Luận án Tiến sĩ Khoa học đất: Sử dụng phân hữu cơ vi sinh từ nguồn nấm phân lập trong cải thiện bạc màu đất và năng suất cam sành tại huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long

Chia sẻ: Hương Hoa Cỏ Mới | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:181

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án này là cải thiện độ phì nhiêu đất vườn trồng cam Sành, giảm bệnh vàng lá thối rễ, tăng năng suất trái thông qua sản xuất phân hữu cơ vi sinh với dòng vi sinh vật bản địa được phân lập đối kháng nấm gây bệnh vàng lá thối rễ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học đất: Sử dụng phân hữu cơ vi sinh từ nguồn nấm phân lập trong cải thiện bạc màu đất và năng suất cam sành tại huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN NGỌC THANH SỬ DỤNG PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ NGUỒN NẤM PHÂN LẬP TRONG CẢI THIỆN BẠC MÀU ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT CAM SÀNH TẠI HUYỆN TAM BÌNH, TỈNH VĨNH LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT MÃ SỐ: 62620103
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN NGỌC THANH SỬ DỤNG PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ NGUỒN NẤM PHÂN LẬP TRONG CẢI THIỆN BẠC MÀU ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT CAM SÀNH TẠI HUYỆN TAM BÌNH, TỈNH VĨNH LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT MÃ SỐ: 62620103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: GS. TS. VÕ THỊ GƯƠNG TS. DƯƠNG MINH VIỄN
LỜI CẢM TẠ Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. TS Võ Thị Gương và TS. Dương Minh Viễn, Người đã tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến, tạo mọi điều kiện thuận lợi, để giúp tôi hoàn thành luận án. Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ. Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp. Khoa Sau đại học, Phòng Quản lý Khoa học, Phòng Đào tạo và các Phòng chuyên môn khác của trường Đại học Cần Thơ. PGS. TS. Tất Anh Thư, PGS. TS. Nguyễn Khởi Nghĩa, PGS. TS. Nguyễn Thị Thu Nga, Dr. Dietmar Schlosser đã giúp đỡ tôi trong hướng dẫn thực hiện phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu trong nội dung nghiên cứu của luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Trần Văn Dũng, PGS. TS. Hồ Quảng Đồ, cùng quý Thầy, Cô, anh chị Bộ môn Khoa học Đất đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ trong thực hiện chương trình nghiên cứu sinh của tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn đến chương trình DeltAdapt đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia nghiên cứu khoa học trong khuôn khổ dự án. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Vĩnh Long, Chi cục Kiểm lâm và Quản lý Chất lượng Nông lâm Thủy sản đã chấp thuận, tạo điều kiện về thời gian học tập, giúp tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình Bác Đỗ Văn Hiếu đã tạo điều kiện về đất canh tác để thực hiện bố trí thí nghiệm ngoài đồng tại xã Tường Lộc, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long. Tôi xin trân trọng ghi nhớ và cảm ơn đến sự giúp đỡ chân thành của các bạn, anh, chị, em mà tôi không thể nêu ra hết trong lời cảm tạ này. Cuối cùng, tôi xin gửi tấm lòng cảm ơn chân thành đến gia đình của tôi, đã động viên, giúp đỡ tôi để thực hiện chương trình nghiên cứu sinh. NGUYỄN NGỌC THANH i
TÓM TẮT Cam Sành (Citrus nobilis) là một trong các cây trồng chính tại huyện Tam Bình, Vĩnh Long. Vườn canh tác cam Sành hiện nay đối mặt những khó khăn như chu kỳ tuổi cây ngắn chỉ kéo dài 4-5 năm tuổi, năng suất trái thấp. Vườn cam bị bệnh vàng lá thối rễ với mức độ nhiễm bệnh từ trung bình đến nặng. Năng suất cam đạt rất thấp trên vườn bị bệnh vàng lá thối rễ (VLTR). Sự bạc màu đất có thể là yếu tố quan trọng góp phần gây nên những bất lợi trên. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm cải thiện độ phì nhiêu đất vườn trồng cam Sành, giảm bệnh vàng lá thối rễ, tăng năng suất trái thông qua sản xuất phân hữu cơ vi sinh với dòng vi sinh vật bản địa đối kháng nấm gây bệnh vàng lá thối rễ. Kết quả khảo sát 75 vườn cam Sành qua điều tra hiện trạng canh tác cho thấy đất liếp vườn canh tác trên 20 năm chiếm tỷ lệ trên 40%. Bệnh VLTR khoảng 40% số vườn với mức độ nhiễm bệnh từ trung bình đến nặng. Năng suất trái giảm 61 – 85% khi vườn cam bị bệnh VLTR. Trên cơ sở phân tích mẫu đất của 40 vườn cam Sành được chia thành hai nhóm có bệnh và không bệnh VLTR, các đặc tính đất như chất hữu cơ (CHC) trong đất, Nhd, Ktđ, tổng mật số vi sinh vật, mật số nấm Trichoderma sp. cao hơn ở nhóm không bệnh so với nhóm có bệnh VLTR (P< 0,05). Việc xác định tác nhân gây bệnh VLTR trong đất trên vườn có bệnh cần được nghiên cứu và tìm ra giải pháp để cải thiện độ phì nhiêu đất và giảm bệnh VLTR. Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố, năm lần lặp lại, mười ba nghiệm thức (NT) thử nghiệm trong nhà lưới để khảo sát khả năng gây bệnh VLTR trên cây cam Sành. Kết quả cho thấy cây biểu hiện bệnh VLTR với chỉ số bệnh biến động khá cao từ 40% đến 84% ở giai đoạn 60 NSKC. Vì vậy, nấm Fusarium solani được đánh giá là tác nhân gây bệnh VLTR trên vườn cam Sành. Các dòng nấm Trichoderma sp. được phân lập từ vùng rễ đất trồng cam và Gongronella butleri được phân lập từ đất ruộng lúa được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên trong phòng thí nghiệm để đánh giá khả năng đối kháng với nấm Fusarium solani gây bệnh theo phương pháp dual- culture. Kết quả cho thấy hai dòng nấm Trichoderma sp. và Gongronella butleri có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Fusarium solani cao lần lượt 56,1% và 41,4%. Phân hữu cơ vi sinh (HCVS) được tạo thành từ nguyên liệu rơm rạ và được chủng hai dòng vi sinh vật có lợi Trichoderma asperellum, Gongronella butleri và nấm Trichoderma sp. thương mại. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố, bốn lần lặp lại, sáu nghiệm thức để đánh giá hiệu quả của bốn loại phân HCVS được thực hiện trên vườn cam Sành 22 năm tuổi liếp ii
so với canh tác theo nông dân. Kết quả nghiên cứu cho thấy qua bón phân HCVS, các đặc tính đất như độ xốp đất, độ bền cấu trúc đất, pH, CHC, Nhd, Phd, Ktđ, C hữu cơ dễ phân hủy, N dễ phân hủy, base bảo hòa được cải thiện so với nghiệm thức chỉ bón phân vô cơ (P
ABSTRACT King mandarin (Citrus nobilis) is one of main fruit orchards in Tam Binh district, Vinh Long province. In present, there are constraints on citrus orchard cultivation in this area as plant growth has lasted only from 4 to 5 years with a low yield. Citrus orchards have been damaged due to infected root rot disease with a range of average to severity rates, caused of rather low yield with only 4.8 tones ha-1. Soil fertility degradation can be an important factor contributing to cause those disadvantages. The objectives of this study were to improve soil fertility, to reduce the root rot disease, and to enhance fruit yield on citrus by applying bio-organic fertilizers containing isolated native microbes as antagonistic agents against the root rot disease on citrus orchards. Based on the investigation of 75 citrus orchards in Tam Binh district, there were about 40% of orchards with raised beds above 20 years old. Among them, 40% of the orchards were infected by the root rot disease in a range of average to high disease ratio. The root rot disease caused 61-85% loss in fruit yield. Analyzing of 40 collected rhizosphere soil samples on two groups of citrus orchards (non-infected and infected disease) showed some selected soil properties such as soil organic matter (SOM), available N, exchangeable K, total soil microorganism and Trichoderma sp. density in the non-infected group were higher than the infected group (P
The bio-organic fertilizers were composted from rice straw with inoculated of these two fungus strains in combining with Trichoderma sp. commercial product. The experiment was arranged in a completely randomized design with one factor, four replications, six treatments to evaluate effectiveness of the bio-organic fertilizers on a citrus orchard with 22-year old raised beds compared with the farmer’s cultivation. The amendment resulted in increasing of soil porosity, soil aggregate stability, pH, SOM, available N, available P, exchangeable K, labile organic C, labile organic N and base saturation compared to the treatments with only chemical fertilizers (P
MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................... i TÓM TẮT .......................................................................................................... ii CAM KẾT KẾT QUẢ ...................................................................................... vi MỤC LỤC ....................................................................................................... vii DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... xii DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................... xiii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... xvi CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ............................................................................. 1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu luận án .................................................................................. 2 1.3 Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 2 1.4 Tính mới của luận án........................................................................... 2 1.5 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu ....................................................... 3 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 3 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu.......................................................................... 3 1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................ 