Luận án tiến sĩ chuyên ngành sinh vật học phân lập và khảo sát các đặc tính của vi khuẩn nội sinh trong cây lúa trồng trên đất ở tỉnh phú yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

VĂN THỊ PHƯƠNG NHƯ

PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH
CỦA VI KHUẨN NỘI SINH
TRONG CÂY LÚA TRỒNG TRÊN ĐẤT
Ở TỈNH PHÚ YÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành VI SINH VẬT HỌC
Mã số 62 42 01 07

Cần Thơ, 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

VĂN THỊ PHƯƠNG NHƯ

PHÂN LẬP VÀ KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH
CỦA VI KHUẨN NỘI SINH
TRONG CÂY LÚA TRỒNG TRÊN ĐẤT
Ở TỈNH PHÚ YÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành VI SINH VẬT HỌC
Mã số 62 42 01 07
Người hướng dẫn khoa hoc

Gs. Ts. CAO NGỌC ĐIỆP

Cần Thơ, 2015


LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành cảm ơn thầy GS. TS Cao Ngọc Điệp, người đã tận tình
hướng dẫn khoa học, hướng dẫn cách tiếp cận với các kiến thức khoa học
trong lĩnh vực nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án tiến sĩ.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Ban
Lãnh Đạo Viện Nghiên cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh học, Phòng Đào
Tạo, Phòng Quản Lý Khoa học, Khoa Sau Đại học và các phòng ban khác của
Trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án
tiến sĩ.
Cảm ơn gia đình và những người thân đã động viên và chia sẻ để tôi hoàn
thành luận án tiến sĩ.
Xin chân thành cảm ơn

i


TÓM TẮT
Phú Yên là tỉnh ven biển Nam Trung bộ, với nền sản xuất chủ yếu là
nông nghiệp trong đó lúa là cây lương thực chính. Nhu cầu phân bón đối với
cây lúa là rất lớn, nhưng trong đất trồng lúa ở tỉnh Phú Yên chất dinh dưỡng
không cao, song do ý thức và trình độ canh tác của người dân còn thấp. Do
vậy để cải thiện năng suất lúa người dân đã lạm dụng phân bón hóa học đã
hưởng đến hiệu quả kinh tế và tác động bất lợi đối với môi trường. Vì vậy đề
tài “Phân lập và khảo sát các đặc tính của vi khuẩn nội sinh trong cây lúa
trồng trên đất ở tỉnh Phú Yên” được thực hiện nhằm phân lập và tuyển chọn

được các dòng vi khuẩn nội sinh trong cây lúa trồng trên đất ở tỉnh Phú Yên
có đặc tính cố định đạm, hòa tan lân, sinh tổng hợp IAA cao và đặc biệt là
những dòng vi khuẩn này có thể thích nghi tốt với điều kiều thổ nhưỡng và
thời tiết ở khu vực tỉnh Phú Yên. Các dòng vi khuẩn tuyển chọn có tiềm năng
ứng dụng trong sản xuất phân bón sinh học cho cây lúa trồng trên đất ở tỉnh
Phú Yên. Trong 3 loại môi trường phân lập chuyên biệt đã chọn được 593
dòng vi khuẩn được phân lập từ cây lúa trồng trên đất ở tỉnh Phú Yên, có màu
sắc khác nhau: vàng nhạt, vàng đậm, trắng đục và trắng trong. Hình dạng
khuẩn lạc chủ yếu là tròn, bìa nguyên và nhô, hầu hết các dòng vi khuẩn có tế
bào dạng hình que, Gram âm. Bằng kỹ thuật PCR với cặp mồi p515FPL và
p13B đã xác định được 556 dòng vi khuẩn là vi khuẩn nội sinh cây lúa. Các
dòng vi khuẩn này được nuôi trong môi trường Burk không đạm, môi trường
NBRIP hoặc trên môi trường phân lập và xác định khả năng cố định đạm, hòa
tan lân khó tan bằng phương pháp so màu. Kết quả cho thấy có 533 dòng có
khả năng cố định đạm, trong số đó 457 dòng có khả năng hòa tan lân khó tan
và tổng hợp IAA. Trong số đó 90 dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm khá
cao được phân tích vùng tự gen 16S rDNA. Kết quả cho thấy các dòng vi
khuẩn được định danh có mức tương đồng 97% trở lên so với các dòng vi
khuẩn nội sinh trên ngân hàng gen. 90 dòng vi khuẩn thuộc trong 5 nhóm:
Alphaproteobacteria (chiếm tỉ lệ 1,11%), Betaproteobacteria (chiếm tỉ lệ
11,11%), Gammaproteobacteria (chiếm tỉ lệ 53,33%), Bacteroidetes (chiếm tỉ
lệ 6,67%) và Bacilli (chiếm 27,78%). Trong số 90 dòng vi khuẩn có hoạt tính
sinh học cao đã chọn được 22 dòng vi khuẩn có khả năng cung cấp đạm và
hòa tan lân khó tan cung cấp cho cây lúa được trồng trong ống nghiệm. Kết
quả khảo sát khả năng cố định đạm và hòa tan lân cung cấp cho cây lúa được
trồng trong điều kiện nhà lưới thì có 8/22 dòng vi khuẩn có khả năng giúp
giảm lượng phân đạm vô cơ cung cấp từ 25% - 75% N (tương đương với 30
kg N - 90 kg N/ha) và 4/8 dòng vi khuẩn có khả năng làm giảm lượng lân vô
cơ cung cấp là 50% P (tương đương với 40 kg P2O5/ha) cho cây lúa. Trong thí
ii

nghiệm ngoài đồng tại 2 địa điểm khác nhau trên nền đất thịt pha cát tại tỉnh
Phú Yên đã tuyển chọn được 2 dòng vi khuẩn SHL70 (tương đồng 98% với
loài Azospirillum amazonense) và dòng PHL87 (tương đồng 99%
Burkholderia kururiensis) có khả năng cung cấp 50% lượng đạm sinh học
(tương đương 60 kg N/ha) cho cây lúa và 2 dòng vi khuẩn TAL1 (tương đồng
99% loài Pseudomonas putida) và TAL4 (tương đồng 99% với loài Bacillus
subtilis) có khả năng hòa tan lân khó tan thành dễ tan để đáp ứng nhu cầu sinh
trưởng và phát triển cho cây lúa và đã tiết kiệm được 50% lượng phân lân vô
cơ (tương đương 40 kg P2O5/ha) nhưng vẫn đảm bảo về năng suất, cải thiện
chất lượng gạo. Kết quả bổ sung kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70 và TAL4 lên
cây lúa trồng ở 2 địa điểm khác nhau tại Phú Yên đều cho hiệu quả cố định
đạm và hòa tan lân khó tan cao hơn khi bổ sung riêng rẽ từng dòng cho cây
lúa. Sự kết hợp 2 dòng SHL70 và TAL4 giúp giảm 50% N (tương đương 60
kg N/ha) và 50% P (tương đương 40 kg P2O5/ha) trong sản xuất lúa mà vẫn
đảm bảo được năng suất lúa tốt.
Từ khóa: Cố định đạm, hòa tan lân, lúa cao sản, Phú Yên, tổng hợp IAA, vi
khuẩn nội sinh.

