Phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đát chua mặn và nghiên cứu ảnh hưởng của chúng lên sinh trưởng, phát triển, năng suất thu hoạch của giống
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (817.39 KB, 78 trang )
1
Bộ Giáo dục và đào tạo
TRường đại học vinh
Lê Thanh Tùng
Phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất chua mặn và nghiên
cứu ảnh hưởng của chúng lên sinh trưởng, phát triển, năng suất thu hoạch của
giống
lúa Mộc Tuyền ở xã Hải châu, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hoá
Chuyên ngành: THực vật học
Mã số 60. 42.20
Luận văn thạc sĩ sinh học
Vinh, 12/2007
2
Bộ Giáo dục và đào tạo
TRường đại học vinh
Lê Thanh Tùng
Phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất chua mặn và nghiên
cứu ảnh hưởng của chúng lên sinh trưởng, phát triển, năng suất thu hoạch của
giống
lúa Mộc Tuyền ở xã Hải châu huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hoá
Chuyên ngành: THực vật học
Mã số 60. 42.20
Luận văn thạc sĩ sinh học
Người hướng dẫn khoa học:
TS. Nguyễn Đình San
Vinh, 12/2007
3
Lời cảm ơn
Để hoàn thành luận văn này, Tác giả đã nhận được sự
hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Đình San, tác giả xin
chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ q báu
đó.
Xin chân thành cảm ơn Ths. Mai Văn Chung, ThS.
Nguyễn Đức Diện, cùng các anh chị tại bộ môn Thực vật, bộ
môn Sinh lý – Sinh hoá, khoa Sinh học, khoa Đào tạo Sau
đại học - trường Đại học Vinh, trạm khí tượng huyện Tĩnh
Gia, UBND xã Hải Châu, đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp
đỡ tác giả hoàn thiện kết quả nghiên cứu của mình.
Tác giả cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn đối với bạn
bè, người thân đã cho tác giả thêm nghị lực để hoàn thành
luận văn tốt nghiệp này.
Vinh, tháng 12 năm 2007
Lê Thanh Tùng
4
Mục lục
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về tài liệu
1.1. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam.
1.1.1. Vài nét về nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam ở Việt Nam.
1.2. Đặc điểm VKL
1.3 ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái đến đời sống của VKL
1.3.1. Nhiệt độ
1.3.2. ánh sáng
1.3.3. Độ ẩm và nước
1.3.4. Độ pH của mơi trường
1.3.5. Các ngun tố khống
a. Photpho
b. Cacbon
c. Nitơ
d. Mơlipden
1.3.6. Các ngun tố khác
1.4 Vai trị của VKL và những ứng dụng của VKL trong một số lĩnh vực khác.
1.5. Vài nét về cây lúa
1.5.1. Nguồn gốc cây lúa.
1.5.2. Đặc điểm phân loại
1.5.3. ảnh hưởng của mộ số yếu tố sinh thái đến đời sống của cây lúa
1.5.3.1. Đặc điểm hình thái:
1.5.3.2. Đặc điểm sinh thái:
a. Nhiệt độ
b. Nước
c. ánh sáng
d. Đất
e. Các yếu tố khoáng
Trang
1
3
3
3
5
7
8
8
9
9
9
10
10
10
10
10
10
10
11
15
15
16
16
16
16
16
17
18
18
5
g. Các yếu tố vi lượng
h. Độ pH và mật độ của quần thể:
1.6. Một số đặc điểm về điều kiện tự nhiên, khí tượng thuỷ văn ở huyện Tĩnh Gia –
Thanh Hố
1.6.1. Vị trí địa lý.
1.6.2. Điều kiện tự nhiên
a. Điều kiện tự nhiên huyện Tĩnh Gia
b. Điều kiện tự nhiên xã Hải Châu
1.6.3. Đặc điểm khí tượng thuỷ văn huyện Tĩnh Gia
Chương 2. Đối tượng, nội dung và
phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Thu mẫu và xử lý mẫu VKL
2.3.2. Phương pháp định loại VKL
2.3.3. Phương pháp phân lập và thuần khiết một số chủng VKL có khả năng
cố định nitơ
2.3.4. Phương pháp nuôi VKL để tăng sinh khối
2.3.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm
* Trong phịng thí nghiệm
* Ngồi đồng ruộng
2.3.6. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu theo dõi
2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. Kết quả phân tích độ pH và độ mặn tại các địa điểm thu mẫu VKL
3.2. Thành phần loài VKL trong đất chua mặn trồng lúa ở huyện Tĩnh Gia –
Thanh Hoá
18
19
20
20
20
20
20
21
21
23
23
23
23
23
23
24
24
25
27
27
28
28
30
31
31
3.3. Phân lập và tìm hiểu đặc điểm một số chủng VKL cố định nitơ trong đất 32
chua mặn trồng lúa Mộc Tuyền ở xã Hải Châu - huyện Tĩnh Gia – Thanh Hố
3.3.1. Thành phần lồi VKL cố định nitơ có tế bào dị hình đã được phân lập và thuần 34
khiết
3.3.2. Đặc điểm hình thái các chủng VKL đã phân lập
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
6
3.4. Sự tăng sinh khối của một số chủng VKLCĐN theo thời gian
3.5. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL đến sự nảy mầm ở hạt lúa Mộc Tuyền
3.5.1. ảnh hưởng của dịch vẩn 2 chủng VKL đến tỷ lệ nảy mầm ở hạt lúa Mộc Tuyền
3.5.2. ảnh hưởng của dịch vẩn 2 chủng VKL đến sự tăng trưởng thân mầm của
hạt lúa Mộc Tuyền
3.5.3. ảnh hưởng của dịch vẩn 2 chủng VKL đến sự tăng trưởng rễ mầm của
hạt lúa Mộc Tuyền
3.5.4. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL đến cường độ hô hấp của hạt lúa Mộc Tuyền
3.6. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên một số chỉ tiêu sinh lý của cây mạ 30 ngày tuổi
3.6.1. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên diện tích lá cây mạ ở giống lúa Mộc Tuyền
3.6.2. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên hàm lượng diệp lục cây mạ 30 ngày tuổi
3.6.3. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên cường độ quang hợp của cây mạ 30 ngày tuổi
3. 6.4. ảnh hưởng của dịch vẩn VKL đến cường độ hô hấp của cây mạ 30 ngày tuổi.
