Đa dạng thành phần loài vi tảo trong ruộng lúa vụ thu đông ở huyện chợ mới tỉnh an giang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ – MƠI TRƯỜNG ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LỒI VI TẢO TRONG RUỘNG LÚA VỤ THU ĐÔNG Ở HUYỆN CHỢ MỚI, TỈNH AN GIANG I TH MAI PHỤNG AN GIANG, THÁNG NĂM 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ – MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP KHOA ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO NỔI TRONG RUỘNG LÚA VỤ THU ĐÔNG Ở HUYỆN CHỢ MỚI, TỈNH AN GIANG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: B I TH MAI PHỤNG NHÓM NGHIÊN CỨU: DƯƠNG MAI LINH VÀ NGUYỄN TH YẾN TRINH AN GIANG, THÁNG NĂM 2017 CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG Đề tài nghiên cứu khoa học “Đa dạng thành phần loài vi tảo ruộng lúa vụ Thu Đông huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang” Bùi Thị Mai Phụng (làm chủ nhiệm), Dƣơng Mai Linh (tham gia) công tác Khoa Kỹ thuật – Công nghệ – Môi trƣờng, Trƣờng Đại học An Giang Nguyễn Thị Yến Trinh (tham gia) sinh viên ngành Khoa học Mơi trƣờng khóa 39, Trƣờng Đại học Cần Thơ thực Chủ nhiệm đề tài báo cáo kết nghiên cứu đƣợc Hội đồng Khoa học Đào tạo Trƣờng Đại học An Giang thông qua ngày 01 tháng năm 2017 Thƣ ký - Phản biện Phản biện Chủ tịch Hội đồng i LỜI CẢM TẠ Xin trân trọng gửi lời cám ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học An Giang hỗ trợ kinh phí để tác giả thực nghiên cứu Đồng thời, xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Ban Quản lý Khu thí nghiệm – thực hành Trƣờng tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu có hội sử dụng máy móc, thiết bị phịng thí nghiệm Tiếp đến, nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến chủ hộ Huỳnh Trung Dung – ấp Long Hịa 1, xã Long Kiến, huyện Chợ Mới tận tình hỗ trợ đất canh tác, cung cấp kỹ thuật canh tác lúa hỗ trợ công tác thu mẫu Sau cùng, nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn em sinh viên lớp DH14QM hỗ trợ công tác thu mẫu trƣờng suốt thời gian thực nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn tất cả! ii TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu đánh giá đa dạng loài xác định loài vi tảo ưu ruộng lúa thâm canh khu vực đê bao khép kín khơng xả lũ 17 năm huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang vào vụ Thu Đông năm 2016 Tiến hành khảo sát thành phần loài số lượng vi tảo ruộng trồng lúa, ruộng có diện tích 1.000 m2 Các ruộng tương đồng điều kiện đất đai kỹ thuật canh tác Mẫu tảo thu sau đợt bón phân cho lúa Sử dụng phương pháp hình thái so sánh để định danh loài Qua đợt khảo sát cho thấy, ruộng lúa có diện 91 loài vi tảo, thuộc 34 giống, 17 họ, bộ, ngành Gồm có 26 lồi tảo mắt, 26 lồi tảo lục, 24 loài tảo khuê 15 loài vi khuẩn lam Trong đó, số lồi tảo diện kênh có 37 lồi tảo mắt chiếm tỷ lệ cao (16/37) nước thải sinh hoạt, nước thải chăn ni bị, vịt… khu vực đê góp phần làm gia tăng nồng độ chất dinh dưỡng nước kênh Xà Mách nên nước kênh có dấu hiệu bị nhiễm chất hữu Ứng dụng phương pháp kiểm định phi tham số Kruskal − Wallis phần mềm thống kê SPSS 20.0 để so sánh khác biệt số lượng tảo/L đợt bón phân ngày sau bón phân Kết cho thấy, có chênh lệch số lượng tảo (cá thể/L) diện ruộng lúa đợt bón phân Tổng