phân lập các dòng vi khuẩn hòa tan lân ở đất vùng rễ và nội sinh trong cây khoai lang (imopoea batatas)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.5 MB, 114 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
PHÂN LẬP CÁC DÒNG VI KHUẨN HÒA TAN LÂN
Ở ĐẤT VÙNG RỄ VÀ NỘI SINH TRONG
CÂY KHOAI LANG (Imopoea batatas)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:
NGUYỄN THỊ LIÊN NGUYỄN THỊ HẠNH NGUYÊN
MSSV: 3102839
Lớp: CNSH K36
Cần Thơ, Tháng 12/2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
PHÂN LẬP CÁC DÒNG VI KHUẨN HÒA TAN LÂN
Ở ĐẤT VÙNG RỄ VÀ NỘI SINH TRONG
CÂY KHOAI LANG (Imopoea batatas)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:
NGUYỄN THỊ LIÊN NGUYỄN THỊ HẠNH NGUYÊN
MSSV: 3102839
Lớp: CNSH K36
Cần Thơ, Tháng 12/2013
PHẦN KÝ DUYỆT
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Thị Liên Nguyễn Thị Hạnh Nguyên
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………
Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
LỜI CẢM TẠ
Sau hơn 3 năm học tập và nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học, nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Công
nghệ Sinh học. Để có được thành quả ngày hôm nay, tôi đã nhận được sự hỗ trợ, động
viên và giúp đỡ tận tình của của cha mẹ, quý thầy cô, các anh chị và các bạn để có thể
hoàn thành công việc một cách tốt nhất. Với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cám ơn
chân thành đến:
Cha Mẹ, người luôn cổ vũ, động viên, tạo điều kiện tốt nhất để con có thể phấn
đấu hết mình trong học tập và nghiên cứu.
Cô Nguyễn Thị Liên là cán bộ hướng dẫn tôi thực hiện luận văn, người đã tận
tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm về mặt lý thuyết lẫn thực hành cũng
như tạo mọi điều kiện thuận lợi và quan tâm giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp.
Cô Trần Thị Xuân Mai, Cô Nguyễn Thị Pha và các cán bộ quản lý các phòng
thí nghiệm của Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã hỗ trợ tôi trong
việc hướng dẫn thực hiện các quy trình và cách thức sử dụng trang thiết bị phục vụ cho
đề tài.
Cô Bùi Thị Minh Diệu là cố vấn học tập lớp Công nghệ Sinh học Khóa 36 cùng
các thầy cô ở Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã quan tâm và tạo
điều kiện tốt nhất cho sinh viên chúng tôi được tiếp cận và tham gia nghiên cứu khoa
học.
Các anh chị học viên cao học và các bạn sinh viên cùng làm việc trong phòng
thí nghiệm Công nghệ gen thực vật đã tận tình giúp đỡ và động viên tôi trong thời gian
qua.
Tập thể lớp Công nghệ Sinh học Khóa 36 và những người bạn thân đã luôn bên
cạnh quan tâm và chia sẻ những khó khăn cùng tôi trong suốt quá trình học tập nhất là
khoảng thời gian làm luận văn.
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
Cần Thơ, ngày 25 tháng 11 năm 2013
Nguyễn Thị Hạnh Nguyên
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
TÓM LƯỢC
Tổng cộng 34 dòng vi khuẩn đã được phân lập từ các mẫu khoai lang (rễ, thân,
lá) và đất vùng rễ khoai lang ở 3 tỉnh: Vĩnh Long, Đồng Tháp và Trà Vinh. Các dòng vi
khuẩn này có đặc điểm hình thái khuẩn lạc như sau: khuẩn lạc tròn, bìa nguyên hoặc
răng cưa, độ nổi mô hoặc lài, khuẩn lạc có màu vàng từ nhạt đến đậm và một số có
màu trắng đục trên môi trường NBRIP có bổ sung chất chỉ thị màu Bromothymol Blue.
Đồng thời, tất cả các dòng vi khuẩn phân lập được đều có tế bào hình que, có chuyển
động và Gram âm. Trên môi trường NBRIP chứa nguồn lân khó tan, 34 dòng vi khuẩn
được xác định có khả năng hòa tan lân dựa trên chỉ số PSI. Các dòng vi khuẩn đều cho
chỉ số PSI tương đối cao dao động từ 2 – 2,7. Kết quả khảo sát khả năng hòa tan các
nguồn lân khó tan khác nhau của 34 dòng vi khuẩn bằng phương pháp so màu cho
thấy: dòng TCS3 có lượng lân hòa tan cao nhất là 283,276mg/P
2
O
5
/l với nguồn lân là
Ca
3
(PO
4
)
2
trong môi trường NBRIP lỏng. Trong khi đó đối với môi trường NBRIP lỏng
sử dụng apatite là nguồn lân chính thì dòng BT4 và BT6 cho lượng lân hòa tan cao
nhất lần lượt là 67,452mg/P
2
O
5
/l và 66,234mg/P
2
O
5
/l. Mười tám dòng vi khuẩn có khả
năng hòa tan lân tốt nhất được chọn để khảo sát khả năng tổng hợp IAA bằng phương
pháp Salkowski. Dòng LV4 có hàm lượng IAA cao nhất là 85,875µg/ml, tiếp theo là
dòng TCS3 có hàm lượng IAA cao thứ nhì là 37,948µg/ml.
