Phần 4 Kết quả và thảo luận
4.5. Hiệu quả tái tạo thảm thực vật trên đất dốc bằng vật liệu sinh học
4.5.1. Hiệu quả của xử lý vật liệu sinh học đến sinh trưởng, phát triển của đậu mèo
đậu mèo
Sau 8 tuần thử nghiệm VLSH trên cây đậu mèo, các chỉ tiêu sinh trưởng của cây nhằm đánh giá ảnh hưởng của VLSH đến khả năng tái tạo được thể hiện ở bảng 4.7.
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của xử lý vật liệu sinh học đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây đậu mèo
Thời gian Chỉ tiêu Tỷ lệ nảy mầm (%) Chiều cao (cm) Số lá (lá kép) Tuần 1 ĐC 89,54 - - VLSH 98,35 - - Tuần 2 ĐC - 5,67 2,15 VLSH - 11,28 2,65 Tuần 3 ĐC - 7,32 2,73 VLSH - 15,46 3,87 Tuần 4 ĐC - 10,15 4,33 VLSH - 40,58 5,98 Tuần 8 ĐC - 47,16 7,26 VLSH - 97,69 12,03
Kết quả cho thấy sử dụng VLSH giúp cây đậu mèo sinh trưởng tốt hơn. Các chỉ tiêu theo dõi (chiều cao cây, số lá kép) ở công thức sử dụng VLSH đều cho kết quả cao hơn so với đối chứng. Các kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Minh (2007) khi nghiên cứu ảnh hưởng của nấm rễ đến sinh trưởng và phát triển của cây họ đậu trên đất phù sa sông Hồng.
VLSH đã cho hiệu quả tích cực đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Điều này được giải thích là do nấm rễ AM là giống cộng sinh ở vùng rễ của cây, làm mở rộng diện tích hấp thu của rễ cây, làm cho bộ rễ của cây phát triển mạnh hơn bình thường. Bên cạnh đó, khi hệ nấm rễ phát triển mạnh thì tỷ lệ xâm nhiễm rễ cây càng lớn, điều này làm tăng khả năng hút thu chất dinh dưỡng từ đất của cây trồng. Trong khi Arbuscular mycorrhizae được chứng minh là phát triển tốt hơn và kích thích sinh trưởng phát triển của cây họ đậu mạnh hơn do sự cố định nitơ phân tử (Howeler et al., 1987). Ngược lại, sự liên kết của AM làm
tăng sự hình thành nốt sần ở cây họ đậu, dẫn đến tăng cường sự sinh trưởng phát triển của cây (Bethelenfalvay et al., 1987, Gueye et al., 1987; Badr EL - Din and Moawad, 1988; Louis and Lim, 1988; Kaur and Singh, 1988) nhờ khả năng hấp thụ photpho qua hệ sợi nấm. Chính vì vậy, Arbuscular mycorhizae làm cho hệ cộng sinh phát huy được tối đa những đặc tính tốt trên.
Hình 4.8 cho thấy qua 8 tuần theo dõi, chiều cao cây đậu mèo ở công thức có sử dụng VLSH vượt trội gấp khoảng 2 đến 4 lần so với đối chứng tại các thời điểm quan sát. Kết quả thí nghiệm khi so sánh với kết quả của Nguyễn Thị Minh và Nguyễn Thanh Nhàn nghiên cứu về tái tạo TTV trên cây họ đậu là cỏ Hoàng Lạc (Arachis pintoi) đã cho thấy tốc độ sinh trưởng cây đậu mèo trong thí nghiệm cao hơn so với cỏ Hoàng Lạc. Cụ thể, ở tuần thứ 4 của thí nghiệm, cây đậu mèo đã có chiều cao gấp xấp xỉ 4 lần so với đối chứng. Trong khi đó, sau 5 tuần thí nghiệm trên cỏ Hoàng Lạc, chiều cao cây chỉ gấp gần 1,60 lần so với đối chứng.
Một nghiên cứu khác của Kuldeep Yadav, Narender Singh và Ashok Aggarwal (2012) trên cây Cúc Áo (Spilanthes acmella Murr) cho thấy khi sử dụng nấm rễ Abuscular, chiều cao cây chủ sau 12 tuần thí nghiệm gấp 1,38 lần so với đối chứng. Tỷ lệ này thấp hơn so với tỷ lệ thu được từ kết quả thí nghiệm của đề tài.
Theo nghiên cứu của Nguyễn Thanh Nhàn (2016) khi đánh giá ảnh hưởng của các chủng nấm rễ đến sinh trưởng của cây chủ là cỏ mần trầu (Eleusine indica) và cây cỏ đuôi phụng (Paspalum) sau 30 ngày, kết quả của nghiên cứu này cũng có sự khác biệt so với số liệu bảng 7 khi mà tỷ lệ chiều cao giữa cây chủ có xâm nhiễm 2 chủng nấm rễ Gigaspora sp6 và Dentiscutata nigra là 1,72 và 1,36 đối với cỏ Đuôi Phụng; 1,13 và 1,04 đối với cỏ mần trầu (hình 4.8).
