Đề tài: Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến năng suất lạc trong vụ Xuân 2010 tại HTX Hương Long, thành phố Huế

Chia sẻ: Le Chi Hung Cuong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:54

Thêm vào BST

Báo xấu

183
lượt xem 66
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước ta là một nước nông nghiệp, cùng với sự phát triển của nền kinh tế trong nước, ngành nông nghiệp nói chung và nghành trồng trọt nói riêng cũng không ngừng đi lên về mọi lĩnh vực như: Nghiên cứu các biện pháp thâm canh cây trồng, chọn tạo bộ giống thích hợp cho từng vùng, phát triển cơ giới hoá cho địa phương,… Đặc biệt trong những năm gần đây nước ta chủ động phát triển nông nghiệp theo hướng công nghiệp hoá, mở rộng diện tích canh tác, nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu trong...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến năng suất lạc trong vụ Xuân 2010 tại HTX Hương Long, thành phố Huế

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài: Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến năng suất lạc trong vụ Xuân 2010 tại HTX Hương Long, thành phố Huế
MỤC LỤC Phần 1 .................................................................................................................... 3 ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 4 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 4 1.2. Mục đích của đề tài ........................................................................................ 6 Phần 2 .................................................................................................................... 7 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................. 7 2.1. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và Việt Nam........................................ 7 2.1.1. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới........................................................... 7 2.1.2 Tình hình sản xuất lạc ở Việt Nam ............................................................. 8 2.1.2.1. Tình hình sản xuất lạc trong nước.......................................................... 8 2.1.2.2. Tình hình sản xuất lạc ở Thừa Thiên Huế .......................................... 10 2.2. Tình hình nghiên cứu về vi khuẩn nốt sần................................................. 11 2.3. Vai trò của vi khuẩn nốt sần ....................................................................... 13 2.4. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần trên thế giới và Việt Nam......................................................................................................... 15 2.4.1. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần trên thế giới .............................................................................................................................. 15 2.4.2. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khẩn nốt sần ở Việt Nam. .............................................................................................................................. 16 Phần 3 .................................................................................................................. 18 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 18 3.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 18 3.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 18 3.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 18 3.3.1.Trong phòng thí nghiệm............................................................................ 18 3.3.2. Nghiên cứu ngoài đồng ruộng .................................................................. 21 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................ 26 Phần 4 .................................................................................................................. 27 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................................ 27 4.1. Ảnh hưởng của việc nhiễm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến thời gian sinh trưởng phát triển........................................................ 27
4.2. Ảnh hưởng của việc nhiễm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến sự tăng trưởng chiều cao thân chính của cây lạc............................. 29 4.3. Ảnh hưởng của việc nhiễm chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến sự phát sinh cành lạc. ....................................................... 32 4.4. Ảnh hưởng của việc nhiễm chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến số lá trên thân chính của cây lạc ..................................... 34 4.5. Ảnh hưởng của việc nhiễm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến sự ra hoa của cây lạc. ......................................................................... 37 4.6. Ảnh hưởng của việc nhiễm chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến sự hình thành nốt sần trên rễ lạc.................................... 39 4.7. Ảnh hưởng của việc nhiễm chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lạc. .......... 42 4.8. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau bón cho lạc: ................................................................... 46 Phần 5 .................................................................................................................. 49 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................ 49 5.1. Kết luận.......................................................................................................... 49 5.2. Đề nghị .......................................................................................................... 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 51 Phần 1
ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Tính cấp thiết của đề tài N ước ta là một nước nông nghiệp, cùng với sự phát triển của nền kinh tế trong nước, ngành nông nghiệp nói chung và nghành trồng trọt nói riêng cũng không ngừng đi lên về mọi lĩnh vực như: N ghiên cứu các biện pháp thâm canh cây trồng, chọn tạo bộ giống thích hợp cho từng vùng, phát triển cơ giới hoá cho địa phương,… Đ ặc biệt trong những năm gần đây nước ta chủ động phát triển nông nghiệp theo hướng công nghiệp hoá, mở rộng diện tích canh tác, nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu trong đó có cây lạc. Cây lạc (Archist hypogea.L) là cây công nghiệp quí và quan trọng ở nước ta, được trồng từ Bắc vào Nam với nhiều tên gọi khác nhau như lạc, đậu lạc, đậu p hụng,… Tuy nhiên lạc không phải là cây nguyên sản ở Việt Nam. Lich sử trồng lạc ở Việt Nam hiện nay chưa xác minh rõ ràng. Nếu căn cứ vào tên gọi mà xét đoán thì danh từ “lạc” có thể là do từ Hán “Lạc hoa sinh” là từ người Trung Quốc gọi cây lạc, như vậy có thể lạc từ Trung Quốc nhập vào nước ta khoảng thế kỷ XVII - XVIII. Tuy nhiên, về mặt địa lý, nước ta gần vùng Phillipin - Malaixia - Inodnesia, một trong hai trung tâm phân hoá bậc hai của cây lạc. Có thể sau khi đến Phillipin cây lạc cũng từ đây theo các nhà buôn và các nhà truyền giáo Châu Âu vào nước ta. Tóm lại, còn quá sớm khi đưa ra một kết luận nào dù là bước đầu về quá trình nhập nội cây lạc. Lạc là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và mang lại giá trị kinh tế lớn. Sản phẩm chính của lạc là hạt lạc, trong hạt có chứa hàm lượng dầu cao, biến động từ 40 - 57%, hàm lượng protein 22 - 27%, glucid 15,5%, xenlluloz 2,5%. V ề mặt vitamin, lạc là thức ăn giàu vitamin nhóm B (trừ B12) như tiamin (B1), riboflavin (B2), acid pantotenic (B3), B6, acid nicotinic (PP), vitamin E, F thuộc loại khá [1]. Từ lạc, có thể chế biến thành nhiều loại thức ăn như bơ lạc, bột lạc, sữa lạc, format lạc,… và các phụ phẩm từ lạc như khô dầu lạc, thân lá, vỏ lạc,… làm thức ăn rất tốt trong chăn nuôi.
