BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ DÒNG VI KHUẨN
CÓ KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH ĐẠM TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN
ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA GIỐNG LÚA OM6976

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. NGUYỄN THỊ PHA

VŨ THỊ THANH HIỀN
MSSV: 3103954
LỚP: Vi Sinh Vật Học K36

Cần Thơ, tháng 12/2013


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(ký tên)


Cô Nguyễn Thị Pha, người đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức, kinh
nghiệm về mặt lý thuyết lẫn thực hành cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi và quan
tâm giúp đỡ em trong tiến trình thí nghiệm.
Cô Trần Thị Xuân Mai, Cô Nguyễn Thị Liên đã tạo điều kiện làm việc thuận lợi
và hướng dẫn cách thức sử dụng trang thiết bị trong suốt quá trình thực hiện luận văn
trong phòng Công nghệ gen Thực vật
Các bạn lớp Vi sinh vật học K36, đặc biệt là các bạn trong phòng thí nghiệm
Công nghệ gen Thực vật đã giúp đỡ tận tình.
Các anh Trần Văn Điệp, Nguyễn Trần Minh Đức và chị Tô Thị Huệ đã tận tình
giúp đỡ và động viên em trong thời gian qua.
Cần Thơ, ngày tháng

năm 2013

Vũ Thị Thanh Hiền


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

TÓM LƯỢC
Đề tài tiến hành khảo sát ảnh hưởng của bốn dòng vi khuẩn TV2B7, AM3, ChT14
và PT4 có khả năng cố định đạm cao, được phân lập và tuyển chọn từ đất vùng rễ lúa
nhiễm mặn thuộc hai Tỉnh Trà Vinh và Kiên Giang lên sự sinh trưởng và phát triển
của giống lúa OM6976. Kết quả khảo sát tác động của bốn dòng vi khuẩn này đối với
cây lúa ở 20 ngày trên môi trường Yoshida không bổ sung đạm cho thấy cả bốn dòng
vi khuẩn đều có tác động tích cực lên sự sinh trưởng của cây lúa. Dòng ChT14 và
AM3 có khối lượng chất khô cao nhất lần lượt là 38,22 mg và 36,5 mg, cao hơn khác
biệt có ý nghĩa với hai đối chứng. Kết quả khảo sát tác động của bốn dòng vi khuẩn

PHẦN KÝ DUYỆT .........................................................................................................
LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................................
TÓM LƯỢC ...................................................................................................................i
MỤC LỤC .................................................................................................................... ii
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................... v
DANH SÁCH HÌNH.................................................................................................. vii
TỪ VIẾT TẮT .......................................................................................................... viii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU.......................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................................ 2
CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................... 3
2.1. Tổng quan về cây lúa ................................................................................................ 3
2.1.1. Phân loại khoa học ............................................................................................... 3
2.1.2. Đặc điểm sinh học ............................................................................................... 3
2.1.3. Các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa ........................................ 5
2.1.4. Giống lúa OM6976 .............................................................................................. 7
2.1.5. Tầm quan trọng của đạm đối với cây lúa. ......................................................... 8
2.2. Đất mặn........................................................................................................................ 8
2.2.1. Tổng quan về đất mặn.......................................................................................... 8
2.2.2. Ảnh hưởng của đất mặn đến sự sinh trưởng của cây lúa................................. 9
2.3. Sự cố định đạm sinh học ........................................................................................ 10
2.4. Một số vi khuẩn cố định đạm................................................................................ 11
2.4.1. Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus ................................................. 11
2.4.3. Vi khuẩn Herbaspirillum .................................................................................. 13
2.4.4. Vi khuẩn Burkholderia ...................................................................................... 14
2.4.5. Vi khuẩn Pseudomonas ..................................................................................... 14
2.4.6. Vi khuẩn Azotobacter ........................................................................................ 15
Chuyên ngành Vi sinh vật học

