Nghiên cứu khoa học " Bước đầu tuyển chọn vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan để sản xuất phân vi sinh phục vụ cho Lâm nghiệp " pdf

Bước đầu tuyển chọn vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan để sản xuất phân vi
sinh phục vụ cho Lâm nghiệp
TS. Phạm Quang Thu
Lê Khánh Vân
1. Mở đầu
Phốt pho là một trong những nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình
sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Quá trình trao đổi chất, tích luỹ đường,
protein và chất béo của cây đều có sự tham gia của phốt pho, đặc biệt là sự hình
thành những tế bào mới. Trong đó tác dụng rõ nhất đối với cây trồng là vào thời
kỳ cây non, lúc bộ rễ còn yếu và cây có nhu cầu lớn về nucleoprotein.
Nhiệm vụ trồng rừng ở nước ta đang có bước chuyển biến lớn với Chương trình
quốc gia trồng mới 5 triệu ha rừng, chủ yếu trên những diện tích đất trống, đồi núi
trọc xói mòn mạnh. Những loại đất này nghèo chất dinh dưỡng, hàm lượng lân dễ
tiêu trong đất thấp. Để sản xuất cây con phục vụ trồng rừng, trong quá trình gieo
ươm đã sử dụng khối lượng lớn đất tại chỗ kết hợp với sử dụng các loại phân hoá
học tổng hợp để trộn với đất làm nguyên liệu tạo hỗn hợp ruột bầu, dẫn tới chi phí
sản xuất lớn và nhiều khi mang lại hiệu quả không cao. Việc nghiên cứu sử dụng
phân bón vi sinh thay thế phân hoá học làm hỗn hợp ruột bầu trong việc sản xuất
cây con ở vườn ươm và bón cho cây trong quá trình trồng rừng, giúp cho cây con
tận dụng được nguồn phốt pho có sẵn trong đất, đáp ứng cho nhu cầu phát triển
của cây đồng thời giảm được ô nhiễm môi trường.
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật
có khả năng chuyến hoá phốt pho khó tan. Cho đến nay đã đạt được nhiều thành
tựu trong lĩnh vực này và đã áp dụng trong thực tế mang lại nhiều hiệu quả cho sản
xuất nông nghiệp. ở Việt Nam, từ những năm 1990 trở lại đây, nghiên cứu phân
bón vi sinh đã được tiến hành ở nhiều đơn vị nghiên cứu nhưng chủ yếu áp dụng
trên đồng ruộng, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là chính. Việc nghiên cứu
phân lập vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát trên đất lâm nghiệp làm tăng
độ mầu mỡ của đất, nâng cao năng suất cây trồng rừng nhất là cây con ở vườn
ươm là việc làm cần thiết và còn rất mới mẻ.
Trong khuôn khổ đề tài KHCN 02 06 Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã

thực hiện đề mục tuyển chọn các vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát để
sản xuất phân bón vi sinh phục vụ trồng rừng.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1 Mẫu đất:
Các vi sinh vật phân giải lân được phân lập từ các mẫu đất thu thập từ rừng trồng
và đất canh tác nông nghiệp ở các địa phương như sau:
- Mẫu đất được lấy ở dưới rừng thông nhựa Pinus merkusii ở Đại Lải, Vĩnh Phúc
- Mẫu đất được lấy ở dưới rừng rừng trồng keo tai tượng Acacia mangium ở Đại
Lải, Vĩnh Phúc
- Mẫu đất được lấy ở dưới rừng trồng bạch đàn Eucalyptus camaldulesis ở Đại
Lải, Vĩnh Phúc
- Mẫu đất được lấy ở dưới rừng keo lá tràm Acacia auriculifomis ở Đại Lải, Vĩnh
Phúc
- Mẫu đất được lấy ở nương sắn Tủa Chùa, Lai Châu
- Mẫu đất được lấy ở nương rẫy đã bỏ hoang ở Tủa Chùa, Lai Châu.
- Mẫu đất được lấy ở dưới rừng trồng ở Tửa Chùa, Lai Châu.
- Mẫu đất được lấy từ đất canh tác nông nghiệp ở Tuyên Quang
- Chế phẩm vi sinh vật phân giải lân do viện Công nghệ Sinh học cung cấp.
2.2. Phân lập và tuyển chọn:
· Phân lập : 10g đất được pha loãng với H
2
0 vô trùng ở các nồng độ thích hợp từ
10
-3
(đối với đất rừng) và 10
-5
( đối với đất ruộng). Dùng pipet 1ml vô trùng lấy
dịch mẫu nhỏ 0,05ml cho vào đĩa thạch có chứa môi trường 5% phốt phát can xi,
trang đều trên mặt thạch, nuôi trong tủ ấm ở nhiệt độ 30
0

C trong 3 - 5 ngày.


