ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG P 2 0 5 TỚI SỐ LƯỢNG BÀO TỬ NẤM RỄ MYCORHIZA VÀ TỶ LỆ XÂM NHIỄM NẤM RỄ TRONG CÂY KÝ CHỦ Nguyễn Văn Sức, Nguyễn Viết Hiệp Summary The effects of soil total phosphorus on the number of VAM spores and mycorhizal colonization in host roots Mycorhizae are an integral part of most plants in nature and occur on 83% of dicotyledonous and 79% of monocotyledonous plant investigated. Infection of the root system of the plant by these fungi creates a symbiotic (beneficial) relationship between the plant and fungus. The levels of phosphorus in the soil has been shown to influence on the establishment of VA mycorhizae with roots of shortgum. Very high and very low phosphorus levels reduced mycorhizal infection/colonization. It is well established that: The development of endomycorhizal spores and mycorhizal infection were found to be the greatest when soil total phosphorus levels were at 0,05%. Regression between P 2 O 5 and spores is cubic equation. Keyswords: Mycorhizae, levels of phosphorus, mycorhizal colonization. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Năm 1978, trong bài báo đăng trên Tạp chí New Phytologist, số 103, Schuybert và Hayman chỉ ra rằng khả năng xâm nhiễm của nấm Mycorhiza vào rễ cây chủ tăng khi đất có lượng P 2 0 5 thấp và ngược lại. Tuy nhiên không phải cứ giảm lượng phốtpho trong đất thì khả năng xâm nhiễm của Mycorhiza tăng theo. Các kết quả thí nghiệm của Koide (1991) sau đấy cho thấy khi lượng phốtpho trong đất ở mức quá thấp thì khuNn căn (on r có s xâm nhim ca Mycorhiza) hu như không xut hin. Khác rt nhiu vi các nhóm vi sinh vt khác, Mycorhiza ni sinh (VAM: Vesicular Arbuscular Mycorhiza) không th thc hin quá trình nhân sinh khi trên môi trưng nuôi cy nhân to mà phi thông qua cây ký ch hoc qua nuôi cy cơ quan ca r. Hin nay trên th gii, 80% lưng bào t ca VAM nhân ra phc v cho công tác nghiên cu và sn xut thương mi là nh cây ký ch. Vic xác nh ưc nh hưng ca hàm lưng phtpho n lưng bào t sinh ra khi nuôi cy kt hp cây ký ch là rt quan trng nhm ti ưu hóa ưc quá trình nhân ging bào t nm r. 3 chng nm r dùng cho thí nghim này phân lp ti các vùng t Vit N am và ưc tuyn chn sơ b thông qua kh năng ny mm, sc sng sót và s ưu th khi xut hin. II. VT LIU VÀ PHƯƠN G PHÁP N GHIÊN CU 1. Vật liệu - i tưng: Cây ký ch ưc la chn dùng trong thí nghim này là cây i mch ging API có ngun gc nhp ni ưc cung cp t B môn Mì Mch, Vin Khoa hc K thut N ông nghip Vit N am trưc ây và cây ngô ging LVN 10 lai to t Vin N ghiên cu N gô. Than bùn: Hòa Lc, Hà Tây ưc kh trùng ưt theo phương pháp Tyldal. - Chng nm Mycorhiza thí nghim: Chng bào t nm: 2 chng nm SHM 04 - DH 16 và SHM 04 - DH 47 phân lp t t trng bưi xã Chí ám, huyn oan Hùng tnh Phú Th. Chng SHM 04 - TC 139 phân lp t t trng chè trung du xã Tân Cương, thành ph Thái N guyên năm 2004. 