Phân Lập và Định Danh Các Vi Khuẩn Chịu Mặn Từ Vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp bảo vệ thực vật phân lập và định danh các vi khuẩn chịu mặn có khả năng phân giải lân từ, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Nguyen Thi Kim Uyen
• Người hướng dẫn: TS. Võ Thị Ngọc Hà
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Bảo Vệ Thực Vật
• Đề tài: Phân Lập Và Định Danh Các Vi Khuẩn Chịu Mặn Có Khả Năng Phân Giải Lân Từ Vùng Trồng Lúa Khu Vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Đặc điểm và tính chất của đất mặn
• 1.2. Tình hình xâm nhập mặn ở Việt Nam
• 1.3. Tình hình xâm nhập mặn trên thế giới
• 1.4. Cơ chế phản ứng của thực vật trong điều kiện mặn
• 1.5. Mối quan hệ giữa vi sinh vật và thực vật
• 1.6. Vi sinh vật kích thích sinh trưởng ở thực vật (PGPM)
• 1.7. Nhóm vi khuẩn vùng sinh quyền và vi khuẩn nội sinh (PGPR)
• 1.8. Một số nghiên cứu trong nước và ngoài nước về vi sinh vật tăng chống chịu mặn
• 1.8.1. Một số nghiên cứu trong nước
• 1.8.2. Một số nghiên cứu trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm
• 2.2. Vật liệu, dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
• 2.3. Phương pháp thực hiện thí nghiệm nghiên cứu
• 2.3.1. Thu thập và khử trùng mẫu
• 2.3.2. Phân lập vi khuẩn và xác định khả năng chịu mặn tối đa của các chủng vi khuẩn
• 2.3.3. Phương pháp quan sát hình thái khuẩn lạc thuần
• 2.3.4. Xác định khả năng phân giải lân của các chủng vi khuẩn phân lập được (TCVN Bop 1)
• 2.3.5. Xác định khả năng tổng hợp 3-indol-axetic (IAA) của chủng vi khuẩn phân lập bằng phương pháp Salkowski (Glickmann & Dessaux, 1995)
• 2.3.5.1. Phương pháp định tính khả năng tăng sinh IAA của các chủng vi khuẩn
• 2.3.5.2. Dựng đồ thị đường chuẩn
• 2.3.5.3. Phương pháp định lượng khả năng tăng sinh IAA của các chủng vi khuẩn phân lập
• 2.3.6. Khảo sát khả năng kích thích sinh trưởng trên hạt lúa từ các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải lân và tăng sinh 3-indol-axetic (IAA)
• 2.3.7. Khảo sát ảnh hưởng của vi khuẩn lên khả năng nảy mầm và kích thích tăng trưởng cây lúa trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả độ pH và độ mặn đất mẫu
• 3.2. Kết quả khả năng chịu mặn tối đa của các chủng vi khuẩn phân lập được
• 3.2.1. Đặc điểm hình dạng khuẩn lạc
• 3.3. Kết quả thí nghiệm xác định khả năng tổng hợp 3-indol-axetic (IAA) của vi khuẩn bằng phương pháp Salkowski (Glickmann and Dessaux, 1995)
• 3.3.1. Kết quả định tính khả năng sinh tổng hợp IAA
• 3.3.2. Kết quả thí nghiệm định lượng IAA
• 3.4. Kết quả khảo sát khả năng kích thích sinh trưởng trên hạt lúa từ các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải lân và tăng sinh 3-indol-axetic (IAA) trong điều kiện stress mặn
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của vi khuẩn BTLD3 lên khả năng nảy mầm và kích thích tăng trưởng cây lúa trong điều kiện phòng thí nghiệm
• 3.5.1. Ảnh hưởng lên chiều dài mầm
• 3.5.2. Ảnh hưởng lên chiều dài rễ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu vi khuẩn chịu mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long

Nghiên cứu về vi khuẩn chịu mặn từ vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đang trở thành một chủ đề nóng trong bối cảnh xâm nhập mặn ngày càng gia tăng. ĐBSCL là một trong những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề nhất bởi hiện tượng này, gây ra nhiều thách thức cho sản xuất nông nghiệp. Việc tìm hiểu và phân lập các dòng vi khuẩn chịu mặn có khả năng phân giải lân sẽ giúp cải thiện năng suất cây trồng trong điều kiện khắc nghiệt.

1.1. Tình hình xâm nhập mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long

Xâm nhập mặn tại ĐBSCL đã diễn ra nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa khô. Theo số liệu, diện tích đất bị ảnh hưởng ngày càng tăng, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp và sinh kế của người dân. Các nghiên cứu cho thấy rằng môi trường nước mặn đã làm giảm năng suất lúa, đe dọa an ninh lương thực.

1.2. Vai trò của vi khuẩn trong việc cải thiện sức chịu mặn

Vi khuẩn có khả năng chịu mặn đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện sức sống của cây trồng. Chúng giúp tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng và cải thiện sự phát triển của rễ, từ đó nâng cao năng suất cây trồng trong điều kiện stress mặn.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu vi khuẩn chịu mặn

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về vi khuẩn chịu mặn, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc phân lập và ứng dụng chúng trong nông nghiệp. Các vấn đề như sự đa dạng sinh học của vi khuẩn, khả năng chịu mặn và khả năng phân giải lân cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để tìm ra giải pháp hiệu quả.

2.1. Đặc điểm của vi khuẩn chịu mặn

Các dòng vi khuẩn chịu mặn có khả năng sống sót trong môi trường có nồng độ muối cao. Chúng có thể tồn tại và phát triển trong điều kiện khắc nghiệt, giúp cây trồng chống lại tác động tiêu cực của xâm nhập mặn.

2.2. Thách thức trong việc ứng dụng vi khuẩn vào sản xuất nông nghiệp

Việc ứng dụng vi khuẩn vào sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn, bao gồm việc xác định đúng chủng vi khuẩn có khả năng chịu mặn và phân giải lân. Cần có các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá hiệu quả của chúng trong điều kiện thực tế.

III. Phương pháp nghiên cứu vi khuẩn chịu mặn hiệu quả

Để phân lập và định danh các dòng vi khuẩn chịu mặn, các phương pháp hiện đại như nuôi cấy trong môi trường Luria Broth và thí nghiệm phân giải lân được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định khả năng chịu mặn và khả năng kích thích sinh trưởng của vi khuẩn.

