NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM VI SINH VÀ PHÂN
HỮU CƠ VI SINH ĐẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÍ – HÓA SINH VÀ SỰ
TÍCH LŨY KIM LOẠI CHÌ (Pb) CỦA CÂY ĐẬU BẮP
(Abelmoschus esculentus L.)
Trần Khánh Vân (1)*, Mai Thị Nhài (1), Nguyễn Viết Hiệp (2)
(1)

Khoa Sinh học, trường Đại học Sư Phạm Hà Nội
(2)
Viện Thổ nhưỡng Nông hóa

*

E-mail: /

Tóm tắt: Nghiên cứu đã được tiến hành để xác định cây đậu bắp (Abelmoschus
esculentus L.) là cây đa mục đích đồng thời đánh giá được hiệu quả của việc sử dụng
kết hợp cây đa mục đích với bón phân hữu cơ vi sinh (PHCVN) và chế phẩm vi sinh
(CPVS) trong việc hấp thu kim loại chì (Pb). Kết quả cho thấy rằng PHCVS và CPVS
đều thúc đẩy quá trình sinh trưởng, phát triển của đậu bắp khi trồng trên đất ô nhiễm Pb
thông qua việc làm tăng hàm lượng diệp lục tổng số, tăng hoạt tính enzim catalaza của
lá hay tăng hàm lượng vitamin C ở quả. Bên cạnh đó, ở tất cả các nồng độ Pb (đất
nền,70ppm, 210 ppm và 350 ppm) khi sử dụng PHCVS để bón cho đậu bắp thì Pb được
tích lũy nhiều nhất trong thân và rễ cây (khối lượng khô). Mức tích lũy Pb trong quả đậu
bắp tươi ở nồng độ Pb 70 ppm và 210 ppm khi sử dụng PHCVS ( 0,134 ppm ; 0,167
ppm) đều cao hơn giới hạn tối đa cho phép 0,1ppm; Tuy nhiên, hàm lượng Pb trong quả
đậu bắp khi sử dụng CPVS (0,077 ppm; 0,093 ppm) đều dưới ngưỡng cho phép (< 0,1
ppm), trừ ở nồng độ Pb cao nhất (350 ppm) thì hàm lượng Pb trong quả tươi vượt giới
hạn tối đa 0,112 > 0,1 ppm nhưng không có ý nghĩa thống kê. Như vậy sử dụng CPVS
bón cho cây đậu bắp đem lại hiệu quả khi trồng trên đất ô nhiễm Pb, đặc biệt là các
vùng đất ô nhiễm Pb nhẹ < 70 ppm.

trong rễ của một số loài thực vật. Theo hướng này, nhóm nghiên cứu bước đầu đã tạo ra
được chế phẩm chứa vi sinh vật để kết hợp với thực vật khi trồng tại các vùng đất có
nguy cơ bị ô nhiễm KLN.
Hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu sâu về các loài thực vật đa mục đích – là
thực vật vừa có khả năng tích lũy KLN, vừa có khả năng cho thương phẩm phù hợp với
quy định cho phép của Bộ Y tế. Đậu bắp là cây một năm, được trồng ở khắp nơi ở Việt
Nam nhưng phổ biến ở miền Nam Việt Nam. Đậu bắp chứa rất nhiều vitamin A, vitamin
nhóm B (B1, B2, B6), vitamin C, các nguyên tố khoáng vi lượng như kẽm và canxi
(Hoàng Thị Sản, Hoàng Thị Bé, 2006). Liệu đậu bắp có phải là cây đa mục đích hay
không? Để hướng tới một nền nông nghiệp an toàn, bền vững, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu trồng cây đậu bắp trên đất bị ô nhiễm Pb kết hợp với bón phân hữu cơ vi
sinh (PHCVS) và chế phẩm vi sinh (CPVS).
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2. 1. Đối tượng nghiên cứu
- Cây trồng: Cây đậu bắp (Abelmoschus esculentus L.): Giống cây đậu bắp do
Trung tâm tài nguyên Di truyền thực vật cung cấp.
- Đất thí nghiệm (đất nền): Đất thí nghiệm là đất xám bạc màu trên phù sa cổ, được
lấy tại xã Lương Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang. Đất thí nghiệm là đất xám
bạc màu thuộc tầng canh tác 0 – 13 cm (Ap1) có đặc điểm hình thái phẫu diện: màu nâu
xỉn (Ẩm: 7,5 YR 5/4; Khô 10 YR 7/3); thịt pha sét và cát; hơi ẩm; tơi xốp; có nhiều rễ
lúa; chuyển lớp rõ về màu sắc và độ chặt. Hàm lượng Pb trong đất thí nghiệm là 16,13
ppm (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001).
-Phân lân hữu cơ vi sinh sông Gianh: Công ty sông Gianh – Thị trấn Ba Đồn, Quảng
Trạch, Quảng Bình. Độ ẩm: 30%; hữu cơ: 15%; P 2O5: 1,5%; axit humic: 2,5%. Trung
lượng: Ca: 1%; Mg: 0,5%; S: 0,3%. Các chủng vi sinh vật hữu ích: Aspergillus.sp: 1 x
106 CFU/g; Azotobacter: 1 x 106 CFU/g; Bacillus: 1x 106 CFU/g.
-Chế phẩm vi sinh: có nguồn cơ chất là mụn dừa do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa snar
xuất; có thành phần gồm: vi khuẩn BHCM7 - VK2; Nấm rễ ĐHCM20 - AMF4, mật độ
VSV có ích: > 5,00 x 108 CFU/g; CPVS này được dùng cho đất trồng rau bị ô nhiễm
bởi KLN.

