nghiên cứu đặc tính sinh học của cây hàn the ba lá ứng dụng làm cây che phủ và cải tạo đất trong nông nghiệp hữu cơ. cây Hàn the ba lá (Desmodium Heterophyllum) sinh trưởng và phát triển tốt trên nhiều loại đất khác nhau đặc biệt là trên đất có độ phì kém, đất bạc màu, kể cả bò lan trên nền bêtông. Rễ cây có nhiều nốt sần, có khả năng cố định đạm, sinh khối nhiều, cây thấp, bò sát đất, lá nhỏ, hoa tím, nhìn bề mặt thảm thực vật đẹp, sờ tay êm và mát. Thảm thực vật dày ít bị sâu bệnh hại, lớp đất phía dưới thảm thực vật ẩm, tơi xốp, nhiều mùn và xác lá mục, thể hiện một môi trường giàu sức sống.
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH TRƯỜNG THPT CAN LỘC -
CUỘC THI SÁNG TẠO KHOA HỌC KỸ THUẬT DÀNH CHO HỌC
SINH THPT NĂM HỌC 2017-2018
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY HÀN THE BA LÁ
(Desmodium Heterophyllum) ỨNG DỤNG LÀM CÂY CHE PHỦ VÀ CẢI
TẠO ĐẤT TRONG NÔNG NGHIỆP HỮU CƠ
Lĩnh vực: Khoa học thực vật Tác giả: 1 Phan Thị Minh Ngọc – Lớp 11A2
2 Hoàng Thị Tuyên - Lớp 11A2 Người hướng dẫn: Đoàn Thị Quý Huyền – Giáo viên
Trang 2Can Lộc, tháng 12/2017
MỤC LỤC
TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN 6
PHẦN MỞ ĐẦU 7
1 Lý do chọn đề tài 7
2 Lịch sử nghiên cứu 7
3 Mục đích nghiên cứu 8
4 Phạm vi nghiên cứu 8
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của dự án 8
6 Giả thuyết khoa học 8
CHƯƠNG I: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Khái quát về nông nghiệp hữu cơ 9
1.1.1 Nông nghiệp hữu cơ là gì? 9
1.1.2 Lợi ích của việc canh tác nông nghiệp theo hướng hữu cơ 9
1.1.3 Các nguyên tắc cơ bản của sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ 9
1.1.4 Tiêu chuẩn hữu cơ 10
1.2 Giá trị chung của cây che phủ mặt đất trong nông nghiệp hữu cơ 11
1.3 Đặc điểm sinh học của cây hàn the ba lá 12
1.3.1 Phân loại 12
1.3.2 Đặc điểm thực vật học 12
1.3.3 Phân bố 14
1.3.4 Giá trị của cây hàn the ba lá trong thực tiễn 15
1.4 Quá trình cố định ni tơ phân tử 16
1.4.1 Khái niệm 16
1.4.2 Vi sinh vật cố định ni tơ phân tử 17
1.4.3 Cơ chế của quá trình cố định ni tơ phân tử 19
CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 20
2.2 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 20
2.3 Nội dung nghiên cứu 20
Trang 32.4 Phương pháp nghiên cứu 20
2.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 20
2.4.2 Phương pháp thực nghiệm 20
2.4.2.1 Phương pháp nghiên cứu trong vườn cây ăn quả 20
2.4.2.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 21
2.5 Cách tiến hành thí nghiệm 21
2.5.1 Chuẩn bị mẫu đất 21
2.5.2 Tiến trình các thí nghiệm 23
2.5.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định mức độ xói mòn của đất ở các công thức thí nghiệm 23
2.5.2.2 Thí nghiệm 2: Xác định khối lượng cỏ dại ở các công thức thí nghiệm 23
2.5.2.3 Thí nghiệm 3: Xác định số lượng giun đất ở các công thức thí nghiệm 24
2.5.2.4 Thí nghiệm 4: Xác định khối lượng chất xanh của cây hàn the ba lá sau khi thu hoạch 24
2.5.2.5 Thí nghiệm 5: Xác định độ ẩm ở các công thức thí nghiệm 25
2.5.2.6 Thí nghiệm 6: Xác định độ pH của đất ở các công thức thí nghiệm 26
2.5.2.7 Thí nghiệm 7: Xác định số lượng nốt sần ở rễ cây hàn the ba lá 27
2.6 Phương pháp xửu lý số liệu 28
CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29
3.1 Kết quả các thí nghiệm 29
3.1.1.Tình hình xói mòn ở các công thức thí nghiệm 29
3.1.2.Tình hình cỏ dại ở các công thức thí nghiệm 30
3.1.3.Tình hình độ ẩm đất ở các công thức thí nghiệm 32
3.1.4.Tình hình độ pH của đất ở các công thức thí nghiệm 33
3.1.5.Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến hoạt động của giun đất 34
