Luận án: Phân hữu cơ vi sinh từ nấm bản địa cải thiện đất bạc màu và năng suất cam sành tại Vĩnh Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN NGỌC THANH SỬ DỤNG PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ NGUỒN NẤM PHÂN LẬP TRONG CẢI THIỆN BẠC MÀU ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT CAM SÀNH TẠI HUYỆN TAM BÌNH, TỈNH VĨNH LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT MÃ SỐ: 62620103 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN NGỌC THANH SỬ DỤNG PHÂN HỮU CƠ VI SINH TỪ NGUỒN NẤM PHÂN LẬP TRONG CẢI THIỆN BẠC MÀU ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT CAM SÀNH TẠI HUYỆN TAM BÌNH, TỈNH VĨNH LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT MÃ SỐ: 62620103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: GS. VÕ THỊ GƯƠNG TS. DƯƠNG MINH VIỄN luan an LỜI CẢM TẠ Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. TS Võ Thị Gương và TS.

Dương Minh Viễn, Người đã tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến, tạo mọi điều kiện thuận lợi, để giúp tôi hoàn thành luận án. Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ. Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp. Khoa Sau đại học, Phòng Quản lý Khoa học, Phòng Đào tạo và các Phòng chuyên môn khác của trường Đại học Cần Thơ.

Tất Anh Thư, PGS. Nguyễn Khởi Nghĩa, PGS. Nguyễn Thị Thu Nga, Dr. Dietmar Schlosser đã giúp đỡ tôi trong hướng dẫn thực hiện phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu trong nội dung nghiên cứu của luận án.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Trần Văn Dũng, PGS. Hồ Quảng Đồ, cùng quý Thầy, Cô, anh chị Bộ môn Khoa học Đất đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ trong thực hiện chương trình nghiên cứu sinh của tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn đến chương trình DeltAdapt đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia nghiên cứu khoa học trong khuôn khổ dự án.

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Vĩnh Long, Chi cục Kiểm lâm và Quản lý Chất lượng Nông lâm Thủy sản đã chấp thuận, tạo điều kiện về thời gian học tập, giúp tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình Bác Đỗ Văn Hiếu đã tạo điều kiện về đất canh tác để thực hiện bố trí thí nghiệm ngoài đồng tại xã Tường Lộc, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long. Tôi xin trân trọng ghi nhớ và cảm ơn đến sự giúp đỡ chân thành của các bạn, anh, chị, em mà tôi không thể nêu ra hết trong lời cảm tạ này. Cuối cùng, tôi xin gửi tấm lòng cảm ơn chân thành đến gia đình của tôi, đã động viên, giúp đỡ tôi để thực hiện chương trình nghiên cứu sinh.

NGUYỄN NGỌC THANH i luan an TÓM TẮT Cam Sành (Citrus nobilis) là một trong các cây trồng chính tại huyện Tam Bình, Vĩnh Long. Vườn canh tác cam Sành hiện nay đối mặt những khó khăn như chu kỳ tuổi cây ngắn chỉ kéo dài 4-5 năm tuổi, năng suất trái thấp. Vườn cam bị bệnh vàng lá thối rễ với mức độ nhiễm bệnh từ trung bình đến nặng. Năng suất cam đạt rất thấp trên vườn bị bệnh vàng lá thối rễ (VLTR).

Sự bạc màu đất có thể là yếu tố quan trọng góp phần gây nên những bất lợi trên. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm cải thiện độ phì nhiêu đất vườn trồng cam Sành, giảm bệnh vàng lá thối rễ, tăng năng suất trái thông qua sản xuất phân hữu cơ vi sinh với dòng vi sinh vật bản địa đối kháng nấm gây bệnh vàng lá thối rễ. Kết quả khảo sát 75 vườn cam Sành qua điều tra hiện trạng canh tác cho thấy đất liếp vườn canh tác trên 20 năm chiếm tỷ lệ trên 40%. Bệnh VLTR khoảng 40% số vườn với mức độ nhiễm bệnh từ trung bình đến nặng.

