Dẫn liệu về thành phần loài vi khuẩn lam (cyanobacteria) trong đất trồng màu ở huyện nghi lộc, tỉnh nghệ an luận văn thạc sĩ sinh học

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học vinh
----------------------------

nguyễn thị thanh hßa

DẪN LIỆU VỀ THÀNH PHẦN LỒI VI KHUẨN LAM
(CYANOBACTERIA) TRONG ĐẤT TRỒNG MÀU
Ở HUYỆN NGHI LỘC, TỈNH NGHỆ AN
Chuyªn ngành: thực vật
MÃ số: 60.42.20

Luận văn thạc sĩ sinh học

Ngời híng dÉn khoa häc: gs.ts. vâ hµnh

NghƯ An, 2012


i

LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện và hồn thành đề tài, tơi đã nhận được sự
quan tâm, góp ý của các thầy giáo, cơ giáo, cán bộ Phịng Đào tạo Sau đại
học, Khoa Sinh học, Bộ môn Thực vật, Phịng thí nghiệm Thực vật và Phịng
thí nghiệm Hóa sinh - Trường Đại học Vinh. Tôi cũng nhận được sự giúp đỡ
của Trung Tâm thủy văn Bắc Trung Bộ và Phịng Nơng nghiệp huyện Nghi
Lộc (Nghệ An). Tơi xin chân thành cảm ơn những giúp đỡ quý báu đó.
Cho phép tơi được bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến
thầy giáo hướng dẫn, GS. TS. Võ Hành, đã dành nhiều thời gian để giảng dạy

và hướng dẫn cho tôi trong học tập và nghiên cứu chuyên môn. Tôi xin chân
thành cảm ơn TS. Nguyễn Lê Ái Vĩnh đã giúp đỡ và chỉ bảo tận tình để tơi
hồn thành cơng việc nghiên cứu của mình.
Cuối cùng tơi xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, người thân và đồng
nghiệp cũng như học sinh trường THPT Quảng Xương II (Thanh Hóa) đã
động viên, giúp đỡ về mọi mặt trong cuộc sống để tôi yên tâm học tập và
nghiên cứu.
Tp. Vinh, tháng 10 năm 2012

TÁC GIẢ


ii

MỤC LỤC
Trang

MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................3
1.1. Tình hình nghiên cứu vi khuẩn lam trên thế giới và ở Việt Nam...............3
1.1.1. Một số dẫn liệu về tình hình nghiên cứu VKL trên thế giới...................3
1.1.2. Một số dẫn liệu về tình hình nghiên cứu VKL ở Việt Nam....................4
1.2. Một số đặc điểm sinh học của VKL...........................................................6
1.3. Vai trò của VKL và những ứng dụng của chúng vào thực tiễn sản xuất và
đời sống.............................................................................................................8
1.4. Đặc điểm tự nhiên và khí hậu của huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An...........9
1.4.1. Đặc điểm tự nhiên...................................................................................9
1.4.2. Đặc điểm khí hậu, thời tiết....................................................................13
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............15
2.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................15

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu............................................................15
2.3. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................16
2.3.1. Phương pháp thu và xử lý mẫu đất........................................................16
2.3.2. Phương pháp phân tích một số chỉ tiêu nơng hóa.................................16
2.3.3. Phương pháp thu và xử lý mẫu tảo đất..................................................18
2.3.4. Định loại loài VKL bằng phương pháp hình thái so sánh.....................19
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu.....................................................................19
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.........................20
3.1. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu nơng hóa của đất trồng màu huyện Nghi
Lộc (Nghệ An)................................................................................................20
3.1.1. Độ ẩm....................................................................................................20
3.1.2. Độ pH đất ở các đợt thu mẫu.................................................................21
3.1.3. Hàm lượng nitơ dễ tiêu..........................................................................22
3.1.4. Hàm lượng lân dễ tiêu...........................................................................23


iii
3.1.5. Hàm lượng kali tổng số.........................................................................24
3.2. Vi khuẩn lam trong đất trồng màu của một số xã thuộc huyện Nghi Lộc,
tỉnh Nghệ An...................................................................................................25
3.2.1. Thành phần loài vi khuẩn lam trong đất trồng màu của huyện Nghi Lộc,
Nghệ An..........................................................................................................25
3.2.2. Vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng màu huyện Nghi Lộc (Nghệ An)....33
3.3. Mối quan hệ giữa tính chất nơng hóa thổ nhưỡng và thành phần lồi VKL
phân bố ở đất trồng màu huyện Nghi Lộc (Nghệ An).....................................35
3.3.1. Sự biến động về thành phần và số lượng loài VKL qua các đợt thu mẫu...35
3.3.2. Mối quan hệ của các chỉ tiêu nơng hóa, thổ nhưỡng đến sự phân bố số
lượng VKL trong đất trồng hoa màu...............................................................36
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................................................39
KẾT LUẬN:....................................................................................................39

