Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh cho khuôn viên

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THANH NHÀN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤẤT VẬT LIỆU SINH HỌC NHẰẰM TÁI TẠO THẢM CỎ LÀM TIỂU CẢNH CHO KHUÔN VIÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã sôố: 60 44 03 01 Người hướng dẫẫn khoa học: TS. Nguyêẫn Thị Minh NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Nhàn i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc cô giáo TS. Nguyễn Thị Minh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Vi sinh vật, Khoa Môi trường – Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Nhàn ii MỤC LỤC Lời cam đoan....................................................................................................................i Lời cảm ơn.......................................................................................................................ii Mục lục............................................................................................................................iii Danh mục chữ vıết tắt....................................................................................................vi Danh mục bảng..............................................................................................................vii Danh mục hình.............................................................................................................viii Trích yếu luận văn..........................................................................................................ix Thesıs abstract................................................................................................................xi Phần 1. Mở đầu................................................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................1 1.2. Mục tiêu của đề tài..............................................................................................3 1.3. Phạm vı nghıên cứu.............................................................................................3 1.4. Những đóng góp mớı, ý nghĩa khoa học và thực tıễn của đề tàı.........................3 Phần 2. Tổng quan tàı lıệu..............................................................................................5 2.1. Thảm thực vật xanh và kıến trúc cảnh quan trong đô thị....................................5 2.1.1. Thảm thực vật xanh.............................................................................................5 2.1.2. Vai trò của tiểu cảnh xanh đối với môi trường đô thị..........................................5 2.1.3. Kiến trúc cảnh quan trong đô thị.........................................................................7 2.2. Hiện trạng kıến trúc cảnh quan, thảm thực vật trong đô thị trên thế gıớı và Vıệt Nam.........................................................................................................7 2.2.1. Kiến trúc cảnh quan và và thảm thực vật đô thị trên thế giới.............................7 2.2.2. Kiến trúc cảnh quan và và thảm thực vật đô thị tại Việt Nam.............................9 2.3. Vật liệu sinh học..................................................................................................9 2.3.1. Khái niệm, phân loại...........................................................................................9 2.3.2. Thành phần và nguyên liệu sản xuất vật liệu sinh học......................................10 2.4. Nấm rễ Mycorrhızae..........................................................................................11 2.4.1. Khái niệm, phân loại.........................................................................................11 2.4.2. Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae (AM)......................................13 2.4.3. Mối quan hệ cộng sinh giữa AM và cây chủ.....................................................14 iii 2.4.4. Sự phản hồi của cây trồng với nấm rễ nội cộng sinh........................................16 2.5. Tình hình nghıên cứu ứng dụng của nấm rễ và vật lıệu sınh học trên thế gıớı và Vıệt Nam................................................................................................17 2.5.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng AM và vật liệu sinh học trên thế giới............17 2.5.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng của nấm rễ và vật liệu sinh học ở Việt Nam.........19 2.6. Vi khuẩn nốt sần Rhızobıum..............................................................................20 2.6.1. Một vài đặc điểm của Rhizobium.....................................................................20 2.6.2. Tình hình sản xuất và sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần trên thế giới và ở Việt Nam........................................................................................................21 Phần 3. Vật lıệu và phương pháp nghıên cứu.............................................................23 3.1. Đốı tượng nghıên cứu........................................................................................23 3.2. Vật lıệu nghıên cứu...........................................................................................23 3.3. Phạm vı nghıên cứu...........................................................................................23 3.4. Nộı dung nghıên cứu.........................................................................................23 3.5. Phương pháp nghıên cứu..................................................................................24 3.5.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp...............................................................24 3.5.2. Phương pháp thu nhận bào tử từ vùng rễ của cây trồng theo phương pháp sàng ướt cải tiến.................................................................................................24 3.5.3. Phương pháp phân lập vi khuẩn nốt sần Rhizobium.........................................24 3.5.4. Phương pháp đánh giá đặc tính sinh học trực tiếp các giống Arbuscular mycorrhizae.......................................................................................................25 3.5.5. Phương pháp đánh giá đặc tính sinh học trực tiếp các giống Rhizobium.........25 3.5.6. Đánh giá khả năng cộng sinh trên cây chủ và lựa chọn cây chủ để nhân giống nấm rễ......................................................................................................26 3.5.7. Phương pháp phân tích các tính chất (vật lý, hóa học, sinh học) của chất nền ...........................................................................................................................26 3.5.8. Phương pháp xác định tỷ lệ nảy mầm của hạt giống.........................................27 3.5.9. Phương pháp đánh giá hiệu quả tái tạo thảm cỏ của vật liệu sinh học..............27 Phần 4. Kết quả và thảo luận.......................................................................................29 4.1. Tuyển chọn gıống arbuscular mycorrhızae, rhızobıum và nhân gıống dùng cho sản xuất........................................................................................................29 4.1.1. Tuyển chọn giống Arbuscular mycorrhizae......................................................29 iv 4.1.2. Lựa chọn cây chủ để nhân giống nấm rễ được tuyển chọn...............................30 4.1.3. Tuyển chọn giống Rhizobium...........................................................................31 4.1.4. Xác định các điều kiện nhân sinh khối giống Rhizobium.................................32 4.2. Xác định, lựa chọn và xử lý chất nền của vật liệu sinh học..............................37 4.3. Lựa chọn loại dinh dưỡng và tỷ lệ bổ sung vào vật liệu sinh học.....................39 4.4. Lựa chọn hạt giống (cây giống) để tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh.........................41 4.5. Phối trộn vlsh và kiểm tra chất lượng của VLSH..............................................42 4.5.1. Xác định tỷ lệ phối trộn các nguyên liệu sản xuất VLSH.................................42 4.5.2. Đánh giá chất lượng của VLSH........................................................................42 4.6. Quy trình sản xuất VLSH..................................................................................43 4.7. Đánh giá hiệu quả sử dụng VLSH để tạo thảm cỏ bằng thí nghiệm đồng ruộng........................................................................................................46 Phần 5. Kết luận và kıến nghị......................................................................................51 5.1. Kết luận.............................................................................................................51 5.2. Kiến Nghị...........................................................................................................52 Tàı lıệu tham khảo.........................................................................................................53 Phụ lục.............................................................................................................................56 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt CT ĐC VLSH VSV Nghĩa tiếng Việt Công thức Đối chứng Vật liệu sinh học Vi sinh vật vi DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Đặc tính của các chủng giống AM được tuyển chọn.................................29 Bảng 4.2. Ảnh hưởng của các chủng nấm rễ đến sinh trưởng của cây chủ................30 Bảng 4.3. Đặc tính của các chủng giống Rhizobium được tuyển chọn......................31 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng Rhizobium..................................................................................................32 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng Rhizobium.......................................................................................33 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của tốc độ sục khí đến mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn tuyển chọn.......................................................................................34 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy đến mật độ tế bào của các chủng Rhizobium..................................................................................................35 Bảng 4.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống cấp 2 đến mật độ tế bào của các chủng Rhizobium..................................................................................................36 Bảng 4.9. Các thông số kỹ thuật lên men tối ưu của các chủng Rhizobium..............36 Bảng 4.10. Đặc điểm của các loại nguyên liệu được chọn làm chất nền....................38 Bảng 4.11. Một số tính chất của các loại nguyên liệu được chọn làm chất nền................38 Bảng 4.12. Kết quả sinh trưởng của Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra trong dịch chiết NPK sau 30 ngày nuôi cấy........................................................39 Bảng 4.13. Sinh trưởng của Gigaspora sp6 và Dentiscutata Nigra trong dịch chiết NPK 15-0-15 với tỷ lệ phối trộn khác nhau sau 30 ngày nuôi cấy..................40 Bảng 4.14. Theo dõi sự nảy mầm của hạt giống..........................................................41 Bảng 4.15. Tỷ lệ phối trộn các nguyên liệu trong VLSH (/kg)....................................42 Bảng 4.16. Một số tính chất của VLSH........................................................................42 Bảng 4.17. Ảnh hưởng của xử lý VLSH đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của cỏ lạc cảnh.......................................................................................................46 Bảng 4.18. Ảnh hưởng của xử lý VLSH đến tính chất