Phát triển một loại phân bón sinh học dựa trên vi tảo lam cố định nitơ dạng sợi cho cây lúa ở Chile

Springer Science and Business Media LLC - Tập 21 - Trang 135-144 - 2008
Iris Pereira1, Rodrigo Ortega2, Leticia Barrientos3, Mario Moya1, Guissella Reyes4, Victor Kramm4
1Instituto Biología Vegetal y Biotecnología, Universidad de Talca, Talca, Chile
2Departamento de Industrias, Universidad Técnica Federico Santa María, Santiago, Chile
3Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Ciencias, Universidad del Bío-Bío, Chillán, Chile
4Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA Quilamapu, Chillán, Chile

Tóm tắt

Mục đích của nghiên cứu này là phát triển một loại phân bón sinh học dựa trên vi tảo lam cố định nitơ hình sợi được chọn lọc từ các cánh đồng lúa và tạo ra một gói công nghệ tương thích với việc sử dụng cho cây lúa ở Chile. Ba mươi bốn cánh đồng lúa Chile, nằm giữa các khu vực Maule và BioBío, đã được lấy mẫu trong các mùa trồng trọt 1998/1999 và 1999/2000. Tổng cộng có 9 loài và 3 giống vi tảo lam đã được phát hiện, và tỷ lệ cố định nitơ dưới các điều kiện phòng thí nghiệm đã được xác định cho 6 trong số đó. Chỉ 4 loài được sử dụng cho sản xuất một loại phân bón sinh học quy mô nhỏ, đã được thử nghiệm trong các thí nghiệm trên cánh đồng. Để kiểm tra hiệu quả của phân bón sinh học trong quá trình trồng lúa, tỷ lệ cố định nitơ trong các mẫu đất đã được ước tính. Thêm vào đó, hiệu quả ứng dụng của phân bón sinh học đã được kiểm tra kết hợp với phân bón nitơ tổng hợp, với các tỷ lệ đã được thiết lập trước trong các thí nghiệm trên cánh đồng. Việc sử dụng phân bón sinh học cho phép giảm tới 50% lượng phân bón nitơ tổng hợp (50 kg N ha−1), dẫn đến cùng một mức năng suất hạt (7.4 t ha−1) và chất lượng so với mẫu đối chứng được bón phân. Việc sử dụng phân bón sinh học dựa trên các chủng vi tảo lam địa phương cho thấy tiềm năng tăng cường hiệu quả sử dụng nitơ trong cây lúa.

Từ khóa

#phân bón sinh học #vi tảo lam cố định nitơ #hiệu quả sử dụng nitơ #cây lúa #Chile