Theo niên giám thống kê 2009, tình hình năng suất lạc của Việt Nam từ 1996 - 2008 tăng lên khá cao (13,6 - 20,85 tạ/ha). Mặc dù năng suất lạc của nước ta có tăng qua các năm nhưng vẫn thấp hơn một số nước trên thế giới như Trung Quốc (13,2 tấn/ha. 2006), Hoa kỳ (2,06 tấn/ha. 2006). Một trong những yếu tố để nâng cao năng suất lạc là bón phân cho lạc, trong đó phải nói đến vai trò của phân đạm. Nếu thiếu đạm thì thân có màu đỏ, lá vàng, năng suất giảm hẳn, thiếu đạm nghiêm trọng có thể chết hai tháng sau trồng. Nhưng nếu lượng đạm bón cho lạc quá nhiều thì lạc dễ bị lốp, sâu bệnh nhiều, số quả chắc giảm, sinh trưởng dinh dưỡng kéo dài. Một điều đặc biệt là trên rễ cây lạc có vi khuẩn nốt sần sống cộng sinh và có thể cố định được khoảng 50 - 600 kg N/ha/năm. Nhờ đó mà cây lạc có khả năng tự cung cấp 5 0 - 60% nhu cầu đạm [15]. Nhờ vậy có thể giảm đ ược lượng đạm hoá học bón cho cây ít hơn so với nhu cầu thực tế. Trên cơ sở khả năng cố định Nitơ của vi khuẩn nốt sần, người ta đ ã sản xuất ra chế phẩm nitrazin (chế phẩm vi khuẩn nốt sần). Chế phẩm này được bón vào đất hoặc tẩm vào hạt lạc trước khi gieo sẽ cho năng suất cây bộ đậu có thể tăng 14 - 15% . Tuy nhiên, để mang lại hiệu quả cao nhất trong việc nhiễm chế phẩm vi khuẩn nốt sần thì việc sử dụng phân đạm phải có liều lượng hợp lý. Vì khi nhiễm chế p hẩm vi khuẩn nốt sần cho lạc sẽ làm tăng khả năng cố định đạm nhờ có sự cộng sinh của vi khuẩn nốt sần. Nhưng trong trường hợp này, nếu chúng ta bón lượng đạm cho lạc nhiều sẽ ức chế sự sinh trưởng và khả năng cố định đạm của vi khuẩn nốt sần. Như vậy thì việc sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần trở nên vô ích và lãng phí lượng đạm đã dùng. X uất phát từ vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khác nhau đến năng suất lạc trong vụ Xuân 2010 tại HTX Hương Long, thành phố Huế” .
1.2. Mục đích của đề tài - Khẳng định vai trò của VKNS đến sinh trưởng, phát triển và năng suất lạc. - Xác định liều lượng đạm thích hợp nhất bón cho lạc ở địa bàn nghiên cứu. - X ác định hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm VKNS đ ến đặc tính sinh học và hóa học của đất trồng lạc.
Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và Việt Nam 2.1.1. Tình hình sả n xuất lạ c trên thế g iới Cây lạc xếp thứ 13 trong các cây thực phẩm trên thế giới. Nó có nguồn gố c từ N am Mỹ nhưng hiện tại được trồng từ 400 vĩ Bắc đến 400 vĩ Nam thuộc vùng nhiệt đới và các vùng ấm áp trên thế giới [1 ]. Bảng 2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng lạ c trên thế giới Diện tích Năng suất Sản lượng Chỉ tiêu (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) N ăm 2005 2006 2007 2005 2006 2007 2005 2006 2007 Tên nước Thế giới 23,61 22,23 23,39 1,61 1,55 1,49 38,09 34,47 34,85 Trung Quốc 4,68 4,72 5,06 3,07 3,12 2,65 14,39 14,72 13,09 Ấn Đ ộ 6,74 5,80 8,00 1,19 0,86 0,96 7,99 4,98 6,60 N igieria 2,18 2,22 2,23 1,59 1,72 2,23 3,48 3,82 3,83 Indonexia 0,72 0,70 0,70 2,04 2,08 1,61 1,47 1,47 1,47 Mỹ 0,65 0,49 0,53 3,31 2,96 3,54 2,18 1,48 1,69 X êngan 0,77 0,59 0,60 0,91 0,77 0,79 0,70 0,46 0,43 X u Đăng 0,96 0,94 0,92 0,54 0,58 0,50 0,52 0,54 0,46 Myanma 0,65 0,65 0,66 1,40 1,40 1,50 0,91 0,91 1,00 Camơrun 0,31 0,31 0,30 0,76 0,53 0,53 0,23 0,16 0,16 V iệt Nam 0,27 0,25 0,25 1,81 1,09 1,96 0,49 0,46 0,49 (nguồn: www.faostat.org.vn, 2009) [21]