số lượng tảo xuất cao đợt (giai đoạn làm đòng, 56-60 NSS), sau đợt (giai đoạn sau sạ, 11-13 NSS), đợt (giai đoạn đâm chồi, 26-30 NSS) đợt (giai đoạn đứng cái, 36-40 NSS) Nhưng khơng có chênh lệch tổng số lượng tảo (cá thể/L) ngày 2, sau bón phân Khi xét riêng ngành tảo, tảo khuê có số lượng cao giai đoạn sau sạ đến đâm chồi, cịn tảo mắt có số lượng nhiều giai đoạn làm đòng Bên cạnh đó, cịn xác định lồi tảo chiếm ưu ruộng lúa, có lồi tảo khuê thuộc giống Navicula loài tảo mắt giống Euglena Mức ưu đạt từ 13,8-55,6% Kết tính tốn số phong phú lồi Margalef (d) cho thấy, số loài tảo diện ruộng lúa đánh giá mức độ đa dạng phong phú, số phong phú dao động từ 7,711,7 Thời tiết mưa nhiều vụ Thu Đông ảnh hưởng đến thành phần loài số lượng tảo xuất ruộng lúa Đồng thời, làm giảm suất lúa cách rõ rệt Tuy nhiên, việc bón phân lân cho lúa chưa góp phần giúp gia tăng số lượng tảo ruộng lúa cách rõ rệt trời mưa Từ khóa: số phong phú loài Margalef, huyện Chợ Mới, phiêu sinh thực vật, ruộng lúa thâm canh, vụ Thu Đông, vi tảo iii ABSTRACT Objectives of this study was to evaluate species diversity and exanimate dominant species of micro-algae in intensive rice fields in the full-dyke area of Cho Moi district, An Giang province, in Autumn Winter crop of 2016 (in full-dyke system for more than 17 years) To survey species composition and cell density of microalgae in three rice fields, 1000 m2 each These fields are similar in land conditions and cultivation techniques Algae samples were collected after each application of fertilizer for rice Use morphological method to exanimate species Survey results showed that, there are 91 taxa belonging to 34 genus, 17 families, orders, and phyla (Chlorophyta, Bacillatoriophyta, Euglenophyta and Cyanobacteria) Include 26 taxa belonging to Euglenaphyta, 26 to Cholorophyta, 24 to Bacillatoriophyta, and 15 to Cyanobacteria in rice field While the number of algae species present in the canal was only 37 species, but Euglenophyta was the highest dominant ratio (16/37) because of domestic, cow and duck wastewater… in full-dyke area The part increases the concentration of nutrients in Xa Mach canal, so it maybe polluted organic matter Applying Kruskall – Wallis nonparametric tests in the SPSS version 20.0 software compare the differences in cell density of algae (individual/L) between four fertilizations and the days after fertilization The statistic results showed that, there were significant differences statistically between cell density in four fertilizations Total of cell density appeared the highest in fourth stage (earing period, 56-60 days after breeding), after the first stage (after breeding period, 11-13 days after breeding), the second stage (shooting period, 26-30 days after breeding), and the third stage (prepare earing period, 36-40 days after breeding) However, there were no significant differences statistically between total of cell density the day after fertilization Cell density of Bacillatoriophyta was the highest in breeding to budding period, cell density of Euglenophyta was still the highest in earing period Besides, study results exanimated to four dominant taxa in rice field There are three genus’s belonging to Navicula and one to Euglena Dominant ratio is