bài báo cáo chương 7 chỉ thị sinh học môi trường đất

ĐẠI HỌC QUẢNG NAM
Khoa Lý-Hoá-Sinh
GVHD: TRIỆU THY HOÀ
SVTH: NGUYỄN THỊ ÂN
LÊ THỊ DIỂM
NGUYỄN THỊ THU THẢO
NGUYỄN THỊ QUYÊN
NGUYỄN THỊ NGỌC NGHĨA
TRẦN THỊ KIM THÀNH
PHAN THỊ THU THUỶ
NỘI DUNG
I. Giun đất-nhóm chỉ thị sinh học môi trường đất.
II. Thực vật chỉ thị thiếu và thừa chất dinh dưỡng trong
đất.
III. Dấu hiệu ngộ độc dinh dưỡng ở thực vật.
IV. Đánh giá khả năng sử dụng đất phèn qua thực vật
chỉ thị.
I. Giun đất – nhóm chỉ thị sinh học môi
trường đất
•
Trong thiên nhiên, hiếm có các nhóm động vật mà chỉ bằng
hoạt động sống của chúng đưa lại cho con người nhiều lợi ích
như giun đất.Giun đất là nhóm sinh vật tham gia tích cực và
thường xuyên vào hình thành lớp đất trồng trọt. Dawin đã sớm
nhận xét rằng: “Trước khi con người phát minh ra lưỡi cày, giun
đất đã cày đất và mãi mãi sẽ cày đất”.
•
Thật vậy, giun đất thuyên chuyển các sản phẩm thực vật từ
trên mặt đất xuống lớp đất sâu, đào hang làm cho đất thoáng,
tạo điều kiện cho các sinh vật và động vật không xương sống
khác hoạt động, đẩy nhanh quá trình tạo mùn và khoáng hóa

các chất hữu cơ thành các chất dinh dưỡng khoáng nuôi sống
cây trồng. (HÌNH)
•
Ví dụ: Thí nghiệm của Van Rhe (1977) ở nước Anh cho thấy,
vườn táo được thả giun đất có bộ rễ ăn sâu và phát triển mạnh
hơn, năng suất quả cao hơn vườn táo không thả giun đất.
•
Vai trò của giun đất trong việc hình thành lớp đất trồng
trọt còn quan trọng hơn nhiều so với vai trò của lưỡi
cày. Các hạt đất cùng với xác thực vật sau nhiều lần
chuyển qua ống tiêu hóa của giun đất được nghiền
nhỏ, chế biến rồi ép lại thành các viên đất xốp, liên kết
với nhau nhờ chất tiết của tế bào ở thành ruột và biến
đổi thành phân giun đất làm cho đất có cấu trúc hạt,
rất thuận lợi cho phát triển của rễ cây. Trong những
đất có thành phần cơ giới nhẹ như đất cát, phân giun
có tác dụng giữ ẩm và các chất dinh dưỡng ở mức độ
nhất định tạo nên cấu trúc đất.
•
Trong những đất có nhiều giun độ chua thường trung
tính. Trong phân giun đất Ph. Hupeiensis, hàm lượng
cacbon tổng số là 2,53%, đạm tổng số là 0,235% và
có tới 76mg Ca và 24,0mg Mg/100g đất.
•
Có thể xem phân giun đất là một loại phân bón tổng
hợp. Đáng chú ý là nguồn phân bón tổng hợp này
được giun bón cho đất hằng năm với khối lượng lớn.
•
Như vậy, giun đất là một chỉ thị cho sự màu mỡ của
đất đai, con người đã và đang sử dụng giun đất như

một yếu tố biến đổi nhanh chóng độ màu mỡ của đất,
biến cac vùng đất hoang hóa, cằn cỗi thành vùng đất
trồng trọt phì nhiêu. Do đó, trong nhiều năm trở lại đây
nhiều nước trên thế giới đã di nhập nhân tạo giun đất
vào các vùng thiếu giun đất.
•
Giun đất, nếu xét về thành phần loài và sự biểu hiện
về số lượng là nhóm động vật không xương sống chỉ
thị rất tốt cho chất lượng của môi trường đất, cho độ
phì nhiêu đất, cho nguồn gốc phát sinh và mức độ
biến đổi của cảnh quan. Do tiến hóa của giun đất gắn
liền với lịch sử tiến hóa của từng vùng đất, các họ
giun đất có vùng phân bố gốc xác định, dễ nhận biết
bằng vùng phân bố của các giống đặc hữu.
•
Giun đất còn là vật chỉ thị cho tính chất đất.
•
Ở các vùng khác của Việt Nam, trong đất cát ven biển, đất với
nồng độ mặn khác nhau và đất trồng cây lâu năm, giun đất có
phần trăm khối lượng và sinh khối cao hơn các nhóm
Mesofauna khác. Liên quan đến độ sâu tầng đất, nghiên cứu
của tác giả ở đất trồng các loài cây khác nhau là lúa, khoai
lang, lạc cho thấy: các nhóm Mesofauna chủ yếu tập trung ở
tầng đất A1 còn tầng A2 thường gặp Oligochaeta và Insecta.
Bảng 78: Nhóm Mesofauna ở đất cát ven biển
TT
Loài Đất trồng lúa (n=6)
Đất trồng khoai
lang (n=3)
Đất trồng lạc (n=3)