3.1.6 Số lượng nốt sần của cây hàn the ba lá ở công thức 2 36
Trang 43.1.7 Khối lượng chất xanh cây hàn the ba lá thu được ở công thức 2 37
3.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế, môi trường và khả năng ứng dụng của cây hàn the ba lá 37
3.2.1 Hiệu quả kinh tế của việc trồng cây hàn the ba lá làm cây che phủ trong nông nghiệp hữu cơ 38
3.2.2 Hiệu quả môi trường của cây hàn the ba lá 38
3.2.3 Khả năng ứng dụng cây hàn the ba lá vào thực tế sản xuất nông nghiệp hữu cơ 38
Chương IV HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA DỰ ÁN 39
KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 41
DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Tình hình xói mòn đất của các công thức thí nghiệm 29
Bảng 3.2: Tình hình cỏ dại ở các công thức thí nghiệm 31
Bảng 3.3: Ảnh hưởng trồng cây hàn the ba lá đến độ ẩm đất qua các tháng ở độ sâu 20 cm (%) 32
Bảng 3.4: Tình hình độ pH của đất ở các công thức thí nghiệm (Kcl) 34
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến hoạt động của giun đất (con/ m2) 35 Bảng 3.6 Số lượng nốt sần của rễ cây hàn the ba lá ở công thức 2 36
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây hàn the ba lá ( Desmodium Heterophyllum) 13
Hình 1.2 Đặc điểm của rễ cây hàn the ba lá ( Desmodium Heterophyllum) 14
Hình 1.3 Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất 16
Hình 1.4 Vi khuẩn tự do cố định nitơ 17
Hình 1.5 Vi khuẩn lam sống cộng sinh với bèo hoa dâu 18
Hình 1.6 Vi khuẩn sống cộng sinh trong nốt sần cây họ đậu 18
Trang 5Hình 2.1 Quy trình lấy mẫu đất ở vườn thí nghiệm 23
Hình 2.2 Đếm số lượng giun đất ở các công thức thí nghiệm 24
Hình 2.3 Thu hoạch sinh khối cây hàn the ba lá 25
Hình 2.4 Chuẩn bị mẫu đất để xác định độ ẩm của đất 26
Hình 2.5 Thí nghiệm xác định độ pH của đất ở công thức thí nghiệm 27
Hình 2.6 Đếm số lượng nốt sần ở rễ cây hàn the ba lá ở công thức 2 28
Hình 3.1 Lượng đất bị xói mòn ở các công thức thí nghiệm 30
Hình 3.2 Khối lượng cỏ dại ở các công thức thí nghiệm 31
Hình 3.3 Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến độ ẩm đất 32
Hình 3.4 Độ pH của đất ở các công thức thí nghiệm 34 Hình 3.5 Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến hoạt động của giun đất (con/m2)
35
Hình 3.6 Số lượng nốt sần của rễ cây hàn the ba lá ở công thức 2(Nốt sần/m2)
37
Trang 6TÓM TẮT NỘI DUNG DỰ ÁN
Nông nghiệp hữu cơ là một mô hình nông nghiệp còn khá mới tại Việt Namnhưng đã được áp dụng từ lâu ở những nước phát triển Trong bối cảnh thựcphẩm bẩn tràn lan, không kiểm soát như hiện nay thì những thực phẩm hữu cơxanh, sạch, nguyên chất, không hóa chất sẽ nhanh chóng thu hút người tiêudùng Do đó, việc phát triển nông nghiệp hữu cơ chắc chắn sẽ là bước đi cầnthiết cho nền nông nghiệp của nước ta Mục tiêu của nông nghiệp hữu cơ là các
hệ sinh thái cây trồng, vật nuôi được đảm bảo và tạo ra các sản phẩm chất lượng,
an toàn cho người sử dụng, đồng thời mang lại hiệu quả trong kinh tế và gia tăng
độ màu mỡ lâu dài cho đất Muốn vậy thì trong quá trình canh tác không sửdụng bất kì một loại hóa chất độc hại trong bảo vệ thực vật để trừ sâu, bệnh, cỏdại cũng như phân hóa học, sản xuất hướng đến sự cân bằng sinh thái
Bên cạnh đó, thực hiện giáo dục toàn diện và đổi mới trong giáo dục và đàotạo, nhà trường tăng cường giáo dục học sinh phát huy tính tích cực, sáng tạotrong hoạt động học tập và đặc biệt là ý thức nghiên cứu khoa học Việc thựchiện đề tài giúp chúng em giải đáp thắc mắc của bản thân là có thể tham gianghiên cứu khoa học được hay không? Có thể đưa một cây trồng quen thuộc vàolàm cây che phủ trong nông nghiệp để có thể thay thế phân hóa học, thuốc hóahọc trong việc phòng trừ hạn chế cỏ dại và sâu bệnh, bên cạnh đó còn chống xóimòn, giữ độ ẩm cho đất