Theo số liệu của FAO trên thế giới hiện có trên 100 nước trồng lạc, với tổng diện tích ít biến động ở các vụ trong năm. Tuy nhiên, sự phân bố về diện tích, năng suất, sản lượng lại tập trung không đều giữa các khu vực trồng lạc khác nhau trên thế giới, tập trung chủ yếu ở 3 châu lục là châu Á, châu Phi và châu Mỹ. Trong đó, khoảng 90% diện tích lạc tập trung ở lục địa Á Phi. Ở các nước châu Á chiếm 63,17% tổng diện tích, châu Phi 31,81%, châu Mỹ 5,8%, châu Âu 0,22% [21]. Châu Á bao giờ cũng đứng đầu thế giới về sản lượng lạc. 2.1.2 Tình hình sản xuất lạc ở V iệt Nam 2.1.2.1. Tình hình sản xuấ t lạc trong nước Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đ ới gió mùa nên có những điều kiện rất thích hợp cho cây lạc phát triển. Cây lạc đã được nhân dân ta trồng từ lâu đời và đã trở thành thực phẩm thông dụng trong b ữa ăn hàng ngày của người dân. Trong phạm vi toàn quố c, lạc được phân bố chủ yếu ở 4 vùng lớn là đồng bằng và trung du Bắc Bộ, đồng bằng Sông Hồng, Khu IV cũ và miền Đông N am Bộ. Cả 4 vùng này chiếm trên 3/4 diện tích và sản lượng lạc, số còn lại nằm rải rác ở các tỉnh . Vùng trung du Bắc Bộ, cây lạc chủ yếu được trồ ng trên đất bạc màu như ở Bắc Giang, Phú Thọ, V ĩnh Phúc,…vụ lạc chính từ tháng 2 đến tháng 6. Vùng đồng bằng Bắc Bộ thì trồng trên chân đ ất bãi ven sông, chân đất bạc màu,… Vùng duyên hải Bắc Miền Trung trồ ng trên vùng đất cát ven biển là chính.Vùng Nam Trung Bộ và Tây Nguyên thường lạc được trồng trên chân đất cát ven sông suối, đất đỏ, đất đen. Vùng Đông Nam Bộ trồ ng trên các loại đất đỏ bazan, đất đen,… Trong các vùng, diện tích lạc tập trung nhiều nhất ở vùng duyên hải Bắc Miền Trung. Với phương hướng phát triển sản xuất nông nghiệp là nền sản xuất hàng hóa, phát huy các lợi thế của vùng chuyển dịch cơ cấu mùa vụ hợp lý đ ể né tránh thiên tai, tập trung phát triển cây màu, cây công nghiệp, cây ăn quả. Trong đó, cây lạc là thế mạnh của vùng. Dự kiến đến 2010, diện tích lạc toàn vùng đạt 93.000 ha [21], tập trung ở các tỉnh: Nghệ An, Thanh Hóa, Hà
Tĩnh,… Mở rộng diện tích lạc chủ yếu bằng phương pháp tăng vụ, thay đổi công thức luân canh, chuyển một phần diện tích khoai lang xuân, đất cát ven biển để trồng lạc . D iễn biến về diện tích, năng suất, sản lượng lạc ở V iệt Nam trong 10 năm qua được thể hiện ở bảng 2.2 . Bảng 2.2. D iện tích, năng suấ t và sản lượng lạc ở Việt Nam Chỉ tiêu D iện tích Năng suất Sản lượng (tạ/ha) (nghìn tấn) (nghìn ha) Năm 1998 269,4 14,3 386,0 1999 247,6 12,8 318,1 2000 244,9 14,5 355,3 2001 244,6 14,8 363,1 2002 246,7 16,2 400,4 2003 243,8 16,6 406,2 2004 263,7 17,8 469,0 2005 269,6 18,1 489,3 2006 249,3 18,6 464,9 2007 250,0 19,6 490,0 2008 256,0 20,09 533,8 (Nguồn: www.faostat.org.vn, 2009)[21] Năm 1999 năng suất là 12.8 (tạ/ha) có giảm nhẹ so với năm 1998 (14,3 tạ/ha) do điều kiện khí hậu khắc nghiệt nên năng suất giám với năm trước, nhưng đ ến năm sau đó năm 2000 14.5 (ta/ha) năng suất bắt đầu tăng nên, năm sau cao hơn năm trước đến năm 2008 năng suất lạc bình quân cả nước là 20,09 (tạ/ha).đưa sản lượng đạt mức 533,8 nghìn tấn tăng 147,8 nghìn
tấn so với năm 1998. Nhìn chung trong vòng gần 10 năm (1998-2007) tình hình sản xuât lạc ở V iệt Nam có nhưng thay đổi rõ rệt về năng suất cũng như sản lượng trong khi diện tích canh tác hàng năm gần như không có nhiêu biến đổ i. Có được kết quả này là nhờ sự quan tâm , đầu tư nghiên cứu, chuyển giao và ứng dụng ngày càng nhiều tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lạc nói riêng. 