Tên luận án:
VI KHUẨN QUANG DƯỠNG KHÔNG LƯU HUỲNH MÀU TÍA HÒA TAN LÂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP THU LÂN CỦA CÂY LÚA TRỒNG TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN
Ngành:
Chuyên ngành khoa học cây trồng (Mã ngành 9620110)
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đang đối mặt với tình trạng xâm nhập mặn nghiêm trọng, gây hạn chế sinh trưởng, phát triển và năng suất cây lúa. Điều kiện mặn làm giảm khả năng hấp thu lân (P) của cây trồng và gây thiếu P dễ tiêu do P vô cơ dễ tạo phức khó tan trong đất chua mặn. Nhằm khắc phục tình trạng này, luận án tập trung nghiên cứu vi khuẩn quang dưỡng không lưu huỳnh màu tía (PNSB) như một giải pháp tiềm năng.
Mục tiêu chính của nghiên cứu là phân lập các dòng PNSB có khả năng giảm mặn và hòa tan lân để hỗ trợ cây lúa trên đất nhiễm mặn. Cụ thể, luận án đã phân lập và tuyển chọn các dòng PNSB từ đất nhiễm mặn trồng lúa ở Sóc Trăng, xác định cơ chế hòa tan P của chúng, và đánh giá hiệu quả của PNSB lên sinh trưởng cây lúa trong điều kiện mặn.
Kết quả nghiên cứu đã định danh được bốn dòng PNSB là Cereibacter sphaeroides (ST16, ST26, ST27, ST32) với khả năng hòa tan hiệu quả các dạng lân khó tan (Al-P, Fe-P, Ca-P) trong cả điều kiện vi hiếu khí sáng và háo khí tối. Các dòng này cũng có khả năng cố định đạm, sản xuất các chất kích thích sinh trưởng thực vật như IAA, EPS, ALA, và tiết siderophores. Phân tích giải trình tự bộ gen cũng xác nhận sự hiện diện của các gen liên quan đến quá trình hòa tan lân vô cơ và hữu cơ.
Các thí nghiệm nhà lưới và ngoài đồng tại nhiều vùng đất mặn ở ĐBSCL (Thới Bình-Cà Mau, Mỹ Xuyên-Sóc Trăng, An Biên-Kiên Giang, Thạnh Phú-Bến Tre, Châu Thành-Trà Vinh, Trần Đề-Sóc Trăng) cho thấy việc bổ sung PNSB đã làm tăng P dễ tiêu trong đất từ 7,20% đến 27,8%, đồng thời tăng tổng hấp thu P của cây lúa từ 16,7% đến 70,5% so với đối chứng. PNSB cũng cải thiện đáng kể các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao cây, chiều dài bông, số bông/chậu, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc và năng suất lúa (tăng 7,20-46,6%). Ngoài ra, PNSB giúp giảm nồng độ Na+ trong đất và trong cây lúa, giảm proline trong lá, cho thấy khả năng cải thiện khả năng chịu mặn của cây. Đặc biệt, việc sử dụng PNSB cho phép giảm lượng phân lân vô cơ bón cho cây trồng từ 50% đến 100% mà vẫn đảm bảo năng suất.
Từ những kết quả này, luận án đề xuất phát triển và ứng dụng các chế phẩm PNSB để nâng cao hiệu quả canh tác lúa trên đất nhiễm mặn ở ĐBSCL và các vùng có điều kiện tương tự.
Mục lục chi tiết:
-
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
- 1.1 Tính cấp thiết
- 1.2 Mục tiêu nghiên cứu
- 1.2.1 Mục tiêu chung
- 1.2.2 Mục tiêu cụ thể
- 1.3 Đối tượng nghiên cứu
- 1.4 Phạm vi nghiên cứu
- 1.5 Nội dung nghiên cứu
- 1.6 Ý nghĩa khoa học của luận án
- 1.7 Ý nghĩa thực tiễn của luận án
- 1.8 Điểm mới của luận án
-
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
-
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
-
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP
- 3.1 Phương tiện
- 3.1.1 Thời gian và địa điểm
- 3.1.2 Vật liệu thí nghiệm
- 3.2 Phương pháp
- 3.2.1 Phân lập và tuyển chọn các dòng PNSB trong đất nhiễm mặn trồng lúa
- 3.2.1.1 Phân lập PNSB
- 3.2.1.2 Tuyển chọn PNSB hòa tan lân trong điều kiện mặn
- 3.2.1.3 Định danh PNSB hòa tan lân trong điều kiện mặn, chua và nồng độ các ion Al3+, Fe2+ và Mn2+ cao
- 3.2.1.4 Khả năng tiết ra chất kích thích sinh trưởng thực vật của PNSB
- 3.2.2 Xác định các con đường hòa tan lân của PNSB đã tuyển chọn
- 3.2.3 Đánh giá hiệu quả của các dòng vi khuẩn đã tuyển chọn trong cải thiện dưỡng chất lân trong điều kiện nhà lưới trên một số vùng đất mặn ở ĐBSCL
- 3.2.4 Đánh giá hiệu quả của các dòng PNSB hòa tan lân tốt nhất ở điều kiện ngoài đồng
- 3.2.5 Xử lý số liệu
-
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 4.1 Phân lập, tuyển chọn và định danh PNSB hòa tan các dạng lân khó tan từ đất nhiễm mặn trồng lúa
- 4.1.1 Đặc tính hóa học của đất và nước canh tác lúa