iii


ABSTRACT
Title “Isolation and characterization of rice endophytic bacteria
cultivated on soils of Phu Yen province”
Phu Yen province is located in coastal of Central Vietnam and rice is
main crop. Due to low soil fertility, big amount of chemical fertilizers are used
for rice production but low ecomomical effect and this may cause
environmental pollution and negatively influence human health. Besides that,

endophytic bacteria are microorganisms that live in plant tissues and they may
be responsible for the supply of biologically fixed nitrogen to their host plant
and plant promoting growth such as phosphate solubilization and IAA
biosynthesis. Title “Isolation and characterization of rice endophytic bacteria
cultivated on soils of Phu Yen province” was conducted to isolate and select
rice endophytes with good characteristics such as high nitrogen fixation,
phosphate solubilization and IAA production to produce biofertilizer for rice
cultivation in soils of Phu Yen province in the future. Five hundreds and
ninety-three of bacterial isolates were isolated from stems and roots of rice
samples which were collected from seven districts and Tuy Hoa city in three
kinds of medium (LGI, NFb, RMR). Their colonies had round-shape, climy,
smooth, colourless or milk-color, yellow and some colonies appeared in much
larger size. Using 16S rRNA gene fragments amplified with DNA using
eubacterial universal primers (p515FPL and p13B), 556 isolates were
identified as endophytic bacteria. A total of 533 endophytic isolates had the
ability of nitrogen fixation, in which 457/533 isolates have ability of
phosphate solubilization together with IAA biosynthesis. The sequences of
selected endophytic bacteria (90 isolates) showed high degrees of similarity to
those of the GenBank references strains (between 97% and 99%). From 90
isolates, 27,78% isolates belonged to Bacilli, 1,11% isolates was
Alphaproteobacteria, 11,11% isolates were identified as Betaproteobacteria
and 53,33% isolates were Gammaproteobacteria, while 6,67% isolates were
Bacteroides. Total 22/90 endophytes having high ability of nitrogen fixation
and phosphate solubilization were selected from the in-vitro experiments and
8/22 endophytes which could provides from 25% to 75% N and 4/8
endophytes solubilized 50% P2O5 for rice plants in pot experiments. From
field experiments, two strains (Azospirillum amazonense SHL70 and
Burkholderia vietnamiensis PHL87) fixed and provided 50% of biological
nitrogen for rice plants and two strains (Pseudomonas putida TAL1 and
Bacillus subtilis TAL4) solubilized and provided 50% P2O5 requirement of

iv


rice cultivation. The effect of Azospirillum amazonense SHL70 and Bacillus
subtilis TAL4 in rice cultivated on soils of two sites (Dong Hoa and Tuy An
districts, Phu Yen province) showed that either SHL70, TAL4 or mixture of
SHL70 and TAL4 saved 50% N and 50% P2O5 in rice cultivation but grain
yield of inoculated rice seeds as same as control treatment 100% N and 100%
P2O5 without inoculation.
Keywords: endophytic bacteria, high-yielding rice, IAA biosynthesis, nitrogen
fixation, phosphate solubilization, Phu Yen.

v


Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu “Phân lập và khảo sát các đặc
tính của vi khuẩn nội sinh trong cây lúa trồng trên đất ở tỉnh Phú Yên” là
của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được
người khác công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Nghiên cứu sinh
Văn Thị Phương Như

vi

MỤC LỤC
TÓM TẮT ......................................................................................................... ii
ABSTRACT ..................................................................................................... iv
MỤC LỤC ...................................................................................................... vii
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... xi
DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................... xiv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... xvi
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ........................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu .................................................................................................... 2
1.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 2
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 3
1.5. Những đóng góp mới của luận án ............................................................. 3
1.6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án .................................. 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................... 5
2.1. Điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất lúa của tỉnh Phú Yên ............... 5
2.1.1. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Phú Yên ..................................................... 5
2.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở tỉnh Phú Yên .................................................. 6
2.2. Hiện trạng sử dụng phân bón ở Việt Nam và Phú Yên ............................ 7
2.2.1. Hiện trạng sử dụng phân bón hóa học ở Việt Nam, Phú Yên và hiệu
suất sử dụng phân bón hóa học ....................................................................... 7
2.2.1.1. Ở Việt Nam ......................................................................................... 7
2.2.1.2. Ở Phú Yên ........................................................................................... 8
2.2.1.3. Hiệu suất sử dụng phân bón hóa học hiện nay và các nguyên nhân
làm tổn thất lượng phân bón ............................................................................ 9
2.2.2. Phân bón hữu cơ .................................................................................. 11
2.2.3. Phân hữu cơ - vi sinh ........................................................................... 12
2.2.4. Phân vi sinh .......................................................................................... 12
2.2.4.1. Khái niệm phân vi sinh ..................................................................... 12

2.2.4.2. Tình hình nghiên cứu phân bón vi sinh ở Việt Nam ........................ 12
2.3. Vai trò của phân bón đối với cây lúa ...................................................... 15
2.3.1. Vai trò của phân đạm đối với cây lúa .................................................. 15
2.3.2. Vai trò của phân lân đối với cây lúa .................................................... 15
2.3.3. Vai trò của phân kali đối với cây lúa ................................................... 16
2.4. Tổng quan về vi khuẩn nội sinh .............................................................. 16
2.4.1. Các nhóm vi khuẩn nội sinh thực vật .................................................. 17
2.4.2. Các nhóm vi khuẩn nội sinh cây lúa .................................................... 20
2.4.3. Đặc điểm của vi khuẩn nội sinh thực vật - ở cây lúa ........................... 22
vii


