Luận án tiến sĩ: Tuyển chọn bộ chủng vi sinh vật hữu hiệu cho cây chè Shan (Camellia sinensis var. Shan) tại Yên Bái - Trần Thị Huế

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆPVÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HUẾ NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN BỘ CHỦNG VI SINH VẬT HỮU HIỆU SỬ DỤNG CHO CÂY CHÈ SHAN (Camellia sinensis Var Shan) Ở YÊN BÁI LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, 2017 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HUẾ NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN BỘ CHỦNG VI SINH VẬT HỮU HIỆU SỬ DỤNG CHO CÂY CHÈ SHAN (Camellia sinensis Var Shan) Ở YÊN BÁI Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 62. 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. Lê Nhƣ Kiểu 2. Tống Kim Thuần HÀ NỘI, 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án này là trung thực và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào.

Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiên luận án này đã đƣợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Trần Thị Huế ii LỜI CẢM ƠN Luận án này đƣợc thực hiện tại Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa – Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Luận án đƣợc hoàn thành nhờ sự giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình của TS. Lê Nhƣ Kiểu và PGS.

Tống Kim Thuần, cùng với sự góp ý của các Giáo sƣ, Tiến sĩ, các nhà khoa học trong các lĩnh vực công nghệ sinh học, vi sinh vật, đất, phân bón, cây trồng và các đồng nghiệp. Cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đến các Giáo sƣ, Tiến sĩ, các nhà khoa học, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án. Nhân dịp này, tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa, Lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Trƣờng Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung Ƣơng, đã tạo điều kiện giúp đỡ cho việc hoàn thiện các nội dung của luận án. Cuối cùng, với tất cả lòng kính trọng và biết ơn vô hạn, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và những ngƣời thân của tôi đã động viên, tạo động lực cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả Trần Thị Huế iii MỤC LỤC TT Nội dung Trang MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 3 2. Phạm vi nghiên cứu 3 4.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 4. Ý nghĩa khoa học 4 4. Ý nghĩa thực tiễn 4 5. Điểm mới của luận án 4 CHƢƠNG 1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 5 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè 5 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè trên thế giới 5 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ở Việt Nam 7 1.

Tình trạng đất trồng chè 10 1. Tình trạng đất trồng chè trên thế giới 10 1. Tình trạng đất trồng chè ở Việt Nam 12 1. Đặc điểm và phân bố của cây chè Shan 14 1.

Đặc điểm và phân bố của cây chè Shan ở Việt Nam 14 1. Đặc điểm và phân bố của cây chè Shan ở Yên Bái 17 1. Nghiên cứu, sử dụng phân vi sinh vật cho cây chè 19 1. Nhu cầu dinh dƣỡng của cây chè 19 1.

Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân bón vi sinh vật cho cây chè trên thế giới 22 iv 1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân bón vi sinh vật cho cây chè ở Việt Nam 23 1. Vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan 24 1. Các dạng phốt pho trong đất và vai trò của vi sinh vật trong vòng tuần hoàn phốt pho 24 1.

Tình hình nghiên cứu vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan ở nƣớc ngoài 28 1. Những nghiên cứu vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan ở Việt Nam 31 1. Vi sinh vật cố định nitơ 34 1. Vi khuẩn cố định nitơ tự do 34 1.

Tình hình nghiên cứu vi sinh vật cố định nitơ trên thế giới 35 1. Tình hình nghiên cứu vi sinh vật cố định nitơ ở Việt Nam 37 1. Vi sinh vật kích thích sinh trƣởng thực vật 39 1. IAA - Indole axetic axit 39 1.

Tình hình nghiên cứu vi sinh vật kích thích sinh trƣởng thực vật trên thế giới 40 1. Tình hình nghiên cứu về vi sinh vật kích thích sinh trƣởng thực vật ở Việt Nam 43 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2. Vật liệu nghiên cứu 45 2.

Vật liệu và môi trƣờng nghiên cứu trong phòng 45 2. Giống chè Shan thí nghiệm 47 2. Nội dung nghiên cứu 47 2. Phƣơng pháp nghiên cứu 47 v 2.

Phƣơng pháp đánh giá một số đặc điểm lý, hóa học và vi sinh vật của đất tại vùng trồng chè Shan Yên Bái 47 2. Phƣơng pháp phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu ích sử dụng cho cây chè Shan Yên Bái 50 2. Phƣơng pháp lựa chọn tổ hợp chủng vi sinh vật sử dụng cho cây chè Shan ở Yên Bái 62 2. Phƣơng pháp nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật sử dụng cho cây chè Shan ở Yên Bái 64 2.

Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến sinh trƣởng, phát triển của cây chè Shan SG1 tuổi 5 67 2. Phƣơng pháp xử lý số liệu 70 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 71 3. Đánh giá một số đặc điểm lý, hóa học và vi sinh vật đất của vùng trồng chè Shan Yên Bái 71 3.

Phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu hiệu sử dụng cho cây chè Shan Yên Bái 76 3. Phân lập các chủng vi sinh vật hữu hiệu ở đất trồng chè Shan Yên Bái 76 3. Tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu hiệu sử dụng cho cây chè Shan ở Yên Bái 81 3. Nghiên cứu lựa chọn tổ hợp chủng vi sinh vật hữu hiệu sử dụng cho cây chè Shan Yên Bái 113 3.

Nghiên cứu khả năng tổ hợp của các chủng vi sinh vật bằng phƣơng pháp định tính 113 3. Nghiên cứu khả năng tổ hợp của các chủng vi sinh vật bằng phƣơng pháp định lƣợng 114 3. Đánh giá tác động của hỗn hợp chủng vi sinh vật lên sinh lý, sinh hóa và sinh trƣởng của cây chè Shan SG1 tuổi 1 115 vi 3. Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật sử dụng cho cây chè Shan Yên Bái 121 3.

Nghiên cứu điều kiện nhân sinh khối của các chủng vi sinh vật 121 3. Nghiên cứu lựa chọn chất mang cho sản xuất chế phẩm vi sinh vật 129 3. Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn dịch vi sinh vật với chất mang 130 3. Sản xuất thử nghiệm chế phẩm vi sinh vật cho cây chè Shan Yên Bái 131 3.

Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật sử dụng cho cây chè Shan Yên Bái 132 3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến sinh trƣởng, phát triển của cây chè Shan SG1 tuổi 5 135 3. Ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến số lƣợng tế bào vi sinh vật hữu ích trong đất trồng chè Shan Yên Bái 135 3. Ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến thành phần hóa học của đất trồng chè Shan Yên Bái 137 3.

Ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến khả năng sinh trƣởng của cây chè Shan SG1 tuổi 5 139 3. Ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến tăng trƣởng chiều dài búp của cây chè Shan SG1 tuổi 5 140 3. Ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến diện tích lá của cây chè Shan SG1 tuổi 5 141 3. Ảnh hƣởng của chế phẩm Vi sinh vật đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của cây chè Shan SG1 tuổi 5 142 3.

Ảnh hƣởng của chế phẩm vi sinh vật đến các chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm của cây chè Shan SG1 tuổi 5 144 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 148 1. Đề nghị 149 vii DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐƢỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO 151 Tiếng Việt 151 Tiếng Anh 157 PHỤ LỤC 165 viii DANH MỤC VIẾT TẮT cs Cộng sự CSDTL Chỉ số diện tích lá CV% Sai số thí nghiệm FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức Liên hiệp quốc về lƣơng thực và nông nghiệp) HCVS Hữu cơ vi sinh KHKT Khoa học kỹ thuật LSD0,05 Giới hạn sai khác có ý nghĩa ở mức tin cậy 95% TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TG Thế giới vk Vi khuẩn VN Việt Nam VSV Vi sinh vật ix DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 1. Sản xuất chè của thế giới và một số nƣớc năm 2013 5 Bảng 1. Sản lƣợng và tình hình xuất khẩu chè bình quân trên 6 thế giới giai đoạn 2005-2012 6 Bảng 1.

Tình hình sản xuất chè ở Việt Nam giai đoạn 2000 - 2011 8 Bảng 3. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu lý, hóa học của đất trồng chè Shan Suối Giàng, Yên Bái ở các độ cao khác nhau 72 Bảng 3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, hình dạng tế bào của các chủng vi sinh vật phân giải 77 Bảng 3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, hình dạng tế bào của các chủng vi sinh vật cố định nitơ tự do phân lập đƣợc 78 Bảng 3.

Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, hình dạng tế bào của các chủng vi sinh vật kích thích 80 Bảng 3. Khả năng phân giải phốt phát sắt và phốt phát nhôm của các chủng vi sinh vật sau 3 ngày nuôi cấy ở pH4,5 82 Bảng 3. Ảnh hƣởng của hai chủng vi khuẩn PAl - 1 và PAl - 2 đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và sinh trƣởng của cây chè SG1 tuổi 1 90 Bảng 3. Ảnh hƣởng của các chủng vi sinh vật phân giải phốt phát sắt đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và sinh trƣởng của cây chè SG1 tuổi 1 91 Bảng 3.

Khả năng tổng hợp NH4+ của 37 chủng vi sinh vật có hoạt tính cố định nitơ sau 3 ngày nuôi cấy, ở pH4,5 92 Bảng 3. Ảnh hƣởng của chủng vi khuẩn D12 và C5 đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và sinh trƣởng của cây chè Shan SG1 tuổi 1 95 x Bảng 3. Khả năng kích thích sinh trƣởng thực vật của 16 chủng 97 vi khuẩn sau 3 ngày nuôi cấy, ở pH4,5 97 Bảng 3.