Phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng ngô huyện nghi lộc và nghiên cứu ảnh hưởng của chúng lên giống ngô lai đơn 919

Bộ giáo dục và đào tạoTrờng Đại học vinh --- ---đặng thị hiền phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng ngô huyện nghi lộc và nghiên cứu ảnh hởng của chúng lên

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng Đại học vinh

-

 -đặng thị hiền

phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng ngô huyện nghi lộc và

nghiên cứu ảnh hởng của chúng lên

giống ngô lai đơn 919

Luận văn thạc sĩ sinh học

Vinh, 12/2008

Mục lục Trang

1.1 Tình hình nghiên cứu Vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam 31.1.1 Vài nét về nghiên cứu Vi khuẩn lam trên thế giới 31.1.2 Một số dẫn liệu về nghiên cứu Vi khuẩn lam ở Việt Nam 5

1.1.4 Các yếu tố ảnh hởng đến sinh trởng, phát triển của Vi khuẩn lam 91.1.5 Vai trò của Vi khuẩn lam và những ứng dụng của Vi khuẩn lam

1.2.3 Đặc điểm về hình thái, sinh trởng và phát triển của cây ngô 15

1.2.3.2 Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây ngô 161.2.3.3 Các yếu tố ảnh hởng đến đời sống của cây ngô 171.2.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ, phát triển cây ngô ở trên thế giới và

1.2.4.1 Tình hình phát triển cây ngô trên thế giới 181.2.4.2 Tình hình phát triển ngô ở Việt Nam,Nghệ An, Nghi Lộc 191.3 Điều kiện tự nhiên của huyện Nghi Lộc – Nghệ An 20

1.3.3 Đặc điểm khí tợng thuỷ văn ở huyện Nghi Lộc – Nghệ An 211.3.4 Tính chất thổ nhỡng và tình hình sử dụng đất nông nghiệp ở Nghi Lộc 23

Chơng 2 Đối tợng, Nội dung và phơng pháp nghiên cứu 25

2.3.3 Phơng pháp phân lập một số loài Vi khuẩn lam cố định nitơ 262.3.4 Phơng pháp nuôi Vi khuẩn lam cố định nitơ để thu sinh khối 27

3.3 Phân lập và tìm hiểu đặc điểm một số chủng Vi khuẩn lam cố định

3.4 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ

(nuôi 30 ngày) đến sự nẩy mầm của hạt ngô lai đơn 919

40

3.4.1 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến

3.4.2 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến

3.4.3 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến sự

3.4.4 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến sự

3.5 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến các

chỉ tiêu sinh trởng của cây ngô lai đơn 919 ở 15, 30, 45 ngày 463.5.1 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến

3.5.2 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến

3.5.3 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến

3.5.4 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến

3.5.5 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơđến

3.5.6 ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến

cờng độ thoát hơi nớc của cây ngô lai 919 533.6 Năng suất thu hoạch của giống ngô lai đơn 919 54

PHụ LụC

Lời cảm ơn Để hoàn thành đợc kết quả nghiên cứu của mình, Tác giả đã nhận đợc sự h-ớng dẫn rất tận tình và chu đáo của TS Nguyễn Đình San, Tác giả xin chân

thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu đó

Xin chân thành cảm ơn Ths Lê Thanh Tùng, các thầy cô giáo, các anh chị tại bộ môn Thực vật, bộ môn Sinh lý – Sinh hoá, phòng nuôi cấy mô thực vật, khoa Sinh học, khoa Đào tạo Sau đại học - trờng Đại học Vinh, Trạm khí tợng huyện Nghi Lộc, UBND xã Nghi Thạch, các giáo viên, phụ huynh, học sinh Tr-ờng THPT Nghi Lộc 3 đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ nhiệt tình cho Tác giả hoàn thiện kết quả nghiên cứu của mình

Tác giả cũng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với bạn bè, ngời thân

đã cùng chung sức, tiếp thêm nghị lực cho tác giả để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Vinh, tháng 11 năm 2008

Học viên

Đặng Thị Hiền

Mở đầu

Từ trớc đến nay lơng thực, thực phẩm luôn là nhu cầu hàng đầu của tất cảmọi ngời Nhu cầu đó càng cấp thiết khi dân số thế giới tăng ngày một nhanh N-

ớc ta cũng nh một số nớc trên thế giới đang tiến hành đa dạng hoá cây trồng, phá

bỏ thế độc canh cây lúa thay vào đó là các giống cây lơng thực khác có năngsuất cao, thích ứng với nhiều loại đất trồng để phát huy thế mạnh của sản xuấtnông nghiệp nh ngô, lạc, đậu… Trong đó cây ngô đ Trong đó cây ngô đợc xem là cây lơng thực quantrọng thứ hai (sau cây lúa) và đợc trồng ở cả ba vùng: Đồng bằng, Trung du,Miền núi

Để đáp ứng nhu cầu lơng thực, cần phải tăng năng suất cây trồng Năngsuất cây trồng phụ thuộc rất nhiều yếu tố nh giống, phân bón, kỉ thuật canh tác… Trong đó cây ngô đThực tế hiện nay phân bón hoá học sử dụng không hợp lý có thể gây ô nhiễmmôi trờng, thoái hoá đất Vì vậy rất nhiều Quốc gia trên thế giới nh: ấn Độ, AiCập, Nhật Bản, Thái Lan, Trung Quốc, Philippin, Mỹ… Trong đó cây ngô đđã tìm ra giải pháp là sửdụng phân bón có nguồn gốc sinh học từ việc khai thác hàm lợng đạm do Vikhuẩn lam cố định nitơ tạo ra vừa có chất lợng tốt, giá thành rẻ lại không gây ônhiễm môi trờng

Trong trồng trọt Vi khuẩn lam là một trong số những tài nguyên có ýnghĩa to lớn Ngời ta nhận thấy những Vi sinh vật bé nhỏ này nh một nhà máysản xuất phân bón khổng lồ, sự phát riển mạnh mẽ của nó tạo nên những chấthữu cơ giàu đạm, đồng thời trong hoạt động sống Vi khuẩn lam tiết vào môi tr-ờng các chất có hoạt tính sinh học kích thích sự sinh trởng của thực vật bậc cao,

đặc biệt là những cây trồng nh: Ngô, lúa, lạc, mía… Trong đó cây ngô đTuy nhiên việc nghiên cứu

sự ảnh hởng của Vi khuẩn lam lên quá trình sinh trởng, phát triển và năng suấtcủa cây ngô cũng nh ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn cha đợc mởrộng Để phát huy thế mạnh của cây ngô, chúng tôi nhận thấy cần phải tìm kiếmcác chủng Vi khuẩn lam trên đất trồng ngô địa phơng vừa có khả năng cố định

đạm vừa sinh trởng phát triển nhanh, sau đó phân lập chúng rồi đa trở lại các

ruộng ngô và đánh giá ảnh hởng của chúng đối với cây ngô Đó là lý do tác giả

tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phân lập một số chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng ngô huyện Nghi Lộc và nghiên cứu ảnh hởng của chúng lên giống ngô lai đơn 919 ”

Mục tiêu của đề tài là: Tìm kiếm các chủng Vi khuẩn lam trên đất trồng ngô

địa phơng, phân lập và thuần khiết các chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ để tác

động lên giống ngô lai 919 nh một biện pháp sinh học làm tăng năng suất ngôtrồng ở huyện Nghi Lộc- Nghệ An, đồng thời cải tạo đất và góp phần bảo vệ môitrờng

Chơng 1 Tổng quan tài liệu

1.1 Tình hình nghiên cứu Vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam.

1.1.1 Vài nét về nghiên cứu Vi khuẩn lam trên thế giới

Vi khuẩn lam (VKL) là những sinh vật tự dỡng có kích thớc hiển vi.Những nghiên cứu về hoá thạch thời tiền Cambri ngời ta đã chứng minh đợc sự

có mặt của chúng cách đây 3,5 tỷ năm Những kết quả nghiên cứu cho thấy, nócòn mang nhiều đặc điểm nguyên thủy Vì vậy, nhiều giả thuyết cho rằng VKL

có mối quan hệ gần gũi với thủy tổ sinh vật [2], [89] Tuy nhiên, những dẫn liệutrên đây mới chỉ là những kết quả bớc đầu còn sự xuất hiện và những tính chấtcủa nó thì cho đến những thập niên đầu thế kỷ XIX mới lôi cuốn đợc sự quantâm của nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau nh: Thực vật học, vi

sinh vật học, sinh lý học, sinh hoá học, di truyền học, công nghệ sinh học, môitrờng và nông học [54], [61], [68].

