chỉ thị sinh học môi trường

từ lâu các nhà khoa học đã biết sử dụng nhiều loài thực vật phục vụ cho công tác nghiên cứu của mình để đánh giá tình trạng của việc các chất khoáng , phân loại đất , ddanhs giá tình trạng định dưỡng của thực vật . khi nghiên cứu môi trường nhận thấy : những loài sinh vật bị các chất gây ô nhiễm hoặc các chất trong tự nhiên tác động , có thể biểu hiện ra phía bên ngoài qua những dấu hiệu dễ nhận thấy

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 2

PHẦN I MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3

I Chỉ thị sinh học 3

1 Khái niệm về sinh vật chỉ thị 3

2 Khái niệm về sinh vật chỉ thị môi trường 3

3 Một số khái niệm mở rộng về sinh vật chỉ thị 3

II Cơ sở của chỉ thị sinh học môi trường 4

1 Cơ sở của việc sử dụng sinh vật làm chỉ thị môi trường 4

2 Tác động của các yếu tố vô sinh lên sinh vật 5

3 Khả năng biến đổi để thích nghi 6

III Tính chất của sinh vật chỉ thị 7

IV Phân loại sinh vật chỉ thị 7

V Tiêu chuẩn để chọn sinh vật làm chỉ thị sinh học 8

PHẦN II SỬ DỤNG SINH VẬT CHỈ THỊ TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ XỬ LÍ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT 8

1 Đặc điểm môi trường đất 9

2 Giun đất- nhóm động vật chỉ thị môi trường đất 11

3 Thực vật- chỉ thị cho tình trạng các chất khoáng trong đất 13

PHẦN III ỨNG DỤNG SINH VẬT CHỈ THỊ TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG ĐẤT 27

I Đánh giá khả năng sử dụng đất qua sinh vật chỉ thị 27

1 Đối với môi trường đất đặc biệt như đất phèn thì thực vật chỉ thị càng được sử dụng rộng rãi 28

2.Thực vật chỉ thị cho vùng phèn tiềm tàng 30

3 Chỉ thị vùng đất nghèo dinh dưỡng 30

4 Chỉ thị sinh học đất ngập mặn 33

5 Chỉ thị vùng đất chua 34

6 Chỉ thị sinh học rừng 36

II Sử dụng giun đất trong đánh giá môi trường 38

I Sử dụng thực vật chỉ thị để xử lý ô nhiễm môi trường 39

1 Khái niệm 39

2 Cơ sở khoa học của biện pháp 47

3 Ứng dụng của sinh vật chỉ thị trong môi trường 47

PHẦN IV KẾT LUẬN 49

PHẦN V TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

I Đặt vấn đề

Môi trường là vấn đề nóng bỏng, môi trường đang bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng từng ngày, từng giờ với tốc độ nhanh chóng Loài người ngày nay đang phải trả giá cho những gì mà các nước phát triển đã làm đối với môi trường cách đây hàng trăm năm ( ô nhiễm môi trường) không được xem xét, đánh giá đầy đủ và kỹ lưỡng thì tăng trưởng kinh tế và công nghiệp hóa với tốc độ hiện nay nhất định sẽ đi kèm với hủy hoại môi trường Muốn trừ bỏ ô nhiễm môi trường thì phải tìm hiểu, nắm vững nó, chỉ có như thế mới lập được những kế hoạch hữu hiệu và sử dụng biện pháp thích hợp để trừ bỏ

Ô nhiễm môi trường có rất nhiều dạng, bao gồm ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước, ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm đất, ô nhiễm các chất thải…

Nguồn gây nên ô nhiễm môi trường và các chất gây ô nhiễm luôn luôn biến đổi Vì vậy muốn hiểu biết đúng và nắm vững bản chất sự ô nhiễm đó là điều không hề dễ dàng

Để biết được chất gây ô nhiễm môi trường, con người phải giám sát, đo lường môi trường thông qua việc dùng những chất chỉ thị hay sinh vật chỉ thị Trên thế giới hiện nay chỉ thị môi trường đã và đang được sử dụng rộng rãi nhờ đó ta có thể nghiên cứu được qui luật về nguồn gốc, phân bố, di chuyển và biến hóa của các chất gây ô nhiễm môi trường, từ đó đưa ra những dự đoán về xu thế ô nhiễm hoặc xác định được đối tượng gây

ô nhiễm cần khống chế, lấy đó làm căn cứ khoa học để nghiên cứu các đối sách khống chế ô nhiễm và tiến hành quản lí môi trường

PHẦN I : MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA, KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 Khái niệm về sinh vật chỉ thị

- Từ lâu các nhà khoa học thuộc các chuyên môn khác nhau đã sử dụng nhiều loại thực vật phục vụ cho công tác chuyên môn( bản đồ địa chất, phân bố các khoáng, phân loại đất, đánh giá tình trạng dinh dưỡng của thực vật… )

- Khi nghiên cứu môi trường nhận thấy: những sinh vật bị các chất gây ô nhiễm hoặc các chất tự nhiên có nhiều trong môi trường tác động, có thể biểu hiện những dấu hiệu dễ nhận biết

- Các kiểu tác động của môi trường lên sinh vật có thể quan sát bằng mắt hoặc qua một số biểu hiện sau:

+ Những thay đổi về đa dạng loài, thành phần loài, nhóm ưu thế trong quần xã

+ Tăng tỉ lệ chết trong quần thể,đặc biệt là giai đoạn non

+ Thay đổi sinh lí, tập tính cá thể

+ Khiếm khuyết về hình thái và tế bào của cá thể

+ Sự tích lũy các chất ô nhiễm trong các cá thể

- Việc nghiên cứu và sử dụng các sinh vật để đánh giá, kiểm soát và cải thiện môi trường đã đạt được nhiều thành tựu trên thế giới

- Tại các nước phát triển đã có những nghiên cứu nhiều sử dụng các nhóm sinh vật để đánh giá môi trường và hình thành môn học chỉ thị sinh học môi

trường

2 Khái niệm về sinh vật chỉ thị môi trường

“ Những đối tượng sinh vật có yêu cầu nhất định về điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxi, khả năng chống chịu một hàm lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi trường sống Do đó, sự biểu hiện hay không của chúng biểu thị một tình trạng điều kiện sinh thái của môi trường sống nằm trong hay vượt giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh vật đó “

- Đối tượng sinh vật : là sinh vật chỉ thị môi trường, có thể là các loài sinh vật hoặc các tập hợp loài

- Các điều kiện sinh thái chủ yếu là các yếu tố vô sinh : hàm lượng các chất dinh dưỡng, nhu cầu oxi, chất độc và các chất gây ô nhiễm khác.

