Phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng ngô huyện nghi lộc và nghiên cứu ảnh hưởng của chúng lên giống ngô lai đơn 919

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học vinh
--------------

đặng thị hiền

phân lập một số chủng vi khuẩn lam cố định
nitơ trên đất trồng ngô huyện nghi lộc và
nghiên cứu ảnh hởng của chúng lên
giống ngô lai đơn 919

Luận văn thạc sÜ sinh häc

Vinh, 12/2008


Mục lục
Mở đầu
Chơng 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 nghiên cứu Vi khuẩn lam trªn thÕ giíi.
1.1.2. Mét sè dÉn liƯu vỊ nghiªn cøu Vi khuẩn lam ở Việt Nam.
1.1.3. Đặc điểm của Vi khuẩn lam.
1.1.4. Các yếu tố ảnh hởng đến sinh trởng, phát triển của Vi khuẩn lam
1.1.5. Vai trò của Vi khuẩn lam và những ứng dụng của Vi khuẩn lam
vào thực tiễn sản xuất, đời sống.
1.2. Vài nét về cây ngô.
1.2.1. Nguồn gốc cây ngô.
1.2.2. Đặc điểm phân loại .
1.2.3. Đặc điểm về hình thái, sinh trởng và phát triển của cây ngô.
1.2.3.1. Đặc điểm về hình thái cây ngô.

1.2.3.2. Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây ngô.
1.2.3.3. Các yếu tố ảnh hởng đến đời sống của cây ngô.
1.2.4. Tình hình sản xuất, tiêu thụ, phát triển cây ngô ở trên thế giới và
Việt Nam.
1.2.4.1. Tình hình phát triển cây ngô trên thế giới
1.2.4.2. Tình hình phát triển ngô ở Việt Nam, Nghệ An, Nghi Lộc
1.3. Điều kiện tự nhiên của huyện Nghi Lộc Nghệ An.
1.3.1. Vị trí địa lý.
1.3.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xà hội

Trang

1.3.3. Đặc điểm khí tợng thuỷ văn ở huyện Nghi Léc – NghƯ An.
1.3.4. TÝnh chÊt thỉ nhìng vµ tình hình sử dụng đất nông nghiệp ở Nghi Lộc.
Chơng 2. Đối tợng, Nội dung và phơng pháp nghiên cứu.
2.1. Đối tợng và địa điểm nghiên cứu.
2.2. Nội dung nghiên cứu.
2.3. Phơng pháp nghiên cứu.
2.3.1. Phơng pháp thu mẫu và xử lý mẫu.
2.3.1.1. Phơng pháp thu và xử lý mẫu đất.
2.3.1.2. Phơng pháp thu và xử lý mẫu tảo đất.
2.3.2. Phơng pháp định loại Vi khuẩn lam.
2.3.3. Phơng pháp phân lập một số loài Vi khuẩn lam cố định nitơ
2.3.4. Phơng pháp nuôi Vi khuẩn lam cố định nitơ để thu sinh khối.
2.3.5. Bố trí thí nghiệm
2.3.6. Phơng pháp phân tích
2.3.7. Phơng pháp xử lý số liệu.
Chơng 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận.
3.1. Một số đặc điểm của đất trồng ngô huyện Nghi Lộc.
3.2. Thành phần loài Vi khuẩn lam trong đất trồng ngô ở huyện Nghi Lộc

3.3. Phân lập và tìm hiểu đặc điểm một số chủng Vi khuẩn lam cố định

1
3
3
3
5
7
9
12
14
14
15
15
15
16
17
18
18
19
20
20
21
21
23
25
25
25
25
25

25
25
26
26
27
28
29
30
31
31
32
34


nitơ
trong đất trồng ngô ở huyện Nghi Lộc.
3.3.1. Thành phần loài Vi khuẩn lam cố định nitơ đà phân lập thuần
khiết.

34

3.3.2. Đặc điểm hình thái các chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đà phân lập

35

3.3.3. Sự tăng sinh khối của các chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đà phân
lập thuần khiết.
3.4. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ

38

40

(nuôi 30 ngày) đến sự nẩy mầm của hạt ngô lai đơn 919.
3.4.1. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến
tỷ lệ nảy mầm của hạt ngô lai 919.
3.4.2. ¶nh hëng cđa dÞch vÈn 2 chđng Vi khn lam cố định nitơ đến
cờng độ hô hấp của hạt ngô lai 919.
3.4.3. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến sự
tăng trởng của rễ mầm ngô lai 919
3.4.4. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến sự
tăng trởng của thân mầm ngô lai 919
3.5. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến các
chỉ tiêu sinh trởng của cây ngô lai đơn 919 ở 15, 30, 45 ngày.
3.5.1. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến
chiều cao cây ngô lai 919
3.5.2. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến
diện tích lá ngô lai 919
3.5.3. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến
hàm lợng diệp lục ở lá ngô lai 919
3.5.4. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến
cờng độ quang hợp ở lá ngô lai 919.
3.5.5. ảnh hởng của dịch vẩn 2 chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ đến
cờng độ hô hấp của cây ngô lai 919.
3.5.6. ảnh hëng cđa dÞch vÈn 2 chđng Vi khn lam cè định nitơ đến
cờng độ thoát hơi nớc của cây ngô lai 919.
3.6. Năng suất thu hoạch của giống ngô lai đơn 919.
Kết luận và đề nghị
Tài liệu tham khảo
PHụ LụC

40
41
42
44
46
46
47
49
50
51
53
54
57
59

Lời cảm ơn
Để hoàn thành đợc kết quả nghiên cứu của mình, Tác giả đà nhận đợc sự hớng dẫn rất tận tình và chu đáo của TS. Nguyễn Đình San, Tác giả xin chân thành
bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự giúp đỡ quý báu đó.


Xin chân thành cảm ơn Ths. Lê Thanh Tùng, các thầy cô giáo, các anh chị
tại bộ môn Thực vật, bộ môn Sinh lý Sinh hoá, phòng nuôi cấy mô thực vật,
khoa Sinh học, khoa Đào tạo Sau đại học - trờng Đại học Vinh, Trạm khí tợng
huyện Nghi Lộc, UBND xà Nghi Thạch, các giáo viên, phụ huynh, học sinh Trờng
THPT Nghi Lộc 3 đà tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ nhiệt tình cho Tác giả
hoàn thiện kết quả nghiên cứu của mình.
Tác giả cũng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với bạn bè, ngời thân đÃ
cùng chung sức, tiếp thêm nghị lực cho tác giả để hoàn thành luận văn tốt nghiệp
này.
Vinh, tháng 11 năm 2008

Học viên

Đặng Thị Hiền

Mở đầu
Từ trớc đến nay lơng thực, thực phẩm luôn là nhu cầu hàng đầu của tất cả
mọi ngời. Nhu cầu đó càng cấp thiết khi dân số thế giới tăng ngày một nhanh. Nớc
ta cũng nh một số nớc trên thế giới đang tiến hành đa dạng hoá cây trồng, phá bỏ
thế độc canh cây lúa thay vào đó là các giống cây lơng thực khác có năng suất cao,
thích ứng với nhiều loại đất trồng để phát huy thế mạnh của sản xuất nông nghiệp
nh ngô, lạc, đậu Trong đó cây ngô đợc xem là cây lơng thực quan trọng thứ hai
(sau cây lúa) và đợc trồng ở cả ba vùng: Đồng b»ng, Trung du, MiỊn nói.


Để đáp ứng nhu cầu lơng thực, cần phải tăng năng suất cây trồng. Năng
suất cây trồng phụ thuộc rất nhiỊu u tè nh gièng, ph©n bãn, kØ tht canh tác
Thực tế hiện nay phân bón hoá học sử dụng không hợp lý có thể gây ô nhiễm môi
trờng, thoái hoá đất. Vì vậy rất nhiều Quốc gia trên thế giới nh: ấn Độ, Ai Cập,
Nhật Bản, Thái Lan, Trung Quốc, Philippin, Mỹđà tìm ra giải pháp là sử dụng
phân bãn cã ngn gèc sinh häc tõ viƯc khai th¸c hàm lợng đạm do Vi khuẩn lam
cố định nitơ tạo ra vừa có chất lợng tốt, giá thành rẻ lại không gây ô nhiễm môi trờng.
Trong trồng trọt Vi khuẩn lam là một trong số những tài nguyên có ý nghÜa
to lín. Ngêi ta nhËn thÊy nh÷ng Vi sinh vËt bé nhỏ này nh một nhà máy sản xuất
phân bón khổng lồ, sự phát riển mạnh mẽ của nó tạo nên những chất hữu cơ giàu
đạm, đồng thời trong hoạt động sống Vi khuẩn lam tiết vào môi trờng các chÊt cã
ho¹t tÝnh sinh häc kÝch thÝch sù sinh trëng của thực vật bậc cao, đặc biệt là những
cây trồng nh: Ngô, lúa, lạc, míaTuy nhiên việc nghiên cứu sự ảnh hởng của Vi
khuẩn lam lên quá trình sinh trởng, phát triển và năng suất của cây ngô cũng nh
ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn cha đợc mở rộng. Để phát huy thế
mạnh của cây ngô, chúng tôi nhận thấy cần phải tìm kiếm các chủng Vi khuẩn