Tài liệu tham khảo

Alvarado R, Hernaíz S (1995) Manual de Producción de Arroz. Ministerio de Agricultura. Programa de Reconversión de Suelos Arroceros. Ser Quilamapu 6:21–69 Bisoyi RN, Singh PK (1988) Effect of phosphorous fertilisation on blue green algal inoculun production and nitrogen yield under field conditions. Biol Fertil Soils 4:338–343 de Halperin DR, de Cano MS, de Mulé MC, Zand de Caire GZ (1992) Diazotrophic cyanobacteria from Argentine paddy fields. Phyton 53:135–142 Desikachary TV (1959) Cyanophyta. Indian Council of Agricultural Research, New Delhi Fernández-Valiente E, Quesada A, Nieva M, Leganés F, Prosperi C, Martín Trillo M, Carreres R, González R (1996) Contribution of biological nitrogen fixation to rice production in a Mediterranean rice field. In: Rahman M, Podder AK, van Hove C, Tahmida Begum ZN, Heulin T, Hartman A (eds) Biological nitrogen fixation associated with rice production. Kluwer, Dordrecht, pp 147–157 Geitler L (1932) Cyanophyceae. In: Rabenhorst L (ed) Kryptogamen-Flora von Deustchland, Österreich, und der Schweiz, vol 14. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, pp 673–1056 Granhall U (1975) Nitrogen fixation by blue-green algae in temperate soils. In: Stewart WDP (ed) Nitrogen fixation by free-living microrganisms. Cambridge University Press, Cambridge, pp 189–198 Gupta AB, Shukla AC (1969) Effect of algal extracts of Phormidium species on growth and development of rice seedlings. Hydrobiologia 34:77–84 Hardy RWF, Burns RC, Holsten RD (1973) Applications of the acethylene-ethylene assay for measurement of nitrogen fixation. Soil Biol Biochem 5:47–48 Howarth RW, Marino R, Lane J, Cole JJ (1988) Nitrogen fixation in freshwater, estuarine, and marine ecosystems. I. Rates and importance. Limnol Oceanogr 33:669–687 Lin Y, Hirai M, Kashino Y, Koike H, Tuzi S, Satoh K (2004) Tolerance to freezing stress in cyanobacteria, Nostoc commune and some cyanobacteria with various tolerances to drying stress. Polar Biosci 17:56–68 Nilsson MJ, Bhattacharya J, Rai AN, Bergman B (2002) Colonization of roots of rice (Oryza sativa) by symbiotic Nostoc strains. New Phytol 156:517–525 Ortega R, Belmar C, Claret M (1991) Evaluación del biofertilizante MICROP BG en arroz en Chile. Informe Técnico, Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA (documento interno) Pereira I, Reyes G, Kramm V (2005) Cyanophyceae, Euglenophyceae, Chlorophyceae, Zygnematophyceae y Charophyceae en arrozales de Chile. Gayana Bot 57(1):29–53 Potts M, Bowman MA (1985) Sensitivity of Nostoc commune UTEX 584 (Cyanobacteria) to water stress. Arch Microbiol 141:51–56 Prosperi C, Pons SM, Maggi E (1996) Ecological aspects of Cyanobacteria from the rice fields of Corrientes (Argentina). In: Rahman M, Podder AK, van Hove C, Tahmida Begum ZN, Heulin T, Hartman A (eds) Biological nitrogen fixation associated with rice production. Kluwer, Dordrecht, pp 141–146 Quesada A, Sánchez Maeso E, Fernández-Valiente E (1991) Nitrogen fixation in Spanish ricefields. In: Polsinelli M, Materassi R, Vicenzini N (eds) Nitrogen fixation. Kluwer, Dordrecht, pp 535–536 Quesada A, Leganés F, Fernández-Valiente E (1997) Environmental factors controlling N2 fixation in Mediterranean rice fields. Microb Ecol 34:39–48 Roger PA, Kulasooriya SA (1980) Blue-green algae and rice. International Rice Research Institute, Manila, Philippines Rojas C, Alvarado R (1982) Fertilización nitrogenada y fosfatada en arroz (Oryza sativa) en la región centro-sur de Chile. Efecto sobre los rendimientos en grano. Agricultura Técnica (Chile) 42:15–21 Singh PK (1985) Nitrogen fixation by blue-green algae in paddy fields. In: Jaiswal PL (ed) Rice research in India. Indian Council of Agricultural Research, New Delhi, pp 344–362 Singh PK (1988) Biofertilization of rice crop. In: Sen SP, Palit P (eds) Biofertilizers: potentialities and problems. Plant Physiology Forum, Calcutta, pp 109–114 Stein JR (ed) (1973) Handbook of phycological methods: culture methods and growth measurements. Cambridge University Press, Cambridge, p 448 Trainor FR (1985) Survival of algae in a desiccated soil: a 25 year study. Phycologia 25:765–798 Vaishampayan A, Sinha RP, Hader DP, Dey T, Gupta AK, Bhan U, Rao AL (2001) Cyanobacterial biofertilizers in rice agriculture. Bot Rev 67:453–516 Venkataraman GS (1981) Blue-green algae for rice production. A manual for its promotion. FAO Soil Bulletin 46, FAO, Rome Venkataraman GS, Neelakantan S (1967) Effect of the cellular constituents of the nitrogen-fixing blue-green algae Cylindrospermum muxcicola on the root growth of the rice plants. J Gen Appl Microbiol 13:53–61 Vidal I (1991) Utilizacion de la asociacion Azolla-Anabaena como biofertilizante en arroz. Informe Técnico Proyecto FONDECYT 89/0719 (Unpublished) Vonshak A (1985) Microalgae: laboratory techniques and outdoor biomass production. In: Coombs J, Hall D, Long SP, Scurlock JMO (eds) Techniques in bioproductivity and photosynthesis. Pergamon, London, pp 188–203 Watanabe A (1973) On the inoculation of paddy fields in the Pacific area with nitrogen blue-green algae. Soil Biol Biochem 5:161–162 Whitton BA (1987) Survival and dormancy of blue-green algae. In: Henis Y (ed) Survival and dormancy of microorganisms. Wiley, New York, pp 109–167 Yamaguchi M (1979) Biological nitrogen fixation in flooded rice fields. In: Watanabe I (ed) Nitrogen and rice. International Rice Research Institute, Los Baños. Philippines, pp 193–206