2.1.2.2. Tình hình sản xuất lạc ở Thừa Thiên Huế Thừa Thiên Huế là một tỉnh thuộc vùng Bắc Trung Bộ. Đây là tỉnh có nhiều tiềm năng đ ể phát triển cây lạc. Quy hoạch tổ ng thể phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh đến 2010 đã xác định diện tích trồng lạc là 8.000 ha và sản lượng dự kiến là 16.000 tấn. Ở tỉnh Thừa Thiên Huế cây lạc được xem là cây trồng quan trọ ng mang lại hiệu quả kinh tế cao và ổn đ ỉnh. N hiều nơi đ ã chuyển đổi cơ cấu m ở rộng diện tích trồng lạc, đầu tư vào sản xuất lạc nên diện tích và năng suất đã có những thay đổi đáng kể trong những năm gần đ ây. Q ua số liệu thố ng kê ta thấy diện tích trồ ng lạc từ năm 2000 - 2002 liên tục tăng đạt đ ến 4.880 ha (2002), đến năm 2003 có giảm do giá cả không ổn định bên cạnh đó sự chuyển giao một phần đất trồng lạc sang trồng sắn theo dự án nhà máy tinh bột sắn của tỉnh, nhưng từ năm 2004 đ ến nay diện tích trồng lạc của tỉnh bắt đầu tăng lên nhẹ và sự tăng giảm diện tích là không lớn lắm.Về năng suất, từ 2000 - 2007 có xu hướng tăng và đạt 20,0 tạ/ha vào năm 2007 tăng 6 tạ/ha so với năm 2000 (14,1 tạ/ha). Diện tích lạc ít thay đổi nhưng do năng suất tăng nên sản lượng lạc ngày càng tăng, năm 2000 (5.500 tấn) đến năm 2007 (9.549 tấn) tăng 4.049 [19]. Đạt được những thành tựu trên đáng kể trên là nhờ sự quan tâm đầu tư của tỉnh Thừa Thiên Huế đến nông nghiệp nói chung và cây lạc nói riêng. Mặc dù vậy tiềm năng phát triển cây lạc vẫn còn rất lớn, cần có những chính sách hợp lý đ ể thúc đ ẩy phát triển diện tích trồng lạc. Bảng 2.3. Tình hình sản xuất lạ c ở Thừa Thiên Huế
Chỉ tiêu D iện tích Năng suấ t Sản lượng (ha) (ta/Ha) (tấn) Năm 2000 3900 14,1 5500 2001 4800 12,3 5900 2002 4880 14,9 7300 2003 4500 15,9 7300 2004 4670 17,0 7520 2005 4830 17,6 8400 2006 4720 18,6 8800 2007 4763 20,0 9549 2008 4100 15,3 6300 (Nguồn: Niên giám thố ng kê, 2007)[19] 2.2. Tình hình nghiên cứu về vi khuẩn nốt sần N ăm 1886, Hellriegel và Uynfac đã khám phá ra bí ẩn của quá trình cố định nitơ phân tử. Họ đã chứng minh được khả năng của cây bộ đậu lấy đ ược nitơ khí quyển là nhờ vi khuẩn nốt sần sống ở vùng rễ cây bộ đậu và đặt tên cho loại vi khuẩn này là Bacillus radicicola. Năm 1889, Pramovskii đ ã đổi tên vi khuẩn này là Bacterium radicicola. Đến cuối năm 1889. Frank đề nghị đổi tên là Rhizobium [6]. V i sinh vật cộng sinh với cây bộ đậu, thuộc lo ại hiếu khí, Gram âm, không sinh bào tử. Vi khuẩn nốt sần phát triển tốt ở pH 6,5 - 7,5; Nhiệt độ 24 - 26oC; Ẩm độ 50 - 70%. Có hình dạng thay đổi tuỳ theo từng giai đoạn phát triển và điều kiện sống: Khi còn non có hình que ngắn, bắt màu đồng đều và có khả năng chuyển động nhờ tiêm mao, khi về già bất động, tế bào có kích thước lớn, phân nhánh thành các hình X, Y, V,…chứa nhiều glycogen, volutin và lypoprotein gọi là thể giả khuẩn (Bacteroid). Thể giả khuẩn là trạng thái duy nhất có khả năng cố định nitơ của vi khuẩn nốt sần, giai đoạn này trùng
với giai đoạn ra hoa của thực vật, khi đó cường độ cố định nitơ của chúng là cực đại. Vi khuẩn nốt sần có tính chuyên hoá cao, mỗi loài chỉ có khả năng xâm nhiễm một nhóm cây họ đậu nhất định. Theo Bergey (1957) thì vi khuẩn Rhizobium bao gồm 6 loài: R. leguminosarum; R. phasseoli; R. trifolii; R. lupine; R. japonicum ; R. meliloti. N gay từ 1888, người ta đã phát hiện rằng vi khuẩn nốt sần cộng sinh với cây trồng thuộc bộ đậu có thể cố định được nitơ trong khí quyển nhưng khi nó sống đơn độc trong đất lại không làm được điều đó. Quá trình khử N2 thành NH 3 là do sự tham gia Nitrogenaza trong vi khuẩn, Nitrogenaza tạo thành từ 2 bản thể: Một bản thể có phân tử thấp và chứa Fe; Một bản thể có phân tử lượng cao và chứa Fe+Mo. Khi ở trong đất, 2 bản thể này tách rời nhau nên vi khuẩn không có khả năng cố định nitơ. Chỉ khi vào nốt sần có ATP của lạc đã làm cho nó khít lại, khi đó quá trình khử nitơ mới diễn ra. Sau khi rễ ăn sâu vào đất, nó