Phân lập, tuyển chọn và sử dụng một số chủng vi sinh vật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lạc trên vùng đất cát biển bình định (tt)

Có nhiều nguyên nhân hạn chế năng suất lạc ở Bình Định nói chung và vùng đất cát biển nói riêng; trong đó đất trồng có hàm lượng hữu cơ thấp, nghèo dinh dưỡng, độ ẩm thấp và khả năng giữ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Công trình được hoàn thành tại:

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS TS Phạm Văn Toản

2 TS Hoàng Minh Tâm

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện:

Họp tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Vào hồi giờ ngày tháng năm 2017

Có thể tìm hiểu luận án tại:

1 Thư viện Quốc gia Việt Nam

2 Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

3 Thư viện Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Lạc (Arachis hypogaea L) là cây có tầm quan trọng toàn cầu và được trồng rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Lạc (Arachis hypogaea L.) là cây công nghiệp ngắn

ngày, có khả năng thích ứng rộng và có giá trị kinh tế cao Lạc được xem là cây cải tạo đất,

có tác dụng nâng cao độ phì nhiêu của đất trồng trọt

Tỉnh Bình Định thuộc vùng sinh thái Duyên hải Nam Trung Bộ với tổng diện tích tự nhiên 602.506 ha, trong đó đất cát biển có diện tích 2.789 ha (chiếm 0,46 % diện tích đất tự nhiên) Theo thống kê ngành nông nghiệp năm 2014, Bình Định có diện tích trồng lạc là 8.400 ha Năng suất lạc ở Bình Định đạt cao nhất vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, khoảng 29,9 tạ/ha Tuy nhiên, năng suất trên còn thấp so với tiềm năng năng suất của cây lạc và các vùng khác trong cả nước Có nhiều nguyên nhân hạn chế năng suất lạc ở Bình Định nói chung và vùng đất cát biển nói riêng; trong đó đất trồng có hàm lượng hữu cơ thấp, nghèo dinh dưỡng, độ ẩm thấp và khả năng giữ nước kém được coi là nguyên nhân cơ bản bên cạnh các nguyên nhân khác như lượng mưa thấp, hệ thống thủy lợi kém và ít sử dụng phân hữu cơ

Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng của cây trồng, tăng cường khả năng giữ nước, giữ ẩm của đất qua đó giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn và góp phần làm tăng năng suất, chất lượng nông sản cũng như tiết kiệm phân bón thuốc bảo vệ thực vật hóa học Vai trò của phân bón VSV trong phát triển nông nghiệp bền vững đã được khẳng định trong nhiều công trình nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới Nhưng cho đến nay chưa có chế phẩm vi sinh vật chuyên dụng cho cây lạc tại vùng đất cát biển được nghiên cứu phát triển

Trên cơ sở đòi hỏi của thực tế sản xuất và phát triển cây lạc trên đất cát biển, đề tài

luận án “Phân lập, tuyển chọn và sử dụng một số chủng vi sinh vật nhằm nâng cao hiệu quả

sản xuất lạc trên vùng đất cát biển Bình Định” được thực hiện nhằm tạo được chế phẩm vi

sinh vật có tác dụng nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đạm, lân, kali của cây lạc, gia tăng độ ẩm đất trồng lạc và góp phần tăng năng suất, hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển

- Bổ sung số liệu, thông tin mới làm cơ sở về sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trên đất cát biển

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Tuyển chọn được bộ chủng giống vi sinh vật phù hợp cho cây lạc trên đất cát biển Bình Định và bước đầu tạo được chế phẩm vi sinh vật từ các vi sinh vật tuyển chọn có chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn, qui chuẩn hiện hành

- Đánh giá được vai trò của chế phẩm vi sinh vật trong nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đạm, lân, kali của cây lạc, cải thiện độ phì đất cát biển, tăng năng suất và hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển ở Bình Định

4 Những đóng góp mới của luận án

- Tuyển chọn được bốn chủng vi sinh vật gồm: Vi khuẩn cố định nitơ

(Bradyrhizobium japonicum RA18), vi khuẩn phân giải phốt phát khó tan (Bacillus

megaterium P1107), vi khuẩn hòa tan kali (Paenibacillus castaneae S3.1) và chủng nấm

men sinh polysaccarit (Lipomyces starkeyi PT5.1) phù hợp với cây lạc trồng trên đất cát

biển ở Bình Định

- Xây dựng được qui trình sản xuất và sản xuất được chế phẩm vi sinh vật từ bốn chủng vi sinh vật tuyển chọn có chất lượng đạt tiêu chuẩn theo qui định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

