Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được
sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Bình Nhự. Các số liệu, kết quả nêu trong
khóa luận là trung thực và chưa được công bố trong các công trình nghiên
cứu khác. Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách
nhiệm về đề tài của mình.
Người cam đoan
Nguyễn Thị Vân Anh
1
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới thầy
giáo - TS. Nguyễn Bình Nhự đã định hướng nghiên cứu, động viên tôi vượt
qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và tạo mọi
điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Nông - Lâm
Bắc Giang, các thầy cô giáo trong Trung tâm Công nghệ Sinh học - Khoa
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
BVTV
: Bảo vệ thực vật
CFU
: Colony Forming Unit
CMC
: Carboxyl Methyl Cellulose
MT
: Môi trường
PDA
: Patato Dextrose Agar
TPA
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
DANH MỤC BẢNG
5
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
DANH MỤC HÌNH
6
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định được thành phần VSV có trong đất trồng rau;
- Phân lập và nuôi cấy vi sinh vật có ích;
- Bước đầu sản xuất chế phẩm vi sinh vật đối kháng sử dụng cho việc
phòng trừ bệnh hại trên cây rau.
3. Nội dung nghiên cứu
- Lấy mẫu đất phân tích xác định thành phần vi sinh vật trong đất
trồng rau
- Phân lập tạo chủng thuần và nuôi cấy vi sinh vật có ích
- Bước đầu sản xuất chế phẩm vi sinh vật đối kháng
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp, bổ sung dữ liệu vào kết quả nghiên cứu về thành phần
sinh vật trong đất đối với một số loại đất trồng rau.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xác định các vi sinh vật gây hại và các vi sinh vật có lợi (vi sinh
vật đối kháng) trong một số loại đất trồng rau là cơ sở để khuyến cáo cho
phòng trừ bệnh hại nhằm tăng năng suất và chất lượng rau.
- Bước đầu tạo ra một số chế phẩm sinh học cho việc phòng trừ bệnh
hại rau, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học.
độ ôxy cao. Những nơi yếm khí, hàm lượng oxy thấp thường phân bố nhiều
loại vi sinh vật kị khí.
Độ ẩm và nhiệt độ trong đất cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của vi
sinh vật đất. Đất vùng nhiệt đới thường có độ ẩm 70 - 80% và nhiệt độ
200C – 300C. Đó là nhiệt độ và độ ẩm thích hợp với đa số vi sinh vật.
9
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
1.1.2. Sự phân bố vi sinh vật trong đất và mối quan hệ giữa các nhóm vi
sinh vật
1.1.2.1. Sự phân bố của vi sinh vật trong đất
Các nhóm vi sinh vật chính cư trú trong đất bao gồm: Vi khuẩn, Vi
nấm, Xạ khuẩn, Virus, Tảo, Nguyên sinh động vật. Trong đó vi khuẩn là
nhóm chiếm nhiều nhất về số lượng.
Số lượng và thành phần vi sinh vật trong đất thay đổi khá nhiều. Thứ
nhất là số lượng và thành phần vi sinh vật trên bề mặt đất rất ít do ngay trên
bề mặt đất độ ẩm không phải là thích hợp cho vi sinh vật phát triển, thứ hai
là bề mặt đất bị mặt trời chiếu rọi nên vi sinh vật bị tiêu diệt.
Số lượng và thành phần vi sinh vật trong đất còn thay đổi tùy chất
đất, ở nơi đất nhiều chất hữu cơ, giàu chất mùn có độ ẩm thích hợp vi sinh
vật phát triển mạnh. Lợi dụng sự có mặt của vi sinh vật trong đất mà người
ta phân lập, tuyển chọn, đồng thời duy trì những chuyển hoá có lợi phục vụ
cho cuộc sống (Lê Xuân Phương, 2008).
35 - 40
570.000
49.000
14.000
500
10
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
65 - 75
11.000
135- 145
1.400
Khoa Nông học
5.000
6.000
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
Riêng đối với đất bạc màu, do hiện tượng rửa trôi, tầng 0 - 20 cm ít
chất hữu cơ hơn tầng 20 - 40cm. Bởi vậy ở tầng này số lượng vi sinh vật
nhiều hơn tầng trên. Sau đó giảm dần ở các tầng dưới.
* Phân bố theo các loại đất:
Các loại đất khác nhau có điều kiện dinh dưỡng, độ ẩm, độ thoáng
khí, pH khác nhau. Bởi vậy sự phân bố của vi sinh vật cũng khác nhau. Ở
đất lúa nước các loại vi sinh vật kị khí phát triển mạnh. Ở đất trồng màu,
không khí lưu thông tốt, quá trình ôxy hoá chiếm ưu thế, các loài sinh vật
háo khí phát triển mạnh, vi sinh vật yếm khí phát triển yếu.
