ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
––––––––––––
––––––––––

Phạm Ngọc Tri

“Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn vi sinh vật phân giải lân có
hiệu lực cao trên đất thoái hoá nghèo chất dinh dưỡng ở Lục
Ngạn - Bắc Giang”

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Thái Nguyên - 2010


2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

Phạm Ngọc Tri

“Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn vi sinh vật phân giải lân có hiệu lực
cao trên đất thoái hoá nghèo chất dinh dưỡng ở Lục Ngạn - Bắc Giang”

Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP


trong phòng Thí nghiệm Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.
Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn sự chỉ bảo giúp đỡ tận tình của thầy
giáo hướng dẫn PGS. TS. Phạm Quang Thu
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của gia đình,
bạn bè đã tạo các điều kiện về vật chất và tinh thần để tôi hoàn thành bản luận
văn này.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2010
Học viên

Phạm Ngọc Tri


iii5

MỤC LỤC
Nội dung

Trang

TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. ii
MỤC LỤC....................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT...........................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................... ix
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .................................................................................. 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................... 2

vườn ươm ......................................................................................................... 14
3.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 15
3.3.1. Phương pháp phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật phân giải
lân khó tan, vi sinh vật đối kháng nấm gây bệnh cho Bạch đàn..................... 15
3.3.1.1. Phương pháp phân lập........................................................................ 15
3.3.1.2. Phương pháp tuyển chọn các chủng phân giải lân có hiệu lực cao, vi
sinh vật đối kháng nấm gây bệnh Bạch đàn.................................................... 17
3.3.1.3. Phương pháp xác định hàm lượng lân dễ tiêu do vi khuẩn phân giải 18
3.3.2. Phương pháp mô tả đặc điểm và giám định các loài vi sinh vật........... 18
3.3.2.1. Phương pháp mô tả vi sinh vật........................................................... 18
3.3.2.2. Phương pháp giám định vi sinh vật.................................................... 18
3.3.3. Phương pháp nghiên cứu khả năng tập hợp các chủng vi sinh vật trong
chế phẩm hỗn hợp ........................................................................................... 19
3.3.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng và môi
trường đến quá trình nhân sinh khối vi sinh vật phân giải lân khó tan, vi sinh


v7

vật đối kháng nấm gây bệnh và xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh
vật phân giải lân .............................................................................................. 19
3.3.4.1. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến
sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật ......................................................... 19
3.3.4.2. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến mật
độ tế bào vi sinh vật ........................................................................................ 21
3.3.4.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ lắc đến mật độ tế bào
vi sinh vật ........................................................................................................ 21
3.3.4.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH môi trường dinh
dưỡng đến mật độ tế bào vi sinh vật ............................................................... 21
3.3.4.5. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của loại giá thể rắn (chất mang)

vi sinh vật ........................................................................................................ 45
4.3.5. Ảnh hưởng của loại giá thể rắn (chất mang) đến mật độ tế bào ........... 47
4.4. Xây dựng quy trình công nghệ và sản xuất chế phẩm vi sinh hỗn hợp
dạng viên nén cho cây bạch đàn...................................................................... 50
4.4.1. Thành phần của chế phẩm vi sinh hỗn hợp........................................... 50
4.4.2. Xây dựng quy trình công nghệ và sản xuất chế phẩm vi sinh hỗn hợp
dạng viên nén cho cây Bạch đàn..................................................................... 50
4.4.3. Bảo quản chế phẩm ............................................................................... 52
4.5. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm đối với sinh trưởng của bạch đàn ở giai
đoạn vườn ươm ............................................................................................... 53
4.5.1. Thí nghiệm nhiễm chế phẩm với cây bạch đàn trắng Eucalyptus
camaldulensis .................................................................................................. 53
4.5.2. Thí nghiệm nhiễm chế phẩm với cây bạch đàn nâu Eucalyptus
urophylla ......................................................................................................... 56
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 60
5.1. Kết luận ................................................................................................... 60
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 63
Tài liệu tiếng Việt............................................................................................ 63
Tài liệu tiếng Anh............................................................................................ 64


vii9

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CFU : Mật độ số khuẩn lạc
CT