Từ khóa: Dây khoai lang, hòa tan lân , môi trường NBRIP, tổng hợp IAA.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
MỤC LỤC
Trang
PHẦN KÝ DUYỆT
LỜI CẢM TẠ
TÓM LƯỢC i
MỤC LỤC ii
DANH SÁCH BẢNG v
DANH SÁCH HÌNH vi
TỪ VIẾT TẮT vii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu đề tài 2
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1. Sơ lược về cây khoai lang (Ipomoea batatas) 3
2.1.1. Nguồn gốc và phân bố 3
2.1.2. Đặc điểm hình thái, sinh học cây khoai lang 5
2.1.3. Giá trị dinh dưỡng và một số thực phẩm từ khoai lang 6
2.1.4. Nhu cầu và vai trò các chất dinh dưỡng đối với khoai lang 7
2.1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang 8
2.2. Lân trong đất 10
2.2.1. Vai trò của lân đối với cây trồng 10
2.2.2. Các dạng lân trong đất 10
2.2.3. Sự chuyển hóa lân trong đất 11
2.2.4. Các điều kiện ảnh hưởng tới khả năng hòa tan lân của vi sinh vật 11
2.3. Tổng quan về IAA 12
2.4. Một số dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân 14
2.4.1. Vi khuẩn Azospirillum 15
2.4.2. Vi khuẩn Burkhodelria 17
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
2.4.3. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus 18
2.4.4. Vi khuẩn Pseudomonas 19
2.5. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn hòa tan lân trong và ngoài nước 21
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
3.1. Thời gian 23
3.2. Địa điểm 23
3.3. Phương tiện nghiên cứu 23
3.3.1. Dụng cụ, thiết bị 23
3.3.2. Vật liệu, hóa chất 23
3.4. Phương pháp nghiên cứu 25
3.4.1. Thu thập và xử lý mẫu 25
3.4.2. Phương pháp phân lập vi khuẩn 26
3.4.3. Tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân khó tan 30
3.4.4. Khảo sát khả năng hòa tan các nguồn lân khác nhau của các dòng vi khuẩn
phân lập được trong điều kiện phòng thí nghiệm 31
3.4.5. Khảo sát khả năng tổng hợp IAA của vi khuẩn 33
3.4.5. Phân tích và xử lý số liệu 35
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
4.1. Kết quả phân lập các dòng vi khuẩn 36
4.2. Đặc điểm hình thái của các dòng vi khuẩn phân lập được 37
4.3. Kết quả tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân dựa trên chỉ
số PSI 43
4.4. Kết quả khảo sát khả năng hòa tan các nguồn lân khó tan khác nhau của
các dòng vi khuẩn phân lập được 45
4.5. Kết quả khảo sát khả năng tổng hợp IAA 15 dòng vi khuẩn được chọn 52
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 55
5.1. Kết luận 55
5.2. Đề nghị 55
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1. Một số hình ảnh thí nghiệm
PHỤ LỤC 2. Tổng hợp số liệu thí nghiệm
PHỤ LỤC 3. Tổng hợp kết quả phân tích thống kê
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học v Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1. Thành phần hóa học của khoai lang tươi và khô 6
Bảng 2. Sự hiện diện của vi khuẩn Azospirillum ở một số loại cây trồng 16
Bảng 3. Công thức môi trường NBRIP (Nautiya et al., 1999) 24
Bảng 4. Công thức môi trường LB (Sambrook et al., 1989) 24
Bảng 5. Môi trường Burk’s (Park et al., 2005) không đạm 25
Bảng 6. Nguồn gốc các dòng vi khuẩn phân lập được 36
Bảng 7. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc các dòng vi khuẩn phân lập trên môi trường
NBRIP có bổ sung Bromothylmol Blue 37
Bảng 8. Đặc điểm hình thái tế bào và nhuộm Gram các dòng vi khuẩn 41
Bảng 9. Chỉ số PSI trung bình của các dòng vi khuẩn phân lập được ở ngày 2 và ngày
7 sau khi chủng 44
Bảng 10. Hàm lượng P
2
O
5
trung bình của 34 dòng vi khuẩn phân lập trên môi trường
NBRIP với nguồn lân là Ca
3
(PO
4
)
2
sau 5, 10, 15 và 20 ngày chủng 46
Bảng 11. Hàm lượng P
2
O
5
trung bình của 34 dòng vi khuẩn phân lập trên môi trường
NBRIP với nguồn lân là apatite sau 5, 10, 15 và 20 ngày chủng 49
Bảng 12. Hàm lượng IAA (µg/ml) của 15 dòng vi khuẩn được chọn sau 2, 4, 6 và 8
ngày chủng 53
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vi Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 1. Củ khoai lang 4
Hình 2. Giống khoai lang chất lượng cao 4
Hình 3. Các quá trình tổng hợp IAA từ tiền tố Tryptophan bởi vi khuẩn 14
Hình 4. Vi khuẩn Azospirillum brasilense 16
Hình 5. Vi khuẩn Burkholderia vietnamiensis 17
Hình 6. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus 19
Hình 7. Vi khuẩn Pseudomonas 21
Hình 8. Một số dụng cụ, thiết bị dùng trong thí nghiệm 28
Hình 9. Phương pháp phân lập vi khuẩn bằng que cấy vòng 28
Hình 10. Khuẩn lạc dòng BM1 quan sát bằng mắt thường (A) và kính lúp (B) 39
Hình 11. Khuẩn lạc dòng BTS4 quan sát bằng mắt thường (A) và kính lúp (B) 39
Hình 12. Khuẩn lạc dòng TCS2 quan sát bằng mắt thường (A) và kính lúp (B) 40
Hình 13. Khuẩn lạc dòng TC3 quan sát bằng mắt thường (A) và kính lúp (B) 40
Hình 14. Khuẩn lạc dòng BT1 (A) và LVS1 (B) quan sát bằng mắt thường 40
Hình 15. Vi khuẩn khi quan sát dưới kính hiển vi độ phóng đại 1000 lần 42
Hình 16. Vi khuẩn Gram âm chụp dưới kính hiển vi độ phóng đại 1000 lần 42
Hình 17. Vi khuẩn tạo vòng sáng sau 7 ngày chủng 43
Hình 18. Đường chuẩn P
2
O
5
từ 0 đến 25mg/l 45
Hình 19. Đường chuẩn IAA từ 0 đến 80µg/ml 52
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
TỪ VIẾT TẮT
ABA Abscisic acid
DNA Deoxyribose Nucleic Acid
FAO Food and Agriculture Organization
IAA Indole Acetic Acid
IBA Indole-3-butyric acid
LB Luria broth
NBRIP National Botanical Research Institute’s phosphate
OD Optical Density
PGPR Plant Growth Promoting Rhizobacteria
PSB Phosphate Solubilizing Bacteria
PSI Phosphate Solubilizing Index
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Khoai lang là một loại cây lương thực rất quen thuộc với người dân Việt
Nam trên cả mọi miền đất nước. Việc canh tác cây khoai lang cũng rất phổ biến và
dần hình thành những vùng chuyên canh về khoai lang. Ngoài ra, khoai lang còn là
một nguồn nguyên liệu để sản xuất các chế phẩm phục vụ đời sống cho người.
