Thạc Sĩ Ảnh hưởng của các nồng độ đạm, độ mặn và lượng lá ngâm ủ đến mật số vi khuẩn dị dưỡng phân hủy lá đư

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng ngập mặn là rừng nhiệt đới ven biển có giá trị sử dụng đa dạng và quan trọng. Trong những năm gần đây rừng ngập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) được khai thác mạnh bởi các mô hình rừng – thủy sản và các mô hình này thường có hiệu quả cao (Minh et al., 2001). Ngoài ra, rừng ngập mặn có khả năng loại bỏ hiệu quả các vật chất rắn và chất dinh dưỡng trong nước thải từ các đầm nuôi thủy sản (Paez-Osuna et al., 1998).

Johnston et al. (2000) chỉ ra rằng mô hình tôm – rừng cho năng suất trung bình hàng năm khoảng 100-600 kg/ha, trái lại không có rừng, năng suất tôm thấp hơn, chỉ khoảng 100-400 kg/ha. Trong hệ thống nuôi tôm – rừng, lá đước phân hủy cung cấp nhiều dưỡng chất cho thủy vực (Bùi Thị Nga et al., 2004b) và lá đước là nguồn cung cấp thức ăn cho các loại thủy sinh đặc biệt là tôm (Zhou, 2001; Bùi Thị Nga et al.,2005). Nghiên cứu của Holguin et al. (2001) cho thấy hàm lượng protein trong lá cây ngập mặn chiếm khoảng 6% nhưng sau khi phân hủy, lượng protein khoảng 20%. Hàm lượng đạm của các mẫu lá cũng gia tăng trong thời gian đầu phân hủy (Pascoal
& Fernanda, 2004). Phan Nguyên Hồng et al. (1999) cho rằng những sản phẩm phân hủy xác hữu cơ giàu chất dinh dưỡng của cây ngập mặn được nước triều mang ra các vùng cửa sông ven biển, làm phong phú thêm nguồn thức ăn cho thủy sinh vật cả một vùng rộng lớn. Những mẫu vụn của lá, vật chất hữu cơ từ xác thực vật và các chất hữu cơ hòa tan không chỉ là nguồn dinh dưỡng cho các ấu trùng mà còn là nguồn thức ăn quan trọng cho tôm, cua, cá trưởng thành.

Sự phóng thích hoặc hấp thu các chất dinh dưỡng trong quá trình phân hủy trong rừng ngập mặn là kết quả của sự khoáng hóa nhờ hoạt động của vi sinh vật (O’Connell, 1988). Vì vậy mà có sự thay đổi hàm lượng các chất trong lá và trong nước phân hủy lá cây ngập mặn. Sự gia tăng hàm lượng đạm trong lá đước phân hủy có thể là do sự cố định đạm bởi các vi khuẩn bám trên lá đước (Chale, 1993; Holmer & Olsen, 2002). Tuy nhiên, vi khuẩn tham gia vào quá trình phân hủy lá cây ngập mặn cũng như các nhân tố trong môi trường ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn phân hủy thì chưa được nghiên cứu cụ thể. Đề tài “Ảnh hưởng của các nồng độ đạm, độ mặn và lượng lá ngâm ủ đến mật số vi khuẩn dị dưỡng phân hủy lá đước Rhizophora apiculata trong điều kiện phòng thí nghiệm” được thực hiện nhằm cung cấp dữ liệu về vi khuẩn tham gia phân hủy lá cây ngập mặn. Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần giải thích cơ chế, vai trò cung cấp dưỡng chất của rừng ngập mặn và là cơ sở cho các nghiên cứu về vi khuẩn trong hệ sinh thái rừng ngập mặn. Đây cũng là cơ sở khoa học để quản lý hiệu quả và bền vững hệ thống nuôi tôm – rừng.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu tổng quát
Xác định ảnh hưởng của độ mặn, nồng độ đạm trong nước và lượng lá ủ đến vi khuẩn dị dưỡng phân hủy lá đước.

Mục tiêu cụ thể
Xác định mật số và một số đặc tính của vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí và kỵ khí trong quá trình phân hủy lá đước ở các độ mặn 5ppt, 25ppt; các nồng độ đạm 0ppm, 5ppm,
10ppm; lượng lá 0g/L, 10 g/l, 30 g/l với thời gian phân hủy lá đước là 0, 1, 2, 3, 4, 5,6, 7 và 8 tuần.