A1 (0=10cm) A1 (0-10cm) A1 A1 A2
n% p % n% p% n% p% n% p% n% p%1
1 Oligochaeta 91,1 98,5 100 100 90,9 97,4 54,3 83,0 75,0 97,4
2 Myriapoda 0,7 0,2
3 Isopoda 2,3 0,1
4 Araneida 0,7 0,1 20,0 3,0
5 Insecta 5,2 1,1 9,1 2,6 25,7 14,0 25,0 2,6
Tổng số cá thể (con)
1080 120 44 140 16
Tổng sinh khối (g) 106,0 30,6 11,4 40,5 22,8
Bảng 79: Sự phân bố của giun đất và các nhóm Mesofauna khác ở các độ mặn và tầng đất khác nhau tại khu vực Phát
Diệm, Ninh Bình.
Nhóm động vật
Độ mặn Tổng sinh khối
0%o (n=3) 0,11%o(n=6) 3,2%o (n=6)
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 p p%
n % n % n% n% n% n% n% n% n% n%
1.Oligochaeta 39,7 91,4 86,4 22,5 26,5 13,6 5,7 57,7 66,6 16,7 92,5 53,4
2.Myriapoda 57,5 2,3 10,1 6,2 11,9 28,6 3,2 7,7 16,7
3.Sopoda 1,4 4,7 11,4 46,6 47,8 45,7 57,1 21,8 12,8 16,7 80,7 46,6
4.Araneida 1,4 1,4 8,9 1,7 2,9 8,1 2,6
5.Insecta 1,6 2,2 19.4 10,6 27,1 5,7 9,2 10,3 49,9
Tổng số cá thể
(con)
584 516 176 2292 452 236 140 992 156 24
Tổng sinh khối
(g)
173,2
II. THỰC VẬT CHỈ THỊ THIẾU VÀ THỪA CHẤT DINH DƯỠNG
TRONG ĐẤT

Thực vật đòi hỏi những chất dinh dưỡng cần thiết
cho sinh trưởng và đảm bảo các chức năng bình thường
khác.
Ngưỡng đủ các chất dinh dưỡng được xem là
ngưỡng các chất dinh dưỡng cần thiết để đáp ứng nhu
cầu dinh dưỡng và sinh trưởng mạnh nhất của thực vật.
Các chất dinh dưỡng nằm ngoài ngưỡng đủ của thực
vật gây hiện tượng thiếu hoặc thừa dinh dưỡng đều tác
động xấu đến thực vật.
Sự thiếu hụt dinh dưỡng xảy ra khi một chất dinh
dưỡng cần thiết không đủ về số lượng cho sinh trưởng
thực vật. Sự dư thừa gây ngộ độc xảy ra khi chất dinh
dưỡng quá nhiều so với yêu cầu của thực vật và làm
giảm sinh trưởng và chất lượng cây trồng,.
Thông thường có 3 công cụ để chẩn đoán
thiếu hoặc thừa gây ngộ độc dinh dưỡng:
•
- Phân tích đất
•
- Phân tích thực vật
•
- Quan sát các dấu hiệu bằng mắt ngoài thực địa
•
Phân tích đất và phân tích thực vật là các phép
thử định lượng và đem so sánh với ngường đủ
cho một cây trồng nào đó. Quan sát các dấu
hiệu bằng mắt, ngược lại là các phép thử chất
lượng dựa trên các biểu hiện như sinh trưởng
còi cọc, lá có màu vàng,…
1. Chẩn đoán bằng mắt

