Khóa luận Ảnh hưởng của vi khuẩn lam cố định nitơ lên sự nảy mầm của giống đậu tương ĐT 96

lam phân bố khắp nơi trên Trái Đất. Đại bộ phận tảo lam sống trong nước ngọt và hình thành phù du thực vật của các thuỷ vực. Một số phân bố trong nước mặt giàu chất hữu cơ, hoặc trong nước lợ. Ngoài môi trường nước tảo lam còn thấy trên đá, trên vỏ cây, ở trong đất chứa chất hữu cơ. Tảo lam cộng sinh với nấm hình thành địa y.[20] 1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự sinh trưởng, phát triển, cố định Nitơ của VKL * Các yếu tố vật lý - Nhiệt độ: VKL thuộc loại ưa nhiệt, nhiều loài có khả năng chịu giá lạnh, mặt khác chúng có khả năng phát triển ở nhiệt độ cao, thậm chí ở trong các hồ nước nóng (có thể tới 87oC). Nhiệt độ tối ưu tối ưu cho sinh trưởng của VKL vào khoảng 30-35 0C, tuy nhiên có một số loài có khả năng phát triển bình thường ở 40oC. Sự dao động nhiệt độ ảnh hưởng tới sinh khối, thành phần khu hệ và khả năng sinh sản của VKL.[19],[20]. - Ánh sáng: Ánh sáng là nhân tố quan trọng hàng đầu đối với sự sinh trưởng của VKL. Theo nhiều tác giả VKL đặc biệt mẫn cảm với cường độ chiếu sáng, được coi là loài kém ưa sáng. Sự sinh trưởng của VKL bị ức chế dưới ánh sáng cường độ cao. Tuy nhiên có một số loài như Anabaena cylidrica sự sinh trưởng và cố định đạm tăng khi cường độ chiếu sáng là 16000 lux trong 13-14 giờ chiếu sáng.[19] - Độ ẩm và nước: Đây là 2 yếu tố ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến thành phần loài và mật độ VKL trong đất. Độ ẩm và nước quy định nhiệt độ đất, độ hoà tan và nồng độ các muối, hàm lượng CO2, O2 trong đất, là điều kiện có tính chất quyết định đến hoạt động sống của VKL * Các nhân tố hoá học : - Độ pH của môi trường: PH là yếu tố quan trọng xác định thành phần của VKL trong đất. VKL được tìm thấy rất ít trong đất, nước có độ pH thấp hơn 4,4. pH từ trung tính đến kiềm thích hợp nhất cho sự tăng trưởng của VKL, kém tăng trưởng khi pH thấp hơn 6,5. PH tối ưu cho sinh trưởng của VKL 6,5 - 7,0. Tuy nhiên 1 số loài sinh trưởng và phát triển bình thường trong môi trường pH = 5,0 – 6,0 thậm chí 3,5- 6,5. [8], [12]. - Phot pho : Nhu cầu P đối với sinh trưởng tối ưu của VKL khác nhau giữa các loài khi không có các yếu tố bên ngoài giới hạn (Kuhl 1974, Rohode 1984). Theo Stewart và cộng sự (1970) thì hoạt tính khử acetylen của VKL thấp khi thiếu Photpho và khi thêm phôtpho hoạt tính nitrogenaza tăng trong 15-30 phút. Theo Fogg và cộng sự (1973) sự sinh trưởng của VKL CĐN hầu hết bị hạn chế bởi pH thấp và thiếu phôtpho. [19] - Cacbon: Sinh trưởng của VKL phụ thuộc vào nồng độ CO2 trong không khí. Nồng độ CO2 tối thích cho sự phát triển của VKL trong điều kiện chiếu sáng thích hợp là 0,1% ở 150C; 0,25% ở 20oC. Sự đồng hoá sẽ dừng lại ở mức nồng độ CO2 0,5%. [19] - Nitơ: Nhu cầu nitơ của VKL lớn hơn nhu cầu Photpho, nhưng trong điều kiện tự nhiên nitơ không phải là chất dinh dưỡng chủ yếu giới hạn sinh trưởng của VKL. Mặc dù nhiều VKL có khả năng lấy nitơ khí quyển và không phụ thuộc vào nguồn nitơ liên kết, song tất cả chúng đều có khả năng sử dụng Nitơ liên kết để phát triển. Mặt khác Nitơ liên kết ở nồng độ cao lại ức chế sinh trưởng của VKL. Dạng đạm Urê, amon, nitrat ức chế mạnh quá trình cố định đạm. [19] - Molipden: Mo là nguyên tố cần thiết đối với tất cả các VKL trong quá trình phát triển của chúng. Mo là thành phần của enzim Nitrogenaza, đây là enzim xúc tác quá trình cố định Đạm ở VKL cũng như ở các loài sinh vật khác. Mo còn tham gia vào thành phần của enzim Nitrat reductaza – enzim xúc tác quá trình trao đổi hydratcacbon, các hợp chất lân, qúa trình tổng hợp diệp lục và vitamim. [12],[19]. * Các nhân tố khác: Nhu cầu Canxi đối với sinh trưởng VKL nhiều hơn nhu cầu Nitơ liên kết (Fay 1962). Nguyên tố Magie rất cần thiết cho việc tổng hợp Nitrogenaza và glutamim. Phản ứng cố định Nitơ chỉ xảy ra khi có Magie. Các ion Mn, Co, Fe, Ni có thể thay thế Mo, nhưng Cu, Zn lại kìm hãm quá trình này. [19] Ngoài ra tác động đến sự sinh trưởng của VKL còn có yếu tố sinh học và các hoạt động canh tác của con nguời. 1.1.3. Ứng dụng của VKL trong sản xuất Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nghiên cứu và sử dụng VKL với nhiều mục đích khác nhau ngày càng được đẩy mạnh. VKL đã lôi cuốn được sự chú ý của nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau như: thực vật học, vi sinh vật học, sinh lý học, hoá sinh học, công nghệ sinh học, trồng trọt Những năm gần đây một số VKL ( Spirulina platenisis, Spirulina maxina) được tập trung sản xuất trên quy mô công nghiệp để thu sinh khối nhằm bổ sung lượng protein cần thiết cho chăn nuôi và cho con người. Tảo xoắn Spirulina plantensis đã được nuôi trồng ở nhiều nước trên thế giới và ở Việt Nam theo quy mô công nghiệp. Tại Việt Nam, tảo Spirulina đã được nuôi thử ở quy mô khá lớn từ nguồn nước khoáng ở Bình Thuận hoặc từ nguồn nước thải của nhà máy phân đạm Bắc Giang. Việc nuôi cấy tảo Spirulina từ nước thải của các bể khí sinh học có thể phát triển rộng ở các vùng nông thôn để vừa góp phần cải thiện môi trường sống vừa tạo ra nguồn thức ăn bổ sung cho nghề nuôi trồng thủy sản. [17] Tảo lam đã được dùng làm thức ăn cho người từ rất lâu ở nhiều nước trên thế giới, người ta đã chứng minh tảo có tác dụng rất tốt với vận động viên thể thao và trẻ em. Ở nước ta cũng đã thử nghiệm đưa Spirulina vào khẩu phần ăn cho bộ đội (30g tảo khô/ ngày). Đã sử dụng rộng rãi tảo trong chăn nuôi gà và cho kết quả tốt, làm tăng màu làm đỏ trứng và làm thịt vàng, gà sinh trưởng tốt và ít mắc bệnh. Kết quả thí nghiệm tại trại gà Cầu Diễn với tỉ lệ 1% tảo bổ sung đã cho kết quả tốt và cũng đã sử dụng tảo để nuôi thuỷ sản, tăng tỷ lệ nuôi sống cá bột trong điều kiện nuôi với mật độ cá dày. [17] Hiện nay ô nhiễm môi trường trở thành vấn đề báo động, VKL được sử dụng như tác nhân hữu hiệu trong việc sử lý các nguồn nước thải, chúng góp phần loại trừ các chất độc hại, làm tăng hàm lượng oxy trong nước, có ý nghĩa đối với qúa trình hô hấp của rễ thực vật. Vai trò quan trọng của VKL trong nghề trồng lúa liên quan trực tiếp với khả năng cố định N của chúng, tức là khả năng khử N phân tử (N2) khí quyển thành amonium (NH4) mà sau đó chúng được sử dụng cho sinh vật tổng hợp axit amin và protein. Các hợp chất chứa N có thể được