lam trên đất trồng ngô địa phơng vừa có khả năng cố định đạm vừa sinh trởng phát
triển nhanh, sau đó phân lập chúng rồi đa trở lại các ruộng ngô và đánh giá ảnh hởng của chúng đối với cây ngô. Đó là lý do tác giả tiến hành nghiên cứu đề tài:
Phân lập một số chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ trên đất trồng ngô
huyện Nghi Lộc và nghiên cứu ảnh hởng của chúng lên giống ngô lai
đơn 919.
Mục tiêu của đề tài là: Tìm kiếm các chủng Vi khuẩn lam trên đất trồng ngô
địa phơng, phân lập và thuần khiết các chủng Vi khuẩn lam cố định nitơ để tác
động lên giống ngô lai 919 nh một biện pháp sinh học làm tăng năng suất ngô
trồng ở huyện Nghi Lộc- Nghệ An, đồng thời cải tạo đất và góp phần bảo vệ môi
trờng.


Chơng 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 nÐt vỊ nghiªn cøu Vi khn lam trªn thÕ giíi
Vi khuẩn lam (VKL) là những sinh vật tự dỡng có kích thớc hiển vi. Những
nghiên cứu về hoá thạch thời tiền Cambri ngời ta đà chứng minh đợc sự có mặt
của chúng cách đây 3,5 tỷ năm. Những kết quả nghiên cứu cho thấy, nó còn mang
nhiều đặc điểm nguyên thủy. Vì vậy, nhiều giả thuyết cho rằng VKL có mèi quan
hƯ gÇn gịi víi thđy tỉ sinh vËt [2], [89]. Tuy nhiên, những dẫn liệu trên đây mới
chỉ là những kết quả bớc đầu còn sự xuất hiện và những tính chất của nó thì cho
đến những thập niên đầu thế kỷ XIX mới lôi cuốn đợc sự quan tâm của nhiều nhà
khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau nh: Thùc vËt häc, vi sinh vËt häc, sinh lý
học, sinh hoá học, di truyền học, công nghệ sinh học, môi trờng và nông học [54],
[61], [68].
Những tri thức về VKL 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 VKL
nói riêng đà ra đời. C. Agardh (1824) và Kutzing (1843) là những ngời đầu tiên


nghiên cứu về VKL. Ngời đặt nền móng cho hệ thống phân loại VKL là Thuret
(1875) và sau đó đợc Kirchner (1900) bổ sung thêm. Tiếp đó có hàng loạt công
trình phân loại tảo lam của các nhà khoa học khác đà khiến cho tri thức về tảo lam
càng phong phú và đa dạng nh: Borch (1914, 1916, 1917), Elenkin (1916, 1923,
1936), Geitler (1925, 1932) [89]. Các nhà tảo học Liên Xô tiếp tục theo hớng
nghiên cứu này nh: Gollerbakh, Kosinski, Poltanski (1953), Koudratieva (1968)
[89]. Nhà tảo học ấn Độ Desikachary (1959) đà phản ánh sự phong phú các
taxon tảo lam thờng gặp tại khu vực khí hậu nóng ẩm và nhiều ma này [62],
[68], [89]
Trong những năm cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX, đà có nhiều công trình
đợc công bố. Nhng vấn đề đặt ra cha có một hệ thống phân loại tảo thống nhất.
Vì thế, đà có nhiều quan điểm khác nhau: Các tác giả Đông ¢u (cị) xÕp chóng
thµnh 10 nghµnh [18], [65], [69], [74], còn hệ thống của các tác giả Tây Âu, Nhật
Bản lại xếp tảo theo nhóm sắc tố (pigment), chia chúng thành 6 nghành [65],
một số quan điểm khác lại phân chia thành 4 ngành [18], [76], [77], nhng các
quan điểm trên đều xếp tảo lam thành một nghành riêng.
Những thành tựu nghiên cứu tảo đất gắn liền với những phát kiến trong lĩnh
vực vi sinh vật đất của Vinogratski, đặc biệt là công trình nghiên cứu của Frank
(1889), ngời đầu tiên đà có nhận xét về khả năng đồng hoá nitơ khí quyển của vi
khuẩn lam. Hơn 20 năm sau Drew (1928) đà phân loại đợc 3 loài sạch vi khuẩn,
kết quả cho thấy chúng có khả năng đồng hoá nitơ phân tử. Về sau có các công
trình nghiên cứu cña Fogg (1942; 1951; 1956; 1962); Singh (1942; 1961); Herisset
(1946; 1952) đà khẳng định không phải tất cả các loài VKL đều có khả năng cố
định nitơ khí quyển mà chỉ có một số trong chúng biểu thị khả năng này, phần lớn
Vi khuẩn lam cố định nitơ(VKLCĐN) đa số thuộc về các họ nh: Anabaenaceae,
Nostocaceae, Rivulariaceae và Scytonemataceae [18].

Hiện nay, số loài vi tảo phát hiện đợc khoảng 26 000 loài [18], trong đó tảo
đất khoảng 2000 loài. [18], [87]. ở các nớc Liên Xô cũ, theo số liệu của M. M.
Gollerbakh và E. A. Shtina (1976) đà phát hiện đợc trong một số mẫu đất gần
1500 loài và díi loµi cã 488 loµi vi khn lam [8], [82]. Theo Rippka vµ céng sù


thì các loài VKL chủ yếu thuộc về các chi Nostoc, Anabaena và Calothrix chiếm
tới 60% tổng số loài. Tại Ên §é Venkataraman (1975) cho hay trong sè 2213 mÉu đất
lấy từ ruộng lúa thì có khoảng 30% trong số đó có mặt VKLCĐN [8], [87].
Vi khuẩn lam cố định nitơ đóng vai trò quan trọng trong việc làm tăng độ
phì cho đất một cách tự nhiên. Hơn 250 chủng vi khuẩn lam đợc biết đến là có khả
năng cố định nitơ. Chính vì vậy, mà có nhiều công trình tập trung nghiên cứu khả
năng cố định nitơ của VKL nh: Venkataraman (1975, 1982) [87], [88]; Roger
(1979, 1981, 1989) [79], [80], [81]; Kapoor (1981) [73]; Hamdi (1986) [70];
Schaejer (1987) [84]; Antatrikamonda (1991) [64]. Những công trình này đều cho
thấy sự đa dạng về thành phần loài và khả năng phân bố rộng rÃi của VKL trong
các môi trờng sống khác nhau.
Bên cạnh việc sản xuất vi tảo ở quy mô lớn đang đợc thực hiện ở ấn Độ và
bắt đầu ở Miễn Điện, Trung Quốc, Philippin, Thái Lan[42], [70], [73] thì việc
nghiên cứu khu hệ vi tảo, phát hiện một số loài tảo đất có khả năng cải tạo đất trồng
đà đợc chú ý. Ngoài ra, các nhà khoa học còn quan tâm tới độc tố do vi khuẩn lam
tiết ra. Từ năm 1940, việc phân lập vi khuẩn lam độc đà đợc Theodose Alson (Đại
học tổng hợp Minnesoto - Mỹ) tiến hành. Ông tiến hành phân lập đ ợc một
số chủng vi khuẩn lam thuộc các chi Microcystis và Anabaena... [87].
1.1.2. Mét sè dÉn liƯu vỊ nghiªn cøu Vi khuẩn lam ở Việt Nam.
Nếu nh nhiều học giả trên thế giới từ rất lâu đà nghiên cứu về VKL thì ở
Việt Nam những công trình nghiên cứu về VKL có thể nói là rất hiếm và hầu nh
cha có công trình chuyên khảo nào về nó. Công trình nghiên cứu về VKL đầu tiên là P.
Frémy (1927), ông đà công bố 3 loài VKL tìm thấy ở Việt Nam trên cơ sở định loại mẫu
do D.Gaumont thu thập [44], [90].

