khảo sát vi khuẩn vùng rễ và vi khuẩn nội sinh ở cây ngô trồng tại đông nam bộ

1

Chƣơng I

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngô (Bắp), Mía và Lạc (Đậu phộng) là những cây trồng ngắn ngày chủ yếu
đối với những hộ nông dân sản xuất nhỏ ở 6 tỉnh thành Đông Nam Bộ (P.W.
Moody và Phan Thị Công, 2008). Diện tích trồng Ngô ở vùng này đạt 81,3 nghìn
ha; trong đó Đồng Nai có diện tích gieo trồng Ngô cao nhất (47,7 nghìn ha), kế
đến là Bà Rịa – Vũng Tàu (19,6 nghìn ha) và Tây Ninh (5,8 nghìn ha). Năng suất
bình quân của vùng là 52,0 tạ/ha và sản lượng đạt 422,7 nghìn tấn (Trung tâm
khuyến nông Quốc gia, 2010). Ở Đồng Nai, Ngô là cây trồng chính và được trồng
nhiều trên loại đất đen (luvisols). Trong khi đó, tại Bà Rịa – Vũng Tàu có nhiều
huyện trồng Ngô trên đất đỏ (ferralsols) và đất trồng Ngô tại Tây Ninh cũng là loại
đất đặc trưng của vùng chính là đất xám (acrisols).
Ở vùng Đông Nam Bộ, những hạn chế khá phổ biến ở đất đỏ là tính chua
của đất, khả năng giữ cation thấp và cố định lân cao. Trong khi đó, hạn chế của đất
xám lại là hàm lượng chất hữu cơ ở mức trung bình - thấp; lượng kali dự trữ thấp,
đặc biệt ở các tầng đất bên dưới; đất thường có hiện tượng bị đóng váng và dí dẻ
chặt. Khả năng chống chịu của các loại cây trồng đối với các mặt hạn chế của đất
là khác nhau. Do đó, các biện pháp kỹ thuật canh tác riêng cho mỗi loại cây trồng
nhằm cải thiện hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của đất đến sản lượng nông phẩm cũng
phải thay đổi theo. Theo P.W. Moody và Phan Thị Công (2008) trong báo cáo về
“Các nhóm đất chính và những mặt hạn chế của đất ảnh hưởng đến sản lượng cây
trồng cạn – vùng Đông Nam Bộ”, việc bón vôi và phân xanh cho đất đỏ là cần
thiết đối với tất cả các loại cây trồng; trong khi đó cần cải thiện khả năng thoát
nước, duy trì thảm thực vật che phủ bề mặt và bón phân xanh khi gieo trồng trên
đất xám. Khảo sát trên không bao hàm ảnh hưởng của các vi sinh vật có quan hệ
tích cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, trong đó có vi khuẩn sinh
vật nội sinh thực vật (endophytic bacteria) và vi khuẩn vùng rễ (rhizobacteria). Mà

như đã biết, bộ ba “đất, thực vật và vi sinh vật đất” có quan hệ tương tác chặt chẽ.


2

Trong đó, vi sinh vật đất cùng biện pháp canh tác có ảnh hưởng quan trọng đến cấu
tượng đất và năng suất cây trồng.
Vi sinh vật vùng rễ, nhất là vi khuẩn vùng rễ đã mang lại nhiều lợi ích cho
cây trồng, đặc biệt là kích thích sự tăng trưởng của thực vật. Chính vì vậy, những
vi khuẩn này được gọi chung là vi khuẩn rễ thúc đẩy sự tăng trưởng của thực vật Plant Growth Promoting Rhizobacteria, gọi tắt là PGPR. Vùng rễ còn là nơi xuất
phát của nhiều vi khuẩn sống nội sinh thực vật như Acetobacter,
Gluconacetobacter,

Azospirillium,

Azotobacter,

Bacillus,

Burkholderia,

Herbaspirillium và Pseudomonas. Trong đó, có những dòng đã được chứng minh
là có khả năng cố định đạm, hòa tan lân khó tan, phân giải kali, tổng hợp các chất
sinh trưởng thực vật, v.v... Một số dòng ưu việt đã được tuyển chọn để đưa vào sản
xuất phân bón sinh học (Cao Ngọc Điệp, 2011).
Đề tài: “KHẢO SÁT VI KHUẨN VÙNG RỄ VÀ VI KHUẨN NỘI
SINH Ở CÂY NGÔ (Zea mays) TRỒNG TẠI ĐÔNG NAM BỘ” được thực hiện
nhằm bước đầu phân lập và khảo sát đặc điểm của một số vi khuẩn vùng rễ và vi
khuẩn nội sinh cây Ngô trồng tại các loại đất chính của Đông Nam Bộ như đất đỏ,
đất xám, đất đen. Trong đó, đặc biệt quan tâm đến khả năng cố định đạm và hòa

tan lân khó tan của các dòng thu được. Nghiên cứu này góp phần bổ sung vào sự
đánh giá quan hệ “đất – vi sinh vật – cây trồng” ở các loại đất trồng chính của
vùng Đông Nam Bộ. Nghiên cứu này còn cung cấp một bộ sưu tập giống cho các
khảo sát sâu hơn về các đặc tính quý khác của các vi sinh vật vùng rễ và vi sinh vật
nội sinh cây Ngô nhằm có thể ứng dụng vào thực tiễn sản xuất phân bón vi sinh
hoặc các chế phẩm thuộc các lĩnh vực khác như Kiểm soát Sinh học (Biological
Control) hay Phục hồi Sinh học (Bioremediation/ Phytoremediation) , v.v...
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm hai mục tiêu chính là:
- Xác định mật số vi khuẩn đất vùng rễ Ngô.
- Bước đầu tuyển chọn các vi khuẩn đất vùng rễ và vi khuẩn nội sinh trong
cây Ngô có khả năng cố định đạm và hòa tan lân khó tan.


3

1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu bao gồm các vi khuẩn đất vùng rễ và vi khuẩn nội
sinh trong cây Ngô thuộc các giống Ngô nếp (Zea mays var. Ceratina), Ngô tẻ (Zea
mays var. Indurata), Ngô ngọt (Zea mays var. Rugosa, Zea mays var. Saccharata)
và các giống Ngô lai được trồng phổ biến tại ba loại đất chính là đất đỏ, đất xám và
đất đen của vùng Đông Nam Bộ, Việt Nam.
Nghiên cứu tập trung vào hai khả năng của các dòng vi khuẩn thu được: cố
định đạm và hòa tan phosphorite.
1.4. Thời gian nghiên cứu
- Từ tháng 3/ 2012 đến tháng 4/ 2013: Thu mẫu, thực nghiệm, lặp lại nghiệm thức.
- Từ tháng 4/ 2013 đến tháng 7/ 2013: Hoàn tất báo cáo và nghiệm thu kết quả đề
tài.