Năng suất trái giảm 61 – 85% khi vườn cam bị bệnh VLTR. Trên cơ sở phân tích mẫu đất của 40 vườn cam Sành được chia thành hai nhóm có bệnh và không bệnh VLTR, các đặc tính đất như chất hữu cơ (CHC) trong đất, Nhd, Ktđ, tổng mật số vi sinh vật, mật số nấm Trichoderma sp. cao hơn ở nhóm không bệnh so với nhóm có bệnh VLTR (P< 0,05). Việc xác định tác nhân gây bệnh VLTR trong đất trên vườn có bệnh cần được nghiên cứu và tìm ra giải pháp để cải thiện độ phì nhiêu đất và giảm bệnh VLTR.

Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố, năm lần lặp lại, mười ba nghiệm thức (NT) thử nghiệm trong nhà lưới để khảo sát khả năng gây bệnh VLTR trên cây cam Sành. Kết quả cho thấy cây biểu hiện bệnh VLTR với chỉ số bệnh biến động khá cao từ 40% đến 84% ở giai đoạn 60 NSKC. Vì vậy, nấm Fusarium solani được đánh giá là tác nhân gây bệnh VLTR trên vườn cam Sành. Các dòng nấm Trichoderma sp.

được phân lập từ vùng rễ đất trồng cam và Gongronella butleri được phân lập từ đất ruộng lúa được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên trong phòng thí nghiệm để đánh giá khả năng đối kháng với nấm Fusarium solani gây bệnh theo phương pháp dual- culture. Kết quả cho thấy hai dòng nấm Trichoderma sp. và Gongronella butleri có khả năng ức chế sự phát triển của nấm Fusarium solani cao lần lượt 56,1% và 41,4%. Phân hữu cơ vi sinh (HCVS) được tạo thành từ nguyên liệu rơm rạ và được chủng hai dòng vi sinh vật có lợi Trichoderma asperellum, Gongronella butleri và nấm Trichoderma sp.

thương mại. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố, bốn lần lặp lại, sáu nghiệm thức để đánh giá hiệu quả của bốn loại phân HCVS được thực hiện trên vườn cam Sành 22 năm tuổi liếp ii luan an so với canh tác theo nông dân. Kết quả nghiên cứu cho thấy qua bón phân HCVS, các đặc tính đất như độ xốp đất, độ bền cấu trúc đất, pH, CHC, Nhd, Phd, Ktđ, C hữu cơ dễ phân hủy, N dễ phân hủy, base bảo hòa được cải thiện so với nghiệm thức chỉ bón phân vô cơ (P<0,05). Trong khi đó, phân HCVS với hai dòng nấm được phân lập đạt hiệu quả cao hơn dòng nấm Trichoderma sp.

thương mại trong cải thiện độ bền của đất, N và C hữu cơ dễ phân hủy trong đất. Mật số nấm Fusarium sp. trong đất giảm từ 56-82% ở giai đoạn 15 tháng bón phân HCVS so với nghiệm thức đối chứng (P<0,05). Tổng mật số vi sinh vật tăng so với đối chứng (P<0,05), đạt hiệu quả trong giảm bệnh VLTR.

Tỷ lệ giảm bệnh lên đến 36% sau 15 tháng bón phân HCVS so với nghiệm thức đối chứng (P<0,05). Phân HCVS với chủng nấm phân lập bản địa, giúp giảm bệnh VLTR, cải thiện độ phì nhiêu về hóa lý sinh học đất, là cơ sở giúp gia tăng năng suất trái vườn cam Sành. Bón phân HCVS giúp năng suất trái tăng cao có ý nghĩa, tăng thêm từ 94-257% ở vụ thu hoạch trái thứ nhất và tăng từ 198-311% ở vụ thu hoạch trái thứ hai. Hiệu quả của phân HCVS trong cải thiện độ phì nhiêu đất, giảm bệnh hại VLTR và giúp vườn cam Sành đạt năng suất cao, cần được áp dụng vào thực tiễn sản xuất.

