Tìm hiểu môi truờng sống và một số đặc điểm sinh lí, sinh trưởng của cây sen (nelumbo nucifera gaertn) ở nghệ an

Vì vậy, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài " Tìm hiểu môi trờng sống và một số đặc điểm sinh trởng, phát triển của cây sen Nelumbonucifera Gaertn ở Nghệ An".. Tất cả các công trình nghiê

Lời cảm ơn.

Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Đình San, ngời đã quan tâm hớng dẫn tận tình và giúp đỡ em trong suốt thời gian xây dựng và hoàn thành luận văn này.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ths Mai Văn Chung, cô Nguyễn Thanh Lam, các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Sinh lí

- Sinh hoá thực vật, cùng Ban chủ nhiệm khoa Sinh học - Trờng

Đại học Vinh đã tạo điều kiện, quan tâm, hớng dẫn, góp ý và giúp

đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn tới gia đình và ngời thân, các anh chị học viên cao học, các bạn sinh viên đã giúp đỡ, động viên trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn tất cả.

Vinh, ngày 10 tháng 05 năm 2004.

Sinh viên: Nguyễn Quang Trung.

Mở đầu

Cây sen (Nelumbonucifera Gaertn), thuộc họ Sen (Nelumbonaceae), bộ

Sen (Nelumbonales), là thực vật sống lu niên trong môi trờng nớc Chu trìnhsống của sen bắt đầu từ mùa xuân, dới bùn sâu mọc lên những chồi non ngoilên khỏi mặt nớc và kết thúc vào mùa hè khi sen đã ra hoa, kết trái và tàn lụi

đi vào dạng sống tiềm sinh cho năm sau

Hoa sen tợng trng cho sự thanh cao, tinh khiết và trong sáng trong thếgiới hình ảnh của tôn giáo; hình ảnh cây sen, hoa sen đã đi vào đời sống thựccũng nh thế giới tâm linh của con ngời Cây sen không những có giá trị nghệthuật trong đời sống tinh thần mà trong thực tế, cây sen có rất nhiều ý nghĩa

Trong y học, sen cho nhiều vị thuốc quý; bộ phận nào của cây sen cũng

có thể đợc sử dụng làm thuốc chữa bệnh: Quả sen (cả vỏ) dùng chữa lỵ Hạtsen có vị ngọt, béo, tính mát, hơi chát có tác dụng bổ dỡng cơ thể, an thần.Hạt sen (bỏ vỏ) chữa bạch đới, di tinh Gơng sen hay còn gọi là liên phòng có

vị đắng chát, có tác dụng tiêu u, cầm máu, chữa táo bón, bang đới và bí tiểutiện Hoa sen có vị đắng, tính ấm có tác dụng trị thấp, cầm máu và chống mụnnhọt Nhị sen có tác dụng ích thận, thanh thần, bổ huyết, sáp tinh, chống bănghuyết và di mộng tinh Lá sen có vị đắng, tính mát có tác dụng chữa cầm máu,

an thần, hạ huyết áp, băng huyết, bệnh tả Lá sen phối hợp với các lá thuốckhác nh lá vông có tác dụng an thần, trợ tim, hạ huyết áp nhẹ Ngó sen cótính mát, tác dụng chữa di tinh, bạch đới, xuất huyết Củ sen phơi khô nghiềnthành bột dùng làm thuốc an thần, bổ dỡng cơ thể Gơng sen và lá sen phốihợp với các lá thuốc khác có tác dụng chữa áp huyết cao, cầm máu, côn trùngcắn, cảm sốt [2,3,10

Trong lĩnh vực thực phẩm: hơng sen ớp chè xuất khẩu, ngó sen, củ sendùng làm thực phẩm, là món ăn ngon bổ dỡng cơ thể, hạt sen thờng nấu chè, lásen để gói Ngày nay nhu cầu sử dụng ngó sen làm thực phẩm là rất lớn

Do có tầm quan trọng nh vậy nên cây sen là đối tợng luôn đợc quantâm, chú ý trên thị trờng thế giới Ngời Nhật Bản có truyền thống ăn ngó sentrong những ngày lễ hội, dân tộc, ở bang Kalifornia (Mĩ) ngời dân nơi đây sử

dụng ngó sen làm món ăn bổ dỡng Hơng hoa sen thơm mát, có tác dụng tốtcho sức khoẻ, do đó ngời Đài Loan, Hàn Quốc dùng hoa sen phơi khô, ớp chè.Nớc hoa sen hơi chát, hơng thơm dễ chịu và coi đây là một thứ chè quý ởTrung Quốc ngời ta trồng rất nhiều sen để khai thác du lịch, khai thác thựcphẩm đồng thời vừa để lấy nguồn dợc liệu làm thuốc Bột sen đợc chế biến từngó sen, củ sen rất đợc a chuộng ở các nớc Châu á, vì nó vừa là thực phẩm bổdỡng vừa là dợc liệu quý Giá 1kg bột sen là 30 USD ở Đài Loan, ngời ta đãthống kê đợc 1ha trồng sen đã mang lại lợi ích gấp 20 lần so với trồng lúa.