: Công thức

vi khuẩn ........................................................................................................... 40
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy đến mật độ tế bào vi khuẩn..... 42
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến mật độ tế bào vi khuẩn .................. 44
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của pH môi trường đến mật độ tế bào....................... 46
Bảng 4.11: Mật độ tế bào vi khuẩn Burkholderia cenocepacia
trên các giá thể rắn .......................................................................................... 48
Bảng 4.12: Mật độ tế bào của các vi sinh vật của viên nén cho cây bạch đàn
trong thời gian bảo quản.................................................................................. 52
Bảng 4.13: Số liệu thí nghiệm vườn ươm đối với bạch đàn trắng
Eucalyptus camaldulensis ............................................................................... 54
Bảng 4.14: Số liệu thí nghiệm vườn ươm đối với bạch đàn nâu Eucalyptus
urophylla ......................................................................................................... 57


ix11

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên các hình

Trang

Hình 4.1: Khuẩn lạc các chủng vi khuẩn phân giải lân.................................. 28
Hình 4.2: Bào tử chủng PGLRH3 ..................................................................... 28
Hình 4.3: Bào tử chủng PGL1.4..................................................................... 28
Hình 4.4: Chủng NTXO2 đối kháng nấm gây bệnh Cylindrocladium
quinqueseptatum.............................................................................................. 30
Hình 4.5: Chủng BD7 đối kháng nấm gây bệnh Cryptosporiopsis eucalypti 30
Hình 4.6. Sản phẩm PCR của phân đoạn 16S rDNA trên bản gel của các
chủng BD7, NTXO2, PGL1.1, PGL1.4 và PGLRH3 ........................................ 31
Hình 4.7: Sơ đồ dendrogram phân tích DNA trên phân đoạn 16S của 3 chủng



13

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành Nông Lâm
Nghiệp thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng cũng đã có những thay đổi
rất đáng kể, như việc đưa máy móc tiên tiến, công nghệ trồng trọt, công nghệ
sinh học để tạo ra nhiều giống mới có sản lượng cũng như chất lượng tốt vào
sản xuất kinh doanh,… đã đáp ứng kịp thời nhu cầu ngày càng cao của xã hội.
Tuy nhiên, ngoài những thành tựu đạt được thì hiện nay còn tồn tại một số
vấn đề mà xã hội đang quan tâm trong số đó vấn đề nổi cộm nhất và được
quan tâm nhất là tình hình đất canh tác, đất đồi núi bị thoái hoá ngày càng rất
nghiêm trọng, do người dân sử dụng tối đa tiềm năng sức sản xuất của đất;
nạn du canh du cư, phát nương làm rẫy. Mặt khác do nhu cầu của thị trường,
trình độ canh tác còn lạc hậu ở nhiều vùng, miền, nguồn vốn đầu tư cho sản
xuất còn hạn chế nên phương thức canh tác chủ yếu là trồng quảng canh, chu
kỳ kinh doanh ngắn... làm cho đất chai sạn, không có thời gian kịp phục hồi,
dẫn tới năng suất trong kinh doanh rừng ngày càng giảm, đất bị thoái hoá và
trở nên nghèo kiệt. Để khắc phục và giải quyết vấn đề trước mắt, người dân
phải sử dụng một số giải pháp nhanh bằng cách bón một số loại phân hoá học
như đạm, lân, kali… Hậu quả để lại là làm cho đất trở nên thoái hoá hơn.
Lân có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng, có trong thành
phần của hạt nhân tế bào, rất cần cho việc hình thành các bộ phận mới của
cây. Lân tham gia vào thành phần các enzym, các prôtêin, tham gia vào quá
trình tổng hợp các axít amin. Trong công tác trồng rừng thì lân càng đóng vai
trò quan trọng hơn. Lân kích thích sự phát triển của rễ cây, làm cho rễ ăn sâu
vào đất và lan rộng ra xung quanh, tạo thêm điều kiện cho cây chống chịu
được hạn và ít đổ ngã. Lân kích thích quá trình đẻ nhánh, nảy chồi, thúc đẩy

- Phân lập và tuyển chọn được các chủng vi khuẩn có hoạt tính phân
giải lân khó tan.