Những tri thức về VKL ngày càng nâng cao và phong phú, hàng loạt cáccông trình chuyên khảo phục vụ cho điều tra phân loại vi tảo nói chung và VKLnói riêng đã ra đời C Agardh (1824) và Kutzing (1843) là những ngời đầu tiênnghiên cứu về VKL Ngời đặt nền móng cho hệ thống phân loại VKL là Thuret(1875) và sau đó đợc Kirchner (1900) bổ sung thêm Tiếp đó có hàng loạt côngtrình phân loại tảo lam của các nhà khoa học khác đã khiến cho tri thức về tảolam càng phong phú và đa dạng nh: Borch (1914, 1916, 1917), Elenkin (1916,

1923, 1936), Geitler (1925, 1932) [89] Các nhà tảo học Liên Xô tiếp tục theo ớng nghiên cứu này nh: Gollerbakh, Kosinski, Poltanski (1953), Koudratieva(1968) [89] Nhà tảo học ấn Độ Desikachary (1959) đã phản ánh sự phongphú các taxon tảo lam thờng gặp tại khu vực khí hậu nóng ẩm và nhiều m anày [62], [68], [89]

Trong những năm cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX, đã có nhiều công trình đợc công bố Nhng vấn đề đặt ra cha có một hệ thống phân loại tảo thống nhất Vì thế, đã có nhiều quan điểm khác nhau: Các tác giả Đông Âu (cũ) xếp chúng thành 10 nghành [18], [65], [69], [74], còn hệ thống của các tác giả Tây Âu, Nhật Bản lại xếp tảo theo nhóm sắc tố (pigment), chia chúng thành 6 nghành [65], một số quan điểm khác lại phân chia thành 4 ngành [18], [76], [77], nhng các quan điểm trên đều xếp tảo lam thành một nghành riêng

Những thành tựu nghiên cứu tảo đất gắn liền với những phát kiến tronglĩnh vực vi sinh vật đất của Vinogratski, đặc biệt là công trình nghiên cứu củaFrank (1889), ngời đầu tiên đã có nhận xét về khả năng đồng hoá nitơ khí quyểncủa vi khuẩn lam Hơn 20 năm sau Drew (1928) đã phân loại đợc 3 loài sạch vikhuẩn, kết quả cho thấy chúng có khả năng đồng hoá nitơ phân tử Về sau có cáccông trình nghiên cứu của Fogg (1942; 1951; 1956; 1962); Singh (1942; 1961);Herisset (1946; 1952) đã khẳng định không phải tất cả các loài VKL đều có khảnăng cố định nitơ khí quyển mà chỉ có một số trong chúng biểu thị khả năngnày, phần lớn Vi khuẩn lam cố định nitơ(VKLCĐN) đa số thuộc về các họ nh:

Anabaenaceae, Nostocaceae, Rivulariaceae và Scytonemataceae [18]

Hiện nay, số loài vi tảo phát hiện đợc khoảng 26 000 loài [18], trong đótảo đất khoảng 2000 loài [18], [87] ở các nớc Liên Xô cũ, theo số liệu của M

M Gollerbakh và E A Shtina (1976) đã phát hiện đợc trong một số mẫu đất gần

1500 loài và dới loài có 488 loài vi khuẩn lam [8], [82] Theo Rippka và cộng sự

thì các loài VKL chủ yếu thuộc về các chi Nostoc, Anabaena và Calothrix chiếm

tới 60% tổng số loài Tại ấn Độ Venkataraman (1975) cho hay trong số 2213 mẫu

đất lấy từ ruộng lúa thì có khoảng 30% trong số đó có mặt VKLCĐN [8], [87]

Vi khuẩn lam cố định nitơ đóng vai trò quan trọng trong việc làm tăng độphì cho đất một cách tự nhiên Hơn 250 chủng vi khuẩn lam đợc biết đến là cókhả năng cố định nitơ Chính vì vậy, mà có nhiều công trình tập trung nghiêncứu khả năng cố định nitơ của VKL nh: Venkataraman (1975, 1982) [87], [88];Roger (1979, 1981, 1989) [79], [80], [81]; Kapoor (1981) [73]; Hamdi (1986)[70]; Schaejer (1987) [84]; Antatrikamonda (1991) [64] Những công trình này

đều cho thấy sự đa dạng về thành phần loài và khả năng phân bố rộng rãi củaVKL trong các môi trờng sống khác nhau

Bên cạnh việc sản xuất vi tảo ở quy mô lớn đang đợc thực hiện ở ấn Độ vàbắt đầu ở Miễn Điện, Trung Quốc, Philippin, Thái Lan… Trong đó cây ngô đ[42], [70], [73] thì việcnghiên cứu khu hệ vi tảo, phát hiện một số loài tảo đất có khả năng cải tạo đấttrồng đã đợc chú ý Ngoài ra, các nhà khoa học còn quan tâm tới độc tố do vikhuẩn lam tiết ra Từ năm 1940, việc phân lập vi khuẩn lam độc đã đợcTheodose Alson (Đại học tổng hợp Minnesoto - Mỹ) tiến hành Ông tiến

hành phân lập đợc một số chủng vi khuẩn lam thuộc các chi Microcystis

và Anabaena [87].

1.1.2 Một số dẫn liệu về nghiên cứu Vi khuẩn lam ở Việt Nam.

Nếu nh nhiều học giả trên thế giới từ rất lâu đã nghiên cứu về VKL thì ởViệt Nam những công trình nghiên cứu về VKL có thể nói là rất hiếm và hầu

nh cha có công trình chuyên khảo nào về nó Công trình nghiên cứu về VKL đầu tiên

là P Frémy (1927), ông đã công bố 3 loài VKL tìm thấy ở Việt Nam trên cơ sở định loạimẫu do D.Gaumont thu thập [44], [90]

Ngời Việt Nam công bố kết quả đầu tiên về tảo lam là Cao Ngọc Phơng(1946) Bà đã công bố 23 taxon tảo lam quan sát trên mặt đất ở Sài Gòn, Đà Lạt,thuộc 11 chi, trong đó 2 chi có tế bào dị hình, một loài mới đối với khoa học

Phormidium vietnamense và một thứ (varietass) mới Gloeocapsa punctata var phanhiangii Tiếp theo là Hortobagyi T (1969) [72] đã công bố 128 taxon bậc loài và dới

loài, trong đó 24 taxon VKL thuộc 14 chi với 1 chi có tế bào dị hình khi ông tiến hànhphân tích mẫu nớc của hồ Hoàn Kiếm Hà Nội [55], [87], [90]

ở Miền Bắc từ năm 1960 đã có những công trình nghiên cứu về vi tảo, cáccông trình mới chỉ dừng lại ở những báo cáo nội bộ Đến năm 1966, Dơng ĐứcTiến đã nghiên cứu thực vật vùng ngoại ô Hà Nội và tiếp theo là công trìnhnghiên cứu về tảo lam của ông (1972, 1973, 1975, 1976) [43], [44] Năm 1977

trong bài báo về “Tảo lam cố định đạm trên đất trồng lúa” ở Miền Bắc Việt Nam

đã công bố 13 loài tảo lam cố định nitơ thuộc 6 chi (4 chi có tế bào dị hì nh và 2chi không có tế bào dị hình) với đặc điểm phân loại và khả năng cố định đạm củachúng [48] Sau đó vào năm 1984 Trần Văn Nhị, Dơng Đức Tiến đã nâng tổng số loàitảo lam cố định đạm ở Việt Nam lên 40 taxon thuộc 17 chi (với 16 chi có tế bào dịhình và 1 chi không có tế bào dị hình) [36]

Cuốn sách chuyên khảo đầu tiên về VKL ở Việt Nam đợc xuất bản là “Vikhuẩn lam cố định nitơ trong ruộng lúa” của Dơng Đức Tiến Trong đó đã mô tả

50 loài vi khuẩn lam và đề ra phơng pháp nghiên cứu [47], ông là ngời có rất nhiều

đóng góp trong lĩnh vực nghiên cứu tảo học ở Việt Nam Năm 1996, tác giả lại cho ra

đời cuốn “Phân loại vi khuẩn lam ở Việt Nam” là sách chuyên khảo, trong đó có 214loài vi khuẩn lam đợc mô tả chi tiết [48]

Phùng Thị Nguyệt Hồng (1992) đã công bố bằng tiếng Pháp toàn bộ côngtrình nghiên cứu nhiều năm của mình về tảo lam ở châu thổ sông Mêkông với 94

taxon, trong đó có một số loài mới đối với khoa học: Tolypothrix hatienensis,

Hapalosiphon parmlus var minor và Hapalosiphon welwitachii var.

vietnamensis, cùng với một số chi có tế bào dị hình thờng gặp nh: Anabaena,

Cylindrospermum, Nostoc và Scytonema [19] Trên vùng đất mặn huyện Thái

Thụy (Thái Bình), Đoàn Đức Lân (1996) đã phân lập đợc 15 loài vi khuẩn lam cố

định đạm, sau đó còn nghiên cứu thăm dò khả năng cố định nitơ của chúng So vớikết quả khảo sát tại ruộng lúa vùng nớc ngọt thì VKLCĐN ở vùng nớc mặn kémphần đa dạng hơn [29], [43]

ở khu vực miền Trung, Đỗ Thị Trờng (1999), khi nghiên cứu vi khuẩn lam

hiện đợc 45 loài và dới loài, trong đó chi Osillatoria và Nostoc chiếm u thế, có 3 loài có khả năng cố định nitơ thuộc các chi Anabaena và Nostoc [23], [53] Nguyễn Lê ái Vĩnh, Võ Hành (2001) đã phát hiện đợc 69 loài và dới loài thuộc

15 chi, 5 họ khi nghiên cứu VKL trên đất Thạch Hà - Hà Tĩnh [58] Nguyễn Công Kình (2001), khi nghiên cứu mẫu đất từ các cánh đồng lúa của thành phố Vinh và vùng lân cận đã phát hiện đợc 10 loài và dới loài vi khuẩn lam [25] Nguyễn Đình San (2001) đã phát hiện đợc 29 loài vi khuẩn lam trong các thuỷ

vực nớc ngọt bị ô nhiễm của các tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh [ 38] Kết

quả nhiều năm điều tra quan sát, theo dõi, phân tích môi trờng sinh thái và bằng phơng pháp nuôi trồng, Dơng Đức Tiến (năm 2000) đã thống kê đợc 314 loài tảo

đất trong đó có 117 loài VKL Ông cũng cho thấy trong các loại hình đất trồng lúa,

đất trồng màu, đất đồi và đất hoang hoá thì số lợng loài trong đất trồng lúa nhiều hơn cả [14], [36], [49].

