Ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên sự nảy mầm và một số chỉ tiêu sinh lý sinh trưởng của giống ngô DK 888 và giống ngô VN2

Lời cảm ơn
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực
của bản thân, tôi còn nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận
tình của thầy giáo T.S. Nguyễn Đình San, Th.S. Nguyễn Đức
Diện. Sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Sinh học, các anh
chị cao học, sự động viên của gia đình, bạn bè.
Nhân dịp này, cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
các quý thầy cô giáo, gia đình, các anh chị cao học và tất cả các
bạn bè đã khuyến khích động viên tôi hoàn thành khóa luận này,
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Vinh, tháng 5 năm 2007.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Gia Đăng


MỤC LỤC
Trang
Mở đầu...........................................................................................................
Chương 1: Tổng quan tài liệu.......................................................................
1.1. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam.............
1.1.1. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới.............
1.1.2. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam ở Việt Nam..............
1.2. Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lam vào thực tiễn sản xuất và đời sống
.........................................................................................................................
1.3. Một số đặc điểm sinh học của VKL.......................................................
1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và hoạt động cố định nitơ
của VKL.................................................................................................
1.4.1. Các nhân tố vật lý...........................................................................
1.4.3. Vai trò của một số kim loại đối với VKL cố định ntơ....................
1.5. Đặc điểm sinh học của cây ngô..............................................................

1.5.1. Nguồn gốc......................................................................................
1.5.2. Phân loại.........................................................................................
1.5.3. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây ngô............................
1.5.4. Đặc điểm sinh thái của cây ngô......................................................
1.6. Tình hình phát triển cây ngô trên thế giới và ở Việt Nam......................
1.6.1. Trên thế giới...................................................................................
1.6.2. Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam................................................
Chương 2: Đối tượng - nội dung và phương pháp nghiên cứu.................
2.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................
2.2. Nội dung nghiên cứu..............................................................................
2.3. Phương pháp nghiên cứu........................................................................
2.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu..........................................................
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận.............................................


Khoá luân tốt nghiệp

Nguyễn Gia Đănng - 44 A Sinh

3.1. Sinh khối vi khuẩn lam sau khi nuôi 15 ngày - 30 ngày........................

3


3.2. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam (nuôi 30 ngày) đến sự nảy mầm
của hạt giống DK-888 và giống VN2.....................................................
3.2.1. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến tốc độ, tỷ lệ và năng
lực nảy mầm...................................................................................
3.2.2. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến sự tăng trưởng của
thân, rễ mầm đối với hai giống ngô...............................................

3.2.3. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến cường độ hô hấp của
hạt nảy mầm của hai giống ngô.....................................................
3.3. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến các chỉ tiêu sinh trưởng của
cây ngô ở giai đoạn 15, 30, 45 ngày......................................................
3.3.1. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến chiều cao cây ngô.............
3.3.2. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến chiều dài rễ.......................
3.3.3. Ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên diện tích lá..................
3.3.4. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến hàm lượng diệp lục..........
3.3.5. Ảnh hưởng của dịch vi khuẩn lam đến cường độ quang hợp
của hai giống ngô...........................................................................
Kết luận và đề nghị......................................................................................
Tài liệu tham khảo.......................................................................................


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

MỞ ĐẦU
Nông nghiệp sinh thái bền vững và đa dạng là chiến lược phát triển của
mọi quốc gia. Điều đó càng có ý nghĩa hơn đối với các nước nhiệt đới nắng
nóng mưa nhiều và lắm thiên tai như Việt Nam.
Mặt khác, sau hơn hai mươi năm đổi mới, nước ta đã khởi sắc, kinh tế
-xã hội ngày càng nâng cao, nhu cầu cuộc sống của dân cư ngày càng phong
phú, đa dạng và chất lượng hơn, trong đó ngành nông nghiệp chiếm vai trò
quan trọng, chiếm 80% tỉ trọng nền kinh tế quốc dân. Để phát huy thế mạnh
của sản xuất nông nghiệp, nước ta đã và đang tiến hành việc đa dạng hoá cây
trồng, trong đó ngô được xem là cây lương thực quan trọng thứ hai (sau cây
lúa) bởi cây ngô có nhiều đặc điểm tốt.
Về đặc điểm thực vật cây ngô thuộc nhóm thực vật C4.

Có khả năng chống chịu tốt với điều kiện môi trường bất lợi, cho năng
suất cao. Hoa ngô khác tính cùng gốc, thụ phấn chéo nên hiệu suất đậu quả
cao.
Về giá trị sử dụng rất đa dạng, dùng làm lương thực cho con người,
thức ăn cho gia súc- gia cầm, làm nguyên liệu cho công nghiệp. Từ ngô có thể
chế ra rất nhiều loại hàng hoá khác nhau của các ngành công nghiệp thực
phẩm, công nghiệp nhẹ, công nghiệp dược phẩm. Ở nước ta hiện, ngô được
xem cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và được trồng ở cả ba
vùng đồng bằng, trung du, miền núi. Trước sức ép của sự gia tăng dân số thì
lương thực là một vấn đề bức thiết của toàn xã hội. Chính vì vậy, ngoài cây
lúa thì việc tăng năng suất, sản lượng cây cây ngô trên một đơn vị diện tích
được các nhà khoa học quan tâm đặc biệt.
Để tăng năng suất, sản lượng ngoài các yếu tố: công nghệ giống, công
nghệ sinh học, biện pháp thâm canh,... thì chúng ta không thể không nói đến

5


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

sự đóng góp của công nghệ phân bón đối với sự phát triển của ngành nông
nghiệp.
Hiện nay, vấn đề phân bón sinh học (Biofertirifer) đang là mối quan
tâm đặc biệt trong sản xuất nông nghiệp. Bởi vì, việc sử dụng phân bón hoá
học vô cơ đã gây nên nhiều tác hại đến sinh vật nói chung và sức khoẻ con
người nói riêng, cùng với sự phát triển của ngành nông nghiệp thì nhu cầu sử
dụng phân đạm vô cơ hàng năm trên thế giới tăng rất nhanh, phí tổn hàng
chục tỷ đôla, đó là một chi phí rất lớn, đặc biệt là đối với các nước đang phát

triển. Ngoài ra, việc sử dụng quá mức phân bón hoá học vô cơ đã gây nên ô
nhiễm môi trường đồng ruộng, làm giảm độ phì nhiêu của đất, sự xói mòn
làm cho phân hoá học vô cơ bị cuốn trôi,... trong khi đó, trong đồng ruộng có
nhiều loài vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ khí quyển, như một số họ:
Anabaenaceae, Nostocaceae và Scytonemataceae [17]. Vi khuẩn lam cố định
nitơ đóng vai trò quan trọng trong việc tăng độ phì nhiêu cho đất một cách tự
nhiên, sự phát triển của vi khuẩn lam tạo nên những chất hữu cơ giàu đạm
chúng sẽ chuyển hoá tạo thành các dạng vô cơ như NH + 4 đây là dạng mà cây
trồng dễ hấp thu, cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng. Ngoài
ra, vi khuẩn lam còn tiết ra môi trường một số chất kích thích có tác dụng lên
sự sinh trưởng của cây trồng.
Hiện nay, trong các phòng thí nghiệm các nhà khoa học đã phân lập
được nhiều chủng vi khuẩn lam có khả năng cố định nitơ khí quyển và đã sản
xuất được nhiều chế phẩm vi khuẩn lam, việc nghiên cứu vi khuẩn lam để
nâng cao năng suất, cải tạo đất trồng lúa đang được chú ý ở nhiều nơi trên thế
giới. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của vi khuẩn lam lên quá trình
sinh trưởng, phát triển của cây ngô chưa nhiều. Xuất phát từ thực tế đó, chúng
tôi tiến hành tìm hiểu đề tài: ”Ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn lam lên sự
nảy mầm và một số chỉ tiêu sinh lý sinh trưởng của giống ngô DK -888 và
giống ngô VN2”.