Tuy nhiên, với tâm lý muốn đạt năng suất cao đã dẫn đến tình trạng một số
nông dân lạm dụng phân hóa học để bón cho cây. Việc sử dụng phân hóa học có thể
làm cho năng suất cây trồng tăng nhanh và nhận thấy hiệu quả rõ rệt trong thời gian
ngắn nhưng nó cũng đi kèm với nhiều tác hại không hề nhỏ. Những tác hại có thể
thấy như là đất bị thoái hóa, hệ vi sinh vật trong đất bị hủy hoại, về lâu dài làm ảnh
hưởng đến năng suất và chất lượng cây trồng. Hơn nữa, sử dụng phân hóa học trong
thời gian dài sẽ làm giảm sức đề kháng của cây, tác động xấu đến môi trường và mất
cân bằng sinh thái, các loại dịch bệnh xuất hiện ngày càng đa dạng với tần suất cao.
Do đó, chi phí cho phân bón của người nông dân cũng tăng theo thời gian.
Một trong những biện pháp để hạn chế sử dụng phân hóa học là dùng phân
hữu cơ vi sinh trong đó có phân vi sinh hòa tan lân. Ở một số loại đất trên đất nước
ta, lân trở thành yếu tố hạn chế đối với năng suất trồng, đặc biệt ở hầu hết các loại
đất trồng lúa ở các tỉnh phía Nam. Thiếu lân không những làm cho năng suất cây
trồng giảm mà còn hạn chế hiệu quả của phân đạm.
Nhiều nghiên cứu cho thấy vi khuẩn nội sinh và cả vi khuẩn vùng rễ có thể
giúp tăng cường sinh trưởng và chuyển hóa các chất do chúng có các khả năng như:
cố định nitơ tự do trong khí quyển, hòa tan lân khó tan, tổng hợp các kích thích tố
như IAA, ABA, cytokinin…Các loài vi khuẩn này được chú trọng nghiên cứu cho
việc ứng dụng sản xuất phân vi sinh. Phân vi sinh hòa tan lân được nghiên cứu và
đưa vào ứng dụng ở Việt Nam ngay từ những năm 90 thế kỷ XX, trong đó vi sinh
vật hòa tan lân sau khi nhân sinh khối được tẩm nhiễm vào chất mang, tạo chế phẩm
vi sinh vật hòa tan lân hoặc phối trộn với cơ chất hữu cơ tạo thành phân lân hữu cơ
vi sinh vật.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 2 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Thế nên, khâu phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan
lân làm nguyên vật liệu phục vụ cho việc sản xuất phân vi sinh là việc rất cần thiết.
Đề tài “Phân lập các dòng vi khuẩn hòa tan lân ở đất vùng rễ và nội sinh trong cây
khoai lang (Imopoea batatas)” để tìm ra các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân
cao được thực hiện.
1.2. Mục tiêu đề tài
Phân lập các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân ở đất vùng rễ và
nội sinh trong cây khoai lang.
Khảo sát và tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân cao
từ các dòng vi khuẩn phân lập được với nguồn phospho khác nhau.
Chọn ra các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân khó tan tốt để tiếp
tục khảo sát thêm khả năng tổng hợp IAA.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 3 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Sơ lược về cây khoai lang (Ipomoea batatas)
2.1.1. Nguồn gốc và phân bố
Khoai lang (Ipomoea batatas) là một loài cây nông nghiệp với các rễ củ lớn,
chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt, được gọi là củ khoai lang và nó là một nguồn cung
cấp rau ăn củ quan trọng, được sử dụng trong vai trò của cả rau lẫn lương thực. Các
lá non và thân non cũng được sử dụng như một loại rau. Khoai lang có quan hệ họ
hàng xa với khoai tây (Solanum tuberosum) có nguồn gốc Nam Mỹ và quan hệ họ
hàng rất xa với khoai mỡ (một số loài trong chi Dioscorea) là các loài có nguồn gốc
từ châu Phi và châu Á.