Gần đây các công trình nghiên cứu của Lê Thị Thuý Hà (2004) đã pháthiện đợc 56 loài VKL ở sông Cả [10] Hồ Sỹ Hạnh, Võ Hành, Dơng Đức Tiến(2005 - 2006) đã công bố các taxon bậc loài và dới loài VKL ở các loại hình đấttrồng tỉnh Đắc Lắc, trong đó ở đất trồng lúa gặp 62 loài và dới loài, đất trồng bônggặp 46 loài và dới loài, ở đất trồng cà phê gặp 23 loài và dới loài Có thể nói đây làcông trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu VKL trong các loại hình đất ở TâyNguyên nói chung và Đắc Lắc nói riêng [16]

1.1.3 Đặc điểm của Vi khuẩn lam

Vi khuẩn lam là những cơ thể nguyên thuỷ, tế bào của chúng cha có nhân

điển hình giống nh vi khuẩn, nhng khác ở chỗ là nó có chứa sắc tố quang hợpnên trong đời sống có thể tự dỡng đợc, trớc đây ngời ta còn gọi là tảo lam Thànhphần chất màu của VKL rất đa dạng, trong đó có 4 nhóm: diệp lục, carôtennoid,xantôphin và biliprôtêin trong nhóm diệp lục có diệp lục a, nhóm biliprôtêin cóphicoxian C và allophicoxianin Sự hiện diện của nhóm chất màu biliprôtêin và

có sự vắng mặt của diệp lục b là đặc trng của VKL Đặc điểm này chứng tỏ VKL

là một nhóm cổ xa, đợc tách biệt và đi theo hớng phát triển độc lập Sản phẩmquang hợp của VKL là glycoproteit xuất hiện ở trong miền chất màu và tích tụ ở

đấy[48] Thông thờng vi khuẩn lam có màu xanh lam [47] Hình dạng tế bào sinh ỡng của vi khuẩn lam rất đa dạng nh: hình cầu, elíp rộng hay hình elíp dài, hìnhquả lê, hình trứng, dạng hình thoi, hình ống Cơ thể vi khuẩn lam có thể là dạng

d-đơn bào, tập đoàn hay dạng sợi (đa bào) Màng tế bào vi khuẩn lam khá dày cólớp bọc ngoài (peptidoglycan) dày từ 2 - 200 AO [17]

Chất nguyên sinh của tế bào vi khuẩn lam đậm đặc hơn chất nguyên sinh

tế bào của thực vật khác, nó hầu nh không chuyển động và chứa rất ít không bàomang dịch tế bào Trong tế bào vi khuẩn lam thờng có không bào khí, đó lànhững hốc trong chất nguyên sinh chứa đầy khí nitơ giúp cho chúng dễ trôi nổitrong nớc [48] Một số loài vi khuẩn lam có màng tế bào hoá nhầy hoặc hìnhthành bao nhầy chuyên hoá quanh tế bào, sự thích nghi này đã giúp VKL tránh

đợc điều kiện thuận lợi của môi trờng sống trong những ngày nhiệt độ lên cao và

độ ẩm thấp [13]

VKL đa bào dạng sợi, toàn bộ những tế bào nối tiếp nhau hình thành nêntrichom Các trichom xếp riêng lẻ hoặc thành nhiều dãy, thờng đợc bao quanhbằng một lớp nhầy, mềm hoặc cứng gọi là bao Đa số VKL dạng sợi có các dịbào nang hay tế bào dị hình ( Heterocyst) Chúng có 2 lớp màng, nội chất màuvàng nhạt, xanh da trời hay không màu, không chứa không bào khí và các hạt dựtrữ nh các tế bào dinh dỡng khác có ở trên sợi Vị trí của tế bào dị hình có thể ở

đầu sợi hoặc xen kẽ với các tế bào dinh dỡng khác Nếu ở đầu sợi thì có một thểnút, nếu ở giữa sợi thì có hai thể nút ở hai đầu Tế bào dị hình có thể đơn độchoặc nối tiếp nhau thành chuỗi( từ 2-10) Chức năng của chúng có thể là nơi diễn

ra quá trình cố định nitơ, sinh sản, là cơ quan liên kết với các tế bào cạnh nó, điều hoàquá trình hình thành bào tử Hầu hết những VKLCĐN đều có dị bào nang và chúng đều thíchứng với lối sống trên mặt đất Tuy nhiên, khả năng cố định nitơ vẫn gặp nhiều loài không có

dị bào nang [47], [48] Các sợi của VKL có thể không phân nhánh hoặc phân nhánh Sự phânnhánh có thể là: phân nhánh thật và phân nhánh giả, đặc điểm này thờng gặp ở chi

Scytonema [21], [47], [75].

Vi khuẩn lam có đặc điểm là hoàn toàn không có giai đoạn nào mang roitrong chu trình sống và không có hình thức sinh sản hữu tính Chúng phân chia tếbào làm đôi nhờ hình thành nội bào tử (endospore), ngoại bào tử (exospore) hoặc bào

tử nghỉ (ankinete) Vi khuẩn lam phân bố rộng khắp trên trái đất, trên băng tuyết, trêntảng đá, vỏ cây và ở những nơi khô hạn có điều kiện khắc nghiệt,… Trong đó cây ngô đ

Đa số VKL có phơng thức sống là quang tự dỡng Ngoài ra còn có quangkhử, quang dị dỡng, thậm chí hoàn toàn dị dỡng Chúng sử dụng các chất hữu cơ cótrong môi trờng dới dạng nguồn năng lợng bổ sung Nhờ có khả năng hỗn dỡng,VKL có thể tích cực hoạt động trong điều kiện khó khăn để quang tự dỡng

1.1.4 Các yếu tố ảnh hởng đến sinh trởng, phát triển của Vi khuẩn lam.

Có rất nhiều yếu tố đã ảnh hởng tới quá trình sinh trởng của vi khuẩn lam

đặc biệt là những yếu tố sau:

1.1.4.1 Các yếu tố vật lý.

- ánh sáng: Hầu hết VKL giàu tính cảm quang, chúng chỉ đồng hoá nitơ trong

tối, quá trình này diễn ra chậm hơn ngoài sáng Theo Aller và Arnon thì sự sinh trởng

và khả năng cố định đạm của một số chi Anabaena, Cylindrospermum tăng theo cờng

độ chiếu sáng là 1600 lux trong 13 – 14 giờ chiếu sáng [22] Vi khuẩn lam phát triểnmạnh ở lớp đất 0,5 cm phía trên bề mặt đất

Các tác giả Reynaud, Roger (1979), Brown, Richardson (1968) cho rằngVKL đặc biệt mẫn cảm với cờng độ chiếu sáng cao và đợc coi là nhóm kén ánhsáng Vì thế VKL bị ức chế dới ánh sáng cao sẽ làm tăng nhanh sinh khối ởcác ruộng lúa đã thu hoạch (chịu cờng độ chiếu sáng lớn nhất < 100 000 lux)[7], [9], [47], [49]

quá cao hoặc quá thấp đều bất lợi đối với chúng Sự dao động của nhiệt độ ảnh hởngtới sinh khối, thành phần khu hệ và khả năng sinh sản VKL Một số VKL chịu đợc ở

nhiệt độ trong các suối nớc nóng, điển hình ở một số đại diện nh: Mastigocladus

laminosus, Anabaena flosaquae [47], [48] Khi gặp điều kiện bất lợi một số VKL

sẽ tiết ra các chất nhầy để tránh đợc sự tăng cao của điều kiện môi trờng sống Đặc

điểm này thờng gặp ở các loài tảo có tế bào dị hình thuộc các chi: Nostoc,

Anabaena, Scytonema… Trong đó cây ngô đ [46], [47]

phần loài và mật độ VKL trong đất, quyết định nhiệt độ đất, độ hoà tan và nồng

độ các muối, hàm lợng CO2, O2 trong đất, là điều kiện có tính chất quyết định

đến hoạt động sống của VKL

Những nghiên cứu của Shtina và Gollerbakh (1976) ở Liên Xô cho biết số lợngVKL trong đất với độ ẩm tuyệt đối có thể đạt 43,1 x 103 tb/ 1 gam đất, độ ẩm60% có 2,4 x 103 tb/ 1 gam đất Độ ẩm tối u cho tảo đất trong khoảng 60 –80%, nếu độ ẩm vào khoảng 80 – 100% thì VKL phát triển mạnh Một sốkết quả nghiên cứu khác của Roger và Reynaud (1982) lại cho thấy khả năngchịu hạn của VKL ở vùng Sengal khi mùa khô kéo dài trong 8 tháng thì có

đến 95% VKL có tế bào dị hình [8], [80]

1.1.4.2 Các yếu tố hoá học.

loài VKL trong đất Một số công trình của Dơng Đức Tiến (2000) đã chỉ ra: pHtối u cho sự phát triển của VKL là 5 – 7,5 [49] Độ pH của môi tr ờng ảnh hởngtrực tiếp đến sự thẩm thấu của các loại ion trong đất Theo một số kết quả phântích của Pandey (1965) và Holm – Hasnon (1968) thì VKL trong quá trình sốnglàm thay đổi pH của đất, pH tối u cho sinh trởng của chúng khoảng từ 0,5 đến 7,0 Tuynhiên, cũng có một số loài sinh trởng trong môi trờng pH là 5 – 6 nh ở các chi:

Calothrix, Scytonema [29], [47].