3.1. Phương pháp phân lập vi khuẩn từ mẫu đất

Mẫu đất được thu thập từ các khu vực trồng lúa ở ĐBSCL, sau đó được xử lý và nuôi cấy trong môi trường thích hợp để phân lập các dòng vi khuẩn có khả năng chịu mặn.

3.2. Đánh giá khả năng phân giải lân của vi khuẩn

Khả năng phân giải lân của các dòng vi khuẩn được đánh giá thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, giúp xác định những chủng vi khuẩn có tiềm năng ứng dụng cao trong nông nghiệp.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy có nhiều dòng vi khuẩn có khả năng chịu mặn và phân giải lân hiệu quả. Những dòng vi khuẩn này không chỉ giúp cải thiện sự phát triển của cây lúa mà còn có thể được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp tại ĐBSCL.

4.1. Kết quả phân lập vi khuẩn chịu mặn

Nghiên cứu đã phân lập được 11 dòng vi khuẩn chịu mặn từ các mẫu đất, trong đó có 3 dòng có khả năng chịu mặn tối đa lên đến 14% NaCl, cho thấy tiềm năng ứng dụng cao trong nông nghiệp.

4.2. Ứng dụng vi khuẩn trong sản xuất lúa

Các dòng vi khuẩn phân lập được đã được thử nghiệm trên giống lúa OM 5451, cho thấy khả năng kích thích sự phát triển của rễ và mầm, giúp cây lúa phát triển tốt hơn trong điều kiện stress mặn.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về vi khuẩn chịu mặn từ vùng ĐBSCL mở ra nhiều triển vọng cho việc cải thiện năng suất cây trồng trong điều kiện xâm nhập mặn. Việc tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng các dòng vi khuẩn này sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững nông nghiệp.

5.1. Tương lai của nghiên cứu vi khuẩn chịu mặn

Nghiên cứu cần được mở rộng để tìm ra nhiều dòng vi khuẩn mới có khả năng chịu mặn và phân giải lân, từ đó ứng dụng vào thực tiễn sản xuất nông nghiệp.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần có các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hoạt động của vi khuẩn trong môi trường mặn, cũng như đánh giá tác động lâu dài của chúng đến năng suất cây trồng và chất lượng đất.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Xâm nhập mặn tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là hiện tượng diễn biến ngày càng phức tạp, đặc biệt gay gắt vào các tháng mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 5. Sự gia tăng nồng độ muối hòa tan trong nước và đất đai không chỉ tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và nguồn nước sinh hoạt mà còn đe dọa trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp. Cây lúa (Oryza sativa L.) giữ vị thế là cây lương thực chủ lực của Việt Nam phục vụ tiêu dùng nội địa và xuất khẩu, song lại là loài mẫn cảm với độ mặn cao. Theo số liệu thống kê từ Cục Trồng trọt văn phòng phía Nam tính đến ngày 20/3/2020, đợt hạn mặn nghiêm trọng đã làm thiệt hại năng suất trên tổng diện tích 41.207 ha lúa tại ĐBSCL (trong đó vụ Thu Đông, Mùa và lúa Tôm chiếm 16.959 ha; vụ Đông Xuân 2019 - 2020 bị ảnh hưởng đáng kể). Riêng diện tích thiệt hại ngoài vùng khuyến cáo lịch thời vụ của Cục Trồng trọt và các địa phương lên tới 11.850 ha, tập trung tại Bến Tre (5.287 ha), Sóc Trăng (3.719 ha) và Kiên Giang (2.844 ha).

Trước áp lực suy giảm độ phì nhiêu và tích lũy độc chất khoáng trong đất mặn, việc khai thác nhóm vi sinh vật vùng rễ và nội sinh kích thích sinh trưởng thực vật (PGPR) mở ra giải pháp sinh học triển vọng. Các vi khuẩn này có khả năng thích nghi với độ mặn cao, tham gia tích cực vào chu trình dinh dưỡng khoáng thông qua chuyển hóa các hợp chất phosphate khó tan thành dạng dễ tiêu, đồng thời sinh tổng hợp phytohormone tự nhiên giúp kích hoạt cơ chế chống chịu stress thẩm thấu ở cây lúa. Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp kỹ sư ngành Bảo vệ Thực vật của tác giả Nguyễn Thị Kim Uyên đã thực hiện đề tài: "Phân lập và định danh các vi khuẩn chịu mặn có khả năng phân giải lân từ vùng trồng lúa khu vực Đồng bằng sông Cửu Long".

Mục tiêu chung của nghiên cứu là phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn chịu mặn từ đất và rễ lúa tại khu vực ĐBSCL, nhằm đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng đối với giống lúa OM5451 trong điều kiện stress mặn nhân tạo. Để hiện thực hóa mục tiêu này, tác giả đã xác định 3 nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu cụ thể:

1. Phân lập các dòng vi khuẩn chịu mặn nội sinh và ngoại sinh từ đất và rễ cây lúa tại vùng từng bị ngập mặn thuộc ĐBSCL, đồng thời xác định ngưỡng chịu mặn tối đa của từng chủng.
2. Đánh giá đặc tính sinh học bao gồm khả năng hòa tan lân vô cơ khó tan và khả năng sinh tổng hợp hoạt chất kích thích sinh trưởng Indole-3-Acetic Acid (IAA) của các chủng vi khuẩn phân lập được.
3. Đánh giá ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn ưu tú đến tỷ lệ nảy mầm, chiều dài mầm và chiều dài rễ của giống lúa OM5451 dưới các mức stress mặn nhân tạo trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn như sau:

• Đối tượng nghiên cứu: Các dòng vi khuẩn nội sinh và ngoại sinh tồn tại trong đất và rễ cây lúa có khả năng chịu mặn, phân giải lân và sinh IAA; giống lúa thuần OM5451.
• Phạm vi không gian: Mẫu đất và rễ lúa được thu thập tại 2 khu vực trồng lúa thuộc tỉnh Tiền Giang (huyện Chợ Gạo, huyện Gò Công Đông) và tỉnh Bến Tre (huyện Bình Đại).
• Phạm vi thời gian và địa điểm thí nghiệm: Đề tài được triển khai từ tháng 02/2023 đến tháng 08/2023 tại Phòng thí nghiệm Bệnh cây (PV105), Khoa Nông học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm chuyên ngành

Đề tài dựa trên cơ sở khoa học về đặc tính lý hóa của đất mặn và phản ứng sinh lý học của thực vật trước stress phi sinh học. Đất mặn được định nghĩa là đất có độ dẫn điện (EC) lớn hơn 4 dS/m ở 25°C, tương đương nồng độ muối hòa tan khoảng 2,56‰ (theo hệ số quy đổi 1 dS/m = 0,64‰ = 640 mg/L). Sự tích tụ quá mức các ion $Na^+$ và $Cl^-$ gây áp suất thẩm thấu cao, dẫn tới hiện tượng "hạn sinh lý", làm tổn thương màng tế bào do tích lũy các gốc oxy phản ứng (ROS) và gây độc ion.