Việc nhận diện bằng mắt các dấu hiệu về sức ép thiếu thừa dinh
dưỡng thường gặp khó khăn vì:
- Nhiều dấu hiệu xuất hiện giống nhau. Ví dụ, các dấu hiệu thiếu
N và S rất giống nhau, phụ thuộc vào địa điểm , giai đoạn sinh
trưởng và tính khốc liệt của sự thiếu hụt.
- Sự thiếu hụt hoặc thừa gây ngộ độc nhiều chất dinh
dưỡng xảy ra cùng một lúc. Ví dụ, nhiều P gây thiếu
Zn.
- Các loài cây, thậm chí một số cây trồng nông nghiệp
của cùng một loài cũng khác nhau về khả năng
chống chịu, thích ứng với sự thiếu, thừa chất dinh
dưỡng. Ví dụ, cây ngô có tính mẫn cảm điển hình
đối với thiếu Zn hơn là lúa mạch.
- Những dấu hiệu thiếu giả tạo. Các yếu tố tiềm ẩn gây
thiếu giả tạo có thể do bệnh lý, khô hạn, thừa ẩm,
tính dị thường di truyền, tồn dư thuốc BVTV, côn
trùng và độ chặt của đất.
- Thiếu đói ẩn: Thực vật có thể bị thiếu dinh dưỡng song
không thể hiện dấu hiệu ra bề ngoài.
2. Chẩn đoán thiếu dinh dưỡng bằng thực vật chỉ thị
a. Một số thuật ngữ về dấu hiệu thiếu dinh dưỡng thông thường:
- Cháy lá (burning): Các đốm vàng thể hiện sự cháy xém.
- Bệnh vàng lá (chlorosis): Vàng toàn bộ mô thực vật, thiếu chất
diệp lục.
- Tính phổ biến (generalized): Các dấu hiệu không tập trung vào
một chổ mà lan tỏa khắp cơ thể thực vật.
- Tính bất động (immobile): Không thể dịch chuyển từ bộ phận
này tới bộ phận khác ở thực vật.
- Màu vàng giữa gân lá (interveinal chlorosis): Xuất hiện màu
vàng giữa gân lá nhưng gân lá vẫn giữ nguyên màu xanh.

- Tính định vị (localized): Các dấu hiệu chỉ ở một lá hoặc ở một
vùng nào đó của thực vật.
-
Tính động (mobile): Có khả năng di chuyển từ bộ phận này đến
bộ phận khác của thực vật.
- Bệnh đốm (mottling): Tập trung một chổ, không bình thường,
phương thức không nhất quán.
- Hoại tử (Necrosis): Chết mô thực vật, mô có màu nâu và chết
rụi.
- Còi cọc (Stunting): Sinh trưởng giảm sút, cây thấp.
b. Những dấu hiệu thiếu dinh dưỡng thông thường
Có thể gộp nhóm những dấu hiệu thiếu hụt chất dinh dưỡng vào
5 thể loại:
•
Sinh trưởng còi cọc.
•
Bệnh vàng lá.
•
Bệnh vàng giữa gân lá.
•
Xuất hiện màu đỏ tía.
•
Hoại tử.
Màu sắc, vị trí trên thực vật, hiện diện bệnh màu vàng lá, xảy ra
hoại tử viền lá thì khác nhau đối với từng nguyên tố dinh dưỡng
Bảng: Các dấu hiệu đặc trưng ở lá khi thiếu chất dinh dưỡng
Chất dinh
dưỡng
Vị trí trên thực
vật

Bệnh vàng lá Viền lá bị hoại
tử
Màu sắc và
dạng lá
N Tất cả các lá Có Không Vàng các lá và
gân lá
P Những lá già
hơn
Không Không Những đốm
màu tím
K Những lá già
hơn
Có Có Những đốm
vàng
Mg Những lá già
hơn
Có Không Những đốm
vàng
Ca Những lá non Có Không Các lá bị biến
dạng
S Những lá non Có Không Lá màu vàng
Mn, Fe Những lá non Có Không Màu vàng giữa
gân lá
B, Zn,Cu, Ca,
Mo
Những lá non _ _ Lá biến dạng
Các nguyên tố vi lượng, đặc biệt là những cation kim loại (Cu, Fe, Mn, Zn) tồn
tại trong đất ở dạng các khoáng chất, phức hữu cơ- kim loại ở dạng cation trao
đổi. Chỉ thị tổng quát được nêu ra ở bảng
Nguyên tố bị thiếu Dấu hiệu thiếu Ngưỡng