ĐỀ NGHỊ:.......................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................40
PHỤ LỤC


iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Độ ẩm của đất ở các đợt thu mẫu....................................................20
Bảng 3.2.Độ pH của đất của các đợt thu mẫu.................................................21
Bảng 3.3. Hàm lượng nitơ dễ tiêu trong đất của các đợt thu mẫu...................22
Bảng 3.4. Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất ở các đợt thu mẫu........................23
Bảng 3.5. Hàm lượng kali tổng số trong đất ở các đợt thu mẫu......................24
Bảng 3.7. Số lượng taxon của ngành VKL trong đất trồng màu của một số xã
thuộc huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.............................................................25
Bảng 3.6. Thành phần loài vi khuẩn lam trong đất trồng màu huyện Nghi Lộc
(Nghệ An)........................................................................................................26
Bảng 3.8. Số lượng các loài VKL trong mỗi chi ở đất trồng màu Nghi Lộc
(Nghệ An) so với số loài gặp ở Thạch Hà (Hà Tĩnh) và ở Đắc Lắc................32
Bảng 3.9. Hình thái các lồi VKL có tế bào dị hình phát hiện trong đất trồng
màu huyện Nghi Lộc (Nghệ An).....................................................................34
Bảng 3.10. So sánh thành phần loài giữa các đợt của mỗi xã.........................35
Bảng 3.11. Mối quan hệ giữa số lượng loài VKL với 1 số chỉ tiêu nơng hóa
thổ nhưỡng ở đất trồng màu huyện Nghi Lộc, Nghệ An.................................36
Bảng 3.12. So sánh thành phần loài VKL trong đất trồng màu của một số xã ở
Nghi Lộc (Nghệ An) với vùng đất cát ven biển Thạch Hà (Hà Tĩnh)............38


v
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ thu mẫu đất và mẫu VKL tại 6 xã thuộc huyện Nghi Lộc

(Nghệ An)........................................................................................................16
Hình 3.1. Độ ẩm của các xã trong các đợt thu mẫu........................................20
Hình 3.2. Bảng độ pH của các xã trong các đợt thu mẫu................................21
Hình 3.3. Hàm lượng nitơ dễ tiêu của các xã trong các đợt thu mẫu..............22
Hình 3.4. Hàm lượng lân dễ tiêu ở các xã trong các đợt thu mẫu...................23
Hình 3.5. Hàm lượng kali ở các xã trong các đợt thu mẫu..............................24
Hình 3.6: Biểu đồ tỉ lệ % số loài VKL trong các chi đã được phát hiện ở các
xã trồng màu thuộc huyện Nghi Lộc (Nghệ An).............................................30
Hình 3.7. So sánh số lượng lồi VKL có tế bào dị hình ở huyện Nghi Lộc
(Nghệ An), Thạch Hà (Hà Tĩnh) và tỉnh Đắc Lắc...........................................33
Hình 3.8. Biến động số lượng lồi VKL qua các đợt thu mẫu........................36


1

MỞ ĐẦU
Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) là sinh vật tiền nhân, có khả năng quang
tự dưỡng nhờ chứa sắc tố quang hợp là diệp lục a, β-caroten và các sắc tố phụcaroten và các sắc tố phụ
khác. Trước đây, Vi khuẩn lam (VKL) thường được gọi là Tảo lam hay Tảo
lam

lục

(Green-caroten và các sắc tố phụblue

algae),

Rong

lam

(Cyanophyta),

Tảo

nhầy

(Myxophyceae) hay thực vật phân cắt (Schizophyceae) và được xếp thành
một ngành của nhóm Tảo (Algae). Nhưng ngày nay do VKL được biết đến
với nhiều đặc điểm giống vi khuẩn nên chúng được xếp vào nhóm sinh vật
tiền nhân (Procaryota). Tuy nhiên, trong nghiên cứu, VKL vẫn thường được
xem là một thành phần của nhóm Tảo.
VKL phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên, có mặt chủ yếu ở các thủy vực
nước ngọt; một số phân bố ở vùng nước mặn giàu chất hữu cơ hoặc trong
nước lợ, nhiều lồi có mặt trong đất, trên bề mặt các tảng đá hoặc sống cộng
sinh… Nhiều loài VKL có khả năng cố định nitơ phân tử, góp phần đáng kể
vào việc cung cấp nguồn nitơ dễ tiêu cho cây trồng. Vi khuẩn lam còn được
xem là những sinh vật tiên phong trong các vùng đất cằn cỗi vì chúng có khả
năng tự tổng hợp chất hữu cơ, chất nhầy của chúng có thể giữ ẩm cho đất,
đồng thời trong q trình sinh trưởng VKL tiết ra mơi trường xung quanh một
lượng đáng kể các hợp chất chứa nitơ và các chất có hoạt tính sinh học kích
thích sinh trưởng của thực vật bậc cao. Các nhà khoa học đã dành nhiều cố
gắng lớn để đi sâu nghiên cứu về VKL nhằm phát huy tiềm năng nông nghiệp
của chúng, đồng thời mở rộng phạm vi ứng dụng VKL trong các lĩnh vực
khác như: công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, y học, công nghệ môi trường...
Ở nước ta, nghiên cứu điều tra về VKL trong đất trồng đã được tiến hành
rải rác một số nơi. Các kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần loài VKL, đặc
biệt là thành phần lồi VKL có khả năng cố định nitơ (VKLCĐN) có sự khác
nhau giữa các loại đất trồng và giữa các vùng địa lý. Đến nay chưa có cơng
trình nghiên cứu nào về VKL trong đất trồng cây hoa màu ở huyện Nghi Lộc

2
(tỉnh Nghệ An) nên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Dẫn liệu về
thành phần loài vi khuẩn lam (Cyanobacteria) trong đất trồng màu ở
huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An”.
Mục tiêu của đề tài nhằm điều tra thành phần loài VKL trong đất trồng
màu ở huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.
Để đạt được mục tiêu trên, nhiệm vụ đặt ra là:
1. Xác định được thành phần lồi VKL có trong đất trồng màu của huyện
Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.
2. Đánh giá được tính đa dạng về thành phần lồi VKL và VKLCĐN
trong đất trồng màu của huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.
3. Tìm hiểu mối quan hệ giữa thành phần lồi VKL với một số chỉ tiêu
nơng hóa của đất trồng màu ở huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.