Phân loại khoa học:
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Eudicotyledones
Bộ: Solanales
Họ: Convolvulaceae
Chi: Ipomoea
Loài: Ipomoea batatas
(*Nguồn: ngày 02/08/2013)
Khoai lang có mặt ở Trung Mỹ vào những năm 2600 đến 1000 Trước Công
Nguyên, nó được phổ biến rất sớm ở khu vực này, bao gồm cả khu vực Caribe. Nó
cũng đã được biết tới trước khi có sự thám hiểm của người phương Tây tới
Polynesia. Sau đó, khoai lang được phổ biến sang các nước khác ở châu Âu như Tây
Ban Nha, Bồ Đào Nha, và châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Philippine, Indonesia,
Việt Nam…
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 4 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Hình 1. Củ khoai lang
(*Nguồn: ngày
27/07/2013)
Hình 2. Giống khoai lang chất lượng cao
(*Nguồn: ngày
27/07/2013)
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 5 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Khoai lang được trồng khắp các khu vực nhiệt đới và ôn đới ấm với lượng
nước đủ để hỗ trợ sự phát triển của chúng. Tại Việt Nam, khoai lang là một loại thực
phẩm rất quen thuộc. Chúng được trồng chủ yếu ở đồng bằng, đất bãi ven sông và
ngày nay khoai lang cũng đã phổ biến nhiều cả các vùng đồi, trung du từ Bắc vào
Nam. Khoai lang dễ trồng, đòi hỏi đầu tư ít, cho thu hoạch sớm từ 45 ngày trở đi có
thể thu hoạch được thân và lá. Do đó, tình hình sản xuất khoai lang cũng ngày một
phát triển. Ở Đồng bằng sông Cửu Long, Vĩnh Long là một nơi nổi tiếng về khoai
lang. Năm 2012, toàn tỉnh Vĩnh Long diện tích sản xuất khoai lang là 9225 ha, sản
lượng thu hoạch ước đạt 267525 tấn. Chủ yếu tập trung nhiều ở hai địa phương là
thị xã Bình Minh và huyện Bình Tân ( />trong-tinh, ngày 24/11/2013).
2.1.2. Đặc điểm hình thái, sinh học cây khoai lang
Khoai lang trồng ở vùng nhiệt đới thường có thân bò, trồng ở vùng ôn đới,
thường có dạng bụi. Lá hình tim, nguyên hay có khía. Hoa trắng, vàng hay tím, hình
phễu. Củ hình thoi do rễ phồng lên, chứa tinh bột và đường, vỏ củ màu trắng, vàng
hay đỏ tím, thịt củ trắng, vàng hay tím nhạt tùy theo giống.
Cấu tạo củ khoai lang gồm 3 phần: vỏ ngoài, vỏ cùi và thịt củ. Vỏ ngoài
mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu
là cellulose và hemicellulose. Vỏ cùi chiếm 5 12% gồm những tế bào chứa tinh
bột, nguyên sinh chất và dịch thể. Thịt củ gồm các tế bào nhu mô có chứa tinh bột,
hợp chất chứa nitơ. Hàm lượng tinh bột ở thịt củ nhiều hơn ở vỏ cùi.
Khoai lang là một cây đã được trồng từ lâu đời ở nước ta, có phổ thích nghi
rất rộng, có thể trồng được ở nhiều điều kiện khí hậu, đất đai khác nhau; nhưng tốt
nhất là trồng trên đất pha cát, lượng mưa năm khoảng 1000mm, chịu hạn, chịu đất
xấu. Là cây giao phấn, ngày ngắn, không ra hoa khi ngày dài quá 13 giờ 30 phút, do
đó ít khi ra hoa ở những vùng có vĩ độ ôn đới trên 30 độ Bắc hay Nam. Ở vùng nhiệt
đới, dễ ra hoa, có hạt, có sức sống, nhưng thường chỉ trồng bằng các đoạn dây gọi là
hom, trong trường hợp gây giống có thể trồng bằng mầm nẩy từ củ. Tùy vào giống
cây và các điều kiện khác, các rễ củ sẽ phát triển đầy đủ trong vòng từ 2 đến 9
tháng.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 6 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Khoai lang có 2 nhóm giống chính gồm: Nhóm giống củ thịt mềm, nhiều
nước, màu trắng, vàng, da cam, hồng, tím và nhóm giống củ thịt chắc, nhiều bột,
thích hợp với công nghệ thái lát, phơi khô, lấy bột.
2.1.3. Giá trị dinh dưỡng và một số thực phẩm từ khoai lang
Bảng 1. Thành phần hóa học của khoai lang tươi và khô
Thành phần
hóa học
Củ khoai lang tươi
Khoai lang khô
(3,5kg tươi cho 1kg khô)
Thóc tẻ
Chất khô (%)
ME kcal/kg/lợn
Protein (%)
Chất béo (%)
Carbohydrate (%)
Xơ thô (g)
Canxi (g)
Photpho (g)
Hàm lượng vi khoáng**
Sắt (mg)
K
ẽm (mg)
Đồng (mg)
Mangan (mg)
Selen (m
cg)
30,54
1123
1,54
0,33
27,04
0,88
0,03
0,07
0,61
0,30
0,15
0,26
0,60
88,0
3294
4,51
0,96
79,3
2,58
0,11
0,20
2,31
0,88
0,44
0,76
1,76
88,91
2636
7,56
1,73
63,54
11,99
0,30
0,27
4,31
1,09
0,22
1,09
15,1
(*Nguồn: Lã Văn Kính, 2003 ** ngày 28/07/2013)
Mặc dù lá và thân non cũng ăn được, nhưng các rễ củ nhiều tinh bột mới là
sản phẩm chính và quan trọng nhất từ khoai lang. Trong một số quốc gia khu vực
nhiệt đới, nó là loại lương thực chủ yếu. Cùng với tinh bột, củ khoai lang cũng chứa
nhiều xơ tiêu hóa, vitamin A, vitamin C và vitamin B6. Tất cả các giống đều cho củ
có vị ngọt, dù nhiều hay ít. Mặc dù có vị ngọt, nhưng khoai lang trên thực tế là thức
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 7 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
ăn tốt cho những người mắc bệnh đái tháo đường do các nghiên cứu sơ bộ trên động
vật cho thấy nó hỗ trợ cho sự ổn định nồng độ đường trong máu và làm giảm sức
kháng insulin.
