ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG P205 TỚI SỐ LƯỢNG BÀO TỬ NẤM RỄ MYCORHIZA VÀ TỶ LỆ XÂM NHIỄM NẤM RỄ TRONG CÂY KÝ CHỦ
Nguyễn Văn Sức, Nguyễn Viết Hiệp
Summary
The effects of soil total phosphorus on the number of VAM spores and mycorhizal colonization in host roots
Mycorhizae are an integral part of most plants in nature and occur on 83% of dicotyledonous and 79% of monocotyledonous plant investigated. Infection of the root system of the plant by these fungi creates a symbiotic (beneficial) relationship between the plant and fungus. The levels of phosphorus in the soil has been shown to influence on the establishment of VA mycorhizae with roots of shortgum. Very high and very low phosphorus levels reduced mycorhizal infection/colonization. It is well established that: The development of endomycorhizal spores and mycorhizal infection were found to be the greatest when soil total phosphorus levels were at 0,05%. Regression between P2O5 and spores is cubic equation. Keyswords: Mycorhizae, levels of phosphorus, mycorhizal colonization.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
nghiên cứu và sản xuất thương mại là nhờ cây ký chủ. Việc xác định được ảnh hưởng của hàm lượng phốtpho đến lượng bào tử sinh ra khi nuôi cấy kết hợp cây ký chủ là rất quan trọng nhằm tối ưu hóa được quá trình nhân giống bào tử nấm rễ.
3 chủng nấm rễ dùng cho thí nghiệm này phân lập tại các vùng đất Việt N am và được tuyển chọn sơ bộ thông qua khả năng nảy mầm, sức sống sót và sự ưu thế khi xuất hiện.
Năm 1978, trong bài báo đăng trên Tạp chí New Phytologist, số 103, Schuybert và Hayman chỉ ra rằng khả năng xâm nhiễm của nấm Mycorhiza vào rễ cây chủ tăng khi đất có lượng P205 thấp và ngược lại. Tuy nhiên không phải cứ giảm lượng phốtpho trong đất thì khả năng xâm nhiễm của Mycorhiza tăng theo. Các kết quả thí nghiệm của Koide (1991) sau đấy cho thấy khi lượng phốtpho trong đất ở mức quá thấp thì khuNn căn (đoạn rễ có sự xâm nhiễm của Mycorhiza) hầu như không xuất hiện. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CỨU
1. Vật liệu
Khác rất nhiều với các nhóm vi sinh vật khác, Mycorhiza nội sinh (VAM: Vesicular Arbuscular Mycorhiza) không thể thực hiện quá trình nhân sinh khối trên môi trường nuôi cấy nhân tạo mà phải thông qua cây ký chủ hoặc qua nuôi cấy cơ quan của rễ.
Hiện nay trên thế giới, 80% lượng bào tử của VAM nhân ra phục vụ cho công tác - Đối tượng: Cây ký chủ được lựa chọn dùng trong thí nghiệm này là cây đại mạch giống API có nguồn gốc nhập nội được cung cấp từ Bộ môn Mì Mạch, Viện Khoa học Kỹ thuật N ông nghiệp Việt N am trước đây và cây ngô giống LVN 10 lai tạo từ Viện N ghiên cứu N gô. Than bùn: Hòa Lạc,
- CT 11: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 (ĐC 5). Hà Tây được khử trùng ướt theo phương pháp Tyldal. - CT 12: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 + P2O5 mức 2 (0,05%).
- CT 13: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 + P2O5 mức 3 (0,09%).
- CT 14: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 + P2O5 mức 4 (0,2%). - Chủng nấm Mycorhiza thí nghiệm: Chủng bào tử nấm: 2 chủng nấm SHM 04 - DH 16 và SHM 04 - DH 47 phân lập từ đất trồng bưởi xã Chí Đám, huyện Đoan Hùng tỉnh Phú Thọ. Chủng SHM 04 - TC 139 phân lập từ đất trồng chè trung du xã Tân Cương, thành phố Thái N guyên năm 2004.
2. Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm được thực hiện tại nhà lưới Viện Thổ nhưỡng N ông hóa, Viện Khoa học N ông nghiệp Việt N am gồm 14 công thức với 4 liều lượng P2O5 tổng số khác nhau (1: 0,03% có sẵn trong than bùn; 2: 0,05%; 3: 0,09%; 4: 0,2%). Thí nghiệm tiến hành trong chậu nhựa (20 × 25 cm), nhắc lại 5 chậu/công thức với 2,0 kg than bùn/chậu. Số cây theo dõi 3/chậu. Số bào tử nấm Mycorhiza nhiễm cho 1 chậu là 50 bào tử. P2O5 được bổ sung vào than bùn dưới dạng Ca(H2PO4)2.H2O. Đất bạc màu được khử trùng theo phương pháp Tyldal. Khử trùng bề mặt hạt cây bằng dung dịch H2SO4 30% và CaCl2 10%.
- CT 01: N gô (ĐC 1 - Than bùn). - CT 02: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 (ĐC 2).
- CT 03: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 + P2O5 mức 2 (0,05%).
- CT 04: N gô + Mycorhiza SHM 04 - Tách bào tử từ đất sử dụng kỹ thuật sàng ướt (wet sieving) qua rây kết hợp với ly tâm trong thang nồng độ của sucrose 50% theo Tommerup (1992). Số lượng bào tử nấm nội sinh được xác định bằng phương pháp đếm trực tiếp (direct counts). Mẫu thu hoạch sau 6 thuần thí nghiệm. DH 16 + P2O5 mức 3 (0,09%).
- CT 05: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 + P2O5 mức 4 (0,2%).
Tỷ số xâm nhiễm được xác định thông qua phương pháp vạch tuyến giao thoa. Đánh giá kết quả thí nghiệm được tiến hành bằng các thủ tục phân tích phương sai với α = 0,05 trên phần mềm EXCEL 2003. - CT 06: Đại mạch (ĐC 3 - Than bùn). - CT 07: Đại mạch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 (ĐC 4). 3. Các chỉ tiêu theo dõi - CT 08: Đại mạch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 + P2O5 mức 2 (0,05%). - Số bào tử nấm Mycorhiza trong đất. - Tỷ lệ xâm nhiễm. - CT 09: Đại mạch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 + P2O5 mức 3 (0,09%). III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - CT 10: Đại mạch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 + P2O5 mức 4 (0,2%). * Tính chất hóa học trong cơ chất than bùn thí nghiệm:
Bảng 1. Một số tính chất hóa học than bùn thí nghiệm
Ký hiệu mẫu
OM (%)
pHKCl
1.78
N tổng số (%) 0,46
Chỉ tiêu P2O5 tổng số (%) 0,03
P2O5 dễ tiêu (mg.100g than bùn-1) 2,61
K2O tổng số (%) 0,04
M01 35,06 * Một số đặc điểm sinh học của 3 chủng
- Chủng nấm SHM 04 - DH 16: Bào tử hình cầu, kích thước bào tử khoảng 125 - nấm nghiên cứu:
150 µm, có cuống ngắn, mầu vàng hoặc trắng nhạt (mã mầu 00/10/40/00), thuộc chi nấm Gigaspora.
thành tế bào có gai, thuộc chi nấm Glomus. - SHM 04 - TC 139: Bào tử hình cầu, kích thước khoảng 150 - 180 µm, không có cuống, màu mật ong (mã mầu 00/30/80/00), thuộc chi nấm Aucaulospora. (mã mầu - SHM 04 - DH 47: Bào tử dạng trứng, kích thước khoảng 150 - 200 µm, không có là cuống, mầu nâu đậm 60/80/80/00), có quả bào tử, vách dày,
Ảnh 1. Bào tử trên kính hiển vi của chủng nấm SHM 04 - DH 47
* Ảnh hưởng của hàm lượng P2O5 đến số lượng bào tử và tỷ lệ xâm nhiễm của 3 chủng nấm nghiên cứu
Kết quả thí nghiệm được trình bày trong Bảng 2, Bảng 3.