22,19

Có lẽ từ xa xa, cây sen rất gần gũi với con ngời, đem lại lợi ích và giá trịthẩm mỹ đối với nhiều công trình kiến trúc và cảnh quan Trong các hồ nớcbình thờng lại tiềm ẩn một nguồn tài nguyên vô giá, nếu biết khai thác sẽ đemlại rất nhiều lợi ích cho con ngời

Nghệ An, nơi có nhiều sen và ngời dân nơi đây có truyền thống trồngsen từ lâu đời, chủ yếu theo kinh nghiệm dân gian cho nên năng suất và hiệuquả kinh tế cha cao Trớc thực tế cây sen đã trở thành cây trồng có giá trị kinh

tế cao, thì ở đây sen vẫn cha đợc chú ý nhiều Để có thể gây trồng, sử dụng,khai thác nguồn tài nguyên này một cách hợp lý đem lại hiệu quả và năngsuất Cũng nh cho đến nay các dẫn liệu về môi trờng sống và các đặc điểmsinh học của cây sen cha đợc nghiên cứu nhiều Vì vậy, chúng tôi chọn và

thực hiện đề tài " Tìm hiểu môi trờng sống và một số đặc điểm sinh trởng, phát triển của cây sen (Nelumbonucifera Gaertn) ở Nghệ An".

Đề tài nhằm mục đích đóng góp thêm những dẫn liệu khoa học nghiêncứu về môi trờng sống và đặc điểm sinh trởng, phát triển của cây sen ở khuvực Bắc miền Trung

Chơng 1.

Tổng quan tài liệu về cây sen 1.1 Đặc điểm thực vật học.

Cây sen có tên khoa học (Nelumbon nucifera Gaertn), là nhóm cây

sống lu niên trong môi trờng nớc, thuộc họ Sen (Nelumbonaceae), bộ Sen(Nelumbonales), phân lớp Ngọc Lan (Magnolidae), lớp Hai lá mầm(Dicotyledonae) Họ Sen (Nelumbonaceae) chỉ có một chi (Nelumbo) và 2

loài gần nhau là Nelumbo lutea và Nelumbo nucifera Đó là những cây phân

bố khắp nơi trong các ao, hồ, đầm: Trung Quốc (trừ vùng giáp Mông Cổ), ấn

Độ, Inđonesia, Nhật bản, Hàn Quốc, Malaysia, Myarma, Nepal, Pakistan,Philippin, Nga (Vùng viễn Đông), Srilanka, Thái Lan, Việt Nam, khu vực TâyNam á, Ôtxtrâylia Sen là cây sống trong môi trờng có tính axit Có thân rễ tochìm dới đáy bùn, cuống dài mang nhiều gai nhỏ, lá lớn hình khiên nằm trênmặt nớc, có lá vợt khỏi mặt nớc

Hoa lỡng tính, mọc đơn độc, khá lớn, nằm trên một cuống dài Đài 2-3mảnh, cánh hoa nhiều xếp xoắn, một số nhị có thể biến thành cánh hoa Trung

đới của bao phấn kéo dài và phát triển thành một phần phụ màu trắng, có mùithơm gọi là gạo sen, dùng ớp chè Bộ nhụy gồm nhiều lá noãn rời nhau nằmtrong một đế hoa hình nón ngợc gọi là gơng sen Mỗi noãn chứa 1-2 lá noãnnhng sau đó chỉ một phát triển thành hạt Hạt không có nội nhũ, phôi màu lụcmang 2 lá mầm dày và 4 lá non xếp gấp ở trong Lá có đờng kính 60-70cm, cógân toả tròn, chiều cao cuống lá đạt tới 1.023 cm

ở nớc ta có loài sen (Nelumbo nucifera Gaertn) đợc thả trồng trong các

hồ đầm ở nhiều nơi để lấy hoa, quả 22,11 Hầu hết các bộ phận của cây sen

đều sử dụng đợc Trong đông y, các vị thuốc từ các bộ phận của cây sen có têngọi nh sau:

Mầm sen nằm trong hạt gọi là tâm sen hay liên tâm (Embryonelumbinis, Plumu lanelumbinis) Ngó sen thân rễ mọc trong bùn gọi là liên

ngẫu hay ngẫu tiết (Nodus Rhidomatis Loti) Lá sen hay gọi là hà diệp

(Folium Loti) Quả sen là liên thạch hay thạch liên tử (Frutus nelumbinis),Nhị sen sau khi phơi khô gọi là liên tu (Stamenn nelum binis) 10

1.2 Tình hình nghiên cứu cây sen trên thế giới và ở Việt Nam.

Sen súng (Lotus), còn có tên gọi khác là Huệ nớc, là loài cây sống luniên trong môi trờng nớc Sen, Súng là hai chi (Genus) khác nhau, trớc đây đ-

ợc xếp chung trong cùng một bộ, một họ với Súng (Nymphaeaceae) Hiện naychúng đợc tách thành 2 chi thuộc 2 họ và 2 bộ riêng biệt

* Chi Súng thuộc họ Súng (Nymphaeaceae), bộ Súng (Nymphaeales) ờng đợc gọi là Huệ nớc Ai Cập

th-Họ Súng có 4 chi với khoảng 60 loài phân bố rộng khắp thế giới ở ViệtNam có gặp 3 chi Nymphaea, Victoria, Barclaya (một số tài liệu lại tách chinày thành họ riêng Barclayaceae)

- Súng (Nymphea Stellata Wild).