2. Phương pháp nghiên cứu Thí nghim ưc thc hin ti nhà lưi Vin Th nhưng N ông hóa, Vin Khoa hc N ông nghip Vit N am gm 14 công thc vi 4 liu lưng P 2 O 5 tng s khác nhau (1: 0,03% có sn trong than bùn; 2: 0,05%; 3: 0,09%; 4: 0,2%). - CT 01: N gô (C 1 - Than bùn). - CT 02: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 (C 2). - CT 03: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 + P 2 O 5 mc 2 (0,05%). - CT 04: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 + P 2 O 5 mc 3 (0,09%). - CT 05: N gô + Mycorhiza SHM 04 - DH 16 + P 2 O 5 mc 4 (0,2%). - CT 06: i mch (C 3 - Than bùn). - CT 07: i mch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 (C 4). - CT 08: i mch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 + P 2 O 5 mc 2 (0,05%). - CT 09: i mch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 + P 2 O 5 mc 3 (0,09%). - CT 10: i mch + Mycorhiza SHM 04 - DH 47 + P 2 O 5 mc 4 (0,2%). - CT 11: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 (C 5). - CT 12: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 + P 2 O 5 mc 2 (0,05%). - CT 13: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 + P 2 O 5 mc 3 (0,09%). - CT 14: N gô + Mycorhiza SHM 04 - TC 139 + P 2 O 5 mc 4 (0,2%). Thí nghim tin hành trong chu nha (20 × 25 cm), nhc li 5 chu/công thc vi 2,0 kg than bùn/chu. S cây theo dõi 3/chu. S bào t nm Mycorhiza nhim cho 1 chu là 50 bào t. P 2 O 5 ưc b sung vào than bùn dưi dng Ca(H 2 PO 4 ) 2 .H 2 O. t bc màu ưc kh trùng theo phương pháp Tyldal. Kh trùng b mt ht cây bng dung dch H 2 SO 4 30% và CaCl 2 10%. Tách bào t t t s dng k thut sàng ưt (wet sieving) qua rây kt hp vi ly tâm trong thang nng  ca sucrose 50% theo Tommerup (1992). S lưng bào t nm ni sinh ưc xác nh bng phương pháp m trc tip (direct counts). Mu thu hoch sau 6 thun thí nghim. T s xâm nhim ưc xác nh thông qua phương pháp vch tuyn giao thoa. ánh giá kt qu thí nghim ưc tin hành bng các th tc phân tích phương sai vi α = 0,05 trên phn mm EXCEL 2003. 3. Các chỉ tiêu theo dõi - S bào t nm Mycorhiza trong t. - T l xâm nhim. III. KT QU VÀ THO LUN * Tính chất hóa học trong cơ chất than bùn thí nghiệm: Bảng 1. Một số tính chất hóa học than bùn thí nghiệm Ký hiệu mẫu Chỉ tiêu pH KCl OM (%) N tổng số (%) P 2 O 5 tổng số (%) P 2 O 5 dễ tiêu (mg.100g than bùn -1 ) K 2 O tổng số (%) M01 1.78 35,06 0,46 0,03 2,61 0,04 * Một số đặc điểm sinh học của 3 chủng nấm nghiên cứu: - Chng nm SHM 04 - DH 16: Bào t hình cu, kích thưc bào t khong 125 - 150 µm, có cung ngn, mu vàng hoc trng nht (mã mu 00/10/40/00), thuc chi nm Gigaspora. - SHM 04 - DH 47: Bào t dng trng, kích thưc khong 150 - 200 µm, không có cung, mu nâu m (mã mu là 60/80/80/00), có qu bào t, vách dày, thành t bào có gai, thuc chi nm Glomus. - SHM 04 - TC 139: Bào t hình cu, kích thưc khong 150 - 180 µm, không có cung, màu mt ong (mã mu 00/30/80/00), thuc chi nm Aucaulospora. Ảnh 1. Bào tử trên kính hiển vi của chủng nấm SHM 04 - DH 47 * Ảnh hưởng của hàm lượng P 2 O 5 đến số lượng bào tử và tỷ lệ xâm nhiễm của 3 chủng nấm nghiên cứu Kt qu thí nghim ưc trình bày trong Bng 2, Bng 3. T các kt qu này d dàng cho thy trong tt c 3 nhóm công thc thí nghim thì hai ch tiêu theo dõi là s bào t/g than bùn và t s xâm nhim r luôn có khuynh hưng phát trin mnh  mc phtpho tng s là 0,05% (hay tương ương vi mc phtpho d tiêu là 4,87 mg/100 g than bùn), gim dn khi tăng lưng phtpho (mc 0,09%) và hu như không xut hin  mc giu phtpho (0,2%). Bảng 2. Ảnh hưởng của hàm lượng P 2 O 5 đến số lượng bào tử nấm STT Công thức Cây ký chủ Chủng nấm lây nhiễm Hàm lượng P 2 O 5 tổng số (%) Số lượng bào tử trung bình (bào tử.g mẫu -1 ) 01 CT01 Ngô LVN 10 0,03 0 02 CT02 