Nhóm vi khuẩn kích thích sinh trưởng thực vật (PGPR) hỗ trợ cây trồng vượt qua điều kiện bất lợi thông qua các cơ chế:

• Hòa tan phosphate khó tan: Đất canh tác tích lũy nhiều lân vô cơ ở dạng khó hấp thu như $Ca_3(PO_4)_2$, $FePO_4$, $AlPO_4$. Vi khuẩn PGPR tiết các acid hữu cơ và enzyme phosphatase giúp chuyển hóa lân sang dạng ion dễ tiêu ($H_2PO_4^-$, $HPO_4^{2-}$).
• Sinh tổng hợp Auxin (IAA): Axit Indole-3-acetic là phytohormone chủ đạo điều hòa sự kéo dài tế bào, phân chia mô phân sinh và kích thích hệ thống rễ phát triển, nâng cao bề mặt tiếp xúc và khả năng hấp thụ nước, chất khoáng của cây con.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Quá trình nghiên cứu được thực hiện qua các phương pháp vi sinh vật học và hóa sinh học tiêu chuẩn:

• Thu thập và xử lý mẫu: Thu mẫu đất và rễ cây theo phương pháp của Kearl và cộng sự (2019). Vi sinh vật ngoại sinh được tách từ đất vùng rễ phơi khô tự nhiên trong 24 giờ rồi hòa tan trong dung dịch đệm 1X PBS. Vi sinh vật nội sinh được phân lập từ mẫu rễ sau khi khử trùng bề mặt bằng cồn 70% trong 10 phút và tráng rửa bằng dung dịch đệm 1X PBS vô trùng trước khi nghiền đồng hóa.
• Đo độ chua (pH) và độ dẫn điện (EC): Đo dịch chiết đất tỷ lệ 1:5 (10 g đất hòa trong 50 mL nước cất, để lắng 1 giờ) bằng máy đo điện tử của hãng SI Analytics (Đức).
• Phân lập và đánh giá khả năng chịu mặn tối đa: Mẫu được cấy trên môi trường thạch Luria Broth (LB) bổ sung 1M (tương đương 6%) NaCl. Các khuẩn lạc được cấy truyền thuần khiết và thử nghiệm sức sống trên môi trường LB chứa nồng độ muối tăng dần: 2M (10% NaCl) và 3M (14% NaCl). Chủng vi khuẩn được lưu giữ ngắn hạn trên thạch nghiêng Nutrient Agar bổ sung 4% NaCl ở 3 - 5°C (3 tháng) và lưu trữ dài hạn trong dung dịch Glycerol 40% ở nhiệt độ -80°C (5 - 10 năm).
• Quan sát hình thái và phân loại Gram: Ghi nhận màu sắc, bề mặt, mép khuẩn lạc sau 24 giờ nuôi cấy; thực hiện nhuộm kép Gram (sử dụng dung dịch Crystal Violet, Lugol, cồn 90°, Fuschin Ziehl) và quan sát hình thái tế bào dưới kính hiển vi quang học Olympus CX23 ở vật kính dầu 100X.
• Đánh giá khả năng phân giải lân: Thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 5865:2010 trên môi trường Pikovskaya chứa nguồn lân khó tan $Ca_3(PO_4)_2$ (5 g/L). Thí nghiệm bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) 1 nhân tố với 3 lần lặp lại. Đo đường kính vòng phân giải lân $D$ (mm) và đường kính khuẩn lạc $d$ (mm) tại các thời điểm 3, 5 và 7 ngày sau khi nuôi cấy ở 35°C để xác định chỉ số hoạt tính qua hiệu số $(D - d)$.
• Định tính và định lượng khả năng sinh IAA: Sử dụng phương pháp đo màu với thuốc thử Van Urk Salkowski (Glickmann & Dessaux, 1995). Các chủng được nuôi lắc trên môi trường LB lỏng bổ sung tiền chất L-tryptophan (1 g/L) ở 28°C trong 3 - 5 ngày. Dịch ly tâm được phản ứng với thuốc thử Salkowski trong bóng tối 30 phút, đo độ hấp thụ quang (OD) ở bước sóng 530 nm trên máy quang phổ Nanovue Plus và quy đổi nồng độ qua phương trình đường chuẩn tuyến tính.
• Khảo sát khả năng kích thích sinh trưởng hạt lúa OM5451 dưới stress mặn:
  • Hạt giống được xử lý nước nóng 50 - 55°C trong 20 phút để phá miên trạng và khử trùng mầm bệnh, ngâm nước cất 24 giờ và ngâm dịch huyền phù vi khuẩn (mật số $10^8$ CFU/mL) trong 2 giờ.
  • Thí nghiệm trong chậu đất sạch bổ sung dung dịch NaCl 1% (theo dõi sau 10 ngày) và NaCl 2% (theo dõi sau 8 ngày) với 3 lần lặp lại.
  • Thí nghiệm khảo sát mật số vi khuẩn ($10^5$, $10^6$, $10^7$, $10^8$ CFU/mL) tác động lên mầm và rễ theo phương pháp đặt hạt trên giấy thấm Whatman cuộn tròn (Rao et al., 2006) theo dõi sau 3, 5 và 7 ngày.
• Xử lý số liệu: Số liệu được phân tích phương sai ANOVA và kiểm định phân hạng trung bình bằng phần mềm thống kê SAS 9.0; tính toán và lập bảng biểu trên Microsoft Excel.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các tư liệu khoa học về đất mặn, phân biệt hai nguồn gốc hình thành gồm nhiễm mặn sơ cấp (do phong hóa địa chất tự nhiên, trầm tích biển, nước ngầm mao dẫn) và nhiễm mặn thứ cấp (hệ quả từ tập quán tưới tiêu nước nhiễm muối của con người). Chương này phân tích chi tiết diễn biến xâm nhập mặn lịch sử tại ĐBSCL các năm 2015 - 2016 và 2019 - 2020, ghi nhận ranh mặn 4 g/L thâm nhập sâu kỷ lục vào các hệ thống sông chính: sông Vàm Cỏ (100 - 110 km), sông Hàm Luông (57 km), sông Hậu (70 km) và sông Tiền (50 - 71 km). Về mặt sinh học, tác giả phân tích cơ chế phản ứng của cây trồng khi gặp stress thẩm thấu, quá trình cảm ứng dòng ion $Na^+$, gia tăng nồng độ các chất hòa tan tương thích (proline, glycine betaine) và biến động cân bằng phytohormone nội sinh. Tiếp đó, tổng quan làm rõ định nghĩa, vai trò và cơ chế tác động trực tiếp/gián tiếp của vi sinh vật kích thích sinh trưởng thực vật (PGPM) và vi khuẩn vùng rễ (PGPR), tập trung vào các chi Azospirillum, Bacillus, Pseudomonas, Burkholderia. Các nghiên cứu trong nước (Nguyễn Khởi Nghĩa et al., 2017; Viện Nghiên cứu và Phát triển CNSH - Đại học Cần Thơ, 2018) và quốc tế (Usha & Kanimozhi, 2011; Kearl et al., 2019) được dẫn chứng nhằm khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng PGPR trong cải thiện sức chống chịu hạn mặn cho cây trồng.

