Tài liệu Tiểu luận chỉ thị sinh học môi trường

1 I. Đặt vấn đề Đất là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là nơi chứ đựng toàn bộ các hệ sinh thái cả tự nhiên và 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 buôc phải đánh giá mức độ ô nhiễm để đưa ra những giải pháp xử lý 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 sủ dụng rộng rãi. Tuy nhiên phương pháp chỉ có thể phản ánh tunhf trạng đất ngay tại thòi 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 trong 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 O2, 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. II. Nội dung 1. Khái niệm a. Khái niệm chỉ thị sinh học môi trường -Sinh vật chỉ thị môi trường mỗi 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 sông .Do đó, sự hiện diện hay không của chúng biểu thị một tình trạng điều kiện sinh thái của môi trường sống nằm trong hay vượt giưới hạn nhu cầu và khả năng chống chịu của đối tượng sinh vật đó. -Mỗi loài sinh vật chỉ thị trong một môi trường nào đó đất, nước, không khí -Đối tượng sinh vật là sinh vật chỉ thị môi trường và cũng có thế là các loài sinh vật hoặc các tập hợp loài. 2 -các điều kiện sinh thái chủ yếu là các yếu tố vô sinh như hàm lượng các chất dinh dưỡng, nhu cầu O2 chất độc và các chất gây ô nhiễm khác. b. Khái niệm mở rộng về sinh vật chỉ thị Sinh vật cảm ứng - SVCT có thể tiếp tục tồn tại trong môi trường ô nhiễm dù có thể biến đổi do tác động của chất ô nhiễm . -Nhờ đặc điểm này của sinh vật cảm ứng mà có thể nhận biết về đặc điểm môi trường. Sinh vật tích tụ (SVTT) - SVCT không bị biến đổi trong môi trường bị ô nhiễm do có khả năng đặc biệt trong việc tích tụ những loại chất gây ô nhiễm nhất định trong mô với hàm lương cao hơn nhiều so với môi trường. -Vì vậy SVTT không chỉ có khả năng chỉ thị cho môi trường nhất định mà còn dễ bị phát hiện hơn qua những phân tích hoá học. -Trong số các sinh vật loại này rêu thường được sử dụng rộng rãi nhất, tảo, thực vật lớn cũng thường được sử dụng, cá và động vật không xương sống cũng có thể sử dụng. 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. c. Khái niệm về môi trường đất Đất là một môi trường sống trung gian, chuyển tiếp với ba 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 diều 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 lọai chất vô cơ và hữu cơ. Các thể trên tạo nên các tính chất đất, bất kỳ sự thay đổi 3 thể của môi trường đất đều có khả năng ảnh hưởng đến những đặc điểm đất 3 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 dang các sinh vật sốngtrong 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 30 cm thường là nơi tập trung sinh sống của 60-80% tổng số lượng động vật có trong môi trường. 2. Cơ sơ của việc sử dụng sinh vật chỉ thị -Thành phần loài của môt quần xã sinh vật được xác định bởi các yếu tố môi trường Vd:thành phần sinh vật sống trong môi trường nước ngọt khác với môi trường nước mặn,… -Tất cả các cơ thể sống đều chịu tác động của các yếu tố môi trường sống, môi trường này cũng có thể bị ảnh hưởng từ moi trường xung quanh, đặc biệt bị tác động bởi các yếu tố vật lí hóa học. -Yếu tố tác động vào môi trường có thể có hay không gây hại cho sinh vật đó,thì sinh vật này có hay không bị loại trừ ra khỏi quần thể, làm nó trở thành sinh vật chỉ thị môi trường. -Hiểu biết về tác động của các yếu tố môi trường lên cơ thể sống có thể xác định được sự có mặt và mức độ có của nhiều chất trong môi trường. Như vậy,cơ sở cho việc sử dụng sinh vật chỉ thị môi trường dựa trên hiểu biết của con người về khả năng chống chịu của sinh vật với các yếu tố của điều kiện sinh thái (yếu tố vô sinh;ánh sáng,nhiệt độ,độ ẩm, chất khí, chất dinh dưỡng…) với tác động tổng hợp của chúng. a. Tác động của các yếu tố vô sinh lên sinh vật -Ánh sáng: Ánh sáng cần cho các hoạt động sống bình thường của động vật,cung cấp một số chất cần thiết cho động vật. -Ánh sáng là năng lượng cung cấp cho quang hợp ở thực vật , cường độ và thời gian tác động của ánh sáng có ảnh hưởng lớn Theo P.