Mỗi công thức được lặp lại 5 lần.
* Lấy mẫu lá : dùng để phân tích các chỉ tiêu sinh lý – hóa sinh và phân tích hàm
lượng kim loại Pb ; lấy lá công năng (lá thứ 2 hoặc thứ 3 tính từ ngọn xuống); Mẫu lá
được lấy ở giai đoạn cây khi ra hoa.
* Lấy mẫu quả: để xác định hàm lượng vitamin C và hàm lượng kim loại Pb;
thời điểm lấy quả: thu hoạch những quả đạt chuẩn (sau 10 - 12 ngày ra hoa)
* Lấy mẫu thân, rễ : dùng để phân tích sự tích lũy kim loại Pb ; thời điểm lấy
mẫu khi kết thúc vụ trồng.
- Các chỉ tiêu theo dõi: xác định hàm lượng diệp lục trong lá theo Wettstein, 1957;
hoạt tính enzim catalaza được xác định theo phương pháp của Bach và Oparin; xác định
hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi theo phương pháp chuẩn độ iot ; phân tích
hàm lượng Pb trong cây bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic
Absorption Spectrophotometric - AAS). Công phá mẫu bằng phương pháp tro hóa ướt ở
5500C.
- Số liệu được xử lý phân tích thống kê dựa trên phần mềm Microsoft Excel và
SPSS Version 16.0 (Statistical Package for the Social Sciences). Phân biệt sự khác nhau
có ý nghĩa được xử lý bằng One - way ANOVA và Tukey’s - b ở mức α = 0.05
II.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

2.1. Ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hàm lượng
diệp lục tổng số trong lá đậu bắp

3


Diệp lục tổng số là chỉ tiêu quan trọng liên quan đến khả năng quang hợp. Vì
vậy, hàm lượng diệp lục tổng số có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển,
hình thành năng suất và chất lượng sản phẩm sau thu hoạch. Kết quả nghiên cứu ảnh

CT2 – Pb 70 ppm (ĐC)

2,56 ± 0,94

100

CT6 – Pb 70 ppm + PHCVS

3,27 ± 0,25

127,73

CT10 – Pb 70 ppm + CPVS

2,73± 0,14

106,64

CT3 – Pb 210 ppm (ĐC)

2,93 ± 0,17

100

CT7 – Pb 210 ppm + PHCVS

2,41 ± 0,13

82,25


tới sinh lý, sinh trưởng của cây.
Trong phạm vi nồng độ Pb chúng tôi nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy rằng: hàm
lượng diệp lục tổng số ở nhóm CT ĐC: CT1, CT2, CT3 tỷ lệ thuận với nồng độ Pb
trong đất, sau đó giảm dần ở CT4. Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá đậu bắp tăng
dần khi nồng độ Pb trong đất tăng dần, đạt cao nhất ở CT3 (2,93 mg/g chất tươi) nhưng
khi nồng độ Pb quá cao ở CT4 ( Pb 350 ppm – gấp 5 lần mức QCVN) thì hàm lượng
diệp lục tổng số giảm rõ rệt so với CT1. Mặc dù Pb không tham gia vào chức năng cấu