4

Chƣơng II

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cây Ngô
2.1.1. Đặc điểm của cây Ngô
Cây Ngô (còn gọi là Bắp) có tên khoa học là Zea mays L., do Linnaeus đặt
vào năm 1737. Ngô là loài duy nhất của chi Zea. Các giống Ngô trồng hiện nay là
các phân loài của Zea mays và các giống Ngô lai giữa các phân loài này.

a: Rễ khí sinh
e: Phát hoa đực
h: Hoa cái

b: Rễ chùm
f: Hoa đực
i: Bắp Ngô

c: Thân
g: Phát hoa cái
j: Hạt Ngô

d: Lá

Hình 2.1. Hình thái – giải phẫu của cây Ngô (Zea mays L.)
(Nguồn: Thomas Schoepke – />

5

Chu k sinh trưởng của cây Ngô từ khi hạt bắt đầu nảy mầm cho đến khi trái
chín hoàn toàn vào khoảng 90 – 160 ngày. Ngô ưa thời tiết ấm, nhiệt độ thích hợp
nhất cho Ngô vào khoảng 21 – 27oC. Tuy nhiên, mỗi giai đoạn sinh trưởng cần
một nhiệt độ tối thích khác nhau. Năng suất phần nào phụ thuộc tỷ lệ thụ phấn, do
đó khi gieo trồng cần chú ý đến yếu tố mùa vụ sao cho nhiệt độ không được thấp
hơn 18oC hoặc vượt quá 35oC khi cây trổ. (Dương Minh, 1999; Nguyễn Đức
Cường, 2010)
Cây Ngô có thể thích ứng với nhiều loại đất, tốt nhất là đất thịt hay thịt pha
cát, xốp, giàu hữu cơ, thoáng và giữ nước tốt. Ngô cần đất ẩm, nhưng khả năng
chịu úng kém. Cần chú ý chế độ tưới tiêu cho cây vì có ảnh hưởng trực tiếp đến
sản lượng. Bình quân cả vụ Ngô cần khoảng 2.000 – 3.000 m3 nước/ ha (200 – 300
mm nước mưa). pH đất tốt nhất cho cây phát triển là 5,5 – 7,2. Nếu đất chua cần
phải bón vôi hay bột đá vôi để tạo môi trường thích hợp cho cây phát triển. Đất
quá chua thì không thích hợp để trồng Ngô. (Dương Minh, 1999; Nguyễn Đức
Cường, 2010)
Thân lá Ngô chứa một nguồn dinh dưỡng rất quý cho trâu bò, nên thường
được lấy đi khỏi đồng ruộng để làm thức ăn cho gia súc. Với đặc điểm trên, việc
bón phân để bù đắp lại lượng dinh dưỡng cây lấy đi từ đất là cần thiết. Cơ cấu dinh
dưỡng cho Ngô sẽ là N: P2O5: K2O theo tỷ lệ 2: 1: 2. Tuy nhiên, liều lượng phân
bón lại tùy thuộc vào chất đất, giống trồng, thời tiết trong vụ và năng suất cây
trồng định đạt tới. Có thể luân canh cho cây Ngô, tốt nhất là với cây họ Đậu, vì
luân canh sẽ làm giảm nguồn sâu bệnh, làm giảm ảnh hưởng xấu của của việc khai
thác dinh dưỡng giống nhau của nhiều vụ liên tiếp. Hơn nữa cây họ Đậu sẽ tích lũy
đạm cho Ngô ở vụ sau. (Nguyễn Đức Cường, 2010; Ngân hàng kiến thức trồng
Ngô, 2012)
2.1.2. Giá trị dinh dƣỡng và công dụng của cây Ngô
Ngô là loại lương thực có hàm lượng protein và lipid cao hơn hạt gạo. Theo
Hruska (1962), trong hạt Ngô có chứa 66 – 73% carbohydrate, 6 – 21% protein,
3,5 – 7,0% lipid, 1,3% khoáng và các loại vitamin. Tuy nhiên, nhược điểm của hạt
Ngô là có hàm lượng một số loại vitamin rất thấp, chẳng hạn như B2, B3, B6, PP,

6

C, D, v.v..., và thiếu hai loại amino acid quan trọng là lysine và tryptophan nên cần
phối hợp sử dụng với các loại lương thực - thực phẩm khác để đảm bảo có một
khẩu phần ăn hợp lý, đầy đủ các chất dinh dưỡng cho cơ thể. (Dương Minh, 1999)
Theo Nguyễn Đức Cường (2010), từ cây Ngô có thể chế biến tạo thành trên
670 sản phẩm chính và các sản phẩm phụ. Tất cả các bộ phận của cây Ngô từ hạt,
thân, lá đều có công dụng. Ngô được dùng làm lương thực, thực phẩm nuôi sống
khoảng 1/3 dân số thế giới. Có đến 70% tổng sản lượng Ngô trên thế giới được
dùng làm thức ăn cho gia súc dưới dạng thức ăn tươi hoặc ủ chua. Trong thức ăn
dạng hỗn hợp dùng cho chăn nuôi, Ngô chiếm tới 40 – 60% khối lượng. Khoảng
20% tổng sản lượng Ngô trên thế giới được dùng trong sản xuất công nghiệp.
(Dương Minh, 1999)
Trong Đông y, râu Ngô có tên thuốc là "ngọc mễ tu", có vị ngọt, tính bình,
quy vào kinh thận, bàng quang, có công năng lợi tiểu, tiêu thũng, thông mật, lợi
mật, thanh huyết nhiệt, bình can, thoái hoàng, chỉ huyết (,
20/12/2012). Theo Tây y, Ngô chứa hàm lượng kali cao có tác dụng làm tăng bài
tiết mật, giảm billirubin trong máu. Thức ăn chứa nhiều hạt Ngô hoặc các loại mễ
cốc khác giúp làm giảm nguy cơ ung thư vú, tiền liệt tuyến, ruột kết của con
người; chống bệnh hoại huyết; tăng cường sức đề kháng, chống lại các bệnh nhiễm
trùng ( , 28/4/2012).
2.2. Hiện trạng sản xuất Ngô của vùng Đông Nam Bộ
2.2.1. Đặc điểm khí hậu, thổ nhƣỡng vùng Đông Nam Bộ
Đông Nam Bộ trải dài từ 105o 49’ đến 107o 35’ kinh độ Đông và từ 10o 20’
đến 12o 17’vĩ độ Bắc. Tổng diện tích vùng khoảng 2,34 triệu ha (chiếm khoảng
20,3% tổng diện tích đất Việt Nam). Phía Bắc và phía Tây Bắc của Đông Nam Bộ
giáp với Cambodia; phía Tây Nam giáp với Đồng bằng sông Cửu Long; phía Đông
- Đông Nam giáp với biển Đông và Đồng bằng sông Cửu Long; phía Đông giáp

Tây nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ. Về đơn vị hành chính, vùng Đông Nam
Bộ gồm 6 tỉnh thành: Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh, Đồng Nai, Bà RịaVũng Tàu và Thành phố Hồ Chí Minh.