Ư Theo P.ứng với A.sáng Sinh vật được chia thành hai nhóm: ưa sáng và ưa tối 4 - 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 thiểu của cây trồng với ánh sáng có thể chia ra cây nhiệt đới , cây ôn đới, cây á nhiệt đới Theo P.Ư của cây trồng với thời gian chiếu sáng có thể chia ra: cây có PƯ 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 luỹ nhiều đường, muối, tăng khả năng giữ nước, thoát hơi nước . Cây non thường chịu lạnh tốt hơn già. - Khi bị nóng động vật có thể toả 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 P.Ư của cây trồng với nhiệt độ có thể chia ra cây nhiệt đới , cây ôn đới, cây á nhiệt đới Nước và ẩm độ -Nước có vai trò rất quan trọng đối vối sinh vật -Phân loại sinh vật theo mức độ phụ thuộc vào nước: - Sinh vật ở nước: cá, thực vật thuỷ sinh. - SV ưa ẩm cao: lúa , cói, lác . - SV ưa ẩm vừa: tếch , các cây họ Bạch đàn , trầu không ... - SV 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 khí Khí quyển cung cấp O2, CO2 cho sinh vật, xử lý một phần các chất khí ô nhiễm . 5 Khi thành phần, tỷ trọng các chất khí trong khí quyển thay đổi, có thể có hại cho sinh vật. - Thực vật có vai trò quan trọng trong xử lý các chất khí gây ô nhiễm môi trường (CO2; SO2) Các chất khoáng hoà tan ( muối) - Chất khoáng có vai trò quan trọng trong cơ thể sinh vật, giúp điều hoà các quá trình sinh hoá, áp suất thẩm thấu của dịch mô và các hoạt động chức năng khác. Sinh vật có khả năng hấp thu chất khoáng khác nhau. - Đối với cây trồng dinhdưỡng khoáng quyết 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 lương (N,P,K), trung lượng(Ca,Mg,S,Si) và vi lượng (Fe,Mn,Cu,Zn,Bo,Mo,Cl) (B.QH) -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. b. Khả năng biến đổi đê thích nghi của sinh vật khi môi trường thay đổi Sự phản hồi của sinh vật đối với tác động từ môi trường Sinh vật phản ứng lên tác động của môi trường bằng hai phương 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 vào sự có hay vắng mặt của các trạng thái môi trường, được xác định và củng cố bởi các yếu tố di truyền. Biến động số lượng Qúa trình biến đổi xảy ra do tác động ngẫu nhiên của các yếu tố môi trường, chủ yếu là do yếu tố thời tiết và khí hậu. 6 có thể ảnh hưởng lên số lượng cũng như chất lượng cá thể trực tiếp hay gián tiếp qua sự thay đổi trạng thái sinh lý của cây, thức ăn, hoạt tính của thiên địch… 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 quàn 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 SV. + 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 tỷ lệ chết trong quần thể - Thay đổi sinh lý và tập tính trong các cá thể - Những khiếm khuyết về hình thái và tế bào trong các cá thể - Sự tích luỹ dần các chất gây ô nhiễm trong các mô của những 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. c. Tính chất của sinh vật chỉ thị 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 SVCT) Đặc điểm phản hồi lên tác động của nhân tố môi trường bằng 2 hình thức chạy trốn hay thích nghi. ( đặc điểm thứ 2 của SVCT) Tính chỉ thị môi trường của SVCT được thể hiện ở các bậc khác nhau: +SVCT- dấu