Nghiên Cứu Quy Trình Sản Xuất Vật Liệu Sinh Học Nhằm Cải Tạo Thảm Cỏ Làm Tiểu Cảnh Cho Khuôn Viên

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THANH NHÀN

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT
VẬT LIỆU SINH HỌC NHẰM TÁI TẠO THẢM CỎ
LÀM TIỂU CẢNH CHO KHUÔN VIÊN

Chuyên ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

60 44 03 01

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Nguyễn Thị Minh

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Nhàn

2

2


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết
ơn sâu sắc cô giáo TS. Nguyễn Thị Minh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức,
thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Vi sinh vật, Khoa Môi trường – Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp
đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành
luận văn./.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Nhàn

3

3


MỤC LỤC

4

4


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt
CT
ĐC
VLSH
VSV

5

Nghĩa tiếng Việt
Công thức
Đối chứng
Vật liệu sinh học
Vi sinh vật

5


DANH MỤC BẢNG

6

6


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Arbuscular Mycorhizae là loài nấm rễ nội cộng sinh ở rễ cây mang lại nhiều lợi
ích cho cây chủ như làm tăng sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng do tăng cường
hấp thụ các chất dinh dưỡng và nâng cao khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi
của môi trường. Vi khuẩn Rhizobium là loài sống cộng sinh với các cây họ đậu hay cây
điền thanh, lục lạc lá tròn,… có khả năng cố định Nitơ cung cấp cho sự phát triển của
cây trồng và cải thiện tính chất đất.
Đề tài này lợi dụng các đặc tính đó của nấm rễ và Rhizobium vào trong sản xuất
vật liệu sinh học, đi sâu vào nghiên cứu khả năng khai thác tối đa hiệu quả hiệp đồng
của Arbuscular Mycorrhizae và Rhizobium để giúp tái tạo nhanh hơn cho thảm thực vật
nói chung, thảm cỏ nói riêng trong khuôn viên đồng thời cải tạo đất. Mục đích của đề tài
là bước đầu xây dựng được quy trình sản xuất VLSH dùng cho tái tạo thảm thực vật và
thử nghiệm tái tạo thảm thực vật tạo cảnh quan cho khuôn viên để tiến tới chuyển giao

quy trình công nghệ này ra ứng dụng thực tiễn.
Trên cơ sở 13 chủng AM được phân lập từ 2 loại đất khác nhau, 2 giống AM
Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra với hoạt tính sinh học cao và khả năng cộng sinh
trên cây chủ đã được tuyển chọn để sản xuất VLSH. Cây đậu xanh và cây cỏ đuôi phụng
được lựa chọn làm cây chủ để nhân giống nấm rễ do có thời gian sinh trưởng ngắn, bộ
rễ phát triển nhanh và khỏe mạnh, có khả năng tạo sinh khối lớn trong thời gian ngắn và
phù hợp để cho nấm rễ phát triển và nhân sinh khối nhanh chóng.
Từ 24 chủng Rhizobium phân lập được trên đất phù sa sông Hồng, 2 giống
Bradyrhizobium japonicum và Shinorhizobium fredii có đặc tính sinh học cao nhất
(thích ứng nhiệt độ và pH rộng, kháng kháng sinh cao) được tuyển chọn làm giống để
sản xuất vật liệu sinh học.
Chất nền chính cho VLSH được lựa chọn là đất phù sa cũ do có các điều kiện
thích hợp cho AM và Rhizobium sinh trưởng và phát triển, phân bón NPK 15-0-15 được
bổ sung vào VLSH với tỷ lệ 15g/kg vật liệu có tác dụng kích thích sự nảy mầm và phát
triển của sợi nấm rễ AM và Rhizobium.
Quy trình sản xuất vật liệu được xây dựng gồm 5 bước chính: (i) Chọn và nhân
giống AM và Rhizobium, (ii) xử lý chất nền, (iii) bổ sung dinh dưỡng, (iv) thêm hạt
giống (nếu trồng bằng hạt), (v) phối trộn và kiểm tra chất lượng trước khi sử dụng.
Kiểm tra cho thấy vật liệu sinh học có chất lượng luôn ổn định và vẫn có thể phát huy
hiệu quả sử dụng sau 6 tháng sản xuất.
7

7


Vật liệu sinh học được thử nghiệm trên cây cỏ lạc cảnh (Arachis pintoi) tại khu
thí nghiệm của khoa Môi trường. Theo dõi sau 8 tuần thử nghiệm thấy rõ sự chênh lệch
về mức độ sinh trưởng và phát triển của cây trồng ở mức sai số có ý nghĩa giữa các
công thức thí nghiệm. Ở công thức sử dụng VLSH, cỏ sinh trưởng nhanh, trọng lượng
thân, trọng lượng rễ cũng như mức độ xâm nhiễm rễ và số bào tử cao hơn hẳn so với cỏ

ở công thức đối chứng, đặc biệt là ở các chỉ tiêu sinh trưởng của rễ: Chiều dài rễ gấp
1,76 lần; Trọng lượng rễ gấp 3,64 lần; Mức độ xâm nhiễm rễ gấp 9,35 lần; Số lượng bào
tử gấp 7,91 lần; Số lượng nốt sần gấp 3,03 lần so với công thức đối chứng. Bên cạnh đó,
tỷ lệ che phủ ở công thức VLSH cũng cao hơn hẳn so với đối chứng. Điều này chứng tỏ,
bước đầu VLSH đã phát huy được tính tích cực theo giả thuyết ban đầu, đem lại sự sinh
trưởng và phát triển tốt hơn cho cây trồng.
Hơn thế nữa, khi so sánh các chỉ số đánh giá chất lượng đất trước và sau khi
thí nghiệm thì nhận thấy VLSH đã làm cho tính chất đất chuyển biến nhẹ theo chiều
hướng tốt.
Kết quả sử dụng VLSH mở ra triển vọng ứng dựng quy trình sản xuất VLSH vào
thực tiễn với quy mô lớn nhằm đem lại hiệu quả cao trong việc tái tạo thảm thực vật,
tăng cường độ che phủ và cải tạo tính chất đất,...