- Súng 4 góc (Nymphea tetragona Georgi): Thân rễ màu đen, lá bé, mép

nguyên Hoa nhỏ hình 4 góc do 4 lá đài mọc ngoài, cánh hoa nhiều, màu trắngcây gặp nhiều ở Nam Trung Bộ

- Nong tằm (Victoria regira): Lá to nh chiếc nong, đờng kính tới hơn

1m, hoa to, màu hồng, đẹp Cây nguyên sản ở Nam Mỹ, trớc đây đợc trồngtrong hồ nớc ở vờn Bách Thảo TP Hồ Chí Minh

Miền Bắc nớc ta thờng gặp 2 loài

- Loài hoa màu đỏ (gọi là súng đỏ hay súng sen- Nympheae lotus L) có

lá to, phiến màu lục hồng, mép lá có răng ca, nhị có bao phấn hình chỉ, thờngmọc ở ruộng nớc, ao hồ, hoa có màu đỏ rất đẹp

- Loài có hoa màu trắng (gọi là loài súng trắng Nymphea stellata Wild)

thân rễ ngắn mang nhiều củ non Lá khá lớn, mép hơi lợn Mặt trên của lá màulục, mặt dới lá màu hơi tía Hoa lớn, màu trắng hay tím hồng Nhị nhiều vàmang một phần không sinh sản ở đầu Bộ nhụy hợp gồm 5-35 lá noãn Câymọc phổ biến ở các ao, hồ, đầm Thân rễ ăn đợc và dùng làm thuốc an thần,chữa tê thấp 11,19

* Chi sen (Nelumbo), thuộc họ sen (Nelumbonaceae), bộ sen

(Nelumbonales), với 2 loài (Species) gần nhau là Nelumbo lutea và Nelumbo

nucifera:

- Loài Nelumbo lutea Wild : Là loài phân bố ở Châu Mỹ hay còn gọi là

loài bản địa của Mỹ

- Loài Nelumbonucifera Gaertn, còn có tên gọi khác là: Nelumbobium

Speciosum, Nelumbo komrovii, Nelumbia stellata … loại này có ở nớc ta.

Ngoài ra phân bố ở Nam Châu á, các nớc Phơng Đông, ôtxtrâylia, Ai Cập,châu thổ sông Volga, Caxpiên, Trung Quốc, là loài bản địa của Philippin.Ngoài hai loài nói trên ra còn lại hoa sen ngày nay là những loài lai ghép nhântạo

Sen và Súng đều thuộc phân lớp Ngọc Lan (Magnoliidae) lớp Hai lámầm (Dicotyleadonae)

Hoa sen rất đẹp lại đa dạng, phong phú về màu sắc và kiểu dáng Có

h-ơng thơm mát, mọc ở nhiều vùng khác nhau Vì vậy, nguồn gốc về cây senhiện nay cha đợc làm sáng tỏ Các nhà khoa học cho rằng Nucifera là tên củaSrilanca (trớc đây thuộc lãnh thổ ấn Độ), cho nên cây Sen đợc coi nh có nguồngốc từ ấn Độ và có tên gọi N - East - inđia Lotus (Hoa Huệ Đông ấn)

Năm 1973, ngời ta tìm thấy hoá thạch hoa Sen cách đây 5 ngàn năm ở

Hà Nam - Thi Châu, cách đây 7 ngàn năm ở Triết Giang Vì vậy, các nhà thực vậthọc Trung Quốc cho rằng cây sen có nguồn gốc từ Trung Quốc 22,11, 14

Theo GS Vơng Kỳ Siêu, cây sen có nguồn gốc từ Trung Quốc Bởi vìtheo nghiên cứu và điều tra, ông thấy ở ấn Độ Súng mọc rất nhiều còn sen thìmọc ít

Ngoài hai loài Nelumbo lutea và Nelumbo nucifera còn có một số loài

- Nelumbo pery super star, dạng sen này có sự thay đổi về màu sắc hoa

rất lý thú Lúc đầu mới nở hoa có màu hồng tối, sang ngày thứ 2 hoa chuyểnhoàn toàn sang màu vàng và trở thành màu kem ở ngày thứ 3

- Nelumbo Pekinesis Rubra, lúc mới nở cánh có màu đỏ đẹp, sau ngày

thứ nhất hoa chuyển sang màu hồng tối Còn lại những chủng sen khác đợcphân biệt nhau bởi màu sắc của hoa thuộc các varietas Nh vậy hoa sen thờng

nở trong 3 ngày Trong khoảng thời gian đó có sự thay đổi về màu sắc củahoa Giữa các dạng sen có sự sai khác về kích thớc của cây, lá, hoa Có dạngsen cuống dài tới 2m, nhng có dạng chỉ cao tới 10 - 12cm, loại này thờng đợctrồng làm cảnh trong chậu

Quả sen có đầu hơi nhọn, đợc dùng trong tiêu chuẩn phân loại Hìnhthái nhị và lá noãn là những dấu hiệu để phân biệt các dạng sen Việt Nam cho

đến nay vẫn cha có tài liệu nào nói về phân loại cây sen

Năm 2000, ở Việt Nam GS Dơng Đức Tiến và cộng sự đã điều tra ở các

tỉnh thuộc châu thổ Sông Hồng Kết quả cho thấy chỉ có loài - Nelumbo

nucifera, nhng lại có sự sai khác về màu sắc hoa (trắng, trắng hồng, màu mận

chín), hoa đơn, hoa kép, hình thái nhị và nhụy, hình thái quả, mục đích sửdụng (lấy hoa, lấy hạt, lấy củ, lấy ngó) Trên cơ sở đó tác giả đã lập ra khoáphân loại các dạng sen ở các tỉnh nói trên:

1 - Quần thể hoa to vừa:

a Loại ít cánh:

- Cánh hoa màu đỏ: Sen đơn cánh (Thanh hồng liên) - 1

- Cánh hoa màu trắng: Sen trắng đơn cánh (thanh bạch liên ) - 2

- Cánh hoa trắng hồng: Sen trắng đơn cánh - 3

b Loại nhiều cánh:

- Cánh hoa màu đỏ: Sen hoa đỏ (Đại hạ liên) - 4

- Cánh hoa màu hồng đỏ: Sen hoa đỏ nhạt (hồng bạch liên) - 5

- Cánh hoa màu trắng: Sen hoa trắng (kiến liên) - 6

- Cánh hoa trắng phớt hồng: Sen trắng điểm phần (Thạch Liên)-7

c Loại có biến đổi nhị đực thành cánh:

- Sen trắng cánh (bạch diệp liên ) - 8

d Loại có noãn đặc biệt:

- Sen gơng (nguyệt liên) - 9

- Cánh hoa màu hồng: Sen lấy của (dạng thu liên )-10

- Cánh hoa màu trắng: Sen trắng hoa nhỏ (thái liên) - 11

c Loại nhị biến đổi thành cánh

d Loại có lá noãn đặc biệt - 12

Tác giả đã mô tả cụ thể các đặc điểm của họ, gơng, quả và hạt cũng nhngó sen, nơi phân bố của chúng ở Hà Nội và các tỉnh châu thổ sông Hồng Từkết quả điều tra tác giả đã cho rằng có lẽ do quá trình trồng trọt, lai tạo và

chọn lọc mà từ loài Nelumbo nucifera, ngời ta đã tạo ra đợc nhiều dạng sen

khác nhau 19

Khi nghiên cứu về công dụng và thành phần hoá học các bộ phận câysen Kết quả cho thấy hầu nh các bộ phận của cây sen phần nào cũng có thểdùng làm thuốc chữa bệnh

Năm 1970 D Cunitomo (J.pharm Soc Jap; 1970,90,9,1165) đã tách

đợc từ lá sen các chất anonain, pronuxiferin, N-nornuxiferin, liriodenin,D.N.metyl coclanrin, roemerin, muxiferin và O.nor nuciferin

Lá sen - hà diệp (Folium loti) có chứa nhiều ancaloit, có vị đắng, tínhmát sử dụng làm thuốc an thần, hạ huyết áp, băng huyết, đi ngoài ra máu,bệnh tả Có tác giả còn thấy vitamin C, axit xitric, axit tactric, axit oxalic, axit

supcinic (Hoá học báo, 1957, 23, 201) Theo Đỗ Tất Lợi (2000), lá sen chứa

khoảng 0,20 - 0,32 tanin và một lợng nhỏ alcaloit.[10]

Hoa sen hay có tên là Liên hoa (Flosmelumnis), có vị ngọt đắng, tính

ấm có tác dụng cầm máu, chứa mụn nhọt

Liên tu (Stamen Nelubinis) tức là tua nhị đực của hoa sen bỏ hạt gạo đi,rồi phơi khô Thành phần hoá học có chứa tanin và các hợp chất khác cha rõ

Có tác dụng chữa băng huyết, thổ huyết, di mộng tinh

Gơng sen hay liên phòng (Recep taculum Nelumbinis) là gơng sen già

đã lấy hết quả rồi phơi khô Trong liên phòng có chứa 4,9% protit, 0,6% chấtbéo, 9% carbonhydrat, 0,00002% carotin, nuclein 0,00009%, 0,017% vitamin.Liên phòng có công dụng chữa đại tiện ra máu, bệnh băng đới Theo tài liệu

cổ, liên phòng có vị đắng, chát, tính ôn, vào hai kinh can và tâm bào, có tácdụng tiêu ứ, cầm máu, tiểu tiện khó khăn

Quả sen chính là thạch liên tử (Fructus Nelumbinis), vẫn gọi nhầm làhạt sen Nếu bóc quả sen lấy hạt ta đợc liên nhục hay liên tử (SemenNelumbinis) Trong liên nhục ngời ta đã phân tích thấy có nhiều tinh bột,trigonelin, đờng (raffinogen) C18H32O16.5H2O, prôtit 16,6%, chất béo 2%,carbonhyđrat 62%, canxi 0,089%, phospho 0,285%, sắt 0,0064 % Thạch liên

tử thờng dùng chữa lị, cấm khẩu Liên nhục là dạng thuốc bổ cố tinh, chữa ditinh, mất ngủ, thần kinh suy nhợc

Theo tài liệu cổ, liên tử có vị ngọt, tính bình có tác dụng bổ tỳ, dỡngtâm, sắp trờng, cố tinh, dùng chữa tỳ h sinh tiết tả (ỉa chảy), di mộng tinh,băng lậu, đới hạ [10]

Theo Võ Văn Chi trong hạt còn có các ancaloit nh liênsinin, izoliênsinindimêtyl coclaurin, loturin 3

ở giữa hạt (giữa hai nửa) có tâm sen màu xanh lục Tâm sen còn gọi làliên tâm (Embryo nelumbinis; plumulanelum bigis) Trong tâm sen cóasparagin NH2COCH2OH(NH2)-COOH và một ít ancaloit chừng 0,06%.Nelumbin là một chất màu trắng, có vị rất đắng, ngọt mặt, tính hàn Có tác

dụng dùng chữa bệnh tim đập nhanh, khó ngủ, mộng tinh, tâm phiền, thổhuyết 10

Theo Võ Văn Chi (1999), tâm sen chứa 0,89 - 1,06% ancaloit gồm 5chất liensinine, soliensinine, nucifein lotusine, disclaurin 3

Năm 2000, Nguyễn Văn Đàn và cộng sự đã phân tích và xác định thànhphần hoá học của tâm sen bao gồm 14 chất trong đó liensine là thành phầnchính chiếm 0,4% Ngoài ra còn có galuteolin, hyperin, rutin (là các flavonoit,stosterol) 1