6


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Mục tiêu của đề tài nhằm đánh giá sự ảnh hưởng của dịch vẩn vi khuẩn
lam lên sự nảy mầm, sinh trưởng của cây ngô ở giai đoạn cây non, góp phần

vào việc sử dụng vi khuẩn lam làm nguồn phân bón sinh học hữu hiệu trong
trồng ngô cũng như trong sản xuất và bảo vệ môi trường.
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình nghiên cứa vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Vài nét về tình hình nghiên cứa vi khuẩn lam trên thế giới
Trong những thập kỷ gần đây vi khuẩn lam (Cyanobacteria) đã lôi
cuốn sự chú ý của nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau như: thực
vật học, vi sinh vật học, sinh lý học, di truyền học, công nghệ sinh học, môi
trường học và trồng trọt. Sự chú ý đó có cơ sở, bởi vì hiện nay vấn đề phân
bón sinh học (Biofertilizer) đương là mối quan tâm đặc biệt trong sản xuất
nông nghiệp [18].
Chính vì vai trò của vi khuẩn lam mà những tri thức về vi khuẩn lam
ngày càng nâng cao và phong phú; hàng loạt các công trình chuyên khảo phục
vụ cho điều tra phân loại vi tảo nói chung và vi khuẩn lam nói riêng đã ra đời.
Những công trình nghiên cứu về vi khuẩn lam đầu tiên đã được tiến hành
trong những năm đầu thế kỷ XIX (C.Argardh, 1824; Kuetzing, 1843) và
người đặt cơ sở đầu tiên cho việc phân loại vi khuẩn lam là Thuret (1875) và
sau đó là Kirchler (1900), cùng với sự đóng góp của Slizenberger (1860) và
Sach (1874) [19]. Sau đó là hàng loạt các công trình nghiên cứa về vi khuẩn
lam được công bố tập trung theo các hướng phân loại học và sinh học thực
nghiệm; sau năm 1914, đã xuất hiện hàng loạt các hệ thống mới về phân loại
vi khuẩn lam, với số lượng loài ngày một tăng và ban đầu có sự phân hướng
nghiên cứa ở các châu lục.

7


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Ở Châu Âu: có công trình nghiên cứu của Elenkin (1916, 1923, 1936),
Borch (1914, 1916,1917), Geitler (1925, 1932). Đó là bước đi dài, đáng kể về
phía trước nếu so với hệ thống của Thuret và của Tirchner, hệ thống của
Elenkin phản ánh đầy đủ đa dạng về hình thái của vi khuẩn lam trên cơ sở
nghiên cứu hệ thống chủng loại phát sinh [18].
Ở khu vực Châu Á hướng nghiên cứu về phân loại vi khuẩn lam ở vùng
nhiệt đới, có thể coi Fremy (1930) là người đầu tiên khai phá và công trình
của Borgensen F.C.F (1930, 1940) viết về vi khuẩn lam và vi tảo ở Đông
Dương. Công trình về tảo lam đầu tiên do nhà tảo học Ấn Độ Đesikachary
(1959) đã phản ánh khá phong phú các taxon tảo lam thường gặp trong lĩnh
vực khí hậu nóng và có mưa nhiều ở vùng nhiệt đới [18].
Trong lịch sử nghiên cứa về vi khuẩn lam cố định nitơ, Frank (1889) là
người đầu tiên đã có những nhận xét về khả năng đồng hoá nitơ phân tử của
vi khuẩn lam. Những nhận xét này được các nhà khoa học đương thời xác
nhận (Schloesing và Laurent,1892; Beijerinck, 1901; Heinzen, 1906) song họ
chưa giải thích được [17]. Đến năm 1928, Drew đã phân lập được 3 loài vi
khuẩn lam và kết quả thí nghiệm với những chủng này cho thấy chúng có khả
năng đồng hoá nitơ phân tử. Tiếp theo nhiều công trình thực nghiệm đã khẳng
định kết luận trên (Allisona.Morris, 1930, 1932). Các nhà tảo học đã phân lập
được từ đất Nostoc muscorum có khả năng cố định nitơ, trong môi trường
hoàn toàn không có đạm vô trùng sạch sẽ. Với công trình nghiên cứu của
Fritsch, De (1938, 1939), tìm hiểu nguyên nhân tại sao trong một vùng đất
chuyên trồng lúa nhiều năm không bón phân ở Ấn Độ mà cây lúa vẫn phát
triển mùa màng thu hoạch tốt. Những công trình nghiên cứu của Fogg (1942,
1951, 1956, 1962); Singh (1942, 1961); Herisset (1942, 1952); Watanabe
(1950, 1956, 1959, 1962, 1965); Allen a. arnon (1955) … tìm hiểu mỗi quan
hệ giữa cố định nitơ, với các hoạt động sinh lý khác của vi khuẩn lam, các

kết quả đã làm chỉ ra rằng không phải tất cả các loài vi khuẩn lam đều có

8


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

khả năng cố định nitơ mà đa số các loài vi khuẩn lam cố định nitơ thuộc họ
Anabaenaceae, Nostocaceae, Rivulariaceae và Scytonemataceae, thuộc lớp
Hormogoneae [17].
Trong những năm cuối thế kỷ 20 người ta chú ý đến ứng dụng vi khuẩn
lam có khả năng cố định nitơ nghiên cứu trên 20 loại đất Ấn Độ, Madagasca,
Malaixia, Philippin, Thái Lan, Bồ Đào Nha và Sênêgan nhà khoa học người
Pháp –Roger (1985 - 1987) đã nhận thấy các quần xã tảo và vi khuẩn lam
trong các loại đất khác nhau, nhưng tất cả đều có các loài vi khuẩn lam có tế
bào dị hình (Heterocyst) và Nostoc bao trùm trong đa số các loại đất.
Theo Rippka và cộng sự thì các loài vi khuẩn lam chủ yếu về các chi
Nostoc, Anabaena và Calothrix chiếm tới 60% tổng số loài. Vi khuẩn lam cố
định nitơ đóng vai trò quan trọng trong việc làm độ phì cho đất một cách tự
nhiên, nhất là ruộng lúa. Trên 125 chủng hoặc Typ vi khuẩn lam đã được biết
là có khả năng cố định nitơ. Chính vì vậy, mà có nhiều công trình tập trung
nghiên cứu vi khuẩn lam cố định nitơ của Wenkataraman (1975, 1982); Roge
(1979,1986,1989); Kapoor (1981); Hamdi (1986). Sản xuất vi tảo ở quy mô
lớn đang được thực hiện ở Ấn Độ và đã được bắt đầu ở Miễn Điện, Trung
Quốc, Philippin, Thái Lan và Việt Nam (Richmond,1986). Ở khoa công nghệ
sinh học của viện khoa học kỹ thuật Thái Lan nhiều loài vi khuẩn lam đã được
nuôi cấy ở quy mô lớn như: Anabaena siamensis, Calothrix spp,Tolipothrix
spp, Haplosiphon spp… chúng được giữ giống và được bảo quản trong bộ

