Nâng cao khả năng cải thiện độ phì nhiêu của đất quanh vùng rễ có nấm cộng sinh

Nghiên cứu tác động của vi nấm cộng sinh đến sự tăng trưởng của cây trồng và khả năng tăng độ phì của đất trong điều kiện Việt Nam - Vùng đất được cải thiện độ phì nhiêu thông qua sự tăn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Họ và tên: ĐÀM SAO MAI

Ngày, tháng, năm sinh: 30 /07/1970 Nam/ Nữ: Nữ

Học hàm, học vị: Tiến sĩ

Chức danh khoa học: giảng viên chính Chức vụ: Viện trưởng

Điện thoại: Tổ chức: (+848) 3894 0390/ 555

Nhà riêng: (+848) 39840513 Mobile: 0988541415 Fax: (+848) 3894 6268 E-mail: damsaomai@yahoo.com

Tên tổ chức đang công tác: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Đại học Công nghiệp TP.HCM

Địa chỉ tổ chức: 12 Nguyễn Văn Bảo, P 4, quận Gò Vấp, TP.HCM

Địa chỉ nhà riêng: 226/36 Nguyễn Văn Lượng, P 17, Q.Gò Vấp, TP.HCM

3 Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: trường Đại học Công nghiệp TP.HCM

Điện thoại: (+848) 3894 0390 Fax: (+848) 3894 6268

E-mail: foodtech@foodtech.edu.vn Website: http://www.hui.edu.vn/ Địa chỉ: 12 Nguyễn Văn Bảo, P 4, quận Gò Vấp, TP.Hồ Chí Minh

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS.Trần Tuấn Anh

Số tài khoản: 931.01.09.00009

Ngân hàng: Kho bạc Nhà nước Q.Gò Vấp - TP Hồ Chí Minh

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Công Thương

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 01 năm 2011 đến tháng 12 năm 2012

- Thực tế thực hiện: từ tháng 01năm 2011đến tháng 11/năm 2012

Thời gian

(Tháng,

năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Số, thời gian ban

Bộ Khoa học và Công nghệ, thứ trưởng Lê Đình Tiến

Bộ Khoa học và Công nghệ, thứ trưởng Nguyễn Quân

3 Ngày 08/08/2010

Biên bản họp hội đồng KH&CN đánh giá hồ sơ đăng ký tuyển chọn, xét chọn

tổ chức, cá nhân chủ trì đề tài, dự án SXTN cấp nhà nước

Chủ tịch, GS.TSKH Lê Văn Nhương

4

02/2011/HĐ-NĐT, ngày

15/11/2011

Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ hợp tác quốc tế về KH&CN theo nghị định thư

5 Ngày 05/11/2011

Biên bản kiểm tra định kỳ tình hình thực hiện đề tài/dự án độc lập/nhiệm vụ nghị định thư

Bộ KH&CN, Phó Vụ trưởng, TS.Lê Minh Sắt

6 Ngày 02/03/2012

Biên bản giải trình về việc thay đổi nhân sự thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học nghị định thư

Chủ nhiệm đề tài, TS.Đàm Sao Mai

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

phẩm, Trường đại học Công nghiệp Tp HCM

Lĩnh hội công nghệ và thực hiện triển khai công nghệ ở điều kiện Việt Nam

Nghiên cứu tác động của vi nấm cộng sinh đến sự tăng trưởng của cây trồng và khả năng tăng độ phì của đất trong điều kiện Việt Nam

- Vùng đất được cải thiện

độ phì nhiêu thông qua sự tăng trưởng của cây trồng,

- Vi nấm ngoại cộng sinh đã thích nghi với điều kiện Việt Nam

Pannonia, Hungary

Chuyển giao công nghệ phân lập, và gây xâm nhiễm vi nấm ngoại cộng sinh vào rễ cây; theo dõi các hướng nghiên cứu của Việt Nam

Giống vi nấm Hungary, Quy trình tiếp hợp

vi sinh vật, đào tạo 1 nghiên cứu sinh cho Việt Nam

3 Công ty

TNHH Hợp Phát

Trông coi vùng đất trồng cây thực nghiệm, chăm sóc cây theo yêu cầu

Vùng đất được cải thiện độ phì nhiêu thông qua sự tăng trưởng của cây trồng được trông coi

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 Đàm Sao

Mai

Đàm Sao Mai

Chủ nhiệm đề tài

Kiểm soát chung tình hình thực hiện đề tài, nghiên cứu về sự công sinh của vi nấm ngoại cộng sinh và đất

Tổng hợp Khảo sát quá trình cộng sinh qua kính hiển vi; thực hiện phương pháp xâm nhiễm vi nấm cộng sinh vào rễ thực vật;

đo hợp chất thứ cấp

2 Trần Đức

Việt

Trần Đức Việt

Nghiên cứu về thực vật

Đo sự tăng trưởng của cây trồng

Phân lập vi nấm cộng sinh, nhân giống và tăng trưởng

4 Bùi Hồng

Quân

Nguyễn Quang

Nghiên cứu về vi sinh vật

Phân lập vi nấm cộng sinh, nhân giống và tăng trưởng

5 Nguyễn

Thành Sum

Trịnh Xuân Ngọ

Nghiên cứu về nông học

Đo các thông số về đất

- Lý do thay đổi (nếu có):

Thay đổi từ Bùi Hồng Quân sang Võ Trung Âu và Nguyễn Quang – do Bùi

Hồng Quân quá bận công tác, nên không có thời gian thực hiện tốt công việc (có công văn chấp thuận của Bộ KH&CN)

Thay đổi từ Nguyễn Thành Sum sang Trịnh Xuân Ngọ: do Nguyễn Thành Sum không chuyên về nông học, nên cần sử dụng thành viên chuyên sâu về nông học

để khảo sát trong lĩnh vực này

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

Ghi chú*

1 Học tập kinh nghiệm và bí

quyết công nghệ đo đạc chỉ

tiêu đất; phương pháp nuôi

cấy, nhân giống vi nấm; và

trao đổi về phương án thực

hiện đề tài tại Việt Nam sao

cho thuận lợi nhất.Tại trường

đại học Pannonia, Hungary;

tháng 05/2011; 3 người;

Nội dung: học tập kinh nghiệm

và bí quyết công nghệ đo đạc chỉ tiêu đất; phương pháp nuôi cấy, nhân giống vi nấm; và trao đổi

về phương án thực hiện đề tài tại Việt Nam sao cho thuận lợi nhất.Tại trường đại học Pannonia, Hungary; tháng 05/2011; 3 người;

2 Học tập kinh nghiệm và bí

quyết công nghệ gây xâm

nhiễm vùng rễ theo quy mô

đồng ruộng Tại trường đại

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

1 Tổ chức hội thảo công bố kết

quả Tháng 06/2012

Tổ chức hội thảo công bố kết quả Tháng 06/2012

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

TT Các nội dung, công việc thực hiện chủ

Nghiên cứu số liệu, đánh giá tổng hợp

các nghiên cứu trước về vi nấm cộng

sinh với thực vật và đánh giá các điều

kiện thổ nhưỡng tổng quát của tỉnh Lâm

Đồng

01/2011 -

03/2011

01/2011 -

03/2011

VN: Đàm Sao

Mai, Võ Trung Âu, Trần Đức Việt, Trịnh Xuân Ngọ Hungary:

Hoffmann và cs

2

Nghiên cứu phân lập, đánh giá khả năng

hoạt động của một số vi sinh vật có khả

năng sống cộng sinh với rễ thực vật

phân lập tại vùng Lâm Đồng đã chọn và

Nghiên cứu đánh giá lại khả năng phát

triển của chủng vi nấm cộng sinh (T

aestivum, Ch.meandriformis và

T.terfezoides ) do Hungary chuyển giao

trong điều kiện phòng thí nghiệm

02/2011 - 06/2011

02/2011 - 06/2011

VN: Đàm Sao

Mai, Võ Trung Âu, Trần Đức Việt Hungary:

Hoffmann và cộng

sự

3

Nghiên cứu môi trường nhân giống sơ

cấp, nhân giống cấp 1 cho hỗn tạp quần

thể vi sinh vật cộng sinh đã chọn lọc

03/2011 - 07/2011

03/2011 - 07/2011

VN: Đàm Sao Mai,

Võ Trung Âu

4

Nghiên cứu hoạt động của vi sinh vật

cộng sinh vào vùng đất quanh rễ cây

bằng công nghệ Hungary chuyển giao ở

quy mô phòng thí nghiệm và quy mô

nhà kính

08/2011 - 12/2011

08/2011 - 03/2012

VN: Đàm Sao Mai,

Võ Trung Âu, Trần Đức Việt, Nguyễn Thành Sum Hungary: Hoffman

và cs

5

Nghiên cứu đánh giá hoạt động của vi

sinh vật cộng sinh vào vùng đất quanh

rễ cây bằng công nghệ Hungary chuyển

giao lên sự phát triển của cây trồng ở

quy mô đồng ruộng

01/2012 - 10/2012

03/2012 - 08/2012

VN: Trần Đức Việt Hungary: Hoffman

và cs

6

Nghiên cứu đánh giá tác động của vi

sinh vật cộng sinh xâm nhiễm trên cây

thông lên độ phì của đất theo quy mô

đồng ruộng

01/2012 - 10/2012

03/2012 - 08/2012

VN: Đàm Sao Mai,

Võ Trung Âu, Trịnh Xuân Ngọ Hungary:Hoffman

và cs

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

4 Loại cây có sự tăng sinh

trưởng khi sử dụng phương

pháp dùng vi nấm cộng sinh

Loại cây

- Lý do thay đổi (nếu có):

Số lượng vi nấm ngoại cộng sinh tăng 1 chủng: bên Hungary chuyển thêm sang

1 chủng mới nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Số loại cây tăng thêm 1 loại, do dự kiến là thông đỏ, nhưng thông caribê có độ tăng trưởng nhanh hơn, nên đưa vào thực nghiệm để dễ so sánh

Thực tế đạt được

1 Quy trình cải tạo đất dùng vi sinh

vật cộng sinh thực vật

2 Quy trình nhân giống vi nấm

ngoại cộng sinh khảo sát

3 Quy trình nhân giống vi nấm nội

cộng sinh phân lập được

1 Bài báo quốc tế 2 3 (2 Bài) Biology, Environment

and Chemistry J Iacsit Press, Singapour ISSN 2010-4618, ISBN 978-981-07-4368-0 Vol

46, 2012 (1 bài) ICAAA 2012, Singapore; published in the APCBEES Procedia (Journal under Elsevier, ISSN: 2212-6708)

2 Bài báo trong

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

- Lý do thay đổi (nếu có)

Bên Hungary yêu cầu tất cả đào tạo liên quan đến đề tài phải do bên phía bạn quản lý Chính vì vậy 2014, mới kết thúc đào tạo 2013 nếu sinh viên phía Việt Nam đủ điều kiện, phía bạn sẽ tiếp tục nhận

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

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

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Đề tài đã tập trung giải quyết vấn đề:

- Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật mới nhằm nâng cao khả năng tác động của vi nấm ngoại cộng sinh với cây khảo sát Kỹ thuật mới này do Đại học Pannonia (Hungary) chủ đạo và được chuyển giao hoàn toàn cho phía đối tác VN Theo

đó, chủng vi nấm chọn lọc (Tuber aestivum, Choiromyces meandryformis,

Terfezia terfezoides) được nuôi, làm thích nghi tại điều kiện Việt Nam, sau đó

cho xâm nhiễm vào cây thông

- Đánh giá khả năng tăng độ phì của đất quanh vùng rễ cây thông qua việc đo một số yếu tố cơ bản trong đất khi sử dụng các loại vi nấm khác nhau

- Đánh giá được khả năng tương hợp giữa vi nấm ngoại cộng sinh, vi sinh vật

có lợi khác với thực vật bản địa qua các chỉ số sinh lý cơ bản của thực vật

- Đánh giá tỷ lệ % độ phì đất tăng sau khi có vi sinh vật có lợi dựa trên một số chỉ tiêu về đất và sự tăng trưởng của cây trồng dưới tác dụng của vi sinh vật khảo sát (>10%)

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã đạt được một số hiệu quả về khoa học công nghệ như sau:

- Tăng cường năng lực trong nghiên cứu sinh học đất và công nghệ vi sinh Gắn kết quan hệ hợp tác khoa học kỹ thuật công nghệ giữa Việt Nam và Hungary Phù hợp với quyết định của Thủ tướng chính phủ về phát triển Công nghệ Sinh học trong giai đoạn từ 2006 – 2020 Gắn kết giữa phòng thí nghiệm và đồng ruộng, giữa lý thuyết và thực tiễn

- Các dự án đã thực hiện ở Việt Nam hoặc chỉ tập trung vào nhóm vi khuẩn có ích hoặc tập trung một vài chủng vi nấm nội cộng sinh hoặc sử dụng nấm ngoại cộng sinh, chưa có nghiên cứu nào tập trung vào việc sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh để tiến hành cải tạo đất Nghiên cứu này của chúng tôi vì thế

có nét mới là sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh trong cải tạo đất

- Các dự án ở Việt Nam đều dùng các kỹ thuật nuôi ủ thuần khiết vi nấm cộng sinh và vi sinh vật có ích khác sau đó gây xâm nhiễm vào cây chủ bằng những kỹ thuật cổ điển Phần lớn sử dụng cơ chất pha rắn để nuôi thuần khiết sau đó bón vào đất hoặc ủ với đất có hạt cây đang nảy mầm Do vậy mà hiệu suất nảy xâm nhiễm không cao nhất là khi sử dụng chủng vi nấm nội cộng sinh Việc sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh với các biện pháp tiếp hợp xác định giúp cho tác động của vi nấm lên khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng tốt hơn

- Các dự án hiện tại chỉ mới dừng lại ở việc xác định tính đa dạng của nhóm vi nấm cộng sinh, vi sinh có lợi quanh vùng rễ, xác định tỷ lệ nảy mầm xâm nhiễm hoặc các VOCs thoát ra từ quá trình cộng sinh giữa vi nấm cộng sinh

và rễ cây chủ Trong khi đó, khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của thực vật hoàn toàn không thấy đề cập đến Dự án của chúng tôi, vì thế, đánh giá tổng

thế các yếu tố có thể bị tác động do sự hoạt động của vi sinh vật chọn lọc, sự giảm tỷ lệ C/N trong đất, sự tăng năng suất cây trồng, dưới tác động của vi nấm ngoại cộng sinh và nội cộng sinh

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

- Đóng góp công nghệ làm giàu dinh dưỡng đất, tăng chất lượng đất nhằm phục vụ cho sản xuất, nâng cao năng lực nông lâm nghiệp Việt Nam

- Bước đầu gây dựng bộ sưu tập vi nấm ngoại cộng sinh để tạo ra bộ vi nấm sản xuất trong nước, phù hợp với nền nông nghiệp Việt Nam

- Tăng độ phì nhiêu của đất rừng bằng phương pháp tự nhiên, không có tác động của phân bón vô cơ

- Đa dạng hóa hệ vi sinh vật đất, góp phần làm tăng trưởng cây trồng

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

Số

Thời gian thực hiện

Ghi chú (Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

II Nghiệm thu cơ sở

Tháng 11/2012

Kết quả nghiệm thu: Đạt

Đề nghị nghiệm thu cấp nhà nước

Chủ trì: PGS.TS Trịnh Xuân Ngọ

1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 8

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 12

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 19

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ĐỘ PHÌ CỦA ĐẤT 19 2.1.1 Nhận định chung về tình trạng “nghèo hoá” đất trồng 19

2.1.2 Độ phì của đất và các biện pháp tăng độ phì cho đất 20

2.1.3 Vi sinh vật quanh vùng rễ và sự tăng trưởng của cây trồng 23

2.2 VI NẤM NGOẠI CỘNG SINH 24

2.2.1 Vi nấm ngoại cộng sinh – nhóm nấm cục (truffle) 25

2.2.1.1 Khái niệm 25

2.2.1.2 Tính chất sinh học và giá trị kinh tế của nấm truffle 27

2.2.1.3 Tuber aestivum 29

2.2.1.4 Terfezia terfezoides 31

2.2.1.5 Choiromyces meandriformis 33

2.2.2 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh đến thực vật 34

2.3 CÂY THÔNG ĐỎ VÀ THÔNG CARIBE 38

2.3.1 Thông đỏ - Taxus wallichiana Zucc 38

2.3.2 Thông caribe (Pinus caribaea) 40

2.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC CỦA ĐỀ TÀI 41

2.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC CỦA ĐỀ TÀI 42

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46

3.1 CÁC NỘI DUNG CẦN GIẢI QUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 46

3.2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 49

3.2.1 Vi sinh vật 49

3.2.2 Cây thông 49

3.2.3 Vùng đất nghiên cứu: 50

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 52

3.3.1 Quy trình nghiên cứu 52

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu 53

3.3.3 Phương pháp phân tích mẫu và xử lý số liệu 58

3.3.3.1 Đo mẫu thực vật và vi sinh vật 58

3.3.3.2 Kiểm tra chất lượng đất 59

3.3.3.3 Kiểm tra hàm lượng taxol [81] 65

3.3.3.4 Phân tích di truyền 66

3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 69

2

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 70 4.1 NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VI NẤM CÓ KHẢ NĂNG SỐNG CỘNG SINH VỚI RỄ THỰC VẬT TẠI VÙNG ĐẤT ĐÃ CHỌN THUỘC LÂM ĐỒNG VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CỦA VI NẤM NGOẠI CỘNG SINH CỦA HUNGARY TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM 70 4.1.1 Phân lập và chọn lọc chủng vi nấm cộng sinh tại Việt Nam 70 4.1.1.1 Phân lập và chọn lọc chủng vi nấm nội cộng sinh tại Việt Nam 70 4.1.1.2 Định danh và xác lập đường cong sinh trưởng của chủng vi nấm tại Việt Nam 75

