Đề tài: Hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. trên cây lúa cao sản trồng ở Hậu Giang

Chia sẻ: Lâm Văn Bạch | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

226
lượt xem 67
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đánh giá hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. KG1, Burkholderia sp. KG2, và dòng phối trộn Burkholderia sp. KG1 với Burkholderia sp. KG2, tác động đến năng xuất lúa cao sản OM4218 được trồng ở Hậu Giang.Tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm cung cấp cho cây lúa để đạt năng suất cao nhất.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. trên cây lúa cao sản trồng ở Hậu Giang

Đề tài "Hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. trên cây lúa cao sản trồng ở Hậu Giang"
MỤC LỤC LỜ I C Ả M TẠ ................................................................................................ iii TÓM LƯỢC .................................................................................................... iv Mục Lục ................................................................................................ ........... vi Danh sách bảng ................................................................ ............................... ix Danh sách hình ................................................................................................. x Danh sách các từ viết tắt ................................................................................. xi Chương 1: GIỚI THIỆU .................................................................................. 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................... 1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................. 2 1.3 NỘI DUNG ........................................................................................... 2 1.4 PHẠM VI NGHIÊN C ỨU ................................................................... 2 Chương 2: TỔNG QUAN ................................................................................ 3 2.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM CHO CÂY LÚA CAO SẢN Ở ĐBSCL ................................................................ .......................................... 3 2.2 SƠ LƯỢC VI KHUẨN ........................................................................ 3 2.2.1 Đặc điểm chung của vi khuẩn Burkholderia................................ .. 3 2.2.2 Một số chủng Burkholderia điển hình ........................................... 4 2.2.3 Vi khuẩn Burkholderia sp ............................................................. 5 2.3 VAI TRÒ CỦA ĐẠM ĐỐI VỚI CÂY LÚA VÀ CƠ CHẾ CỐ ĐỊNH ĐẠM SINH HỌC ......................................................................................... 7 Vai trò của đạm đối với cây trồng ................................................. 7 2.3.1 Cơ chế cố định đạm sinh học ...................................................... 10 2.3.2 2.4 SƠ LƯỢC VỀ CÂY LÚA .................................................................. 16 Phân loại theo khoa học................................ .............................. 16 2.4.1 Đặc điểm sinh vật học của cây lúa .............................................. 16 2.4.2 Đặc điểm của giống lúa OM4218 ............................................... 20 2.4.3 2.5 KỸ THUẬT CANH TÁC .................................................................. 20 Thời vụ ..................................................................................... 20 2.5.1 2.5.2 Chuẩn bị giống ........................................................................... 21 2.5.3 Làm đ ất....................................................................................... 21 2.5.4 Gieo sạ........................................................................................ 22 2.5.5 Chăm sóc ................................................................ .................... 22 Thu hoạch và đánh giá năng xuất ............................................... 26 2.5.6 Chế biến và bảo quản (sơ chế) ................................ .................... 26 2.5.7 2.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VI KHUẨN CỐ Đ ỊNH ĐẠM TRONG NÔNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM ............................ 27 2.6.1 Lịch sử phát triển phân vi sinh ................................ .................... 27 2.6.2 Ứng dụng phân vi sinh trong sản xuất nông nghiệp .................... 27 2.6.3 Ứng dụng vi khuẩn cố định đạm tự do trên cây lúa ..................... 29 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 33 3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ...................................................... 33 3.1.1 Vật liệu ................................ ............................................................ 33 3.1.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ......................................................... 33 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................... 36