Đề tài chúng em hướng đến là trồng thử nghiệm cây hàn the ba lá
(Desmodium Heterophyllum) trong vườn cây ăn quả để qua đó xác định được
các khả năng của cây như: cố định đạm, chống xói mòn, giữ ẩm, tăng độ pH,tăng hoạt động các sinh vật trong đất, hạn chế sự phát triển của cỏ dại và sửdụng chúng làm thức ăn chăn nuôi cho gia súc Sau khi nghiên cứu chúng em sẽ
đề xuất nhân rộng để ứng dụng cây hàn the ba lá làm cây che phủ đất trong cácvườn cây hữu cơ
Trang 7PHẦN MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Nông nghiệp thông thường tập trung vào mục tiêu là đạt được năng suất tối
đa của cây trồng cụ thể nào đó Nó dựa trên quan niệm giản đơn là: Năng suấtcây trồng được tăng lên bởi các đầu vào dinh dưỡng và nó bị giảm xuống do sâubệnh hại và cỏ dại, vì thế chúng cần phải bị tiêu diệt Và cách mà nông dânthưởng sử dụng là sử dụng các loại thuốc hóa học bảo vệ thực vật để tiêu diệtchúng một cách nhanh nhất Bên cạnh đó, việc sử dụng các loại phân hóa họcthường xuyên và không đúng cách làm cho chất lượng của đất bị giảm sút Dovậy, chúng ta nhận thấy rằng nền nông nghiệp nước ta đang ngày bị xuống cấptrầm trọng, đất đai bị ô nhiễm, xói mòn, hệ sinh thái tự nhiên bị mất cân bằng.Vấn đề đặt ra là cần phải xây dựng một nền nông nghiệp bền vững và tạo ra cácsản phẩm sạch, an toàn cho sức khỏe con người và vật nuôi
Sinh ra trong các gia đình làm nông nghiệp, chúng em gắn bó nhiều với cây trồng ruộng vườn, tiếp xúc hằng ngày với các loại cây cỏ Chúng em quan sát và
tìm hiểu ở các khu vực khác nhau thấy rằng cây Hàn the ba lá (Desmodium
Heterophyllum) sinh trưởng và phát triển tốt trên nhiều loại đất khác nhau đặc
biệt là trên đất có độ phì kém, đất bạc màu, kể cả bò lan trên nền bê-tông Rễ cây
có nhiều nốt sần, có khả năng cố định đạm, sinh khối nhiều, cây thấp, bò sát đất,
lá nhỏ, hoa tím, nhìn bề mặt thảm thực vật đẹp, sờ tay êm và mát Thảm thực vậtdày ít bị sâu bệnh hại, lớp đất phía dưới thảm thực vật ẩm, tơi xốp, nhiều mùn vàxác lá mục, thể hiện một môi trường giàu sức sống
Chúng em nghĩ, tại sao mình không sử dụng cây này làm cây che phủ đấttrong canh tác nông nghiệp theo hướng hữu cơ, nó vừa có tác dụng che phủ đấtchống xói mòn, giữ ẩm, hạn chế cỏ dại và trả lại cho đất một lượng đạm đáng
kể, và đồng thời nó còn có thể sử dụng làm thức ăn cho gia súc
Để chứng minh cho giả thiết trên, chúng em quyết định nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu đặc tính sinh học của cây hàn the ba lá( Desmodium Heterophyllum) ứng dụng làm cây che phủ và cải tạo đất trong nông nghiệp hữu cơ”
Trang 8Qua quá trình tìm hiểu, chúng em nhận thấy đề tài: “Nghiên cứu đặc tính
sinh học của cây hàn the ba lá( Desmodium Heterophyllum) ứng dụng làm cây che phủ và cải tạo đất trong nông nghiệp hữu cơ” mà chúng em đang tiến hành
nghiên cứu chưa có một công trình nào đề cập tới Trên thực tế thì có nhiều loạicây được sử dụng làm cây che phủ trong nông nghiệp hữu cơ như: Cây đậu lông
(Calopogonium mucunoides Desv), Cây đậu bướm (Centrosema Pubescens Benth), lạc dại (Arachis pintoi)… tuy nhiên những loại cây này thường có kích
thước lớn, cao và thường bị sâu bệnh Còn cây hàn the ba lá nhỏ, Cây mọc tạothành thảm, bò lan sát mặt đất, dày, ít sâu bệnh, giữ đất tơi xốp, chống xói mòn,hạn chế sự xâm lấn của cỏ dại… Vì vậy, chúng em hướng tới việc nghiên cứu và
sử dụng loại cây này trong nông nghiệp hữu cơ
3 Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc tính sinh học của cây hàn the ba lá ( Desmodium
