Bước đầu tuyển chọn vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan để sản xuất phân vi sinh phục vụ cho Lâm nghiệp TS. Phạm Quang Thu Lê Khánh Vân 1. Mở đầu Phốt pho là một trong những nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Quá trình trao đổi chất, tích luỹ đường, protein và chất béo của cây đều có sự tham gia của phốt pho, đặc biệt là sự hình thành những tế bào mới. Trong đó tác dụng rõ nhất đối với cây trồng là vào thời kỳ cây non, lúc bộ rễ còn yếu và cây có nhu cầu lớn về nucleoprotein. Nhiệm vụ trồng rừng ở nước ta đang có bước chuyển biến lớn với Chương trình quốc gia trồng mới 5 triệu ha rừng, chủ yếu trên những diện tích đất trống, đồi núi trọc xói mòn mạnh. Những loại đất này nghèo chất dinh dưỡng, hàm lượng lân dễ tiêu trong đất thấp. Để sản xuất cây con phục vụ trồng rừng, trong quá trình gieo ươm đã sử dụng khối lượng lớn đất tại chỗ kết hợp với sử dụng các loại phân hoá học tổng hợp để trộn với đất làm nguyên liệu tạo hỗn hợp ruột bầu, dẫn tới chi phí sản xuất lớn và nhiều khi mang lại hiệu quả không cao. Việc nghiên cứu sử dụng phân bón vi sinh thay thế phân hoá học làm hỗn hợp ruột bầu trong việc sản xuất cây con ở vườn ươm và bón cho cây trong quá trình trồng rừng, giúp cho cây con tận dụng được nguồn phốt pho có sẵn trong đất, đáp ứng cho nhu cầu phát triển của cây đồng thời giảm được ô nhiễm môi trường. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng chuyến hoá phốt pho khó tan. Cho đến nay đã đạt được nhiều thành tựu trong lĩnh vực này và đã áp dụng trong thực tế mang lại nhiều hiệu quả cho sản xuất nông nghiệp. ở Việt Nam, từ những năm 1990 trở lại đây, nghiên cứu phân bón vi sinh đã được tiến hành ở nhiều đơn vị nghiên cứu nhưng chủ yếu áp dụng trên đồng ruộng, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là chính. Việc nghiên cứu phân lập vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát trên đất lâm nghiệp làm tăng độ mầu mỡ của đất, nâng cao năng suất cây trồng rừng nhất là cây con ở vườn ươm là việc làm cần thiết và còn rất mới mẻ. Trong khuôn khổ đề tài KHCN 02 06 Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã thực hiện đề mục tuyển chọn các vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát để sản xuất phân bón vi sinh phục vụ trồng rừng. 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 Mẫu đất: Các vi sinh vật phân giải lân được phân lập từ các mẫu đất thu thập từ rừng trồng và đất canh tác nông nghiệp ở các địa phương như sau: - Mẫu đất được lấy ở dưới rừng thông nhựa Pinus merkusii ở Đại Lải, Vĩnh Phúc - Mẫu đất được lấy ở dưới rừng rừng trồng keo tai tượng Acacia mangium ở Đại Lải, Vĩnh Phúc - Mẫu đất được lấy ở dưới rừng trồng bạch đàn Eucalyptus camaldulesis ở Đại Lải, Vĩnh Phúc - Mẫu đất được lấy ở dưới rừng keo lá tràm Acacia auriculifomis ở Đại Lải, Vĩnh Phúc - Mẫu đất được lấy ở nương sắn Tủa Chùa, Lai Châu - Mẫu đất được lấy ở nương rẫy đã bỏ hoang ở Tủa Chùa, Lai Châu. - Mẫu đất được lấy ở dưới rừng trồng ở Tửa Chùa, Lai Châu. - Mẫu đất được lấy từ đất canh tác nông nghiệp ở Tuyên Quang - Chế phẩm vi sinh vật phân giải lân do viện Công nghệ Sinh học cung cấp. 2.2. Phân lập và tuyển chọn: · Phân lập : 10g đất được pha loãng với H 2 0 vô trùng ở các nồng độ thích hợp từ 10 -3 (đối với đất rừng) và 10 -5 ( đối với đất ruộng). Dùng pipet 1ml vô trùng lấy dịch mẫu nhỏ 0,05ml cho vào đĩa thạch có chứa môi trường 5% phốt phát can xi, trang đều trên mặt thạch, nuôi trong tủ ấm ở nhiệt độ 30 0 C trong 3 - 5 ngày. · Tuyển chọn vi sinh vật có khả năng phân giải lân bằng cách thử hiệu lực đo vòng phân giải: cấy gạch một nét nhỏ lên chính giữa môi trường thạch có chứa 5% phốt phát canxi, sau 3 - 7 ngày đo đường kính của vòng trong bao xung quanh khuẩn lạc. 2.3. Sản xuất chế phẩm: - Sau khi tuyển chọn được những chủng có khả năng phân giải cao, tiến hành nhân sinh khối trên máy lắc trong 72 giờ . - Khi số lượng tế bào đạt 10 8 - 10 10 trong 1 ml dung dịch nuôi cấy, đưa dung dịch đã nuôi các chủng cấy vào môi trường than bùn vô trùng với liều lượng là 1ml dung dịch trong 10 gam đất than bùn. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1 Kết quả phân lập các vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát khó tan Từ các mẫu đất trên, đã thu được một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát khó tan. Kết quả được trình bày ở bảng 1. Qua biểu 1 cho thấy mật độ vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan trên đất rừng là thấp hơn nhiều so với đất canh tác nông nghiệp. Ba chủng vi sinh vật phân lập được từ đất rừng và 3 chủng vi sinh vật phân lập được từ đất canh tác nông nghiệp có khả năng phân giải phốt phát khó tan đã được tuyển chọn. Biểu 1: Nguồn gốc và các chủng đã được phân lập TT Ký hiệu các chủng đã được tuyển chọn Khả năng phân giảI phốt phát Địa điểm lấy mẫu Nguồn phân lập 1 Đ 1-4-1 ++ Đại Lải Đất rừng thông 2 Đ 1-5 ++ Đại Lải Đất rừng thông 3 Đ 1-3 + Đại Lải Đất rừng thông 4 Đ 1-4-3 - Đại Lải Đất rừng thông 5 Đ 1-4-6 - Đại Lải Đất rừng thông 6 L 1 0 Đại Lải Đất vườn ươm 7 L 2 0 Đại Lải Đất rừng bạch đàn 8 L 3 - Đại Lải Đất rừng bạch đàn 9 L 4-1 +++ Đại Lải Đất rừng keo tai tượng 10 L 5 0 Đại Lải Đất rừng keo lá tràm 11 L 6 0 Đại Lải Đất rừng thông 12 ĐB 1 0 Lai Châu Nương ngô, chân đ ồi 13 ĐB 2 0 Lai Châu Nương s ắn, chân đồi 14 ĐB 3 0 Lai Châu Nương s ắn, đỉnh đồi 15 T 3-2-1 + Tuyên Quang Đất trồng lúa 16 T 1-1 + Tuyên Quang Đất trồng lúa 17 T 2-1 + Tuyên Quang Đất trồng lúa 18 MN +++ Chế phẩm Viện CN Sinh học 19 ĐTR 2 +++ Chế phẩm Viện CN Sinh học 20 RTL 2 +++ Chế phẩm Viện CN Sinh học Ghi chú: 0 Không có vi sinh vật phân giải phốt phát - Phân giải phốt phát rất yếu + Phân giải phốt phát yếu ++ Phân giải phốt phát trung bình +++ Phân giải phốt phát tốt 3.2. Khả năng phân giải phốt phát khó tan của các chủng vi sinh vật đã được tuyển chọn: Từ 6 chủng vi sinh vật được tuyển chọn, so sánh khả năng tạo vòng phân giải phốt phát canxi với 3 chủng từ viện Công nghệ Sinh học. Kết quả được trình bày ở biểu 2. Qua biểu 2 cho thấy: Kích thước vòng phân giải của các chủng không giống nhau, đường kính vòng phân giải thấp nhất thuộc các chủng có ký hiệu là: T 3-2-1 , T 1-1 , T 1- 1 từ 3 - 5 mm. Chủng nấm mốc L 4-1 phân lập từ đất rừng trồng thông Đại Lải có khả năng phân giải phốt phát cao có đường kính 20 - 66 mm tương đương với chủng MN có đường kính 28 - 67 mm. Hai chủng vi khuẩn Đ 1-4-1 và Đ 1-5 phân lập từ đất trồng thông có đường kính vòng phân giải trung bình từ 5 - 8 mm. Thời gian hình thành vòng phân giải nhìn chung không có những biến động lớn từ 3 - 6 ngày. Riêng 2 chủng ĐTL 2 và RTL 2 có thời gian sớm hơn từ 2 - 4 ngày. Biểu 2: Khả năng tạo vòng phân giải của các chủng vi sinh vật và nấm mốc Ký hiệu chủng Đ 1-4-1 Đ 1-5 L 4-1 T 3-2-1 T 1-1 T 2-1 MN ĐTR 2 RTL 2 Kích thước vòng 6 - 8 5 - 7 20 - 66 3 - 5 3 - 4 4 - 5 28-67 10-13 9 - 12 phân giải (mm) Thời gian hình thành vòng phân giải (ngày) 3 - 5 3 - 6 2 - 6 3 - 6 3 - 6 3 - 6 3 - 6 2 - 4 2 - 4 3.3. Sản xuất chế phẩm vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan từ các chủng đã tuyển chọn Căn cứ vào khả năng tạo vòng phân giải của các chủng như đã nói ở trên , lấy ra 1 chủng vi khuẩn phân lập