3.2.1 Thời gian và địa điểm ................................................................. 36 Nhân mật số vi khuẩn Burkholderia sp.KG ................................ 36 3.2.2 3.2.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm...................................................... 36 3.2.4 Các ch ỉ tiêu theo dõ .................................................................... 40 3.2.5 Ph ương pháp xử lý số liệu........................................................... 40 Chương 4: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN ................................ .................... 41 4.1. KẾT QUẢ CỦA VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM Burkholderia sp. ẢNH H ƯỞNG LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA GIỐNG LÚA OM4218 ............. 41 4.1.1. Kết quả chiều dài rễ lúa các giai đoạn phát triển sau sạ ................ 41 4.1.2. Kết quả chiều cao cây lúa các giai đoạn phát triển sau sạ ............. 43 4.1.3. Kết quả số chồi lúa các giai đoạn phát triển saus sạ...................... 45 4.1.4. Kết quả trọng lượng khô lúa các giai đoạn phát triển sau sạ .......... 47 4.2 K ẾT QUẢ TÁC ĐỘNG CỦA VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM Burkholderia sp. ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT CỦA GIỐNG LÚA OM4218....................................................................................................... 49 4.2.1 Số bông trên m 2 ............................................................................... 49 4.2.2 Số bông trên buội............................................................................. 50 4.2.3 Chiều dài bông ................................................................................ 51 4.2.4 Tỉ lệ hạt chắc trên bông ................................................................... 52 4.2.5 Tỉ lệ hạt chắc trên bụôi .................................................................... 53 4.2.6 Trọng lượng ngàn hạt ...................................................................... 54 4.2.7 Năng suất cây lúa cao sản OM4218 thu hoạch 4m2 ......................... 55 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................ .................... 57 5.1 KẾT LUẬN......................................................................................... 57 5.2 ĐỀ NGHỊ ................................ ............................................................ 57 Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 58 PHỤ CHƯƠNG ................................................................ .............................. 61 LỜI C Ả M TẠ
Xin chân thành cảm ơn th ầy cô trường đại h ọc Cửu Long, khoa Khoa Học Nông Nghiệp và bộ môn Công nghệ Sinh Học đã trang bị cho tôi những kiến th ức chuyên môn cần thiết để tôi hoàn thành lu ận văn này. Tôi chân thành cảm ơn! Thầy ThS. Ngô Thanh Phong, b ộ môn Sinh Học, khoa Khoa Học Tự Nhiên, trương Đ ại Học Cần Th ơ, đã tận tình h ướng dẫn, giúp đỡ tôi trong su ốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Thầy PGS.TS. Cao Ngọc Điệp, Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Cần Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn. Chân thành cảm ơn quí thầy cô phụ trách phòng th í n ghi ệm b ộ môn s i n h h ọ c đ ã tạo điều kiện thu ận lợi cho tôi hoàn các thí nghiệm. Xin cảm ơn gia đình luôn quan tâm giúp đỡ tôi về mọi mặt. Sau cùng tôi gởi lời cảm ơn đến bạn Nguyễn Thị Kim Ngân và bạn Lê Văn Th ắng cùng tất cả các bạn lớp Công nghệ sinh học khóa 8, tất cả những gì các bạn đ ã d ành cho tôi trong quá trình học tập và thực h iện đề tài. Chân thành cảm ơn! Cần thơ, n gày 1 7 tháng 7 n ăm 2011 SINH VIÊN THỰC HIỆN LÂM VĂN BẠCH TÓM LƯỢC
Đánh giá hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. KG1, Burkholderia sp. KG2, và dòng phối trộn Burkholderia sp. KG1 với Burkholderia sp. KG2, tác động đến năng xuất lúa cao sản OM4218 được trồng ở Hậu Giang. Tuyển chọn chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm cung cấp cho cây lúa để đạt năng suất cao nhất. Kết quả thí nghí nghiệm các chỉ tiêu nông học và năng xu ất lúa thực tế đạt h iệu quả cao khi chủng vi khuẩn Burkholderia sp. KG2 và phối trộn Burkholderia sp. KG1 với Burkholderia sp. KG2 có th ể giảm được 25 -50% đạm hóa học. Năng suất cao nh ất là nghiệm thức có dòng phố i trộn vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. KG1 với Burkholderia sp. KG2, bón 75% đạm hóa học nhưng năng suất cao hơn nghiệm thức bón 100% đạm hóa học là 27,15% (3.06 kg/4 m2) Từ khóa: lúa cao sản, vi k huẩ n, Burkholderia sp., năng suất, cố định đạm. Abstract
To assess the effects o f nitrogen -fixing bacterium Burkholderia sp. KG1, Burkholderia sp.KG2, and the m ixing Burkholderia sp.KG1 with Burkholderia sp. KG2, impact on high-yielding paddy rice was grown in Hau Giang OM4218. Selection of bacteria capable of nitrogen fixation to rice plant gave the highest yield survey. The results thought agronomic testing criteria and the fact showed that rice production was seen to be effective when the bacteria Burkholderia sp. KG2 and the m ixing Burkholderia sp. KG1 with Burkholderia sp. KG2 could be 25-50% reduction in chemical nitrogen fertilizer. The highest yield was m ixed strains treatments had nitrogen-fixing b acteria Burkholderia sp. KG1 with Burkholderia sp. KG2, chemical nitrogen fertilizer 75%, but higher yields o f 100 % protein treatments, chemical fertilizer was 27,15% (3,06 kg ure/ 4 m2). Keywords: rice, bacteria, Burkholderia sp., yield co mponents, nitrogen fixation Mục Lục LỜ I C Ả M TẠ .................................................................................................. i