2.4.4. Vai trò của vi khuẩn nội sinh ............................................................... 24
2.4.4.1. Khả năng cố định đạm ...................................................................... 24
2.4.4.2. Khả năng hòa tan lân khó tan ........................................................... 26
2.4.4.3. Khả năng tổng hợp IAA .................................................................... 28
2.4.4.4. Đối kháng sinh học ........................................................................... 29
2.4.5. Những nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn nội sinh thực vật trong sản
xuất phân vi sinh ............................................................................................ 31
2.4.5.1. Phân vi sinh cố định đạm .................................................................. 31
2.4.5.2. Phân vi sinh hòa tan lân khó tan ....................................................... 33
2.4.5.3. Phân vi sinh kích thích, điều hoà sinh trưởng thực vật ..................... 35
2.4.5.4. Phân vi sinh đa chức năng ................................................................ 35
CHƯƠNG III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 37
3.1. Phương tiện nghiên cứu .......................................................................... 37
3.1.1. Vật liệu ................................................................................................. 37
3.1.2. Dụng cụ ................................................................................................ 37
3.1.3. Thiết bị ................................................................................................. 37
3.1.4. Hóa chất và môi trường phân lập nuôi cấy vi khuẩn ........................... 38
3.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 41

3.2.1. Thu mẫu lúa ......................................................................................... 42
3.2.2. Phân lập vi khuẩn nội sinh cây lúa ...................................................... 43
3.2.3. Khảo sát hình thái khuẩn lạc và đặc điểm tế bào vi khuẩn. ................. 44
3.2.4. Nhận diện vi khuẩn nội sinh bằng kỹ thuật PCR ................................. 45
3.2.5. Khảo sát các đặc tính của vi khuẩn nội sinh cây lúa ............................... 46
3.2.6. Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh .............................................................. 50
3.2.6.1. Nhận diện và xây dựng mối quan hệ di truyền của các dòng vi
khuẩn nội sinh ................................................................................................ 50
3.2.6.2. Đo lượng Acethylen bị khử ............................................................. 51
3.2.6.3. Khảo sát hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan của các
dòng vi khuẩn nội sinh lên cây lúa trồng trong ống nghiệm ......................... 53
3.2.6.4. Khảo sát đặc tính sinh lý, sinh hóa của các dòng vi khuẩn .............. 55
3.2.6.5. Khảo sát hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan của các
dòng vi khuẩn nội sinh trên cây lúa trồng trong nhà lưới .............................. 55
3.2.6.6. Khảo sát hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan của các
dòng vi khuẩn nội sinh trên cây lúa trồng ở điều kiện ngoài đồng ................ 59
3.2.6.7. Khảo sát hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan khi kết hợp
2 dòng vi khuẩn nội sinh lên cây lúa ............................................................. 61
3.3. Xử lý số liệu ............................................................................................ 63

viii


CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................... 64
4.1. Phân lập và đặc điểm sinh học của vi khuẩn nội sinh cây lúa trồng
trên đất ở tỉnh Phú Yên .................................................................................. 64
4.1.1. Kết quả phân lập vi khuẩn .................................................................... 64
4.1.2. Đặc điểm khuẩn lạc và tế bào của các dòng vi khuẩn phân lập ........... 66
4.2. Nhận diện vi khuẩn nội sinh bằng kỹ thuật PCR ........................................ 69
4.3. Kết quả khảo sát các đặc tính của vi khuẩn nội sinh cây lúa .................. 69

4.3.1. Kết quả khảo sát khả năng tổng hợp NH4+ của các dòng vi khuẩn ......... 70
4.3.2. Kết quả khảo sát khả năng hòa tan lân khó tan của các dòng vi khuẩn .. 72
4.3.3. Kết quả khảo sát khả năng tổng hợp IAA của các dòng vi khuẩn .......... 74
4.4. Nhận diện và xây dựng mối quan hệ di truyền của 90 dòng vi khuẩn
nội sinh có khả năng tổng hợp NH4+ cao, hòa tan lân và tổng hợp IAA ....... 76
4.5. Kết quả đo hàm lượng Acethylen bị khử và nhận diện gen nifH của
các dòng vi khuẩn được tuyển chọn .............................................................. 90
4.5.1. Kết quả đo hàm lượng Acethylen bị khử của các dòng vi khuẩn ........ 90
4.5.2. Nhận diện gen nifH của 22 dòng vi khuẩn được tuyển chọn ............... 92
4.6. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan của các dòng vi khuẩn
nội sinh trên cây lúa trồng trong ống nghiệm ................................................ 93
4.6.1. Hiệu quả cố định đạm của các dòng vi khuẩn ..................................... 93
4.6.2. Hiệu quả hòa tan lân khó tan của các dòng vi khuẩn .......................... 95
4.7. Khảo sát đặc tính sinh lý, sinh hóa của các dòng vi khuẩn được tuyển
chọn ................................................................................................................ 98
4.8. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan của vi khuẩn nội sinh
trên cây lúa trồng trong điều kiện nhà lưới .................................................. 102
4.8.1. Ảnh hưởng của 8 dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên đặc tính
sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng trong điều kiện nhà lưới ......... 102
4.8.2. Ảnh hưởng của 4 dòng vi khuẩn và phân lân hóa học lên đặc tính
sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng trong điều kiện nhà lưới ........ 114
4.9. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan của vi khuẩn nội sinh
trên cây lúa trồng ở điều kiện ngoài đồng tại phường Phú Thạnh, Tuy Hòa 121
4.9.1. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn SHL70, PHL87 và phân đạm hóa
học lên đặc tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng ở điều kiện
ngoài đồng .................................................................................................... 121
4.9.2. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn TAL1, TAL4 và phân lân hóa học
lên đặc tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng ở điều kiện ngoài
đồng tại phường Phú Thạnh, Tuy Hòa ......................................................... 128
4.10. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan khi bổ sung kết hợp 2

dòng vi khuẩn SHL70 và TAL4 trên cây lúa trồng ở điều kiện nhà lưới và
ngoài đồng..................................................................................................... 135
ix


4.10.1. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan khi bổ sung kết hợp 2
dòng vi khuẩn SHL70 và TAL4 trên cây lúa trồng ở điều kiện nhà lưới ..... 135
4.10.2. Khảo sát hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan khi bổ sung
kết hợp 2 dòng vi khuẩn trên cây lúa trồng ở điều kiện ngoài đồng ............ 139
4.10.2.1. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan khi bổ sung kết
hợp 2 dòng vi khuẩn trên cây lúa trồng ở ngoài đồng tại huyện Đông Hòa 139
4.10.2.2. Hiệu quả cố định đạm và hòa tan lân khó tan khi bổ sung kết
hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 trên cây lúa trồng ở ngoài đồng tại
huyện Tuy An……………………………………………………………….145
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .............................................. 153
5.1. Kết luận ................................................................................................. 153
5.2. Đề xuất .................................................................................................. 153
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ...............................................................................155
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 156
PHỤ LỤC...................................................................................................... 173

x


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa các huyện, thị xã và thành
phố năm 2014 ................................................................................................... 7
Bảng 2.2. Nhu cầu và khả năng cung ứng phân bón năm 2011 ...................... 8
Bảng 2.3. Tổng lượng phân bón hóa học trong sản xuất nông nghiệp ở Phú