ii

4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của vi khuẩn cố định đạm lên giống lúa
OM6976 có bổ sung NaCl (4 g/l Yoshida) ở điều kiện trong phòng thí
nghiệm. .................................................................................................................................. 31
4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của vi khuẩn cố định đạm đến các yếu tố
sinh trưởng và năng suất của giống lúa OM6976 ở điều kiện trồng trong
chậu ........................................................................................................................................ 33
4.3.1. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn và các mức sử dụng giảm đạm
hóa học đến các yếu tố sinh trưởng của giống lúa OM6976 ........................................... 33
Chuyên ngành Vi sinh vật học

iii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

4.3.2. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn và các mức sử dụng giảm đạm
hóa học đến các yếu tố năng suất của giống lúa OM6976 ............................................... 37
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................. 45
5.1. Kết luận...................................................................................................................... 45
5.2. Đề nghị ....................................................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 46
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Số liệu các chỉ tiêu tăng trưởng của cây lúa ở thí nghiệm 1
Phụ lục 2: Kết quả thống kê thí nghiệm 1
Phụ lục 3: Số liệu các chỉ tiêu tăng trưởng của cây lúa ở thí nghiệm 2
Phụ lục 4: Kết quả thống kê thí nghiệm 2

Bảng 13. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến chỉ tiêu số nhánh trung bình/bụi sau 50 ngày cấy .......... 33
Bảng 14. Phân hạng kết quả dựa vào chỉ tiêu số nhánh ................................................. 34
Bảng 15. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến chỉ tiêu số lá/bụi .............................................................. 35
Bảng 16. Phân hạng kết quả dựa vào chỉ tiêu số lá ........................................................ 35
Bảng 17. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến khối lượng rơm/chậu (g) ................................................. 36
Bảng 19. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến chỉ tiêu số bông (bông/bụi) ............................................. 38
Bảng 20. Phân hạng kết quả dựa vào chỉ tiêu số bông ................................................... 38
Bảng 21. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến chỉ tiêu chiều dài bông trung bình (cm) .......................... 39

Chuyên ngành Vi sinh vật học

v

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Bảng 22. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến chỉ tiêu số hạt chắc/bông ................................................ 41
Bảng 23. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm
hóa học bổ sung đến khối lượng khô hạt/bụi (g) .............................................. 42
Bảng 24. Ảnh hưởng của các dòng vi khuẩn cố định đạm và lượng phân đạm


vii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

TỪ VIẾT TẮT
ABA

Abscisic acid

ATP

Adenosine - 5’ - triphosphate

CDR

Chiều dài rễ

ĐC

Đối chứng

RNA

Ribose Nucleic Acid

KLK

Khối lượng khô

KLT

Khối lượng tươi

VK

Vi khuẩn

Chuyên ngành Vi sinh vật học

viii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza sativa) là cây lương thực quan trọng của thế giới và Việt Nam, là
cây lương thực đứng vị trí hàng đầu cung cấp năng lượng cho con người sống và hoạt
động, với hơn một nửa dân số thế giới lấy lúa gạo làm nguồn lương thực chính, đặc
biệt là các quốc gia ở Châu Á, Châu Phi và Mỹ La tinh. Hiện nay trên thế giới có hơn
110 quốc gia sản xuất và tiêu thụ lúa gạo với các mức độ khác nhau. Trong đó,Việt


Trường ĐHCT

1.2. Mục tiêu đề tài
Khảo sát tác động của bốn dòng vi khuẩn cố định đạm đến mức độ sinh trưởng và
phát triển của giống lúa OM6976 trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Đánh giá ảnh hưởng của bốn dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm đến năng
suất của giống lúa OM6976 trồng trong chậu.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

2

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về cây lúa
2.1.1. Phân loại khoa học
Giới (kingdom/regnum): Thực vật (Plantae).
Ngành (phyla): Thực vật có hoa (Angiospermae).
Lớp (class): Thực vật một lá mầm (Monocots).
Bộ (ordo): Hòa thảo (Poales).
Họ (familia): Hòa thảo (Poaceae).
Chi (genus): Lúa (Oryza).
Loài (species): Lúa Châu Á: Oryza sativa