sưu tập giống [1].
1.1.2. Vài nét về tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam ở Việt Nam
Nếu như nhiều học giả trên thế giới từ rất lâu đã nghiên cứu về vi
khuẩn lam thì ở Việt Nam thì những công trình nghiên cứu về vi khuẩn làmcó
thể nói là rất hiếm và hầu như không có công trình chuyên khảo nào về nó.
Công trình nghiên cứu về vi khuẩn lam đầu tiên là P.Fremy (1927), ông đã

9


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

công bố ba loại vi khuẩn lam tìm thấy ở Việt Nam trên cơ sở định loại mẫu do
D.Gaumont thu thập.
Người Việt Nam nghiên cứu và công bố kết quả đầu tiên chuyên về vi
khuẩn lam là Cao Ngọc Phượng (1964). Bà viết 23 taxon tảo lam sát mặt đất
ở Sài Gòn và Đà Lạt, Trong đó có 11 chi với 2 chi và 9 chi không có tế bào dị
hình một loài mới đới với khoa học: Phormidium vietnamense và một thứ
(Varietas) mới: Gloeocapsa punetata var. phamhoangii. Tháng 11 năm 1966,
phân tích nước hồ Hoàn Kiếm vào thời điểm nước nở hoa, nhà tảo học
Hungari T.Hortobagyi (1967,1968,1969) đã xác định 24 taxon tảo lam thuộc
về 14 chi (1 chi có tế bào dị hình và 13 chi không có tế bào dị hình) [18].
Ở miền Bắc từ năm 1960 đã có những công trình nghiên cứu về vi tảo
tuy chỉ ở mức báo cáo nội bộ. Năm 1966 Dương Đức Tiến đã nghiên cứu thực
vật vùng ngoại ô Hà Nội và tiếp theo là công trình nghiên cứu về tảo lam của
ông (1972, 1973, 1975, 1976) [8]. Năm 1977 trong bài báo về “Tảo lam cố
định đạm trên đất trồng lúa ở Miền Bắc Việt Nam đã công bố 13 loài tảo lam
cố định đạm thuộc 6 chi (4 chi có tế bào dị hình và 2 chi không có tế bào dị

hình) với đặc điểm phân loại và khả năng cố định đạm của chúng [18]. Sau đó
vào năm 1984 Trần Văn Nhị, Dương Đức Tiến đã nâng tổng số tảo lam cố
định đạm ở Việt Nam lên 40 taxon thuộc 17 chi (với 16 chi có tế bào dị hình
và 1 chi không có tế bào dị hình trên cơ thể sợi) [18].
Gần đây nhất, Phùng Thị Nguyệt Hồng (1992) đã công bố bằng tiếng
Pháp toàn bộ công trình nghiên cứu nhiều năm của mình về tảo lam ở châu
thổ Sông Mê Công với 94 taxon, trong đó có 1 loài mới với khoa học:
Tolypothrix hatienensis và 3 thứ (var) mới:

Anabaena variabilis

var.vietnamensis, Hapalosiphon parvulus var. minor và Hapalosiphon
welwitschii var. vietnamensis. Trong số những loài tảo lam trên đất bồi sông
Mê Công các chi có tế bào dị hình và thường gặp như: Anabaena,
Cylindrospermun, Nostoc và Scytonema.

10


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Một cuốn sách được xuất bản “Vi khuẩn lam cố định nitơ trên ruộng
lúa”, trong đó đã mô tả 50 loài vi khuẩn lam và đề ra phương pháp nghiên cứu
[17]. Vi khuẩn lam ông là người có rất nhiều đóng góp trong lĩnh vực nghiên
cứu tảo học ở Việt Nam. Năm 1996, tác giả lại cho ra đời cuốn” Phân loại vi
khuẩn lam ở Việt Nam” làm sách chuyên khảo, trong đó có 214 loài vi khuẩn
lam được mô tả chi tiết [18]. Tôn Thất Pháp (1973) đã nghiên cứu thực vật
thủy sinh ở Phá Tam Giang (Thừa Thiên Huế) công bố 238 taxon bậc loài và

dưới loài trong đó có 16 taxon tảo lam [8]. Song song với những nghiên cứu
về phân loại, khu hệ tảo lam ở Việt Nam còn có những công trình nghiên cứu
chuyên sâu, thử nghiệm về loài tảo có ý nghĩa thực tiễn ngày một tăng trong
khoảng chục năm gần đây. Những công trình nghiên cứu về tảo lam cộng sinh
trong bèo hoa dâu của Nguyễn Hữu Thước, Nguyễn Văn Mẫn (1982), Nguyễn
HữuThước và Nguyễn Văn Mẫn (1983) [18]. Nghiên cứu về các đặc điểm
sinh lý sinh hóa của vi khuẩn lam cố định đạm của Nguyễn Đức (1984-1985);
Trần Văn Nhị (1984, 1986, 1987, 1988); Trần Hài (1985); Trần Đăng Kế
(1994); Ngô Kế Sương (1992), nghiên cứu về tảo lam cố định nitơ trong vùng
rễ lúa (Dương Đức Tiến; Nguyễn Minh Lan 1986; Nguyễn Thanh Hiền,1991).
Việc lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ vào đồng ruộng bước đầu đã triển
khai và có những kết quả tốt (Dương Đức Tiến, 1990; Trần Văn Nhị và cộng
sự 1984, 1991; Nguyễn Thanh Hiền, 1991). Những bước đi khảo sát nghiên
cứu vi khuẩn lam cố định nitơ vùng đất chua mặn đang mở ra một hướng đi
mới (Đoàn Đức Lân, 1994) [17].
Ngày nay trước sự biến đổi và phát triển của khoa học - kỹ thuật thì
nhiệm vụ của những người nghiên cứu về tảo nói chung và vi khuẩn lam nói
riêng là trước hết phải nhanh chóng nắm bắt được nguồn tài nguyên, tính đa
dạng cũng như những đặc tính ưu việt của tảo để có những nghiên cứu ứng
dụng trong sản xuất nông nghiệp phục vụ nhu cầu cuộc sống phong phú chất
lượng ngày càng cao của con người.