3.7 ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên một số chỉ tiêu sinh trưởng và sinh lý
của cây lúa giai đoạn đẻ nhánh, làm đòng.
3.8 ảnh hưởng của dịch vẩn VKL đến chiều cao cây và kích thước lá địng của
cây lúa giai đoạn trước trổ bông.
3.9 Năng suất lúa thu hoạch của giống lúa Mộc Tuyền
Kết luận và đề nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
34
35
38
39
39
41
43
45
47
47
48
51
52
53
55
56
59
61
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
7
Danh lục Bảng
Trang
Bảng 1. Độ pH và độ mặn tại các địa điểm thu mẫu VKL
Bảng 2. Thành phần loài VKL trong đất chua mặn trồng lúa ở huyện Tĩnh Gia –
Thanh Hoá
Bảng 3. Sự phân bố số lượng loài trong các chi VKL trong 2 đợt thu mẫu
Bảng 4. Thành phần lồi VKL có tế bào dị hình đã được phân lập
Bảng 5. Sinh khối vi khuẩn lam sau 15, 30, 45 ngày
Bảng 6. ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên sự nẩy mầm của hạt giống lúa
Mộc Tuyền
Bảng 7. Sự tăng trưởng chiều dài thân mầm của giống lúa Mộc Tuyền dưới tác
dụng của dịch vẩn vi khuẩn lam
Bảng 8. Sự tăng trưởng chiều dài rễ mầm của giống lúa Mộc Tuyền dưới tác
dụng của dịch vẩn vi khuẩn lam
Bảng 9. ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên cường độ hô hấp của hạt
giống lúa Mộc Tuyền
Bảng 10. Diện tích lá của cây mạ 30 ngày tuổi
Bảng 11. Hàm lượng diệp lục của cây mạ 30 ngày tuổi
Bảng 12. Cường độ quang hợp của cây mạ 30 ngày tuổi
Bảng 13. Cường độ hơ hấp cây mạ 30 ngày tuổi
Bảng 14. Diện tích lá, hàm lượng diệp lục tổng số và cường độ quang hợp của
31
cây lúa giai đoạn đẻ nhánh rộ
32
33
34
38
40
42
44
45
47
49
52
52
14
Bảng 15. Chiều cao cây, kích thước lá địng của cây lúa giai đoạn trước trổ bông
55
Bảng 16. Các yếu tố cấu thành năng suất lúa
57
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
8
Danh Lục biểu đồ
Trang
Biểu đồ1. Sinh khối vi khuẩn lam sau 15, 30, 45 ngày
39
Biểu đồ 2. ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên sự nẩy mầm của hạt
40
giống lúa Mộc Tuyền
Biểu đồ 3. Sự tăng trưởng chiều dài thân mầm của giống lúa Mộc Tuyền
42
dưới tác dụng của dịch vẩn vi khuẩn lam
Biểu đồ 4. Sự tăng trưởng chiều dài rễ mầm của giống lúa Mộc Tuyền
dưới tác dụng của dịch vẩn vi khuẩn lam
44
Biểu đồ 5. ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên cường độ hô hấp của
hạt giống lúa Mộc Tuyền
Biểu đồ 6. Diện tích lá của cây mạ 30 ngày tuổi
Biểu đồ 7. Hàm lượng diệp lục của cây mạ 30 ngày tuổi
46
48
50
Biểu đồ 8. Cường độ quang hợp của cây mạ 30 ngày tuổi
Biểu đồ 9. Cường độ hô hấp cây mạ 30 ngày tuổi
53
53
Biểu đồ 10. Diện tích lá, hàm lượng diệp lục tổng số và cường độ quang
hợp của cây lúa giai đoạn đẻ nhánh rộ
54
Biểu đồ 11. Chiều cao cây lúa giai đoạn trước trổ bông
56
Biểu đồ 12. Kích thước lá địng của cây lúa giai đoạn trước trổ bông
56
Biểu đồ 13. Năng suất thu hoạch của giống lúa Mộc Tuyền
57
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
9
Ký hiệu viết tắt trong luận văn
VKL
Vi khuẩn lam
N2
Nitơ
ĐC
Đối chứng
TN1
Thí nghiệm 1
TN2
Thí nghiệm 2
IQH
Cường độ quang hợp
IHH
Cường độ hô hấp
Dl
Diệp lục
N
Chủng vi khuẩn lam Nostoc calcicola
A1
Chủng vi khuẩn lam Anabaena doliolum Bharadw.
Cy1
Chủng vi khuẩn lam Cylindrospermum trichotospermum Fremy.
S1
(1930)
C
Chủng vi khuẩn lam Scytonema ocellatum Lyngb. ex Born. et Flah.
