Nghiên Cứu Phân Lập Và Tuyển Chọn Giống Vi Sinh Vật Nội Sinh Từ Vùng Sinh Thải Đất Chua Mặn Phục Vụ Cho Sản Xuất Nông Nghiệp Và Bảo Vệ Môi Trường

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG
-----------oOo----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ơ

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN
GIỐNG VI SINH VẬT NỘI SINH TỪ VÙNG SINH THÁI
ĐẤT CHUA MẶN PHỤC VỤ CHO SẢN XUẤT
NÔNG NGHIỆP VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Người thực hiện
Lớp
Khóa
Chuyên ngành
Người hướng dẫn

:
:
:
:
:

ĐINH THỊ THU NGA
MTC
57
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

TS. NGUYỄN THỊ MINH

HÀ NỘI, 2016


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG
-----------oOo----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ơ

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN
GIỐNG VI SINH VẬT NỘI SINH TỪ VÙNG SINH THÁI
ĐẤT CHUA MẶN PHỤC VỤ CHO SẢN XUẤT
NÔNG NGHIỆP VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Người thực hiện
Lớp
Khóa
Chuyên ngành
Người hướng dẫn
Địa điểm thực tập

:
:
:

:
:
:

ĐINH THỊ THU NGA
MTC
57
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
TS. NGUYỄN THỊ MINH
Học viện Nông nghiệp Việt Nam

HÀ NỘI, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan mọi kết quả trong bài viết này là hoàn toàn chân thực
và chưa từng được công bố trong một nghiên cứu nào trước đó.

i


LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình học tập tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, được sự
giúp đỡ của các thầy cô, các đoàn thể, đặc biệt được bộ môn VSV – Khoa
Môi trường tạo điều kiện, đến nay, em đã hoàn thành khóa học và thực hiện
xong khóa luận của mình. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn
Thị Minh đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt nghiên cứu của mình. Cảm
ơn các thầy và các cô, các anh chị ở Phòng thí nghiệm Bộ môn vi sinh – Khoa
môi trường và phòng thí nghiệm Jica – Khoa Quản lý đất đai đã tạo điều kiện

giúp đỡ em hoàn thành nghiên cứu này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, thầy cô và gia đình đã
giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tạitrường.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Đinh Thị Thu Nga

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................i
Em xin cam đoan mọi kết quả trong bài viết này là hoàn toàn chân thực và
chưa từng được công bố trong một nghiên cứu nào trước đó.......................i
LỜI CÁM ƠN..................................................................................................ii
Em xin chân thành cảm ơn!............................................................................ii
Sinh viên thực hiện..........................................................................................ii
2.4.Phương pháp nghiêncứu..........................................................................28
2.4.7. Xác định tính đối kháng của chủng giống VSVtheo phương pháp cấy
vạch.............................................................................................................32
Các chủng giống được đánh giá tính đối kháng theo từng cặp theo phương
pháp đường vuông góc Cross-Streak. Các chủng VSV được cấy thành cặp
theo các đường giao nhau. Nếu xuất hiện vòng đối kháng (các chủng mọc
cách nhau) thì các chủng đó đối kháng nhau và không thể phối trộn chúng
vào cùng chất mang.....................................................................................32
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.....................................................35

iii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Giá trị sản xuất nông lâm thủy sản quý 1 năm 2016...................6
Bảng 1.2. Liều lượng bón phân đạm và sự tích lũy NO3-............................7
trong nước ngầm, nước mặt...........................................................................7
Bảng 1.3. Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ở Việt Nam và ước
tính số lượng vỏ bao bì thải............................................................................8
Bảng 1.4. Dư lượng HCBVTV trong một số loại rau.................................10
Bảng 3.1. So sánh giữa tầng chứa vật liệu sinh phèn theo tiêu chuẩn của
FAO và trên đất phèn huyện Kiến Thụy......................................................36
Bảng 3.2. So sánh một số tính chất của đất phèn .......................................36
huyện Kiến Thụy Hải Phòng với đất phèn Nam Bộ....................................36
Bảng 3.3. Kết quả phân tích đất ở khu vực lấy mẫu tại Hải Phòng...........37
Bảng 3.4. Kết quả phân lập các chủng giống VSV.....................................38
Bảng 3.5.Kết quả đánh giá khả năng phân giải xenlulozo, lân và khả năng
sinh chất kích thích sinh trưởng của các chủng giống................................47
Bảng 3.6. Khả năng tích thích ứng pH của các chủng VSV nội sinh........52
Bảng 3.7. Khả năng thích ứng nhiệt độ của các chủng VSV nội sinh.......55
Bảng 3.8. Khả năng phân giải tinh bột của các chủng VSV nội sinh........56
Bảng 3.9. Đặc điểm sinh học của các chủng VSV được tuyển chọn.........60
Bảng 3.10. Chất lượng của chế phẩm dinh dưỡng vi sinh..........................63
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của CPDDVS đến dự sinh trưởng và....................64
Phát triển của cây mồng tơi..........................................................................64
Bảng 3.12. Tính chất đất trước và sau thí nghiệm (sau 30 ngày)..............65

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tăng trưởng của đất nông nghiệp hữu cơ theo châu lục .............4