4


trúc cũng như không có trong thành phần của diệp lục nhưng Pb có khả năng kích thích
hoạt động của một số enzim trong tế bào, trong đó có các enzim tham gia vào quá trình
tổng hợp diệp lục khi nồng độ Pb trong tế bào thấp. Tuy nhiên khi nồng độ Pb trong tế
bào quá cao thì Pb lại ức chế sự tổng hợp diệp lục do làm giảm sự hấp thu của các
nguyên tố thiết yếu của cây như Mg và Fe (Pallavi S. and Rama S. D., 2005). Đây là
một trong những nguyên nhân giải thích tại sao hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cây
đậu bắp ở giai đoạn ra hoa lại tăng từ CT1 (Pb: 16,13 ppm) đến CT2 (Pb: 70 ppm), CT3
(Pb: 210 ppm) sau đó giảm mạnh ở CT4 (Pb: 350 ppm)
Ở nhóm CT: CT1, CT5, CT9 (cùng sử dụng đất nền và khác nhau về PHCVS và
CPVS) và nhóm CT: CT2, CT6, CT10 (cùng nền Pb 70 ppm khác nhau về PHCVS và
CPVS), việc sử dụng phân bón là PHCVS và CPVS đều làm tăng hàm lượng diệp lục tổng
số trong lá cây đậu bắp. Tuy nhiên sự sai khác giữa các CT là không có ý nghĩa thống kê.
Tương tự ở nhóm CT: CT3, CT7, CT11 (cùng nền Pb 210 ppm và khác nhau về PHCVS và
CPVS) thì hàm lượng diệp lục tổng số không chịu tác động bởi PHCVS và CPVS. Nhưng
khi hàm lượng Pb trong đất tăng cao (CT4 , CT8, CT12: 350 ppm) thì vai trò tích cực của
PHCVS và CPVS đã được biểu hiện. CT4 (Pb 350 ppm) thì hàm lượng diệp lục tổng số đạt
giá trị thấp nhất trong các CT (chỉ đạt 2,18 mg/g chất tươi). Điều này chứng tỏ Pb ở nồng độ
cao đã ức chế sự tổng hợp diệp lục của cây đậu bắp. Tuy nhiên, khi được bón PHCVS
(CT8) thì do có nhóm vi khuẩn hữu ích Aspergillus.sp, Azotobacter và Bacillus nên có khả

mẽ, tổng hợp các chất chuẩn bị cho cây ra hoa do vậy cần nhiều enzim catalaza để thúc
đẩy sự sinh trưởng và phát triển cho cây.
Ở các nhóm CT cùng nồng độ Pb, khác nhau về PHCVS và CPVS: CT ĐC và
CT sử dụng CPVS có hoạt tính của enzim catalaza cao hơn so với CT sử dụng PHVCS.
Như vậy hàm lượng Pb trong đất và CPVS đều có ảnh hưởng tích cực đến hoạt động
của enzim. Giống như các kim loại khác, Pb ảnh hưởng đến hoạt tính của một loạt
enzim bằng các con đường chuyển hóa khác nhau. Khi Pb ở nồng độ cao sẽ ức chế hoạt
động của enzim. Bên cạnh đó, một số loại enzim lại hoạt động mạnh khi có mặt Pb.
Ngoài ra, Pb thúc đẩy sự hình thành các phản ứng oxi hóa trong thực vật, làm cho thực
vật bị stress, dẫn đến gia tăng sự hoạt động của enzim chống oxi hóa (Pallavi S. and
Rama S. D., 2005). Đồng thời do CPVS đã cung cấp một lượng nấm rễ và vi khuẩn tích
lũy một lượng lớn Pb trong đất nên làm giảm hàm lượng Pb tích lũy trong cây đậu bắp,
giải độc cho cây nên vẫn đảm bảo hoạt động của các enzim trong cây. Chỉ có ở nhóm
CT cùng nồng độ Pb 70 ppm thì hoạt tính enzim catalaza ở CT sử dụng PHCVS cao hơn
CT sử dụng CPVS và CTĐC. Nhóm CT ĐC: CT1, CT2, CT3, CT4 (cùng nền Pb 16,13
ppm khác nhau về PHCVS và CPVS): sự thay đổi hoạt tính enzim catalaza của lá đậu
bắp không tuân theo một quy luật nào cả.
Như vậy PHCVS và CPVS đều có ảnh hưởng đến hoạt tính enzim catalaza của lá
cây đậu bắp nhưng CPVS có ảnh hưởng tích cực hơn so với PHCVS, tuy nhiên sự khác
biệt giữa các CT không có ý nghĩa thống kê.
2.3. Ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hàm lượng
vitamin C trong quả đậu bắp tươi