3
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. Một số dẫn liệu về tình hình nghiên cứu VKL trên thế giới
Những cơng trình nghiên cứu đầu tiên về VKL đã được tiến hành trong
nửa đầu thế kỷ XIX, đó là của C.Agardh (1824) và Kuetzing (1843). Tuy
nhiên người đặt nền móng cho việc phân loại VKL là Thuret (1875) và sau đó
là Kirchner (1900), cùng với sự đóng góp của Stizenberger (1860) và Sach
(1874) [22]. Người đầu tiên có nhận xét về khả năng đồng hóa nitơ của một
số VKL là Frank (1889) [ 21].
Bước sang thế kỷ XX hàng loạt các cơng trình nghiên cứu về VKL được
công bố, chúng tập trung theo các hướng phân loại học và sinh học thực
nghiệm. Sau năm 1914 đã xuất hiện các hệ thống mới về phân loại VKL với

số lượng lồi ngày một tăng. Đó là các cơng trình của Elenkin (1916, 1923,
1936), Borch (1914, 1916, 1917), Geitler (1925, 1932). Các nhà Tảo học của
Liên Xô (cũ) đã tiếp tục phát triển theo hướng phân loại học như: Gollerbakh,
Kosinski, Polianski (1953) và của Kondratieva (1968) [22].
Hướng nghiên cứu về phân loại VKL ở vùng nhiệt đới được bắt đầu từ
những năm 1930 do nhà khoa học P.Frémy thực hiện. Ơng đã mơ tả nhiều
lồi VKL chỉ có ở vùng nhiệt đới mà không thấy ở vùng ôn đới. Nhà Tảo học
Ấn Độ Desikachary (1959) đã có cơng trình nghiên cứu phản ánh khá phong
phú các taxon thường gặp trong khu vực nóng ẩm có mưa nhiều ở vùng nhiệt
đới [22]. Alen (1956), De (1959), Singh (1961), Watanabe (1961),
Subrahmanyan và cộng sự (1964) đã nhận xét rằng VKL có mặt nhiều nơi
nhưng nơi mà chúng phát triển phong phú nhất là trong ruộng lúa. Watanabe
và Yamamoto (1971) cũng cho biết VKL phân bố rộng trong đất nhưng đạt
đến mức độ phong phú là ở khu vực nhiệt đới [31].
Bên cạnh hướng nghiên cứu về phân loại học, các nhà khoa học cũng đã
tập trung nghiên cứu về sinh lý, sinh hóa của VKL và đặc biệt là về khả năng
đồng hóa nitơ phân tử của một số VKL. Các nhận xét đầu tiên về vấn đề này


4
là Frank (1889), Beierink (1901), Heize (1906) nhưng chưa được thừa nhận
ngay bởi vì khi đó việc phân lập VKL thuần khiết cịn gặp nhiều khó khăn
[1]. Hơn 20 năm sau (1928) , Drewes đã chứng minh được khả năng cố định
nitơ của 3 loài VKL được phân lập và nuôi cấy thuần khiết. Tiếp theo hướng
nghiên cứu này là các cơng trình của Allison và Morris (1930, 1932), Fogg
(1942, 1951, 1956, 1962), Singh (1942, 1961), Herisset (1946, 1952),
Watanabe (1950, 1956) [1], [21]. Tuy nhiên, không phải tất cả các lồi VKL
đều có khả năng cố định nitơ khí quyển mà chỉ một số loài thuộc các họ:
Anabaenaceae, Nostocacea, Rivulariaceae và Scytonemataceae thuộc lớp
Hormogonneae [21]. Về sau hàng loạt các cơng trình tập trung nghiên cứu về

VKL CĐN như: Venkataraman (1975, 1982) [40], [41]; Roger (1979, 1986,
1989) [36], [37], [38]; Kapoor (1981) [35]; Hamdi (1986) [34]; Schaejer
(1987) [39]; Antarikamoda (1983, 1991) [29], [30].
Trong những thập kỷ gần đây nghiên cứu về sự cố định nitơ của VKL
được tăng lên nhanh chóng và mở rộng trên nhiều địa bàn khác nhau. Việc sử
dụng VKL CĐN làm nguồn phân bón cho ruộng lúa cũng như các hoạt động
cố định nitơ trong các địa phương lãnh thổ khác nhau giành được sự chú ý của
các nhà khoa học, đặc biệt ở các nước có vùng trồng lúa ở Châu Á như Nhật
Bản, Ấn Độ, Trung Quốc cũng như ở Ý, Ai Cập...[21].
1.1.2. Một số dẫn liệu về tình hình nghiên cứu VKL ở Việt Nam
Cơng trình nghiên cứu VKL đầu tiên ở Việt Nam thuộc về nhà khoa học
P. Frémy (1927), ông đã cơng bố 3 lồi VKL được 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 VKL là Cao Ngọc Phương (1964). Tác
giả đã công bố 23 taxon VKL sát mặt đất (subaerien) ở Sài Gịn và Đà Lạt,
trong đó có 11 chi với 2 chi có tế bào dị hình (heterocyst) và 9 chi khơng có tế
bào dị hình, 1 lồi mới đối với khoa học: Phormidium vietnamense và 1 thứ
(varietas) mới: Gloeocapsa punctata var. phamhoangii. Nhà Tảo học Hungari


