(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu biện pháp tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học nhằm bảo vệ đất dốc

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

DƯƠNG KHÔI KHOA

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP TẠO THẢM THỰC VẬT
BẰNG VẬT LIỆU SINH HỌC NHẰM BẢO VỆ ĐẤT DỐC

Chuyên ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

8440301

Người hướng dẫn khoa học:

PGS. TS. Nguyễn Thị Minh

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày…tháng …năm 2018

Tác giả luận văn

Dương Khôi Khoa

i

download by :


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc PGS. TS. Nguyễn Thị Minh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời
gian giúp đỡ tôi thực hiện đề tài. Ngồi ra, tơi vơ cùng cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Thị
Minh đã tạo điều kiện cho tôi được kế thừa các số liệu về phân lập, tuyển chọn các
chủng nấm rễ trong đề tài nghiên cứu “Tuyển chọn giống Arbuscular mycorrhizae và
Rhizobium dùng để sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật làm tiểu cảnh
trong khn viên”.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Vi sinh vật, Khoa Môi trường – Học viện Nơng Nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp
đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành
luận văn./.
Hà Nội, ngày…tháng …năm 2018
Tác giả luận văn

Dương Khôi Khoa

ii

download by :


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ........................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi
Danh mục bảng ............................................................................................................... vii
Danh mục hình ............................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn ........................................................................................................... ix
Thesis abstract.................................................................................................................. xi
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1

1.2.

Mục tiêu của đề tài.............................................................................................. 2

1.3.

Phạm vi của đề tài ............................................................................................... 2

1.3.1.

Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 2

1.3.2.

Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu ..................................................... 2

1.4.

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................ 2

Phần 2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ................................................................... 4
2.1.

Khái niệm về đất dốc, đất trống đồi trọc tại Việt Nam ....................................... 4

2.2.

Nguyên nhân gây tăng diện tích đất trống đồi trọc và ảnh hưởng của nó
đến mơi trường.................................................................................................... 4

2.3.

Các biện pháp tái tạo thảm thực vật.................................................................... 6

2.3.1.

Các biện pháp tái tạo thảm thực vật trên thế giới ............................................... 6

2.3.2.

Các biện pháp tái tạo thảm thực vật ở Việt Nam ................................................ 7

2.4.

Khái niệm và thành phần của vật liệu sinh học .................................................. 9

2.4.1.

Khái niệm vật liệu sinh học ................................................................................ 9

2.4.2.

Thành phần của vật liệu sinh học ..................................................................... 10

2.5.

Nấm rễ cộng sinh Mycorrhizae ........................................................................ 11

2.5.1.

Khái niệm, phân loại ......................................................................................... 11

2.5.2.

Endomycorrhizal (nấm rễ nội cộng sinh) ......................................................... 13

2.5.3.

Ectomycorrhizal (nấm rễ ngoại cộng sinh)....................................................... 17

2.5.4.

Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM) ..................................... 17

iii

download by :


2.6.

Cơ sở khoa học của việc sử dụng nấm rễ cộng sinh để sản xuất vật liệu
sinh học và tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học .................................. 19

2.6.1.

Mối quan hệ cộng sinh giữa nấm rễ và cây chủ .............................................. 19

2.6.2.

Sự phản hồi của cây trồng với nấm rễ nội cộng sinh ........................................ 21

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 23
3.1.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 23

3.2.

Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 23

3.3.

Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 23

3.4.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 23

3.5.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 23

3.5.1.

Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp .............................................................. 23

3.5.2.

Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng ...................................................... 23

3.5.3.

Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm ........................................................ 24

3.5.4.

Phương pháp lựa chọn cây chủ ......................................................................... 24

3.5.5.

Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 25

3.5.6.

Phương pháp sản xuất vật liệu sinh học ........................................................... 25

3.5.7.

Phương pháp kế thừa ........................................................................................ 27

Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 27
4.1.

Đặc điểm của nấm rễ dùng để sản xuất vật liệu sinh học ................................. 27

4.2.

Lựa chọn cây chủ dùng để tái tạo thảm thực vật .............................................. 29

4.2.1.

Lựa chọn cây chủ để nhân giống nấm rễ .......................................................... 29

4.2.2.

Lựa chọn cây chủ để tái tạo thảm thực vật ngoài thực địa ............................... 34

4.3.

Chất lượng của vật liệu sinh học ...................................................................... 35

4.4.

Điều kiện sử dụng vật liệu sinh học và quá trình tái tạo thảm thực vật
bằng vật liệu sinh học trên đất dốc ................................................................... 36

4.4.1.

Điều kiện sử dụng vật liệu sinh học trên đất dốc .............................................. 36

4.4.2.

Quy trình cơng nghệ sử dụng vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật
nhằm bảo vệ đất dốc ......................................................................................... 39

4.5.

Hiệu quả tái tạo thảm thực vật trên đất dốc bằng vật liệu sinh học .................. 40

4.5.1.

Hiệu quả của xử lý vật liệu sinh học đến sinh trưởng, phát triển của đậu mèo ..... 40

4.5.2.

Ảnh hưởng của vật liệu sinh học đến tính chất đất thí nghiệm ........................ 47

iv

download by :


Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 49
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 49

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 49

Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 51

v

download by :


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

AM (Arbuscular Mycorrhizae)

Nấm rễ cộng sinh Arbuscular

AMF (Arbuscular Mycorrhizal Fungi)

Loại hình nấm nội cộng sinh thể A

CT

Công thức

ĐC

Đối chứng

ICRAF (International Centre for

Trung tâm nghiên cứu Quốc tế về

Research in Agroforestry)

nông lâm nghiệp

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TTV

Thảm thực vật

VLSH

Vật liệu sinh học

VSV

Vi sinh vật

vi

download by :


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Đặc điểm của nấm rễ AM ............................................................................ 28
Bảng 4.2. Sự phát triển của nấm rễ trên các cây chủ sau 30 ngày xử lý nấm rễ ......... 30
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của nấm rễ đến sinh trưởng và phát triển của cây chủ .............. 33
Bảng 4.4. Theo dõi sự nảy mầm của hạt giống ............................................................ 35
Bảng 4.5. Tính chất của vật liệu sinh học .................................................................... 36
Bảng 4.6. Hiệu quả của màng che phủ ......................................................................... 37
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của xử lý vật liệu sinh học đến một số chỉ tiêu sinh trưởng
của cây đậu mèo ........................................................................................... 40
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của xử lý vật liệu sinh học đến một số chỉ tiêu nơng hóa
của đất sau 8 tuần thí nghiệm ....................................................................... 47

vii

download by :


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sự phát triển của Glomus mosseae .............................................................. 14
Hình 2.2. Vesicles (túi) trong VAM ............................................................................ 14
Hình 2.3. Sự xâm nhập vào rễ thực vật của nấm cộng sinh rễ trong ........................... 15