2005-2013.........................................................................................................4
Hình 1.2. Phát triển về số lượng các nước sản xuất nông nghiệp hữu cơ ...5
Hình 3.1. Một số chủng vi sinh vật nội sinh được phân lập.......................42
Hình 3.2. Vòng phân giải xenlulo của một số chủng VSV........................51
Hình 3.3. Vòng phân giải lân của một số chủng VSV................................51
Hình 3.4. Khả năng thích ứng pH của chủng 3RC3...................................54
Hình 3.5. Vòng phân giải tinh bột của chủng 3RXC3 và chủng 8LC.......57
Hình 3.6. Tính đối kháng giữa các chủng tuyển chọn................................58
Hình 3.7.Các ống giống chứa 8 chủng VSV đã chọn.................................59
Hình 3.8. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3RXC3..............................61
Hình 3.9. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3TC2.................................61
Hình 3.10. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3TKT2............................61
Hình 3.11. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3RC2..............................61
Hình 3.12. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3TXC3............................62
Hình 3.13. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3LC2...............................62
Hình 3.14. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng YLD2..............................62
Hình 3.15. Hình thái khuẩn lạc và tế bào chủng 3LDQ2...........................62
Hình 3.16. Thí nghiệm chậu vại trên cây mồng tơi....................................65

v


DANH MỤC VIẾT TẮT
CPDDVS

Chế phẩm dinh dưỡng vi sinh

FiBL

Viện nghiên cứu và truyền thông nông nghiệp hữu cơ

IAA

Indole – 3 – axetic acid

IFOAM

Hiệp hội nông nghiệp hữu cơ quốc tế

HCBVTV

Hóa chất bảo vệ thực vât

NNHC

Nông nghiệp hữu cơ

vi


MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Nông nghiệp là một trong những ngành mũi nhọn của nền kinh tế
Việt Nam.Thế nên, tập trung phát triển nông nghiệp là ưu tiên hàng đầu hiện
nay.Tuy nhiên, trên lãnh thổ Việt Nam, có không ít vùng đất không màu mỡ,
tiêu biểu là nhóm đất phèn.Việc phá rừng, đốt rừng, làm nương rẫy cùng với
biến đổi khí hậu toàn cầu làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái cây trồng và gây
hậu quả lớn cho con người về sau này.Chính vì thế mà việc cải tạo và sử dụng
lại các vùng đất phèn được xem là biện pháp tốt nhất, thích ứng với biến đổi
khí hậu.

Ngành nông nghiệp nước ta đang phụ thuộc quá nhiều vào phân bón
hóa học và thuốc bảo vệ thực vật. Điều này đang gây ra tình trạng thoái hóa
đất, mất cân bằng sinh thái, gây ô nhiễm môi trường và tồn dư các chất độc
hại trong nông sản phẩm còn cao. Vì vậy, việc phát triển ngành nông nghiệp
hữu cơ bền vững với việc tăng cường sử dụng chế phẩm sinh học và phân bón
hữu cơ trong canh tác cây trồng nhằm đảm bảo an toàn sinh học và bảo vệ
môi trường mà vẫn đảm bảo năng suất và chất lượng nông sản đang là yêu
cầu của tái cơ cấu nền nông nghiệp Việt Nam.
Vi sinh vật(VSV) nội sinh là VSV sống trong mô thực vật được tìm
thấy ở vùng rễ, rễ, thân, lá và quả của thực vật. Theo Zinniel và cộng sự
(2002), vi khuẩn nội sinh được tìm thấy trong rất nhiều loại cây trồng ở Hoa
Kỳ, chúng không gây hại hay cạnh tranh dinh dưỡng với cây chủ; trái lại
chúng xúc tiến sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng. Vi khuẩn nội sinh còn
thúc đẩy các quá trình chuyển hóa trong cây cũng như sự phát triển lông rễ
một cách mạnh mẽ và giảm sự kéo dài rễ (Harari và cộng sự, 1988). Vi khuẩn
nội sinh thường giúp tăng cường sự sinh trưởng của cây bằng cách tổng hợp
kích thích tố auxin (IAA) (Barbieri và cộng sự, 1986).

1


VSV nội sinh được xem là một trong những đối tượng quan trọng được
phân lập và sàng lọc để sản xuất chế phẩm sinh học ứng dụng trong sản xuất
nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Lợi dụng đặc tính VSV sống nội sinh
trong tế bào mô thực vật đã rút ngắn được thời gian thích nghi của chế phẩm
sinh học. VSV nội sinh có thể tạo nhiều chất kháng sinh đối với nấm bệnh,
kích thích sự sinh trưởng cho cây và đồng thời không ảnh hưởng đến môi
trường và sức khỏe cộng đồng.
Xuất phát từ thực tế trên, nhằm mục đích phục vụ cho sản xuất nông
nghiệp và bảo vệ môi trường, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu phân lập và tuyển

chọn giống VSV nội sinh từ vùng sinh thái đất chua mặn phục vụ cho sản xuất nông
nghiệp và bảo vệ môi trường.”
Mục tiêu nghiên cứu
Tuyển chọn được các giống VSV nội sinh có nguồn gốc bản địa từ đất
phèn, có tác dụng phân giải và chuyển hóa chất hữu cơ, tạo dinh dưỡng dễ
tiêu, chống chịu cao với điều kiện bất lợi, hạn chế bệnh hại, tăng cường sinh
trưởng phát triển của cây trồng,…phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và bảo vệ
môi trường.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Hiện trạng phát triển nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam

1.1.1. Hiện trạng phát triển nông nghiệp trên thế giới
Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương thức canh tác nông nghiệp
nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, tạo ra sản phẩm có lợi cho sức
khỏe con người đồng thời giảm thiểu tác động xấu đối với môi trường, theo
đó nhiều tiêu chuẩn canh tác đang được áp dụng như tiêu chuẩn GAP (Good
Agriculture Practice) dựa theo tiêu chuẩn này từng khu vực khác nhau ban
hành tiêu chuẩn riêng cho từng khu vực và lãnh thổ (Tống Khiêm, 2009).
Sản xuất nông nghiệp trên Thế giới hiện nay đang phát triển theo xu
hướng nông nghiệp hữu cơ vẫn đảm bảo năng suất mà nâng cao chất lượng
nông sản cũng như phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.
Theo hiệp hội nông nghiệp hữu cơ (NNHC) Quốc tế (Internation
Federration of Organic Agriculture Movements IFOAM) năm 2007, NNHC là
một hệ thống sản xuất bền vững với sức khoẻ của đất, hệ sinh thái và con người.

Hệ thống dựa trên những tiến trình sinh thái, sự đa dạng sinh học và những chu
kỳ thích nghi với điều kiện địa phương hơn là việc sử dụng những đầu vào có tác
động trái ngược. Nông nghiệp hữu cơ kết hợp truyền thống, sự hiện đại và khoa
học để chia sẻ với môi trường, thúc đẩy những quan hệ công bằng và tạo chất
lượng tốt cho cuộc sống và tất cả những gì liên quan.
Nông nghiệp hữu cơ, theo định nghĩa của Liên Hiệp Quốc, là hệ thống
canh tác và chăn nuôi tự nhiên, không sử dụng hóa chất làm phân bón và
thuốc trừ sâu, giúp giảm thiểu ô nhiễm, bảo đảm sức khỏe cho người và vật
nuôi. Thực phẩm hữu cơ từ lâu được xem là thị trường nhỏ, và xa xỉ chỉ dành
cho giới trung và thượng lưu. Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng sự
chuyển dịch phần lớn nền nông nghiệp sang phương thức cách tác hữu cơ vừa
có thể giúp hạn chế tình trạng đói nghèo trên thế giới vừa góp phần cải thiện

3


môi trường. Tại Hội nghị Liên hợp quốc về “Nông nghiệp hữu cơ và An ninh
lương thực” vừa diễn ra ở Rome (Italia), các chuyên gia Trung tâm nghiên
cứu nông nghiệp và thực phẩm hữu cơ Đan Mạch nhận định an ninh lương
thực cho vùng cận sa mạc Sahara (châu Phi) sẽ được bảo đảm nếu từ nay đến
năm 2020, 50% diện tích đất nông nghiệp trong những vùng chuyên canh xuất
khẩu ở đây được chuyển sang sản xuất theo công nghệ hữu cơ (Tạp chí Nông
thôn mới, 2006).
Theo số liệu (FiBL và IFOAM, 2012) của viện nghiên cứu và truyền
thông NNHC (Communication, Research Intitute of Organic Agriculture
FiBL) và IFOAM, năm 2010, thị trường nông sản hữu cơ vẫn tăng trưởng
doanh thu đạt 54,9 tỷ USD (gấp 3 lần năm 2008). Tính trên toàn doanh thu thì
thị trường lớn nhất là Mỹ, Đức, Pháp, còn tính theo đầu người thì lớn nhất là
Đan Mạch, Thụy Sĩ và Áo. Kể từ năm 1990, thị trường thực phẩm hữu cơ và
các sản phẩm khác đã phát triển nhanh chóng, đạt 63 tỷ USD trên toàn thế

giới vào năm 2012 (IFOAM, 2013).

Hình 1.1. Tăng trưởng của đất nông nghiệp hữu cơ theo châu lục
2005-2013
(Nguồn: FiBL-IFOAM survey, 2015)

4


Hình 1.2. Phát triển về số lượng các nước sản xuất nông nghiệp hữu cơ
(Nguồn:FiBL-IFOAM-SOEL survey, 1999-2016)
1.1.2. Hiện trạng phát triển nông nghiệp tại Việt Nam
Kinh tế Việt Nam gồm công nghiệp, nông nghiệp, thương mại, dịch vụ
nhưng nông nghiệp là ngành có sức lan tỏa lớn nhất, có tính kết nối rất cao
với nhiều ngành kinh tế. Nông nghiệp cung cấp đầu vào cho công nghiệp chế
biến thực phẩm, chế biến xuất khẩu; đồng thời, sử dụng sản phẩm của các
ngành công nghiệp và dịch vụ, như: nhiên liệu, phân bón, hóa chất, máy móc
cơ khí, năng lượng, tín dụng, bảo hiểm... Ngoài ra, nông nghiệp còn liên quan
mật thiết đến sức mua của dân cư và sự phát triển thị trường trong nước.
Nông nghiệp Việt Nam đã đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc đảm
bảo an ninh lương thực, tạo việc làm và thu nhập cho trước hết là khoảng 70%
dân cư, là nhân tố quyết định xóa đói giảm nghèo, góp phần phát triển kinh tế
đất nước và ổn định chính trị - xã hội của đất nước. Gần đây, tình hình kinh tế
có khó khăn do bị tác động của khủng hoảng và suy thoái kinh tế thế giới,
nông nghiệp Việt Nam ngày càng rõ vai trò là trụ đỡ của nền kinh tế, tiếp tục
ổn định và có mức tăng trưởng(Nguyễn Duy Vĩnh, 2013).