5
T.Hortobagyi (1967, 1968, 1969) đã xác định 24 taxon VKL thuộc về 14 chi
(1 chi có tế bào dị hình và 13 chi khơng có tế bào dị hình) [22].
Năm 1977, Dương Đức Tiến đã cơng bố 13 lồi VKL trên đất trồng lúa
miền Bắc Việt Nam thuộc 6 chi (4 chi có tế bào dị hình và 2 chi khơng có tế
bào dị hình). Sau đó Trần Văn Nhị và cộng sự (1984) đã nâng tổng số VKL
CĐN ở Việt Nam lên tới 40 taxon (của 17 chi với 16 chi có tế bào dị hình và
1 chi khơng có tế bào dị hình trên cơ thể sợi) [20]. Phùng Thị Nguyệt Hồng
(1992) đã công bố bằng tiếng Pháp 94 taxon VKL ở đồng bằng châu thổ sông
Mê Kông, trong đó có 1 lồi mới đối với khoa học là Tolypothrix hatienensis

và 3 thứ mới: Anabaena variabilis var. vietnamensis, Hapalosiphon pavulus
var. minor và Hapalosiphon welwitschii var. vietnamensis [9].
Trên vùng đất mặn huyện Thái Thụy (Thái Bình), Đồn Đức Lân và
cộng sự (1994) đã cơng bố 15 lồi VKL CĐN và nghiên cứu thăm dò khả
năng cố định nitơ tự do của chúng [16]. Trong Hội thảo “International
Conference on Asian network on Microbial research” tại Thái Lan (1999),
Dương Đức Tiến đã cơng bố 208 lồi VKL được phát hiện ở Việt Nam [33].
Nguyễn Thị Minh Lan và cs. (2000, 2001) [13], [14], [15] đã tiến hành
nghiên cứu điều tra thành phần loài VKL ở ruộng lúa vùng Hà Nội và phụ
cận, đã phát hiện được 50 loài thuộc 19 chi trong 5 bộ. Nguyễn Quốc Hùng
(2001) [10] công bố 103 lồi và dưới lồi vi tảo, trong đó VKL có 80 loài và
dưới loài trong 20 chi thuộc 4 bộ.
Ở khu vực Bắc Trung bộ cũng đã có nhiều cơng trình nghiên cứu như :
Đỗ Thị Trường (1998) [25] đã phát hiện được 45 loài và dưới loài VKL
chúng thuộc 16 chi, 6 họ, 2 bộ ở trong đất trồng lúa huyện Hòa Vang, thành
phố Đà Nẵng. Nguyễn Lê Ái Vĩnh và Võ Hành (2001) [26] cơng bố 69 lồi và
dưới loài thuộc 15 chi, 5 họ trên vùng đất trồng lúa huyện Thạch Hà (Hà
Tĩnh), trong đó có 3 chi dạng đơn bào, 5 chi dạng sợi không tế bào dị hình, 7
chi dạng sợi có tế bào dị hình.


6
Thời gian gần đây Hồ Sỹ Hạnh, Võ Hành, Dương Đức Tiến (2004 -caroten và các sắc tố phụ
2005) [6], [7] đã cơng bố các taxon bậc lồi và dưới lồi VKL trong các loại
hình đất trồng ở tỉnh Đắc Lắc, cụ thể: ở đất trồng lúa gặp 62 loài và dưới lồi;
đất trồng bơng gặp 46 lồi và dưới loài và ở đất trồng cà phê gặp 23 loài và
dưới lồi. Có thể nói đây là cơng trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu VKL
trong các loại hình đất ở Tây Nguyên nói chung và Đắc Lắc nói riêng.
Cùng với công tác điều tra, những nghiên cứu chuyên sâu tìm hiểu đặc
tính sinh lý, sinh hóa về các chủng VKL có ý nghĩa thực tiễn ở Việt Nam

được tiến hành bởi nhiều tác giả.
1.2. Một số đặc điểm sinh học của VKL
Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) là những cơ thể tiền nhân có khả năng tự
dưỡng nhờ q trình quang hợp [2] . Đó là những cơ thể mà tế bào của chúng
chưa có nhân điển hình (khơng có màng nhân), vật liệu di truyền được tập
trung trong chất nhân (nucleoid) [22]. Tế bào khơng có lưới nội sinh chất, ty
thể, thể golgi, lạp thể , chỉ chứa diệp lục a (Chlorophin) và các sắc tố phụ
khác (phycosian màu lam và phycoerytrin màu đỏ) nên màu sắc cơ thể có thể
thay đổi từ đỏ đến xanh lam. Màng tế bào được cấu tạo từ murein, một loại
glycopeptit. Cơ thể khơng có roi do đó khơng có khả năng chuyển động. Sản
phẩm quang hợp của VKL là glycoprotein, rất giống với glycogen. Trong tế
bào của VKL thường thấy các không bào khí (gas vacuole). Sự có mặt của
khơng bào khí trong tế bào làm giảm đi trọng lượng cơ thể nên khiến chúng
rất dễ nổi trên mặt nước [2].
Về tổ chức cơ thể, VKL có cấu tạo đơn giản, một số có dạng đơn bào,
phần lớn dưới dạng tập đồn hay đa bào hình sợi, hình chuỗi hạt đơn hay
phân nhánh. Tế bào dinh dưỡng của VKL có thể chia thành 2 kiểu:
+ Dạng hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hoặc hình trứng
+ Tế bào được kéo dài về một phía, hình elip kéo dài, hình thoi,
hình ống. Các tế bào sống riêng rẽ, hoặc liên kết lại thành tập đồn hay
hình sợi [22].