BG11
Chủng vi khuẩn lam Calothrix bervissima var. bervissima Lalor. et
Mitra
Môi trường BG11 không đạm
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
10
Mở đầu
Hiện nay, dân số thế giới tăng nhanh đến mức chóng mặt với tỷ lệ gia
tăng trung bình 1,8 %, mỗi năm dân số thế giới tăng thêm hơn 80 triệu người,
cùng với xu hướng công nghiệp hố, đơ thị hố,…trên phạm vi tồn cầu đã
làm cho nhu cầu về lương thực, thực phẩm cũng tăng nhanh. Để có thể đáp
ứng được nhu cầu đó, con người đã và đang phải sử dụng nhiều biện pháp kỹ
thuật vào sản xuất nông nghiệp như: đưa các giống cây có năng suất cao, có
khả năng thích ứng với nhiều loại đất trồng khác nhau và kháng bệnh tốt vào
sản xuất nơng nghiệp. Mặt khác, tăng lượng phân bón, tưới tiêu, chăm sóc là
điều kiện tiên quyết để nâng cao năng suất cây trồng, nâng cao chất lượng sản
phẩm trên cùng một đơn vị diện tích canh tác. Việc sử dụng ngày càng nhiều
loại phân bón cả về số lượng và chủng loại vào trong quá trình trồng trọt đã
và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng tới môi trường tự nhiên, phá vở cân bằng
sinh thái cần thiết của đồng ruộng. Vấn đề đặt ra là phải tìm kiếm những giải
pháp để khắc phục hậu quả trên mà vẫn có thể đáp ứng được những yêu cầu
cấp thiết đó. Một trong những hướng nghiên cứu mang lại hiệu quả tốt mà giá
thành rẻ là sử dụng phân bón có nguồn gốc sinh học từ việc khai thác hàm
lượng N2 do vi khuẩn lam cố định đạm tạo ra, hướng này đã thu hút được sự
quan tâm và được ứng dụng ở nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Đối với các nước có diện tích trồng lúa lớn như: ấn Độ, Ai Cập, Nhật
Bản, Thái Lan, Trung Quốc, Liên Xô cũ, Philippin, Mỹ, Israel … Vi khuẩn
lam cố định đạm có ý nghĩa hết sức đặc biệt, đóng vai trị là nguồn phân đạm tự
nhiên có thể thay thế một phần phân đạm hoá học và làm tăng năng suất lúa lên
10 – 30%. Hiện đã biết khoảng 250 lồi vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
11
Ngồi những giá trị đó, trong q trình sống vi khuẩn lam còn tiết vào
đất một số chất hoạt tính sinh học cao kích thích sự sinh trưởng và phát triển
của cây trồng, điều này rất có ý nghĩa đối với những vùng đất chua mặn. Thực
tế sản xuất đã cho năng suất thu hoạch rất thấp, Vì vậy, cần phải tìm kiếm các
chủng vi khuẩn lam cố định N2 trên đất chua mặn trồng lúa, để có thêm nguồn
đạm sinh học có sẵn trong tự nhiên nhờ vào khả năng cố định N2 phân tử của
chúng. Xuất phát từ những lý do nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề
tài: “Phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất chua mặn
và nghiên cứu ảnh hưởng của chúng lên sinh trưởng, phát triển, năng
suất thu hoạch của giống lúa Mộc Tuyền ở xã Hải Châu, huyện Tĩnh
Gia, tỉnh Thanh Hoá”.
Mục tiêu của đề tài là:
Tìm kiếm các chủng vi khuẩn lam cố định N2 trên đất chua mặn tại địa
phương để tác động lên giống lúa ở đây nhằm thay thế một phần phân bón
hố học, nâng cao năng suất lúa, đồng thời góp phần bảo vệ mơi trường và
cải tạo đất.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
12
Chương 1. Tổng quan tài liệu
1.1. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam.
1.1.1. Vài nét về nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới.
Vi khuẩn lam (VKL) là nhóm sinh vật xuất hiện từ khá sớm trong lịch
sử hình thành và phát triển của sinh giới. Qua nghiên cứu hoá thạch thời tiền
Cambri, người ta đã chứng minh được sự có mặt của chúng cách đây 3,5 tỷ
năm. Không những vậy, nó cịn mang nhiều đặc điểm có tính chất ngun thuỷ
và đã có giả thuyết cho rằng chúng có quan hệ gần gủi với thuỷ tổ sinh vật
(Dương Đức Tiến, Võ Văn Chi (1978); Whitton and Potts (2000)) [3].
Trong những thập kỷ gần đây, vi khuẩn lam (Cyanobacteria) hay tảo
lam (Cyanophyta) đã lôi cuốn sự chú ý của nhiều nhà khoa học thuộc nhiều
lĩnh vực khác nhau như: thực vật học, vi sinh vật học, sinh lý học, sinh hoá
học, di truyền học, công nghệ sinh học, môi trường học và trồng trọt. Sự chú ý
đó là có cơ sở, bởi vì hiện nay vấn đề phân bón sinh học (Biofertilizer) đương
là mối quan tâm đặc biệt trong sản xuất nông nghiệp [36], [38].
Trong lược sử nghiên cứu vi khuẩn lam cố định đạm trên thế giới thì C.
Agardh, (1824); Kutzing, (1843) là những người nghiên cứu về VKL đầu tiên
trong nửa đầu thế kỷ XIX. Người đặt cơ sở đầu tiên cho việc phân loại tảo lam là
Thuret (1875) và sau đó là Kirchner (1900), cùng với sự đóng góp của
Stizenberger (1860) và Sach (1874) [38], [39].
Sang thế kỷ XX, hàng loạt các cơng trình nghiên cứu về VKL được
công bố, tập trung theo các hướng phân loại học và sinh học thực nghiệm. Sau
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
13
năm 1914, đã xuất hiện hàng loạt các hệ thống mới về phân loại tảo lam với
số lượng lồi ngày một tăng. Đó là các cơng trình nghiên cứu của Elenkin
(1916, 1923, 1936); Borch (1914; 1916; 1917); Geitler (1925; 1932) [36],
[38]. Các nhà tảo học thuộc Liên Xô (cũ) đã tiếp tục phát triển với hướng
phân loại học như: Gollerbakh, Kosinski, Poltanski (1953), Chauvat F.J.
(1988) và gần đây của Kondratieva (1963) [45], [58].
Về hệ thống phân loại tảo có nhiều quan điểm khác nhau. Trong những
năm cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX, các tác giả Đông Âu (cũ) xếp chúng
thành 10 nghành: Tảo lam (Cyanophyta), tảo giáp (Pyrrophyta), tảo vàng ánh
(Chrysophyta), tảo vàng (Xanhthophyta), tảo silic (Bacillariophyta), tảo nâu
(Phacophyta), tảo đỏ (Rhodophyta), tảo mắt (Englenophyta), tảo lục
(Chlorophyta) và tảo vòng (Chorophyta). Trong hệ thống này tảo vòng được
tách khỏi ngành tảo lục và xếp thành một ngành riêng [19].
Hệ thống của các tác giả Tây Âu, Nhật Bản lại xếp tảo theo nhóm sắc
tố (Pigment). Các ngành tảo giáp, tảo silic, tảo vàng và tảo vàng ánh được xếp
trong ngành Chrysophyta và tảo vòng được xếp thành một lớp Charophycael
thuộc ngành tảo lục (Chlorophyta). Như vậy, theo cách phân chia này thì tảo
được phân chia thành 6 ngành. Một số quan điểm khác lại phân chia thành 4
ngành: tảo lam (Cyanophyta), tảo đỏ (Rhodophyta), ngành Chromophyta bao
gồm: (tảo giáp, tảo silic, tảo vàng ánh, tảo vàng, tảo mắt, tảo nâu) và ngành
tảo lục (Chlorophyta), trong đó có cả tảo vịng [19].
