HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM DƯƠNG KHÔI KHOA NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP TẠO THẢM THỰC VẬT BẰNG VẬT LIỆU SINH HỌC NHẰM BẢO VỆ ĐẤT DỐC Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Nguyễn Thị Minh NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày…tháng …năm 2018 Tác giả luận văn Dương Khôi Khoa i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc PGS. Nguyễn Thị Minh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian giúp đỡ tôi thực hiện đề tài. Ngoài ra, tôi vô cùng cảm ơn PGS. Nguyễn Thị Minh đã tạo điều kiện cho tôi được kế thừa các số liệu về phân lập, tuyển chọn các chủng nấm rễ trong đề tài nghiên cứu “Tuyển chọn giống Arbuscular mycorrhizae và Rhizobium dùng để sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật làm tiểu cảnh trong khuôn viên”.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Vi sinh vật, Khoa Môi trường – Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày…tháng …năm 2018 Tác giả luận văn Dương Khôi Khoa ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục.
iii Danh mục chữ viết tắt. vi Danh mục bảng. vii Danh mục hình. viii Trích yếu luận văn.
ix Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu của đề tài. Phạm vi của đề tài.
Đối tượng nghiên cứu. Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu.
Khái niệm về đất dốc, đất trống đồi trọc tại Việt Nam. Nguyên nhân gây tăng diện tích đất trống đồi trọc và ảnh hưởng của nó đến môi trường. Các biện pháp tái tạo thảm thực vật. Các biện pháp tái tạo thảm thực vật trên thế giới.
Các biện pháp tái tạo thảm thực vật ở Việt Nam. Khái niệm và thành phần của vật liệu sinh học. Khái niệm vật liệu sinh học. Thành phần của vật liệu sinh học.
Nấm rễ cộng sinh Mycorrhizae. Khái niệm, phân loại. Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM). 17 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Cơ sở khoa học của việc sử dụng nấm rễ cộng sinh để sản xuất vật liệu sinh học và tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học. Mối quan hệ cộng sinh giữa nấm rễ và cây chủ. Sự phản hồi của cây trồng với nấm rễ nội cộng sinh. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp. Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm.
Phương pháp lựa chọn cây chủ. Phương pháp xử lý số liệu. Phương pháp sản xuất vật liệu sinh học. Phương pháp kế thừa.
Kết quả và thảo luận. Đặc điểm của nấm rễ dùng để sản xuất vật liệu sinh học. Lựa chọn cây chủ dùng để tái tạo thảm thực vật. Lựa chọn cây chủ để nhân giống nấm rễ.
Lựa chọn cây chủ để tái tạo thảm thực vật ngoài thực địa. Chất lượng của vật liệu sinh học. Điều kiện sử dụng vật liệu sinh học và quá trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc. Điều kiện sử dụng vật liệu sinh học trên đất dốc.
Quy trình công nghệ sử dụng vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật nhằm bảo vệ đất dốc. Hiệu quả tái tạo thảm thực vật trên đất dốc bằng vật liệu sinh học. Hiệu quả của xử lý vật liệu sinh học đến sinh trưởng, phát triển của đậu mèo. Ảnh hưởng của vật liệu sinh học đến tính chất đất thí nghiệm.
47 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Kết luận và kiến nghị. 49 Tài liệu tham khảo. 51 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt AM (Arbuscular Mycorrhizae) Nấm rễ cộng sinh Arbuscular AMF (Arbuscular Mycorrhizal Fungi) Loại hình nấm nội cộng sinh thể A CT Công thức ĐC Đối chứng ICRAF (International Centre for Trung tâm nghiên cứu Quốc tế về Research in Agroforestry) nông lâm nghiệp TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TTV Thảm thực vật VLSH Vật liệu sinh học VSV Vi sinh vật vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 4.
Đặc điểm của nấm rễ AM. Sự phát triển của nấm rễ trên các cây chủ sau 30 ngày xử lý nấm rễ. Ảnh hưởng của nấm rễ đến sinh trưởng và phát triển của cây chủ. Theo dõi sự nảy mầm của hạt giống.
Tính chất của vật liệu sinh học. Hiệu quả của màng che phủ. Ảnh hưởng của xử lý vật liệu sinh học đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây đậu mèo. Ảnh hưởng của xử lý vật liệu sinh học đến một số chỉ tiêu nông hóa của đất sau 8 tuần thí nghiệm.