tiết ra các chất hữu cơ (đường, axít hữu cơ, vitamin, enzim,…) hấp dẫn vi khuẩn nốt sần tương ứng. Vi khuẩn nốt sần xâm nhập vào rễ cây bộ đậu thông qua các lông hút hoặc những tế b ào bị thương của biểu b ì và vỏ rễ, đặc biệt là những chỗ phân nhánh của rễ. Do sự kích thích của vi khuẩn, rễ tiết ra chất dịch bao vây lấy đường đi của vi khuẩn và cũng là chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn, chúng tạo thành dây xâm nhập nên vi khuẩn chỉ tiến vào tầng nội bì của rễ. Trong dây xâm nhập vi khuẩn tiếp tục sinh sản, làm kích thích các tế b ào b ị xâm nhiễm và các tế b ào bao xung quanh, chúng nhanh chóng vào các tổ mô phân sinh và hình thành các tế bào mới, từ đó phình ra tạo thành nốt sần [11]. Những nốt sần có khả năng cố định nitơ phải là những nốt có dịch màu hồng đỏ, đó là màu của Leghemoglobin, khi nốt sần già không thấy có Leghemoglobin trong dịch, nốt sần mất màu hồng đỏ và cũng không còn khả năng cố định đạm nữa. Thời gian đầu, sự cố định nitơ chưa có ý nghĩa đối với sinh trưởng phát triển của cây lạc. Từ khi lạc ra hoa, đặc biệt là thời kỳ ra hoa rộ và hình thành quả, sự cố định nitơ ngày càng có ý nghĩa và quan hệ lúc này là quan hệ cộng sinh: Vi khuẩn sử dụng nguồn dinh dưỡng cacbon của lạc (dưới dạng gluxít) và năng lượng, đồng thời cung cấp N2 dưới dạng NH 3 được cố định từ N 2 của không khí [2]. K hi nốt sần già vỡ ra, vi khuẩn trở lại cuộc sống.
Theo ThomTon H.G, Kleczekowski 1950, John et al. 1950 cho biết : “ Các chủng vi khuẩn nào có khả năng sống sót tối đa là những chủng có khả năng tạo nốt sần tối đa”, chính vì vậy phải biết được khả năng cạnh tranh tạo nốt sần của chủng vi khuẩn trước khi đưa ra đồng ruộng. Từ đó, khi sản xuất chế phẩm vi khuẩn nốt sần cần phải chọn được những chủng có sức sống cao, sinh trưởng, phát triển mạnh, có khả năng cố định đạm cao, đồng thời phải cạnh tranh được với các loại vi sinh vật đối kháng trong đất. 2.3. Vai trò của vi khuẩn nốt sần V i sinh vật có vai trò rất lớn trong quá trình chu chuyển vật chất, nó tồn tại và phát triển khắp nơi trên trái đ ất như: Trong đất , nước, không khí và trên bề mặt các vật và trong cơ thể động thực vật. Nó góp phần biến đổi đá mẹ thành đ ất, làm nên độ mùn của đất, làm giàu chất hữu cơ trong đất, nó có vai trò rất lớn trong đời sống hàng ngày của con người và đ ặc biệt trong đ ất, vi sinh vật giúp phân hủy xác bã hữu cơ. Theo nhiều tài liệu thì trung bình trong đất vi khuẩn chiếm 90% tổng số, xạ khuẩn chiếm 8%, vi nấm chiếm 1%, còn lại 1% là tảo và nguyên sinh động vật. Chúng tập trung và hoạt động mạnh ở vùng rễ cây. Trong đó thì nhóm vi sinh vật nốt sần cộng sinh với cây bộ đậu đang được mọi người quan tâm. Ngoài việc phân huỷ các chất hữu cơ trong đất thì chúng còn có khả năng cố định nitơ trong không khí để cung cấp nitơ dễ tiêu cung cấp cho cây trồng [5 ]. T rong khí quyển, N 2 chiếm 76,16% thể tích khí quyển. L ượng N 2 trong l ớp khí quyển b ên trên m ỗi km 2 đ ất có khoảng 800.000 tấn nitơ, lượng đủ cho cây sống trên kkho ảng 80 triệu năm nếu cây trồng đồng hoá đ ược chúng. Tuy n hiên con ngư ời cũng như cây trồng lại không thể tự lấy nitơ từ không khí vì phân tử N 2 trong khí quyển tồn tại ở trạ ng thái liên kết ba rất bền vững [13 ]. Muốn phá vỡ li ên kết này người ta phải sử dụng m ột năng lượng rất lớn đ ể hoạ t hoá. D ĩ n hiên trong cơ th ể sinh vật không thể đ áp ứng đ ược những điều kiện nh ư trên. Th ế nhưng vi khuẩn nốt sần và m ột số vi sinh vật nhờ có những hệ enzim có hoạt tính xúc tác mạnh l à nitrogenaza, c ũng có khả năng cố định N 2 trong điều kiện b ình thường.