từ đất rừng trồng ký hiệu Đ 1-4-1 , 1 chủng nấm mốc cũng được phân lập từ đất rừng trồng với ký hiệu L 4-1 để sản xuất chế phẩm. Đánh giá khả năng phát triển của các chủng trong quá trình nhân nuôi trên môi trường dịch thể trên máy lắc trong thời gian 72 giờ và khả năng phát triển của các chủng vi sinh vật trên giá thể rắn là than bùn sau mỗi tuần nuôi cấy. Những kết quả trên được so sánh với chủng MN. Kết quả được trình bày ở biểu 3 và biểu 4: Biểu 3: Số lượng trung bình vi khuần và nấm mốc phân giải lân sau 72 giờ nuôi cấy trên máy lắc Ký hiệu các chủng vi sinh vật Chỉ tiêu Đ 1-4-1 MN L 4-1 Số lượng tế bào vi khu ẩn 85,5.10 8 24,0.10 9 85,3.10 10 và nấm mốc/ml Qua kết quả ở biểu trên cho thấy: Mật độ tế bào do các chủng nấm mốc MN và L 4- 1 sản sinh ra sau 72 h nuôi cấy cao hơn nhiều so với chủng vi khuẩn Đ 1-4-1 . Chủng L 4-1 có mật độ tế bào cao nhất 85,3.10 10 . Kết quả kiểm tra mật độ vi khuẩn và nấm mốc sau một thời gian nuôi cấy trên than bùn vô trùng được trình bày ở biểu 4. Biểu 4: Số lượng vi khuẩn và nấm mốc trung bình nuôi cấy trên nền than bùn vô trùng Ký hiệu các chủng vi khuẩn Số lượng vi khuẩn/ml Đ 1-4-1 MN L 4-1 Tuần1 25,2.10 8 20,0.10 6 20,0.10 7 Tuần 2 29,6.10 10 53,3.10 7 14,0.10 10 Tuần 3 38,0.10 10 82,6.10 10 20,6.10 11 Nhìn chung cho thấy các chủng có khả năng tồn tại trên nền than đã vô trùng, mật độ trung bình của tuần đầu có giảm so với số lượng ban đầu không đáng kể. Trong tuần thứ 2 số lượng tế bào bắt đầu tăng dần và đạt 10 10 /ml và sau 3 tuần trung bình đạt 10 11 /ml. Riêng chủng MN có số lượng thấp hơn. Sau một thời gian nuôi cấy, mật độ vi khuẩn của các chủng đều có tăng, cho thấy khả năng phát triển của cả 3 chủng trên nền than bùn vô trùng là rất tốt. 4. Kết luận · Đã tuyển chọn được 2 chủng vi khuẩn và 1 chủng nấm mốc có khả năng phân giải phốt phát khó tan, sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện pH đất thấp. · Các chủng được tuyển chọn có khả năng phân giải phốt phát khó tan tương đối tốt, tương đương với các chủng sản xuất MN, RTL2, ĐTL2 của viện Công nghệ Sinh học. · Cả 3 chủng đều thích nghi và phát triển tốt ở nhiệt độ từ 30 - 32 0 C, sinh trưởng từ 2 - 4 ngày · Các chủng Đ 1-4-1 , L 4-1 phát triển tốt trên môi trường dịch thể và giá thể rắn là than bùn với số lượng khuẩn lạc đạt từ 10 8 - 10 10 , có nhiều triển vọng trong việc sản xuất phân bón vi sinh cho đối tượng cây Lâm nghiệp. Preliminary selection of the micro organisms for disintegration of insoluble phosphate in production of microbial fertilizer serving forestry Summary The authors have studied and selected two bacterial strains and one mould strain capable of disintegrating insoluble phosphate. These strains grow and develop well in soil of low pH. The three strains all adapt and develop well at temperature 30 - 32 oC in 2 - 4 days. The strains D 1-4-1 , L 4-1 develop well in fluid and solid media (peat) at 10 8 - 10 10 cells/ml or g, highly promising in microbial fertilizer production serving forest tree species . Bước đầu tuyển chọn vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan để sản xuất phân vi sinh phục vụ cho Lâm nghiệp TS. Phạm Quang Thu Lê Khánh Vân 1. Mở đầu Phốt pho là một trong. KHCN 02 06 Vi n Khoa học Lâm nghiệp Vi t Nam đã thực hiện đề mục tuyển chọn các vi sinh vật có khả năng phân giải phốt phát để sản xuất phân bón vi sinh phục vụ trồng rừng. 2. Vật liệu và. Phân giải phốt phát yếu ++ Phân giải phốt phát trung bình +++ Phân giải phốt phát tốt 3.2. Khả năng phân giải phốt phát khó tan của các chủng vi sinh vật đã được tuyển chọn: Từ 6 chủng vi sinh