Ngời Việt Nam công bố kết quả đầu tiên về tảo lam là Cao Ngọc Phơng
(1946). Bà đà công bố 23 taxon tảo lam quan sát trên mặt đất ở Sài Gòn, Đà Lạt,
thuộc 11 chi, trong đó 2 chi có tế bào dị hình, một loài mới đối với khoa häc
Phormidium vietnamense vµ mét thø (varietass) míi Gloeocapsa punctata var.
phanhiangii. Tiếp theo là Hortobagyi T. (1969) [72] đà công bè 128 taxon bËc loµi vµ díi


loài, trong đó 24 taxon VKL thuộc 14 chi với 1 chi có tế bào dị hình khi ông tiến hành phân
tích mẫu nớc của hồ Hoàn Kiếm Hà Nội [55], [87], [90].
ở Miền Bắc từ năm 1960 đà có những công trình nghiên cứu về vi tảo, các
công trình mới chỉ dừng lại ở những báo cáo nội bộ. Đến năm 1966, Dơng Đức
Tiến đà 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) [43], [44]. Năm 1977 trong bài
báo về Tảo lam cố định đạm trên đất trồng lúa ở Miền Bắc Việt Nam đà công
bố 13 loài tảo lam cố định nitơ 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 [48]. Sau
đó vào năm 1984 Trần Văn Nhị, Dơng Đức Tiến đà nâng tổng số loài 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) [36].
Cuốn sách chuyên khảo đầu tiên về VKL ở Việt Nam đợc xuất bản là Vi
khuẩn lam cố định nitơ trong ruộng lúa của Dơng Đức Tiến. Trong đó đà mô tả
50 loài vi khuẩn lam và đề ra phơng pháp nghiên cứu [47], ông là ngời 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 là sách chuyên khảo, trong đó có 214
loài vi khuẩn lam đợc mô tả chi tiết [48].
Phùng Thị Nguyệt Hồng (1992) đà công bố bằng tiếng Pháp toàn bộ công
trình nghiên cứu nhiều năm của mình về tảo lam ở châu thổ sông Mêkông với 94
taxon, trong đó có một số loài mới đối với khoa häc: Tolypothrix hatienensis,
Hapalosiphon

parmlus

var. minor

vµ Hapalosiphon

welwitachii

var.

vietnamensis, cïng víi mét sè chi có tế bào dị hình thờng gặp nh: Anabaena,
Cylindrospermum, Nostoc và Scytonema [19]. Trên vùng đất mặn huyện Thái
Thụy (Thái Bình), Đoàn Đức Lân (1996) đà phân lập đợc 15 loài vi khuẩn lam cố
định đạm, sau đó còn nghiên cứu thăm dò khả năng cố định nitơ của chúng. So với
kết quả khảo sát tại ruộng lúa vùng nớc ngọt thì VKLCĐN ở vùng nớc mặn kém
phần đa dạng hơn [29], [43].
ở khu vực miền Trung, Đỗ Thị Trờng (1999), khi nghiên cứu vi khuẩn lam
trên đất trồng lúa của 14 xà thuộc huyện Hoà Vang TP Đà Nẵng, đà phát


hiện đợc 45 loài và dới loài, trong đó chi Osillatoria và Nostoc chiếm u thế, có 3
loài có khả năng cố định nitơ thuộc các chi Anabaena và Nostoc [23], [53].
Nguyễn Lê ái Vĩnh, Võ Hành (2001) đà phát hiện đợc 69 loài và dới loài thuộc
15 chi, 5 họ khi nghiên cứu VKL trên đất Thạch Hà - Hà Tĩnh [58]. Nguyễn
Công Kình (2001), khi nghiên cứu mẫu đất từ các cánh đồng lúa của thành phố
Vinh và vùng lân cận đà phát hiện đợc 10 loài và dới loài vi khuẩn lam [25].
Nguyễn Đình San (2001) đà phát hiện đợc 29 loài vi khuẩn lam trong các thuỷ
vực nớc ngọt bị ô nhiễm của các tỉnh Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh [ 38]. Kết
quả nhiều năm điều tra quan sát, theo dõi, phân tích môi trờng sinh thái và bằng
phơng pháp nuôi trồng, Dơng Đức Tiến (năm 2000) đà thống kê đợc 314 loài tảo

đất trong đó có 117 loài VKL. Ông cũng cho thấy trong các loại hình đất trồng lúa,
đất trồng màu, đất đồi và đất hoang hoá thì số lợng loài trong đất trồng lúa nhiều hơn
cả. [14], [36], [49].
Gần đây các công trình nghiên cứu của Lê Thị Thuý Hà (2004) đà phát hiện
đợc 56 loài VKL ở sông Cả [10]. Hồ Sỹ Hạnh, Võ Hành, Dơng Đức Tiến (2005 2006) đà công bố các taxon bậc loài và dới loài VKL ở các loại hình đất trồng tỉnh
Đắc Lắc, trong đó ở đất trồng lúa gặp 62 loài và dới loài, đất trồng bông gặp 46 loài
và dới loài, ở đất trồng cà phê gặp 23 loài và dới loài. Có thể nói đây là công trình
đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu VKL trong các loại hình đất ở Tây Nguyên nói
chung và Đắc Lắc nói riêng [16] .
1.1.3. Đặc điểm của Vi khuẩn lam
Vi khuẩn lam là những cơ thể nguyên thuỷ, tế bào của chúng cha có nhân
điển hình giống nh vi khuẩn, nhng khác ở chỗ là nó có chứa sắc tố quang hợp nên
trong đời sống có thể tự dỡng đợc, trớc đây ngời ta còn gọi là tảo lam. Thành phần
chất màu của VKL rất đa dạng, trong đó có 4 nhóm: diệp lục, carôtennoid,
xantôphin và biliprôtêin. trong nhóm diệp lục có diệp lục a, nhóm biliprôtêin có
phicoxian C và allophicoxianin. Sự hiện diện của nhóm chất màu biliprôtêin và có
sự vắng mặt của diệp lục b là đặc trng của VKL. Đặc điểm này chứng tỏ VKL là
một nhóm cổ xa, đợc tách biệt và đi theo hớng phát triển độc lập. Sản phẩm quang


hợp của VKL là glycoproteit xuất hiện ở trong miền chất màu và tích tụ ở đấy[48].
Thông thờng vi khuẩn lam có màu xanh lam. [47]. Hình dạng tế bào sinh dỡng của vi
khuẩn lam rất đa dạng nh: hình cầu, elíp rộng hay hình elíp dài, hình quả lê, hình
trứng, dạng hình thoi, hình ống. Cơ thể vi khuẩn lam có thể là dạng đơn bào, tập
đoàn hay dạng sợi (đa bào). Màng tế bào vi khuẩn lam khá dµy cã líp bäc ngoµi
(peptidoglycan) dµy tõ 2 - 200 AO [17].
Chất nguyên sinh của tế bào vi khuẩn lam đậm đặc hơn chất nguyên sinh tế
bào của thực vật khác, nó hầu nh không chuyển động và chứa rất ít không bào
mang dịch tế bào. Trong tế bào vi khuẩn lam thờng có không bào khí, đó là những
hốc trong chất nguyên sinh chứa đầy khí nitơ giúp cho chúng dễ trôi nổi trong nớc

[48]. Một số loài vi khuẩn lam có màng tế bào hoá nhầy hoặc hình thành bao nhầy
chuyên hoá quanh tế bào, sự thích nghi này đà giúp VKL tránh đợc điều kiện
thuận lợi của môi trờng sống trong những ngày nhiệt độ lên cao và độ ẩm thấp
[13].
VKL đa bào dạng sợi, toàn bộ những tế bào nối tiếp nhau hình thành nên
trichom. Các trichom xếp riêng lẻ hoặc thành nhiều dÃy, thờng đợc bao quanh
bằng một lớp nhầy, mềm hoặc cứng gọi là bao. Đa số VKL dạng sợi có các dị bào
nang hay tế bào dị hình ( Heterocyst). Chúng có 2 lớp màng, nội chất màu vàng
nhạt, xanh da trời hay không màu, không chứa không bào khí và các hạt dự trữ nh
các tế bào dinh dỡng khác có ở trên sợi. Vị trí của tế bào dị hình có thể ở đầu sợi
hoặc xen kẽ với các tế bào dinh dỡng khác. Nếu ở đầu sợi thì có một thể nút, nếu ở
giữa sợi thì có hai thể nút ở hai đầu. Tế bào dị hình có thể đơn độc hoặc nối tiếp
nhau thành chuỗi( từ 2-10). Chức năng của chúng có thể là nơi diễn ra quá trình cố
định nitơ, sinh sản, là cơ quan liên kết với các tế bào cạnh nó, điều hoà quá trình hình thành
bào tử. Hầu hết những VKLCĐN đều có dị bào nang và chúng đều thích ứng với lối sống trên
mặt đất. Tuy nhiên, khả năng cố định nitơ vẫn gặp nhiều loài không có dị bào nang [47], [48].
Các sợi của VKL có thể không phân nhánh hoặc phân nhánh. Sự phân nhánh có thể là: phân
nhánh thật và phân nhánh giả, đặc điểm này thờng gặp ở chi Scytonema. [21], [47], [75].
Vi khuẩn lam có đặc điểm là hoàn toàn không có giai đoạn nào mang roi trong
chu trình sống và không có hình thức sinh sản hữu tính. Chúng phân chia tế bào làm


đôi nhờ hình thành nội bào tử (endospore), ngoại bào tử (exospore) hoặc bào tử nghỉ
(ankinete). Vi khuẩn lam phân bố rộng khắp trên trái đất, trên băng tuyết, trên tảng đá,
vỏ cây và ở những nơi khô hạn có điều kiện khắc nghiệt,
Đa số VKL có phơng thức sống là quang tự dỡng. Ngoài ra còn có quang khử,
quang dị dỡng, thậm chí hoàn toàn dị dỡng. Chúng sử dụng các chất hữu cơ có trong
môi trờng dới dạng nguồn năng lợng bổ sung. Nhờ có khả năng hỗn dỡng, VKL có
thể tích cực hoạt động trong điều kiện khó khăn để quang tự dỡng.
1.1.4. Các yếu tố ảnh hởng đến sinh trởng, phát triển của Vi khuẩn lam.

