4) x 105 CFU/g; nấm mốc TS (5 - 63,3) x 105 CFU/g; XKTS (0,2 - 4,6) x 105 CFU/g)
4.2 Động thái VSV theo thời gian (tháng): thành phần và số lượng VKTSHK giảm dần từ tháng 3 đến tháng 7, sau đó bắt đầu tăng nhẹ vào cuối tháng 8 và đầu tháng
9, trong đó cao nhất là vào tháng 4 và thấp nhất là vào tháng
4.3 Phân lập được 143 chủng vi sinh vật, trong đó có 52 chủng vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn có khả năng phân giải xenluloza, phân giải photphat khó tan và cố định nitơ mạnh Tiếp tục chọn ra 12 chủng để nghiên cứu ứng dụng
4.4 Nghiên cứu ứng dụng các chủng VSV tuyển chọn làm chế phẩm hữu cơ vi sinh từ bã thải trồng nấm và thử nghiệm trồng cây rau dền tía cho kết quả tốt, có thể ứng dụng vào thực tiễn tại địa phương
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Lân Dũng và cộng sự (1972, 1978), Một số phương pháp nghiên cứu vi
sinh vật học tập I, II, III, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội
[2] Egorov N.X, Thực tập vi sinh vật học, NXB Mir, Maxcơva, Nguyễn Lân Dũng dịch
(1983), NXB ĐH và THCN Hà Nội
[3] Nguyễn Xuân Thành (chủ biên), Nguyễn Đường, Hoàng Hải, Vũ Thị Hoàn (2007),
Giáo trình sinh học đất, NXB Giáo dục
[4] Bergey’s (1989), Manwal of Systematic Bacteriologey vol 2.3.4/28
[5] G.F.Gause, T.P.Prebrazenskai, M.A.Sresnicora, P.P Terekhova (1983),
Opredelitels actinomyceles
[6] Krasilnhirov’s (1958), Marwal of systematic Bacteriology and Streptomyces