V ới tiến bộ khoa học kỹ thuật, con người đã sản xuất được p hân đ ạm hoá học bằng cách phá vỡ liên kết ba trong phân tử nitơ, việc sản xuất phân đạm hoá học ngày càng tăng nhưng cũng chỉ đáp ứng một phần nhỏ lượng nitơ mà cây trồng lấy đi khỏi đất. Hàng năm sản phẩm nông nghiệp lấy đi khỏi đất khoảng 100 -110 triệu tấn N, trong khi đó phân đạm hoá học chỉ bổ sung được 30% số đạm bị lấy đi, chưa kể lượng phân đạm mà cây cần. Đối với lạc, N là yếu tố quan trọng bởi vì cây lạc chứa một lượng lớn trong thân, lá vá hạt lạc. Theo tài liệu của Xênêgan, một tấn lạc quả lấy đi 46 – 52 kg N. Khi thiếu N cây sinh trưởng và phát triển kém, lá chuyển màu vàng, thân chuyển nâu đỏ, nếu thiếu N nghiêm trọng thì sau hai tháng có thể chết đến 50% [12 ]. Tổ chức nông lượng thế giới (FAO) đã ước tính khả năng cố định nitơ cộng sinh của vi khuẩn nốt sần làm tăng năng suất của lạc 10 - 15%, thậm chí 50% ở vùng trồng lạc trên đất mới, đồng thời tăng phẩm chất một cách rõ rệt. Bón vi khuẩn nốt sần còn có tác dụng thúc đẩy quá trình sinh trưởng phát triển của cây nhanh hơn, sớm ra hoa đậu quả, số lượng nốt sần trên rễ nhiều hơn, giảm tỉ lệ sâu bệnh từ 25 - 50% so với bón phân hoá học [3]. Trong điều kiện tối ưu cây lạc có thể cố định được 200 - 600 kgN/ha/năm, vì vậy có khả năng cung cấp 50 - 60% nhu cầu đạm cho cây trồng, chính vì thế trong quá trình trồng lạc có thể giảm được 50 - 100 kg ure/ha. Nhằm phát huy vai trò tối ưu của vi khuẩn nốt sần, người ta sản xuất ra chế phẩm nitragin (chế phẩm vi khuẩn nốt sần), chế phẩm này được dùng để bón cho đất trồng lạc hoặc tẩm vào hạt giống trước khi gieo [11]. Mặt khác, vi khuẩn nốt sần có vai trò trong cải tạo đất. Trong cuộc cách mạng xanh, phân bón hoá học được coi là m ột công cụ hữu hiệu giải thoát nhân lo ại ra khỏi nạn đói triền miên. Nó làm tăng năng suất cây trồng rõ rệt. Tuy nhiên, sau hơn nửa thế kỷ sử dụng rộng rãi đến mức lạm dụng phân hoá học, các nước tiên tiến chợt nhận ra mặt trái của vấn đề là chất hoá học sử dụng trong nông nghiệp đã gây ô nhiểm cho môi trường không khi, đất, nước. K hi bón nhiều phân hoá học gây ra sự mất cân đối về dinh dưỡng do thiếu hụt chất hữu cơ, làm giảm đi sự hoạt động của vi sinh vật có ích trong đất, tập đoàn gây bệnh tăng lên kèm theo đó là nhiều loài sâu bệnh nguy hiểm gây
bệnh cho cây trồng. Đồng thời, vấn đề về dư lượng nitrat trong nông sản gây ra m ột số bệnh cho cây trồng và vật nuôi làm ảnh hưởng đến nông sản và ô nhiễm môi trường sống. Theo tính toán, trên trái đất có khoảng 100 triệu tấn đạm được tổng hợp từ khí trời, trong đó có 55 triệu tấn đ ược tổng hợp qua nốt sần cây bộ đậu, vi khuẩn sống cộng sinh rễ cây bộ đậu tạo ra khoảng 25 triệu tấn, vi khuẩn cộng sinh tạo ra 1 - 2 triệu tấn, tảo xanh tạo ra khoảng 10 tiệu tấn. Đạm ure sản xuất trong công nghiệp chiếm khoảng 10% tổng lượng đạm trên thế giới. Do đó sự tổng hợp N của vi sinh vật có tác dụng quan trọng tạo ra sự cân bằng đạm trong đất, làm tăng độ màu mỡ của đất đồng thời cung cấp đạm cho nhu cầu đạm của cây. K ết quả nghiên cứu của viện cây trồng nhiệt đới - Cộng hoà liên bang N ga cho thấy cứ 3 năm trồng cây đậu đỗ làm giàu cho đất 300 - 600 kgN/ha; cho 13 - 15 tấn mùn, cải thiện quá trình khoáng hoá trong đất và đẩy ra từ keo đất 60 - 8 0 kg P 2O5, 80 - 120 kg K2O/ha/năm, có thể thay thế được 20 - 60 kg đạm ure [10]. H àng năm cây trồng lấy đi từ đất hàng triệu tấn N, bằng cách bón phân con người trả lại cho đất khoảng hơn 40%, lượng thiếu hụt còn lại cơ b ản được bổ sung bằng N do hoạt động sống của vi sinh vật. Vì vậy, hiện nay việc nghiên cứu và sử dụng nguồn đạm sinh học được xem là giải pháp quan trọng trong nông nghiệp, đặc biệt là trong xu hướng phát triển nền nông nghiệp bền vững của thế kỷ XXI [2]. 2.4. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần trên thế giới và V iệt Nam. 2.4.1. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần trên thế giới Phân bón vi sinh do Noble Hiltmer sản xuất lần đầu tiên tại Đức năm 1896 và được đặt tên là nitragin. Sau đó loại phân này được phát triển sản xuất tại nhiều nước trên thế giới như ở Mỹ (1896), Canada (1905), Nga (1907), Anh (1910), Thụy Điển (1914) [22], và nhờ công nghệ tiên tiến mà ngày càng phong phú và phát huy tác dụng cao. Ở Mỹ năm 1895 lần đầu tiên người ta đ ã sản x uất đ ược nitragin - phân vi sinh để đưa vào ứng dụng trong nông nghiệp. Số lượng phân vi khuẩn nốt