8

8


THESIS ABSTRACT

Arbuscular mycorrhizal (AM) is an endosymbiotic fungi in plant roots brings
many benefits to the host plants as increasing the growth and development of planting
crops by enhancing the absorption of nutrients and improving the resistance to the
adverse conditions of the environment. Rhizobium is a symbiosis species with legumes
or Fabaceae plants (Sesbania sesban, Crotalaria pallida Aiton, ...) with ability in
nitrogen fixing and providing for plant growth and improving soil properties.
This subject aim is to use those advantage of mycorrhizal fungi and Rhizobium
in the production of biological materials, research deeply on the capabilities of
maximize exploiting the synergistic effect of AM and Rhizobium leading to restore
faster for revegetaion in general and grass greenery in particular, at the same time to

land reclamation. The purpose of this research is preliminary constructing the
production process of biomaterial for revegetation and testing in revegetation grass
which could make landscape, forward to transfer technology process in the practical
application.
Based on 13 AM strains were isolated from 2 different soil types, 2 AM strains
(Gigaspora SP6 and Dentiscutata nigra) with high biological activities and symbiotic
capabilities on host plants have been selected to produce biomaterial. The green bean
and Calathea lancifolia plants were chosen as hosts for propagation mycorrhizal fungi
by growth time short, root develop fast and strong, capable of producing large biomass
in a short time and suitable for AM symbiosis. From 24 Rhizobium strains isolated on
alluvial soils of Red river, 2 strains (Bradyrhizobium japonicum and Shinorhizobium
fredii) with highest biological activities (adaptive wide temperature and pH, high
antibiotic resistance) were selected as species for biomaterial production.
Main substrate for biomaterial was chosen as the old alluvial soil due to it
including the conditions suitable for AM and Rhizobium growth and development, NPK
15-0-15 be added at a rate of 15g/kg, give effect in stimulating the germination and
growth of AM mycelium and Rhizobium.
The production process of biomaterial is constructed consisting of 5 main steps:
(i) Select, propagation AM and Rhizobium, (ii) substrate treatment, (iii) nutritional
supplements, (iv) adding seeds (if planted by seeds) and (v) mixing and quality
checking before using. Results showed that biomaterial have stable quality and still give
efficient after 6 months production.
9

9


Biomaterials are tested on scene peanut plants (Arachis pintoi) in the
experimental station of faculty of Environment. There was clearly difference in the
growth and development of plants after 8 weeks observation at significant levels among

treatments. In the treatment using biomaterial, grass grow and develop fast, the stem
weight, root weight and root colonization level and spores number significantly higher
than in the control, especially in the root growth parameters: root length in biomaterial
treatment was higher 1.76 times; root weight was higher 3.64 times; The colonization
rate was higher 9.35 times; The spores number was higher 7.91 times; The nodule
number was higher 3.03 times compared to control treatment. Besides, the covered rate
in the biomaterial treatment was also much higher compared to the control. Those
results prove that biomaterial has been promoting positive according to the initial
hypothesis, bringing the growth and development of crops better. Furthermore, the
results of quality soil before and after the tested experiment suggested that biomaterial
given slight changes in soil properties in a good way.
Results using biomaterial opens up promising applying the biomaterial
production processes into practice on a large scale in order to bring highly effective in
revegetation, increasing covered rate and improving soil properties,...

10

10


PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây xanh đóng một vị trí quan trọng trong môi trường sống của chúng ta.
Không chỉ có vai trò cung cấp oxy, hấp thụ khói bụi ô nhiễm, cây xanh còn là một
phần trong kiến trúc cảnh quan. Theo Hàn Tất Ngạn (1999), cây xanh sử dụng
trong việc trang trí cho khuôn viên rất đa dạng từ mảng rừng, khóm cây, mảng hoa,
thảm cỏ…tất cả đều mang những giá trị về thẩm mỹ cao, có ảnh hưởng đến sự
cảm nhận của con người về cảnh quan thiên nhiên. Cây xanh đô thị có thể làm
giảm từ 40% đến 50% cường độ bức xạ mặt trời và hấp thụ 70% đến 75% năng

lượng mặt trời. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cho thấy vỏ cây, tán cây hay thảm
cỏ đều có tác dụng như vật liệu xốp, lá cây và thân cây chia cắt nhỏ sóng âm thanh
từ đó làm giảm được khoảng 30% tiếng ồn (Bùi Ngọc Tấn và cs., 2013).
Tuy nhiên, Việt Nam có tốc độ đô thị hóa nhanh, mật độ xây dựng ngày
càng cao ở một số đô thị lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh,… Luồng di cư của
người dân từ các thành phố vệ tinh hay nông thôn đến các đô thị này đã gây ra
một áp lực lớn với môi trường. Không gian xanh suy giảm nhiều về chất lượng
và số lượng.
Trước thực tế đó, công tác tạo tiểu cảnh khuôn viên với thảm cỏ xanh
đang ngày càng được chú trọng. Đặc biệt trong một diện tích đất eo hẹp cần phải
có biện pháp kỹ thuật để tạo điều kiện cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho
thảm thực vật phát triển. Hiện nay có nhiều biện pháp nhằm cải tạo đất và kích
thích sinh trưởng của cỏ và thảm thực vật, tuy nhiên còn bị hạn chế về mặt kinh
phí, kỹ thuật và hiệu quả chưa cao. Một hướng giải pháp mới có triển vọng trong
ứng dụng thực tiễn là sử dụng vật liệu sinh học từ một số chủng vi sinh vật có
tính năng đặc biệt với hoạt tính sinh học và khả năng cộng sinh cao trên cây chủ
như Mycorrhizae và Rhizobium.
Nấm rễ Arbuscular mycorrhizae (AM) đang nhận được sự quan tâm bởi khả
năng ứng dụng chúng trong thực tế đồng ruộng cũng như đa dạng sinh học, nông
nghiệp bền vững, các chương trình tái tạo rừng và quản lý hệ sinh thái (Gianinazzi
and Schuepp, 1994). Nấm rễ AM có khả năng cộng sinh với cây, giúp cho cây tăng
11

11


cường hấp thu và vận chuyển chất dinh dưỡng (Haystead et al., 1988; Smith and
Read, 2008). Nấm rễ AM cũng giúp thực vật tăng khả năng hút nước (Gavito and
Varela, 1995), đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành kết cấu đất (Miller
and Jastrow, 1991; Hamel et al., 1997), ảnh hưởng đến đa dạng sinh học của các