Heterophyllum)
- Xác định khả năng chống xói mòn đất, khả năng giữ ẩm, tăng độ pH đất,
hạn chế sự phát triển của cỏ dại của cây hàn the ba lá ( Desmodium
Heterophyllum)
- Đánh giá được hiệu quả của cây hàn the ba lá ( Desmodium
Heterophyllum) và khả năng ứng dụng của nó vào trong thực tiễn sản xuất nông
nghiệp
4 Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài tập trung nghiên cứu đặc tính của cây hàn the ba lá ( Desmodium
Heterophyllum) từ đó ứng dụng làm cây che phủ đất trong nông nghiệp hữu cơ
- Các thí nghiệm nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm sinh họccông nghệ trường THPT Can Lộc
- Điều kiện thổ nhưỡng thí nghiệm là vườn cây ăn quả của gia đình chị TrầnThị Hường ở xã Song Lộc – Can Lộc – Hà Tĩnh
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Trong sản xuất nông nghiệp, việc xác định một cơ cấu cây trồng phụtrồng xen trong diện tích cây lâu năm vừa có tác dụng che phủ, chống xói mòn
và giữ ẩm cho đất, vừa làm phân bón cho cây trồng, đồng thời có thể sử dụngnguồn chất xanh làm thức ăn cho gia súc là cần thiết Do vậy, việc nghiên cứuđặc tính của cây Hàn the ba lá và đưa loài cây này làm cây che phủ trong nôngnghiệp là rất thiết thực, một giải pháp an toàn và hiệu quả
6 Giả thuyết khoa học
Trang 9- Sử dụng cây hàn the ba lá ( Desmodium Heterophyllum) làm cây che phủmặt đất nghiên cứu khả năng cố định đạm của cây, khả năng chống xói mòn đất,hạn chế cỏ dại và giữ ẩm cho đất, đồng thời sử dụng nó làm thức ăn chăn nuôi.
- Đánh giá được hiệu quả kinh tế, hiệu quả môi trường mà nó mang lại và khả năng ứng dụng vào thực tiễn nông nghiệp hữu cơ
CHƯƠNG I: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Khái quát về nông nghiệp hữu cơ
1.1.1 Nông nghiệp hữu cơ là gì?
Nông nghiệp hữu cơ là phương thức canh tác không sử dụng phân bónđược sản xuất từ hoá chất hoặc phân người Không dùng thuốc diệt cỏ và thuốctrừ sâu nguy hiểm còn dư lại trong đất trồng trong một thời gian dài và nhữngtích luỹ trong cơ thể động vật
Để nuôi dưỡng đất đai canh tác NNHC cần sử dụng: Luân canh cây trồng;trồng cây họ đậu; trồng và sử dụng cây phân xanh; sử dụng phân động vật vàphế thải cây trồng được ủ và tái chế; canh tác đất đúng cách, đúng thời điểm, sựmất cân bằng của đất trồng được giữ ở mức tối thiểu; phủ gốc để bảo vệ bề mặtcủa đất trồng
1.1.2 Lợi ích của việc canh tác nông nghiệp theo hướng hữu cơ
Lợi thế của canh tác hữu cơ có thể được so sánh với canh tác thông thường
và được tóm tắt như sau:
- Duy trì và bảo toàn độ phì nhiêu của đất
- Ít gây ô nhiễm nguồn nước (nước ngầm, sông, hồ)
- Bảo vệ đời sống hoang dã (chim chóc, ếch nhái, côn trùng v.v )
- Đa dạng sinh học cao, nhiều cảnh đẹp khác nhau
- Đối xử tốt hơn với động vật nuôi
- Ít sử dụng năng lượng và đầu vào không có khả năng phục hồi từ bênngoài
- Ít dư lượng thuốc trừ sâu trong thực phẩm
- Không có hooc môn và chất kháng sinh trong các sản phẩm động vật
-Chất lượng sản phẩm tốt hơn (hương vị, đặc tính tích lũy)
1.1.3 Các nguyên tắc cơ bản sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ
Dưới đây là những nguyên tắc do Liên đoàn quốc tế các phong trào nôngnghiệp hữu cơ (IFOAM) trình bày năm 1992:
- Sản xuất thực phẩm có chất lượng dinh dưỡng cao, đủ số lượng
- Phối hợp một cách xây dựng và theo hướng củng cố cuộc sống giữa tất
cả các hu kỳ và hệ thống tự nhiên
- Khuyến khích và thúc đẩy chu trình sinh học trong hệ thống canh tác,bao gồm vi sinh vật, quần thể động thực vật trong đất, cây trồng và vật nuôi
Trang 10- Duy trì và tăng độ phì nhiêu của đất trồng về mặt dài hạn.
