Nghiên cứu sử dụng đất phèn ĐBSCL thích ứng biến đổi khí hậu

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Nội dung nghiên cứu

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3. Những đóng góp mới của luận án

1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Nguyên lý và ứng dụng của vi khuẩn liên kết với thực vật trong nông nghiệp

2.2. Nguyên lý và ứng dụng của vi khuẩn liên kết thực vật

2.3. Những tiến bộ trong nghiên cứu cộng đồng vi sinh vật liên kết với thực vật

2.4. Đặc điểm thổ nhưỡng các vùng sinh thái đất

2.4.1. Phân loại đất phèn

2.4.2. Đặc điểm thổ nhưỡng và các trở ngại trên đất phèn ĐBSCL

2.4.3. Đặc tính hóa học của đất phèn ĐBSCL

3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1. Thời gian và địa điểm

3.2. Phương pháp

3.2.1. Nội dung 1: Khảo sát và thu thập mẫu đất, thực vật trên đất phèn ở các vùng sinh thái tại đồng bằng sông Cửu Long

3.2.2. Nội dung 2: Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn liên kết với thực vật có khả năng cố định đạm, hòa tan lân

3.2.3. Nội dung 3: Tuyển chọn vi khuẩn trước khi tiến hành nhận diện

3.2.4. Nội dung 4: Nhận diện, định danh các chủng vi khuẩn tuyển chọn

3.2.5. Nội dung 5: Đánh giá hiệu quả của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn trên cây lúa trồng trên đất phèn trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng

3.2.6. Nội dung 6: Đánh giá hiệu quả của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn trên khoai lang trồng trên đất phèn trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng

3.3. Xử lý số liệu

3.4. Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu

3.5. Môi trường sử dụng

3.6. Đặc tính đất thí nghiệm

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Phân lập vi khuẩn trên lúa và khoai lang

4.1.1. Phân lập vi khuẩn vùng rễ cây lúa và nội sinh cây lúa

4.1.2. Đặc điểm hình thái của vi khuẩn vùng rễ và nội sinh cây lúa

4.1.3. Phân lập vi khuẩn vùng rễ và nội sinh trên khoai lang

4.1.4. Đặc điểm hình thái của vi khuẩn vùng rễ và nội sinh trên khoai lang

4.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn tiềm năng có khả năng cố định đạm và hòa tan lân

4.2.1. Khảo sát khả năng tổng hợp NH4 và hòa tan lân của chủng vi khuẩn đã phân lập trên vùng rễ lúa và nội sinh trong cây lúa

4.2.2. Khảo sát khả năng tổng hợp NH4+ và hòa tan lân của chủng vi khuẩn đã phân lập trên vùng rễ lúa và nội sinh trong khoai lang

4.2.3. Nhận diện và xây dựng mối quan hệ di truyền của một số chủng vi khuẩn trên lúa, khoai lang có khả năng tổng hợp NH4+, hòa tan lân cao

4.2.3.1. Đối với vi khuẩn đất vùng rễ lúa

4.2.3.2. Đối với vi khuẩn nội sinh cây lúa

4.2.3.3. Đối với vi khuẩn vùng rễ và nội sinh trên khoai lang

4.3. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn cho áp dụng trong điều kiện đồng ruộng

4.4. Hiệu quả của các chủng vi khuẩn triển vọng B. vietnamiensis X1, X2, X3 cố định đạm và hòa tan lân khó tan đến sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất phèn trong điều kiện nhà lưới

4.4.1. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn kết hợp với mức bón đạm lên thành phần năng suất và năng suất lúa

4.4.2. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn kết hợp với mức bón lân lên thành phần năng suất và năng suất lúa

4.5. Hiệu quả của các chủng vi khuẩn triển vọng E. acidipaludis X5, Bacillus sp. X6 cố định đạm và hòa tan lân khó tan đến sinh trưởng và năng suất khoai lang trồng trên đất phèn trong điều kiện nhà lưới