from 13.8 to 55.6% Margalef richness index showed that, the biodiversity of algae in rice field and cannel is good In general, d indexes are relatively high; d ranged from 7.7 to 11.7 corresponds to a very rich diversity It rained continuously and long in this crop has influenced on disappear of algae, especially taxa and cell density of them in rice field In addition, it clearly decreased rice productivity However, the application of phosphorus to rice has not been increased cell density of algae in the rice field because of rain Key words: Autumn Winter crop, Cho Moi district, extensive cropping rice, micro-algae, phytoplankton, richness index of Margalef iv LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu nhóm nghiên cứu Các số liệu cơng trình nghiên cứu có xuất xứ rõ ràng Những kết luận khoa học cơng trình nghiên cứu trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình trƣớc An Giang, ngày tháng năm 2017 Đại diện nhóm nghiên cứu Chủ nhiệm đề tài Bùi Thị Mai Phụng v MỤC LỤC CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG i LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv LỜI CAM KẾT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH BẢNG ix DANH SÁCH HÌNH xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG, THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CÁC YẾU TỐ MÔI TRƢỜNG ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VI TẢO 2.1.1 Đặc điểm chung vi tảo 2.1.2 Thành phần hóa học tế bào chất vi tảo 2.1.3 Sắc tố quang hợp vi tảo 2.1.4 Các yếu tố môi trƣờng muối dinh dƣỡng ảnh hƣởng đến phát triển vi tảo thủy vực 2.1.5 Phân loại vi tảo nƣớc 2.2 THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT VÀ RUỘNG LÚA 11 2.2.1 Thành phần lồi vi tảo sơng, hồ ao nƣớc 11 2.2.2 Thành phần loài vi tảo kênh, mƣơng dẫn nƣớc vào ruộng 13 2.2.3 Thành phần loài vi tảo ruộng lúa 15 2.3 MẬT ĐỘ VÀ SINH KHỐI CỦA VI TẢO TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT 19 vi 2.3.1 Mật độ sinh khối vi tảo kênh, mƣơng dẫn nƣớc vào ruộng 19 2.3.2 Mật độ sinh khối vi tảo ruộng lúa 21 2.4 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN Ở HUYỆN CHỢ MỚI 23 2.4.1 Vị trí địa lý 23 2.4.2 Điều kiện tự nhiên 24 2.5 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH ĐÊ BAO VÀ ĐẶC ĐIỂM SẢN XUẤT LÚA Ở HUYỆN CHỢ MỚI 26 2.5.1 Lịch sử hình thành đê bao huyện Chợ Mới 26 2.5.2 Đặc điểm sản xuất lúa huyện Chợ Mới 26 2.6 ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI VÀ NHU CẦU DINH DƢỠNG CỦA CÂY LÚA28 2.6.1 Đặc điểm sinh thái lúa 28 2.6.2 Nhu cầu dinh dƣỡng lúa 33 2.7 CÂU HỎI NGHIÊN CỨU 37 CHƢƠNG 338: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 38 3.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.2.1 Phƣơng pháp thu thập số liệu sơ cấp 38 3.2.2 Thời điểm, phƣơng pháp thu cố định mẫu vi tảo 38 3.2.3 Phƣơng pháp định tính định lƣợng vi tảo 39 3.3 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ THỐNG KÊ SỐ LIỆU 40 3.3.1 Phƣơng pháp tính tốn 40 3.3.2 Thống kê đánh giá số liệu 41 3.4 PHƢƠNG TIỆN VÀ VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 42 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 4.1 KỸ THUẬT CANH TÁC, CÁC DỊCH VÀ BỆNH HẠI TRÊN RUỘNG LÚA Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU 43 4.1.1 Kỹ thuật canh