5

Bảng 1.1. Giá trị sản xuất nông lâm thủy sản quý 1 năm 2016
Đơn vị: Tỉ đồng
Quý 1
Toàn ngành
nông lâm thủy sản
1.
Nông nghiệp
1.1. Trồng trọt
1.2. Chăn nuôi
1.3. Dịch vụ
2.
Lâm nghiệp
3.
Thủy sản
3.1. Nuôi trồng
3.2. Khai thác

2015
181 184,94

Ước tính quý 1
2016
1778 801,22

2016/2015%
98,68

140 617,78
137 034,87
97,45

92 608,97
87 044,72
93,99
45 430,52
47 339,93
104,20
2 578,29
2 650,22
102,79
6 014,00
6 394,00
106,32
34 563,16
35 372,35
102,34
16 791,85
16 934,18
100,85
17 771,31
18 438,17
103,75
(Nguồn: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2016)

Từ bảng 1.1 ta thấy, giá trị sản xuất toàn ngành nông lâm thủy sản quý
1 năm 2016 có xu hướng giảm so với năm 2015 (giảm 1,32%). Quý 1 năm
2016, ngành nông nghiệp giảm 2,55% so với năm 2015 trong khi ngành lâm
nghiệp tăng 6,32% và ngành thủy sản tăng 2,34%.
Nông nghiệp nước ta đang đứng trước nhiều thách thức như ô nhiễm
môi trường, đất đai bạc màu, suy giảm đa dạng sinh học, ngộ độc thuốc bảo vệ
thực vật ở người. Xây dựng một nền nông nghiệp sạch, thân thiện với môi

trường và sức khỏe con người là một đòi hỏi bức thiết.
Theo Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
(NN&PTNT) đánh giá: “Việc sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Việt Nam đã biết
từ lâu nhưng lại chỉ mới quan tâm thời gian ngắn gần đây khi việc mất an toàn
vệ sinh thực phẩm trong nông sản đến mức báo động. Do đó, nâng cao chất
lượng nông sản nhằm bảo đảm an toàn vệ sinh nông sản và thân thiện môi
trường chính là mục tiêu hướng tới trong tương lai”. Một số liệu nghiên cứu
của bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp Hội Nông dân Việt

6


Nam cho thấy, tỷ lệ nông dân Việt Nam có diện tích ứng dụng hữu cơ trong
sản xuất năm 2015 vừa qua gần như đứng yên so với con số năm 2010 đạt 2%
tổng diện tích đất nông nghiệp cả nước (Hải Thư, 2016).
1.2. Tác động của sản xuất nông nghiệp đến môi trường
1.2.1. Sử dụng phân bóntrong nông nghiệp
Việt Nam có khoảng 26 triệu ha đất nông nghiệp với nhu cầu sử dụng
phân bón trung bình mỗi năm khoảng 10 triệu tấn, trong đó gần 20% phân
đạm.Để nâng cao năng suất cây trồng, nông dân đã tăng lượng phân bón gấp
2-3 lần, thậm chí là 5-7 lần so với nhu cầu, dẫn đến dư thừa lượng nitrat trong
rau củ quả. Trong khi đó, kết quả điều tra của Tổ chức Lương thực và nông
nghiệp Liên Hợp Quốc cho thấy, cây trồng chỉ sử dụng khoảng 40-50% số
phân bón, còn lại bị rửa trôi hoặc tồn tại trên các bộ phận của cây (Phạm
Hương, 2016).
Theo ước tính năm 2007 của bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn,
có khoảng 60- 65% lượng phân đạm không được cây trồng hấp thụ (tương
ứng với 1,77 triệu tấn ure, 55-60% lượng lân tương đương với 2,07 triệu tấn
supe photsphat và 55- 60%lượng kali tương đương với 344 nghìn tấn kali
clorua được bón vào đất nhưng chưa được cây trồng sử dụng.

Ngoài ra phân bón còn có những tác động nhất định tới môi trường:
- Ô nhiễm môi trường đất từ phân bón hóa học
Nitrat ( NO3-) là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của nhiều
loài cây trông, đồng thời cũng được xem là mối đe dọa cho sức khỏe con
người và tính trong sạch của các nguồn nước tự nhiên. Tính trung bình, khi
bón phân đạm vào đất, thực vật hấp thụ khoảng 50 – 60%, số còn lại sẽ phân
tán vào các nguồn khác (Phạm Hương, 2016).
Bảng 1.2. Liều lượng bón phân đạm và sự tích lũy NO3trong nước ngầm, nước mặt

7


Liều lượng bón

N- NO3- trong nước

N- NO3- trong nước

phân đạm (kg/ha)
12

ngầm (mg/l)

bề mặt (mg/l)

9
17
0
35
52

50
24

12,71

1,40

18,84

1,67

9,50
8,47
8,16
7,18

0,39
0,60
0,50
1,02
(Nguồn: Lê Văn Khoa, 2008)

Thực ra NO3- không độc, nhưng khi nó bị khử thành nitrit (NO2-) thì nó
trở nên rất độc.
-