Trường ĐHCT

mỗi đốt trên thân có một mầm chồi, khi cung cấp đầy đủ các điều kiện sinh trưởng và
phát triển mầm chồi này sẽ phát triển thành chồi hoàn thiện cấp 1 (chồi sơ cấp), và có
thể từ đây sẽ hình thành ra chồi cấp 2 (chồi thứ cấp), rồi cấp 3 (chồi tam cấp), nếu
chăm sóc tốt, các chồi này sẽ mang bông với rất nhiều hạt (chồi hữu hiệu) (De Datta,
1981). Thân lúa giúp vận chuyển và tích trữ các chất trong cây.
c. Lá
Lúa thuộc cây một lá mầm (đơn tử diệp) nên lá có dạng hình thon dài với nhiều
gân lá chạy dọc trên phiến lá. Các lá mọc liên tiếp đối diện nhau trên thân lúa, lá cuối
cùng của đời sống cây lúa thường có chiều dài rút ngắn khác thường nên gọi là lá cờ
(lá đòng). Trong chu kỳ sống cây lúa ngắn ngày không quang cảm có từ 10 - 18 lá,
nhưng các giống dài ngày và bị ảnh hưởng quang cảm có khi cho số lá nhiều hơn 20 lá
(13 - 23 lá) (Yoshida, 1976).
Cấu tạo lá lúa bao gồm:
Phiến lá là phần phơi ra ngoài ánh sáng, có một gân chính ở giữa và nhiều gân
phụ song song từ cổ đến chót lá, phiến lá càng đứng và chứa nhiều diệp lục (xanh
đậm) sẽ quang hợp càng mạnh để tạo chất khô chuyển vị nuôi cây và bông lúa về sau.
Bẹ lá là phần tiếp theo phiến và ôm sát thân cây lúa giúp cây càng đứng vững và
ít bị đổ ngả, là nơi trung gian tích trữ và vận chuyển không khí và dinh dưỡng cho các
bộ phận khác của cây lúa.
Cổ lá là nơi tiếp giáp phiến và bẹ lá có 2 bộ phận đặc biệt cần chú ý là tai lá và
thìa lá, đủ hai bộ phận này là đặc điểm để phân biệt giữa cây lúa và các ây cỏ cùng họ
khác tương tự cây lúa. Tai lá là phần kéo dài ở hai bên mép phiến lá có dạng lông chim
và uốn cong như hình chữ C, thìa lá là phần kéo dài của bẹ lá và chẻ đôi ở cuối ngọn.
Chức năng của lá
Lá ở thời kỳ nào thường quyết định đến sinh trưởng của cây trong thời kỳ đó. Ba
lá cuối cùng thường liên quan và ảnh hưởng trực tiếp đến thời kỳ làm đòng và hình
thành hạt.
Bông và hoa lúa

bụi và chuẩn bị cho các giai đoạn sau. Trong điều kiện đầy đủ dinh dưỡng, ánh sáng và
thời tiết thuận lợi, cây lúa có thể bắt đầu nở bụi khi có lá thứ 5 - 6. Chồi ra sớm trong
nương mạ gọi là chồi ngạnh trê. Sau khi cấy, cây mạ mất một thời gian để hồi phục,
bén rễ rồi nở bụi rất nhanh, cùng với sự gia tăng chiều cao, kích thước lá đến khi đạt số
chồi tối đa thì không tăng nữa mà các chồi yếu bắt đầu rụi dần (chồi vô hiệu hay còn
gọi là chồi vô ích), số chồi giảm xuống. Thời điểm có chồi tối đa có thể đạt được
trước, cùng lúc hay sau thời kỳ bắt đầu phân hóa đòng tùy theo giống lúa.
Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là
do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn. Thường các giống lúa rất ngắn ngày và
ngắn ngày có giai đoạn tăng trưởng ngắn và thời điểm phân hóa đòng có thể xảy ra
trước hoặc ngay khi cây lúa đạt được chồi tối đa. Ngược lại, các giống lúa dài ngày
(trên 4 tháng) thường đạt được chồi tối đa trước khi phân hóa đòng. Đặc biệt, các
giống lúa mùa quang cảm mạnh, nếu gieo cấy sớm, thì sau khi đạt chồi tối đa, cây lúa
tăng trưởng chậm lại và chờ đến khi có quang kỳ thích hợp mới bắt đầu phân hóa đòng
để trổ bông.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