hiệu về sinh lý, sinh hoá, tập tính, tổ chức tế bào của cá thể SVCT. 7 + Quần thể SVCT -cấu trúc quần thể các loài chỉ thị +Quần xã SVCT - một số nhóm sinh vật chỉ thị nào đó ( SV nổi, SV đáy). Nhờ tính chất của SVCT 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 PP lý hoá học -Vai trò của CTSH trong đánh giá môi trường -Sự thiếu hay thừa dinh dưỡng gây ảnh hưởng lớn đến tình trạng sinh trưởng và sức sản xuất của thực vật làm trên lá thực vật xuất hiện những dấu hiệu bất thường có thể quan sát được bằng mắt (Cây còi cọc, vàng lá, màu tía, mất màu, hoại tử). -Ngộ độc làm thực vật có những dấu hiệu dị thường (thấp lùn, lá bị mất màu xanh,vàng lá, hoại tử, cây có thể chết). -Dựa vào những dấu hiệu nêu trên ở thực vật cho phép đánh giá nhanh, rẻ tiền, và hiệu quả về những chất ô nhiễm ở các nồng độ khác nhau -Trong những trường hợp cần thiết, bổ sung phương pháp phân tích đất, nước và thực vật. -Tuy nhiên đối với những chuyên gia CTSHMT không nhất thiết phải tiến hành phân tích thêm - Trong nhiều trường hợp sử dụng CTSHMT còn là bước khởi đầu cho việc sử dụng hiệu quả các PP nghiên cứu và đánh giá môi trường khác. Đặc biệt thông qua việc khai thác khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong sinh vật chỉ thị và giá trị biểu thị tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường lên các sinh vật tích tụ làm cho chỉ thị sinh học MT là chỉ dẫn quan trọng cho việc thực hiện các PP lý hoá học. 3. Sử dụng sinh vật chỉ thị 3.1 Giun đất a. Vai trò của giun đất trong môi trường 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 thường sống ở những khu vực ẩm ướt có nhiều mùn hữu cơ. Chúng có vai trò to lớn đối với ngành nông nghiệp do chúng làm tơi xốp và tăng độ phì nhiêu của đất: chúng vận chuyển các sản phẩm thực vật từ trên mặt đất 8 xuống lớp đất sâu, đào hang làm cho đất thoáng, tạo điều kiện cho các sinh vật khác hoạt động. Giun đất còn làm thức ăn cho gia súc và gia cầm. -Các hạt đất cùng với xác thực vật sau nhiều lần chuyển qua ống tiêu hoá của giun đất được gắn kết rồi ép lại thành các viên đất xốp làm cho dất 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 đẩy nhanh quá trình tạo mùn và khoáng hoá các chất hữu cơ thành các chất dinh dưỡng khoáng nuôi sống cây trồng. Phân giun đất còn là một loại phân bón đa yếu tố với khối lượng lớn có tới 25- 120 tấn/ha/năm, chứa phôtpho; đạm amôn; 1,52% mùn; 0,151% đạm tổng số và 2,37% canxi ôxit, thường trung tính. -Con người đã và đang sử dụng giun đất như một yếu tố biến đổi nhanh độ phì 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 cơ của giun đất hiên có phương pháp sử dụng chúng để xử lý rác thải sinh hoạt khoa học và hiệu quả. b. Giun đất chỉ thị môi trường đất -Xét về thành phần loài và số lượng, là nhóm động vật không xương sống chỉ thị rất tốt cho độ phì nhiêu 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 giống. Xã hội của chúng ta đã thải ra một lượng lớn chất thải. Chất thải này là một nguồn tài nguyên lãng phí. Phần lớn là chất thải hữu cơ, và các phương pháp xử lý như chôn lấp 9 và đốt là không an toàn, trong khi đó giun đã đem lại lợi thế đáng kể về môi trường so với các hình thức xử lý khác. Không có quá trình ô nhiễm môi trường, tiêu thụ năng lượng thấp và gần như 100% các chất hữu cơ sẽ được sử dụng. -Giun đất còn là sinh vật chỉ thị cho nguồn gốc phát sinh và mức độ biến đổi của cảnh quan trong các sinh cảnh tự nhiên thường đặc trưng bằng nhiều loài giun đặc biệt là loài địa phương. -Trong các sinh cảnh nhân tạo số loài giảm sút rõ rệt so với các HST