3 Một số khái niệm mở rộng về sinh vật chỉ thị

a Sinh vật cảm ứng

- Là những sinh vật chỉ thị có thể tiếp tục hiện diện trong môi trường ô nhiễm thích ứng, phù hợp với tính chất của sinh vật chỉ thị song có thể ít nhiều biến đổi , do tác động của chất ô nhiễm như giảm tốc độ sinh trưởng , giảm khả năng sinh sản, biến đổi tập tính

b Sinh vật tích tụ

- Một số sinh vật ở nước có khả năng đặc biệt trong việc tích tụ những loại chất gây ô nhiễm nhất định trong mô của chúng, làm cho chúng dễ bị phát hiện hơn qua những phân tích hóa học những sinh vật lí tưởng được sử dụng trong mục đích này nên cho sống định cư để số liệu thu được ở những nơi đặc trưng này có đủ độ tin cậy Trong số các sinh vật thuộc loại này Rêu thường được

sử dụng rỗng rãi , nhưng các nhóm sinh vật khác như tảo, thực vật lớn, cá và động vật không xương sống khác cũng được sử dụng Tuy nhiên do tính linh hoạt của cá và nhiều loài động vật không xương sống , hoặc do bị trôi dạt như các loài tảo cho nên khi giải thích các kết quả nghiên cứu cần phải rất thận trọng

- Là những sinh vật chỉ thị, không chỉ có tính chất chỉ thị cho môi trường thích ứng, mà còn có khả năng tích tụ một số chất ô nhiễm nào đó trong cơ thể chúng với hàm lượng cao hơn nhiều lần so với ở môi trường bên ngoài ( kim loại nặng… ) Bằng phương pháp phân tích hóa sinh hữu cơ mô cơ thể chúng, người ta có thể phát hiện, đánh giá các chất ô nhiễm này dễ dàng hơn nhiều

so với phương pháp phân tích thủy hóa

c Sinh vật thăm dò và cảnh báo

- Là những loài sinh vật bản địa đơn lẻ, có khả năng thể hiện phản ứng có thể

đo được đối với chất ô nhiễm

- Sinh vật thăm dò và cảnh báo được sử dụng như một chỉ thị cảnh báo sớm về

sự có mặt các chất ô nhiễm trong môi trường chúng được xâm nhập một cách thận trọng vào một môi trường, nơi bình thường không thể phát hiện được chúng và hoạt động như các hệ sinh học cảnh báo sớm hoặc xác định sự lan rộng của ô nhiễm

- Ví dụ điển hình là sử dụng một số loài cá để chỉ thị sự suy giảm chất lượng nước

II Cơ sở của chỉ thị sinh học môi trường

1 Cơ sở của việc sử dụng sinh vật làm chỉ thị môi trường

- Thành phần loài của một quần xã sinh vật được xác định bởi các yếu tố môi trường

- Tất cả các cơ thể sống đều chịu tác động của các yếu tố môi trường sống, môi trường sống này cũng có thể bị ảnh hưởng từ môi trường xung quanh, đặc biệt

bị tác động mạnh bởi các điều kiện vật lí và hóa học

- Yếu tố tác động và môi trường có thể hay không gây hại cho sinh vật nào đó, thì sinh vật này sẽ bị hay không bị loại trừ ra khỏi quần thể, làm nó trở thành sinh vật chỉ thị cho môi trường

- Như vậy cơ sở cho việc sử dụng sinh vật làm vật chỉ thị môi trường dựa trên hiểu biết về khả năng chống chịu của sinh vật với các yếu tố của điều kiện sinh thái ( yếu tố vô sinh ) với tác động tổng hợp của chúng

- Các yếu tố sinh thái vô sinh của môi trường có thể là : ánh sáng, nhiệt độ, nước hay ẩm độ, các chất khí, các chất dinh dưỡng dễ tiêu

2 Tác động của các yếu tố vô sinh lên sinh vật

- Theo phản ứng với ánh sáng sinh vật được chia thành 2 nhóm : ưa sáng và ưa tối

+ ưa sáng : phi lao, bồ đề, thuốc lá, cà rốt, lúa, ngô

+ ưa tối : cà độc dược, hành, dương xỉ, rêu, tảo silic ( có khả năng quang hợp khi ánh sáng ở ngưỡng tối thiều )

- Theo phản ứng của cây trồng với ánh sáng có thể chia ra cây nhiệt đới, cây ôn đới, cây á nhiệt đới

- Theo phản ứng của cây trồng với thời gian chiếu sáng có thể chia ra : cây có phản ứng ngày ngắn và ngày dài.

• Nhiệt độ

- Trong một phạm vi nhất định, nhiệt độ càng tăng, càng tăng tốc độ phát triển của sinh vật

- Sinh vật có thể phản ứng với nhiệt độ bằng nhiều hình thức khác nhau

+ Khi nhiệt độ cao, cây tích lũy nhiều đường, muối, tăng khả năng giữ nước, thoát hơi nước Cây non thường chịu lạnh tốt hơn cây già

+ Khi bị nóng, động vật có thể tỏa nhiệt, dẫn nhiệt, bốc hơi, giãn các mạch máu ngoại vi Khi lạnh nó co mạch, hình thành lớp lông và mỡ dưới da dày, tăng sản nhiệt hoặc run rẩy

- Theo phản ứng của cây trồng với nhiệt độ có thể chia ra cây ôn đới, nhiệt đới, cây á nhiệt đới

• Nước và ẩm độ

- Nước có vai trò rất quan trọng đối với sinh vật

- Phân loại sinh vật theo mức độ phụ thuộc vào nước :

+ Sinh vật ở nước : cá, thực vật thủy sinh

+ Sinh vật ưa ẩm cao : lúa, cói, lác

+ Sinh vật ưa ẩm vừa : tếch, các cây họ bạch đàn,trầu không…

- Sinh vật ưa ẩm thấp, chịu hạn : xương rồng, bỏng nẻ, thầu dầu, trúc đào, sú, vẹt dù, cà phê-chè, phi lao, tiêu, rêu, địa y…

• Các chất khoáng hòa tan ( muối )

- Chất khoáng có vai trò quan trọng trong cơ thể sinh vật, giúp điều hòa các quá trình sinh hóa, áp suất thẩm thấu của dịch mô và các hoạt động chức năng khác

- Sinh vật có khả năng hấp thụ các chất khoáng khác nhau

+ Đối với cây trồng dinh dưỡng khoáng quyệt định đến tình trạng sinh

trưởng, năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng

+ Theo yêu cầu dinh dưỡng của thực vật, có 14 chất khoáng là dinh dưỡng thiết yếu cần cung cấp, được chia thành 3 nhóm theo nhu cầu : đa

lượng(NPK ), trung lượng ( Ca, Mg, S , Si ) và vi lượng ( Fe, Mn, Cu, Zn, Bo,

Mo, Cl )

- Môi trường mất cân đối hàm lượng các chất khoáng có thể dẫn đến gây rối loạn quá trình trao đổi chất, làm sinh vật mắc bệnh…

3 Khả năng biến đổi để thích nghi của sinh vật khi môi trường thay đổi

• Sự phản hồi của sinh vật đới với tác động từ môi trường

- Sinh vật phản ứng lên tác động của môi trường bằng 2 hình thức : chạy trốn ( động vật ), hoặc thích nghi

- Sự thích nghi của sinh vật có thể : thích nghi hình thái và thích nghi di truyền+ Thích nghi hình thái xảy ra trong suốt thời gian sống của cơ thể sinh vật dưới tác động của các yếu tố môi trường.