- Sử dụng càng nhiều càng tốt các nguồn tái sinh trong hệ thống nôngnghiệp có tổ chức ở địa phương
- Làm việc càng nhiều càng tốt trong một hệ thống khép kín đối với cácyếu tố dinh dưỡng và chất hữu cơ
- Làm việc càng nhiều càng tốt với các nguyên vật liệu, các chất có thể tái
sử dụng hoặc tái sinh, hoặc ở trong trang trại hoặc là ở nơi khác
- Cung cấp cho tất cả các con vật nuôi trong trang trại những điều kiệncho phép chúng thực hiện những bản năng bẩm sinh của chúng
- Giảm đến mức tối thiểu các loại ô nhiễm do kết quả của sản xuất nôngnghiệp gây ra
- Duy trì sự đa dạng hóa gen trong hệ thống nông nghiệp hữu cơ và khuvực xung quanh nó, bao gồm cả việc bảo vệ thực vật và nơi cư ngụ của cuộcsống thiên nhiên hoang dã
- Cho phép người sản xuất nông nghiệp có một cuộc sống theo Công ướcNhân quyền của Liên Hiệp Quốc, trang trải được những nhu cầu cơ bản của họ,
có được một khoản thu nhập thích đáng và sự hài lòng từ công việc của họ, baogồm cả môi trường làm việc an toàn
- Quan tâm đến tác động sinh thái và xã hội rộng hơn của hệ thống canhtác hữu cơ
1.1.4 Tiêu chuẩn hữu cơ (PGS cơ bản)
Khi sản xuất ra các loại sản phẩm nông nghiệp hữu cơ theo đúng các nguyên tắc cơ bản trên nông dân cần phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn hữu cơ theo PGS (Hệ thống giám sát nội bộ có sự tham gia) như sau: Các tiêu chuẩn này được chiểu theo các tiêu chuẩn Quốc gia về sản xuất và chế biến các sản phẩm hữu cơ (10TCN 602-2006) Được Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn (MARD) ban hành ngày 30 tháng 12 năm 2006
- Nguồn nước được sử dụng trong canh tác hữu cơ phải là nguồn nướcsạch, không bị ô nhiễm (theo quy định trong tiêu chuẩn sản xuất rau an toàn củaTCVN 5942-1995)
- Khu vực sản xuất hữu cơ phải được cách ly tốt khỏi các nguồn ô nhiễmnhư các nhà máy, khu sản xuất công nghiệp, khu vực đang xây dựng, các trụcđường giao thông chính…
- Cấm sử dụng tất cả các loại phân bón hóa học trong sản xuất hữu cơ
- Cấm sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học
- Cấm sử dụng các chất tổng hợp kích thích sinh trưởng
- Các thiết bị phun thuốc đã được sử dụng trong canh tác thông thườngkhông được sử dụng trong canh tác hữu cơ
Trang 11- Các dụng cụ đã dùng trong canh tác thông thường phải được làm sạchtrước khi đưa vào sử dụng trong canh tác hữu cơ.
- Nông dân phải duy trì việc ghi chép vào sổ tất cả vật tư đầu vào dùngtrong canh tác hữu cơ
- Không được phép sản xuất song song: Các cây trồng trong ruộng hữu cơphải khác với các cây được trồng trong ruộng thông thường
- Nếu ruộng gần kề có sử dụng các chất bị cấm trong canh tác hữu cơ thìruộng hữu cơ phải có một vùng đệm để ngăn cản sự xâm nhiễm của các chất hóahọc từ ruộng bên cạnh Cây trồng hữu cơ phải trồng cách vùng đệm ít nhất làmột mét (01m) Nếu sự xâm nhiễm xảy ra qua đường không khí thì cần phải cómột loại cây được trồng trong vùng đệm để ngăn chặn bụi phun xâm nhiễm.Loại cây trồng trong vùng đệm phải là loại cây khác với loại cây trồng hữu cơ.Nếu việc xâm nhiễm xảy ra qua đường nước thì cần phải có một bờ đất hoặcrãnh thoát nước để tránh bị xâm nhiễm do nước bẩn tràn qua
- Các loại cây trồng ngắn ngày được sản xuất theo tiêu chuẩn hữu cơ trọnvẹn một vòng đời từ khi làm đất đến khi thu hoạch sau khi thu hoạch có thểđược bán như sản phẩm hữu cơ
- Các loại cây trồng lâu năm được sản xuất theo tiêu chuẩn hữu cơ trọnvẹn một vòng đời từ khi kết thúc thu hoạch vụ trước cho đến khi ra hoa và thuhoạch vụ tiếp theo có thể được bán như sản phẩm hữu cơ
- Cấm sử dụng tất cả các vật tư đầu vào có chứa sản phẩm biến đổi genGMOS
- Nên sử dụng hạt giống và các nguyên liệu trồng hữu cơ sẵn có Nếukhông có sẵn, có thể sử dụng các nguyên liệu gieo trồng thông thường nhưngcấm không được xử lý bằng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trước khi gieo trồng
- Cấm đốt cành cây và rơm rạ, ngoại trừ phương pháp du canh truyềnthống
- Cấm sử dụng phân người
- Phân động vật đưa vào từ bên ngoài trang trại phải được ủ nóng trướckhi dùng trong canh tác hữu cơ
- Cấm sử dụng phân ủ được làm từ rác thải đô thị
- Nông dân phải có các biện pháp phòng ngừa xói mòn và tình trạng nhiễm mặn đất
- Túi và các vật đựng để vận chuyển và cất giữ sản phẩm hữu cơ đều phải mới hoặc được làm sạch Không được sử dụng các túi và vật đựng các chất bị cấm trong canh tác hữu cơ
- Thuốc bảo vệ thực vật bị cấm trong canh tác hữu cơ không được phép sửdụng trong kho cất trữ sản phẩm hữu cơ
Trang 12- Chỉ được phép sử dụng các đầu vào nông dân đã có đăng ký với PGS vàđược PGS chấp thuận.