- Xác định được liều lượng và phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trên đất cát biển và áp dụng có hiệu quả trên diện rộng, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đạm, lân, kali của cây lạc, cải thiện độ phì đất cát trồng lạc, tăng năng suất và hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển ở Bình Định

5 Cấu trúc của luận án

Luận án có 195 trang, gồm phần mở đầu (4 trang); chương I Tổng quan tài liệu nghiên cứu (43 trang); chương II Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu (23 trang); chương III Kết quả và thảo luận (69 trang); Kết luận và đề nghị (2 trang); phụ lục (28 trang) với 41 bảng số liệu, 22 hình Tham khảo 201 tài liệu, trong đó có 83 tài liệu tiếng Việt, 118 tài liệu tiếng Anh

Chương I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

Lạc (Arachis hypogaea L) là một loại cây có tầm quan trọng toàn cầu và được trồng

rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Với lợi thế là cây ngắn ngày, dễ trồng, thích ứng với nhiều loại hình canh tác, sản phẩm lại dễ tiêu thụ, cây lạc được xác định là cây trồng chủ lực của Việt Nam nói chung và của tỉnh Bình Định nói riêng

Nằm ở vùng sinh thái Duyên hải Nam Trung Bộ, tỉnh Bình Định mang đậm nét khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa với 2 mùa mưa nắng rõ rệt, phù hợp với yêu cầu sinh thái của cây lạc, tỉnh Bình Định có tiềm năng phát triển sản xuất lạc theo hướng tập trung hàng hóa Tuy nhiên, năng suất lạc tại Bình Định còn thấp so với một số tỉnh khác trong cả nước, năng suất thực thu còn thấp so với tiềm năng năng suất Một trong các nguyên nhân là do đặc điểm của đất cát biển tại Bình Định Đặc điểm của đất cát biển nói chung và đất cát biển tại tỉnh Bình Định nói riêng là độ phì nhiêu thấp, thành phần cơ giới nhẹ (chủ yếu là cát), rất nghèo

đã gây ảnh hưởng đến năng suất cây trồng Do đó, việc nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao

năng suất lạc ở nước ta nói chung và năng suất lạc trồng trên đất cát biển nói riêng có ý nghĩa quan trọng

Hệ vi sinh vật đất rất phong phú và đa dạng, vi sinh vật là một phần thiết yếu và không thể tách rời của đất trồng, giúp tăng cường sức khỏe của đất; góp phần thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững Vi sinh vật cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, hòa tan kali có vai trò như “nhà máy phân bón mini„ có khả năng cung cấp nitơ, chuyển hóa lân, kali trong đất từ dạng khó tan thành dạng dễ tiêu, cung cấp dinh dưỡng cho đất và cây trồng Trong đất, nhóm vi sinh vật sinh màng nhầy (polysaccarit) có vai trò quan trong trong việc

giữ ẩm đất Sử dụng chế phẩm vi sinh vật là một trong các giải pháp giúp khắc phục hạn chế

của đất cát biển, giúp tăng năng suất cây trồng

CHƯƠNG II

VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu gồm đất cát biển, mẫu đất, mẫu rễ lạc trồng tại Phù Cát, Bình Định; 04 chủng vi sinh vật từ quỹ gen vi sinh vật trồng trọt; 02 giống lạc gồm giống lạc Lỳ địa phương và giống lạc mới được công nhận LDH01; các loại phân bón hóa học (đạm, lân, kali) và phân chuồng đang được sử dụng phổ biến tại địa phương

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Để đáp ứng mục đích đề ra, đề tài luận án tập trung vào các nội dung nghiên cứu sau:

1 Nghiên cứu tính chất đất vùng nghiên cứu

2 Phân lập, tuyển chọn bộ chủng vi sinh vật phù hợp cho cây lạc trồng trên đất cát biển Bình Định

3 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật từ các vi sinh vật tuyển chọn

