Đặt vấn đề Hiện nay tình trạng biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu ngày càng căng thẳng thì Việt Nam là một trong mười quốc gia có nguy cơ bị ảnh hưởng nặng nhất bởi tình trạng biến đối khí hậu (BDKH). Một trong những hậu quả của BĐKH là xâm nhập mặn góp phần làm cho diện tích đất bị nhiễm mặn ngày càng gia tăng, nước ta là quốc gia có đường bờ bién dai cũng là nguyên nhân gây ra sự ra sự ảnh hưởng của xâm nhập mặn lên các vùng đồng bằng và ven biển. Trong đó đồng bằng sông Cửu Long được xác định là một trong những khu vực chịu nhiều ảnh hưởng của xâm nhập mặn với biểu hiện là tình trạng xâm nhập mặn ngày càng lấn sâu vào nội địa gây ảnh hưởng trực tiếp đến ngành nông nghiệp Việt Nam. Đặc biệt, xâm nhập mặn gây ra nhiều ảnh hưởng bắt lợi cho việc sản xuất lúa.
Cây lúa là một trong những cây lương thực quan trọng hàng đầu của thế giới, là nguồn lương thực chủ yếu của phần lớn dân số trên thế giới. Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chính cho con người và cũng là một trong những mặt hàng nông nghiệp có giá trị xuất khâu cao nhất, chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong nên kinh tế nước ta. Lúa là một trong những loại cây rất nhạy cảm với độ mặn đất và khả năng chịu mặn của cây lúa liên quan đến nhiều yếu tố. Một trong những tiêu chí để đánh giá được khả năng chịu mặn của cây lúa thì sự thích nghi và khả năng chống chịu được thể hiện qua khả năng nảy mam, sự sinh trưởng của mam và của cây trong các môi trường có các mức độ mặn khác nhau.
Long An là một tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long với diện tích đất trồng lúa lớn nhất trong năm 2022 là 226.000 ha trên tổng diện tích đất trồng cây hằng năm là 266.838,83 ha cho thấy tầm quan trọng của nền nông nghiệp sản xuất lúa ở tỉnh này là rất qua trọng. Năm 2020 là một trong những năm mà xâm nhập mặn tại tỉnh Long An diễn ra gay gắt và phức tạp nhất làm cho hàng nghìn ha lúa bị thiệt hại. Các các huyện thường xuyên 1 bị nhiễm mặn bao gồm: Tân Trụ, Bến Lức, Thủ Thừa, Cần Đước, Cần Giuộc, Thạnh Hóa và Tp. Trong đó, tại huyện Tân Trụ diện tích lúa thiệt hại trên 70% là hơn 2.200 ha; thiệt hại từ 30% đến 70% là hơn 1.
Cây thanh long thiệt hại trên 30% là hơn 500 ha. Trên địa bàn huyện Thủ Thừa, diện tích lúa có khả năng bị giảm năng suất từ 30% đến 70% là hơn 1.700 ha; 77 ha có khả năng mất trắng. theo dự báo thì tình hình hiện tại xâm nhập mặn ở Long An năm nay ở mức cao hơn trung bình nhiều năm, tương đương với năm 2020 — 2021 do lượng mưa thấp hơn khoảng 20 — 30% so cùng kỳ, cộng với tác động của hiện tượng El Nino nên khả năng hạn, xâm nhập mặn xuất hiện sớm và sâu từ cuối năm 2023 đến tháng 02 — 2024 (báo Long An, 2024). Chính vì vậy đề tăng khả năng chịu mặn và giảm tác động của stress lên cây lúa thì cần triển khai phát triển các chế phẩm sinh học và khảo sát đánh giá ảnh hưởng các dòng vi khuân thông qua các chỉ tiêu sinh trưởng.