5

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Thời gian sinh trưởng này cây lúa sống chậm, không sản sinh gì thêm nên được
gọi là thời kỳ ngưng tăng trưởng, có khi rất dài. Do đó, đối với các giống lúa quang
cảm mạnh, cần bố trí thời vụ gieo cấy căn cứ vào ngày trổ hàng năm của giống, làm


6

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

ở giai đoạn sau khi trổ. Do đó, các điều kiện dinh dưỡng, tình trạng sinh trưởng, phát
triển của cây lúa và thời tiết từ giai đoạn lúa trổ trở đi hết sức quan trọng đối với quá
trình hình thành năng suất lúa. Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm đầy vỏ
trấu. Bông lúa nặng cong xuống nên gọi là lúa “cong trái me”. Hạt gạo chứa một dịch
lỏng màu trắng đục như sữa, nên gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa.
 Thời kỳ chín sáp: hạt mất nước, từ từ cô đặc lại, lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn xanh.
 Thời kỳ chín vàng: hạt tiếp tục mất nước, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màu
vàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống
các hạt ở phần cổ bông nên gọi là “lúa đỏ đuôi”, lá già rụi dần.
 Thời kỳ chín hoàn toàn: Hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc thấp
hơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần. Thời điểm thu hoạch tốt
nhất là khi 80 % hạt lúa ngã sang màu trấu đặc trưng của giống.
2.1.4. Giống lúa OM6976
Giống lúa OM 6976 là giống lúa được lai tạo và tuyển chọn từ chương trình lai
tạo giống lúa giàu sắt thực hiện với sự tài trợ kinh phí của Ngân hàng phát triển châu Á
(ADB) từ 2001 - 2007 và đề tài cơ sở “Nghiên cứu chọn tạo giống lúa giàu vi chất
dinh dưỡng và có năng suất, chất lượng cao” từ năm 2008 - 2010 do Bộ môn Công
nghệ Sinh học, Viện lúa ĐBSCL thực hiện.
Mục tiêu của chương trình lai tạo giống lúa giàu sắt là nhằm tạo ra các giống lúa
có hàm lượng sắt cao trong gạo trắng, đạt từ 6 - 8mg/kg và thích nghi với điều kiện