4 Đánh giá khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trồng trên đất cát biển tỉnh Bình Định

5 Xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trồng trên đất cát biển tỉnh Bình Định

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1 Lấy mẫu

Lấy mẫu đất thực địa theo TCVN 7538-2:2005, TCVN 7538-6:2005; lấy mẫu đất vùng rễ, độ sâu 5 - 20 cm

Lấy mẫu nốt sần tại thời điểm lạc ra hoa rộ bằng cách thu toàn bộ rễ, tách các nốt sần

có màu đỏ để phân lập vi khuẩn cố định nitơ cộng sinh

Aleksandrov đối với vi khuẩn hòa tan kali (theo Cao Ngoc Diep, 2010) Để phân lập nấm men tổng hợp polysaccarit, các mẫu đất được nghiền nhỏ, trộn với nước khử trùng tạo thành cụm đất, đặt lên đĩa thạch chứa môi trường Hansen, nuôi cấy ở 28 - 30 oC, sau ba tuần, quan sát sự hình thành màng nhầy ở xung quanh cụm đất, tách nấm men sinh polysaccarit từ các cụm đất sinh màng nhầy (Nguyễn Kiều Băng Tâm, 2009) Các mẫu phân lập được làm thuần và lưu giữ để đánh giá hoạt tính sinh học

2.3.2.2 Đánh giá hoạt tính sinh học

Hoạt tính cố định nitơ của các chủng vi khuẩn nốt sần phân lập được xác định thông qua khả năng hình thành nốt sần hữu hiệu trên cây lạc và định lượng hoạt tính cố định nitơ trên cây chủ thông qua phản ứng khử axetylen (TCVN 8564:2010) Khả năng phân giải phốt phát khó tan của vi sinh vật được xác định định tính thông qua đường kính vòng phân giải

Ca3(PO4)2 trên môi trường thạch đĩa (TCVN 6167:1996) và định lượng thông qua hàm

8565:2010) Khả năng hòa tan kali của chủng phân lập được xác định định tính thông qua đường kính vòng phân giải fenspat trên môi trường thạch đĩa chứa fenspat và định lượng thông qua hàm lượng kali hòa tan trong dịch nuôi cấy chứa nguồn kali duy nhất là fenspat(Cao Ngoc Diep, 2010) Khả năng tổng hợp polysaccarit của vi sinh vật được xác định định tính thông qua độ nhớt của dịch nuôi cấy vi sinh vật trên máy đo độ nhớt Elcometer 2300

thành trong dịch nuôi cấy (Nguyễn Kiều Băng Tâm, 2009)

2.3.2.3 Đánh giá khả năng nâng cao hiệu quả sử dụng đạm, lân, kali của cây lạc

Thí nghiệm được thực hiện trong chậu chứa 10 kg đất và cát theo tỷ lệ đất/cát là 50:50 được được bố trí ngẫu nhiên với 5 lần lặp, 3 hạt/chậu Chậu thí nghiệm được đặt trong nhà lưới, có mái che

Công thức thí nghiệm: Gồm đối chứng: Không nhiễm vi sinh vật trên nền phân bón

0,5 g kali clorua/chậu) và thí nghiệm: Nhiễm riêng rẽ hoặc hỗn hợp các vi sinh vật trên nền phân bón đầy đủ và giảm bớt 10, 20, 30% lượng phân đạm, lân hoặc kali theo hoạt tính cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, hòa tan kali của vi sinh vật tuyển chọn hoặc bón đầy

đủ và giảm 10, 20, 30% lượng phân khoáng NPK đối với thí nghiệm sử dụng hỗn hợp các vi sinh vật, nhiễm 1 ml dịch vi sinh vật (mật độ 108 CFU/ml)/hạt

Các chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng N, P2O5, K2O tổng số trong sinh khối chất xanh, chiều cao cây, sinh khối chất xanh và năng thực thu