Có rất nhiều yếu tố đà ảnh hởng tới quá trình sinh trởng của vi khuẩn lam đặc
biệt là những yếu tố sau:
1.1.4.1. Các yếu tố vật lý.
- ánh sáng: Hầu hết VKL giàu tính cảm quang, chúng chỉ đồng hoá nitơ trong
tối, quá trình này diễn ra chậm hơn ngoài sáng. Theo Aller và Arnon thì sự sinh trởng và
khả năng cố định đạm của một số chi Anabaena, Cylindrospermum tăng theo cờng độ
chiếu sáng là 1600 lux trong 13 – 14 giê chiÕu s¸ng [22]. Vi khuÈn lam ph¸t triển
mạnh ở lớp đất 0,5 cm phía trên bề mặt đất.
Các tác giả Reynaud, Roger (1979), Brown, Richardson (1968) cho rằng
VKL đặc biệt mẫn cảm với cờng độ chiếu sáng cao và đợc coi là nhóm kén ánh
sáng. Vì thế VKL bị ức chế dới ánh sáng cao sẽ làm tăng nhanh sinh khối ở các
ruộng lúa đà thu hoạch (chịu cờng độ chiếu sáng lớn nhất < 100 000 lux) [7],
[9], [47], [49].
- NhiƯt ®é: NhiƯt ®é tèi u cho sinh trëng cđa VKL lµ tõ 25 - 30 oC, nếu tăng
quá cao hoặc quá thấp đều bất lợi ®èi víi chóng. Sù dao ®éng cđa nhiƯt ®é ¶nh hởng tới
sinh khối, thành phần khu hệ và khả năng sinh sản VKL. Một số VKL chịu đợc ở nhiệt
độ trong các suối nớc nóng, điển hình ở một số đại diện nh: Mastigocladus
laminosus, Anabaena flosaquae... [47], [48]. Khi gặp điều kiện bất lợi một số VKL
sẽ tiết ra các chất nhầy để tránh đợc sự tăng cao của điều kiện môi trờng sống. Đặc
điểm này thờng gặp ở các loài tảo có tế bào dị hình thuộc các chi: Nostoc,
Anabaena, Scytonema… [46], [47].


- Độ ẩm và nớc: Đây là hai yếu tố ảnh hởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến thành
phần loài và mật độ VKL trong đất, quyết định nhiệt độ đất, độ hoà tan và nồng
độ các muối, hàm lợng CO2, O2 trong đất, là điều kiện có tính chất quyết định
đến hoạt động sống của VKL.
Những nghiên cứu của Shtina và Gollerbakh (1976) ở Liên Xô cho biết số lợng
VKL trong đất với độ ẩm tuyệt đối có thể ®¹t 43,1 x 10 3 tb/ 1 gam ®Êt, ®é ẩm
60% có 2,4 x 103 tb/ 1 gam đất. Độ ẩm tối u cho tảo đất trong khoảng 60

80%, nếu độ ẩm vào khoảng 80 100% thì VKL phát triển mạnh. Một số kết
quả nghiên cứu khác của Roger và Reynaud (1982) lại cho thấy khả năng chịu
hạn của VKL ở vùng Sengal khi mùa khô kéo dài trong 8 tháng thì có đến 95%
VKL có tế bào dị hình [8], [80].
1.1.4.2. Các yếu tố hoá học.
- Độ pH của môi trờng: pH là yếu tố quyết định đến sự đa dạng của thành phần
loài VKL trong đất. Một số công trình của Dơng Đức Tiến (2000) đà chØ ra: pH tèi
u cho sù ph¸t triĨn cđa VKL là 5 7,5 [49]. Độ pH của môi trờng ảnh hởng trực
tiếp đến sự thẩm thấu của các loại ion trong đất. Theo một số kết quả phân tích của
Pandey (1965) và Holm Hasnon (1968) thì VKL trong quá trình sống làm thay
đổi pH của đất, pH tối u cho sinh trởng của chúng khoảng từ 0,5 đến 7,0. Tuy nhiên,
cũng có một số loài sinh trởng trong môi trờng pH là 5 6 nh ở các chi: Calothrix,
Scytonema...[29], [47].
- Photpho: Nguyễn Thị Loan, Dơng Đức Tiến, Tellen Johnsen (1997) khi nghiên cứu
ảnh hởng của vôi, phân lân, molipden đến sự tăng trởng của VKL đà có kÕt ln r»ng ho¹t
tÝnh khư axetylen cđa VKL thÊp khi thiếu photpho. Hàm lợng photpho dễ tiêu trong
đất đóng một vai trò không thể thiếu đối với sinh trởng của VKL, Roges (1982) cho
biết mật độ VKL cố định nitơ có tơng quan dơng tính với photpho dễ tiêu trong ruộng lúa
[47], [48], [56].
- Nitơ: Nhiều VKL có khả năng lấy nitơ khí quyển ( N) và không phụ thuộc vào
nguồn nitơ liên kết. Mặt khác, nitơ liên kết ở nồng độ cao lại ức chế sinh trởng của
VKL. Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì một số hợp chất chứa nitơ nh: các dạng
đạm hoá hợp, các axit amin, kinetin, auxin, ®· kÝch thÝch sù sinh tr ëng cña vi


khuẩn lam Anabaena clindrica, Nostoc muscorum Đối với các hoạt tính cố
định nitơ chúng có thể ức chế hoặc kích thích tuỳ thuộc vào nồng độ sử dụng
đạm urê, amôn, nitrat ức chế quá trình cố định đạm. [22], [34], [47].
- Molipden: Đối với tất cả VKL, Molipden là yếu tố cần thiết trong quá trình
phát triển của chúng. Molipden tham gia vào quá trình cố định đạm, nó xúc tác

cho sự hoạt động của enzim nitrogenaza [30].
- Các bon: VKL sư dơng ngn cacbon duy nhÊt trong quang hỵp lµ CO2 vµ sinh
trëng cđa VKL phơ thc vµo nång ®é CO 2 trong kh«ng khÝ. Nång ®é CO2 tèi
thÝch cho sự phát triển của VKL trong điều kiện chiếu sáng thích hợp trung bình là
0,1% và 0,25 % tơng ứng ở 15OC và 20oC, sự đồng hoá sẽ dừng lại ở nồng độ CO2 là
0,5 %.
- Các nguyên tố khác: Ngoài các nguyên tố đà đợc giới thiệu ở trên, còn có rất nhiều
nguyên tố khác nh: Ca, Mg, K, Bo, Cu, Zn, S, ... cũng góp phần không nhỏ đến sinh trởng, phát triển của VKL. Mức độ tác động của các nguyên tố này lên VKL còn phụ
thuộc vào nhiều yếu tố khác, có khi với cùng một yếu tố tác động nhng với loài VKL
này thì kích thích quá trình sinh trởng và phát triển nhng với loài khác thì lại là yếu tố
kìm hÃm quá trình sinh trởng và phát triển.
1.1.4.3. Các yếu tố sinh häc: Ỹu tè sinh häc bao gåm c¸c nhãm sinh vật, trớc hết là
các tác nhân gây bệnh nh vi khuẩn, nấm, vi rút, tảo, thậm chí cả các VKL khác cùng
sống trong đất nông nghiệp có thể tiết ra những chất độc kìm hÃm sinh trởng, phát triển
lẫn nhau. Trong quá trình hoạt động vi khuẩn khử sunfat chúng tiết ra H2S gây độc cho
VKL [29]. Tại các đồng lúa ở Nhật Bản, động vật nổi (zooplankton) và sự phát triển
cực đại của chúng cũng đạt đợc 2 tuần sau khi sinh khối của thực vật nổi
(phytoplankton) đạt cực đại [47].
Ngoài các yếu tố vật lí, hoá học và sinh học thì các hoạt động canh tác nh: làm
đất, làm cỏ, bón phân cũng tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến VKL. Giữa cỏ dại và
sinh khối VKLCĐN cã mèi quan hƯ mËt thiÕt víi nhau. Do vËy, việc hạn chế sự phát
triển của cỏ dại có thể giúp cho VKL sinh trởng và phát triển mạnh mẽ [29]. Việc sử
dụng các loại phân bón và cách thức sử dụng chúng trong sản xuất nông
nghiệp đà tác động đến sự phát triển của VKL. Bón phân hữu cơ nh : ph©n


xanh, rơm rạ, phân chuồng...có thể kích thích khả năng cố định nitơ của VKL
[47].
1.1.5. Vai trò của Vi khuẩn lam và những ứng dụng của chúng vào thực tiễn
sản xuất, đời sống.