Năm 1992, người ta đã so sánh giá trị dinh dưỡng của khoai lang với các loại
rau khác. Lưu ý tới hàm lượng xơ, các carbohydrate phức, protein, các vitamin A và
C, sắt, canxi thì khoai lang đứng cao nhất về giá trị dinh dưỡng. Theo các tiêu chuẩn
này thì khoai lang đạt 184 điểm và hơn loại rau đứng thứ hai (khoai tây) 100 điểm
trong danh sách này.
Các giống khoai lang có lớp thịt màu vàng cam sẫm chứa nhiều vitamin
A hơn các giống có thịt màu nhạt và việc trồng giống này được khuyến khích tại
châu Phi do thiếu hụt vitamin A là vấn đề nghiêm trọng tại khu vực này. Một số
người Mỹ cổ vũ cho việc ăn nhiều khoai lang vì lý do sức khỏe cũng như vì tầm
quan trọng của nó trong ẩm thực truyền thống của người miền nam Hoa Kỳ.
Tinh bột khoai lang có tính kết dính cao hơn hẳn tinh bột các loại hạt cốc, dễ
tạo màng, khẩu vị dễ chịu, không gây kích thích, khác hẳn khẩu vị hạt cốc điển hình
như bột ngô, lúa mì, chủ yếu do lượng tàn dư protide thấp, thường dưới 0,05-
0,10%.
2.1.4. Nhu cầu và vai trò các chất dinh dưỡng đối với khoai lang
Đạm có vai trò quyết định trong quá trình trao đổi chất và năng lượng cũng
như các hoạt động sinh lý của cây. Giúp cho thân, lá và bộ rễ phát triển mạnh trong
giai đoạn đầu và hình thành củ và trọng lượng củ trong giai đoạn sau. Tuy nhiên
phần lớn đạm tập trung ở lá do vậy không nên bón nhiều đạm vì bón nhiều đạm
khoai lang sẽ chủ yếu phát triển thân lá và ảnh hưởng đến năng suất.
Lân có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, quá trình hình thành và
phát triển của bộ rễ, đặc biệt là rễ củ, bón đầy đủ lân sẽ làm cho số lượng rễ củ nhiều
góp phần cho tăng năng suất và hàm lượng tinh bột tăng, giảm tỷ lệ chất xơ trong
củ.
Nhu cầu kali của khoai lang còn cao hơn cả khoai tây và sắn, kali có tác dụng
tăng khả năng chống chịu của cây, tích lũy tinh bột và đường. Kết quả nghiên cứu
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 8 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
cho thấy, bón phân hữu cơ cho khoai lang làm tăng năng suất rất lớn, mức bội thu
đạt 29 34tạ/ha khi bón phân chuồng và 22 23tạ/ha khi bón rơm rạ.
2.1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang
Các giống khoai lang giàu tinh bột được sử dụng theo các hướng sau đây:
Làm nguyên liệu để chế biến sâu các sản phẩm công nghiệp: sản phẩm tinh bột biến
tính, các sản phẩm hoá công, các sản phẩm lên men được sử dụng rộng rãi trong
nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, dệt, giấy, vật liệu xây dựng, cao su nhân tạo ;
Làm nguyên liệu lý tưởng để sản xuất thức ăn chăn nuôi (khoai lang khô thông qua
công nghệ vi sinh để chế biến thức ăn vi sinh giàu đạm, có hàm lượng protide cao
tới trên 40%, tương đương hàm lượng đạm trong đậu tương) có giá cạnh tranh cao.
Bên cạnh đó, khoai lang còn được dùng làm nguyên liệu để sản xuất ethanol sinh
học có giá thành cạnh tranh, thân thiện với môi trường, góp phần phát triển năng
lượng tái tạo thay thế năng lượng hoá thạch.
Những nghiên cứu gần đây cho biết, giống khoai lang tím có polyphenol
chứa anthocyamin có tác dụng kháng oxy hoá rất mạnh, có khả năng kiềm chế đột
biến của tế bào ung thư, có tác dụng ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa
bệnh tim mạch, có công năng làm đẹp và thông tiện. Cây khoai lang có sắc tố có thể
bào chế chất nhuộm màu thực phẩm thiên nhiên thay sắc tố tổng hợp nhân tạo.
Khoai lang chứa nhiều loại vitamin A, B, C, E và các chất khoáng K, Ca, Mg, Fe,
Se…, giàu chất xơ thực phẩm. Tổ chức FAO của Liên Hợp Quốc đã đánh giá khoai
lang là thực phẩm bổ dưỡng tốt nhất của thế kỷ 21, đang được thị trường thế giới rất
ưa chuộng. ( />cay-khoai-lang-trong-nen-nong-nghiep.aspx, ngày 29/07/2013).