2.3.2.4 Đánh giá khả năng giữ ẩm đất của vi sinh vật tổng hợp polysaccarit

Thí nghiệm nhà lưới: Thí nghiệm được thực hiện trong chậu chứa 10 kg đất và cát

theo tỷ lệ đất/cát là 50:50 được bố trí ngẫu nhiên với 5 lần lặp Chậu thí nghiệm được đặt trong nhà lưới, có mái che Công thức thí nghiệm gồm đối chứng bổ sung mỗi chậu 10 ml môi trường Hansen đã khử trùng và thí nghiệm bổ sung mỗi chậu 10 ml dịch nuôi cấy nấm

bốc hơi nước tự nhiên và không tưới nước suốt thời gian thí nghiệm Xác định độ ẩm đất ở tầng 5 - 20 cm vào các thời điểm 0, 15, 30, 45 và 60 ngày kể từ khi bắt đầu thí nghiệm

Thí nghiệm đồng ruộng: Thí nghiệm được thực hiện tại Cát Trinh, Phù Cát, Bình

Định với 2 công thức: Đối chứng (không nhiễm vi sinh vật) và thí nghiệm (bổ sung dịch vi

rơm tủ kín toàn bộ trên khung Sau 24 giờ, dỡ rơm, nhấc 2 khung ra; lấy mẫu đất ở độ sâu

5 cm vào gần tâm của khung để xác định độ ẩm theo TCVN 4048:2011 Lượng nước mà đất giữ lại được tính theo tỷ lệ %

2.3.2.5 Xác định mật độ vi sinh vật

Mật độ các vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy, trong chế phẩm vi sinh vật, trong đất trồng lạc được xác định theo TCVN 6166:2002 đối với vi sinh vật cố định nitơ, TCVN 6167:1996 đối với vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan và TCVN 8275-2:2010 đối với nấm men Mật độ vi sinh vật hòa tan kali được xác định theo Cao Ngọc Điệp (2010) và TCVN 10785:2015

2.3.2.6 Đánh giá khả năng thích hợp với đất cát biển Bình Định của các VSV phân lập

Nuôi cấy chủng các chủng vi sinh vật RA18, P1107, S3.1, PT5.1 trong các bình tam

pH (4,5, 5,0, 5,5 và 6,0) và độ mặn (0,2, 0,4 và 0,6 ‰) Dựa trên mật độ các vi sinh vật sau thời gian nuôi 5 ngày đối với chủng RA18 và 2 ngày đối với chủng P1107, S3.1, PT5.1 để xác định khả năng thích hợp của các chủng vi sinh vật được tuyển chọn

2.3.2.7 Định tên các chủng vi sinh vật tuyển chọn

Vi sinh vật tuyển chọn được định tên theo kỹ thuật truyền thống và kỹ thuật sinh học phân tử Trong đó kỹ thuật truyền thống được thực hiện theo khóa phân loại Bergey (George

M G et al., 2005) và Yarrow (Yarrow D., 1998) trên cơ sở xác định đặc điểm hình thái tế bào, khuẩn lạc, khả năng đồng hóa các nguồn hydratcacbon dựa trên kít API50 CHB và kỹ thuật sinh học phân tử được thực hiện trên cơ sở so sánh kết quả giải trình tự đoạn gen 16S/28S ARN riboxom của vi sinh vật nghiên cứu với cơ sở dữ liệu GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) theo phần mềm BLAST; Tên loài vi sinh vật được xác định với xác suất tương đồng cao nhất

2.3.2.8 Đánh giá khả năng tương tác của các vi sinh vật tuyển chọn

Bốn chủng vi sinh vật nghiên cứu được nuôi cấy trên thạch đĩa với môi trường thạch thịt theo phương pháp cấy vạch tạo các điểm tiếp xúc giữa các chủng Theo dõi và đánh giá khả năng ức chế phát triển của các chủng VSV tại điểm tiếp xúc Trường hợp hình thành vùng ức chế tại điểm tiếp xúc, chứng tỏ giữa các VSV có quan hệ đối kháng và 2 chủng VSV không thể cùng phát triển và thể hiện hoạt tính trong cùng một môi trường

2.3.3 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật

2.3.3.1 Xác định điều kiện lên men nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật

Luận án kế thừa kết quả về điều kiện lên men nhân sinh khối chủng RA18 của nhiệm

vụ Quỹ gen VSV trồng trọt, bảo vệ thực vật và nghiên cứu điều kiện lên men nhân sinh khối của chủng P1107, S3.1 và PT5.1