Chuyên ngành Vi sinh vật học

7

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

trắng). Giống lúa OM6976 có khả năng kháng trung bình rầy nâu (cấp 3 - 5) và đạo ôn
(cấp 3 - 5), ít bị bệnh vàng lùn-lùn xoắn lá. Khả năng chống chịu mặn 3 - 4‰, khả
năng chống chịu phèn khá tốt. Tiềm năng năng suất cao, có thể đạt 9 tấn/ha.
Với những ưu điểm trên, giống lúa OM6976 đã được Cục Trồng trọt công nhận
đặc cách chính thức giống lúa thuần tại các tỉnh vùng ĐBSCL, theo quyết định số
711/QĐ-TT-CLT ngày 7 tháng 12 năm 2011. Giống OM56976 là một trong những
giống nhận được giải thưởng Bông lúa vàng Việt Nam 2012.
(Viện Nghiên Cứu ĐBSCL, 12/12/2012)
2.1.5. Tầm quan trọng của đạm đối với cây lúa
Đạm là chất tạo hình cây lúa, là thành phần chủ yếu của protein và chất diệp lục
làm cho lá xanh tốt, gia tăng chiều cao cây, số chồi và kích thước lá thân. Khác với các
cây trồng cạn, cây lúa có thể hấp thu và sử dụng cả hai dạng đạm nitrat (NO3-) và
amonium (NH4+), mà chủ yếu là đạm amonium, nhất là trong giai đoạn sinh trưởng
ban đầu. Cây lúa thích hút và hút đạm amonium nhanh hơn nitrat. Dù vậy, cây lúa vẫn
không tích lũy amonium trong tế bào lá, lượng amonium dư thừa sẽ được kết hợp
thành asparagin ở trong lá. Ngược lại, khi nồng độ nitrat trong môi trường cao thì cây
lúa sẽ tích lũy nhiều nitrat trong tế bào (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
Tùy theo giai đoạn sinh trưởng của cây lúa mà cây có nhu cầu đạm khác nhau. Ở
các giai đọan sinh trưởng ban đầu, đạm được tích lũy chủ yếu trong thân lá, khi lúa

dẫn thủy hoặc nước ngầm. Sự bốc hơi cao dẫn đến muối tập trung ở vùng rễ và đất
thường có pH cao (Dương Kim Liên, 2011).
Thiếu nước ngọt và bị nhiễm mặn vào mùa khô là hạn chế chính trong sản xuất
lúa ở vùng nầy. Thêm vào đó, rừng đước bị chôn vùi lâu năm dưới lớp đất phù sa tạo
nên loại đất phèn tiềm tàng và hiện tại kết hợp với mặn càng làm cho việc sản xuất lúa
gặp nhiều khó khăn hơn. Ở các vùng đất phù sa bị nhiễm mặn, lúa bị độc chủ yếu do
sự tích lũy các ion Cl- và Na+. Ở đây chỉ trồng lúa được trong mùa mưa khi các muối
độc đã được rửa trôi (nồng độ muối dưới 2‰) và phải thu hoạch khi dứt mưa (Nguyễn
Ngọc Đệ, 2008).
2.2.2. Ảnh hưởng của đất mặn đến sự sinh trưởng của cây lúa
Lúa có khả năng chịu mặn cao lúc nảy mầm nhưng lại rất mẫn cảm ở thời kỳ cây
con, lúc cấy và lúc trổ. Trong những trường hợp mặn ít, thì một lượng Na+ thấp có thể
thúc đẩy sự sinh trưởng của cây lúa. Mỗi giống lúa có sức chống chịu mặn khác nhau,
khả năng chịu mặn là một yếu tố quan trọng giúp cây lúa có thể thích nghi được với
nhiều điều kiện môi trường khác nhau (Bùi Huy Đáp, 1977). Khả năng chịu mặn của
lúa tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: pH đất, chế độ nước, phương pháp canh tác,
tuổi mạ, giai đoạn phát triển của cây, thời gian bị nhiễm mặn và nhiệt độ bên ngoài
(IRRI, 1978). Akbar và Ponnamperuma (1980), cho rằng khả năng chịu mặn của lúa
tùy theo giai đoạn sinh trưởng của lúa như sau:
 Giai đoạn nảy mầm và mạ non: các giống lúa đều có khả năng chịu mặn trong
suốt giai đoạn nảy mầm. Theo Ajkbar (1972) cho rằng mặn không làm thiệt hại khả
năng nảy mầm mà chỉ kéo dài thời gian nảy mầm. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy
cây lúa mẫm cảm với mặn ở giai đoạn mạ non (2 - 3 lá) nhiều hơn trong giai đoạn nảy
mầm, và ảnh hưởng của mặn trong giai đoạn mạ thay đổi tùy theo giống lúa. Mặn ảnh
hưởng đến sự gia tăng chiều dài của lá và việc hình thành lá mới, đồng thời nó cũng
Chuyên ngành Vi sinh vật học