TÓM LƯỢC .................................................................................................... iv Mục Lục ................................................................................................ ........... vi Danh sách bảng ................................................................ ............................... ix Danh sách hình ................................................................................................. x Danh sách các từ viết tắt ................................................................................. xi Chương 1: GIỚI THIỆU .................................................................................. 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................ ...................... 1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................... 2 1.3 NỘI DUNG .......................................................................................... 2 1.4 PHẠM VI NGHIÊN C ỨU ................................................................ .. 2 Chương 2: TỔNG QUAN ................................................................................ 3 2.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM CHO CÂY LÚA CAO SẢN Ở ĐBSCL ...................................................................................................... 3 2.2 SƠ LƯỢC VI KHUẨN ....................................................................... 3 2.2.1 Đặc điểm chung của vi khuẩn Burkholderia ................................... 3 2.2.2 Một số chủng Burkholderia điển h ình............................................. 4 2.2.3 Vi khuẩn Burkholderia sp ............................................................... 5 2.3 VAI TRÒ CỦA ĐẠM ĐỐI VỚI CÂY LÚA VÀ CƠ CHẾ CỐ ĐỊNH ĐẠM SINH HỌC ......................................................................................... 7 2.3.1 Vai trò của đạm đối với cây trồng .................................................. 7 2.3.2 Cơ chế cố định đạm sinh học........................................................ 10 2.4 SƠ LƯỢC VỀ CÂY LÚA ................................................................. 16 2.4.1 Phân loại theo khoa học ............................................................... 16 2.4.2 Đặc điểm sinh vật học của cây lúa ............................................... 16 2.4.3 Đặc điểm của giống lúa OM4218 ................................................. 20 2.5 KỸ THUẬT CANH TÁC ................................................................. 20 Thời vụ ...................................................................................... 20 2.5.1 2.5.2 Chuẩn bị giống ............................................................................. 21 2.5.3 Làm đất ........................................................................................ 21 2.5.4 Gieo sạ ......................................................................................... 22 2.5.5 Chăm sóc ..................................................................................... 22 2.5.6 Thu hoạch và đánh giá năng xuất................................................. 26 2.5.7 Ch ế biến và bảo quản (sơ ch ế) ..................................................... 26 2.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VI KHUẨN CỐ Đ ỊNH ĐẠM TRONG NÔNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM ............................ 27 2.6.1 Lịch sử phát triển phân vi sinh ..................................................... 27 2.6.2 Ứng dụng phân vi sinh trong sản xuất nông nghiệp ...................... 27 2.6.3 Ứng dụng vi khuẩn cố định đạm tự do trên cây lúa ...................... 29 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP N GHIÊN CỨU ........... 33 3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ..................................................... 33 3.1.1 Vật liệu ................................ ............................................................ 33 3.1.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ......................................................... 33 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ .................... 36 3.2.1 Thời gian và địa điểm ................................................................... 36 3.2.2 Nhân mật số vi khuẩn Burkholderia sp.KG ................................. 36