Ở đất giàu chất dinh dưỡng như phù sa sông Hồng, số lượng vi sinh
vật tổng số rất cao. Ngược lại, vùng đất bạc màu Hà Bắc có số lượng vi
sinh vật ít nhất.
* Phân bố theo cây trồng:
Đối với tất cả các loại cây trồng, vùng rễ cây là vùng vi sinh vật phát
triển mạnh nhất so với vùng không có rễ vì rễ cây cung cấp một lượng lớn
chất hữu cơ khi nó chết đi. Khi còn sống, bản thân rễ cây cũng thường
xuyên tiết ra các chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật. Rễ cây
còn làm cho đất thoáng khí, giữ được độ ẩm. Tuy nhiên, mỗi loại cây trồng
trong quá trình sống của nó thường tiết qua bộ rễ những chất khác nhau. Bộ
rễ khi chết đi cũng có thành phần các chất khác nhau. Thành phần và số
lượng các chất hữu cơ tiết ra từ bộ rễ quyết định thành phần và số lượng vi
sinh vật sống trong vùng rễ đó.
Quan hệ hỗ sinh là quan hệ hai bên cùng có lợi nhưng không nhất
thiết phải có nhau mới sống được như quan hệ cộng sinh. Quan hệ này
thường thấy trong sự sống của vi sinh vật vùng rễ.
* Quan hệ kháng sinh:
13
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
Quan hệ kháng sinh là mối quan hệ đối kháng lẫn nhau giữa hai nhóm vi
sinh vật. Loại này thường tiêu diệt loại kia hoặc hạn chế quá trình sống của nó.
1.1.3. Mối quan hệ giữa đất, vi sinh vật và thực vật
1.1.3.1. Quan hệ giữa đất và vi sinh vật đất
Trong quá trình phân giải chất hữu cơ, nấm mốc và xạ khuẩn phát
triển một hệ khuẩn ti khá lớn trong đất. Khi nấm mốc và xạ khuẩn chết đi,
vi khuẩn phân giải chúng tạo thành các chất dẻo có khả năng kết dính các
hạt đất với nhau. Bản thân vi khuẩn chết đi và tự phân huỷ cũng tạo thành
các chất kết dính. Ngoài ra lớp dịch nhày bao quanh các vi khuẩn có vỏ
nhày cũng có khả năng kết dính các hạt đất với nhau.
Genxe - một nhà nghiên cứu về kết cấu đã nhận xét rằng: khi bón
vào đất những chất như Xenluloza và Protein thì kết cấu của đất được cải
thiện. Đó là do vi sinh vật phân giải xenluloza và protein đã phát triển
mạnh mẽ, các sản phẩm phân giải của chúng và các chất tiết trong quá trình
sống của chúng đã liên kết các hạt đất với nhau tạo nên cấu trúc đất.
cạnh đó có rất nhiều vi sinh vật gây bệnh cho cây, có những loại ức chế sự
sinh trưởng của cây, có những loại tàn phá mùa màng nghiêm trọng. Đó là
mối quan hệ ký sinh của vi sinh vật trên thực vật. Nhóm vi sinh vật gây
bệnh cây thuộc loại dị dưỡng, sống nhờ vào chất hữu cơ của thực vật đang
sống.
Hàng năm bệnh cây đã gây thiệt hại to lớn cho sản xuất nông nghiệp.
Vi sinh vật gây bệnh không chỉ làm giảm sản lượng mà còn làm giảm phẩm
chất nông sản. Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ của cây bằng cách tiết ra
các loại men phân huỷ chúng. Trong quá trình sống chúng tiết ra các chất
độc làm cây chết.
Vi sinh vật gây bệnh có khả năng tồn tại trong đất hoặc trên tàn dư
thực vật từ vụ này qua vụ khác dưới dạng bào tử hoặc các dạng tiềm sinh
khác gọi là nguồn bệnh tiềm tàng. Từ nguồn bệnh tiềm tàng vi sinh vật
được phát tán đi khắp nơi nhờ gió, nước mưa, dụng cụ lao động, động vật
và người, đặc biệt là qua côn trùng môi giới. Qua các con đường đó nguồn
bệnh lây lan sang các cây khoẻ và bắt đầu xâm nhiễm vào cây khi gặp điều
kiện thuận lợi. Các bào tử nằm trên bề mặt cây khi gặp độ ẩm và nhiệt độ
15
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
thích hợp sẽ nảy mầm và xâm nhập vào cây. Sau khi xâm nhập vào cây
chúng bắt đầu sử dụng các chất của cây và tiết chất độc làm cây suy yếu
hoặc chết. Qua quá trình hoạt động của vi sinh vật cây bị thay đổi các quá
Khoa Nông học
Vi sinh vật sống trong vùng rễ có quan hệ mật thiết với cây, chúng sử
dụng những chất tiết của cây làm chất dinh dưỡng, đồng thời cung cấp chất
dinh dưỡng cho cây qua quá trình hoạt động phân giải của mình. Vi sinh vật
còn tiết ra các vitamin và chất sinh trưởng có lợi đối với cây trồng.