ảnh hởng của vôi, phân lân, molipden đến sự tăng trởng của VKL đã có kết luận rằnghoạt tính khử axetylen của VKL thấp khi thiếu photpho Hàm lợng photpho dễ tiêutrong đất đóng một vai trò không thể thiếu đối với sinh trởng của VKL, Roges(1982) cho biết mật độ VKL cố định nitơ có tơng quan dơng tính với photpho dễ tiêutrong ruộng lúa [47], [48], [56]

nguồn nitơ liên kết Mặt khác, nitơ liên kết ở nồng độ cao lại ức chế sinh trởng củaVKL Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì một số hợp chất chứa nitơ nh: cácdạng đạm hoá hợp, các axit amin, kinetin, auxin, đã kích thích sự sinh tr -

ởng của vi khuẩn lam Anabaena clindrica, Nostoc muscorum… Trong đó cây ngô đ Đối với cáchoạt tính cố định nitơ chúng có thể ức chế hoặc kích thích tuỳ thuộc vào

nồng độ sử dụng đạm urê, amôn, nitrat ức chế quá trình cố định đạm [22],[34], [47].

phát triển của chúng Molipden tham gia vào quá trình cố định đạm, nó xúc táccho sự hoạt động của enzim nitrogenaza [30]

trởng của VKL phụ thuộc vào nồng độ CO2 trong không khí Nồng độ CO2 tốithích cho sự phát triển của VKL trong điều kiện chiếu sáng thích hợp trung bình

là 0,1% và 0,25 % tơng ứng ở 15OC và 20oC, sự đồng hoá sẽ dừng lại ở nồng độCO2 là 0,5 %

nhiều nguyên tố khác nh: Ca, Mg, K, Bo, Cu, Zn, S, cũng góp phần không nhỏ

đến sinh trởng, phát triển của VKL Mức độ tác động của các nguyên tố này lênVKL còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác, có khi với cùng một yếu tố tác động nh-

ng với loài VKL này thì kích thích quá trình sinh trởng và phát triển nhng với loàikhác thì lại là yếu tố kìm hãm quá trình sinh trởng và phát triển

1.1.4.3 Các yếu tố sinh học: Yếu tố sinh học bao gồm các nhóm sinh vật, trớc hết là

các tác nhân gây bệnh nh vi khuẩn, nấm, vi rút, tảo, thậm chí cả các VKL khác cùngsống trong đất nông nghiệp có thể tiết ra những chất độc kìm hãm sinh trởng, pháttriển lẫn nhau Trong quá trình hoạt động vi khuẩn khử sunfat chúng tiết ra H2S gây

độc cho VKL [29] Tại các đồng lúa ở Nhật Bản, động vật nổi (zooplankton) và sựphát triển cực đại của chúng cũng đạt đợc 2 tuần sau khi sinh khối của thực vật nổi(phytoplankton) đạt cực đại [47]

Ngoài các yếu tố vật lí, hoá học và sinh học thì các hoạt động canh tác nh:làm đất, làm cỏ, bón phân… Trong đó cây ngô đ cũng tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến VKL Giữa

cỏ dại và sinh khối VKLCĐN có mối quan hệ mật thiết với nhau Do vậy, việc hạnchế sự phát triển của cỏ dại có thể giúp cho VKL sinh trởng và phát triển mạnh mẽ[29] Việc sử dụng các loại phân bón và cách thức sử dụng chúng trong sảnxuất nông nghiệp đã tác động đến sự phát triển của VKL Bón phân hữu cơnh: phân xanh, rơm rạ, phân chuồng có thể kích thích khả năng cố định nitơcủa VKL [47]

1.1.5 Vai trò của Vi khuẩn lam và những ứng dụng của chúng vào thực tiễn sản xuất, đời sống.

Vi khuẩn lam là một trong những sinh vật tiên phong tham gia vào quá trìnhphong hoá đá, tạo ra mùn bã sơ cấp và thu nhận các muối khoáng cần thiết để tồntại [24] Một số loài VKL trong đất có khả năng tiết các chất nhầy tạo nên một lớp

màng, ngăn cản sự thoát hơi nớc cho đất, làm đất luôn có độ ẩm, cải tạo pH của đất

và các tính chất lí học của đất

Cùng với điều tra phân loại là những nghiên cứu về sinh thái sinh lý và ứngdụng trong lĩnh vực thuỷ sản, nông nghiệp, thực phẩm, y học, giảm thiểu ô nhiễmmôi trờng Những năm gần đây, một số loài vi khuẩn lam đợc sản xuất trên quy mô

lớn nhằm khai thác giá trị dinh dỡng và dợc liệu nh: Spirulina có hàm lợng protêin

rất cao, chiếm 60%- 70% trọng lợng khô, ngoài ra còn giàu vitamin, nguyên tốkhoáng, sắc tố và các chất có hoạt tính sinh học nên chúng đã đợc nuôi trồng ởnhiều quốc gia trên thế giới [11], [24, [27]

Trong những năm 60 của thế kỷ XX vi khuẩn lam còn đợc sử dụng nh mộtbiện pháp sinh học nhằm thay thế một phần phân bón hoá học và xử lý các nguồn nớc

thải, một trong số đó là cuộc cách mạng xanh“ ” đã đợc toàn thế giới hởng ứng thực hiện.Kết quả đã làm tăng sản lợng lơng thực trên thế giới, giúp cho nhiều nớc thoát khỏi nạnthiếu lơng thực Trong thành tựu này, vai trò của VKL đã đóng góp tích cực trong sản xuấtphân bón sinh học Những nghiên cứu ở bang Bihar (ấn Độ) cho thấy hàng năm vi khuẩnlam cố định đợc 14 kg N/ ha và ở Bengar giá trị này có thể đạt tới 15 – 49 kg N/ ha Trên

cánh đồng mía và ngô, chủng Cylindrospermum licheniforme có thể cung cấp cho đất

khoảng 88 kg N/ ha / năm [88]

Ngay ở xứ lạnh, ngời ta cũng tìm thấy Nostoc commune sống cộng sinh

trong điạ y, hàng năm có thể cung cấp cho Nam cực băng giá 24 kg N/ ha hay ởvùng khí hậu ôn đới ( Thụy Điển ) những kết quả nghiên cứu trên 1000 mẫu

đất cho biết chúng có thể cố định một lợng nitơ hàng năm trên một cánh

đồng là 15 – 51 kg N/ ha [45, [63], [71]

Năm 1951, Watanabe bắt đầu thí nghiệm trên quy mô lớn về ảnh hởng của Vikhuẩn lam đối với sự tăng năng suất lúa Khi nghiên cứu tác dụng của chủng

Tolypothrix tenuis đối với lúa tại 11 trại thực nghiệm ở Nhật Bản, một sự tăng luỹ

tiến của năng suất lúa đợc ghi nhận và sau 4 năm lây nhiễm năng suất lúa tăng28% so với đối chứng [71]

Trên đất trồng lúa ở Ai Cập, việc sử dụng Tolypothrix tenuis trong điều kiện

không bón phân đạm, lân nhng năng suất lúa vẫn tăng 4,2% Còn khi dùng chủng

VKL đợc phân lập từ địa phơng (Anabaena oryzae ) dù có bón phân hay không

năng suất lúa đều tăng 31,6% [28], [70]

Vai trò hữu ích của VKL cố định nitơ cũng đã đợc chứng minh ở nhiều nớc códiện tích trồng lúa lớn nh: Thái Lan, Mianma, Philippine, Liên Xô, Trung quốc,Hoa Kỳ, Việt Nam, … Trong đó cây ngô đTại Hoa Kỳ, Hãng công nghệ đã sử dụng hỗn hợp của 8 loàitảo để làm phân bón, có thể cung cấp 100 kg N/ ha/ vụ

Ngoài khả năng cố định nitơ, VKL còn tiết vào môi trờng các chất có hoạttính sinh học cao, ảnh hởng tích cực đến sinh trởng và phát triển của cây trồng nôngnghiệp Nhiều kết quả thí nghiệm khi ngâm hạt lúa trong dịch vẩn VKL đã kíchthích sự nẩy mầm, sinh trởng của rễ, tăng trọng lợng hạt và hàm lợng prôtêin củalúa [47] Tại viện lúa Tasken đã gieo các hạt đợc xử lý dịch vẫn VKLCĐN cho thấynăng suất vợt trội hơn so với đối chứng 13,8 tạ/ha Các chất tiết ra môi trờng có thể làhormone, vitamin, axit amin, polypeptit,… Trong đó cây ngô đ[47], Nguyễn Đình San và cộng sự(2007) nghiên cứu ảnh hởng của VKL lên giống lúa Khải Phong ở Hng Nguyên[39] và giống lúa Mộc Tuyền ở Tỉnh Gia, Thanh Hoá [40], [41] đã đem lại kếtquả rất khả quan.

Trong điều kiện hiện nay, khi sự ô nhiễm môi trờng đang trở thành mối hiểmhoạ đối với sự sống trên hành tinh của chúng ta, Vi khuẩn lam còn đợc sử dụng nhmột tác nhân hữu hiệu trong biện pháp sinh học để xử lý các nguồn nớc thải, gópphần làm giảm các chất độc hại và làm tăng ôxi hoà tan Ngoài vai trò làm sạchmôi trờng nớc mặt, đất và nớc ngầm, VKL còn thải ra môi trờng các chất kháng

khuẩn [86] Nuôi trồng Spirulina platensis trong nớc thải của phân xởng urê, nhà

máy phân đạm Hà Bắc vừa có tác dụng khử N – NH3 (tác nhân gây ô nhiễmchính), vừa thu đợc sinh khối với chi phí thấp, khả năng này có thể đạt mức tơng

đối cao: 0,040 – 0,058 g/l/ngày [29]

1.2 Vài nét về cây ngô

1.2.1 Nguồn gốc cây ngô

Cây ngô (Zea mays L.) là một loại cây ngũ cốc chính, có sự xuất hiện lâu đời

và ứng dụng rất phổ biến Sau nhiều năm đa vào sản xuất và cải tiến năng suất Cho

đến nay nó đã đóng vai trò là một trong ba cây lơng thực chính của nhân loại [50],[66]

Theo Mangelssdos (1974) và Recves (1959) thì Mêhycô và Guatemala là nơi

đầu tiên thuần hoá ngô thành cây trồng Vào cuối thế kỷ XV khi ChristopheColumbus tìm ra Châu Mỹ, từ Trung Mỹ cây ngô phát triển đến gần phía Bắc vàNam Châu Mỹ Năm 1493 Columbus đã mang giống ngô vào Tây Ban Nha (Châu

Âu) sau đó là các nớc khác trên thế giới nh: Bán đảo Đông ấn Độ và quần đảoInđônêxia, các nớc thuộc địa Bồ Đào Nha ở Châu Phi, ấn Độ và Đông Nam á Theocác tài liệu nghiên cứu cho thấy cây ngô đợc xuất hiện ở Trung Quốc vào năm 1516

Đến giữa thế kỷ XX, ngô đã phổ biến rộng rãi trên thế giới [50]