Vi khuẩn lam là một trong những sinh vật tiên phong tham gia vào quá trình
phong hoá đá, tạo ra mùn bà sơ cấp và thu nhận các muối khoáng cần thiết để tồn tại
[24]. Một số loài VKL trong đất có khả năng tiết các chất nhầy tạo nên một lớp
màng, ngăn cản sự thoát hơi nớc cho đất, làm đất luôn có độ ẩm, cải tạo pH của đất
và các tính chất lí học của đất.
Cùng với điều tra phân loại là những nghiên cứu về sinh thái sinh lý và ứng dụng
trong lĩnh vực thuỷ sản, nông nghiệp, thực phẩm, y học, giảm thiểu ô nhiễm môi trờng. Những năm gần đây, một số loài vi khuẩn lam đợc sản xuất trên quy mô lớn
nhằm khai thác giá trị dinh dỡng và dợc liệu nh: Spirulina có hàm lợng protêin rất
cao, chiếm 60%- 70% trọng lợng khô, ngoài ra còn giàu vitamin, nguyên tố khoáng,
sắc tố và các chất có hoạt tính sinh học nên chúng đà đợc nuôi trồng ở nhiều quốc gia
trên thế giới [11], [24, [27].
Trong những năm 60 của thế kỷ XX vi khuẩn lam còn đợc sử dụng nh một
biện pháp sinh học nhằm thay thế một phần phân bón hoá học và xử lý các nguồn nớc thải,
một trong số đó là cuộc cách mạng xanh đà đợc toàn thế giới hởng ứng thực hiện. Kết quả
đà làm tăng sản lợng lơng thực trên thế giới, giúp cho nhiều nớc thoát khỏi nạn thiếu lơng
thực. Trong thành tựu này, vai trò của VKL đà đóng góp tích cực trong sản xuất phân bón sinh
học. Những nghiên cứu ở bang Bihar (ấn Độ) cho thấy hàng năm vi khuẩn lam cố định đợc 14
kg N/ ha và ở Bengar giá trị này có thể đạt tới 15 49 kg N/ ha. Trên cánh đồng mía và ngô,
chủng Cylindrospermum licheniforme có thể cung cấp cho đất khoảng 88 kg N/ ha / năm
[88].
Ngay ở xứ lạnh, ngời ta cũng tìm thấy Nostoc commune sống cộng sinh trong
điạ y, hàng năm có thể cung cấp cho Nam cực băng giá 24 kg N/ ha hay ở vùng khí
hậu ôn đới ( Thụy Điển ) những kết quả nghiên cứu trên 1000 mẫu đất cho biết
chúng có thể cố định một lợng nitơ hàng năm trên một cánh đồng là 15 51
kg N/ ha [45, [63], [71].


Năm 1951, Watanabe bắt đầu thí nghiệm trên quy mô lớn về ảnh hởng của Vi
khuẩn lam đối với sự tăng năng suất lúa. Khi nghiên cứu tác dụng của chủng
Tolypothrix tenuis đối với lúa tại 11 trại thực nghiệm ở Nhật Bản, một sự tăng luỹ

tiến của năng suất lúa đợc ghi nhận và sau 4 năm lây nhiễm năng suất lúa tăng 28%
so với đối chứng [71].
Trên đất trång lóa ë Ai CËp, viƯc sư dơng Tolypothrix tenuis trong điều kiện
không bón phân đạm, lân nhng năng suất lúa vẫn tăng 4,2%. Còn khi dùng chủng
VKL đợc phân lập từ địa phơng (Anabaena oryzae ) dù có bón phân hay không năng
suất lúa đều tăng 31,6% [28], [70] .
Vai trò hữu ích của VKL cố định nitơ cũng ®· ®ỵc chøng minh ë nhiỊu níc cã
diƯn tÝch trång lúa lớn nh: Thái Lan, Mianma, Philippine, Liên Xô, Trung quốc, Hoa
Kỳ, Việt Nam, Tại Hoa Kỳ, HÃng công nghệ đà sử dụng hỗn hợp của 8 loài tảo để
làm ph©n bãn, cã thĨ cung cÊp 100 kg N/ ha/ vụ.
Ngoài khả năng cố định nitơ, VKL còn tiết vào môi trờng các chất có hoạt tính
sinh học cao, ảnh hởng tích cực đến sinh trởng và phát triển của cây trồng nông
nghiệp. Nhiều kết quả thí nghiệm khi ngâm hạt lúa trong dịch vẩn VKL đà kích thích
sự nẩy mầm, sinh trởng của rễ, tăng trọng lợng hạt và hàm lợng prôtêin của lúa [47].
Tại viện lúa Tasken đà gieo các hạt đợc xử lý dịch vẫn VKLCĐN cho thấy năng suất vợt
trội hơn so với đối chứng 13,8 tạ/ha . Các chất tiết ra môi trờng có thể là hormone, vitamin,
axit amin, polypeptit,[47], Nguyễn Đình San và cộng sự (2007) nghiên cứu ảnh hởng của VKL lên giống lúa Khải Phong ở Hng Nguyên [39] và giống lúa Mộc
Tuyền ở Tỉnh Gia, Thanh Hoá [40], [41] đà đem lại kết quả rất khả quan.
Trong điều kiện hiện nay, khi sự ô nhiễm môi trờng đang trở thành mối hiểm
hoạ đối với sự sống trên hành tinh của chúng ta, Vi khuẩn lam còn đợc sử dụng nh
một tác nhân hữu hiệu trong biện pháp sinh học để xử lý các nguồn nớc thải, góp
phần làm giảm các chất độc hại và làm tăng ôxi hoà tan. Ngoài vai trò làm sạch môi
trờng nớc mặt, đất và nớc ngầm, VKL còn thải ra môi trờng các chất kháng khuẩn
[86]. Nuôi trồng Spirulina platensis trong nớc thải của phân xởng urê, nhà máy phân
đạm Hà Bắc vừa có tác dụng khử N NH3 (tác nhân gây ô nhiễm chính), võa thu ®-


ợc sinh khối với chi phí thấp, khả năng này có thể đạt mức tơng đối cao: 0,040
0,058 g/l/ngày [29].
1.2. Vài nét về cây ngô

1.2.1. Nguồn gốc cây ngô
Cây ngô (Zea mays L.) là một loại cây ngũ cốc chính, có sự xuất hiện lâu đời và
ứng dụng rất phổ biến. Sau nhiều năm đa vào sản xuất và cải tiến năng suất. Cho đến
nay nó đà đóng vai trò là một trong ba cây lơng thực chính của nhân loại [50], [66].
Theo Mangelssdos (1974) và Recves (1959) thì Mêhycô và Guatemala là nơi
đầu tiên thuần hoá ngô thành cây trồng. Vào cuối thế kỷ XV khi Christophe Columbus
tìm ra Châu Mỹ, từ Trung Mỹ cây ngô phát triển đến gần phía Bắc và Nam Châu Mỹ.
Năm 1493 Columbus đà mang giống ngô vào Tây Ban Nha (Châu Âu) sau đó là các nớc khác trên thế giới nh: Bán đảo Đông ấn Độ và quần đảo Inđônêxia, các nớc thuộc
địa Bồ Đào Nha ở Châu Phi, ấn Độ và Đông Nam á. Theo các tài liệu nghiên cứu cho
thấy cây ngô đợc xuất hiện ở Trung Quốc vào năm 1516. Đến giữa thế kỷ XX, ngô đÃ
phổ biến rộng rÃi trên thế giới [50].
Vào thời kỳ đầu Khang Hy (1862 - 1723) theo nhà bác học Lê Quý Đôn
nêu trong vân đài loài ngữ. Trong một lần đi sứ qua Trung Quốc Trần Thế
Vinh thấy cây này. ông mang về trồng ở Tây Sơn. Sau đó, ngời ta nhận thấy cây
cho hạt có thể ăn đợc và đợc phổ biến trồng rộng rÃi trên cả nớc [50].
1.2.2. Đặc điểm phân loại
Tên khoa học: Zea mays L.; Họ hòa thảo: Graminaceae; Bộ hòa thảo:
Graminales; Lớp một lá mầm: Liliopsida; Ngành hạt kín: Magnoliophyta
Ngời đầu tiên phân loại là Keruika vào đầu thế kỷ XX, sau đó năm 1920
Sturtevantel đà đi sâu vào cấu trúc cơ quan sinh sản và kết hợp với phơng pháp phân
loại hình thái nh: cấu tạo mày hạt (có hay không có), cấu tạo bên ngoài hạt (dạng hạt),
cấu tạo bên trong hạt (tỷ lệ amilopettin và amiloza). ông đà chia ngô thành 7 nhóm:
nhóm ngô răng ngựa, ngô bột, ngô nổ, ngô đá răn, ngô đờng, ngô đờng bột, ngô bọc
[6].
Những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XX Colins phát hiện thêm một nhóm ngô
nếp có nguồn gốc ở Trung Quốc, năm 1956 Kutesovun (thuộc Liên Xô) bổ sung thêm
một nhóm ngô bán răng ngựa, đa tổng số nhóm phát hiện đợc thành 9 nhóm đó là:


nhóm ngô răng ngựa (Zea mays indentata Sturt), nhóm ngô đá răn hay còn gọi là ngô

tẻ (Zea mays indurate Sturt), nhãm ng« bét (Zea mays amylacea Sturt), nhãm ng« nổ
(Zea mays everta Sturt), ngô đờng (Zea mays sacharata Korn), ng« nÕp (Zea mays
ceratina Kulesh), ng« bäc (Zea mays tunicate Sturt), ngô đờng bột (Zea mays amylaza
sacharata Sturt), ngô bán răng ngựa (Zea mays semiidentata Kulesh).
1.2.3. Đặc điểm về hình thái, sinh trởng và phát triển của cây ngô
1.2.3.1. Đặc điểm về hình thái cây ngô.
Ngô là cây một lá mầm, thân tròn chia thành lóng, lá mọc cách xếp hai dÃy dọc
thân, lá chia thành phiến lá và bẹ lá. Bẹ lá to, dài, phiến lá hình dải có lỡi nhỏ. Hoa nhỏ,
mọc cụm. Tất cả các bộ phận đều có mạch. Hạt chứa nhiều tinh bột.
1.2.3.2. Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây ngô
Thời gian sinh trởng của cây ngô tính từ khi gieo đến khi chín trung bình từ 90
160 ngày. Các thời kỳ sinh trởng dài hay ngắn phụ thuộc vào giống và điều kiện
ngoại cảnh [5], [20], [59], [83].
- Thời kỳ mọc mầm và ra rễ: Giai đoạn này phôi mầm chủ yếu sống dựa vào lợng chất
dự trữ trong hạt. Hạt hút nớc, trơng phồng lên sau đó nẩy mầm, các chất hữu cơ bị tiêu
biến ở giai đoạn nẩy mầm là gluxit, lipit và prôtêin biến đổi một cách mÃnh liệt. Đây là
một quá trình phức tạp trải qua các hình thức nh: phân giải các chất hữu cơ phức tạp
thành các chất đơn giản dễ hoà tan, tiến hành oxy hoá các sản phẩm phân giải, giải
phóng năng lợng và cung cấp các sản phẩm trung gian cho quá trình tiếp theo. Từ
những sản phẩm đợc chuyển hoá sẽ tổng hợp nên các chất mới để hình thành nên phôi
mầm.
- Thời kỳ mọc mầm đến 3 lá thật: Sau khi xuất hiện lá mầm 2 ngày sẽ xuât hiện lá thật
đầu tiên, bộ phận trên mặt đất phát triển với tốc độ chậm. Cuối giai đoạn 3 lá xuất hiện
rễ đốt, đồng thời thực hiện bớc 1 của bông cờ. Trong suốt quá trình sống dựa vào chất
dinh dỡng trong hạt. Thời kỳ này cây non rất dễ bị ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh.
Do vậy, chúng ta cần có biện pháp bảo vệ giúp cây tránh đợc những bất lợi, sinh trởng
và phát triển tốt.
- Thời kỳ 3 đến 7 - 9 lá: Bộ phận lá phát triển ngày càng nhanh, bộ rễ đốt phát triển
mạnh và hoàn thành số tầng rễ đốt. Các bớc phát dục bông cờ tiếp tục phát triển từ bớc

1 - 4, hoa cái hình thành bớc một, thời kú chun tõ dinh dìng h¹t sang sèng nhê dinh
dìng trong đất.
- Thời kỳ 7 - 9 lá đến trổ cờ: Chiều cao thân phát triển mạnh nhất, số lá trên cây đà ổn
định, diện tích lá tăng nhanh và đạt diện tích lá cao nhất, bộ rễ ăn sâu và rộng, rễ
chân kiềng xuất hiện, cơ quan sinh sản tiếp tục phân hoá. Đây là giai đoạn quyết
định số hoa đực, hoa cái hữu hiệu.
- Thời kỳ trổ cờ, tung phấn, phun râu: Đây là giai đoạn quyết định năng suất cao nhất
vì quá trình thụ phấn, thụ tinh ảnh hởng đến quá trình hình thành bắp và số hạt trên
bắp. Bông cờ nở hoa cái từ 1 - 2 ngày, cây ngô trổ cờ, tung phấn và quá trình thụ tinh
xảy ra, giai đoạn này rất mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh.
- Thời kỳ chín: Đây là thời kỳ biến đổi và tích luỹ 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 thờng trải qua ba giai đoạn: chín sữa, chín sáp, chín hoàn toàn, qua mỗi giai đoạn thì nớc giảm đi và hàm lợng chất khô tăng lên [20], [59].
1.2.3.3. Các yếu tố ảnh hởng đến đời sống của cây ngô
Giống nh các loại cây trồng khác, quá trình sinh trởng và phát triển
của cây ngô luôn chịu tác động của các nhân tố sinh thái nh : nhiệt độ, nớc,
ánh sáng[1], [5], [78], [85].
- Nhiệt độ: Ngô là cây a nóng, nhu cầu về nhiệt độ đợc thể hiện bằng tổng lợng nhiệt
độ cao hơn nhiều loại cây trồng khác mà cây ngô cần để hoàn thành chu trình sống từ
gieo đến chín. Theo Velica (1956), cây ngô cần tổng lợng nhiệt từ 17000C 22000C
tuỳ thuộc vào giống.
Thời gian đầu nhiệt độ thích hợp nhất là 220C 280C, dới 180C hoặc trên 300C
đều không thuận lợi cho cây ngô phát triển. Lợng nhiệt thấp thì thời gian sinh trởng kéo
dài, lợng nhiệt tăng lên thì thời gian sinh trởng ngắn lại. Nếu nhiệt độ dới 100C thì
quá trình sinh trởng của ngô sẽ bị ngừng trệ [85].
- Nớc: Cây ngô sinh trởng nhanh và tạo ra một lợng sinh khối lớn nên cần một lợng nớc lớn. Một cây ngô, trong một chu kỳ sống cần trung bình khoảng 100 lít nớc
nếu tính với 1 ha ngô cần khoảng 3000 4000 m3 nớc [78]. Nhu cầu nớc và
khả năng chịu hạn của ngô qua các thời kỳ sinh trởng khác nhau: ở thời kỳ ngô
7 13 lá cần 35 38m3 nớc/ha/ ngày, thời kỳ trổ cờ phun râu cần 65 – 70m 3