Các chủng vi sinh vật nghiên cứu được nhân sinh khối trong nồi lên men chìm với các môi trường Pikovskaya, SX Ba, SX2 đối với chủng P1107, Aleksandrov, SX5 đối với chủng S3.1, Hansen, SX1 và SX3 đối với chủng PT5.1 Xác định mật độ tế bào vi sinh vật

pH môi trường = 7 đối với chủng P1107, S3.1; pH môi trường = 6,5 đối với chủng PT5.1; lưu lượng cấp khí 0,65 lít KK/lít MT/phút đối với chủng PT5.1 và 0,7 lít KK/lít MT/phút đối với chủng P1107, S3.1; tốc độ cánh khuấy 300 vòng/phút đối với chủng PT5.1 và 350 vòng/phút đối với chủng P1107, S3.1) Từ kết quả thu được, lựa chọn môi trường thích hợp cho lên men nhân sinh khối bốn chủng vi sinh vật nghiên cứu

Các VSV nghiên cứu được nhân sinh khối trong môi trường xác định ở trên với pH

được điều chỉnh đạt 6,0, 6,5, 7,0 và 7,5 Mật độ các vi sinh vật được xác định theo phương

pháp trình bày tại mục 2.3.2.4 và so sánh để xác định pH môi trường lên men thích hợp

Các thí nghiệm tương tự được tiến hành nhằm xác định nhiệt độ lên men, tỉ lệ tiếp

giống cấp I, lưu lượng cấp khí, tốc độ cánh khuấy và thời gian lên men phù hợp, trong đó

các điều kiện thí nghiệm là 25, 30, 35 oC đối với nhiệt độ; 3, 5, 10 % đối với tỷ lệ tiếp giống cấp I; 0,60, 0,65, 0,70 và 0,75 lít không khí/lít môi trường/phút đối với lưu lượng cấp khí;

250, 300, 350 và 400 vòng/phút đối với tốc độ cánh khuấy và thời gian lên men 12, 24, 36,

48, 60 giờ đối với chủng P1107, S3.1, PT5.1

2.3.3.2 Xác định điều kiện lên men xốp của các chủng vi sinh vật

Nhằm tạo chế phẩm dạng bột, sinh khối vi sinh vật được phối trộn với chất mang và đưa vào lên men xốp ở các điều kiện khác nhau Xác định điều kiện lên men xốp thích hợp thông qua lựa chọn thành tỷ lệ phần chất mang (tỷ lệ tinh bột sắn:cám gạo = 8:2, 7:3, 6:4 và 5:5), tỷ lệ dịch sinh khối vi sinh vật phối trộn (5, 10, 15%) và thời gian lên men xốp thích hợp (24, 36, 48, 60, 72 giờ)

2.3.4 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trồng trên đất cát biển tỉnh Bình Định

2.3.4.1 Xác định liều lượng chế phẩm vi sinh vật

Thí nghiệm được bố trí trên đất cát biển, tại Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định trong vụ đông xuân 2012; bố trí theo khối ngẫu nhiên với 3 lần nhắc lại Diện tích ô thí nghiệm là 20

Đối chứng: Nền (N:P:K = 30:90:60 + 10 tấn phân chuồng + 400 vôi bột) Công thức thí nghiệm: Nền và bón 5, 10, 20, 30 kg chế phẩm VSV/ha

Phương pháp bón: Bón lót 100 % phân chuồng + 50 % urê + 100 % supe lân + 50 % kali clorua + 50 % vôi bột Bón thúc lần 1 (khi cây lạc được 3-4 lá thật): 50 % urê + 50 % kali clorua Bón thúc lần 2 (khi cây lạc ra hoa rộ): 50 % vôi bột Chế phẩm vi sinh vật: Bón lót vào đất

Chỉ tiêu theo dõi: Chiều cao cây (cm), số cây thực thu/m2 (cây), số quả chắc/cây (quả), tỷ lệ hạt (%), khối lượng 100 quả (g) và năng suất quả khô (tạ/ha) Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.6

2.3.4.2 Xác định phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh vật

Thí nghiệm được bố trí trên đất cát biển, tại Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định trong vụ đông xuân 2012 - 2013 và hè thu 2013; bố trí theo kiểu ô chính, ô phụ, trong đó ô chính là

