Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân

Hiệu quả sử dụng lân thấp hơn 15% ở vụ đầu tiên nên lượng lân còn lại được lưu tồn trong đất dưới dạng cây trồng không hấp thu được, sử dụng vi khuẩn để hòa tan lượng lân khó tan trong đất là một trong những biện pháp triển vọng trong trồng mía đường bền vững. Mục tiêu của nghiên cứu là chọn được những dòng vi khuẩn nội sinh rễ mía đường hòa tan các dạng lân khó tan trong đất phèn. 23 dòng vi khuẩn phân lập từ mẫu rễ mía đường trồng trên đất phèn được sử dụng để tuyển chọn các vi khuẩn có khả năng hòa tan các dạng lân khó tan. Kết quả cho thấy có 20 dòng vi khuẩn bị giới hạn sinh trưởng lớn hơn 50% ở điều kiện có nồng độ độc chất Al3+ 100 mg/L trong khi giá trị này nhỏ hơn 50% ở điều kiện có nồng độ độc chất Fe2+ 200 mg/L. Ngoài ra, đã tuyển chọn được một số dòng vi khuẩn triển vọng hòa tan lân nhôm (HA1f, PB2e, PB3e), lân sắt (HA1f, PB2e) và lân can xi (HA1b, HA1f), với hàm lượng lân lần lượt là 11,5-13,3, 60,8-62,1 và 73,9-86,4 mg/L. Cần sử dụng hỗn hợp các dòng vi khuẩn đã tuyển chọn để kết hợp chức năng hòa tan các thành phần lân khó tan để cung cấp lân và hỗ trợ sinh trưởng cây mía đường trong điều kiện đồng ruộng

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 1

Trang 1

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 2

Trang 2

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 3

Trang 3

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 4

Trang 4

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 5

Trang 5

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 6

Trang 6

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân trang 7

Trang 7

pdf 7 trang xuanhieu 3520
Bạn đang xem tài liệu "Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân

Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường có khả năng hòa tan lân
nhôm và 
(b) sắt trong ở môi trường chua 
Đối với độc chất sắt, sự sinh trưởng của các 
dòng vi khuẩn ít bị giới hạn so với độc chất nhôm 
(Hình 1a, 1b). Hầu hết các dòng vi khuẩn (20 dòng) 
có sự giới hạn sinh trưởng thấp hơn 50%. Trong đó, 
có 4 dòng vi khuẩn có phần trăm giới hạn sinh 
trưởng bé hơn 25% là PB3b, KC1f, PB1f và PB3e với 
8,95-24,4%. Ngoài ra, 2 dòng vi khuẩn có sự sinh 
trưởng bị giới hạn trên 75% gồm KC1c và KC1b1 
(Hình 1b). 
3.3. Tuyển chọn vi khuẩn nội sinh rễ cây mía 
đường có khả năng hòa tan lân được phân lập từ môi 
trường NFB 
Các dòng vi khuẩn chịu được điều kiện môi 
trường pH thấp, được sử dụng để đánh giá khả năng 
hòa tan lân nhôm. Trong 23 dòng vi khuẩn nội sinh 
rễ mía đường được sử dụng để đánh giá khả năng 
hòa tan lân nhôm cho thấy khả năng hòa tan P-Al 
giữa các dòng vi khuẩn có khác biệt có ý nghĩa thống 
kê 5%, với hàm lượng lân từ 0,15 đến 13,3 mg L-1. 
Trong đó, ba dòng vi khuẩn HA1f, PB2e, PB3e đạt 
hàm lượng lân cao nhất với 11,5- 13,3 mg L-1. Các 
dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan lân nhôm tiếp 
theo KC1c, PB3d và KC1e có hàm lượng lân hòa tan 
từ lân nhôm lần lượt là 8,96, 8,40 và 8,31 mg L-1 (Hình 
2a). 
Tương tự, khả năng hòa tan lân sắt của các dòng 
vi khuẩn nội sinh rễ mía được ghi nhận cao ở dòng 
HA1f và PB2e với hàm lượng lân lần lượt là 62,1 mg P 
L-1 và 60,8 mg P L-1. Dòng vi khuẩn KC1d có hàm 
lượng lân hòa tan cao tiếp theo (33,9 mg P L-1). Bên 
cạnh đó, các dòng vi khuẩn còn lại có hàm lượng lân 
thấp hơn, với 7,19 - 32,3 mg P L-1 (Hình 2b). 
Đối với khả năng hòa tan lân canxi, dòng vi 
khuẩn HA1b đạt hàm lượng lân cao nhất, khác biệt ý 
nghĩa thống kê 5% so với các dòng vi khuẩn còn lại, 
với hàm lượng 86,4 mg P L-1. Dòng vi khuẩn có khả 
năng hòa tan lân canxi thấp hơn là HA1f (73,9 mg P 
L-1). Ngoài ra, các dòng vi khuẩn còn lại có hàm 
lượng lân 32,8-55,1 mg P L-1 (Hình 2c). 
Kết quả ở hình 1 và 2 cho thấy dòng vi khuẩn 
HA1f có thể hòa tan tốt ba thành phần lân khó tan 
trong đất gồm P-Al, P-Fe và P-Ca và dòng vi khuẩn 
PB2e có khả năng hòa tan tốt cả P-Al và P-Fe. Tuy 
nhiên, dòng vi khuẩn HA1f và PB2e có khả năng 
kháng độc chất nhôm thấp hơn so với các dòng vi 
khuẩn khác. 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 38 
(a) 
b
bcd
efgh
efgh
a
ij
bcd
hij ghi
ij
cde
efgh
bc
a
def
j
fghi
bc
hij
a
efg
hij hij
0
5
10
15
20
25
K
C
1
c
P
B
3b
K
C
1
f
H
A
1
b
H
A
1
f
K
C
2
f
K
C
1
b1
P
B
1e
K
C
2
e
P
B
2c
2
H
A
1
e
P
B
3f
K
C
1
e
P
B
2e
K
C
1
d
P
B
1d
P
B
2d
P
B
3d
P
B
1f
P
B
3e
K
C
2
c
H
A
1
c
P
B
2f
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 lâ
n
 (
m
g
/L
)
Dòng vi khuẩn 
(b) 
bc
ef fghi
fgh
a
e
efg
ghi
e efg
fghi
d cd
a
b
j
hi
e
efg
cd
i fghi hi
0
25
50
75
K
C
1
c
P
B
3b
K
C
1
f
H
A
1
b
H
A
1
f
K
C
2
f
K
C
1
b1
P
B
1e
K
C
2
e
P
B
2c
2
H
A
1
e
P
B
3f
K
C
1
e
P
B
2e
K
C
1
d
P
B
1d
P
B
2d
P
B
3d
P
B
1f
P
B
3e
K
C
2
c
H
A
1
c
P
B
2f
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 lâ
n
 (
m
g
/L
)
Dòng vi khuẩn 
(c) 
a
b
f
c
g
e
d
e
0
25
50
75
100
HA1b HA1f KC2f PB2c2 HA1e PB2e KC1d HA1c
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 lâ
n
 (
m
g
/L
)
Dòng vi khuẩn 
Hình 2. Khả năng hòa tan (a) lân nhôm, (b) lân sắt và (c) lân can xi của các dòng vi khuẩn nội 
sinh rễ cây mía đường có khả năng thích nghi môi trường chua được phân lập từ môi trường NFB 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 39 
Nhiều dòng vi khuẩn trong nghiên cứu này được 
xác định có khả năng hòa tan các thành phần lân 
khác nhau. Theo Rodrigues et al. (2017), có 47% trên 
tổng số vi khuẩn được phân lập từ các bộ phận lá, 
thân, rễ và đất vùng rễ mía có khả năng hòa tan lân 