Yên ................................................................................................................... 8
Bảng 2.4. Một số giống vi sinh vật sử dụng trong sản xuất phân vi sinh ở
Việt Nam ........................................................................................................ 14
Bảng 2.5. Vi khuẩn nội sinh phân lập từ cây lúa ........................................... 20
Bảng 3.1. Công thức môi trường LGI ............................................................ 38
Bảng 3.2. Công thức môi trường Nfb ............................................................ 38
Bảng 3.3. Công thức môi trường Burk không đạm ........................................ 40
Bảng 3.4. Công thức môi trường NBRIP lỏng ............................................... 40
Bảng 3.5. Công thức của môi trường dinh dưỡng Yoshida ........................... 41
Bảng 3.6. Thành phần hóa chất cho một phản ứng PCR ............................... 45
Bảng 3.7. Các giai đoạn của phản ứng PCR .................................................. 46
Bảng 3.8. Thành phần của dãy đường chuẩn NH4+ ........................................ 47
Bảng 3.9. Thành phần của dãy đường chuẩn P2O5 ......................................... 48
Bảng 3.10. Thành phần của dãy đường chuẩn IAA........................................ 50
Bảng 3.11. Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát hiệu quả cố định đạm....... 54
Bảng 3.12. Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát hiệu quả hòa tan lân khó
tan ................................................................................................................... 54
Bảng 3.13. Đặc tính đất thí nghiệm trong chậu của tỉnh Phú Yên ................. 56
Bảng 3.14. Các nghiệm thức trong thí nghiệm khảo sát đạm ......................... 56
Bảng 3.15. Các nghiệm thức trong thí nghiệm khảo sát lân ........................... 58
Bảng 3.16. Đặc tính đất thí nghiệm khảo sát đạm trồng lúa ngoài đồng tại
phường Phú Thạnh .......................................................................................... 59
Bảng 3.17. Đặc tính đất thí nghiệm khảo sát lân trồng lúa ngoài đồng tại
phường Phú Thạnh .......................................................................................... 61
Bảng 3.18. Các nghiệm thức trong thí nghiệm tổ hợp 2 dòng vi khuẩn ......... 62
Bảng 3.19. Đặc tính đất thí nghiệm ngoài đồng ở huyện Đông Hòa .............. 62
Bảng 3.20. Đặc tính đất thí nghiệm ngoài đồng ở huyện Tuy An .................. 62
Bảng 4.1. Các dòng vi khuẩn đã được phân lập từ trong cây lúa .................. 65
Bảng 4.2. Đặc điểm khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn .................................. 66
Bảng 4.3. Đặc điểm tế bào của các dòng vi khuẩn ........................................ 68

Bảng 4.4. Hàm lượng NH4+, P2O5 và IAA của 90 dòng vi khuẩn được phân
lập trên môi trường LGI, Nfb và RMR .............................................................. 77

xi


Bảng 4.5. Mối tương quan di truyền giữa các dòng vi khuẩn phân lập với
các dòng vi khuẩn có trong ngân hàng gen (NCBI) dựa vào trình tự 16S
rDNA ............................................................................................................. 79
Bảng 4.6. Sự đa dạng của trình tự Nucleotide được phân tích trong phần
mềm DNASP 5.10 ......................................................................................... 89
Bảng 4.7. Hàm lượng nitrogenase được tổng hợp của 40 dòng vi khuẩn ..... 90
Bảng 4.8. Hàm lượng nitrogenase được tổng hợp của 22 dòng vi khuẩn bổ
sung lên cây lúa .............................................................................................. 92
Bảng 4.9. Chiều cao cây và trọng lượng khô cây lúa 28 NSKG trong ống
nghiệm ở thí nghiệm khảo sát đạm ................................................................. 94
Bảng 4.10. Chiều cao cây và trọng lượng khô cây lúa 28 NSKG trong ống
nghiệm ở thí nghiệm khảo sát lân ................................................................... 96
Bảng 4.11. Đặc tính sinh lý sinh hóa của 8 dòng vi khuẩn tiềm năng nội
sinh cây lúa .................................................................................................... 99
Bảng 4.12. Đặc tính của các loài vi khuẩn trong chi Bacillus ..................... 100
Bảng 4.13. Đặc tính của các loài vi khuẩn trong chi Azospirillum .............. 101
Bảng 4.14. Đặc điểm của 8 dòng vi khuẩn tiềm năng được tuyển chọn ...... 102
Bảng 4.15. Ảnh hưởng của 8 dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên đặc
tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa ở giai đoạn 48 NSKG trồng
trong chậu .................................................................................................... 104
Bảng 4.16. Ảnh hưởng của 8 dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên đặc
tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa lúc thu hoạch (110 NSKG) trồng
trong chậu .................................................................................................... 108
Bảng 4.17. Ảnh hưởng của 8 dòng vi khuẩn và phân đạm hóa học lên

thành phần năng suất của cây lúa lúc thu hoạch (110 NSKG) trồng trong
chậu ............................................................................................................... 110
Bảng 4.18. Ảnh hưởng của 4 dòng vi khuẩn và phân lân học lên đặc tính
sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng trong chậu ở giai đoạn 48
NSKG............................................................................................................ 116
Bảng 4.19. Ảnh hưởng của 4 dòng vi khuẩn và phân lân hóa học lên đặc
tính sinh trưởng và phát triển của cây lúa trồng trong chậu lúc thu hoạch .. 117
Bảng 4.20. Ảnh hưởng của 4 dòng vi khuẩn và phân lân hóa học lên thành
phần năng suất của cây lúa trồng trong chậu lúc thu hoạch (110 NSKG) ... 119
Bảng 4.21. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn SHL70, PHL87 và phân đạm
hóa học lên đặc tính sinh trưởng của cây lúa trồng ngoài đồng ở phường
Phú Thạnh, Tuy Hòa ..................................................................................... 122
Bảng 4.22. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn SHL70, PHL87 và phân đạm
hóa học lên các thành phần năng suất của cây lúa trồng ngoài đồng ở
phường Phú Thạnh, Tuy Hòa........................................................................ 124
xii