vùng đất (Jasper, 1994; Van der Heijden et al., 1998), giúp cây chống lại các bệnh
và côn trùng gây hại (Azcon-Aguilar and Barea, 1996). Chính vì vậy, việc sử dụng
nấm rễ như một “cộng sự” của thực vật có thể giúp chúng chống chịu lại các điều
kiện bất thuận, sinh trưởng tốt hơn (Smith and Read, 1997) và nhanh chóng tái tạo
được thảm thực vật che phủ. Bên cạnh đó Rhizobium là vi khuẩn có khả năng cố
định đạm, sống cộng sinh với hệ rễ cây trồng hình thành nên nốt sần ở rễ cung cấp
đạm cho cây trồng và cải thiện tính chất đất.
Việc sử dụng nấm rễ AM trong tái tạo thảm thực vật đã được nghiên cứu
rộng rãi và hiệu quả của chúng đã được chứng minh. Tại Nhật Bản, Marumoto.K
et al. (1999) đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ xử lý nấm rễ để tái
tạo thảm thực vật và rừng cho các sườn dốc tại vùng đất bị phá hủy sau khi núi
lửa phun tại Nagasaki, tạo cảnh quan cho đường cao tốc ở quận Yamaguchi,...
Việc ứng dụng nấm rễ cho cỏ Bermuda để xây dựng và bảo trì sân golf tại
California (Mỹ) cũng đã thu được những kết quả đáng ghi nhận (Mike
Amarathus, 2001). Trên thế giới, Rhizobium cũng được ứng dụng nhiều trong
sản xuất phân đạm sinh học và phân hữu cơ vi sinh nhằm tăng năng suất cây
trồng hay ứng dụng công nghệ Rhizobium cho keo lai, keo tượng tại vườn ươm
và rừng trồng đều thu được hiệu quả rõ rệt.
Ở Việt Nam, một số tác giả đã nghiên cứu xử lý AM cho cây trồng và khẳng
định xử lý nấm rễ có tác dụng làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển của cây
chủ và sự thiết lập mối quan hệ cộng sinh của nấm rễ trên cây chủ giúp cho cây
có sức sống cao hơn, có khả năng chống chịu tốt hơn với các điều kiện bất lợi
của môi trường sống (Nguyễn Thị Minh 2005, 2007; Nguyễn Văn Sức, 2005,
2007). Phan Quốc Hưng và cs. (2010) đã sử dụng nấm rễ là một trong các loại vi
sinh vật kết hợp với thực vật để xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm kim loại nặng
do khả năng chống chịu và chuyển hóa khoáng chất cao của nấm rễ trong đất. Sử
dụng AM cũng làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển của cây nông nghiệp và
lâm nghiệp, cả trong vườn ươm cũng như cây trưởng thành (Lê Quốc Huy và
Nguyễn Minh Châu, 2006).
12

12


Như vậy có thể nói nấm rễ AM và Rhizobium đều đóng vai trò đặc biệt
quan trọng trong sinh thái học của cây và đất, sự tăng cường sinh trưởng của các
loài vi sinh vật này sẽ giúp cho sự thiết lập một hệ sinh thái đa dạng, bền vững và
trở thành yếu tố quan trọng cho sự tái tạo thành công thảm thực vật. Tuy nhiên,
thực tế hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về khả năng kết hợp hai loại vi sinh
vật này và ứng dụng chúng trong thực tế.
Xuất phát từ thực tiễn đó, với mong muốn phát triển kỹ thuật tạo cho đô thị
Việt Nam một không gian xanh mới mẻ đầy sức sống, chúng tôi tiến hành thực
hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo
thảm cỏ làm tiểu cảnh cho khuôn viên”.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
•

Xây dựng được quy trình sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm cỏ làm tiểu

•

cảnh cho khuôn viên.
Bước đầu đánh giá được hiệu quả của vật liệu sinh học trong tái tạo thảm cỏ làm
tiểu cảnh.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
-

Vật liệu sinh học
Vật liệu nghiên cứu

-

Giống vi sinh vật: Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae, vi khuẩn cố

-

định đạm Rhizobium.
Thực vật: giống cây họ hòa thảo.
Một số nguyên liệu có thể dùng để làm nguyên liệu cho vật liệu sinh học: đất,
than bùn, rơm rạ, phân rác.
Phạm vi nghiên cứu

• Cỏ lạc cảnh: Arachis pintoi
• Thời gian: từ tháng 01/2015 – tháng 11/2015
• Địa điểm: Học viện Nông Nghiệp Việt Nam.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
CỦA ĐỀ TÀI
- Những đóng góp mới

13

13


Trước đây đã có những đề tài nghiên cứu về khả năng ứng dụng đặc tính
cố định đạm của Rhizobium để sản xuất phân bón vi sinh hay ứng dụng các đặc
tính tốt của các chủng giống AM để thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây
trồng. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đề cập đến sự kết hợp hai nhóm VSV
AM và Rhizobium, nghiên cứu này không chỉ khai thác được các đặc tính tốt của

từng loại vi sinh vật, mà còn phát huy hiệu quả hiệp đồng của AM và Rhizobium
để tạo thành quy trình sản xuất loại vật liệu sinh học nhằm tăng cường sự phát
triển của cây trồng, tái tạo thành công thảm thực vật tạo nên không gian xanh,
làm cảnh quan cho các khuôn viên.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Với thực tế hiện nay ở các đô thị lớn là không gian xanh đang ngày càng
bị thu hẹp một cách nghiêm trọng, thay vào đó là các tòa nhà cao tầng và sự bê
tông hóa. Diện tích mảng xanh còn lại trong đô thị khá ít ỏi, đề tài đã góp phần
giải quyết được vấn đề cấp thiết là với một diện tích eo hẹp nhưng cây trồng vẫn
sinh trưởng và phát triển tốt và lại còn đem lại cảnh quan đẹp cho khuôn viên.

14

14


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. THẢM THỰC VẬT XANH VÀ KIẾN TRÚC CẢNH QUAN TRONG
ĐÔ THỊ
2.1.1. Thảm thực vật xanh
Có nhiều khái niệm về thảm thực vật:
Theo Trần Đình Lý (1998) thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở
một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thực vật trên bề mặt trái đất.
Theo Thái Văn Trừng (1978) thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ
trên bề mặt trái đất như một tấm thảm xanh.
Thảm thực vật xanh trong đô thị được hiểu là cây xanh đô thị, trong phạm vi
nghiên cứu của để tài thì thảm thực vật ở đây được hiểu là thảm cỏ che phủ. Không
gian xanh là phần diện tích được bao phủ xanh (bằng cây, cỏ) trên mặt đất. Tất cả
các diện tích từ lớn đến nhỏ đều được tính vào diện tích không gian xanh.
Theo Nghị định số 64/2010 NĐ-CP về quản lý cây xanh đô thị thì khái

niệm về cây xanh đô thị được định nghĩa như sau:
Cây xanh đô thị gồm cây xanh sử dụng công cộng, cây xanh sử dụng hạn
chế và cây xanh chuyên dụng trong đô thị.
Cây xanh sử dụng công cộng đô thị là các loại cây xanh được trồng trên
đường phố (gồm cây bóng mát, cây trang trí, dây leo, cây mọc tự nhiên, thảm cỏ
trồng trên hè phố, dải phân cách, đảo giao thông), cây xanh trong công viên,
vườn hoa; cây xanh và thảm cỏ tại quảng trường và các khu vực công cộng khác
trong đô thị.
2.1.2. Vai trò của tiểu cảnh xanh đối với môi trường đô thị
Để bảo vệ môi trường và cải thiện không gian sống đô thị, ngoài các biện
pháp giảm thiểu nguồn ô nhiễm thì việc sử dụng cây xanh có vai trò vô cùng
quan trọng. Hệ thống cây xanh có những chức năng sau:
•

Hệ thống cây xanh có tác dụng cải thiện khí hậu vì chúng có khả năng ngăn chặn
và lọc bức xạ mặt trời, ngăn chặn quá trình bốc hơi nước, giữ độ ẩm đất và độ ẩm
không khí thông qua việc hạn chế bốc hơi nước, kiểm soát gió và lưu thông gió.