Một kết quả khác thu được từ nghiên cứu của Nông Thị Quỳnh Anh khi nghiên cứu về vật liệu sinh học từ nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular mycorhizae nhằm tái tạo thảm thực vật phủ xanh đất trống đồi núi trọc cho thấy sau 8 tuần tỷ lệ chiều cao cây đậu mèo trong thí nghiệm so với đối chứng là 2,14 lần. Kết quả này là phù hợp so với kết quả nghiên cứu khi mà tỷ lệ này là 2,07 lần.
Các số liệu ở bảng 4.7 cũng được so sánh đối chiếu với số liệu thu được từ nghiên cứu của Tabassum Yaseen et al.(2016) về ảnh hưởng của nấm rễ đối với một cây thuộc họ đậu là Đậu Lăng (Lens culinaris). Kết quả của Tabassum và các cộng sự cho thấy chiều cao của cây chủ sau 45 ngày (hơn 6 tuần) là 32,12 cm, gấp 1,1 lần so với đối chứng. Tỷ lệ này thấp hơn so với tỷ lệ thu được tại thời điểm theo dõi tuần thứ 4 của kết quả thí nghiệm đề tài.
Số liệu của Jihane Touati1, Mohamed Chliyeh và nnk (2014) khi nghiên cứu ảnh hưởng của nấm rễ đối với 2 cây có khả năng cố định đạm là Linh lăng thân gỗ (Medicago arborea) và cỏ Vertiver (Vetiver nigritana) trên đất dốc cho thấy tỷ lệ chiều cao của cây Linh lăng và Vertiver sau 90 ngày (hơn 12 tuần) so với đối chứng lần lượt là 1,6 và 1,2 lần, thấp hơn so với giá trị có được ở tuần 8 của thí nghiệm đề tài. Nguyên nhân có thể là do thành phần chủng nấm rễ được sử dụng trong nghiên cứu có khả năng cộng sinh không tốt đối với cây chủ.
Hình 4.9 đã cho thấy ngoại trừ cây đậu mèo trong thí nghiệm và trong nghiên cứu của Nông Thị Quỳnh Anh có tỷ lệ chiều cao cây chủ so với đối chứng là như nhau, các trường hợp còn lại đều phản ánh sự khác biệt. Khi so sánh với các cây chủ có khả năng cố định đạm như Vertiver, Linh Lăng, Đậu Lăng, kết quả nghiên cứu cho thấy cây đậu mèo có khả năng sinh trưởng nhanh hơn. Sự khác biệt này có thể là do đặc điểm sinh trưởng của các giống thực vật khác nhau hoặc do sự sai khác về thành phần các chủng nấm rễ được sử dụng trong mỗi nghiên cứu.
Hình 4.9. Tỷ lệ chiều cao các cây chủ so với các đối chứng
Ghi chú: (1a) Đo sau 8 tuần; (1b) Đo sau 4 tuần; (2) Đo sau 8 tuần; (3) Đo sau 6 tuần; (4), (5) Đo sau 12 tuần; (6) Đo sau 5 tuần; (7) Đo sau 12 tuần; (8), (9) Đo sau 4 tuần Ngoài ra, sự khác biệt về sinh trưởng nói trên còn thấy rõ hơn khi tỷ lệ chiều cao của Đậu mèo so với đối chứng được đối chiếu với tỷ lệ chiều cao của các cây chủ không có khả năng cố định đạm so với đối chứng của cac nghiên cứu khác. Tỷ lệ này ở tuần thứ 4 trong thí nghiệm của đề tài là 3,99. Trong khi đó, các cây cỏ Đuôi Phụng và Mần Trầu sau 4 tuần, tỷ lệ này lần lượt là 1,13 và 1,72. Tỷ lệ này còn khác biệt hơn nữa khi đối với cây Cúc Áo là 1,38 với kết quả được đo sau 12 tuần, cỏ Hoàng Lạc sau 5 tuần là 1,60. Nguyên nhân sự sai khác cũng tương tự như trên, có thể là do thành phần chủng nấm rễ và đặc biệt là sự khác biệt về đặc điểm sinh học của từng loài thực vật.
Đối với mục đích nghiên cứu nhằm tái tạo TTV thì theo dõi sự biến động độ che phủ theo thời gian là cần thiết để đánh giá được hiệu quả của VLSH. Sự biến động này được theo dõi thông qua chỉ số diện tích lá của cây đậu mèo.
Chỉ số diện tích lá của cây đậu mèo được xác định bắt đầu từ tuần thứ 2. Kết quả theo dõi được thể hiện tại hình 4.10.
Chỉ số LAI ở tuần 2 của công thức sử dụng VLSH gấp 3,67 lần so với đối chứng. Hình 4.10 cho thấy sự sai khác này lớn dần hơn theo thời gian khoảng cách về giá trị LAI ngày càng rộng hơn theo các tuần theo dõi.
Ở tuần thứ 2, sự cộng sinh giữa hệ vi sinh và cây trồng đã tạo ra sự chênh lệch về chỉ số diện tích lá ở 2 công thức. Sự chênh lệch này trở nên rõ ràng hơn từ tuần thứ 4, do lúc này hệ vi sinh đã cộng sinh tốt hơn với cây trồng, làm tăng tăng kích thước lá. Kết quả này đã cho thấy hiệu quả rõ rệt của VLSH đến sự sinh trưởng của cây đậu mèo.