7
Đại đa số tế bào VKL dạng sợi đa bào. Ở dạng sợi, các tế bào được nối
với nhau bằng sợi liên bào và sợi thường được bao bọc bằng bao nhầy. Chúng
có thể đơn giản hay phân nhánh [2]. Phân nhánh ở VKL có 2 loại: Phân nhánh
thật và phân nhánh giả. Phân nhánh thật là khi một tế bào trong trichom phân
chia và ngay sau đó một trong các tế bào con đâm ra ngoài và phát triển tạo
thành nhánh bên. Trong trường hợp phân nhánh giả thì trichom bị đứt (gãy)

ngay trong bao nhầy sau đó cả 2 đầu mới (có khi chỉ một) đâm ra phía ngoài
bao nhầy, phát triển thành nhánh giả [5].
Nhiều loài dạng sợi có tế bào dị hình (dị bào nang -caroten và các sắc tố phụ heterocyst), ở đầu và
giữa sợi. Ở những sợi có tế bào dị hình thì sợi phân nhánh đôi thường được
tiến hành trong phần giới hạn bởi 2 tế bào dị hình [2]. Dị bào nang là những tế
bào đặc biệt, lớn hơn các tế bào bình thường khác, có màng đơi, dày, trong
suốt, khơng có oxygen và khơng có hệ thống quang II do đó khơng sản xuất ra
oxy trong q trình quang hợp. Vị trí của tế bào dị hình trên sợi được dùng
làm tiêu chuẩn để phân loại. Chúng có thể nằm ở đầu sợi (Gloeotrichia,
Calothrix) hay nằm xen kẽ với các tế bào sinh dưỡng (Anabaena, Nodularia).
Dị bào nang có một số chức năng, đó là nơi diễn ra q trình cố định nitơ khí
quyển, là cơ quan liên kết, điều hịa quá trình hình thành bào tử [2].
Về sinh sản, VKL sinh sản theo nhiều kiểu. Điều đáng lưu ý là chúng
khơng có sinh sản hữu tính, Hình thức sinh sản thông thường nhất là phân
chia tế bào ra làm đôi (chủ yếu ở dạng đơn bào). Sự hình thành tảo đoạn
(hormogonia) là một trong những hình thức sinh sản phổ biến nhất của VKL
dạng sợi, thuộc lớp Hormogoniophyceae . Hình thức sinh sản bằng bào tử
(spore), cũng khá phổ biến ở VKL, đặc biệt thường thấy trong bộ Nostocales
[2]. Đó là sinh sản bằng nội bào tử (endospore) và ngoại bào tử (exspore).
Các bào tử được tạo ra trong các tế bào sinh dưỡng thông thường [5].
Số lượng, sự phân bố thành phần loài cũng như sự biến động số lượng
VKL trong đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như không gian, thời gian, nhưng
rõ nét nhất là đặc điểm thổ nhưỡng, phương thức canh tác. Trong đất bỏ


8
hoang với độ sâu hàng mét vẫn tìm thấy sự có mặt của VKL. Trong đất canh
tác, VKL phân bố chủ yếu ở độ sâu 0 -caroten và các sắc tố phụ 20cm, tuy nhiên ở độ sâu 50 -caroten và các sắc tố phụ 60cm
vẫn tìm thấy VKL. Điều tra về VKL trong ruộng lúa ở Việt Nam cho thấy số
lượng, thành phần VKL rất đa dạng và phong phú phụ thuộc vào mùa vụ và