4.1.2 Nhân giống T aestivum , T terfezoides, Ch meandriformis 78

4.1.3 Xác lập đường cong sinh trưởng cho các chủng vi nấm ngoại cộng sinh 80 4.1.4 Kết luận 83 4.2 NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG NHÂN GIỐNG SƠ CẤP, NHÂN GIỐNG CẤP 1 CHO QUẦN THỂ VI SINH VẬT CỘNG SINH ĐÃ CHỌN LỌC 84 4.2.1 Xác định môi trường MMN tối ưu cho các chủng vi nấm cộng sinh 84 4.2.2 Xác định môi trường PDB có bổ sung vitamin tối ưu cho chủng vi nấm cộng sinh 88

4.2.2.1 Xác định môi trường PDB có bổ sung vitamin tối ưu cho chủng T

(Taxus wallichiana Zucc) 99

4.3.1.1 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự tăng trưởng đường kính của thông đỏ 101 4.3.1.2 Tác động của vi nấm cộng sinh đến chiều cao của thông đỏ 102 4.3.1.3 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự hình thành chồi của thông đỏ 103 4.3.2 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh đến sự phát triển của thông caribe

(Pinus caribaea) 104

4.3.2.1 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự tăng trưởng đường kính của thông caribe 107 4.3.2.2 Tác động của vi nấm cộng sinh đến chiều cao của thông caribe 107 4.3.2.3 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự hình thành chồi của Pinus caribaea 108 4.3.3 So sánh tác động của vi nấm cộng sinh đến thông đỏ và thông caribe 109

3

4.3.3.1 Tác động của Tuber aestivum 109

4.3.3.2 Tác động của Choiromyces meandriformis 111

4.3.3.3 Tác động của Terfezia terfezoides 113

4.3.4 Quan sát sự kết nối của vi nấm cộng sinh với hệ rễ thực vật khảo sát qua kính hiển vi 117

4.3.5 Kết luận 118

4.4 NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA VI NẤM CỘNG SINH LÊN CÂY THÔNG KHẢO SÁT Ở QUY MÔ ĐỒNG RUỘNG 119

4.4.1 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh đến sự phát triển của thông đỏ 119

4.4.1.1 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự tăng trưởng đường kính của thông đỏ 121

4.4.1.2 Tác động của vi nấm cộng sinh đến chiều cao của thông đỏ 122

4.4.1.3 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự hình thành chồi của thông đỏ 123

4.4.2 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh đến sự phát triển của thông caribe 125

4.4.2.1 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự tăng trưởng đường kính của thông caribe 126

4.4.2.2 Tác động của vi nấm cộng sinh đến chiều cao của thông caribe 127

4.4.2.3 Tác động của vi nấm cộng sinh đến sự hình thành chồi của thông caribe 128

4.4.3 So sánh tác động của vi nấm cộng sinh đến thông đỏ và thông caribe 129

4.4.3.1 Tác động của Tuber aestivum 129

4.4.3.2 Tác động của Choiromyces meandriformis 132

4.4.3.3 Tác động của Terfezia terfezoides 134

4.4.4 Quan sát sự xâm nhiễm của vi nấm cộng sinh với hệ rễ thực vật khảo sát qua kính hiển vi 137

4.4.6 Kết luận 138

4.5 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA VI NẤM CỘNG SINH TRÊN CÂY THÔNG LÊN ĐỘ PHÌ CỦA ĐẤT THEO QUY MÔ ĐỒNG RUỘNG 140

4.5.1 Đặc điểm vùng đất khảo sát 142

4.5.1.1 Tổng quan về các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng 142

4.5.1.2 Khái niệm về dinh dưỡng vùng đất thực nghiệm 143

4.5.2 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng C hữu cơ trong đất trồng 144

4.5.3 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng Nitơ (đạm) trong đất trồng 146

4.5.4 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng P2O5 (lân) trong đất trồng 149

4.5.5 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng K2O trong đất trồng 151

4.5.6 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng Ca (calci) trong đất trồng 153

4

4.5.7 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng S (lưu

huỳnh), Na trong đất trồng 154

4.5.8 Đánh giá độ phì của đất 155

4.5.8.1 Khái niệm về độ phì của đất 155

4.5.8.2 Đánh giá độ phì của vùng đất khảo sát qua tỷ lệ C/N 156

4.5.8.3 Đánh giá độ phì của đất thông qua sự tăng trưởng của cây khảo sát 160

4.6 QUY TRÌNH XỬ LÝ ĐẤT ĐỀ XUẤT 164

4.7 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA VI NẤM CỘNG SINH TRÊN CÂY THÔNG ĐỎ LÊN LƯỢNG TAXOL HÌNH THÀNH 167

4.7.1 Tổng quan 167

4.7.2 Đường chuẩn 170

4.7.3 Tác động của các vi nấm khảo sát đến sự thay đổi của hàm lượng taxol trong thông đỏ 170

4.7.4 Khảo sát hàm lượng taxol thu được từ vi nấm cộng sinh phân lập từ thông đỏ 172

4.7.5 Kết luận 174

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 176

5.1 Kết luận 176

5.2 Kiến nghị 179

TÀI LIỆU THAM KHẢO 180

Tài liệu bằng tiếng Việt 180

Tài liệu bằng tiếng nước ngoài 183

Website 187

PHỤ LỤC 188

Phụ lục 1 Các môi trường sử dụng trong đề tài 188

Phụ lục 2 Kết quả phân lập vi nấm nội cộng sinh từ lá, thân, và rễ cây thông: 189

Phụ lục 3 Kết quả so sánh sự sinh sinh khối vi nấm khảo sát dưới tác động của các thành phần môi trường khác nhau 195

Phụ lục 4 So sánh sự tăng trưởng của cây trồng theo quy mô vườn thực nghiệm 197

5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

AM : Arbuscular mycorrhiza (vi nấm nội cộng sinh)

BLAST : Basic Local Alignment Search Tool

C : Control (đối chứng)

CB : cơ bản

Cm : Choiromyces meandriformis

DNA : Deoxyribonucleic acid

EDTA : Ethylenediaminetetraacetic acid

ICP-OES : Induced Couple Plasma - Optical Emmisssion Spectrometer

(quang phổ phát xạ Plasma cặp cảm ứng) MMN : Môi trường Modified Melin Norkrans

NT : Nghiệm thức

PCR : Polymerase Chain Reaction

PDA : Môi trường Potato Dextrose agar (môi trường khoai tây dạng

đặc) PDB : Môi trường Potato dextrose broth (môi trường khoai tây dạng

lỏng) ppm : part per million

SEM : Scanning electron microscope

Ta : Tuber aestivum

Te : Terfezia terfezoides

Tri : Trichoderma atroviride

6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Thành phần môi trường của các nghiệm thức khảo sát 54Bảng 3.2 Công thức phối hợp các nghiệm thức khảo sát về vi nấm 55Bảng 3.3 Công thức khảo sát tác động của vi nấm đến cây thực nghiệm 56Bảng 3.4 Thang tiêu chuẩn đánh giá đất theo pH 60Bảng 3.5 Nguyên tố, bước sóng và đường chuẩn trong phân tích kim loại bằng thiết bị ICP-OES 62