Phân giải các chất hữu cơ trong đất: celluloze, lignin... để tạo nên các
chất khoáng, mùn bổ sung cho đất.
Hoạt động của vi sinh vật, nhất là nhóm háo khí đã hình thành nên
một thành phần của mùn là axit humic. Axit humic cùng với các axit mùn
khác có tác dụng kích thích sự phát triển của hệ rễ để hấp thu chất dinh
dưỡng tốt hơn, cây sinh trưởng phát triển mạnh hơn. Nếu được hấp thu trực
tiếp qua lá chúng sẽ giúp tăng cường sự quang hợp của cây do kích thích sự
hoạt động của các men tham gia trong quá trình quang hợp. Cường độ
quang hợp mạnh cây sẽ sinh trưởng nhanh. Ngoài ra axit humic còn làm
tăng sức đề kháng của cây với sâu bệnh và các điều kiện bất lợi như nóng,
rét, hạn, úng, chua phèn.
Chuyển hóa các chất khó tan thành chất dễ tan giúp cây trồng hấp
thụ dễ dàng: lân.
Giải phóng các chất khoáng bị giữ chặt trong đất thành dạng cây hấp
thụ dễ dàng: lưu huỳnh, sắt, Kali…
Cố định Nitơ trong không khí, chuyển hóa đạm thành dạng NH 4+ và
N03- là dạng cây dễ hấp thu.
1.3. Một số bệnh hại chủ yếu trong đất trồng rau
1.3.1. Bệnh chết yểu cây con
Là bệnh rất phổ biến và chung cho các loại rau, bệnh làm ảnh hưỏng
đến độ nảy mầm của hạt và cây con trước khi nhổ ra trồng. Bệnh thưòng có 2
17
Khóa luận tốt nghiệp
Bệnh lan rộng lên bắp đang cuốn làm bắp cải thối từ ngoài vào trong,
dần dần cây chết khô trên ruộng. Đặc biệt trên bề mặt hình thành lớp nấm
18
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
màu trắng xen lẫn nhiều hạch nấm màu đen nâu hình dạng không đều bám
chặt trên đó. Đến giai đoạn này bắp cải rất dễ bị gục đổ trên ruộng.
Nấm bệnh thường phát triển ở nhiệt độ 17 - 25 0C. Nguồn gốc lây
bệnh ban đầu là đất và các cây chủ mang bệnh. Các hạch nấm có thể lan
truyền cùng hạt giống.
Phòng trừ bằng cách luân canh cây họ Cải với cây họ Đậu và họ Lúa;
chỉ lấy hạt ở những cây khỏe mạnh. Không nên trồng dày, xới xáo kịp thời
nhất là sau khi tưới; bón đầy đủ phân, tăng cường bón kali. Thu dọn tàn dư
cây sau khi thu hoạch. Cày sâu phơi ải đất.
1.3.3. Thối khô củ khoai tây
Bệnh do nấm Fusarium gây ra, thường gặp trên củ khoai tây đang cất
giữ. Trên củ xuất hiện các vết nâu hay vết màu tro hơi lõm. Thịt củ lúc mới
chớm bệnh màu nâu khô. Kích thước vết bệnh tăng dần, da nhăn nheo, mặt
ngoài củ có đám nấm hơi nổi lên, màu xám trắng có khi màu vàng hoặc
hồng. Nếu cất giữ khoai tây nơi khô ráo, củ dần dần khô, trọng lượng giảm,
da nhăn nheo. Nấm lan truyền bằng các sợi nấm, ở nhiệt độ 17 – 25°C với
ẩm độ 70%. Củ khoai bị bệnh không mọc được, nếu có mọc cũng tạo ra các
Bệnh do các loài nấm mốc gây ra. Trên mặt lá xuất hiện các đốm
nấm màu nâu xám, thường gặp trong những ngày có sương mù. Gặp ở cà
chua, khoai tây, cần tây.
Phòng trừ bệnh sương mai bằng cách tỉa cành, nhánh, lá gốc. Khi
xuất hiện bệnh thì phun Boocđô 1%; có thể dùng một số loại thuốc khác
như Zineb 80 WP, Alitte 80 WP (theo liều lượng và thời gian cách ly ghi
trên bao bì của từng loại thuốc).