tác lúa 43 4.1.2 Loại lƣợng phân bón 43 4.1.3 Dịch bệnh hại lúa 44 4.1.4 Năng suất lúa 45 4.2 BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VÀ SỐ LƢỢNG VI TẢO TRONG RUỘNG LÚA 45 vii 4.2.1 Biến động thành phần loài vi tảo ruộng lúa 45 4.2.2 Biến động số lƣợng vi tảo ruộng lúa theo đợt ngày sau bón phân 50 4.3 BIẾN ĐỘNG THÀNH PHẦN LOÀI VÀ SỐ LƢỢNG VI TẢO TRONG KÊNH 54 4.3.1 Biến động thành phần loài vi tảo kênh 54 4.3.2 Biến động số lƣợng vi tảo kênh theo đợt khảo sát 57 4.4 SỰ KHÁC BIỆT VỀ SỐ LOÀI VÀ SỐ LƢỢNG TẢO XUẤT HIỆN TRONG RUỘNG LÚA SO VỚI TRONG KÊNH 58 4.5 CHỈ SỐ PHONG PHÚ LOÀI VÀ CÁC LOÀI VI TẢO ƢU THẾ TRONG RUỘNG LÚA 59 4.5.1 Chỉ số phong phú loài 59 4.5.2 Các loài vi tảo ƣu ruộng lúa 60 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 5.1 KẾT LUẬN 63 5.2 KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 70 viii đợt 20.626 1.954 217 1.303 24.100 đợt 20.733 2.488 311 518 24.050 đợt 19.911 1.279 80 80 21.350 đợt 9.646 1.470 92 92 11.300 đợt 5.633 424 254 169 6.480 đợt 4.079 5.439 105 628 10.251 78 Phụ lục Bảng 4: Kiểm tra phân phối kiểm định phi tham số Kruskal – Wallis SPSS 20.0 Kiểm tra phân phối: Analyze/Descriptive Statistics/Explore Trong bảng Test of Normality n < 50: đọc số li Shaporo-Wilk n > 50: đọc số Kolmogorov-Smirnov Khi Sig < 0,05: phân phối không chuẩn Khi Sig > 0,05: phân phối chuẩn Kiểm định phi tham số Kruskal – Wallis: Analyze/Nonparametrics/K-dependent samples Bảng Rank/ Kruskal – Wallis Test: bậc trung bình Bảng Test Statistics Khi Asymp.Sig < 0,05: khơng có khác biệt có ý nghĩa thống kê nhóm Khi Asymp.Sig > 0,05: có khác biệt có ý nghĩa thống kê nhóm mức ý nghĩa 0,05 Khi Asymp.Sig > 0,01: có khác biệt có ý nghĩa thống kê nhóm mức ý nghĩa 0,01 79 Phụ lục Bảng 5: Kiểm tra phân phối thông số Số lƣợng tảo (cá thể/L) theo đợt bón phân ruộng lúa Tests of Normality Kolmogorov-Smirnova Statistic Tổng SL theo đợt bón phân (cá thể/L) df 0,229 Shapiro-Wilk Sig 36 Statistic 0,000 df 0,698 Sig 36 0,000 a Lilliefors Significance Correction Số lƣợng tảo (cá thể/L) theo ngày sau bón phân ruộng lúa Tests of Normality Kolmogorov-Smirnova Statistic Tổng SL theo ngày sau bón (cá 0,241 df Shapiro-Wilk Sig 36 0,000 thể/L) a Lilliefors Significance Correction 80 Statistic 0,663 df Sig 36 0,000 Phụ lục Bảng 6: Thống kê mô tả kiểm định Kruskal – Wallis số lƣợng tảo (cá thể/L) theo đợt bón phân ruộng lúa Statistics SL tảo mắt SL tảo khuê SL tảo lục SL tảo lam Tổng số (cá thể/L) 36 36 36 36 36 0 0 Mean 6.689 7.282 2.564 1.601 18.136 Median 3.598 2.172 381 601 10.106 Std Deviation 8.583 12.199 7.231 2.436 23.377 Minimum 175 88 25 41 351 Maximum 31.687 54.971 38.154 9.815 100.901 25 562 1.086 98 181 3.158 75 8.646 6.110 998 1.851 23.807 N Valid Missing Percentiles Kruskal-Wallis Test Ranks So luong Đợt tảo mắt đợt 13,8 đợt 19,3 đợt 11,7 đợt 29,2 đợt 24,5 đợt 25,1 đợt 7,9 đợt 16,1 đợt 28,1 đợt 21,7 đợt 10,8 đợt 13,3 đợt 25,4 đợt 23,3 tảo khuê tảo lục VKL N 81 Mean Rank Tổng cộng đợt 9,3 đợt 16,0 đợt 20,9 đợt 21,9 đợt 8,1 đợt 23,1 Total 36 Test Statisticsa,b Chi-Square SL tảo mắt SL tảo khuê SL tảo lục SL VKL Tổng cộng 14,972 16,445 15,210 13,146 11,869 3 3 0,002 0,001 0,002 0,004 0,008 df Asymp Sig a Kruskal Wallis Test b Grouping Variable: Dot 82 Phụ lục Bảng 7: Thống kê mô