3.2.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm ....................................................... 36 3.2.4 Các chỉ tiêu theo dõ ...................................................................... 40 3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu ............................................................ 40 Chương 4: KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN ................................ .................... 41 4.1. KẾT QUẢ CỦA VI KHUẨN CỐ ĐỊNH ĐẠM Burkholderia sp. ẢNH HƯỞNG LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA GIỐNG LÚA OM4218 ............. 41 4.1.1. Kết quả chiều dài rễ lúa các giai đoạn phát triển sau sạ ................ 41 4.1.2. Kết quả chiều cao cây lúa các giai đoạn phát triển sau sạ ............. 43 4.1.3. Kết quả số chồi lúa các giai đoạn phát triển saus sạ...................... 45 4.1.4. Kết quả trọng lượng khô lúa các giai đoạn phát triển sau sạ .......... 47 4.2 K ẾT QUẢ TÁC ĐỘNG CỦA VI KHUẨN CỐ Đ ỊNH ĐẠM Burkholderia sp. ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT CỦA GIỐNG LÚA OM4218....................................................................................................... 49 4.2.1 Số bông trên m 2 ............................................................................... 49 4.2.2 Số bông trên buội............................................................................. 50 4.2.3 Chiều dài bông ................................................................................ 51 4.2.4 Tỉ lệ hạt chắc trên bông ................................................................... 52 4.2.5 Tỉ lệ hạt chắc trên bụôi .................................................................... 53 4.2.6 Trọng lượng ngàn hạt ...................................................................... 54 4.2.7 Năng suất cây lúa cao sản OM4218 thu hoạch 4m2 ......................... 55 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................ .................... 57 5.1 KẾT LUẬN ....................................................................................... 57 5.2 ĐỀ NGHỊ ........................................................................................... 57 Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 58 PHỤ CHƯƠNG ................................................................ .............................. 61
Danh sách bảng Tên bảng Trang Bảng 1: Cách bón phân cho lúa......................................................................... 23 Bảng 2: Đặc điểm của từng loại phân vi sinh ..................................................... 28 Bảng 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ......................................................................... 37 Bản g 4: Công thức bón phân vụ h è thu của nông dân ......................................... 39 Bảng 5: Công thức bón phân trong thí nghiệm kg/1000m2 ................................ . 39 Bảng 6 : Sự phát triển chiều dài rễ qua các giai đoạn (cm) ................................ . 41 Bảng 7: Sự phát triển chiều cao cây qua các giai đoạn (cm) ............................... 43 Bảng 8: Số chồ i lúa qua các giai đo ạn ................................ ................................ 45 Bảng 9: Trọng lượng khô lúa các giai đoạn 14-84 ngày ..................................... 47 Bảng 10 : Trọng lư ợng lúa trên 4m2 .................................................................... 55
Danh sách hình Tên hình Trang Hình 1: Cỏ bãi biển châu phi.............................................................................. 4 Hình 2:Vi khuẩn Burkholderia sp.KG1 .............................................................. 6 Hình 3:Vi khuẩn Burkholderia sp.KG2 .............................................................. 6 Hình 4: Một số dụng cụ, thiết bị thí nghiệm ....................................................... 35 Hình 5: Ruông lúa thí nghiệm ................................ ............................................ 38 Hình 6: Rễ lúa giai đoạn 35 ngày ................................................................ ....... 41 Hình 7: So sánh rễ lúa 84 ngày .......................................................................... 42 Hình 8: Cây lúa 35 ngày ................................................................ .................... 44 Hình 9 : Biểu đồ số bông lúa trên m 2 các nghiệm thức ........................................ 49 Hình 10: Biểu đồ số bông lúa trên buội các nghiệm thức ................................... 50 Hình 11: Biểu đồ chiều dài bông lúa các nghiệm thức........................................ 51 Hình 12: Biểu đồ thể hiện số hạt chắc trên bông lúa.......................................... 52 Hình 13: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ hạt lép trên bông lúa (%) .................................... 52 Hình 14: Biểu đồ thể hiện số hạt chắc trên buội lúa........................................... 53 Hình 15: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ hạt lép trên buội lúa (%).................................... 53 Hình 16: Biểu đồ thể hiện trọng lượng 1000 hạt................................................. 54 Hình 17: Biểu đồ thể hiện sản lượng lúa trên 4m 2 .............................................. 55
Danh sách các từ viết tắt ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long Bcc: Burkholderia cepacia SA: sunfate amôn N: Đạm Fd : Feredocin e NSG : Ngày sau gieo VSV: Vi sinh vật PTNT: phát triển nông thôn BVTV: b ảo vệ thực vật Bt: Bacillus thuringiensis EPN: Entomopathogenic nematodes TNHH MTV: Trách nhiệm hửu hạn một thành viên KHKTNN: khoa học kỹ thuật nông nghiệp
Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cây lúa Oryza sp. sativa là một trong những cây lương thực chính, cung cấp lươn g thực cho hơn 65% dân số trên thế giới, sản lượng gạo đạt cao nhất. Hiện nay hơn 100 nước trên thế giới sản xuất lúa. Châu Á là vùng sản xuất lúa gạo chủ yếu chiếm 90% về sản lượng cũng như về diện tích, là nơi có nền nông nghiệp cổ xưa nhất gắn liền với canh tác lúa nước. Việt Nam: Từ bao đời nay cây lúa đã gắn liền với đời sống dân tộc, với lịch sử dựng n ước và giữ nước. Nông dân ta rất giàu kinh nghiệm và giỏi nghề trồng lúa. Việt Nam cũng là một trong những trung tâm phát sinh cây lúa và nghề trồng lúa của lo ài người. Cây lúa luôn là cây lương thực chính trong sản xuất nông nghiệp và là nhân tố quan trọng ổn định tình hình kinh tế, chính trị, văn hoá, xã hội của đất nư ớc. Trong nh ững thập kỷ qua loài người đang đứng trước nguy cơ bùng nổ về dân số, trong đó có Việt Nam. Ở Việt Nam, dân số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính. Vì thế việc đảm bảo an ninh lương thực và sản lượng gạo xuất khẩu ở Việt Nam có vai trò vô cùng to lớn. Nhằm đáp ứng nhu cầu càng cao về lương thực, các nhà nông ở Việt Nam và các nước khác trên thới giới ph ải canh tác ba vụ lúa trên năm nên đ ã sử dụng biện pháp gia tăng các lo ại phân bón cho cây lúa, nhất là đạm vì đ ạm là nguồn dinh dưỡng chính của cây trồng. Tuy nhiên , trên thực tế chỉ 30% lượn g đ ạm bón vào đất được cây hấp thụ. Do đó, việc bón quá nhiều đạm, nhất là đạm hóa học không những d ẫn đến chi phí cao mà còn gây ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kính, tổn hại sức khỏe và h ệ sinh thái. Nh ằm khắc phục những bất lợi của việc sử dụng quá mức phân bón hóa học trong canh tác lúa, hạn chế ô nhiễm môi trường. Hiện nay đã và đang có nhiều nghiên cứu ứng dụng về việc sử dụng phân bón sinh học trong nông nghiệp, đặc biệt là trên cây lúa. Đây là một trong những biện pháp làm tăng độ ph ì nhiêu cho đất và hạn chế sự ô nhiểm môi trường, tuy nhiên giá thành của loại ph ân này vẫn còn cao do phải vận chuyển số lư ợng lớn từ n ơi sản xuất đến đồng ruộng. Để hạn chế việc sử dụng phân bón hóa h ọc và sinh học, việc nghiên cứu và tìm ra các loại vi khuẩn có khả năng cố
định đạm là một nhu cầu cấp thiết. Vì những lý do trên mà đề tài: “Hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. trên cây lúa cao sản trồng ở Hậu Giang” được thực hiện nhằm mục đích đánh giá hiệu quả của vi khuẩn cố định đạm Burkholderia sp. tác động đến năng xuất lúa, góp phần giảm lượng phân hóa học và cải thiện độ phì nhiêu cho đất. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đánh giá mức độ phát triển và năng suất lúa khi chủng vi khuẩn cố định đạm vào h ạt lúa giống OM4218 (đã nẩy mầm 2-3 cm) được trồng ở Hậu Giang và đ ề suất công thức bón phân vi sinh kết hợp với phân hóa học mộ t cách hợp lí cho lúa đạt năng su ất cao. 1.3 NỘI DUNG Nghiên cứu được tiến h ành trên hai dòng vi khu ẩn cố định đạm Burkholderia sp.KG1, Burkholderia sp.KG2 và phối trộn Burkholderia sp.KG1,sp.KG2. Đánh giá hiệu quả cố định đạm của dòng vi khu ẩn và trong điều kiện thí nghiệm đề nghị công thức bón phân cho lúa cao sản . 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu ngo ài đồng ruộng tại đất của ông: Ch âu Trãi, số nhà 2 8/56 ấp Thạnh Lợi, xã, Tân Phú Thạnh, huyện Châu Thành A, Tỉnh Hậu Giang. Trong vụ h è thu sớm từ tháng 3 năm 2011 đến tháng 6 năm 2011.
C hương 2: TỔNG QUAN 2.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG PHÂN ĐẠM CHO CÂY LÚA CAO SẢN Ở ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất cả nước, với h ơn 4 triệu ha gieo trồng. Tron g đó lúa cao sản chiếm hơn 80% diện tích, sản lượng lúa thu hoạch hàng năm lên đ ến hơn 20 triệu tấn, chiếm trên 53% sản lượng lúa, hơn 90% lượng gạo xuất khẩu cả nước. Để có được năng suất và sản lượng cao như vậy, bên cạnh yếu tố giống, kỹ thuật canh tác…, hàng năm Đồng bằng sông Cửu Long còn phải sử dụng một lượng phân bón hóa học tương đối lớn (trên 2 triệu tấn). (Xuân Diện, 2011). Với sự biến động của tỷ giá ngoại tệ, giá dầu mỏ trên th ế giới, giá phân bón hóa học liên tục tăng cao, ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp. 2.2 SƠ LƯỢC VI KHUẨN 2.2.1 Đặc điểm chung của vi khuẩn Burkholderia Burkholderia là vi khu ẩn gram âm, hình que, đường kính khoảng 1 µm, chúng có thể di chuyển nhờ các chiêm mao ở đầu (Jesus et al, 2004). Vi khu ẩn Burkholderia sinh trưởng và phát triển trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí, nh ưng trong môi trường ít khí thì phát triển tốt nhất, chúng phát triển sâu trong môi trường nuôi cấy từ 1-4 mm (Paulina et al., 2001). Trong môi trường nuôi cấy chúng tạo th ành những khuẩn lạc trắng hoặc hơi vàng, đường kính khoản 2-4 mm tròn ph ẳng hoặc lài (Jesus et al., 2004). Vi khuẩn Burkholderia có bộ gen lớn nhất so với các loài vi khuẩn trong đất đ ã được biết đến có tiềm năng quan trọng trong hệ sinh thái và thương mại cho xử lý sinh học, trình tự bộ gen Burkholderia sẽ đóng vai trò quan trọng trong các cơ ch ế bảo vệ môi trường.