hai chỉ tiêu theo dõi là số bào tử/g than bùn và tỷ số xâm nhiễm rễ luôn có khuynh hướng phát triển mạnh ở mức phốtpho tổng số là 0,05% (hay tương đương với mức phốtpho dễ tiêu là 4,87 mg/100 g than bùn), giảm dần khi tăng lượng phốtpho (mức 0,09%) và hầu như không xuất hiện ở mức giầu phốtpho (0,2%). Từ các kết quả này dễ dàng cho thấy trong tất cả 3 nhóm công thức thí nghiệm thì
Bảng 2. Ảnh hưởng của hàm lượng P2O5 đến số lượng bào tử nấm
STT
Cây ký chủ
Chủng nấm lây nhiễm
Công thức
01 CT01 Ngô LVN 10 02 CT02 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 03 CT03 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 04 CT04 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 05 CT05 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 06 CT06 Đại mạch API 07 CT07 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 08 CT08 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 09 CT09 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 10 CT10 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 11 CT11 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 12 CT12 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 13 CT13 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 14 CT14 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139
Hàm lượng P2O5 tổng số (%) 0,03 0,03 0,05 0,09 0,20 0,03 0,03 0,05 0,09 0,20 0,03 0,05 0,09 0,20
LSD0,05
Số lượng bào tử trung bình (bào tử.g mẫu-1) 0 12,80 25,20 6,00 0,80 0 06,20 08,60 01,80 00,20 08,20 14,60 03,60 0,40 1,71
Nhuộm mẫu rễ bằng Trypban blue để quan sát thể xâm nhiễm của các công thức nhận đều thấy những mẫu trong công thức có lượng phốtpho tổng số là 0,09% (mức
lượng phốtpho cao (0,2%) các bào tử nấm rễ không có khuynh hướng tự chết như Baylis (1967) đưa ra. Chúng vẫn nảy mầm, xâm nhiễm bình thường mặc dù tỷ lệ là rất thấp và hầu như không tạo ra các thể A. Điều này đó khẳng định được tính thích ứng của nhóm nấm này trong các điều kiện không thuận lợi cho sự phát triển của chúng. trung bình) hệ sợi nấm vẫn phát triển ở vùng bề mặt rễ, các bào tử nấm vẫn được sản sinh, sợi gian bào và sợi nội bào có xuất hiện nhưng các thể A (arbuscular) nhỏ và ít về số lượng. Điều này dẫn đến giảm hiệu quả của mối quan hệ giữa nấm và thực vật. Khi tiến hành lây nhiễm chủ động 3 chủng nấm này ở các công thức có hàm
Bảng 3. Ảnh hưởng của hàm lượng P2O5 đến tỷ lệ xâm nhiễm
STT
Cây ký chủ
Chủng nấm lây nhiễm
Tỷ số xâm nhiễm (%)
Công thức
Hàm lượng P2O5 tổng số (%)
CT01
01
Ngô LVN 10
0,03
0
CT02
02
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - DH 016
0,03
15,97
CT03
03
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - DH 016
0,05
27,68
CT04
04
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - DH 016
0,09
05,56
CT05
05
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - DH 016
0,20
00,74
CT06
06
Đại mạch API
0,03
0
CT07
07
Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047
0,03
04,70
CT08
08
Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047
0,05
07,24
CT09
09
Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047
0,09
01,94
CT10
10
Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047
0,20
00,12
CT11
11
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - TC 139
0,03
28,65
CT12
12
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - TC 139
0,05
39,06
CT13
13
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - TC 139
0,09
12,58
CT14
14
Ngô LVN 10
Mycorhiza SHM 04 - TC 139
0,20
02,32
1,78
LSD0,05
lượng P2O5 dễ là 2,61 mg/100 g than bùn) và phương trình biểu diễn tương quan là một hàm bậc ba đầy đủ với hệ số tương quan là 1 (tương quan hoàn toàn). Như vậy đã có một sự khác nhau của hai nhóm nấm rễ nhiệt đới và ôn đới này.
