Tài liệu Nghiên cứu đặc tính chịu mặn của cây sa sâm nam (launaea sarmentosa (willd.) sch.bip. ex kuntze)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THANH TRINH NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CHỊU MẶN CỦA CÂY SA SÂM NAM (Launaea sarmentosa (Willd.) Sch.Bip. ex Kuntze) LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM Đà Nẵng – Năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THANH TRINH NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CHỊU MẶN CỦA CÂY SA SÂM NAM (Launaea sarmentosa (Willd.) Sch.Bip. ex Kuntze) Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN QUANG DẦN Đà Nẵng – Năm 2022 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................3 3. Ý nghĩa của đề tài ...............................................................................................3 4. Bố cục đề tài .......................................................................................................3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................4 1.1. Tình trạng và ảnh hưởng của mặn đến sản xuất nông nghiệp .........................4 1.1.1. Khái niệm về đất nhiễm mặn ....................................................................4 1.1.2. Hiện trạng đất bị nhiễm mặn trên thế giới................................................5 1.1.3. Hiện trạng đất bị nhiễm mặn ở Việt Nam ................................................6 1.1.4. Ảnh hưởng của sự nhiễm mặn đất đến sản xuất nông nghiệp ..................6 1.1.5. Các giải pháp ứng phó với tình trạng đất nhiễm mặn ..............................8 1.2. Ảnh hưởng của mặn đến thực vật ..................................................................10 1.3. Cơ chế chịu mặn của thực vật ........................................................................14 1.3.1. Cơ chế chịu mặn ở cấp độ phân tử, tế bào .............................................14 1.3.2. Cơ chế chịu mặn ở mức độ cơ quan .......................................................19 1.4. Tổng quan về cây Sa sâm nam ......................................................................21 1.4.1. Mô tả và phân bố ....................................................................................21 1.4.2. Công dụng của cây Sa sâm nam .............................................................22 1.4.3. Tình hình nghiên cứu về cây Sa sâm nam ..............................................23 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................................................................................................25 2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................25 2.2. Nội dung nghiên cứu......................................................................................25 2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện mặn khác nhau đến sự nảy mầm của hạt cây Sa sâm nam ...........................................................................25 2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện mặn khác nhau đến sự sinh trưởng của cây Sa sâm nam ..............................................................................25 2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện mặn đến các phản ứng sinh lý, hóa sinh của cây Sa sâm nam ..................................................................................25 2.3. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................26 2.4. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................26 2.4.1. Nảy mầm hạt ..........................................................................................26 2.4.2. Phương pháp trồng cây con ....................................................................27 2.4.3. Phương pháp xử lí mặn ..........................................................................27 2.4.4. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh trưởng .....................................27 2.4.5. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh lý .............................................28 2.4.6. Phương pháp xác định các chỉ tiêu sinh hóa ..........................................30 2.4.7. Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lí số liệu ......................................31 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................32 3.1. Ảnh hưởng của mặn đến nảy mầm của hạt Sa sâm nam ...............................32 3.2. Ảnh hưởng của mặn đến sinh trưởng của cây Sa sâm nam ...........................35 3.3. Các phản ứng sinh lý của cây Sa sâm nam trong điều kiện mặn ...................41 3.4. Ảnh hưởng của mặn đến các yếu tố sinh hóa của cây Sa sâm nam ...............48 3.5. Cơ chế chịu mặn của cây Sa sâm nam ...........................................................51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................54 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC ẢNG I U Số hiệu bảng biểu Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Tên bảng Ảnh hưởng của mặn đến tỉ lệ nảy mầm của hạt Sa sâm nam Ảnh hưởng của mặn đến các chỉ tiêu sinh trưởng của Sa sâm nam sau 14 ngày xử lí Ảnh hưởng của mặn đến hàm lượng nước tương đối của cây Sa sâm nam. Ảnh hưởng của mặn đến độ rò rĩ chất điện phân của lá cây Sa sâm nam Ảnh hưởng của mặn đến các thành phần quang hợp của lá Sa sâm nam Ảnh hưởng của mặn đến hàm lượng proline và polyphenol tổng số của lá cây Sa sâm nam Trang 33 37 42 44 46 49 DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu hình vẽ Hình 1.1 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Tên hình ảnh Cây Sa sâm nam mọc tại các vùng đất cát ven biển Đà Nẵng. Tỉ lệ nảy mầm của hạt Sa sâm nam ở các điều kiện mặn khác nhau. Ảnh hưởng của mặn đến tốc độ nảy mầm của hạt Sa sâm nam. Khối lượng của cây Sa sâm nam ở các nồng độ mặn khác nhau sau 14 ngày xử lí. Trang 22 33 35 36 Hình 3.4 Khối lượng của chồi cây Sa sâm nam ở các nồng độ mặn khác nhau sau 14 ngày xử lí. 38 Hình 3.5 Khối lượng rễ Sa sâm nam ở các nồng độ mặn khác nhau sau 14 ngày. 39 Hình 3.6 Sinh trưởng của Sa sâm nam ở các nồng độ mặn khác nhau sau 14 ngày. 40 Hình 3.7 Ảnh hưởng của mặn đến hàm lượng nước tương đối của cây Sa sâm nam 43 Hình 3.8 Ảnh hưởng của mặn đến độ rò rĩ chất điện phân của lá cây Sa sâm nam. 44 Hình 3.9 Ảnh hưởng của mặn đến Hàm lượng Chlorophyll a, b, tổng số và carotenoid của cây Sa sâm nam sau 7 ngày xử lí mặn. 47 Hình 3.10 Ảnh hưởng của mặn đến Hàm lượng Chlorophyll a, b, tổng số và carotenoid của cây Sa sâm nam sau 14 ngày xử lí mặn. 47 Hình 3.11 Ảnh hưởng của mặn đến hàm lượng proline và polyphenol tổng số của lá cây Sa sâm nam. 49 Hình 3.12 Ảnh hưởng của mặn đến hoạt độ enzyme catalase của lá cây Sa sâm nam sau 7 ngày. 51 Hình 3.13 Các cơ chế chịu mặn có thể đã đóng góp đến sự chống chịu mặn ở cây Sa sâm nam. 53 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đất nhiễm mặn được định nghĩa bởi sự có mặt của muối (chủ yếu là NaCl) trong đất vượt một ngưỡng nồng độ mà các loài thực vật trên cạn có thể tồn tại được (Đỗ Hữu