9

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

kỹ thuật người ta phải dùng năng ượng rất cao. Muốn thu được NH3 từ N2 phải dùng
nhiệt độ 5000oC với áp suất 200 - 300 atm. Muốn tổng hợp cyanamide calcium
(CaCN-) phải dùng lò điện. Trong tự nhiên, khi có sấm sét tạo nên áp suất và nhiệt độ
rất cao mới cắt đứt liên kết đó để hình thành nên đạm vô cơ. Vì vậy sau trận mưa
giông, cây tươi tốt hơn vì được bổ sung thêm đạm từ nước mưa.
Người ta ước tính trong bầu không khí nitơ phân tử (N2) chiếm khoảng 78,16%
thể tích, lượng nitơ này có thể cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng hàng chục triệu năm
nếu như cây trồng đồng hóa được chúng. Nhưng tất cả nguồn nitơ trên, cây trồng cũng
Chuyên ngành Vi sinh vật học

10

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

như các loài động vật và người không có khả năng đồng hóa trực tiếp nguồn N2 tự do
từ không khí (Nester et al., 2004) mà phải nhờ vi sinh vật. Thông qua hoạt động của
các loài vi sinh vật, nitơ nằm trong các dạng khác nhau được chuyển hóa thành dễ tiêu
cho cây trồng sử dụng. Hằng năm cây trồng lấy đi hàng trăm triệu tấn nitơ. Bằng cách
sử dụng phân con người trả lại cho đất được khoảng >40%, lượng thiếu hụt còn lại cơ
bản bổ sung bằng nitơ do hoạt động sống của vi sinh vật. Các vi sinh vật này có khả
năng biến N2 trong khí quyển thành NH3 cung cấp đạm cho cây mà chỉ cần một lượng
năng lượng rất ít (3 - 5 kcal/M). Chúng được gọi chung là vi sinh vật cố định đạm.
Trong tự nhiên sự cố định đạm sinh học đã đóng góp một lượng lớn (khoảng
30 kg đạm/ha/vụ) cho cây trồng hấp thu khi mà phân đạm hóa học chỉ được cây trồng
sử dụng 30 - 40% (Boddy và Dobereiner, 1984).

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013

Trường ĐHCT

Vi khuẩn Gluconacetobacter diazotrophicus thuộc họ Acetobacteraceae. Đây là
những vi khuẩn Gram âm, sinh trưởng tốt ở môi trường hiếu khí, ở nhiệt độ 25 - 300C
và pH 5,5 - 6,0 (Cao Ngọc Điệp, 2011). Nguồn carbon tốt nhất cho sự phát triển của vi
khuẩn là sucrose ở nồng độ 10% và thậm chí ở nồng độ cao hơn (30%) vi khuẩn vẫn
có thể phát triển. Acid hữu cơ như succinate và acid dicarbonxylic khác mà đặc biệt là
acid 2-keto gluconic có trong cây mía giúp cho sự tăng trưởng rất tốt cho vi khuẩn này
(Nguyễn Hữu Hiệp và Cao Ngọc Điệp, 2012)
Li và Macrae (1991), James et al., (1994) cũng đã phân lập được vi khuẩn này ở
mía đường. Người ta cũng đã nghiên cứu và tìm thấy vi khuẩn này hiện diện ở cây cà
phê, khóm, lúa, khoai lang (Jimenez-Salgalo et al., 1997; Hernandez et al., 2000 ;
Muthukumarasamy et al., 2002a). Gần đây các nhà khoa học đã phát hiện loài vi khuẩn
vi khuẩn này có một số đặc tính: cố định đạm sinh học, tổng hợp kích thích tố
(hormone) tăng trưởng, tổng hợp auxin và gibberelin, làm giảm pH môi trường để hòa
tan lân khó tan (Bastian et al., 1998 ; Muthukumarasamy et al., 2002; Tejera et al.,
2003 ; Madhaiyan et al., 2004). Thực nghiệm ngoài đồng cho thấy lượng nitơ mà G.
diazotrophicus tạo ra bằng với đối chứng có sử dụng 275 kg N/ha (Muthukumarasamy
et al., 2002). Gần đây, Prabudoss và Stella (2009) phân lập vi khuẩn G. diazotrophicus
từ rễ, thân, chồi, lá ở mía đường, khoai lang, khóm, vi khuẩn này có khả năng cố định
đạm mạnh mẽ làm tăng sản lượng mía đường khóm, khoai lang, nên G. diazotrophicus
được xem là loài vi khuẩn đầy hứa hẹn với khả năng cung cấp gần một nửa N cố định
được ở dạng hữu ích cho cây (Nguyễn Hữu Hiệp và Cao Ngọc Điệp, 2012).
2.4.2. Vi khuẩn Azospirillum
Vào năm 1923, Beijerinck phân lập được nhóm vi khuẩn giống như xoắn khuẩn

