Đặc điểm hình thái - Nghiên cứu sử dụng cây sậy và- 123docz.net

Bảng 1.6: Đặc điểm hình thái của sậy

Chỉ tiêu Đặc điểm

Rễ - Sậy là cây sống lâu năm, rễ bò dài, rất khỏe.

Thân - Thân thẳng đứng, cao khoảng 2-4 m, mảnh khảnh (đường kính chỉ khoảng 1,5-2 cm). Thân sậy rỗng ở giữa (nên mới gọi là “ống sậy”).

Lá

- Lá dài 30-40 cm, rộng 1-3,5 cm, hình dải hay hình mũi mác, có mỏ nhọn kéo dài, phẳng, nhẵn, mép lá ráp. Lá xếp cách xa nhau, ôm lấy thân ở phía gốc lá, lưỡi bẹ có dạng vòng lông ngắn, lá thường khô vào mùa rét.

Hoa

- Cụm hoa hình chùy, thường có màu tím hay xám nhạt, hơi rũ cong, dài 15-45 cm; cuống chung thường có lông mềm, dày đặc ở gốc, nhánh rất mảnh. Bông nhỏ mang 3-6 hoa, mày xòe ra khi chín, rất nhọn.

Sinh sản

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 1.1. Mô tả cây sậy (Phragmites autralis) 1.3.3. Đặc điểm sinh thái cây sậy

Cây sậy (Phragmites australis) rất phổ biến ở cả khu vực cửa sông lúc triều lên và các vùng ngập nước. Cây thường mọc đơn lập [33], trong khi các loài khác bị loại trừ bởi việc che bóng và chiếm dụng không gian rộng của cây sậy. Mặc dù cây sậy thường sống đơn lập, nhưng ở các vùng cận ẩm ướt hay các vùng khô hơn có thể có các loài chịu nước và kém chịu nước tốt hơn [33].

Cây sậy có thân rễ rộng và phát triển lan rộng tạo nên mật độ cây sậy dày đặc [28, 35]. Việc phát triển thân cây thường giảm dần sau khi thân rễ được 6 tuổi. Thân rễ dày, “bám sâu” và có vảy và có thể phát triển tới 20m [ 36]. Thân rễ có thể phát triển 40cm/ năm sống 2 đến 3 năm [36].. Các thân rễ trong đất thường dài, dày và không có nhánh. Dưới nước, các thân rễ thường mảnh hơn, mọc ra nhiều nhánh hơn và thường ngắn hơn [36]. Thân rễ có thể xâm nhập sâu, nhưng độ sâu của rễ cũng khác nhau với các điều kiện vị trí khác nhau.

Cây sậy có thể sinh sản từ hạt và sinh sản sinh dưỡng từ thân bò và thân rễ. Sự lan truyền của cây sậy chủ yếu thông qua sinh sản sinh dưỡng và tái sinh, trong khi sự thiết lập của quần thể mới được tạo ra thông qua sự phát tán của hạt, thân rễ. Các nhà nghiên cứu cho rằng khoảng 88% sự lan truyền của cây sậy là do sinh sản sinh dưỡng trong khi sự thiết lập của các quần thể mới là kết quả của sinh sản bằng hạt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Cây sậy có hoa đực, hoa cái và hoa lưỡng tính. Hoa dưới có nhị và không có khả năng thụ phấn, hoa trên có nhụy hoặc hoa lưỡng tính .

Sự thụ phấn: Thụ phấn chéo có lẽ là cách thụ phấn phổ biến nhất ở cây sậy, nhưng sự tự thụ phấn hay sinh sản đơn tính (tự sinh sản ra hạt mà không cần thụ phấn) cũng có thể xảy ra. Trong phòng thí nghiệm, 5 trong 16 chùm hoa bản địa và 2 trong 4 chùm hoa ngoại lai từ quần thể ở đảo Rhode đã sản sinh ra các hạt giống thông qua sự tự thụ phấn hay sinh sản đơn tính . Một số trường hợp tự thụ phấn cũng xảy ra trong các quần thể cây sậy nói chung ở Nhật Bản, mặc dù kết quả tạo ra hạt của việc tự thụ phấn thấp hơn nhiều so với thụ phấn chéo.

Sự nảy mầm: nhiệt độ ấm, điều kiện ánh sáng đủ, và độ mặn thấp cho tới trung bình trong khu vực ẩm và không bị ngập nước là thuận lợi nhất cho sự nảy mầm thành công của cây sậy.

Sự phát triển cây con: Việc tạo thành cây sậy từ cây con từ hạt xảy ra ở một số khu vực, nhưng tỉ lệ chết cao khi cây con tiếp xúc với lũ lụt, hạn hán, nước mặn và băng giá [28]. Sự nhạy cảm của cây con giống có thể hạn chế sự tạo thành cây từ hạt ở ngoài đồng ruộng do các điều kiện thời tiết.