Bảng 4.23. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn SHL70, PHL87 và phân đạm
hóa học lên hàm lượng N trong gạo, trong rơm và protein trong gạo………126
Bảng 4.24. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn TAL1, TAL4 và phân lân hóa
học lên đặc tính sinh trưởng của cây lúa trồng ở phường Phú Thạnh, Tuy
Hòa ............................................................................................................... 129
Bảng 4.25. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn TAL1, TAL4 và phân lân hóa
học lên các thành phần năng suất của cây lúa trồng ở phường Phú Thạnh,
Tuy Hòa ........................................................................................................ 130
Bảng 4.26. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn TAL1, TAL4 và phân lân hóa
học lên hàm lượng N trong gạo và protein trong gạo ................................... 132
Bảng 4.27. Ảnh hưởng của vi khuẩn TAL1, TAL4 và phân lân lên hàm
lượng P trong rơm và trong gạo .................................................................... 133

Bảng 4.28. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
lân hóa học lên các chỉ tiêu sinh trưởng của cây lúa trồng ở nhà lưới ......... 136
Bảng 4.29. Ảnh hưởng của 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
lân hóa học lên thành phần năng suất của cây lúa trồng ở nhà lưới ............. 137
Bảng 4.30. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
lân hóa học lên các chỉ tiêu sinh trưởng của cây lúa trồng ngoài đồng tại
huyện Đông Hòa …………………………………………………………...140
Bảng 4.31. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
lân hóa học lên các thành phần năng suất của cây lúa trồng ở huyện Đông
Hòa ............................................................................................................... 141
Bảng 4.32. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
phân lân hóa học lên hàm lượng N trong gạo, trong rơm và protein trong
gạo ................................................................................................................. 143
Bảng 4.33. Hiệu quả của 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
phân lân hóa học lên hàm lượng P trong gạo, trong rơm …………………..144
Bảng 4.34. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
lân hóa học lên các chỉ tiêu sinh trưởng của lúa trồng ở huyện Tuy
An…………………………………………………………………………...146
Bảng 4.35. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
lân hóa học lên các thành phần năng suất của cây lúa trồng ở huyện
Tuy An………………………………………………………………………147
Bảng 4.36. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân
đạm, phân lân hóa học lên hàm lượng N trong gạo, trong rơm và protein
trong gạo……………………………………………………………………149
Bảng 4.37. Hiệu quả kết hợp 2 dòng vi khuẩn SHL70, TAL4 và phân đạm,
phân lân hóa học lên hàm lượng P trong gạo, trong rơm…………………..150

xiii

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Các huyện ở tỉnh Phú Yên ............................................................... 5
Hình 2.2. Cơ chế xâm nhiễm vi khuẩn nội sinh thực vật .............................. 17
Hình 2.3. Vi khuẩn Herbaspirillum xâm nhập vào cây lúa ........................... 23
Hình 2.4. Cấu trúc enzyme Nitrogenase ........................................................ 25
Hình 2.5. Sơ đồ biểu diễn cơ chế cố định N2 .................................................. 25
Hình 2.6. Sơ đồ biểu diễn cơ chế cố định đạm sinh học ............................... 26
Hình 3.1. Sơ đồ tóm tắt các nội dung thí nghiệm .......................................... 42
Hình 3.2. Sơ đồ các bước khử mẫu ................................................................ 43
Hình 3.3. Phản ứng màu của các ống nghiệm xây đường chuẩn và mẫu đo
NH4+ với thuốc thử ............................................................................................. 47
Hình 3.4. Phản ứng màu của các ống nghiệm xây đường chuẩn và mẫu đo
P2O5 ................................................................................................................ 49
Hình 3.5. Phản ứng màu của các ống nghiệm xây đường chuẩn và mẫu đo
IAA ................................................................................................................ 50
Hình 4.1. Vòng pellicle xuất hiện trên các môi trường nuôi cấy ................... 66
Hình 4.2. Hình dạng khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn phân lập môi trường
LGI, Nfb và RMR ........................................................................................... 67
Hình 4.3. Hình tế bào vi khuẩn chụp dưới kính hiển vi điện tử (SEM) độ
phóng đại 14.000 lần ........................................................................................... 68
Hình 4.4. Nhuộm gram tế bào vi khuẩn độ phóng đại 400 lần ...................... 68
Hình 4.5. Phổ điện di sản phẩm PCR được nhân lên từ DNA của các dòng
vi khuẩn phân lập với 2 mồi p515FPL và p13B ............................................. 69
Hình 4.6. Khuẩn lạc dòng vi khuẩn TAL4 sau 2 ngày cấy trên môi trường
Burk không đạm ............................................................................................. 70
Hình 4.7. Sự biến thiên hàm lượng NH4+ của 533 dòng vi khuẩn theo thời
gian................................................................................................................... 71
Hình 4.8. Sự biến thiên hàm lượng P2O5 của 457 dòng vi khuẩn theo thời
gian................................................................................................................... 74
Hình 4.9. Sự biến thiên hàm lượng IAA của 457 dòng vi khuẩn theo thời

gian................................................................................................................... 75
Hình 4.10. Đa dạng về loài của 90 dòng vi khuẩn nội sinh ............................. 81
Hình 4.11.A. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của các dòng vi khuẩn nội sinh với
các dòng vi khuẩn thuộc nhóm Bacilli có trong ngân hàng gen (NCBI) dựa
vào trình tự 16S rDNA……………………………………………………….83

xiv


Hình 4.11.B. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của các dòng vi khuẩn nội sinh với
các dòng vi khuẩn thuộc nhóm Betaproteobacteria có trong ngân hàng gen
(NCBI) dựa vào trình tự 16S rDNA………………………………………….84
Hình 4.11.C. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của các dòng vi khuẩn nội sinh với
các dòng vi khuẩn thuộc chi Enterobacter có trong ngân hàng gen (NCBI)
dựa vào trình tự 16S rDNA…………………………………………………..85
Hình 4.11.D. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của các dòng vi khuẩn nội sinh
với các dòng vi khuẩn thuộc chi Pantoea và Pseudomonas có trong ngân
hàng gen (NCBI) dựa vào trình tự 16S rDNA ................................................ 86
Hình 4.11.E. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của các dòng vi khuẩn nội sinh
với các dòng vi khuẩn thuộc chi Acinetobacter, Stenotrophomonas,
Aeromonas, Erwinia và Klebsiella có trong ngân hàng gen (NCBI) dựa
vào trình tự 16S rDNA.................................................................................... 87
Hình 4.11.F. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của các dòng vi khuẩn nội sinh
với các dòng vi khuẩn thuộc nhóm Bacteroides có trong ngân hàng gen
(NCBI) dựa vào trình tự 16S rDNA ............................................................... 88
Hình 4.12. Mối tương quan giữa hàm lượng NH4+ (mg/l) và hoạt tính
Nitrogenase trong dung dịch Burk (µmol)………………………...................91
Hình 4.13. Kết quả điện di sản phẩm PCR của 22 dòng vi khuẩn nội sinh trên
gel agarose…………………………………………………………………....93
Hình 4.14. Hiệu quả cố định đạm của vi khuẩn ảnh hưởng lên sự sinh