2.2.2 Một số chủng Burkholderia điển hình Cỏ bãi biển châu Phi không ph át triển nốt sần nh ưng cũng chứa v i khuẩn Burkhold eria cố định n i-tơ. (Ảnh: USDA,Howieson, E. Cahill, iSto ckpho to ) Hình 1 : Cỏ b ãi biển châu phi Vi khuẩn Burkholderia vietnamiensis và Burkholderia kuruiensis có dạng que ngắn, một số có dạng que dài và tất cả đều có khả năng chuyển động nhờ chiêm mao (Lương Thị Phương Thảo, 2010 ). Những đặc điểm trên cũng là những đặc điểm nổi bật của h ình dạng Pseudomonas cố định đạm . Đa số các dòng Burkholderia có khuẩn lạc màu trắng đục, dạng tròn, có độ nổi mô, bìa nguyên, một số khuẩn lạc có màu vàng, bìa răng cưa, kích thước khuẩn lạc từ 0.5–1.5 mm. (Nguyển Thị Minh Thư, 2010) Burkholderia vietnamiensis được tìm th ấy ở rễ bắp, lúa và cà phê (Estrada et al., 2001). Loài Burkholderia vietnamiensis được tìm thấy ở rễ cây lúa trồng ở miền nam Việt Nam, thí nghiệm ở cây lúa chủng Burkholderia vietnamiensis sau 14 ngày chúng giúp tăng kh ả năng đâm chòi 33%, rễ tăng 57% diện tích lá tăng 30% năng xu ất lúa tăng 13-22% (La Nguyễn Tường Vi, 2010) Tiến hành chủng vi khuẩn Herpaspirillum seropedicae và giống vi khuẩn Burkholderia vào cây lúa, kết quả cho thấy vi khuẩn có khả năng cố định đạm khoảng 19% tổng số đạm cần thiết cho cây (Vera et al., 2000). Những ngiên cứu khảo sát kh ả năng cố định đạm của Burkholderia cho thấy khi chúng sống cộng sinh trong cây bắp trồng ở Mexico cố định đạm tốt như ở cây mía trồng ở Brazil và Nam Phi (Reis et al., 2004).
Burkholderia kurriensis là một loài proteobacteria được cô lập từ mẫu nư ớc ngầm bị nhiểm trichloroethylene và dung môi công nghiệp ở Nhật Bản (Zhang et al.,2000). Các phức Burkholderia cepacia b ao gồm ít nhất là chín loài liên quan. Các loài của tổ hợp nằm trong số các vi sinh vật đa năng trao đổi chất được biết đến nhiều nhất, đang phát triển trên hơn 200 hợp chất hữu cơ, sửa chữa N2 và mang nhiều kháng sinh. Họ đang tham gia vào quá trình quan trọng như phân hủy sinh học các chất ô nhiễm, nhưng một số cũng gây bệnh ở thực vật, động vật và con người. Bcc chủng được phân lập từ môi trường sống rất khác nh au, bao gồm cả đất, suối, thực vật, động vật và các mô của con người, đặc biệt là phổi của bệnh nhân xơ nang (Coenye et al., 2003). Bcc chủng có bộ gen lớn (2-4) replicons, mà đư ợc cho là cung cấp cho chúng sự linh hoạt. Các tính năng khá độc đáo cùng với hệ gen cấu trúc sinh thái rộng phạm vi làm cho nhóm này hết sức quan tâm cho các nghiên cứu so sánh bộ gen. Các nghiên cứu này hy vọng có th ể cung cấp cái nhìn sâu sắc và ch ặt chẽ về các dòng có liên quan của một nhóm vi khuẩn được nhiều th ành công trong môi trường rất khác nhau. Chủng ATCC 17660 được phân lập năm 1958 từ một đất rừng ở Trinidad và là một trong những bản gốc chủng p seudomonads nó được mô tả nh ư là Pseudomonas multivorans trong nghiên cứu của (Stanier et al., 1966). ATCC 17760 có kích thước không điển hình nhỏ, (4,7 Mb bộ gen trong 2 replicons) do đó, phân tích so sánh với các trình tự bộ gen Bcc sẽ giúp hiểu, m ở rộng bộ gen và kiểm tra giả thuyết gene cho nhóm Bcc. Tuy nhiên, trình tự bộ gen và các nghiên cứu xung quanh lĩnh vực mới hiện nay gợi ý rằng ATCC 17760 có 8,5 Mb bộ gen trong 3 replicons. ATCC 17760 cũng được chọn vì nó là trong cụm phát sinh loài giống như các chủng loại Bcc. Thông tin năm 2004 cho thấy rằng chủng này không phải là một thành viên của bất kỳ của chín loài Bcc, và có thể là một loài mới, nhưng trong số các loài được mô tả, nó xuất hiện hầu hết liên quan ch ặc chẽ đến Burkholderia cepacia . 2.2.3 Vi khuẩn Burkholderia sp Burkholderia sp. (Dòng 383) được phân lập năm 1958 từ đất rừng ở Trinidad và là m ột trong những nguyên chủng trong nghiên cứu nổi tiếng (1966). Nó được mô tả như là Pseudomonas multivorans. Thông tin năm 2004 cho thấy rằng chủng này không phải là một th ành viên của bất kỳ của chín lo ài Burkholderia cepacia, và có thể là một
