Nguyễn Khởi Nghĩa * , Võ Duyên Thảo Vy Lê Thị Xã

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: Nguyễn Khởi Nghĩa (email: nknghia@ctu.edu.vn)

Abstract

This study aimed to evaluate the efficacy of two potassium solubilizing bacteria (PSB) on the growth and yield of spinach (Spinacia oleracea L.) as well as some soil properties under greenhouse conditions. Spinach seeds were soaked in a bacterial solution with a density of 108 cfu/mL for 24 h and grown for 45 days under the soil applied 1 ton of rice straw/ha and 50% of the recommended potassium fertilizer. The results showed that the inoculation of PSB strains helped to increase the growth and yield of spinach by 45.3-80.0%, also increased the total K content in spinach biomass as well as exchangeable K content in the soil, and simultaneously reduced up to 50% of the amount of inorganic potassium fertilizer. Thus, the two PSB strains, Burkholderia vietnamiensis L1.1 and Staphylococcus hominis T7.3, had a great potential to develop as microbial fertilizers to increase the growth and yield of crops, reduce chemical fertilizers, and implement friendly and sustainable agricultural production.

Keywords: Burkholderia vietnamiensis, spinach, potassium solubilizing bacteria, potassium, soil microorganisms, Staphylococcus hominis

Tóm tắt

Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định hiệu quả của hai dòng vi khuẩn hòa tan kali lên sinh trưởng, năng suất cây cải bó xôi (Spinacia oleracea L.) và một số đặc tính lý, hóa và sinh học đất ở điều kiện nhà lưới. Hạt cải bó xôi được chủng với dung dịch vi khuẩn có mật số 108 cfu/mL trong 24 giờ và được trồng trong điều kiện giảm 50% phân kali theo khuyến cáo cho cây cải bó xôi và có bổ sung rơm (1 tấn/ha). Kết quả cho thấy chủng vi khuẩn hòa tan kali kích thích tăng sinh trưởng và tăng năng suất cải bó xôi thêm 45,3-80,0%, tăng hàm lượng Kts trong rau và tăng hàm lượng K trong đất, đồng thời giảm được 50% lượng phân kali vô cơ theo khuyến cáo sau 1 vụ gieo trồng. Như vậy, hai dòng vi khuẩn hòa tan kali Burkholderia vietnamiensis L1.1 và Staphylococcus hominis T7.3 có tiềm năng để phát triển làm phân bón vi sinh giúp tăng sinh trưởng, năng suất cây trồng, giảm phân bón kali hóa học, thực hiện sản xuất nông nghiệp thân thiện và bền vững.

Từ khóa: Burkholderia vietnamiensis, kali, cải bó xôi, Staphylococcus hominis, vi khuẩn hòa tan kali

Article Details

Tài liệu tham khảo

Ali, A. M., Awad, M., Hegab S. A., & Abd E. A. (2019). Promoting effect of potassium solubilizing bacteria (Bacillus cereus) on nutrients availability and yield of potato. Archives of Agriculture Sciences Journal, 2(2),43-54. https://doi.org/10.21608/aasj.2019.21688.1016

Anjanadevi, I. P., John, N. S., John, K. S., Jeeva, M. L., & Misra, R. S. (2016). Rock inhabiting potassium solubilizing bacteria from Kerala, India: characterization and possibility in chemical K fertilizer substitution. J. Basic Microbiol, 56, 67-77. https://doi.org/10.1002/jobm.201500139

Awasthi, R., Tewari, R., & Nayyar, H. (2011). Synergy between plants and P-solubilizing microbes in soils: effects on growth and physiology of crops. Int. Res. J. Microbiol, 2, 484 - 503.

Bakhshandeh, E., Pirdashti, H., & Lendeh, K. S. (2017). Phosphate and potassium-solubilizing bacteria effect on the growth of rice. Ecol. Eng, 103, 164-169. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.03.008

Dawwam, G. E., Elbeltagy, A., Emara H. M. Abbas, H.I. & Hassan, M.M. (2013) Beneficial effect of plant growth promoting bacteria isolated from the roots of potato plant. Annals of Agricultural Sciences, 58(2), 195-201. https://doi.org/10.1016/j.aoas.2013.07.007

Điệp, C. N. & Hiệp, N. H. (2008). Thực tập vi sinh vật đại cương. Trường Đại học Cần Thơ.

Dơn, N. T. & Điệp, C. N. (2017). Hiệu quả của vi khuẩn hòa tan lân - kali trên đậu phộng, củ cải trắng và lúa cao sản trồng trên đất cát huyện tri tôn, tỉnh An Giang. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 48(B), 92-103. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2017.621

Dơn, N. T., Diễm, N. T. K. & Điệp, C. N. (2012). Phân lập và nhận diện vi khuẩn hòa tan lân và kali từ mẫu vật liệu phong hóa đá hoa cương núi Sập, tỉnh an Giang. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 24(A), 179-186.