Phú dưỡng và sự suy giảm chất lượng các nguồn nước

Phú dưỡng là sự gia tăng hàm lượng nito và photpho trong nguồn nước
nhập vào các thủy vực, gây sự tăng trưởng của các loai thực vật bậc thấp

(rong, tảo…). Nó tạo ra những biến đổi lớn trong hệ sinh thái nước. Do đó,
chất lượng nước bị suy giảm và ô nhiễm (Vũ Năng Dũng, 2009).
1.2.2. Tác động của hóa chất bảo vệ thực vật đến môi trường
Hiện nay có hơn 1000 hợp nhất các chế tạo và sử dụng làm hóa chất
bảo vệ thực vật (HCBVTV). Các loại thông thường nhất là: Thuốc trừ sâu
(insecticides); thuốc trừ cỏ(herbicides) và thuốc diệt nấm(fungicides) (Vũ
Năng Dũng, 2009).

Bảng 1.3. Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ở Việt Nam và ước
tính số lượng vỏ bao bì thải

8


Năm
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009

Khối lượng (tấn)
Khối lượng vỏ, bao bì thải (tấn)
33637
4998
36018
5352
48288

7175
71345
10602
75805
11264
110000
16346
159210
195576
(Nguồn: Cục y tế dự phòng, Bộ Y tế - 2010)

Ở trong đất, HCBVTV tác động vào khu hệ VSV đất, giun đất và
những động vật khác làm hoạt động của chúng giảm, chất hữu cơ không được
phân hủy, đất nghèo dinh dưỡng, độ phì nhiêu đất giảm sút. Khi phun, khoảng
50% HCBVTV rơi vào đất. Ở trong đất HCBVTV sẽ biến đổi và phân tán
theo nhiều con đường khác nhau (Vũ Năng Dũng, 2009).

9


Bảng 1.4. Dư lượng HCBVTV trong một số loại rau
Loại rau

Tổng số
mẫu

Không có dư

Tỷ lệ mẫu
Có dư

lượng
Rau cải

Rau muống

Đậu đỗ

Cải bắp

Có dư lượng

2000

279

lượng
41,2

2001

264

54,1

41,7

2003

102

49,0

38,2

2006
2000

36
279

36,1
67,0

55,6
29,4

2001

264

62,5

31,4

2003

153

54,2

37,3

2006
2001

36
132

63,9
29,6

33,3
51,5

2003

102

28,4

41,1

2006
2002

>TCCP
54,5

36

55,5
30,6
60
46,7
46,7
Nguồn: Trung tâm kiểm dịch thực vật phía Bắc, 2007.

Việc sử dụng HCBVTV không chỉ có tác động đến cả hệ sinh thái – nơi
con người sinh sống, mà còn dẫn đến ô nhiễm đất, nước. Từ môi trường đất,
nước, nông sản, HCBVTV sẽ xâm nhập vào cơ thể con người và tích tụ lâu
dài, gây ra các bệnh ung thư, tổn thương về di truyền.
1.3.

Tổng quan về đất chua mặn (đất phèn)
Nhóm đất phèn, tên theo phân loại của FAO là Thionic Fluvisols là tên

gọi dùng để chỉ nhóm đất có chứa các vật liệu mà kết quả của các tiến trình
sinh hoá xảy ra là axit sulfuric được tạo thành hoặc sẽ sinh ra với một số
lượng có ảnh hưởng lâu dài đến những đặc tính chủ yếu của đất (Pons, 1973).
Đất phèn thường có màu đen hoặc nâu ở tầng đất, mặt.Đất thường bị
glay mạnh ở tầng C, có mùi đặc trưng của lưu huỳnh và H2S.

10


Theo ước tính hiện nay trên thế giới có khoảng 24 triệu ha đất phèn.
Loại đất này xuất hiện ở tất cả các lục địa, từ các vùng cực tới vùng nhiệt đới
và từ vùng ven biển đến các vùng nằm sâu trong lục địa. Đất phèn chủ yếu
xuất hiện ở các vùng ven biển nhiệt đới hay cận nhiệt đới, thuộc các nước
Nhật Bản, Triều Tiên, Ấn Độ, Thái Lan, Brunei, Việt Nam và một số đảo của

Indonesia,… nhìn chung hầu hết các nước Đông Nam Á có bờ biển đều có đất
phèn.
Năm 1956, Long Tử Đồng, Hoàng Kế Mậu và nhiều tác giả nổi tiếng
như Bers (1962), Dons, Bremen (1973), Rickard, Moormann, Fritlan đã đi sâu
nghiên cứu đất phèn ở nhiều nước trên thế giới và đã có nhiều kết luận về
nguồn gốc, quá trình hình thành và đặc tính của đất phèn ở những vùng
nghiên cứu.
Về tên gọi của đất phèn hay đất chua mặn, năm 1886, Van Bemmelen
gọi là “Catclays” muốn chỉ đất chua có tầng sunphat sắt hay sunphat nhôm.
Năm 1956, Edelman và Van Staveren gọi là loại đất này là “Mudclays” với
hàm ý chỉ tầng đất chứa nhiều sét bùn, chua, có chất nhờn. Ngoài ra còn có
các tên khác nhau như Jarosite muốn chỉ tầng đất chứa phèn màu vàng trấu
hay vàng rơm của phức hợp KFe3(SO4)2(OH)6 và các tên Thiosol, Acid peat
soil,…Đến nay các cuộc hội thảo Quốc tế lớn về đất phèn đã được tổ chức và
đều lấy tên chung là “Acid sulphate soil”.
Theo D. Dent (1986) trong đất phèn ngập nước với sự tham gia của
VSV kị khí sẽ diễn ra quá trình khử nitrate, oxit mangan, sắt (II) oxit và
sulfat. Trong đất phèn, nhộm và sắt sẽ tập trung rất nhiều ở pH nhỏ hơn 3,5.
pH càng thấp lượng nhôm hòa tan càng nhiều.
Năm 1996 các nhà khoa học đất thuộc hội Khoa Học Đất Việt Nam, đã
xác định đất phèn có diện tích 1.863,128 ha, chiếm tỷ lệ 6,49% tổng diện tích
cả nước.