Hiện nay, số lồi vi tảo được phát hiện khoảng 26000 lồi [34], trong
đó có khoảng 2000 loài tảo đất [7]. Những thành tựu nghiên cứu tảo đất gắn
liền với những phát kiến trong lĩnh vực vi sinh vật đất của Vinogratski. Đặc
biệt của là công trình nghiên cứu của Frank (1889), người đầu tiên đã có nhận
xét về khả năng đồng hố nitơ khí quyển của vi khuẩn lam. Hơn 20 năm sau
Drew (1928) đã phân loại được 3 loài sạch vi khuẩn. Kết quả cho thấy chung
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
14
có khả năng đồng hố nitơ phân tử. Về sau có các cơng trình nghiên cứu của
Fogg (1942; 1951; 1956; 1962); Singh (1942; 1961); Herisset (1946; 1952) đã
khẳng định khơng phải tất cả các lồi VKL đều có khả năng cố định nitơ khí
quyển mà chỉ có một số trong chúng biểu thị khả năng này, phần lớn VKL cố
định nitơ thuộc về các họ: Anabaenaceae, Nostocaceae, Rivulariaceae và
Scytonemataceae [38].
Về sau, hàng loạt các cơng trình nghiên cứu về VKL cố định nitơ của
Venkataraman (1975) [56]; Roger (1979, 1981, 1989) [7], [50] [52] Kapoor
(1981) [48]; Hamdi (1936) [46]; Schaejer (1987) [53]; Antarikamoda (1991)
cho thấy sự đa dạng về thành phần loài và khả năng phân bố rộng rải của
VKL trong các môi trường sống khác nhau [44]. ở các nước Liên Xô cũ, theo
số liệu của M. M. Gollerbakh và E. A. Shtina (1976) đã phát hiện được trong
một số mẫu đất gần 1500 loài và dưới loài, trong đó có 488 lồi vi khuẩn lam,
[7]. Cùng với việc nghiên cứu khu hệ tảo, việc phát hiện một số lồi tảo đất có
khả năng cải tạo đất trồng đã được chú ý. Tại ấn Độ Venkataraman (1975)
cho hay trong số 2213 mẫu đất lấy từ ruộng lúa thì có khoảng 30% trong số
đó có mặt vi khuẩn lam cố định nitơ [7], [24], [56].
1.1.2. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam ở Việt Nam.
ở Việt Nam, cho đến nay hầu như chưa có tài liệu chuyên khảo về tảo
đất và VKL trong đất. Dẫn liệu đầu tiên về VKL do P. Femy (1927), ơng đã
cơng bố 3 lồi VKL tìm thấy ở Việt Nam trên cơ sở định loại mẫu do D.
Gaumont thu thập. Người Việt Nam công bố kết quả đầu tiên về tảo lam là
Cao Ngọc Phương (1946). Bà đã công bố 23 taxon tảo lam quan sát trên mặt
đất ở Sài Gòn, Đà Lạt, thuộc 11 chi, trong đó 2 chi có tế bào dị hình, một lồi
mới đối với khoa học Phormidium vietnamense và một thứ (varietass) mới
Gloeocapsa punctata var. phanhiangii. Nhà tảo học T. Hortobagyi (1969) khi
phân tích mẫu nước của hồ Hồn Kiếm Hà Nội, đã cơng bố 128 taxon bậc lồi
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
15
và dưới lồi, trong đó có 24 taxon vi khuẩn lam thuộc 14 chi, với một chi có
tế bào dị hình và 13 chi khơng có tế bào dị hình [38], [47].
Dương Đức Tiến (1977) đã cơng bố 13 loài vi khuẩn lam thuộc 6 chi
cùng với đặc điểm phân loại và khả năng cố định nitơ của chúng [35]; Trần
Văn Nhị và cộng sự (1984) đã nâng tổng số loài VKL cố định nitơ ở Việt
Nam lên 40 taxon, gồm 17 chi, trong đó 16 chi có tế bào dị hình và một chi
dạng sợi khơng có tế bào dị hình [28].
Phùng Thị Nguyệt Hồng (1992) đã cơng bố bằng tiếng Pháp tồn bộ
cơng trình nghiên cứu nhiều năm của mình về tảo lam ở châu thổ sơng
Mêkơng với 94 taxon, trong đó có một số lồi mới đối với khoa học:
Tolypothrix hatienensis, Hapalosiphon parmlus var. Minor và Hapalosiphon
welwitachii var. vietnamensis. cùng với một số chi có tế bào dị hình thường
gặp như: Anabaena, Cylindrospermum, Nostoc và Scytonema [18]. Trên vùng
đất mặn huyện Thái Thụy (Thái Bình), Đoàn Đức Lân (1996) đã phân lập
được 15 loài vi khuẩn lam cố định đạm, sau đó cịn nghiên cứu thăm dò khả
năng cố định nitơ của chúng. So với kết quả khảo sát tại ruộng lúa vùng nước
ngọt thì vi khuẩn lam cố định nitơ ở vùng nước mặn kém phần đa dạng hơn [27].
ở khu vực miền Trung, Đỗ Thị Trường (1999), khi nghiên cứu vi khuẩn
lam trên đất trồng lúa của 14 xã thuộc huyện Hoà Vang – TP Đà Nẵng, đã
phát hiện được 45 loài và dưới lồi, trong đó chi Osillatoria và Nostoc chiếm
ưu thế, có 3 lồi có khả năng cố định nitơ thuộc các chi Anabaena và Nostoc
[41]. Nguyễn Cơng Kình (2001), khi nghiên cứu mẫu đất từ cánh đồng lúa 19
của thành phố Vinh và vùng lân cận đã phát hiện được 10 lồi và dưới lồi vi
khuẩn lam [25]. Nguyễn Đình San (2001) đã phát hiện được 29 loài vi khuẩn
lam trong các thuỷ vực nước ngọt bị ô nhiễm của các tỉnh Thanh Hoá, Nghệ
An, Hà Tĩnh [32], [33]. Nguyễn Lê ái Vĩnh, Võ Hành (2001) đã phát hiện
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
16
được 69 loài và dưới loài thuộc 15 chi, 5 họ khi nghiên cứu VKL trên đất
Thạch Hà - Hà Tĩnh [43].