4 1.6.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................. 4 1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................. 4 1.7 Giới hạn của đề tài .............................................................................. 4 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU .................................................. 5 2.1 Tình hình sản xuất cam ....................................................................... 5 2.2 Sự bạc màu đất và vai trò của chất hữu cơ trong đất .......................... 8 2.2.1 Vai trò của chất hữu cơ trong cải thiện tính chất vật lý đất ............. 8 2.2.1.1 Nâng cao độ bền của đất ............................................................... 8 2.2.1.2 Cải thiện dung trọng đất .............................................................. 10 2.2.1.3 Cải thiện độ xốp đất .................................................................... 10 2.2.2 Vai trò chất hữu cơ trong cải thiện đặc tính hóa học đất ............... 11 2.2.2.1 Cải thiện chỉ số pH đất ................................................................ 11 2.2.2.2 Nâng cao hàm lượng carbon hữu cơ trong đất ............................ 12 2.2.2.3 Nâng cao khả năng trao đổi cation trong đất .............................. 13 2.2.2.4 Nâng cao dưỡng chất hữu dụng cho đất...................................... 14 2.2.3 Vai trò của chất hữu cơ trong cải thiện đặc tính sinh học đất ........ 14 2.4 Vai trò của nhóm vi sinh vật có lợi trong đất.................................... 15 2.4.1 Vai trò của vi sinh vật trong phân hủy chất hữu cơ trong đất ........ 15 2.4.1.1 Vai trò của nấm trong phân hủy chất hữu cơ .............................. 15 2.4.1.2 Vai trò của vi khuẩn trong phân hủy chất hữu cơ ....................... 16 2.4.1.3 Vai trò của xạ khuẩn trong phân hủy chất hữu cơ ...................... 17 vii
2.4.2 Vai trò khác nhau của vi sinh vật và nấm Trichoderma đối kháng vi sinh vật gây bệnh trong đất .......................................................... 17 2.4.2.1 Vai trò của nấm Trichoderma ức chế vi sinh vật gây bệnh trong đất ................................................................................................. 17 2.4.2.2 Vai trò của vi sinh vật phân hủy lignocellulose trong ức chế vi sinh vật gây bệnh trong đất ........................................................ 19 2.5 Ảnh hưởng của nhóm vi sinh vật có hại trên đất cây có múi ............ 21 2.6 Cơ chế vi sinh vật có lợi đối kháng một số vi sinh vật gây bệnh trên đất trồng cây có múi ......................................................................... 23 2.6.1 Vi sinh vật trong tiết enzyme protease, chitinase peroxidase ........ 23 2.6.2 Vi sinh vật trong tiết hormone thúc đẩy sự sinh trưởng cây trồng 24 2.6.3 Vi sinh vật trong cạnh tranh dinh dưỡng ....................................... 25 2.6.4 Vi sinh vật trong ký sinh vi sinh vật khác ...................................... 26 2.6.5 Vi sinh vật trong tiết chất kháng sinh ............................................ 26 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................... 29 3.1 Đánh giá hiện trạng canh tác vườn cam Sành tại huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long ................................................................................. 29 3.1.1 Phương tiện nghiên cứu ................................................................. 31 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu................................................................ 31 3.2 Đánh giá một số đặc tính đất liếp vườn trồng cam Sành tại tỉnh Vĩnh Long .................................................................................................. 31 3.2.1 Phương pháp thu thập mẫu đất....................................................... 32 3.2.2 Phương pháp xử lý số liệu.............................................................. 32 3.3 Đánh giá một số đặc tính đất liên quan đến bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành ................................................................................. 32 3.3.1 Phương pháp thu thập mẫu đất....................................................... 32 3.3.2 Phương pháp phân tích đặc tính đất ............................................... 33 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu.............................................................. 34 3.4 Xác định tác nhân gây bệnh vàng lá thối rễ trên cây cam Sành trong điều kiện nhà lưới ............................................................................. 34 3.4.1 Phân lập nấm Fusarium solani gây bệnh vàng lá thối rễ trên cây cam Sành ........................................................................................ 34 3.4.2 Khảo sát khả năng gây bệnh của nấm Fusarium solani trong điều kiện nhà lưới ................................................................................... 35 3.5 Phân lập và tuyển chọn các dòng nấm có khả năng phân hủy chất hữu cơ và đối kháng nấm gây bệnh Fusarium solani .............................. 37 3.5.1 Phân lập và tuyển chọn các dòng nấm từ vùng đất trồng lúa đến tăng nhanh khả năng phân hủy chất hữu cơ ................................... 37 viii