15

15


•

Cây xanh có tác dụng bảo vệ môi trường: Lọc khí CO 2 và cung cấp O2, ngăn giữ
các chất khí bụi độc hại. Ở vùng ngoại thành, cây xanh có tác dụng chống xói
mòn, điều hoà mực nước ngầm. Cây xanh còn có tác dụng hạn chế tiếng ồn nhất
là ở khu vực nội thành.

•

Cây xanh có vai trò quan trọng trong kiến trúc và trang trí cảnh quan. Những tính
chất của cây xanh như: hình dạng (tán lá, thân cây), màu sắc (lá, hoa, thân cây,...)
là những yếu tố trang trí làm tăng giá trị thẩm mỹ của công trình kiến trúc cũng
như cảnh quan chung (Phạm Ngọc Đăng, 2014).

•

Ngoài chức năng trang trí, tăng thêm vẻ đẹp thẩm mỹ cây xanh còn có tác dụng
kiểm soát giao thông. Việc kiểm soát giao thông bao gồm cả xe cơ giới và người
đi bộ. Các bụi thấp, bờ dậu, đường viền cây xanh trong vườn hoa công viên vừa
có tác dụng trang trí vừa có tác dụng định hướng cho người đi bộ.
Như vậy, ngoài chức năng là sinh vật sản xuất như trong các hệ sinh thái
khác (hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái nông nghiệp...), cây xanh trong hệ sinh thái đô
thị còn có chức năng quan trọng hơn đó là bảo vệ môi trường và trang trí cảnh quan.
Người ta thường ví cây xanh đối với môi trường đô thị như một màng lọc
bụi. Ở các đô thị, lượng bụi phát sinh là tương đối lớn, khi gió thổi không khí
xuyên qua cây xanh, hàm lượng bụi trong không khí sẽ được các lá cây giữ lại
phần lớn làm cho không khí trong sạch hơn. Cây càng rậm rạp và lá càng xù xì
thì bụi càng dễ bám. Khi lá cây đã bám đầy bụi trời mưa sẽ rửa sạch lá và lá lại
tiếp tục chu kỳ lọc bụi của mình. Tổng lượng bụi được bám giữ trên một cây có
tán lá lớn, rậm có thể đạt từ 10 – 30 kg. Nồng độ bụi trong không khí thổi qua
cây xanh có thể giảm đi từ 20 – 60% (Phạm Ngọc Đăng, 2014).
Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, cây xanh tiến hành quang hợp hấp
thụ khí CO2 và nhả oxy góp phần làm giảm thiểu khí nhà kính. Bên cạnh đó, hơi
nước thoát ra từ các lỗ khí khổng sẽ làm giảm nhiệt độ không khí nóng bức xung
quanh. Vì vậy, so với vùng đất trống không trồng cây, nhiệt độ không khí ở vùng
cây xanh ban ngày thấp hơn từ 1-3 0C, hàm lượng oxy trong không khí lớn hơn
tới 20%, độ ẩm tăng từ 2-5%. Do đó, mỗi người dân đô thị đều cần có một diện

tích không gian xanh nhất định (10m 2 đối với cây xanh và 25m2 đối với thảm cỏ)
để đảm bảo được chất lượng không khí (Hồng Vân, 2015).

16

16


2.1.3. Kiến trúc cảnh quan trong đô thị
Kiến trúc cảnh quan là nghệ thuật, lập kế hoạch phát triển, thiết kế, quản
lý, bảo tồn và phục chế lại cảnh quan của khu vực và địa điểm xây dựng của con
người. Phạm vi hoạt động của kiến trúc cảnh quan liên quan đến thiết kế kiến
trúc, thiết kế tổng mặt bằng, phát triển bất động sản, bảo tồn và phục chế môi
trường, thiết kế đô thị, quy hoạch đô thị, thiết kế các công viên và các khu vực
nghỉ ngơi giải trí và bảo tồn di sản (Ngô Thế Thi, 2009).
Theo quan điểm trên thì kiến trúc cảnh quan là chuyên ngành rộng. Nó
bao gồm cả quy hoạch đô thị, nông thôn, quy hoạch không gian, phân tích xã hội
và thiết kế đô thị... Tuy nhiên, điều khác biệt cơ bản từ khi kiến trúc cảnh quan ra
đời (giữa thế kỷ XIX) đó là nó đặt khái niệm “môi trường” làm trung tâm nghiên
cứu (environment is the core concept), khác với quan điểm của nhà quy hoạch và
kiến trúc sư (human is the core concept) (Ngô Thế Thi, 2009).
2.2. HIỆN TRẠNG KIẾN TRÚC CẢNH QUAN, THẢM THỰC VẬT
TRONG ĐÔ THỊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
2.2.1. Kiến trúc cảnh quan và và thảm thực vật đô thị trên thế giới
Ở các đô thị lớn, đi cùng hệ thống sông hồ là hệ thống cây xanh làm tăng
thẩm mỹ cảnh quan, tạo ra sự phong phú về hình khối, màu sắc. Hơn thế, các
công trình kiến trúc vốn nhân tạo, khi được kết hợp với kiến trúc tự nhiên sẽ tạo
ra sự hài hòa và tăng tính sinh thái trong kiến trúc.
Tuy nhiên, hiện chỉ tiêu cây xanh đô thị của Việt Nam khá “khiêm tốn”,
đặc biệt là khi so với nhiều đô thị trên thế giới. Nếu như Singapore có diện tích

cây xanh đến 30,3 m2/người, Seoul là 41 m2/người, Berlin (Đức) 50m2/người,
Moscow (Nga) 44m2/người, Paris (Pháp) 25m2/người… thì Hà Nội chỉ đạt
khoảng 2m2/người, bằng 1/10 chỉ tiêu cây xanh của các thành phố hiện đại trên
thế giới (khoảng 20m2 - 25m2 cây xanh/người) và theo quy hoạch đến năm 2030,
tỷ lệ cây xanh của Hà Nội mới được nâng lên thành 10-12m 2/người. Tất nhiên để
có được thảm thực vật xanh đa dạng, một lá phổi sống khỏe mạnh cho thành phố
và đô thị là cả một quá trình với nhiều cách làm sáng tạo. Trên thế giới, đã có rất
nhiều quốc gia phát động phong trào kiến tạo không gian xanh trong đất nước.
Trào lưu mang thiên nhiên vào không gian sống của riêng mình đã trở nên rất
gần gũi và phổ biến như ở thủ đô Copenhagen (Đan Mạch), thành phố Reykjavik
(Iceland), thành phố Malmo (Thụy Điển), Vancouver (Canada), Ecuador, Sydney
(Australia), Colombia, thành phố Curitiba (Brazil), Anh…
17