đất sau 8 tuần thí nghiệm ....................................................................................................................49 vii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1. Sơ đồ quy trình sản xuất VLSH....................................................................45 Hình 4.2. Sự biến động của diện tích lá theo thời gian thử nghiệm.............................48 Hình 4.3. Tỷ lệ nảy mầm của bào tử sau 30 ngày nuôi cấy..........................................59 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Arbuscular Mycorhizae là loài nấm rễ nội cộng sinh ở rễ cây mang lại nhiều lợi ích cho cây chủ như làm tăng sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng do tăng cường hấp thụ các chất dinh dưỡng và nâng cao khả năng chống chịu với các điều kiện bất lợi của môi trường. Vi khuẩn Rhizobium là loài sống cộng sinh với các cây họ đậu hay cây điền thanh, lục lạc lá tròn,… có khả năng cố định Nitơ cung cấp cho sự phát triển của cây trồng và cải thiện tính chất đất. Đề tài này lợi dụng các đặc tính đó của nấm rễ và Rhizobium vào trong sản xuất vật liệu sinh học, đi sâu vào nghiên cứu khả năng khai thác tối đa hiệu quả hiệp đồng của Arbuscular Mycorrhizae và Rhizobium để giúp tái tạo nhanh hơn cho thảm thực vật nói chung, thảm cỏ nói riêng trong khuôn viên đồng thời cải tạo đất. Mục đích của đề tài là bước đầu xây dựng được quy trình sản xuất VLSH dùng cho tái tạo thảm thực vật và thử nghiệm tái tạo thảm thực vật tạo cảnh quan cho khuôn viên để tiến tới chuyển giao quy trình công nghệ này ra ứng dụng thực tiễn. Trên cơ sở 13 chủng AM được phân lập từ 2 loại đất khác nhau, 2 giống AM Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra với hoạt tính sinh học cao và khả năng cộng sinh trên cây chủ đã được tuyển chọn để sản xuất VLSH. Cây đậu xanh và cây cỏ đuôi phụng được lựa chọn làm cây chủ để nhân giống nấm rễ do có thời gian sinh trưởng ngắn, bộ rễ phát triển nhanh và khỏe mạnh, có khả năng tạo sinh khối lớn trong thời gian ngắn và phù hợp để cho nấm rễ phát triển và nhân sinh khối nhanh chóng. Từ 24 chủng Rhizobium phân lập được trên đất phù sa sông Hồng, 2 giống Bradyrhizobium japonicum và Shinorhizobium fredii có đặc tính sinh học cao nhất (thích ứng nhiệt độ và pH rộng, kháng kháng sinh cao) được tuyển chọn làm giống để sản xuất vật liệu sinh học. Chất nền chính cho VLSH được lựa chọn là đất phù sa cũ do có các điều kiện thích hợp cho AM và Rhizobium sinh trưởng và phát triển, phân bón NPK 15-0-15 được bổ sung vào VLSH với tỷ lệ 15g/kg vật liệu có tác dụng kích thích sự nảy mầm và phát triển của sợi nấm rễ AM và Rhizobium. Quy trình sản xuất vật liệu được xây dựng gồm 5 bước chính: (i) Chọn và nhân giống AM và Rhizobium, (ii) xử lý chất nền, (iii) bổ sung dinh dưỡng, (iv) thêm hạt giống (nếu trồng bằng hạt), (v) phối trộn và kiểm tra chất lượng trước khi sử dụng. Kiểm tra cho thấy vật liệu sinh học có chất lượng luôn ổn định và vẫn có thể phát huy hiệu quả sử dụng sau 6 tháng sản xuất. ix Vật liệu sinh học được thử nghiệm trên cây cỏ lạc cảnh (Arachis pintoi) tại khu thí nghiệm của khoa Môi trường. Theo dõi sau 8 tuần thử nghiệm thấy rõ sự chênh lệch về mức độ sinh trưởng và phát triển của cây trồng ở mức sai số có ý nghĩa giữa các công thức thí nghiệm. Ở công thức sử dụng VLSH, cỏ sinh trưởng nhanh, trọng lượng thân, trọng lượng rễ cũng như mức độ xâm nhiễm rễ và số bào tử cao hơn hẳn so với cỏ ở công thức đối chứng, đặc biệt là ở các chỉ tiêu sinh trưởng của rễ: Chiều dài rễ gấp 1,76 lần; Trọng lượng rễ gấp 3,64 lần; Mức độ xâm nhiễm rễ gấp 9,35 lần; Số lượng bào tử gấp 7,91 lần; Số lượng nốt sần gấp 3,03 lần so với công thức đối chứng. Bên cạnh đó, tỷ lệ che phủ ở công thức VLSH cũng cao hơn hẳn so với đối chứng. Điều này chứng tỏ, bước đầu VLSH đã phát huy được tính tích cực theo giả thuyết ban đầu, đem lại sự sinh trưởng và phát triển tốt hơn cho cây trồng. Hơn thế nữa, khi