Ngó sen hay liên ngẫu (Nodus rizomatis Loti) trong ngó sen có asparagin 2%, acginin, trigonelin, tyrozin, etephosphoric, glucoza, vitaminC.Trigonelin trong rợu loãng sẽ kết tinh và ngậm một phân tử nớc, nếu đun ở

1000C sẽ mất nớc Liên ngẫu có tác dụng làm thức ăn, thuốc cầm máu Từ ngósen, củ sen có thể chiết suất ra bột sen 10

Tất cả các công trình nghiên cứu ở trên chỉ mới đề cập đến đặc điểmhình thái thực vật, nguồn gốc phân loại, nơi phân bố và công dụng hoá họccủa cây sen mà cha đề cập đến đặc điểm của môi trờng sống ảnh hởng

đến quá trình sinh trởng và phát triển của cây sen Vì vậy, mục đích của

đề tài nhằm nghiên cứu, đóng góp thêm những dẫn liệu khoa học về môi trờngsống và đặc điểm sinh trởng, phát triển của cây sen ở khu vực Bắc miềnTrung

Chơng 2.

Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu.

2.1 Đối tợng, địa điểm và thời gian nghiên cứu.

Đối tợng nghiên cứu của đề tài là một số đặc điểm sinh trởng, phát triển

của cây Sen (Nelumbo nucifera Gaertn) và một số yếu tố sinh thái có liên

quan đến môi trờng sống của chúng (nớc, đất trồng), tại Hng Nguyên, Nam

Đàn, Nghi Lộc, thành phố Vinh

Đề tài đợc thực hiện từ tháng 3/2003 đến tháng 03/2004

2.2 Nội dung nghiên cứu:

Đề tài đợc thực hiện theo các nội dung sau:

- Phân tích một số thông số về môi trờng nớc và đất nền đáy của các

ao, đầm trồng sen ở Nghệ An

- Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh trởng, phát triển nh: Đờng kính lá,chiều cao cuống lá, đờng kính cuống lá, hàm lợng diệp lục a và b, tốc độ thoáthơi nớc, tốc độ và tỷ lệ nảy mầm của hạt

- Bớc đầu tìm hiểu mối quan hệ giữa sinh trởng, phát triển của cây senvới các yếu tố môi trờng sống

2.3 Phơng pháp nghiên cứu:

2 2.3.1 Phơng pháp thu mẫu:

a Thu mẫu nớc và đất:

- Thu mẫu nớc:

+ Mẫu nớc đợc thu vào chai nhựa PE 2lít ; cố định mẫu xác định lợng

ôxy hoà tan (DO) trong lọ nút mài

+ Mẫu đợc bảo quản trong tủ lạnh ở 40C, phân tích trong 12h

- Thu mẫu đất:

+ Mẫu đất đợc thu vào túi polyêtylen, bảo quản trong phòng thí

+ Xác định nhu cầu oxi hoá sinh học (Biochemical Oxygene Demand BOD5) bằng phơng pháp Winkler.

-+ Xác định nhu cầu oxi hoá hoá học (Chemical Oxygene (COD) bằng phơng pháp Bicromat

Demand-+ Xác định độ cứng, độ kiềm bằng phơng pháp hoá học

+ Xác định NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, sắt tổng số bằng phơng pháp đomàu quang phổ trên máy Spectrophotocolorimeter UV- VIS 1201V của Nhật.[12]

- Môi trờng đất:

+ Xác định đạm dễ tiêu, lân tổng số, lân dễ tiêu và sắt tổng số bằng ph

-ơng pháp đo màu quang phổ trên máy Spectrophotocolorimeter UV-VIS1201V của Nhật

+ Xác định độ chua thuỷ phân theo phơng pháp Sokolop

+ Xác định Ca2+, Mg2+ trao đổi theo phơng pháp chuẩn độ TrilonB.[7]

Các số liệu thu đợc xử lí bằng phơng pháp xác suất thống kê:

x n

-Chơng 3.

Kết quả nghiên cứu và bàn luận

3.1 Đặc điểm môi trờng nớc và đất trong các thuỷ vực trồng sen ở Nghệ An.

- Vùng trồng sen hồng: Xã Nam Cát và xã Hùng Tiến (Nam Đàn), xãNghi Thạch (Nghi Lộc)

- Vùng trồng sen trắng: Cửa Nam thuộc Thành phố Vinh

Kết quả phân tích một số chỉ tiêu về chất lợng môi trờng sống của câysen đợc trình bày trong bảng 1

3.1.1 Môi trờng nớc.

3.1.1.1 Các chỉ tiêu pH, DO và chất hữu cơ

Bảng 1: Kết quả phân tích pH, DO và chất hữu cơ trong nớc các thuỷ vực

COD (mg O2/l) 15,87 10,93 18,22 20,53BOD5(mg O2/l) 12,96 5,76 10,00 15,07Cửa Nam

BOD5(mg O2/l) 20,46 5,28 9,20 15,52Nghi Thạch

- Độ pH: pH là thông số cho biết chiều hớng biến đổi của quá trình

hoá học và sinh học xảy ra trong thuỷ vực pH trong nớc có vai trò rất quantrọng đối với quá trình trao đổi chất và hút khoáng của thực vật Độ pH trongnớc phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân, nhng chủ yếu do sự phân ly H2CO3

trong nớc, hàm lợng axit muối hữu cơ ở đáy thuỷ vực và độ thuỷ phân của cácmuối kim loại nặng Độ pH trong thuỷ vực có thể biến đổi theo ngày đêm do sựbiến đổi của hàm lợng CO2 trong nớc, trong quá trình quang hợp, hay biến đổi

theo độ sâu do sự thay đổi hàm lợng CO2 theo độ sâu, theo mùa do biến đổi củacác quá trình phân huỷ chất hữu cơ liên quan đến hàm lợng CO2 trong nớc.