+ Thích nghi di truyền xuất hiện trong quá trình phát triển cá thể, không phụ thuộc và sự có hay vắng mặt của các trạng thái môi trường, được xác định và củng cố bởi các yếu tố di truyền

• Diễn thế sinh thái và tác động đến sinh vật chỉ thị môi trường: tác động làm biến đổi môi trường sống gây thay đổi quần xã sinh vật

- Tất cả các hoạt động kinh tế liên quan đến hệ sinh thái luôn chịu ảnh hưởng

và tác động vào quá trình diễn thế sinh thái

- Nguyên nhân xảy ra diễn thế :

+ Nguyên nhân bên trong : gây nên nội diễn thế nằm trong tính chất của chính

hệ sinh thái, sự sinh sản và cạnh tranh sinh tồn của các sinh vật

+ Nguyên nhân bên ngoài : bao gồm các yếu tố từ bên ngoài tác động lên hệ sinh thái làm thay đổi nó gây nên ngoại diễn thế

- Tác động làm biến đổi của môi trường gây ảnh hưởng trên cơ thể sống có thể quan sát :

+ Những thay đổi về thành phần loài hoặc các nhóm ưu thế

+ Những thay đổi về đa dạng loài

+ Tăng tỉ lệ chết trong quần thể

+ Thay đổi sinh lí và tập tính trong các cá thể

+ Những khiếm khuyết về hình thái và tế bào trong các cá thể

+ Sự tích lũy dần các chất gây ô nhiễm trong các mô của các cá thể

- Do ảnh hưởng của diễn thế sinh thái mà các chỉ thị sinh học có thể sử dụng để đánh giá tình trạng sinh thái, đặc biệt là điều kiện khu cần bảo tồn

III Tính chất của sinh vật chỉ thị

- Tính chỉ thị môi trường dựa trên khả năng chống chịu của sinh vật với các yếu tố vô sinh của môi trường và tác động tổng hợp của chúng( là 1 đặc điểm – tính chất của sinh vật chỉ thị) Do vậy, muốn sử dụng một loài sinh vật làm chỉ thị , cần hiểu biết đầy đủ về đặc tính sinh thái của loài, các chuẩn môi trường sống đối với loài đó

- Đặc điểm phản hồi lên tác động của nhân tố môi trường bằng 2 hình thức chạy trốn hay thích nghi

- Tính chỉ thị môi trường của sinh vật chỉ thị được thể hiện ở các bậc khác nhau:

+ Sinh vật chỉ thị - dấu hiệu về sinh lí, sinh hóa, tập tính, tổ chức tế bào của

cá thể sinh vật chỉ thị

+ Quần thể sinh vật chỉ thi – cấu trúc quần thể các loài chỉ thị

+ Quần xã sinh vật chỉ thị - một số nhóm sinh vật chỉ thị nào đó ( sinh vật nổi, sinh vật đáy )

- Nhờ tính chất của sinh vật chỉ thị có thể sử dụng khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể và giá trị biểu thị tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường lên sinh vật để đánh giá môi trường thuận lợi và hiệu quả hơn so với các phương pháp lí hóa học

IV Phân loại sinh vật chỉ thị

Người ta có nhiều cách phân loại sinh vật chỉ thị : phân loại theo môi trường địa lí, theo độ cao, theo thành phần môi trường, mức độ ô nhiễm của môi trường, theo ngành sinh vật… mỗi cách phân loại đều có những ưu nhược điểm khác nhau và được áp dụng cho từng đối tượng, địa bàn nghiên cứu khác nhau

• Phân loại theo môi trường địa lí :cách phân loại này thường sử dụng với các đại quần xã như :

- Quần xã rừng nhiệt đới chỉ thị cho vùng khí hậu nóng ẩm quanh năm

- Quần xã rừn rụng lá chỉ thị cho vùng á nhiệt đới

- Quần xã rừng lá kim chỉ thị cho vùng ôn đới

- Đồng rêu bắc cực chỉ thị cho vùng địa lí cực bắc

• Phân loại theo độ cao : càng lên cao nhiệt độ càng thấp và nồng độ oxi càng loãng Ở vùng nhiệt đới người ta nhận biết thấy như sau :

- Dưới chân núi là rừng nhiệt đới với độ che phủ lớn có khi lên đến 100%

- Lên đến độ cao trên 1500m thì cây chỉ thị là những cây lá nhọn xen cây rừng rụng của vùng á nhiệt đới

- Lên cao trên 3000m là địa bàn của thực vật ôn đới

• Phân loại theo môi trường thành phần : môi trường không khí, môi trường nước, môi trường đất…

• Phân loại theo mức độ ô nhiễm của môi trường : thông thường chia ra các mức chỉ thị ô nhiễm là trung bình, nhẹ và không ô nhiễm với cách phân loại nay, người ta sử dụng 2 tiêu chí :

(1) loài có tính nhạy cảm hay thích nghi cao;

(2) số lượng cá thể của loài đó :

Ví dụ : Ô nhiễm hữu cơ nguồn nước, người ta dùng E.coli một sinh vật rất thích nghi với điều kiện ô nhiễm này và số lượng cá thể trong một đơn vị thể thích mẫu nước

• Phân loại theo ngành sinh vật : động vật, thực vật, vi sinh vật

Phân loại theo nhu cầu của sinh vât : dựa vào đặc điểm của một số sinh vật sống trong điều kiện theo nhu cầu của nó, vì vậy khi người ta thấy sự có mặt của nó thì ta biết ngay trong môi trường có sẵn những vật chất mà sinh vật đó cần

Ví dụ : đối với loài cây rất cao với kim loại nặng trong đất và nước kĩ thuật tìm kiếm quặng Uran là 1 ví dụ

V Tiêu chuẩn để chọn sinh vật làm chỉ thị sinh học

- Sinh vật đã được định loại rõ ràng

- Dễ thu mẫu trong tự nhiên, kích thước vừa phải

- Có phân bố rộng ( phân bố toàn cầu )

- Có nhiều tài liệu về sinh thái cá thể

- Có giá trị kinh tế hoặc là nguồn dịch bệnh

- Một số loài địa y là loài chỉ thị cho sự mẫn cảm với ô nhiễm sunfua dioxit ( SO2)

- Đặc tính của các nhóm thực vật phát triển trên đất secpentine ( có nồng độ canxi thấp và magie cao ) thường cho các nhóm cây phát triển rời rạc và lùn

là 1 ví dụ điển hình của nhóm cây chỉ thị môi trường

- Một số loài cây không thể chống chịu được sự xáo trộn môi trường và có thể

là các cây chỉ thị cho tuổi của rừng cây

- Các sinh vật chỉ thị có thể sử dụng trong đánh giá sinh thái ( đặc biệt là nhóm quần thể chỉ thị điều kiện khu vực cần phải được bảo tồn ), đánh giá môi trường và lập bản đồ về sự mẫn cảm đối với môi trường ( chỉ thị loài )

PHẦN II: SỬ DỤNG SINH VẬT CHỈ THỊ TRONG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT

Đất là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là nơi chứ đựng toàn bộ các hệ sinh thái cả tự nhiên lẫn nhân tạo Nhưng do sức ép dân số con người tác động mạnh mẽ đến đất, điều đó đã gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho đất

Nước ta là một nước có truyền thống nông nghiệp nên tài nguyên đất càng trở nên quan trọng Con người canh tác trên đất để tạo ra lương thực thực phẩm đáp ứng nhu cầu cuộc sống Để đáp ứng được nhu cầu của mình con người đã tác động đến đất rất nhiều: thực hiện các biện pháp tăng năng suất cây trồng, bãi thải, khai thác khoáng sản, việc làm này gây ô nhiễm môi trường đất

Áp lực về dân số ngày càng gia tăng buộc phải đánh giá mức độ ô nhiễm để đưa ra những giải pháp để xử lí ô nhiễm đất Trong công tác quản lí môi trường hiện nay việc đánh giá chất lượng môi trường thông qua phương pháp phân tích chỉ tiêu lí hóa đang được sử dụng rộng rãi Tuy nhiên phương pháp chỉ có phản ánh tình trạng đất ngay ở thời điểm lấy mẫu khó có thể dự báo chính xác về các tác động lâu dài của chúng đến khu đất, phải quan trắc liên tục với tần suất cao gây tốn kém Nhưng phương pháp quan trắc sinh học lại khắc phục được một số hạn chế của phương pháp trên như cung cấp dữ liệu

về thời gian, tiện lợi cho sử dụng và cho kết quả nhanh, trực tiếp về ảnh hưởng của hiện trạng ô nhiễm đến sự phát triển của hệ thống sinh vật trong đất Mỗi đối tượng sinh vật có điều kiện nhất định về yêu cầu sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, hàm lượng oxi, khả năng chống chịu một hàm lượng nhất định các yếu tố độc hại trong môi trường sống Do đó sự hiện diện hay không của chúng biểu thị một điều kiện sinh thái của môi trường sống

nằm trong hay vượt quá giới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của sinh vật đó.