Khảo sát sự biến động hàm lượng tổng đạm, tổng lân trong môi trường nước ngâm ủ lá đước.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

* Tiếng Việt

Bộ thủy sản (1996), Nguồn lợi thủy sản việt Nam, Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội.

Bùi Lai, Đoàn Cảnh và Võ Quý (1979), Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp Hà Nội.

Bùi Thị Nga, R. Roijackers và Đ. T. Tâm (2004a), “Sự phân hủy và cung cấp dưỡng chất của lá đước
(Rhizophora apiculata)”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, (01), tr.30-39.

Bùi Thị Nga, Huỳnh Quốc Tịnh và M. Scheffer (2004b), “Rừng ngập mặn độ tuổi nhỏ cung cấp lượng lớn vật rụng giàu dưỡng chất cho thủy vực”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, (01), tr. 40-48.

Bùi Thị Nga, M. Scheffer và Trương Trọng Nghĩa (2005), “Ảnh hưởng của lá đước đang phân hủy đối với tôm sú giống Penaeus monodon”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, (03), tr.18-25.

Châu Thị Kim Thoa (2002), Xác định hàm lượng dinh dưỡng lá đước trong quá trình phân hủy trong điều kiện phòng thí nghiệm, Tiểu luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Môi Trường và QLTNTN, Trường Đại học Cần Thơ.

Dương Hữu Thời (1998), Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.

Đinh Quang Dũng và Lê Thị Xinh (2002), “Tìm hiểu một số đặc tính sinh thái của vi khuẩn dị dưỡng đất rừng ngập mặn”, Hội thảo khoa học về Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, Hà Nội, tr. 86-92.

Kiều Hữu Ánh và Ngô Tự Thành (1985), Vi sinh vật học của các nguồn nước, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

Lê Bá Toàn (2005), “Rừng đước với môi trường và ảnh hưởng của nó đến năng suất tôm và đước
trong hệ thống canh tác nuôi trồng kết hợp ở huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau”, Hội thảo toàn quốc về vai trò của hệ sinh thái rừng ngập mặn và rạn san hô trong việc giảm nhẹ tác động của đại dương đến môi trường, Hà Nội, tr.131-141.

Lê Huy Bá (2000), Môi trường, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh.

Mai Thị Hằng và Trần Thị Mỹ Hạnh (2004), “Khảo sát nguồn gen Bacillus thuringiensis diệt côn trùng từ một số rừng ngập mặn Việt Nam”, Hệ sinh thái rừng ngập mặn vùng ven biển đồng bằng sông Hồng, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ sinh học môi trường. Tập 1: Công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

Nguyễn Hoàng Trí (1999), Hệ sinh thái rừng ngập mặn, Nhà xuất bản Nông Nghiệp Hà Nội. Nguyễn Hữu Hiệp và Cao Ngọc Điệp (2002), Giáo trình thực tập vi sinh vật đại cương.
Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến và Phạm Văn Ty (2000), Vi sinh vật học, Nhà xuất bản Giáo dục.

Nguyễn Như Thanh, Nguyễn Đường, Nguyễn Khắc Tuấn, Nguyễn Thị Bích Lộc và Nguyễn Bá Hiên
(1990), Vi sinh vật học đại cương, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, Bộ Giáo dục và Đào tạo. Nguyễn Thành Đạt và Mai Thị Hằng (2001), Sinh học vi sinh vật, NXB Giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo.

Nguyễn Thị Hồng Hạnh và Mai Sỹ Tuấn (2005), “Sự tích tụ cacbon và nitơ trong mẫu phân hủy lượng rơi và trong đất rừng ngập mặn huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định”, Hội thảo toàn quốc về vai trò của hệ sinh thái rừng ngập mặn và rạn san hô trong việc giảm nhẹ tác động của đại dương đến môi trường, Hà Nội, tr. 271-276.

Nguyễn Thị Thu Hà (2002), “Nghiên cứu vi khuẩn dị dưỡng hệ sinh thái rừng ngập mặn một số vùng thuộc Nam Định và Thái Bình”, Hội thảo khoa học về Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, Hà Nội, tr. 40-50.