loài mới. Tuy nh iên, trong số các lo ài được mô tả, nó xuất hiện hầu hết liên quan ch ặt ch ẽ đến Burkholderia cepacia . (http://genome.jgi-psf.org/bur94/bur94.home.html). Khuẩn lạc của vi khuẩn Burkholderia sp.1 có màu vàng nhạt, và Burkholderia sp.2 có màu trắng đục Burkholderia sp.1 đã được giải trình tự và xác định tương quan di truyền với Burkholderia vietnamiensis AU 0913 nifH gene là 99% trên ngân hàng d ữ liệu NCBI và được ký hiệu là Burkholderia sp. KG1, tổng hợp NH4+ trung bình của 3 lần đo trong 8 n gày là 42,52mg/l Burkholderia sp.2 đã được giải trình tự và xác định tương quan di truyền với Burkholderia vietnamiensis AU 0829 nifH gene trên ngân hàng dữ liệu NCBI và đư ợc ký hiệu là Burkholderia sp. KG2, tổng hợp NH4+ trung bình của 3 lần đo trong 8 ngày là 29,37mg/l (Nguyển Thị Minh Thư,2010) Hình 2 :Vi khu ẩn Burkholderia sp.KG1 (Nguyển Thị Minh Thư, 2010) Hình 3 :Vi khu ẩn Burkholderia sp.KG2
Môi trường sử dụng để nuôi cấy Burkholderia sp.KG trong phòng thí nghiệm là môi trư ờng Bunrk lỏng không đạm , hoặc môi trư ờng King B. (Ngô Thanh Phong, 2010) 2.3 VAI TRÒ CỦA ĐẠM ĐỐI VỚI CÂY LÚA VÀ CƠ CH Ế CỐ ĐỊNH ĐẠM SINH HỌC 2.3.1 Vai trò của đạm đối với cây trồng Thông thư ờng trong đất có 2 nguồn đạm dễ thu hút đối với cây trồng là đạm amoniac và nitrat. Nói chung, các dạng đạm khoáng cây hút rất nhanh và chuyển thành những dạng đạm hữu cơ. Phân đạm là tên gọi chung của các loại phân đơn cung cấp ch ất đạm cho cây. Bón đạm sẽ thúc đẩy sự tăng trư ởng của cây, giúp cho chồi, cành lá phát triển, làm lá có kích thước to, xanh, quang hợp mạnh và làm tăng năng suất cây trồn g. Thiếu đạm cây trồng tăng trưởng còi cọc, đẻ nhánh kém, ít phát triểm mầm non, phân cành ra lá đều kém, lá nhỏ. Cây ra hoa kết quả muộn, ít hoa, ít quả, khả năng tích lũy chất có đạm, bột đường đều kém. Tuy nhiên, nếu bón đạm nhiều cho cây sẽ có tác dụng ngược lại: cây lớn nhanh, đẻ nhánh nhiều, lá phát triển quá mức, bộ rễ phát triển kém, thân non mềm. Đó là hiện tượng “lốp cây”, cây dễ bị đổ, trổ chậm, chính chậm và không ch ắc hạt. Mặt khác bón nhiều đạm làm tăng mức độ nhiễm sâu bệnh do màu sắc xanh đậm của lá thu hút bướm, lá mềm sâu dễ đục, nấm bệnh, vi khuẩn dễ xâm nhập.  Ðặc điểm của phân đạm Chúng ta biết rằng, trên thị trường nước ta hiện nay có 2 dạng phân đạm chính đó là phân đ ạm ure và phân đạm su lphate (mà ta thư ờng gọi là SA) Phân Ure: (NH2)2CO là lo ại phân đạm màu trắng đục, dạng viên tròn, có lo ại nhỏ như hạt mè, hoặc có loại lớn gần bằng hạt đậu xanh. Loại phân n ày trong thành phần chỉ có phân đạm là có giá trị cho cây trồng. Hàm lượng đạm trong loại phân này rất cao, chiếm tới 46%. Phân đ ạm sunfate: (NH4)2SO4 đ ây là loại phân cũng rất phổ biến như phân ure. Phân đạm sunfate có chứa 21% đạm nguyên chất. Như vậy, hàm lượng đạm trong phân sunfate đạm chỉ chư a b ằng phân nửa so với phân ure. Có nghĩa là phải bón hơn
2 kg phân sunfate đạm mới cho lư ợng đạm tương đương với 1kg phân ure. Tuy vậy, phân đ ạm sunfate lại có ưu điểm là cùng một lúc cung cấp cả phân đạm và phân lưu hu ỳnh cho cây nên phân có giá cao hơn phân ure nếu chỉ tính trên mỗi đơn vị đạm. Hiện nay, do bà con chưa hiểu đ ược nhiều về vai trò của lưu hu ỳnh đối với cây trồng nên đây cũng là một thiếu sót đáng kể trong sản xuất nông nghiệp. Việc bón phân chỉ quan tâm đ ến đạm, lân và kali đ ã làm tình trạng thiếu lưu hu ỳnh ngày càng trở nên trầm trọng. Bón th êm phân SA là một việc làm nhất cử lưỡng tiện và làm tăng hiệu lực phân bón lên rất đáng kể. Ngoài 2 dạng phân đạm chính đã nói trên, còn có những loại phân chứa đạm khác như : - Trong phân DAP có 18% đ ạm nguyên chất - tức gần bằng với hàm lượng đạm trong phân SA. - Trong phân Multi-K ( Nitrat Kali) có 16% đạm nguyên chất.  