Vào thời kỳ đầu Khang Hy (1862 - 1723) theo nhà bác học Lê Quý Đônnêu trong “vân đài loài ngữ” Trong một lần đi sứ qua Trung Quốc Trần ThếVinh thấy cây này ông mang về trồng ở Tây Sơn Sau đó, ngời ta nhận thấycây cho hạt có thể ăn đợc và đợc phổ biến trồng rộng rãi trên cả nớc [50]

1.2.2 Đặc điểm phân loại

Tên khoa học: Zea mays L.; Họ hòa thảo: Graminaceae; Bộ hòa thảo:

Graminales; Lớp một lá mầm: Liliopsida; Ngành hạt kín: Magnoliophyta

Ngời đầu tiên phân loại là Keruika vào đầu thế kỷ XX, sau đó năm 1920Sturtevantel đã đi sâu vào cấu trúc cơ quan sinh sản và kết hợp với phơng pháp phânloại hình thái nh: cấu tạo mày hạt (có hay không có), cấu tạo bên ngoài hạt (dạnghạt), cấu tạo bên trong hạt (tỷ lệ amilopettin và amiloza) ông đã chia ngô thành 7nhóm: nhóm ngô răng ngựa, ngô bột, ngô nổ, ngô đá răn, ngô đờng, ngô đờng bột,ngô bọc [6]

Những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XX Colins phát hiện thêm một nhóm ngônếp có nguồn gốc ở Trung Quốc, năm 1956 Kutesovun (thuộc Liên Xô) bổ sungthêm một nhóm ngô bán răng ngựa, đa tổng số nhóm phát hiện đợc thành 9 nhóm đó

là: nhóm ngô răng ngựa (Zea mays indentata Sturt), nhóm ngô đá răn hay còn gọi là ngô tẻ (Zea mays indurate Sturt), nhóm ngô bột (Zea mays amylacea Sturt), nhóm ngô

nổ (Zea mays everta Sturt), ngô đờng (Zea mays sacharata Korn), ngô nếp (Zea mays

ceratina Kulesh), ngô bọc (Zea mays tunicate Sturt), ngô đờng bột (Zea mays amylaza sacharata Sturt), ngô bán răng ngựa (Zea mays semiidentata Kulesh).

1.2.3 Đặc điểm về hình thái, sinh trởng và phát triển của cây ngô

1.2.3.1 Đặc điểm về hình thái cây ngô.

Ngô là cây một lá mầm, thân tròn chia thành lóng, lá mọc cách xếp hai dãydọc thân, lá chia thành phiến lá và bẹ lá Bẹ lá to, dài, phiến lá hình dải có lỡi nhỏ.Hoa nhỏ, mọc cụm Tất cả các bộ phận đều có mạch Hạt chứa nhiều tinh bột

1.2.3.2 Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây ngô

Thời gian sinh trởng của cây ngô tính từ khi gieo đến khi chín trung bình từ 90– 160 ngày Các thời kỳ sinh trởng dài hay ngắn phụ thuộc vào giống và điều kiệnngoại cảnh [5], [20], [59], [83]

- Thời kỳ mọc mầm và ra rễ: Giai đoạn này phôi mầm chủ yếu sống dựa vào lợng

chất dự trữ trong hạt Hạt hút nớc, trơng phồng lên sau đó nẩy mầm, các chất hữu cơ

bị tiêu biến ở giai đoạn nẩy mầm là gluxit, lipit và prôtêin biến đổi một cách mãnhliệt Đây là một quá trình phức tạp trải qua các hình thức nh: phân giải các chất hữucơ phức tạp thành các chất đơn giản dễ hoà tan, tiến hành oxy hoá các sản phẩm phângiải, giải phóng năng lợng và cung cấp các sản phẩm trung gian cho quá trình tiếptheo Từ những sản phẩm đợc chuyển hoá sẽ tổng hợp nên các chất mới để hìnhthành nên phôi mầm

- Thời kỳ mọc mầm đến 3 lá thật: Sau khi xuất hiện lá mầm 2 ngày sẽ xuât hiện lá

thật đầu tiên, bộ phận trên mặt đất phát triển với tốc độ chậm Cuối giai đoạn 3 láxuất hiện rễ đốt, đồng thời thực hiện bớc 1 của bông cờ Trong suốt quá trình sốngdựa vào chất dinh dỡng trong hạt Thời kỳ này cây non rất dễ bị ảnh hởng của điều

kiện ngoại cảnh Do vậy, chúng ta cần có biện pháp bảo vệ giúp cây tránh đợc nhữngbất lợi, sinh trởng và phát triển tốt.

- Thời kỳ 3 đến 7 - 9 lá: Bộ phận lá phát triển ngày càng nhanh, bộ rễ đốt phát triển

mạnh và hoàn thành số tầng rễ đốt Các bớc phát dục bông cờ tiếp tục phát triển từ

b-ớc 1 - 4, hoa cái hình thành bb-ớc một, thời kỳ chuyển từ dinh dỡng hạt sang sống nhờdinh dỡng trong đất

- Thời kỳ 7 - 9 lá đến trổ cờ: Chiều cao thân phát triển mạnh nhất, số lá trên cây đã

ổn định, diện tích lá tăng nhanh và đạt diện tích lá cao nhất, bộ rễ ăn sâu và rộng,

rễ chân kiềng xuất hiện, cơ quan sinh sản tiếp tục phân hoá Đây là giai đoạnquyết định số hoa đực, hoa cái hữu hiệu

- Thời kỳ trổ cờ, tung phấn, phun râu: Đây là giai đoạn quyết định năng suất cao nhất

vì quá trình thụ phấn, thụ tinh ảnh hởng đến quá trình hình thành bắp và số hạt trênbắp Bông cờ nở hoa cái từ 1 - 2 ngày, cây ngô trổ cờ, tung phấn và quá trình thụ tinhxảy ra, giai đoạn này rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh

- Thời kỳ chín: Đây là thời kỳ biến đổi và tích luỹ các chất dự trữ đi đôi với sự hình

thành phôi mầm phục vụ cho quá trình sinh sản bảo tồn nòi giống Đối với cây ngôquá trình chín thờng trải qua ba giai đoạn: chín sữa, chín sáp, chín hoàn toàn, qua mỗi giai

đoạn thì nớc giảm đi và hàm lợng chất khô tăng lên [20], [59]

1.2.3.3 Các yếu tố ảnh hởng đến đời sống của cây ngô

Giống nh các loại cây trồng khác, quá trình sinh tr ởng và phát triểncủa cây ngô luôn chịu tác động của các nhân tố sinh thái nh : nhiệt độ, n-

ớc, ánh sáng… Trong đó cây ngô đ[1], [5], [78], [85]

độ cao hơn nhiều loại cây trồng khác mà cây ngô cần để hoàn thành chu trình sống từgieo đến chín Theo Velica (1956), cây ngô cần tổng lợng nhiệt từ 17000C – 22000Ctuỳ thuộc vào giống

Thời gian đầu nhiệt độ thích hợp nhất là 220C – 280C, dới 180C hoặc trên

300C đều không thuận lợi cho cây ngô phát triển Lợng nhiệt thấp thì thời gian sinhtrởng kéo dài, lợng nhiệt tăng lên thì thời gian sinh trởng ngắn lại Nếu nhiệt độ dới

100C thì quá trình sinh trởng của ngô sẽ bị ngừng trệ [85]

- Nớc: Cây ngô sinh trởng nhanh và tạo ra một lợng sinh khối lớn nên cần một lợng

nớc lớn Một cây ngô, trong một chu kỳ sống cần trung bình khoảng 100 lít n ớcnếu tính với 1 ha ngô cần khoảng 3000 – 4000 m3 nớc [78] Nhu cầu nớc vàkhả năng chịu hạn của ngô qua các thời kỳ sinh tr ởng khác nhau: ở thời kỳngô 7 – 13 lá cần 35 – 38m3 nớc/ha/ ngày, thời kỳ trổ cờ phun râu cần 65 –70m3 nớc/ha/ ngày Từ thụ tinh đến chín sữa ngô vẫn cần nhiều n ớc sau đónhu cầu nớc giảm dần

Ngô là cây trồng cạn cần nhiều nớc, song cũng rất nhạy cảm với độ ẩm đất cao,

đặc biệt ở giai đoạn cây còn nhỏ khi điểm sinh trởng còn nằm dới mặt đất Cây ngôkhông có khả năng chịu úng, thậm chí độ ẩm đất cao trên 80% đã ảnh hởng xấu đếnsinh trởng phát triển của cây ngô, đặc biệt là thời kỳ cây non [1]

- ánh sáng: Ngô là loại cây ngắn ngày, a cờng độ ánh sáng mạnh, thời gian chiếu

sáng để cây có thể sinh trởng bình thờng 12 giờ/ ngày, còn nếu cờng độ ánh sáng quá

12 giờ thì cây bớc vào giai đoạn sinh sản chậm [5] Theo Sain S.S và Kuperman F.I.,ngoài cờng độ ánh sáng thì chất lợng ánh sáng cũng ảnh hởng đến nhịp phát triểncủa cây ngô, những tia sáng có bớc sóng dài sẽ kìm hãm sự phát triển củacây, còn những tia có bớc sóng ngắn lại thúc đẩy sự phát triển ánh sáng vàquang hợp có mỗi quan hệ tơng quan với nhau, ảnh hởng rất lớn đến năngsuất cây ngô Một số kết quả nghiên cứu của D N Moss (1965) d ới ảnh h-ởng của bức xạ nhiệt nhân tạo, quang hợp của ngô tăng theo c ờng độ bức xạ

