Luận án Tuyển chọn vi khuẩn quang dưỡng không lưu huỳnh màu tía cố định đạm đến hấp thu đạm, sinh trưởng và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.

Tên luận án:

TUYỂN CHỌN VI KHUẨN QUANG DƯỠNG KHÔNG LƯU HUỲNH MÀU TÍA CỐ ĐỊNH ĐẠM ĐẾN HẤP THU ĐẠM, SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN

Ngành:

Chuyên ngành khoa học cây trồng, Mã ngành 9620110

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào việc tuyển chọn và ứng dụng vi khuẩn quang dưỡng không lưu huỳnh màu tía (PNSB) có khả năng cố định đạm nhằm cải thiện hấp thu đạm, sinh trưởng và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn. Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực trạng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của xâm nhập mặn, gây giảm sinh khối và năng suất lúa, đồng thời ức chế hoạt động của vi sinh vật cố định đạm có lợi trong đất. Việc sử dụng phân đạm hóa học liều cao cũng gây lãng phí và ô nhiễm môi trường.

Mục tiêu chung của luận án là tuyển chọn được các dòng PNSB có khả năng cố định đạm để tăng cường hấp thu đạm và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn. Các mục tiêu cụ thể bao gồm tuyển chọn và định danh các dòng PNSB từ đất trồng lúa nhiễm mặn, sau đó đánh giá hiệu quả của chúng đến sinh trưởng, năng suất lúa, khả năng hấp thu N và giảm lượng N vô cơ trong đất, cả trong điều kiện nhà lưới và đồng ruộng.

Điểm mới của luận án là đã tuyển chọn được hai dòng vi khuẩn Rhodobacter sphaeroides (S01 và S06) từ đất nhiễm mặn trồng lúa. Các dòng này không chỉ có khả năng cố định đạm (với lượng 16,9 mg/L và 32,1 mg/L tương ứng) mà còn tăng cường hấp thu N, sản xuất các hợp chất sinh học quan trọng như exopolysaccharides (EPS), axit amin levulinic (ALA), amoni (NH4+), axit indol-3-acetic (IAA) và siderophores. Ứng dụng kết hợp hai dòng vi khuẩn này cho thấy năng suất lúa tăng hơn 5%, giảm hàm lượng proline từ 11-30%, đồng thời giảm độ mặn trong đất và giảm 25% lượng N vô cơ so với biện pháp truyền thống.

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung PNSB cố định N Rhodobacter sphaeroides đã cải thiện đáng kể đặc tính đất, tăng hấp thu N và giảm hấp thu Na cho cây lúa, góp phần giảm hàm lượng Na trong thân lá, hạt và trong đất qua 2 vụ lúa. Điều này dẫn đến cải thiện sinh trưởng và năng suất lúa trong 4 vụ thực hiện. Đặc biệt, việc bón phân N ở các mức 50%, 75%, 100% kết hợp với các dòng đơn hoặc hỗn hợp PNSB đã cải thiện độ phì nhiêu đất, các chỉ số sinh hóa và hấp thu dinh dưỡng theo chiều hướng tích cực cho cây lúa trồng trên nền đất lúa-tôm nhiễm mặn tại nhiều địa điểm ở ĐBSCL. Cụ thể, bổ sung hỗn hợp PNSB (M-PNSB) giúp tăng chiều cao cây lúa (4,23%), số bông trên m² (8,56% đến 17,1%), tỷ lệ hạt chắc (17,8%), năng suất hạt (5,26-5,45%), giảm hàm lượng proline (10,8-29,6%), tăng pHH2O từ 5,15 đến 7,49% và hàm lượng NH4+ (35,1-45,8%). Ngoài ra, PNSB còn giúp giảm độ dẫn điện (EC) và hàm lượng Na trong đất (23,1-32,4%), cũng như giảm tổng hấp thu Na và N của lúa trồng trong điều kiện ngoài đồng tại Trần Đề-Sóc Trăng. Luận án đề xuất áp dụng các dòng PNSB này trong điều kiện thực tế ngoài đồng ở các vùng đất nhiễm mặn.