Bảng 4.1 Kết quả phân lập vi sinh vật cộng sinh 71Bảng 4.2 Lượng vi nấm hình thành trong các nghiệm thức khảo sát 85Bảng 4.3 Tác động của vitamin B1 trong môi trường PDB lên sự tạo thành

sinh khối của Tuber aestivum 89

Bảng 4.4 So sánh sự khác biệt giữa các mức tác động của vitamin B1 trong

môi trường PDB lên sự tạo thành sinh khối của Tuber aestivum 89

Bảng 4.5 Tác động của vitamin B1 trong môi trường PDB lên sự tạo thành

sinh khối của Terfezia terfezoides 90

Bảng 4.6 So sánh sự khác biệt giữa các ngày khảo sát trong môi trường

PDB có bổ sung vitamin B1 lên sự tạo thành sinh khối của Terfezia

terfezoides 91

Bảng 4.7 So sánh sự khác biệt giữa các mức tác động của vitamin B1 trong

môi trường PDB lên sự tạo thành sinh khối của Terfezia terfezoides 91

Bảng 4.8 Tác động của vitamin B1 trong môi trường PDB lên sự tạo thành

sinh khối của Choiromyces meandriformis 92

Bảng 4.9 So sánh sự khác biệt giữa các ngày khảo sát trong môi trường

PDB có bổ sung vitamin B1 lên sự tạo thành sinh khối của Choiromyces

meandriformis 92

Bảng 4.10 So sánh sự khác biệt giữa các mức tác động của vitamin B1

trong môi trường PDB lên sự tạo thành sinh khối của Choiromyces

meandriformis 93

Bảng 4.11 Tác động của vitamin B1 trong môi trường PDB lên sự tạo

thành sinh khối của AM 94

Bảng 4.12 So sánh sự khác biệt giữa các ngày khảo sát trong môi trường

PDB có bổ sung vitamin B1 lên sự tạo thành sinh khối của AM 94

7

Bảng 4.13 So sánh sự khác biệt giữa các mức tác động của vitamin B1

trong môi trường PDB lên sự tạo thành sinh khối của AM 95

Bảng 4.14 Tác động của vi nấm đến sự tăng trưởng của thông đỏ thông qua tỷ lệ cây sống và sự thay đổi về đường kính (mm), chiều cao (mm), số chồi giữa các cây trước và sau 9 tháng trồng trong vườn thực nghiệm 100

Bảng 4.15 Tác động của vi nấm đến sự tăng trưởng của thông caribe thông qua tỷ lệ cây sống và sự thay đổi về đường kính (mm), chiều cao (mm), số chồi giữa các cây trước và sau 9 tháng trồng trong vườn thực nghiệm 104

Bảng 4.16 Tác động của vi nấm đến sự tăng trưởng của thông đỏ thông qua tỷ lệ cây sống và sự thay đổi về đường kính (mm), chiều cao (mm), số chồi giữa các cây trước và sau 6 tháng trồng ngoài rừng tự nhiên 120

Bảng 4.17 Tác động của vi nấm đến sự tăng trưởng của thông caribe thông qua tỷ lệ cây sống và sự thay đổi về đường kính (mm), chiều cao (mm), số chồi giữa các cây trước và sau 6 tháng trồng ngoài rừng tự nhiên 125

Bảng 4.18 Kết quả phân tích các chỉ tiêu của đất trồng sau khảo sát theo quy mô đồng ruộng 140

Bảng 4.19 Đánh giá chất lượng đất theo hàm lượng C hữu cơ (%) [3] 144

Bảng 4.20 Đánh giá chất lượng đất theo lượng Nitơ tổng (%) [16] 147

Bảng 4.21 Đánh giá chất lượng đất theo hàm lượng P2O5 (%) [16] 150

Bảng 4.22 Đánh giá chất lượng đất theo hàm lượng K2O (%) [16] 152

Bảng 4.23 Hàm lượng taxol trong các mẫu khảo sát 171

Bảng 4.24 So sánh hàm lượng taxol tổng hợp từ chủng phân lập từ Taxus wallichiana với một số chủng khác trên thế giới [46], [58], [81], [86] 173

8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Cấu trúc rễ có kết nối với vi nấm tạo thành Hartig net [87] 25

Hình 2.2 Quy trình tạo quả thể của nấm truffle (1); Mặt cắt ngang của truffle (chủng: Tuber aestivum)(2) [88] 28

Hình 2.3 Tuber aestivum [90] 28

Hình 2.4 Terfezia terfezoides [92] 29

Hình 2.5 Choiromyces meandriformis [91] 29

Hình 2.6 Thông đỏ (Taxus wallichiana Zucc) 39

Hình 2.7 Thông Caribe (Pinus caribaea) 40

Hình 3.1 Vườn thực nghiệm 50

Hình 3.2 Khu vực rừng tự nhiên khảo sát 51

Hình 3.3 Sơ đồ phân tích C, N, H, O, S bằng thiết bị FlashEA 1112 63

Hình 4.1 Cây thông đỏ tự nhiên: cây con (1), gốc cây lớn (2) 74

Hình 4.2 Phân lập AM từ thân thông đỏ (1), rễ thông đỏ (2) và hình AM dưới kính hiển vi (x400) (3) 74

Hình 4.3 Đường cong sinh trưởng của vi nấm Việt Nam 76

Hình 4.4 Phân lập các chủng vi nấm ngoại cộng sinh nhập từ Hungary 79

Hình 4.5 Hình vi nấm ngoại cộng sinh dưới kính hiển vi (x400) 79

Hình 4.6 Đường cong sinh trưởng của T terfezoides 81

Hình 4.7 Đường cong sinh trưởng của Ch meadriformis 82

Hình 4.8 Đường cong sinh trưởng của T aestivum 82

Hình 4.9 Sự tăng sinh khối của các vi nấm khảo sát trên các môi trường khác nhau (g/L) 88

Hình 4.10 Sự kết hợp giữa các vi nấm khảo sát 96

Hình 4.11 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự sống / chết của thông đỏ sau 3 tháng đầu trồng thực nghiệm (% sống) 101

Hình 4.12 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự sống / chết của thông caribe sau 3 tháng đầu trồng thực nghiệm (% sống) 106

Hình 4.13 Tác động của T aestivum lên sự tăng trưởng đường kính của các cây nghiên cứu 109

Hình 4.14 Tác động của T aestivum lên sự tăng trưởng chiều cao của các cây nghiên cứu 110

9

Hình 4.15 Tác động của T aestivum lên sự hình thành chồi của các cây

nghiên cứu 111

Hình 4.16 Tác động của Ch meandriformis lên sự tăng trưởng đường kính

của các cây nghiên cứu 112Hình 4.17 Tác động của Ch meandriformis lên sự tăng trưởng chiều cao

của các cây nghiên cứu 113Hình 4.18 Tác động của Ch meandriformis lên sự hình thành chồi của các

cây nghiên cứu 113Hình 4.19 Tác động của T terfezoides lên sự tăng trưởng đường kính của

các cây nghiên cứu 114Hình 4.20 Tác động của T terfezoides lên sự tăng trưởng chiều cao của các

cây nghiên cứu 115Hình 4.21 Tác động của T terfezoides lên sự hình thành chồi của các cây

nghiên cứu 116

Hình 4.22 Cấu trúc rễ bị nhiễm nấm tạo thành lưới Hartig net 117Hình 4.23 Mặt cắt một số các rễ cây khảo sát 117Hình 4.24 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự sống/chết của thông đỏ sau 6 tháng đầu trồng thực nghiệm (% sống) 121Hình 4.25 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng đường kính của thông đỏ (mm) 121Hình 4.26 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng chiều cao của thông đỏ (mm) 122Hình 4.27 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự hình thành chồi của thông đỏ 123Hình 4.28 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự sống/chết của thông caribe sau 6 tháng đầu trồng thực nghiệm (% sống) 126Hình 4.29 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng

đường kính của thông caribe (mm) 127

Hình 4.30 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng

chiều cao của thông caribe (mm) 128

Hình 4.31 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự hình thành chồi của thông caribe 128Hình 4.32 Tác động của T aestivum lên sự tăng trưởng đường kính của các

cây nghiên cứu (mm) 129Hình 4.33 Tác động của T aestivum lên sự tăng trưởng chiều cao của các

cây nghiên cứu 130Hình 4.34 Tác động của T aestivum lên sự hình thành chồi của các cây

nghiên cứu 131

10

Hình 4.35 Tác động của Ch meandriformis lên sự tăng trưởng đường kính

của các cây nghiên cứu 132Hình 4.36 Tác động của Ch meandriformis lên sự tăng trưởng chiều cao

của các cây nghiên cứu 133Hình 4.37 Tác động của Ch meandriformis lên sự hình thành chồi của các

cây nghiên cứu 134Hình 4.38 Tác động của T terfezoides lên sự tăng trưởng đường kính của

các cây nghiên cứu 134Hình 4.39 Tác động của T terfezoides lên sự tăng trưởng chiều cao của các

cây nghiên cứu 135Hình 4.40 Tác động của T terfezoides lên sự hình thành chồi của các cây

nghiên cứu 136

Hình 4.41 Bộ rễ thông caribe (1) và bộ rễ thông đỏ (2) 137Hình 4.42 Cấu trúc rễ thông caribe bị nhiễm nấm tạo thành lưới Hartig net