Ất, 2005; Bùi Chí Bửu và cs., 2000). Với sự có mặt ở nồng độ cao ở trong môi trường, muối sẽ gây ức chế đến sự sinh trưởng và phát triển của cây. Các loài thực vật có khả năng chống chịu khác nhau, bằng các cơ chế chống chịu dựa vào những thay đổi sinh lý và sinh hóa ở các mức độ tế bào hoặc cơ quan, đối với điều kiện mặn. Phần lớn các cây trồng nông nghiệp hiện nay là những loài nhạy cảm với mặn, sự sinh trưởng của cây bị tác động với nồng độ mặn rất thấp (dưới 70 mM NaCl). Biến đổi khí hậu toàn cầu đang ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất nông nghiệp của nhiều quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam, biến đổi khí hậu đã làm tăng đáng kể diện tích đất nhiễm mặn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp của nhiều tỉnh thành. Năm 1992, theo thống kê diện tích đất ngập mặn toàn quốc khoảng 494.000 ha và tăng lên 606.792 ha vào năm 2000 (Đỗ Hữu Ất, 2005). Đặc biệt, trong điều kiện khí hậu toàn cầu đang thay đổi, hiện tượng băng tan ở hai cực, hệ lụy của nó là nước biển dâng đang đe dọa các vùng đất canh tác thấp ven biển. Như vậy, đất nhiễm mặn là một trong những yếu tố chính gây khó khăn cho chiến lược phát triển sản lượng các loại nông sản và ảnh hưởng đến mục tiêu đảm bảo an ninh lương thực. Chính phủ của các quốc gia bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn đã có nhiều chính sách để thúc đẩy việc nghiên cứu các giải pháp nhằm duy trì năng suất nông nghiệp trong điều kiện xâm nhập mặn. Một trong những giải pháp đang được chú trọng hiện nay là khai thác và phát triển những loài cây trồng mới từ tự nhiên, có khả năng duy trì sự sinh trưởng trong điều kiện mặn. Các nghiên 2 cứu trước đây cho thấy nhiều loài cây trồng chịu mặn (Lúa mạch, dừa, củ cải đường..) đã được ứng dụng và trở thành những cây trồng mới thay thế hoặc kết hợp có hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp tại những vùng bị xâm nhập mặn ở một số quốc gia như Úc, Nhật Bản,… Các kết quả nghiên cứu cho thấy các loài thực vật có môi trường sống là các đầm lầy hoặc các vùng đất cát ven biển là những đối tượng tiềm năng và cần được nghiên cứu. Tuy nhiên, số lượng các loài thực vật được nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất nông nghiệp vẫn chưa được chú trọng và quan tâm đầy đủ. Sa sâm nam (Launaea sarmentosa) là một loài thực vật có hoa thuộc họ Cúc. Sa sâm nam là được người dân địa phương ở các vùng ven biển sửu dụng như là một loại rau. Trong y học cổ truyền và hiện đại, cây Sa sâm nam còn được sử dụng như một loại thảo dược dùng để tăng cường sức khỏe và hỗ trợ điều trị nhiều căn bệnh (Lê Thị Thêm và cs., 2019; Yusriya S và cs., 2011). Các nghiên cứu dược tính cho thấy loài cây này có chứa nhiều thành phần hợp chất quý, có hoạt tính sinh học như alkaloids, amino acids, carbohydrates, glycosides, tannin, and steroids (Yusriyya Salih và cs., 2013). Trong tự nhiên, cây Sa sâm nam phân bố chủ yếu ở các vùng đất cát ven biển. Ở Việt Nam, loài cây này có mặt ở các vùng đất cát từ Quảng Ninh, Hải Phòng vào đến Đồng Nai... Môi trường sống tự nhiên cho thấy cây Sa sâm nam có khả năng chống chịu với những điều kiện mặn nhất định, và có khả năng phát triển thành một loài cây trồng tiềm năng cho các vùng đất nông nghiệp bị nhiễm mặn. Tuy nhiên, các nghiên cứu về đặc tính chịu mặn của cây Sa sâm nam vẫn chưa được đề cập. Chính vì vậy, trong nghiên cứu hiện tại, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc tính chịu mặn của cây Sa sâm nam (Launaea sarmentosa (Willd.) Sch.Bip. ex Kuntze)” nhằm cung cấp những thông tin hữu ích và cơ sở cho việc phát triển một loài cây trồng mới thích ứng với sự xâm nhập mặn. 3 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu tổng quát Đánh giá được một số đặc tính liên quan đến sự chịu mặn của cây Sa sâm nam. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được khả năng nảy mầm dưới các điều kiện mặn khác nhau của hạt cây Sa sâm nam. - Xác định được ảnh hưởng của các điều kiện mặn khác nhau đến sinh trưởng và khả năng chịu mặn của cây Sa sâm nam. - Xác định được phản ứng sinh lý và hóa sinh của cây Sa sâm nam dưới các điều kiện mặn khác nhau. - Xác định được kiểu cơ chế chịu mặn của cây Sa sâm nam. - Đánh giá được sự sự ảnh hưởng của các điều kiện mặn đến sự tích lũy hợp chất polyphenol tổng số trong cây Sa sâm nam. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp dữ liệu khoa học mới về đặc tính chịu mặn của cây Sa sâm nam. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở để phát triển cây Sa sâm nam trở thành một giống cây trồng mới có khả năng thích ứng với các điều kiện mặn, góp phần vào việc duy trì bền vững sản xuất nông nghiệp tại những vùng đất canh tác bị nhiễm mặn ở Việt Nam. 4. Bố cục đề tài Luận văn gồm 3 chương: Chƣơng 1. Tổng quan tài liệu. Chƣơng 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu. Chƣơng 3. Kết quả và biện luận. 4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình trạng và ảnh hƣởng của mặn đến sản xuất nông nghiệp 1.1.1. Khái niệm về đất nhiễm mặn Đất nhiễm mặn là loại đất có chứa nhiều cation Na+ hấp phụ trên bề mặt keo đất và trong dung dịch đất (Đỗ Hữu Ất, 2005; Bùi Chí Bửu và cs., 2000) Sự hình thành đất nhiễm mặn do 2 nguyên nhân chủ yếu là ảnh hưởng của nước ngầm hay do ảnh hưởng của nước biển mặn theo trủy triều tràn vào. Trong bảng phân loại về đất mặn của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, đất được chia thành đất không mặn, mặn ít, mặn trung bình, mặn nhiều và đất muối. Đất không mặn chứa lượng muối hoà tan ít hơn 0,15 %, mặn ít từ 0,15- 0,35 %, mặn trung bình từ 0,35 – 0,65 %, mặn nhiều từ 0,65 – 1,00 % và đất muối có chứa lượng muối hòa tan lớn hơn 1,0 %. Nếu coi toàn bộ muối trong đất mặn là NaCl để biểu diễn độ mặn thông qua nồng độ NaCl như đối với độ mặn của nước biển, sự phân chia về độ mặn của đất có thể biểu thị bằng nồng độ mol/l của NaCl như sau: Đất muối chứa lượng muối hòa tan lớn hơn 170 mM/l là đất muối, mặn nhiều từ 110 – 170 mM/l, mặn trung bình từ 60 – 110 mM/l, mặn ít từ 25 – 60 mM/l và đất không mặn chứa lượng muối hòa tan ít hơn 25 mM/l (Jan Kotuby – Amacher và cs., 2000). Hạn chế của đất nhiễm mặn: - Đất có thành phần cơ giới nặng. Tỉ lệ sét từ 50 - 60 %. Đất chặt, thấm nước kém. Không bị ướt, dẻo dính. Khi bị khô đất co lại, nứt nẻ, rắn chắc, khó làm đất. - Đất chứa nhiều Na+ dưới dạng muối tan NaCl, Na2SO4 nên áp suất thẩm thấu dung dịch đất lớn làm ảnh hưởng tới quá trình hút nước và dinh dưỡng cây trồng. - Đất có phản ứng trung tính hoặc hơi kiềm. 5 - Hoạt động của vi sinh vật yếu. 1.1.2. Hiện trạng đất bị nhiễm mặn trên thế giới Theo một số nghiên cứu, đất nhiễm mặn chiếm khoảng 7% (952,1 triệu ha) diện tích đất trên toàn thế giới và phân bố trên các châu lục, các vùng khí hậu và các quốc gia (OECD và FAO, 2013). Quá trình nhiễm mặn là một xu hướng suy thoái đất nông nghiệp khá phổ biến hiện nay trên phạm vi toàn thế giới, đặc biệt là những vùng đất trồng màu có tưới. Thâm canh cao trong nông nghiệp thường gắn liền với việc tăng cường nước tưới, mà