7

( 30/5/2013)

Hình 2.2. Bản đồ hành chính vùng Đông Nam Bộ, Việt Nam
(Nguồn: />Đông Nam Bộ là vùng nhận bức xạ mặt trời ở mức cao nhất Việt Nam (hơn
130 Kcal/cm2/năm). Nhiệt độ trung bình hàng năm đạt 26 - 27oC và ổn định.
Lượng mưa trung bình hàng năm cao (từ 1800 - 2400 mm), tập trung vào mùa mưa
(từ tháng 5 đến tháng 11, 200 - 300 mm/tháng). Lượng bốc hơi trung bình hàng
năm khoảng 1200 - 1400 mm. Nhìn chung, khí hậu của vùng khá thuận lợi cho sản
xuất nông nghiệp. (P.W. Moody và Phan Thị Công, 2008)


8

Bảng 2.1. Những nhóm đất chính ở vùng Đông Nam Bộ
(Nguồn: Phạm Quang Khánh, 1995)
Nhóm đất

STT

Diện tích (ha

T lệ (

1

Đất đỏ (Ferralsols)

1.018.786

43

2

Đất xám (Acrisols)

744.652

32

3

Đất ph n (Fluvisols)

170.445

7

4

Đất đen (Luvisols)

99.100

4

5

Đất phù sa ( lluvial soils)

87.218

3

6

Đất dốc từ Ferralsols (Colluvial soils)

53.882

2

7

Đất cát ( renosols)

28.058

1

8

Đất xói mòn trơ sỏi đá (Leptosols)

13.195

<1

9

Đất mặn (Saline soils)

2.500

<1

Vùng Đông Nam Bộ có 9 nhóm đất chính. Về nguồn gốc, hơn 25% diện
tích của vùng có vật chất đá mẹ nguồn gốc basalt thuộc thời k Pleistocene và
Pleistocene – Holocene, được tìm thấy ở huyện Phước Long và Đồng Phú (Bình
Phước). Vật liệu basalt trẻ hơn hình thành nên các loại đất màu đỏ nâu, được tìm
thấy ở các huyện Bình Long và Phú Riềng, Lộc Ninh (Bình Phước), Xuân Lộc
(Đồng Nai), và Đất Đỏ (Bà Rịa – Vũng Tàu) và ở tỉnh Tây Ninh (vùng gần biên
giới Cambodia). Đất phù sa cổ bao phủ khoảng 33% diện tích vùng Đông Nam Bộ
và chủ yếu có màu xám. Kích cỡ của các hạt bao gồm từ cát thô đến sét. Dựa vào
tiến trình hình thành, đất phù sa cổ bị phong hóa thành 2 nhóm đất khác nhau: đất
xám bạc màu (Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh
và Bình Phước) và đất nâu vàng (Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây Ninh và Bình
Phước). Những vật chất đá mẹ khác gồm đá granite (núi Bà Đen - tỉnh Tây Ninh;
núi Bà Rá - tỉnh Bình Phước) và đá phiến vùng núi thuộc huyện Tân Uyên (Bình
Dương), và huyện Đồng Phú, Phước Long (tỉnh Bình Phước). (P.W. Moody và
Phan Thị Công, 2008)


9

2.2.2. Đặc điểm vùng Ngô Đông Nam Bộ
Từ đầu những năm 1990 đến nay, do việc tạo được các giống Ngô lai, mở
rộng diện tích gieo trồng, kết hợp áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác theo
nhu cầu của giống mới, ngành sản xuất Ngô nước ta thực sự có những bước tiến
nhảy vọt. Nếu năm 1991, diện tích trồng Ngô lai chưa đến 1% trên 430.000 hecta
trồng Ngô thì đến năm 2006, các giống lai đã chiếm khoảng 90% diện tích trong
hơn 1 triệu hectar cả nước. Trong đó giống do các cơ quan nghiên cứu trong nước
chọn tạo và sản xuất chiếm từ 58 - 60% thị phần, số còn lại là của các công ty liên
doanh với nước ngoài. Một số giống Ngô lai nổi bật do Viện nghiên cứu (Viện
Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) tạo ra có thể kể đến như là: LVN10, LVN99,
LVN4, LVN9, VN8960, LVN885, LVN66… Các giống này có năng suất và chất
lượng tương đương các giống của các công ty liên doanh với nước ngoài nhưng giá
bán chỉ bằng 65 - 70%, góp phần tiết kiệm chi phí cho người trồng. Nhờ vậy,
người trồng cũng đã chủ động được hạt giống cho sản xuất, bớt lệ thuộc vào giống
nhập khẩu. (Dương Minh, 1999; Ngân hàng Kiến thức trồng Ngô, 2012)
Hiện nay, căn cứ vào các điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng đất đai, tập quán
canh tác, mùa vụ, người ta chia vùng trồng Ngô nước ta làm 8 vùng chính: Vùng
Ngô đồng bằng Bắc Bộ (đồng bằng sông Hồng), vùng Ngô Đông Bắc Bắc Bộ,
vùng Ngô Tây Bắc Bắc Bộ, vùng Ngô Bắc Trung Bộ, vùng Ngô Nam Trung Bộ,
vùng Ngô Tây Nguyên, vùng Ngô Đông Nam Bộ, vùng Ngô đồng bằng sông Cửu
Long. Trong đó, vùng Ngô Đông Nam Bộ có tổng diện tích là 89.500 ha. Đây là
vùng Ngô hàng hoá giàu tiềm năng, nhất là tỉnh Đồng Nai có sản lượng Ngô đứng
thứ hai trong cả nước. Vùng có điều kiện khí hậu thuận lợi cho trồng Ngô, lượng
mưa 1500 – 2000 mm/năm, nhiệt độ trung bình 23 - 24oC và ít khi xuống dưới
20oC, số giờ nắng nhiều. Vụ đông xuân nằm gọn trong mùa khô, từ tháng 12 trở đi
lượng mưa rất ít. Lượng nước thiếu hụt trong thời k này khoảng 100 - 120
mm/tháng. Nếu giải quyết được thì năng suất sẽ cao và ổn định do điều kiện khí
hậu rất thuận lợi cho sưh sinh trưởng và phát triển của cây ngô. Hai vụ Ngô chính
là vụ Xuân - H và vụ H – Thu, liên tiếp trong mùa mưa từ cuối tháng 4 đến
tháng 11. Trong đó vụ Xuân – H , từ cuối tháng 4 đến đầu tháng 8, đạt năng suất

10

cao nhất. Vụ thứ 2, H – Thu, từ trung tuần tháng 8 đến đầu tháng 12, thường
trồng các giống Ngô ngắn ngày. Ngoài ra, trên các chân đất đảm bảo nước tưới thì
có thể trồng thêm một vụ Đông Xuân, từ tháng 12 đến tháng 3, cũng cho năng suất
khá cao. (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; Ngân hàng kiến thức trồng Ngô,
2012).
Đất trồng Ngô ở Đông Nam Bộ chủ yếu là đất basalt, đất phù sa và đất xám.
Đất đỏ (ferralsols) có diện tích lớn nhất, chiếm hơn 43% tổng diện tích vùng Đông
Nam Bộ. Nhóm đất này gồm đất nâu đỏ, nâu vàng trên đá basalt và đất nâu vàng
trên phù sa cổ; phân bố thành khối tập trung ở phía Đông và Đông Bắc của vùng
như ở Bình Long, Đồng Phú, Phước Long, Bù Đăng (tỉnh Bình Phước), Tân Phú,
Định Quán, Long Khánh, Thống Nhất, Xuân Lộc (tỉnh Đồng Nai), Tân Thành,
Xuyên Mộc, Đất Đỏ, Long Đất (tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu). Đất nâu đỏ và nâu vàng
trên đá basalt có tầng đất dày 8 – 10m, chiếm 55% diện tích nhóm đất đỏ. Đất
chua, ngh o kali và ngh o các cation kiềm trao đổi, cấu tượng viên hạt, giàu mùn
đạm và rất giàu lân. (Phạm Quang Khánh, 1995; Lê Huy Bá, 2009).
Đất xám (acrisols) có diện tích lớn thứ hai, chiếm gần 32% tổng diện tích tự
nhiên của vùng Đông Nam Bộ. Đất xám phân bố chủ yếu ở tỉnh Tây Ninh và rải
rác ở một số huyện Long Thành, Vĩnh Cửu, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai); Bến Cát,
Tân Uyên, Thị xã Thủ Dầu Một (tỉnh Bình Dương); Bình Long, Chơn Thành,
Đồng Phú (tỉnh Bình Phước); Hóc Môn, Gò Vấp, Củ Chi (Tp. Hồ Chí Minh); xã
Suối Rao, xã Đá Bạc, huyện Châu Đức (tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu). Đất xám được
chia làm 3 đơn vị: Đất xám trên phù sa cổ (638.914 ha), đất xám đọng mùn gley
(51.588 ha) và đất xám trên đá granite (54.150 ha). Đất xám nói chung có thành
phần cơ giới nhẹ (cát, cát pha). Đất xám trên phù sa cổ có tỉ lệ cấp hạt cát trung
bình và mịn từ 40 – 45 %, cấp hạt sét chiếm 20 – 25 % và gia tăng theo chiều sâu.
Đất xám có tầng loang lổ và đất xám bạc màu có đặc tính chua, khả năng trao đổi