trưởng của cây lúa 28 NSKG………………………………………………...95
Hình 4.15. Hiệu quả hòa tan lân khó tan của vi khuẩn lên sự cây lúa 28
NSKG………………………………………………………………………...97
Hình 4.16. Hình vi khuẩn TAL1 dưới kính hiển vi điện tử (SEM)…………..99
Hình 4.17. Hình vi khuẩn dưới kính hiển vi điện tử (SEM) ......................... 100
Hình 4.18. Hình vi khuẩn dòng SHL70 dưới kính hiển vi điện tử (SEM) ... 101
Hình 4.19. Hình vi khuẩn dưới kính hiển vi điện tử (SEM) ......................... 102
Hình 4.20. Chiều cao của cây lúa ở các nghiệm thức 0N trong giai đoạn 48
NSKG ........................................................................................................... 106
Hình 4.21. Bông lúa khi thu hoạch ............................................................... 113
Hình 4.22. Kết quả kiểm tra tính đối kháng của 2 dòng vi khuẩn ................ 135

xv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
16S-rDNA
ARA
ATP
Blast N
ĐC
FAME
FAO
GC
Gen Nif
IAA
IFA
ML
MT
NCBI

NSKC
NSKG
PGPR
PCR
PSB
RFLP
SEM
TCVN
TL
TLHC
Trp
VK
VTCC

16S-ribosomal DNA coding gene
Acetylene Reduction Assay
Adenosine triphosphate
Basic local alignment search tool Nucleotid
Đối chứng
Fatty acid methyl ester
Food and Agriculture of Organisation
Gas Chromatography
Nitrogen fixing gene
Indole acetic acid
International Fertilizer industry Association
Ma lâm
Môi trường
National centre for biotechnology information
Ngày sau khi cấy
Ngày sau khi gieo

Plant growth promoting Rhizobacteria
Polymerase chain reaction
Phosphate solubilizing bacteria
Restriction fragment length polymorphism
Scanning electron microscope
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trọng lượng
Tỷ lệ hạt chắc
Tryptophan
Vi khuẩn
Vietnam Type Culture Collection

xvi


CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Nhu cầu lương thực ngày càng tăng là do áp lực của sự gia tăng dân số
và lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu trong khẩu phần dinh dưỡng cho hơn
40% dân số thế giới. Trong năm 2014, sản lượng lúa trên thế giới đạt 741 triệu
tấn (FAO, 2015). Năng suất cũng như sản lượng lúa tùy thuộc vào khí hậu,
loại đất, độ ẩm và nguồn dinh dưỡng. Cây lúa cần nhiều chất dinh dưỡng khác
nhau, chủ yếu là đạm, lân và kali để tăng trưởng, phát triển tốt và cho năng
suất cao. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cây lúa, nông dân phải
sử dụng một lượng lớn phân bón hóa học, chủ yếu là phân đạm, lân và kali. Ở
Việt Nam, tổng diện tích đất trồng lúa của cả nước trong năm 2014 khoảng 7,8
triệu ha trong đó diện tích trồng lúa tỉnh Phú Yên đạt được 57.021 ha và cần
khoảng 10 triệu tấn phân bón các loại (Cục Trồng trọt, 2014), tuy nhiên hiệu
suất sử dụng phân bón chỉ khoảng 35 - 40%, còn lại 60 - 65% lượng phân bón

bị mất đi. Trong số lượng phân bón cây trồng không sử dụng được, một phần
bị rửa trôi theo nước mặt rồi chảy vào các ao, hồ, sông suối gây ô nhiễm
nguồn nước mặt và gây ảnh hưởng xấu như gây phì hóa nước và tăng nồng độ
nitrate trong nước, một phần phân bón trực di xuống sâu, gây ô nhiễm nguồn
nước ngầm, một phần bị bay hơi do tác động của nhiệt độ hay quá trình phản
nitrate hóa gây ô nhiễm không khí (Nguyễn Đức Khiển, 2002). Nếu lạm dụng
việc sử dụng phân hóa học như hiện nay thì không những gây ra lãng phí mà
còn tác động và ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
Trước sức ép của vấn đề an ninh lương thực, người dân luôn đặt ra mục
đích phải thu nhiều sản phẩm. Song do ý thức và trình độ canh tác chưa cao
nên tình trạng lạm dụng phân bón hóa học đã xảy ra khá phổ biến. Kết quả
điều tra của Sở Nông Nghiệp và PTNT Phú Yên trong năm 2012 cho thấy, chi
phí mà nông dân mua phân bón để sản xuất lúa lên đến 6.000.000 đồng/ha/vụ,
chi phí này > 50% tổng chi phí trong sản xuất lúa. Điều này đã tác động bất lợi
đến chi phí sản xuất, đến môi trường dẫn đến kết quả sản xuất không mang lại
hiệu quả kinh tế cao và chưa có nền sản xuất bền vững. Để khắc phục những
tác động bất lợi này thì việc sử dụng phân bón sinh học trong quá trình sản
xuất nói chung và sản xuất lúa nói riêng thật sự rất có ý nghĩa.
Ngày nay, các nhà nghiên cứu đã quan tâm nhiều đến những loài vi
khuẩn nội sinh và ứng dụng vi khuẩn nội sinh trong sản xuất phân bón. Vi
khuẩn nội sinh có vai trò quan trọng đối với cây trồng và được ứng dụng trong
sản xuất phân vi sinh, chúng có những đặc tính tốt như có khả năng cố định

1


đạm cho cây trồng, hòa tan lân khó tan giúp cho cây trồng hấp thụ tốt chất
dinh dưỡng, tổng hợp chất điều hòa sinh trưởng IAA, tăng hàm lượng các chất
khoáng, tăng khả năng kháng bệnh và giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm môi
trường (Siciliano et al., 2001) trong đó các vi khuẩn nội sinh tiêu biểu như