Đề tài khảo sát khả năng giảm stress của cây lúa bị ảnh hưởng mặn dưới tác động của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens và vì khuan Bacillus subtilis được xuất phát từ ý tưởng trên dé đánh giá xem tác động của 2 dòng vi khuẩn trên cây lúa nhằm hướng tới phát triển tạo ra chế phẩm sinh học cho vùng trồng lúa, đặc biệt là vùng lúa bị ảnh hưởng mặn. Mục tiêu đề tài Đánh giá được khả năng giảm stress của cây lúa bị nhiễm mặn dưới ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens và vi khuẩn Bacillus subtilis 1. Noi dung thực hiện Nội dung 1: đánh giá khả năng sinh trưởng mam của hạt lúa bị ảnh hưởng mặn có sự tác động của Bacillus amyloliquefaciens và vi khuân Bacillus subtilis. Nội dung 2: đánh giá ảnh hưởng của vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens và vì khuẩn Bacillus subtilis lên sự sinh trưởng của cây lúa bị ảnh hưởng mặn ở quy mô phòng thí nghiệm.
TÔNG QUAN TÀI LIỆU 2. _ Vi khuẩn có khả năng kích thích tăng trưởng ở thực vật (PGPB) Việc sử dụng thường xuyên phân bón vô cơ với liều lượng cao làm nhiễm độc đất canh tác, nguồn nước, tác động xấu tới môi trường. Với xu hướng “hành tinh xanh”, dé giảm thiểu việc sử dụng phân bón hóa học, các nhà khoa học đã, đang nghiên cứu và khai thác ứng dụng trong nông nghiệp của các nhóm vi khuẩn kích thích tăng trưởng thực vật PGPB (Plan growth-promoting bacteria). PGPB bao gồm vi khuẩn sống tự đo, vi khuẩn vùng rễ và vi khuẩn liên kết ôn định với các mô nhất định và các cơ quan của thực vật được gọi là vi khuẩn endophytic (Maksimov va ctv, 2011).
Các vi khuẩn nay có thể xâm chiếm vào các mô bên trong làm tăng cường sự phát triển của thực vật, bảo vệ cây khỏi các mầm bệnh và các “stress” thông qua một loạt các cơ chế trực tiếp và gián tiếp. Cơ chế trực tiếp bang cách tạo điều kiện thuận lợi dé cây hấp thụ chất dinh dưỡng như cô định đạm, chuyên hóa lân, kẽm khó tan thành dang dé tan mà cây trồng có thé hấp thu được, giảm lượng ethylen thực vật, sản xuất phức hợp sắt (siderophore) hoặc tổng hợp phytohormone IBA (mdole-3-butyric acid), GA (gibberelin) đặc biệt la IAA (mdole-3- acetic acid) (Singh, 2006). Cơ chế gián tiếp bằng cách ức chế của các tác nhân gây bệnh khác nhau đối với sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng như vi khuẩn, nam, tuyến trùng, virus, tức là bằng cách hoạt động như vi khuẩn kiểm soát sinh hoc (Glick, 2012). Hơn nữa, chúng giúp cải thiện khả năng chống chịu của thực vật đối với môi trường, chẳng hạn hạn hán, đất nhiễm mặn, nhiễm độc kim loại và đất sử dụng quá nhiều thuốc trừ sâu.
Một hoặc nhiều những đặc tinh này có thé giúp nâng cao độ phì nhiêu của đất, kích thích tăng trưởng và tăng năng suất cây trồng, hạn chế hoặc loại bỏ phân bón hóa học cũng như thuốc bảo vệ thực vật để góp phan phát triển nông nghiệp bền vững (Glick, 2012; Pedraza, 2008). Ngoài các ứng dụng trong nông nghiệp, PGPB còn có tiềm năng trong bảo vệ môi trường như: xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học hoặc ngăn ngừa xói mòn đất ở các vùng khô can bằng cách cải thiện sự phát triển của thực vật sa mạc (Yamada, 2016). Nhóm vi khuẩn có khả năng kích thích sự phát triển của cây trồng (PGPB) được biết đến khoảng hơn một thé kỷ trước. Có nhiều chi thuộc PGPB chang hạn 3 như Azospirillum, Azotobacter, Azoarcus, Bacillus, Burkholderia, Frankia, Serratia, Herbaspirillum, Pseudomonas, Rhizobium, va Sinorhizobium.