so sánh các chỉ số đánh giá chất lượng đất trước và sau khi thí nghiệm thì nhận thấy VLSH đã làm cho tính chất đất chuyển biến nhẹ theo chiều hướng tốt. Kết quả sử dụng VLSH mở ra triển vọng ứng dựng quy trình sản xuất VLSH vào thực tiễn với quy mô lớn nhằm đem lại hiệu quả cao trong việc tái tạo thảm thực vật, tăng cường độ che phủ và cải tạo tính chất đất,... x THESIS ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal (AM) is an endosymbiotic fungi in plant roots brings many benefits to the host plants as increasing the growth and development of planting crops by enhancing the absorption of nutrients and improving the resistance to the adverse conditions of the environment. Rhizobium is a symbiosis species with legumes or Fabaceae plants (Sesbania sesban, Crotalaria pallida Aiton, ...) with ability in nitrogen fixing and providing for plant growth and improving soil properties. This subject aim is to use those advantage of mycorrhizal fungi and Rhizobium in the production of biological materials, research deeply on the capabilities of maximize exploiting the synergistic effect of AM and Rhizobium leading to restore faster for revegetaion in general and grass greenery in particular, at the same time to land reclamation. The purpose of this research is preliminary constructing the production process of biomaterial for revegetation and testing in revegetation grass which could make landscape, forward to transfer technology process in the practical application. Based on 13 AM strains were isolated from 2 different soil types, 2 AM strains (Gigaspora SP6 and Dentiscutata nigra) with high biological activities and symbiotic capabilities on host plants have been selected to produce biomaterial. The green bean and Calathea lancifolia plants were chosen as hosts for propagation mycorrhizal fungi by growth time short, root develop fast and strong, capable of producing large biomass in a short time and suitable for AM symbiosis. From 24 Rhizobium strains isolated on alluvial soils of Red river, 2 strains (Bradyrhizobium japonicum and Shinorhizobium fredii) with highest biological activities (adaptive wide temperature and pH, high antibiotic resistance) were selected as species for biomaterial production. Main substrate for biomaterial was chosen as the old alluvial soil due to it including the conditions suitable for AM and Rhizobium growth and development, NPK 15-0-15 be added at a rate of 15g/kg, give effect in stimulating the germination and growth of AM mycelium and Rhizobium. The production process of biomaterial is constructed consisting of 5 main steps: (i) Select, propagation AM and Rhizobium, (ii) substrate treatment, (iii) nutritional supplements, (iv) adding seeds (if planted by seeds) and (v) mixing and quality checking before using. Results showed that biomaterial have stable quality and still give efficient after 6 months production. xi Biomaterials are tested on scene peanut plants (Arachis pintoi) in the experimental station of faculty of Environment. There was clearly difference in the growth and development of plants after 8 weeks observation at significant levels among treatments. In the treatment using biomaterial, grass grow and develop fast, the stem weight, root weight and root colonization level and spores number significantly higher than in the control, especially in the root growth parameters: root length in biomaterial treatment was higher 1.76 times; root weight was higher 3.64 times; The colonization rate was higher 9.35 times; The spores number was higher 7.91 times; The nodule number was higher 3.03 times compared to control treatment. Besides, the covered rate in the biomaterial treatment was also much higher compared to the control. Those results prove that biomaterial has been promoting positive according to the initial hypothesis, bringing the growth and development of crops better. Furthermore, the results