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc và ký hiệu 11 mẫu vật liệu thu thập từ các ruộng lúa từng chịu ảnh hưởng ngập mặn tại 2 tỉnh Tiền Giang và Bến Tre:

STT	Ký hiệu mẫu	Nguồn gốc mẫu	Địa chỉ thu mẫu chi tiết
1	TGLD1	Mẫu đất	Xã Long Bình Điền, Huyện Chợ Gạo, Tỉnh Tiền Giang
2	TGLD2	Mẫu đất	Xã Tân Thành, Huyện Gò Công Đông, Tỉnh Tiền Giang
3	TGLD3	Mẫu đất	Ấp Rạch Bùn, Xã Tân Điền, Huyện Gò Công Đông, Tỉnh Tiền Giang
4	TGLD4	Mẫu đất	Ấp Trung, Xã Tân Điền, Huyện Gò Công Đông, Tỉnh Tiền Giang
5	TGLR1	Mẫu rễ	Xã Long Bình Điền, Huyện Chợ Gạo, Tỉnh Tiền Giang
6	TGLR2	Mẫu rễ	Xã Tân Thành, Huyện Gò Công Đông, Tỉnh Tiền Giang
7	BTLD1	Mẫu đất	Ấp Tân An, Xã Thạnh Phước, Thị trấn Bình Đại, Tỉnh Bến Tre
8	BTLD2	Mẫu đất	Ấp 3, Xã Thạnh Phước, Thị trấn Bình Đại, Tỉnh Bến Tre
9	BTLD3	Mẫu đất	Ấp 6, Xã Thạnh Phước, Thị trấn Bình Đại, Tỉnh Bến Tre
10	BTLD4	Mẫu đất	Ấp 1, Xã Bình Thới, Thị trấn Bình Đại, Tỉnh Bến Tre
11	BTLR1	Mẫu rễ	Ấp 3, Xã Thạnh Phước, Thị trấn Bình Đại, Tỉnh Bến Tre

Chương này cũng thiết lập cụ thể công thức các môi trường dinh dưỡng sử dụng trong phòng thí nghiệm (LB lỏng/đặc, Pikovskaya, NBRIP đặc, đệm 1X PBS), danh mục hóa chất thử nghiệm và thiết bị phục vụ đo đạc. Các bước thực nghiệm được chuẩn hóa thành các quy trình tuần tự: từ đo pH/EC của đất, kỹ thuật nhuộm Gram, quy trình kiểm tra hoạt tính hòa tan phosphate vô cơ, đo quang định lượng IAA đến phương pháp thử nghiệm sinh học trên hạt giống lúa OM5451 theo thiết kế thí nghiệm ngẫu nhiên hoàn toàn.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu thu được sau quá trình thực nghiệm, so sánh và thảo luận với các công trình nghiên cứu trước đó:

1. Đặc tính hóa lý đất mẫu: Đất thu thập tại các điểm có độ chua biến động mạnh từ pH 3,40 (TGLD1) đến 6,72 (TGLD4); độ mặn dao động từ 1,03‰ (BTLD2) đến 2,90‰ (BTLD3), giá trị trung bình là 1,966‰, thuộc nhóm đất nhiễm mặn ít và có tính axit.
2. Phân lập và chịu mặn tối đa: Thu nhận 11 chủng vi khuẩn thuần khiết sống sót trên môi trường chứa 1M (6%) NaCl. Khi tăng nồng độ muối, có 8 chủng chịu được mức 2M (10% NaCl) và 3 chủng chịu được tới 3M (14% NaCl) gồm TGLD1, TGLD4 và BTLD1.
3. Đặc điểm hình thái và Gram: Quan sát dưới kính hiển vi xác định có 5 chủng vi khuẩn Gram âm (TGLD2, TGLD3, BTLD1, BTLD2, BTLD3) và 6 chủng vi khuẩn Gram dương (TGLD1, TGLD4, TGLR1, TGLR2, BTLD4, BTLR1). Tế bào có dạng hình que ngắn, que dài hoặc tròn, khuẩn lạc mang các sắc tố trắng đục, vàng nhạt, vàng chanh đến vàng cam.
4. Khả năng phân giải lân vô cơ: Trên môi trường Pikovskaya, có 7/11 chủng tạo vòng phân giải lân rõ nét (TGLD3, TGLR1, TGLR2, BTLD2, BTLD3, BTLD4, BTLR1). Sau 7 ngày nuôi cấy, đường kính vòng phân giải $(D - d)$ dao động từ 6,3 mm đến 16,1 mm; trong đó chủng TGLR2 đạt hoạt tính cao nhất (16,1 mm), kế đến là BTLD4 (14,4 mm) và BTLD3 (11,1 mm).
5. Khả năng sinh tổng hợp IAA: Phản ứng định tính với thuốc thử Salkowski cho thấy 6 chủng đổi sang màu hồng đỏ đặc trưng. Kết quả định lượng quang phổ sau 3 ngày nuôi cấy có bổ sung tryptophan 0,1% xác định: chủng TGLR1 đạt hàm lượng cao nhất (58,3 µg/mL), TGLD3 đạt 49,3 µg/mL, BTLD2 đạt 43,7 µg/mL, BTLD3 đạt 42,4 µg/mL, BTLD4 đạt 38,2 µg/mL và BTLR1 đạt 28,3 µg/mL.
6. Khảo sát kích thích sinh trưởng lúa ở stress mặn 1% NaCl: Sau 10 ngày gieo, tỷ lệ nảy mầm của các nghiệm thức xử lý vi khuẩn đạt 87 - 93%, vượt trội so với đối chứng stress mặn không bổ sung vi khuẩn ĐC2 (78%). Chiều dài rễ cây lúa ở các nghiệm thức xử lý vi khuẩn dao động từ 71,8 mm đến 85,6 mm; trong đó chủng BTLD3 giúp rễ phát triển dài nhất (85,6 mm), cao gấp 1,84 lần so với đối chứng ĐC2 (46,4 mm). Ở điều kiện không mặn, nghiệm thức bổ sung BTLD3 (ĐC3) đạt chiều dài rễ 101,9 mm, tăng 1,1 lần so với đối chứng không bổ sung khuẩn ĐC1 (91,7 mm).
7. Khảo sát chịu mặn ở nồng độ 2% NaCl: Sau 8 ngày gieo ở nồng độ mặn cao, đối chứng không khuẩn chỉ đạt tỷ lệ nảy mầm 33% và chiều dài rễ 11,3 mm. Các nghiệm thức xử lý vi khuẩn thể hiện ưu thế vượt trội: chủng BTLD3 có tỷ lệ nảy mầm đạt 60% và chiều dài rễ 41,2 mm (cao gấp 3,64 lần đối chứng); chủng BTLR1 đạt rễ dài 30,1 mm; TGLD3 đạt 27,5 mm; TGLR1 đạt 23,8 mm.
8. Ảnh hưởng mật số chủng BTLD3 lên mầm và rễ lúa (3, 5, 7 ngày): Nghiệm thức ngâm hạt ở mật số $10^7$ CFU/mL cho chiều dài mầm vượt trội nhất ở cả ba mốc thời gian: ngày 3 đạt 22,4 mm (tăng 45,9% so với đối chứng 15,5 mm), ngày 5 đạt 34,4 mm (tăng 71,9% so với đối chứng 20,0 mm), và ngày 7 đạt 36,2 mm (tăng 74,8% so với đối chứng 20,7 mm). Đối với chiều dài rễ, mật số $10^6$ CFU/mL cho kết quả tối ưu nhất ở ngày thứ 7, đạt 51,8 mm so với đối chứng đạt 38,2 mm.

---

Kết quả và đóng góp của đề tài

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu sinh học của các chủng vi khuẩn

Ký hiệu chủng	Khả năng chịu mặn tối đa (% NaCl)	Hoạt tính phân giải lân ngày 7: D - d (mm)	Hàm lượng IAA sinh tổng hợp (µg/mL)	Chiều dài rễ lúa ở stress mặn 1% (mm)	Chiều dài rễ lúa ở stress mặn 2% (mm)
TGLD1	14%	Âm tính (-)	Không phát hiện	-	-
TGLD2	10%	Âm tính (-)	Không phát hiện	-	-
TGLD3	10%	10,9	49,3	78,3	27,5
TGLD4	14%	Âm tính (-)	Không phát hiện	-	-
TGLR1	10%	6,3	58,3	75,8	23,8
TGLR2	10%	16,1	Không phát hiện	-	-
BTLD1	14%	Âm tính (-)	Không phát hiện	-	-
BTLD2	10%	8,4	43,7	71,8	-
BTLD3	10%	11,1	42,4	85,6	41,2
BTLD4	10%	14,4	38,2	73,4	-
BTLR1	10%	9,8	28,3	78,7	30,1

Giải pháp và kiến nghị đề xuất

• Đề xuất tuyển chọn dòng vi khuẩn BTLD3 (phân lập từ mẫu đất ruộng lúa tại Ấp 6, Xã Thạnh Phước, Thị trấn Bình Đại, Tỉnh Bến Tre) làm nguồn vi sinh vật mục tiêu để nghiên cứu sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ canh tác lúa vùng nhiễm mặn.
• Ứng dụng xử lý hạt giống lúa bằng dịch huyền phù vi khuẩn BTLD3 ở mật độ $10^7$ CFU/mL để kích thích tối đa chiều dài mầm và mật độ $10^6$ CFU/mL nhằm thúc đẩy hệ rễ tăng trưởng nhanh trong giai đoạn đầu sau gieo.

Đóng góp học thuật và thực tiễn

• Khóa luận đã phân lập thành công tập đoàn 11 chủng vi khuẩn bản địa có khả năng chống chịu độ mặn cao từ 10% đến 14% NaCl tại hai địa bàn trọng điểm về hạn mặn là Tiền Giang và Bến Tre.
• Sàng lọc được 6 chủng vi khuẩn bản địa tích hợp đồng thời hai đặc tính sinh học quan trọng: vừa có khả năng phân giải nguồn phosphate vô cơ khó tan vừa có khả năng sinh tổng hợp auxin (IAA) với hàm lượng cao ($28,3 - 58,3$ µg/mL).
• Cung cấp bằng chứng thực nghiệm rõ ràng về việc xử lý vi khuẩn PGPR chịu mặn giúp bảo vệ tỷ lệ nảy mầm và cải thiện vượt bậc chiều dài rễ lúa giống OM5451 khi chịu áp lực stress mặn nhân tạo ở các mức nồng độ 1% và 2% NaCl.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo

Dựa trên nội dung toàn văn của khóa luận, nghiên cứu còn tồn tại một số giới hạn kỹ thuật và phạm vi thực nghiệm:

• Đề tài có tiêu đề "Phân lập và định danh...", tuy nhiên trong nội dung thực hiện tác giả mới dừng lại ở bước khảo sát hình thái khuẩn lạc và nhuộm phân loại Gram sơ bộ, chưa thực hiện phân tích sinh học phân tử (giải trình tự gen 16S rRNA) để định danh chính xác đến mức chi và loài cho các chủng vi khuẩn phân lập được.
• Toàn bộ các thử nghiệm đánh giá kích thích sinh trưởng mới chỉ tiến hành ở quy mô phòng thí nghiệm (in vitro trên đĩa petri, khay giấy thấm và chậu nhựa quy mô nhỏ) trong giai đoạn nảy mầm và cây con (8 - 10 ngày sau gieo); chưa theo dõi phản ứng sinh trưởng, khả năng đẻ nhánh và năng suất thực tế của cây lúa qua các giai đoạn sinh trưởng tiếp theo ngoài đồng ruộng.
• Địa bàn thu mẫu mới giới hạn tại một số xã thuộc 2 tỉnh Tiền Giang và Bến Tre, chưa đại diện cho toàn bộ các tiểu vùng sinh thái nông nghiệp nhiễm mặn của khu vực ĐBSCL.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được xác định bao gồm:

• Tiến hành tách chiết DNA, khuếch đại và giải trình tự vùng gen 16S rDNA nhằm định danh phân loại học chính xác cho các chủng vi khuẩn triển vọng, đặc biệt là BTLD3, TGLR2 và TGLR1.
• Triển khai thí nghiệm nhà lưới và đồng ruộng trên đất nhiễm mặn tự nhiên để đánh giá đầy đủ tác động của vi khuẩn lên các yếu tố cấu thành năng suất và phẩm chất hạt lúa giống OM5451.
• Nghiên cứu công nghệ sản xuất sinh khối, lựa chọn chất mang phù hợp để chế tạo chế phẩm phân bón vi sinh chịu mặn dạng bột hoặc dạng lỏng.

---

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích đối với sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các ngành Bảo vệ Thực vật, Khoa học Cây trồng, Vi sinh vật học Nông nghiệp và Công nghệ Sinh học Nông nghiệp.

Các phần có giá trị tham khảo ứng dụng cao trong tài liệu gồm:

• Quy trình kỹ thuật phân lập vi khuẩn chịu mặn nội sinh từ rễ và ngoại sinh từ đất vùng rễ sử dụng môi trường LB bổ sung muối nồng độ cao (1M đến 3M NaCl).
• Phương pháp luận sàng lọc kép tính trạng có lợi của vi sinh vật đất: phương pháp xác định hoạt tính phân giải phosphate vô cơ trên môi trường thạch Pikovskaya theo TCVN 5865:2010 và phương pháp so màu định lượng IAA bằng thuốc thử Van Urk Salkowski.
• Mô hình thử nghiệm stress mặn nhân tạo trên hạt giống lúa trong điều kiện in vitro, đặc biệt là phương pháp bố trí thí nghiệm cuộn giấy thấm Whatman theo Rao và cộng sự (2006) để đánh giá động thái kéo dài mầm và rễ ở các mốc thời gian 3, 5, 7 ngày.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận đã phân lập được bao nhiêu chủng vi khuẩn và khả năng chịu mặn tối đa của chúng đạt mức nào?

Tác giả đã phân lập được tổng cộng 11 dòng vi khuẩn chịu mặn (4 chủng đất Tiền Giang, 2 chủng rễ Tiền Giang, 4 chủng đất Bến Tre, 1 chủng rễ Bến Tre). Khi thử nghiệm trên môi trường LB thạch, tất cả 11 chủng đều phát triển tốt ở 6% NaCl (1M); có 8 chủng chịu được nồng độ 10% NaCl (2M); và có 3 chủng thể hiện sức sống ở nồng độ muối tối đa lên tới 14% NaCl (3M) là TGLD1, TGLD4 và BTLD1.

2. Chủng vi khuẩn nào thể hiện hoạt tính phân giải lân mạnh nhất trên môi trường Pikovskaya?

Trong số 7 chủng có khả năng phân giải lân, chủng TGLR2 (phân lập từ rễ lúa tại Xã Tân Thành, Huyện Gò Công Đông, Tỉnh Tiền Giang) có hoạt tính mạnh nhất với đường kính vòng phân giải lân $(D - d)$ đạt 8,9 mm ở ngày thứ 3; 9,6 mm ở ngày thứ 5; và đạt 16,1 mm sau 7 ngày nuôi cấy. Chủng có hoạt tính cao thứ hai là BTLD4 với vòng phân giải đạt 14,4 mm ở ngày thứ 7.

3. Hàm lượng phytohormone IAA cao nhất do chủng nào tổng hợp và đạt giá trị bao nhiêu?

Sau 3 ngày nuôi cấy trên môi trường LB lỏng bổ sung L-tryptophan 0,1%, chủng TGLR1 (phân lập từ rễ lúa tại Xã Long Bình Điền, Huyện Chợ Gạo, Tỉnh Tiền Giang) có khả năng sinh tổng hợp IAA cao nhất với hàm lượng đạt 58,3 µg/mL. Chủng có hàm lượng IAA cao thứ hai là TGLD3 đạt 49,3 µg/mL.

4. Hiệu quả của chủng vi khuẩn BTLD3 đối với sự phát triển của rễ lúa OM5451 dưới các mức stress mặn nhân tạo thể hiện ra sao?

Dưới điều kiện stress mặn 1% NaCl sau 10 ngày gieo, chủng BTLD3 giúp chiều dài rễ lúa đạt trung bình 85,6 mm, cao gấp 1,84 lần so với đối chứng mặn không bổ sung vi khuẩn ĐC2 (46,4 mm). Khi tăng nồng độ stress mặn lên 2% NaCl sau 8 ngày gieo, chủng BTLD3 giúp rễ lúa đạt 41,2 mm, cao gấp 3,64 lần so với đối chứng mặn ĐC (11,3 mm), đồng thời nâng tỷ lệ nảy mầm từ 33% lên 60%.

5. Xử lý hạt giống lúa với chủng BTLD3 ở mật số nào cho hiệu quả kích thích chiều dài mầm tốt nhất?

Kết quả theo dõi ở các thời điểm 3, 5 và 7 ngày sau khi đặt hạt cho thấy nghiệm thức ngâm hạt với dịch vi khuẩn BTLD3 ở mật số $10^7$ CFU/mL luôn mang lại chiều dài mầm vượt trội nhất: đạt 22,4 mm ở ngày 3 (tăng 45,9% so với đối chứng); đạt 34,4 mm ở ngày 5 (tăng 71,9% so với đối chứng); và đạt 36,2 mm ở ngày 7 (tăng 74,8% so với đối chứng).