Hình 2.4. Mơ hình một số mycorrhizal từ các lồi nấm khác nhau ............................. 16
Hình 2.5. Hartig net của Populus ................................................................................. 18
Hình 2.6. Sự xâm nhập rễ thơng của Pisolithus tinctorius .......................................... 18
Hình 3.1. Quy trình sản xuất vật liệu sinh học............................................................. 25
Hình 4.1. Bào tử nấm AM............................................................................................ 27
Hình 4.2. Quá trình sinh trưởng của bào tử nấm rễ Gigaspora sp6 ............................. 28
Hình 4.3. Tỷ lệ mức độ xâm chiếm rễ và số lượng bào tử so với đối chứng khi
xâm nhiễm 2 chủng nấm rễ lên hệ rễ cây Đậu xanh .................................... 31
Hình 4.4. Tỷ lệ chiều dài rễ so với đối chứng khi xâm nhiễm 2 chủng nấm rễ lên
hệ rễ cây Đậu xanh ....................................................................................... 32
Hình 4.5. Nhân giống nấm rễ trên cây Đậu xanh......................................................... 33
Hình 4.6. Quy trình sử dụng vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật ................. 38
Hình 4.7. Thí nghiệm về màng che phủ đát ................................................................. 39
Hình 4.8. Chiều cao cây đậu mèo trong 8 tuần khảo sát .............................................. 41
Hình 4.9. Tỷ lệ chiều cao các cây chủ so với các đối chứng ....................................... 43
Hình 4.10. Sự biến động của diện tích lá theo thời gian thử nghiệm............................. 44
Hình 4.11. Tỷ lệ giá trị LAI so với các đối chứng của Đậu mèo, Ngơ và Vừng ........... 45
Hình 4.12. Tái tạo thảm thực vật ở Bắc Giang .............................................................. 46

viii

download by :


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Dương Khơi Khoa
Tên Luận văn: Nghiên cứu biện pháp tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học nhằm
bảo vệ đất dốc
Ngành: Khoa Học Môi Trường

Mã số: 8440301

Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Arbuscular Mycorhizae (AM) là loài nấm rễ nội cộng sinh ở rễ cây mang lại
nhiều lợi ích cho cây chủ như làm tăng sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng do
tăng cường hấp thụ các chất dinh dưỡng và nâng cao khả năng chống chịu với các điều
kiện bất lợi của môi trường.
Trên cơ sở các đặc tính nêu trên, nấm rễ nội cộng sinh được tích hợp vào vật liệu
sinh học trong việc tái tạo thảm thực vật trên đất dốc. Mục đích của đề tài là xây dựng quy
trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học nhằm bảo vệ đất dốc và bước đầu đánh giá
hiệu quả của biện pháp tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc.
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài với các nội dung nghiên cứu bao gồm: (i) nghiên cứu đặc điểm của nấm
rễ AM dùng để sản xuất vật liệu sinh học; (ii) lựa chọn cây chủ dùng tái tạo thảm thực
vật; (iii) chất lượng của vật liệu sinh học; (iv) điều kiện sử dụng vật liệu sinh học trên
đất dốc và quá trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc; (v) hiệu
quả tái tạo thảm thực vật trên đất dốc bằng vật liệu sinh học. Tương ứng với các nội
dung nghiên cứu trên, phương pháp nghiên cứu quan trọng trong đề tài bao gồm: (i)
phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng nhằm đánh giá hiệu quả của màng che phủ
đất và đánh giá hiệu quả tái tạo thảm thực vật; (ii) phương pháp lựa chọn cây chủ để
nhân giống nấm rễ và lựa chọn cây chủ để tái tạo thảm thực vật.
Kết quả chính và kết luận
Các chủng AM sử dụng trong vật liệu sinh học kế thừa từ nghiên cứu của
Nguyễn Thị Minh (2016) là Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra có tỷ lệ nảy mầm lớn
trên 80% và có khả năng cộng sinh tốt với hệ rễ cây chủ. Cây đậu xanh (Vigna radiata)
được lựa chọn làm cây chủ để nhân giống nấm rễ do có thời gian sinh trưởng ngắn, bộ
rễ phát triển nhanh và khỏe mạnh, có khả năng tạo sinh khối lớn trong thời gian ngắn và

ix

download by :


phù hợp để cho nấm rễ phát triển và nhân sinh khối nhanh chóng. Xét về mức độ xâm
chiếm rễ, xử lý nấm rễ bằng Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra lần lượt gấp 13,16 và
11,34 lần so với đối chứng. Đối với số lượng bào tử, kết quả này cũng cao gấp 7,71 lần
(đối với Gigaspora sp6) và 7,05 lần (đối với Dentiscutata nigra) so với đối chứng.
Quy trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc gồm 3 bước
chính: (i) Kiểm tra chất lượng vật liệu sinh học, (ii) bổ sung hạt giống (nếu có), (iii) tích
hợp màng che phủ. Kiểm tra cho thấy vật liệu sinh học có chất lượng ln ổn định và
vẫn có thể phát huy hiệu quả sử dụng sau 6 tháng sản xuất.
Vật liệu sinh học được thử nghiệm trên cây đậu mèo (Mucuna Pruriens) ở độ
dốc 5o, trên đất Feralit. Thí nghiệm sử dụng 2 cơng thức: (i) Đối chứng (không dùng vật
liệu sinh học, dinh dưỡng tương đương vật liệu sinh học), (ii) sử dụng vật liệu sinh học.
Sau 8 tuần, chiều cao cây đậu mèo ở cơng thức có sử dụng vật liệu sinh học vượt trội
gấp khoảng 2,07 lần so với đối chứng. Cũng sau khoảng thời gian này, giá trị LAI ở
công thức sử dụng vật liệu sinh học cao gấp 3,38 lần so với đối chứng.
Một số chỉ tiêu nơng hóa đánh giá chất lượng đất trước và sau khi thí nghiệm
chưa cho thấy sự thay đổi ngoại trừ số bào tử nấm rễ ở cơng thức sử dụng vật liệu sinh
học có cao hơn so với trước thí nghiệm là 56,6 lần và so với đối chứng là 14,89 lần.

x

download by :