- Đất: Ngô có thể trồng trên nhiều loại đất, tuy vậy thích hợp nhất vẫn là đất có

thành phần cơ giới nhẹ, tầng đất dày, tơi xốp, thịt pha cát, tầng mùn sâu đủ dinh dỡng

và độ ẩm, pH từ 5,5 – 7,5

- Dinh dỡng khoáng của cây ngô: Cây ngô không những có sự thích nghi với nhiều

loại đất khác nhau mà nó có thể lấy các chất dinh dỡng từ các hợp chất vô cơ và cácchất khoáng hoà tan Theo Xaycơ (1955) các chất dinh dỡng đợc lấy từ tầng đất canhtác nh: đạm, lân, kali, Ca, Mg, và một số các nguyên tố vi lợng nh: Mo, Fe, B, Cu,

Mn Khi cây ngô đợc cung cấp đầy đủ các chất dinh dỡng sẽ cho năng suất cao Vìvậy, để đạt năng suất cao và ổn định, ngô cần đợc bón phân cân đối, đặc biệt là giữacác nguyên tố N, P, K với các tỉ lệ phù hợp nhằm cung cấp đầy đủ chất dinh dỡng chocây trong các giai đoạn sinh trởng và phát triển

1.2.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ, phát triển cây ngô trên thế giới

và ở Việt Nam

1.2.4.1 Tình hình phát triển cây ngô trên thế giới

Ngô là cây lơng thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, cây ngô đứng đầu

về năng suất, thứ 2 về sản lợng và thứ 3 về diện tích Diện tích cây ngô cho đến năm

1990 chiếm 129,804 nghìn ha với năng suất bình quân là 3,8 tấn/ha, cho sản lợngkhoảng 500 triệu tấn Hàng năm sản lợng ngô trên thế giới tiếp tục tăng, tình hìnhtiêu dùng và dự trữ ngô cũng tăng lên Năm 1995 đạt 517,112 triệu tấn; 1997 đạt573,452 triệu tấn; đến năm 2000 đạt 599,406 triệu tấn, năm 2007 đạt 623,406 triệutấn Cây ngô đợc quan tâm trồng ở các nớc có diện tích cây lơng thực lớn nh: Mỹ,Trung Quốc, Brazin, ấn Độ, Inđônêxia, Philipin, Thái Lan,… Trong đó cây ngô đ[66], [67], [78], [83],[85]

Hiện nay, ngô chủ yếu dùng trong chăn nuôi, các nớc phát triển có nền nôngnghiệp tiên tiến đã sử dụng 70 - 90% sản lợng ngô cho chăn nuôi nh: Pháp 90%, Mỹ

89%, Rumani 69%, Hunggari 97% Sản lợng ngô tăng nhanh trong những năm quamột phần là do tăng diện tích [66], [83]

Các nớc sản xuất ngô chủ yếu với sản lợng năm 1999 - 2000 ở Mỹ là 242,8triệu tấn, Trung Quốc 128,0 triệu tấn, Brazin 34,0 triệu tấn, ấn Độ 11,0 triệu tấn,Inđônêxia 5,8 triệu tấn, Philppin 4,2 triệu tấn, Thái Lan 4,0 triệu tấn [66]

Sản lợng ngô tăng lên hàng năm đã làm cho tình hình xuất nhập khẩu ở Mỹ

đạt 50 triệu tấn năm 1999, năm 2000 đạt 48,5 triệu tấn Trung Quốc năm 1998 đạt2,8 triệu tấn, năm 1999 đạt 3,5 triệu tấn,… Trong đó cây ngô đ[66], [67], [83], [85]

1.2.4.2 Tình hình phát triển ngô ở Việt Nam, Nghệ An, Nghi Lộc

Ngô đợc đa vào Việt Nam khoảng 330 năm trớc, ngô là cây lơng thực đứngthứ 2 sau cây lúa ở Việt Nam Những năm gần đây cùng với việc tăng diện tích canhtác cây ngô trên vùng lãnh thổ các nhà khoa học đã và đang áp dụng khoa học kỹthuật vào sản xuất [31], [32], [59], [60], [67]

Việc gia tăng dân số hàng năm và nhu cầu chăn nuôi gia súc, gia cầm cũng

nh xây dựng các khu vui chơi giải trí đã làm cho đất canh tác ngày càng bị thu hẹp Vì vậy, lơng thực là một phần thách thức với ngời dân Việt Nam Vấn đề đặt ra làphải tìm hớng giải quyết đúng đắn cho bài toán này Một trong những nỗ lực đó là sựcải tiến hình thức canh tác, ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất cây trồngnông nghiệp nói chung và cây ngô nói riêng Việc thay thế các giống ngô có năngsuất thấp bằng các giống có năng suất cao, thời gian sinh trởng ngắn đã làm tăngnăng suất ngô, phần nào góp phần đáp ứng đợc nhu cầu về lơng thực ở Việt Nam.Theo các số liệu thống kê đợc thì tình hình sản xuất canh tác ngô có nhiều khả quan

Từ 1985 – 1991 năng suất canh tác ngô vào khoảng 1,47 – 1,56 tấn/ ha, năng suấtnày thấp hơn các nớc đang phát triển 2,4 tấn/ ha

Để nâng cao năng suất chất lợng và phẩm chất ngô thì việc tạo giống là rấtquan trọng Giống đó có phải cho năng suất cao, chống chịu tốt với điều kiện bất lợicủa môi trờng Trong thời gian qua nớc ta có những bớc chuyển biến quan trọngtrong nghề trồng ngô đó là việc chuyển từ trồng giống ngô địa phơng sang giống ngôlai Năm 1991 nớc ta đã nhập giống ngô lai đơn DK – 888 của công ty Dekall ở

Mỹ, giống này tỏ ra thích hợp và cho năng suất cao Năm 1994 ngời ta đã trồng thửnghiệm giống ngô lai kép B 9681 của công ty liên doanh Biossed Việt Nam,giống này cho năng suất cao ở các tỉnh phía Bắc Vì vậy, diện tích ngô lainớc ta tăng nhanh từ 500 ha chiếm 0,11% (năm 1991), lên 100000 hachiếm 20% (năm 1994), lên 450 000 ha chiếm 63% (năm 2000) Dự tính

đến năm 2008 diện tích trồng ngô lai là 900000 - 960000 ha chiếm 90 - 96%tổng diện tích ngô trong cả nớc [33], [59]

ở Tỉnh Nghệ An hiện nay trồng chủ yếu các giống ngô lai và một số giống ngônếp nh: Bioseed 9797, Bioseed 9698, CP 888, CP 999, C919, LVN 10, MX2, MX4,

VN Đây là những giống ngô có độ thuần và năng suất cao, đòi hỏi đất tốt và trình

độ thâm canh cao mới phát huy hết tiềm năng của giống Ngoài ra một số vùngtrung du và miền núi trồng giống LS6, Q2… Trong đó cây ngô đ

ở Huyện Nghi Lộc - Nghệ An hiện đang trồng phổ biến giống ngô nếpMX2, MX4, VN10 và các giống ngô lai CP919, CP989, CP999, G49, CP888, ây

là các giống ngô lai của Mỹ, cho năng suất cao hơn rất nhiều so với các giống ngô

địa phơng[37]

1 3 Điều kiện tự nhiên của huyện Nghi Lộc – Nghệ An.

1.3.1 Vị trí địa lý

Nghi Lộc là một huyện đồng bằng ven biển của tỉnh Nghệ An có 30 đơn

vị hành chính cấp xã và thị trấn Có toạ độ địa lý từ 18041' đến 18054' Vĩ độ Bắc

và 105028' đến 105045' Kinh độ Đông

Là huyện cửa ngõ của thành phố Vinh và thị xã Cửa Lò, có chiều dài

14 km bờ biển, 2 con sông lớn chảy qua địa bàn huyện là sông Cấm (dài 15 km) và sông Cả (dài 6 km) Với đặc thù vị trí địa lý đó, huyện Nghi Lộc có thể khai thác tiềm năng đất đai, tài nguyên của huyện trong chiến lợc phát triển kinh tế- xã hội theo hớng công nghiệp hoá và hiện đại hoá, hoà nhập với

xu thế phát triển chung của tỉnh và khu vực [37]

1.3.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội

Huyện Nghi Lộc có dân số 195.847 ngời ( năm 2008) Lực lợng lao

động là 112,807 ngời chiếm 57,60%, trong đó: Lao động nông- lâm- ng nghiệp chiếm: 70,9%; Lao động công nghiệp- xây dựng chiếm: 6,1%; Lao

động dịch vụ- thơng mại chiếm: 13,4%; Lao động từ các nguồn khác chiếm: 9,6% Mật độ dân số trung bình 520,23 ngời /km2 Dân số phân bố không đều giữa các xã Xã có mật độ dân cao nhất là Thị trấn Quán Hành 3.568 ngời/ km2.Xã Nghi Thạch có số dân là 5.232 ngời, mật độ 734 ngời/ km2 [37]

Tổng diện tích tự nhiên của huyện là 34.809,60 ha (năm 2008), là huyện

đồng bằng lớn thứ ba sau huyện Quỳnh Lu và Yên Thành Trong đó có 7000 ha

là diện tích trồng lúa, 4500 ha là diện tích trồng các loại rau màu, trong đó diệntích trồng ngô đông là 2200 ha, lạc đông là 700ha, lúa mùa là 160 ha, các loạirau là 1000 ha Diện tích tự nhiên của các xã ven biển là 4.754 ha, chiếm15,53% Diện tích đất đã trồng rừng khoảng 8.099,11 ha chiếm 21,4% diện tích

tự nhiên [37]

1.3.3 Đặc điểm khí tợng thuỷ văn ở huyện Nghi Lộc – Nghệ An

Nghi Lộc là huyện có khí hậu nhiệt đới gió mùa và có những đặc điểmchung của khí hậu miền Trung, nhiệt đới ẩm và gió mùa

+ Chế độ nhiệt: Có 2 mùa rõ rệt, mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9, nhiệt

độ trung bình từ 23,5- 24,50C, tháng nóng nhất là tháng 7, nhiệt độ có thể lên tới

39,40C Mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trung bình từ 20,50C, mùa này nhiệt độ có lúc xuống thấp đến 6,20C Số giờ nắng trung bình năm