1 Đặc điểm môi trường đất

a Khái niệm về môi trường đất

- Đất là tài nguyên vô giá mà tự nhiên đã ban tặng cho con người để tồn tại

và phát triển

- Đất là môi trường sống trung gian chuyển tiếp bởi 3 thể rắn, lỏng, khí và

hệ thống khoang, kẽ liên tiếp Môi trường này cùng hệ chất vô sinh và hữu sinh trên bề mặt, đảm bảo điều kiện sống cho nhiều nhóm động vật

- Trong ba thể của môi trường đất phần chất rắn chiếm hơn 95% khối lượng

và gồm 2 loài chất vô cơ và hữu cơ

- Các thể trên tạo nên các tính chất đất, bất kì sự thay đổi 3 thể của môi trường đất đều có khả năng ảnh hưởng đến những đặc điểm đất

- Trong khoa học sinh thái, thì đất là một môi trường sống đặc thù, nuôi dưỡng và phát triển nhiều nhóm sinh vật : thực vật sống trên mặt đất, tập đoàn rất đa dạng các sinh vật sống trong đất là một trong những chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu của đất

- Những đặc điểm khác nhau của môi trường đất đã tạo nên tính đa dạng và phong phú về thành phần sinh vật đất lớp đất mặt khoảng 30cm thường là nơi tập trung sinh sống 60-80% tổng số lượng động vật có trong môi trường

- Trên quan điểm sinh thái và môi trường, đất là một nguồn tài nguyên tái tạo, một vật thể sống động, một “ vật mang “ của các hệ sinh thái tồn tại trên Trái Đất Do đó con người tác động vào đất cũng chính là tác động vào tất cả các hệ sinh thái mà đất đang “mang” trên mình nó Đất là tư liệu sản xuất, là đối tượng lao động, là vật mang được đặc thù bởi tính chất độc đáo mà không vật thể tự nhiên nào có được – Độ phì nhiêu

b Độ phì nhiêu – đặc tính tổng hợp và quan trọng nhất của đất trồng trọt

- Cây trồng là nhóm thực vật mà con người lựa chọn để sản xuất nông nghiệp phục vụ cho nhu cầu thiết yếu ( lương thực, thực phẩm, công nghiệp, chế biến… )

- Đối với cây trồng môi trường đất có 2 vai trò chính : là chỗ dựa và kho dự trữ và cung cấp thức ăn cho cây

- Các vai trò trên của đất có thể thể hiện trong một đặc tính tổng hợp quan trọng nhất của đất trồng trọt là độ phì nhiêu đất

c Đánh giá vấn đề môi trường đất

- Loài người sử dụng đất cho nhiều mục đích, mục đích nông lâm nghiệp chiếm phần lớn nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực, thực phẩm và bảo vệ môi trường

- Để sản xuất con người phải tác động vào môi trường đất bằng nhiều biện pháp kĩ thuật nhằm tăng sức sản xuất của đất

- Các biện pháp tác động vào môi trường đất để khái thác hiệu quả độ phì đất là : thủy lợi, bón phân, làm đất, chế độ canh tác

- Trong các biện pháp kỹ thuật thủy lợi là biện pháp hàng đầu, bón phân có vai trò đặc biệt

- Bón phân hợp lí quyết định năng suất, chất lượng và thu nhập lợi nhuận.

- Bón phân hợp lí quyết định hiệu quả của các biện pháp kỹ thuật trồng trọt, bón phân hợp lí khắc phục mọi kiếm khuyết của đất để tạo cho cây trồng

có năng suất ngày càng cao chất lượng tốt và nhiều lợi nhuận cho sản xuất

- Bón phân là biện pháp ổn định và cải tạo môi trường đất ( độ phì nhiêu đất ) đặc biệt quan trọng

- Không bón phân trong trồng trọt sẽ làm cho môi trường đất ngày càng kiệt quệ, lí thuyết bón phân cho cây trồng là nhằm để đất thoát khỏi iệt quệ

- Bằng phân bón con người có thể khắc phục tất cả sự mất cân đối của các nguyên tố khoáng có trong đất để tạo cho cây trồng năng suất ngày càng cao, chất lượng tốt và nhiều lợi nhuận cho sản xuất

- Bón phân còn có thể làm cho môi trường đất tốt hơn ( vôi, phân hữu cơ,

đẩ nghèo, phân kiềm, phân chua )

- Bón phân hợp lý giảm thiểu khả năng ảnh hưởng xấu tới môi trường của phân bón Do các loại phân hữu cơ có thể tạo ra các chất gây ô nhiễm môi trường: CH2, CO2, H2S, NO3-, phân hóa hoc, NOx, chua hóa

- Bón phân làm môi trường xấu đi do người dùng thiếu hiểu biết cần thiết cho bón phân hợp lí

- Việc khai thác độ phì nhiêu đất có thể dẫn đến 2 khả năng : làm suy thoái

độ phì hay ổn định và tăng độ phì vì vậy đánh giá môi trường đất cần đánh giá theo 2 hướng trên

- Thực vật đặc biệt là cây trồng có mối quan hệ chặt chẽ với đọ phì nhiêu đất mà biểu hiện trực tiếp là các chất dinh dưỡng khoáng ở trong đất

- Vì vậy nghiên cứu hệ thống sinh vật chỉ thị đánh giá môi trường đất liên quan chặt chẽ tới các sinh vật chỉ thị độ phì nhiêu đất, hay khả năng cung cấp chất khoáng cho cây trồng

- Vấn đề ô nhiễm hay thoái hóa đất có thể được biểu thị bằng việc so sánh

số lượng các loài sinh vật trong những nhóm chức năng của một vùng nhất định nào đó với vùng đối chứng

2 Giun đất- nhóm động vật chỉ thị môi trường đất

a Vai trò của giun đất đối với môi trường đất

- Giun đất thường sống trong những vùng ẩm ướt có nhiều hữu cơ Chúng

có vai trò to lớn trong nông nghiệp do chúng làm đất tơi xốp tăng độ phì nhiêu Làm thức ăn cho nhiều loài vật nuôi và hiện nay giúp ích cho việc xác định kim loại nặng trong đất

- Giun đất là nhóm động vật đất tham gia rất tích cực và thường xuyên vào quá trình hình thành đất trồng trọt

- Giun đất vận 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 khác hoạt động

- Các hạt đất cùng với xác thực vật sau nhiều lần chuyển qua ống tiêu hóa của giun đất được gắn kết rồi ép lại thành các viên đất xốp làm cho đất có cấu trúc hạt, rất thuận lợi cho phát triển của rễ cây Phân giun còn cải thiện môi trường đất theo hướng làm tăng độ phì đất