thực vật bậc cao đồng hoá, cuối cùng được thoát ra đất, sau khi tế bào VKL chết, và sự khoáng hoá hoặc Nitrat hoá sẽ diễn ra tiếp theo. [3] Hiện tại đã xác định được khoảng 250 loài VKL có khả năng cố định đạm. VKL sống tự do có khả năng cố định từ 20-30 kg N/ h năm [6]. Ở vùng ôn đới, lượng Nitơ do VKL đưa lại cho đất đạt 17-24 kg/năm; ở vùng nhiệt đới tới 90kg/năm, đó là kết quả hoạt động của các loài thuộc các chi Nostoc, Anabaena, Calothrix, Tolypothrix [7]. Ngoài cố định N phân tử VKL còn tiết ra các chất có hoạt tính sinh học cao có tác dụng kích thích sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Vì vậy VKL cố định đạm được nhiều nước sử dụng như một nguồn đạm sinh học. Những chủng VKL lam có hoạt tính CĐN cao đã được sản xuất thành các chế phẩm dùng để lây nhiễm cho ruộng lúa nhằm giảm bớt việc sử dụng phân đạm hoá học. Các thực nghiệp tại một số vùng nông thôn cho thấy mỗi sào lúa có thể tích kiệm được mỗi vụ 2-3 kg Urê.[17] 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 đạm trên 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 như ở châu Á, như Nhật Bản, Ấn Độ, Trung QuốcỞ Ấn Độ từ lâu đời ở nhiều địa phương đã có tập quán chia bờ giữ nước ruộng trong thời kỳ ruộng bỏ hoá để tạo điều kiện cho VKL phát triển nhằm tăng độ phì cho đất trước khi gieo trồng. Người Trung Quốc đã thực hiện biện pháp: “Rêu hoá ruộng nước” thực chất là tăng cường sinh khối VKL CĐN tự do. Ở trung Á, Liên Xô cũ thường dùng kênh mương vốn rất giàu VKL làm phân bón. Các nước cộng hoà thuộc Liên Xô cũ thường dùng những khối lượng VKL (vốn làm hồ ao có màu sắc) làm phân bón đều có năng suất cao.[19] Theo tính toán thì gây nhiễm VKL CĐN có thể thay thế cho 60 kg đạm sunfat/ha. Ở Ai Cập gây nhiễm VKL CĐN tự do làm tăng năng suất lúa lên 20-30%. Ở Trung Quốc biện pháp lây nhiễm VKL CĐN được mở rộng trên hàng vạn ha lúa, trung bình tăng 10-20%. Ở Liên Xô cũ tại các nước Cộng hoà có trồng lúa lây nhiễm Nostoc muscorum và Nostoc punctiforme đã làm tăng năng suất từ 13- 20%. [19] Ở việt Nam các công trình nghiên cứu sử dụng VKL CĐN tự do đã được tiến hành tập trung từ thập kỷ 90. Việc lây nhiễm VKL CĐN vào đồng ruộng đã được triển khai và có những kết quả tốt (Dương Đức Tiến 1990, Trần Văn Nhị và cộng sự, 1984, 1991; Nguyễn Thanh Hiền 1991). [19] Trên các ruộng lúa nước huyện Hoài Đức (Hà Nội) trong 3 năm (1988, 1989, 1990) đã thí nghiệm lây nhiễm các loài VKL Aphanothes sp, Nostoc muscorum, Anabaenas phaeria, Fisherrella sp, Scytonema sp với diện tích 240 m2 đến 1ha, lây nhiễm VKL CĐN vao ruộng lúa được tiến hành khi cấy 10 - 15 ngày. Kết quả cho thấy VKL CĐN có tác dụng tốt tới năng suất lúa tiết kiệm Urê, hàm lượng mùn và N tổng số trong đất ruộng trước và sau khi lây nhiễm. Đáng chú ý là tác dụng kéo dài của VKL và sự tăng dần hiệu ứng của VKL nếu lây nhiễm nhiều lần trên một nền đất. Điều đó cho thấy rằng nếu liên tục lây nhiễm VKL CĐN thì VKL không chỉ là lượng phân đạm thay thế một phần đạm khoáng mà còn là một yếu tố cải tạo và nâng dần độ phì của đất ruộng (về cả chất hữu cơ và và chất đạm). Tuy nhiên VKL CĐN chỉ là yếu tố giúp cho cây trồng tăng năng suất, đấy không phải là nguồn đạm duy nhất cung cấp cho sản xuất. [19] Ngoài những hữu ích đã nêu, một số VKL trong quá trình sống đã tiết ra môi trường những độc tố gây độc cho các sinh vật khác. Khi phát triển mạnh, VKL gây ra hiện tượng nở hoa trong nước, trong các thuỷ vực làm ảnh hưởng tới chất lượng nước. Vì thế chúng có tác dụng có hại hoặc ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển của các sinh vật sống trong môi trường nước. 1.2. Vài nét về cây đậu tương 1.2.1. Đặc điểm phân loại học, hình thái cây đậu tương 1.2.1.1. Đặc điểm phân loại học Cây đậu tương Glycine max (L.) Merrill. thuộc : + Họ đậu : Fabaceae + Bộ đậu : Fabales + Phân lớp Hoa hồng : Rosidae + Lớp 2 lá mầm : Dicotyledoneae hay Lớp Ngọc lan Magnoliopsida + Ngành hạt kín : Angiospermae hay Ngành Ngọc lan Magnoliophyta 1.2.1.2. Đặc điểm hình thái cây đậu tương : [1],[5]. Thân đậu tương: là thân thảo, có màu xanh hoặc tím nhạt. Trên thân có nhiều lông tơ, chiều cao thân thường thay đổi từ 20-50 cm, có khi tới 150 cm. Trên thân cây đậu tương chủ yếu là cành cấp 1. Lá đậu tương: gồm có 3 loại lá : hai lá mầm (tử diệp); hai lá đơn mọc đối và các lá kép. Lá kép ( lá thật) có 3 lá chét. Hình dạng lá chét khác nhau tùy giống : có thể hơi dài, hẹp, tròn hình quả trứng hoặc lưỡi mác... Hoa đậu tương: Hoa có màu trắng, tím hoặc tím nhạt. Hoa thường mọc thành chùm, mỗi chùm thường từ 3-5 hoa, hoa lưỡng tính. Quả đậu tương: thường là quả giáp. Mỗi quả có 1-4 hạt, thường là 2 hạt; lúc chín quả thường có màu vàng tro hoặc xám đen. Nhiều giống quả có lông tơ bao phủ. Hạt đậu tương: Hạt đậu tương có nhiều hình dáng: tròn bầu dục, trò dài, tròn dẹt, và có nhiều màu sắc: vàng đậm, vàng nhạt, xanh đen, nâu. Vỏ hạt nhẵn bóng hoặc xỉn mỡ. Rễ cây đậu tương: Bộ rễ gồm có rễ chính và nhiều rễ phụ. Rễ chính ăn sâu tới 150 cm, từ rễ chính, các rễ bên mọc sâu xuống còn phát triển ngang tới 40- 50 cm. Đặc điểm quan trọng của rễ là hình thành nốt sần với sự cộng sinh của vi khuẩn Rhizobium japonicum. Nốt sần có phẩm chất tốt là loại nốt sần to, màu hồng. Số lượng, trọng lượng và phẩm chất nốt sần có quan hệ chặt chẽ với sự sinh trưởng và năng suất cây đậu tương. 1.2.2. Nguồn gốc của cây đậu tương Cây đậu tương là cây trồng cổ của nhân loại, nguồn gốc cụ thể của nó vẫn chưa được làm rõ. Căn cứ vào các thư tịch cổ Trung Quốc như “Thần nông bản thảo kinh”, “Bản thảo cương mục”, cây đậu tương đã được đề cập đến. Theo đó thì cây đậu tương có nguồn gốc ở phương Đông (Đông Á), được biết đến cách đây 5000 năm, được trồng vào thế kỷ XI trước Công nguyên và được coi là 1 trong 5 cây lương thực cổ đại của Trung Quốc. [14],[16]. Theo một số nhà khoa học cho rằng, cây đậu tương xuất hiện đầu tiên ở lưu vực sông Trường Giang (Trung Quốc) và loại đậu tương trồng (Glycine max) có thể có nguồn gốc từ loài dại (G. ussuriensis). Hiện nay, loài đậu tương dại (G. ussuriensis) được thấy nhiều ở vùng Đông Bắc – Trung Quốc. Từ Trung Quốc, đậu tương được du nhập đến các quốc gia phía đông và đông nam Á khác, chủ yếu là Nhật Bản, Triều Tiên, Việt Nam, Thái Lan, Indonecia...và vùng viễn Đông thuộc Liên bang Nga. Từ phía bắc Trung Quốc cây đậu tương được di thực thâm nhập sang Châu Âu. Châu Âu bắt đầu trồng đậu tương vào khoảng thế kỷ XVIII. Cho đến giữa thế kỷ XX, Trung Quốc là quốc gia sản xuất đậu tương lớn nhất thế giới (sản xuất 60% sản lượng thế giới). [14] Ở châu Mỹ, cây đậu tương được trồng ở Hoa Kỳ từ năm 1804, nhưng đến năm 1924, mới được trồng chính thức như một cây trồng nông nghiệp sản xuất thức ăn xanh cho gia súc. Do sự thích hợp về điều kiện sống, cộng với nhu cầu thị trường và sự khuyến khích của Chính phủ sản xuất đậu tương ở Hoa Kỳ tăng trưởng nhanh và đến thập kỷ 60 của thế kỷ XX, Hoa Kỳ đã trở thành quốc gia sản xuất đậu tương dẫn đầu thế giới cả diện tích và sản lượng.