TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên luận án: Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn bản địa có khả năng cố định đạm và tổng hợp IAA để canh tác rau ở Sóc Trăng
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã ngành: 62420201
Họ tên nghiên cứu sinh: Lê Thị Xã
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN KHỞI NGHĨA; TS. PHẠM NGỌC TÚ
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơ
1. Tóm tắt nội dung luận án
Hiện nay việc áp dụng vi sinh vật trong trồng trọt đang phát triển mạnh trên thế giới cũng như trong nước. Do đó, việc khai thác vi sinh vật bản địa (tiếng Anh: Indigenous Microorganisms, viết tắt: IMO) để ứng dụng vào sản xuất nông nghiệp giúp giảm thiểu áp dụng các chất hóa học từ phân bón vô cơ, chất kích thích sinh trưởng cũng như giảm độc trong sản phẩm nông sản và giảm thiểu các tác động làm ô nhiễm môi trường là việc rất quan trọng và cần thiết. Mặt khác, việc nghiên cứu các vi sinh vật có ích ở Sóc Trăng sẽ góp phần tăng sản xuất rau sạch, rau an toàn cho Sóc Trăng nói chung và cho Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng. Vì vậy, đề tài “Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn bản địa có khả năng cố định đạm và tổng hợp indole-3-acetic acid (IAA) để canh tác rau ở Sóc Trăng” được thực hiện nhằm mục tiêu phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn bản địa có hai chức năng cố định đạm và tổng hợp IAA trong các hệ IMO thu thập từ đất canh tác các loại cây trồng khác nhau ở tỉnh Sóc Trăng nhằm kích thích sinh trưởng, tăng năng suất cây rau muống, cây cải xanh và giảm lượng phân bón đạm khuyến cáo ở điều kiện phòng thí nghiệm, nhà lưới và ngoài đồng. Trên cơ sở đó, luận án thực hiện 6 nội dung nghiên cứu gồm: (1) Khảo sát sự đa dạng các nhóm vi sinh vật trong các hệ IMO từ đất canh tác các loại cây trồng khác nhau ở tỉnh Sóc Trăng; (2) Đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng gồm cố định đạm, và tổng hợp IAA của các hệ IMO thu thập; (3) Phân lập, tuyển chọn và định danh các dòng vi khuẩn bản địa có hai chức năng cố định đạm và tổng hợp IAA từ các hệ IMO thu được; (4) Đánh giá ảnh hưởng của một số dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA tuyển chọn và các IMO chứa những dòng vi khuẩn này lên khả năng nảy mầm và sinh trưởng cây rau muống và cải xanh ở điều kiện phòng thí nghiệm; (5) Đánh giá hiệu quả của 5 dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA tuyển chọn và 5 IMO chứa những dòng vi khuẩn này lên sinh trưởng và năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện nhà lưới; (6) Đánh giá hiệu quả của 3 dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA tuyển chọn và 2 IMO chứa những dòng vi khuẩn này lên sinh trưởng và năng suất rau muống và cải xanh ở điều kiện ngoài đồng.
2. Những kết quả mới của luận án
Hướng nghiên cứu đánh giá thành phần vi sinh vật, chức năng kích thích sinh trưởng của IMO cũng như khai thác nhóm vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp các IAA trong các IMO của luận án là hướng nghiên cứu mới do đó đã mang lại một số đóng góp mới sau:
Luận án đã cung cấp những kết quả nghiên cứu khoa học mới về một số đặc tính của 20 hệ vi sinh vật bản địa IMO trên các hệ thống canh tác cây trồng tại tỉnh Sóc Trăng. Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự đa dạng về các nhóm vi sinh vật chính bao gồm vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn trong các hệ IMO. Tuy nhiên, không có sự hiện diện những vi sinh vật gây bệnh đường tiêu hóa ở người như Salmonella, Shigella, Coliform, E. coli. Bên cạnh đó các IMO còn cho thấy chúng có các chức năng kích thích sinh trưởng cây trồng như cố định đạm và tổng hợp IAA.