điều kiện sinh thái. Nguyễn Thị Minh Lan và cs. (2001) [15] cho biết ở lớp bề
mặt xuất hiện nhiều loài nhất, càng xuống sâu số lượng lồi càng giảm.
1.3. Vai trị của VKL và những ứng dụng của chúng vào thực tiễn sản
xuất và đời sống
VKL, địa y và một số vi khuẩn khác là những “người lính tiên phong”
chinh phục mơi trường, tạo điều kiện phát triển sự sống, chúng tham gia vào
q trình phong hóa đất, bổ sung chất hữu cơ cho đất mặt [11]. Một số lồi
VKL trong đất có khá năng tiết các chất nhầy tạo nên một lớp màng, ngăn cản
sự thoát hơi nước cho đất, làm đất ln có độ ẩm, cải tạo pH của đất và các
tính chất lí học của đất.
VKL có khả năng cố định nitơ, tức là khả năng biến nitơ phân tử của khí
quyển thành dạng NH4+ rồi chuyển hóa thành axit amin và protein. VKL chết,
lượng nitrat tiếp tục bổ sung cho đất và cung cấp cho thực vật bậc cao. VKL
là nguồn phân bón sinh học có giá trị cao, nó làm tăng hàm lượng oxi hịa tan
trong nước có ý nghĩa lớn đối với q trình hơ hấp ở thực vật. Nhiều cơng
trình nghiên cứu ảnh hưởng của VKL CĐN lên sinh trưởng của cây trồng.
Ở nhiều nước trên thế giới đã tiến hành lây nhiễm VKL CĐN trên đất
trồng như: Ấn Độ (tại bang Bihar) hàng năm VKL cố định được 14 kg N/ha
và ở tây Bengar, giá trị này có thể đạt tới 15 -caroten và các sắc tố phụ 49 kg N/ha (Venkataraman,
1982) [theo 8]. Roger và Kulasooriya (1980) đã tiến hành thực nghiệm trên
đất lúa và cho biết khả năng cố định nitơ của VKL trên đất lúa ở Banglades là
10 -caroten và các sắc tố phụ 30 kg N/ha và có thể đạt tới 80 kg N/ha/năm.
VKL cịn có thể tiết vào mơi trường đất các chất có hoạt tính sinh học,
ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của cây trồng. Nhiều thí nghiệm tiến hành
ngâm hạt lúa với dịch vẩn của VKL đã kích thích sự nẩy mầm, sinh trưởng


9
của rễ, tăng trọng lượng hạt và hàm lượng protein của lúa [12], [20]. Tại viện
lúa Tasken đã tiến hành gieo các hạt được xử lý vẩn VKL CĐN cho thấy năng

suất vượt hơn so với đối chứng là 13,8 tạ/ha. Các chất do chúng tiết ra mơi
trường có thể là hormon, vitamin, axit amin...[21].
Sự phát triển của VKL làm tăng khả năng giữ nước, độ thống khí, cải
tạo đất mặn và đất chua. Việc nuôi cấy Anabaena torulosa nhiều lần sẽ làm
độ mặn của đất giảm đi 20 -caroten và các sắc tố phụ 30% [16].
Trong điều kiện hiện nay, khi sự ô nhiễm môi trường đang trở thành mối
hiểm họa đối với sự sống trên hành tinh của chúng ta thì VKL cịn được sử
dụng như một tác nhân hữu hiệu trong biện pháp sinh học để xử lý các nguồn
nước thải. Chúng góp phần loại trừ các chất độc hại và làm tăng hàm lượng
oxi. Ngoài vai trị tự làm sạch mơi trường nước ở mặt đất và nước ngầm,
VKL cịn thải ra mơi trường các chất kháng khuẩn.
Những năm gần đây, một số VKL được tập trung nghiên cứu, sản xuất
trên quy mô lớn để khai thác giá trị dinh dưỡng và dược liệu. Spirulina
platensis với hàm lượng protein rất cao, chiếm tới 60 -caroten và các sắc tố phụ 70% trọng lượng khơ;
ngồi ra chúng cịn giàu các vitamin, ngun tố khống, các chất có hoạt tính
sinh học đã được sử dụng trong nghề ni trồng thủy sản ở nhiều nước trên
thế giới và ở Việt Nam [11].
1.4. Đặc điểm tự nhiên và khí hậu của huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An
1.4.1. Đặc điểm tự nhiờn
* Vị trí địa lý
Huyn Nghi Lc l huyn ng bằng ven biển lớn thứ 3 sau huyện
Quỳnh Lưu và Yên Thành, gồm 29 xã và 1 thị trấn. Huyện có tọa độ địa lý từ
18041' đến 18054' Vĩ độ Bắc và 105028' đến 105045' Kinh độ Đơng. Phía Đơng
trơng ra biển Đơng và giáp Thị xã Cửa Lị, phía Đơng Nam giáp huyện Nghi
Xn (Hà Tĩnh), phía Nam giáp Thành phố Vinh và huyện Hưng Nguyên,
phía Tây Nam giáp huyện Nam Đàn, phía Tây giáp huyện Đơ Lương, phía
Tây Bắc giáp huyện Yên Thành và phía Bắc giáp huyện Diễn Châu.