Độ pH trong thuỷ vực và thực vật có quan hệ qua lại mật thiết Hoạt

động sống ở thực vật (quang hợp, hô hấp) làm thay đổi độ pH của nớc trongthuỷ vực, ngợc lại pH ảnh hởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến hoạt động sống ởthực vật (sinh trởng, hô hấp) Làm thay đổi cân bằng hệ thống hoá học trongnớc ảnh hởng đến quá trình hút khoáng của thực vật

Ví dụ: pH axít của môi trờng làm chuyển hoá Fe+3  Fe+2 tan nhiềutrong nớc gây độc cho thực vật

Qua kết qủa phân tích ở các thủy vực, số liệu thu đợc thống kê trongbảng 1 cho thấy:

ở các thủy vực trồng sen pH thay đổi không nhiều và có giá trị trungtính hoặc hơi kiềm (6,7 - 7,5) Điều đó chứng tỏ rằng sự sinh trởng và pháttriển của sen ảnh hởng không lớn đến chỉ số ion hyđrô của nớc

- Hàm lợng ôxi hoà tan trong nớc (DO) :

Oxi hoà tan có trong thủy vực là từ không khí và từ hoạt động quanghợp của thực vật trong tầng quang hợp Lợng ôxi này sẽ đợc tiêu thụ trong quátrình hô hấp, trong các quá trình ôxi hoá các chất trong thuỷ vực ở nền đáy,

ôxi còn đợc chuyển từ MnO2 khó hoà tan trong nớc lắng xuống đáy, khi mất

ôxi, chất này lại trở thành hợp chất Mn hoà tan, lấy lại ôxi trong nớc rồi lạilắng xuống đáy Mức ôxi hoà tan trong nớc thủy vực phụ thuộc vào hoạt tínhsinh hoá, hoá học và lý học trong nớc Phân tích DO là một trong những chỉtiêu quan trọng đánh giá về sự ô nhiễm của nớc trong thủy vực

Từ kết quả phân tích trong bảng 1 và biểu đồ hình 1 cho thấy: Hàm lợng

ôxi hoà tan trong môi trờng nớc tại các điểm nghiên cứu thay đổi rất rõ néttheo thời gian ở đợt 1 khi sen mới mọc thì hàm lợng ôxi hoà tan cao Khi sensinh trởng và phát triển mạnh (đợt 2,3) thì giá trị này giảm xuống rất thấp, giai

đoạn sen bắt đầu tàn lụi thì hàm lợng ôxi hoà tan lại tăng lên

Hình 1: Sự biến đổi ôxi hoà tan trong nớc các môi trờng trồng sen.

- Hàm lợng chất hữu cơ trong nớc (COD) :

Chất hữu cơ trong thủy vực là nguồn cung cấp dinh dỡng cho thuỷ sinhvật trong đó có thực vật Phần còn lại, lắng đọng xuống nền đáy tạo thànhchất bùn đáy thủy vực Khi lợng chất hữu cơ quá nhiều, quá trình phân huỷtiêu hao nhiều ôxi hoà tan trong thủy vực, gây nên hiện tợng nhiễm bẩn thủyvực hay hiện tợng mất dinh dỡng của thủy vực

Lợng chất hữu cơ trong nớc đợc xác định một cách dán tiếp bằng đơn vịmgO2 /l Chỉ số này đặc trng cho hàm lợng chất hữu cơ của nớc trong thủyvực COD là lợng ôxi cần thiết cho quá trình ôxi hoá hoá học các chất hữu cơtrong mẫu thành CO2 của nớc Ngời ta xác định COD bằng phơng phápbicrômat hay pemanganat

Khi độ ôxi hoá của nớc càng cao chứng tỏ sự nhiễm bẩn hữu cơ của nớccàng lớn Thông số này ở đợt 1 cao nhng giảm xuống rất thấp ở đợt 2 và tănglên ở đợt 3

Ví dụ: ở Nam Cát, đợt 1 là 18,13 mg O2/l, đợt 2 giảm xuống 8,93 mg

O2/l, đợt 3 lại tăng lên 20,86 mg O2/l

Đợt 2 là sen sinh trởng và phát triển mạnh nhất thì COD giảm xuốngthấp nhất Đợt 3 sen đã có biểu hiện tàn lụi thì thông số này lại tăng lên (Bảng

1, hình 2)

Hình 2: Sự biến động chỉ tiêu COD trong nớc các điểm trồng sen.

- Nhu cầu ôxi sinh hoá : (BOD 5 ):

Nhu cầu ôxi sinh hoá là lợng ôxi cần thiết sử dụng trong qúa trình ôxihoá các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật Trong nớc, khi xảy ra quá trình ôxihoá sinh học thì các vi sinh vật sử dụng ôxi hoà tan Vì vậy, việc xác địnhtổng lợng ôxi hoà tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là một chỉtiêu quan trọng để đánh giá ảnh hởng của dòng chảy đối với nguồn nớc

Trong thực tế, ngời ta không thể xác định lợng ôxi cần thiết để phânhuỷ hoàn toàn chất hữu cơ, mà chỉ cần xác định đợc ôxi cần thiết trong 5 ngày

đầu ở nhiệt độ ủ 200C trong phòng tối để tránh qúa trình quang hợp, chỉ tiêu

này ký hiệu là BOD5 Nhu cầu ôxi sinh hoá xác định trong nớc các thủy vựctrồng sen ở Nghệ An đợc trình bày trong bảng 1, hình 3

Hình 3: Sự biến động chỉ tiêu BOD 5 trong nớc các điểm trồng sen.