19,5-là 1.637 giờ

+ Chế độ ma: Lợng ma trung bình hàng năm là 1.900 mm, lớn nhất khoảng 2.600

mm, nhỏ nhất 1.100 mm Lợng ma phân bố không đều mà tập trung chủ yếu vào nửacuối tháng 8 đến tháng 10, đây là thời điểm thờng diễn ra lũ lụt Lợng ma thấp nhất từtháng 1 đến tháng 4, chỉ chiếm 10% lợng ma cả năm

+ Chế độ gió: Có 2 hớng gió chính: Gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 4

năm sau và gió Đông Nam từ tháng 5 đến tháng 10 (tháng 6, tháng 7 thờng cógió Lào khô nóng)

+ Độ ẩm không khí: Bình quân khoảng 86%, cao nhất trên 90% (tháng 1, tháng 2),

nhỏ nhất 74% (tháng7)

+ Lợng bốc hơi nớc: Bình quân năm 943 mm Lợng bốc hơi nớc trung bình của

các tháng nóng là 140 mm (từ tháng 5 đến tháng 9) Lợng bốc hơi trung bình củanhững tháng ma là 59 mm (tháng 9, 10 và 11)

Bảng 1.1 Điều kiện khí tợng thuỷ văn ở huyện Nghi Lộc – Nghệ An

Rx(mm)

R(mm) (TtbOC) Utb(%)

e(mm)

Rx(mm)

R(mm)

Những đặc trng về khí hậu là: Biên độ nhiệt độ giữa các mùa trong nămlớn, chế độ ma tập trung vào mùa ma bão, mùa nắng nóng có gió Lào khô hanh,

đó là những nguyên nhân chính gây nên ma lũ xói mòn hủy hoại đất nhất là trong

điều kiện cây rừng bị chặt phá và sử dụng đất không hợp lý [37]

1.3.4 Tính chất thổ nhỡng và tình hình sử dụng đất nông nghiệp ở Nghi Lộc Theo tài liệu điều tra thổ nhỡng tỉnh Nghệ An thì huyện Nghi Lộc có các loại

Đất xấu, giữ nớc rất thấp, mùn, đạm, lân tổng

số và dễ tiêu đều rất nghèo, dùng trồng cây lâmnghiệp chắn gió, chắn cát, số ít trồng cây màuchịu hạn nh: Đậu, vừng, lạc, một số còn bỏhoang

Đất cát cũ ven

biển

8.161 ha(chiếm21,56%)

Mùn ít, đạm tổng số và đạm dễ tiêu đều nghèo,lân, kali tổng số và dễ tiêu nghèo hoặc trungbình, mực nớc ngầm cách mặt đất từ 30- 50

cm Đất có giá trị trong sản xuất nông nghiệpthích hợp cho các loại rau màu, lạc, vừng, ngô,

Đất chua, hàm lợng mùn ít hoặc trung bình,

đạm, kali tổng số trung bình, lân tổng sốnghèo Hiện đang trồng lúa nớc, năng suất thấp vàthờng hay bị ngập úng do lũ lụt

Đất phù sa cũ

có nhiều sản

phẩm Feralit

6.540 ha(chiếm17,27%)

Hàm lợng các chất dinh dỡng từ trung bình đếnnghèo Địa hình tơng đối bằng phẳng, là loại

đất trồng lúa quan trọng của huyện

(chiếm6,78%)

Một số diện tích đã đợc cải tạo để trồng lúa, nuôitrồng thủy sản

Đất Feralit

biến đổi do

trồng lúa

2.629 ha(chiếm6,9%)

Quá trình feralit tầng mặt đã bị hạn chế, tínhchất đất thay đổi, đất đợc sử dụng để trồng một

vụ lúa

Đất dốc tụ 235 ha

(chiếm0,6%)

Thờng sử dụng trồng hoa màu nh: Ngô, Đậu,vừng, lạc, sắn, khoai lang hoặc trồng cây lâmnghiệp

Đất Feralit

vàng đỏ vùng

đồi

3.852 ha(chiếm10,17%)

Là địa bàn phân bố các khu dân c, làm đất vờn,trồng cây ăn quả, cây lâm nghiệp khá tốt

Đất Feralit xói

mòn trơ sỏi đá 7.879 ha(chiếm

20,81%)

ít sử dụng trong nông nghiệp

Nhìn chung tài nguyên đất của huyện Nghi Lộc chủng loại đa dạng, địahình phức tạp, chủ yếu đất cát bạc màu, nghèo dinh dỡng, kém lân, kali, thànhphần cơ giới nhẹ, giữ nớc kém, không hoàn toàn phù hợp với sản xuất lúa nớc màphù hợp cho trồng các loại cây nh: Ngô, vừng, lạc, rau màu, cây công nghiệpngắn ngày, cây ăn quả [37]

Bản đồ hành chính huyện nghi lộc (Tỉ lệ : 1: 5000)

Chơng 2 Đối tợng, Nội dung và phơng pháp nghiên cứu 2.1 Đối tợng và địa điểm nghiên cứu

- Đối tợng nghiên cứu: Các chủng Vi khuẩn lam cố đinh nitơ (phân lập từ

đất trồng ngô ở huyện Nghi Lộc Nghệ An) và giống ngô lai đơn 919 ( Đ

-ợc phòng Nông nghiệp huyện Nghi Lộc cung cấp trồng phổ biên tại địabàn nghiên cứu)

- Địa điểm nghiên cứu

+ Mẫu đất và mẫu tảo đợc thu trên đất trồng ngô tại 5 xã của huyện Nghi Lộc- Nghệ

An đó là: Nghi Thuận, Nghi Thạch, Nghi Vạn, Nghi Trờng và Nghi Thiết

+ Bố trí thí nghiệm ảnh hởng của dịch vẩn VKLCĐN lên giống ngô lai đơn 919

ở xã Nghi Thạch- Nghi Lộc- Nghệ An

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá một số chỉ tiêu của đất nơi thu mẫu nh: Nhiệt độ, độ ẩm, độ

pH, hàm lợng chất hữu cơ, đạm thuỷ phân, lân dễ tiêu

- Xác định thành phần loài VKL và phân lập thuần khiết một số chủngVKLCĐN trên đất trồng ngô ở huyện Nghi Lộc – Nghệ An

- Nuôi nhân giống hai chủng VKLCĐN và nghiên cứu ảnh hởng củachúng lên giống ngô lai đơn 919 ở xã Nghi Thạch- Nghi Lộc- Nghệ An

2.3 Phơng pháp nghiên cứu

2.3.1 Phơng pháp thu mẫu và xử lý mẫu.

2.3.1.1 Phơng pháp thu và xử lý mẫu đất

Thu mẫu đất theo phơng pháp đờng chéo Lấy 500g đất (độ sâu 0-20 cm) cho vào túi nilon ở, sau đó ghi ký hiệu, thời gian, địa điểm và chuyển mẫu về phòng thí nghiệm để phân tích các chỉ tiêu nông hóa - thổ nhỡng

2.3.1.2 Phơng pháp thu và xử lý mẫu tảo đất

Mẫu tảo đất đợc lấy trên bề mặt ruộng, độ sâu từ 0 – 5 cm cho vào túi nilon ghi ký hiệu, thời gian, địa điểm và chuyển mẫu về phòng thí nghiệm , sau

đó cho vào đĩa petri đã lót giấy thấm ở dới đáy đĩa Trên bề mặt của mẫu rắc một lớp cát mỏng đã vô trùng sau đó tới ẩm bằng dung dịch dinh dỡng BG11 không đạm và đặt dới dàn đèn neon với cờng độ chiếu sáng 1200 – 2000 lux, nhiệt độ 20 - 300C Sau 7 – 10 ngày các tập đoàn tảo và VKL phát triển trên bề mặt cát Dùng thìa thuỷ tinh đã khử trùng lấy lớp cát có chứa các tập đoàn tảo, VKL chuyển vào các đĩa petri khác và thêm khoảng 3 – 4 tầng lớp giấy lọc, tiếp tục tới dung dịch BG11 đặt dới dàn đèn neon 7 – 10 ngày các tập đoàn tảo, VKL lại phát triển trên bề mặt giấy lọc Dùng que cấy lấy một lợng mẫu tảo, VKL cho vào bìnhcầu dung tích 250ml có 100ml dung dịch môi trờng BG11, dùng đũa thủy tinh đánh mạnh để làm đứt các sợi tảo, đa lên kính hiển vi kiểm tra mức độ pha loãng sao cho mỗi giọt có từ 2-5 trichom

2.3.2 Phơng pháp định loại Vi khuẩn lam.

Lấy các mẫu VKL, làm tiêu bản, quan sát dới kính hiển vi quang học có độphóng đại 600 - 1000 lần và đo kích thớc, vẽ hình, mô tả, chụp ảnh, sử dụng tài liệu

định loại của M M Gollerbakh và cộng sự (1953), Dơng Đức Tiến (1996) để xác

định taxon VKL [3], [15], [26], [48], [91]

2.3.3 Phơng pháp phân lập một số loài vi khuẩn lam cố định nitơ

Lấy 1 ml dịch chứa VKL nhỏ lên bề mặt của thạch (BG11 không đạm), san

đều mẫu cấy bằng que gạt hình tam giác Đặt đĩa dới giàn đèn neon với cờng độ chiếu sáng 1200 - 2000 lux, nhiệt độ 20 – 30 0C Các khuẩn lạc VKLCĐN sẽ mọc trên bề mặt thạch còn các VKL không có khả năng này các sẽ chết Dùng kim mũi mác đầu nhọn lấy khuẩn lạc VKLCĐN cho vào lam kính, nhỏ lên đó một giọt nớc cất và soi kính, tìm một loài cụ thể và dùng Micropipet hút sợi tảo

đó để tách riêng ra Quá trình trên đợc tiến hành nhiều lần cho đến khi thu đợc VKLCĐN thuần khiết, sau đó cấy chúng vào môi trờng thạch trong các ống nghiệm ở tủ cấy vô trùng Tiếp tục chiếu tia tử ngoại qua các mẫu VKLCĐN thuần khiết ở khoảng cách 20 cm trong thời gian 5 – 10 phút Kiểm tra độ thuần khiết qua kính hiển vi quang học có độ phóng đại 400 – 600 lần [8], [91] Khi có VKLCĐN thuần khiết thì chuyển vào bình cầu hoặc bình tam giác đã đợc vô trùng có dung tích 250 ml chứa 100ml dung dịch BG11 không đạm để nuôi và dùng làm đối tợng nghiên cứu trên giống ngô lai đơn 919 Các thí nghiệm đợc tiếnhành trong điều kiện môi trờng đợc vô trùng [12], [47]

Mẫu VKLCĐN đợc lu giữ tại phòng tảo bộ môn Thực vật và phòng sinh lý– hoá sinh Khoa Sinh học, trờng Đại học Vinh

2.3.4 Phơng pháp nuôi VKLCĐN để thu sinh khối

Tiến hành nuôi VKLCĐN trong môi trờng BG11 Đây là môi trờng thích hợp nhất cho sinh trởng, phát triển của hầu hết các chủng VKL mà không gây biến thái hình dáng

Thành phần môi trờng BG 11 nh sau: [47].