[14] 1.2.3. Các giai đoạn sinh trưởng cây đậu tương Tuỳ thuộc vào từng giống và điều kiện ngoại cảnh khác nhau mà các giai đoạn phát triển của đậu tương có thể kéo dài từ 80 đến 140 ngày. - Giai đoạn nảy mầm - mọc : Giai đoạn này bắt đầu khi hạt hút nước, mầm phôi phát động sinh trưởng, kết thúc khi xoè 2 lá đơn mọc đối trên 2 lá mầm. Giai đoạn này dài hay ngắn là tuỳ thuộc vào giống có thể kéo dài 10 -12 ngày mới mọc (vụ xuân); hoặc chỉ 4- 5 ngày đã mọc (vụ hè). Trong giai đoạn này, nước cần có sẵn cho hạt hấp thụ, nhiệt độ thích hợp để hạt nảy mầm và trụ mầm dưới phát triển là 25 – 30oC, độ ẩm 65 – 75% trong đất. [14],[2],[18]. - Giai đoạn cây non ( giai đoạn sinh trưởng thân lá) Giai đoạn này bắt đầu từ khi có một lá kép và kết thúc căn bản vào thời kỳ nở hoa (giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng), đây là thời kỳ phát triển của thân và lá. Giai đoạn này kéo dài 20-40 ngày [5],[16]. Vào thời kỳ đầu của giai đoạn này, cây con sinh trưởng rất chậm, trong khi đó bộ rễ của nó lại phát triển nhanh, các nốt sần trên rễ được hình thành và phát triển. Đến thời kỳ cây chuẩn bị ra nụ, ra hoa thì tốc độ sinh trưởng của cây tăng nhanh lên. Đây cũng là thời điểm cây đậu tương chịu hạn khá nhất.[2], [16], [18] - Giai đoạn nở hoa : Đây là thời kỳ quan trọng trong đời sống cây đậu tương. Thời gian ra hoa kéo dài 15 -20 ngày, có trường hợp kéo dài đến 40 ngày. Khác với các cây trồng khác, đồng thời với ra hoa, cây đậu tương vẫn phát triển mạnh về thân, lá, rễ [18]. Đây cũng là thời kỳ cây đậu tương mẫn cảm nhất với điều kiện ngoại cảnh. Thời tiết thuận lợi cho việc nở hoa là lúc nhiệt độ đạt 25 – 28oC, độ ẩm không khí khoảng 75 – 80%. [2] - Giai đoạn hình thành quả và hạt : Giữa thời ra hoa và hình thành quả hạt không có ranh giới rõ ràng (thường thấy cả nụ, hoa, quả trên cùng một cây). Lúc các chùm quả non đã xuất hiện thì các chất dinh dưỡng trong thân, lá được vận chuyển về làm cho hạt mảy dần, lúc này sự sinh trưởng của cây bắt đầu chậm lại. Tốc độ tích luỹ chất hữu cơ của hạt tăng nhanh đều cho đến khi hạt chắc.[16], [18]. - Giai đoạn hạt chín : Đây là giai đoạn ngắn nhất trong đời sống cây đậu tương và chịu ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ. Hạt đạt tốc độ chín sinh lý khi hạt đã cứng lại và có màu sắc điển hình của giống, vỏ quả đã chuyển sang màu vàng hoặc xám đen [2]. Đậu tương chín cần thời tiết khô ráo, cây có khả năng chịu hạn. Lúc này trong hạt các quá trình chuyển hoá diễn ra mạnh mẽ nhất.[14] 1.2.4. Các đặc điểm sinh thái cây đậu tương * Nhiệt độ: Đậu tương là cây trồng ưa nhiệt độ cao. Tuỳ từng giống mà nhiệt độ tổng số bằng 1700 – 2300oC và nhiệt độ trung bình ngày đêm không dưới 15oC. Nhiệt độ ảnh hưởng sâu sắc đến sinh trưởng, phát triển và các quá trình sinh lý khác của cây đậu tương. Tuỳ từng giai đoạn khác nhau mà nhiệt độ thích hợp từ 20oC – 28oC. Nhiệt độ thích hợp cho quang hợp ở 25 - 30oC. Ở nhiệt độ 25 - 27oC hoạt động của vi khuẩn nốt sần Rhizobium japonicum là tốt nhất. [2],[14],[18]. * Ánh sáng Đậu tương là cây ngắn ngày và là cây rất mẫn cảm với ánh sáng. Chất lượng ánh sáng ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của cây. Cường độ ánh sáng giảm 50% so với bình thường làm giảm số cành, đốt mang quả và năng suất có thể giảm 50% .[4] Mức độ bão hoà ánh sáng đối với quang hợp của cây đậu tương tuỳ thuộc vào môi trường trồng trọt, trong nhà kính là 20.000 lux, ngoài đồng là 15.000 lux. Trong điều kiện độ dài ngày thích hợp, cây chỉ cần 30% cường độ của bức xạ mặt trời là được, do đó có thể trồng xen đậu tương với các loại cây khác.[18] * Độ ẩm Đậu tương là cây ưa ẩm, nhu cầu về nước của cây đậu tương không đồng đều qua các giai đoạn. Lượng nước cần thiết từ 300 – 400 mm đến 600 mm nước. [14],[18]. Trong thời kỳ nảy mầm, độ ẩm thích hợp là 50%, lượng nước cần hút là 100-150% trọng lượng khô của hạt. Thiếu nước vào thời kỳ ra hoa làm hoa rụng nhiều, làm giảm tỉ lệ đậu quả. Giai đoạn hình thành quả, hạt là thời kỳ đậu tương cần nhiều nước nhất, nếu thiếu nước vào thời gian này làm cho năng suất giảm hơn ở các giai đoạn khác.[2] * Chất dinh dưỡng Các nguyên tố N, P, K cần thiết cho cây đậu trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển. Nếu thiếu hoàn toàn hoặc thiếu bất cứ một nguyên tố nào đều ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây. - Đạm : Nhu cầu về đạm có thể coi là ít nhất so với các cây trồng trong họ đậu khác. Cây đậu tương có thể tự cấp đạm do hoạt động của vi khuẩn nốt sần cố định.[18] - Lân : Cây đậu tương cần lân cao hơn đạm. Đủ nhu cầu về lân làm giảm sự rụng hoa, quả non, tăng tỉ lệ quả mảy, hạt chắc, tăng năng suất và chất lượng rõ rệt. Lân ảnh hưởng lên quá trình cố định và tăng cường hoạt động của vi khuẩn nốt sần trong rễ đậu tương. Nhu cầu sử dụng thường là 260 -300 kg/ha lân super. - Kali : Đối với đậu tương, nhu cầu về kali còn lớn hơn nhu cầu về đạm và lân. Tỉ lệ sử dụng kali tăng dần theo thời gian và cao nhất ở giai đoạn sinh trưởng thân, lá (trước lúc ra hoa), sau đó thấp dần cho đến bắt đầu hình thành hạt và ngừng sử dụng kali vào 2 đến 3 tuần trước khi hạt chín.[2] - Vôi : Bón vôi cho đất chua để tạo pH khoảng 6 – 6,5 trung hoà độ chua trong đất, tạo môi trường trung tính cho vi khuẩn nốt sần hoạt động Ngoài các yếu tố đa lượng, cây đậu tương cũng cần các yếu tố vi lượng như Mo, Mn, Cu, Bo, Fe. để sinh trưởng phát triển bình thường.