11


Tại Việt Nam, diện tích đất phèn vào khoảng 1.863,128 ha, bao gồm
đất phèn tiềm tàng là 652,244 ha và đất phèn hoạt động với 1.210,884 ha
(Chiểu và ctv, 1996); trong đó vùng hạ lưu châu thổ sông Mekong chiếm đến
khoảng 1,5 triệu ha (Sterk, 1992), phần lớn tập trung trong vùng Đồng Tháp

Mười, Tứ giác Long Xuyên, Bán đảo Cà Mau và một phần của Tây
Nam Sông Hậu.Phía Bắc đất phèn tập trung chủ yếu ở các tỉnh như Thái Bình,
Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Hà, Ninh Bình với diện tích 79,209 ha. Theo
Lê Văn Thượng (1975) đất chua mặn được hình thành trong quá trình bồi đắp
phù sa một số vùng mặn đã bị ngăn cách với biển. Trên những vùng này đã
phát sinh ra những quá trình biến đổi khác nhau của đất, làm cho đất hóa
chua.Đồng thời các xác thực vật chứa nhiều lưu huỳnh khi phân hủy đã giải
phóng cho đất một khối lượng lưu huỳnh rất lớn góp phần tạo nên một loại
đất mới có tên là “Đất chua mặn”.
Lê Huy Bá (1981, 1982) đã cho rằng, đất phèn Nam Bộ cũng được hình
thành từ tầng sú vẹt và nước biển. Nếu bị ngập thường xuyên thì đất ở trạng
thái khử, không có oxy, không có hệ VSV hảo khí và không có CaCO 3 khi đó
đất phèn tiềm tàng được hình thành. Nếu đất bị oxi xâm nhập (do đào kênh,
lên liếp, hạ mức thủy cấp, cạn nước…) thì quá trình oxy hóa sẽ diễn ra mạnh,
pyrit sẽ bị oxi hóa để tạo thành axit sunfuric và Jarosite lúc này sẽ xuất hiện
đất phèn hoạt động.
Năm 1982, các nhà khoa học thuộc Viện Quy Hoạch và Thiết Kế Nông
Nghiệp đã tiến hành nghiên cứu đất đai huyện Kiến Thụy Hải Phòng. Trong
tổng số 7.025,25 ha đất phèn của huyện, đất phèn mặn nhiều chiếm tỷ lệ 11,3%,
phèn mặn trung bình chiếm 12,4% và phèn mặn ít chiếm 30,6%. Nếu phân theo
mức độ phèn thì phèn nhiều chiếm 31,6%, phèn trung bình chiếm 22,2%.
Lê Văn Thượng (1975) cho rằng: đất chua mặn có thành phần cơ giới
nặng, chứa nhiều ion Na+ nên tính trương co lớn. Độ xốp thấp, đất có phản

12


ứng chua, pHKCl dưới 5.Hàm lượng nhôm và sắt cao. Độ no bazơ thấp (2045%), chất hữu cơ giàu, nghèo lân và canxi.
Năm 1980 một số nhà khoa học đất thuộc Viện Quy Hoạch và Thiết Kế
Nông Nghiệp đã cho rằng đất phèn thường chua, mặn, giàu mùn, mức độ

phân giải chất hữu cơ yếu và đạm tổng số giàu. Rất nghèo lân, đặc biệt là lân
dễ tiêu, kali trung bình, canxi, magie trao đổi trong đất nghèo đến rất
nghèo.Đất thường có thành phần cơ giới từ thịt nặng đến sét, dẻo dính khi
ướt, rất cứng khi khô.
Trong quá trình sản xuất nông nghiệp nói chung, cây trồng nói riêng,
đất phèn thường ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất trong đất, làm cho cây
trồng hấp thụ dinh dưỡng kém, do vậy khi bón phân vào khu vực có đất phèn,
lượng phân bón sẽ mất đi nhiều tác dụng quá trình ion hóa của Al3+ và Fe2+
tăng lên, độ pH sẽ hạ xuống thấp.
Đất nhiễm phèn cũng nhận biết khá dễ thông qua lớp váng trên bề mặt
đất, bao gồm màu vàng và màu đỏ gạch, đây là hiện tượng phân hóa có độc tố
của Al3+ và Fe2+, là các chất độc ảnh hưởng đến các loài vi sinh vật trong đất
vì đây là các kim loại có mối quan hệ đến chức năng điều hòa áp suất của cơ
thể sinh vật. Sự có mặt của chúng sẽ làm ức chế sự hấp thu tích cực của ion
natri (Na+) và clorua (Cl-) của các tế bào long hút… làm tăng quá trình mất
thụ động các chất điện ly từ cơ thể cây trồng, do đó cây trồng không lấy được
nước, dưỡng chất qua hệ rễ, các tế bào long hút bị hư hại, hệ rễ không phát
triển mà thối dần, không thực hiện được quá trình trao đổi chất trong đất, bắt
buộc chúng phải thực hiện quá trình trên theo thân và lá, nhưng chỉ duy trì
được ở một thời gian nhất định trước khi chúng có thể chết hẳn nếu không có
biện pháp tác động của con người nhằm cải tạo lại đất trồng tại khu vực đó.
1.4.