1.3.7. Bệnh héo lá xanh vi khuẩn
Bệnh do vi khuẩn Pseudomonas gây ra, làm cây đột nhiên héo rũ, lá
vẫn còn màu xanh. Nếu cắt ngang thân cây cho vào cốc nước trong, một lúc
sau thấy dịch trắng chảy ra. Bệnh xuất hiện khi độ ẩm cao, ấm. Bệnh
thường gặp ở cà chua sớm.
20
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
Khi thấy bệnh xuất hiện hạn chế tưới nước, nhổ bỏ cây bệnh, dùng
vôi bột rắc quanh gốc cây. Để phòng bệnh héo xanh có thể trồng cà chua
trên gốc ghép cà tím để tăng khả năng chịu nóng, giảm bệnh héo cho cà
chua sớm, cần luân canh cà chua với lúa nước.
1.4. Vai trò của một số vi sinh vật có ích hiện diện trong đất
1.4.1. Khả năng kiểm soát bệnh cây của nấm Trichoderma
Trichoderma có tên đầy đủ là Trichoderma spp, thường sống trong
đất tập trung nhiều ở khu vực rễ cây. Chủng nấm này có đến 33 loài, hầu
nitrat, aminonium và các nguồn đạm hữu cơ mà đặc biệt là amino acit, P
(lân), tham gia vào thành phần cấu trúc, phân hủy cellulose, phân giải lân
chậm tan.
* Tác dụng của nấm Trichoderma trong nông nghiệp
- Tăng cường hệ vi sinh vật có ích trong đất và có lợi cho cây (vi sinh
vật cố định đạm, phân giải lân), ức chế và cô lập các vi sinh vật gây hại...
- Một số chủng Trichoderma còn tiết ra enzym giúp phân hủy mùn,
rễ cây, xác bã động thực vật, tăng cường hàm lượng chất hữu cơ trong đất
giúp chuyển hóa thành các dạng chất mà cây có thể hấp thu được (J. F.
Walter and A. S. Paau, 1996).
- Trichoderma có cơ chế sinh ra các “kháng thể” được cây truyền đi
khắp các bộ phận, giúp tiêu diệt nấm hại ở cả lá, cành cây, ngọn cây,
quả… mà không cần tiếp xúc.
- Nấm Trichoderma tiết ra enzym có tác dụng phá hủy vỏ tế bào,
sau đó hấp thu dinh dưỡng, tiêu diệt các loài nấm có hại như Rhizoctonia
solani, Fusarium solani, Phytophtora, Sclerotium rolfsii… Phòng ngừa
tình trạng xì mủ, vàng lá, thối rễ, chết chậm trên đối tượng (cam, quýt,
bưởi, sầu riêng, tiêu, chè, cà phê...).
- Ngăn ngừa hiện tượng chạy dây, thối rễ, lỡ cổ rễ, thối thân (dưa leo,
dưa hấu, cà chua, ớt, bắp cải…) (Chang và ctv, 1986; World. J. G, 2013).
22
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
Trường Đại học Nông - Lâm Bắc Giang
Khoa Nông học
năng đối kháng đạt hiệu quả 100% với 5 chủng Colletotrichum sp. Tạo
chế phẩm từ Trichoderma sp và thử nghiệm trên đồng ruộng để kiểm soát
bệnh thán thư do nấm Colletotrichum spp gây ra trên cây ớt (capsicum
frutescens). Sau 4 tháng thử nghiệm, chế phẩm bào tử Trichoderma có khả
năng hạn chế bệnh thán thư trên cây ớt lên đến 58,4% so với khi sử dụng
các sản phẩm phòng trị bệnh khác.
1.4.2. Vi khuẩn Bacillus đối kháng với vi sinh vật gây bệnh cây
* Đặc điểm phân bố
Vi khuẩn Bacillus được phân bố hầu hết trong tự nhiên như cỏ khô, bụi,
đất, nước. Phần lớn chúng tồn tại trong đất, thông thường đất trồng trọt chứa
khoảng 10 - 100 triệu CFU/g. Đất nghèo dinh dưỡng ở sa mạc, đất hoang thì
Bacillus rất hiếm. Nước và bùn ở cửa sông cũng như nước biển có sự tồn tại
của bào tử và tế bào sinh dưỡng vi khuẩn Bacillus.
* Đặc điểm hình thái
(http://en.wikipedia.org/wiki/Sporulation)
24
Khóa luận tốt nghiệp
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A
Nguyễn Thị Vân Anh CNSH-4A