thiếu hụt
( mg/kg)
Nguồn các chất vi
lượng
B- ( Đất phù sa, đất cát, hữu
cơ) pH cao, khí hậu khô hạn,
ánh sáng yếu.
Những lá non và chồi dị dạng 15 Natri tetra borat
( 15% B)
Bo – ( Đất cát, nhiều Ca, đất
than bùn), bón vôi, tiêu nước
Giảm nhiễm khuẩn
Rhizobium, khả năng cố đinh
nito bị ức chế
< 0,1 Co- sunfat
Cu – ( Đất cát, hữu cơ), giàu
P và Zn
Héo những lá non, màu vàng
giữa gân lá
< 4 Co – sunfat (25%
Cu)
Cl – ( Đất cát) nơi xa biển,
cây trồng mẫn cảm
Bệnh màu vàng ở những lá
non hơn
< 500 KCl ( 48% Cl)
Fe – Đất chua (hàm lựơng
hữu cơ thấp,chặt bí, có
CaCO
3

tự do)
Những lá non nhất có màu
vàng giữa gân lá
< 50 Fe – sunfat (19%
Fe)
Mn - Đất kiềm thoát nước
kém, hàm lượng Fe, Cu, Zn
trong đất cao. Khí hậu khô
hạn, cường độ ánh sáng
yếu, nhiệt độ đất thấp
Những đốm và giải màu vàng
( thường có những tổn
thương màu nâu xám) bắt
đầu từ những lá non
< 20 Mn – sunfat
(30%Mn)
Mo – Đất chua, nhiều Fe tự
do
Đình và viền lá bị hoại tử,
xoắn tròn
< 0,1 Môlipdat amoni
(54% Mo)
Zn – Đất kiềm, hàm lượng P
trong đất cao, đất chặt bí
Các đốm màu vàng giữa gân
lá, những lá non nhỏ phát
triển rất nhanh
< 20 Zn – sunfat
(21%Zn)
3. Khóa nhận diện chất dinh dưỡng dễ tiêu và không

tiêu trong đất
Khóa nhận diện được sử dụng để nhận diện sự thiếu hụt dinh
dưỡng theo các dấu hiệu thông thường. Khóa này gồm những
diễn tả luân phiên về ác cấu trúc thực vật và sự xuất hiện của
chúng. Khóa nhận diện các chất dinh dưỡng dễ tiêu được minh
họa ở hình 2 và các chất dinh dưỡng không linh động ở hình 3.
4. Dấu hiệu thiếu các chất dinh dưỡng ở thực vật
a. Những chất dinh dưỡng linh động
- Nitơ (N):
+ Thực vật cần N để tạo Protein, DNA và RNA và chất diệp lục.
+ Dấu hiệu thiếu N: Màu vàng các lá ở tầng dưới, còi cọc, sinh
trưởng kém. Thực vật sẽ chín sớm, năng suất và chất lượng
giảm.
Photpho (P):
+ Thực vật cần P để tạo ATP, đường và axit Nucleic.
+ Dấu hiệu thiếu P: lá có màu xanh tối, yếu ớt và chín muộn.
- Kali (K):
+ Thực vật sử dụng K để hoạt hóa các enzym và coenzym, cho
quang hợp, hình thành Protein và vận chuyển đường.
+ Dấu hiệu thiếu K: Sự thiếu K không xuất hiện ngay các dấu hiệu
có thể quan sát được. Ban đầu chỉ giảm sinh trưởng, sau đó
xuất hiện vàng lá và họai tử.
- Clo (Cl):
+ Thực vật cần Cl cho trương lá và quang hợp.
+ Dấu hiệu thiếu Cl: Thực vật xuất hiện những đốm vàng và hoại
tử dọc theo rìa lá với ranh giới rất rõ giữa mô chết và mô sống.
- Magiê (Mg):
+ Là phân tử quan trọng trong chất diệp lục và hình thành ATP.
+ Dấu hiệu thiếu Mg: Mùa vàng giữa gân lá và viền lá trở nên
vàng hoặc đỏ tía trong khi gân giữa của lá vẫn xanh.

- Môlipđen (Mo)
+ Mo cần cho hoạt tính enzym trong thực vật và cố định N trong
cây họ đậu.
+ Dấu hiệu thiếu Mo: Giống những dấu hiệu khi thiếu N với sinh
trưởng còi cọc và vàng lá ở cây họ đậu. Ngoài ra, các lá có
màu nhợt nhạt và có thể quăn lại.