Houba, V. J. G., Van der Lee, J. J., Novozamsky, I., & Walinga, I. (1988). Soil and Plant Analysis. Part 5: Soil Analysis Procedures, Dep. Soil Sci. Plant Nutr., Wageningen Agricultural Univ., the Netherlands.

Hùng, N. M. & Chinh, N. M. (2017). Dinh dưỡng cây trồng và phân bón. Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp.

Hưng, N. N., Ren, Đ. T., Gương, V. T & Hoa, N. M. (2004). Giáo trình phì nhiêu đất. Nhà xuất bản Trường Đại học Cần Thơ. https://doi.org/10.1007/s00374-012-0771-5

Hungria, M., Nogueira, M. A. & Araujo, R. S. (2013). Co-inoculation of soybeans and common beans with rhizobia and azospirilla: Strategies to improve sustainability. Biol Fertil Soils, 49,791-801.

Jiménez-Gómez, A., Flores-Félix, J. D., García-Fraile, P., Mateos, P. F. Menéndez, E., Velázquez, E., & Rivas, R. (2018). Probiotic activities of Rhizobium laguerreae on growth and quality of spinach. Scientific Reports, 8, 295. DOI:10.1038/s41598-017-18632-zL

Lee, J. (2010). Effect of application methods of organic fertilizer on growth, soil chemical properties and microbial densities in organic bulb onion production. Scientia Horticulturae, 124(3), 299-305. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.01.004

Lynn, T. M., Win, H. S., Kyaw, E. P., Latt, Z. K., Yu, S. S. (2013). Characterization of phosphate solubilizing and potassium decomposing strains and study on their effects on tomato cultivation. Int. J. Innov. Applied Stud, 3, 959 - 966.

Meena, V. S., Maurya, B. R., Verma, J. P. (2014). Does a rhizospheric microorganism enhance K+ availability in agricultural soils. Microbiol. Res, 169,337- 347. https://doi.org/10.1016/j.micres.2013.09.003

Meena, V. S., Maurya, B. R., Verma, J. P., Aeron, A., Kumar, A., Kim, K., & Bajpai, V.K. (2015b). Potassium solubilizing rhizobacteria (KSR): Isolation, identification, and Krelease dynamics from waste mica. Ecol. Eng, 81, 340 - 347. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2015.04.065

Ma, Y., Oliveira, R. S., Freitas H., & Zhang, C. (2016). Biochemical and molecular mechanisms of plantmicrobe-metal interactions: relevance for phytoremediation. Front. Plant Sci, 7. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00918

Minh, Đ. D., Linh, T. B., Đức, T. A., & Khôi, C. M. (2020). Hiệu quả của chế phẩm cải tạo đất trong cải thiện đặc tính đất và sinh trưởng của lúa trong điều kiện đất nhiễm mặn. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 56, Số chuyên đề: Khoa học đất:159-168. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2020.081

Nghĩa, N. K., Sang, Đ. H., Oanh, N. T. K., Quyên, N. T. T. Q., Lăng, L. T., & Viễn, D. M. (2015). Hiệu quả phân hủy sinh học hoạt chất propoxur trong đất bởi dòng vi khuẩn phân lập Paracoccus sp. P23-7 cố định trong biochar. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 40, 90-98.

Parmar, P., & Sindhu, S. S. (2013). Potassium solubilization by rhizosphere bacteria: influence of nutritional and environmental conditions. J. Microbiol. Res, 3, 25-31.
DOI: 10.5923/j.microbiology.20130301.04

Prajapati, K., Sharma, M. C., & Modi, H. A. (2013). Growth promoting effect of potassium solubilizing microorganisms on okra (Abelmoschus esculentus). International Journal of Agricultural Science and Research, 3(1), 181-188. https://www.researchgate.net/publication/235943493

Quốc, L. C., Dơn, N. T., & Điệp, C. N. (2012). Tuyển chọn và nhận diện vi khuẩn cố định đạm (có khả năng hòa tan lân và kali) phân lập từ vật liệu phong hóa của vùng núi đá hoa cương tại núi cấm, tỉnh an giang. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 10, 605-618.

Sparks, D. L., Page, A. L., & Helmke, P. A. (1996). Methods of soil analysis. Part 3-Chemical methods. (Eds.) Soil Science Society of America, Inc.Madison, Wisconsin, USA. 1390 pages. https://doi.org/10.2136/sssabookser5.3

Subhashini, D. V., & Kumar, A. (2014). Phosphate solubilising Streptomyces spp obtained from the rhizosphere of Ceriops decandra of Corangi mangroves. The Indian J. Agri. Sci. 84.

Xiao, Y., Wang, X., Chen, W., & Huang, Q. (2017). Isolation and identification of three potassium-solubilizing bacteria from rape rhizospheric soil and their effects on ryegrass. Geomicrobiol. J, 1-8. https://doi.org/10.1080/01490451.2017.1286416