nớc/ha/ ngày. Từ thụ tinh đến chín sữa ngô vẫn cần nhiều nớc sau đó nhu cầu nớc giảm dần.
Ngô là cây trồng cạn cần nhiều nớc, song cũng rất nhạy cảm với độ ẩm đất cao,
đặc biệt ở giai đoạn cây còn nhỏ khi điểm sinh trởng còn nằm dới mặt đất. Cây ngô
không có khả năng chịu úng, thậm chí độ ẩm đất cao trên 80% đà ảnh hởng xấu đến
sinh trởng phát triển của cây ngô, đặc biệt là thời kỳ cây non [1].
- ánh sáng: Ngô là loại cây ngắn ngày, a cờng độ ánh sáng mạnh, thời gian chiếu sáng
để cây có thể sinh trởng bình thờng 12 giờ/ ngày, còn nếu cờng độ ánh sáng quá 12 giờ
thì cây bớc vào giai đoạn sinh sản chậm [5]. Theo Sain S.S. và Kuperman F.I., ngoài cờng độ ánh sáng thì chất lợng ánh sáng cũng ảnh hởng đến nhịp phát triển của cây
ngô, những tia sáng có bớc sóng dài sẽ kìm hÃm sự phát triển của cây, còn
những tia có bớc sóng ngắn lại thúc đẩy sự phát triển. ánh sáng và quang hợp
có mỗi quan hệ tơng quan với nhau, ảnh hởng rất lớn đến năng suất cây ngô.
Một số kết quả nghiên cøu cđa D. N. Moss (1965) díi ¶nh hëng cđa bức xạ
nhiệt nhân tạo, quang hợp của ngô tăng theo cờng độ bức xạ.
- Đất: Ngô có thể trồng trên nhiều loại đất, tuy vậy thích hợp nhất vẫn là đất có thành
phần cơ giới nhẹ, tầng đất dày, tơi xốp, thịt pha cát, tầng mùn sâu đủ dinh dỡng và độ
ẩm, pH từ 5,5 7,5.
- Dinh dỡng khoáng của cây ngô: Cây ngô không những có sự thích nghi với nhiều
loại đất khác nhau mà nó có thể lấy các chất dinh dỡng từ các hợp chất vô cơ và các
chất khoáng hoà tan. Theo Xaycơ (1955) các chất dinh dỡng đợc lấy từ tầng đất canh
tác nh: đạm, lân, kali, Ca, Mg,...và một số các nguyên tố vi lợng nh: Mo, Fe, B, Cu,
Mn. Khi cây ngô đợc cung cấp đầy đủ các chất dinh dỡng sẽ cho năng suất cao. Vì vậy,
để đạt năng suất cao và ổn định, ngô cần đợc bón phân cân đối, đặc biệt là giữa các
nguyên tố N, P, K với các tỉ lệ phù hợp nhằm cung cấp đầy đủ chất dinh dỡng cho cây
trong các giai đoạn sinh trởng và phát triển.
1.2.4. Tình hình sản xuất, tiêu thụ, phát triển cây ngô trên thế giới và
ở Việt Nam
1.2.4.1. Tình hình phát triển cây ngô trên thế giới
Ngô là cây lơng thực quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, cây ngô đứng đầu

về năng suất, thứ 2 về sản lợng và thứ 3 về diện tích. Diện tích cây ngô cho đến năm
1990 chiếm 129,804 nghìn ha với năng suất bình quân là 3,8 tấn/ha, cho sản lợng


khoảng 500 triệu tấn. Hàng năm sản lợng ngô trên thế giới tiếp tục tăng, tình hình tiêu
dùng và dự trữ ngô cũng tăng lên. Năm 1995 đạt 517,112 triệu tấn; 1997 đạt 573,452
triệu tấn; đến năm 2000 đạt 599,406 triệu tấn, năm 2007 đạt 623,406 triệu tấn. Cây ngô
đợc quan tâm trồng ở các nớc có diện tích cây lơng thực lớn nh: Mỹ, Trung Quốc,
Brazin, ấn Độ, Inđônêxia, Philipin, Thái Lan,[66], [67], [78], [83], [85].
Hiện nay, ngô chủ yếu dùng trong chăn nuôi, các nớc phát triển có nền nông
nghiệp tiên tiến đà sử dụng 70 - 90% sản lợng ngô cho chăn nuôi nh: Pháp 90%, Mỹ
89%, Rumani 69%, Hunggari 97%. Sản lợng ngô tăng nhanh trong những năm qua
một phần là do tăng diện tích [66], [83].
Các nớc sản xuất ngô chủ yếu với sản lợng năm 1999 - 2000 ở Mỹ là 242,8 triệu
tấn, Trung Qc 128,0 triƯu tÊn, Brazin 34,0 triƯu tÊn, Ên §é 11,0 triệu tấn, Inđônêxia 5,8
triệu tấn, Philppin 4,2 triệu tấn, Thái Lan 4,0 triệu tấn [66].
Sản lợng ngô tăng lên hàng năm đà làm cho tình hình xuất nhập khẩu ở Mỹ đạt
50 triệu tấn năm 1999, năm 2000 đạt 48,5 triệu tấn. Trung Quốc năm 1998 đạt 2,8 triệu
tấn, năm 1999 đạt 3,5 triệu tấn,[66], [67], [83], [85].
1.2.4.2. Tình hình phát triển ngô ở Việt Nam, Nghệ An, Nghi Lộc
Ngô đợc đa vào Việt Nam khoảng 330 năm trớc, ngô là cây lơng thực đứng thứ
2 sau cây lúa ở Việt Nam. Những năm gần đây cùng với việc tăng diện tích canh tác
cây ngô trên vùng lÃnh thổ các nhà khoa học đà và đang áp dụng khoa học kỹ thuật vào
sản xuất [31], [32], [59], [60], [67].
Việc gia tăng dân số hàng năm và nhu cầu chăn nuôi gia súc, gia cầm cũng nh
xây dựng các khu vui chơi giải trí đà làm cho đất canh tác ngày càng bị thu hẹp . Vì
vậy, lơng thực là một phần thách thức với ngời dân Việt Nam. Vấn đề đặt ra là phải tìm
hớng giải quyết đúng đắn cho bài toán này. Một trong những nỗ lực đó là sự cải tiến
hình thức canh tác, ứng dụng khoa học công nghệ vào sản xuất cây trồng nông nghiệp
nói chung và cây ngô nói riêng. Việc thay thế các giống ngô có năng suất thấp bằng

các giống có năng suất cao, thời gian sinh trởng ngắn đà làm tăng năng suất ngô, phần
nào góp phần đáp ứng đợc nhu cầu về lơng thực ở Việt Nam. Theo các số liệu thống kê
đợc thì tình hình sản xuất canh tác ngô có nhiều khả quan. Từ 1985 1991 năng suÊt


canh tác ngô vào khoảng 1,47 1,56 tấn/ ha, năng suất này thấp hơn các nớc đang
phát triển 2,4 tấn/ ha.
Để nâng cao năng suất chất lợng và phẩm chất ngô thì việc tạo giống là rất quan
trọng. Giống đó có phải cho năng suất cao, chống chịu tốt với điều kiện bất lợi của môi
trờng. Trong thời gian qua níc ta cã nh÷ng bíc chun biÕn quan träng trong nghề
trồng ngô đó là việc chuyển từ trồng giống ngô địa phơng sang giống ngô lai. Năm
1991 nớc ta đà nhập giống ngô lai đơn DK 888 của công ty Dekall ở Mỹ, giống này
tỏ ra thích hợp và cho năng suất cao. Năm 1994 ngời ta đà trång thư nghiƯm gièng ng«
lai kÐp B. 9681 cđa c«ng ty liên doanh Biossed Việt Nam, giống này cho
năng suất cao ở các tỉnh phía Bắc. Vì vậy, diện tích ngô lai nớc ta tăng nhanh
từ 500 ha chiếm 0,11% (năm 1991), lên 100000 ha chiếm 20% (năm 1994),
lên 450 000 ha chiếm 63% (năm 2000). Dự tính đến năm 2008 diện tích
trồng ngô lai là 900000 - 960000 ha chiếm 90 - 96% tổng diện tích ngô trong cả níc [33], [59].
ë TØnh NghƯ An hiƯn nay trång chđ yếu các giống ngô lai và một số giống ngô
nếp nh: Bioseed 9797, Bioseed 9698, CP 888, CP 999, C919, LVN 10, MX 2, MX4,
VN. Đây là những giống ngô có độ thuần và năng suất cao, đòi hỏi đất tốt và trình độ
thâm canh cao mới phát huy hết tiềm năng của giống. Ngoài ra một số vùng trung du
vµ miỊn nói trång gièng LS6, Q2…
ë Hun Nghi Léc - Nghệ An hiện đang trồng phổ biến giống ngô nếp MX2,
MX4, VN10 và các giống ngô lai CP919, CP989, CP999, G49, CP888,..ây là các
giống ngô lai của Mỹ, cho năng suất cao hơn rất nhiều so với các giống ngô địa phơng[37].
1. 3. Điều kiện tự nhiên của huyện Nghi Lộc Nghệ An.
1.3.1. Vị trí địa lý
Nghi Lộc là một huyện đồng bằng ven biển của tỉnh Nghệ An có 30 đơn vị
hành chính cấp xà và thị trấn. Có toạ độ địa lý từ 18041' đến 18054' Vĩ độ Bắc và