khó tan. Cụ thể là dòng vi khuẩn Bacillus sp. ISO4 
được phân lập từ lá mía có khả năng hòa tan lân P-Ca 
(Manoel da Silva et al., 2015; de Oliveira Silva et al., 
2014) trong khi các dòng vi khuẩn Pseudomnas 
fluorescens, Pseudomonas putida-IL27A4Al, P. putida-
IL28T1Al, Klebsiella terrigun có khả năng hòa tan P-
Fe và P-Al (Premono et al., 1996). Trong đó, một số 
dòng vi khuẩn Burkholderia spp. được phân lập từ rễ 
mía có khả năng hòa tan lân trên môi trường thạch 
với bán kính 1,11-6,00 cm (Luvizotto et al., 2010). Bên 
cạnh đó, hai dòng vi khuẩn Bacillus sp. SCRU2 và 
Pseudomonas sp. SDRB4 hòa tan được lượng lân 11-
12 µg/L ở môi trường lỏng trong 48 giờ (Kaur và 
Putatunda, 2018), dòng vi khuẩn T-K5, T-K6 có hàm 
lượng lân được hòa tan 0,56 - 0,74 mg/L (Atekan et 
al., 2014). Do các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan 
lân nên khi áp dụng góp phần cải thiện dinh dưỡng 
trong cây, trong đất và dẫn đến gia tăng năng suất. 
Áp dụng dòng vi khuẩn Bacillus subtilis kết hợp 
Pseudomonas fluorescens giúp tăng hàm lượng lân 
trong lá mía, vi khuẩn Azospirillum brasilense kết 
hợp P. fluorescens giúp tăng hàm lượng lân trong 
đất, A. brasilense kết hợp B. subtilis giúp cải thiện 
sinh khối khô, tăng tổng hấp thu lân và dẫn đến tăng 
38% năng suất và giảm được 75% phân lân cho cây 
mía (Rosa et al., 2020). Điều này cho thấy tiềm năng 
của các dòng vi khuẩn đã được tuyển chọn trong việc 
duy trì độ phì nhiêu đất như dưỡng chất lân để nâng 
cao hiệu quả kinh tế cũng như giảm được những ảnh 
hưởng bất lợi liên quan trực tiếp đến việc cung cấp 
lân cho cây trồng. 
4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 
4.1. Kết luận 
Các dòng vi khuẩn nội sinh rễ cây mía đường sử 
dụng trong nghiên cứu có khả năng chịu được môi 
trường có chứa độc chất sắt tốt hơn môi trường có 
chứa độc chất nhôm ở điều kiện chua (pH 4,5). 
Tuyển chọn được các dòng vi khuẩn tiềm năng 
nhất hòa tan lân nhôm gồm HA1f, PB2e, PB3e, với 
11,5-13,3 mg/L, lân sắt gồm HA1f, PB2e, với 60,8-
62,1 mg/L và lân can xi gồm HA1b, HA1f, với 73,9-
86,4 mg/L từ 23 dòng vi khuẩn nội sinh rễ cây mía 
đường. 
4.2. Đề nghị 
Cần sử dụng các dòng vi khuẩn đã tuyển chọn 
để nâng cao hiệu quả cung cấp lân của đất cho cây 
mía trồng trên đất phèn trong điều kiện đồng ruộng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Attanandana, T., Vacharotayan, S. (1986). 
Acid sulfate soils: their characteristics, genesis, 
amelioration and utilization. Southeast Asian Studies. 
24(2): 155–180. 
2. de Oliveira Silva, M., Freire, F. J., Kuklinsky-
Sobral, J., de Oliveira, E. C.A., dos Santos Freire, M. 
B. G., de Oliveira Apolinandario, V. E. X. (2016). 
Bacteria associated with sugarcane in Northeastern 
Brazil. African Journal of Microbiology 
Research. 10(37): 1586-1594. 
3. Kalayu, G. (2019). Phosphate solubilizing 
microorganisms: Promising approach as 
biofertilizers. International Journal of 
Agronomy. 2019: 4917256. 
4. Kaur, R., Putatunda, C. (2018). In vitro 
phosphate solubilization by sugarcane (Saccharum 
officinarum) rhizosphere bacteria. International 
Journal of Current Microbiology and Applied 
Sciences. 7(6): 1557-1564. 
5. Khuong, N. Q., Kantachote, D., Onthong, J., 
Sukhoom, A. (2017). The potential of acid-resistant 
purple nonsulfur bacteria isolated from acid sulfate 
soils for reducing toxicity of Al3+ and Fe2+ using 
biosorption for agricultural application. Biocatalysis 
and Agricultural Biotechnology. 12: 329-340. 
6. Kiflu, A., Beyene, S., Jeff, S. (2017). 
Fractionation and availability of phosphorus in acid 
soils of Hagereselam, Southern Ethiopia under 
different rates of lime. Chemical and Biological 