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,03 12,80 03 CT03 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,05 25,20 04 CT04 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,09 6,00 05 CT05 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,20 0,80 06 CT06 Đại mạch API 0,03 0 07 CT07 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,03 06,20 08 CT08 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,05 08,60 09 CT09 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,09 01,80 10 CT10 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,20 00,20 11 CT11 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,03 08,20 12 CT12 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,05 14,60 13 CT13 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,09 03,60 14 CT14 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,20 0,40 LSD0,05 1,71 Nhuộm mẫu rễ bằng Trypban blue để quan sát thể xâm nhiễm của các công thức nhận đều thấy những mẫu trong công thức có lượng phốtpho tổng số là 0,09% (mức trung bình) hệ sợi nấm vẫn phát triển ở vùng bề mặt rễ, các bào tử nấm vẫn được sản sinh, sợi gian bào và sợi nội bào có xuất hiện nhưng các thể A (arbuscular) nhỏ và ít về số lượng. Điều này dẫn đến giảm hiệu quả của mối quan hệ giữa nấm và thực vật. Khi tiến hành lây nhiễm chủ động 3 chủng nấm này ở các công thức có hàm lượng phốtpho cao (0,2%) các bào tử nấm rễ không có khuynh hướng tự chết như Baylis (1967) đưa ra. Chúng vẫn nảy mầm, xâm nhiễm bình thường mặc dù tỷ lệ là rất thấp và hầu như không tạo ra các thể A. Điều này đó khẳng định được tính thích ứng của nhóm nấm này trong các điều kiện không thuận lợi cho sự phát triển của chúng. Bảng 3. Ảnh hưởng của hàm lượng P 2 O 5 đến tỷ lệ xâm nhiễm STT Công thức Cây ký chủ Chủng nấm lây nhiễm Hàm lượng P 2 O 5 tổng số (%) Tỷ số xâm nhiễm (%) 01 CT01 Ngô LVN 10 0,03 0 02 CT02 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,03 15,97 03 CT03 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,05 27,68 04 CT04 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,09 05,56 05 CT05 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - DH 016 0,20 00,74 06 CT06 Đại mạch API 0,03 0 07 CT07 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,03 04,70 08 CT08 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,05 07,24 09 CT09 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,09 01,94 10 CT10 Đại mạch API Mycorhiza SHM 04 - DH 047 0,20 00,12 11 CT11 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,03 28,65 12 CT12 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,05 39,06 13 CT13 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,09 12,58 14 CT14 Ngô LVN 10 Mycorhiza SHM 04 - TC 139 0,20 02,32 LSD0,05 1,78 Kt qu ã công b ca Lippman và cng s (1989) ghi nhn s phát trin mnh m ca nhóm nm r có ngun gc ôn i (da trên ch tiêu v h s xâm nhim) khi hàm lưng P 2 O 5 d tiêu dưi mc 5,5 mg/100 g t, gim dn khi lưng P 2 O 5 d tiêu tăng, thưng t cc i khi hàm lưng phtpho d tiêu là 1 mg hoc 0,2 mg P 2 O 5 /100g t. Phương trình biu din tương quan là mt hàm bc hai (y = 80 - 17x + x 2 vi R 2 = 0,65). Tuy nhiên khi xem xét kt qu thu ưc trong thí nghim này chúng ta li nhn thy s lưng bào t và t l xâm nhim gim khi ta