47 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 2. Sự phát triển của Glomus mosseae. Vesicles (túi) trong VAM. Sự xâm nhập vào rễ thực vật của nấm cộng sinh rễ trong.
Mô hình một số mycorrhizal từ các loài nấm khác nhau. Hartig net của Populus. Sự xâm nhập rễ thông của Pisolithus tinctorius. Quy trình sản xuất vật liệu sinh học.
Bào tử nấm AM. Quá trình sinh trưởng của bào tử nấm rễ Gigaspora sp6. Tỷ lệ mức độ xâm chiếm rễ và số lượng bào tử so với đối chứng khi xâm nhiễm 2 chủng nấm rễ lên hệ rễ cây Đậu xanh. Tỷ lệ chiều dài rễ so với đối chứng khi xâm nhiễm 2 chủng nấm rễ lên hệ rễ cây Đậu xanh.
Nhân giống nấm rễ trên cây Đậu xanh. Quy trình sử dụng vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm thực vật. Thí nghiệm về màng che phủ đát. Chiều cao cây đậu mèo trong 8 tuần khảo sát.
Tỷ lệ chiều cao các cây chủ so với các đối chứng. Sự biến động của diện tích lá theo thời gian thử nghiệm. Tỷ lệ giá trị LAI so với các đối chứng của Đậu mèo, Ngô và Vừng. Tái tạo thảm thực vật ở Bắc Giang.
46 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Dương Khôi Khoa Tên Luận văn: Nghiên cứu biện pháp tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học nhằm bảo vệ đất dốc Ngành: Khoa Học Môi Trường Mã số: 8440301 Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Arbuscular Mycorhizae (AM) là loài nấm rễ nội cộng sinh ở rễ cây mang lại nhiều lợi ích cho cây chủ như làm tăng sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng do tăng cường hấp thụ các chất dinh dưỡng và nâng cao khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường. Trên cơ sở các đặc tính nêu trên, nấm rễ nội cộng sinh được tích hợp vào vật liệu sinh học trong việc tái tạo thảm thực vật trên đất dốc. Mục đích của đề tài là xây dựng quy trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học nhằm bảo vệ đất dốc và bước đầu đánh giá hiệu quả của biện pháp tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc. Phương pháp nghiên cứu Đề tài với các nội dung nghiên cứu bao gồm: (i) nghiên cứu đặc điểm của nấm rễ AM dùng để sản xuất vật liệu sinh học; (ii) lựa chọn cây chủ dùng tái tạo thảm thực vật; (iii) chất lượng của vật liệu sinh học; (iv) điều kiện sử dụng vật liệu sinh học trên đất dốc và quá trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc; (v) hiệu quả tái tạo thảm thực vật trên đất dốc bằng vật liệu sinh học.
Tương ứng với các nội dung nghiên cứu trên, phương pháp nghiên cứu quan trọng trong đề tài bao gồm: (i) phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng nhằm đánh giá hiệu quả của màng che phủ đất và đánh giá hiệu quả tái tạo thảm thực vật; (ii) phương pháp lựa chọn cây chủ để nhân giống nấm rễ và lựa chọn cây chủ để tái tạo thảm thực vật. Kết quả chính và kết luận Các chủng AM sử dụng trong vật liệu sinh học kế thừa từ nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh (2016) là Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra có tỷ lệ nảy mầm lớn trên 80% và có khả năng cộng sinh tốt với hệ rễ cây chủ. Cây đậu xanh (Vigna radiata) được lựa chọn làm cây chủ để nhân giống nấm rễ do có thời gian sinh trưởng ngắn, bộ rễ phát triển nhanh và khỏe mạnh, có khả năng tạo sinh khối lớn trong thời gian ngắn và ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phù hợp để cho nấm rễ phát triển và nhân sinh khối nhanh chóng. Xét về mức độ xâm chiếm rễ, xử lý nấm rễ bằng Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra lần lượt gấp 13,16 và 11,34 lần so với đối chứng.
Đối với số lượng bào tử, kết quả này cũng cao gấp 7,71 lần (đối với Gigaspora sp6) và 7,05 lần (đối với Dentiscutata nigra) so với đối chứng. Quy trình tái tạo thảm thực vật bằng vật liệu sinh học trên đất dốc gồm 3 bước chính: (i) Kiểm tra chất lượng vật liệu sinh học, (ii) bổ sung hạt giống (nếu có), (iii) tích hợp màng che phủ.