Tổng quan về vi sinh vật hỗ trợ tăng trưởng cây trồng trong điều kiện ngập mặn

Nghiên cứu "Tổng quan về vi sinh vật hỗ trợ tăng trưởng cây trồng trong điều kiện ngập mặn" phân lập và tuyển chọn giống VSV vùng rễ từ vùng sinh thái đất nhiễm mặn nhằm tuyển chọn được các chủng VSV nội sinh có hoạt tính sinh học cao để ứng dụng cải tạo và sử dụng loại đất này cũng như phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan về vi sinh vật hỗ trợ tăng trưởng cây trồng trong điều kiện ngập mặn TỔNG QUAN VỀ VI SINH VẬT HỖ TRỢ TĂNG TRƯỞNG CÂY TRỒNG TRONG ĐIỀU KIỆN NGẬP MẶN Nguyễn Hoàng Khánh Mai*, Đặng Thị Ngọc Tín Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương TÓM TẮT Độ mặn là một vấn đề lớn ảnh hưởng đến sản xuất cây trồng trên toàn thế giới: 20% diện tích đất canh tác trên thế giới và 33% diện tích đất được tưới tiêu bị nhiễm mặn và suy thoái. Căng thẳng do nhiễm mặn là vấn đề môi trường lớn, độ mặn của đất quá cao do đó làm giảm diện tích đất canh tác và giảm mạnh chiều dài rễ, sinh khối và tăng trưởng, gây ra sự suy giảm năng suất cây trồng đồng thời vốn nhạy cảm trong suốt quá trình sinh trưởng của cây. Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn giống VSV vùng rễ từ vùng sinh thái đất nhiễm mặn nhằm tuyển chọn được các chủng VSV nội sinh có hoạt tính sinh học cao để ứng dụng cải tạo và sử dụng loại đất này cũng như phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Việc sử dụng vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng thực vật chịu mặn (PGPB) là một phương pháp kinh tế và khả thi để khắc phục đất nhiễm mặn và cải thiện sự phát triển của thực vật. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu quả của cây trồng bị nhiễm mặn nhằm hỗ trợ cải tạo hiệu quả đất mặn trên các vùng đất canh tác có nguy cơ bị xâm nhập mặn ở ĐBSCL do biến đổi khí hậu gây ra. Từ khóa: sinh khối, tăng trưởng, năng suất, nhiễm mặn, VSV vùng rễ, VSV nội sinh. 1. TÌNH HÌNH XÂM NHẬP MẶN Ở VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI Ở Việt Nam, mùa khô những năm gần đây, tình trạng hạn hán, xâm nhập mặn thường xuyên xảy ra ở các địa phương vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Độ mặn lớn nhất diễn ra ở các tuyến sông Tiền và sông Hậu thường xuất hiện vào tháng 4 hoặc tháng 5 trong năm do ảnh hưởng của thuỷ triều dâng ở bờ biển phía Đông và biển Tây hoặc cùng cả hai. Trong khi đó, lưu lượng nước từ thượng nguồn sông Mê Kông đổ về khu vực hạ lưu giảm, lượng mưa giảm, lượng nước bị bốc hơi nhiều trong mùa khô. Xâm nhập mặn ở ĐBSCL được quan sát rõ nhất từ khoảng cuối năm 2015 và những tháng đầu năm 2016, đợt diễn biến xâm nhập mặn này được đánh giá là nặng nề nhất trong 100 năm qua. Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn xác định độ mặn 4% được coi là bị xâm nhập mặn. Trong khi đó số liệu đo đạc độ mặn ở sông Tiền và sông Hậu cho kết quả trên 45%, độ mặn này kéo dài và xâm nhập sâu tới 70 km tính từ cửa sông, thậm chí có thời điểm độ mặn xâm nhập sâu đến 85 km (Khôi et al., 2021). Diện tích đất trồng lúa ở Việt Nam ngày càng bị thu hẹp do tình trạng xâm nhập mặn gây ra. Gần đây, diễn biến xâm nhập mặn năm 2019–2020 đã ảnh hưởng đến 10 trên 13 tỉnh ở ĐBSCL, ranh giới độ mặn 4 gam/lít đã làm 42.5% diện tích tự nhiên của toàn vùng bị ảnh hưởng, tương đương 1.688.600 ha, diện tích bị ảnh hưởng cao hơn nhiều so với diện tích bị ảnh hưởng của năm 2016 là 50.376 ha. Các tỉnh gồm Trà Vinh, Tiền Giang, Sóc Trăng, Kiên Giang, Long An, Bến Tre, Bạc Liêu và Cà Mau chịu 583 thiệt hại bởi xâm nhập mặn với tổng diện tích khoảng 41.900 ha trong vụ Đông Xuân năm 2019-2020. Cà Mau là tỉnh bị ảnh hưởng nặng nhất với diện tích 16.500 ha trên tổng 176.700 ha diện tích gieo trồng trong vụ mùa bị ảnh hưởng, trong đó diện tích lúa bị thiệt hại trắng từ 70% trở lên là 14.000 ha (Khôi et al., 2021). Ở Thế giới, các nghiên cứu gần đây cho thấy người dân ven biển ở Bangladesh sẽ trở nên dễ bị tổn thương hơn trước sự xâm nhập mặn trong điều kiện khí hậu thay đổi. Cộng đồng ven biển ở miền nam Bangladesh sẽ chịu tổn thương trước biến đổi khí hậu do mực nước biển dâng tiếp tục tăng sau năm 2100. Độ mặn của đất ảnh hưởng đến khoảng 1 triệu ha ở Liên minh Châu Âu, chủ yếu ở các nước Địa Trung Hải và là nguyên nhân chính gây ra sa mạc hoá. Tại Tây Ban Nha, 3% trong tổng số 3,5 triệu ha đất được tưới tiêu bị ảnh hưởng nghiêm trọng, làm giảm rõ rệt tiềm năng nông nghiệp, trong khi 15% khác đang gặp rủi ro nghiêm trọng (Machado et al., 2017) Ở khu vực Địa Trung Hải, suy thoái đất liên quan đến kiềm hoá đất có thể trở nên trầm trọng hơn với tốc độ ngày càng tăng trong những thập kỷ tới, do sự gia tăng dự kiến về các khu vực được tưới tiêu và sự khan hiếm nước chất lượng tốt ngày càng tăng. Lượng đất nông nghiệp trên thế giới bị phá huỷ do tích tụ muối mỗi năm ước tính là 10 triệu ha. Tốc độ này có thể tăng nhanh do biến đổi khí hậu, sử dụng quá mức nước ngầm (chủ yếu nếu ở gần biển), tăng cường sử dụng nước chất lượng thấp trong tưới tiêu và áp dụng ồ ạt hệ thống tưới tiêu kết hợp với thâm canh và thoát nước kém. Mặt khác, xu hướng tăng hiệu quả sử dụng nước tưới, như đã được kiểm chứng ở nhiều vùng do khan hiếm nước và sử dụng nước chất lượng thấp có thể dẫn đến tích tụ muối trong đất, do quá trình rửa trôi một phần bị giảm và muối có trong nước tưới không được lọc đủ. Ước tính, đến năm 2050, 50% diện tích đất canh tác trên thế giới sẽ bị nhiễm mặn (Machado et al., 2017). 2. VI SINH VẬT HỖ TRỢ TĂNG TRƯỞNG CÂY TRỒNG Vi sinh vật thúc đẩy tăng trưởng thực vật và các loài vi khuẩn liên quan đến sự phát triển của thực vật được gọi là vi khuẩn thúc đẩy tăng trưởng thực vật (Plant Growth Promoting Bacteria – PGPB). Có thể nói PGPB là vi khuẩn trực tiếp hoặc gián tiếp giúp cây trồng thu thập chất dinh dưỡng từ đất (đạm, lân, kali, khoáng chất thiết yếu), các hormon tăng trưởng, các enzyme tăng trưởng và kháng bệnh. Vi sinh vật hỗ trợ tăng trưởng cây trồng thuộc các chi: Agrobacter, Arthrobacter, Azotobacter, Azospirillum, Bacillus, Burkholderia, Caulobacter, Chromobacterrium, Erwinia, Flavobacterium, Micrococcus, Pseudomonas và Serratia. Chúng có hiệu quả trong việc cải thiện khả năng chịu stress của thực vật nhờ có hoạt tính hỗ trợ t ...