3.5.2 Phân lập nấm Trichoderma từ vùng rễ cây cam Sành tiềm năng đối kháng nấm Fusarium solani ........................................................... 38 3.5.3 Đánh giá khả năng ức chế nấm gây bệnh vàng lá thối rễ của các dòng nấm được phân lập ............................................................... 39 3.6 Sản xuất phân hữu cơ vi sinh ............................................................ 41 3.6.1 Phương tiện nghiên cứu ................................................................. 41 3.6.2 Phương pháp nghiên cứu................................................................ 41 3.7 Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh đến cải thiện độ phì nhiêu đất, giảm bệnh vàng lá thối rễ .......................................................... 43 3.7.1 Bố trí thí nghiệm ............................................................................ 43 3.7.2 Phương pháp bón phân................................................................... 46 3.7.3 Phương pháp thu mẫu đất và các chỉ tiêu phân tích....................... 47 3.7.4 Thu thập mẫu đất qua hai vụ thu hoạch trái ................................... 48 3.7.5 Các chỉ tiêu ghi nhận ...................................................................... 48 3.7.6 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ............................................... 49 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 51 4.1 Đánh giá hiện trạng canh tác vườn cam Sành thuộc huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long ................................................................................. 51 4.1.1 Nguồn gốc cây giống ..................................................................... 51 4.1.2 Tuổi cây.......................................................................................... 52 4.1.3 Tuổi liếp vườn trồng cam Sành ...................................................... 53 4.1.4 Mật độ trồng ................................................................................... 54 4.1.5 Tình hình xử lý ra hoa trên vườn cam Sành................................... 55 4.1.6 Sử dụng phân hữu cơ trên đất liếp vườn trồng cam Sành .............. 55 4.1.7 Sử dụng phân vô cơ trên đất liếp vườn trồng cam Sành ................ 56 4.1.8 Tình hình bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành ...................... 58 4.1.9 Năng suất trái vườn cam Sành ....................................................... 59 4.2 Đánh giá độ phì nhiêu đất của vườn trồng cam Sành qua ảnh hưởng của tuổi liếp ...................................................................................... 60 4.2.1 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến pH đất .............................................. 60 4.2.2 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến chất hữu cơ trong đất ....................... 61 4.2.3 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến Nhd trong đất .................................... 62 4.2.4 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến Phd trong đất..................................... 63 4.2.5 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến Ktđ trong đất..................................... 64 4.3 Đánh giá sự liên hệ giữa đặc tính đất và bệnh VLTR trên vườn cam Sành .................................................................................................. 65 4.3.1 Ẩm độ đất và bệnh vàng lá thối rễ ................................................. 65 4.3.2 Đánh giá pH đất và tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ ................................ 66 4.3.3 Chất hữu cơ trong đất và tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ ....................... 67 ix