Các nghiên cứu của Hiệp et al., (2005) cho thấy khi sử dụng vi khuẩn A.
lipoferum chủng cho bắp giúp rễ bắp dài hơn cây đối chứng không chủng có thể hấp
thu dưỡng chất trong đất tốt hơn đồng thời có khả năng kháng hạn tốt hơn, năng suất
bắp có chủng vi khuẩn A. lipoferum sử dụng bổ sung 50% đạm (90 N/ha) tương đương
với bắp có sử dụng 100% (180 N/ha) phân đạm vô cơ.
2.4.3. Vi khuẩn Herbaspirillum
Vi khuẩn Herbaspirillum thuộc nhóm beta-Proteobacteria (Baldani et al., 1986;
Gillis et al., 1990) thuộc nhóm Gram âm có hình hơi xoắn, là vi khuẩn vi hiếu khí, cố
định đạm sống trong rễ nhiều cây không phải họ đậu, bao gồm các loại cây họ lúa,
bắp có giá trị kinh tế (James et al, 1997). Trong vùng rễ chúng có khả năng cố định
đạm mạnh mẽ (Baldani et al., 1986. Ngoài ra chúng còn tạo ra những sản phẩm của
phytohormones như auxins và gibberillins rất tốt cho sự tăng trưởng của cây
Hai loài Herbaspirillum seropedicae và Herbaspirillum rubrisubalbicans đã
được tìm thấy ở cây bắp, mía đường, lúa hoang và lúa trồng (Baldani et al., 1986;
Olivares et al., 1996)
Loài Herbaspirillum seropedicae có thể tổng hợp 31 - 54% đạm tổng số cho cây
trồng ở điều kiện phòng thí nghiệm (Baldani et al., 2000). Việc nhiễm Herbaspirillum
seropedicae trên những cánh đồng mang lại những hiệu quả như: làm cho chồi , thân
và rễ dài thêm, tăng năng suất, tăng trọng lượng hạt (Arangarasan et al.,1998). Miarza
et al. (2000) đã thí nghiệm chủng Herbaspirillum seropedicae trên cây lúa Supper
basmati (một loại lúa thơm) cho thấy năng suất hạt từ 3,7 đến 7,5 g/cây (tăng 44 90%) vói điều kiện nhà kính (Nguyễn Hữu Hiệp và Cao Ngọc Điệp, 2012).
Chuyên ngành Vi sinh vật học

13

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013


Werner., 1987). Một số chủng Pseudomonas có ảnh hưởng quan trọng trong sự sinh
trưởng và phát triển thực vật như tổng hợp kích tố tăng trưởng thực vật như auxin,
cytokinin, kích thích sự phát triển của bộ rễ cây làm gia tăng khả năng hấp thu chất
dinh dưỡng trong đất ở một số loài như Pseudomonas putida, Pseudomonas
Chuyên ngành Vi sinh vật học

14

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học