17


Tại Australia, hai thành phố Sydney và Melbourne đã áp dụng hình thức
xanh hóa mái nhà tại các trung tâm thương mại nhằm thu hút du khách đồng thời
cải thiện môi trường cho cư dân và người lao động tại đây. Chính quyền thành
phố khuyến khích người dân trồng cây trên mái nhà và biến tường công sở thành
những bức tường xanh. Hình thức trồng cây trên mái nhà cũng hết sức đa dạng,
từ các hộp xốp trồng cây cỡ nhỏ và đơn giản cho tới cả khu vườn có diện tích lên
tới 2.600m2 trên nóc tòa nhà MCentral ở phố Harris, khu Pyrmont, thành phố
Sydney…
Hơn 30 năm trước, thành phố Portland thuộc bang Oregon, Mỹ đã dẫn đầu
quy hoạch xanh bằng cách phá bỏ một tuyến đường cao tốc sáu làn và phát triển
một công viên bờ sông tại đó. Hiện tại ở Portland có khoảng hơn 36.000ha không
gian xanh; 119km đường đi bộ và đi xe đạp; hơn 25 triệu héc ta rừng và trang
trại. Ít ai biết rằng, trước đây Portland từng là thành phố nằm thứ hai trong danh

sách “Những thành phố gây ô nhiễm nhiều nhất thế giới”.
Tại quốc đảo Singapore, mỗi đường phố của đảo quốc này trồng một loại
cây với chiều cao được khống chế và cắt tỉa tạo dáng phù hợp. Cây xanh thân gỗ
che bóng mát, dây leo, cây bụi và các loại hoa được trồng trên những con phố,
công viên, các công trình công cộng, khu bảo tồn thiên nhiên đã tạo nên không
gian xanh mát của quốc gia này. Dọc theo những đại lộ chính của Singapore là
những hàng cây me Tây đã nhiều tuổi, có độ che phủ và tỏa bóng rộng đến 30m
đường kính. Điểm đặc biệt của loại cây này ban ngày lá cây xanh tươi nhưng chiều
tối khép lại và hoa tỏa hương đêm. Những nhà thiết kế cây xanh thành phố này đã
tận dụng đặc điểm của loại cây nhằm tận dụng bóng mát vào ban ngày và hạn chế
việc lá cây che khuất hệ thống chiếu sáng công cộng vào ban đêm.
Với Curitiba (Brazil), thành phố này là một điển hình cho sự ưu đãi về
thuế để phát triển các dự án về môi trường và sinh thái. Hồ và công viên ở nơi
đây không chỉ đơn thuần là để thưởng thức mà còn giúp giải quyết vấn đề lũ lụt.
Thành phố có hơn 30 công viên và một lượng cây xanh đáng kể. Trong vòng 30
năm, Curitiba đã tăng không gian xanh trung bình từ 1m 2/người lên 52m2/người và
con số này hứa hẹn vẫn sẽ tiếp tục tăng. Nhân dân thành phố cùng nhau trồng 1,5
triệu cây xanh dọc theo đường cao tốc của thành phố. Thuế tài sản được loại bỏ
hoàn toàn cho những trường hợp chủ đất duy trì từ 70% đến 100% rừng bản địa.
Bằng rất nhiều cách thức, từng thành phố trên thế giới đã có những sáng
tạo riêng để dần may cho mình tấm áo xanh thân thiện với môi trường, duy trì nét
đẹp và sự mềm mại cho đô thị (Hồng Vân, 2015).
18

18


2.2.2. Kiến trúc cảnh quan và và thảm thực vật đô thị tại Việt Nam
Singapore là một quốc gia này đã áp dụng chiến lược vườn tường, vườn
mái, vườn ở bất cứ nơi đâu để đi đâu cũng là màu xanh thiên nhiên. Với 300

công viên và 9.000 ha cây xanh, diện tích cây xanh ở Singapore chiếm xấp xỉ
50% diện tích lãnh thổ, là tỷ lệ đáng mơ ước của nhiều thành phố trên thế giới.
Với thành tựu đáng nể, Singapore là hình mẫu lý tưởng cho các quốc gia
khác noi theo, trong đó có Việt Nam. Thực tế, một số khu đô thị tại Việt Nam đã
ứng dụng bài học thực tiễn đó vào việc xây dựng, quy hoạch các khu dân cư. Cây
xanh không chỉ liên tục được trồng thêm và trồng mới trên các tuyến đường,
công viên mà còn được bổ sung vào quy hoạch tổng thể của các khu đô thị và
khu dân cư mới (Hồng Vân, 2015).
Hiện nay, không gian xanh đã trở thành tiêu chí để đánh giá chất lượng
cuộc sống và văn minh đô thị tại Việt Nam. Điều này thể hiện tại các khu đô thị
mới, chung cư, cao ốc văn phòng… những nơi này có giá trị hơn, thu hút khách
hàng hơn là nhờ vào cảnh quan môi trường, nhờ vào những mảng xanh trong
không gian như khu Thảo Điền (quận 2, thành phố Hồ Chí Minh), đặc biệt là khu
đô thị Phú Mỹ Hưng (quận 7, thành phố Hồ Chí Minh) với diện tích phủ xanh là
124 ha trên tổng 433 ha quy hoạch tổng thể.
Ngoài 2 công viên có diện tích lớn là công viên Hồ Bán Nguyệt rộng hơn
70.000m2, công viên nối dài ở khu dân cư Nam Viên có tổng diện tích khoảng
45.000m2 thì Phú Mỹ Hưng còn có hệ thống các công viên, mảng xanh có diện
tích từ 1.000m2 đến 80.000m2 cùng hàng trăm công viên nội khu. Đây vừa là
điểm đến thư giãn cho cư dân vừa là những con đường kết nối người dân từ nhà
đến các khu tiện ích đô thị.
Các khu đô thị ngày nay không chỉ sang trọng vì cơ sở hạ tầng được đầu
tư, quy hoạch tốt mà còn thể hiện được sự hài hòa giữa các công trình kiến trúc
với thiên nhiên, mang lại bầu không khí trong lành… (Phương Thảo, 2014).
2.3. VẬT LIỆU SINH HỌC
2.3.1. Khái niệm, phân loại
Khái niệm: Ngành học về vật liệu sinh học (khoa học VLSH) nghiên cứu
các tính chất vật lý, hóa học, sinh học của các vật liệu và tương tác giữa các vật
liệu này với môi trường sinh học. Sự nghiên cứu và phát triển mạnh nhất là
hướng đến việc tổng hợp, tối ưu hóa, xác định đặc tính, thử nghiệm và đánh giá