6


Vitamin C còn gọi là axit ascorbic, là chất dinh dưỡng khoáng oxy hóa rất quan
trọng có trong rau quả. Axit ascorbic có phản ứng hóa học đặc trưng là phản ứng oxi
hóa – khử. Dựa vào tính chất khử của axit ascorbic đối với các chất màu để định lượng
vitamin C trong quả đậu bắp tươi.

Pb trong các bộ phận của cây đậu bắp
- Sự tích lũy Pb trong thân và rễ của cây đậu bắp
Tổng lượng KLN tích lũy trong các bộ phận của thực vật là chỉ tiêu quan trọng để
đánh giá tiềm năng của của thực vật trong việc xử lý đất ô nhiễm KLN cũng như hiệu
quả của việc sử dụng PHVCS và CPVS để bón cho cây khi trồng trên đất bị ô nhiễm.
Để xác định khả năng tích lũy Pb trong cây đậu bắp, khi kết thúc thí nghiệm, chúng tôi
tiến hành thu mẫu thân và rễ, rửa sạch và sấy khô rồi phân tích hàm lượng Pb trong thân
và rễ của cây. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của PHCVS và CPVS đến sự tích lũy Pb
trong thân và rễ của cây đậu bắp được trình bày trong Hình 3.
Kết quả cho ta thấy: trong phạm vi nghiên cứu, hàm lượng Pb tích lũy trong
thân, rễ của cây đậu bắp tỉ lệ thuận với hàm lượng Pb trong đất thí nghiệm. Kết quả này
tương tự với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Cự (2008): khi lượng bón Pb tăng
lên thì hàm lượng Pb trong rau tăng lên. Hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ dao động
trong khoảng là 47,63 – 200,06 ppm. Đạt giá trị cao nhất ở CT8 (Pb 350 ppm +
PHCVS) là 200,06 ppm và thấp nhất ở CT1 ĐC là 47,63 ppm.
Ở nhóm CT ĐC: CT1, CT2, CT3, CT4 với các nồng độ Pb khác nhau, cây đậu
bắp đã tích lũy một lượng Pb đáng kể trong thân và rễ : hàm lượng Pb trong thân và rễ
của cây ở CT2, CT3, CT4 tăng lên lần lượt là 1,52 lần; 2,1 lần; 2,9 lần tương ứng với
các nồng độ 70 ppm, 210 ppm và 350 ppm so với CT1. Như vậy có thể sử dụng cây đậu
bắp trồng ở các vùng ô nhiễm kim loại Pb.

Hình 3: Ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến sự tích
lũy Pb trong thân và rễ của cây đậu bắp.
(Các giá trị có các chữ cái giống nhau trong cùng một 1 nhóm CT thì khác biệt không
có ý nghĩa thống kê (α = 0,05))
Ở nhóm CT sử dụng PHCVS có hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ cao hơn so
với CT ĐC và CT sử dụng CPVS. Hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ ở CT sử dụng
CPVS cao hơn so với CT ĐC. Như vậy PHCVS có ảnh hưởng tích cực hơn so với
CPVS đến khả năng tích lũy kim loại Pb trong thân, rễ cây đậu bắp. Nguyên nhân là do
PHCVS là các phân hữu cơ có bổ sung thêm các vi sinh vật hữu ích (vi sinh vật cố định

thuận với nồng độ Pb trong đất. Hàm lượng Pb tích lũy thấp nhất là ở CT9 (Đất nền +
CPVS) là 0,054 ppm và hàm lượng Pb tích lũy cao nhất là CT8 (Pb 350 ppm + PHCVS)
đạt 0,21 ppm.