Trong ba thập kỷ qua, một số thành viên của họ Acetobacteraceae như Gluconacetobacter, Swaminathania va Acetobacter đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học quan tâm tới PGPB (Yamada, 2016). Hiện nay, nhiều vi khuẩn thúc đây tăng trưởng thực vật đã được thương mai hóa trong nông nghiệp như: Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Burkholderia, Pseudomonas, Rhizobium, Streptomyces (Glick, 1995). O Viét Nam, hướng nghiên cứu san xuất các chế phâm PGPB thay thé phân bón hóa học được đề cập va ứng dụng khá nhiều. Các chế phẩm này có nhiều tác dụng trong nông nghiệp như kích thích, điều hòa sinh trưởng thực vật; sinh tông hợp các hoạt chất sinh học có tác dụng điều hòa hoặc kích thích quá trình trao đôi chất của cây, giúp cho cây sinh trưởng và phát triển tốt, tăng năng suất.
Đặc điểm hình thái của vi khuẩn Bacillus amylolyquefaciens và vi khuẩn Bacillus subtilis Vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens: vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens là một loại vi khuẩn thuộc chi Bacillus, có mau trang duc, tròn, viền răng cưa, nhăn, gram dương. Đây là loại trực khuẩn, tồn tại ở dạng hình que với kích thước từ (0,7 — 0,9) x (1,8 — 3,0) um. Khác với các loài Bacillus khác, Bacillus amyloliquefaciens không tồn tại ở dạng chuỗi dai mà hình thành các tế bào đơn lẻ. Bacillus amyloliquefaciens hình thành nội bao tử, xuât hiện chủ yêu trong tê bào và tôn tại trong thời gian dai.
Đặc điểm hình thái vi khuân Bacillus amyloliquefaciens. 4 Bao tử của Bacillus amyloliquefaciens có dạng hình bầu dục hoặc hình trụ, có kích thước khoảng (0,6 — 0,8) x (1,0 — 1,4) pm. Chúng nằm ở giữa hoặc gần trung tâm trong túi bảo tử không trương và không làm biến dạng hình qua của tế bào vi khuan. Vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động từ 30°C đến 40°C và không thé sinh trưởng ở nhiệt độ môi trường thấp hon 15°C hay cao trên 50°C.
Vi khuẩn Bacillus subfillis: là vi khuân Gram (+), có màu trắng đục, tròn, viền răng cưa, nhăn, trực khuẩn có dạng hình que, hai đầu tròn, ưa khí không bắt buộc, có kích thước (0,5 — 0,8) x (1,5 — 3,0) um. Vi khuẩn Bacillus subtillis thuong tap trung thanh chuỗi ngắn hoắc don lẻ có tính di động va có kha năng sinh bao tử hình bau dục nhỏ hon tế bào vi khuẩn, năm giữa tế bào có kích thước từ 0,8 — 1,8 um. Bảo tử có khả năng chịu nhiệt, chịu ẩm, tia tử ngoại, tia phóng xạ, không kháng acid và phát triển bằng cách nảy mam do sự nứt của bào tử (Tô Minh Châu, 2000). Vi khuẩn Bacillus subtillis là vì khuẩn hiểu khí nhưng lại có khả năng phát triển yếu trong môi trường thiếu oxy, nhiệt độ phát triển tối ưu của là 37°C, thích hợp với pH = 7,0 — 7,4.
Vi khuẩn Bacillus subtillis tồn tại trong đất, không khí, nước và ở đường tiêu hóa trong cơ thể con người. Các đặc tính kích thích tăng trưởng thực vật của họ khuẩn Bacillus 2. Khả năng sinh tong hợp IAA IAA là một sản phẩm thông thường của quá trình chuyển hóa L-Tryptophan được tạo ra bởi một số vi sinh vật bao gồm cả vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens thúc day tăng trưởng thực vật. Hợp chất làm thay đổi nồng độ IAA là Tryptophan - tiền chất cần thiết của quá trình tong hợp IAA.
Tryptophan tăng tông hợp IAA, ngược lại Anthranilate - tiền chất tổng hợp Tryptophan lại giảm tổng hop IAA. Tổng hop IAA được kiểm soát tốt vì Tryptophan ức chế sự hình thành anthranilate bởi cơ chế kiểm soát Anthranilate synthase và kết quả là cảm ứng không trực tiếp quá trình tổng hợp IAA. Indole-3-acetic acid (IAA) là auxin tự nhiên điều hòa sự tăng trưởng và phát triển trong suốt chu trình tế bào thực vật. IAA đóng vai trò quan trọng trong mối tương tác thực vật - vi sinh vật.