đặc điểm sinh học của các tương tác vật chủ - vật liệu. Hầu hết các VLSH gây ra
19

19


một phản ứng sinh học không đặc hiệu và rập khuôn. Hiện nay, các nhà khoa học
đang nỗ lực hướng đến việc phát triển các bề mặt đã được kĩ nghệ để có thể phù
hợp với một ứng dụng cụ thể (Trần Lê Bảo Hà, 2012).
VLSH là vật liệu có chứa các thông tin di truyền, có khả năng tự tái tạo
hoặc được tái tạo trong hệ thống sinh học, ví dụ như tế bào, gen, cây chuyển gen.
-

Phân loại: phân loại theo chất mang có thể chia VLSH thành 2 loại:
+ VLSH được phối trộn theo phương pháp phối trộn chất mang không
thanh trùng: tất cả các nguyên liệu dùng để sản xuất VLSH được phối trộn với
nhau trong điều kiện tự nhiên.
+ VLSH được phối trộn theo phương pháp phối trộn chất mang có thanh
trùng: các nguyên liệu dùng để sản xuất VLSH được phối trộn với nhau trong
điều kiện vô trùng (Trần Lê Bảo Hà, 2012).
2.3.2. Thành phần và nguyên liệu sản xuất vật liệu sinh học
Các thành phần cơ bản của VLSH gồm có: cùng với chất hữu cơ, VSV sống
trong đất, nước, vùng rễ cây có ý nghĩa quan trọng trong mối quan hệ giữa cây
trồng, đất và phân bón. Hầu như mọi quá trình xảy ra trong đất đều có sự tham
gia trực tiếp hoặc gián tiếp của VSV: mùn hóa, khoáng hóa, giải phóng chất dinh
dưỡng vô cơ từ hợp chất khó tan hoặc tổng hợp chất dinh dưỡng từ môi trường
(Trần Lê Bảo Hà, 2012).
+ Giống VSV: VSV là những sinh vật có kích thước nhỏ, được quan sát
dưới kính hiển vi bao gồm cả virus, vi khuẩn, nấm, tảo… Chúng có nhiều vai trò
quan trọng đối với môi trường như: làm tăng độ phì nhiêu của đất, cải tạo đất, xử

lý ô nhiễm môi trường đất, nước, cung cấp các chất dinh dưỡng dễ tiêu từ quá
trình cố định đạm hay phân hủy các chất khó tiêu thành các chất dễ tiêu cho cây
trồng sinh trưởng, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông sản…Việc
lựa chọn giống VSV để bổ sung vào VLSH phải đảm bảo yêu cầu, đó là các
chủng VSV có ích đã được tuyển chọn có hoạt lực, khả năng cạnh tranh cao, có
mật độ đạt tiêu chuẩn quy định và không có khả năng gây hại. Việc sử dụng đặc
biệt là các chủng nấm rễ nội cộng sinh AM để làm VLSH ứng dụng trong lĩnh
vực nông nghiệp đã được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới (Marumoto.K et
al., 2006; Mikeamarathus, 2011; M.A.U. Mridha, 2003).
+ Chất nền: Là chất để VSV được cấy vào đó, cung cấp môi trường thuận
lợi cho VSV tồn tại và phát triển, bên cạnh đó nó còn tạo điều kiện thuận lợi cho
20

20


vận chuyển, bảo quản, sử dụng và duy trì hiệu lực của VLSH. Chất nền phải chứa
một lượng dinh dưỡng nhất định, đảm bảo cung cấp được dinh dưỡng để VSV
tồn tại. Không được chứa chất có hại cho VSV, cho người, động thực vật, môi
trường sinh thái và chất lượng nông sản… (Nguyễn Như Hà, 2011).
Chất nền được sử dụng trong sản xuất VLSH khá phong phú, thường được
sử dụng các loại chất mang dạng vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xương, bột
vỏ sò) hay chất mang dạng hữu cơ (than bùn, bã nấm, phế thải nông nghiệp, rác
thải) (Nguyễn Như Hà, 2011).
Chất mang dạng vô cơ đều là các dạng phân lân thiên nhiên, chỉ được
dùng để bón lót và nên bón lót sớm vào đất để cung cấp lân tốt hơn cho cây trồng,
thường bón theo hàng, theo hốc, càng gần rễ cây càng tốt, rất phù hợp cho cải tạo
đất. Tuy nhiên hiệu lực của phân lân tự nhiên phụ thuộc vào độ mịn của phân và kéo
dài qua nhiều vụ, phân này chỉ phát huy được hiệu quả khi bón đủ đạm và các loại
phân khác, nhất là đất nghèo dinh dưỡng (Nguyễn Như Hà, 2011).

Chất mang dạng hữu cơ có đặc điểm là không tan trong nước, thường có
phản ứng trung tính hay kiềm yếu, có tác dụng cải tạo đất khá toàn diện nhưng
cần thời gian dài và hàm lượng lớn. Về mặt dinh dưỡng, chất mang dạng hữu cơ
là những phân đa yếu tố, nhưng có tỷ lệ các chất dinh dưỡng đều thấp, các chất
trong phân đều ở dạng khó tiêu cho cây trồng. Nếu sử dụng loại phân này khó có
thể đáp ứng được điều kiện dinh dưỡng của cây trồng đặc biệt là thời kỳ sinh
trưởng và thời kỳ cây có nhu cầu dinh dưỡng cao (Nguyễn Như Hà, 2011).
+ Chất phụ gia: Ngoài ra, trong thành phần của VLSH còn có thể có các
chất dinh dưỡng cho cây trồng. Phân bón là nguồn cung cấp chủ yếu dinh dưỡng
vô cơ cho cây trồng thông qua quá trình hô hấp của rễ, vì thế nên phân bón được
sử dụng để bổ sung vào VLSH nhằm nâng cao giá trị sử dụng của vật liệu. Tuy
nhiên việc lựa chọn chất phụ gia để bổ sung vào VLSH phải chú ý tính phù hợp
đối với sự có mặt của VSV có trong VLSH (Nguyễn Như Hà, 2011).
2.4. NẤM RỄ MYCORRHIZAE
-