Nguyễn Thị Thu Hà, Hà Thị Hường, Nguyễn Thùy Dương, Nguyễn Quang Đạt và Trần Quyết Thắng (2002a), “Nghiên cứu định lượng vi sinh vật đất rừng ngập mặn ở một số vùng ven biển Nam Định và Thái Bình”, Hội thảo khoa học về Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, Hà Nội, tr. 51-58.

Nguyễn Thị Thu Hà, Hoàng Thu Nga, Lê Thị Xinh, Nguyễn Ngọc Bình và Đào Văn Thái (2002b), “Tính chất của các chủng vi khuẩn dị dưỡng phân lập từ hệ sinh thái rừng ngập mặn một số vùng thuộc Nam Định và Thái Bình”, Hội thảo khoa học về Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, Hà Nội, tr. 62-67.

Nguyễn Thị Thu Hà, Nguyễn Thị Thu Lê, Nguyễn Thái Sơn, Phạm Thị Vui, Trần Thị Lan Anh và Bùi Tiến Trường (2002c), “Nghiên cứu sự tham gia phân hủy lá cây ngập mặn của vi khuẩn dị dưỡng trong hệ sinh thái của sông Hồng”, Hội thảo khoa học về Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, Hà Nội, tr. 76-83.

Nguyễn Thị Trang (2002), Biến động nồng độ đạm, lân trong quá trình phân hủy lá đước trong điều kiện phòng thí nghiệm, Tiểu luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Môi Trường và QLTNTN, Trường Đại học Cần Thơ.

Phạm Thành Hổ (2000), Sinh học đại cương, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.

Phan Nguyên Hồng, Trần Văn Ba, Viên Ngọc Nam, Hoàng Thị Sản, Vũ Trung Tạng, Lê Thị Trễ, Nguyễn Hoàng Trí, Mai Sỹ Tuấn và Lê Xuân Tuấn (1999), Rừng ngập mặn Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp Hà Nội.

Phan Nguyên Hồng và Mai Thị Hằng (2002), “Báo cáo tổng kết nghiên cứu của đề tài Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn”, Hội thảo khoa học về Đánh giá vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, Hà Nội, tr.1 – 12.

Phan Nguyên Hồng, Phan Hồng Anh và Quản Thị Quỳnh Dao (2005), “Mối quan hệ giữa hệ sinh thái rừng ngập mặn và nguồn lợi hải sản”, Hội thảo toàn quốc về vai trò của hệ sinh thái rừng ngập mặn và rạn san hô trong việc giảm nhẹ tác động của đại dương đến môi trường, Hà Nội, tr. 93-103.

Primavera J. H., A. A. delos Reyes, J. P. Altamirano, C. R. Lavilla-Torres và J. H. L. Lebata (2005), “Xử lý nước thải đầm tôm ở vùng đất ngập nước rừng ngập mặn tự nhiên”, Hội thảo toàn quốc về vai trò của hệ sinh thái rừng ngập mặn và rạn san hô trong việc giảm nhẹ tác động của đại dương đến môi trường, Hà Nội, tr. 91-95.

Thái Văn Trừng (1998), Những hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam. NXB Khoa học và Kỹ thuật. Trần Linh Thước (2002), Phương pháp phân tích vi sinh vật trong nước, thực phẩm và mỹ phẩm, NXB giáo dục. Trần Cẩm Vân (2001), Giáo trình vi sinh vật học môi trường, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. Vũ Trung Tạng (2000), Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội.

*Tiếng Anh

Agate A. D. and V. V. Panchnadikar (1992), Tropical ecosystems: Ecology and management, K.
P.Singh and J. S. Singh (eds) pp.301-307, Dalhi India Wiley Eastern. Aksornkoae S. (1993), Ecology and Management of Mangroves, IUCN.
Alavandi S. V. (1990), Relationship between heterotrophic bacteria and suspended particulate matter in the Arabian Sea (Cochin), Indian J Mar Sci 30, pp. 89-92.

Alongi D. M. (1994), The role of bacteria in nutrient recycling in tropical mangrove and other coastal benthic ecosystems, Hydrobiologia 285, pp. 19-32.

Alonso C. and J. Pernthaler (2004), Incorporation of Glucose under Anoxic Conditions by Bacterioplankton from Coastal North Sea Surface Waters, Applied and Environmental Microbiology 71, pp. 1709-1716.

Atlas R. M. (1995), Handbook of Media for Environmental Microbiology.