Ngoài ra các kết quả nghiên cứu về các dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA phân lập trong các hệ vi sinh vật bản địa cũng như hiệu quả của chúng trong kích thích nảy mầm, sinh trưởng và làm tăng năng suất rau, giảm nitrate tồn dư trong rau trong khi bón giảm lượng phân đạm theo công thức khuyến cáo là những kết quả nghiên cứu mới về các dòng vi khuẩn đa chức năng trong các hệ IMO tại Việt Nam và là nghiên cứu đầu tiên, chính quy trong tuyển chọn các dòng vi khuẩn kích thích sinh trưởng, làm tăng năng suất cây rau muống và cải xanh tại tỉnh Sóc Trăng. Điều này rất có ý nghĩa trong phát triển sản xuất rau sạch, rau an toàn cho tỉnh Sóc Trăng nói riêng và khu vực Đồng bằng sông Cửu Long nói chung.
Tính mới của luận án còn thể hiện ở kết quả so sánh hiệu quả kích thích nảy mầm, sinh trưởng cây rau giữa hệ IMO thu thập tại Sóc Trăng với các dòng vi khuẩn có chức năng cố định đạm và tổng hợp IAA được phân lập từ các hệ IMO này và đã cho thấy rằng cả hai (IMO và dòng vi khuẩn) cho hiệu quả kích thích nảy mầm và sinh trưởng cây rau là tương đương nhau, tuy nhiên khi so sánh về chức năng chuyên biệt như cố định đạm thì các dòng vi khuẩn phân lập cho hiệu quả kích thích sinh trưởng cao hơn các hệ IMO. Ngoài ra, 3 dòng vi khuẩn tuyển chọn được định danh là những dòng vi khuẩn có độ an toàn sinh học cao.
Kết quả nghiên cứu của luận án là tài liệu tham khảo tốt cho các nghiên cứu tiếp theo và làm tài liệu tham khảo trong giảng dạy cho các ngành công nghệ sinh học, vi sinh vật đất, nông nghiệp và sinh học khác.
3. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
Khả năng ứng dụng trong thực tiễn
Về mặt ý nghĩa thực tiễn, luận án hỗ trợ cho ngành nông nghiệp trong việc sử dụng phân bón vi sinh học hoặc chế phẩm vi sinh vật để trồng rau giúp tăng thu nhập cho người nông dân, giảm ô nhiễm môi trường, tạo sản phẩm rau sạch và an toàn trong canh tác rau.
Trên cơ sở nghiên cứu về các hệ IMO cho thấy IMO là nguồn vi sinh vật rất phong phú và có tính đa dạng cao về chức năng, trong đó có các chức năng cố định đạm và tổng hợp hormone thực vật IAA, do đó có thể ứng dụng IMO trong canh tác rau để góp phần thay thế và giảm thiểu lượng phân đạm hoá học.
Trong tương lai, đối với 3 dòng vi khuẩn cố định đạm và tổng hợp IAA tuyển chọn hiệu quả cao nhất sau khi hoàn thiện được quy trình sản xuất chúng sẽ có tiềm năng ứng dụng rất cao nhằm bổ sung vào các nguồn vi sinh vật có lợi cho cây trồng phục vụ sản xuất phân bón vi sinh vật góp phần giảm thiểu sử dụng phân đạm hoá học trong sản xuất rau theo hướng an toàn, thân thiện và bền vững ở tỉnh Sóc Trăng và các tỉnh khác ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long.
Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của 3 dòng vi khuẩn Paraburkholderia tropica TP-1.3, Paenibacillus cineris TP-1.4 và Bacillus megaterium MQ-2.5 trên nhiều đối tượng cây rau ở điều kiện ngoài đồng cũng như đánh giá thêm khả năng thích nghi và sống sót của 3 dòng vi khuẩn này ở các nhóm đất có đặc tính khác nhau trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng.
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của 3 dòng vi khuẩn Paraburkholderia tropica TP-1.3, Paenibacillus cineris TP-1.4 và Bacillus megaterium MQ-2.5 trong việc giảm hàm lượng nitrate tích lũy trong các loại rau góp phần tham gia vào quá trình sản xuất rau an toàn ở tỉnh Sóc Trăng.
Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học hoặc phân sinh học giúp giảm sử dụng phân bón đạm hóa học, kích thích sinh trưởng và làm tăng năng suất cây rau trong địa bàn tỉnh Sóc Trăng, từ đó gia tăng hiệu quả kinh tế, góp phần tham gia sản xuất nông nghiệp bền vững của tỉnh Sóc Trăng.
Có thể mở rộng đánh giá hiệu quả các dòng vi khuẩn trên các đối tượng cây trồng khác trong tỉnh Sóc Trăng nhằm phục vụ nhu cầu trồng trọt theo xu hướng thích ứng với biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn của tỉnh Sóc Trăng.