tự nhiên. Thành phần và mật độ tương đối của các loài giun đất trong một vùng là yếu tố chỉ thị để xác định nguồn gốc và các giai đoạn trong diễn thế sinh thái của vùng đó. -Giun đất còn là vật chỉ thị cho tính chất đất -Đối với TPCG đất: Giun quắn (Pheretima posthuma) chỉ thị cho đất cát pha, TPCG 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, chúng đùn phân thành đống ở cửa hang. -Đối với hàm lượng mùn trong đất: Ph. californica và Ph. triastriata có ít trong đất nghèo mùn hơn các loài giun đất khác; -Đối với pH đất: các loại giun Ph. morrisi và Ph. posthuma thường gặp trong đất có phản ứng trung tính , còn Ph. californica và Ph. triastriata thường gặp trong đất có phản ứng chua . - 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. 3.2 Thực vật- chỉ thị cho tình trạng các chất khoáng trong đất -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 và năng suất chất lượng sản phẩm. -Khi cây trồng được cung cấp đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cây sinh trưởng phát triển khoẻ mạnh cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao . 10 -Khi các chất dinh dưỡng có trong đất không đáp ứng đủ hay quá nhiều so với yêu cầu đều tác động xấu đến thực vật. Nhìn chung, thiếu hay thừa chất dinh dưỡng đều làm cho cây trồng phát triển không bình thường, giảm sức sản xuất và gây ra những dấu hiệu không bình thường có thể quan sát được bằng mắt. 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 hoặc ngộ độc. Sinh trưỏng và sức khoẻ thực vật - Có thể đánh giá môi trường đất về tình trạng các chất khoáng và độ phì nhiêu thực tế dựa vào các biểu hiên 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. ngưỡng thiếu ngưỡng đủ ngưỡng độc Hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu - Mối quan hệ giữa sinh trưởng, sức khoẻ thực vật và lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu trong đất. có 3 công cụ để chẩn đoán dinh dưỡng của thực vật: Phân tích đất; Phân tích thực vật và quan sát các dấu hiệu bằng mắt -Quan sát các dấu hiệu bằng mắt là phép thử chất lượng dựa trên các biểu hiện ra bên ngoài hình thái của thực vật, có ưu điểm lớn không đắt tiền và nhanh -Tuy nhiên việc quan sát các dấu hiệu về tỡnh trạng dinh dưỡng ở thực vật thường gặp khó khăn vì: + Nhiều dấu hiệu xuất hiện rất giống nhau. 11 + Sự thiếu hoặc thừa chất dinh dưỡng xảy ra cùng một lúc. + Các loài cây, thậm chí giống của cùng loài cũng khác nhau về khả năng chống chịu, thích ứng với sự thiếu, thừa chất dinh dưỡng. + Ảnh hưởng của các yếu tố gây thiếu, thừa giả tạo. + Những dấu hiệu ngoài đồng khác với những dấu hiệu lý thuyết. 3.3 Chẩn đoán thiếu dinh dưỡng bằng biểu thị trên thực vật a. Những dấu hiệu thiếu dinh dưỡng thông thường -Có thể chia những biểu hiệu thiếu chất dinh dưỡng ra 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 bị 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 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 luỹ 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. 12 Bảng1: Các dấu hiệu đặc trưng ở lá khi thiếu chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng Vị trí trên Màu sắc thực vật mép lá Bệnh vàng lá bị hoại tử N Tất cả các lá Có Vàng các lá và gân lá P Những lá già hơn Không Không Những đốm tim tím K Những lá già hơn Có Có Những đốm vàng Mg Những lá già hơn Có Không Những đốm vàng Ca Những lá non Có Không Các lá bị biến dạng S Những lá non Có Không Lá màu vàng Mn, Fe Những lá non Có Không màu vàng giữa gân lá Những lá non - - Lá biến dạng Không Và dạng lá B, Zn, Cu, Ca, Mo 13 Bảng 2: triệu chứng thiếu và ngưỡng thiếu các nguyên tố vi lượng ở thực vật Nguyên tố bị thiếu Dấu hiệu thiếu Những lá non và B Ngưỡng thiếu hụt (mg/kg) < 15 chồi dị dạng Héo những lá non, Cu <4 Màu vàng giữa gân lá Fe Những lá non nhất có màu vàng ở giữa gân lá < 50 Những đốm, giải màu vàng và tổn thương Mn màu nâu xám bắt đầu < 20 từ những lá non hơn Mo Đỉnh và mép lá bị hoại tử, xoắn tròn, đôi khi có dấu nhăn ở các lá non nhất. <0,1 Zn Các đốm màu trắng vàng giữa gân lá, những lá non nhỏ phát triển rất nhanh < 20 ( Nguồn: Thomas Dierolf, 2001) -Bước đầu để nhận diện các dấu hiệu thiếu dinh dưỡng là xác định vị trí xuất hiện dấu hiệu thiếu dinh dưỡng ở bộ phận nào của thực vật dựa vào đặc điểm chất dinh dưỡng linh động hoặc không linh động . + Các chất dinh dưỡng linh động gồm: N;P;K;Mg và (Mo chất trung gian) 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. Do các chất dinh dưỡng này linh động nên những dấu hiệu quan sát được thường xảy ra trong các lá già và lá ở tán dưới và tác động có thể mang tính tổng thể hoặc phổ biến. 14 + Các nguyên tố không linh động như B; Ca; Cu; Fe; Mn; Ni; S và Zn không có khả năng di chuyển từ bộ phận này đến bộ phận khác và những dấu hiệu thiếu dinh dưỡng thường xảy ra ở những lá non hơn và nằm ở tán trên và có tính định vị. 3.4 Biểu hiện thiếu từng chất dinh dưỡng ở thực vật a. Biểu hiện thiếu những chất dinh dưỡng linh động - Biểu hiện thiếu Nitơ (N) Khi 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 thuỳ theo mức độ thiếu, 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 luợng 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. -Biểu hiện thiếu lân- Phôtpho (P) biểu hiện thiếu lân ở 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; chín muộn; năng suất thấp, phẩm chất hạt kém. các cây thể hiện rõ: Ngô Cây họ đậu Lúa . -Biểu hiện thiếu Kali (K) Sự thiếu kali không xuất hiện nga, Ban đầu chỉ xảy ra giảm sinh trưởng và sau đó , thường xuất hiện trên các lá già trước, lá cây thường bị bị uốn cong, có những đốm hoặc điểm màu vàng rồi úa vàng dọc mép lá , chóp lá chuyển nâu, rồi dần khô dần ở ngoài rìa, dọc theo mép phát triển vào phía trong . -Biểu hiện thiếu Magiê (Mg) 15 Hiện tượng thiếu magiê 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 sinh trưởng cuối của cây. các cây thể hiện rõ: Lúa, ngô, lạc và đậu tương, dứa . -Biểu hiện thiếu Môlipđen (Mo): dấu hiệu thiếu Mo giống những dấu hiệu khi thiếu Một dấu hiệu khác 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. 3.5 Biểu hiện thiếu những chất dinh dưỡng không linh động a) Biểu hiện thiếu lưu huỳnh(S): 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 sáng, 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 kỳ đầu thường xảy ra trong những lá non hơn và trở nên màu xanh sáng đến vàng Các cây thể hiện rõ: Cây bộ đậu, lúa , Đậu tương, lạc, thuốc lá b) Biểu hiện thiếu Bo (B) thiếu B là các lá non có maù vàng và chết các điểm sinh trưởng chính (chồi cuối), rồi bệnh vàng lá sẽ phát triển thành màu nâu tối, lá và thân của các trở nên khô giòn và dị dạng, đỉnh lá dày và xoắn trònthường thấy trên các cây rau: cà rốt nứt nẻ củ, củ cải bị xốp đen, rau cải bắp thối ruột, súplơ có đốm nâu; cây ăn quả có hiện tượng quả hoá bần. c,Biểu hiện thiếu Sắt (Fe) Khi thiếu sắt có dấu hiệu đặc trưng là bệnh vàng giữa gân lá các lá non. Nếu thiếu Fe trầm trọng, toàn bộ lá có màu vàng sáng và hoại tử. Thường thấy trên các cây họ hoà thảo, đậu tương, các cây ăn quả. d.Biểu hiện thiếu Kẽm (Zn) 16 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 thường thấy trên