- Cải thiện cấp hạt đất, đẩy nhanh quá trình tạo mùn các hạt đất

- Phân giun đất còn là một loại phân bón đa yếu tố với khối lượng lớn có tới 25-120 tấn/ha/năm, chứa photpho; đạm a môn; 1,52% mùn; 0,151% đạm tổng số và 2,37% canxi ooxxit, thường trung tính

- Con người đã và đang sử dụng giun đất như một yếu tố biến đổi nhanh độ phì nhiêu của đất, có thể sử dụng giun đất để biến các vùng hoang hóa, cằn cổi thành những vùng đất phì nhiêu

- Dựa vào đặc điểm sử dụng các chất hữu cô của giun đất hiên có phương pháp sử dụng chúng để xử lý rác thải sinh hoạt khoa học và hiệu quả

- Giun đất tập trung chủ yếu ở khu vực nhất định và có ít nhất 7 loại riêng biệt Là loài phân bố rộng nhất trong 10 địa điểm khảo sát

Tiến hành quá trình thu tập mẫu rãi đều khắp khu vực, phân loại theo loài Kết quả phân bố cho thấy sự phân bố không đồng đều của các loài giun trong khu vực thu mẫu

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 các 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 Ở Tây Ban Nha , trên những bãi chăn thả quá mức , đất trở nên chua không có giun đất, người ta đã tiến hành cải tạo bằng cách vừa bón vôi vừa thả giun

Nicodrilus caliginosus là loài có gốc ôn đới và chịu đựng được điều kiện cày xới của đất trồng Chỉ sau 4 năm thả giun đất, cỏ ở vùng có thả giun đất phát triển mạnh và xanh tốt hơn hẳn so với vùng không thả giun.

b Giun đất chỉ thị môi trường 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 môi trường đất, cho độ phì nhiêu đất, cho nguồn gốc phát sinh và mức độ biến đổi của cảnh quan ( Thái Trần Bái,1987 ) 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, nhưng có một số loài thích nghi rộng có thể di chuyển đến nhiều vùng theo con người cùng với đất xung quanh rễ cây trông

- Giun đất còn là sinh vật chỉ thị cho nguồn gốc phát sinh và mức độ biến đổi của cảnh quan, dễ nhận biết bằng vùng phân bố của các giống đặc hữu

- Tuy nhiên trong các vùng phân bố gốc thường chỉ gặp chúng trong các sinh cảnh nhân tạo

- Nhìn chung, trong các sinh cảnh tự nhiên thường được đặc trưng bằng số loài nhiều và trong đó có nhiều loài địa phương

- Trái lại, trong các sinh cảnh nhân tạo , số loài giảm sút rõ rệt với tỉ lệ lớn các loài chuyển từ vùng khác hoặc từ các sinh cảnh khác đến

Ví dụ, giun đất trong rừng già ở nước ta phong phú ở số loài và hầu hết là

các loài địa phương Trong khi ở đồng bằng số loài ít hơn rõ rệt và có nhiều loài nhập từ các vùng khác đến Ở miền núi, trong các nương rẫy vừa mới được tạo thành do phát đốt thảm cây rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh thì phần lớn các loài giun đất bị tiêu diệt và chỉ có thể sống sót một vài loài sống ở các lớp đất sâu Nếu đất nương rẫy sau khi đốt bị bỏ hóa

và biến đổi theo diễn thế tự nhiên thì số loài giun đất sẽ được khôi phục dần với sự xam nhập của một số loài từ vùng khác đến, trước hết là nhóm loài sống trong thảm lá rụng

Sự sai khác giữa các sinh cảnh trong chuỗi diễn thế ở trên không chỉ thể hiện sự sai khác về thành phần loài mà cả sự sai khác về mật độ của loài trong quần thể Như vậy, thành phần và mật độ tương đối của các loài giun đất trong một vùng đất không những chỉ là yếu tố chỉ thị để xét các vấn đề về nguồn gốc vùng đất mà còn để xác định các giai đoạn trong diễn thế sinh thái của vùng đó

- Ngoài ra giun đất còn là vật chỉ thị cho tính chất đất

- Giun đất có phần trăm khối lượng và sinh khối cao hơn các nhóm

Mesofauna khác ở các vùng đất cát ven biển, đất mặn và đất trồng cây lâu năm

- Đối với thành phần cơ giới đất : Giun quắn ( Pheretima posthuma) chỉ thị cho đất cát pha, thành phần cơ giới nhẹ( loài giun này có đặc trứng xoắn

cơ thể khi bị bắt khoải đất và phân có dạng viên tròn ở cửa hang) còn Ph.elongata chỉ thị cho đất thành phần cơ giới nặng, có đặc điểm cơ thể màu nhạt và mềm nhụn khi bị bắt khỏi đất, phân đùn thành khối ở cửa hang

- Đối với hàm lượng mùn trong đất : Ph Canifocnia và Ph Triastriata có ít trong đất nghèo mùn hơn các loài giun khác ( chỉ thị cho đất nghèo mùn ).

- Đối với pH đất : các loại giun Ph.morrisi và Ph.posthuma thường gặp trong đất có phản ứng trung bình , còn Ph Canifocnia và Ph Triastriata thường gặp trong đất có phản ứng chua ( chỉ thị cho đất chua, pH = 4.5-6 )

- Liên quan đến độ sâu tầng đất, tầng A2 thường gặp Oligochae ở đất mặn chúng lại tập trung nhiều ở tầng A1

- Trong các sinh cảnh và trong các tầng đất thì giun đất ( Oligochae)

thường cao hơn các nhóm khác về phần trăm số lượng và sinh khối

3 Thực vật- chỉ thị cho tình trạng các chất khoáng trong đất

a Mối quan hệ giữa tình trạng các chất dinh dưỡng khoáng trong đất và thực vật

- Thực vật đòi hỏi những chất khoáng ( 92) đặc biệt là các chất dinh dưỡng thiết yếu (17) cho sinh trưởng phát triển năng suất chất lượng sản phẩm

- Khi cây trồng được cung cấp đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cây sinh trưởng và phát triển khỏe mạnh cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao

- Khi các chất dinh dưỡng có trong đất hay quá nhiều so với yêu cầu đều tác động xấu đến thực vật 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

- Hiểu biết vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng và tính linh động của chúng trong thực vật có thể xác định nguyên tố nào gây nên triệu chứng thiếu hoạt ngộ độc

- Có thể đánh giá môi trường đất về tình rạng các chất khoáng và độ phì nhiêu thưc tế dựa vào dựa vào các biểu hiện trên thực vật rất hiệu quả và đơn giản, thông qua khả năng cung cấp dinh dưỡng cho thực vật khi môi trường đất thừa hay suy thoái bị thiếu dinh dưỡng

- thông thường có 3 công cụ để chẩn đoán thiếu hay thừa gây ngộ độc dinh dưỡng :

+ Phân tích đất + Phân tích thực vật

+ Quan sát các dấu hiêu bằng mắt ngoài thực địa

->Phân tích đất và phân tích thực vật là các phép thử định lượng và đem so sánh với ngưỡng đủ cho một cây trồng nào đó

->Quan sát các dấu hiệu bằng mắt ngược lại là phép thử chất lượng dựa trên cac biểu hiện sinh trưởng còi cọc hoặc lá có màu vàng, đỏ tía hoặc hoại tử