Khoai lang củ dễ bảo quản. Nếu bảo quản tươi có thể giữ được vài tháng, nếu
sấy khô có thể giữ được thời gian dài. Khoai lang thực phẩm hoặc tinh bột dễ chế
biến. Việc làm khô và sơ chế dựa vào công nghệ sấy rất đơn giản, nông dân có thể
tự làm, còn công đoạn chế biến sâu dựa vào doanh nghiệp.
Trong tất cả các cây trồng chính, khoai lang đứng vị trí thứ 10 về diện tích,
nhưng tính riêng cây có củ: khoai tây, củ cải đường, sắn,… thì khoai lang đứng thứ
3 sau khoai tây và sắn. Về sản lượng, theo FAO năm 1999, khoai lang chiếm diện
tích không lớn nhưng lại có sản lượng tương đối cao (129,2 triệu tấn), đứng ở vị trí
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 9 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
thứ 9 trong các loại cây trồng chính. Điều này cho thấy cây khoai lang có tầm quan
trọng và vị thế nhất định trong nền sản xuất nông nghiệp của thế giới.
Đến năm 2008, toàn thế giới có 111 nước trồng khoai lang (FAO, 2009) trên
diện tích 8,17 triệu ha, trong đó 95% tại các nước đang phát triển, năng suất bình
quân 13,46tấn/ha, sản lượng 110,13 triệu tấn (so với năm 2005 là 123,27 triệu tấn và
năm 1961 là 98,19 triệu tấn). Việt Nam có sản lượng khoai lang 1,32 triệu tấn, đứng
thứ năm của toàn thế giới sau Trung Quốc (85,21 triệu tấn), Nigeria (3,31 triệu
tấn), Uganda (2,70 triệu tấn) và Indonesia (1,87 triệu tấn) (g
spot.com/2009/12/cay-luong-thuc-gioi-va-viet-nam-nam.html, ngày 15/12/2013).
Ở Việt Nam tính đến trung tuần tháng 5/2013, gieo trồng các loại cây hoa
màu đang được đẩy nhanh tiến độ tại các địa phương. Cả nước đã gieo trồng được
646,3 nghìn ha ngô, bằng 109,3% cùng kỳ năm trước; trong đó khoai lang là 92,4
nghìn ha, bằng 99,6%; 160,4 nghìn ha lạc, bằng 95,9%; 64,7 nghìn ha đậu tương,
bằng 110,2%; 545 nghìn ha rau, đậu, bằng 105% (
/ItemPreview.aspx?ItemID=13716, ngày 15/12/2013).
Báo Nông nghiệp Việt Nam số ra ngày 25/1/2013 đưa tin: Viện Nghiên cứu
và Phát triển Công nghệ Nông Lâm nghiệp Thành Tây (Trường ĐH Thành Tây, Hà
Nội) công bố kết quả khảo nghiệm thành công tại tỉnh Hòa Bình hai giống khoai
lang cho năng suất “khủng”. Đó là giống Hà Nam Vương và giống Quảng Đông 1,
các giống này mới du nhập vào Việt Nam hồi tháng 7 năm 2012. Tại các diện tích
trồng thử nghiệm vụ đầu tiên ở xã Cư Yên (huyện Lương Sơn, Hòa Bình). So với
năng suất của các giống khoai lang địa phương hiện nay ở vùng Đồng bằng sông
Hồng khoảng từ 7 9tấn/ha, giống khoai lang Hà Nam Vương có khả năng cho
năng suất cao gấp 8 10 lần, còn giống Quảng Đông 1 cho năng suất cao gấp 4 5
lần. Theo Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế thì Việt Nam là nước đứng thứ
hai thế giới về sản lượng khoai lang; ở miền Bắc và miền Trung Việt Nam khoảng
70 80% sản lượng khoai lang sản xuất ra được dùng cho chăn nuôi lợn, phần còn
lại được tiêu thụ tại gia đình hoặc bán ở chợ.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 10 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
2.2. Lân trong đất
2.2.1. Vai trò của lân đối với cây trồng
Lân có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng. Lân có trong thành
phần của nhân tế bào, rất cần cho sự hình thành các bộ phận mới của cây. Đồng thời
chúng cũng có trong thành phần các enzyme, protein, tham gia vào quá trình tổng
hợp các acid amin. Lân kích thích sự phát triển bộ rễ, làm rễ ăn sâu vào trong đất và
lan rộng ra chung quanh làm cho cây hút được nhiều chất dinh dưỡng, tạo điều kiện
cho cây chống chịu hạn và ít đổ ngã. Lân kích thích quá trình đẻ nhánh, nảy chồi,
thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều. Lân làm tăng đặc tính chống chịu của cây
đối với các yếu tố không thuận lợi, chống rét, chống hạn, chịu độ chua của đất,
chống một số loại sâu bệnh hại.
Tuy nhiên, hiệu suất sử dụng lân bởi cây trồng không quá 25% trong khi đó
một số lượng lớn bị cố định trong đất và chuyển thành dạng khó hấp thu. Lượng dự
trữ lân trong đất xấp xỉ 0,025 – 0,3% P
2
O
5
nhưng chúng tồn tại trong đất ở dạng
không tan trong nước cây khó hấp thu. Thành phần lân dễ tan và khó tan trong đất
được quyết định bởi tính chất đá mẹ, thành phần cơ giới và hàm lượng chất hữu cơ.
2.2.2. Các dạng lân trong đất
Hàm lượng phosphate trung bình ở nhiều loại đất thường từ 0,02 – 0,08%.
Do quá trình tích lũy sinh học, hàm lượng phosphate trong lớp đất mặt cao hơn ở
lớp dưới (Sepfe Satsaben, 1960). Lân tồn tại trong đất dưới hai dạng chính là: lân vô
cơ và lân hữu cơ.
