Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
NGUYỄN THỊ ĐỊNH Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN HỮU CƠ
VÀ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ĐẾN COLLEMBOLA
(INSECTA) TRÊN ĐẤT TRỒNG MÍA HÀ TRUNG,
THANH HOÁ VÀ ĐẤT TRỒNG NGÔ, LÚA ĐAN
PHƯỢNG, HÀ NỘI
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN HỮU CƠ
VÀ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ĐẾN COLLEMBOLA
(INSECTA) TRÊN ĐẤT TRỒNG MÍA HÀ TRUNG,
THANH HOÁ VÀ ĐẤT TRỒNG NGÔ, LÚA ĐAN
PHƯỢNG, HÀ NỘI
Chuyên ngành: Động vật học
Mã số: 60 42 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. Nguyễn Trí Tiến HÀ NỘI – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
2
hiện nay, lượng PPNN được sử dụng cho mục đích sinh hoạt của người dân
ngày càng giảm, mà PPNN chủ yếu được đốt để lấy tro bón ruộng, tuy nhiên
biện pháp xử lý PPNN này lại thải ra lượng khí CO
2
lớn gây ô nhiễm cho bầu
khí quyển. Do vậy, cần tìm ra biện pháp xử lý PPNN có hiệu quả hơn mà
không gây hại tới môi trường. Lượng phế phụ phẩm trong sản xuất nông
nghiệp tương đối nhiều, nếu ủ thành phân hữu cơ để bón cho đồng ruộng là
đưa lại lợi ích kép, là phát triển sản xuất bền vững, bảo vệ môi trường và sức
khỏe con người [5].
Collembola là động vật ở đất có kích thước nhỏ bé. Chúng có số lượng
cá thể đông, phân bố rộng và rất nhạy cảm với những thay đổi của điều kiện
môi trường. Đã có nhiều nghiên cứu sử dụng Collembola làm chỉ thị sinh học
đánh giá chất lượng môi trường đất. [1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 12, 13, 15, 20, 26].
Do vậy để có thêm những luận chứng khoa học về vai trò của phân hữu cơ và
PPNN tới đất, tôi chọn đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón hữu cơ và phụ phẩm nông
nghiệp đến Collembola (Insecta) trên đất trồng mía Hà Trung, Thanh Hóa
và đất trồng ngô, lúa Đan Phượng, Hà Nội.”
2. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp số liệu về đa dạng thành phần loài và các chỉ số định lượng
của Collembola dưới ảnh hưởng của phân hữu cơ, kỹ thuật vùi PPNN trên đất
trồng mía ở nông trường Hà Trung, Thanh Hóa và đất trồng ngô, lúa ở Đan
Phượng, Hà Nội. Xác định được nhóm loài Collembola có vai trò chỉ thị sinh
học ở khu vực nghiên cứu. Bổ xung thêm dẫn liệu cho hướng nghiên cứu về
ra một số loài Collembola sử dụng làm chỉ thị cho chất lượng môi trường đất
ở khu vực nghiên cứu.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
4
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tình hình nghiên cứu Collembola trên thế giới
Collembola cùng với ve bét (Acarina) là một trong những đại diện chủ
yếu của nhóm chân khớp bé (Microathropoda). Chúng có kích thước nhỏ nhất
từ 0,12 - 1 mm đến lớn nhất là 5 - 10 mm, có hàm bên trong và luôn có 2 đôi
râu. Cơ thể gồm 3 phần: đầu, ngực (3 đốt) và bụng (6 đốt). Đa số nhưng
không phải tất cả bọ nhảy có chạc nhảy, là một phần phụ ở đốt bụng thứ
4.[45]
Hoá thạch đầu tiên của chúng được tìm thấy từ kỷ Devon (cách đây
khoảng 400 triệu năm). Đây là hoá thạch đáng chú ý nhất, từ hoá thạch này
xác định được 2 loài tuyệt chủng ở đại Cổ sinh và 8 loài tuyệt chủng ở đại
Trung sinh. Ngoài ra còn tìm thấy nhiều dạng hoá thạch ở các thời gian và địa
điểm khác nhau: hoá thạch ở cuối ký Phấn trắng ở Canada; hoá thạch ở kỷ thứ
3, ở giữa eo biển Ban Tích, từ hoá thạch này có 19 loài đã được biết với đại
diện của các giống hiện có: Entomobrya, Hypogastrura, Sminthurus,
Lepidocyrtus, Podura, Isotoma, Isotomorus…(Weritschat và Wichard, 2002)
[65]; hoá thạch ở kỷ Miocen từ Chiapas ở Mexico; hoá thạch ở kỷ Miocen từ
dãy núi Septentrional của nước Cộng Hòa Dominich và hoá thạch kỷ
Pleitocene từ Mizunami ở Nhật Bản…Một số tác giá đã kết luận, Collembola
là động vật chân đốt sống trên đất sớm nhất (Tillyard, 1928) [63], chúng là
hoá thạch sống (Handschin, 1955; Thibaud, 1970) [38, 62], chúng là sinh vật
cổ còn sót lại với sự tiến hoá chậm (Thibaud, 1970) [62].
hưởng của yếu tố vô sinh bất lợi cho thấy: Trong sự phát triển của
Hypogastruridae, nhiệt độ gây chết cho chúng là từ -4
0
và 28
0
, nhiệt độ tối ưu
cho sự phát triển của chúng trong khoảng 9
0
đến 12
0
, độ ẩm thích hợp cho sự
phát triển của chúng là 98% đến 100%, độ ẩm tương đối < 93% sẽ gây chết
(Thibaud, 1970) [62].