ion (CEC) rất thấp, ngh o đạm tổng số, ngh o cả lân và kali dễ tiêu cũng như Ca2+
và Mg2+. (Phạm Quang Khánh, 1995; Lê Huy Bá, 2009)
Đất đen (luvisols) có diện chiếm hơn 4% tổng diện tích tự nhiên của vùng,
phân bố tập trung ở những vùng đất có nhiều họng núi lửa như Định Quán, Tân


11

Phú, Thống Nhất, Long Khánh (tỉnh Đồng Nai), Châu Thành, Xuyên Mộc (tỉnh Bà
Rịa – Vũng Tàu). Đất này có độ phì nhiêu cao, các chất dinh dưỡng rất cân đối
ngoại trừ kali, cấu trúc đoàn lạp tơi xốp. Tuy nhiên tầng đất này thường rất mỏng,
lẫn nhiều đá và kết von, nhiều đá lộ đầu. Điểm nổi bật của loại đất này là lân tổng
số cao nhưng lân dễ tiêu chỉ ở mức trung bình, giàu calcium, rất ngh o kali; cation
trao đổi cao, CEC cao và độ no base rất cao. (Phạm Quang Khánh, 1995; Lê Huy
Bá, 2009).
Bảng 2.2. Diện tích gieo trồng, năng suất và sản lƣợng Ngô ở các t nh thành
vùng Đông Nam Bộ, năm 2010
(Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam, 2010)
Địa phƣơng

Diện tích
(nghìn ha)

Năng suất
(tạ/ ha

Sản lƣợng
(nghìn tấn

Bình Phước

6,7

31,9

21,4

Tây Ninh

5,8

50,7

29,4

Bình Dương

0,6

20,0

1,2

Đồng Nai

47,7

59,2

282,4

Bà Rịa – Vũng tàu

19,6

43,5

85,2

TP. Hồ Chí Minh

0,9

34,4

3,1

81,3

52,0

422,7

Đông Nam Bộ

Ba tỉnh có diện tích gieo trồng Ngô cũng như năng suất cao nhất vùng Đông
Nam Bộ là Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu và Tây Ninh. Đồng Nai là tỉnh có diện
tích trồng Ngô lớn nhất trong vùng (47,7 nghìn ha) với năng suất cũng đạt thứ
hạng cao trong cả nước (59,2 tạ/ha). Với các loại đất đa dạng, điều kiện tự nhiên
thuận lợi và sự chủ động nước tưới từ các công trình thủy lợi như hồ Suối Vọng,

Núi Le, Sông Ray, chính quyền địa phương đã chủ động khuyến khích nông dân
chuyển đổi từ trồng Lúa vụ Đông Xuân sang trồng Ngô đem lại hiệu quả kinh tế
cao. Giống Ngô tại đây khá phong phú, hầu hết là các giống Ngô lai với năng suất
đạt 72 tạ/ ha. Vụ Đông Xuân là vụ trồng chính. Với điều kiện thời tiết khí hậu


12

thuận lợi, chế độ canh tác tốt, mật độ trồng hợp lý giúp vụ này đạt năng suất cao
nhất (có thể đạt 100 tạ/ ha với giống C919). Vụ H Thu và Thu Đông cũng cho
năng suất cao, khoảng 60 tạ/ ha. Bà Rịa – Vũng Tàu là tỉnh sản xuất Ngô đứng
hàng thứ hai của vùng Đông Nam Bộ; trong đó có Châu Đức là một huyện trồng
Ngô trọng điểm. Diện tích trồng Ngô của huyện là 12.745 ha, năng suất trung bình
đạt 43 tạ/ha. Đa số nông hộ canh tác Ngô ở hai vụ H Thu và Thu Đông, nước tưới
chủ yếu nhờ nước trời. Tây Ninh là tỉnh có sản lượng Ngô xếp thứ ba trong vùng
và là nguồn cung cấp Ngô giống cho khu vực. Đây cũng là nơi phân bố chủ yếu
của đất xám Đông Nam Bộ (tiểu vùng đất xám bạc màu Tây Ninh). Hai huyện
trồng Ngô lớn của tỉnh là Gò Dầu và Trảng Bàng. Huyện Gò Dầu có 8 xã và một
thị trấn, tất cả đều canh tác Ngô. Huyện Trảng Bàng là huyện sản xuất Ngô trọng
điểm, với diện tích 2.813 ha, năng suất 68 tạ/ha, sản lượng 19.128 tấn. Đất ở hai
huyện nói trên chủ yếu là đất xám (83,7 %), ngh o dinh dưỡng và thiếu nước vào
mùa khô.

Hình 2.3. Mô hình thâm canh cây Ngô lai thí điểm tại t nh Đồng Nai
(Nguồn: Lê Văn)
( 28/7/2012).
Nhìn chung, ở các địa phương thuộc Đông Nam Bộ, mô hình canh tác Ngô
phổ biến gồm có thâm canh hoặc luân canh với Lúa. Gần đây một số hộ nông dân
ở Xuân Lộc, đồng Nai đã áp dụng mô hình luân canh Lúa, Ngô kết hợp với chuyển
đổi cơ cấu cây trồng (chẳng hạn kết hợp luân canh với cây rau, cây hoa) và áp