of quality soil before and after the tested experiment suggested that biomaterial given slight changes in soil properties in a good way. Results using biomaterial opens up promising applying the biomaterial production processes into practice on a large scale in order to bring highly effective in revegetation, increasing covered rate and improving soil properties,... xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cây xanh đóng một vị trí quan trọng trong môi trường sống của chúng ta. Không chỉ có vai trò cung cấp oxy, hấp thụ khói bụi ô nhiễm, cây xanh còn là một phần trong kiến trúc cảnh quan. Theo Hàn Tất Ngạn (1999), cây xanh sử dụng trong việc trang trí cho khuôn viên rất đa dạng từ mảng rừng, khóm cây, mảng hoa, thảm cỏ…tất cả đều mang những giá trị về thẩm mỹ cao, có ảnh hưởng đến sự cảm nhận của con người về cảnh quan thiên nhiên. Cây xanh đô thị có thể làm giảm từ 40% đến 50% cường độ bức xạ mặt trời và hấp thụ 70% đến 75% năng lượng mặt trời. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cho thấy vỏ cây, tán cây hay thảm cỏ đều có tác dụng như vật liệu xốp, lá cây và thân cây chia cắt nhỏ sóng âm thanh từ đó làm giảm được khoảng 30% tiếng ồn (Bùi Ngọc Tấn và cs., 2013). Tuy nhiên, Việt Nam có tốc độ đô thị hóa nhanh, mật độ xây dựng ngày càng cao ở một số đô thị lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh,… Luồng di cư của người dân từ các thành phố vệ tinh hay nông thôn đến các đô thị này đã gây ra một áp lực lớn với môi trường. Không gian xanh suy giảm nhiều về chất lượng và số lượng. Trước thực tế đó, công tác tạo tiểu cảnh khuôn viên với thảm cỏ xanh đang ngày càng được chú trọng. Đặc biệt trong một diện tích đất eo hẹp cần phải có biện pháp kỹ thuật để tạo điều kiện cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho thảm thực vật phát triển. Hiện nay có nhiều biện pháp nhằm cải tạo đất và kích thích sinh trưởng của cỏ và thảm thực vật, tuy nhiên còn bị hạn chế về mặt kinh phí, kỹ thuật và hiệu quả chưa cao. Một hướng giải pháp mới có triển vọng trong ứng dụng thực tiễn là sử dụng vật liệu sinh học từ một số chủng vi sinh vật có tính năng đặc biệt với hoạt tính sinh học và khả năng cộng sinh cao trên cây chủ như Mycorrhizae và Rhizobium. Nấm rễ Arbuscular mycorrhizae (AM) đang nhận được sự quan tâm bởi khả năng ứng dụng chúng trong thực tế đồng ruộng cũng như đa dạng sinh học, nông nghiệp bền vững, các chương trình tái tạo rừng và quản lý hệ sinh thái (Gianinazzi and Schuepp, 1994). Nấm rễ AM có khả năng cộng sinh với cây, giúp cho cây tăng 1 cường hấp thu và vận chuyển chất dinh dưỡng (Haystead et al., 1988; Smith and Read, 2008). Nấm rễ AM cũng giúp thực vật tăng khả năng hút nước (Gavito and Varela, 1995), đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành kết cấu đất (Miller and Jastrow, 1991; Hamel et al., 1997), ảnh hưởng đến đa dạng sinh học của các vùng đất (Jasper, 1994; Van der Heijden et al., 1998), giúp cây chống lại các bệnh và côn trùng gây hại (Azcon-Aguilar and Barea, 1996). Chính vì vậy, việc sử dụng nấm rễ như một “cộng sự” của thực vật có thể giúp chúng chống chịu lại các điều kiện bất thuận, sinh trưởng tốt hơn (Smith and Read, 1997) và nhanh chóng tái tạo được thảm thực vật che phủ. Bên cạnh đó Rhizobium là vi khuẩn có khả năng cố định đạm, sống cộng sinh với hệ rễ cây trồng hình thành nên nốt sần ở rễ cung cấp đạm cho cây trồng và cải thiện tính chất đất. Việc sử dụng nấm rễ AM trong tái tạo thảm thực vật đã được nghiên cứu rộng rãi và hiệu quả của chúng đã được chứng minh. Tại Nhật Bản, Marumoto.K et al. (1999) đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ xử lý nấm rễ để tái tạo thảm thực vật và rừng cho các sườn dốc tại vùng đất bị phá hủy sau khi núi lửa phun tại Nagasaki, tạo cảnh quan cho đường cao tốc ở quận Yamaguchi,... Việc ứng dụng nấm rễ cho cỏ Bermuda để xây dựng và bảo trì sân golf tại California (Mỹ) cũng đã thu được những kết quả đáng