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Duong Khoi Khoa
Thesis title: Study on measures to create vegetation cover by bio-material to protect

sloping land.
Major: Environmental science

Code: 8440301

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Arbuscular Mycorhizae is an endosymbiotic fungus that provides many
beneficial effects to the host as it enhances plant growth and development by enhancing
the uptake of nutrients and enhancing the resistance of the host plants. adverse
conditions of the environment.
Based on the above characteristics, an endosymbiotic fungi was integrated into
biological material in the regeneration of vegetation on sloping land. The purpose of the
project is to develop a process of regeneration of vegetation cover with bio-material to
protect sloping land and to first evaluate the effectiveness
Materials and Methods
Research topics include: (i) characterization of AM rootstocks for the production
of biological materials; (ii) selection of trees for vegetation regeneration; (iii) the quality
of the biological material; (iv) conditions for the use of biological materials on sloping
land and the process of regeneration of vegetation by biological materials on sloping land;
(v) efficient regeneration of vegetation on sloping land by bio-material. In line with the
above research topics, important research methods in the subject matter include: (i) field
orchestration methodology for evaluating the effectiveness of soil cover films and
assessing the effect of regeneration vegetation; (ii) method of selection of host plants for
propagation of mycorrhizal fungi and selection of host plants for vegetation regeneration.
Main findings and conclusions
The mycorrhizal strains inherited from the biotech legume Nguyen Thi Minh
(2016) are Gigaspora sp6 and Dentiscutata nigra with a high germination rate of over
80% and good symbiosis with host root systems. Green bean (Vigna radiata) is selected
as the host for rooting mycorrhizal fungi due to their short growth time, rapid growth

and strong root formation, which is capable of producing large biomass in short time

xi

download by :


and is suitable for for root growth and rapid multiplication. In terms of root penetration,
rooting with Gigaspora sp6 and Dentiscutata nigra was 13.16 and 11.34 times,
respectively, than control. For the number of spores, this result was 7.71 times higher
(for Gigaspora sp6) and 7.05 times (for Dentiscutata nigra) than control.
The process of regeneration of vegetation cover by biological material on
sloping land consists of 3 main steps: (i) quality control of biological material, (ii) seed
supplementation (if any), (iii) cover. The test showed that the quality of the bio-material
is always stable and can still be used effectively after 6 months of production.
Biological material was tested on Mussel (Mucuna Pruriens) at 50 slope, on
Feralit soil. The experiment uses 2 formulas: (i) control (no biological material, contens
of nutrient like materials), (ii) use of biological materials. After 8 weeks, the height of
the formula was 2.07 times higher than the control. Also after this period, the LAI value
of the bio-material formula was 3.38 times higher than that of the control.
Some agronomic indicators of soil quality before and after the experiment
showed no changes except the number of mycorrhizal spores in the formulation using
biomass were higher than before the experiment was 56, 6 times and compared to the
control is 14.89 times..

xii

download by :

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Vùng đồi núi Việt Nam chiếm 3/4 diện tích tự nhiên của cả nước. Thống
kê gần đây cho thấy ở vùng đồi núi hiện có nhiều triệu hecta đất tầng mỏng, đất
trống đồi núi trọc. Mặc dù cịn gặp nhiều khó khăn trở ngại, đất đồi núi ở Việt
Nam, mà chủ yếu là đất dốc, có rất nhiều tiềm năng phục vụ sự nghiệp phát triển
kinh tế xã hội của cộng đồng. Vùng đất dốc ngày càng có vai trị quan trọng khi
ảnh hưởng của biến đổi khí hậu rõ rệt, đặc biệt là khi mực nước biển dâng cao,
ảnh hưởng xấu đến nhiều vùng châu thổ rộng lớn. Miền đồi núi không chỉ là địa
bàn cư trú của người dân mà cịn là nơi có thể canh tác sản xuất nơng sản. Chính
vì vậy, việc phục hồi sử dụng đất dốc không chỉ đơn thuần là phục hồi tài nguyên
mà cịn là một trong những hướng đi đúng đắn thích ứng với biến đổi khí hậu.
Đã có nhiều nghiên cứu trên thế giới cũng như trong nước về các phương
thức bảo vệ và phục hồi đất dốc. Các phương thức có thể kể đến như trồng cây
băng xanh, xen canh cây họ đậu với các cây trồng khác, hoặc mới hơn cả là sử
dụng vật liệu sinh học (VLSH) để tái tạo thảm thực vật (TTV) nhằm cải tạo đất.
Trong điều kiện đất dốc bị xói lở bề mặt mạnh, đất chai cứng, đá ong hóa, đất
khơng đủ nước và thiếu hụt các chất dinh dưỡng cần thiết thì cơng nghệ tái tạo
thảm thực vật bằng VLSH có nhiều tính ưu việt, tiết kiệm công sức do sử dụng
nấm rễ cộng sinh (Mycorrhizae). Nấm rễ Mycorrhizae cộng sinh ở rễ cây và
mang lại nhiều lợi ích cho cây chủ như làm tăng sự sinh trưởng và phát triển của
cây trồng do phát triển bộ rễ tăng cường sự hấp thụ chất dinh dưỡng và nâng cao
khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường sống, đồng thời làm
tăng khả năng kháng sâu bệnh cho cây (Miller and Jastrow, 1991; Jasper, 1994).
Nấm rễ có vai trị đặc biệt quan trọng trong sức sản xuất của cây, sinh thái học
của cây và đất và đóng vai trị then chốt trong thuật ngữ “Nông nghiệp bền vững”
(Gianinazzi and Schuepp; 1994). Sự tăng cường sinh trưởng của các loài nấm rễ
sẽ giúp cho sự thiết lập một hệ sinh thái đa dạng, bền vững và trở thành yếu tố
quan trọng cho sự tái tạo thành công thảm thực vật và rừng.
Ngày nay, việc ứng dụng xử lý các chủng nấm rễ cho cây trồng là xu

hướng phổ biến; đặc biệt sự cộng sinh của nấm rễ giúp cho cây có thể sinh
trưởng và phát triển được trên các vùng đất trống đồi núi trọc hay bị thiên tai tàn

1

download by :


phá vốn rất nghèo dinh dưỡng và có độ mùn kém. Vì vậy, nấm rễ là một trong
những nguyên liệu chính để tạo ra vật liệu sinh học dùng cho quá trình tái tạo
thảm thực vật và rừng nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc trong chiến lược phát
triển một nền nông nghiệp bền vững. Tuy nhiên, việc nghiên cứu khả năng ứng
dụng của vật liệu sinh học này ở Việt nam vẫn cịn bỏ ngỏ.
Chính vì những lí do nêu trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu
biện pháp tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học nhằm bảo vệ đất dốc”.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Xây dựng được quy trình tái tạo TTV bằng vật liệu sinh học nhằm bảo
vệ đất dốc.
- Bước đầu đánh giá hiệu quả của biện pháp tái tạo TTV bằng VLSH trên
đất dốc.
1.3. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Biện pháp tái tạo TTV bằng VLSH.
1.3.2. Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu: tháng 4/2017 – tháng 5/2018.
- Địa điểm nghiên cứu: Học viện Nông nghiệp Việt Nam và huyện Hiệp
Hịa, tỉnh Bắc Giang.
1.4. NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
CỦA ĐỀ TÀI
Tài nguyên đất dốc Việt Nam đang đứng trước nguy cơ thối hóa nghiêm

trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau như sản xuất nông nghiệp không bền
vững, hoạt động phá rừng đặc biệt là rừng đầu nguồn, hay do chính sách bảo vệ
đất khơng hợp lý. Đất bị thối hóa, mất dinh dưỡng, giảm độ phì nhiêu làm giảm
sự đa dạng các loại vi sinh vật có ích trong đất kéo theo sự suy giảm của thảm
thực vật. Thảm thực vật bị tàn phá gây nguy cơ xói mịn, lũ lụt và mất nơi cư trú
của nhiều lồi sinh vật. Đó cũng là nguyên nhân dẫn đến biến đổi khí hậu, ảnh
hưởng lớn tới cuộc sống của con người và sinh vật. Các biện pháp cải tạo đất và
thảm thực vật hiện nay như vật liệu giữ ẩm, bầu cây, chế phẩm sinh học chưa
thực sự hiệu quả do hạn chế về mặt kỹ thuật, kinh phí, giống vi sinh vật có hiệu
lực chưa cao,... Một hướng mới có triển vọng trong ứng dụng thực tiễn là sử

2

download by :


dụng vật liệu sinh học từ một số chủng vi sinh vật có tính năng đặc biệt với hoạt
tính sinh học và khả năng cộng sinh cao trên cây chủ như Mycorrhizae.
Arbuscular Mycorrhyza Fungi (AMF) là một loại nấm rễ cộng sinh khá phổ biến
trên cây trồng và có vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng của cây, đặc biệt
trong điều kiện bất lợi của môi trường. Arbuscular mycorrhizae (AM) với khả
năng nội cộng sinh, các sợi nấm rễ liên kết chặt chẽ lại với nhau tạo thành một
mạng lưới phát triển dày đặc sẽ giúp tăng khả năng hút nước và chất dinh dưỡng
cung cấp cho sự phát triển của cây trồng, đặc biệt là các chất dinh dưỡng ở dạng
ít tan như photpho (Dighton, 2009). Ngồi ra, hệ thống nấm rễ này còn sản xuất
ra các axit mùn làm tăng độ tơi xốp và độ phì nhiêu cho đất, giúp cho cây có thể
sinh trưởng và phát triển trên các vùng đất bị tàn phá nghèo dinh dưỡng (Zaki et
al., 2008). Trên thế giới, một số tác giả đã nghiên cứu về việc ứng dụng của AM
như bảo vệ rừng tại Bangladesh theo phương pháp xử lý nấm rễ cho cây tại vườn
ươm (Mridha, 2003). Dự thảo Mike Amaranthus (2001) ứng dụng nấm rễ cho cỏ

Bermuda để xây dựng và bảo trì sân golf tại California và Oregon (Mỹ) giúp cải
thiện, tăng cuờng sự phát triển và sức đề kháng của cỏ trên sân golf. Nguyễn Thị
Minh và cs (2014) đã phân lập và tuyển chọn được giống AM dùng để xử lý cho
cây trồng và sản xuất vật liệu sinh học phủ xanh đất trống. Tuy nhiên, cho đến
nay chưa có nghiên cứu nào về quy trình tái tạo TTV bằng vật liệu sinh học nhằm
bảo vệ đất dốc. Nhờ sự cộng sinh giữa nấm rễ và cây trồng, diện tích bề mặt hấp
thụ của hệ rễ được tăng lên. Do đó, cây chủ hấp thu tốt hơn các chất dinh dưỡng
từ bên ngoài (đặc biệt là môi trường nghèo dinh dưỡng) nhờ liên kết với các sợi
nấm. Như vậy, với sự cộng sinh giữa nấm rễ và cây chủ, cây chủ sẽ có bộ rễ
phình to hơn cho phép hút thu được nhiều chất dinh dưỡng hơn, thúc đẩy sinh
trưởng phát triển của cây chủ, đảm bảo việc tái tạo thành công thảm thực vật.

3

download by :


PHẦN 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT DỐC, ĐẤT TRỐNG ĐỒI TRỌC TẠI VIỆT NAM
Vùng đồi núi Việt Nam chiếm 3/4 diện tích tự nhiên của cả nước, phân
bổ từ Bắc vào Nam, có điều kiện tự nhiên phong phú và đa dạng. Các yếu tố hình
thành đất thay đổi theo từng vùng địa lý thể hiện rõ về các mặt: Ðá mẹ và mẫu
chất, thảm thực vật, khí hậu, địa hình,... mặt khác, vùng đồi núi nước ta đã chịu
những tác động rất sâu sắc của con người. Nhiều tác động xấu như khai thác
rừng không đúng kế hoạch, phá rừng, đốt rừng làm nương rẫy, không thực hiện
tốt các biện pháp chống xói mịn... dẫn đến hậu quả là nhiều diện tích đất bị
thoái hoá nghiêm trọng. Thống kê gần đây cho thấy ở vùng đồi núi hiện có nhiều
triệu hecta đất tầng mỏng, đất trống đồi núi trọc.
Trần Đình Lý (2003) đưa ra khái niệm về đất dốc, trống (khơng có TTV
che phủ) là "Đất trống đồi núi trọc là những vùng đất chưa có thảm thực vật cây

gỗ là chủ yếu hoặc đã có nhưng đã bị tàn phá mà trên đó chỉ cịn là những trảng
cỏ, trảng cây bụi hoặc các loại cây ăn quả, cây công nghiệp hay đồng cỏ chăn
ni bị thối hóa, năng suất thấp, khơng ổn định". Đây là khái niệm đầu tiên về
đất trống đồi trọc ở nước ta. Tác giả cũng đã căn cứ vào thành phần thực vật, cấu
trúc phẫu diện và độ phì của đất, phân chia đất trống đồi trọc ở nước ta thành 3
nhóm như sau:
- Nhóm I: Gồm những diện tích do rừng bị khai thác kiệt, hoặc do bị đốt,
chặt phá rừng để trồng cây nông nghiệp sau 2-3 vụ (đơi khi hơn) rồi bỏ hóa.
- Nhóm II: Là các loại đất trống đồi trọc được hình thành do rừng bị chặt,
đốt để lấy đất trồng cây nông nghiệp ngắn ngày lặp đi lặp lại nhiều lần nhưng
khơng có biện pháp bảo vệ và giữ gìn độ phì của đất, làm cho đất bị xói mịn rửa
trơi hóa mạnh.
- Nhóm III: Gồm các bãi cát ven biển và nội đồng, các loại núi trọc trơ
sỏi đá mà lớp đất mặt còn rất mỏng hoặc đất phát sinh chưa hồn chỉnh.
2.2. NGUN NHÂN GÂY TĂNG DIỆN TÍCH ĐẤT TRỐNG ĐỒI TRỌC
VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NĨ ĐẾN MƠI TRƯỜNG
Ở nước ta có 54 dân tộc thì 50 dân tộc tiến hành canh tác nương rẫy với
khoảng 3 triệu người dân du canh trong số 9 triệu đồng bào dân tộc thiểu số.
Công tác định canh định cư tiến hành từ năm 1968 đến nay về cơ bản mới định