Sự phát triển của cây bản địa và cây ngoại lai: Sự thiết lập, phát triển và chết của cây sậy con có thể khác nhau giữa các kiểu di truyền. Các cây sậy con bản địa thường có tỉ lệ chết cao hơn, sản sinh lượng sinh khối ít hơn ở dưới và trên mặt đất, ngắn hơn so với cây ngoại lai. Lượng sinh khối bên trên và bên dưới mặt đất sản sinh bởi giống ngoại lai lớn hơn 2 đến 4 lần so với các cây giống bản địa khi áp dụng công thức hàm lượng dinh dưỡng cao và thấp .

Tái sinh sinh dƣỡng: Sự tái sinh và lan rộng của cây sậy về cơ bản là thông qua sự phát triển của thân rễ và thân bò. Một số lượng đáng kể quần thể cây sậy cũng được thiết lập bằng tái sinh sinh dưỡng thông qua sự gián đoạn của các quần thể con và sự phát tán của các đoạn thân rễ [45]. Phát triển sinh dưỡng cho phép cây sậy mọc lan tới các khu vực không phù hợp cho sự phát triển từ hạt.

Sự phát triển: cây sậy có khả năng phát triển nhanh chóng cả bên trên và dưới mặt đất với tốc độ phát triển lên tới 4 cm/mỗi ngày. Cây sậy phát triển nhanh chóng có thể gây ảnh hưởng tới nguồn dinh dưỡng có sẵn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Dinh dƣỡng/pH: Cây sậy có thể sống trong môi trường đất có tính axit hoặc đất kiềm, giàu dinh dưỡng hoặc nghèo dinh dưỡng nhưng điều kiện đất và nước dung nạp được có thể phụ thuộc vào các quá trình phát triển.

Khả năng chịu bóng râm: cây sậy thường phổ biến nhất ở các khu vực đầy đủ ánh nắng mặt trời hoặc gần như đầy đủ ánh nắng mặt trời [35]. Một đánh giá đã chỉ ra rằng độ cao và mật độ của cây sậy thường thấp ở những nơi có một phần che phủ bởi bóng râm.

1.3.4. Ứng dụng của cây sậy trong cải tạo môi trường

Trong những năm qua, sậy đã được ứng dụng xử lý kim loại nặng tại một số nước trên thế giới với kết quả rất khả quan. Theo kết quả nghiên cứu của Alishir Afrous về khả năng tích lũy Hg và As của sậy trong môi trường nước tại nhà máy thủy sản Dezful, Iran cho thấy, sậy P. australis có khả năng hấp thụ 6,23 mg Hg/kg trong 200 mg Hg /kg đất, cao hơn so với cây bồ hoàng (Scirpus) và T. latifolia chỉ hấp thụ 2,23 và 1,45 mg/kg.

Sử dụng cây sậy để cải tạo môi trường là rất mới mẻ, đặc biệt là ở Việt Nam; một số ứng dụng đã được sử dụng là:

Sử dụng cây sậy trong việc xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp vốn đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công ở nhiều nước trên thế giới. Các nhà nghiên cứu của Trung tâm Sinh học Thực nghiệm thuộc Viện ứng dụng Công nghệ của Việt Nam mới đây cũng thử nghiệm thành công biện pháp này trong việc làm sạch nguồn nước thải tại một cơ sở tuyển quặng thiếc ở Thái Nguyên.

Công trình xử lý nước thải bằng phương pháp rễ cây sậy tại Bệnh viện Nhân Ái (huyện Thác Mơ, tỉnh Bình Phước) do Lê Trường Giang, Phó Giám đốc Sở Y tế TPHCM, làm chủ nhiệm vừa được Sở Khoa học - Công nghệ TPHCM nghiệm thu ngày 12/6/2009. Hệ thống xử lý nước thải Bệnh viện Nhân Ái sẽ giải quyết được toàn bộ nước thải của trung tâm trước khi thải ra hồ Thác Mơ. Theo Lê Trường Giang, đây là phương pháp tối ưu về kinh tế và phù hợp nhất với điều kiện địa hình, hiện trạng của tỉnh Bình Phước hiện nay.