Qua bảng 1 và hình 3 ta thấy: Cũng nh COD, BOD5 ở đợt 1 có giá trịrất cao nhng đến giai đoạn sen sinh trởng và phát triển mạnh thì giá trị nàygiảm xuống rất thấp Đến khi sen có biểu hiện tàn lụi lại tăng lên và tăng caovào lúc sen tàn lụi

Ví dụ: ở Hùng Tiến đợt 1 BOD5 là 12.96 mgO2 /l, đợt 2 giảm xuống5.76mgO2/l, đợt 3 tăng lên 10,00 mgO2 /l và đợt 4 là 15,00 mgO2 /l

* Nhận xét:

Qua những số liệu trên cho thấy: trong giai đoạn sen sinh trởng và pháttriển mạnh nhất thì hàm lợng ôxi hoà tan, độ ôxi hoá và nhu cầu ôxi sinh hoácủa nớc có giá trị thấp Điều đó đợc giải thích do sự tăng trởng rất nhanh củacây sen, nên các chất dinh dỡng trong đất, trong nớc đợc tập trung và huy

động nhiều Đồng thời cờng độ hô hấp của sen tăng lên rất nhiều, cộng vớimặt nớc bị phủ kín bởi lá sen dẫn đến giảm nhanh lợng ôxi hoà tan trong nớc.Mặt khác do mặt nớc không đợc chiếu sáng đã ảnh hởng tiêu cực tới quá trìnhlàm giàu ôxi trong nớc Kết quả hàm lợng ôxi trong nớc giảm xuống rất thấp

3.1.1.2 Các muối dinh dỡng trong các thuỷ vực trồng sen ở Nghệ An.

Thực vật ở nớc trong quá trình tạo chất hữu cơ từ chất vô cơ, ngoài cácyếu tố C, H, O còn cần nhiều nguyên tố khác nữa Các nguyên tố này ở dạngcác muối hoà tan trong nớc và thờng gọi chung là các muối dinh dỡng Trong

số các nguyên tố chủ yếu cần thiết cho đời sống của thực vật có thể kể: Na, K,

Ca, N, P, Si, Fe, Mg, Mn Đặc biệt quan trọng là nguyên tố N, P cần cho quátrình sinh trởng và phát triển của sinh vật đợc gọi là các chất tạo sinh Cácmuối dinh dỡng có thể có nguồn gốc từ ngoài thủy vực (nguồn muối khoáng

từ đất, chất hữu cơ ngoài thủy vực) và từ các sinh vật trong thủy vực rữa nát, bịphân huỷ rồi đợc vô cơ hoá các quá trình sinh hoá học với sự tham gia của các

vi khuẩn

Hàm lợng muối dinh dỡng thay đổi tuỳ theo từng loại thủy vực, thay đổitheo mùa, theo độ sâu và đợc tính bằng mg/l Hàm lợng muối dinh dỡng thờng

đợc dùng làm căn cứ để đánh giá độ dinh dỡng của thủy vực, nhất là hàm lợng

N, P, đồng thời cho biết tiềm năng sản xuất của thủy vực Khi thủy vực nghèocác muối dinh dỡng thì năng suất sơ cấp của thủy vực sẽ không cao

Chúng tôi đã khảo sát hàm lợng các muối dinh dỡng NH4+, NO3-, NO2-,

PO43-, Kết quả đợc trình bày trong bảng 2

Bảng 2: Hàm lợng các muối dinh dỡng trong nớc các thủy vực

Hình 4: Sự biến đổi hàm lợng NH 4 + trong nớc các thuỷ vực trồng sen.

Qua bảng 2 và hình 4 ta thấy: hàm lợng NH4+ trong các thuỷ vực trồngsen ở đợt 1 và đợt 2 thấp nhng lại tăng vọt lên ở đợt 3 Điều này có liên quan

đến sự sinh trởng và phát triển của cây sen Trong đợt 1 và đợt 2, sen sinh ởng mạnh nên hút NH4+ nhiều, khi chuyển sang giai đoạn già và tàn lụi, senhút NH4+ ít đi

tr-Hàm lợng NH4+ trong các thuỷ vực trồng sen biến động song song vớihàm lợng oxi hoà tan và lợng chất hữu cơ có trong nớc thuỷ vực

- Muối Nitrat (NO 3 - ) :

Nitrat là dạng đạm mà cây hấp thụ nhiều và vận chuyển nhanh Trongmôi trờng pH hơi axit thì cây sử dụng NO3- nhiều hơn Tuy nhiên, điều đó cònphụ thuộc vào giai đoạn sinh trởng và đặc tính sinh lí của từng loài cây mà nó

có thể hút NO3- hay NH4+ NO3- sau khi đợc cây hút vào phải qua một quátrình khử nhờ một hệ thống enzim reductaza thuộc flavoprotein để chuyểnthành NH4+ rồi mới đồng hoá đợc Thờng ở giai đoạn già cây có khả năng

đồng hoá NO3- tốt hơn

Hình 5: Sự biến động hàm lợng NO 3 - trong nớc các thủy vực trồng sen.