11


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

1.2. Nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn sản xuất và đời sống

Cùng với điều tra phân loại là những nghiên cứu về sinh thái sinh lý và
ứng dụng trong lĩnh vực thủy sản, nông nghiệp, thực phẩm, y học, chống ô
nhiễm môi trường…Những năm gần đây ở một số loài tảo lam được tập trung
nghiên cứu, sản xuất trên quy mô lớn để khai phá giá trị dinh dưỡng và dược
liệu …Spirulina có hàm lượng protêin rất cao, chiếm 60%- 70% trọng lượng
khô, ngoài ra nó còn giàu vitamin, nhân tố khoáng, sắc tố, các chất có hoạt
tính sinh hoc, nên được nuôi ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới [5]. Trong
đó vi khuẩn lam được sử dụng như là nguồn phân bón sinh học giá trị để thay
thế một phần phân hóa học giảm ô nhiễm môi trườg đất và nước. Trong
những năm 60 của thế kỷ XX ”Cuộc cách mạng xanh” đã làm tăng sản lượng
lương thực trên thế giới giúp cho nhiều nước thoát khỏi nạn thiếu lương
thực.Trong thành tựu này, vai trò của phân sinh học, trong đó vi khuẩn lam đã
đóng góp tích cực (Hiện biết khoảng 250 loài có khả năng cố định nitơ khí
quyển) vi khuẩn lam sống tự do có khả năng cố định 20- 30kgN/ ha đất/ năm.
Theo Roger (1989), thì tiềm lực nông học của vi khuẩn lam cố định nitơ
khoảng 30 kgN/ ha cho một chu kỳ trồng trọt và như vậy không bảo đảm cho
năng suất cao ở lúa. Tuy nhiên, theo ông khả năng này có thể làm tăng năng
suất lúa cho sản lượng kém hoặc góp một phần đạm cho ruộng lúa. Khi vi
khuẩn lam phát triển càng nhiều trên ruộng thì hoạt tính cố định nitơ của đất
ruộng cũng như lượng đạm thu được càng nhiều [17]. Kết quả cho thấy việc
lây nhiễm vi khuẩn lam bằng con đường sản xuất công nghiệp vào ruộng đã
cho năng suất ở các điểm nghiên cứu lên 2,7; 8,4; 19,0, và 28,0% sau 4 năm.
Theo tính toán thì lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ có thể thay thế
cho 60 kg đạm sunfat/ ha. Ở Ai Cập gây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ tự
do làm tăng năng suất lúa đến 20- 30%.
Ở Trung Quốc biện pháp lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ được mở
rộng trên hàng vạn ha lúa, trung bình tăng 10- 20%.

12

Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Ở Liên Xô cũ tại các nước cộng hòa có trồng lúa, lây nhiễm Nostoc
muscorum và Nostoc puntiforme đã làm tăng năng suất lúa từ 13- 20%.
Đáng chú ý nhất là thành công của Ấn Độ trong lĩnh vực này. Ở Ấn Độ
trong nhiều bang, với một hệ thống nghiên cứu sản xuất và cung cấp giống vi
khuẩn lam từ trung ương đến địa phương. Trong sản xuất đại trà, trong lĩnh
vực lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ tự do có thể đóng góp cho ruộng từ
25- 30kgN/ha. Bằng việc lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ tự do vào
ruộng lúa tại viện lúa Quốc tế (IRRI) cho thấy vi khuẩn lam đã cố định nitơ tự
do khoảng từ 40- 80 kgN/ ha [17].
Ngoài khả năng cố định nitơ, vi khuẩn lam còn tiết vào môi trường các
chất có hoạt tính sinh học cao, kích thích sự sinh trưởng của cây trồng. Theo
Guxev và Nikitina (1979) vi khuẩn lam có khả năng tiết ra môi trường các
hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học ngay từ pha sinh trưởng đầu tiên. Tại
viện lúa Tatsken thuộc nước cộng hòa Uzbêkistan người ta đã tiến hành gieo
những hạt lúa đã được xử lý bằng dịch vẩn vi khuẩn lam cố định nitơ tự do
trên những cánh đồng có bón phân đạm cho thấy năng suất lúa đạt 60,6 tạ/ha
so với ruộng đối chứng đã tăng 13,8 kg [17].
Ở Băng Kôk năm 1983 đã phân lập và đưa một loài vi khuẩn lam
Anabaena sp vào ruộng lúa đã thúc đẩy năng suất lúa tăng lên 45- 80% so với
đối chứng. Ngoài ra hàm lượng lizin hạt lúa được xử lý cao hơn trong điều
kiện bình thường [17].
Ở Việt Nam các công trình nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam cố định
nitơ tự do đã được tiến hành tập trung trong thế kỷ này. Trước đó, năm 1964
cũng đã có những nghiên cứu và bài báo được công bố về Rong lam trong
ruộng lúa của Đào Thế Tuấn, Hà Ngọc Ngô. Năm 1976 trên tạp chí Nông

nghiệp công bố về công trình điều tra khảo sát vi khuẩn lam cố định nitơ trên
ruộng lúa miền Bắc Việt Nam của Dương Đức Tiến. Những ứng dụng vi
khuẩn lam cố định nitơ như một nguồn phân bón cho ruộng lúa có thể coi

13


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Trần Văn Nhị (Viện sinh vật, viện khoa học Việt Nam và cộng sự là những
người đầu tiến hành. Trong những năm 1984, 1985, 1986 khi tiến hành thực
nghiệm Trần Văn Nhị nhận thấy: Trong điều kiện tự nhiên trên nền cát rửa
sạch lúa ngừng sinh trưởng khi cạn chất dự trữ trong hạt, trong khi đó nếu
nhiễm Anabaena sphaerica, Nostoc muscorum hoặc Anabaena variabilis, lúa
có thể phát triển qua các giai đoạn [17].
Trên bể xi măng ngoài trời, nhiễm Anabaena sphaenrica và Nostoc
mucosrum, năng suất lúa nếp Hòa Vang tăng lên 44% và 29% tương ứng so
với đối chứng trên nền không bón đạm khoáng. Những năm tiếp theo việc lây
nhiễm vi khuẩn lam vào ruộng lúa đã được triển khai không chỉ trong phạm vi
nhỏ mà đã được mở rộng trên quy mô lớn. Trong 3 năm (1988- 1990), tại
ruộng lúa Hoài Đức- Hà Nội đã thử nghiệm lây nhiễm một tập đoàn vi khuẩn
lam cố định nitơ bao gồm Aphanathese sp, Nostoc mucosrum, Anabaena
sphaerica, Fischerella sp, Slytonema sp trên diện tích từ 240 m2 tới 1 ha. Qua
kết quả thí nghiệm cho thấy vi khuẩn lam cố định nitơ có tác dụng tới năng
suất lúa và tiết kiệm urê, bệnh lá lúa giảm, hàm lượng diệp lục, lượng mùn và
nitơ tổng số trong ruộng trước và sau khi bị nhiễm vi khuẩn lam thay đổi [17].
Bên cạnh những nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lam cố định nitơ vào
cây lúa thì còn có những nghiên cứu sự ảnh hưởng của vi khuẩn lam trên các