Hệ thống xử lý nước thải dựa trên nguyên tắc sinh học. Nước thải sinh hoạt và y tế được dẫn cho chảy vào một bể cát trồng cây sậy. Nước bẩn sẽ được thấm qua rễ, tại đây, các vi khuẩn sẽ hoạt động làm giảm các chất trong nước thải. Sau

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

đó, nước tiếp tục thấm qua các lớp vật liệu lọc rồi chảy xuống những ống thoát nằm phía dưới và thải ra tự nhiên. Nước thải sau khi xử lý sẽ bảo đảm các thông số ô nhiễm đều nằm trong mức giới hạn cho phép về lượng pH, BOD5, COD, chất rắn lơ lửng, Coliforms... Về cấu tạo, bể cát có đáy và mặt bên được phủ một lớp nhựa chống thấm dày 1,5 mm để chống nước thải rò rỉ xuống nước ngầm. Bên ngoài bể cát có hàng rào bao quanh để chống sự xâm nhập của người và các loại động vật như heo, nai, bò... gây hư hỏng thiết bị.

Nghiên cứu loại bỏ Cr và Ni trong nước ô nhiễm cũng được thử nghiệm với cây cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) và cây sậy (Phragmites australis) theo “phương pháp vùng rễ”, kết quả thu được cũng rất khả quan. Khi hàm lượng Cr và Ni thấp, hiệu suất xử lý có thể đạt trên 70% với Ni và trên 90% với Cr6+ và Cr3+ [29].

Sậy được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý kim loại nặng trong khu đất ngập nước. Sậy có khả năng hấp thụ một lượng lớn các kim loại nặng trong đất thông qua lượng sinh khối của chúng. Ở miền trung Ấn Độ, sậy đã loại bỏ 70% As và 58 – 65% Pb trong vùng đất ngập nước thông qua bộ rễ của chúng.

Gần đây, ở một số nước (Đức, Anh, Ấn Độ…) đã sử dụng cánh đồng lau sậy để xử lý nước thải. Phương pháp này do giáo sư Kathe Seidel người Đức đưa ra từ những năm 60 của thế kỷ trước.

Một nghiên cứu của Trần Thị Phả về khả năng xử lý của cây sậy cho thấy: Trong các khoảng pH thí nghiệm khác nhau, sậy đã tích lũy được lượng KLN ở các mức hàm lượng khác nhau. Sự tích lũy ở rễ cây sậy cao hơn ở thân, lá. Khi pH càng tăng thì khả năng tích lũy KLN của sậy càng giảm. Và hàm lượng KLN trong môi trường đất ở các mức thí nghiệm chưa ảnh hưởng tới khả năng sinh trưởng của sậy, tuy nhiên có ảnh hưởng đến khả năng xử lý [15].

Theo nghiên cứu của Đặng Văn Minh và cs, cây sậy đạt chiều cao là 180 cm sau trồng 1 năm, cao hơn so với 2 loại cây cỏ vetiver và dương xỉ. Sinh khối thân lá thể hiện sự sinh trưởng nhanh hay chậm của cây trồng trong khoảng thời gian nhất định. Theo dõi sau khi trồng 12 tháng cho thấy sinh khối thân lá của cây sậy là 24,2 g chất khô/khóm. Qua đó cho thấy khả năng sinh trưởng của cây sậy trên đất sau khai thác thiếc khá cao so với dương xỉ. Tương tự sinh khối thân lá, cây sậy có sinh khối rễ cao hơn dương xỉ. Sau 1 năm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

nghiên cứu, hàm lượng KLN tích lũy trong cây sậy cao hơn so với cỏ vetiver và dương xỉ. Hàm lượng As trong thân lá và rễ là 18,97 mg/kg và 59,37 mg/kg. Hàm lượng Pb trong thân lá và rễ là 5,63 mg/kg và 30,36 mg/kg. Hàm lượng Cd trong thân lá và rễ là 0,73 mg/kg và 1,63 mg/kg [10].

Cây sậy được coi là loài thực vật đáng tin cậy trong việc xử lý kim loại nặng trong đất. Theo nghiên cứu của Nadia Ait Ali và nnk hàm lượng Cd dao động từ 675 đến 1193 mg/kg, từ 45 đến 85 mg/kg trong rễ và thân lá tương ứng. Hàm lượng Zn dao động từ 42 đến 106 mg/kg, từ 166 đến 915 mg/kg trong thân lá và rễ tương ứng.

2.4.2. Đặc điểm của cây cỏ Linh lăng

2.4.2.1. Đặc điểm về hình thái

Cỏ Linh lăng là thực vật lâu năm, sống từ 5 đến 12 năm, phụ thuộc vào các giống và đặc điểm khí hậu nơi sinh trưởng. Chúng là cây giống đậu sống lâu năm ở các khu vực ôn đới. Cỏ cao trung bình 30 - 70 cm, có thể phát triển tới độ cao 1m, sống bằng thân ngầm dưới đất phân nhánh.