Sử dụng phân đạm Lâu nay nói đến phân đạm chúng ta thường nghĩ đến phân ure vì nó chứa hàm lượng đạm rất cao (46% N). Trong các quy trình phân bón chúng ta cũng chỉ nghĩ đến việc đảm bảo đủ số lượng phân đạm, phân lân và kali là được, chưa tính đ ến nhu cầu phân S cho cây. Thực ra trong những năm gần đây nhu cầu S đã trở nên rất cần thiết trong quy trình phân bón. Ngoài ra, do sự thâm canh và khai thác đất ngày càng nhiều nên ngoài vấn đề lưu hu ỳnh còn nảy sinh th êm các vấn đề canxi, manhê và các nguyên tố vi lượng khác. Do vậy trong khi sử dụng phân đạm, đề nghị thay khoảng 30 - 40% d ạng đạm ure bằng dạng đạm sunfate là thích h ợp. Nếu đ ã dùng phân DAP thay cho lân thì nên giảm bớt lượng phân đạm, vì trong DAP đã có 18% đạm. Vai tro của đạm đối với cây lúa Nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa hay nói cách khác là các chất dinh dưỡng cần thiết, không thể thiếu được đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa bao gồm: đạm (N), lân (P), kali (K), vôi, sắt, kẽm, đồng, magiê, mangan, mô-líp-đen, bo, silic, lưu hu ỳnh và các-bon, ô-xy, hyđrô. Tất cả các chất trên đây (trừ các-bon, ô-xy, hyđrô) phân bón đều có thể cung cấp được. Có nhiều chất dinh dưỡng khoáng mà cây lúa cần, nhưng 3 yếu tố dinh dưỡng m à cây lúa cần với lượng lớn là: đạm, lân và kali là những
ch ất cần thiết cho những quá trình sống diễn ra trong cây lúa. Các nguyên tố khoáng còn lại, cây lúa cần với lư ợng rất ít và hầu như đã có sẵn ở trong đất, nếu thiếu thì tùy theo điều kiện cụ thể mà bổ sung phù hợp. (http://www.vaas.org.vn/Images/caylua/10/039_vaitrophanbon.htm) Phân bón có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa, nó cần thiết cho suốt quá trình phát triển, từ giai đoạn mạ cho đến lúc thu hoạch. Phân bón cung cấp cho cây là nguồn nguyên liệu để tái tạo ra các chất dinh dưỡng như: tinh bột, chất đường, chất béo, prôtêin. Ngoài ra chúng còn giữ vai trò duy trì sự sống của toàn bộ cây lúa, không có nguồn dinh dưỡng thì cây lúa sẽ chết, không thể tồn tại. Các yếu tố dinh d ưỡng trong phân bón cung cấp cho cây lúa có vai trò khác nhau, với hàm lượng cung cấp khác nhau trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa. Vì vậy việc bón phân, bổ sung dinh dưỡng cho lúa người ta đã nghiên cứu và đưa ra những công thức bón phân hợp lý cho từng giống lúa, cho từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển, theo từng điều kiện đất đai, khí hậu cụ thể. Phân đạm và hiệu suất của phân đạm: Đạm đóng vai trò quan trọng trong đời sống cây lúa, nó giữ vị trí đặc biệt trong việc tăng năng suất lúa. Tại các bộ phận non của cây lúa có hàm lư ợng đạm cao hơn các các bộ phận già. Đạm là một trong những nguyên tố hóa học cơ bản của cây lúa, đồng thời cũng là yếu tố cơ bản trong quá trình phát triển của tế bào và các cơ quan rễ, thân, lá... Nếu thiếu đạm, cây lúa thấp, đẻ nhánh kém, phiến lá nhỏ, hàm lượng diệp lục giảm, lá lúa ngả màu vàng và lúa sẽ trỗ sớm hơn, số bông và số lượng hạt ít h ơn, năng suất lúa bị giảm. Nếu bón nhiều đạm và trong điều kiện ruộng thừa chất dinh dư ỡng thì cây lúa thường dễ hút đạm. Thừa đạm sẽ làm cho lá lúa to, dài, phiến lá mỏng, nhánh lúa đẻ vô hiệu nhiều, lúa sẽ trỗ muộn, cây cao vóng dẫn đến hiện tư ợng lúa lốp đổ làm cho năng su ất lúa không cao. Cây lúa hút đạm nhiều nhất vào hai thời kỳ: thời kỳ đẻ nhánh và thời kỳ làm đòng. Nhu cầu về đạm của cây lúa ở từng mùa vụ khác nhau nên việc sử dụng phân đạm cũng khác nhau.