ghi nhận (Mike Amarathus, 2001). Trên thế giới, Rhizobium cũng được ứng dụng nhiều trong sản xuất phân đạm sinh học và phân hữu cơ vi sinh nhằm tăng năng suất cây trồng hay ứng dụng công nghệ Rhizobium cho keo lai, keo tượng tại vườn ươm và rừng trồng đều thu được hiệu quả rõ rệt. Ở Việt Nam, một số tác giả đã nghiên cứu xử lý AM cho cây trồng và khẳng định xử lý nấm rễ có tác dụng làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển của cây chủ và sự thiết lập mối quan hệ cộng sinh của nấm rễ trên cây chủ giúp cho cây có sức sống cao hơn, có khả năng chống chịu tốt hơn với các điều kiện bất lợi của môi trường sống (Nguyễn Thị Minh 2005, 2007; Nguyễn Văn Sức, 2005, 2007). Phan Quốc Hưng và cs. (2010) đã sử dụng nấm rễ là một trong các loại vi sinh vật kết hợp với thực vật để xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm kim loại nặng do khả năng chống chịu và chuyển hóa khoáng chất cao của nấm rễ trong đất. Sử dụng AM cũng làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển của cây nông nghiệp và lâm nghiệp, cả trong vườn ươm cũng như cây trưởng thành (Lê Quốc Huy và Nguyễn Minh Châu, 2006). 2 Như vậy có thể nói nấm rễ AM và Rhizobium đều đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong sinh thái học của cây và đất, sự tăng cường sinh trưởng của các loài vi sinh vật này sẽ giúp cho sự thiết lập một hệ sinh thái đa dạng, bền vững và trở thành yếu tố quan trọng cho sự tái tạo thành công thảm thực vật. Tuy nhiên, thực tế hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về khả năng kết hợp hai loại vi sinh vật này và ứng dụng chúng trong thực tế. Xuất phát từ thực tiễn đó, với mong muốn phát triển kỹ thuật tạo cho đô thị Việt Nam một không gian xanh mới mẻ đầy sức sống, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh cho khuôn viên”. 1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI  Xây dựng được quy trình sản xuất vật liệu sinh học nhằm tái tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh cho khuôn viên.  Bước đầu đánh giá được hiệu quả của vật liệu sinh học trong tái tạo thảm cỏ làm tiểu cảnh. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu - Vật liệu sinh học Vật liệu nghiên cứu - Giống vi sinh vật: Nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizae, vi khuẩn cố định đạm Rhizobium. Thực vật: giống cây họ hòa thảo. Một số nguyên liệu có thể dùng để làm nguyên liệu cho vật liệu sinh học: đất, than bùn, rơm rạ, phân rác. Phạm vi nghiên cứu    Cỏ lạc cảnh: Arachis pintoi Thời gian: từ tháng 01/2015 – tháng 11/2015 Địa điểm: Học viện Nông Nghiệp Việt Nam. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Những đóng góp mới 3 Trước đây đã có những đề tài nghiên cứu về khả năng ứng dụng đặc tính cố định đạm của Rhizobium để sản xuất phân bón vi sinh hay ứng dụng các đặc tính tốt của các chủng giống AM để thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đề cập đến sự kết hợp hai nhóm VSV AM và Rhizobium, nghiên cứu này không chỉ khai thác được các đặc tính tốt của từng loại vi sinh vật, mà còn phát huy hiệu quả hiệp đồng của AM và Rhizobium để tạo thành quy trình sản xuất loại vật liệu sinh học nhằm tăng cường sự phát triển của cây trồng, tái tạo thành công thảm thực vật tạo nên không gian xanh, làm cảnh quan cho các khuôn viên. - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Với thực tế hiện nay ở các đô thị lớn là không gian xanh đang ngày càng bị thu hẹp một cách nghiêm trọng, thay vào đó là các tòa nhà cao tầng và sự bê tông hóa. Diện tích mảng xanh còn lại trong đô thị khá ít ỏi, đề tài đã góp phần giải quyết được vấn đề cấp thiết là với một diện tích eo hẹp nhưng cây trồng vẫn sinh trưởng và phát triển tốt và lại còn đem lại cảnh quan đẹp cho khuôn viên. 4 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. THẢM THỰC VẬT XANH VÀ KIẾN TRÚC CẢNH QUAN TRONG ĐÔ THỊ 2.1.1. Thảm thực vật xanh Có nhiều khái niệm về thảm thực vật: Theo Trần Đình Lý (1998) thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thực vật trên bề mặt trái đất. Theo Thái Văn Trừng (1978) thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên bề mặt trái đất như một tấm thảm xanh. Thảm thực vật xanh trong đô thị được hiểu là cây xanh đô thị, trong phạm vi nghiên cứu của để tài thì thảm thực vật ở đây được hiểu là thảm cỏ che phủ. Không gian xanh là phần diện tích được bao phủ xanh (bằng cây, cỏ) trên mặt đất. Tất cả các diện tích từ lớn đến nhỏ đều được tính vào diện tích không gian xanh. Theo Nghị định số 64/2010 NĐ-CP về quản lý cây xanh đô thị thì khái niệm về cây xanh đô thị được định nghĩa như sau: Cây xanh đô thị gồm cây xanh sử dụng công cộng, cây xanh sử dụng hạn chế và cây xanh chuyên dụng trong đô thị. Cây xanh sử dụng công cộng đô thị là các loại cây xanh được trồng trên đường phố (gồm cây bóng mát, cây trang trí, dây leo, cây mọc tự nhiên, thảm cỏ trồng trên hè phố, dải phân cách, đảo giao thông), cây xanh trong công viên, vườn hoa; cây xanh và thảm cỏ tại quảng trường và các khu vực công cộng khác trong đô thị. 2.1.2. Vai trò của tiểu cảnh xanh đối với môi trường đô thị Để bảo vệ môi trường và cải thiện không gian sống đô thị, ngoài các biện pháp giảm thiểu nguồn ô nhiễm thì việc sử dụng cây xanh có vai trò vô cùng quan trọng. Hệ thống cây xanh có những chức năng sau:  Hệ thống cây xanh có tác dụng cải thiện khí hậu vì chúng có khả năng ngăn chặn và lọc bức xạ mặt trời, ngăn chặn quá trình bốc hơi nước, giữ độ ẩm đất và độ ẩm không khí thông qua việc hạn chế bốc hơi nước, kiểm soát gió và lưu thông gió. 5  Cây xanh có tác dụng bảo vệ môi trường: Lọc khí CO 2 và cung cấp O2, ngăn giữ các chất khí bụi độc hại. Ở vùng ngoại thành, cây xanh có tác dụng chống xói mòn, điều hoà mực nước ngầm. Cây xanh còn có tác dụng hạn chế tiếng ồn nhất là ở khu vực nội thành.  Cây xanh có vai trò quan trọng trong kiến trúc và trang trí cảnh quan. Những tính chất của cây xanh như: hình dạng (tán lá, thân cây), màu sắc (lá, hoa, thân cây,...) là những yếu tố trang trí làm tăng giá trị thẩm mỹ của công trình kiến trúc cũng như cảnh quan chung (Phạm Ngọc Đăng, 2014).  Ngoài chức năng trang trí, tăng thêm vẻ đẹp thẩm mỹ cây xanh còn có tác dụng kiểm soát giao thông. Việc kiểm soát giao thông bao gồm cả xe cơ giới và người đi bộ. Các bụi thấp, bờ dậu, đường viền cây xanh trong vườn hoa công viên vừa có tác dụng trang trí vừa có tác dụng định hướng cho người đi bộ. Như vậy, ngoài chức năng là sinh vật sản xuất như trong các hệ sinh thái khác (hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái nông nghiệp...), cây xanh trong hệ sinh thái đô thị còn có chức năng quan trọng hơn đó là bảo vệ môi trường và trang trí cảnh quan. Người ta thường ví cây xanh đối với môi trường đô thị như một màng lọc bụi. Ở các đô thị, lượng bụi phát sinh là tương đối lớn, khi gió thổi không khí xuyên qua cây xanh, hàm lượng bụi trong không khí sẽ được các lá cây giữ lại phần lớn làm cho không khí trong sạch hơn. Cây càng rậm rạp và lá càng xù xì thì bụi càng dễ bám. Khi lá cây đã bám đầy bụi trời mưa sẽ rửa sạch lá và lá lại tiếp tục chu kỳ lọc bụi của mình. Tổng lượng bụi được bám giữ trên một cây có tán lá lớn, rậm có thể đạt từ 10 – 30 kg. Nồng độ bụi trong không khí thổi qua cây xanh có thể giảm đi từ 20 – 60% (Phạm Ngọc Đăng, 2014). Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, cây xanh tiến hành quang hợp hấp thụ khí CO2 và nhả oxy góp phần làm giảm thiểu khí nhà kính. Bên cạnh đó, hơi nước thoát ra từ các lỗ khí khổng sẽ làm giảm nhiệt độ không khí nóng bức xung quanh. Vì vậy, so với vùng đất trống không trồng cây, nhiệt độ không khí ở vùng cây xanh ban ngày thấp hơn từ 1-3 0C, hàm lượng oxy trong không khí lớn hơn tới 20%, độ ẩm tăng từ 2-5%. Do đó, mỗi người dân đô thị đều cần có một diện tích không gian xanh nhất định (10m2 đối với cây xanh và 25m2 đối với thảm cỏ) để đảm bảo được chất lượng không khí (Hồng Vân, 2015). 6