giống cây trồng khác như: ảnh hưởng của sự lây nhiễm vi khuẩn lam đến sự
sinh trưởng của cây cà chua G.A. Roger (1981) [17].
Gần đây Đoàn Đức Lân (1996) đã nghiên cứu vi khuẩn lam cố định
nitơ trên đất chua mặn ở huyện Thái Thụy- Thái Bình, kết quả cho thấy vi
khuẩn lam cố định nitơ đã làm tăng độ PH của đất 7,3% (sau 30 ngày). Qua
việc lây nhiễm vi khuẩn lam cố định nitơ bước đầu cho thấy lây nhiễm vi
khuẩn lam cố định nitơ có nguồn gốc địa phương vào từng vùng sinh thái, có
khả năng góp phần nâng cao năng suất lúa, bổ sung thêm một nguồn phân bón
có ích cho cây lúa [4].

14


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Ngày nay khi vấn đề sử dụng phân bón hóa học làm suy giảm tính chất
đất cũng như ô nhiễm môi trường đã trở thành một thách thức lớn, thì việc
nghiên cứu vi khuẩn lam làm phân bón có ý nghĩa to lớn.
1.3. Một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn lam
Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) là những cơ thể mà tế bào của chúng
chưa có nhân điển hình, không có màng nhân, các vật liệu di truyền tập trung
trong chất nhân (nuclêid), AND được tạo thành sợi duy nhất khép lại thành
vòng (geno phore hay thể gen). Màng tế bào được cấu tạo từ murein, một loại
glucopeptit. Cơ thể không có roi vi khuẩn lam có cấu trúc giống với vi khuẩn
(Bacteria), nhưng khác vi khuẩn ở chỗ có đời sống quang tự dưỡng
(Oxygennic photosintheticbateria). Thông thường vi khuẩn lam có màu xanh
lam do tế bào ngoài chứa sắc tố diệp lục a (chlorophin) ngoài ra còn có các
sắc tố khác như: carotene, xantophin, c- phicoxian và c- phycoerytrin. Sản

phẩm quang hợp của vi khuẩn lam là glucozen. Hình dạng tế bào sinh dưỡng
của vi khuẩn lam có thể chia thành 2 kiểu:
Tế bào hình cầu, hình elíp rộng, hình quả lê, hình trứng.
Tế bào được kéo dài về một phía, hình elíp kéo dài, hình thoi, hình ống.
Các tế bào sống riêng rẽ hoặc kết lại thành tập đoàn hình sợi; sợi đơn giản
không phân nhánh, dạng cây nến với các tế bào xếp đều đặn như:
Oscillatoria, Phormidium, Lyngbya. Ở một số loài có dạng một sợi hoặc
nhiều sợi được bọc trong một bao như: Schizothrix, Hydrocoleuis, dạng sợi
xoắn như: Spirulina và Arthrospira.
Nhóm khác có dạng sợi không phân nhánh với các tế bào giống nhau
nhưng trên xen kẽ một số tế bào chuyển hóa gọi là tế bào dị hình (Heterocyst)
và bào tử (Spore). Các tế bào dị hình được coi như là nơi để cố định nitơ phân
tử. Những vi khuẩn lam thuộc dạng này như các loài của Nostoc, Anabaena,
Aulosira và Nodularia. Dị hình tế bào có thể sắp xếp ở giữa sợi hoặc ở đầu
tận cùng [17].
15


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Vi khuẩn lam có đặc điểm nổi bật là hoàn toàn không có cơ quan sinh
sản không có roi. Nó sinh sản theo nhiều hình thức, song điều đáng chú ý là
không có cơ quan sinh sản hữu tính, hình thức sinh sản thông thường nhất là
phân chia tế bào tế bào nhờ hình thành nội bào tử (Endospore), ngoại bào tử
(Exospere), tảo đoạn, Hormosmopore, Gonidi, Cocci, Planococci [4]. Vi
khuẩn lam thường có ở trong đất, nước, chúng phân bố trong các nơi khô hạn,
trên vỏ cây, trên tảng đá và ngoài ra còn thấy ở các nơi băng giá và trên tuyết
và thường thấy trên các ruộng lúa.

1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và hoạt tính cố định nitơ
phân tử của vi khuẩn lam
1.4.1. Các nhân tố vật lý
1.4.1.1. Ánh sáng
Ánh sáng là nhân tố quan trọng hàng đầu đối với sự sinh trưởng của vi
khuẩn lam. Vi khuẩn lam là những vi khuẩn quang tự dưỡng bị giới hạn với
các vùng ánh sáng và thường phát triển ở lớp đất 0.5 cm phía trên. Trên các
cánh đồng lúa, vi khuẩn lam chủ yếu ở dạng váng bề mặt. Theo nhận xét của
nhiều tác giả (Reynaud, Roger1978; Brown, Richrdson 1968) thì vi khuẩn
lam đặc biệt mẫn cảm với cường độ chiếu sáng cao và được coi là loài kém ưa
sáng. Sự thiếu ánh sáng cũng là một nhân tố giới hạn đối với vi khuẩn lam .
Đa số các loài vi khuẩn lam đều giàu tính cảm quang. Nhìn chung chúng chỉ
đồng hóa nitơ trong tối, nhưng chậm hơn ngoài ánh sáng. Sự sinh trưởng cố
định đạm của Anabaena cylindrica tăng khi cường độ chiếu sáng là 16.000
lux trong 13- 14 giờ chiếu sáng (Allen và Armon). Tuy nhiên bị ức chế dưới
ánh sáng cường độ cao [4, 17].
1.4.1.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của vi khuẩn lam vào khoảng 30- 35 0C
cao hơn tảo Eucaryota. Tuy nhiên có những loài phát triển bình thường ở 40 0C.