13

dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất để giảm tối đa chi phí đầu tư,
nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm và
hạn chế các tác động gây ảnh hưởng đến môi trường.
( />28/07/2012)
2.3. Vi khuẩn vùng rễ, vi khuẩn nội sinh thực vật và vai trò của chúng đối với
sự tăng trƣởng của thực vật
2.3.1. Vi khuẩn vùng rễ (rhizobacteria)
Vùng rễ hay hệ rễ (rhizosphere) là vùng bao quanh bộ rễ của thực vật. Mặc
dù khái niệm về hệ rễ đã được Hiltner đề xuất từ năm 1904 nhưng cho đến nay vẫn
chưa có một phương pháp thống nhất nào nhằm xác định phạm vi của hệ rễ . Khi
quan sát một rễ non, người ta nhận thấy quanh đầu rễ có một vùng chứa các chất
do đầu rễ và các vi sinh vật sống trong vùng đó tiết ra. Phân tích thành phần các
chất tiết này thấy có các chất hữu cơ cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của
vi sinh vật như đường, amino acid, acid hữu cơ, vitamin, v.v… Chính vì vậy, vi
sinh vật có xu hướng tập trung quanh rễ cây cũng là một điều dễ hiểu (Phạm Văn
Kim, 1999). Bộ rễ còn góp phần giữ được độ ẩm đất. Mỗi loại cây trồng tiết qua bộ

rễ những chất khác nhau và khi rễ chết đi cũng phân hủy thành các thành phần hợp
chất khác nhau. Do đó loại cây trồng cũng quyết định số lượng và thành phần vi
sinh vật sống trong vùng rễ đó. Số lượng và thành phần vi sinh vật còn thay đổi
theo các giai đoạn phát triển của cây trồng, phù hợp với hàm lượng các chất tiết
qua bộ rễ. Số lượng vi sinh vật đạt cực đại ở giai đoạn cây sinh trưởng mạnh (Lúa
đẻ nhánh, Ngô trổ bông…) và đạt cực tiểu ở thời k thu hoạch (hạt chín) (Trần
Cẩm Vân, 2009).

14

Hình 2.4. Sơ đồ mô hình tập đoàn hạt của đất và vi sinh vật trong hạt
(Nguồn: Phạm Văn Kim, 1999)
Vi khuẩn vùng rễ kích thích sự tăng trưởng của thực vật PGPR (Plant Growth
Promoting Rhizobacteria) có lịch sử nghiên cứu hàng thế kỷ. Kinh nghiệm thực tế
của nông dân trong việc luân canh với cây họ Đậu giúp tăng năng suất cây trồng.
Cuối thế kỷ XIX, việc trộn hạt giống với vi khuẩn có ích đã được khuyến cáo rộng
rãi ở Hoa K . Sau đó, chế phẩm Nitragin ra đời, là sự ứng dụng khả năng cố định
đạm của Rhizobium sp. (Smith, 1992). Vào những năm 1950, ở Liên xô cũ, hơn 10
triệu ha đất nông nghiệp được xử lý với hỗn hợp vi khuẩn cố định đạm và hòa tan
lân, chủ yếu là Azotobacter chroococcum và Bacillus megaterium. Trong những thí
nghiệm này, khoảng 60 % số lần thí nghiệm cho thấy năng suất của các loại cây
trồng khác nhau đã tăng khoảng 10 – 20 %. Những năm 1970, Azospirillum được
phát hiện có khả năng tác động tích cực đến sự sinh trưởng của các cây không
thuộc bộ Đậu thông qua quá trình hô hấp của thực vật (Bashan

Holguin, 1997).

Hai loài Pseudomonas là P. fluorescens và P. putida, ngoài chức năng cung cấp
dinh dưỡng cho cây trồng, còn được ứng dụng như là các tác nhân phòng trừ sinh
học (Glick, 1995). Nhiều loài vi khuẩn vùng rễ khác nhau đã được nghiên cứu và
đánh giá như Bacillus, Flavobacterium, Acetobacter, Azospirillum, v.v... (Tang
&Yang, 1997).
PGPR được Kloepper và Schroth (1978) định nghĩa như là những vi khuẩn
có khả năng sống quanh vùng rễ và bám vào hạt giống, sau đó giúp cho sự tăng
trưởng của thực vật. Tiến trình phát triển của chúng qua các giai đoạn: phát tán từ


15

hạt giống và nhân nhanh mật số trong vùng rễ, bám vào bề mặt rễ và phát triển
trong hệ thống rễ cây (Kloepper, 1993). Sự giảm tác dụng của PGPR trong các thử
nghiệm ngoài đồng thường là do thiếu khả năng bám trụ của vi khuẩn vào rễ cây
(Bloemberg et al., 2000; Benizri et al., 2001). Có một số gene chuyên trách cho
quá trình này; tuy nhiên, chỉ có một số ít gene được xác định (Benizri et al., 2001;
Lugtenberg et al., 2001). Chúng bao gồm gene chi phối các khả năng di động, sản
phẩm của tiêm mao hay roi, khả năng sản sinh những chất đặc biệt trên bề mặt rễ
cây, khả năng sản sinh các chất cảm ứng. Biểu hiện gene của các thế hệ đột biến
giúp chúng ta hiểu r hơn về quy luật của tiến trình định cư ở rễ (Lutenberg et al.,
2001). Sự ngh o nàn về mật số của PGPR trong đất vùng rễ xảy ra khi trong quá
trình phát triển thực vật gặp phải các điều kiện bất lợi như pH thấp, nhiệt độ cao,
lượng mưa thấp (Frommel et al., 1993). Đối với cây trồng, những điều kiện canh
tác không mong muốn cũng là nguyên nhân làm giảm mật số vi sinh vật trong đất
(Dobbelaere et al., 2001). Sự khác biệt về nhiệt độ cũng là yếu tố quan trọng ảnh
hưởng đến sự phát triển của PGPR (Okon và Labandera-Gonzalez, 1994).

ISR: Induction of Systemic Resistance of host plant by PGPR
Hình 2.5. Các cơ chế kích thích sự tăng trƣởng thực vật bởi PGPR
(Nguồn: Kumar et al., 2011)


16

Vi khuẩn vùng rễ làm tăng sự phát triển của cây trồng thông qua các cơ chế
gián tiếp và trực tiếp nhưng cơ chế chuyên biệt vẫn chưa được hiểu r (Glick,
1995; Kloepper, 1993). PGPR kích thích trực tiếp sự phát triển của thực vật thông
qua sự cố định đạm, hòa tan lân khó tan, phân giải kali, sản sinh chất điều hòa sinh
trưởng, v.v… (Glick,1995, Qi-mei et al., 2002; Zhao et al., 2008). Cơ chế tăng
trưởng của thực vật trực tiếp thông qua việc hấp thụ kim loại và các ion trên bề