10

Là huyện cửa ngõ của thành phố Vinh và thị xã Cửa Lị với 14 km
đường biển, 2 con sơng lớn chảy qua địa bàn huyện là sông Cấm (dài 15 km)
và sông Cả (dài 16 km). Với đặc thù vị trí địa lý đó, huyện Nghi Lộc có thể
khai thác tiềm năng đất đai, tài nguyên của huyện trong chiến lược phát triển
kinh tế -caroten và các sắc tố phụ xã hội theo hướng cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa, hịa nhập với xu
thế phát triển chung của tỉnh và khu vực [27].
* Về địa hình.
Nghi Lộc là huyện đồng bằng ven biển, địa hình đa dạng, có hướng thấp dần
từ Tây sang Đơng và có thể chia thành 2 vùng lớn:
- Vùng bán sơn địa:
Phía Tây và Tây Bắc của huyện có nhiều đồi núi cao, địa hình chia cắt mạnh,
độ dốc lớn do chia cắt bởi những khe suối; tại những khu vực này có những
vùng đồng bằng phù sa xen kẽ tương đối rộng, một số hồ đập lớn được xây
dựng nên đây cũng là vùng cung cấp lương thực cho huyện, với diện tích đất
tự nhiên khoảng 18.083 ha, chiếm 52% so với tổng diện tích của cả huyện.
Gồm các xã Nghi Lâm, Nghi Công Bắc, Nghi Công Nam, Nghi Mỹ, Nghi
Văn, Nghi Kiều, Nghi Phương, Nghi Hưng, Nghi Đồng. Vùng này chiếm diện
tích khá lớn nhưng tập trung ít dân cư khoảng 57.842 người chiếm 31,4%
tổng dân số của cả huyện [27].
- Vùng đồng bằng:
Khu vực trung tâm và phía Đơng, Đơng Nam của huyện địa hình tương đối
bằng phẳng, chỉ có ít đồi núi thấp xen kẽ độc lập, độ cao chênh lệch từ 0,6-caroten và các sắc tố phụ
5,0 m, với diện tích tự nhiên khoảng 16.686 ha, chiếm 48% so với diện tích
của cả huyện. Do đặc điểm địa hình và thổ nhưỡng có thể phân thành 2 vùng:
+ Vùng thấp hoặc trũng: Chủ yếu là đất phù sa của hệ thống sơng
Cả, có độ cao từ 0,6-caroten và các sắc tố phụ 3,5 m, địa hình thấp, nguồn nước khá dồi dào, đây là
vùng trọng điểm lúa của huyện, gồm các xã Nghi Vạn, Nghi Diên, Nghi
Hoa, Nghi Thuận và một phần của Nghi Long, Nghi Tiến, Nghi Yên, Nghi
Xá, Nghi Trung.

11
+ Vùng cao: Chủ yếu là đất cát biển, có độ cao từ 1,5-caroten và các sắc tố phụ 5,0 m, là vùng
đất màu của huyện, gồm các xã Nghi Trường, Nghi Thịnh, Nghi Thạch, Nghi
Long, Nghi Xá, Nghi Khánh, Nghi Yên, Nghi Tiến, Nghi Thiết, Nghi Thái,
Phúc Thọ, Nghi Xuân, Nghi Phương, Nghi Trung, Nghi Quang [27].
* Tính chất thổ nhưỡng và tình hình sử dụng đất nơng nghiệp ở Nghi
Lộc (Nghệ An)
Nghi Lộc là huyện đồng bằng ven biển, địa hình đa dạng, có hướng thấp
dần từ Tây sang Đơng và có thể chia thành 2 vùng lớn:
+ Vùng bán sơn địa: Phía Tây và Tây Bắc của huyện có nhiều đồi núi cao,
địa hình có độ dốc chênh lệch nhiều do chia cắt bởỉ những khe suối; tại những khu
vực này có những vùng đồng bằng phù sa xen kẽ tương đối rộng.
+ Vùng đồng màu: Khu vực trung tâm và phía Đơng, Đơng Nam của
huyện có địa hình tương đối bằng phẳng, chỉ có ít đồi núi thấp xen kẽ độc lập.
Đây là vùng có địa hình thấp, nguồn nước dồi dào, là vùng trọng điểm lúa của
huyện.
Theo tài liệu điều tra thổ nhưỡng tỉnh Nghệ An thì huyện Nghi Lộc có các loại đất
chinh sau:

Loại đất

Diện tích

Cồn cát, đụn
cát.

2.279 ha
(chiếm
5,88%)

Đất cát cũ
ven biển

8.161 ha
(chiếm
21,56%)

Đất phù sa
khơng được
bồi

5.347 ha
(chiếm
14,12%)

Đặc điểm và tình hình sử dụng đất
Đất xấu, giữ nước rất thấp; mùn, đạm, lân tổng số
và dễ tiêu đều rất nghèo; dùng trồng cây lâm nghiệp
chắn gió, chắn cát; số ít trồng cây màu chịu hạn
như: Đậu, vừng, lạc, một số cịn bỏ hoang.
Mùn ít, đạm tổng số và đạm dễ tiêu nghèo, lân,
kali tổng số và dễ tiêu nghèo hoặc trung bình, mực
nước ngầm cách mặt đất từ 30 -caroten và các sắc tố phụ 50 cm. Đất có giá
trị trong sản xuất nơng nghiệp, thích hợp cho các
loại rau màu, lạc, vừng, ngơ.
Có ở các xã vùng Lúa dọc theo hai bên Sông nhà
Lê, Sơng Cấm. Đất chua, hàm lượng mùn ít hoặc
trung bình, đạm, kali tổng số trung bình, lân tổng
số nghèo. Hiện đang trồng lúa nước, năng suất

thấp và thường hay bị ngập úng do lũ lụt.