Azosprillum,
Herbaspirillum,
Burkholderia,
Pseudomonas,
Gluconacetobacter, ...
Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng vi khuẩn nội sinh có ích trong sản
xuất phân bón vi sinh phục vụ cho sản xuất nông nghiệp nhằm hạn chế phân
bón hóa học, góp phần bảo vệ môi trường và xây dựng một nền nông nghiệp
phát triển bền vững. Điều này rất có ý nghĩa, rất cần thiết trong sản xuất nông
nghiệp và trong việc bảo vệ môi trường. Đặc biệt cây lúa cao sản là đối tượng
cần được nghiên cứu về vi khuẩn nội sinh vì đây là loại cây lương thực chính
được trồng phổ biến ở tỉnh Phú Yên. Hơn nữa, hiện tại ở tỉnh Phú Yên chưa có
một công trình nghiên cứu nào về vi khuẩn nội sinh trong cây lúa.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài: “Phân lập và khảo sát các
đặc tính của vi khuẩn nội sinh trong cây lúa trồng trên đất ở tỉnh Phú
Yên” đã được thưc hiện.
1.2. Mục tiêu
Phân lập và tuyển chọn được các dòng vi khuẩn nội sinh cây lúa trồng ở
tỉnh Phú Yên có đặc tính cố định đạm, hòa tan lân, sinh tổng hợp IAA cao để
ứng dụng sản xuất phân bón vi sinh cho cây lúa trồng trên đất ở tỉnh Phú Yên.
1.3. Nội dung nghiên cứu
- Phân lập vi khuẩn nội sinh cây lúa trồng ở 7 huyện và thành phố Tuy
Hòa thuộc tỉnh Phú Yên.
- Nhận diện các dòng vi khuẩn nội sinh phân lập được bằng phương pháp
truyền thống và phương pháp sinh học phân tử.
- Khảo sát các đặc tính cố định đạm, hòa tan lân khó tan và tổng hợp IAA
của các dòng vi khuẩn phân lập được và tuyển chọn những dòng có hoạt tính
cao.
- Định danh các dòng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính sinh học cao và xây
dựng mối tương quan di truyền bằng phương pháp sinh hóa, sinh lý, hình thái

và di truyền.
- Tuyển chọn các dòng vi khuẩn nội sinh có hoạt tính sinh học cao để ứng
dụng vào sản xuất phân bón vi sinh bằng các thí nghiệm in vitro, trong điều
kiện nhà lưới và ngoài đồng.

2


1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu: các dòng vi khuẩn nội sinh cây lúa
* Phạm vi nghiên cứu: các dòng vi khuẩn nội sinh cây lúa được phân
lập từ 119 mẫu lúa thu ở 7 huyện và thành phố bao gồm: Huyện Tuy An, Sơn
Hòa, Đồng Xuân, Phú Hòa, Tây Hòa, Sông Hinh, Đông Hòa và thành phố Tuy
Hòa, tỉnh Phú Yên.
1.5. Những đóng góp mới của luận án
- Phân lập được 593 dòng vi khuẩn trong cây lúa trên 3 loại môi trường
LGI, Nfb và RMR và xác định được 556 dòng vi khuẩn nội sinh bằng kỹ thuật
PCR. Dùng phương pháp so màu xác định được 533 dòng vi khuẩn có khả
năng cố định đạm, trong số đó có 457 dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân
khó tan và tổng hợp IAA.
- Định danh 90 dòng vi khuẩn nội sinh có khả năng cố định đạm cao và
xây dựng mối quan hệ di truyền.
- Có 22 dòng vi khuẩn được khảo sát vừa có khả năng cung cấp đạm và
đồng thời cung cấp lân cho cây lúa cao sản trong giai đoạn mạ. Trong số đó,
có 8 dòng vi khuẩn có khả năng cung cấp đạm và 4 dòng vi khuẩn cung cấp
lân được khảo sát trong điều kiện nhà lưới và 2 dòng vi khuẩn có khả năng
cung cấp đạm, 2 dòng vi khuẩn cung cấp lân hữu hiệu nhất được khảo sát ở
điều kiện ngoài đồng.
- Kết quả nghiên cứu có 8 dòng vi khuẩn được tuyển chọn và ứng dụng
trồng lúa trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng được định danh và mô tả đặc

điểm sinh lý, sinh hóa. Dòng TAL1 tương đồng với chủng Pseudomonas
putida (99%), TALa14 tương đồng với chủng Bacillus megaterium (99%),
TAL4 tương đồng với chủng Bacillus subtilis (99%), TANa5 tương đồng với
chủng Bacillus megaterium
(99%), SHL70 tương đồng với chủng
Azospirillum amazonense (98%), PHL87 tương đồng với chủng Burkholderia
kururiensis (99%), PHL103 tương đồng với chủng Burkholderia vietnamiensis
(99%) và PHL105 tương đồng với chủng Bacillus megaterium (99%).
1.6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
* Ý nghĩa khoa học
- Phân lập và nhận diện được các dòng vi khuẩn nội sinh bằng phương
pháp sinh học phân tử.

3


- Tuyển chọn được các dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm cao, hòa
tan lân khó tan, tổng hợp IAA và định danh, xây dựng mối quan hệ di truyền
của các dòng vi khuẩn nội sinh.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể là tài liệu tham khảo và là cơ sở
khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo, cũng như bổ sung giáo trình giảng dạy.
* Ý nghĩa thực tiễn
- Cung cấp nguồn giống vi khuẩn tốt (2 dòng vi khuẩn có khả năng cố
định đạm và 2 dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan phân lân khó tan thành lân
dễ tan cung cấp cho cây lúa) để ứng dụng cho việc nghiên cứu và sản xuất
phân vi sinh dùng trong sản xuất lúa tại Phú Yên.
- Kết quả đề tài cũng góp phần làm giảm lượng phân bón hóa học trong
sản xuất lúa và sự ô nhiễm môi trường.

4

CHƯƠNG II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Điều kiện tự nhiên và tình hình sản xuất lúa của tỉnh Phú Yên
2.1.1. Điều kiện tự nhiên của tỉnh Phú Yên
* Vị trí địa lý
Phú Yên là tỉnh ven biển Nam Trung bộ, nằm ở vĩ độ 12°42'36" đến
13°41'28" bắc và kinh độ 108°40'40" đến 109°27'47" đông. Phía bắc giáp tỉnh
Bình Định, phía nam giáp tỉnh Khánh Hòa, phía tây giáp tỉnh Đăk Lăk, phía
đông giáp biển Đông. Phú Yên có 9 đơn vị hành chính gồm 7 huyện: Đồng
Xuân, Đông Hòa, Sông Hinh, Sơn Hòa, Phú Hòa, Tây hòa, Tuy An, 1 thị xã:
Sông Cầu và 1 thành phố: Tuy Hòa.

Hình 2.1. Các huyện ở tỉnh Phú Yên
(Nguồn: Sở Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường, 2010).

* Khí hậu
Khí hậu của Phú Yên chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương. Lượng mưa
trung bình hằng năm khoảng 1.500 - 1.600 mm. Khí hậu được chia làm 2 mùa
rõ rệt:
- Mùa khô: từ tháng 1 đến tháng 8 dương lịch với khí hậu nóng, chịu ảnh
hưởng của gió Tây khô nóng, lượng mưa ít.