138Hình 4.43 Cấu trúc rễ thông đỏ bị nhiễm nấm tạo thành lưới Hartig net 138Hình 4.44 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên lượng C hữu cơ có trong đất (%) 145Hình 4.45 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên lượng Nitơ tổng có trong đất (%) 148Hình 4.46 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên lượng P2O5 tổng có trong đất (%) 150Hình 4.47 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên lượng K2O tổng có trong đất (%) 152Hình 4.48 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên lượng Ca tổng có trong đất (%) 153Hình 4.49 Sự chênh lệch về lượng N tổng (%) (1) và C hữu cơ tổng (%) (2) của các mẫu đất, trước và sau thực nghiệm 157Hình 4.50 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên lượng C hữu cơ có trong đất (%) 158Hình 4.51 Tác động của vi nấm ngoại cộng sinh khi kết hợp với cây trồng lên tỷ lệ C/N tổng có trong đất 158Hình 4.52 Sự chênh lệch về đường kính (%) (1) và chiều cao (%) (2) của các mẫu cây thông đỏ, trước và sau thực nghiệm ngoài đồng ruộng 161Hình 4.53 Sự chênh lệch về đường kính (%) (1) và chiều cao (%) (2) của các mẫu cây thông caribe, trước và sau thực nghiệm ngoài đồng ruộng 162Hình 4.54 Cấu trúc phân tử taxol và 10 DAB 167

11

Hình 4.55 So sánh mẫu chạy HPLC để kiểm tra taxol trong Taxus

wallichianna Zucc và Taxus baccata 169

Hình 4.56 Đường chuẩn của taxol tinh khiết (paclitaxel) 170Hình 4.57 Hàm lượng taxol trong mẫu thực vật khảo sát 172

Hình 8.1 Tác động của vitamin B1 lên sự tăng sinh khối của các vi nấm khảo sát (g/L) 195Hình 8.2 Tác động của Malt lên sự tăng sinh khối của các vi nấm khảo sát (g/L) 195Hình 8.3 Tác động của KH2PO4 lên sự tăng sinh khối của các vi nấm khảo sát (g/L) 196Hình 8.4 Tác động của NH4 lên sự tăng sinh khối của các vi nấm khảo sát (g/L) 196Hình 8.5 Tác động của FeCl3 lên sự tăng sinh khối của các vi nấm khảo sát (g/L) 196Hình 8.6 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng

đường kính của T.wallichiana Zucc (mm) 197

Hình 8.7 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng

chiều cao của T.wallichiana Zucc (mm) 197

Hình 8.8 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự hình thành chồi

của T.wallichiana Zucc 197

Hình 8.9 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng

đường kính của Pinus caribaea (mm) 198

Hình 8.10 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự tăng trưởng

chiều cao của Pinus caribaea (mm) 198

Hình 8.11 Tác động của các chủng vi nấm cộng sinh lên sự hình thành

chồi của Pinus caribaea 198

12

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

Trên thế giới, đất không bị phủ băng có diện tích là 13,251 triệu ha, chiếm 91,53% tổng diện tích lục địa, trong đó chỉ có 1500 triệu ha (11%) dùng để trồng trọt, 24% diện tích đất được dùng làm đồng cỏ chăn nuôi, 32%

là rừng và đất rừng, 32% diện tích đất còn lại được sử dụng với các mục đích khác nhau [66] Hiện nay, theo đánh giá của FAO trong diện tích đất trồng trọt thì đất cho năng suất cao chiếm 14%, đất cho năng suất trung bình chiếm 28% và đất cho năng suất thấp chiếm 58% Nhưng rõ ràng, trên phạm vi toàn thế giới đất tốt thì ít, đất xấu thì nhiều và quỹ đất ngày càng bị thoái hoá Việt Nam, với đặc điểm đất đồi núi chiếm 3/4 toàn lãnh thổ lại nằm trong vùng nhiệt đới, mưa nhiều và tập trung, nhiệt độ không khí cao, các quá trình khoáng hoá diễn ra rất mạnh trong đất nên dễ bị rửa trôi, xói mòn, nghèo chất hữu cơ và chất dinh dưỡng dẫn đến thoái hoá đất Đất đã bị thoái hoá rất khó

có thể khôi phục lại trạng thái màu mỡ ban đầu

Trong nhiều thập kỷ qua, việc bón quá nhiều phân hoá học, thuốc trừ sâu bừa bãi đã gây ra sự ô nhiễm môi trường, làm giảm và suy thoái tính đa dạng cho các hệ sinh thái nông nghiệp Vì thế, những nền nông nghiệp phụ thuộc quá nhiều vào phân bón hoá học, thuốc trừ sâu đã dần dần bị thay thế

bởi một nền nông nghiệp mà tạm gọi là “hệ thống mùa vụ bền vững có đầu

vào thấp” Theo đó, hệ vinh vật tự nhiên trong đất được xem xét lại và đặt trở

lại đúng vai trò của chúng trong tự nhiên Cụ thể hơn, chính các vi sinh vật quanh vùng rễ cây trồng đã, đang và sẽ đóng vai trò chính trong việc làm giàu dinh dưỡng, tăng cường sức chống chịu của thực vật Do vậy, việc sử dụng vi sinh vật đất, vi sinh vật cộng sinh làm tác nhân chính trong việc gia tăng độ phì của đất trong mô hình nông nghiệp truyền thống đang được thế giới và Việt Nam quan tâm

13

Dựa trên cơ sở các nghiên cứu cơ bản, mà việc ứng dụng vi nấm cộng sinh trong việc cải tạo các vùng đất có tính chất hoá lý phức tạp đã được tiến hành từ những năm 1989 [51], cũng như mở ra một tiềm năng phục hồi các hệ sinh thái tự nhiên [63] Việc sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh đã được nhiều nhà khoa học chứng minh là có thể thúc đẩy cường độ hấp thu dưỡng chất ở cây xâm nhiễm trong cả hai điều kiện nuôi cấy phòng thí nghiệm và đồng ruộng [57], [69] Tuy nhiên, do tính chất của mỗi loại vi nấm ngoại cộng sinh chỉ có khả năng tương tác với một vài loại cây nhất định Vì vậy, các nguyên cứu chuyên biệt về khả năng tác động đến độ phì của đất từ vi ngoại cộng sinh còn hạn chế

Việc sử dụng vi nấm cộng sinh và các vi sinh vật có ích khác như là một nhân tố tự nhiên trong việc khôi phục và làm tăng độ phì ở các khu đất nghèo dinh dưỡng là một hướng đi xu thế tất yếu của nông nghiệp thế giới Ở Việt Nam, nhiều công trình đã và đang thực hiện theo khuynh hướng nói trên Tuy nhiên, đa phần các dự án đều mới thực hiện được một số vấn đề như sau:

- Các dự án thực hiện ở Việt Nam hoặc chỉ tập trung vào nhóm vi khuẩn có ích hoặc tập trung một vài chủng vi nấm nội cộng sinh, chưa có nghiên cứu nào tập trung vào việc sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh để tiến hành cải tạo đất Nghiên cứu này của chúng tôi vì thế có nét mới là sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh trong cải tạo đất;

- Các dự án ở Việt Nam đều dùng các kỹ thuật nuôi ủ thuần khiết vi nấm cộng sinh và vi sinh vật có ích khác sau đó gây xâm nhiễm vào cây Phần lớn sử dụng cơ chất pha rắn để nuôi thuần khiết sau đó bón vào đất hoặc ủ với đất có hạt cây đang nảy mầm Do vậy mà hiệu suất nảy xâm nhiễm không cao nhất là khi sử dụng chủng vi nấm nội cộng sinh Việc sử dụng

vi nấm ngoại cộng sinh với các biện pháp tiếp hợp xác định sẽ giúp cho tác động của vi nấm lên khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng tốt hơn

14

Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước theo hướng sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh quanh vùng rễ cây trồng như là một nhân tố quan trọng trong việc làm gia tăng độ phì của đất thông qua một số

tính chất cơ bản của đất và sự tăng trưởng của cây khảo sát, đề tài “Nâng cao

khả năng cải thiệt độ phì nhiêu của đất quanh vùng rễ có nấm cộng sinh”, theo hợp đồng số 02/2011/HĐ-NĐT được hình thành, trong khuôn khổ

chương trình hợp tác giữa Việt Nam và Hungary Trong đó, tác động của một

số loại vi nấm tại Việt Nam với các chủng vi nấm nhận từ Hungary lên sự phát triển của cây thông tại Việt Nam được khảo sát Đề tài sẽ đánh giá tổng thế các yếu tố có thể bị tác động do sự hoạt động củavi nấm ngoại cộng sinh,

sự tăng năng suất cây trồng, sự thay đổi tỷ lệ C/N trong đất, …

Đề tài được đặt ra và giao cho trường Đại học công nghiệp TP.HCM là

cơ quan chủ trì, TS.Đàm Sao Mai làm chủ nhiệm, dưới sự giám sát của các chuyên gia Hungary và theo công nghệ do Hungary chuyển giao Đề tài nằm dưới sự quản lý của Bộ Khoa học và Công nghệ thông qua Vụ Khoa học và Công nghệ các ngành Kinh tế - Kỹ thuật Thời gian thực hiện đề tài là 24 tháng, từ 01/2011 đến 12/2012