4

download by :


canh tốt được gần 1 triệu người. Do vậy, canh tác nương rẫy trong điều kiện hiện
nay với diện tích rừng giảm mạnh, dân số gia tăng là nguyên nhân chủ đạo dẫn
đến đất TTV che phủ đất đồi núi càng giảm. Qua đó, diện tích đất dốc, đất trống
ngày ngày càng tăng (Nguyễn Đình Bồng, 2014).
Vấn đề trên xuất hiện gắn liền với sự chặt phá rừng, đốt rừng, làm

nương rẫy, sử dụng đất bừa bãi, phương thức canh tác đất dốc lạc hậu của con
người, đặc biệt các hiện tượng suy thoái đất diễn ra nhanh trong những thập
niên gần đây. Sự suy thoái đất của vùng đồi núi không chỉ gây tác hại đến khả
năng sản xuất của đất mà nghiêm trọng hơn là đã phá vỡ sự cân bằng hệ sinh
thái tự nhiên của vùng đồi núi, làm mất thảm thực vật tự nhiên, mất nguồn dự
trữ và khả năng điều hành nước của rừng, gây thảm hoạ thiên tai hạn hán, lũ
lụt, thay đổi khí hậu trong vùng. Sự suy thoái của đất đồi núi đã làm thay đổi
gần như hoàn toàn cảnh quan tự nhiên của nhiều khu vực đồi núi. Diện tích
các rừng nhiệt đới ngun sinh cịn rất ít. Theo số liệu của Bộ Nơng nghiệp và
Phát triển nơng thơn, diện tích che phủ rừng năm 2016 khoảng 41,19%. Tuy
vậy, có nơi như vùng Tây Bắc chỉ còn 9%, quá thấp so với quy định của Quốc
tế (khoảng 40%). Diện tích đất trống đồi núi trọc trên toàn quốc khoảng 13
triệu ha thì vùng đồi núi là hơn 11 triệu ha, trong đó đất xói mịn trơ sỏi đá và
đất kết von đá ong hố khơng cịn khả năng sản xuất nơng nghiệp là hơn nửa
triệu ha (Nguyễn Đắc Bình Minh, 2017).
Các quá trình trong đất sau đây đã dẫn đến sự suy thối đất đồi núi :
- Q trình rửa trơi xói mịn đất từ các sườn núi, đồi dốc vào mùa mưa, tạo
ra đất xói mịn trơ sỏi đá. Dịng chảy nước càng mạnh, đất càng dốc, càng bị mất
lớp thực vật phủ đất thì quá trình này càng xẩy ra mạnh. Đây là một trong những
trở ngại nghiêm trọng nhất khi sử dụng đất đồi núi.
- Quá trình kết von đá ong hố trên các vùng đồi gị đã bị chặt phá rừng và
mất lớp TTV. Lớp đất mặt vừa mỏng, vừa lẫn sỏi kết von, khô hạn và nghèo dinh
dưỡng ảnh hưởng nghiêm trọng đến phát triển nông lâm nghiệp vùng đồi núi.
- Q trình chua hố đất do quá trình Feralit xảy ra khá mãnh liệt ở độ cao
200-1000m của vùng đồi núi. Đất đồi núi chua ở nhiều nơi có hàm lượng nhơm
di động cao, gây độc trực tiếp cho cây trồng, đặc biệt là các loại cây lương thực
và hoa màu. Hàm lượng sắt nhôm di động cao còn gây nên hiện tượng giữ chặt
lân trong đất làm giảm hiệu lực bón lân cho các loại cây trồng.

5

download by :


- Sự suy giảm cấu trúc đất và giảm khả năng thấm nước và giữ ẩm của
đất: do hiện tượng đốt nương, tập quán dọn sạch lớp cỏ, TTV che phủ đất hàng
năm trước khi trồng tỉa. Đất bị giảm hàm lượng mùn nhanh chóng, đất bị chai
cứng, bí chặt nên khó thấm, giữ nước, làm tăng hiện tượng xói mịn rửa trơi
(Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999).
2.3. CÁC BIỆN PHÁP TÁI TẠO THẢM THỰC VẬT
2.3.1. Các biện pháp tái tạo thảm thực vật trên thế giới
Trung tâm nghiên cứu Quốc tế về nông lâm nghiệp (ICRAF) trong báo
cáo hàng năm cho biết trong giai đoạn 1996-1998 đã nghiên cứu phủ xanh đất
trống đồi trọc bằng nhiều giải pháp khác nhau. Có thể nêu một số mơ hình đã
thực hiện như sau:
* Tại châu Phi: gồm các nước Zambia, Tanzania, Zambabuwe. Các mơ
hình đã thực hiện:
Mơ hình thảm cỏ luân phiên (Rotation woodlost) nhằm phủ xanh đất trong
thời kỳ bỏ hố. Trong mơ hình này, người ta đã dùng cây Điển (Sesbaina
sesban), một loài cây thuộc họ Đậu (Fabaceae) trồng để phủ xanh đất trong thời
kỳ bỏ hoang. Sau 2-3 năm có thể khai thác làm củi. Phần cịn lại đốt hoặc để mục
để tăng thêm chất mùn và chất dinh dưỡng cho đất.
Mơ hình trồng cây gỗ + cây ăn quả đa tầng (Multitistrata). Trong mơ hình
này, các loài cây trồng chủ yếu là cây bản địa sẽ tạo ra một hệ thống trồng trọt
bền vững có nhiều sản phẩm và tăng thu nhập.
- Mơ hình chăn ni lâm sinh (Silvopastoral) bằng việc tạo ra thảm cỏ
chăn nuôi dưới tán rừng thứ sinh (Atangana, 2014)
* Tại châu Mỹ: gồm các nước Mỹ, Brazil, Peru, Mexico. Các mơ hình đã
xây dựng đều nhằm mục đích bảo đảm an tồn lương thực và phủ xanh đất trống
trọc. Những mơ hình đã thực hiện gồm:

- Mơ hình trồng trọt cải tạo vườn nhà (Home garden) Mơ hình nơng lâm
kết hợp đa tầng, nhiều sản phẩm (Multistrata), trồng cây ăn quả với cây lấy gỗ
theo mơ hình đa lồi nhiều tầng. Năm 1968, F.A. Bazzaz nghiên cứu quá trình
diễn thế phục hồi thảm thực vật trên đất sau trồng trọt bị bỏ hoang ở vùng núi cao
Shawnee, Illions (Mỹ) (Atangana, 2014)
* Tại châu Á: gồm các nước Malaysia, Thái Lan.