Technologies in Agriculture. 4(1): 1-7. 
7. Luvizotto, D. M., Marcon, J., Andreote, F. D., 
Dini-Andreote, F., Neves, A. A., Araújo, W. L., 
Pizzirani-Kleiner, A. A. (2010). Genetic diversity and 
plant-growth related features of Burkholderia spp. 
from sugarcane roots. World Journal of Microbiology 
and Biotechnology. 26(10): 1829-1836. 
8. Manoel da Silva, J., Carvalho dos Santos, T. 
M., Santos de Albuquerque, L., Coentro Montaldo, 
Y., Ubaldo Lima de Oliveira, J., Mesquita da Silva, S. 
G., Silva Nascimento, M., da Rocha Oliveira Teixeira, 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 40 
R. (2015). Potential of the endophytic bacteria 
(Herbaspirillum spp. And Bacillus spp.) to promote 
sugarcane growth. Australian Journal of Crop 
Science. 9(8): 754-760. 
9. Martínez, M., Martínez, A. (2007). Effects of 
phosphate-solubilizing bacteria during the rooting 
period of sugar cane (Saccharum officinarum), 
Venezuela 51–71 variety, on the grower’s oasis 
substrate. In First International Meeting on 
Microbial Phosphate Solubilization (pp. 317-323). 
Springer, Dordrecht. 
10. Murphy, J., Riley, H. P. (1962). A modified 
single solution method for the determination of 
phosphate in natural waters. Analytica Chimica 
Acta. 27: 31-36. 
11. Murumkar, D. R., Nalawade, S. V., Indi, D. 
V., Pawar, S. M. (2017). Response of sugarcane seed 
plot to microbial inoculation by Gluconacetobacter 
diazotrophicus and phosphate-solubilizing 
bacteria. Sugar Tech. 19(1): 26-32. 
12. Nguyễn Quốc Khương, Lê Vĩnh Thúc, Lê Thị 
Mỹ Thu, Lưu Thị Yến Nhi, Võ Văn Ựng, Trần Chí 
Nhân, Lý Ngọc Thanh Xuân và Nguyễn Thị Thanh 
Xuân, 2020. Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn nội sinh 
rễ cây mía đường có khả năng cố định đạm và tổng 
hợp Indole Acetic Acid. Tạp chí Nông nghiệp và 
PTNT. 
13. Nguyễn Quốc Khương, Ngô Ngọc Hưng, 
Nguyễn Kim Quyên (2014). Sử dụng kỹ thuật lô 
khuyết trong đánh giá sinh trưởng và đáp ứng năng 
suất mía vụ gốc trên đất phù sa ở đồng bằng sông 
Cửu Long. Chuyên đề Hướng tới nền nông nghiệp 
công nghệ cao và xây dựng nông thôn mới. Tạp chí 
Nông nghiệp và PTNT. Tháng 12 năm 2014. Trang 
77 – 84. 
14. Nguyễn Quốc Khương, Ngô Ngọc Hưng 
(2013). Ảnh hưởng của bón đạm, lân, kali kết hợp bã 
bùn mía lên sinh trưởng, độ Brix và năng suất của 
cây mía đường trên đất phù sa ở đồng bằng sông Cửu 
Long. Tạp chí Khoa học –Trường Đại học Cần Thơ. 
Số 29b: 70-77. 
15. Nguyễn Quốc Khương, Ngô Ngọc Hưng 
(2014). Sử dụng kỹ thuật lô khuyết trong đánh giá 
dinh dưỡng khoáng đạm, lân và kali của cây mía trên 
đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí Nông 
nghiệp và PTNT. Số 3+4: 56-66. 
16. Nguyễn Quốc Khương, Ngô Ngọc Hưng 
(2015a). Ảnh hưởng của bón khuyết NPK và bã bùn 
mía lên hấp thu NPK của cây mía vụ gốc trên đất phù 
sa tại Long Mỹ – Hậu Giang. Tạp chí Khoa học - 
Trường Đại học Cần Thơ. Số 40: 99-108. 
17. Nguyễn Quốc Khương, Ngô Ngọc Hưng 
(2015b). Đánh giá khả năng cung cấp dưỡng chất 
bản địa của đất cho cây mía trên đất phù sa ở đồng 
bằng sông Cửu Long. Tạp chí Khoa học - Trường Đại 
học Cần Thơ. Số 39: 61-74. 
18. Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Kim Quyên, 
Ngô Ngọc Hưng (2015a). Ảnh hưởng của bón N, P, K 
và bã bùn mía đến sinh trưởng và dinh dưỡng 
khoáng của cây mía tơ và mía gốc trên đất phù sa ở 
Long Mỹ - Hậu Giang. Tạp chí Khoa học và Phát 
triển. Tập 13, số 6: 885-892 
19. Nguyễn Quốc Khương, Võ Thị Kim Phương, 
Ngô Ngọc Hưng (2015b). Ảnh hưởng của bón bã bùn 
mía và nấm Trichoderma đến sinh trưởng, năng suất 
và hấp thu NPK của mía đường trên đất phù sa tại 
Long Mỹ – Hậu Giang. Tạp chí Nông nghiệp và 
PTNT. Số 1: 58-65. 
20. Premono, M. E., Anas, I., Soepardi, G., 