15

- Nắm được các đặc điểm sinh học của chủng vi khuẩn có hiệu lực phân
giải lân cao.
- Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật phân giải lân và
đánh giá hiệu lực của chế phẩm đối với cây trồng.
- Thử nghiệm hiệu lực của chế phẩm đối với sinh trưởng của cây Bạch
đàn ở giai đoạn vườn ươm.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài hoàn thành sẽ bổ sung thêm được một số chủng vi sinh vật phân
giải lân khó tan thành lân dễ tan cho ngành sản xuất phân vi sinh.
Góp phần cải thiện môi trường sinh thái và trong nền sản xuất Nông
Lâm Nghiệp sạch.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Sản xuất được viên nén phân vi sinh đáp ứng nhu cầu cấp thiết đối với
các vùng, miền có đất bị thoái hóa.
Góp phần nâng cao công tác bảo vệ môi trường đất, chống xói mòn. Đặc
biệt cải thiện dinh dưỡng cho đất sau nhiều năm đã và đang canh tác, thâm
canh cây trồng.
Giải quyết được vấn đề cấp thiết đó là sản xuất ra được viên nén bón
cho đất đồi núi thoái hóa nghèo kiệt chất dinh dưỡng tại huyện Lục Ngạn tỉnh Bắc Giang.
Đây là một giải pháp rất hữu hiệu để khắc phục sự lãng phí trong việc
bón phân cho cây và quan trọng hơn giải pháp này rất thân thiện với môi
trường trong việc sản xuất và kinh doanh rừng lâu dài.



17

bon, nitrogen... (Trích trong báo cáo sơ kết đề tài nghiên cứu khoa học và
phát triển công nghệ, của Phạm Quang Thu (2008), Viện Khoa học lâm
nghiệp Việt Nam, Hà Nội).
Chenxin và cộng sự, năm 2000, khi nghiên cứu về vi sinh vật đất nhận
thấy một ít lượng phốt pho có sẵn là nhân tố đóng vai trò quan trọng nhất
trong quá trình phát triển của cây trồng trên đất đỏ ở phía Đông Nam Trung
Quốc. Có nhiều loài vi khuẩn cộng sinh ở trong đất có khả năng hoà tan phốt
phát, nhưng tầm quan trọng của các loài vi sinh vật này thì ít được quan tâm
đến. Khả năng phân giải phốt phát của các vi sinh vật trong các loài cây và
các loại đất là rất khác nhau. Chenxin và cộng sự cũng đã điều tra được những
loài vi sinh vật phân giải phốt phát, rễ cây của 19 loài cây cỏ ở trong vườn cây
ăn quả trên đất đỏ ở Chang Chen Thefiang, Trung Quốc [9].
Năm 2004, Gibson và Mitchell tìm thấy 4 chi nấm (trong đó có hai chi
được tách ra từ chi Hymenoscyphus, hai chi còn lại màu đen được phân lập từ
cá mỏ khí có chứa các khí gây ô nhiễm), chúng có thể sinh trưởng tốt trên các
đĩa thạch rắn có bổ sung thêm một số chất như: Kẽm phốt phát, các hợp chất
ntrogen (Nitơrat, Ammonium...), các hợp chất các bon khác như: đường
Glucose, nguồn phốt pho (KH2PO4). Tất cả 4 chi nấm trên đều có khả năng
phân giải phốt phát từ các hợp chất kẽm của 3 nguồn nitrogen...[10].
Trong các nghiên cứu về vi sinh vật phân giải phốt phát đều cho thấy
rằng sự sản sinh axit hữu cơ trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật là tác
nhân chủ yếu của sự phân giải các hợp chất phốt phát khó tan. Ngoài ra một
số vi sinh vật phân giải phốt phát được là nhờ sinh ra CO2, H2S, axit khoáng,
cơ chất Chelat, enzymphotpholaza, proton. Các vi sinh vật có khả năng hoà
tan phốt phát bao gồm các chi thuộc nấm sợi, tảo lam, xạ khuẩn.