[2] 1.2.5. Giá trị cây đậu tương Đậu tương là cây công nghiệp ngắn ngày, có giá trị kinh tế cao, chiếm vị trí quan trọng trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng và đa dạng hoá các sản phẩm nông nghiệp. Giá trị kinh tế của đậu tương được quyết định bởi các thành phần chứa trong hạt đậu tương: protein, lipit, hidratcacbon và các khoáng chất. Trong đó protein chiếm 40-50 %, lipit 12-24% dao động theo từng giống. Giá trị protein của đậu tương đứng hàng đầu trong các cây trồng, đầy đủ và cân đối các loại axit amin thiết yếu cho cơ thể đặc biệt là thành phần lizin và triptophan cao và không có các thành phần tạo colesteron và các dạng axit uric. Lipit của đậu tương còn có một tỉ lệ lớn axit béo chưa no có hệ số đồng hoá cao, có mùi vị thơm ngon (bao gồm 30-35% axit oleic, 45-55% axit lioleic, 5-10% linoleic). Trong hạt đậu tương còn chứa sắt, canxi, phốt pho và các thành phần chất xơ tốt cho tiêu hóa, vitamin trong đậu tương có nhiều nhóm B đáng kể là vitamin B1, B2, ngoài ra còn có vitamin PP, E, A, K, D, C...và các loại thành phần muối khoáng khác [11], [18]. Có khoảng 600 loại thực phẩm khác nhau được chế biến từ đậu tương, trong đó khoảng 300 món ăn cổ truyền phương đông như: đậu phụ, tương, sữa đậu nành, xì dầu...hoặc làm các món ăn chế biến cao cấp khác như : socola đậu tương, bánh kẹo, batê, thịt nhân tạo...Ở các nước phát triển, dầu đậu tương là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp như sử dụng làm xi, sơn, mực in, xà phòng, thuốc trừ sâu, chất dẻo, cao su nhân tạo...[10],[18]. Đậu tương còn được làm thuốc chữa nhiều bệnh như: bệnh đái đường, suy nhược thần kinh, suy dinh dưỡng... Ngoài ra đậu tương còn được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, đặc biệt là giá trị của khô dầu đậu tương được đánh giá cao, chiếm 60% thức ăn có đạm. [2].[11]. Trong nông nghiệp, đậu tương là loại cây có giá trị cải tạo đất. Vi khuẩn Rhizobium japonicum cộng sinh trong nốt sần cây đậu tương có khả năng cố định Nitơ khí quyển, cung cấp cho đất một lượng N sinh học lớn khoảng 60-168 kgN/ha/năm [17]. Thân lá đậu tương có khả năng làm phân xanh bón cho đất. Trong điều kiện nhiệt đới ẩm nước ta, đậu tương là cây trồng ngắn ngày dễ đưa vào hệ thống luân canh tăng vụ, trồng xen trồng gối. Nó là cây trồng đem hiệu quả kinh tế cho cây trồng sau. 1.2.6. Tình hình sản xuất đậu tương 1.2.6.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới : Do những giá trị kinh tế và giá trị dinh dưỡng mà nó mang lại, đậu tương được trồng ở hơn 80 quốc gia trên thế giới và được coi là cây trồng quan trọng đứng hàng thứ 4 trên thế giới (sau lúa mì, lúa nước và ngô). Theo số liệu của tổ chức lương thực thế giới (FAO), năm 1985 cả thế giới diện tích mới đạt 54,07 triệu ha, 10 năm sau (năm 1995) cũng chỉ mới tăng lên 61,96 triệu ha, nhưng đến năm 2004, diện tích đậu tương cả thế giới là 91,61 triệu ha, tăng 1,48 lần so với năm 1995 và 1,70 lần so với năm 1985. Diện tích trồng đậu tương được tập trung nhiều ở châu Mỹ (73,03 %), tiếp đến là châu Á (23,15%). Bảng 1.1: Diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương trên thế giới Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) 1985 54,07 17,25 93,27 1995 61,96 20,26 125,53 2000 75,05 22,30 167,36 2001 76,13 23,21 176,70 2002 77,35 23,34 180,53 2003 83,61 22,67 189,54 2004 91,61 22,53 206,41 2005 90,10 22,91 214,8 (* Nguồn FAO STAT 2006) Cùng với việc mở rộng diện tích, năng suất đậu tương trên thế giới cũng không ngừng tăng cao, trung bình khoảng 1 tạ/ha/năm. Năng suất đậu tương bình quân của toàn thế giới năm 2005 là 22,91 tạ/ha, tăng so với năm 1985 là 5,66 tạ/ha. Do việc mở rộng diện tích và không ngừng nâng cao năng suất nên sản lượng đậu tương trên toàn thế giới tăng lên một cách nhanh chóng, năm 2005 đạt 214,8 tấn, tăng hơn 2,2 lần so với năm 1985, gấp hơn 1,6 lần so với năm 1995 và 1,2 lần so với năm 2000. Hiện nay, có 4 quốc gia sản xuất đậu tương lớn nhất nhất trên thế giới là Mỹ, Brazil, Argentina, và Trung Quốc. Các nước này chiếm khoảng 90-95% tổng sản lượng đậu tương trên thế giới. Sản phẩm đậu tương được tiêu thụ chủ yếu dưới 3 dạng hạt, dầu, bột. Khu vực tiêu thụ đậu tương nhiều nhất là Mỹ, EEC, Brazil, Trung Quốc, Nhật, Ấn Độ...[18]. Hiện nay xu hướng sản xuất đậu tương của một số nước trên thế giới là sản xuất các giống “Đậu tương công nghệ sinh học” (Biotech Soybean) như đậu tương chống chịu chất diệt cỏ, đậu tương chịu hạn tốt... Hiện trạng sản xuất đậu tương tại Việt Nam Ở nước ta, đậu tương được phát triển rất sớm từ khi còn là cây hoang dại, sau được thuần hoá và được trồng như là cây có giá trị dinh dưỡng cao. Bảng 1.2: Diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương của Việt Nam Năm Diện tích (1.000 ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1.000 tấn) 1980 42,20 6,60 27,85 1985 102 7,80 79,56 1995 121,1 10,4 79,56 2000 124,1 12 149,3 2005 204,1 14,3 292,7 2006 185,6 13,9 258,1 2007 187,4 14,7 275,2 2008 192,1 13,9 267,6 2009 146,2 14,6 213,6 (* Theo tổng cục thống kê 2010) Diện tích, năng suất và sản lượng đậu tương ở Việt Nam biến động không đều theo các năm. Sau 15 năm từ 1980 - 1995 diện tích, năng suất, sản lượng trồng đậu tương ở Việt Nam đã tăng lên đáng kể: diện tích tăng gần 2,87 lần, năng suất tăng 1,56 lần, sản lượng tăng 8,72 lần. Trong giai đoạn 1995 -2005, diện tích, sản lượng đậu tương liên tục tăng. Trong giai đoạn 2005 – 2009, diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương biến động không đều qua các năm, có xu thế giảm về diện tích và năng suất, diện tích từ 204,1 ha (2005) xuống còn 146,2 ha ( 2009), sản lượng từ 292,7 tấn ( 2005) xuống còn 213,6 tấn ( 2009). Cả nước đã hình thành 6 vùng sản xuất tương đối ổn định qua các năm: Vùng đồng bằng sông Hồng (17,5% diện tích), miền núi Bắc bộ (24,7% diện tích), vùng Đông Nam Bộ (26,2% diện tích), đồng bằng sông Cửu Long (12,4% diện tích), đồng bằng ven biển miền Trung và tây Nguyên (34% diện tích). Tỉ lệ diện tích đất trồng được phân bố: đậu tương được trồng ở vụ Xuân chiếm 14,2%, vụ Hè Thu là 31,3%, vụ Thu Đông 2,1%, vụ Đông Xuân 29,7%. Có thể nhận thấy, năng suất, sản lượng đậu tương của Việt Nam còn thấp so với thế giới. Như vậy để đưa cây đậu tương trở thành cây trồng chính, tương xứng với giá trị chiến lược của nó trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta cần giải quyết toàn diện các vấn đề về kinh tế, xã hội và khoa học kỹ thuật. CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng 2.1.1. Chủng vi khuẩn lam + Nostoc calcicola Breb.ex Born.et Flah ( Chủng A) + Cylindrospermum licheniforme Kuetz.ex Born.et Flah ( Chủng B) Chủng vi khuẩn lam được lấy giống từ phòng thí nghiệm sinh lý – hoá sinh, Khoa sinh học. 2.1.2. Giống đậu tương đậu tương ĐT 96 Giống đậu tương ĐT96 do nhóm tác giả Viện Di truyền Nông nghiệp chọn tạo bằng phương pháp lai hữu tính giữa 2 giống đang phổ biến trong sản xuất là ĐT90 và ĐT84. Giống được Bộ NN&PTNT công nhận chính thức là giống quốc gia vào tháng 7-2004. Chúng tôi lấy giống đậu tương ĐT 96 từ Công ty Rau quả Hà Nội. 2.2. Nội dung nghiên cứu - Nuôi 2 chủng vi khuẩn lam cố định Đạm để thu sinh khối làm thí nghiệm. - Thăm dò ảnh hưởng hàm lượng dịch vẩn (dịch huyền phù) của vi khuẩn lam lên tỉ lệ nảy mầm, năng lực nảy mầm, chiều dài, đường kính thân mầm, xác định hoạt độ cactalaza, đánh giá cường độ hô hấp của hạt đang nảy mầm. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Nuôi cấy vi khuẩn lam - Nuôi vi khuẩn lam: VKL được nuôi trong môi trường BG11 không đạm Bảng 2.1: Thành phần môi trường BG11: Tên hoá chất Hàm lượng (g/l) NaNO3 1.5 K2HPO4 0.04 MgSO4. 7H2O 0.075 CaCl2. 2H2O 0.036 Axit citric 0.006 Sắt moniumcitrat 0.006 EDTA 0.001 Na2CO3 0.02 Dung dịch A5 1ml Dung dịch B6 1ml Môi trường BG11 không đạm để nuôi VKL cố định đạm thì bỏ NaNO3 và sắt amoniumcitrat. Môi trường pha xong khử trùng ở áp suất 1.5 atm trong thời gian 30 phút. - VKL được nuôi ở bình cầu 500ml với 100 ml dung dịch BG 11 không đạm. Đặt dưới giàn đèn neon với cường độ chiếu sáng 1200 lux, thời gian chiếu sáng 12/24 giờ. - Theo dõi sự sinh trưởng sinh khối của VKL ở thời điểm 15, 30, 45 ngày. Ly tâm dịch chứa vi khuẩn lam ở tốc độ 2000 vòng/ phút. Sinh khối của VKL lắng đọng dưới đáy ống ly tâm, gạn bỏ chất lỏng phía trên, đổ thêm 5ml nước cất rồi tiếp tục ly tâm. Sau khi ly tâm gạn bỏ phần nước, thấm khô nước, cân xác định trọng lượng tươi. Sinh khối tươi VKL được tính theo g/ 100ml dung dịch môi trường. Tốc độ tuyệt đối của sinh trưởng được tính theo công thức của Blecman : K = (W2 – W1 ) / (t2 – t1). Trong đó t1: thời gian xác định sinh khối tảo ban đầu t2: thời gian xác định sinh khối tảo tiếp theo W1, W2: sinh khối tảo ở thời điểm t1 và t2 2.3.2. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm ảnh hưởng của VKL lên hạt nảy mầm được bố trí + Công thức 1 (Lô 1) : 100% nước cất (Đối chứng) + Công thức 2 (Lô 2) : 100% dung dịch BG 11 không đạm (Đối chứng) + Công thức 3 (Lô 1A,1B): 25% dịch vẩn vi khuẩn lam + 75% nước cất + Công thức 4 (Lô 2A,2B): 50% dịch vẩn vi khuẩn lam + 50% nước cất + Công thức 5 (Lô 3A,3B): 75% dịch vẩn vi khuẩn lam + 25% nước cất + Công thức 6 (Lô 4A,3B): 100% dịch vẩn vi khuẩn lam 2.3.3. Xử lý hạt giống Chọn hạt đậu giống mẩy, hạt chắc và đồng đều. Ngâm hạt đậu vào dịch vẩn VKL ở các nồng độ khác nhau (như bố trí thí nghiệm), môi trường BG 11 và nước cất (công thức đối chứng) trong 2 giờ, mỗi công thức chọn 50 hạt đậu, nhắc lại 3 lần. Sau 2 giờ vớt hạt đậu ra đặt vào đĩa petri phía dưới và phía trên đều lót giấy thấm. Cho đĩa petri vào tủ ấm ở nhiệt độ 28-30oC. Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Đánh giá các chỉ tiêu sinh lý nảy mầm của hạt sau khi ủ 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ. 2.3.4. Thăm dò ảnh hưởng hàm lượng VKL lên quá trình nảy mầm của hạt đậu tương - Xác định tỉ lệ nảy mầm ở thời điểm 24, 48, 72 giờ và năng lực nảy mầm của đậu tương Tính theo công thức : Tỉ lệ nảy mầm (%) = Số hạt mọc mầm/tổng số hạt - Đo chiều dài của thân mầm, đường kính thân mầm : Sử dụng thước kẹp Palmer - Xác định hoạt độ catalaza của hạt nảy mầm: Bằng phương pháp Bal và Oparin [20] - Đánh giá cường độ hô hấp của hạt : Theo phương pháp Boisen – Jensen [20] 2.4. Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê toán học. [11],[18] Xử lý số liệu trong phần mềm Excel. CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả theo dõi sinh khối tảo lam sau 15 ngày, 30 ngày và 45 ngày: Để xác định tốc độ sinh trưởng của VKL, chúng tôi đã tiến hành nuôi hai chủng VKL trong môi trường BG11 không đạm trong cùng một điều kiện, cùng một thời gian thí nghiệm, kết quả thu được thể hiện qua bảng 3.1 và 3.2 Bảng 3.1 Sinh khối VKL sau 15, 30 và 45 ngày Chủng VKL Khối lượng tươi g/100 ml 0 ngày 15 ngày 30 ngày 45 ngày Nostoc calcicola (Chủng A) 0,147 0,354 1,455 1,635 Cylindrospermum licheniforme (Chủng B) 0,151 0,371 1,528 1,664 Biểu đồ 3.1 : Sinh khối của VKL sau 15, 30 và 45 ngày Bảng 3.2 : Tốc độ sinh trưởng tuyệt đối của VKL Chủng VKL Tốc độ tuyệt đối của sinh trưởng ở VKL (g/100ml/ngày) 15 ngày 30 ngày 45 ngày Chủng A 0,0138 0,0734 0,012 Chủng B 0,0147 0,0771 0,0092 Từ kết quả bảng 3.1 và biểu đồ 3.1 cho thấy với một lượng thả ban đầu tương đương nhau sau 45 ngày nuôi thì sinh khối 2 chủng VKL đều tăng lên. Từ bảng 3.2 nhận thấy tốc độ tuyệt đối của sinh trưởng ở VKL ở thời điểm khác nhau đều có sự khác nhau và khác nhau ở 2 chủng. Thời điểm 15 đến 30 ngày, tốc độ sinh trưởng tuyệt đối ở 2 chủng đều đạt lớn nhất, ở chủng A đạt 0,0734 g/100ml/ngày, ở chủng B đạt 0,0771g/100ml/ngày. Đến thời điểm 45 ngày tốc độ sinh trưởng ở cả 2 chủng VKL có xu hướng chậm lại Theo chúng tôi, VKL nuôi trong thời điểm 15 ngày đầu chất lượng dinh dưỡng môi trường đủ cung cấp cho quá trình sinh trưởng của VKL, hơn nữa mật độ còn tương đối thấp nên tạo thuận lợi cho VKL sinh sản và phát triển của. Sau 30 ngày nuôi thì sinh khối của 2 chủng VKL đạt tốc độ sinh trưởng cao nhất, nhưng đến thời điểm 45 ngày tốc độ sinh trưởng giảm dần, nếu tiếp tục nuôi thì sinh khối có xu hướng giảm. Có thể lúc này do hàm lượng dinh dưỡng trong môi trường cạn kiệt và mật độ VKL quá lớn ức chế sinh trưởng lẫn nhau. Cũng như các tác giả trước đây, chúng tôi lấy sinh khối VKL ở thời điểm 30 ngày để làm thí nghiệm tác động lên sự nảy mầm của giống đậu tương ĐT96. 