sần sản xuất ở Mỹ hàng năm có thể xử lý cho 650 nghìn tấn hạt giống cây bộ đậu (Erdman 1962) [14]. Năm 1968, hơn 70% diện tích trồng đậu đã được xử lý bằng chế phẩm vi sinh vật cố định đạm. Ở N ga, vào đầu thế kỷ XX người ta đã bắt đầu thí nghiệm d ùng chế phẩm vi khuẩn nốt sần để tẩm cho cây bộ đậu và sau cách mạng tháng Mười những thí nghiệm đó đ ã được mở rộng. Nhà nông học Xô Viết nổi tiếng Doyarenko A.G đã viết rằng : “ Ở Liên Xô việc sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần đã trở thành biện pháp cơ bản phổ biến trong trồng trọt ” [14]. Tại các nước Đông Nam Á, Thái Lan là nước sử dụng phân vi khuẩn nốt sần nhiều nhất. Theo thống kê của Kong ngoen et al., số lượng chế phẩm vi khuẩn nốt sần đ ược sử dụng ở Thái Lan đã tăng từ 3,36 tấn/năm 1995 lên 203,28 tấn/năm 1997, tương đương với giá trị hàng hoá là 406,571 USD [5]. N hu cầu về phân bón vi sinh vật trên thế giới là rất lớn, và đây là phương hướng tương lai của nông nghiệp để nhằm giảm bớt các tác hại của việc sử dụng không cân đối các loại phân hoá học, việc làm này gây ô nhiễm môi trường và chi phí quá nhiều ngoại tệ cho nhập phân bón hữu cơ. 2.4.2. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khẩn nốt sần ở Việt Nam. Trong những năm gần đây, được sự quan tâm và nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước, phân vi sinh cố đ ịnh đạm đã được ứng dụng rộng rãi và mang lại những kết quả đáng khích lệ, thúc đẩy nghành sản xuất cây đ ậu đỗ Việt Nam phát triển khá nhanh và cho năng suất cao. Ở Việt Nam phân vi sinh cố định đạm, phân giải lân đ ã được nghiên cứu từ năm 1960 nhưng mãi đến 1980 mới đem vào thử nghiệm loại phân vi sinh cho cây đ ậu tương và chế phẩm V inaga, Rhidafo cho cây lạc (Của trường ĐH Cần Thơ) Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam phối hợp với ĐH nông nghiệp I H à Nội, ĐH tổng hợp H à Nội, sản xuất chế phẩm nitragin bón cho lạc, đậu tương có kết quả khả quan. Đ ến năm 1987, quy trình sản xuất nitragin trên nền chất mang là than bùn hoàn thiện trong chương trình 52B - 01-03.
Từ 1980 trở đi những kết quả nghiên cứu của Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam về chế phẩm vi khẩn nốt sần đã được áp dụng, tỷ lệ diện tích được nhiễm đã đ ược tăng lên, được thể hiện ở bảng sau: Bảng 2.4. Tình hình sử dụng chế phẩm nitragin cho cây đậu đỗ ở Việt Nam Diện tích trồng D iện tích xử lý Tỷ lệ xử lý Năm (1000ha) (ha) (%) 197 9 96,7 0 0,00 1980 106,1 4 0,03 1981 120,1 8 0,06 1982 130,8 12 0,09 1983 141,1 40 0,28 1984 170,4 50 0,29 1985 212,7 100 0,47 1986 224,5 200 0,89 1987 237,8 250 1,00 1988 230,0 320 1,39 1989 238,2 380 1,82 1990 204,2 400 1,95 (Niên giám thống kê Việt Nam năm 2008)[21] Tuy nhiên, việc sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần ở Việt N am vẫn còn một số hạn chế nhất định như: Các kết quả nghiên cứu thu đ ược chỉ dừng lại ở mức độ phòng thí nghiệm, nếu có đưa ra áp d ụng thì hiệu quả cũng chưa cao do các chủng vi khuẩn không phù hựp với các điều kiện thực tế sản xuất. Thêm vào đó chúng ta chưa có nhà máy chuyên sản xuất đủ để cung ứng cho cả nước. V ì vậy cần phải có chính sách đầu tư hợp lý và kịp thời để xây dựng các cơ sở chuyên sản xuất phân bó n vi sinh và rút ngắn kho ảng cách phòng thí nghiệm ra đồng ruộng.