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính: Nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ cải tạo và làm

giàu độ phì nhiêu của đất nhờ vào sự tương hợp giữa vi nấm ngoại cộng sinh của Hungary và vi sinh vật bản địa Việt Nam với rễ thực vật tại điều kiện Việt Nam

Mục tiêu cụ thể:

- Tiếp thu công nghệ làm giàu độ phì nhiêu của đất trồng quanh vùng rễ nhờ nấm ngoại cộng sinh (ecto-mycorrhizal fungi) do chuyên gia Hungary

15

chuyển giao (chủng Tuber aestivum, Choiromyces meadriformis và

Terfezia terfezoides)

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ làm giàu độ phì nhiêu (xác định theo một

số chỉ tiêu: lượng carbon, nito và tỷ lệ C/N) của đất, tiếp thu từ Hungary vào điều kiện Việt Nam, trong đó có kết hợp với vi nấm của Việt Nam

(Fusarium oxysporum và Trichoderma atroviride)

- Đào tạo cán bộ có trình độ chuyên môn cao về cải tạo đất cây trồng, kỹ thuật tạo sự tương hợp giữa vi nấm và rễ cây trồng

Đối tượng nghiên cứu

- Vi nấm ngoại cộng sinh nhập từ Hungary, gồm các chủng Tuber aestivum,

Choiromyces meandriformis, Terfezia terfezoides

- Vi nấm nội cộng sinh phân lập từ cây thông, chủng Fusarium oxysporum

- Vi nấm phân lập từ đất trồng thông, chủng Trichoderma atroviride

- Các cây thông khảo sát: thông đỏ, và thông caribe

- Quá trình nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm ở TP.HCM, vườn ươm tại Đà Lạt, rừng thực nghiệm tại Lạc Dương, Lâm Đồng

Những công việc chính mà đề tài đã thực hiện và hoàn thành

1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến các vấn

đề khoa học của đề tài

2 Đã khảo sát khả năng sinh trưởng và môi trường nhân giống các chủng vi nấm ngoại cộng sinh nhập từ Hungary

3 Đã phân lập, định danh, khảo sát khả năng sinh trưởng và môi trường nhân giống các chủng vi nấm từ cây thông đỏ và vùng đất trồng thông

4 Đã thực hiện các thử nghiệm và đưa ra những kết luận ban đầu về tác động của các vi nấm ngoại cộng sinh đến sự tăng trưởng của thông đỏ và thông caribe; đồng thời cũng khảo sát tác động của các vi nấm này đến một số tác nhân ảnh hưởng đến độ phì của vùng đất quanh khu vực trồng thông

16

5 Đã thiết lập quy trình xử lý cây trồng với vi nấm ngoại cộng sinh nhập từ Hungary và vi nấm Việt Nam dưới sự giám sát của các chuyên gia Hungary

6 Đã thực hiện một số thử nghiệm bước đầu về tác động của vi nấm cộng sinh khảo sát lên lượng taxol hình thành trên thông đỏ

Báo cáo này trình bày kết quả thu nhận được của đề tài qua gần hai năm thực hiện Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của báo cáo được bố cục trong Chương 4: Kết quả nghiên cứu Chương 4 bao gồm các nội dung sau:

1 Nghiên cứu phân lập vi nấm có khả năng sống cộng sinh với rễ thực vật tại vùng đất đã chọn thuộc Lâm Đồng và đánh giá khả năng phát triển của vi nấm ngoại cộng sinh của Hungary trong điều kiện phòng thí nghiệm

2 Nghiên cứu môi trường nhân giống sơ cấp, nhân giống cấp 1 cho quần thể

vi sinh vật cộng sinh chọn lọc

3 Nghiên cứu tác động của vi nấm cộng sinh lên cây thông khảo sát ở quy

mô vườn thực nghiệm

4 Nghiên cứu tác động của vi nấm cộng sinh lên cây thông khảo sát ở quy

Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Kết quả của đề tài xác nhận khả năng phát triển của vi nấm ngoại cộng sinh ngoại nhập tại điều kiện đất rừng Việt Nam Đồng thời cũng xác định

- Song song đó, bước đầu đề tài đã gây dựng bộ sưu tập vi nấm ngoại cộng sinh để tạo ra bộ vi nấm sản xuất trong nước, phù hợp với nền nông nghiệp Việt Nam

- Tham gia phối hợp đào tạo một phần chương trình cho 1 tiến sỹ (Việt Nam) và 1 thạc sỹ (Việt Nam) theo hướng trên tại Hungary Nâng cao trình độ nghiên cứu của các nghiên cứu viên về lĩnh vực vi sinh vật đất và nông học

- Phù hợp với quyết định của Thủ tướng chính phủ về phát triển Công nghệ Sinh học trong giai đoạn từ 2006 – 2020 Tăng cường năng lực trong nghiên cứu sinh học đất và công nghệ vi sinh Gắn kết quan hệ hợp tác khoa học kỹ thuật công nghệ giữa Việt Nam và Hungary Gắn kết giữa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và đồng ruộng – giữa lý thuyết và thực tiễn

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Đối tác phía Hungary trong đề tài này đã thành công trong việc phân lập và thuần hóa chủng nấm sợi có khả năng cộng sinh mạnh mẽ trên rễ một

số cây trồng Từ đó, nhờ các hoạt động sinh học cộng sinh mà vùng đất quanh

rễ đã hưởng lợi rất lớn Cụ thể độ phì đã tăng 10% so với ban đầu, đây là một thành tựu đáng phấn khởi Đề tài có kết quả tương ứng với kết quả mà phía đối tác đã thu nhận, do đó đã đóng góp công nghệ làm giàu dinh dưỡng đất, tăng chất lượng đất nhằm phục vụ cho sản xuất, nâng cao năng lực nông lâm nghiệp tại Việt Nam

18

Ngoài việc thực thi thực nghiệm trong vườn ươm, đề tài cũng đã tiến hành trong rừng tự nhiên, và cũng cho kết quả tốt Đây cũng là khởi đầu cho nghiên cứu thực tiễn về các chủng vi nấm ngoại cộng sinh tại Việt Nam

Đây là đề tài đầu tiên tại Việt Nam về sử dụng vi nấm ngoại cộng sinh – nhất là chủng nấm cục – trong việc làm tăng độ phì của đất thông qua các thông số đánh giá đất và đánh giá sự tăng trưởng của cây khảo sát Đề tài mở

ra một hướng nghiên cứu mới về vi sinh vật trong cải tạo đất

Đề tài được triển khai thực hiện với sự tham gia của các nhà khoa học Việt Nam và Hungary, trong đó phải kể đến sự đóng góp to lớn của GS Hoffmann Sándor, GS Szeglet Péter và GS Tóth Zoltán của trường đại học Pannon Ngoài ra, đóng góp cho việc thực hiện đề tài còn phải kể đến lực lượng đông đảo các nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên làm khóa luận tốt nghiệp Đại học Những kết quả mà đề tài đạt được là nhờ sự nỗ lực vô tư, không mệt mỏi, sự năng động sáng tạo và thống nhất của tập thể các thành viên tham gia đề tài nói trên

Đóng góp hết sức quan trọng vào sự thành công của đề tài là sự hỗ trợ, giúp đỡ tận tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài của Bộ khoa học và Công nghệ, Vụ Khoa học và Công nghệ các ngành Kinh

tế - Kỹ thuật, Bộ Công thương, trường Đại học Pannon (Hungary), đặc biệt là của Ban giám hiệu và các phòng ban chức năng trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM, và tập thể cán bộ đồng nghiệp Viện Công nghệ Sinh học và Thưc phầm thuộc trường

Thiếu một trong những nhân tố trên, chắc chắn đề tài sẽ không thể đạt được những thành quả như đã có Nhân đây, tập thể các thành viên tham gia

đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất

19

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TĂNG ĐỘ PHÌ CỦA ĐẤT

2.1.1 Nhận định chung về tình trạng “nghèo hoá” đất trồng

Trên phạm vi toàn thế giới đất tốt thì ít, đất xấu thì nhiều và quỹ đất ngày càng bị thoái hoá Nguyên nhân gây ra sự tổn thất và suy thoái đất rất

đa dạng, trước hết phải kể đến là sự mất rừng hoặc khai thác rừng đến cạn kiệt (gây xói mòn, làm đá ong hoá, làm mất nước, sạt lở ) đã đóng góp tới 37%, chăn thả quá mức (làm chặt đất, giảm độ che phủ của cây cỏ) 34%, hoạt động nông nghiệp (mặn hoá thứ sinh do tưới tiêu không hợp lý; dùng quá nhiều phân bón hoặc hoàn toàn không dùng phân bón làm xói mòn đất; ô nhiễm đất

do phân bón, các hợp chất bảo vệ thực vật và ô nhiễm sinh học) 28% và hoạt động công nghiệp (sử dụng đất làm bãi thải gây ô nhiễm môi trường đất ) 1%