* 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 rất 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

- Những dấu hiệu thiếu giả tạo Các yếu tố tiềm ẩn gây thiếu giả tạo có thể do bệnh

lí, khô hạn, thừa ẩm tính dị thường di truyền, tồn dư thuốc bảo vệ thực vật, 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

Ở ngoài đồng các dấu hiệu thiếu, thừa có thể xuất hiện như lí thuyết do đó kinh nghiệm và thông tin về lịch sử của cánh đồng là những dẫn liệu bổ sung cho việc nhận diện nguyên nhân sức ép dinh dưỡng

b Chẩn đoán thiếu dinh dưỡng bằng thực vật chỉ thị

• Một số thuật ngữ về dấu hiệu thiếu dinh dưỡng thông thường

- Cháy lá : các đốm vàng, xuất hiện sự cháy xém

- Bệnh vàng lá : vàng toàn bộ mô thực vật, thiếu chất diệp lục

- Tính phổ biến : các dấu hiệu không tập trung vào một chỗ mà lan tỏa khắp cơ thể thực vật

- Tính bất động : không thể dịch chuyển từ bộ phận này tới bộ phận khác ở thực vật

- Màu vàng giữa gân lá : xuất hiện màu vàng giữa gân lá nhưng gân lá vẫn giữ nguyên màu xanh

- Tính định vị : các dấu hiệu chỉ ở một lá hoặc ở một vùng nào đó của thực vật

- Tính động : tập trung một chỗ, không bình thường, phương thức không nhất quán

- Hoại tử : chết mô thực vật, mô có màu nâu và chết rụi

- Còi cọc : sinh trưởng giảm sút, cây thấp

• Những dấu hiệu thiếu dinh dưỡng thông thường

Bước đầu tiên chẩn đoán thiếu dinh dưỡng là việc mô tả các dấu hiệu đó như thế nào Mỗi một dấu hiệu thiếu thường liên quan đến một số chức

năng của chất dinh dưỡng trong thực vật 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

->Còi cọc là dấu hiệu thường do sự thiếu nhiều chất dinh dưỡng

->Bệnh vàng lá: lá bj xanh sáng đến vàng, hoặc xuất hiện những đốm màu trắng

hay vàng do thiếu các chất dinh dưỡng cho quá trình quang hợp hoặc hình thành

các chất diệp lục

->Bệnh vàng giữa gân lá là sự vàng các mô lá nhưng những gân lá vẫn giữ

nguyên màu xanh Bệnh xảy ra khi thiếu một số chất dinh dưỡng như: B; Fe; Mg;

Mn; Ni và Zn

->Sự xuất hiện màu đỏ tía trong thân và lá thực vật là do tích lũy anthocyanin, khi

các chức năng thực vật bị rối loạn, thường liên quan đến P, nhiệt độ thấp, bệnh,

khô hạn và sự chín già

->Hoại tử thường xảy ra trong các giai đoạn cuối của sự thiếu hụt dinh dưỡng và

những bộ phận thực vật bị tác động trở thành màu nâu và chết

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

Sự xuất hiện những dấu hiệu thiếu dinh dưỡng ở mỗi một thực vật và mỗi một

nguyên tố dinh dưỡng có sự sai khác nhỏ 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

8 trong số 16 nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho thực vật là những nguyên tố vi

lượng, đôi khi còn gọi là những nguyên tố vết chúng gồm : Bo, Co, Cu, Cl, Fe,

Mn, Mo, Zn Độ dễ tiêu sinh học của những nguyên tố này phụ thuộc vào giá trị

pH Nguyên tố vi lượng có hàm lượng lớn nhất trong đất là Fe, tiếp đến là Mn,

Zn, Cu, Cl, B, và Mo 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

và ở dạng cation trao đổi

Chỉ thị tổng quát được nêu ra ở bảng sau

Bảng : nguyên nhân, dấu hiệu và ngưỡng thiếu hụt các nguyên tố vi lượng ở thực

vật

Nguyên tố bị thiếu Dấu hiệu thiếu Ngưỡng thiếu hụt

(mg/kg )

Nguồn các chất vi lượng

biển, cây trồng mẫn

cảm,( dừa, cọ dầu )

Bệnh màu vàng ở những lá non hơn <500 KCl ( 48 % Cl )

Fe )

Mn- đất kiềm thoát

nước kém, hàm lượng

Fe, Cu, Zn trong đất

cao Khí hậu khô hạn,

cường độ ánh sang

yếu, nhiệt độ đất thấp

Những đốm và giải màu vàng ( thường có những tổn thương màu nâu xám và lan rộng theo thời gian ) bắt đầu

Zn )

Sự còi cọc là dấu hiệu thông thường cho sự thiếu nhiều chất dinh dưỡng để đảm

bảo các chức năng khác nhau của chúng trong thực vật Ví dụ, khi các chất dinh

dưỡng tham gia vào các chức năng thực vật như sự dài ra của thân cây, quang hợp và sản xuất protein bị thiếu hụt thì sinh trưởng thực vật rất chậm và thực vật

có dáng vóc nhỏ

Bệnh vàng lá và vàng giữa gân lá được phát hiện do thiếu các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình quang hợp hoặc tạo thành chất diệp lục Bệnh vàng lá xuất hiện trong toàn bộ thực vật, hoặc lá trở nên xanh sang đến vàng, hoặc xuất hiện những đốm màu trắng hay vàng Bệnh vàng giữa gân lá là sự vàng mô lá giữa các gân nhưng những gân lá vẫn giữ nguyên màu xanh

Bệnh vàng giữa gân lá xảy ra khi thiếu 1 số chất dinh dưỡng như : B, Fe, Mg,

Mn, Ni, Zn Sự mất màu đỏ tía trong thân và lá thực vật là do tích lũy

Anthocyanin ( sắc tố màu tía ) khi các chức năng thực vật bị rối loạn Dấu hiệu này rất khó chẩn đoán do nhiệt độ mát mẻ, bệnh, khô hạn và thậm chí là sự chin già một số thực vật có thể làm tích lũy Anthocyanin Hoại tử nhìn chung xảy ra trong các giai đoạn cuối của sự thiếu hụt dinh dưỡng và những bộ phận thực vật

bị tác động do thiếu dinh dưỡng trở thành màu nâu và chết

Bước khởi đầu khác để nhận diện các dấu hiệu thiếu dinh dưỡng là xác định, liệu

đó có phải là kết quả của sự thiếu chất dinh dưỡng linh động hoặc không linh động căn cứ vào các dấu hiệu xuất hiện ở các bộ phân nào của thực vật các chất dinh dưỡng linh động là những chất có khả năng di chuyển khỏi các lá già đến những bộ phận non hơn của thực vật khi cung cấp không đủ các chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng linh động gồm : N,P, K, Mg và Mo Do các chất dinh dưỡng này linh động nên những dấu hiệu quan sát được bằng mắt trước hết xảy ra trong các lá già, lá ở tán dưới, và tác động có thể mang tính tổng thể hoặc phổ biến Ngược lại những nguyên tố không linh động như B, Ca, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn, S không có khả năng di chuyển từ bộ phận này đến bộ phân khác và những dấu hiệu thiếu dinh dưỡng trước hết xảy ra ở những lá non hơn lá nằm ở tán trên và

có tính định vị

• Dấu hiệu thiếu các chất dinh dưỡng ở thực vật

Khi phân tích thành phần của thực vật người ta đã tìm ra sự có mặt của khoảng 60 nguyên tố hóa học Tuy nhiên, chỉ có một số nguyên tố là tối cần thiết cho cây, gọi là các nguyên tố thiết yếu