mặt rễ cây cũng đã được báo cáo (Bashan và Levanony., 1991; Bertrand et al.,
2000). PGPR tác động tốt đến cây trồng một cách gián tiếp, thông qua sự khống
chế các vi sinh vật gây bệnh. Các cơ chế có thể kể đến là cạnh tranh dinh dưỡng,
cạnh tranh các nguyên tố kẽm, sắt với vi sinh vật gây bệnh; tổng hợp các chất
kháng khuẩn; tiết enzyme phân hủy màng tế bào nấm; sản sinh hydrogen cyanide
khống chế nấm gây hại; v.v... (Glick, 1995; Persello-Cartieaux et al., 2003; Glick
và Pasternak, 2007).
2.3.2. Vi khuẩn nội sinh thực vật (endophytic bacteria
Vùng rễ cây trồng là nơi xuất xuất phát của nhiều vi khuẩn sống nội sinh
thực vật (Mano và Morisaki, 2008). Khái niệm về vi khuẩn nội sinh có thể được
hiểu là các vi khuẩn tập trung trong mô thực vật mà không gây bệnh hoặc những
hậu quả tiêu cực khác đối với cây chủ (Schulz và Boyle, 2005). Vi khuẩn nội sinh
trải qua phần lớn vòng đời trong cây chủ (Quispel, 1992). Có hơn 300.000 loài
thực vật được biết trên Trái đất mà hầu hết mỗi loài đều có một hay một số loài vi
khuẩn sống nội sinh (Strobel et al., 2004). Tuy nhiên chỉ một số ít cây trồng được
nghiên cứu tường tận vì hiệu quả kinh tế của chúng và qua đó tìm thấy nhiều loài
vi khuẩn nội sinh với các đặc tính tốt (Ryan et al., 2008).
Qua nhiều kết quả nghiên cứu về vi khuẩn nội sinh trên nhiều đối tượng thực
vật như Lúa mì, Bông vải, Ngô, Cải Canola (Brassica napus L. hay Brassica
campestris)... các tác giả đều cho rằng chúng bắt nguồn từ đất. Hạt giống và cây
con mang theo chúng và theo đó phân phát đến các vùng khác nhau. Tại đây,
chúng nhanh chóng phát triển trong đất vùng rễ hay bề mặt rễ, nhân mật số và di
chuyển vào trong mô thực vật bằng nhiều con đường khác nhau. Theo Hallmann
(2001), vi khuẩn nội sinh thường được thu hút đến cây chủ bằng cơ chế hóa hướng


17

động (chemotaxis) hay di chuyển ngẫu nhiên. Rễ cây tiết ra một số hợp chất thu
hút vi khuẩn nội sinh đến và quần tụ (colonization) trên bề mặt rễ (Bashan, 1986).

Một hợp chất trung gian để gắn chặt vi khuẩn vào bề mặt rễ được các nhà khoa học
giả định là lectin. Duijff et al. (1997) đã chứng minh vi khuẩn nội sinh dòng
WCS417r đến bề mặt rễ do một hợp chất lipopolysaccharide. Ngoài ra, sự tiếp xúc
ngẫu nhiên của vi khuẩn với lông hút của rễ non khi rễ phát triển để tìm nguồn
nước hay dưỡng chất cũng là một cơ hội quan trọng.
Trước khi xâm nhập vào mô thực vật, vi khuẩn phải phân cắt hay sinh sản để
tăng mật số vì sự tập trung của chúng tại các địa điểm có khả năng xâm nhập
tương đối thấp, chỉ từ 1.000 đến 100.000 tế bào/g mô thực vật (Hallmann, 2001).
Sự xâm nhập của vi khuẩn nội sinh vào mô thực vật có thể diễn ra qua các con
đường sau: Qua các lỗ tự nhiên như thủy khổng, khí khổng, bì khổng; qua vi lỗ
hiện diện khi bắt đầu sự hình thành lông hút; qua vị trí hình thành các rễ ngang
(lateral root); qua các vết thương do tác động vật lý hay qua các vết bệnh. Trong số
đó, vi lỗ và vết thương là các cửa ng quan trọng vì đây là lớp tế bào non dễ xâm
nhập. Vết bệnh do tuyến trùng (Hallmann et al., 1997) hoặc do nấm bệnh
(Mahafee và Kloepper, 1997) cũng là cửa ng cho vi khuẩn nội sinh xâm nhập.

(EC: Tế bào biểu bì; h: Lông hút; b: Vi khuẩn; Bar = 1  m)
Hình 2.6. Ảnh hiển vi điện tử quét về sự dòng hóa
trên vùng lông hút rễ Lúa của Burkholderia kururiensis
(Nguồn: Mattos et al., 2008)


18

Sau khi xâm nhập vào nhu mô, vi khuẩn nội sinh di chuyển đến các bó
mạch gỗ để theo nước di chuyển đến các bộ phận khác của cây. Thí nghiệm của
Mattos et al. (2008) cho thấy quá trình dòng hóa quanh vùng có lông hút của rễ
Lúa, xâm nhập vào bên trong và di chuyển đến mạch gỗ của Burkholderia
kururiensis. Các thí nghiệm về sự dòng hóa của Herbaspirillum sp. A46 trên các
giống Lúa ( ndo, 2003) hay của Gluconacetobacter diazotrophicus trên Cà chua

(Luna et al., 2012) cũng cho thấy sự tiếp cận rễ (rễ ngang hoặc lông hút), xâm
nhập và di chuyển lên thân, lá của vi khuẩn nội sinh. Beatle và Lindow (1995) cho
rằng vi khuẩn nội sinh cũng có khả năng xâm nhập trực tiếp vào bên trong mô lá
qua khí khổng để đi đến tế bào nhu mô lá (Hallmann, 2001). Ở đấy, chúng có thể
phát triển trong điều kiện vi hiếu khí ở một khoảng không với một lượng oxy cần
thiết tương tự như khoảng không chứa khí ở nhu mô rễ mà Rheinold et al. (1986)
đã phát hiện trên vi khuẩn nội sinh rễ Lúa.
Vi khuẩn nội sinh giúp tăng cường dinh dưỡng cho cây bằng nhiều cơ chế
trực tiếp hay gián tiếp. Nhiều vi khuẩn nội sinh có khả năng cố định đạm, có vai
trò quan trọng trong vòng tuần hoàn nitrogen, bổ sung nguồn đạm cho đất và cây
trồng, ổn định năng suất cây trồng, giúp phát triển sinh thái bền vững (PerselloCartieaux et al., 2003). Thí nghiệm trên Mía tại Brazil cho thấy vi khuẩn nội sinh
có thể cung cấp 80 kg N/ha/năm (Boddey et al.,1995). Khi nghiên cứu ở 4 loài Lúa
trồng khác nhau ở Ấn Độ, người ta đã xác định được vi khuẩn nội sinh
Gluconacetobacter diazotrophicus có khả năng cố định đạm nhờ vào gen nif
(Muthukumarasamy et al., 2005). Có 32 dòng thuộc các chi Pantoea,
Pseudomonas, Burkholderia, Acinetobacter và Ralstonia đã được phân lập từ hai
loại cây trồng phổ biến ở Trung Quốc là Ngô và Cải. Tất cả các dòng đều có khả
năng hòa tan tricalcium phosphate và làm giảm pH môi trường, đồng thời có hơn
60% tổng số dòng còn có khả năng sản sinh indoleacetic acid và siderophore
(Huang et al., 2010). Nhiều nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn nội sinh như
Enterobacter cloacae, Azospirillum brasilense, Azotobacter, v.v... có khả năng
tổng hợp I

từ tiền chất L-tryptophan (Koga et al., 1999; Ahmad et al., 2005;