1.2 Giá trị chung của cây che phủ mặt đất trong nông nghiệp hữu cơ
Trồng cây che phủ mặt đất trong nông nghiệp hữu cơ là một giải pháp hiệu quả, được công nhận và sử dụng ở nhiều nơi Cây che phủ có nhiều lợi ích về mặt sinh thái, chúng giúp chống xói mòn đất, cung cấp chất dinh dưỡng cho đất
và có tác dụng kiểm soát, chia sẻ các bệnh hại với cây trồng
Trồng cây che phủ mặt đất trong các vườn cây trồng là một trong những chiến lược bảo tồn đất nông nghiệp, cây che phủ mặt đất giúp:
- Cải thiện chất lượng đất bằng cách tăng lượng cacbon và Nitơ trong đất;
- Chống xói mòn đất;
- Tăng cường hệ vi sinh vật trong đất và lấn át cỏ dại trong vườn
Các lợi ích của cây che phủ mặt đất trong nông nghiệp đã được các nhàkhoa học tại Đại học Penn State công bố trên Agricultural Systems Nghiên cứuđược tài trợ bởi Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ Với các lợi ích đã được chứng minh,Cục Bảo vệ tài nguyên quốc gia Hoa Kỳ (NRCS) đã đặt ra các mục tiêu về diệntích trồng cây che phủ mặt đất trên khắp cả nước
NRSC ước tính tại Hoa Kỳ việc trồng cây che phủ đất đã giúp làm giảm:
- 78% sự xói mòn;
- 35% thất thoát nitơ bề mặt đất trồng, giảm 40% sự thất thoát nitơ dưới lớpthổ nhưỡng;
- 30% thất thoát phốt pho
Cùng với sự phát triển của nông nghiệp hữu cơ, các sản phẩm hữu cơ
có giá trị cao và được người tiêu dùng ưu chuộng Việc kết hợp cây che phủ mặtđất và cây trồng có ý nghĩa to lớn với người nông dân
1.3 Đặc điểm sinh học của cây hàn the ba lá ( Desmodium
- Các loại tên khác thường dùng để gọi cây hàn the ba lá ( Desmodium
Heterophyllum) là: Hàn Theo, Thóc Lép Khác Lá, Tràng Quả Dị Diệp, Sơn Lục
Đậu
Trang 13- Tên khoa học: Desmodium heterophyllum (Willd.) DC.