Hoá chất Hàm lợng (g/l) Hoá chấtThành phần dung dịch AHàm lợng (g/l)5 (*)

Sắt –

Dung dịch A5 (*) 1ml K2Cr2(SO4) 24 H2O 0,096

Dung dịch B6 (*) 1 ml NiSO4 7 H2O 0,048

Nớc cất 1 lít Na2WO4Ti2(SO4)3 0,0180,04

Để có môi trờng BG11 không đạm, ta loại bỏ NaNO3 và sắt ammonium citrat ra khỏi môi trờng Chuẩn bị môi trờng thạch bằng cách thêm 1,5 gam

agar/100ml môi trờng lỏng Khử trùng môi trờng dới áp suất 1,5 at trong 30 phút Sau

đó để nguội, chỉnh pH của môi trờng ở 7,1

Các chủng VKLCĐN sau khi đợc phân lập thuần khiết sẽ đợc chuyển vào bình cầu dung tích 250 ml chứa 100 ml dung dịch dinh dỡng BG11 không đạm (với lợng thả ban đầu khoảng 0,1gVKL tơi/100ml dịch vẩn) Bình đợc đặt ở nhiệt

độ 25 – 30 0C, độ ẩm 60 – 80%, thời gian chiếu sáng 12giờ/ 24 giờ, cờng độ chiếu sáng 1200 – 2000 lux Xác định sinh khối VKL đợc theo dõi ở các thời

điểm 15, 30, 45 ngày tuổi

Để xác định sinh khối VKL tiến hành li tâm dịch chứa VKL (tốc độ 700 –

1000 vòng/phút) Sinh khối VKL lắng xuống đáy ống li tâm, gạn bỏ chất lỏng phía trên sau đó đổ thêm 10 ml nớc cất 2 lần rồi tiếp tục li tâm, loại bỏ và thấm khô nớc, cân xác định trọng lợng Sinh khối VKL tơi đợc tính theo gam/100ml dung dịch môi trờng [4], [47], [57].

2.3.5 Bố trí thí nghiệm

-Bố trí theo dõi các chỉ tiêu sinh lý nảy mầm trong phòng thí nghiệm:

Các thí nghiệm (TN) nghiên cứu đợc bố trí tại phòng Tảo học vàphòng Sinh lý - Sinh hoá, Khoa Sinh, Tr ờng ĐH Vinh Mỗi lô TN chọn lọc

đồng đều 100 hạt ngô cho vào đĩa petri có giấy lọc đã tẩm ớt bằng các dung dịchthí nghiệm sau:

Lô 1: Nớc cất (đối chứng); Lô 2: Dung dịch dinh dỡng BG11 không đạm(đối chứng); Lô 3: Tỷ lệ 30% dịch vẩn VKL + 70 % nớc cất; Lô 4: Tỷ lệ 70%dịch vẩn VKL + 30 % nớc cất; Lô 5: 100% dịch vẩn VKL

ở lô 3, lô 4, lô 5 dịch vẩn VKLCĐN bao gồm hai chủng: Scytonema

cincinnatum và Cylindrospermum trichotospermu Nếu tính theo gam VKL

t-ơi/100ml dịch vẩn: đối với chủng Scytonema cincinnatum thì lô 3 là 0,5893

g/100ml, lô 4 là 1,3750g/100ml, lô 5 là 1,9643 g/100ml còn với chủng

Cylindrospermum trichotospermum thì lô 3 là 0,4012 g/100ml, lô 4 là 0,9361 g /

100ml, lô 5 là 1,3373 g/100ml Các lô TN đặt trong tủ ấm ở nhiệt độ 27 - 280C,sau đó tiến hành xác định tỉ lệ nẩy mầm, cờng độ hô hấp, đo độ dài thân mầm, rễmầm, đờng kính thân mầm, đờng kính rễ mầm ở các thời điểm 24giờ, 48giờ và72giờ

- Bố trí theo dõi các chỉ tiêu sinh trởng- phát triển cây ngô ngoài đồng ruộng:

Các hạt ngô sau khi đợc xử lý bằng dịch vẩn VKLCĐN và theo dõi các chỉtiêu nẩy mầm của hạt sẽ đợc đa ra gieo trồng trên ruộng thí nghiệm ngoài thực

địa Mỗi lô TN bố trí vun thành một luống với tổng diện tích thí nghiệm là400m2 và tiếp tục đợc phun bằng các dung dịch TN nh sau:

Lô 1: Nớc máy (đối chứng); Lô 3: Tỷ lệ 30% dịch vẩn VKLCĐN + 70 %nớc máy; Lô 4: Tỷ lệ 70% dịch vẩn VKLCĐN + 30 % nớc máy; Lô 5: 100%dịch vẩn VKLCĐN

ở lô 3, lô 4, lô 5 dịch vẩn VKLCĐN cũng gồm hai chủng nh trên, mỗi chu kỳ phun cách nhau 7 ngày

2.3.6 Phơng pháp phân tích

- Phơng pháp phân tích đất:

+Tại địa điểm nghiên cứu tiến hành đo độ ẩm, nhiệt độ bằng máy đo

+ Xác định pH(KCL) theo phơng pháp Aliamopxki.[35]

+ Xác định chất hữu cơ (mùn) (%) theo phơng pháp Tiurin [35]

+ Xác định đạm thuỷ phân (mg / 100 gam đất) theo phơng pháp Tiurin và Kônônôva [35].+ Xác định lân dễ tiêu (mg P2O5+/ 100 gam đất) theo phơng pháp Oniani [35]

- Phơng pháp phân tích các chỉ tiêu sinh lý nảy mầm:

+ Xác định tỉ lệ nẩy mầm theo phơng pháp đếm

Tỷ lệ nẩy mầm (%) = Số hạt nảy mầm x100%

Tổng số hạt thí nghiệm+ Đo độ dài thân mầm, rễ mầm, đờng kính thân mầm, đờng kính rễ mầm bằngthớc kẹp Palmer điện tử

+ Xác định cờng độ hô hấp của hạt nẩy mầm theo phơng pháp Boisen-Jensen

- Phơng pháp nghiên cứu ảnh hởng của Vi khuẩn lam cố định nitơ lên sinh

tr-ởng, phát triển và năng suất cây ngô lai 919

Sau khi trồng ngô đợc 15, 30, 45 ngày thì lần lợt thu mẫu phân tích, nghiên cứu

ảnh hởng của dịch vẩn VKLCĐN lên các chỉ tiêu sau:

+ Cờng độ hô hấp theo phơng pháp Boisen-Jensen

+ Cờng độ quang hợp bằng phơng pháp cân nửa lá.

+ Chiều cao cây: bằng phơng pháp đo đếm thông thờng

+ Hàm lợng diệp lục a, b, diệp lục tổng số (a+b) theo phơng pháp Wintermuns,Demots,1965

+ Diện tích lá theo công thức: Sa = L x R x k Trong đó: Sa: diện tích lá (cm 2 ); L: chiều dài lá ngô; R: chiều rộng lá ngô; k: hệ số điều chỉnh (k = 0,75).

+ Cờng độ thoát hơi nớc bằng phơng pháp cân nhanh.

+ Các yếu tố cấu thành năng suất bằng phơng pháp cân, đếm và tính toán về: Mật

l-ợng 1000 hạt (P 1000 hạt ) (W) Tính năng suất ngô (G) theo công thức:

G = A x B x C x D x W x 10 -5 (tấn/ ha) (10-5: hệ số tính ra đơn vị tấn/ ha)

Mỗi công thức TN đợc lặp lại 5 lần để lấy giá trị trung bình

n 

  (Trong đó: X là giá trị trung bình

Chơng 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1 Một số đặc điểm của đất trồng ngô huyện Nghi Lộc.

Trạng thái dinh dỡng cũng nh tính chất lý học, hoá học của đất phụ thuộccác yếu tố nh nhiệt độ, độ ẩm, độ pH, hàm lợng chất hữu cơ, Nitơ tổng số, lân dễtiêu… Trong đó cây ngô đViệc xác định các chỉ tiêu này giúp chúng tôi đánh giá đợc mức độ cungcấp cho cây trồng từ đó tìm ra giải pháp bón phân hợp lý cho từng loại đất trênkhu vực nghiên cứu

Kết quả phân tích các chỉ tiêu nông hoá trong đất trồng ngô trên các địa

điểm lấy mẫu tại huyện Nghi Lộc đợc thể hiện ở bảng 3.2

Bảng 3.2 Kết quả một số chỉ tiêu nông hoá - thổ nhỡng tại các địa điểm thu

mẫu

SS (%) = Kết quả thí nghiệmKết quả đối chứng x100%