4.3.4 Đánh giá Nhd và tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ ..................................... 69 4.3.5 Đánh giá Phd và tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ ...................................... 69 4.3.6 Đánh giá Ktđ và tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ ...................................... 70 4.3.7 Phần trăm base bảo hòa trong đất và tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ..... 71 4.3.8 Đánh giá tổng mật số vi sinh vật đất liên quan đến tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ .......................................................................................... 72 4.3.9 Đánh giá mật số nấm Fusarium sp. trong đất liên quan đến tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ ........................................................................ 73 4.3.10 Đánh giá mật số nấm Trichoderma sp. trong đất liên quan đến tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ .................................................................. 74 4.4 Xác định tác nhân gây bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành ..... 76 4.4.1 Kết quả phân lập nấm Fusarium solani trên vũng rễ cây cam Sành bị bệnh vàng lá thối rễ .................................................................. 76 4.4.2 Đánh giá khả năng gây bệnh của nấm Fusarium solani được phân lập trong điều kiện nhà lưới............................................................ 79 4.4.3 Đánh giá chỉ số bệnh vàng lá thối rễ sau khi chủng....................... 81 4.4.4 Đánh giá chỉ số bệnh vàng lá thối rễ và mật số nấm Fusarium sp 83 4.5 Phân lập và tuyển chọn các dòng nấm từ vùng rễ cây cam Sành có tiềm năng đối kháng với nấm Fusarium solani ................................ 84 4.5.1 Phân lập nấm Trichoderma từ vùng rễ cây cam ............................ 84 4.5.2 Đánh giá khả năng đối kháng của các dòng nấm được tuyển chọn đến nấm Fusarium solani gây bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành ................................................................................................ 85 4.5.3 Sản xuất phân hữu cơ vi sinh ......................................................... 87 4.6 Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu đất ........................................................................................... 88 4.6.1 Cải thiện độ xốp đất ....................................................................... 88 4.6.2 Độ bền cấu trúc đất ........................................................................ 89 4.6.3 pH đất ............................................................................................. 91 4.6.4 Chất hữu cơ trong đất (%CHC) ..................................................... 92 4.6.5 Carbon hữu cơ dễ phân hủy trong đất ............................................ 93 4.6.6 Đạm hữu dụng ................................................................................ 94 4.6.7 Lân hữu dụng ................................................................................. 96 4.6.8 Đạm hữu cơ dễ phân hủy trong đất ................................................ 97 4.6.9 Kali trao đổi ................................................................................... 98 4.6.10 Khả năng hấp phụ cation trong đất ............................................ 100 4.6.11 Phần trăm base bảo hòa trong đất .............................................. 100 4.6.12 Tổng mật số vi sinh vật trong đất............................................... 102 4.6.13 Mật số nấm Fusarium sp. trong đất ........................................... 103 x
4.6.14 Đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh đến cải thiện bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cây cam Sành .................................................. 106 4.6.15 Đánh giá hiệu quả phân hữu cơ vi sinh đến cải thiện năng suất trái vườn cây cam Sành .................................................................... 108 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................. 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 112 PHỤ LỤC ...................................................................................................... 134 xi
DANH SÁCH BẢNG BẢNG TÊN BẢNG TRANG Bảng 2.1 Năng suất trái vườn cam Sành tại huyện Tam Bình và Trà Ôn ....... 7 Bảng 2.2 Sự thay đổi dung trọng đất cho các loại đất khác nhau .................. 10 Bảng 2.3 Thang đánh giá chất hữu cơ theo Walkley Black .......................... 13 Bảng 2.4 Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến hàm lượng dưỡng chất hữu dụng trong đất ......................................................................... 14 Bảng 3.1 Đánh giá khả năng phân hủy rơm lúa trong điều kiện phòng thí nghiệm sau 14 ngày nuôi cấy .................................................... 38 Bảng 3.2 Vai trò của các dòng nấm trong phân hữu cơ vi sinh ..................... 41 Bảng 3.3 Thành phần dinh dưỡng của phân hữu cơ từ rơm rạ ...................... 42 Bảng 3.4 Đặc tính vật lý, hóa học và sinh học đất vườn cam Sành khi bố trí thí nghiệm ............................................................................. 43 Bảng 3.5 Thành phần dinh dưỡng của phân hữu cơ vi sinh từ rơm rạ .......... 46 Bảng 3.6 Lịch bón phân và thu mẫu đất trên vườn cam bố trí thí nghiệm .... 47 Bảng 4.1 Mô tả hình thái 13 khuẩn lạc được xác định là nấm Fusarium solani phân lập từ vùng rễ cây cam Sành ...................... 78 Bảng 4.2 Đánh giá khả năng ức chế của các dòng nấm được phân lập tại vùng rễ cây cam Sành với nấm Fusarium solani gây bệnh vàng lá thối rễ ........................................................................ 87 Bảng 4.3 Mật số vi sinh vật có lợi của các loại phân HCVS ......................... 88 xii