6

download by :


- Nghiên cứu sử dụng tri thức bản địa trong canh tác phủ xanh để bảo vệ
đất và tăng thu nhập cho hệ nương rẫy.
- Mơ hình nơng lâm kết hợp để cải tạo thảm cỏ tranh (Imperata
cylindrica).
- Mơ hình trồng cây trên đỉnh đồi để chống xói mịn.
- Mơ hình trồng cây họ đậu trong việc phủ xanh cải tạo đất.
- Mơ hình sử dụng độ tàn che của cây họ đậu để kiểm soát cỏ dại. Những
nghiên cứu khác cũng đã được thực hiện: phương pháp xây dựng mơ hình nơng
lâm kết hợp (CH.Trachummok, 1982; L. Roche, 1982), đào tạo và huấn luyện kỹ
năng xây dựng mơ hình nông lâm kết hợp để phủ xanh đất trống đồi trọc (R.F.
Fisher, 1991). Năm 1992, T.Tiunei và cộng sự nghiên cứu về phục hồi thảm thực
vật thứ sinh trên đất sau nương rẫy ở Mengla - XiSuang banna (Trung Quốc) đã
cho thấy, sau 10 năm rừng phục hồi có 3 tầng: tầng cây gỗ ưu thế, tầng cây bụi,
dưới cùng là tầng cỏ và dây leo (Smith and Mbow, 2014).
* Sử dụng vật liệu sinh học
Có nhiều biện pháp cải tạo đất và thảm thực vật nhưng biện pháp sinh học
thể hiện tính ưu việt hơn cả. Việc sử dụng nấm rễ Arbuscular mycorrhizae (AM)
trong tái tạo thảm thực vật đã được nghiên cứu rộng rãi và hiệu quả của chúng đã

được chứng minh. Tại Nhật Bản, Marumoto. K. et al. (1997) đã thành công trong
việc ứng dụng công nghệ xử lý nấm rễ để tái tạo thảm thực vật và rừng cho các
sườn dốc tại vùng đất bị phá hủy sau khi núi lửa phun tại Nagasaki, tạo cảnh
quan cho đường cao tốc ở quận Yamaguchi. Việc ứng dụng nấm rễ cho cỏ
Bermuda để xây dựng và bảo trì sân golf tại California (Mỹ) cũng đã thu được
những kết quả đáng ghi nhận (Mike Amarathus, 2001).
2.3.2. Các biện pháp tái tạo TTV ở Việt Nam
* Giải pháp phủ xanh đất trống đồi núi trọc
Trước đây quan niệm phủ xanh là trồng rừng trên đất trống đã bị mất hoặc
chưa có rừng. Nhưng đến đầu những năm 1980, cùng với trồng rừng, các biện
pháp khác như nông lâm kết hợp, trồng cây ăn quả, cây công nghiệp đều được
coi là phủ xanh đất trống đồi trọc. Như vậy, phủ xanh đất trống đồi trọc khơng
chỉ có trồng rừng, mà nó cịn có giải pháp khác đó là thực hiện canh tác theo mơ
hình nơng lâm kết hợp, trồng cây ăn quả, cây công nghiệp, xây dựng vườn rừng,
đồng cỏ chăn ni... (Nguyễn Đắc Bình Minh, 2017)

7

download by :


* Phủ xanh đất trống đồi trọc bằng trồng rừng
Đối với việc trồng rừng (rừng sản xuất, rừng đặc dụng, rừng phịng hộ)
bằng các lồi cây nhập nội, các nghiên cứu thường tập trung vào việc tuyển chọn
và khảo nghiệm giống, nghiên cứu điều kiện lập địa, phương thức trồng, sinh
trưởng phát triển của các loài, cấu trúc rừng phục vụ cho cơng tác chăm sóc tu
bổ. Đối với việc trồng rừng nhằm mục đích phịng hộ và bảo vệ môi trường, các
tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu phục hồi các hệ sinh thái rừng nhiệt đới theo
hướng đa loài nhiều tầng bằng các loài cây bản địa (Lê Đồng Tấn, 2007)
* Phủ xanh đất trống đồi núi trọc bằng khoanh nuôi phục hồi rừng

Cho tới nay, khoanh ni phục hồi rừng đang là một giải pháp tích cực để
tăng nhanh độ che phủ rừng của nước ta. Vấn đề này đã được nhà nước đặc biệt
quan tâm, thể hiện qua việc ban hành 2 qui phạm nhằm lợi dụng năng lực tái sinh
tự nhiên cho phục hồi rừng: Qui phạm các giải pháp lâm sinh áp dụng cho rừng
sản xuất và rừng đặc dụng (QPN 14 - 92) và Qui phạm phục hồi rừng bằng
khoanh nuôi xúc tiến tái sinh (QPN 21 - 98) (Nguyễn Đắc Bình Minh, 2017)
* Phủ xanh đất trống đồi núi trọc băng các giải pháp nông lâm kết hợp
Từ những năm 1980, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về xây dựng mơ
hình nơng lâm kết hợp để phủ xanh đất trống đồi núi trọc. Nguyễn Xuân Đợt
(1984) sử dụng đất trống đồi núi trọc theo phương thức nông lâm kết hợp nhằm
phát huy hiệu quả tiềm năng lao động và tài nguyên rừng phục vụ các nhiệm vụ
kinh tế xã hội bảo vệ môi trường. Lâm Công Định (1982, 1984) đã có một số
cơng bố trong đó trình bày cơ sở khoa học và cơ cấu sản xuất nông lâm kết hợp
và giới thiệu một số mơ hình nơng lâm kết hợp có thể thực hiện ở các tỉnh miền
núi để phủ xanh đất trống đồi núi trọc. Theo hướng xây dựng mơ hình kinh tế
mơi trường, Nguyễn Hải Tuấn và cs. (1993) đã nghiên cứu xây dựng mơ hình
kinh tế môi trường bền vững ở vùng thượng nguồn sông Trà Khúc. Lê Trần Chấn
(1994) xây dựng mơ hình nơng lâm kết hợp 3 tầng: tầng vượt tán là cây công
nghiệp, tầng ưu thế sinh thái là Cam bù và tầng dưới tán là cây ưa bóng đa tác
dụng. Phan Anh (2004) đã xây dựng mơ hình Vườn - Ao - Chuồng (VAC), mơ
hình Vườn - Ao - Chuồng - Rừng (VACR) nhằm nhanh chóng phủ xanh đất
trống đồi trọc ở Bản dân tộc Vân Kiều - Phú Lộc - Thừa Thiên Huế. Trên cơ sở
kết qủa đạt được tác giả đã đề xuất giải pháp phát triển vườn cây lâu năm theo
hướng vườn đồi, vườn rừng, phát triển lâm nghiệp theo hướng nông nghiệp để
làm vườn đồi vườn rừng.