- Tên tiếng anh: Three flower beggar weed
1.3.2 Đặc điểm thực vật học
Cây bụi thấp, mọc bò sát đất, phân cành từ gốc Lá mọc so le, thường có 3
lá chét, các lá gần gốc thường chỉ có 1 lá chét; lá chét hình trái xoan ngược, gốc
tù, chóp cụt lõm, mặt trên xanh sẫm, mặt dưới nhạt màu có lông Cụm hoa rấtngắn mọc ở nách lá, gồm ít hoa, không cuống, màu tím hồng Quả nhỏ, thuôn,
có 4-5 ngăn, mỗi ngăn chứa 1 hạt
Hình 1.1: Cây hàn the ba lá ( Desmodium Heterophyllum)
* Rễ cây: Rễ cây hàn the ba lá gồm có rễ chính và rễ phụ Rễ chính có thể
ăn sâu 30-50cm và có thể trên 1m Trên rễ chính mọc ra nhiều rễ phụ, rễ phụ cấp
2, cấp 3 tập trung nhiều ở tầng đất 7-8 cm rộng 30-40 cm2 Trên rễ chính và rễphụ có nhiều nốt sần Bộ rễ phân bố nông sâu, rộng hẹp, số lượng nốt sần ít haynhiều phụ thuộc vào đất đai, khí hậu và kỹ thuật trồng
* Đặc điểm của nốt sần Nốt sần ở rễ cây hàn the ba lá thường tập trung ởtầng đất 0-20cm, từ 20-30cm nốt sần ít dần và nếu sâu hơn nữa thì có ít hoặckhông có Nốt sần đóng vai trò chính trong quá trình cố định đạm khí trời cungcấp cho cây
Trang 14Hình 1.2 Đặc điểm của rễ cây hàn the ba lá ( Desmodium Heterophyllum)
Quan hệ giữa vi sinh vật nốt sần với cây hàn the ba lá là mối quan hệ cộngsinh: cây cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn hoạt động, ngược lại vi khuẩnlại tổng hợp nitơ tự do của không khí chuyển sang dạng đạm hữu cơ cây có thể
sử dụng được
1.3.3 Phân bố
Là loại cây mọc hoang dại ở các bãi cỏ, ven bờ ruộng ở khắp nơi nước ta.Trên thế giới còn thấy mọc hoang ở nhiều nước nhiệt đới vùng Đông Nam Á.Đồng cỏ có nhiều cây hàn the được coi là đồng cỏ tốt
1.3.4 Giá trị của cây hàn the ba lá trong thực tiễn
1.3.4.1 Hàn the ba lá là một cây thuốc nam quen thuộc
Hầu hết các loài thực vật thuộc chi Desmodium đều được nhân dân sử
dụng làm các bài thuốc dân gian để chữa bệnh, chăm sóc và bồi dưỡng sức khoẻ
Cây hàn the (Desmodium heterophyllum): Theo Đông y (Y học cổ truyền
Tuệ Tĩnh), lá hàn the có vị hơi chua chát, tính mát Trong nhân dân, cây hàn theđược dùng làm thuốc trong chữa sốt nóng, ho có đờm, tiêu sưng, tiêu viêm, cầmmáu Dùng ngoài giã nát đắp vết thương Rễ làm thông hơi, bổ, lợi tiểu, lá lợisữa Cây hàn the được dụng chữa các chứng lậu ra máu, đái buốt, bí tiểu tiện do
cơ thể bị nhiệt quá, dùng giải nhiệt chữa sốt và ho khò khè, đau dạ dày, viêmloét hành tá tràng Cây hàn the còn được dùng phối hợp với các vị thuốc khác(cây huyết dụ, bông mã đề, cỏ tranh, cây ké đầu ngựa…) được các lương y chếthành rất nhiều vị thuốc hay, đặc biệt trong chữa bệnh tiết niệu, sỏi thận Dùng
Trang 15toàn thân cây sắc nước uống chữa bí tiểu tiện, mẩn ngựa tiêu độc, các bệnh vềthận.
1.3.4.2 Cây hàn the ba lá được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi
Là lợi cây có mặt ở hầu hết các bờ ruộng ở các vùng đất khác nhau nên nótrở thành một loại thức ăn quen thuộc của trâu, bò Người nông dân đơn thuầnchỉ xem cây này là loại cây cỏ dại không gọi tên và chỉ sử dụng nó để làm thức
ăn chăn nuôi là chủ yếu chứ chưa quan tâm đến việc trồng nó trong việc che phủ
Quá trình đồng hóa nitơ của không khí dưới tác dụng của hệ cộng sinh tạothành các hợp chất chứa nitơ (acid amin) được gọi là quá trình cố định nitơ cộngsinh
Ví dụ như mối quan hệ đặc biệt giữa cây họ đậu và vi khuẩn nốt sần(VKNS), hay địa y (mối quan hệ giữa nấm và tảo) Cây họ đậu hút nước, muốikhoáng và các chất dinh dưỡng trong đất để nuôi cộng sinh, còn vi khuẩn nốtsần đồng hóa nitơ không khí nuôi cây họ đậu Chúng gắn bó như một cơ thểtuyệt hảo Các nhà khoa học ví mỗi nốt sần ở rễ cây họ đậu là một nhà sản xuấtphân đạm tí hon
Trang 16Hình 1.3 Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất
1.4.2 Vi sinh vật cố định Nitơ khí quyển
Có hai nhóm vi sinh vật có khả năng cố định ni tơ khí quyển: Các nhóm visinh vật sống tự do và nhóm vi sinh vật sống cộng sinh
- Nhóm vi sinh vật sống tự do gồm các chi: Clostridium, Azotobacter, vi khuẩn lam sống tự do (Cyanobacteria).
- Nhóm vi sinh vật sống cộng sinh: Rhizobium trong nốt sần cây họ đậu,
Anabaena azollae trong bèo hoa dâu.