Hadioetomo, R. S., Saono, S., Sisworo, W. H. (1996). 
Improvement of p uptake and growth of sugarcane 
by phosphate-solubilizing microorganisms. 
Agriculture: Agronomy. 50-54. 
21. Roberts, T. L., Johnston, A. E. (2015). 
Phosphorus use efficiency and management in 
agriculture. Resources, Conservation and 
Recycling. 105: 275-281. 
22. Rodrigues, A. A., Forzani, M. V., Soares, R. 
D. S., Sibov, S. T., Vieira, J. D. G. (2016). Isolation 
and selection of plant growth-promoting bacteria 
associated with sugarcane. Pesquisa Agropecuária 
Tropica. 46(2): 149-158. 
23. Rosa, P. A. L., Mortinho, E. S., Jalal, A., 
Galindo, F. S., Buzetti, S., Fernandes, G. C., Neto, N. 
B., Pavinato, P. S., Teixeira Filho, M. C. M. (2020). 
Inoculation with growth-promoting bacteria 
associated with the reduction of phosphate 
fertilization in sugarcane. Frontiers in Environmental 
Science. 8:32. 
24. Samaranayake, P., Peiris, B. D., Dssanayake, 
S. (2012). Effect of excessive ferrous (Fe2+) on 
growth and iron content in rice (Oryza sativa). 
International Journal of Agriculture and Biology. 14, 
296–298. 
25. Sampanpanish, P., Ruangkhum, S., 
Tongcumpou, C. (2008). Effect of phosphorus in 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 10/2020 41 
commercial fertilizers on phytoavailability cadmium 
and zinc uptake by sugarcane. WIT Transactions on 
Ecology and the Environment. 109: 739-749. 
26. Soltangheisi, A., Santos, V. R. D., Franco, H. 
C. J., Kolln, O., Vitti, A. C., Dias, C. T. D. S., Herrera, 
W. F. B., Rodrigues, M., Soares, T. D. M., Withers, P. 
J. A., Pavinato, P. S. (2019). Phosphate sources and 
filter cake amendment affecting sugarcane yield and 
soil phosphorus fractions. Revista Brasileira De 
Ciência do Solo. 43: e0180227. 
27. Sundara, B., Natarajan, V., Hari, K. (2002). 
Influence of phosphorus solubilizing bacteria on the 
changes in soil available phosphorus and sugarcane 
and sugar yields. Field Crops Research. 77(1): 43-49. 
SELECTION OF PHOSPHORUS SOLUBILIZING BACTERIA FROM SUGARCANE ROOT IN 
ACID SULFATE SOIL 
Nguyen Quoc Khuong, Le Vinh Thuc, Le Thi My Thu, Luu Thi Yen Nhi, 
Vo Van Ung, Tran Chi Nhan, Ly Ngoc Thanh Xuan, Nguyen Thi Thanh Xuan 
Summary 
The phosphorus use efficacy is lower than 15% in the first crop of P application, so bacterial use is one of the 
most promising methods to solubilize insoluble phosphorus forms for sustainable cultivation of sugarcane. 
The objective of this research was to select the endophytic bacteria from sugarcane root possessing the 
ability of insoluble phosphorus solubilization. From twenty-three colonies isolated from root samples of 
sugarcane grown in acid sulfate soil were used to select the promising phosphorus solubilizing bacteria. 
The results showed that almost endophytic bacterial strains (20 strains) were inhibited the growth by at 
least 50% under medium containing Al3+ at 100 mg/L while that of lower 50% under broth including Fe2+ at 
200 mg/L. The selected strains of phosphorus solubilizing bacteria were included strains HA1f, PB2e, PB3e 
for Al-P solubilization, HA1f, PB2e for P-Fe solubilization and HA1b, HA1f for Ca-P solubilization, with their 
concentrations 11.5-13.3, 60.8-62.1 and 73.9-86.4 mg/L, respectively. Four selected strains were 
recommended to use in mixed cultures to produce available phosphorus and support the growth and yield 
of sugarcane. 
Keywords: Acid sulfate soil, endophytic bacteria from root, phosphorus solubilizing bacteria, sugarcane. 
Người phản biện: PGS.TS. Phan Quốc Hưng 
Ngày nhận bài: 20/3/2020 
Ngày thông qua phản biện: 21/4/2020 
Ngày duyệt đăng: 28/4/2020 

File đính kèm:

  • pdftuyen_chon_vi_khuan_noi_sinh_re_cay_mia_duong_co_kha_nang_ho.pdf