trong nước tưới bao giờ cũng có muối. Theo Glassmi (1995) giả sử nước tưới có chứa 500 mg muối/l thì cứ 1000 m3 nước tưới để lại cho đất 0,5 tấn muối. Trong khi đó nước tưới cho nông nghiệp trong 1 năm là 5000 đến 10.000 m3/ha. Như vậy trong một năm nước tưới mang vào đất lượng muối là 5 tấn/ha. Olademan và các cs cho biết 76 triệu ha đất nông nghiệp trên thế giới đã bị mặn hóa, trong đó Châu Á là 2,7 triệu ha (69%), Châu Phi là 14,8 triệu ha (19%) và Châu Âu là 3,8 triệu ha (5%). Theo số liệu của FAO, hơn 80 triệu ha đất được tưới bị ảnh hưởng mặn ở mức độ khác nhau, hơn 30 triệu ha đất được tưới bị mặn đê dọa nghiệm trọng, hàng năm có them khoảng 1,5 triệu ha đất được tưới bị hủy hoại vì ứng và nhiễm mặn. Một số nước có tỉ lệ đất bị nhiễm mặn cao như Mỹ (28%), Trung Quốc (23%), Pakistan (21%). Thông báo đầu tiên về đất mặn trên thế giới do F.Massound thực hiện theo bản đồ đất thế giới của FAO/UNESCO. Thông báo về đất mặn ở các nước Châu Âu theo tài liệu công bố của Szabolls (1974;1979). Szabolls (1979) cũng đưa ra bản đồ phân bố của hầu hết các đại lục. Tổng diện tích đất mặn trên thế giới là 351.560.160 ha, phân bố nhiều nhất Cháu Á 195.006.300 ha (55,49%). Cụ thể như khoảng 10% diện tích của vành đai lúa mì ở miền Tây nước Úc - 1,8 triệu héc ta - đã bị nhiễm mặn. Cùng tình trạng đó là 710.000 héc ta ở 6 miền Nam và miền Đông. Cái giá phải trả hàng năm cho hiểm họa này là 130 triệu AUD trong việc thất thu sản lượng hoa màu, 100 triệu AUD trong việc tổn thất về cơ sở hạ tầng, và 40 triệu AUD trong việc mất các tài nguyên môi trường. Các nhà khoa học đánh giá rằng có khoảng 12,5 triệu héc ta, trong đó có một số vùng cho năng suất cao nhất nước, sẽ nằm trong vùng đất khô ngập mặn. Riêng trong vùng châu thổ Murray - Darling - khu vực có sản lượng nông nghiệp quan trọng nhất nước Úc - một điện tích từ 3 đến 5 triệu héc ta có khả năng sẽ bị ảnh hưởng. 1.1.3. Hiện trạng đất bị nhiễm mặn ở Việt Nam Đất bị nhiễm mặn ở Việt Nam có diện tích khoảng 1 triệu ha (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên và R.H. Howeler, 2003), chiếm 3% diện tích đất tự nhiên cả nước. Trong đó, hai vùng nhiễm mặn tập rung chủ yếu là châu thổ lớn Đồng bằng sông Cửu Long, Đồng bằng sông Hồng. Ảnh hưởng của nước biển ở vùng cửa sông vào đất liền Đồng bằng Sông hồng chỉ khoảng 15km, nhưng ở Đồng bằng sông Cửu Long lại có thể xâm nhập tới 40 – 50 km (FAO, 2000). Các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long như: Sóc Trăng, Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Và Mau, Kiên Giang đều bị nhiễm mặn. Đất mặn cố diện tích là 744.000 ha, chiếm 18,9 % làn hạn chế tăng vụ và tăng năng suất của vùng. Các vùng nhiễm mặn ở đồng bằng sông Hồng thuộc các tỉnh như: Thái Bình, Hải Phòng, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa. Dọc theo ven biển các tỉnh miền Trung đất cũng bị nhiễm mặn như: Hà Tĩnh có khoảng 17.979 ha, Quảng Bình có hơn 9.300 ha bị nhiễm mặn và Ninh Thuận có gần 2300 ha đất bị nhiễm mặn. 1.1.4. Ảnh hưởng của sự nhiễm mặn đất đến sản xuất nông nghiệp Ở Việt Nam cũng như nhiều khu vực trên thế giới, vấn đề nhiễm mặn đất là một trong những nhân tố môi trường chính gây hạn chế hiệu quả của canh tác nông nghiệp (Gregorio, 1997; Allakhverdiev và cs., 2000; Rui và Ricardo, 7 2017). Có khoảng 10% trong số 7 × 109 ha đất trồng trọt trên thế giới bị nhiễm mặn và diện tích này đang có xu hướng tăng nhanh do ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng của vấn đề biến đổi khí hậu. Mặt khác, vấn