16


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

vi khuẩn lam có những dạng có tính ưa nhiệt như: Mastigocladuslaminosus,
Anabaena floasaquae, Aulosira ferti lissima phát triển ở 34- 390C [17].
1.4.2. Nhân tố hóa học

1.4.2.1. Độ PH của môi trường
PH của môi trường ảnh hưởng tới sinh trưởng của vi khuẩn lam. Theo
Pandey (1965) và Hansen (1968) PH tối ưu cho sinh trưởng của chúng trong
khoảng 6.5- 7.0. Tuy vậy có những loài sinh trưởng trong môi trường PH: 5.06.0 như Sira ferli lissma calothrix brevissima phát triển tốt ở PH 3.5 - 6.5 [17].
4.2.2. Phốt pho
Nhu cầu phốt pho đối với sinh trưởng tối ưu của vi khuẩn lam khác
nhau giữa các loài khi không có nhân tố bên ngoài giới hạn (Kuhl1974;
Rhode 1948). Theo Stewart và cộng sự (1970) thì hoạt tính khử axêtylen của
vi khuẩn lam thấp khi thiếu phốt pho và khi thêm phốt pho hoạt tinh
nitrogenaza tăng trong 15- 30 phút.
Trong ruộng lúa bón phốt pho làm tăng sự sinh trưởng và hoạt tính cố
định đạm của vi khuẩn lam. Sinh trưởng của vi khuẩn lam thấp ở nồng độ
phốt pho: 0- 5 ppm, tăng khi nồng độ phốt pho lớn hơn 6 ppm (Okuda và
Yamaguchi 1952).
Theo Fogg và cộng sự (1973) sự sinh trưởng của vi khuẩn lam cố định
nitơ hầu như bị hạn chế bởi PH thấp và thiếu phốt pho [17].
1.4.2.3. Các bon
Sinh trưởng của vi khuẩn lam phụ thuộc vào nồng độ CO 2 trong không
khí. Sự phân hủy các bon vô cơ trong nước xảy ra theo cân bằng sau: CO 2
HCO-3CO-3, phản ứng này chịu ảnh hưởng bởi sự thay đổi PH. Cường độ
quang hợp của vi khuẩn lam phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng và cường độ
CO2.

17


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Trong thí nghiệm, Wilson và Alexander đã nhận xét rằng: 2% CO 2 sục
trong nước ruộng ở vùng đất axít đã kích thích hoạt tính cố định đạm của vi
khuẩn lam, ảnh hưởng rõ rệt khi phốt pho cung cấp đầy đủ.
Nồng độ tối tích cho sự phát triển trong điều kiện chiếu sáng thích hợp
trung bình là 0.1% ở 15 0C và 0.25% ở 200C. Sự đồng hóa sẽ dừng lại ở nồng
độ CO2 0.5% [17].
1.4.2.4. Nitơ
Nhu cầu nitơ của vi khuẩn lam lớn hơn nhu cầu phốt pho, nhưng trong
điều kiện tự nhiên nitơ không phải là chất dinh dưỡng chủ yếu giới hạn sinh
trưởng của vi khuẩn lam.
Mặc dù nhiều vi khuẩn lam có khả năng lấy nitơ khí quyển và không
phụ thuộc vào nitơ liên kết, song tất cả chúng đều có khả năng sử dụng nitơ
liên kết để phát triển. Mặt khác nitơ liên kết ở nồng độ cao lại ức chế sinh
trưởng của vi khuẩn lam. Theo nghiên cứu của nhiều tác gia thì một số hợp
chất chứa nitơ như: các dạng đạm hóa hợp, các axit amin, kinitin, auxin đã
kích thích sinh trưởng của vi khuẩn lam Anabaena clindrica, Anabaena
doliasum, Nostoc muscorum. Đối với hoạt tính cố định đạm chúng có thể ức
chế hoặc kích thích tuy thuộc vào nồng độ sử dụng …dạng đạm urê, amôn,
nitrat ức chế mạnh quá trình cố định đạm [17].
1.4.3. Vai trò của một số kim loại đối với vi khuẩn lam cố định nitơ
1.4.3.1. Môlípđen (Mo)
Môlípđen là nguyên tố cần thiết đối với vi khuẩn lam trong quá trình
phát triển của chúng. Mo tham gia vào quá trình cố định đạm, nó xúc tác sự
hoạt động của enzim Nitrogenaza và Nitratreductaza thực hiện quá trình cố
định đạm, đồng hóa nitrat (Nicholas D.J.D và cộng sự 1953). Ngoài ra, Mo
còn tham gia vào quá trình trao đổi hyđrôcácbon, các hợp chất lân, quá trình
tổng hợp chất diệp lục và các vitamin.

18

Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Mo còn là nguyên tố cần cho sinh trưởng bình thường của vi khuẩn lam
và tảo trong điều kiện sử dụng nitơ là nguồn dinh dưỡng duy nhất.
Theo Waishampayan - 1983 sinh trưởng của Anabaena sp, Anabaena
cylindrica, Nostoc muscorum ngừng khi Mo ra khỏi môi trường nuôi [17].
1.4.3.2. Các nguyên tố khác
Nhu cầu canxi đối với sinh trưởng vi khuẩn lam nhiều hơn nhu cầu nitơ
liên kết (Foy, 1962). Tác dụng kích thích của canxi có liên quan với giá trị PH
ở chỗ: thêm CaCO3 vào đất làm tăng sự sinh trưởng và cố định nitơ của vi
khuẩn lam (Theo Okuda và Yamaguchi, 1952). Nguyên tố Magie là rất cần
thiết cho việc tổng hợp nitrogenazavà glutamine. Phản ứng cố định nitơ có thể
xảy ra khi có Magie. Các ion Mn, Co, Fe, Ni, có thể thay thế Mo, nhưng Cu,
Zn, lại kìm hãm quá trình này (Burns 1969). Khi sử dụng Magie kết hợp với
Ca, Na, K đã có tác dụng kích thích lên Aulosira ferlilissma [17].
1.5. Vài nét về cây ngô
1.5.1. Nguồn gốc
Ngô (Zea mays. L.) là một loại cây ngũ cốc chính, cổ nhất, phổ biến
rộng, cho năng suất và có giá trị kinh tế lớn của loài người. Theo Mangelssdos
(1974) và Recves (1959) thì Mêhycô và Guatemala là nơi đầu tiên thuần hóa
ngô thành cây trồng. Có thể nói cuối thế kỷ XV khi Christophe Columbus tìm
ra Châu Mỹ, từ Trung Mỹ ngô phát triển đến gần phía Bắc và Nam Châu Mỹ.
Năm 1493 Columbus đã mang ngô vào Châu Âu (Tây Ban Nha) và các
nước khác trên thế giới.
Năm 1521 ngô đến bán đảo Đông Ấn Độ và quần đảo Inđônêxia. Cũng
thời gian này ngô lan sang các nước thuộc địa Bồ Đào Nha ở Châu Phi, Ấn
Độ và Đông Nam Á. Trung Quốc lần đầu tiên ngô được nhắc đến 1516. Đến

giữa thế kỷ XX, ngô đã phổ biển rộng rãi trên thế giới. Ngô vào Việt Nam có
thể thông qua hai con đường từ Trung Quốc và từ Inđônêxia. Theo nhà bác
học Lê Quý Đôn nêu trong “Vân đài loài ngữ” thì vào thời đầu Khang Hy
(1862- 1723), Trần Thế Vinh người đầu tiên xung phong đi sứ qua Trung
19


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Quốc thấy loài cây này mang về trồng ở Tây Sơn, từ đây ngô được trồng phổ
biến nhiều địa phương trong cả nước [11].
1.5.2. Phân loại
Tên khoa học :

Zea mays. L.

Thuộc chi :

Zea

Loài :

May

Họ hòa thảo:

Graminaceae

Bộ hòa thảo:

Graminales

Lớp một lá mầm: Liliopsida
Ngành hạt kín:

Magnoliophyta [22].