4.6. Hiệu quả của các chủng vi khuẩn triển vọng B. vietnamiensis X1, X2, X3 cố định đạm và hòa tan lân khó tan đến sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất phèn trong điều kiện ngoài đồng

4.6.1. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn B. vietnamiensis X1, X2, X3 kết hợp các mức đạm lên năng suất lúa trồng trên đất phèn ở đồng bằng sông Cửu Long vụ hè thu 2015

4.6.2. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn B. vietnamiensis X1, X2, X3 kết hợp các mức lân lên năng suất lúa trồng trên đất phèn ở đồng bằng sông Cửu Long vụ hè thu 2015

4.6.3. Đánh giá hiệu quả của chủng vi khuẩn B. vietnamiensis X1, X3 lên năng suất lúa trồng trên đất phèn ở đồng bằng sông Cửu Long vụ thu đông 2015

4.7. Hiệu quả của các chủng vi khuẩn triển vọng E. acidipaludis X5, Bacillus sp. X6 cố định đạm và hòa tan lân khó tan đến sinh trưởng và năng suất khoai trồng trên đất phèn ở điều kiện ngoài đồng

4.7.1. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn E. acidipaludis X5, Bacillus sp. X6 kết hợp với các liều lượng đạm đến năng suất khoai lang tím nhật vào vụ xuân hè 2016 trên đất phèn ở ĐBSCL

4.7.2. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn E. acidipaludis X5, Bacillus sp. X6 kết hợp với các liều lượng lân đến năng suất khoai lang tím nhật vào vụ hè thu 2016 trên đất phèn ở ĐBSCL

4.7.3. Ảnh hưởng của vi khuẩn triển vọng đến năng suất khoai lang tím nhật vụ hè thu 2016

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

DANH SÁCH BẢNG

DANH SÁCH HÌNH

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu

Luận án tiến sĩ 'Nghiên cứu sử dụng đất phèn ĐBSCL thích ứng biến đổi khí hậu' tập trung vào việc phân lập, tuyển chọn và định danh vi khuẩn liên kết với thực vật trên đất phèn vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Mục tiêu chính là tìm ra các chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm và hòa tan lân, nhằm cải thiện sinh trưởng và năng suất cây trồng trong điều kiện đất phèn. Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn, góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững tại ĐBSCL.

1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào vi khuẩn liên kết với cây lúa và khoai lang trồng trên đất phèn tại bốn vùng sinh thái chính của ĐBSCL: Tứ giác Long Xuyên, Đồng Tháp Mười, Trũng sông Hậu và Bán đảo Cà Mau. Các mẫu đất và thực vật được thu thập để phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có tiềm năng cố định đạm và hòa tan lân.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp hiểu biết sâu hơn về cộng đồng vi sinh vật trong đất phèn mà còn đề xuất các giải pháp sinh học để cải thiện năng suất cây trồng. Việc sử dụng vi khuẩn cố định đạm và hòa tan lân có thể giảm thiểu việc sử dụng phân bón hóa học, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững.

II. Tổng quan tài liệu

Chương này trình bày các nguyên lý và ứng dụng của vi khuẩn liên kết với thực vật trong nông nghiệp, đặc biệt là trong điều kiện đất phèn. Các nghiên cứu trước đây về cộng đồng vi sinh vật liên kết với thực vật và đặc điểm thổ nhưỡng của đất phèn ĐBSCL cũng được tổng hợp. Những tiến bộ trong nghiên cứu vi sinh vật liên kết với thực vật đã mở ra hướng đi mới trong việc cải thiện năng suất cây trồng trên đất phèn.

2.1. Nguyên lý và ứng dụng của vi khuẩn liên kết với thực vật

Vi khuẩn liên kết với thực vật có khả năng cố định đạm và hòa tan lân, giúp cây trồng hấp thụ dinh dưỡng tốt hơn. Các chủng vi khuẩn này có thể được sử dụng như một giải pháp sinh học thay thế phân bón hóa học, đặc biệt trong điều kiện đất phèn có pH thấp và hàm lượng dinh dưỡng thấp.