Gần đây nhất có các cơng trình nghiên cứu của Lê Thị Thuý Hà (2004)
đã phát hiện được 56 lồi VKL ở sơng Cả [9]. Hồ Sỹ Hạnh, Võ Hành, Dương
Đức Tiến (2005 - 2006) đã công bố các taxon bậc loài, và dưới loài VKL trong
các loại hình đất trồng ở tỉnh Đắk Lắk, cụ thể: ở đất trồng lúa gặp 62 loài và dưới
loài, đất trồng bơng gặp 46 lồi và dưới lồi ở đất trồng cà phê gặp 23 lồi và
dưới lồi. Có thể nói đây là cơng trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu VKL
trong các loại hình đất ở Tây Nguyên nói chung và Đắk Lắk nói riêng [13].
Nhìn chung, các cơng trình nghiên cứu chủ yếu được thực hiện đến mức
độ xác định thành phần loài trong khu vực nghiên cứu, cịn những nghiên cứu
theo hướng ứng dụng thì vẫn chưa thu hút được sự quan tâm đúng mức.
1.2. Đặc điểm sinh học của VKL
Vi khuẩn lam trước đây còn được gọi là tảo lam (Cyanophyta) là những
cơ thể nguyên thuỷ, tế bào của chúng chưa có nhân điển hình giống như vi
khuẩn, nhưng khác vi khuẩn ở chổ là nó có chứa sắc tố quang hợp nên tự
dưỡng được. Thơng thường vi khuẩn lam có màu xanh lam, do trong thành phần tế
bào ngồi có chứa diệp lục a còn chứa các sắc tố khác như caroten, xantophin, cphycobilin và c- phycoerytrin. Sản phẩm quang hợp của nó là glycogen [37].
Hình dạng tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn lam rất đa dạng như: hình
cầu, elíp rộng hay hình elíp dài, hình quả lê, hình trứng, dạng hình thoi, hình
ống. Cơ thể vi khuẩn lam có thể là dạng đơn bào, tập đoàn hay dạng sợi (đa
bào). Màng tế bào vi khuẩn lam khá dày có lớp bọc ngồi (peptidoglycan) dày
từ 2 - 200 AO. Chất nguyên sinh của tế bào vi khuẩn lam đậm đặc hơn chất
nguyên sinh tế bào của thực vật khác, nó hầu như khơng chuyển động. Trong
tế bào vi khuẩn lam thường có khơng bào khí giúp cho chúng dễ trơi nổi trong
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
17
nước. [38]. Một số loài vi khuẩn lam có màng tế bào hố nhầy hoặc hình
thành bao nhầy chuyên hoá quanh tế bào.
ở hầu hết vi khuẩn lam dạng sợi có các dị bào nang (Heterocyst) ở đầu
và giữa sợi. Đó là các tế bào có kích thước thường lớn hơn tế bào dinh dưỡng,
có màu vàng, bao nhầy, chứa ít sắc tố. Khi quan sát dưới kính hiển vi, người
ta thấy nó sáng hơn do độ chiết quang cao hơn hay còn gọi là tế bào dị hình.
Nơi tiếp xúc giữa dị bào nang và tế bào dinh dưỡng chứa hạt có tính chiết
quang cao gọi là hạt cực. Dị bào nang có một số chức năng: là nơi diễn ra quá
trình cố định nitơ, sinh sản, là cơ quan liên kết với các tế bào cạnh nó, điều
hồ q trình hình thành bào tử. Sự phân bố của dị bào nang trên sợi đặc
trưng cho từng loài và số lượng các dị bào nang phụ thuộc vào điều kiện mơi
trường sống có thuận lợi hay khơng. Do có những đặc điểm sai khác đó nên
trong phân loại thành phần lồi vi khuẩn lam thì đặc điểm này được coi là một
tiêu chí quan trọng để nhận biết các lồi vi khuẩn lam có tế bào dị hình [27],
[37]
Những cơ thể dạng sợi có thể là đơn độc hoặc phân nhánh, có kiểu
phân nhánh thật và phân nhánh giả. Trong đó, sự phân nhánh giả là một tế bào
trên sợi chính phân chia theo chiều dọc của sợi, sau đó một trong những tế
bào mới được hình thành tạo mấu lồi ở phía bên và tiếp tục phân chia theo
hướng đó; phân nhánh giả là trong bao trichom bị đứt đoạn, sau đó hai đầu
đoạn đứt mới hình thành tế bào phân chia, chọc thủng bao chui ra ngồi cho 2
nhánh giả, trường hợp đó là sự phân nhánh đơi, cịn nếu một đầu sợi chui ra
khỏi bao, đầu kia vẫn ở trong bao được gọi là phân nhánh đơn [20], [37], [49].
Vi khuẩn lam khơng có sinh sản hữu tính, chúng sinh sản bằng hình
thức phân đơi đơn giản hoặc nhờ sự hình thành nội bào tử (endospore),
ngoại bào tử (exospore). Vi khuẩn lam phân bố khắp nơi và thường thấy
trong các ruộng lúa.
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
18
1.3. ảnh hưởng của một số yếu tố sinh thái đến đời sống của VKL
Có rất nhiều yếu tố hố học, vật lí, sinh học ảnh hưởng đến sinh trưởng
và phát triển của VKL. Trong giới hạn đề tài, chúng tôi chỉ đề cập đến một số
yếu tố ảnh hưởng rõ rệt nhất đến sự sinh trưởng và phát triển của VKL.
1.3.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của VKL là từ 25 - 30oC. Sự dao động
của nhiệt độ ảnh hưởng tới sinh khối, thành phần khu hệ và khả năng sinh sản
của chúng. Nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao đều ảnh hưởng bất lợi đến quá trình
quang hợp, sinh trưởng và cố định nitơ của VKL. Một số VKL chịu được ở nhiệt
độ trong các suối nước nóng, điển hình ở một số đại diện như: Mastigocladus
laminosus, Anabaena flosaquae, Aulosira fertilisma,….[36], [37], [38].