Keruika là người đầu tiên đề xuất phương pháp phân loại này vào thế
kỷ 20, sau đó năm 1920 Sturtevantel đã dựa vào nguyên tắc: Cấu tạo mày hạt
(có hay không có mày), cấu tạo bên ngoài hạt (dạng hạt), cấu tạo bên trong
hạt (tỷ lệ amilopettin và amiloza) chia ngô làm 7 nhóm đó là: nhóm ngô răng
ngựa, đá rắn, ngô bột, ngô nổ, ngô nếp, ngô đường, ngô đường bột, ngô bọc.
Năm 1929 Colins phát hiện thêm một nhóm ngô nếp có nguồn gốc ở Trung
Quốc.
Năm1956 Kutesovun (Liên Xô cũ) bổ sung thêm một nhóm ngô bán
răng ngựa. Như vậy tổng cộng 9 nhóm:
1.5.2.1. Nhóm ngô răng ngựa (Zea mays indentata Sturt)
Bắp và hạt tương đối lớn, nhìn ngang hạt có hình vuông hoặc hình chữ
nhật. Nội nhũ sừng nằm hai bên hạt, nội nhũ bột nằm ở giữa và đầu hạt, khi
chín hoặc phơi khô nội nhũ ở đầu hạt khô tương đối nhanh hơn nội nhũ sừng
làm cho đầu hạt nhăn và lõm xuống như răng ngựa, mức độ lõm phụ thuộc
vào lượng bột trong hạt, khi hạt lõm thì bắp ngô trở nên nhăn nheo.
Lượng tinh bột trong hạt:

60- 70%

Trong đó:

Amilaza:

21% lượng bột

Amylopectin:

79%
20


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp
Lipit

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh
:

5%.

Cây cao, lá nhiều, to, yêu cầu bón nhiều phân, nước, thường cho năng
suất cao, phẩm chất kém. Công dụng của ngô: hạt, thân, lá làm thức ăn gia súc.
1.5.2.2. Nhóm ngô đá răn (ngô tẻ) (Zea mays indurata Sturt)
Đây là dạng ngô lâu đời, có phạm vi phân bố tương đối rộng và phát
triển trên thế giới, có khả năng chống chịu cao, chống rét, chống đổ, chống
sâu bệnh và yêu cầu phân bón ít, thời gian sinh trưởng ngắn năng suất thấp,
phẩm chất tốt. Nhóm này có đặc điểm: đầu hạt tròn, vỏ hạt óng ánh, nội nhũ
bột nằm ở giữa, nội nhũ song nằm xung quanh.
Tinh bột chiếm:

65- 83%.

Trong đó:

25%

Amilaza:

Amilopectin:

75%

Prôtêin:

8-18%

Lipit:

5%.

Nó được dùng làm thực phẩm.
1.5.2.3. Nhóm ngô bột (Zea mays amylacea Sturt)
Đặc điểm: dạng hạt nhỏ, tròn gần giống đá rắn, nội nhũ hoàn toàn bột,
chỉ có một lớp mỏng ở đầu hạt.
Tinh bột: 72- 80%.
Trong đó, 80% là amilaza, 20% là amilopectin, 7- 10%prôtêin, 5%lipit.
Hạt mềm nhẹ, độ thủy phân lớn, dễ bị các loại mầm bệnh xâm nhập phá
hoại, khó bảo quản.
Cây thấp, đẻ nhánh tự do. Hạt là nguyên liệu quan trọng đối với công
nghệ chế biến bột nước giải khát và dầu thực vật.
1.5.2.4. Nhóm ngô nổ (Zea mays everta Sturt))
Là một dạng ngô cổ hạt nhỏ, cứng, cấu tạo chủ yếu nội nhũ sừng, lượng

tinh bột: 62- 72% chủ yếu là amilopectin, prôtêin: 10- 14%, lipit rất thấp. Cây

21


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

rập rạp, đẻ nhánh khỏe, mỗi nhánh là một bắp, lớp sừng bên ngoài của vỏ có
chất keo dài đàn hồi, chất prôtêin cao, khi nhiệt độ còn trong giới hạn chịu
đựng thì thì hạt có thể chịu được áp suất hơi nước (hạt không nổ) nhưng khi
vượt quá giới hạn nhiệt độ thì đột nhiên hạt trương to và nổ tung thành một
khối bột có thể tích tăng 25- 30% lần so với thể tích ban đầu.
Công dụng chế biến thành bột ngô làm lương thực thực phẩm.
1.5.2.5. Ngô đường (Zea mays sacharata Korn)
Sự hình thành ngô đường như một thể đột biến từ nhóm ngô răng ngựa
và nhóm ngô đá rắn. Đây là nhóm ngô còn trẻ so với các nhóm ngô khác,
được nhiều nước Đông Âu, Mỹ chú ý phát triển trên diện tích rộng. Với đặc
điểm hạt dẹt, nhăn nheo, nội nhũ hoàn toàn sừng trong suốt, lượng tinh bột
không đáng kể, pôlisacrit hòa tan trong nước: 19- 31%, prôtêin thấp, lipit: 89%. Hàm lượng đường đạt cao nhất ở giai đoạn chín sữa (15- 18%) chín sáp,
chín hoàn toàn tỷ lệ đường giảm giần do vậy thu hoạch vào giai đoạn chín
sữa. Công dụng dùng làm đồ hộp (thay rau), làm xirô đường thay củ cải
đường.
1.5.2.6. Ngô nếp (Zea mays ceratina kulesh)
Đây là dạng ngô mới phát hiện (1929) có ngồn gốc từ Trung Quốc qua
quá trình chọn lọc lâu đời từ ngô đá rắn.
Đặc điểm: hình dạng hạt gần giống ngô đá rắn.
Tinh bột: 70% trọng lượng hạt, trong đó 100% nội nhũ sừng
(amilôpectin) có màu bac như sáp có vỏ ngoài hơi cứng. Được trồng nhiều ở

Trung Quốc, Châu Á và Nam Mỹ.
1.5.2.7. Ngô bọc (Zea mays tunicate Sturt)
Ngô bọc là ngô tương đối nguyên thủy được trồng rất ít trong sản xuất,
chỉ trồng để làm tiêu bản.
Mặt ngoài trên mỗi bắp đều có vây bao bọc, trên vây có râu dài để tránh
chim chóc, năng suất thấp, không có giá trị dinh dưỡng. Cây có nhiều lá, hoa