Tổng quan về VSV nội sinh và chế phẩm sinh học

1.4.1. Tổng quan về VSV nội sinh

13

Nội sinh (endophyte) theo tiếng Hy Lạp “endon” có nghĩa là bên trong
và “phyte” có nghĩa là thực vật và thuật ngữ này thường được áp dụng cho
nấm bao gồm nấm cộng sinh (mycorrhizal fungi) (Clay K., 1988). Theo
Wilson D., (1995), định nghĩa nội sinh cho đến nay được áp dụng cho cả nấm
và vi khuẩn có tất cả hay một phần của chu trình sống xâm nhập vào mô thực
vật sống và không gây nhiễm cũng như gây triệu chứng bệnh rõ ràng cho mô
thực vật.
Vi khuẩn nội sinh là vi khuẩn trải qua phần lớn vòng đời sống bên
trong cây trồng (Quispel, 1992). Từ vùng rễ, chúng xâm nhập vào mô thực
vật.Vùng rễ là nơi tiếp giáp giữa rễ thực vật và đất, nơi lắng đọng các chất
hữu cơ và là nơi xuất phát của các môi trường sống và các nguồn sống khác
nhau cho các VSV đất. Thực vật có thể thay đổi vùng rễ của chúng nhờ sự
hấp thu các chất dinh dưỡng, độ ẩm, oxy từ vùng rễ và các chất do rễ tiết ra.
Đặc tính quan trọng của các dịch rễ là có tỉ lệ C/N cao nên có thể đẩy mạnh
sự phong phú của các vi khuẩn cố định đạm trong vùng rễ (Döbereiner, 1974).
Ngược lại, VSV vùng rễ có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây
do sự tác động của chúng đến giá trị của các chất dinh dưỡng, sự phát triển và
hình thái của rễ (Harari et al., 1988).
Theo Zinniel et al., (2002), vi khuẩn nội sinh được tìm thấy trong rất
nhiều loại cây trồng ở Hoa Kỳ, vi khuẩn nội sinh là các vi khuẩn từ vùng rễ
xâm nhập vào rễ, thân và lá để sống bên trong các mô thực vật mà không gây
hại hay cạnh tranh dinh dưỡng với cây chủ; trái lại chúng xúc tiến sự sinh
trưởng của cây chủ. Vi khuẩn nội sinh còn thúc đẩy các quá trình chuyển hóa
trong cây, sự phát triển lông rễ một cách mạnh mẽ và giảm sự kéo dài rễ
(Harari et al., 1988). Vi khuẩn nội sinh giúp tăng cường sự sinh trưởng của
cây bằng cách tổng hợp kích thích tố auxin (IAA) (Barbieri et al., 1986), tăng
hàm lượng các chất khoáng, tăng khả năng kháng nhiều nguồn bệnh khác
nhau của cây (Fashey et al., 1991; Bandara et al., 2006), giúp cố định đạm

14

sinh học, giảm tính mẫm cảm với mầm bệnh và sự thay đổi của thời tiết gây
tổn hại cho cây, chúng có thể giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm (Rosenblueth
và Martínez-Romero, 2006), làm tăng hàm lượng các chất khoáng, tăng khả
năng kháng bệnh của cây (Fahey et al., 1991), giúp cố định đạm sinh học,
giảm tính mẫn cảm với mầm bệnh và sự thay đổi của thời tiết gây tổn hại cho
cây (Xu et al., 1998).
1.4.2. Tổng quan về chế phẩm sinh học
Từ chế phẩm sinh học (Probiotics) có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp bao
gồm hai từ pro có nghĩa là “Thân thiện” và biosis có nghĩa là “sự sống”. Thay
cho việc tiêu diệt các bào tử vi khuẩn, chế phẩm sinh học được sản xuất với
mục đích kích thích sự gia tăng các loài vi khuẩn có lợi trong môi trường. Chế
phẩm sinh học lần đầu tiên được giáo sư Fuller R(1989) định nghĩa như sau:
“Một loại thức ăn có nguồn gốc từ những VSV sống và có ảnh hưởng có lợi
lên vật chủ qua việc làm cải thiện sự cân bằng hệ vi sinh trong đường ruột của
vật chủ” (Công nghệ xanh, 2014).
Chế phẩm sinh học hiện nay được ứng dụng nhiều trong chăn nuôi,
thủy sản, công nghiệp…, ứng dụng trong nông nghiệp rất được quan tâm ở
Việt Nam. CPSH dùng trong nông nghiệp có những ưu điểm nổi trội so với
các chế phẩm hóa chất (Minh Long, 2012).
Các chế phẩm sinh học dùng trong nông nghiệp có thể được chia làm
bốn nhóm như sau:
- Nhóm chế phẩm sinh học ứng dụng cho việc phòng trừ dịch hại trên
cây trồng.
Thực chất đây là thuốc bảo vệ thực vật nguồn gốc sinh học có thể tiêu
diệt hoặc phòng trừ dịch hại.Dịch hại là các sinh vật, VSV, các loại sâu hại,
các loài gậm nhấm ... có khả năng gây hại cho cây trồng và lương thực.
- Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho sản xuất phân bón hữu cơ sinh học,
phân bón vi sinh.