Đối chứng: Nền (N:P:K = 30:90:60 + 10 tấn phân chuồng + 400 vôi bột) Công thức thí nghiệm: Nền + bón VSV cách 1 (bón lót vào đất) và Nền + bón VSV cách 2 (hòa vào nước và tưới)

Phương pháp bón: Theo phương pháp bón tại mục 2.3.4.1

Chỉ tiêu theo dõi: Chiều cao cây (cm), số cây thực thu/m2 (cây), số quả chắc/cây (quả), tỷ lệ hạt (%), khối lượng 100 quả (g), năng suất chất xanh (tạ/ha) và năng suất quả khô (tạ/ha) Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.6

2.3.4.3 Xác định ảnh hường của chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng và năng suất và hiệu quả kinh tế của cây lạc

Thí nghiệm được bố trí trên đất cát biển, tại Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định trong vụ đông xuân 2012 - 2013; bố trí theo khối ngẫu nhiên, 3 lần nhắc lại Diện tích ô thí nghiệm là

Đối chứng: Không bón chế phẩm VSV trên nền phân bón NPK đầy đủ và công thức thí nghiệm: Bón 70, 80 hoặc 90% NPK + 20 kg chế phẩm VSV

Phương pháp bón: Theo phương pháp bón tại mục 2.3.4.1

Chỉ tiêu theo dõi: Sinh khối chất xanh (tạ/ha), năng suất thực thu (tạ/ha), hiệu quả kinh tế (lãi thuần, lãi so đối chứng) và hiệu suất sử dụng chế phẩm vi sinh vật Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.6 và 2.3.10

2.3.5 Xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trồng trên đất cát biển tỉnh Bình Định

Mô hình được bố trí trên đất cát biển tại Cát Hiệp và Cát Trinh, huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định, vụ đông xuân 2013 - 2014, hè thu 2014 và đông xuân 2014 - 2015 Diện tích mô hình 1 ha Giống lạc sử dụng là lạc LDH01 tại Cát Hiệp và lạc Lỳ tại Cát Trinh, mật độ gieo

40 cây/m2, trồng theo băng, không lên luống

Ngoài mô hình: Nền theo khuyến cáo của địa phương (N:P:K = 30:90:60 + 10 tấn phân chuồng + 400 kg vôi/ha) Trong mô hình: Nền theo khuyến cáo của địa phương + 20

kg chế phẩm vi sinh vật/ha

Phương pháp bón: Theo phương pháp bón tại mục 2.3.4.1

Chỉ tiêu theo dõi: Sinh khối chất xanh (tạ/ha) và năng suất quả khô (tạ/ha) ); Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.6 Chỉ tiêu phân tích đất: Độ ẩm đất, Nts (%), P2O5

ts (%), K2O ts (%), P2O5 dt (mg/100 g đất), K2Odt (mg/100 g đất), OC (%); mật độ vi sinh vật hữu ích (cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, hòa tan kali, nấm men sinh polysaccarit; CFU/g đất); Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.7 Chỉ tiêu phân tích chất lượng nông sản: Protein (%), lipit (%); Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.9

Hiệu quả kinh tế: Lãi thuần, tỷ suất lợi nhuận, chỉ số VCR, hiệu suất sử dụng phân bón;

Phương pháp đánh giá được trình bày tại mục 2.3.10

2.3.6 Phương pháp đánh giá sinh trưởng, năng suất cây lạc

Các chỉ tiêu được đánh giá theo QCVN 01-57:2011/BNNPTNT:

2.3.7 Phương pháp phân tích mẫu đất

- Độ ẩm đất trong thí nghiệm đánh giá khả năng giữ ẩm đất của chủng vi sinh vật sinh polysaccarit được xác định theo TCVN 4048:2011 Độ ẩm đất tại mô hình: Được xác định

bằng máy Moisture Probe Meter; thời gian đo: 8-9 giờ, đo 1 lần/tuần Lấy kết quả trung bình ở các lần đo Độ mặn: Được xác định bằng máy đo độ mặn