- 4.1.2 Phân lập, tuyển chọn và định danh PNSB từ đất nhiễm mặn trồng lúa
- 4.1.2.1 Phân lập PNSB
- 4.1.2.2 Tuyển chọn PNSB hòa tan lân trong điều kiện mặn và chịu Al3+, Fe2+, Mn2+ nồng độ cao
- 4.1.2.3 Định danh PNSB hòa tan lân có khả năng chống chịu điều kiện mặn và nồng độ cao của Al3+, Fe2+, Mn2+
- 4.1.3 Khả năng cố định N và chất kích thích sinh trưởng thực vật
- 4.2 Cơ sở hòa tan lân của PNSB trong đất nhiễm mặn ở điều kiện phòng thí nghiệm
- 4.2.1 Khả năng hòa tan Phosphate
- 4.2.2 Khả năng tiết hợp chất siderophores
- 4.2.3 Đặc tính và gen hòa tan lân của PNSB
- 4.3 Đánh giá hiệu quả của các dòng vi khuẩn đã tuyển chọn trong cải thiện dưỡng chất lân trong điều kiện nhà lưới trên một số vùng đất mặn ở ĐBSCL
- 4.3.1 Ứng dụng C. sphaeroides ST16, ST26 hòa tan các dạng lân khó tan để cải thiện hấp thu P, sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất mặn tại Thới Bình-Cà Mau
- 4.3.1.1 Đặc tính đất mặn thu tại tại Thới Bình-Cà Mau
- 4.3.1.2 Hiệu quả của PNSB hòa tan lân đến đặc tính sinh hóa cây lúa trồng trên đất mặn
- 4.3.1.3. Hiệu quả của PNSB hòa tan lân đến sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất mặn
- 4.3.1.4. Hiệu quả của PNSB hòa tan lân đến độ phì nhiêu đất mặn
- 4.3.1.5. Hiệu quả của PNSB hòa tan lân đến hàm lượng và hấp thu P, Na của lúa trồng trên đất mặn
- 4.3.2 Ảnh hưởng của vi khuẩn hoà tan P, C. sphaeroides đến độ phì nhiêu đất, hấp thu P và năng suất lúa trồng trên đất nhiễm mặn tại Mỹ Xuyên-Sóc Trăng
- 4.3.2.1. Đặc tính đất thu tại Mỹ Xuyên - Sóc Trăng
- 4.3.2.2. Hiệu quả của C. sphaeroides đến hàm lượng chlorophyll và proline
- 4.3.2.3. Hiệu quả C. sphaeroides đến sinh trưởng và thành phần năng suất
- 4.3.2.4. Hiệu quả của C. sphaeroides đến độ phì nhiêu đất
- 4.3.2.5. Hiệu quả của C. sphaeroides đến hấp thu Na, P của cây lúa
- 4.3.3 Vi khuẩn hòa tan lân, C. sphaeroides ST16 và ST26 tác động đến động thái lân, sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất nhiễm mặn tại huyện An Biên, tỉnh Kiên Giang
- 4.3.3.1 1 Đặc tính đất mặn thu từ An Biên - Kiên Giang
- 4.3.3.2 Vi khuẩn hòa tan lân, C. sphaeroides tác động đến đặc tính sinh hóa cây lúa
- 4.3.3.3 Vi khuẩn hòa tan lân, C. sphaeroides tác động đến đến P và đặc tính đất
- 4.3.3.4. Vi khuẩn hòa tan lân, C. sphaeroides tác động đến hấp thu P và Na
- 4.3.3.5 Vi khuẩn hòa tan lân, C. sphaeroides tác động đến đặc tính nông học
- 4.3.4 Cereibacter spp. tác động đến đặc tính đất, hấp thu lân, sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất tại Thạnh Phú, Bến Tre
- 4.3.4. 1 Đặc tính đất thu tại Thạnh Phú - Bến Tre
- 4.3.4.2 Tác động của phân P và C. sphaeroides đến chlorophyll và proline
- 4.3.4.3 Tác động của phân P và C. sphaeroides đến đặc tính đất
- 4.3.4.4. Tác động của phân P và C. sphaeroides đến hấp thu Na, P của cây lúa
- 4.3.4.5. Tác động của C. sphaeroides đến sinh trưởng, thành phần năng suất và năng suất lúa
- 4.3.5 Hiệu quả của vi khuẩn hòa tan lân C. sphaeroides đến hấp thu lân, sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất nhiễm mặn Châu Thành-Trà Vinh
- 4.3.5.1 Đặc tính đất tại Châu Thành-Trà Vinh
- 4.3.5.2 Ảnh hưởng của phân P hóa học và C. sphaeroides ST16 và ST26 đến hàm lượng của chlorophyll và proline
- 4.3.5.3 Ảnh hưởng của phân P hóa học và C. sphaeroides ST16 và ST26 đến đặc tính đất mặn
- 4.3.5.4 Ảnh hưởng của phân P hóa học và C. sphaeroides ST16 và ST26 đến hấp thu Na, P của cây lúa
- 4.3.5.5 Ảnh hưởng của P hóa học và C. sphaeroides ST16 và ST26 đến sinh trưởng, thành phần năng suất và năng suất lúa
- 4.4 Đánh giá hiệu quả của các dòng PNSB hòa tan lân tốt nhất ở điều kiện ngoài đồng
- 4.4.1 Đặc tính đất đầu vụ ở vùng nghiên cứu tại Trần Đề - Sóc Trăng
- 4.4.2 Tác động của phân P và C. sphaeroides đến proline và chlorophyll
- 4.4.3 Tác động của phân P và C. sphaeroides đến đặc tính hóa học đất
- 4.4.4 Tác động của phân P và C. sphaeroides đến hấp thu Na, P của cây lúa
- 4.4.5 Tác động của phân P và C. sphaeroides đến sinh trưởng, thành phần năng suất và năng suất lúa
-
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