đề thiếu nước tưới do hạn hán, sử dụng nhiều nước ngầm ở khu vực gần biển và chất lượng nước tưới thấp phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới đã và đang dẫn đến sự tích lũy muối trong đất ngày càng tăng (Rui và Ricardo, 2017). Ở Việt Nam, đất mặn có nguồn gốc chủ yếu là do bị nước biển xâm lấn, đất bị nhiễm mặn, đất mặn chiếm phần diện tích tương đối lớn – khoảng 2 triệu ha, khoảng 6% diện tích đất tự nhiên, đặc biệt là các vùng đồng bằng thấp, ven biển như các vùng đồng bằng ven biển ở Hải Phòng, Nam Định, Huế,… và khu vực đồng bằng sông Cửu Long – các vùng Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, ảnh hưởng xấu đến việc canh tác, năng suất cây trồng của nhân dân. Trong quá trình sản xuất nông nghiệp nói chung, cây trồng nói riêng, đất bị nhiễm mặn thường ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất trong đất, lầm cho cây trồng hấp thụ kém. Việc dư thừa muối trong đất đã làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch đất. Cây lấy được nước và chất khoáng từ đất khi nồng độ muối tan trong đất nhỏ hơn nồng độ dịch bào của rễ, tức áp suất thẩm thấu và sức hút nước của rễ cây phải lớn hơn áp suất thẩm thấu và sức hút nước của đất. Nếu độ mặn của đất tăng cao đến mức sức hút nước của đất vượt quá sức hút nước của rễ thì chẳng những cây không lấy được nước trong đất mà còn mất nước vào đất. Cây không hấp thu được nước nhưng quá trình thoát hơi nước của lá vẫn diễn ra bình thường làm mất cân bằng nước gây nên hạn sinh lý. Ở những vùng khô hạn và bán khô hạn lượng mưa rất thấp (200 – 500 mm/năm), nền nông nghiệp có tưới và cần tưới là phổ biến. Do việc quản lí đất và dùng nguồn nước bị nhiễm mặn, nền tầng đất mặt bị nhiễm mặn, như vậy do tác động nhân sinh đã làm mặn hóa tầng đất mặt. 8 Đất bị nhiễm mặn làm ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, cụ thể: tổng diện tích lúa thiệt hại từ cuối năm 2015 đến này là gần 139.000 ha; trong đó, 86.000 ha thiệt hại trên 70% năng suất (chiếm 62%), 43.000 ha thiệt hại từ 30- 70% năng suất (chiếm 31%) và 9.800 ha thiệt hại dưới 30% năng suất (chiếm 7%). Các tỉnh bị thiệt hại nhiều là Cà Mau: 49.343 ha, Kiên Giang: 34.093 ha, Bạc Liêu: 11.456 ha và Bến Tre: 13.844 ha. Trong thời gian tới, nhiều diện tích lúa Đông Xuân sẽ tiếp tục được thu hoạch (hiện tại đã thu hoạch được hơn 40% diện tích); do vậy, diện tích bị ảnh hưởng của hạn hán sẽ không nhiều, dự kiến khoảng 46.000 ha. Đối với vụ Hè Thu 2016, nếu tình hình khô hạn tiếp tục kéo dài đến tháng 6/2016, toàn vùng sẽ có khoảng 500.000 ha không xuống giống đúng thời vụ do thiếu nước, chiếm hơn 40% diện tích của các tỉnh ven biển và khoảng gần 30% diện tích gieo trồng toàn khu vực. 1.1.5. Các giải pháp ứng phó với tình trạng đất nhiễm mặn Nhìn chung đất mặn có độ phì tiềm tàng khá, nhưng do chứa nhiều muối tan, tính chất vật lý, hóa học, tính chất sinh vật học của đất xấu, nên phần lớn không trồng trọt được hoặc có trồng trọt nhưng năng suất không cao. Những kết quả nghiên cứu ở nước ta và trên thế giới đã chứng minh: đất mặn có thể cải tạo thành đất trồng trọt tốt, cho năng suất cao không kém các loại đất khác. Vì vậy việc cải tạo được đất mặn sẽ là nguồn tài nguyên tiềm tàng, là đối tượng mở rộng diện tích canh tác. Tùy theo điều kiện khí hậu, điều kiện thủy văn địa chất, tùy theo độ mặn và tính chất vật lý, hóa học của từng loại đất cụ thể, đất mặn có thể cải tạo bằng một trong những biện pháp sau đây: * Biện pháp cơ học: cạo muối Dùng biện pháp cơ học để loại bỏ muối tích lũy