Azam F. and R. E. Hodson (1977), Size distribution and activity of marine microheterotrophs, Limnol
Oceanogr 42, pp.1590-1600.

Bano N., M. Nisa, N. Khan, M. Saleem, P. J. Harrison, S. I. Ahmed, and F. Azam (1997), Significance of bacteria in the flux of organic matter in the tidal creeks of the mangrove ecosystem of the Indus River delta, Pakistan, Mar Ecol Prog Ser 157, pp.1-12.

Blum L. K., A. L. Mills, J. C. Zieman and R. T. Zieman (1988), Abundance of bacteria and fungi in seagrass and mangrove detritus, Mar Ecol Prog Ser 42, pp. 73-78.

Blum L. K. and A. L. Mills (1991), Microbial growth and activity during the initial stages of seagrass decomposition, Mar Ecol Prog Ser 70, pp. 73-82.

Bui Thi Nga (2004), Penaeus monodon post-larvae and their interaction with Rhizophora apiculata, PhD thesis, Wageningen University, The Netherlands.

Chale F. M. M. (1993), Degradation of mangrove leaf litter under aerobic conditions, Hydrobiology
257, pp.177-183.

Das S., P. S. Lyla and S. A. Khan (2006), Marine microbial diversity and ecology: importance and future perspectives, Current science 90, pp.1325-1335.

del Gior P. A. and G. Scarborough (1995), Increase in the proportion of metabolically active bacteria along gradients of enrichment in freshwater and marine plankton: implications for estimates of bacterial growth and production rates, J Plankton Res 17, pp.1905-1924.

Gulis V. and K. Suberkropp (2003), Leaf litter decomposition and microbial activity in nutrient- enriched and unaltered reaches of a headwater stream, Freshwater Biology 48, pp.123-134.

Haglund A-L. (2004), Attached Bacterial Communities in Lakes – Habitat-Specific Differences, PhD
thesis, Acta Universitatis Upsaliensis.

Hendricks C. W., J. D. Doyle and B. Hugley (1995), A New Solid Medium for Enumetating
Cellulose-Utilizing Bacteria in Soil, Applied and Environmental Microbiology 61, pp. 2016-2019.

Hieber M. and M. O. Gessner (2002), Contribution of stream detrivores, fungi and bacteria to leaf breakdown based on biomass estimates, Ecology 83, pp.1026-1038.

Holguin G., V. Patricia, and B. Yoav (2001), The role of sediment microorganisms in the productivity, conservation, and rehabilitation of mangrove ecosystems: an overview, Biol Fertil Soils 33, pp. 265-278.

Holmer M. and A. B. Olsen (2002), Role of decomposition of mangrove and seagrass detritus in sediment carbon and nitrogen cycling in a tropical mangrove forest, Marine ecology progress series 230, pp. 87-101.

Houba V. J. G., J. J. van der Lee and I. Novozamsky (1995), Soil Analysis Procedures Other
Procedures, Wageningen Agricultural University.

Johnston D., N. V. Trong, T. T. Tuan and T. T. Xuan (2000), Shrimp seed recruitment in mixed shrimp and mangrove forestry farms in Ca Mau province, Sounthern Viet Nam. Aquaculture 184, pp. 89- 104.

Karner M., D. Fuks and G. J. Herndel (1992), Bacterial activity along a trophic gradient, Microb Ecol
24, pp. 243–257.

Kathiresan K. and B.L. Bingham (2001), Biology of Mangroves and Mangrove Ecosystems, Advances in Marine Biology 40, pp. 81-251.

Kenworthy W. J., C. A. Currin, M. S. Fonseca and G. Smith (1989), Production, decomposition and heterotrophic utilization of the seagrass Halophila decipiens in a submarine canyon, Mar Ecol Prog Ser 51, pp. 277-290.

Komínková D., K. A. Kuehn, N. Büsing, D. Steiner and M. O. Gessner (2000), Microbial biomass, growth, and respiration associated with submerged litter of Phragmites australis decomposing in a littoral reed stand of a large lake, Aquat Microb Ecol 22, pp. 271-282.

Mahasneh A. M. (2001), Bacterial Decomposition of Avicennia marina Leaf Litter from Al-khor
(Qatar-Arabian Gulf), OnLine Journal of Biological Sciences 8, pp. 717-719.