19

sơ kết đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, của Phạm Quang
Thu (2008), Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội).
Phạm Quang Thu (1999), tìm ra được 8 chủng vi khuẩn có hoạt tính
phân giải lân, trong đó có hai chủng có khả năng phân giải mạnh với đường
kính vòng phân giải từ 12 đến 18 mm [3].
Năm 2002, Phạm Quang Thu khi nghiên cứu về nấm cộng sinh và vi
sinh vật phân giải phốt phát thì thấy chúng có khả năng chuyển hoá các hợp
chất phốt pho khó tan thành dễ tan, đồng thời tăng khả năng kháng một số
bệnh về rễ đối với cây con ở vườn ươm, làm tăng tốc độ sinh trưởng và chất
lượng cây con ở vườn ươm [4].
Trần Văn Mão (2002), khi nghiên cứu khuẩn cộng sinh ở trong đất thì
thấy khả năng hoà tan và phân giải phốt phát của các vi sinh vật trong đất là
rất khác nhau, chúng giúp cho cây trồng phát triển mạnh thông qua việc
chuyển các loại lân khó tan thành lân dễ tan, tạo điều kiện cây hút dinh dưỡng
được dễ dàng và từ đó xây dựng quy trình sản xuất phân vi sinh [2].
Năm 2004, Phạm Việt Cường đã phân lập được 80 chủng vi khuẩn
phân giải lân trong đó có 24 chủng có khả năng phân giải lân mạnh (Dpg>
10mm chiếm 30%), 34 chủng có khả năng phân giải lân trung bình (Dpg từ 6 10 mm chiếm 42,5%) và 22 chủng có khả năng phân giải lân yếu (đường kính
vòng phân giải dưới 5,5 mm chiếm 27,5%).
Phạm Quang Thu (2004), khi đánh giá hiệu quả của phân bón hỗn hợp
(trong đó có vi sinh vật phân giải lân) kết quả thu được đối với Keo lai chiều
cao tăng 1,6 lần, đường kính cổ rễ tăng 1,4 lần và trọng lượng khô tăng 1,4
lần; còn đối với Keo tai tượng chiều cao tăng 1,6 lần, đường kính cổ rễ tăng 2
lần, trọng lượng khô tăng 1,6 lần. Ngoài ra tạo được mối quan hệ giữa cây chủ
và vi khuẩn giúp cho cây kháng bệnh tốt hơn. Đối với cây con Thông nhựa
khi nhiễm chế phẩm hỗn hợp làm tăng 1,5 lần khả năng sinh trưởng thông qua




21

2.3.1. Điều kiện tự nhiên
- Vị trí địa lý
Lục Ngạn là một huyện miền núi, nằm về phía Đông Bắc của tỉnh Bắc
Giang, có diện tích tự nhiên là 1.012,23km2. Phía Bắc giáp huyện Hữu Lũng,
Chi Lăng của tỉnh Lạng Sơn; phía Đông giáp huyện Sơn Động, phía Tây và
Nam giáp huyện Lục Nam của tỉnh Bắc Giang. Được bao bọc bởi cánh cung
Đông Triều với hai dải núi Bảo Đài và Huyền Đinh.
Trung tâm huyện lỵ cách thành phố Bắc Giang 42km về phía Nam, Hà
Nội 90km về phía Nam và cách cửa khẩu Lạng Sơn 120km về phía Bắc.
Huyện có 29 xã và một thị trấn, được chia thành 2 vùng: vùng cao có 12 xã,
vùng thấp có 17 xã và một thị trấn.
- Về thổ nhưỡng
Đất đai huyện Lục Ngạn có thể chia thành 3 vùng chính:
+ Vùng núi: phân bố ở độ cao từ 170 m trở lên, chủ yếu là loại đất
Feralit, mức độ phong hóa yếu, tầng đất mỏng, có màu xám, phù hợp cho
trồng rừng.
+ Vùng đồi: phân bố ở độ cao từ 170m trở xuống, mức độ phong hóa
rất mạnh, tầng đất tương đối dày. Đất phù hợp với trồng sắn, dứa, chè và các
loại cây ăn quả khác như vải, nhãn, hồng không hạt....
+ Vùng đồng bằng và thung lũng: là vùng đất bạc màu và tự thoái hóa dần,
đất chua và yếm khí. Từ lâu vùng đất này đã trồng cây lương thực, thực phẩm.
- Về khí hậu
Lục Ngạn là vùng đất có khí hậu khá đặc biệt, thường được coi là một
tiểu vùng khí hậu. So với các vùng trong tỉnh, Lục Ngạn có lượng mưa ít hơn
cả (bình quân 1.321 ly), nhiệt độ trung bình cũng thấp hơn (22,9o). Với khí
hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông thường lạnh và khô, tương đối thuận lợi cho

Lan, San Chí, Hoa, chiếm 78,6% dân số vùng đặc biệt khó khăn, sống xen
canh, xen cư hầu hết ở các xã trong huyện, tập trung đông ở các xã vùng cao,