105028' đến 105045' Kinh độ Đông.
Là huyện cửa ngõ của thành phố Vinh và thị xà Cửa Lò, có chiều dài 14
km bờ biển, 2 con sông lớn chảy qua địa bàn huyện là sông Cấm (dài 15 km)
và sông Cả (dài 6 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 lợc phát triển kinh tếxà hội theo hớng công nghiệp hoá và hiện đại hoá, hoà nhập với xu thế phát
triển chung của tỉnh và khu vực [37].
1.3.2. Điều kiƯn tù nhiªn, kinh tÕ - x· héi
Hun Nghi Léc có dân số 195.847 ngời ( năm 2008). Lực lợng lao động
là 112,807 ngời chiếm 57,60%, trong đó: Lao động nông- lâm- ng nghiệp
chiếm: 70,9%; Lao động công nghiệp- xây dựng chiếm: 6,1%; Lao động dịch
vụ- thơng mại chiếm: 13,4%; Lao động từ các nguồn khác chiếm: 9,6%. Mật độ
dân số trung bình 520,23 ngời /km2. Dân số phân bố không đều giữa các xÃ. XÃ
có mật độ dân cao nhất là Thị trấn Quán Hành 3.568 ngời/ km2. XÃ Nghi Thạch
có số dân là 5.232 ngời, mật độ 734 ngời/ km2 [37].
Tổng diện tích tự nhiên của huyện là 34.809,60 ha (năm 2008), là huyện
đồng bằng lớn thứ ba sau huyện Quỳnh Lu và Yên Thành. Trong đó có 7000 ha lµ
diƯn tÝch trång lóa, 4500 ha lµ diƯn tích trồng các loại rau màu, trong đó diện tích
trồng ngô đông là 2200 ha, lạc đông là 700ha, lúa mùa là 160 ha, các loại rau là
1000 ha. Diện tích tự nhiên của các xà ven biển là 4.754 ha, chiếm 15,53%. Diện
tích đất đà trồng rừng khoảng 8.099,11 ha chiếm 21,4% diện tích tự nhiên [37].
1.3.3. Đặc điểm khí tợng thuỷ văn ở huyện Nghi Lộc Nghệ An
Nghi Lộc là huyện có khí hậu nhiệt đới gió mùa và có những đặc điểm
chung của khí hậu miền Trung, nhiệt đới ẩm và gió mùa.
+ Chế độ nhiệt: Cã 2 mïa râ rƯt, mïa nãng tõ th¸ng 5 đến tháng 9, nhiệt độ
trung bình từ 23,5- 24,50C, tháng nóng nhất là tháng 7, nhiệt độ có thể lên tới 39,40C.
Mùa lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trung bình từ 19,5- 20,50C, mùa
này nhiệt ®é cã lóc xng thÊp ®Õn 6,20C. Sè giê n¾ng trung bình năm là 1.637 giờ.
+ Chế độ ma: Lợng ma trung bình hàng năm là 1.900 mm, lớn nhất khoảng 2.600

mm, nhỏ nhất 1.100 mm. Lợng ma phân bố không đều mà tập trung chủ yếu vào nửa
cuối tháng 8 đến tháng 10, đây là thời điểm thờng diễn ra lũ lụt. Lợng ma thấp nhất từ
tháng 1 đến tháng 4, chỉ chiếm 10% lợng ma cả năm.
+ Chế độ gió: Có 2 hớng gió chính: Gió mùa Đông Bắc từ tháng 11 đến tháng 4
năm sau và gió Đông Nam từ tháng 5 đến tháng 10 (tháng 6, tháng 7 thờng có gió
Lào khô nóng).
+ Độ ẩm không khí: Bình quân khoảng 86%, cao nhất trên 90% (tháng 1, th¸ng 2), nhá
nhÊt 74% (th¸ng7).


+ Lợng bốc hơi nớc: Bình quân năm 943 mm. Lợng bốc hơi nớc trung bình của
các tháng nóng là 140 mm (từ tháng 5 đến tháng 9). Lợng bốc hơi trung bình của
những tháng ma là 59 mm (tháng 9, 10 và 11).
Bảng 1.1. Điều kiện khí tợng thuỷ văn ở huyện Nghi Lộc Nghệ An
năm 2007 2008 (trung bình/ tháng) [52].
Nă
2007
2008
m
e
Rx
e
Rx
R
Ttb Utb
R
Ttb Utb
(mm (mm
(mm (mm (mm
Tháng (OC) (%)

(mm) (OC) (%)
)
)
)
)
)
1
2
3

17,0
17,3
18,4

86
86
89

10
12
17

17,8
29,5
38,6
120,
0
80,0
92,2
56,1

185,
6

82,0 19,0
126,3 18,7
247,0 22,3

82
87
85

11
17
19

27,3
20,0
23,4

158,0 22,7

86

21

60,5

168,6 24,5
256,7 25,6
202,3 26,4

81
80
78

23
24
23

17,9
18,0
19,6

45,7
29,3
33,2
107,
5
56,7
50,2
40,7

4

20,6

92

23

5
6
7

22,2
25,7
28,6

82
78
79

28
24
32

8

29,0

76

25

243,6 25,8

84

22

20,1

41,2

9

26,5

77

20

90,3

102,6 26,7

79

21

95,3

143,
4

10
11
12

27,0

26,5
25,6

85
86
83

19
24
32

98,7
50,0
21,4

117,3
79,8
189,7

Trong đó: Ttb: Nhiệt độ không khí trung bình/tháng; Utb: Độ ẩm không
khí trung bình /tháng; e: Tổng lợng bốc hơi/ tháng; Rx: Lợng ma ngày cao
nhất trong tháng; R: Tổng lợng ma trong tháng.
Những đặc trng về khí hậu là: Biên độ nhiệt độ giữa các mùa trong năm lớn,
chế độ ma tập trung vào mùa ma bÃo, mùa nắng nóng có gió Lào khô hanh, đó là
những nguyên nhân chính gây nên ma lũ xói mòn hủy hoại đất nhất là trong điều kiện
cây rừng bị chặt phá và sử dụng đất không hợp lý [37].
1.3.4. Tính chất thổ nhỡng và tình hình sử dụng đất nông nghiệp ở Nghi Lộc
Theo tài liệu điều tra thổ nhỡng tỉnh Nghệ An thì huyện Nghi Lộc có các loại
đất chính sau:

Loại đất
Cồn cát, đụn
cát

Diện tích
2.279 ha
(chiếm
5,88%)

Đất cát cũ ven
biển

8.161 ha
(chiếm
21,56%)

Đất phù sa
không đợc bồi,
chua không
Glây
Đất phù sa cũ
có nhiều sản
phẩm Feralit
Đất mặn

5.347 ha
(chiếm
14,12%)

Đất Feralit
biến đổi do
trồng lúa
Đất dốc tụ
Đất Feralit vàng
đỏ vùng đồi
Đất Feralit xói
mòn trơ sỏi đá

6.540 ha
(chiếm
17,27%)
2.568 ha
(chiếm
6,78%)
2.629 ha
(chiếm
6,9%)
235 ha
(chiếm
0,6%)
3.852 ha
(chiếm
10,17%)
7.879 ha
(chiếm
20,81%)

Đặc điểm và tình hình sử dụng đất
Đất xấu, giữ nớc 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 nh: Đậu, vừng, lạc, một số còn bỏ hoang.
Mùn ít, đạm tổng số và đạm dễ tiêu đều nghèo,
lân, kali tổng số và dễ tiêu nghèo hoặc trung
bình, mực nớc ngầm cách mặt đất từ 30- 50 cm.
Đất có giá trị trong sản xuất nông nghiệp thích
hợp cho các loại rau màu, lạc, vừng, ngô,
Đất chua, hàm lợng mùn ít hoặc trung bình,
đạm, kali tổng số trung bình, lân tổng số nghèo.
Hiện đang trồng lúa nớc, năng suất thấp và thờng hay
bị ngập úng do lũ lụt
Hàm lợng các chất dinh dỡng từ trung bình đến
nghèo. Địa hình tơng đối bằng phẳng, là loại đất
trồng lúa quan trọng của huyện
Một số diện tích đà đợc cải tạo để trồng lúa, nuôi
trồng thủy sản
Quá trình feralit tầng mặt đà bị hạn chế, tính
chất đất thay đổi, đất đợc sử dụng để trồng một
vụ lúa
Thờng sử dụng trồng hoa màu nh: Ngô, Đậu,
vừng, lạc, sắn, khoai lang hoặc trồng cây lâm
nghiệp
Là địa bàn phân bố các khu dân c, làm đất vờn,
trồng cây ăn quả, cây lâm nghiệp khá tốt
ít sử dụng trong nông nghiệp.

Nhìn chung tài nguyên đất của huyện Nghi Lộc chủng loại đa dạng, địa
hình phức tạp, chủ yếu đất cát bạc màu, nghèo dinh dỡng, kém lân, kali, thành
phần cơ giới nhẹ, giữ nớc kém, không hoàn toàn phù hợp với sản xuất lúa nớc mà

phù hợp cho trồng các loại cây nh: Ngô, vừng, lạc, rau màu, cây công nghiệp ngắn
ngày, cây ăn quả. [37]