- Các bon hữu cơ tổng số (OC %) theo TCVN 8941:2011; nitơ tổng số (N %) bằng

- Mật độ vi sinh vật hữu ích được xác định theo 2.3.2.5

2.3.8 Phương pháp phân tích mẫu cây

Phương pháp phân tích mẫu cây theo sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 1998 Trong đó, nitơ tổng số (N %) được xác định theo nguyên tắc của phương pháp Kjedahl cải tiến Phốt pho tổng số (P2O5 %) được xác định theo phương pháp trắc quang, phức chất màu vàng tạo thành giữa orthophotphat và

trong mẫu; xác định hàm lượng kali trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa

2.3.9 Phương pháp phân tích chất lượng nông sản

Phương pháp phân tích chất lượng nông sản theo sổ tay phương pháp nghiên cứu sinh

lý, sinh hóa cây trồng (Phạm Văn Chương và cs, 2005) Xác định hàm lượng protein tổng số trong hạt theo phương pháp Kjedahl; hàm lượng lipit tổng số trong hạt theo phương pháp Shoclet, dựa trên nguyên tắc chiết lipit ra khỏi mẫu bằng dung môi hữu cơ ete etylic

2.3.10 Hiệu quả kinh tế

Lãi thuần = Tổng thu - Tổng chi; Chỉ số VCR = Tổng thu tăng do sử dụng chế phẩm vi sinh vật/tổng chi tăng do sử dụng chế phẩm vi sinh vật; hiệu suất sử dụng chế phẩm: Số kg lạc tăng lên khi đầu tư 1 kg chế phẩm vi sinh vật

2.3.11 Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được xử lý thống kê bằng chương trình

IRRISTAT và EXCEL

CHƯƠNG III

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẤT CÁT BIỂN TẠI VÙNG NGHIÊN CỨU

Kết quả nghiên cứu cho thấy đất cát biển, vùng trồng lạc tại Cát Trinh và Cát Hiệp, Phù Cát, Bình Định có độ ẩm thấp, đạt 4,4 - 4,6 % Đất có độ chua từ chua đến chua nhẹ

Hàm lượng cac bon hữu cơ tổng số thấp (đạt 0,18 %), nghèo các chất dinh dưỡng (hàm lượng đạm, lân, kali tổng số rất thấp, đạt lần lượt 0,03 - 0,04 %, 0,01 - 0,02 % và 0,01 - 0,02 %), hàm lượng lân dễ tiêu từ nghèo đến trung bình (4,2 - 6,3 mg/100 g đất); hàm lượng kali dễ tiêu cũng rất nghèo (đạt từ 1,34 mg/100 g đất đến 2,14 mg/100 g đất) Mật độ

vi sinh vật hữu ích trong đất thấp: Vi sinh vật cố định nitơ đạt 2,08 - 2,20 x 104 CFU/g, phân giải phốt phát khó tan đạt 1,10 - 1,90 x 104 CFU/g, hòa tan kali đạt 1,45 - 2,52 x 104 CFU/g

và sinh chất giữ ẩm polysaccarit đạt 5,80 x 103 - 1,56 x 104 CFU/g

Các kết quả trên cho thấy, đất cát biển vùng nghiên cứu có độ ẩm thấp, hàm lượng dinh dưỡng, hữu cơ và vi sinh vật có ích thấp Đây là một trong các trở ngại chính trong sản xuất nông nghiệp tại đây cũng như vùng đất cát biển khác ở Việt Nam (Vinh T C., 2006;

Ha P Q et al, 2006)

3.2 PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT PHÙ HỢP CHO CÂY LẠC TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH

3.2.1 Phân lập, tuyển chọn bộ chủng, giống vi sinh vật

Việc lựa chọn các chủng vi sinh vật và tổ hợp vi sinh vật được dựa trên các nguyên tắc sau: (i) Có hoạt tính sinh học cao; (ii) có khả năng thích nghi (điều kiện nhiệt độ, pH và

độ mặn) tại vùng đất nghiên cứu; (iii) có khả năng cùng tồn tại; (iv) an toàn sinh học

 Vi sinh vật cố định ni tơ cộng sinh

Các chủng Rhizobium phân lập từ các mẫu nốt sần cây lạc trồng tại đất cát biển Bình

Định và từ quĩ gen vi sinh vật trồng trọt được đánh giá khả năng cố định nitơ và khả năng hấp thụ dinh dưỡng N của cây lạc