2.4.1. Khái niệm, phân loại
Khái niệm: Trong đất có rất nhiều loại VSV như nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn, tảo,...
Chúng phân bố theo điều kiện tự nhiên, địa lý, thực bì, đất đai, loài cây khác
nhau, thậm chí theo mùa khác nhau và thường tụ tập quanh rễ cây. Hầu hết các
loài thực vật khai thác tiềm năng đất trồng nhờ sự giúp ích của các VSV trong đó
21

21


có một số loài nấm gọi là Mycorrhizae (nấm rễ). Từ Mycorrhizae là một thuật
ngữ được Frank sử dụng lần đầu tiên vào năm 1885 khi phát hiện mối liên hệ
giữa sợi nấm và rễ cây trên cây thông và một số loại cây lá rộng. Xuất phát từ tên
gọi rễ cây ở Hy Lạp “Myker” và “Rhiza”. Sau đó ghép từ tiếng anh “Myco”

thành Mycorrhizae, nghĩa là nấm rễ (Trần Văn Mão, 2011).
Nấm rễ là hiện tượng cộng sinh thực vật phổ biến trong tự nhiên. Nấm cộng sinh
được nhận từ cơ thể thực vật nguồn Cacbon và các chất dinh dưỡng mà thực vật
cũng nhận được dinh dưỡng và nước cần thiết, chúng giúp nhau cùng có lợi. Nấm rễ
xuất hiện ở hầu hết các loại cây trồng khác nhau, đặc biệt xuất hiện nhiều ở các quần
xã thực vật có tính đa dạng cao như rừng nhiệt đới hay đồng cỏ ôn đới, có tỷ lệ thấp
hơn trong đất khô cằn hay đất nhiều chất dinh dưỡng (Trần Văn Mão, 2011).
-

Phân loại: Dựa vào một vài kiểu kết hợp khác nhau giữa nấm và cây chủ mà
chúng được chia làm 3 nhóm chính là: Ectomycorrhizae; Endomycorrhizae;
Ectoendmycorrhizae (Trần Văn Mão, 2011; Trần Thị Dạ Thảo, 2007).
+ Ectomycorrhizae:
Là loại Mycorrhizae ngoại cộng sinh, cộng sinh với rễ cây chủ theo kiểu
nấm bao quanh rễ dinh dưỡng chưa hóa gỗ, không xuyên qua mô tế bào mà chỉ kéo
dài giữa các vách tế bào. Đặc trưng cơ bản của chúng là sợi nấm phát triển trên bề
mặt rễ được gọi là những sợi khuẩn ty của bề mặt rễ. Các sợi khuẩn ty không ăn sâu
vào trong các tế bào gốc nhưng phát triển một mạng trong không gian ngoại bào
được gọi là Hartig. Do tác động của Mycorrhizae bộ rễ ngắn, to, giòn và có màu sắc
khác nhau, tán rễ biểu bì không có lông hút, bề mặt màng có nhiều sợi nấm kéo dài
ra. Ectomycorrhizae nói chung không có hình dạng và màu sắc nhất định, rất dễ
nhận biết bằng mắt thường. Hầu hết sự kết hợp Ectomycorrhizae được hình thành
giữa nấm cộng sinh với cây nấm (mushroom) và giữa nấm cộng sinh với cây gỗ lớn
trong rừng như bạch dương, sồi, thông, liễu
+ Endomycorrhizae:
Là loài nấm cộng sinh kết hợp với rễ cây theo kiểu sợi nấm xuyên qua
tế bào và rễ cây chủ hình thành nên các cấu trúc đặc trưng là versicles và
arbuscules nên có thể gọi là Vesicular Arbuscular Mycorrhizae (VAM), bề mặt rễ
sẽ không hình thành màng nấm mà chỉ có các sợi lưa thưa, lông hút vẫn giữ
nguyên. Tuy nhiên, sợi nấm vẫn kéo dài giữa gian bào nhưng không hình thành

mạng lưới Hartig. Sợi nấm xuyên qua vách tế bào vào trong hình thành vòi hút.
Những loài này rất khó phân biệt bằng mắt thường.
22

22


Căn cứ vào kết cấu sợi nấm có vách ngăn và vòi hút, người ta chia ra 2
loại là không có vách ngăn và có vách ngăn (Trần Văn Mão, 2011; Trần Thị Dạ
Thảo, 2007).
+ Ectoendmycorrhizae
Là loài nấm Mycorrhizae nội ngoại cộng sinh có đặc trưng của cả 2
loại Ectomycorrhizae và Endomycorrhizae (Trần Văn Mão, 2011; Trần Thị
Dạ Thảo, 2007).
2.4.2. Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM)
Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM) khi cộng sinh trên
thực vật phân hóa thành các dạng cấu trúc khác nhau bao gồm:
-

Cấu trúc trong rễ ngăn:
+ Sợi nấm (Hypha): Không có vách ngăn khi còn non và đâm nhánh bên
trong lớp vỏ rễ hình thành nên cấu trúc bụi và túi.
+ Bụi (Arbuscule): Phân nhánh ngoằn nghèo trong tế bào vỏ.
+ Túi (Vesicles): Là cấu trúc dự trữ dinh dưỡng cho nấm.

-

Cấu trúc trong đất: Bào tử và sợi nấm:
+ Bào tử: Vô tính, hình cầu lớn (đường kính: 20 – 1000µm) nó được tạo
thành từ sợi nấm trong đất hoặc rễ.

+ Sợi nấm: Mạng lưới sợi nấm trong đất có hình dạng sợi mỏng, chức năng
của nó là ống dẫn để hấp thu chất dinh dưỡng.
Trong đó:
+ Bào tử: Là chỗ phình to lên của sợi nấm, bào tử được hình thành khi
dinh dưỡng đã cạn và sự kết hợp giữa nấm và cây chủ bị già yếu. Bào tử chứa
đựng lipid, tế bào chất và nhiều nucleid.
+ Sợi nấm: Sự kết hợp Mycorrhiza bắt đầu bằng sự nảy mầm của bào tử
khi có sự hiện diện của rễ. Sợi nấm có khả năng phát triển giới hạn, chúng sẽ
chết sau vài tuần khi nảy mầm mà không gặp rễ ký chủ. Chúng có nhiệm vụ hấp
thu chất dinh dưỡng và làm gia tăng sự kết hợp với rễ và hình thành bào tử nấm.
Bụi: Bụi phân nhánh rất phức tạp và được hình thành bên trong tế bào vỏ
rễ. Bụi được hình thành từ sự chia đôi của nhánh và sự nén bề rộng của sợi nấm,
bắt đầu từ thân sợi nấm (đường kính: 5-10µm) và kết thúc bằng sự phát triển
mạnh của cành nhánh sợi nấm (đường kính 1µm). Bụi được xem là vị trí chủ đạo
để trao đổi dinh dưỡng giữa nấm và cây chủ.
23