15


Phân vi sinh là loại phân có chứa hàm lượng VSV có ích cao (≥
1x108CFU/g), thường không có hàm lượng chất dinh dưỡng kèm theo. Phân
vi sinh được sản xuất và bón vào đất nhằm tăng lượng VSV có ích cho cây
trồng, đặc biệt đối với VSV cố định đạm.
Phân hữu cơ sinh học là sản phẩm phân bón được tạo qua quá trình lên
men VSV các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau và chuyển hóa thành
mùn. Không có yêu cầu chủng vi sinh phải đạt là bao nhiêu.
Phân hữu cơ vi sinh là loại phân bón được sản xuất từ nguyên liệu hữu
cơ, có chứa ít nhất một chủng VSV có ích phù hợp với hàm lượng cao (≥
1x106CFU/g).
- Nhóm chế phẩm sinh học dùng cho cải tạo đất, xử lý phế thải nông
nghiệp.
Là các loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học được đưa vào đất để cải
tạo lý hóa tính của đất (kết cấu đất, độ ẩm, hữu cơ, khả năng giữ nước, pH…),
hoặc giải phóng đất khỏi những yếu tố bất lợi khác (kim loại nặng, VSV, hóa
chất độc hại …) làm cho đất trở nên tốt hơn để sử dụng làm đất trồng cây.
- Nhóm điều hòa sinh trưởng cây trồng (hooc mon tăng trưởng).
Ở Việt Nam, hooc mon tăng trưởng được xếp vào danh mục thuốc bảo
vệ thực vật, chia thành hai nhóm nhỏ:
- Nhóm các chất kích thích sinh trưởng.
Các chất có tác dụng kích thích sự sinh trưởng và phát triển của
cây.Hàm lượng các chất này được quy định chặt chẽ.
- Nhóm các chất ức chế sinh trưởng.
Các chất có tác dụng kìm hãm, ức chế sinh trưởng và phát triển của cây
như làm lùn, làm chín, làm rụng lá (Minh Long, 2012).
1.5.

Tình hình nghiên cứu sử dụng VSV nội sinh và chế phẩm sinh học

trên Thế giới và Việt Nam

16


1.5.1. Tình hình nghiên cứu sử dụng VSV nội sinh và chế phẩm sinh học
trên Thế giới
Có rất nhiều các công trình nghiên cứu sử dụng các tác nhân phòng trừ
sinh học hệ rễ cho thấy rằng 5 trong số 6 vi khuẩn hệ rễ cảm ứng kháng hệ
thống ở dưa chuột có khả năng tạo dòng rễ cả trong và ngoài. Vi khuẩn nội
sinh có hoạt tính đối kháng chống lại một số mầm bệnh thực vật như
Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicum, tác nhân gây bệnh thối vòng
trên khoai tây (Van Buren AM. et al., 1993) và P. fluorescens 89B-27 và
Serratia marcescens 90-166 cảm ứng kháng với P. syringae pv. lachrymans,
Fusarium oxyporum f.sp. cucumerium và Colletrotrichum orbiculare (Liu L.
et al., 1995). Ứng dụng vi khuẩn nội sinh vào cây bông bằng tiêm cành làm
giảm thối rễ gây ra bởi Rhizoctonia solani và héo mạch gây ra bởi F.
oxysporum f.sp. vasinfectum (Chen C. et al., 1994). Xử lý hạt cà chua với
chủng vi khuẩn nội sinh Bacillus pumilus SE4 cản trở đường vào của nấm
bệnh gây héo mạch F. oxysporum f.sp. radicislycospersici và sự sinh trưởng
của khuẩn ty chỉ hạn chế ở biểu bì và bao rễ ngoài. Ứng dụng chủng P.
fluorescens 63-28 hạn chế sự sinh trưởng của Pythium ultimum ở đậu và F.
oxysporum f.sp.radici-lycopersici ở cà chua. Chủng Pseudomonas fluorescent
(CCA90) có thể tạo dòng cả bên trong và bên ngoài mô rễ và cành. Và các
chủng vi khuẩn nội sinh phân lập từ cây sồi có hoạt tính sinh học chống lại
mầm bệnh gây héo sồi Ceratocystis fagacearum (Brooks DS. et al., 1994).
Hiện nay, các nước trên thế giới đang quan tâm đến việc sử dụng phân

hữu cơ như phân chuồng, phân ủ, phân xanh...
Ấn Độ hàng năm sản xuất 286 triệu tấn phân ủ compost từ chất thải
nông thôn và thành phố, ước tính thu được 3,5- 4,0 triệu tấn NPK (Lê Văn
Tri, 2001). Sử dụng phân VSV cho lúa, cao lương, bông làm tăng năng suất
trung bình 11,4; 18,2 và 6,8triệu tấn/ha mang lại lợi nhuận khoảng 1,105;
1,149; 3,43 rupi/ha (Lê Văn Tri, 2004).

17