23

vùng sâu, vùng xa, mỗi dân tộc đều có phong tục, tập quán khác nhau, có nền
văn hoá riêng theo tộc người.
- Về nông lâm nghiệp
+ Lục Ngạn có diện tích tự nhiên rộng 101.223,7 ha, đất rộng người
thưa, địa hình gò đồi bát úp, thích hợp cho trồng cây ăn quả. Tổng diện tích
đất lâm nghiệp có rừng là 24.260 ha (chiếm 24%), đất rừng trồng chiếm trên
50% diện tích đất lâm nghiệp, tuy nhiên thu nhập từ rừng còn thấp. Tổng diện
tích đất sản xuất nông nghiệp là 28.115,6 ha, trong đó đất lúa 7.966 ha, đất
trồng các loại cây ngắn ngày khác chiếm tỷ trọng nhỏ: đậu tương (163 ha), lạc
(275 ha). Lục Ngạn có trên 21.559 ha cây ăn quả các loại, riêng vải là 18.500
ha (chiếm 85.6% tổng diện tích cây ăn quả), hàng năm cho thu hoạch từ cây
ăn quả hàng trăm tỷ đồng.
+ Tình hình chăn nuôi trong những năm qua có nhiều biến động: chăn
nuôi lợn năm 2008 là 124.320 con), đàn bò là 6450 con (tăng 2,4 lần so với
năm 1997), nhưng đàn trâu giảm 424 con, so với năm 2007 do rét đậm rét hại,
diện tích đồng cỏ bị thu hẹp bởi đất rừng và cây ăn quả lấn. Cùng với việc
trồng rừng, cây ăn quả, đàn ong được tăng nhanh, hiện toàn huyện có 6900
đàn ong, trong đó có 6200 đàn ong nhập nội (giống ong Ý) đã góp phần
không nhỏ trong việc thụ phấn cho cây ăn quả, đặc biệt là thụ phấn cho vải.
+ Về sản xuất lâm nghiệp: Hàng năm trồng mới rừng từ 450 - 480 ha
rừng tập trung đưa tổng diện tích rừng trồng tập trung ở các xã vùng cao lên
8.650 ha; giao từ 8.200 - 8.350 ha rừng tự nhiên cho các hộ khoanh nuôi bảo
vệ rừng.
+ Nông nghiệp có vị trí chủ đạo trong nền kinh tế, chiếm 65% trong cơ

tục đẩy mạnh các xã vùng đồng bào dân tộc hưởng ứng.
+ Công tác truyền thanh - Truyền hình tiếp tục được đổi mới, nâng cao
chất lượng phục vụ đồng bào các dân tộc; các trạm đài truyền thanh FM


25

không dây, trạm thu tiếp sóng phục vụ tích cực cho đồng bào dân tộc các xã
vùng đặc biệt khó khăn.
+ Đời sống: Do kinh tế - xã hội phát triển, các chương trình, chính sách
của Nhà nước đầu tư đồng bộ, cùng với sự cố gắng vươn lên của đồng bào các
dân tộc, nên đời sống của đồng bào các dân tộc trong huyện được tùng bước
cải thiện; số hộ khá ngày được tăng, tỷ lệ hộ nghèo ngày càng giảm (bình
quân giảm 3 - 5% /năm).
- Điều kiện giao thông, thị trường
Có trục đường Quốc lộ 31, 279 và nhiều trục đường tỉnh lộ đi qua,
tương đối thuận lợi cho giao lưu kinh tế với các vùng miền khác. Toàn huyện
có 65km đường quốc lộ, 45km đường tỉnh lộ, 655 km đường xã và thôn, trong
đó đường rải nhựa 35,5km, đường bê tông xi măng 29,3km, rải cấp phối được
256km.
Ngoài hệ thống đường quốc lộ qua huyện, hệ thống đường liên xã
tương đối thuận lợi cho việc vận chuyển các nông sản bằng phương tiện cơ
giới. Ngoài chợ các xã ra, tại trung tâm của huyện còn có 1 chợ đầu mối hoa
quả, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu thụ hoa quả tươi, đặc biệt là vải quả,
(Nguồn các thông tin chung về đặc điểm tự nhiên và kinh tế - xã hội trên được
phòng hành chính huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang cung cấp).