Somers et al., 2005). Các khám phá mới về khả năng chống lại các tác nhân gây


19

bệnh cho cây thông qua các tác nhân đối kháng sinh học hay khả năng tổng hợp
các hợp chất giúp phân hủy thuốc bảo vệ thực vật hay các dung môi hữu cơ của
các vi khuẩn nội sinh cũng đã được thông báo (Nelson, 2004; Berg et al., 2005;
Siciliano et al., 2001; Germaine et al., 2006).
Các công trình nghiên cứu trong nước về các đặc tính quý của các vi khuẩn
vùng rễ và vi khuẩn nội sinh thực vật phân lập từ nhiều loại thực vật khác nhau
cũng đang gia tăng nhanh chóng và đem lại nhiều kết quả khả quan (Lăng Ngọc
Dậu et al., 2007; Nguyễn Hữu Hiệp, 2008; Nguyễn Thị Thu Hà et al., 2009; Vũ
Văn Định, 2009; Lương Thị Hồng Hiệp và Cao Ngọc Điệp, 2011; Nguyễn Thị
Ngọc Trúc, 2012). Các kết quả này có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực như
phân bón vi sinh, đối kháng sinh học, khử độc môi trường, v.v... nhằm tiến tới một
nền sản xuất Nông nghiệp phát triển bền vững.
2.3.3. Cơ chế cố định đạm, hòa tan lân khó tan của các vi khuẩn vùng rễ và vi
khuẩn nội sinh thực vật
2.3.3.1. Cơ chế cố định đạm
Đạm giữ vai trò quan trọng đối với sinh vật. Đạm là nguyên tố tham gia cấu
tạo của protein, acid nucleic và các thành phần cấu tạo của tế bào. Nguồn dự trữ
đạm trong tự nhiên là rất lớn. Chỉ tính riêng trong không khí, N2 chiếm khoảng
78,16% thể tích. Người ta ước tính trong bầu không khí bao trùm lên một ha đất
đai chứa khoảng 8 triệu tấn khí nitơ, lượng nitơ này có thể cung cấp dinh dưỡng
cho cây trồng trong 80 triệu năm. Tuy nhiên, trong thực tế cây trồng không có khả
năng đồng hóa trực tiếp nguồn nitơ này bởi vì giữa hai nguyên tử nitơ có liên kết
ba tạo nên tính trơ của phân tử. Nguồn đạm mà cây trồng sử dụng được phải ở
dạng NH4+ hoặc NO3- . Vì vậy, cần phải có quá trình biến đổi N2 trong khí quyển
thành dạng mà sinh vật có thể dễ dàng hấp thụ được. (Nguyễn Lân Dũng et al.,
2007)
Quá trình cố định đạm sinh học là một quá trình được thực hiện bởi vi
khuẩn, trong đó nitrogen phân tử được biến đổi thành dạng đạm vô cơ (phân tử
NH3). Tiếp đó, vi khuẩn sẽ chuyển hóa tiếp một phần thành dạng hữu cơ (acid
amin) để chúng sử dụng. Khả năng cố định đạm được cho rằng có được là do sự

20

xúc tác của hệ enzyme nitrogenase (Nguyễn Lân Dũng et al., 2007).
Phản ứng khử N2:
N2 + 6e- + 12 ATP + 12 H2O

3NH4+ + 12 ADP + 12 Pi + 4 H+

Quá trình khử này bao gồm nhiều phản ứng kế tiếp nhau:
N2 + 2H+

[NH=NH] + 2H+

[NH2-NH2] + 2H+

2NH3

Ước tính hằng năm có khoảng 160 – 176 triệu tấn N2 khí quyển được cố
định và chuyển hóa thành các dạng đạm khác nhau nhờ vi khuẩn cố định đạm
(Hardy và Holsten, 1972; Gibson, 1995). Lượng đạm này gấp đôi lượng phân đạm
sản xuất ra hàng năm trên toàn thế giới mà lại không gây ô nhiễm môi trường và
không tốn kém tiền của. Như vậy, quá trình cố định đạm sinh học của vi khuẩn
giúp bổ sung nguồn đạm cho đất và cây trồng, giúp ổn định năng suất mùa vụ và
phát triển bền vững sinh thái. (Cao Ngọc Điệp, 2011)
2.3.3.2. Cơ chế hòa tan lân khó tan
Lân là nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của
cây trồng nói riêng và sinh vật nói chung. Lân tham gia vào cấu tạo các acid
nucleic, coenzyme, adenosine triphosphate (ATP), v.v… Đây là những hợp chất

quan trọng nhất trong sự phân chia tế bào, tạo mới các bộ phận của cơ thể. Ngoài
ra lân còn có vai trò tạo môi trường đệm, ảnh hưởng đến khả năng hút khoáng chất
khác của cây.
Lượng lân trong tự nhiên rất lớn nhưng phần lớn cây trồng không hấp thụ
được. Chỉ một lượng nhỏ lân ở dạng dễ hòa tan được cây hấp thụ, chủ yếu ở dạng
HPO42- hoặc H2PO4- . Tuy nhiên, dạng hòa tan trong đất này thường rất thấp, ở
mức 1 ppm hoặc ít hơn (Goldstein, 1994). Dạng phổ biến của lân hiện diện trong
đất là apatite, hydroxyapatite và oxyapatite không hòa tan, thường được tìm thấy
trong đá. Phosphate vô cơ còn có thể được tìm thấy dưới dạng kết hợp với Fe,

l,

Mn, cũng khó hòa tan và đồng hóa. Đây chính là một đặc điểm của đất ferralsols;
sự chuyển hóa hydrate hóa và sự tích tụ hydrated oxide và hydroxide của Fe xảy
ra, làm tăng khả năng cố định phospho. Ngoài ra, một lượng lớn phosphate vô cơ
hòa tan cung cấp cho đất dưới dạng phân bón hóa học cũng thường nhanh chóng bị


21

cố định và trở thành dạng khó sử dụng đối với cây. Hiện tượng cố định và kết tủa
lân trong đất thường phụ thuộc vào pH và dạng đất. Trong đất acid, lân bị cố định
bởi oxide và hydroxide của nhôm và sắt; trong đất kiềm, lân bị cố định bởi
calcium. Nhiều loài vi khuẩn có khả năng chuyển hóa dạng lân khó tan trong đất
như calcium monohydrogen phosphate (CaHPO4), calcium monohydrogen
dihydrate phosphate (CaHPO4.2H2O), calcium orthophosphate (Ca3(PO4)2 thành
dạng lân dễ tan để cây trồng sử dụng. Cơ chế giải thích sự hòa tan lân khó tan bao
gồm: sự giảm pH do sản sinh các acid hữu cơ như acid lactic, acid citric, acid
gluconic, acid sucinic, acid fumaric, acid acetic, acid oxalic v.v... (McGill và
Christie, 1983; Welch et al., 2002; Rashid et al., 2004; Lin et al., 2006); sự tạo

phức và các phản ứng trao đổi ion (Moghimi và Tate, 1978).
Ngoài ra, trong quá trình sống, vi khuẩn nitrate hóa và vi khuẩn sulfate hóa
tiết ra acid HNO3 và H2SO4, cũng tham gia tích cực vào việc phân giải lân khó tan.
Ca3(PO4)2 + 4HNO3 → Ca(H2PO4)2 + 2Ca(NO3)2
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2+ 2CaSO4
Thành phần chính thứ hai của lân trong đất là dạng hữu cơ. Trong hầu hết
các loại đất, lân hữu cơ có thể chiếm đến 30 – 50% tổng số lân. Lân hữu cơ trong
đất chủ yếu ở dạng inositol phosphate (phytate đất). Các dạng lân hữu cơ khác
gồm: phosphomonoester, phosphodiester, phosphotriester. Sự khoáng hóa các hợp
chất này được thực hiện bởi hoạt động của nhiều phosphatase (còn được gọi là
phosphahydrolase). Những phản ứng khử phosphoryl này liên quan đến sự thủy
phân cầu nối phosphoester hoặc phosphoanhydride. Khác với phosphatase kiềm,
phosphohydrolase acid hoạt động xúc tác tối ưu ở giá trị pH từ acid đến trung tính.
Ngoài ra, chúng còn được phân ra làm hai loại, phosphatase acid đặc hiệu và
phosphatase acid không đặc hiệu. Phosphohydrolase đặc hiệu với những hoạt tính
khác nhau, bao gồm 3’- nucleotidase, 5’- nucleotidase, hexose phosphatase và
phytase. Một nhóm đặc hiệu khác có thể cắt cầu nối C-P từ phosphonate hữu cơ,
giải phóng phosphite (Rossolini et al., 1998)
Ngoài ra, nhiều nghiên cứu cho thấy có nhiều loài vi khuẩn đất vùng rễ và
vi khuẩn nội sinh vừa có khả năng cố định đạm, vừa hòa tan được lân khó tan,