gim lưng phtpho tng s xung rt thp (mc 0,02% P 2 O 5 tng s tương ương vi lưng d tiêu là 2,61 mg/100 g than bùn) và phương trình biu din tương quan là mt hàm bc ba y  vi h s tương quan là 1 (tương quan hoàn toàn). Như vậy đã có một sự khác nhau của hai nhóm nấm rễ nhiệt đới và ôn đới này. * Hồi quy tuyến tính giữa hàm lượng P 2 O 5 trong đất với số lượng bào tử và tỷ lệ xâm nhiễm nấm Mycorhiza: Kết quả hồi quy tuyến tính về mối quan hệ giữa hàm lượng P 2 O 5 tổng số và số lượng bào tử cũng như tỷ lệ xâm nhiễm như sau: - Phương trình tương quan giữa hàm lượng P 2 O 5 tổng số với số lượng bào tử. Chủng SHM 04 - DH 016: y = - 50,15 + 3172,54x - 39551,52x 2 + 124812,83x 3 Chủng SHM 04 - DH 047: y = - 9,31 + 807,06 x -10703,03x 2 + 34527,63x 3 Chủng SHM 04-DH 139: y = -25,45 + 1704,73x - 21472,70x 2 + 67976,83x 3 - Phương trình tương quan giữa hàm lượng P 2 O 5 tổng số với tỷ số xâm nhiễm. Chủng SHM 04 - DH 016: y = - 47,82 + 3248x - 41344x 2 + 131585x 3 Chủng SHM 04 - DH 047: y = - 9,64 + 73,89x - 9423,03x 2 + 29988,41x 3 Chủng SHM 04 - DH 039: y = - 35,19 + 3299,80x - 43208,18x 2 + 138234,40x 3 Tất cả các phương trình trên đều có hệ số tương quan R 2 =1 (tương quan tuyến tính hoàn toàn). IV. KẾT LUẬN - Trong điều kiện cơ chất là than bùn Hoà Lạc với các cây ký chủ được khảo sát, số lượng bào tử nấm rễ và tỷ số xâm nhiễm có khác nhau ở các công thức có hàm lượng P 2 O 5 tổng số khác nhau. - Số bào tử và tỷ số xâm nhiễm cao nhất ở công thức có hàm lượng P 2 O 5 tổng số là 0,05% (chủng SHM 04 - DH 01 số lượng bào tử đạt 25,20 bào tử/g mẫu và tỷ số xâm nhiễm là 27,68%; chủng SHM 04 - DH 047 có số bào tử trung bình đạt 8,60 bào tử/g mẫu và tỷ số xâm nhiễm đạt 7,24%; chủng SHM 04 - TC 139 có số bào tử trung bình đạt 14,60 bào tử/g mẫu và tỷ số xâm nhiễm đạt 39,06%), giảm dần khi tăng hoặc giảm lượng P 2 O 5 . - Liều lượng phốtpho tổng số cao (mức 0,09% và mức 0,2%) làm cho các thể A (arbuscular) nhỏ và ít về số lượng. - Tương quan giữa hàm lượng P 2 O 5 tổng số với số bào tử cũng như tỷ số xâm nhiễm là một hàm bậc 3 đầy đủ. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Đào Thế Tuấn, 1963. Phương pháp b trí thí nghiệm trong trồng trọt. Nhà xuất bản Nông thôn, Hà Nội, trang 114-118. 2 Viện Thổ nhưỡng ông hóa, 1998. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 3 ACOM, 1998. First Asian Conference on Mycorhiza. University of Madras, India, 44 p. 4 Asimi S et al., 2005. Influence of increasing soil phosphorus levels on interactions between VAM and Rhizobium in soybeans. Canadia J. of Botany, 58/2005, pp. 2200-2205 5 Brundrett. Mark et. al., 1996. Working with Mycorhiza in Forestry and Agriculture. Canberra, Australia 1996, pp 141-252. 6 Harrison M. J, Van Buuren M. L, 1995. A phosphate transporter from the mycorhizal fungus Glomus versiforme. Nature. 1995 Dec 7, 378(6557), pp. 626-629. gười phản biện: Bùi Huy Hiền T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam 6 . ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG P 2 0 5 TỚI SỐ LƯỢNG BÀO TỬ NẤM RỄ MYCORHIZA VÀ TỶ LỆ XÂM NHIỄM NẤM RỄ TRONG CÂY KÝ CHỦ Nguyễn Văn Sức,. Ảnh 1. Bào tử trên kính hiển vi của chủng nấm SHM 04 - DH 47 * Ảnh hưởng của hàm lượng P 2 O 5 đến số lượng bào tử và tỷ lệ xâm nhiễm của 3 chủng nấm