· Tuyển chọn vi sinh vật có khả năng phân giải lân bằng cách thử hiệu lực đo vòng
phân giải: cấy gạch một nét nhỏ lên chính giữa môi trường thạch có chứa 5% phốt
phát canxi, sau 3 - 7 ngày đo đường kính của vòng trong bao xung quanh khuẩn
lạc.
2.3. Sản xuất chế phẩm:
- Sau khi tuyển chọn được những chủng có khả năng phân giải cao, tiến hành nhân
sinh khối trên máy lắc trong 72 giờ .
- Khi số lượng tế bào đạt 10
8
- 10
10
trong 1 ml dung dịch nuôi cấy, đưa dung dịch
đã nuôi các chủng cấy vào môi trường than bùn vô trùng với liều lượng là 1ml
dung dịch trong 10 gam đất than bùn.
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1 Kết quả phân lập các vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát khó tan
Từ các mẫu đất trên, đã thu được một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải
phốt phát khó tan. Kết quả được trình bày ở bảng 1.
Qua biểu 1 cho thấy mật độ vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan trên đất rừng là
thấp hơn nhiều so với đất canh tác nông nghiệp. Ba chủng vi sinh vật phân lập
được từ đất rừng và 3 chủng vi sinh vật phân lập được từ đất canh tác nông nghiệp
có khả năng phân giải phốt phát khó tan đã được tuyển chọn.
Biểu 1: Nguồn gốc và các chủng đã được phân lập
TT Ký hiệu các chủng
đã được tuyển chọn
Khả năng
phân giảI

phốt phát
Địa điểm lấy
mẫu
Nguồn phân lập
1 Đ
1-4-1
++ Đại Lải Đất rừng thông
2 Đ
1-5
++ Đại Lải Đất rừng thông
3 Đ
1-3
+ Đại Lải Đất rừng thông
4 Đ
1-4-3
- Đại Lải Đất rừng thông
5 Đ
1-4-6
- Đại Lải Đất rừng thông
6 L
1
0 Đại Lải Đất vườn ươm
7 L
2
0 Đại Lải Đất rừng bạch đàn
8 L
3
- Đại Lải Đất rừng bạch đàn
9
L

4-1

+++ Đại Lải Đất rừng keo tai tượng
10
L
5

0 Đại Lải Đất rừng keo lá tràm
11
L
6

0 Đại Lải Đất rừng thông
12 ĐB
1
0 Lai Châu
Nương ngô, chân đ
ồi
13 ĐB
2
0 Lai Châu
Nương s
ắn, chân đồi
14 ĐB
3
0 Lai Châu
Nương s
ắn, đỉnh đồi
15 T
3-2-1

+ Tuyên Quang Đất trồng lúa
16 T
1-1
+ Tuyên Quang Đất trồng lúa
17 T
2-1
+ Tuyên Quang Đất trồng lúa
18 MN +++ Chế phẩm Viện CN Sinh học
19 ĐTR
2
+++ Chế phẩm Viện CN Sinh học
20 RTL
2
+++ Chế phẩm Viện CN Sinh học
Ghi chú: 0 Không có vi sinh vật phân giải phốt phát
- Phân giải phốt phát rất yếu
+ Phân giải phốt phát yếu
++ Phân giải phốt phát trung bình
+++ Phân giải phốt phát tốt
3.2. Khả năng phân giải phốt phát khó tan của các chủng vi sinh vật đã được
tuyển chọn:
Từ 6 chủng vi sinh vật được tuyển chọn, so sánh khả năng tạo vòng phân giải phốt
phát canxi với 3 chủng từ viện Công nghệ Sinh học. Kết quả được trình bày ở biểu
2.
Qua biểu 2 cho thấy: Kích thước vòng phân giải của các chủng không giống nhau,
đường kính vòng phân giải thấp nhất thuộc các chủng có ký hiệu là: T
3-2-1
, T
1-1
,

T
1-
1
từ 3 - 5 mm. Chủng nấm mốc L
4-1
phân lập từ đất rừng trồng thông Đại Lải có
khả năng phân giải phốt phát cao có đường kính 20 - 66 mm tương đương với
chủng MN có đường kính 28 - 67 mm. Hai chủng vi khuẩn Đ
1-4-1
và Đ
1-5
phân lập
từ đất trồng thông có đường kính vòng phân giải trung bình từ 5 - 8 mm.
Thời gian hình thành vòng phân giải nhìn chung không có những biến động lớn từ
3 - 6 ngày. Riêng 2 chủng ĐTL
2
và RTL
2
có thời gian sớm hơn từ 2 - 4 ngày.
Biểu 2: Khả năng tạo vòng phân giải của các chủng vi sinh vật và nấm mốc
Ký hiệu chủng Đ
1-4-1
Đ
1-5
L
4-1
T
3-2-1
T