trên mặt đất. Đây là phương pháp đơn giản và kinh tế nhất để cải tạo đất mặn nếu khu đất cải tạo 9 có diện tích nhỏ như: mảnh đất vườn, một miếng đất ngoài đồng. Việc cạo muối chỉ cải thiện sự phát triển của thực vật một cách tạm thời vì muối sẽ lại được tích lũy (Đào Xuân Học và cs., 2005). * Biện pháp thủy lợi: rửa mặn Rửa mặn bằng nước hay nước tưới là biện pháp duy nhất để loại bỏ muối thừa ra khỏi đất. Phương pháp này có hiệu quả nếu việc tiêu nước thuận lợi vì nó sẽ hạ thấp mực nước ngầm và loại bỏ muối khỏi các vị trí chứa nhiều muối. Để thực hiện biện pháp này cần thực hiện xây dựng hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh để nước vào cánh đồng tưới để rửa mặn và từ đó tiêu nước đi. Việc rửa mặn được tiến hành theo nhều mùa, tùy theo điều kiện và nguồn nước ngọt có sẵn. Song việc rửa mặn cần tiến hành tiêu nước ngầm, hạ thấp mực nước ngầm tới mức cho phép (Đào Xuân Học và cs., 2005). * Biện pháp canh tác Sử dụng kỹ thuật canh tác thích hợp như cày sâu không lật, xới nhiều lần, cắt đứt mao quản làm cho muối không bốc lên mặt ruộng. Cải tạo đất bằng luân canh cơ cấu cây trồng, vật nuôi. Trên các vùng đất mặn vùng sát biển nhất thì nuôi trồng thủy sản, tiếp theo là trồng cói và các cây chịu mặn, trong cùng là trồng lúa. Từ thực tiễn luân canh cơ cấu cây trồng vật nuôi ở các tỉnh ven biển miền Bắc người ta đã đút kết kinh nghiệm: ―lúa lấn cói, cói lấn cá, cá lấn biển‖ (Đào Xuân Học và cs., 2005). * Biện pháp phân bón Phân hữu cơ có tác dụng rất tốt đối với đất mặn ngoài giá trị cung cấp dinh dưỡng, phân hữu cơ dần dần cải thiện kết cấu đất. Một số loại cây phân xanh phát triển tốt trên đất mặn như bèo dâu, điền thanh hạt tròn... nên phát triển những cây này ở những vùng đất mặn (Lê Văn Khoa và cs., 2003). 10 Ðối với phân khoáng nên tăng cường các nguyên tố N, P, K cho phù hợp với từng loại cây trồng, trong đó chú ý quan tâm đến phân lân, yếu tố dinh dưỡng hạn chế đối với cây trồng. * Biện pháp sinh học Chọn và lai tạo các loại cây trồng, các giống cây chịu mặn, điều tra, nghiên cứu và đề xuất các hệ thống cây trồng, vật nuôi thích hợp trên vùng đất nhiễm mặn. Trồng rừng trên đất nhiễm mặn, bảo vệ rừng ngập mặn và các hệ sinh thái rừng ngập mặn (Lê Văn Khoa và cs., 2003). 1.2. Ảnh hƣởng của mặn đến thực vật Các loài thực vật nói chung đều chịu tác động của mặn. Ảnh hưởng trực tiếp của muối lên quá trình sinh trưởng của cây là do: Làm giảm thế năng thẩm thấu của dung dịch đất từ đó làm giảm nước tự do trong đất. Phá huỷ cấu trúc vật lí của đất do đó ảnh hưởng đến tính thấm nước và sự thông khí của đất bị giảm. Tăng nồng độ các ion có thể sẽ ức chế trao đổi chất ở thực vật (đặc biệt là các ion gây độc và sự thiếu hụt chất khoáng). Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu và các ion gây độc đến năng suất cây trồng rất khó để định lượng. Tuy nhiên, với hầu hết các loại cây trồng, sự suy giảm năng suất do áp suất thẩm thấu có thể rất nặng nề trước khi biểu hiện ra thành các hư hại trên bộ lá. Mặn là nguyên nhân gây ra ảnh hưởng của ion và áp suất thẩm thấu lên cơ thể thực vật và gần như các phản ứng của thực vật được biết đều liên quan đến hai quá trình này (Dubey và cs., 1997). Phản ứng chung nhất của thực vật đối với muối là giảm sinh trưởng (Ghoulam và cs., 2002). Các tác động áp suất thẩm thấu của muối lên thực vật thể hiện là làm tăng nồng độ của các chất tan xung quanh vùng rễ. Khi thế nước của đất quá thấp, thực vật sẽ không có khả năng lấy nước từ đất. Vì vậy, một số loại khi bị stress muối