2.2. Đặc điểm thổ nhưỡng của đất phèn ĐBSCL

Đất phèn ĐBSCL có pH thấp, hàm lượng dinh dưỡng thấp và chứa nhiều ion độc hại như Al3+ và Fe2+. Những đặc điểm này gây khó khăn cho việc canh tác nông nghiệp. Tuy nhiên, việc sử dụng vi khuẩn liên kết với thực vật có thể cải thiện điều kiện đất và tăng năng suất cây trồng.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc thu thập mẫu đất và thực vật từ bốn vùng sinh thái đất phèn tại ĐBSCL. Các mẫu được phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng cố định đạm và hòa tan lân. Các chủng vi khuẩn được định danh bằng kỹ thuật PCR và giải trình tự gen 16S rDNA. Hiệu quả của các chủng vi khuẩn được đánh giá thông qua thí nghiệm đồng ruộng và nhà lưới.

3.1. Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn

Các mẫu đất và thực vật được thu thập từ bốn vùng sinh thái đất phèn. Vi khuẩn được phân lập từ vùng rễ và nội sinh của cây lúa và khoai lang. Các chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm và hòa tan lân được tuyển chọn để đánh giá hiệu quả.

3.2. Định danh và đánh giá hiệu quả

Các chủng vi khuẩn được định danh bằng kỹ thuật PCR và giải trình tự gen 16S rDNA. Hiệu quả của các chủng vi khuẩn được đánh giá thông qua thí nghiệm đồng ruộng và nhà lưới, đo lường sự tăng trưởng và năng suất của cây lúa và khoai lang.

IV. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã phân lập được 431 chủng vi khuẩn liên kết với cây lúa và 424 chủng vi khuẩn liên kết với khoai lang. Các chủng vi khuẩn này có khả năng cố định đạm và hòa tan lân, giúp cải thiện năng suất cây trồng. Kết quả thí nghiệm đồng ruộng cho thấy việc sử dụng vi khuẩn Burkholderia vietnamiensis và Burkholderia acidipaludis có thể tăng năng suất lúa và khoai lang, đồng thời giảm lượng phân bón hóa học cần thiết.

4.1. Phân lập và đặc điểm vi khuẩn

Các chủng vi khuẩn được phân lập có đặc điểm khuẩn lạc đa dạng, chủ yếu là hình que và Gram âm. Các chủng vi khuẩn này có khả năng cố định đạm và hòa tan lân, giúp cải thiện dinh dưỡng cho cây trồng.

4.2. Hiệu quả của vi khuẩn trong thí nghiệm đồng ruộng

Thí nghiệm đồng ruộng cho thấy việc sử dụng vi khuẩn Burkholderia vietnamiensis và Burkholderia acidipaludis có thể tăng năng suất lúa và khoai lang. Các chủng vi khuẩn này cũng giúp giảm lượng phân bón hóa học cần thiết, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững.

V. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã thành công trong việc phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm và hòa tan lân trên đất phèn ĐBSCL. Các chủng vi khuẩn này có tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng suất cây trồng và giảm thiểu sử dụng phân bón hóa học. Nghiên cứu đề xuất áp dụng các chủng vi khuẩn này trong canh tác lúa và khoai lang tại ĐBSCL để phát triển nông nghiệp bền vững.

5.1. Kết luận

Nghiên cứu đã xác định được các chủng vi khuẩn có khả năng cố định đạm và hòa tan lân, giúp cải thiện năng suất cây trồng trên đất phèn. Các chủng vi khuẩn này có tiềm năng lớn trong việc phát triển nông nghiệp bền vững tại ĐBSCL.

5.2. Đề xuất

Nghiên cứu đề xuất áp dụng các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn trong canh tác lúa và khoai lang tại ĐBSCL. Việc sử dụng vi khuẩn cố định đạm và hòa tan lân có thể giảm thiểu sử dụng phân bón hóa học, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển nông nghiệp bền vững.

Luận án tiến sĩ nông nghiệp: Nghiên cứu sử dụng hợp lý đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long thích ứng với biến đổi khí hậu