DANH SÁCH HÌNH HÌNH TÊN HÌNH TRANG Hình 2.1 Diện tích và sản lượng thu hoạch cam ở Việt Nam (2014-2018) .... 5 Hình 2.2 So sánh năng suất và diện tích trồng cam ở Việt Nam .................... 6 Hình 2.3 Ảnh hưởng của tích lũy carbon hữu cơ đến độ bền kết cấu đất ....... 9 Hình 2.4 Mối quan hệ giữa độ bền kết cấu đất và hàm lượng chất hữu cơ trong đất ............................................................................................ 9 Hình 2.5 Sự thay đổi độ xốp đất theo loại đất canh tác................................. 11 Hình 2.6 Ảnh hưởng của loại phân hữu cơ khác nhau đến hàm lượng carbon hữu cơ trong đất .................................................................. 12 Hình 2.7 Cấu trúc Chitosan ........................................................................... 21 Hình 3.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu............................................................. 30 Hình 3.2 Đánh giá khả năng ức chế hai dòng nấm theo phương pháp dual-culture trên đĩa petri ............................................................... 40 Hình 3.3 Túi lên men nhân mật số vi sinh vật bổ sung vào nguyên liệu hữu cơ ............................................................................................. 42 Hình 3.4 Tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ trên các cây cam Sành theo nghiệm thức được chọn bố trí thí nghiệm ...................................... 45 Hình 4.1 Nguồn gốc cây giống canh Sành .................................................... 52 Hình 4.2 Đặc điểm phân bố tuổi cây cam Sành ............................................ 53 Hình 4.3 Đặc điểm tuổi liếp vườn cam Sành ................................................ 54 Hình 4.4 Mật độ cây sam Sành ..................................................................... 54 Hình 4.5 Tình hình xử lý ra hoa trên vườn cam Sành ................................... 55 Hình 4.6 Tình hình sử dụng phân hữu cơ trên vườn cam Sành .................... 56 Hình 4.7 Tình hình sử dụng phân N trên trên vườn cam Sành ..................... 57 Hình 4.8 Tình hình sử dụng phân P trên vườn cam Sành ............................. 57 Hình 4.9 Tình hình sử dụng phân K trên vườn cam Sành............................. 58 Hình 4.10 Phân cấp bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành ....................... 58 Hình 4.11 Đánh giá tỷ lệ bệnh vàng lá thối trên tuổi tiếp ............................... 59 Hình 4.12 Đánh giá năng suất trái vườn cam Sành đối với bệnh VLTR......... 60 Hình 4.13 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến pH đất ............................................... 61 Hình 4.14 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến chất hữu cơ trong đất ....................... 62 Hình 4.15 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến hàm lượng chất hữu cơ trong đất ..... 63 Hình 4.16 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến hàm lượng lân hữu dụng .................. 64 Hình 4.17 Ảnh hưởng của tuổi liếp đến hàm lượng kali trao đổi trong đất .... 65 Hình 4.18 Đánh giá ẩm độ đất liên quan đến bệnh vàng lá thối rễ.................. 66 Hình 4.19 Đánh giá pH đất và bệnh vàng lá thối rễ ........................................ 67 xiii
Hình 4.20 Đánh giá chất hữu cơ trong đất và bệnh vàng lá thối rễ ................. 68 Hình 4.21 Đánh giá Nhd trong đất và bệnh vàng lá thối rễ .............................. 69 Hình 4.22 Đánh giá Phd trong đất và bệnh vàng lá thối rễ............................... 70 Hình 4.23 Đánh giá Ktđ trong đất và bệnh vàng lá thối rễ .............................. 71 Hình 4.24 Đánh giá độ bảo hòa base trong đất và bệnh vàng lá thối rễ .......... 72 Hình 4.25 Đánh giá tổng mật số VSV trong đất và bệnh vàng lá thối rễ ........ 73 Hình 4.26 Đánh giá mật số nấm Fusarium sp. trong đất và bệnh vàng lá thối rễ .......................................................................................... 74 Hình 4.27 Đánh giá mật số nấm Trichoderma sp. trong đất đến bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành .......................................................... 75 Hình 4.28 Hình thái khuẩn lạc và bào tử nấm Fusarium sp. nuôi cây trên môi trường PDA ...................................................................... 77 Hình 4.29 Trình tự nucleotide của dòng nấm Fusarium solani phân lập tại vùng rễ cây cam Sành được giải mã trình tự DNA ................... 77 Hình 4.30 Tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ do nấm Fusarium solani gây ra trên cây cam Sành trong điều kiện nhà lưới ................................... 