Từ khóa: Bệnh vàng lá thối rễ, đặc tính đất, Fusarium sp., phân hữu cơ vi sinh, Trichoderma sp., vườn cam Sành iii luan an ABSTRACT King mandarin (Citrus nobilis) is one of main fruit orchards in Tam Binh district, Vinh Long province. In present, there are constraints on citrus orchard cultivation in this area as plant growth has lasted only from 4 to 5 years with a low yield. Citrus orchards have been damaged due to infected root rot disease with a range of average to severity rates, caused of rather low yield with only 4. Soil fertility degradation can be an important factor contributing to cause those disadvantages.

The objectives of this study were to improve soil fertility, to reduce the root rot disease, and to enhance fruit yield on citrus by applying bio-organic fertilizers containing isolated native microbes as antagonistic agents against the root rot disease on citrus orchards. Based on the investigation of 75 citrus orchards in Tam Binh district, there were about 40% of orchards with raised beds above 20 years old. Among them, 40% of the orchards were infected by the root rot disease in a range of average to high disease ratio. The root rot disease caused 61-85% loss in fruit yield.

Analyzing of 40 collected rhizosphere soil samples on two groups of citrus orchards (non-infected and infected disease) showed some selected soil properties such as soil organic matter (SOM), available N, exchangeable K, total soil microorganism and Trichoderma sp. density in the non-infected group were higher than the infected group (P<0. Therefore, identificating causal agent of pathogens on infected the citrus orchards needs to be researched and propose solutions to improve soil fertility and decrease the root rot disease. An experiment in green house was arranged in a completely randomized design with one factor, five replications, thirteen treatments was carried out to evaluate the root rot infection rates by using isolated Fusarium solani fungi on citrus plants.

The results presented that the seedlings were infested the root rot disease with the fairy high severity disease, from 40% to 84% at the period of 60 days after inoculating. Therefore, Fusarium solani was considered as an agent of the root rot disease on citrus orchards. and Gongronella butleri isolated from citrus rhizosphere soil and paddy soil respectively were arranged in a completely randomized design in the laboratory for evaluating antagonistic capacity against the Fusarium solani by method of dual-cuture testing. As the results, the two isolated fungus strains showed the strongest antagonistic percent against Fusarium solani after twelve days with 56,1% và 41,4% respectively.

iv luan an The bio-organic fertilizers were composted from rice straw with inoculated of these two fungus strains in combining with Trichoderma sp. The experiment was arranged in a completely randomized design with one factor, four replications, six treatments to evaluate effectiveness of the bio-organic fertilizers on a citrus orchard with 22-year old raised beds compared with the farmer’s cultivation. The amendment resulted in increasing of soil porosity, soil aggregate stability, pH, SOM, available N, available P, exchangeable K, labile organic C, labile organic N and base saturation compared to the treatments with only chemical fertilizers (P<0. The bio-organic fertilizers with inoculated Trichoderma asperellum and Gongronella butleri showed a better improvement of soil pH, labile organic C in soil.

Concerning the root rot disease, the bio-organic fertilizers led to decrease Fusarium sp. density in soil from 56% to 82% after fifteenth months of application compared to control treatment (P<0. Total microbial microorganism increased compared to the control (P<0.05), effectively in reducing the root rot disease. The rate of reducing the disease was up to 36% compared with the control treatment (P<0.

In conclusion, the bio-organic fertilizers with native isolated fungus strains resulted in significantly improve of soil physical, chemical and biological properties; reducing the root rot disease ratio; effectively increasing the fruit yield compared to the control treatment. This study provides the significant data on the effect of bio-compost application to enhance soil fertility, to decrease the root rot disease and to increase remarkably-fruit yield.