22

thậm chí là phân giải các hợp chất chứa kali như kaolinite, illite, montmorilonite,
v.v... (Qi-mei et al., 2002; Zhao et al., 2008). Các loài vi khuẩn này vừa có thể bổ
sung nguồn dinh dưỡng cơ bản cho cây lại vừa thân thiện với môi trường.

Hình 2.7. Sơ đồ về các dạng lân trao đổi trong đất
(Nguồn: Ohtake et al., 1996)

23

Chƣơng III

PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các nghiên cứu được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Vi sinh vật - Sinh hóa,
trường Đại học Sài Gòn và Phòng thí nghiệm Vi sinh vật - Sinh hóa, Viện Nghiên
cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, trường Đại học Cần Thơ.
3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu
3.1.1. Vật liệu, hóa chất
Vật liệu:
45 mẫu đất vùng rễ và mẫu Ngô thu thập tại:
- Các xã Long Tân, Phước Thạnh, Long Mỹ, huyện Đất Đỏ, tỉnh Bà Rịa – Vũng
Tàu (loại đất đỏ).
- Xã Truông Mít, huyện Dương Minh Châu; xã Gia Bình, huyện Trảng Bàng;
phường 4, thị xã Tây Ninh, tỉnh Tây Ninh. (loại đất xám).
- Ấp 2, ấp 3, ấp Suối Tiên, xã Sông Trầu, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai (loại
đất đen).
Hóa chất:
Các hóa chất dùng trong thí nghiệm (xem phụ lục).
3.1.2. Thiết bị, dụng cụ
Các thiết bị, dụng cụ có trong các Phòng thí nghiệm nêu trên.
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.2.1. Thu thập và xử lý mẫu
Thu mẫu và chuẩn bị mẫu là khâu quan trọng quyết định độ chính xác của
việc phân tích. Mẫu phải có tính đại diện, điển hình, phản ánh đúng thực trạng cây
trồng tại hiện trường. Xử lý mẫu và bảo quản mẫu phải giữ được các thành phần,
tính chất quan trọng của mẫu.

3.2.1.1. Thu thập mẫu đất và mẫu Ngô
Việc thu mẫu được tiến hành tại các ruộng thuộc các địa phương nêu trên. Tùy


24

theo hình dáng và địa hình của mảnh đất, lấy ít nhất tại 5 điểm phân bố đều trên
toàn diện tích theo quy tắc lấy theo đường chéo (hình 2.1a), đường zig zag (hình
2.1b) hay hình vuông (hình 2.1c). Tránh lấy mẫu ở các vị trí đặc thù như nơi đổ
phân, vôi, gần bờ, vị trí quá trũng hay quá cao. (Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa,
1998)
Chọn cây Ngô đang ở giai đoạn tăng trưởng mạnh (vừa trổ cờ). Hớt bỏ lớp
đất bề mặt (1 - 3 cm) quanh gốc. Thu toàn bộ đất vùng rễ và cây Ngô (cắt bỏ thân
và lá từ độ cao trên 20cm) cho vào túi nylon, ghi và dán nhãn bao gồm ký hiệu
mẫu, thời gian, địa điểm, người lấy mẫu. Mẫu sau khi thu được đem ngay tới
phòng thí nghiệm để xử lý (trong vòng 24 giờ).

Hình 3.1. Cách thu mẫu ngẫu nhiên
(Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa, 1998)
3.2.1.2. Xử lý mẫu đất và mẫu Ngô
Đối với đất vùng rễ:
- Giũ mạnh bộ rễ Ngô để thu đất xa rễ (cách rễ > 1cm). Nhặt sạch rễ khô, sỏi, sạn.
Dùng cối chày nghiền mịn và cho vào lọ đậy kín. Đất này được dùng để phân tích
lý - hóa đất.
- Dùng dụng cụ vô trùng gạt lấy đất vùng cạnh rễ và vùng xung quanh rễ (cách rễ 0
- 1cm) cho vào lọ chứa đã tiệt trùng, bảo quản lạnh (4 - 5oC). (Viện Thổ nhưỡng
Nông Hóa, 1998)
Đối với mẫu Ngô:
Chọn các bộ phận (rễ, thân) không có dấu hiệu bệnh. Cắt mẫu thành từng đoạn
ngắn (3 - 4 cm); rửa thật sạch dưới vòi nước mạnh để loại bỏ đất, bụi bẩn; để ráo

25

tự nhiên. Để riêng từng loại mẫu trong bọc nylon sạch có ghi nhãn, bảo quản trong
tủ lạnh (4-5oC) nếu chưa tiến hành phân lập. (Cao Ngọc Điệp, 2011)
3.2.2. Phân tích một số ch tiêu nông hóa đất
(Theo Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa, 1998)
3.2.2.1. Xác định pHH2O, pHKCl và pHNaF của đất
- pH = -lg aH+, là đại lượng biểu thị hoạt độ H+ trong môi trường đất. Ðó là chỉ
tiêu đơn giản đầu tiên về độ chua thường được xác định nhất, nó có ý nghĩa rất lớn
trong việc đánh giá tính chất đất.
- Có 3 loại pH thường được xác định:
+ pHH2O (pH nước) là pH được đo khi tác động đất với nước.
+ pH muối trung tính là pH được đo khi tác động đất với muối trung tính như dung
dịch KCl 1M, dung dịch KCl2 0,01 M, thường sử dụng nhất là dung dịch KCl 1M
gọi tắt là pHKCl.
+ pHNaF là pH được đo khi tác động đất với dung dịch NaF 1M là một loại muối
thủy phân có môi trường kiềm.
- Phép đo thông dụng và tiêu chuẩn hiện nay là phép đo điện thế bằng pH kế điện
cực thủy tinh.
Xác định pHH2O và pHKCl
-

Cân 20g đất mịn khô không khí cho vào bình có dung tich 100ml miệng rộng.

-

Thêm 50ml dung dịch KCl 1M (hay nước cất).

-

Loắc xoáy bằng tay cho phân tán đất và tiếp tục lắc trên máy 30 phút. Để yên

khoảng 2 giờ trở lên (không được quá 3 giờ).
- Loắc xoáy lại 2 - 3 lần bằng tay cho phân tán huyền phù.
-

Sau đó đo ngay bằng pH kế. Vị trí bầu điện cực ở vị trí trung tâm và trung điểm

độ sâu của dung dịch trong huyền phù.
-

Ðọc số đo sau khi kim chỉ ổn định 30 giây.