Lân vô cơ hầu hết ở dạng muối của những nguyên tố Ca, Fe, Al. Ở đất trung
tính và đất kiềm thì phosphate Ca là chủ yếu, còn ở đất chua thì phosphate Fe, Al là
chủ yếu. Đồng thời, phosphate Ca dễ được huy động làm thức ăn cho cây hơn là
phosphate Fe, Al. Lân hữu cơ trong đất chủ yếu ở trong thành phần mùn có nguồn
gốc từ xác động vật, thực vật, phân xanh hoặc phân chuồng (Lê Xuân Phương,
2008). Nguồn lân quan trọng này chiếm khoảng 20 – 80% phosphate tổng số trong
đất (Richardson, 1994). Trong phosphate hữu cơ của đất, dạng phổ biến là inositol
phosphate (soil phytate) có thể chiếm đến 50% tổng lượng lân hữu cơ (Dalal, 1977;
Harley và Smith, 1983). Tùy theo môi trường acid hay kiềm mà tồn tại các dạng
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 11 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
phytate khác nhau. Ngoài ra, những hợp chất lân hữu cơ còn có dạng
phosphomonoesters, phosphodiesters và phosphotriesters (Paul và Clark, 1988).
2.2.3. Sự chuyển hóa lân trong đất
Trong đất có nhiều loại vi sinh vật khoáng hóa được lân hữa cơ. Các vi sinh
vật này tiết ra những enzyme khử phosphoryl và giải phóng ion phosphate. Phản
ứng diễn ra nhanh khi hợp chất lân hữu cơ vừa mới bón vào đất và sau đó xảy ra
chậm khi lân đã bị cải biến. Lân sẽ tạo các phức liên kết với Fe, Al, các chất hữu cơ
cao phân tử và bị giữ chặt trên các phần đất sét (Đoàn Chiến Thắng, 2010).
Tốc độ giải phóng lân phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Bản chất các hợp chất hữu cơ có lân: acid nucleic dễ khoáng hóa hơn các hợp
chất khác.
Nếu lượng C/P > 300 thì lân sẽ bị các vi sinh vật trong đất cố định. Còn
trường hợp C/P < 200 lân sẽ thừa nên được khoáng hóa.
pH tối ưu là 6 – 7 ở môi trường kiềm, lân vô cơ được phóng thích nhanh hơn
lân hữu cơ.
Nhiệt độ cao cũng thuận lợi cho việc khoáng hóa lân hữu cơ, tối ưu là 40 –
50
o
C.
Lân vô cơ tồn tại chủ yếu ở hai dạng: H
2
PO
4
-
và HPO
4
2-
. Ở pH 7, tỷ lệ hai ion
này gần bằng nhau. H
2
PO
4
-
dễ đồng hóa hơn HPO
4
2-
nên về mặt lý thuyết ở pH = 5
– 6 dinh dưỡng lân của cây thuận lợi nhất.
2.2.4. Các điều kiện ảnh hưởng tới khả năng hòa tan lân của vi sinh vật
pH: nhìn chung pH ít ảnh hưởng tới khả năng hòa tan lân. Tuy nhiên,
pH trong khoảng 7,8 – 8,0 ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của hệ vi sinh vật hòa tan
lân (Đoàn Chiến Thắng, 2010).
Nhiệt độ: từng chủng vi sinh vật có nhiệt độ thích hợp cho quá trình
hòa tan lân là khác nhau. Tuy nhiên, nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 20 – 40
o
C
(Phạm Thanh Hà et al., 2003).
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 12 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Hợp chất hữu cơ: chất hữu cơ làm tăng quá trình sinh trưởng của vi
sinh vật. Do đó khả năng hòa tan lân của chúng sẽ tăng lên (Đoàn Chiến Thắng,
2010).
Độ ẩm: ở những nơi có độ ẩm cao, do hoạt động của vi sinh vật mạnh
nên tạo ra nhiều acid hữu cơ làm tăng hòa tan lân (Đoàn Chiến Thắng, 2010).
Hệ rễ: hệ rễ cây trồng kích thích sự sinh trưởng của vi sinh vật. Do đó,
hòa tan lân cũng được tăng cường. Tuy nhiên, một số loài cây có thể tiết ra các chất
độc ngăn cản sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật (Đoàn Chiến Thắng, 2010).
Tỷ lệ N và C trong môi trường: N, C là những thành phần cần thiết
cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Tỉ lệ N và C trong môi trường cao
sẽ thúc đẩy khả năng hòa tan lân (Đoàn Chiến Thắng, 2010).
2.3. Tổng quan về IAA
Indole-3-acetic acid (IAA) hay còn gọi là auxin, là chất điều hòa chủ yếu của
sự sinh trưởng thực vật. Từ các nghiên cứu của Darwin (1880) về hiện tượng quang
hướng động đến các khám phá của Went (1926) về một chất có hoạt tính sinh học
trong diệp tiêu yến mạch Avena đã dẫn đến sự phát hiện ra IAA trong nước tiểu của
người do công của Kögl và Haagen-Smit (1931). IAA sau đó đã được phân lập từ
men bia, trong nhiều loài thực vật bậc thấp và thực vật bậc cao khác. Như vậy IAA
đã được xem như là auxin được phát hiện sớm nhất. Ngày nay, bên cạnh IAA nội
sinh còn có nhiều auxin được tổng hợp với nhiều mục đích khác nhau. Auxin tổng
hợp là những hợp chất có hoạt tính tương tự như IAA, nhưng không hoàn toàn
tương tự về cấu trúc.