8

download by :

Như vậy, những năm trước đây, phục hồi, tái tạo TTV chủ yếu là các hoạt
động khoanh nuôi đất rừng, sử dụng các mơ hình nơng lâm kết hợp. Tuy vậy,
một số các nghiên cứu khác lại cho thấy khả năng phục hồi là không cao. Nghiên
cứu đặc điểm về cấu trúc rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ
- Thái Nguyên cho thấy khả năng phục hồi tự nhiên của thảm thực vật trong khu
vực là khơng lớn, vì vậy cần có giải pháp chăm sóc tu bổ (Đặng Kim Vui, 2002).
Các yếu tố ảnh hưởng và khả năng phục hồi tự nhiên của các quần xã thực vật tái
sinh trên đất sau nương rẫy tại Thái Nguyên cho rằng khả năng phục hồi tự nhiên
của thảm thực vật trên đất sau nương rẫy phụ thuộc rất nhiều vào mức độ thoái
hoá đất, nguồn giống và điều kiện lập địa (Lê Ngọc Cơng, 2003)
Ngồi ra, mơ hình khoanh ni phủ xanh đất trống, đồi trọc cũng cho thấy
sự bất lợi về kinh tế. Lê Đồng Tấn (2007) đã có cơng trình nghiên cứu đánh giá
hiệu quả kinh tế của một số mơ hình phủ xanh đất trống trọc tại Thái Nguyên - Bắc
Kạn. Theo tác giả mơ hình phủ xanh bằng khoanh ni phục hồi rừng đã mang lại
hiệu quả sinh thái cao đó là tại ra được thảm thực vật đa dạng có khả năng bảo vệ
đất, bảo vệ mô trường, nhưng về hiệu quả kinh tế thì khơng cao. Trong khi mơ
hình vườn rừng và mơ hình trồng rừng sản xuất đã măng lại lợi nhuận cao, góp
phần đáng kể trong việc cải thiện đời sống cho người dân địa phương
* Sử dụng VLSH
Những biện pháp tái tạo TTV nói trên đã được sử dụng nhiều nhưng biện
pháp sinh học thể hiện tính ưu việt hơn cả. Các nhà khoa học ở Học viện Nông
nghiệp Việt Nam đã thực hiện nghiên cứu này để xác định được các loại nguyên
liệu chính để sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật phủ xanh cho
đất trống đồi trọc. Việc sử dụng nấm rễ Arbuscular mycorrhizae (AM) trong tái
tạo thảm thực vật đã cho thấy hiệu quả trong sự sinh trưởng, phát triển của cây,
cải thiện tính chất đất và tăng độ che phủ đất đạt trên 60% (Nguyễn Thị Minh và
cs., 2014).
2.4. KHÁI NIỆM VÀ THÀNH PHẦN CỦA VẬT LIỆU SINH HỌC
2.4.1. Khái niệm vật liệu sinh học

Khái niệm: Ngành học về vật liệu sinh học (khoa học VLSH) nghiên cứu
các tính chất vật lý, hóa học, sinh học của các vật liệu và tương tác giữa các vật
liệu này với môi trường sinh học. Sự nghiên cứu và phát triển mạnh nhất là
hướng đến việc tổng hợp, tối ưu hóa, xác định đặc tính, thử nghiệm và đánh giá

9

download by :


đặc điểm sinh học của các tương tác vật chủ - vật liệu. Hầu hết các VLSH gây ra
một phản ứng sinh học không đặc hiệu và rập khuôn. Hiện nay, các nhà khoa học
đang nỗ lực hướng đến việc phát triển các bề mặt đã được kĩ nghệ để có thể phù
hợp với một ứng dụng cụ thể (Trần Lê Bảo Hà, 2012).
VLSH là vật liệu có chứa các thơng tin di truyền, có khả năng tự tái tạo
hoặc được tái tạo trong hệ thống sinh học, ví dụ như tế bào, gen, cây chuyển gen.
Dựa theo chất mang có thể chia VLSH thành 2 loại:
+ VLSH được phối trộn theo phương pháp phối trộn chất mang không
thanh trùng: tất cả các nguyên liệu dùng để sản xuất VLSH được phối trộn với
nhau trong điều kiện tự nhiên.
+ VLSH được phối trộn theo phương pháp phối trộn chất mang có thanh
trùng: các nguyên liệu dùng để sản xuất VLSH được phối trộn với nhau trong
điều kiện vô trùng (Trần Lê Bảo Hà, 2012).
2.4.2. Thành phần của vật liệu sinh học
Các thành phần cơ bản của VLSH gồm có: cùng với chất hữu cơ, VSV
sống trong đất, nước, vùng rễ cây có ý nghĩa quan trọng trong mối quan hệ giữa
cây trồng, đất và phân bón. Hầu như mọi quá trình xảy ra trong đất đều có sự
tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp của VSV: mùn hóa, khống hóa, giải phóng chất
dinh dưỡng vơ cơ từ hợp chất khó tan hoặc tổng hợp chất dinh dưỡng từ môi
trường (Trần Lê Bảo Hà, 2012).

- Giống VSV: VSV là những sinh vật có kích thước nhỏ, được quan sát
dưới kính hiển vi bao gồm cả virus, vi khuẩn, nấm, tảo…Chúng có nhiều vai trị
quan trọng đối với mơi trường như: làm tăng độ phì nhiêu của đất, cải tạo đất, xử
lý ô nhiễm môi trường đất, nước, cung cấp các chất dinh dưỡng dễ tiêu từ quá
trình cố định đạm hay phân hủy các chất khó tiêu thành các chất dễ tiêu cho cây
trồng sinh trưởng, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông sản…Việc
lựa chọn giống VSV để bổ sung vào VLSH phải đảm bảo yêu cầu, đó là các
chủng VSV có ích đã được tuyển chọn có hoạt lực, khả năng cạnh tranh cao, có
mật độ đạt tiêu chuẩn quy định và khơng có khả năng gây hại. Việc sử dụng vi
sinh vật hữu ích đặc biệt là các chủng nấm rễ nội cộng sinh AM để làm VLSH
ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp đã được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế
giới (Marumoto.K et al., 2006; Mike Amarathus, 2011; M.A.U. Mridha, 2003).