23


Túi: Túi phát triển để tích lũy sản phẩm dự trữ ở nhiều loại VAM. Túi là
chỗ phình to lên của sợi nấm trong tế bào vỏ rễ, nó chứa lipid và tế bào chất. Túi
có thể nằm trong hoặc ngoài gian bào. Túi có chức năng như yếu tố lan truyền
giống (Trần Văn Mão, 2011; Trần Thị Dạ Thảo, 2007).
-

2.4.3. Mối quan hệ cộng sinh giữa AM và cây chủ
Cơ chế cộng sinh giữa AM và cây chủ:
Trong dạng cộng sinh AM, sợi nấm xâm nhập vào tế bào vỏ rễ, phát triển
bên trong tế bào và hình thành những cấu trúc dạng bụi (arbuscules) hay dạng

bọng (vesicules). Cấu trúc Arbuscules do các cành nhánh của sợi nấm được bao
gọn bên trong huyết tương của tế bào nguyên vẹn của cây chủ và làm tăng bề mặt
tiếp xúc của sợi nấm và nguyên sinh chất của tế bào rễ giúp cho việc trao đổi dinh
dưỡng giữa nấm và thực vật trở nên hiệu quả hơn (Nancy clooins Jonhnson, 2007).
Mối quan hệ tương hỗ này cung cấp cho nấm một lượng cacbon đáng kể
như glucoza, saccaroza được tạo ra từ quá trình quang hợp của cây.
Cacbonhydrat được chuyển từ lá đến rễ và sau đó đến hệ thống sợi nội bào của
nấm đã liên kết chặt chẽ với tế bào rễ. Ngược lại, cây nhận được nhiều khoáng
chất và nước hơn từ hệ sợi lan tỏa của nấm trong đất. Hệ sợi xâm nhập bên trong
có thể đâm nhánh ra ngoài và phát triển dài dọc theo bề mặt rễ và hình thành
thêm nhiều điểm xâm nhập vào rễ hơn. Chúng cũng phát triển đi vào sợi đất, sợi
nấm kết các hạt đất lại. Smith (1990) đã chỉ ra rằng chiều dài sợi nấm phát triển
trong đất ước lượng trung bình là khoảng 1m sợi nấm trên 1cm rễ. Mạng lưới sợi
nấm này có thể mở rộng hàng nghìn centimet bên ngoài từ bề mặt rễ cây, đi qua
khu vực cạn kiệt dinh dưỡng cho rễ hấp thu những khoáng kém linh động từ
trong đất cung cấp cho cây trồng (Smith, 1990).

-

Vai trò của cây chủ đối với nấm rễ: Chủ yếu là nấm rễ lấy nguồn dinh dưỡng
Cacbon từ cây chủ để sinh trưởng và phát triển. Bên cạnh đó, rễ của cây chính là
giá đỡ để bào tử nấm rễ có thể cộng sinh với cây trồng (Trần Văn Mão, 2011;
Geogre E, 1995).

-

Vai trò của nấm rễ: Nấm rễ có vai trò rất quan trọng trong đời sống thực vật ở
cạn, chúng có vai trò thực tiễn trong nền kinh tế, khoa học và các chu trình vật
chất, năng lượng trong tự nhiên (Brudrett MC, 2012).
+ Mở rộng diện tích hấp thu của rễ cây: Sợi nấm cộng sinh là cơ quan hấp

thu chủ yếu của rễ thực vật, nấm rễ làm tăng diện tích bề mặt hấp thụ của rễ cây từ
24

24


10 – 100 lần, do đó cải thiện đáng kể khả năng tận dụng dinh dưỡng từ đất và tăng
khả năng hòa tan các chất như P, Fe để cây hấp thụ. Quá trình lấy dinh dưỡng của
cây trồng dễ dàng hơn và cây không đòi hỏi nhiều phân bón. Nấm rễ tạo thành một
mạng lưới phức tạp để cây huy động các chất dinh dưỡng. Trong điều kiện không
có nấm rễ, dinh dưỡng có thể bị mất khỏi đất do bị rửa trôi (Sefi, 2010).
+ Hình thành chất kích thích sinh trưởng: Trong quá trình cộng sinh với rễ
cây, nấm rễ hình thành nhiều chất kích thích sinh trưởng như Auxin, Cytokinin,
Gibberelin, Vitamin B1, IAA (Trần Văn Mão, 1999).
+ Tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng: Sự gia tăng về số lượng của sợi nấm
trong đất giúp rễ cây có thể hấp thu dinh dưỡng tốt hơn, vì vậy mà làm gia tăng
khả năng hấp thu dinh dưỡng bị cố định, đặc biệt là Photpho (P) – là một nguyên
tố rất quan trọng đối với cây trồng, có nhiều trong đất nhưng ở dạng khó hấp thu.
Trong đất có lượng P nhất định, những gốc Photphat khó di động, kết hợp với các
ion Fe, Al, Na cố định trong đất tạo thành các P không tan, cây trồng không hấp
thụ được, số P không hấp thụ được đó chiếm 90 – 95%, chỉ có một lượng rất ít P
hòa tan được cây sử dụng. Nấm rễ sản sinh ra enzim photphotaza chuyển P
không tan thành P hòa tan giúp cây trồng có thể dễ dàng sử dụng (Zaki, 2008).
Đã có rất nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón đến hoạt động của
AM và cây chủ. Tiêu biểu như năm 1995, Geogre và cộng sự đã công bố những
nghiên cứu về sự cần thiết của photpho đối với mọi loại nấm cộng sinh.
Năm 2001, khi nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm và độ phì nhiêu của đất
đến phân bố AMF, Augree (2001) nhận thấy: Mức độ đa dạng AMF tỷ lệ thuận
với phần trăm lượng chất hữu cơ và tỷ lệ nghịch với hàm lượng Ca, Mg và P
trong đất. Số lượng bào tử tăng đồng thời với mức tăng hàm lượng chất hữu cơ

và N trong đất, giảm khi hàm lượng Ca, Mg và P cao.
+ Phương tiện quan trọng làm nhiệm vụ vận chuyển cacbon vào trong đất
chính là nấm rễ. Theo nhà khoa học về đất người Úc Christine Jones, loài cây
nào có nấm rễ sẽ vận chuyển được nhiều cacbon vào trong đất hơn 15% so với
loài không có nấm rễ. Nấm rễ xâm nhập vào đất tốt hơn so với rễ cây vì sợi của
chúng mỏng hơn rễ cây. Quan trọng hơn, nấm rễ có khả năng sản xuất
raglomalin – một chất đặc biệt giúp đất duy trì được cấu trúc và giữ cacbon trong
đất khỏi bị phân hủy trong thời gian dài.
25

25