80 Hình 4.31 Cây cam biểu hiện nhiễm bệnh vàng lá thối rễ sau khi chủng nấm Fusarium solani ở giai đoạn 30 NSKC .................................. 81 Hình 4.32 Chỉ số bệnh vàng lá thối rễ trên cây cam Sành qua các giai đoạn 30, 40, 50 và 60 NSKC .......................................................... 82 Hình 4.33 Biểu hiện bệnh vàng lá thối rễ trên các nghiệm thức có chủng nấm Fusarium solani so với NT-ĐC giai đoạn 60 NSKC ............................................................................................. 82 Hình 4.34 Đánh giá mối tương quan giữa chỉ số bệnh và mật số nấm Fusarium sp. trong giá thể trồng cam ở giai đoạn 60 SNKC ......... 83 Hình 4.35 Đánh giá mật số nấm Fusarium sp. trong giá thể trồng cam ở giai đoạn 60 NSKC ..................................................................... 84 Hình 4.36 Hình thái khuẩn lạc nấm Trichoderma sp. phân lập tại đất vùng rễ cây cam Sành..................................................................... 85 Hình 4.37 Khả năng ức chế của các dòng nấm được phân lập lên sự phát triển của nấm Fusarium solani ............................................... 86 Hình 4.38 Hình thái khuẩn lạc nấm Gongronella butleri ............................... 88 Hình 4.39 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến độ xốp đất sau 15 tháng bón phân ............................................................................... 89 Hình 4.40 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến độ bền cấu trúc đất sau 15 tháng bón phân .............................................................. 90 Hình 4.41 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến pH đất sau 15 tháng bón phân ............................................................................... 92 xiv
Hình 4.42 Ảnh hưởng của các loại phân HCSV đến hàm lượng chất hữu cơ trong đất sau 15 tháng bón phân ........................................ 93 Hình 4.43 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến hàm lượng C hữu cơ dễ phân hủy trong đất sau 15 tháng bón phân ........................... 94 Hình 4.44 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến hàm lượng đạm hữu dụng trong đất sau 15 tháng bón phân .................................... 96 Hình 4.45 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến hàm lượng lân dễ tiêu trong đất sau 15 tháng bón phân.............................................. 97 Hình 4.46 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến hàm lượng N hữu cơ dễ phân hủy trong đất sau 15 tháng bón phân ........................... 98 Hình 4.47 Ảnh hưởng của các loại phân HCSV đến hàm lượng kali trao đổi trong đất sau 15 tháng bón phân ....................................... 99 Hình 4.48 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến khả năng hấp phụ cation trong đất sau 15 tháng bón phân ........................................ 100 Hình 4.49 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến phần trăm base bảo hòa trong đất sau 15 tháng bón phân ..................................... 101 Hình 4.50 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến tổng mật số vi sinh vật trong đất sau 15 tháng bón phân ..................................... 102 Hình 4.51 Đánh giá mật số nấm Fusarium sp. trong đất của các nghiệm thức bố trí ngoài đồng (a, c, d) qua so sánh với hình thái nấm Fusarium solani làm đối chứng dương (b).................... 104 Hình 4.52 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ vi sinh đến mật số nấm Fusarium sp. trong đất sau 15 tháng bón phân .................... 105 Hình 4.53 Bệnh vàng lá thối rễ trên cây cam Sành ....................................... 105 Hình 4.54 Ảnh hưởng của các loại phân HCVS đến tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành sau 15 tháng bón phân ..................... 107 Hình 4.55 Sự tương quan giữa mật số nấm Fusarium sp. trong đất với tỷ lệ bệnh vàng lá thối rễ sau 15 tháng bón phân ......................... 108 Hình 4.56 Hiệu quả của bón phân hữu cơ vi sinh đến năng suất trái vườn cam Sành .............................................................................................. 109 xv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CFU Colony Forming Units CHC Chất hữu cơ CHLB Cộng hòa Liên ban ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long HCVS Hữu cơ vi sinh K Kali Ktđ Kali trao đổi N Đạm Nhd Đạm hữu dụng NSKC Ngày sau khi chủng NT Nghiệm thức P Lân Phd Lân hữu dụng PGPR Vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng cây trồng SNC Sau nuôi cấy SOM Soil organic matter VLTR Vàng lá thối rễ VSV Vi sinh vật xvi