5


- Mùa mưa: kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 dương lịch, chịu ảnh hưởng
của gió Đông Bắc và mưa nhiều.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 26,3oC, độ ẩm tương đối trung bình 80 85%, được phân bố theo độ cao của địa hình: vùng đồng bằng ven biển có độ

ẩm tương đối là 79 - 80%, vùng núi thấp là 81 - 83% (Trung tâm khí tượng
thủy văn tỉnh Phú Yên, 2013).
* Tài nguyên đất
Đất của Phú Yên được hình thành và phát triển trong sự tác động qua lại
của sinh quyển nhiệt đới và sự phong phú, phức tạp của cấu trúc địa chất.
Tổng diện tích đất tự nhiên của Phú Yên 504.531 ha, đất dành cho sản xuất
nông nghiệp 124.815 ha. Diện tích gieo trồng cây hàng năm 94.132 ha, trong
đó diện tích trồng lúa 57.021 ha. Đất Phú Yên chia làm 8 nhóm (Sở Khoa Học
Công Nghệ và Môi Trường Phú Yên, 2010):
- Đất phù sa: chiếm 9,8%, phân bố chủ yếu vùng hạ lưu sông, tập trung
chủ yếu hạ lưu sông Ba. Đất thích hợp để trồng cây lương thực, nhất là lúa.
- Đất cát ven biển: chiếm 2,6% diện tích, phân bố dọc theo bờ biển. Đất
này có thể khai thác để trồng dừa, điều, …
- Đất phèn mặn: chiếm 1,4% diện tích, phân bố ở khu vực đồng bằng thấp
ven biển.
- Đất xám (6,9%), đất đen (3,5%), đất nâu vàng, nâu đỏ trên đá Bazan
(65%). Ba loại đất này thích hợp cho việc trồng cây ăn quả, cây công nghiệp,
…
- Đất mùn vàng đỏ: 2,2%
- Đất vàng đỏ trên đá Granite
2.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Phú Yên
+ Diện tích đất trồng lúa
Năm 2014, toàn tỉnh có 57.021 ha lúa, trên các vùng đất thuộc các huyện:
Tây Hòa, Đông Hòa, Phú Hòa, Sơn Hòa, Sông Hinh, Tuy An, Đồng Xuân,
Sông Cầu và thành phố Tuy Hòa. Các huyện có diện tích lúa cao như Tây Hòa
(6.647 ha), Phú Hòa (5.518 ha), Đông Hòa (4.811 ha). Tổng diện tích lúa vụ
đông xuân năm 2013 - 2014 là 26.854 ha, vụ hè thu năm 2014 là 24.387 ha và
diện tích lúa mùa 5.780 ha (Sở Nông nghiệp Phú Yên, 2014).
+ Lịch thời vụ
Lúa được trồng 2 vụ chính: đông xuân và hè thu

- Vụ đông xuân: gieo tháng 12 và thu hoạch khoảng cuối tháng 3.
- Vụ hè thu: gieo tháng 6 và thu hoạch vào khoảng tháng 9

6


Ngoài 2 vụ chính, một số vùng trong tỉnh còn trồng lúa nương (lúa mùa).
Vụ lúa mùa vào tháng 10 hàng năm.
+ Cơ cấu giống:
Sử dụng phổ biến các giống lúa: ML213, ML68, ML216, ML4-2, ML48,
PY2…
+ Năng suất lúa
Năng suất bình quân đạt khoảng 6,5 tấn/ha, sản lượng đạt 365.325
tấn/năm, trong đó vụ đông xuân năng suất đạt được 7,0 tấn/ha, sản lượng đạt
188.641 tấn, vụ hè thu năng suất 6,5 tấn/ha, sản lượng đạt 157.748 tấn và vụ
mùa (trồng lúa nương) năng suất ước tính 3,3 tấn/ha, sản lượng đạt 18.936
tấn/ha. Như vậy, với sản lượng lương thực ổn định gần 370.000 tấn/năm, đảm
bảo lương thực cho hơn 860.000 người. Một số địa phương có năng suất lúa
khá cao như: Thành phố Tuy Hòa (8,2 tấn/ha), huyện Phú Hòa (7,6 tấn/ha),
Đông Hòa (7,4 tấn/ha), huyện Tây Hòa đạt (7,2 tấn/ha) trong vụ Đông Xuân
2013 - 2014 (Sở Nông nghiệp Phú Yên, 2014).
Bảng 2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa các huyện, thị xã và thành phố năm
2014
Địa Phương

Vụ Đông Xuân 2013 -2014
Diện tích Năng suất
Sản lượng
(ha)
(tấn)

(tấn)
1
TP Tuy Hòa
2.042
8,20
16.749
2
TX. Sông Cầu
903.000
4,60
4.154
3
H. Tuy An
2.850
6,39
18.224
4
H. Sơn Hòa
925.000
5,80
5.365
5
H. Đồng Xuân
1.587
6,10
9.689
6
H. Phú Hòa
5.518
7,62

42.069
7
H. Tây Hòa
6.647
7,27
48.319
8
H. Sông Hinh
1.571
5,40
8.481
9
H. Đông Hòa
4.811
7,40
35.591
Tổng cộng
26.854
7,02
188.641
Nguồn: Sở nông nghiệp và PTNT Phú Yên (2014)
TT

Vụ Hè Thu 2014
Diện tích Năng suất
Sản lượng
(ha)
(tấn)
(tấn)
2.02

7,13
14
267
2,05
547
1.084
6,04
6.549
2.204
6,07
13.377
805
6,01
4.837
5.518
6,86
37.87
6.492
6,81
44.213
1.44
5,40
7.776
4.706
6,20
29.168
24.387
6,47
157.748

2.2. Hiện trạng sử dụng phân bón ở Việt Nam và Phú Yên
2.2.1. Hiện trạng sử dụng phân bón hóa học ở Việt Nam, Phú Yên và hiệu
suất sử dụng phân bón hóa học
2.2.1.1. Ở Việt Nam
Nhu cầu phân bón hàng năm của Việt Nam khoảng 7,5 - 8 triệu tấn phân
bón các loại trong đó loại phân NPK có nhu cầu cao nhất khoảng 2,5 triệu
tấn/năm, kế đến là phân urea (2 triệu tấn/năm), phân lân (1,3 triệu tấn/năm).
Nhu cầu từng loại phân bón: phân urea chiếm 25%, phân SA 7%, phân kali
9%, phân DAP 9%, phân lân 17%, phân NPK 33% (Báo cáo nông sản Việt

7