Phần 3 ĐỐI TƯ ỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Giống lạc L14 được sử dụng làm đối tượng nghiên cứu, đây là giống của Trung tâm Đậu đỗ, Vện khoa học nông nghiệp Việt Nam chọn lọc từ giống lạc QĐ5, có nguồn gốc từ Trung Quốc. Dạng cây đứng, thời gian sinh trưởng ở vụ xuân là 120 - 150 ngày, năng xuất quả vụ xuân 35 - 45 tạ/ha, khối lượng 100 hạt 50 - 60 g, khối lượng 100 quả 155 - 165 g, tỷ lệ nhân 73 - 75%, có khả năng kháng bệnh cao, chịu hạn tốt, đươc công nhận vào năm 2002. - Chế phẩm VKNS là chủng PC13 được phối chế tại phòng thí nghiệm canh tác học, khoa Nông học, trường ĐH Nông Lâm Huế. 3.2. Nội dung nghiên cứu - N ghiên cứu một số chỉ tiêu về sinh trưởn g, phát triển và năng suất lạc ở các công thức thí nghiệm. - X ác định số lượng và khối lượng nốt sần trên rễ lạc ở các công thức. - N ghiên cứu một số chỉ tiêu hóa tính và sinh tính của đất trước và sau khi trồng lạc. 3.3. Phương pháp nghiên cứu 3.3.1.Trong phòng thí nghiệm 3.3.1.1 . Nhân giống chủng VKNS: Môi trường đ ược sử dụng là YMA có thành phần như sau: Cao nấm men 0,4g Manitol 10,0g N aCl 1,0g MgSO 4.7H 2O 0,2g CaCO3 4,0g K 2HPO4 0,5g Agar 20,0g N ước cất 1000ml D ung dịch tím kết tinh 1ml
N uôi cấy VKNS: Nấu môi trường YMA và cho vào khoảng ¼ các ống nghiệm đã khử trùng. Đưa các ống nghiệm này vào nồi áp suất ở 1 at trong 30 phút để khử trùng môi trường. Khử trùng xong làm thạch nghiêng các ống nghiệm, khi thạch đông cho các ống nghiệm vào tủ ấm 300C trong 2 - 3 ngày. Cấy VKNS đã được phân lập vào các ống nghiệm không nhiễm rồi cho lại vào tủ ấm 2 - 3 ngày. N hân nhanh VKNS: Pha chế môi trường YMA (không có agar) và cho khoảng 300 - 400 ml vào bình tam giác 500ml đã khử trùng. Khử trùng môi trường ở 1 at trong 30 phút, để nguội và đưa vào tủ cấy vô trùng. Cho VKNS đã cấy ở trên vào bình tam giác (khoảng 10 ống nghiệm/bình). Để nhân sinh khối, khoảng 4 - 5 ngày ta có dịch huyền phù VKNS. Sau đó kiểm tra mật độ VKNS trong bình nhân giống, đảm bảo mỗi ml dịch huyền phù có tối thiểu 10 9 CFU. 3.3.1.2 . Cách phối và kiểm tra chế phân VKNS: - X ử lý chất mang: Chất mang để phối chế chế phẩm VKNS là than bùn. + Than bùn được hong khô tự nhiên, nghiền nhỏ, rây bằng rây có đường kính lỗ rây 0,1mm, khử chua bằng CaCO3 để đảm bảo pH của than bùn là 6,5-7. + Chất phụ gia thêm vào trong 100g than bùn là: Saccaroza 1g Supe lân 2,5g Molipdatamon 0,1g Sunfat sắt 0,5g + Đóng than bùn đã xử lý vào túi polyetylen (5x10cm) và khử trùng bằng nồi hấp ở áp suất 1,5 at trong 1,5 giờ. - Đưa VKNS vào chất mang: Dùng xilanh hút dịch huyền phù VKNS và tiêm vào các túi polyetylen có than bùn đã khử trùng, khoảng 25ml/100g than bùn. - K iểm tra chất lượng chế phẩm: Để kiểm tra chất lượng chế phẩm chúng tôi dựa trên những chỉ tiêu sau: + Đảm bảo 1g chế phẩm có tối thiểu 109 tế bào. + Ẩm độ đạt 40 - 50%. + Tổng số VK lạ không vượt quá 8% tổng số VKNS, không có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn.
Phương pháp xác định số lượng VKNS có trong chế phẩm: Để xác định số lượng VKNS có trong chế phẩm chúng tôi sử dụng phương pháp đếm số khuẩn lạc tạo thành khi nuôi cấy trên môi trường đặc, môi trường để nuôi cấy VKNS là môi trường YMA N = X x 1/ V x K X : Số khuẩn lạc trung bình đếm được ở các đĩa peptri. V : Thể tích huyền phù VKNS cấy vào 1 đĩa peptri (ml). K : Độ pha loãng dung dich huyền phù VSV 3.3.1.3 . Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hóa tính, sinh tính của đất trồng lạc trước và sau khi thu hoạch. - Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hóa tính của đất: + pH đ ất: Xác định theo phương pháp pH metre. + Lân tổng số và lân dễ tiêu: Sử dụng phương pháp so màu Ôniani. + Mùn tổng số được xác định bằng phương pháp Tiurin. + Đạm tổng số được phân tích theo phương pháp Kendan. - Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hóa tính của đất: V ới thời gian có hạn và điều kiện phòng thí nghiệm chưa thật đầy đủ dụng cụ, chúng tôi chỉ phân tích một số nhóm VSV chủ yếu bằng phương pháp đếm số khuẩn lạc tạo thành sau khi nuôi cấy trên môi trường đặc. Đ ể xác định số lượng VK tổng số, chúng tôi sử dụng môi trường cao thịt - pepton đặc. Đ ể xác định số lượng VK phân giải lân vô cơ chúng tôi sử dụng môi trường đặc có thành phần như sau: G lucoza: 10g K Cl: 0 ,3g Ca3(PO4)2: 2g MgSO4.7H2O: 0,3g FeSO4.7H2O: 0,03g MnSO4.7H 2O: 0,03g N aCl: 0,3g Agar: 20g N ước máy: 1000ml