Bảng 3.2 Khả năng cố định nitơ cộng sinh của các chủng vi sinh vật

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của vi khuẩn cố định nitơ RA18 đến khả năng hấp thụ nitơ, sinh

trưởng và năng suất lạc (TN trong chậu, tại Bình Định, 2012)

Công thức

Hàm lượng N tích lũy trong sinh khối chất xanh (g/chậu)

Chiều cao cây (cm)

Nốt sần hữu hiệu/cây (nốt sần)

Sinh khối chất xanh (g khô/

chậu)

Năng suất quả khô (g/chậu)

Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy chủng Rhizobium RA18 có khả năng hình thành nốt sần

hữu hiệu (đạt 65,8 ± 2.59 nốt sần/cây) và khả năng hình thành etylen (đạt 3,458 ± 10.95 nmol C2H2/cây) cao hơn các chủng phân lập khác Kết quả này tương tự như kết quả của Phạm Văn Toản (2002) và Nguyễn Hữu Hiệp (2009) khi đánh giá khả năng cố định nitơ của các chủng phân lập từ Bắc Giang, Nghệ An và Trà Vinh Kết quả ở bảng 3.3 cũng cho thấy khi sử dụng chủng RA18 có khả năng tiết kiêm 30% lượng đạm cần bón cho cây lạc

 Vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan

Các chủng vi sinh vật phân lập từ các mẫu đất cát biển vùng rễ tại Phù Cát, Bình Định và chủng từ quỹ gen vi sinh vật trồng trọt được đánh giá khả năng phân giải phốt phát khó tan và khả năng hấp thụ dinh dưỡng phốt pho của cây lạc

Bảng 3.4 Khả năng phân giải phốt phát khó tan của các chủng vi sinh vật

ml Khả năng phân giải phốt phát khó tan của chủng P1107 là tương đương chủng do quỹ gen vi sinh vật trồng trọt cung cấp hoặc chủng do Fateme và Ibrahim I (2014) phân lập từ đất vùng rễ và cao hơn chủng do Shilpi D và Poonam D (2016) phân lập được từ đất vườn

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của vi khuẩn phân giải phốt phát khó tan P1107

đến khả năng hấp thụ phốt pho, sinh trưởng và năng suất lạc

(TN trong chậu, tại Bình Định, 2012)

Công thức

Hàm lượng P 2 O 5 tích lũy trong sinh khối chất xanh (g/chậu)

Chiều cao cây (cm)

Sinh khối chất xanh (g khô/ chậu)

Năng suất quả khô (g/chậu)

Kết quả ở bảng 3.5 cho thấy: Sử dụng vi khuẩn phân giải lân P1107 và 70% lượng lân khoáng theo khuyến cáo cho năng suất sinh khối thân lá và năng suất quả khô tương đương khi được bón 100% lượng lân theo khuyến cáo Kết quả cho thấy chủng P1107 có khả năng tăng 30 % khả năng hấp thụ lân của cây lạc

 Vi sinh vật hòa tan kali

Từ các chủng vi sinh vật phân lập từ đất cát vùng rễ tại Phù Cát, Bình Định và chủng

do quỹ gen vi sinh vật cung cấp đã tuyển chọn được vi khuẩn hòa tan kali S3.1 có khả năng tạo vòng phân giải fenspat (đường kính vòng phân giải đạt 12,0 mm) cao hơn nhiều so với

cấy các chủng vi khuẩn cũng xác định chủng S3.1 có khả năng hòa tan kali từ fenspat đạt cao nhất (19,2 mg/lít)

Bảng 3.6 Khả năng hòa tan kali của các chủng vi sinh vật

STT Ký hiệu

chủng

Đường kính vòng phân giải fenspat (D-d, mm)

Hàm lượng kali hòa tan trong môi trường dịch nuôi cấy (mg K2O/lít)

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của vi khuẩn hòa tan kali S3.1 đến khả năng hấp thụ kali, sinh

trưởng và năng suất lạc (TN trong chậu, tại Bình Định, 2012)

Công thức

Hàm lượng K2O5 tích lũy trong sinh khối chất xanh (g/chậu)

Chiều cao cây (cm)

Sinh khối chất xanh (g khô/ chậu)

Năng suất quả khô (g/chậu)