Lá của chúng mọc thành cụm lá chét, mỗi cụm có 3 lá phụ hình xoang gắn từ một điểm, có lông mịn, bìa có răng mịn 1/3 trên. Gân phụ khít nhau 7 - 8 cặp.

Hoa màu tím tía, ít khi trắng hợp thành nhóm chùm ở nách lá cao 1 - 2 cm, đài có 5 răng nhọn.

Trái họ đậu cong thành đường xoắn 2 hoặc 3 vòng.

Chúng có hệ rễ sâu, đôi khi sâu tới 4 – 5 mét, Điều này làm cho chúng có tính chịu khô hạn tốt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.4.2.2. Đặc điểm về sinh thái

Giống như các loài cây thuộc họ đậu khác, các mắt rễ của chúng có chứa các loại vi khuẩn, chẳng hạn như Rhizobium là các vi khuẩn có khả năng cố định đạm.

Cỏ Linh lăng có thể gieo vào mùa xuân hay mùa thu và phát triển tốt trên các loài đất được tưới tiêu nước tốt với pH khoảng từ 6,8 - 7,5. Cỏ linh lăng cần nhiều kali, các loại đất dinh dưỡng thấp cần phải được bón phân bằng phân hữu cơ hay phân hóa học. Thông thường người ta gieo từ 13 – 17 kg/ha trong các khu vực có khí hậu thích hợp và khoảng 22kg/ha trong các khu vực xa hơn về phía nam (ở Bắc bán cầu).

Lucerne hay alfalfa tên khoa học là Medicago sativa thuộc họ fabacea có cái tên Hán Việt là Linh lăng Thảo, là một loại cỏ có 3cánh lá, hoa tím mọc chuyển tiếp liên tục từ 3 cho đến 12 năm tuỳ theo điều kiện thời tiết mát mẻ...rễ có thể ăn sâu từ 4,5 mét.Alfalfa nên trồng xen canh với bắp hạt, đậu hạt nhằm điều tiết dinh dưỡng cho sức sinh sản cuả nó.

Đây là một loại cỏ ều protein cho nên đã được Bộ Canh Nông các quốc gia trên Thế Giới xếp vào danh mục cây cỏ quan trọng dùng chăn nuôi gia súc sản xuất sữa như: bò- dê – trâu và gia súc sản xuất thịt như: trừu (cừu) - dê – bò.Theo phân khoa Canh Nông Đại Học California Hoa Kỳ nghiên cưú và thực nghiệm:

Alfalfa mọc tốt trên các loại đất có nồng độ PH 6.8- 7.5 và gieo hạt từ 13 đến 20kg cho một ha. Alfalfa cần nhiều K3CO3 (Potassium carbonate) cho nên tốt khi trồng trên đất mặn. Cỏ linh lăng gieo trồng tốt nhất vào cuối mùa mưa từ tháng 9 -11

Để có thực phẩm dự trữ vào các mùa hạ khô hay muà đông, Alfalfa được cắt bó thành từng tảng vuông hay cuốn tròn để dự trữ tránh tình trạng uá tàn và hoá sơ cỏ. Những tảng dài chữ nhật nặng chừng 25kg đến 35kg được xếp vào kho cho khô tránh ánh sáng hủy hoại màu xanh diệp lục tố, còn những tảng cuộn tròn nặng chừng 200kg đến 1 tấn được để ngoài cánh đồng nhưng được bao plastic dày tránh bị mưa làm hư thối . Hàng năm những cánh đồng trồng Alfalfa Lucerne ở Hoa Kỳ-

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Úc và Châu Âu vào những muà Hạ khô hay Đông giá rét giá những tảng Alfalfa còn xanh chữ nhật bán rất chạy mặc dù giá cao.

*Giá trị dinh dưỡng: Lucerne Alfalfa chứa nhiều protein, calcium và các nhóm khoáng chất có giá trị sinh trưởng cho các động vật kể cả con người, thêm vào đó các loại sinh tố A, các sinh tố nhóm B, C , D , E và K cũng được tìm ra trong Alfalfa.

Song song với việc trồng Lucerne Alfalfa trên những cánh đồng bạt ngàn tắp tít ,người ta còn nuôi ong lấy mật trên hoa Alfalfa tạo thêm nhiều nét đặc lợi trong mật ong làm thực phẩm cho con người

*Giống cỏ Lucerne Alfalfa mới đặc chủng:

Vừa qua có nhiều giống mới được tạo ra từ phòng Thực Nghiệm Nông Nghiệp Úc (Pasture Genetics) phù hợp với thời tiết, khí hậu và nhất là chức năng dinh dưỡng cao dùng trong chăn nuôi cho các nông gia.

- Loài cỏ mang số hiệu L90 chiụ được giá lạnh dùng gieo trồng vào muà lạnh