Việt Nam có diện tích tự nhiên gần 33 triệu ha, trong đó diện tích đang

sử dụng là 22.226.830 ha, chiếm 68,83% tổng quỷ đất Còn 10.667.577 ha đất chưa sử dụng, chiếm 33,04% diện tích đất tự nhiên Đất nông nghiệp ít, chỉ có 8,146 triệu ha, chiếm 26,1% diện tích tự nhiên [31] Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, do đặc thù của sa mạc hoá nên thực chất chống sa mạc hoá ở Việt Nam là chống phá rừng, chống các hoạt động làm thoái hoá đất và khắc phục hạn hán

Với đặc điểm đất đồi núi chiếm 3/4 toàn lãnh thổ lại nằm trong vùng nhiệt đới, mưa nhiều và tập trung, nhiệt độ không khí cao, các quá trình khoáng hoá diễn ra rất mạnh trong đất nên dễ bị rửa trôi, xói mòn, nghèo chất hữu cơ và chất dinh dưỡng dẫn đến thoái hoá đất Đất đã bị thoái hoá rất khó

có thể khôi phục lại trạng thái màu mỡ ban đầu

20

2.1.2 Độ phì của đất và các biện pháp tăng độ phì cho đất

Hiện nay chu trình tự nhiên của nitrogen và carbon được liên kết chặt chẽ về mặt sinh học là gánh nặng bất thường cho các hoạt động của con người Kết quả là, các Nitrogen oxide (sau đây gọi là NOx) và carbon dioxide liên tục tăng nhanh trong khí quyển

Việc kêu gọi hạn chế phóng thích các loại khí thải vào tầng ozone là chủ đề chính của các cuộc tranh luận chính trị về môi trường (ví dụ: Nghị định thư Kyoto) Trên toàn thế giới, các nghiên cứu về các nguồn chất thải có quan hệ trực tiếp hay gián tiếp đến năng suất nông nghiệp được nhấn mạnh đáng kể Trong nông nghiệp, việc nghiên cứu về chu trình C/N của hệ thống đất/thực vật/khí quyển đã được thực hiện trong hơn một thế kỷ rưỡi nay Trước đây, mục tiêu là xác định các phương pháp tối ưu hoá dinh dưỡng thực vật, ngày nay, điều quan trọng là gắn liền với sự giảm tải cho môi trường và giảm thiểu sự phóng thích NOx và cacbonic có nguồn gốc nông nghiệp

Bên cạnh đó, hệ thống nông nghiệp sinh thái đang dần biến đổi cũng được xem là dấu hiệu phản hồi đối với tình hình biến đổi khí hậu gây ra do các khí của hiệu ứng nhà kính tích tụ trong khí quyển Đầu tiên là trái đất nóng lên có thể sản sinh ra thời tiết khắc nghiệt ngày càng tăng trong nước ta

Nó cho thấy một giai đoạn ẩm ướt bất thường có thể diễn ra ngay sau một thời gian khô hạn kéo dài Quá trình hình thành nitrogen gắn liền với chu trình chất hữu cơ của đất phản ứng đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và nguồn cung cấp nước

Do đó cần nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu các phương pháp cung cấp dưỡng chất N gây ảnh hưởng đến sản lượng sinh học của cây trồng (chủ yếu là ngũ cốc) và ước lượng mối liên hệ của những thay đổi dự kiến ở CO2 và NOx phóng thích từ đất trồng nông nghiệp

Do đó, muốn tăng độ phì nhiêu của đất và thu được năng suất cao, ổn định, cần phải tác động đồng thời các yếu tố đối với đời sống cây trồng Trong đó có thể dùng các biện pháp khác nhau để cải tạo đất như:

- Tận dụng tối đa hệ thống thủy lợi: là biện pháp kỹ thuật quan trọng hàng

đầu trong việc cải tạo đất nghèo dinh dưỡng Tuy nhiên, một số khu vực miền núi (như Đắc Lắc, Lâm Đồng) có đặc trưng là đồi núi, cây trồng độc canh mật độ cao trên vùng diện tích rộng lớn, vì thế hệ thống thuỷ lợi hầu

như ít phát huy tác dụng

- Tăng cường bón phân hữu cơ cho đất: đất trồng được tăng cường bón lót

bằng các nguồn phân hữu cơ như phân chuồng, phân xanh, để cải tạo và tăng độ phì cho đất còn phân vi sinh giúp gia tăng quần thể vi sinh vật đất, tạo sự tương tác giữa đất và vi sinh vật từ đó giúp tăng “sức khoẻ đất” Biện pháp này hầu như chỉ áp dụng cho khu vực nông thôn nhỏ lẻ, nơi có

22

nguồn nguyên liệu bã thải động thực vật dồi dào, cơ cấu cây trồng đơn giản Với các khu vực trồng cây công nghiệp dài ngày hoặc cây nông nghiệp tập trung thì biện pháp sử dụng phân hữu cơ tại chỗ không khả thi

do nguồn phân không đồng nhất về chất lượng, thời gian cung ứng …

- Sử dụng các phân vi sinh vật để cải tạo các vùng đất trồng cây lâu năm,

và các vùng đất khó sử dụng phân bón: thực tế cho thấy, khá nhiều đơn

vị nghiên cứu Nhà nước lẫn tư nhân đã rất chú trọng đến biện pháp cải tạo đất bằng phân vi sinh Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của biện pháp dùng phân vi sinh là nguồn vi sinh vật thường không mang tính chất bản địa, do

đó khả năng thích ứng yếu với điều kiện thổ nhưỡng nông hoá tại chỗ Hơn nữa, các nghiên cứu dùng phân vi sinh cải tạo đất thường chỉ tập trung vào khả năng tương hợp giữa đất và cộng đồng vi sinh vật đưa vào đất, hoàn toàn không chú trọng đến tương hợp giữa vi sinh vật và cây

trồng

- Đa dạng hóa cây trồng: nhằm đem lại hiệu quả thu nhập cao trên cùng

một đơn vị diện tích canh tác đồng thời góp phần cải tạo bằng cách trả lại

độ màu mỡ lâu dài cho đất bạc màu Nhiều khuyến cáo cho rằng trên những vùng đất nghèo dinh dưỡng, người dân nên trồng xen hoặc luân canh cây trồng chính với các loại cây trồng chính với các loại cây họ đậu như lạc, đậu tương, đậu xanh, đậu trạch vì chúng có khả năng cố định đạm, giúp cải tạo độ phì nhiêu của đất rất tốt Rõ ràng biện pháp đa dạng hoá cây trồng cũng chỉ thích hợp với những vùng nông thôn nhỏ lẻ Với các vùng chuyên canh cây nông nghiệp và cây công nghiệp thì việc luân canh sẽ không phù hợp

- Tăng cường mật độ che phủ đất: cũng là một biện pháp rất thích hợp đối

với những vùng đất nghèo dinh dưỡng giúp hạn chế bốc hơi nước, giữ ẩm cho đất, chống gió rét, hạn chế cỏ dại và giữ ẩm cho cây trồng, giúp phân phối đều nước không gây úng thối cho cây trồng, giúp hệ vi sinh vật trong

23

đất hoạt động tốt sẽ làm cho đất tơi xốp hơn, thoáng khi hơn, giúp cho hệ

rễ cây trồng phát triển tốt hơn Tuy nhiên, thực tế cho thấy, các vùng đất chuyên canh cây công nghiệp và cây nông nghiệp, các chủ đất thường rất ngại khi đưa những cây nhỏ trồng xen giữa các luống trồng, do phải tốn nhiều công sức để chăm sóc, cắt tỉa, cắt bỏ những cây che phủ này

- Chú trọng đến biện pháp làm đất Đặc điểm của nghèo dinh dưỡng

thường là khô, cứng do đó hạn chế xới xáo để tránh mất nước do bốc hơi, nhất là vào thời kỳ khô hạn Chỉ nên kết hợp đào xới khi làm cỏ, bón phân, tưới nước Với các vùng đất trồng cây công nghiệp và cây nông nghiệp có diện tích lớn thì biện pháp làm đất chỉ thực hiện vào đầu vụ hoặc cuối vụ

- Chú ý biện pháp “nông nghiệp bền vững” như bón phân hóa học vừa đủ,

cân đối; hạn chế tối đa việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật bằng các hóa chất độc hại và nếu có điều kiện thì sử dụng các chế phẩm sinh học, thảo mộc để thay thế