1.3.2. ánh sáng
Là sinh vật tự dưỡng, do vậy mà ánh sáng là nhân tố hàng đầu đối với
sinh trưởng và phát triển của VKL thông thường VKL phát triển mạnh ở lớp
đất 0,5 cm phía trên (theo chiều thẳng đứng từ trên xuống). Theo nhận xét của
các tác giả Reynaud, Roger (1978), Brown, Richardson (1968) thì VKL đặc
biệt mẫn cảm với cường độ chiếu sáng cao và được coi là nhóm kén ánh sáng
vì thế VKL bị ức chế dưới ánh sáng cao, tăng nhanh sinh khối ở các ruộng lúa
đã thu hoạch (chịu cường độ chiếu sáng lớn nhất < 100 000 lux). Hầu hết
VKL giàu tính cảm quang, nhìn chung chúng chỉ đồng hố nitơ trong tối
nhưng chậm hơn ngoài sáng. Nhiều kết quả nghiên cứu Aller và Arnon cho
thấy: sự sinh trưởng và khả năng cố định đạm của một số chi Anabaena,
Cylindrospermum tăng theo cường độ chiếu sáng là 1600 lux trong 13 – 14
giờ chiếu sáng [6], [12], [37], [39].
1.3.3. Độ ẩm và nước
Độ ẩm và nước là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến thành
phần loài và mật độ tảo và VKL trong đất, bởi vì độ ẩm sẽ quyết định nhiệt độ
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
19
đất, độ hoà tan và nồng độ các muối, hàm lượng CO 2, O2 trong đất. Vì vậy,
có thể nói rằng độ ẩm là điều kiện tiên quyết đến hoạt động sống của VKL,
nó xác định mức độ sinh trưởng, sự cấu thành các nhóm VKL và sự phồn
thịnh của chúng.
1.3.4. Độ pH của môi trường
Độ pH của môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sự thẩm thấu của các
loại ion trong đất. Theo một số kết quả phân tích của Pandey (1965) và Holm
– Hasnon (1968) thì VKL trong quá trình sống làm thay đổi pH của đất, pH
tối ưu cho sinh trưởng của chúng khoảng từ 0,5 đến 7,0. Tuy nhiên, cũng có
một số lồi sinh trưởng trong môi trường pH là 5 – 6 [27], [37].
1.3.5. Các nguyên tố khoáng
a. Photpho
Hàm lượng photpho dễ tiêu trong đất đóng một vai trị khơng thể thiếu
đối với sinh trưởng của VKL, Roges (1982) cho biết mật độ VKL cố định N 2
có tương quan dương tính với photpho dễ tiêu trong ruộng lúa.
Nguyễn Thị Loan, Dương Đức Tiến, Tellen Johnsen (1997) khi nghiên cứu
ảnh hưởng của vôi, phân lân, molipden đến sự tăng trưởng của VKL đã có kết luận
rằng hoạt tính khử axetylen của VKL thấp khi thiếu photpho. Sau khi xử lý nâng
nồng độ photpho lên thì hoạt tính nitrogenaza tăng trong 15 - 30' [37], [38].
b. Cacbon
Nguồn cacbon duy nhất được VKL sử dụng trong quang hợp là CO 2 và
sinh trưởng của VKL phụ thuộc vào nồng độ CO2 trong khơng khí. Nồng độ
CO2 tối thích cho sự phát triển của VKL trong điều kiện chiếu sáng thích hợp
trung bình là 0,1% và 0,25 % tương ứng ở 15OC và 20oC, sự đồng hoá sẽ dừng
lại ở nồng độ CO2 là 0,5 %. Ngoài ra, mật độ VKL cố định nitơ và cacbon tổng
số của lúa cịn có mối quan hệ dương tính tuy chưa thể hiện chặt chẽ.
c. Nitơ
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
20
Nhu cầu nitơ của VKL lớn hơn so với photpho, mặc dù nhiều VKL có khả
năng lấy nitơ khí quyển và khơng phụ thuộc vào nguồn nitơ liên kết. Song tất cả
chúng đều có khả năng sử dụng nitơ liên kết để phát triển, nhưng mặt khác nitơ
liên kết ở nồng độ cao lại ức chế sinh trưởng của VKL.
d. Molipden
Là nguyên tố cần thiết đối với tất cả VKL trong quá trình phát triển của
chúng, molipden tham gia vào q trình cố định đạm, nó xúc tác cho sự hoạt
động của enzim nitrogenaza.
1.3.6. Các nguyên tố khác
Ngoài các nguyên tố đã được giới thiệu ở trên, còn có rất nhiều nguyên tố
vi lượng như: Ca, Mg, K, Bo, Zn, Cu, Zn, S,….. cũng góp phần khơng nhỏ đến
sinh trưởng, phát triển của VKL đã được nhiều công trình nghiên cứu khẳng định.
Mức độ tác động của các nguyên tố này lên VKL còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khác, có khi với cùng một yếu tố tác động nhưng với lồi VKL này thì kích thích
q trình sinh trưởng và phát triển nhưng với lồi khác thì lại là yếu tố kìm hãm
quá trình sinh trưởng và phát triển. Vì lẽ đó mà chúng ta nên có nhiều nghiên cứu
chuyên sâu hơn nữa nhằm tìm kiếm những điều kiện thuận lợi nhất để khai thác
tốt nhất những lợi ích trong việc ni trồng vi tảo.
1.4. Vai trị của VKL và những ứng dụng của VKL trong một số lĩnh vực
khác.
Vi khuẩn lam là một trong những sinh vật tiên phong, tham gia vào q
trình phong hố nham thạch (đá) để tạo ra mùn bã sơ cấp trên cơ chất. Cũng
chính từ cơ chất này chúng thu nhận các muối khống cần thiết để tồn tại,
đồng thời tích tụ các chất hữu cơ nhờ đó mà các cơ thể vi sinh vật dị dưỡng
bậc thấp phát triển [7]. Một số lồi tảo đất có khả năng tiết các chất nhầy tạo
nên một lớp màng, ngăn cản sự thoát hơi nước cho đất, làm đất ln có độ ẩm,
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
21
đồng thời cải tạo các tính chất lý học và pH đất. Theo Schawbe (1963), các chi
VKL Nostoc và Plectonema đóng vai trị quan trọng chủ đạo trong vấn đề này [14].
Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nghiên cứu và sử dụng
VKL với nhiều mục đích khác nhau ngày càng được đẩy mạnh. Người ta sử
dụng VKL khơng chỉ trong nơng nghiệp mà cịn ứng dụng nhiều trong các
lĩnh vực như: Thực vật học, vi sinh vật học, sinh lý học, sinh hóa học, cơng
nghệ sinh học,…
Dịch vẩn VKL cố định nitơ có tác dụng thuận lợi đến sự nảy mầm và
các yếu tố cấu thành năng suất cây trồng. ở các vùng núi và trung du đất ln
bị xói mịn do các trận mưa lũ, do tập quán canh tác. Vi khuẩn lam sống trong
đất cịn có vai trị tham gia tạo nguồn hữu cơ, theo Podin và Gollerbakh
(1964) thì các lồi thuộc bộ Oscillatoriales tạo được khoảng 500 kg/ha (trọng
lượng khơ tính theo số lượng tế bào). Kết quả của Shtina (1961), cho thấy lồi
tảo Nostoc sphaeroides có thể tạo được 60 – 140 kg/ha [7], [46]. Ngồi ra, vai
trị nơng học của VKL được gắn liền với khả năng cố định N 2, tức là quá trình
khử nitơ phân tử trong khí quyển thành NH4+, một số lồi VKL cịn là nguồn
cung cấp các nguyên tố P, N, Fe, Si,… do q trình chuyển hố vật chất sau
khi tảo chết, làm thay đổi pH, chống xói mịn đất,…Đặc biệt nhiều lồi VKL
cố định nitơ khí quyển đã làm tăng độ phì cho đất [26].
Trong những thập kỷ gần đây, vai trò của VKL đối với đời sống con
người đã được quan tâm nghiên cứu ở nhiều nơi trên thế giới. Một số loài
VKL đã được đưa vào sản xuất trên quy mô lớn nhằm khai thác giá trị dinh
dưỡng và dược liệu như Spirulina, do trong thành phần trọng lượng khô có
hàm lượng protein rất cao có thể chiếm 60 – 70 %. Ngồi ra, chúng cịn giàu
vitamin, ngun tố khống, sắc tố và các chất có hoạt tính sinh học cao. Vấn
đề này cũng đã đưa vào nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta trong những năm
gần đây [42], [23].
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
22
VKL còn được sử dụng như một tác nhân hữu hiệu trong biện pháp
sinh học xử lý các nguồn nước thải nhờ vào khả năng hấp thụ kim loại nặng,
loại trừ các chất độc hại và tăng hàm lượng oxy như: nuôi Spirulina platensis
trong nước thải của phân xưởng Urê, nhà máy phân đạm Hà Bắc vừa có tác
dụng khử N – NH3 là tác nhân chính gây ô nhiễm, khả năng khử của chủng
này có thể đạt 0,040 – 0,058 g/l/ ngày. Ngồi ra, vai trị tự làm sạch môi
trường nước ở mặt đất, hồ chứa, nước thải và nước ngầm đã được nhiều cơng
trình nghiên cứu tiến hành và đều cho kết quả khả quan. Đồng thời chúng thải
ra mơi trường các chất có khả năng kháng khuẩn cao làm cho một số vi sinh
vật gây hại bị chết, giúp chúng ta có thể dễ dàng loại bỏ được một số vi sinh
vật bất lợi có thể gây bệnh để tiếp tục đưa nước vào công đoạn xử lý nhằm tái
sử dụng nguồn nước này, việc làm này đã góp phần bảo vệ mơi trường bền
vững hơn, mặt khác có thể bù đắp được một lượng nước khá lớn mà nhân loại
đang rất cần [16], [24], [54].
ở bang Bihar của ấn Độ, những nghiên cứu cho thấy khả năng cố định
nitơ bởi VKL được xác định là 14 kg/ha, còn ở tây Bengar, giá trị này có thể
đạt tới 15 – 49 kg/ha (Venkataraman (1982)), [56].
Tác dụng của VKL cố định nitơ đối với sự gia tăng năng suất lúa đã
được khẳng định tại 11 trại thực nghiệm ở Nhật Bản, các thí nghiệm trên quy
mơ lớn về ảnh hưởng của Tolypothirix tenuis đối với lúa, kết quả cho thấy sự
tăng luỹ tiến của năng suất lúa, sau bốn năm lây nhiễm làm năng suất tăng tới
28% so với đối chứng [14].
Trong điều kiện khơng bón đạm và lân ở Ai Cập cũng sử dụng VKL trên
làm tăng năng suất lúa 4,2 %, còn khi ding Anabaena oryzae phân lập từ địa
phương, dù bón phân đạm hay không, năng suất lúa cũng tăng 31,6%, đồng thời
khả năng hấp thụ nitơ của cây lúa cũng tăng 25 – 42,5 % (Hamdi, 1986) [46].
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
23
Vai trị hữu ích của VKL cố định nitơ cũng đã được chứng minh ở
nhiều nước khác: Thái Lan, Myanma, Philippin, Ixaren, Liên xô (cũ), Hoa
kỳ,…… Hãng công nghệ Cyanotech (Hoa kỳ) đã giới thiệu một loại phân sinh
học là hỗn hợp của 8 lồi tảo có thể cung cấp 100 kg/ha/vụ [46]. Thử nghiệm
VKL cố định nitơ cho lúa trên nền đất mặn, đã làm tăng hàm lượng protein từ
8,3% đến 10,6 % [44].
Ngoài khả năng cố định nitơ, VKL cịn tiết vào mơi trường các chất có
hoạt tính sinh học cao, kích thích sự sinh trưởng của cây trồng. Nhiều thí
nghiệm tiến hành ngâm hạt lúa trong dịch vẩn VKL cho thấy, tỷ lệ nảy mầm
tăng, mầm mạ, rễ mạ sinh trưởng nhanh, tăng hàm lượng protein. Viện lúa
Tasken đã tiến hành gieo các hạt lúa được xử lý dung dịch VKL cố định nitơ,
năng suất lúa tăng hơn so với đối chứng 13,8 tạ/ha [50], [51].
Việc ni cấy VKL ở ruộng lúa nước có thể làm tăng hàm lượng oxy
hồ tan, do đó loại trừ được sự tích luỹ sắt, sunphát và khử độc cho lúa. Sự
phát triển của VKL có thể làm tăng khả năng giữ nước, độ thống khí, cải tạo
đất mặn và đất chua [53].