Năm 1980, Galston đã tìm ra 16 nguyên tố thiết yếu đối với cây trồng là : C,

H, O, N, S, L, P ,Mg , Mn, Ca, Fe, Cu,Zn, Mo, B,Cl Đến năm 1998, Lincoln

Taiz đã bổ sung thêm 3 nguyên tố thiết yếu nữa là Na, Si, Ni.Tổng số có 19 nguyên tố thiết yếu Đây đều là những nguyên tố hết sức quan trọng và cần thiết đối với quá trình sinh trưởng, phát triển của cây, mà chỉ cần thiếu một trong số chúng thì cây trồng không thể hoàn thành chu kì sống của mình.Mỗi một nguyên tố nêu trên , mặc dù là nguyên tố thiết yếu , nhưng chúng chỉ phát huy tốt vai trò của mình với đời sống cây trồng khi chiếm một hàm lượng nhất định, phù hợp với từng loại cây Còn khi quá thừa hay quá thiếu, chúng thường gây rối loạn sinh trưởng của cây và có những biểu hiện đặc trưng.

Sau đây là những biểu hiện khi cây thiếu hụt một số nguyên tố, để người trồng trọt có thể phân biệt giữa triệu chứng thiếu dinh dưỡng với các triệu chứng bệnh do vi sinh vật gây ra Từ đó có sự điều chỉnh việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trong quá trình ca

** Sự thiếu (thừa) những chất dinh dưỡng linh động

Nito ( N ) : Nitơ có mặt trong rất nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng, có vai trò quyết định

trong quá trình trao đổi chất và năng lượng cũng như các hoạt động sinh lí của cây

- Thiếu N : cây thường có lá bé, màu xanh nhạt, hoặc vàng nhạt rồi nhanh chóng chuyển màu vàng Biểu hiện trên xảy ra trên các lá già trước và bắt đầu từ đỉnh

lá , các lá già ở phía dưới tán cây bị chết hoặc bị rụng tùy theo mức độ thiếu , thiếu nhiều lá già có thể bị hoại tử, sự đổi màu vàng từ đỉnh lá về phía cuống lá

có dạng hình chữ V Cây còi cọc, rút ngắn thời gian sinh trưởng, chín sớm, năng suất và chất lượng giảm Thiếu nhiều đạm cây có thể bị chết

Biểu hiện thiếu đạm ở từng cây trồng có thể có những đặc trưng riêng : ở cây lúa, triệu chứng thiếu đạm thường thể hiện ở nhiều giai đoạn, ứng dụng để bón phân theo màu lá

- Thừa N : cây thừa N thân lá có màu xanh đậm, mềm yếu, nhiều nước, phát triển quá mức , kéo dài thời gian sinh trưởng, chin muộn, dễ mắc sâu bệnh, cây ngũ cốc bị lốp đổ, giảm năng suất và chất lượng nông sản

Khái niệm thừa N tùy thuộc và điều kiện sinh thái, đặc tính sinh học của cây và kĩ thuật bón N.

Ngộ độc N thường thấy trong những điều kiện khô hạn và có thể gây cháy lá đặc biệt khi sử dụng dạng đạm amon

Photpho ( P ) : photpho cần cho tất cả các loại cây trồng nhưng rõ rệt nhất là với

cây họ đậu vì ngoài khả năng tham gia trực tiếp vào các quá trình sống của cây, chúng còn thúc đẩy khả năng cố định đạm của vi sinh vật cộng sinh

- Thiếu P: cây thường thể hiện ở các lá già trước , lá cứng, phiến lá bé, cây có màu xanh tối ( cả lá và thân ) , những lá già hơn có thể có màu đỏ tím, màu đồng xỉn, lan từ đỉnh và mép lá vào trong, có thể lan khắp toàn lá hay cả thân

Dấu hiệu thiếu P thường quan sát thấy ở những thực vật non, thường thấy rõ ở cây ngô

Thiếu lân cây có bộ rễ kém phát triển , chin muộn, năng suất thấp, phẩm chất hạt kém

Các cây thể hiện rõ : ngô, cây họ đậu, lúa

- Thừa P : thừa lân tác động gián tiếp đến sinh trưởng thực vật có thể gây nên những dấu hiệu thiếu Zn, Fe hay Mn

Chưa phát hiện hiện tượng thừa lân đến ngộ độc

Kali ( K ) : Kali cần thiết cho mọi loại cây trồng, nhưng quan trọng nhất đối với

nhóm cây chứa nhiều đường hay tinh bột như lúa, ngô, mía, khoai tây… bón K sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng N và P

- Thừa Kali tác động gián tiếp đến sinh trưởng thực vật : gây biểu hiện thiếu Mg,

Ca hay Bo

Chưa phát hiện hiện tượng thừa K đến mức ngộ độc

- Thiếu K : sự thiếu K không xuất hiện ngay , ban đầu chỉ xảy ra giảm sinh trưởng

và sau đó thường xuất hiện trên các lá già trước, lá cây thường bị uốn cong, có những đốm hoặc điểm màu vàng rồi úa vàng dọc mép lá, chop lá chuyển nâu, rồi dần khô dần ở ngoài rìa, dọc theo mép phát triển vào phía trong

Cây có thân yếu, dễ bị đổ ngã, dễ bị bệnh, chậm chin, có sức chống chịu với điều kiện bất thuận và sâu bệnh hại giảm sút rõ rệt

Các cây thể hiện rõ : lúa, ngô, khoai tây, mía…

Magie ( Mg ) : Magie là thành phần quan trọng của phân tử diệp lục nên nó quyết

định hoạt động quang hợp của cây Đây cũng là chất hoạt hóa của nhiều enzyme rất quan trọng đối với quá trình hô hấp và trao đổi chất của cây Mg rất cần đối với các cây ngắn ngày như lúa, ngô, khoai tây, đậu,… Mg sẽ làm tăng hàm lượng tinh bột trong sản phẩm

Hiện tượng thiếu Mg thường biểu hiện trước tiên ở các lá già Lá bị mất màu xanh , trước tiên ở phần thịt giữa các gân lá tạo thành các đốm vàng rất rõ Sau một thời gian phần đó chết đi và lá rụng sớm hiện tượng lan dần lên trên các lá phía trên nếu thiếu trầm trọng, thường xuất hiện ở giai đoạn cuối sinh trưởng của cây

Các cây thể hiện rõ : lúa, ngô, lạc, đậu tương, dứa

Molipden ( Mo ) : có vai trò rất quan trọng trong việc trao đổi nito, tổng hợp

Vitamin C và hình thành lục lạp của cây

- Dấu hiệu thiếu Mo giống những dấu hiệu khi thiếu Nito Một dấu hiệu khác so với nito là các lá có thể có màu nhạt hay quăn lại thiếu Mo thường thấy trên các cây họ đậu, họ thập tự, họ bầu bí, cà chua, khoai tây

** Sự thiếu (thừa) những chất dinh dưỡng không linh động

Lưu huỳnh ( S ) : S tham gia trong thành phần protein, axit amin, vitamin, có vai

trò quan trọng trong quá trình trao đổi lipit và sự hô hấp của cây

- Thiếu lưu huỳnh : dấu hiệu thiếu S rất giống với các dấu hiệu khi thiếu N và Mo Cây có dáng khẳng khiu, các lá non có màu xanh lục nhạt đến vàng sang