1-1
T
2-1
MN ĐTR
2
RTL
2

Kích thước vòng 6 - 8 5 - 7 20 - 66

3 - 5 3 - 4 4 - 5 28-67 10-13 9 - 12
phân giải
(mm)
Thời gian hình
thành vòng phân
giải (ngày)
3 - 5 3 - 6 2 - 6 3 - 6 3 - 6 3 - 6 3 - 6 2 - 4 2 - 4
3.3. Sản xuất chế phẩm vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan từ các chủng đã
tuyển chọn
Căn cứ vào khả năng tạo vòng phân giải của các chủng như đã nói ở trên , lấy ra 1
chủng vi khuẩn phân lập từ đất rừng trồng ký hiệu Đ
1-4-1
, 1 chủng nấm mốc cũng
được phân lập từ đất rừng trồng với ký hiệu L
4-1
để sản xuất chế phẩm. Đánh giá
khả năng phát triển của các chủng trong quá trình nhân nuôi trên môi trường dịch
thể trên máy lắc trong thời gian 72 giờ và khả năng phát triển của các chủng vi
sinh vật trên giá thể rắn là than bùn sau mỗi tuần nuôi cấy. Những kết quả trên
được so sánh với chủng MN. Kết quả được trình bày ở biểu 3 và biểu 4:

Biểu 3: Số lượng trung bình vi khuần và nấm mốc phân giải lân sau 72 giờ
nuôi cấy trên máy lắc
Ký hiệu các chủng vi sinh vật
Chỉ tiêu
Đ
1-4-1
MN L
4-1

Số lượng tế bào vi khu
ẩn
85,5.10
8
24,0.10
9
85,3.10
10

và nấm mốc/ml
Qua kết quả ở biểu trên cho thấy: Mật độ tế bào do các chủng nấm mốc MN và L
4-
1
sản sinh ra sau 72 h nuôi cấy cao hơn nhiều so với chủng vi khuẩn Đ
1-4-1
. Chủng
L
4-1
có mật độ tế bào cao nhất 85,3.10
10
.

Kết quả kiểm tra mật độ vi khuẩn và nấm mốc sau một thời gian nuôi cấy trên than
bùn vô trùng được trình bày ở biểu 4.
Biểu 4: Số lượng vi khuẩn và nấm mốc trung bình nuôi cấy trên nền
than bùn vô trùng
Ký hiệu các chủng vi khuẩn Số lượng vi khuẩn/ml
Đ
1-4-1
MN L
4-1

Tuần1
25,2.10
8
20,0.10
6
20,0.10
7

Tuần 2
29,6.10
10
53,3.10
7
14,0.10
10

Tuần 3
38,0.10
10
82,6.10

10
20,6.10
11

Nhìn

chung cho thấy các chủng có khả năng tồn tại trên nền than đã vô trùng, mật
độ trung bình của tuần đầu có giảm so với số lượng ban đầu không đáng kể. Trong
tuần thứ 2 số lượng tế bào bắt đầu tăng dần và đạt 10
10
/ml và sau 3 tuần trung bình
đạt 10
11
/ml. Riêng chủng MN có số lượng thấp hơn. Sau một thời gian nuôi cấy,
mật độ vi khuẩn của các chủng đều có tăng, cho thấy khả năng phát triển của cả 3
chủng trên nền than bùn vô trùng là rất tốt.
4. Kết luận
· Đã tuyển chọn được 2 chủng vi khuẩn và 1 chủng nấm mốc có khả năng phân
giải phốt phát khó tan, sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện pH đất thấp.
· Các chủng được tuyển chọn có khả năng phân giải phốt phát khó tan tương đối
tốt, tương đương với các chủng sản xuất MN, RTL2, ĐTL2 của viện Công nghệ
Sinh học.
· Cả 3 chủng đều thích nghi và phát triển tốt ở nhiệt độ từ 30 - 32
0
C, sinh trưởng từ
2 - 4 ngày
· Các chủng Đ
1-4-1
, L
4-1

phát triển tốt trên môi trường dịch thể và giá thể rắn là than
bùn với số lượng khuẩn lạc đạt từ 10
8
- 10
10
, có nhiều triển vọng trong việc sản
xuất phân bón vi sinh cho đối tượng cây Lâm nghiệp.
Preliminary selection of the micro organisms for disintegration of insoluble
phosphate in production of microbial fertilizer serving forestry
Summary
The authors have studied and selected two bacterial strains and one mould strain
capable of disintegrating insoluble phosphate. These strains grow and develop
well in soil of low pH.
The three strains all adapt and develop well at temperature 30 - 32
oC
in 2 - 4 days.
The strains D
1-4-1
, L
4-1
develop well in fluid and solid media (peat) at 10
8
-
10
10
cells/ml or g, highly promising in microbial fertilizer production serving forest
tree species