ở Việt Nam các cơng trình nghiên cứu, ứng dụng VKL cố định nitơ tự
do đã được tiến hành tập trung trong 20 năm gần đây. Những nghiên cứu, ứng
dụng VKL cố định nitơ như một nguồn phân bón cho lúa. Trần Văn Nhị và
cộng sự trong những năm 1984, 1985, 1986, 2003 đã chứng minh được: trong
điều kiện tự nhiên trên cát rửa sạch, lúa ngừng sinh trưởng khi cạn chất dự trữ
trong hạt giống. Trong khi những thí nghiệm cho nhiễm các chủng VKL cố
định nitơ Anabaena sphaerica và Nostoc muscorum hoặc Anabaena varabilis,
cây lúa có thể phát triển qua tất cả các giai đoạn của nó. Một số thí nghiệm bố
trí trên bể xi măng thì Anabaena sphaerica và Nostoc muscorum cịn năng
suất lúa nếp cái hoa vàng tăng lên 44% và 29% tương ứng so với đối chứng
trên nền khơng bón đạm khống. Trong 3 năm 1988 – 1990 tại đồng ruộng
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
24
trồng lúa huyện Hoài Đức – Hà Nội đã thử nghiệm lây nhiễm tập đoàn VKL
cố định nitơ bao gồm: Aphanothese sp, Nostoc muscorum, Anabaena
sphaerica, Fischerella sp., Scytonema sp trên diện tích lên tới 1 ha. Kết quả
cho thấy VKL cố định nitơ có tác dụng tốt tới năng suất thu hoạch, tiết kiệm
được urê, bệnh lá lúa giảm, hàm lượng mùn nitơ tổng số trong đất tăng lên.
Những nghiên cứu về VKL cố định nitơ bước đầu cho thấy, lây nhiễm
VKL cố định nitơ có nguồn gốc địa phương vào trong vùng sinh thái có
khả năng góp phần nâng cao năng suất lúa, bổ sung thêm một nguồn phân
bón có ích cho cây lúa [37].
Ngồi các vai trị hữu ích đã nêu, một số VKL trong q trình sống
chúng tiết ra mơi trường những độc tố gây độc cho các sinh vật. Khi phát
triển mạnh, VKL gây ra hiện tượng nở hoa nước trong các thuỷ vực làm
ảnh hưởng tới chất lượng nước. Vì thế mà chúng sẽ có tác dụng khơng có
lợi hoặc ức chế q trình sinh trưởng và phát triển của sinh vật sống
trong mơi trường đó.
ở Việt Nam, bột VKL Spirulina đã được dùng làm thực phẩm bồi
bổ và bào chế ở dạng viên bán được dùng để tăng tiết sữa cho các bà mẹ
ni con, ngồi ra VKL Spirulina cịn được dùng để nhuộm màu thực
phẩm, làm mỹ phẩm và điều chế vitamin B12. Ngồi ra, người ta ni VKL
cịn để khai thác các hoạt chất từ nó như là vitamin, lipit, cacbon hyđrat, sắc
tố và chất chống ơxy hố. Sự phát triển của VKL cịn có thể giữ nước, tăng độ
thống khí và cải tạo đất mặn, đất chua [25].
1.5. Vài nét về cây lúa
1.5.1. Nguồn gốc cây lúa.
Cho đến nay đã có nhiều cơng trình nghiên cứu và đưa ra các ý kiến
khác nhau về nguồn gốc cây lúa. Các tài liệu khảo cổ ở Trung Quốc, ấn Độ,
Việt Nam,… cho thấy cây lúa đã được xuất hiện từ 3000 – 2000 năm trước
Công nguyên. ở vùng Triết Giang (Trung Quốc) đã trồng cây lúa cách đây
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4..22.Tai lieu. Luan 66.55.77.99. van. Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an.Tai lieu. Luan van. Luan an. Do an
25
5000 năm trước Công nguyên. ấn Độ, khi nghiên cứu khảo cổ ở
Hasthinapur (Bang Utarpradesh) đã tìm thấy các hạt lúa hóa thạch có niên
đại 1000 năm trước Công nguyên. ở Thái Lan, các nhà khảo cổ cũng chỉ ra
rằng, vào cuối thời kỳ đồ đá mới đến thời kỳ đồ đồng 4000 năm trước Công
nguyên cây lúa đã được trồng ở đây [15].
Cây lúa trồng Oryza Sativa L. là cây thân thảo được sử dụng làm lương
thực, với ích lợi đó làm con người đưa vào trồng khá sớm. ở nước ta, một số
dẫn liệu được chỉ ra rằng: Cây lúa được trồng và trở thành nghề khá phồn
thịnh vào thời kỳ đồ đồng 4000 – 3000 năm trước Công nguyên.
Theo một số tác giả ở Đại học Nông nghiệp Triết Giang (Trung Quốc),
cây lúa đầu tiên được trồng có nguồn gốc từ lúa dại Oryza sativa L. F.
Spontaneae và Linnee là người đầu tiên đặt nền móng cho việc phân loại
lúa. Sau đó, Natalin N. B. có nhận xét là Oryza sativa và Oryza
glaberrima có tổ tiên chung là Oryza prennis Moeach.. Hiện nay, lúa
được trồng khắp nơi là nguồn cung cấp lương thực chủ yếu cho nhiều
quốc gia khác nhau. Cùng với những tiến bộ của khoa học thì con người
ngày càng tạo ra được các giống lúa mới năng suất cao nhằm đáp ứng
cho nhu cầu của con người. Vì vậy, có thể nói sự tiến hoá của cây lúa
gắn liền với sự phát triển và tiến hố của lồi người [17].
1.5.2. Đặc điểm phân loaị
Tên khoa học: Oryza Sativa L.
Thuộc chi: Oryza
Họ hoà thảo: Graminaceae
Bộ hoà thảo: Graminales
Lớp một lá mầm: Liliopsida
Ngành hạt kín: Magnoliophyta
1.5.3. ảnh hưởng của mộ số yếu tố sinh thái đến đời sống của cây lúa
1.5.3.1. Đặc điểm hình thái:
@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