12
Đất phù sa cũ
có nhiều sản
phẩm Feralit

6.540 ha
(chiếm
17,27%)

Đất mặn

2.568 ha
(chiếm
6,78%)

Đất Feralit
biến đổi do
trồng Lúa

2.629 ha
(chiếm
6,9%)

Đất dốc tụ

235 ha
(chiếm

0,6%)

Đất Feralit
vàng đỏ vùng
đồi

3.852 ha
(chiếm
10,17%)

Đất Feralit
xói mịn

7.879 ha
(chiếm
20,81%)

Tập trung hầu hết các xã vùng Lúa, đất có nguồn
gốc từ phù sa hệ thống Sơng Lam. Đất có các chất
dinh dưỡng trung bình đến nghèo. Địa hình tương
đối bằng phẳng là loại đất trồng Lúa quan trọng
của huyện.
Phân bố ở vùng hạ lưu Sông Cấm thuộc các xã Nghi
Phương, Nghi Đồng, Nghi Thuận, Nghi Hoa, Nghi
Long, Nghi Xá, Nghi Tiến, Nghi Thiết, Nghi Quang
và rải rác ở một số xã ven biển bị ảnh hưởng của
nước mặn thuỷ triều. Sau khi xây dựng đập Nghi
Quang ngăn mặn giữ ngọt nên một số diện tích đã
cải tạo để trồng Lúa và nuôi trồng thuỷ sản.
Phân bố ở các xã Nghi Kiều, Nghi Văn, Nghi

Đồng. Quá trình feralit tầng mặt đã bị hạn chế,
tính chất đất thay đổi, đất được sử dụng để trồng
Lúa tương đối ổn định.
Nằm rải rác ở các xã Nghi Công Bắc, Nghi Công
Nam, Nghi Kiều. Đất do sản phẩm của dốc tụ tạo
thành, thường được sử dụng để trồng hoa màu
như: Lạc, đậu, vừng, khoai, sắn hoặc trồng cây
lâm nghiệp.
Có ở các xã vùng bán sơn địa như Nghi Công Bắc,
Nghi Công Nam, Nghi Văn, Nghi Kiều, Nghi Mỹ,
Nghi Đồng. Đây là loại đất quan trọng của huyện
dùng để làm vườn, trồng cây ăn quả, cây lâm
nghiệp khá tốt.
Phân bố ở các vùng núi cao, nhiều nhất là vùng
bán sơn địa. Hiện tại phần lớn đã được trồng rừng
để bảo vệ đất và bảo vệ mơi trường.

Nhìn chung tài ngun đất của huyện Nghi Lộc chủng loại đa dạng, địa
hình phức tạp, chủ yếu đất cát bạc màu, nghèo dinh dưỡng, kém lân, kali,
thành phần cơ giới nhẹ, giữ nước kém, khơng hồn tồn phù hợp với sản xuất
lúa nước mà phù hợp cho trồng các loại cây như: Ngô, vừng, lạc, rau màu,
cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả [27].


13
1.4.2. Đặc điểm khí hậu, thời tiết
Nghi Lộc thuộc vùng khí hậu có những đặc điểm chung của khí hậu
miền Trung nhiệt đới ẩm và gió mùa.
+ Chế độ nhiệt: Có 2 mùa rõ rệt, mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9,
nhiệt độ trung bình từ 23,5 -caroten và các sắc tố phụ 34,5oC. Mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm

sau, nhiệt độ trung bình từ 19,5 -caroten và các sắc tố phụ 20,5oC.
+ Chế độ mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.900mm, lớn nhất
khoảng 2.600mm và nhỏ nhất 1.100mm. Lượng mưa phân bổ không đều mà
tập trung chủ yếu vào nửa cuối tháng 8 đến tháng 10, lượng mưa thấp nhất từ
tháng1 đến tháng 4.
+ Chế độ gió, bão: Có 2 hướng gió chính gồm:
Gió mùa Đơng Bắc từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau;
Gió Đơng Nam từ tháng 5 đến tháng 10 (tháng 6 và tháng 7 thường có
gió Lào khơ nóng). Gió Đơng Nam mát mẻ từ biển Đơng thổi vào mà nhân
dân gọi là gió Nồm.
Ngồi ra, trên địa bàn huyện cịn ảnh hưởng bởi luồng gió Tây Nam ở
tận Vịnh Băng-caroten và các sắc tố phụgan tràn qua lục địa, luồn qua dãy Trường Sơn, thổi sang mà
nhân dân thường gọi là gió Lào nhưng chính là gió tây khơ nóng. Gió phơn
Tây Nam là một loại hình thời tiết đặc trưng cho mùa hạ của vùng Bắc Trung
Bộ. Ở Nghi Lộc thường xuất hiện vào tháng 6, 7, 8 đã gây ra khơ, nóng và
hạn hán ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống sinh hoạt của người dân trên
phạm vi toàn huyện.
Các hiện tượng thời tiết bất thường như bão, lũ trung bình mỗi năm
chịu 3 cơn bão, thường tập trung vào các tháng 8,9 và tháng 10. Bão thường
kéo theo mưa lớn gây lũ lụt, ảnh hưởng rất lớn đến đời sống và kinh tế.
+ Độ ẩm khơng khí: Bình qn khoảng 86%, cao nhất trên 90% (tháng
1, tháng 2), nhỏ nhất 74% (tháng 7).


14
+ Lượng bốc hơi nước: Bình quân năm là 943 mm. Lượng bốc hơi
nước trung bình của các tháng nóng là 140 mm (từ tháng 5 đến tháng 9).
Lượng bốc hơi trung bình của những tháng mưa là 59 mm (tháng 9, 10, 11)
Những đặc trưng về khí hậu là: Biên độ nhiệt độ giữa các mùa trong năm
lớn, chế độ mưa tập trung vào mùa mưa bão, mùa nắng nóng có gió Lào khơ

hanh, đó là những ngun nhân chính gây nên mưa lũ xói mịn hủy hoại đất,
nhất là trong điều kiện cây rừng bị chặt phá và sử dụng đất không hợp lý [27].