các cây: lúa, ngô, cây AQ có múi, các loại đậu rau. e.Biểu hiện thiếu Canxi (Ca): Thiếu Ca làm rễ cây chậm phát triển. Thiếu nhiều rễ rất ngắn cõy 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 dòn Hiện tượng thiếu canxi thể hiên rõ trên các cây: Lạc, Chuối f.Biểu hiện thiếu Đồng (Cu): Thiếu Cu có màu vàng ở những lá non hơn, hay trắng đầu lá , cây chậm lớn và chín 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: Hoà thảo, cây ăn quả, đặc biệt lúa gạo g.Biểu hiện thiếu Mangan (Mn) khi thiếu Mn tạo dấu hiệu phổ biếnlà màu vàng giữa các gân của những lá non không có ranh giới rõ, đầu tiên là vết nhỏ, rồi lá trở nên loang lổ với các đốm úa vàng và hoại tử Thiếu Mn thường thấy trên các loại rau. 17 3.6 Biểu hiện thừa chất khoáng so với yêu cầu của cây - Sự thừa dinh dưỡng khoáng có thể thể hiện trên cây ở các mức khác nhau - Thừa đến mức ngộ độc thường xảy ra với những dấu hiệu sinh trưởng khác thường, bệnh màu vàng, lá bị nhạt màu và với những đốm hoại tử 18 - Thực vật bị hạn chế hút nguyên tố dinh dưỡng khác, gây ra dấu hiệu thiếu dinh dưỡng tiềm ẩn. a. Biểu hiện thừa các chất đinh dưỡng thiết yếu ở cây 3.6 Biểu hiện thừa chất khoáng so với yêu cầu của cây - Sự thừa dinh dưỡng khoáng có thể thể hiện trên cây ở các mức khác nhau. - Thừa đến mức ngộ độc thường xảy ra với những dấu hiệu sinh trưởng khác thường, bệnh màu vàng, lá bị nhạt màu và với những đốm hoại tử. - Thực vật bị hạn chế hút nguyên tố dinh dưỡng khác, gây ra dấu hiệu thiếu dinh dưỡng tiềm ẩn. a. Biểu hiện thừa các chất đinh dưỡng thiết yếu ở cây Biểu hiện thừa N ở cây -Cây thừa N thân lá có màu xanh đậm, mềm yếu, nhiều nước, phát triển quá mức kéo dài TGST, chín 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 vào điều kiện sinh thái, đặc tính sinh học của cây và kỹ 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 đạm amon. Biểu hiện thừa lân -Thừa photphat tác động gián tiếp đến sinh trươngt thực vật có thể gây nên những dấu hiệu thiếu Zn hay Fe và Mn. - Chưa phát hiện hiện tượng thừa lân đến mức ngộ độc. Biểu hiện thừa kali -Thừa kali tác động gián tiếp đến sinh trưởng thực vật : gây biểu hiện thiếu Mg hay Ca và B. -Chưa phát hiệ hiện tượng thừa K tới mức ngộ độc. Ngộ độc lưu huỳnh 19 S ở 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 vơí ngộ độc lưu huỳnh, 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+. Ngộ độc các nguyên tố vi lượng Các nguyên tố vi lượng, có nhiều khả năng dẫn đến làm ngộ độc thực vật.(bảng 3.5) Bảng 3 : Các dấu hiệu và ngưỡng ngộ độc dinh dưỡng vi lượng ở thực vật Nguyên Dấu hiệu ngộ độc tố Ngưỡng độc hại (mg/kg) Màu vàng và hoại tử B đỉnh và mép lá > 200 Cu Màu vàng và hoại tử lá già, rễ ngắn > 20 Fe Màu đồng thau ở lúa và mất màu tím ở những cây khác > 500 Mn đốm màu nâu trên gân lá, hoại tử từ đỉnh > 500 và mép lá, lá bị xoắn Mo màu vàng - vàng da cam (đôi khi tím),dóng và đốt ngắn. Zn > 1000 > 400 Dấu hiệu giống khi thiếu Fe và Mn. Trong đất thường xảy ra ngộ độc Fe, Mn, B. 20 Triệu chứng ngộ độc Fe -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 khoẻ thường màu đỏ - da cam. -Cây lúa có khả năng chống chịu độc Fe Triệu chứng 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 nghiệp. Triệu chứng ngộ độc B -Đặc điểm Ngộ độc bo thể hiện ban đầu bằng bệnh vàng lá ở đỉnh và mép các lá già, rồi xuất hiện những điểm hình elip màu nâu đen ở những chỗ mất màu xanh, sau trở thành màu nâu. -Ngộ độc Bo có thể do: sử dụng nước ngầm giàu B; đđá mẹ giàu B; sử dụng nhiều B hay nhiều phân ủ phổ biến nhất ở những vùng khô hạn và bán khô hạn.