Mahasneh A. M. (2002), Heterotrophic Marine Bacteria Attached to Leaves of Avicennia marine L.
Along the Qatari Coast (Arabia Gulf), Online Journal of Biological Sciences 2, pp. 740-743.

Minh T. H., A.Yakupitiyage and D.J. Macintosh (2001), Management of the Integrated Mangrove- Aquaculture Farming Systems in the Mekong Delta of Vietnam, ITCZM Monograph No,
pp. 1- 24.

Mudryk Z. and W. Donderski (1991), Effect of Sodium Chloride on the Metabolic Activity of
Halophilic Bacteria Isolated From the Lake Gardno Estuary, Estuaries 14, pp. 495-498.

Mudryk Z. and W. Donderski (1997), The occurrence of heterotrophic bacteria decomposing some macromolecular compounds in shallow estuarine lakes, Hydrobiologia 342, pp. 71-78.

O’Connell A. M. (1988), Nutrients dynamics in decomposing litter in karri (Eucalyptus diversicolor)
forest of South-western Australia, Journal of Ecology 76, pp. 1186-1203.

Paez-Osuna F., S. R. Guerrero-Galvan and A. C. Ruiz-Fernadez (1998), The Environmental impact of shrimp Aquaculture and the Coastal pollution in Mexico, Marine Pollution Bulletin 36, pp. 65-75.

Page A. L., R. H. Miller and D. R. Keeney (1982), Nitrifying Bacteria, In : Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties. Madison, Wisconsin USA, pp: 1027-1041.

Pascoal C. and C. Fernanda (2004), Contribution of Fungi and Bacteria to Leaf Litter Decomposition in a Polluted River, Applied and Environmental Microbiology 70, pp. 5266-5273.

Raghukumar S., V. Sathe-Pathak, S. Sharma and C. Raghukumar (1995), Thraustochytrid and fungal component of marine detritus, III. Field studies on decomposition of leaves of the mangrove Rhizophora apiculata, Aquat microb Ecol 9, pp. 117-125.

Rath J., C. Schiller and G. J. Herndl (1993), Ectoenzymatic activity and bacterial dynamics along a trophic gradient in the Caribbean Sea, Mar Ecol Prog Ser 102, pp. 89-96.

Reasoner D. J. and E. E. Geldreich (1985), A New Medium for the Enumeration and Subculture of
Bacteria from Potable Water, Applied and Environmental Microbiology 49, pp. 1-7.
Samuel P. M. (2000), Developments in aquatic microbiology, Internatl Microbiol 3, pp. 203-211. Siuda W. and R. J. Chróst (2002), Decomposition and Utilization of Particulate Organic Matter by
Bacteria in Lakes of Different Trophic Status, Polish Journal of Environmental Studies 1, pp. 53-65

Standard Methods (2000), Examination of Water and Wastewater, Apha.

Steinke T. D. and L. M. Charles (1986), In vitro rates of decomposition of leaves of the mangrove
Bruguiera gymnorrhiza as affected by temperature and salinity, S Afr Tydskr Plantk 52, pp. 39-42.

Tanaka Y. (2004), Aerobic cellulolytic bacterial flora associated with decomposing Phragmites leaf litter in a seawater lake, Hydrobiologia (Springer Netherlands) 263, pp. 14-154

Valiela L., J. Wilson, R. Buchsbaum, C. Rietsma, D. Bryant, K. Foreman and J. Teal (1984), Importance of chemical composition of salt marsh litter on decay rates and feeding by detritivores, Bull Mar Sci 35, pp. 261-269.

Vazquez P., G. Holguin, M. E. Puente, A. Lopez-Cortes and Y. Bashan (2000), Phosphate- solubilizing microorganisms associated with the rhizosphere of mangroves in a semiarid coastal lagoon, Biol Fertil Soils 30, pp. 460-468.

Weyers H. S. and K. Suberkropp (1996), Fungal and bacteria production during the breakdown of yellow poplar leaves in 2 tream, J N Am Benthol Soc 15, pp. 408-420.

Yasuo T. and T. Yasuhiko (1982), Dynamics of detritus-attached and free-living bacteria during decomposition of phragmites communis powder in seawater, Bibliography 32, pp. 151-158.

Zhou H. (2001), Effects of leaf litter addition on meiofaunal colonization of azoic sediments in a subtropical mangrove in Hong Kong, J of Exp Mar Biol and Ecol 256, pp. 99-121.