Qua bảng 1 và hình 5 ta thấy: Khác với các thông số khác hàm lợng

NO3-trong các thủy vực trồng sen giảm từ đợt 1 đến đợt 4, trong đó đợt 1 đến

đợt 2 giảm mạnh nhất, còn 2 đợt sau giảm ít hơn Điều này có liên quan đến

sự sinh trởng của sen, trong thời gian từ đợt 1 đến đợt 2 là lúc sen tăng trởngmạnh nhất, đạt sinh khối cao và phát triển cơ quan sinh sản nên nhu cầu dinhdỡng rất lớn, do đó hàm lợng NO3- đợc huy động nhiều

Ví dụ: ở Nam Cát đợt 1 NO3- là 1,379 mg/l đến đợt 2 chỉ còn lại 0,759mg/l, đợt 3 là O,512mg/l

- Nitrit (NO 2 - ):

Nitơrit là dạng đạm trung gian giữa NH4+ và NO3- Trong nớc luôn luôn

có sự luân chuyển giữa hai loại đạm này Cây không hút trực tiếp dạng đạm

NO2- Tùy vào điều kiện pH, nhiệt độ và độ thoáng khí của môi trờng mà cácdạng đạm này có hàm lợng khác nhau Khi nhiệt độ cao và thiếu ôxi thì tồn tạidạng NO2-nhiều Sự tồn tại NO2- trong nớc với hàm lợng cao hoà tan không cólợi cho động vật thủy sinh Qua bảng 2 và hình 6, ta thấy đợc sự biến động

NO2- trong nớc ở các thủy vực nghiên cứu

Hình 6: Sự biến động NO 2 - trong nớc ở các thuỷ vực trồng sen.

Ngợc với các thông số khác, ở đợt 2 hàm lợng NO2- trong các thủy vựctăng lên cao nhất và giảm xuống thấp ở đợt 3, đến đợt 4 có sự thay đổi không

đáng kể Theo chúng tôi, ở đợt 2 hàm lợng ôxi ở trong nớc thấp, sen phát triểnmạnh phủ kín mặt nớc, do thiếu ôxi các vi khuẩn kị khí hoạt động mạnhchuyển NH4+ và NO3- về dạng NO2- Sau đó sen tàn dần, hàm lợng ôxi tăng lên

và quá trình ngợc lại diễn ra Kết quả làm giảm nhanh lợng NO2- trong nớc

- Muối phốt phát( PO 4 3- ):

Cùng với nitơ, phospho rất cần cho thực vật, tuy nhiên lợng phospho màcây cần không nhiều nh nitơ Thực vật hấp thu phospho dạng phosphát vô cơthờng là ion hoá trị 1 và 2 nh H2PO4- và HPO42- Sự hấp phụ phospho phụ thuộcvào pH môi trờng Trong điều kiện bình thờng, ion phosphat có trong dungdịch đợc rễ cây hút rất nhanh

Phospho là nguyên tố đa lợng Có vai trò vô cùng quan trọng về nhiềumặt, là thành phần xây dựng nên các hợp chất hữu cơ quan trọng của chấtnguyên sinh nh phospho prôtêin, phospholipit

Phospho có mặt trong các đờng đơn dạng phosphoeste, vitamin (B1,B6),

có vai trò quan trọng trong trao đổi chất và tích luỹ năng lợng nh trong cácnucleotit triphosphát giàu năng lợng ATP, UTP, XTP, GTP Phospho tham giatạo thành một số enzim có hoạt tính sinh học cao quan trọng trong trao đổichất (NAD, NADP, FAD, CoA ), do đó hoạt động của enzim phụ thuộc vào

sự có mặt của P Quá trình tạo phitin bắt buộc phải có P Axit phitin có ýnghĩa đặc biệt trong quá trình trao đổi chất ở thực vật

Đặc biệt, P có tác động thúc đẩy quá trình phát dục, nâng cao khả năngchịu hạn, chịu nóng, chịu rét, chống lốp đổ…Vì vậy P không chỉ ảnh hVì vậy P không chỉ ảnh hởng

đến tốc độ mà cả chiều hớng của quá trình trao đổi chất Thiếu P, trong quátrình sinh trởng và phát triển của cây non bị kìm hãm, bộ rễ phát triển kém,cây chậm lớn, phiến lá hẹp và bé, thân yếu, cây có thể ngừng sinh trởng, quảchín chậm

Đói P thì tốc độ hấp thụ ôxi chậm lại, quá trình phân giải hợp chất hữucơ chứa phospho và polysacarit đợc hoạt hoá, quá trình tổng hợp protein vàcác nucleotit tự do bị ức chế

Vào các giai đoạn sinh trởng và phát triển đầu tiên của cây, tính nhạycảm đối với phospho đợc thể hiện mạnh nhất Thiếu phospho vào các giai

đoạn này kìm hãm rất mạnh sự sinh trởng và phát triển, giảm khả năng chống

đỡ bệnh tật, thân cây yếu và có thể bị chết

Tóm lại có thể nói phospho có vai trò rất quan trọng quyết định sự biến

đổi vật chất và năng lợng, quy định chiều hớng, cờng độ các quá trình sinh ởng, phát triển của cơ thể cũng nh năng suất cây trồng Vì vậy, việc nghiêncứu hàm lợng muối phosphat là một chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá nhu cầudinh dỡng của cây đối với hàm lợng muối này

tr-Qua việc nghiên cứu chỉ tiêu PO43- trong các thủy vực trồng sen cho thấy: Hàm lợng phospho trong nớc phụ thuộc nhiều vào sự phát triển của thựcvật thủy sinh Sự biến động hàm lợng phosphát trong các thủy vực trồng sencũng giống nh ôxi, chất hữu cơ và NH4+ ở đợt 2 hàm lợng phosphát thấp nhất,sau đó tăng cao ở đợt 3 và đợt 4

Ví dụ: ở Hùng Tiến đợt 1 là 2,217mg/l thì đợt 2 còn lại là 0,334mg/l,

sau đó lại tăng cao ở đợt 3 là 3,517mg/l (bảng 2, hình 7)