tả kiểm định Kruskal – Wallis số lƣợng tảo (cá thể/L) theo ngày sau bón phân ruộng lúa Descriptive Statistics N Mean Std Min Max Percentiles 25th 50th (Median) 75th SL tảo mắt 36 6.533 8.654 175 31.687 449 2.824 8.646 SL tảo khuê 36 6.720 11.883 88 54.971 1.086 2.172 5.230 SL tảo lục 36 2.475 7.228 25 38.154 98 381 776 SL VKL 36 1.464 2.254 41 9.815 181 601 1.851 Tổng 36 17.192 23.114 350 109.000 3.158 9.110 22.648 Kruskal-Wallis Test Ranks SL tảo mắt (cá thể/L) SL tảo khuê (cá thể/L) SL tảo lục (cá thể/L) SL VKL (cá thể/L) Tổng SL (cá thể/L) Ngày theo đợt N Mean Rank NSB 12 17,8 NSB 12 17,5 NSB 12 20,2 NSB 12 15,8 NSB 12 16,3 NSB 12 23,4 NSB 12 15,1 NSB 12 19,6 NSB 12 20,8 NSB 12 20,3 NSB 12 16,3 NSB 12 18,9 NSB 12 20,3 NSB 12 14,2 NSB 12 21,1 Total 36 83 Test Statisticsa,b SL tảo mắt (cá thể/L) ChiSquare SL tảo lục (cá thể/L) SL VKL (cá thể/L) Tổng (cá thể/L) 0,457 3,939 1,978 0,858 3.083 2 2 0,796 0,139 0,372 0,651 0,214 df Asymp Sig SL tảo khuê (cá thể/L) a Kruskal Wallis Test b Grouping Variable: Ngày 84 B PHỤ LỤC HÌNH Phụ lục Hình 1: Các hình ảnh liên quan đến trình thu mẫu tảo ruộng lúa kênh Hình 1: Lúa sạ, cắm ranh Hình 2: Thu mẫu tảo kênh Hình 3: Thu lọc mẫu tảo ruộng lúa (giai đoạn 11-13 NSS) Hình 4: Tảo xuất ruộng lúa giai đoạn 25-30 NSS (31/10/2016) 85 Hình 5: Tảo xuất ruộng lúa Hình 6: Giai đoạn 35-40 NSS giai đoạn 25-30 NSS Hình 7: Cây lúa giai đoạn làm địng (55-60 NSS) Hình 8: Nhóm nghiên cứu chủ hộ trồng lúa KVNC 86 Phụ lục Hình 2: Các lồi tảo diện ruộng lúa thâm canh vào vụ Thu Đông 2016 huyện Chợ Mới A TẢO KHUÊ Hình 1: Navicula placentula fo Rostrata Hình 2: Navicula gastrum Hình 3: Nitzschia longissigma Hình 4: Nitzschia sigma Hình 5: Melosira granulata var angustissima 87 Hình 6: Pinnularia nobilis Hình 7: Surirella elegans B TẢO MẮT Hình 8: Phacus acuminata var iowensis Hình 9: Phacus torta Hình 10: Phacus alata Hình 11: Trachelomonas armata 88 Hình 12: Euglena acutissima Hình 13: Euglena mimina C TẢO LỤC Hình 14: Closterium acutum Hình 15: Closterium ehrenbergii Hình 16: Closterium acerosum fo Rectum 89 Hình 17: Scenedesmus javanensis Hình 17: Scenedesmus obliquue Hình 18: Eudorina unicocca Hình 19: Closterium rectimarginatum Hình 20: Hyalotheca mucosa Hình 21: Mougeotiopsis calospora 90 Hình 22: Protococcus viridis Hình 23: Staurastrum pseudopachyrhyncum Hình 24: Staurastrum pseudopachyrhyncum var.javaicum D VI KHUẨN LAM Hình 25: Oscillatoria limosa Hình 26: Oscillatoria formosa 91 Hình 27: Oscillatoria irrigua Hình 28: Oscillatoria princeps Hình 29: Phormidium moile Hình 30: Anabaena circinalis Hình 31: Spirulina major 92 ... AN GIANG KHOA KỸ THU? ??T – CÔNG NGHỆ – MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP KHOA ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI VI TẢO NỔI TRONG RUỘNG LÚA VỤ THU ĐÔNG Ở HUYỆN CHỢ MỚI, TỈNH AN. .. loài vi tảo ruộng lúa vụ Thu Đông huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang? ?? Bùi Thị Mai Phụng (làm chủ nhiệm), Dƣơng Mai Linh (tham gia) công tác Khoa Kỹ thu? ??t – Công nghệ – Môi trƣờng, Trƣờng Đại học An Giang. .. An Cƣ, 2014) 23 Chợ Mới huyện cù lao tỉnh An Giang, gồm Thị trấn (Chợ Mới Mỹ Luông) 16 xã (Kiến An, Kiến Thành, Mỹ Hội Đông, Long Điền A, Long Điền B, Nhơn Mỹ, Long Giang, Long Kiến, Mỹ An, An