Hiện tượng vàng lá có thể xuất hiện toàn cây

Có thể phân biệt những dấu hiệu thiếu S ( với N và Mo ) ở thời kì đầu thường xảy

ra trong những lá non hơn và trở nên màu xanh sang đến vàng

Các cây thể hiện rõ : cây bộ đậu, lúa, đậu tương, lạc, thuốc lá

- Ngộ độc S :

S trong đất có thể chuyển hóa thành H2S, nồng độ H2S cao trong đất gây ngộ độc cây Các cây non đặc biệt mẫn cảm với ngộ độc S, với biểu hiện vàng giữa các gân của lá mới mọc , cây có các rễ thưa thớt và có màu đen, những rễ khỏe được bao bọc bởi vỏ màu nâu- da cam

Ngộ độc H2S có thể xảy ra khi nồng độ H2S > 0,07 mg/l trong dung dịch đất, thường xảy ra nếu trong đất chứa nhiều Fe2+

Bo ( B ) : B là một trong những nguyên tố vi lượng có hiệu quả nhất đối với cây

trồng B tác động trực tiếp đến quá trình phân hóa tế bào, trao đổi hocmon, trrao đổi N, nước và chất khoáng khác, ảnh hưởng rõ rệt nhất của B là tới mô phân sinh ở đỉnh sinh trưởng và quá trình phân hóa hoa, thụ phấn, thụ tinh, hình thành quả

- Thiếu B là các lá non có màu vàng và chết các điểm sinh trưởng chính ( chồi cuối ) , rồi bệnh vàng lá sẽ phát triển thành màu nâu tối, lá và thân trở nên khô giòn và

Ngộ độc Bo có thể do : sử dụng nước ngầm giàu Bo, đá mẹ giàu Bo, sử dụng nhiều B hay nhiều phân ủ phổ biến nhất ở những vùng khô hạn và bán khô hạn

Sắt ( Fe ) : vai trò quan trọng nhất của Fe là hoạt hóa các enzyme của quá trình

quang hợp và hô hấp Nó không tham gia vào thành phần diệp lục nhưng có ảnh hưởng quyết định tới sự tổng hợp diệp lục trong cây Hàm lượng sắt trong lá có quan hệ mật thiết đến hàm lượng diệp lục trong chúng

- Khi thiếu sắt có dấu hiêu đặc trưng là bệnh vàng giữa gân lá các lá non Nếu thiếu sắt trầm trọng , toàn bộ lá có màu vàng sang và hoại tử

Triệu chứng thiếu sắt xuất hiện trước hết ở các lá non, sau đến lá già vì sắt không

di động từ lá già về lá non

Thường thấy trên các cây họ hòa thảo , đậu tương, các cây ăn quả

- Ngộ độc sắt : các triệu chứng ngộ độc sắt thường xuất hiện 1-2 tuần lễ sau khi cây mới trồng, trên các lá phía dưới Biểu hiện bằng những đốm nhỏ màu nâu bắt đầu từ đỉnh lá và lan rộng ra bản lá, sau đó các lá chuyển sang màu nâu da cam ( màu đồng thau ) và chết Cây sinh trưởng còi cọc, giảm mạnh khả năng đẻ nhánh Hệ rễ thưa thớt và bị hư hại với màu nâu đen đến đen trên bề mặt rễ, nhiều

rễ bị chết, những rễ khỏe thường màu đỏ- da cam

Cây lúa có khả năng chống chịu độc Fe

Kẽm ( Zn ) : Zn tham gia hoạt hóa khoảng 70 enzym của nhiều hoạt động sinh

lí , sinh hóa của cây

- Thiếu Zn xuất hiện đầu tiên ở các lá giữa , lá cây có màu vàng giữa gân lá

Những vùng bị bệnh vàng trở nên xanh nhợt nhạt, vàng hoặc trắng Thiếu Zn trầm trọng biến đổi các lá thành màu trắng xám, lá nhỏ và chết

Thiếu Zn sẽ gây rối loạn trao đổi auxin nên ức chế sinh trưởng, lấ cây bị biến dạng,ngắn nhỏ và xoăn, đốt ngắn và biến dạng

Thiếu Zn thường thấy trên các cây : lúa, ngô, cây ăn quả có múi, các loại đậu rau

Canxi ( Ca ) : canxi có vai trò quan trọng trong việc hình thành tế bào, hình

thành các mô cơ quan của cây Chúng có ý nghĩa quan trọng trong việc trung hòa

độ chua của đất cũng như việ khử độc do sự có mặt của các cation ( Na+, Al 3+ ) trong nguyên sinh chất của tế bào Cùng với P, Ca là nguyên tố hang đầu để tăng năng suất và chất lượng cây họ đậu

- Thiếu Ca làm rễ cây chậm phát triển, rất ngắn giống như bị chặt Thiếu nhiều rễ rất ngắn cây sẽ chết từ đầu rễ , ảnh hưởng đến các cơ quan trên mặt đất, làm chậm phát triển, lá nhỏ, tạo các vết hoại thư

Các lá non bị ( ảnh hưởng trước ) biến dạng, nhỏ và có xanh đậm, đỉnh lá thường khô giòn

Hiện tượng thiếu Ca thể hiện rõ trên các cây : lạc, chuối

Đồng ( Cu ) : đồng là nguyên tố hoạt hóa nhiều enzyme của quá trình tổng hợp

protein, axit nucleic và dinh dưỡng N của cây

- Hiện tượng thiếu Cu thường xảy ra trên những vùng đất đầm lầy, ruộng lầy thụt.Cây thiếu đồng có màu vàng ở những lá non hơn, hay trắng đầu lá , cây chậm lớn

và chin muộn, cây ngũ cốc, nhiều hạt lép ( đầu bông ) năng suất thấp và rất mẫn cảm với các loại bệnh, đặc biệt là bệnh nấm

Thường thấy trên các loại cây : hòa thảo, cây ăn quả, đặc biệt là lúa gạo, lúa mì.( với cây họ hòa thảo , nếu thiếu đồng sẽ làm mất màu xanh ở phần ngọn lá )

Mangan ( Mn ) : Mn là nguyên tố hoạt hóa rất nhiều enzym của các quá trình

quang hợp, hô hấp và cố định nito phân tử

- Khi thiếu Mn tạo dấu hiệu phổ biến là màu vàng giữa các gân lá của những lá non không có ranh giới rõ , đầu tiên là vết nhỏ, rồi lá trở nên loang nổ với các đốm úa vàng và hoại tử

Triệu chứng thiếu Mn có thể biểu hiện ở lá già hay lá non tùy thuộc vào từng loại cây

Dấu hiệu điển hình là những vết đốm màu xám ở cây yến mạch và những đốm màu bùn ở cây đậu đỗ

Thiếu Mn thường thấy trên các loại rau

- Ngộ độc Mn :

Cây bị ngộ độc Mn ban đầu có các vết đốm nâu vàng giữa các gân lá, sau phát triển ra các gân, bẹ và bản lá tầng dưới Thực vật còi cọc, giảm khả năng đâm chồi, đẻ nhánh Lúa có sức chống chịu mạnh hơn với ngộ độc Mn

Ngộ độc Mn có thể do : pH thấp, yếm khí, dinh dưỡng nghèo hoặc không cân đối, chất thải đô thị hoặc công nghệp