9


Dựa theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn ô nhiễm KLN trong thực
phẩm (QCVN 8 – 1: 2011/BYT) thì mức độ giới hạn tối đa cho phép Pb trong rau ăn
quả là 0,1 mg/kg (ppm). Ta thấy, hàm lượng Pb trung bình trong quả tươi ở các CT ĐC:
CT1, CT2 đều thấp hơn so với mức giới hạn tối đa. CT ĐC CT3 ở nồng độ Pb 210 ppm
và CT4 ở nồng độ Pb cao nhất 350 ppm thì hàm lượng Pb vượt ngưỡng giới hạn tối đa.
Như vậy có thể khuyến cáo người dân trồng cây đậu bắp ở những vùng đất có mức độ ô
nhiễm kim loại Pb nhẹ < 70 ppm.
Hàm lượng Pb trong quả tươi ở nhóm CT sử dụng PHCVS: CT6, CT7, CT8 đều
cao hơn mức giới hạn tối đa. Riêng ở CT ĐC CT5 thì hàm lượng Pb không vượt mức
giới hạn tối đa là 0,079 ppm nhưng vẫn cao hơn so với CT ĐC và CT ĐC sử dụng
CPVS. Có thể giải thích là do PHCVS bao gồm các chất hữu cơ và các chủng vi sinh
vật hữu ích giúp kích thích bộ rễ phát triển mạnh, giúp cây tăng khả năng hấp thu các
yếu tố khoáng nên giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt mà không góp phần vào khả năng
làm giảm khả năng tích lũy Pb trong các bộ phận của cây như quả. Như vậy PHCVS
ảnh hưởng tiêu cực làm tăng khả năng tích lũy Pb trong quả đậu bắp, vì vậy không nên
bón PHCVS đối với cây trồng khi trồng ở vùng đất bị ô nhiễm Pb nặng.
Hàm lượng Pb trong quả đậu bắp ở nhóm CT sử dụng CPVS: CT9, CT10, CT11
đều thấp hơn so với mức giới hạn tối đa. Riêng ở CT12 với nồng độ Pb cao nhất 350
ppm, hàm lượng Pb tích lũy trong quả vượt giới hạn tối đa là 0,112 > 0,1 ppm nhưng
không đáng kể. Nguyên nhân là do CPVS có thành phần là vi khuẩn BHCM 7 – VK2 và
nấm rễ ĐHCM20 – AMF4 đều có khả năng tích lũy Cd > 20 mg/g, Pb > 50mg/ g…do
AMF có một số cấu trúc quan trọng cho khả năng chịu đựng và duy trì sự tồn tại trong
các vùng ô nhiễm. Các sợi nấm bên trong của AMF tạo sự tiếp xúc và lan rộng khắp

thủ công ở xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, Hưng Yên đến môi trường đất khu
vực. Tạp chí khoa học đất số 14, tr 48 – 52.
3. Phan Quốc Hưng, Nguyễn Hữu Thành, Lê Như Kiểu, Nguyễn Viết Hiệp, 2010.
Ảnh hưởng của vi sinh vật bản địa đến khả năng tích lũy kim loại nặng của một
số thực vật ưa cạn. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, số 151, tr 1519.
4. Lê Như Kiểu, 2008. Nghiên cứu tuyển chọn thực vật, vi sinh vật có khả năng
hấp thu, chuyển hóa kim loại nặng để xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm. Viện
Thổ Nhưỡng Nông Hóa.
5. QCVN 03:2008/BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép
của kim loại nặng trong đất.
6. Pallavi Sharma; Rama Shanker Dubey, 2005. Lead toxicity in plants. Brazilian
Journal of Plant Physiology, Vol.17, No.1.
7. Hoàng Thị Sản, Hoàng Thị Bé, 2006. Phân loại thực vật. NXB Đại học sư
phạm.
8. Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp. Nghiên cứu áp dụng biện pháp sinh
học giải quyết ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước cho các vùng chuyên canh
rau ở miền Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Bộ nông nghiệp và
phát triển Nông thôn.
9. Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa, 2001. Những thông tin cơ bản về các loại đất
chính Việt Nam. Vụ khoa học công nghệ và chất lượng sản phẩm, NXB thế giới Hà Nội.

Study on the effects of microbial organic fertilizer and effective microorganisms to
physiological-biochemical parameters and the accumulation of Pb in
Abelmoschus esculentus L.
Tran Khanh Van (1)*, Mai Thi Nhai (1), Nguyen Viet Hiep (2)
(1)

Faculty of Biology, Hanoi National University of Education
(2)



12