Trang 17Hình 1.5 Vi khuẩn tự do cố định nitơ
Hình 1.6 Vi khuẩn lam sống cộng sinh với bèo hoa dâu
Hình 1.7 Vi khuẩn sống cộng sinh trong nốt sần cây họ đậu
1.4.3 Cơ chế của quá trình cố định nitơ phân tử
Con người phải sử dụng những điều kiện kỹ thuật cao và rất tốn kém(400 – 500oC, 200 – 1000 atm) để phá vỡ mối liến kết 3 của phân tử nitơ Tuynhiên, đối với phân tử N2 thì các vi sinh vật cố định nitơ lai có thể đồng hóatrong điều kiện rất bình thường về áp suất và nhiệt độ Vi khuẩn cố định ni tơ cókhả năng tuyệt vời như vậy vì trong cơ thể của chúng có một enzim độc nhất vônhị là nitrôgenaza Enzim này có khả năng bẻ gãy ba kiên kết cộng hóa trị bền
Trang 18vững giữa hai nguyên tử nitơ (N≡N) để nitơ liên kết với hiđrô tạo ra NH3 Quátrình này được tóm tắt bằng sơ đồ sau:
N N HN = NH NH2 - NH2 2NH3
Điều kiện để xảy ra quá trình trên: Có các lực khử mạnh, được cung cấp ATP,
có sự tham gia của enzim nitrogenaza, thực hiện trong điều kiện kị khí
2H
Trang 19Chương II ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Thời gian nghiên cứu thực nghiệm: Từ 20/06/2017 đến 01/12/2017
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm bộ môn Sinh học trường THPT Can Lộc
- Vườn cây ăn quả gia đình chị Trần Thị Hường – Xã Song Lộc – Can Lộc –
Hà Tĩnh
2.2 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
- Cây hàn the ba lá ( Desmodium Heterophyllum)
- Đất trồng
- Vườn cây ăn quả
2.3 Nội dung nghiên cứu
- Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến chất lượng đất và tính chất lý tính của đất: Độ pH của đất, Độ ẩm đất, xói mòn đất, độ phì, độ xốp của đất
- Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến hoạt động của giun đất và hệ vi sinh vật đất
- Ảnh hưởng của cây hàn the ba lá đến sự phát triển của cỏ dại
- Sinh khối thu được khi thu hoạch của cây hàn the ba lá
2.4 Phương pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
2.4.2 Phương pháp thực nghiệm
2.4.2.1 Phương pháp nghiên cứu trong vườn cây ăn quả
- Thí nghiệm được bố trí một cách ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 lần nhắc
lại để kết quả được chính xác
- Các công thức thí nghiệm trong vườn cây ăn quả:
+ Công thức 1(Công thức đối chứng): Diện tích không trồng cây hàn the
ba lá
+ Công thức 2: Diện tích tương ứng có trồng phủ đất bằng cây hàn the balá
- Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Trang 201 2 2
- Diện tích ô thí nghiệm: 20m2
- Các thí nghiệm thực hiện trong vườn cây ăn quả:
+ Thí nghiệm 1: Xác định mức độ xói mòn của đất ở các công thức thí nghiệm
+ Thí nghiệm 2: Xác định khối lượng cỏ dại ở các công thức thí nghiệm+ Thí nghiệm 3: Xác định số lượng giun đất ở các công thức thí nghiệm+ Thí nghiệm 4: Xác định khối lượng chất xanh của cây hàn the ba lá saukhi thu hoạch
2.4.2.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
Thí nghiệm 5: Xác định độ ẩm của đất ở các công thức thí nghiệm
Thí nghiệm 6: Xác định độ pH của đất ở các công thức thí nghiệm
Thí nghiệm 7: Đếm số lượng nốt sần của cây hàn the ba lá
2.5 Cách tiến hành các thí nghiệm
2.5.1 Chuẩn bị mẫu đất
2.5.1.1.Nguyên tắc lấy mẫu
- Mẫu phân tích cây trồng phải đại diện và phù hợp với mục đích phân tích,đại diện cao cho vùng nghiên cứu
- Mẫu phân tích cần được lấy trong điều kiện môi trường đồng nhất (nhiệt
độ, ẩm độ ), cùng một thời điểm (thường vào buổi sáng đã hết sương, khôngmưa, nhiệt độ không khí và cường độ ánh sáng ở mức trung bình )
- Chú ý đến các yếu tố canh tác như thời kỳ bón phân, thời kỳ tưới nước
để chọn thời điểm lấy mẫu thích hợp
- Các mẫu riêng biệt phải được lấy ngẫu nhiên rải đều trên toàn bộ diện tíchkhảo sát Số lượng và khối lượng mẫu ban đầu tuỳ theo yêu cầu khảo sát và mức
độ đồng đều để xác định Các mẫu ban đầu được tập hợp thành một mẫu chung