Việc bón quá nhiều phân hoá học, thuốc trừ sâu bừa bãi đã gây ra sự ô nhiễm môi trường, làm giảm và suy thoái tính đa dạng cho các hệ sinh thái nông nghiệp Do vậy, việc sử dụng vi sinh vật đất, vi sinh vật cộng sinh làm tác nhân chính trong việc gia tăng độ phì của đất trong mô hình nông nghiệp truyền thống đang được thế giới và Việt Nam quan tâm

2.1.3 Vi sinh vật quanh vùng rễ và sự tăng trưởng của cây trồng

Mỗi loại cây đều có một khu hệ vi sinh vật vùng rễ đặc trưng cho cây

đó Những chất tiết của rễ có ảnh hưởng quan trọng đến vi sinh vật vùng rễ Trên bề mặt và lớp đất nằm sát rễ chứa nhiều chất dinh dưỡng nên tập trung vi sinh vật với số lượng lớn Càng xa rễ, số lượng vi sinh vật càng giảm đi

Thành phần vi sinh vật vùng rễ không những phụ thuộc vào loại cây trồng mà còn phụ thuộc vào thời kỳ phát triển của cây Vi sinh vật phân giải cellulose có rất ít khi cây còn non nhưng khi cây già thì rất nhiều Điều đó

Một số loại nấm và vi khuẩn phát triển trên đất có thể hình thành quá trình cộng sinh với thực vật Sự kết hợp đó mang lại lợi ích cho cả thực vật và

vi sinh vật Các nghiên cứu gần đây cho thấy nấm có khả năng kích thích sự sinh trưởng của cây, giúp cho thực vật có thể hấp thụ hiệu quả nước và các chất dinh dưỡng vi lượng từ đất Đặc tính này của nấm có thể được dùng nhằm hạn chế sử dụng phân bón hóa học đối với cây trồng

Nấm cộng sinh với rễ thực vật nhằm hỗ trợ cho nhau, cung cấp dinh dưỡng cho nhau Sự giúp đỡ qua lại đó giúp cả hai sinh trưởng và phát triển Cây trồng phải thông qua giai đoạn cộng sinh mới hoàn thành vòng đời hoặc chu kỳ sống của mình Vì vậy hiện tượng cộng sinh là giai đoạn phát triển không thể thiếu để chúng sinh tồn và sinh sản

25

Các nhà khoa học đã xác định được một số hình thức cộng sinh Trong

đó, quá trình cộng sinh chủ yếu là giữa nấm và rễ cây, được gọi là "arbuscular mycorrhiza" – nấm rễ cộng sinh Có đến 70-90% trong số các loài thực vật sống trên đất tham gia vào việc hình thành cộng sinh nấm rễ (arbuscular mycorrhizae)

Ngoài ra, còn phải kể đến nhóm nấm ngoại cộng sinh (ectomycorrhiza) trong đó sợi nấm bao quanh rễ dinh dưỡng chưa hóa gỗ, không xuyên qua mô

tế bào mà chỉ kéo dài giữa các vách tế bào Đặc trưng cơ bản của chúng là:

- Trên bề mặt rễ dinh dưỡng hình thành một màng nấm (mantle) do các sợi đan chéo nhau

- Giữa các tế bào tầng vỏ rễ hình thành một mạng lưới do thể sợi nấm sinh trưởng mà thành, được gọi là lưới Hartig (Hartig net)

- Do tác dụng của nấm, bộ rễ ngắn, to, giòn và có màu sắc khác nhau, tán rễ

và biểu bì không có lông hút, bề mặt màng có nhiều sợi nấm kéo dài ra

Hình 2.1 Cấu trúc rễ có kết nối với vi nấm tạo thành Hartig net [87]

2.2.1 Vi nấm ngoại cộng sinh – nhóm nấm cục (truffle)

2.2.1.1 Khái niệm

Do có giá trị thị trường cao, nấm truffle, được các doanh nhân và các nhà nghiên cứu châu Âu thiết lập các vườn nấm trên toàn thế giới Như với

26

bất kỳ loại nông sản phát triển và có giá trị kinh tế, các câu hỏi được đặt ra về khả năng phát triển của các loài nấm trong điều kiện khí hậu và môi trường khác nhau Các kiến thức cổ truyền và lịch sử canh tác về nấm truffle, liên quan đến tăng trưởng và sản xuất nấm trong môi trường ngoại lai, được hướng dẫn không đầy đủ Hầu hết các nghiên cứu đã được tiến hành trong điều kiện tự nhiên của nấm truffle [54]

Trong những năm 1980, Ian Hall thuộc trung tâm cây trồng và thực phẩm New Zealand đã bắt đầu các thử nghiệm về mô hình sản xuất nấm truffle tại các vùng khí hậu và đất khác với môi trường tự nhiên truyền thống

Từ năm 2007, các vườn nấm truffle nhân tạo bắt đầu được thiết lập tại châu

Âu, New Zealand, Úc, Thụy Điền, và Mỹ [47], [48], [82], [83]

Các kinh nghiệm ở châu Âu và New Zealand cho thấy, các nhân tố quan trọng tác động đến sự phát triển của truffle là: khí hậu, pH của đất, và các tính chất khác của đất [48] Thêm vào đó, phải tính đến loại cây chủ, mỗi loại nấm sẽ lựa chọn các cây chủ khác nhau để hình thành quả thể

Một vài điểm cần lưu ý khi quyết định tổ chức các vùng nấm cục (truffle):

Việc xác định lịch sử sử dụng của vùng đất: trạng thái, tính chất đất và vùng khí hậu là cần thiết [48] Khí hậu nơi canh tác là nhân tố chính để xác định để lựa chọn giống truffle và thực vật chủ Tính chất của đất cũng rất quan trọng, tuy nhiên vấn đề cần lưu ý là có thể sử dụng một lượng lớn vôi

cho việc xử lý vùng đất bề mặt [54] Tuber aestivum tạo quả thể tại pH 7.1 –

8.0 [48], [83] Có thể sử dụng vôi để trung hòa đất, tuy nhiên phải lưu ý đến

tỷ lệ Ca/Mg

Việc lựa chọn loại truffle cũng rất quan trọng Để có thể thiết lập hệ sợi

tơ nấm và tạo sản phẩm (nang bào tử và hệ sợi) thì cần phải đảm cho sự phát triển của hệ rễ và hệ sợi tơ nấm

27

Quá trình đưa giống truffle ra ngoài đồng ruộng cũng rất quan trọng Làm sao để hệ rễ tồn tại được và có thể kết thành sản phẩm cuối là cả vấn đề Tác động của vôi sử dụng lên sự hình thành truffle là rất rõ

2.2.1.2 Tính chất sinh học và giá trị kinh tế của nấm truffle

Những vi sinh vật cộng sinh với rễ bao gồm cả nấm ngoại cộng sinh (ectomycorrhizal), đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát hệ sinh thái trong rừng ôn đới, chiếm ưu thế trên toàn thế giới Chúng cung cấp cho thực vật chủ các khoáng chất vi lượng và bảo vệ thực vật khỏi tác nhân gây bệnh như: sâu bệnh và hạn hán, và ngược lại các vi sinh vật cộng sinh này nhận được carbon hữu cơ từ thực vật chủ chúng [41], [51], [54] Các loại nấm hình thành từ vi nấm ngoại cộng sinh là nguồn thực phẩm, dược phẩm, chất

bổ dưỡng bổ sung quan trọng cho động vật rừng [42]

Tuber là vi nấm ngoại cộng sinh (ectomycorrhizal fungi), từ quả thể sản

xuất ra các hợp chất bay hơi như sulphuric hydrocarbons [45] tạo nên nhân tố hấp dẫn cho sự phát tán các bào tử của nấm [49] Phụ thuộc vào lượng và loại chất bay hơi, mỗi truffle có giá trị thương mại khác nhau [54] Ví dụ, nấm

truffle đen Perigord (Tuber melanosporum Vitt.) đứng thứ hai trên thế giới về

giá trị thương mại, với giá thành 250-1200 US$/kg (bán sỉ) vào năm 2000 [54]

Trong 100 năm trở lại đây, do tác động của ô nhiễm và chiến tranh, sản lượng nấm truffle giảm mạnh Tai Hà Lan, 72 tấn năm 1912 còn 38 tấn 1982 Tại châu Âu, từ 1958 đến 1975 giảm xuống 50 lần (in Cherfas 1991) Sản

lượng truffle Perigord đen (T melanosporum) bán tại Pháp từ 2000 tấn/năm

vào đầu thế kỷ 20, còn dưới 150 tấn ở đầu thế kỷ 21[54]

Có thể nói, về cơ bản, đây là loại vi nấm ngoại cộng sinh, tuy nhiên, trong điều kiện đặc biệt, các sợi của vi nấm này kết lại với nhau và tự gom lại