3.2. Ảnh hưởng của VKL lên tỉ lệ nảy mầm của giống đậu tương ĐT 96: Chu kỳ sống của cây đậu tương được bắt đầu bằng sự mọc mầm, do vậy đây là thời kỳ quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây đậu tương. Đối với sản xuất thì thời kỳ mọc mầm có tính quyết định đến số lượng cây trên đơn vị diện tích và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất. Nhằm tìm hiểu đặc tính trên đối với cây đậu tương, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm tác dụng của VKL lên sự nảy mầm của đậu tương và theo dõi lệ nảy mầm của giống đậu tương ĐT 96. Kết quả theo dõi ảnh hưởng của dịch vẩn hai chủng VKL CĐN lên tỉ lệ nảy mầm giống đậu tương ĐT 96 ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ được thể hiện ở bảng 3.3: Bảng 3.3 : Tỉ lệ nảy mầm của giống đậu tương ĐT 96 Thời gian 24 giờ 48 giờ 72 giờ Đại lượng Lô thí nghiệm X SS(%) X SS(%) X SS(%) Đối chứng 1 35,33 100,00 75,27 100,00 90,05 100,00 2 34,04 96,35 72,95 96,92 86,29 95,82 Chủng A 1A 37,21 105,32 79,51 105,63 90,64 100,66 2A 42,96 121,60 82,52 109,63 94,75 105,22 3A 47,64 134,84 90,31 119,98 98,56 109,45 4A 35,14 99,46 75,35 100,11 90,67 100,69 Chủng B 1B 37,19 105,26 77,62 103,12 91,84 101,99 2B 42,57 120,49 81,76 108,62 92,67 102,91 3B 46,85 132,61 87,26 115,93 97,35 108,11 4B 35,04 99,18 75,46 100,25 90,52 100,52 Biểu đồ 3.2: Tỉ lệ nảy mầm của giống đậu tương ĐT 96 sau 24, 48, 72 giờ Từ kết quả bảng 3.3 và biểu đồ, ta nhận thấy dịch vẩn VKL chủng A và B đều có kết quả tốt lên tỉ lệ nảy mầm của đậu tương. Sau 24 giờ, ở đa số các lô đã xử lý băng dịch vẩn VKL tỉ lệ nảy mầm đều cao hơn so với đối chứng nước cất. Trong đó, lô 3A và 3B đạt tỉ lệ nảy mầm cao nhất (134,84 % và 132,61 %), trong đó lô 3A tăng cao hơn lô 3B (2,23%). Còn lô 2( 100% BG 11 không đạm) có tỉ lệ nảy mầm thấp nhất (96,35%). Sau 48 giờ, ở lô đối chứng 2 ( 100% BG 11 không đạm) có tỉ lệ nảy mầm thấp nhất (96,92%). Còn các lô đã xử lý bằng dịch vẩn VKL tỉ lệ nảy mầm đều cao hơn so với đối chứng nước cất, tỉ lệ nảy mầm tăng mạnh nhất ở lô 3A (119,98 %) và 3B (115,93 %) so với lô đối chúng nước cất. Lô 3A tăng cao hơn 3B. Sau 72 giờ, tốc độ nảy mầm ở giai đoạn này giảm so với thời điểm 48 giờ. Tương tự như ở 24giờ, 48 giờ, số hạt mảy mầm ở lô 3A và 3B cũng đạt cao nhất vượt 9,45%, 8,11% so với lô 1 đối chứng nước cất. Ở các lô thí nghiệm có xử lý bằng dịch vẩn VKL khác tỉ lệ nảy mầm vẫn cao hơn so với đối chứng. Tuy nhiên, ở thời điểm này sự khác biệt giữa thí nghiệm so với đối chứng là không lớn so với 24 và 48 giờ. Lô đối chứng 2 ( 100% BG 11 không đạm) có tỉ lệ nảy mầm thấp nhất đạt 95,82%. Như vậy có thể khẳng định: - Môi trường 100% BG11 không có hoạt tính khích thích sự nảy mầm của giống đậu tương ĐT96, ức chế làm giảm năng lực nảy mần của hạt. - Dịch vẩn VKL có tác dụng kích thích lên sự nảy mầm của giống đậu tương ĐT96 rõ rệt so với đối chứng nước cất. - Từ kết quả trên cho thấy, tỉ lệ dịch vẩn VKL thích hợp có tác dụng tốt nhất lên sự nảy mầm của đậu tương ở chủng A (Nostoc calcicola) là (1,091g/100ml) và ở chủng B (Cylindrospermum lichenifor) là (1,146g/100ml). Trong đó chủng A có tác dụng tốt đến tỉ lệ nảy mầm hơn chủng B. 3.3. Ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên chiều dài thân mầm giống đậu tương ĐT 96 Chỉ tiêu chiều dài thân mầm phản ánh sức sống và tốc độ sinh trưởng của mầm. Kết quả thu được thể hiện qua bảng 3.4: Bảng 3.4: Ảnh hưởng của VKL đến chiều dài thân mầm (mm): Thời gian 24 giờ 48 giờ 72 giờ Đại lượng Lô thí nghiệm X SS(%) X SS(%) X SS(%) Đối chứng 1 6,591 100,00 8,573 100,00 11,078 100,00 2 6,408 97,23 8,465 98,74 10,443 94,26 Chủng A 1A 8,158 123,79 10,074 117,5 11,35 112,14 2A 9,028 136,97 11,086 129,31 12,453 123,06 3A 9,355 141,94 11,389 132,84 14,1 127,27 4A 8,197 124,38 10,026 116,94 11,501 113,65 Chủng B 1B 8,384 127,21 9,624 112,25 11,176 114,56 2B 8,73 132,46 10,592 123,55 12,66 119,17 3B 9,08 137,76 10,896 127,09 13,293 125,13 4B 8,191 124,27 9,92 115,71 11,63 109,47 Biểu đồ 3.3: Chiều dài thân mầm giống đậu tương ĐT 96 Trong cả 3 thời điểm xét chỉ tiêu chiều dài thân mầm thì lô đối chứng 2 đều có thân mầm thấp hơn so với lô đối chứng 1 nước cất với mức chênh lệch lần lượt ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ là 2,77%; 1,26%; 5,74%. Điều này chứng tỏ BG11 có tác dụng kiềm chế sự sinh trưởng thân mầm ở giống đậu tương. Dịch vẩn VKL không những có tác động tốt đến tỉ lệ và tốc độ nảy mầm của hạt mà còn ảnh hưởng tốt đến tăng trưởng thân mầm của giống đậu tượng ĐT96, điều này thể hiện ở các lô đã xử lý với dịch vẩn VKL đều cho kết quả cao hơn đối chứng nước cất. Chủng A : Thời điểm 24 giờ tăng 23,79% đến 41,94%, thời điểm 48 giờ vượt 16,94% đến 32,84%, thời điểm 72 giờ vượt từ 12,14% đến 27,27% so với đối chứng. Trong các thời điểm lô 3A luôn có kết quả tốt nhất, đạt 141,94%; 132,84%; 127,27% tương ứng ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ. Chủng B : Thời điểm 24 giờ tăng từ tăng 24,27% đến 37,76% thời điểm 48 giờ đạt từ tăng từ 12,25% đến 27,09%, thời điểm 72 giờ tăng 9,47% đến 14,56% so với lô đối chứng 1. Trong các thời điểm lô 3B luôn có kết quả tốt nhất, đạt 137,76%; 127,09%; 125,13% tương ứng ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ. Xét độ dài thân mầm đậu tương khi xử lý với hai chủng VKL ở cùng nồng độ và thời gian xử lý : Tại thời điểm 24 giờ, ở những lô có mặt chủng A có khả năng kích thích sinh trưởng chiều dài thân mầm cao nhất là lô 3A đạt 9,355 mm, vượt đối chứng 41,94%. Trong khi đó ở những lô có mặt chủng B chiều dài thân mầm lớn nhất là lô 3B đạt 9,08 mm, vượt đối chứng 37,76%. Tại thời điểm xử lý 42 giờ, kết quả tốt nhất ở chủng A tại lô 3A đạt 11,389 mm vượt 32,84% so với đối chứng. Đối với chủng B kết quả tốt nhất tại lô 3B đạt 10,896 mm vượt 27,09 % so với đối chứng. Tại thời điểm 72 giờ, tương tự kết quả tốt nhất ở chủng A vẫn ở lô 3A đạt 14,1 mm vượt 27,27%. Ở chủng B kết quả tốt nhất ở lô 3B khi đạt 13,293 mm tăng 25,13% so với đối chứng. Như vậy có thể nhận thấy trong cùng thời gian xử lý, chủng A có khả năng kích thích chiều dài thân mầm tốt hơn chủng B và lô 3 (75% dịch vẩn VKL + 25% nước cất) ở cả hai chủng đều cho kết quả tốt nhất. 3.4. Ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên tăng trưởng đường kính của thân mầm giống đậu tương ĐT 96 Cùng với chiều dài thân mầm, chỉ tiêu đường kính của mầm phản ánh sức sống, tốc độ sinh trưởng của mầm. Kết quả thu được được thể hiện qua bảng 3.5: Bảng 3.5 : Ảnh hưởng của VKL đến đường kính thân mầm (mm) Thời gian 24 giờ 48 giờ 72 giờ Đại lượng Lô thí nghiệm X SS(%) X SS(%) X SS(%) Đối chứng 1 1,278 100,00 1,438 100,00 1,511 100,00 2 1,203 94,13 1,344 93,5 1,445 95,67 Chủng A 1A 1,434 112,24 1,51 105,01 1,586 104,96 2A 1,501 117,45 1,638 113,91 1,664 110,14 3A 1,561 122,14 1,69 117,52 1,708 113,03 4A 1,369 107,13 1.482 103,13 1,582 104,71 Chủng B 1B 1,350 105,63 1,492 103,76 1,567 103,73 2B 1,418 110,97 1,625 113,00 1,657 109,68 3B 1,495 117,00 1,672 116,27 1,689 111,80 4B 1,337 104,58 1,472 102,36 1,551 102,62 Biểu đồ 3.4 : Đường kính thân mầm đậu tương ĐT 96 Từ bảng và biểu đồ, nhận thấy ở các lô thí nghiệm được xử lý bằng VKL đều cho kết quả tốt hơn các lô đối chứng. Chủng A : Thời điểm 24 giờ đạt từ tăng 7,13% đến 22,14%, thời điểm 48 giờ tăng từ 3,13% đến 17,52%, thời điểm 72 giờ tăng 4,71% đến 13,03% so với lô đối chứng 1. Trong các thời điểm lô 3A luôn có kết quả tốt nhất, đạt 122,14%; 117,52%; 113,03% tương ứng ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ. Chủng B : Thời điểm 24 giờ tăng 4,58% đến 17% so với lô đối chứng 1. Thời điểm 48 giờ vượt 2,36% đến 16,27%, thời điểm 72 giờ vượt 2,62% đến 11,8% so với lô đối chứng 1. Trong các thời điểm lô 3B luôn có kết quả tốt nhất, đạt 117%; 116,27%; 111,8% tương ứng ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ. Trong các thời điểm lô đối chứng 2( 100% BG11) luôn có kết quả thấp hơn so với các lô thí nghiệm khác. Ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ chỉ đạt tương ứng 94,13%; 93,5%; 95,67% so với lô đối chứng 1. Xét đường kính thân mầm đậu tương khi xử lý với hai chủng VKL ở cùng nồng độ và thời gian xử lý : Tại thời điểm 24 giờ, chủng A có khả năng kích thích sinh trưởng đường kính thân mầm cao nhất là 3A vượt đối chứng 22,14%. Trong khi đó ở những lô thí nghiệm xử lý bằng chủng B chiều dài thân mầm lớn nhất là lô 3B vượt lô đối chứng 1 17%. Tại thời điểm xử lý 42 giờ, kết quả tốt nhất ở chủng A ở lô 3A vượt 17,52% so với đối chứng. Đối với chủng B kết quả tốt nhất tại lô 3B vượt 16,27 % so với lô đối chứng 1. Tại thời điểm 72 giờ, tương tự kết quả tốt nhất ở chủng A vẫn ở lô 3A vượt 13,03%. Ở chủng B kết quả tốt nhất ở lô 3B khi tăng 11,8% so với đối chứng. Như vậy, cả 2 chủng VKL đều có tác dụng tốt đến đường kính thân mầm. Lô 3A, 3B (75% dịch vẩn VKL + 25% nước cất) ở cả 2 chủng đều cho kết quả tốt nhất. Trong đó chủng A cho kết quả tốt hơn chủng B khi tác dụng lên thân mầm. 3.5. Ảnh hưởng của dịch vẩn VKL đến cường độ hô hấp hạt nảy mầm giống đậu tương ĐT 96 Các chất kích thích nảy mầm có tác dụng thúc đẩy hoạt động của các enzim hô hấp, làm tăng tốc độ phân giải các nguyên liệu hô hấp, tích luỹ nhiều năng lượng và các chất làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp các chất mới. Việc xác định cường độ hô hấp của hạt đậu tương là một thông số để đánh giá tác động của các chất co hoạt tính sinh học cao lên sinh lý nảy mầm của hạt đậu tương. Trong thí nghiệm này, dịch vẩn VKL đóng vai trò như một nhân tố có hoạt tính sinh học cao được chúng tôi bố trí trên đối tượng là giống đậu tương ĐT96. Kết quả thu được trình bày ở bảng 3.6: Bảng 3.6: Ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên cường độ hô hấp của hạt nảy mầm ở giống đậu tương ĐT 96 Thời gian 24 giờ 48 giờ 72 giờ Đại lượng Lô thí nghiệm X SS(%) X SS(%) X SS(%) Đối chứng 1 0,306 100,00 0,371 100,00 0,331 100,00 2 0,297 97,06 0,358 96,63 0,312 94,26 Chủng A 1A 0,331 108,17 0,383 103,37 0,342 103,32 2A 0,354 115,69 0,402 108,50 0,358 108,16 3A 0,372 121,57 0,431 116,33 0,379 114,49 4A 0,301 98,37 0,371 100,13 0,333 100,60 ChủngB 1B 0,347 113,40 0,382 103,10 0,354 106,95 2B 0,353 115,36 0,396 106,88 0,363 109,67 3B 0,369 120,59 0,423 114,17 0,373 112,67 4B 0,302 98,69 0,370 99,95 0,334 100,91 Biểu đồ 3.5: Cường độ hô hấp của hạt đang nảy mầm giống đậu tương ĐT 96 Tại thời điểm 24 giờ: Lô đã xử lý với dịch vẩn VKL có cường độ hô hấp đạt cao nhất ở lô 3A và 3B tăng tương ứng 21,57% và 20,59% . Lô đối chứng 2 cho kết quả thấp hơn các lô thí nghiệm khác. Tại thời điểm 48 giờ: Đây là thời điểm cường độ hô hấp tănh mạnh hơn ở các thời điểm khác. Ở chủng A tăng từ 0,13% đến 16,33%, ở chủng B tăng từ 3,1% đến 14,7% so với lô đối chứng. Trong đó lô 3A tăng cao nhất đạt 116,33%, lô 3B đạt 114,7% so với lô 1 đối chứng nước cất. Tại thời điểm 72 giờ : Cường độ hô hấp giảm so với thời điểm 48 giờ, kết quả này phù hợp với kết quả tốc độ nảy mầm của hạt đậu tương. Ở các lô đã xử lý với dịch vẩn VKL đều có cường độ hô hấp cao hơn các lô đối chứng, tăng 0,6% đến 11,48% ở chủng A và tăng 0,9% đến 10,57% ở chủng B . Lô 3A, 3B vẫn tăng mạnh hơn các lô thí nghiệm khác, đạt tương ứng 111,48% và 110,57%. Lô 2 luôn có kết quả thấp hơn ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ so với các lô thí nghiệm khác và thấp hơn lô đối chứng với nước cất. Cường độ hô hấp của hạt chịu sự tác động của BG11 thấp hơn so với đối chứng lần lượt là 97,06% ở thời điểm 24 giờ, 96,63% ở thời điểm 48 giờ, 94,26% ở thời điểm 72 giờ. Như vậy, ở các lô được xử lý bằng dịch vẩn VKL khác nhau có cường độ hô hấp khác nhau nhưng đều tăng hơn đối chứng. Trong đó, lô 3A và 3B có cường độ hô hấp cao nhất, chủng A có tác dụng kích thích lên cường độ hô hấp tốt hơn chủng B. Lô 2 ( BG 11 không đạm) luôn có kết quả thấp hơn hẳn so với đối chứng nước cất, chứng tỏ BG11 không có tác dụng kích thích hô hấp của hạt đậu tương. 3.6. Ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên hoạt độ catalaza ở hạt đang nảy mầm của giống đậu tương ĐT96 Hoạt động hô hấp sinh ra nhiều Peroxythydro (H2O2), đay là chất gây độc cho cây. Catalaza là loại enzim có khả năng xúc tác cho các phản ứng phân giải Peroxythydro (H2O2) thành H2O và O2 trong chu trình oxi hoá các mô thực vật hữu cơ của quá trình hô hấp, do vậy mà hoạt dộ catalaza phản ánh khả năng trao đổi chất và năng lượng trong cơ thể thực vật là nhanh hay chậm, cơ thể đó có khả năng sinh trưởng tốt hay không. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của dịch vẩn VKL lên hoạt độ catalaza ở giống đậu tương ĐT 96 trình bày ở bảng 3.7. Bảng 3.7 : Ảnh hưởng của dich vẩn VKL CĐN lên hoạt độ catalaza của hạt đậu tương ĐT 96 ( đơn vị catalaza) Thời gian 24 giờ 48 giờ 72 giờ Đại lượng Lô thí nghiệm X SS(%) X SS(%) X SS(%) Đối chứng 1 0,0212 100,00 0,0293 100,00 0,0315 100,00 2 0,0180 96,89 0,0281 95,79 0,0304 96,33 Chủng A 1A 0,0218 102,89 0,0304 103,95 0,0344 109,22 2A 0,0241 113,64 0,0317 108,09 0,0365 115,88 3A 0,0250 118,09 0,0332 113,29 0,0372 117,90 4A 0,0211 99,55 0,0292 99,67 0,0314 99,57 Chủng B 1B 0,0219 102,91 0,0303 103,49 0,0339 107,51 2B 0,0243 114,55 0,0313 107,04 0,0356 113,01 3B 0,0249 117,27 0,0328 111,84 0,0368 116,68 4B 0,0210 99,09 0,0289 98,55 0,0310 98,35 Biểu đồ 3.6: Hoạt độ catalaza của hạt đang nảy mầm giống đậu tương ĐT 96 Qua bảng và biểu đồ nhận thấy: Chủng A : sau 24 giờ hoạt độ catalaza đạt từ 99,55% ở lô 4A đến 118,09% ở lô 3A, tăng từ 2,73% đến 18,09% so với lô đối chứng 1. Sau 48 giờ đạt từ 99,67% đến 113,29%, tăng 3,95% đến 13,29% so với lô đối chứng 1. Sau 72 giờ đạt từ 99,57% đến 117,9%, tăng 9,02% đến 17,9% so với lô đối chứng 1. Trong các thời điểm lô 3A luôn có giá trị lớn nhất, lô 4A có giá trị thấp nhât. Chủng B: Sau 24 giờ hoạt độ catalaza đạt từ 99,09% ở lô 4B đến 117,27% ở lô 3B, tăng từ 2,91% đến 17,27% so với lô đối chứng 1 nước cất. Sau 48 giờ đạt từ 98,55% đến 111,84%, tăng 3,49% đến 11,84% so với lô đối chứng 1. Sau 72 giờ tăng 7,51% đến 16,68% so với lô đối chứng 1. Trong các thời điểm lô 3B luôn có giá trị lớn nhất, lô 4B có giá trị thấp nhất. Nhận thấy lô 2 trong các thời điểm luôn có kết quả thấp hơn nước cất và thấp nhất trong các lô thí nghiệm. Ở các thời điểm 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ chỉ đạt tương ứng 96,89%, 95,79%; 96,33% so với lô đối chứng 1. Hai chủng VKL đều có tác dụng tốt lên hoạt độ catalaza của giống đậu tương ĐT 96. Trong các lô đã xử lý thì ở lô 3A và 3B (75% dịch vẩn VKL + 25% nước cất) đều cho kết quả cao hơn các nồng độ khác ở cả 2 chủng trong cả 3 thời điểm. Trong đó chủng A có tác dụng tốt hơn chủng B. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ A- Kết luận: Từ những kết quả thu được ở trên chúng tôi đi đến một số kết luận sau: - Trong thời gian nuôi VKL từ 0 đến 45 ngày, thì khoảng thời gian 15 đến 30 ngày tốc độ tăng sinh khối của tảo nhanh nhất đạt 0,0734 (g/100ml/1ngày) và 0,0771 (g/100ml/1ngày) tương ứng ở chủng Nostoc calcicola và Cylindrospermum licheniforme. Tại thời điểm 30 ngày, hàm lượng VKL đạt 1,455 g/100ml dịch vẩn (đối với chủng Nostoc calcicola Breb.ex Born.et Flah), 1,528 g/100ml dịch vẩn (đối với chủng Cylindrospermum licheniforme Kuetz.ex Born.et Flah). - Dịch vẩn hai chủng VKL Nostoc calcicola Breb.ex Born.et Flah và Cylindrospermum licheniforme Kuetz.ex Born.et Flah đều có tác dụng tốt đến sự nảy mầm và phát triển của mầm. Dịch vẩn của 2 chủng VKL đã làm tăng tỉ lệ nảy mầm, chiều dài thân mầm, đường kính thân mầm, cường độ hô hấp và hoạt độ catalaza. Sự tăng các chỉ tiêu trên của các lô thí nghiệm đã xử lý bằng dịch vẩn VKL, so với đối chứng nước cất, ở thời điểm 24 giờ cao hơn 48 giờ, 72 giờ. - Với hàm lượng VKL thích hợp là 1,091g VKL tươi /100 ml đối với chủng Nostoc calcicola Breb.ex Born.et Flah (trong lô 3A) và 1,146g VKL tươi/100ml đối với chủng Cylidrospermum licheniforme Kuetz.ex Born.et Flah (trong lô 3B) kết quả thí nghiệm thu được là tốt nhất về tỉ lệ nảy mầm, tăng trưởng chiều dài và đường kính thân mầm, cường độ hô hấp và hoạt độ catalaza. Sau 48 giờ, tỉ lệ nảy mầm vượt 19,98% và 15,93%; chiều dài thân mầm vượt 32,84%, 27,09%; đường kính thân mầm tăng 17,52%, 16,27%; cường độ hô hấp tăng 16,33%, 14,17%; hoạt độ catalaza tăng 15,00%, 14,84% so với đối chứng tương ứng ở hai chủng Nostoc calcicola Breb.ex Born.et Flah và Cylidrospermum licheniforme Kuetz.ex Born.et Flah làm thí nghiệm. - Trong hai chủng VKL lấy làm thí nghiệm thì chủng Nostoc calcicola Breb.ex Born.et Flah có tác dụng tốt hơn so với chủng Cylindrospermum licheniforme Kuetz.ex Born.et Flah đối với tất cả các chỉ tiêu sinh lý. B- Đề nghị Do điều kiện, thời gian hạn chế nên chúng tôi chỉ theo dõi được ảnh hưởng của VKL lên giống đậu tương ĐT 96 ở giai đoạn nảy mầm. Do đó, cần tiếp tục theo dõi ảnh hưởng của chúng lên các chỉ tiêu sinh lý trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển, cũng như so sánh năng suất và chất lượng hạt đậu. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Cường, Kỹ thuật trồng đậu tương, 2006, Nxb Khoa tự nhiên và công nghệ Ngô Thế Dân, Trần Văn Lài 22và cộng sự, Cây đậu tương, 1997, Nxb Nông nghiệp Nguyễn Đức Diện, Nguyễn Đình San, Thăm dò khả năng cố định đạm của 1 số loài VKL (Cyanobacteria) phân lập từ đất trồng lúa tỉnh Đak lak, TCKH XXXV Đại học Vinh số 4A- 2006 Lê Song Dự, Cơ cấu mùa vụ đậu tương ở đồng bằng và trung du bắc bộ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Danh Đông, Cây đậu tương trên đất Thanh Hoá, 1982, Nxb Thanh Hoá Nguyễn Thị Kiều Đông, Nguyễn Đình San, Ảnh hưởng của 2 chủng VKL lên nảy mầm, tănng truởng rễ mần và thân mầm ở giống lúa Khải Phong, TCKH XXXVI Đại học Vinh số 1A (2007) 111-115 Võ Hành, Tảo học – phân loại, sinh thái, 2007, Nxb Khoa học và kỹ thuật Hồ Sỹ Hạnh, Võ Hành, 1 số chỉ tiêu nông hoá thổ nhưỡng của đất trồng 1số huyện của tỉnh Dak Lak liên quan tới đời sống của VKL (Cyanobacteria), TBKH – ĐHV số 30/2002 (72-76) Đào Hữu Hồ, Chu Văn Mẫn, Giáo trình thống kê sinh học, 1999, Nxb Giáo dục Nguyễn Đăng Khôi, Các cây đậu ăn hạt ở Việt Nam, TCSH 19(2) 5-10 (6/ 1997) Trần Thị Phương Liên, Lê Thị Thu Hiền, Nguyến Huy Hoàng, Hàm lượng protein, lipit và thành phần của hạt 1 số giống đậu tương có khả năng chịu nóng và chịu hạn , TCSH 21(2) 17-20 (6/1999) Nguyễn Thị Loan, Dương Đức Tiến, Ảnh hưởng của vôi, phân bón và Mo đến sự tăng trưởng của VKL, TCSH 19(2) 56-60 (6/1997) Chu Văn Mẫn, Ứng dụng tin học trong sinh học, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội Đoàn Thị Thanh Nhàn và cộng sự, Giáo trình cây công nghiệp, 1996, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Đình San, Thực hành sinh lý thực vật, 2002, Trường ĐH Vinh Vũ Ngọc Thắng, Bài giảng cây công nghiệp, 2006, Trường ĐH Nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Xuân Thành, Dương Đức Tiến, Nguyễn Như Thành, Vi sinh vật học trong nông nghiệp, Nxb Đại học sư phạm Hà Nội, 2004 Phạm Văn Thiều, 2002, Cây đậu tương, kỹ thuật trồng và chế biến sản phẩm, Nxb Nông nghiệp Hà Nội Dương Đức Tiến, Vi khuẩn lam cố định Nitơ trong ruộng lúa, 1994, Nxb Nông nghiệp Dương Đức Tiến, Võ Văn Chi, Phân loại Thực vật bậc thấp, Nxb Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1978