* Hồi quy tuyến tính giữa hàm lượng P2O5 trong đất với số lượng bào tử và tỷ lệ xâm nhiễm nấm Mycorhiza:
Kết quả hồi quy tuyến tính về mối quan hệ giữa hàm lượng P2O5 tổng số và số lượng bào tử cũng như tỷ lệ xâm nhiễm như sau:
- Phương trình tương quan giữa hàm Kết quả đã công bố của Lippman và cộng sự (1989) ghi nhận sự phát triển mạnh mẽ của nhóm nấm rễ có nguồn gốc ôn đới (dựa trên chỉ tiêu về hệ số xâm nhiễm) khi hàm tiêu dưới mức 5,5 mg/100 g đất, giảm dần khi lượng P2O5 dễ tiêu tăng, thường đạt cực đại khi hàm lượng phốtpho dễ tiêu là 1 mg hoặc 0,2 mg P2O5/100g đất. Phương trình biểu diễn tương quan là một hàm bậc hai (y = 80 - 17x + x2 với R2 = 0,65). Tuy nhiên khi xem xét kết quả thu được trong thí nghiệm này chúng ta lại nhận thấy số lượng bào tử và tỷ lệ xâm nhiễm giảm khi ta giảm lượng phốtpho tổng số xuống rất thấp (mức 0,02% P2O5 tổng số tương đương với lượng dễ tiêu lượng P2O5 tổng số với số lượng bào tử.
Chủng SHM 04 - DH 016: y = - 50,15 + TÀI LIỆU THAM KHẢO 3172,54x - 39551,52x2 + 124812,83x3
Chủng SHM 04 - DH 047: y = - 9,31 + 807,06 x -10703,03x2 + 34527,63x3
Chủng SHM 04-DH 139: y = -25,45 + 1704,73x - 21472,70x2 + 67976,83x3
- Phương trình tương quan giữa hàm lượng P2O5 tổng số với tỷ số xâm nhiễm.
Chủng SHM 04 - DH 016: y = - 47,82 + 1 Đào Thế Tuấn, 1963. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong trồng trọt. Nhà xuất bản Nông thôn, Hà Nội, trang 114-118. 2 Viện Thổ nhưỡng Kông hóa, 1998. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 3 ACOM, 1998. First Asian Conference on Mycorhiza. University of Madras, India, 44 p. 3248x - 41344x2 + 131585x3
Chủng SHM 04 - DH 047: y = - 9,64 + 73,89x - 9423,03x2 + 29988,41x3 between VAM Chủng SHM 04 - DH 039: y = - 35,19 + 3299,80x - 43208,18x2 + 138234,40x3 4 Asimi S et al., 2005. Influence of increasing soil phosphorus levels on and interactions Rhizobium in soybeans. Canadia J. of Botany, 58/2005, pp. 2200-2205
in Forestry Tất cả các phương trình trên đều có hệ số tương quan R2=1 (tương quan tuyến tính hoàn toàn).
5 Brundrett. Mark et. al., 1996. Working and with Mycorhiza Agriculture. Canberra, Australia 1996, pp 141-252. IV. KẾT LUẬN
transporter from
6 Harrison M. J, Van Buuren M. L, 1995. A phosphate the mycorhizal fungus Glomus versiforme. Nature. 1995 Dec 7, 378(6557), pp. 626-629. - Trong điều kiện cơ chất là than bùn Hoà Lạc với các cây ký chủ được khảo sát, số lượng bào tử nấm rễ và tỷ số xâm nhiễm có khác nhau ở các công thức có hàm lượng P2O5 tổng số khác nhau.
)gười phản biện: Bùi Huy Hiền
- Số bào tử và tỷ số xâm nhiễm cao nhất ở công thức có hàm lượng P2O5 tổng số là 0,05% (chủng SHM 04 - DH 01 số lượng bào tử đạt 25,20 bào tử/g mẫu và tỷ số xâm nhiễm là 27,68%; chủng SHM 04 - DH 047 có số bào tử trung bình đạt 8,60 bào tử/g mẫu và tỷ số xâm nhiễm đạt 7,24%; chủng SHM 04 - TC 139 có số bào tử trung bình đạt 14,60 bào tử/g mẫu và tỷ số xâm nhiễm đạt 39,06%), giảm dần khi tăng hoặc giảm lượng P2O5.
- Liều lượng phốtpho tổng số cao (mức 0,09% và mức 0,2%) làm cho các thể A (arbuscular) nhỏ và ít về số lượng.
- Tương quan giữa hàm lượng P2O5 tổng số với số bào tử cũng như tỷ số xâm nhiễm là một hàm bậc 3 đầy đủ.