22


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

đực bông cờ phát triển mạnh, nhưng có hiện tượng ra hạt trên bông cờ. Hạt có
nhiều hình dạng, màu sắc, hạt cứng lõi mềm, nguồn gốc từ Mêhycô.
1.5.2.8. Ngô đường bột (Zea mays amylaza sacharata Sturt))
Là nhóm trung gian giữa ngô đường và ngô bột phần trên là nội nhũ
sừng chứa pôlysacarit, phần dưới là nội nhũ bột. Trồng nhiều ở Pêru và
Philippin.
1.5.2.9. Ngô bán răng ngựa (Zea mays Semiidentata kulesh)
Là kết quả lai tự do giữa ngô răng ngựa và ngô đá rắn.
Đặc điểm: hạt dài, dẹt, đầu hạt hơi tròn hơn ngô răng ngựa và nội nhũ
sừng phát triển trên hạt.
Thân ngô phát triển gần giống ngô răng ngựa. Nhóm này phát triển
rộng rãi trong sản xuất. Ngoài ra người ta còn định ra phương pháp phân loại
theo thời gian sinh trưởng và phát triển [11].
1.5.3. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây ngô
Thời gian sinh trưởng của cây ngô từ khi gieo đến khi chín trung bình
từ 90- 160 ngày. Thời kỳ sinh trưởng dài hay ngắn phụ thuộc vào giống và

điều kiện ngoại cảnh.
1.5.3.1. Thời kỳ mọc mầm ra rễ
Giai đoạn này có đặc điểm là phụ thuộc vào lượng các chất dự trữ trong
hạt. Trước khi hạt nảy mầm hạt hút nước và trương lên. Trong quá trình mọc
mầm của hạt, các chất hữu cơ tiêu biến là gluxit, lipit và prôtêin biến đổi một
cách mãnh liệt. Sự biến đổi đó thể hiện ba mặt sau:
- Phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản dễ hòa
tan.
- Tiến hành oxy hóa các sản phẩm phân giải, giải phóng năng lượng và
cung cấp các sản phẩm trung gian cho qua trình tiếp theo.
- Từ những sản phẩm được phân giải tổng hợp nên các hợp chất mới để
hình thành phôi mầm đang phát triển.

23


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

1.5.3.2. Thời kỳ mọc mầm đến ba lá thật
Sau khi xuất hiện lá mầm hai ngày sẽ xuất hiện lá thật đầu tiên, bộ phận
trên mặt đất phát triển với tốc độ chậm, cuối giai đoạn ba lá xuất hiện rễ đốt
đồng thời thực hiện bước một của bông cờ, trong suốt quá trình sống dựa vào
chất dinh dưỡng trong hạt, đến cuối giai đoạn chuẩn bị sống nhờ vào chất
dinh dưỡng trong đất., thời kỳ này cây con rất dễ mẫm cảm với điều kiện
ngoại cảnh.
1.5.3.3. Thời kỳ 3 đến 7- 9 lá
Bộ thân lá phát triển ngày càng nhanh, bộ rễ đốt phát triển mạnh và
hoàn thành số tầng rễ đốt, các bước phát dục bông cờ tiếp tục phát triển từ

bước 1- 4, hoa cái hình thành bước một, thời kỳ chuyển từ dinh dưỡng hạt
sang sống nhờ chất dinh dưỡng trong đất.
1.5.3.4. Thời kỳ 7- 9 lá đến trổ cờ
Đặc điểm: Chiều cao thân phát triển mạnh nhất, số lá trên cây đã ổn
định, diện tích lá tăng nhanh và đạt số diện tích lá cao nhất: 5,0-5,5, bộ rễ ăn
sâu và rộng, rễ chân kiềng xuất hiện, cơ quan sinh sản tiêp tục phân hóa. Đây
là giai đoạn quyết định số hoa đực, hoa cái hữu hiệu.
1.5.3.5. Thời kỳ trỗ cờ tung phấn phun râu
Đây là giai đoạn quyết đinh năng suất cao nhất vì quá trinh thụ phấn
thụ tinh ảnh hưởng đến quá trình hình thành bắp và số hạt trên bắp.
Đặc điểm: Bông cờ nở trước hoa cái từ 1- 2 ngày, trổ cờ, tung phấn,
quá trình thụ tinh xảy ra, giai đoạn này rất mẫm cảm với điều kiện ngoại cảnh.
1.5.3.6. Thời kỳ chín
Sự chín của hạt là quá trình sinh lý, hóa sinh phức tạp xảy ra ở giai
đọan cuối của chu kỳ sinh trưởng và triển của cây. Đây là thời kỳ biến đổi và
tích lũy các chất dự trữ đi đôi với sự hình thành phôi mầm phục vụ cho quá
trình sinh sản bảo tồn nòi giống. Đối với cây ngô quá trình chín thường trải
qua ba giai đoạn.

24


Kho¸ lu©n tèt nghiÖp

NguyÔn Gia §¨nng - 44 A Sinh

Chín sữa, chín sáp, chín hoàn toàn, qua mỗi giai đoạn hàm lượng nước
giảm đi và hàm lượng chất khô tăng lên một cách rõ rệt. Đối với cây ngô giai
đoạn chín sáp tích lũy chất khô vẫn còn tăng nhanh. Sự biến đổi rõ rệt nhất
của hạt lấy bột khi chín là sự biến đổi đường monosacrit thành polysacarit mà

cụ thể là sự biến đổi đường glucôza thành tinh bột. Quá trình tổng hợp tinh
bột tiến hành chủ yếu nhờ nhờ sự xúc tác của enzym phôtphorilaza [10].
1.5.4. Đặc điểm sinh thái của cây ngô
Cũng như các loại cây trồng khác, quá trình sinh trưởng và phát triển
của cây ngô luôn luôn chịu tác động của các nhân tố sinh thái như: nhiệt độ,
ánh sáng, nước,…
1.5.4.1. Nhiệt độ
Ngô là cây ưa nóng, nhu cầu về nhiệt độ được thể hiện bằng tổng nhiệt
độ cao hơn nhiều loại cây trồng khác mà ngô cần để hoàn thành chu kỳ sống
từ gieo đến chín. Theo Velican (1956), cây ngô cần tổng nhiệt từ 1.700 0c 2.2000c tùy thuộc vào giống. Còn Lưu Trọng Nguyên (1965) nghiên cứu các
giống ngô ở Trung Quốc cho rằng tổng nhiệt hoạt động đối với các giống chín
sớm 2.000- 2.2000c, giống trung bình 2.300 - 2.6000c và chín muộn 2.500 2.8000c. Bên cạnh đó nhu cầu về nhiệt của cây ngô thể hiện bằng các giới hạn
nhiệt độ mà cây đòi hỏi như nhiệt độ tối thấp, tối cao và tối ưu. Vào các thời
kỳ khác nhau, cây ngô cần lượng nhiệt khác nhau thời gian đầu nhiệt độ thích
hợp nhất là 22 -280c, dưới 180c hoặc trên 300c đều không thuận lợi cho ngô
phát triển. Lượng nhiệt thấp thời gian sinh trưởng kéo dài, lượng nhiệt tăng
lên, thời gian sinh trưởng ngắn lại. Nếu nhiệt độ dưới 10 0c thì quá trình sinh
trưởng của ngô sẽ bị ngừng trệ. Nhiệt độ có ảnh hưởng đến trong thời gian
sinh trưởng đến khi trổ cờ. Giai đoạn sau trổ cờ ít chịu ảnh hưởng của nhiều
độ [12, 13].
1.5.4.2. Nước

25