Kết quả trên cũng phù hợp với một kết quả khác của Nông Thị Quỳnh Anh nghiên cứu về VLSH trên cây đậu mèo trên đất dôc (2014), khi mà tỷ lệ giá trị LAI của VLSH so với đối chứng đều tương đồng so với các chỉ số đã đưa ra trong hình 16. Sự biến động về chỉ số LAI giữa các tuần trong nghiên cứu của Nông Thị Quỳnh Anh đều tương đương so với đề tài nghiên cứu. Cụ thể, chỉ số LAI trong nghiên cứu của Nông Thị Quỳnh Anh theo các tuần thứ 2, tuần thứ 4, tuần thứ 6 và tuần thứ 8 lần lượt là 0,23, 0,63, 1,01 và 1,83. Sự tương đồng này có thể là do đặc tính sinh học của các chủng AM được sử dụng là giống nhau, do điều kiện thí nghiệm cùng trên cây đậu mèo hoặc đất dốc nghiên cứu có điều kiện giống nhau.
Hình 4.10. Sự biến động của diện tích lá theo thời gian thử nghiệm
họ đậu là cỏ lạc cảnh (Arachis pintoi) đã cho thấy có sự khác biệt về giá trị LAI tại tuần thứ 2 so với nghiên cứu. Theo tác giả, ở tuần thứ hai, mức độ che phủ giữa hai công thức sử dụng VLSH và đối chứng là không có sự sai khác quá lớn. Tác giả cho rằng ở tuần thứ 2, đang trong giai đoạn hình thành sự cộng sinh giữa hệ vi sinh và cây trồng, do đó sự chênh lệch về chỉ số diện tích lá là chưa cao. Bắt đầu từ tuần thứ 4 trở đi, sự chênh lệch ở hai công thức trở nên rõ ràng do lúc này hệ vi sinh đã cộng sinh chặt chẽ với cây trồng, làm tăng quá trình sinh trưởng và phát triển cây nói chung và tăng kích thước lá nói riêng. Mặt khác, sự biến động của diện tích lá theo thời gian thử nghiệm giữa kết quả đạt được của đề tài và nghiên cứu của tác giả cũng đã cho thấy nhiều nét tương đồng khi mà bắt đầu từ tuần thứ 4 về sau, giá trị này có sự sai khác rõ rệt: ở tuần 4 chỉ số LAI ở công thức VLSH gấp 2,26 lần so với công thức đối chứng; ở tuần 6 giá trị này gấp 3,45 và ở tuần 8 tăng gấp 5,67 lần.
Hình 4.11. Tỷ lệ giá trị LAI so với các đối chứng của Đậu mèo, Ngô và Vừng
Ghi chú: (1a) Đo sau 6 tuần; (1b) Đo sau 8 tuần; (2a) Kết quả của Subramanian, đo sau 6 tuần; (2b),(2c), (2d) Kết quả của Novri, đo sau 6 tuần; (3) Đo sau 10 tuần
Kết quả của Subramanian et al. (2009) khi nghiên cứu về dinh dưỡng đối với cây ngô cho thấy sau thời điểm tuần 6, giá trị LAI ở công thức sử dụng nấm rễ gấp 1,20 lần so với đối chứng. Tỷ lệ này thấp hơn so với kết quả nghiên cứu (hình 4.11).
giá trị LAI ở công thức sử dụng nấm rễ gấp 2,94 lần so với đối chứng ở thời điểm tuần thứ 10 của thí nghiệm. Trong khi đó, tỷ lệ này trong đề tài đã là 3,38 ngay ở tuần 8 (hình 4.11).
Kết quả nghiên cứu được so sánh với nghiên cứu của Novri Youla Kandowangko và Yuliana Retnowati về ảnh hưởng của nấm rễ tới 3 giống ngô khác nhau là Motoro, Bisi 2, Sukmaraga. Tại tuần thứ 4 của thí nghiệm, tỷ số giá trị LAI giữa công thức có sử dụng nấm rễ so với đối chứng lần lượt là 0,82, 1,43 và 1,14. Tỷ lệ này có tăng lên ở tuần 6, khi mà các tỷ số này đối với 3 giống ngô Motoro, Bisi 2, Sukmaraga lần lượt là 1,36, 1,35 và 1,16. Các tỷ lệ này thấp hơn so với kết quả nghiên cứu của đề tài tại cùng thời điểm (hình 4.11).
Hình 4.12. Tái tạo thảm thực vật ở Bắc Giang
Như vậy, ngoại trừ trường hợp nghiên cứu trên các cây có khả năng cố định đạm là cây đậu mèo và cỏ lạc cảnh thì các nghiên cứu khác trên các các cây chủ như vừng, ngô đều cho thấy sự khác biệt với kết quả nghiên cứu. Nguyên nhân có thể là do đặc điểm sinh học của cây chủ cũng như thành phần chủng nấm rễ được sử dụng.