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Vườn cây có múi, cây cam Sành (Citrus nobilis) nói riêng là một trong những cây trồng thế mạnh và chủ lực trong sản xuất nông nghiệp ở tỉnh Vĩnh Long. Diện tích trồng cam ở tỉnh Vĩnh Long năm 2013 khoảng 7.800 ha, chiếm 19% diện tích cây ăn quả trên địa bàn tỉnh. Diện tích vườn trồng cam tập trung hầu hết ở hai huyện Tam Bình và huyện Trà Ôn lần lượt là 2.257 ha và 3.829 ha, chiếm 78% diện tích trồng cam toàn tỉnh, chủ yếu là sản xuất cam Sành. Từ năm 2010 đến nay, nhiều hộ nông dân ở huyện Trà Ôn và Tam Bình đã chuyển đất trồng lúa và cây ăn trái khác sang trồng cam Sành. Đây là yếu tố giúp sản lượng cam thu hoạch cả tỉnh tăng lên đến 77.000 tấn trong năm 2013, tăng 21% so với năm 2010 (Niên giám thống kê, 2014). Năng suất cam thu hoạch bình quân trên 1 hecta ở huyện Trà Ôn được điều tra trong năm 2015 khoảng 20 T/ha/năm, cao hơn khoảng hai lần so với vừng vùng cam chuyên canh của huyện Tam Bình. Một vụ mùa cam Sành trung bình chỉ kéo dài từ 3-4 năm tuổi. Huyện Tam Bình có lịch sử trồng cam chuyên canh trên đất vườn lâu năm, tuổi liếp bình quân 18 năm tuổi. Trong khi, diện tích đất trồng cam ở huyện Trà Ôn có đến 99% đất lúa được cải tạo trồng cam và tuổi liếp trung bình 3-7 năm. Như vậy, giả thuyết đặt ra có thể việc liếp vườn cam Sành lâu năm trên nền đất chuyên canh, ở huyện Tam Bình đã bị bạc màu đất, giảm năng suất trái. Kết quả nghiên cứu trước đây cho thấy đất liếp vườn cây có múi từ trên 15 năm tuổi bị bạc màu về mặt lý hóa và sinh học đất, đất trở nên nén chặt, giảm khả năng cung cấp dinh dưỡng từ đất, hoạt động vi sinh vật kém (Võ Thị Gương và ctv., 2010; Pham Van Quang et al., 2013; Võ Thị Gương và ctv., 2016). Mặt khác, vấn đề quản lý nước trong hệ thống mương-liếp trồng cam của nông dân có thể chưa hợp lý. Mực nước luôn được duy trì cao. Vì vậy, vườn cam Sành luôn có mực thủy cấp cao, với khoảng cách mặt liếp khoảng 10 cm và duy trì nhiều giờ trong ngày và trong tháng. Hiện trạng này xảy ra nhiều nhất ở huyện Trà Ôn do đất canh tác cam Sành trên nền đất ruộng được cải tạo và chịu ảnh hưởng bởi hệ thống canh tác lúa lân cận. Qua số liệu khảo sát thì số vườn có biểu hiện vàng lá thối rễ ở huyện Tam bình là 35% và mức độ bệnh ở cấp độ 3 trở lên chiếm 23%. Một nghiên cứu cho thấy, bệnh vàng lá thối rễ được xác định là do nấm Fusarium solani gây ra và bệnh gây hại chủ yếu trong điều kiện thích hợp cho sự phát triển của bệnh, tầng đất canh tác thấp, đất bị oi nước trong tình trạng lâu dài. Ngoài ra, bệnh vàng lá trên cây có múi còn do một số tác nhân khác gây ra như nấm Phytophthora, Pythium và tuyến trùng (Phạm Văn Kim, 2004). Sự bạc màu đất, yếu tố trở ngại quan 1
trọng trong sản xuất nông nghiệp, với hoạt động của vi sinh vật kém, vi sinh vật gây hại phát triển, phát sinh bệnh hại từ đất (Võ Thị Gương và ctv., 2010). Vì vậy, yêu cầu đặt ra cần nghiên cứu cải thiện đặc tính lý, hóa và sinh học đất, giảm bệnh VLTR, cũng như tăng năng suất trái vườn cam Sành là rất cần thiết. Nhiều nghiên cứu trước đây cũng cho thấy vai trò của phân hữu cơ đến cải thiện độ bảo hòa base trong đất (Võ Thị Gương và ctv., 2016). Việc bón bổ sung phân hữu cơ vào trong đất đã giúp nâng cao hàm lượng chất hữu cơ, tăng khả năng hấp phụ cation CEC và phần trăm độ bảo hòa base trong đất, từ đó góp phần tăng cation như Ca2+, Mg2+, K+…trong đất (Hillel, 2005; Tomašić et al., 2013). Tuy nhiên, từ trước đến nay mặc dù cũng đã có những nghiên cứu về ảnh hưởng của phân hữu cơ đến cải thiện dinh dưỡng đất nhưng chưa hội tụ cả hai yếu tố vừa kháng bệnh VLTR vừa cải thiện được đặc tính lý, hóa và sinh học của đất liếp nhiều năm tuổi. Đây là vấn đề hiện nay vẫn còn bỏ ngỏ, vì vậy công trình nghiên cứu này là cần thiết phải được thực hiện. 1.2 Mục tiêu luận án Cải thiện độ phì nhiêu đất vườn trồng cam Sành, giảm bệnh vàng lá thối rễ, tăng năng suất trái thông qua sản xuất phân hữu cơ vi sinh với dòng vi sinh vật bản địa được phân lập đối kháng nấm gây bệnh vàng lá thối rễ. 1.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng canh tác cam Sành và đặc tính liếp vườn trồng cam tại tỉnh Vĩnh Long nhằm khảo sát những yếu tố trở ngại đang tồn tại trong canh tác cam Sành hiện nay. Nội dung 2: Xác định tác nhân gây bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành. Nội dung 3: Phân lập và tuyển chọn các dòng nấm tăng nhanh khả năng phân hủy chất hữu cơ và nấm Trichoderma từ vùng rễ cây cam Sành có khả năng đối kháng với nấm Fusarium solani cho sản xuất phân hữu cơ vi sinh. Nội dung 4, 5 và 6 : Đánh giá hiệu quả của phân HCVS đến cải thiện độ phì nhiêu đất, bệnh vàng lá thối rễ và năng suất trái vườn cam Sành vườn trồng cam Sành. 1.4 Tính mới của luận án Đề tài đã xác định được tác nhân gây bệnh vàng lá thối rễ trên vườn cam Sành hiện nay do nấm Fusarium solani, đồng thời tạo phân HCVS được chủng với nấm Trichoderma asperellum (được phân lập tại vùng rễ cây cam Sành), nấm Gongronella butleri (vi sinh vật tăng nhanh khả năng phân hủy chất hữu cơ) hiệu quả cải thiện đặc tính hóa học đất (pH đất, CHC, C-labile, N-labile, Nhd, Phd, Ktđ, CEC và độ bảo hòa base đất), đặc tính sinh học đất (tổng mật số 2