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Kim Uyên đã thực hiện thành công việc phân lập 11 dòng vi khuẩn bản địa chịu mặn từ đất và rễ lúa tại Tiền Giang và Bến Tre, xác định được các chủng có sức chịu đựng nồng độ muối cao từ 10% đến 14% NaCl. Nghiên cứu đã sàng lọc được các chủng ưu tú mang hoạt tính kép vừa hòa tan phosphate khó tan vừa sinh tổng hợp phytohormone IAA ở mức cao, tiêu biểu là các chủng TGLR2, TGLR1 và BTLD3. Trong đó, thực nghiệm trên giống lúa OM5451 khẳng định chủng vi khuẩn BTLD3 có khả năng kích thích nảy mầm và thúc đẩy sự kéo dài của mầm và rễ lúa rõ rệt dưới các điều kiện stress mặn nhân tạo 1% và 2% NaCl. Đây là nguồn vật liệu sinh học nền tảng có giá trị khoa học và tiềm năng ứng dụng cao trong việc nghiên cứu phát triển các chế phẩm vi sinh hỗ trợ canh tác lúa thích ứng với biến đổi khí hậu tại Đồng bằng sông Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm và tính chất của đất mặn Đất mặn là những loại đất có độ dẫn điện lớn hơn 4 dS/m ở 25°C tương đương với nồng độ muối hòa tan khoảng 2,56%o (cách tinh thông thường tại Việt Nam). Hiện nay, để đánh giá độ mặn của đất, trên thế giới người ta dùng đại lượng EC là độ dẫn điện của đất, có đơn vị là dS/m (1dS/m = 0,64%o). Các loại muối hòa tan muối phổ biến nhất hiện nay trong đất mặn là clorua, sunphat, canxi, natri và magié, Natri va clorua là các ion chiếm ti lệ nhiều nhất trong các loại đất mặn. Nhiều đất mặn có chứa lượng đáng kê của thạch cao [CaSOu2H›O].

Ngoài ra đất chứa nhiều muối hòa tan (1 — 1,5% hoặc hơn) như những loại muối tan là NaCl, NazSOx, CaCh, CaSO¿, MegCh, NaHCO:. Những loại mudi nay có nguồn gốc khác nhau (nguồn gốc lục địa, nguồn gốc biển, nguồn gốc sinh vật), nhưng nguồn gốc nguyên thủy của chúng là từ các thành phần khoáng của đá núi lửa. Trong quá trình phong hóa đá, những muối này bị hòa tan di chuyên tập trung ở những dang dat trũng không thoát nước (Lê Xuân Phương, 2009). Dat mặn là một van đề toàn cầu có ảnh hưởng đến khoảng 20% diện tích đất tưới tiêu và làm giảm năng suất cây trồng đáng kể (Qadir va ctv, 2014).

Theo Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặn bằng 4%o xâm nhập sâu vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệt nguồn nước ngọt. Quá trình hình thành đất mặn ở đây chủ yếu do muối được tích tụ và đi chuyên theo mao dẫn rồi tích tụ ở tầng đất mặt, sau đó chảy tràn trên mặt đất theo kiểu rửa trôi (Abrol và Bhumbla, 1979). Theo báo cáo tổng hợp tình hình hạn hán, xâm nhập mặn khu vực miền nam 2019 — 2020 của Cục phòng chống thiên tai, mùa mưa năm 2019 trên lưu vực sông Mê Công xuất hiện muộn, thời gian mùa mưa ngắn, tổng lượng dòng chảy năm chỉ ở mức 3 trung bình — thấp. Dòng chảy về Đồng bang từ đầu mùa khô đến nay giảm nhanh, đang xuống ở mức rất thấp so với tài liệu trung bình nhiều năm (TBNN) từ 1980 đến nay.

Dựa vào nguồn sốc, đất nhiễm mặn được chia thành 2 loại là sơ cấp và thứ cấp. Nhiễm mặn sơ cấp là nhiễm mặn thông qua các quá trình tự nhiên như phong hóa vật lý, phong hóa hóa học và vận chuyển muối từ đá mẹ, trầm tích hoặc nước ngầm. Nước ngầm hòa tan các muối có trong đá bên trong lòng đất và được dâng đến gần mặt đất thông qua mao dẫn và bốc hơi của đất gây nhiễm mặn đất mặt. Những vùng không tiêu trong thời gian dài cũng xảy ra hiện tượng này.

Đất cũng có thê bị nhiễm mặn do nước biển ở những vùng ven biến khi lũ lụt, sóng thần hoặc do triều cường trong thời gian dài hình thành trầm tích biển. Nhiễm mặn thứ cấp bắt nguồn từ các hoạt động của con người như tưới tiêu trong nông nghiệp. Sự khan hiếm nước trong môi trường khô hạn đòi hỏi phải sử dung nước mặn ít hoặc mặn dé đáp ứng nhu cầu nước cho cây trồng. Việc sử dụng nước kém chất lượng này không hợp lý, đặc biệt là trên các loại đất có hệ thống thoát nước kém dẫn đến sự mao dẫn và bốc hơi của đất làm giảm giá trị tài nguyên đất (Daliakopoulos và ctv, 2016; Zaman và ctv, 2018).

Richards và ctv (1954) đã mô tả khả năng sinh trưởng của cây trồng qua 5 mức độ mặn khác nhau dựa trên ECe của đất (Zaman và ctv, 2018): - Không mặn (2 dS/m, nồng độ muối hòa tan: 0 - 1,28%): Ảnh hưởng của mặn gần như không đáng kẻ. - Mặn ít (từ 2 - 4 dS/m, nồng độ muối hòa tan: 1,28 - 2,56%): Năng suất của cây trồng nhạy cảm với mặn bị hạn chế. - Man vừa (từ 4 - 8 dS/m, nồng độ muối hòa tan: 2,56 - 5,12%): Năng suất của nhiều cây trồng bị hạn chế. - Man trung bình (từ 8 - 16 dS/m, nồng độ muối hòa tan: 5,12 - 10,24%): Chỉ những cây trồng chịu mặn mới duy trì được năng suất.

- Rat mặn (16 dS/m, nồng độ muối hòa tan: > 10,24%): Chỉ một vài cây trông chịu mặn cho năng suât đạt yêu câu.2 Tình hình xâm nhập mặn ở Việt Nam Ở Việt Nam, hai vùng chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của hiện tượng xâm nhập mặn là Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Riêng mùa khô 2015 - 2016, diễn biến xâm nhập mặn tại ĐBSCL được đánh giá là nặng nề nhất trong 100 năm qua và được dự báo còn dién biến xấu hơn trong những năm tiếp theo (Cục Thông tin khoa học và Công nghệ Quốc gia, 2016). Theo số liệu thống kê của Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, hạn mặn mùa khô 2019 — 2020 đã xảy ra nghiêm trọng hơn năm 2016. Với ranh mặn 4 g/l xâm nhập sâu 57 km theo sông Hàm Luông sâu hơn trung bình nhiều năm 24 km.