10

download by :


- Chất nền: Là chất để VSV được cấy vào đó, cung cấp mơi trường thuận
lợi cho VSV tồn tại và phát triển, bên cạnh đó nó cịn tạo điều kiện thuận lợi cho
vận chuyển, bảo quản, sử dụng và duy trì hiệu lực của VLSH. Chất nền phải chứa
một lượng dinh dưỡng nhất định, đảm bảo cung cấp được dinh dưỡng để VSV
tồn tại. Khơng được chứa chất có hại cho VSV, cho người, động thực vật, môi
trường sinh thái và chất lượng nông sản…(Nguyễn Như Hà, 2011).
Chất nền được sử dụng trong sản xuất VLSH khá phong phú, thường được
sử dụng các loại chất mang dạng vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xương, bột
vỏ sò) hay chất mang dạng hữu cơ (than bùn, bã nấm, phế thải nông nghiệp, rác
thải) (Nguyễn Như Hà, 2011).
Chất mang dạng vô cơ đều là các dạng phân lân thiên nhiên, chỉ được dùng
để bón lót và nên bón lót sớm vào đất để cung cấp lân tốt hơn cho cây trồng,

thường bón theo hàng, theo hốc, càng gần rễ cây càng tốt, rất phù hợp cho cải tạo
đất. Tuy nhiên hiệu lực của phân lân tự nhiên phụ thuộc vào độ mịn của phân và
kéo dài qua nhiều vụ, phân này chỉ phát huy được hiệu quả khi bón đủ đạm và các
loại phân khác, nhất là đất nghèo dinh dưỡng (Nguyễn Như Hà, 2011).
Chất mang dạng hữu cơ có đặc điểm là khơng tan trong nước, thường có
phản ứng trung tính hay kiềm yếu, có tác dụng cải tạo đất khá toàn diện nhưng
cần thời gian dài và hàm lượng lớn. Về mặt dinh dưỡng, chất mang dạng hữu cơ
là những phân đa yếu tố, nhưng có tỷ lệ các chất dinh dưỡng đều thấp, các chất
trong phân đều ở dạng khó tiêu cho cây trồng. Nếu sử dụng loại phân này khó có
thể đáp ứng được điều kiện dinh dưỡng của cây trồng đặc biệt là thời kỳ sinh
trưởng và thời kỳ cây có nhu cầu dinh dưỡng cao (Nguyễn Như Hà, 2011).
- Chất phụ gia: Ngoài ra, trong thành phần của VLSH cịn có thể có các
chất dinh dưỡng cho cây trồng. Phân bón là nguồn cung cấp chủ yếu dinh dưỡng
vô cơ cho cây trồng thông qua q trình hơ hấp của rễ, vì thế nên phân bón được
sử dụng để bổ sung vào VLSH nhằm nâng cao giá trị sử dụng của vật liệu. Tuy
nhiên việc lựa chọn chất phụ gia để bổ sung vào VLSH phải chú ý tính phù hợp
đối với sự có mặt của VSV có trong VLSH (Nguyễn Như Hà, 2011).
2.5. NẤM RỄ CỘNG SINH MYCORRHIZAE
2.5.1. Khái niệm, phân loại
Trong đất có rất nhiều loại VSV như nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn, tảo,...
Chúng phân bố theo điều kiện tự nhiên, địa lý, thực bì, đất đai, lồi cây khác

11

download by :


nhau, thậm chí theo mùa khác nhau và thường tụ tập quanh rễ cây. Hầu hết
các loài thực vật khai thác tiềm năng đất trồng nhờ sự giúp ích của các VSV
trong đó có một số lồi nấm gọi là Mycorrhizae (nấm rễ). Từ Mycorrhizae là

một thuật ngữ được Frank sử dụng lần đầu tiên vào năm 1885 khi phát hiện
mối liên hệ giữa sợi nấm và rễ cây trên cây thông và một số loại cây lá rộng.
Xuất phát từ tên gọi rễ cây ở Hy Lạp “Myker” và “Rhiza”. Sau đó ghép từ
tiếng anh “Myco” thành Mycorrhizae, nghĩa là nấm rễ (Trần Văn Mão, 2011).
Nấm rễ là hiện tượng cộng sinh thực vật phổ biến trong tự nhiên. Nấm
cộng sinh được nhận từ cơ thể thực vật nguồn Cacbon và các chất dinh dưỡng mà
thực vật cũng nhận được dinh dưỡng và nước cần thiết, chúng giúp nhau cùng có
lợi. Nấm rễ xuất hiện ở hầu hết các loại cây trồng khác nhau, đặc biệt xuất hiện
nhiều ở các quần xã thực vật có tính đa dạng cao như rừng nhiệt đới hay đồng cỏ
ơn đới, có tỷ lệ thấp hơn trong đất khô cằn hay đất nhiều chất dinh dưỡng (Trần
Văn Mão, 2011).
Dựa vào một vài kiểu kết hợp khác nhau giữa nấm và cây chủ mà chúng
được chia làm 3 nhóm chính là: Ectomycorrhizae; Endomycorrhizae;
Ectoendmycorrhizae (Trần Văn Mão, 2011; Trần Thị Dạ Thảo, 2012).
- Ectomycorrhizae: Là loại Mycorrhizae ngoại cộng sinh, cộng sinh với rễ
cây chủ theo kiểu nấm bao quanh rễ dinh dưỡng chưa hóa gỗ, không xuyên qua
mô tế bào mà chỉ kéo dài giữa các vách tế bào. Đặc trưng cơ bản của chúng là sợi
nấm phát triển trên bề mặt rễ được gọi là những sợi khuẩn ty của bề mặt rễ. Các
sợi khuẩn ty không ăn sâu vào trong các tế bào gốc nhưng phát triển một mạng
trong không gian ngoại bào được gọi là Hartig. Do tác động của Mycorrhizae bộ
rễ ngắn, to, giịn và có màu sắc khác nhau, tán rễ biểu bì khơng có lơng hút, bề
mặt màng có nhiều sợi nấm kéo dài ra. Ectomycorrhizae nói chung khơng có
hình dạng và màu sắc nhất định, rất dễ nhận biết bằng mắt thường. Hầu hết sự kết
hợp Ectomycorrhizae được hình thành giữa nấm cộng sinh với cây nấm
(mushroom) và giữa nấm cộng sinh với cây gỗ lớn trong rừng như bạch dương,
sồi, thông, liễu (Trần Thị Dạ Thảo, 2012)
- Endomycorrhizae: Là loài nấm cộng sinh kết hợp với rễ cây theo kiểu
sợi nấm xuyên qua tế bào và rễ cây chủ hình thành nên các cấu trúc đặc trưng là
versicles và arbuscules nên có thể gọi là Vesicular Arbuscular Mycorrhizae
(VAM), bề mặt rễ sẽ khơng hình thành màng nấm mà chỉ có các sợi lưa thưa,

12

download by :