IAA là dạng auxin chính với nhiều vai trò sinh lý quan trọng như kích thích
sự lớn lên và phân chia của tế bào, tham gia vào quá trình biệt hóa mô, điều khiển
tính hướng quang và hướng trọng lực của cây. IAA chi phối sự phát triển trái và hạt,
chi phối giai đoạn đầu sự phát triển của cây trồng (Davies, 2004). Tác động của
auxin phụ thuộc vào dạng tế bào, ở các nồng độ như nhau IAA kích thích đồng thời
sự giãn dài trục lá mầm, ngăn cản sự sinh trưởng của rễ chính, kích thích sự khởi
đầu của rễ bên và sự thành lập lông rễ (Theologis và Ray, 1982; Gray et al., 2001).
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 13 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Các nhà khoa học đã chứng minh hoạt động sinh tổng hợp IAA không chỉ
giới hạn ở các loài thực vật bậc cao mà nhiều loài vi sinh vật (bao gồm vi khuẩn,
nấm và tảo) sống trong vùng rễ của nhiều loại cây trồng khác nhau cũng có khả
năng tổng hợp và giải phóng IAA như là một sản phẩm chuyển hóa thứ cấp. Lượng
IAA được tổng hợp biến động mạnh giữa các loài khác nhau, thậm chí các chủng
khác nhau trong cùng một loài và tùy thuộc vào lượng cơ chất sẵn có (thông thường
là L-Tryptophan) trong môi trường.
Trong số các vi sinh vật sản xuất IAA, vi khuẩn vùng rễ chiếm đa số, có đến
hơn 80% các loài vi khuẩn phân lập từ vùng rễ thực vật có khả năng tổng hợp IAA
(Patten and Glick, 1996; Khalid et al., 2004), chủ yếu thông qua các quá trình
chuyển hóa sử dụng tiền tố Tryptophan (Hình 3) do rễ cây tiết ra. Chính vì vậy,
trong các thí nghiệm tổng hợp IAA bởi vi khuẩn vùng rễ trong điều kiện in vitro, sự
bổ sung Tryptophan vào môi trường nuôi cấy giúp tăng đáng kể hàm lượng IAA
sinh ra trong hầu hết các trường hợp (Spaepen and Vanderleyden, 2010). Bên cạnh
đó, một số loài vi khuẩn thậm chí có khả năng tổng hợp IAA trong điều kiện in vitro
mà không cần được bổ sung tiền chất L-Tryptophan.
Hình 3. Các quá trình tổng hợp IAA từ tiền tố Tryptophan bởi vi khuẩn
(Spaepen et al., 2007)
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 14 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Lượng IAA do các loài vi khuẩn vùng rễ tổng hợp nên là nguồn IAA bổ sung
quan trọng cho sự phát triển cây trồng, đặc biệt là đối với các bộ phận đặc biệt nhạy
với sự thay đổi nồng độ IAA như bộ rễ. Theo trích dẫn của Shahab et al. (2009),
năm 1974, Barea và Brown đã phát hiện khả năng tiết IAA ra môi trường nuôi cấy
của vi khuẩn Azotobacter paspali, sau khi xử lý rễ của một số loại cây trồng với loài
vi khuẩn này, trọng lượng khô rễ và lá tăng có ý nghĩa. Ngoài ra, nhiều chủng vi
khuẩn vùng rễ khác cũng đã được chứng minh có khả năng tăng số lượng và chiều
dài rễ ở cây non, và do đó tăng cường khả năng sinh trưởng của cây trồng (Nguyễn
Thị Phương Oanh et al., 2013).
2.4. Một số dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân
Đối với vi khuẩn có khả năng hoà tan lân, người ta đã xác định được khoảng
857 loài. Cho thấy những vi khuẩn hoà tan lân là nhờ các enzyme và acid hữu cơ có
khả năng hoà tan hợp chất khó tan như: acid gluconic, acid oxalic, acid citric, acid
butyric, acid monolic, và acid 2-ketogluconic. Trong đất vi khuẩn hoà tan lân hiện
diện với số lượng khác nhau.
Một lượng lớn vi khuẩn hoà tan lân sống trong vùng rễ và ảnh hưởng đến sự
phát triển của cây. Vi khuẩn hoà tan lân được phân lập ở các vùng rễ của nhiều loài
thực vật khả năng hoạt động cao hơn các vùng khác.
Một số chi vi khuẩn có khả năng hòa tan lân khó tan được biết đến nay
như: Pseudomonas, Micrococus, Bacillus, Burkholderia, Azospirillum,
Gluconacetobacter, Rhizobium, Flavobacterium… Các vi sinh vật này không chỉ
phân giải phosphate canxi mà cả phosphate nhôm, sắt, mangan và các dạng khác, kể
cả quặng.
Cơ chế của quá trình phân giải phosphate đến nay vẫn chưa được hiểu đầy đủ
và còn nhiều tranh cãi. Sản sinh acid hữu cơ có thể là nguyên nhân chủ yếu, song
CO
2
, H
2
S, acid, kiềm cũng là các yếu tố được nhiều nhà nghiên cứu đề cập đến.
Trước đây người ta cho thấy, khi vi sinh vật phát triển thì pH môi trường nuôi cấy bị
giảm. Người ta đã tìm thấy vi sinh vật đã sản sinh ra acid acetic, lactic, formic,
gluconic, oxalic, succinic, malic, citric Nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học
Liên Xô (cũ) và Ấn Độ cho thấy, lượng lân hữu hiệu trong đất tăng lên nếu được