Vào tháng 1 năm 2020, xâm nhập mặn tiếp tục lắn vào cửa sông Cửu Long 45 — 66 km sâu hơn mùa khô 2016 từ 6 — 7 km. Tháng 5 năm 2020, phạm vi mặn tiếp tục vào sâu khoảng 100 — 110 km trên sông Vàm Cỏ, vào sâu 50 — 71 km đối với sông Tiền, vào sâu 70 km đối với sông Hậu và vào sâu 65 km đối với sông Cái Lớn. Tình hình xâm nhập mặn vẫn còn đang diễn biến phức tạp và mức độ mặn ngày cảng nghiêm trong hơn, Nguyễn Duy Khang va ctv (2008) đã dùng mô hình MIKE 11 dự báo sự xâm nhập mặn với nồng độ 2,5 g/l vào đất liền có thé lên đến 20 km vào năm 2030 và 50 km vào năm 2090. Đợt hạn - mặn lịch sử đã gây thiệt hại nặng nề cho 9/13 tỉnh thành ven biển, với độ mặn đạt đỉnh 4%o và có đến 11/13 địa phương trên cả nước công bồ tình trạng thiên tai hạn hán, xâm nhập mặn: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Ca Mau, Kiên Giang, Cần Thơ, Hậu Giang, Ninh Thuận (Cục Thông tin khoa học và Công nghệ Quốc gia, 2016).

Hơn nữa, có những nơi ranh giới mặn xâm nhập sâu vào đất liền lên tới 30 km. Theo báo cáo đến ngày 25/3/2016, có đến 170.000 ha lúa và gần 8.000 ha hoa màu bị thiệt hai (Trung tâm Chính sách và Kỹ thuật phòng chống thiên tai, 2016).3 Tình hình xâm nhập mặn trên thế giới Đất mặn là một vấn đề toàn cầu có ảnh hưởng đến khoảng 20% diện tích đất tưới tiêu và làm giảm năng suất cây trồng đáng ké (Qadir va ctv, 2014). Theo Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Xâm 5 nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặn bằng 4%o xâm nhập sâu vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệt nguồn nước ngọt. Quá trình hình thành đất mặn ở đây chủ yêu do muối được tích tụ và đi chuyền theo mao dẫn rồi tích tụ ở tầng đất mặt, sau đó chảy tràn trên mặt đất theo kiểu rửa trôi (Abrol và Bhumbla, 1979).

Người ta ước tính có trên 800 triệu hecta dat va 32 triệu hecta đất nông nghiệp chịu ảnh hưởng của muối trên toàn thế giới (FAO, 2015). Theo Ivushkm và ctv (2019) đã thực hiện nghiên cứu về điện tích đất bị nhiễm mặn trên toàn thé giới, sử dung công nghệ viễn thám, cơ sở dit liệu từ Hệ thống Thông tin Dat Thế giới (WoSIS) kết hợp mô hình hóa. Dữ liệu công bố có khoảng 1,1 tỷ hecta đất bị nhiễm mặn, trong đó 1 tỷ hecta nhiễm mặn nhẹ (2 - 4 dS/m); 19.800 ha nhiễm mặn trung bình (4 - 8 dS/m); 2.300 ha nhiễm mặn cao (8 - 16 dS/m) (Omuto và ctv, 2020).4 Cơ chế phản ứng của thực vật trong điều kiện mặn Stress ở thực vật là ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đến sinh trưởng, phát triển hoặc năng suất của cây trồng. Căng thăng thực vật thường phản ánh một số thay đổi đột ngột trong điều kiện môi trường và được chia thanh hai loại chính là: stress phi sinh hoc va stress sinh học.

- Tác nhân gây stress sinh học ở thực vật là các sinh vật sông, đặc biệt là virus, vi khuẩn, nấm, tuyến trùng, côn trùng, nhện và cỏ dai gây ra. Những tác nhân nảy trực tiếp lay đi chất dinh đưỡng và làm chết cây vật chủ. - Các stress phi sinh học là những tác động vật lý, hoá học như hạn hán (stress nước), úng nước, nhiệt độ khắc nghiệt (lạnh, sương giá và nóng), độ mặn, độc chất khoáng và bức xa tia cực tim (UV) tác động tiêu cực đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng hạt giống của thực vật (He và ctv, 2018). Trong tương lai, tình trạng khan hiém nước ngọt sẽ tăng lên dẫn đến cường độ căng thang phi sinh học cũng sẽ tăng theo.

Do đó, cần phải phát triển các chế phẩm hỗ trợ cây trồng hay các giống cây trồng có khả năng chống chịu với các áp lực phi sinh học để đảm bảo an ninh lương thực trong tương lai (Audil và ctv, 2019). Stress mặn Stress do mặn là một vấn đề khó khăn và ngày càng trở nên nghiêm trọng bởi sự nhiễm mặn ngày càng gia tăng của đất canh tác trên toàn thế giới (Munns và Tester, 2008; Yuan và ctv, 2015). Đất mặn có áp suất thấm thấu cao nên cây không thé hút được nước nếu không có cơ chế thích nghi, do đó gây nên hiện tượng hạn sinh lý. Một số ion ở nồng độ thấp không độc nhưng ở nồng độ cao lại gây độc.

Các ion nay lại cạnh tranh với chất dinh dưỡng trong quá trình hút của rễ làm cho rễ khó hút chất dinh dưỡng. Thanh phần các muối trong đất mặn phổ biến là NaCl, NazSOa, Na2SOu, NaxCO3, MgCh, MgSO¿, các muối đó nồng độ cao đều gây độc cho cây (Phạm Đình Thái, 1987). Ở vùng đất mặn, sự tích tụ của các ion Na" này trong các mô thực vật ức chế quá trình quang hợp và tăng cường sự hình thành các loại oxy phản ứng (ROS). Những chất nảy (ROS) có nhiều tác động xấu đến cây trồng như tăng tốc độ phản ứng độc hại, có thé là đột biến DNA, phân hủy protein và tốn thương mang ( Islam và ctv, 2015; Sudhrr và Murthy, 2004).