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
6
Nghiên cứu khu hệ bọ nhảy: Đã có nhiều công trình nghiên cứu về khu
hệ Collembola. Hai công trình được coi là cơ bản và đầy đủ có tính bao trùm
toàn bộ khu hệ Châu Âu là của Gisin, (1960) [34] và liên quan đến toàn bộ
khu hệ thế giới là của Stach từ 1947-1963 [58], và sau này là của nhiều tác giả
khác. Frans Janssens, (2010) đã tổng hợp các kết quả nghiên của các nhà khoa
học trên thế giới nghiên cứu về khu hệ Collembola và đưa ra danh sách mô tả
chi tiết của hơn 8000 loài được biết [45].
Về sinh thái học: Collembola sống trong đất và bãi rác, ưa ẩm, chúng
cư trú ở đất và thảm lá. Có vài loài có thể di chuyển tích cực lên bề mặt vỏ
cây, hoa vào ban ngày. Chúng phân bố trong rêu, dưới lớp đất đá, trong hang,
trong tổ kiến, trong tổ mối, khu vực lên xuống của thuỷ triều, bờ biển, bờ ao,
hồ, các dải tuyết…Chúng là thành phần quan trọng của hệ sinh thái trên mặt
đất tham gia vào quá trình kiến tạo đất. Đã có những công trình nghiên cứu về
1997) [57]. Sự cư trú của Collembola phản ứng thuận với sự bổ sung các loại
phân hữu cơ bất kỳ vào đất, chúng kích thích sự sinh sản của nhiều loài và
làm tăng nhanh quá trình diễn thế xảy ra trong đất. Trong điều kiện cực thuận,
mật độ của Collembola trong một đơn vị phân hữu cơ trong đất khá lớn, có
thể lên đến 1200 cá thể/gram trọng lượng khô của phân. Phân vô cơ gây sự
chuyển biến ít hơn trong thành phần của Collembola khi so sánh với phân hữu
cơ. Kanal A., (2004), nghiên cứu và đưa ra kết luận phân bón có thể kích
thích sự phát triển, gia tăng số lượng của một số loài bọ nhảy ưa thích loại
phân đó, điều này cho phép xác định loài nào là chỉ thị cho loại hình phân bón
[46].
1.2 Tình hình nghiên cứu Collembola ở Việt Nam
Ở Việt Nam, những công trình nghiên cứu về Collembola đầu tiên là
của các tác giả nước ngoài, đó là công trình của Denis (1948) và Delamare –
Deboutteville (1948). Năm 1948, Denis đã đưa ra danh sách 17 loài
Collembola do Dawydoff thu thập từ các địa phương như Vĩnh Phúc, Đắc
Lắc, Đà Nẵng, Tây Nguyên [30]…Năm 1965, J. Stach nhà động vật học
người Ba Lan đã đưa ra danh sách 30 loài Collembola thuộc 22 giống, 9 họ,
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
8
trong đó có 20 loài mới cho khu hệ Việt Nam và 10 loài mới cho khoa học
[59].
Từ năm 1975, các đề tài nghiên cứu về nhóm chân khớp bé
(Microathropoda) trong đó có Collembola mới bắt đầu được các tác giả Việt
Nam tiến hành. Từ năm 1979 đến nay đã có nhiều đợt điều tra Collembola ở
các vùng miền của đất nước, trong đó chủ yếu tập trung nghiên cứu ở các
Vườn Quốc Gia, Khu Bảo Tồn Thiên Nhiên. Bên cạnh đó, khu hệ Collembola
trong hệ sinh thái đô thị, hệ sinh thái nông nghiêp đã được nghiên cứu khá
sâu. Có thể tìm thấy trong các công bố của Nguyễn Trí Tiến, Nguyễn Thị Thu
Tuy nhiên, những nghiên cứu về vai trò chỉ thị sinh học của Collembola
còn mang tính tản mạn, chưa đồng bộ. Trong tương lai, những nghiên cứu
theo hướng này cần được tiến hành đồng bộ, trên nhiều yếu tố tác động tới
môi trường đất hơn. Đặc biệt, chưa có nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón
hữu cơ kết hợp với kỹ thuật vùi phụ phẩm nông nghiệp đến Collembola trên
đất nông nghiệp. Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
10
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Collembola (Insecta: Collembola) - động vật chân khớp cỡ hiển vi
thuộc lớp côn trùng (Insecta), ngành chân khớp (Arthropoda).
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu được tiến hành trên đất trồng mía ở nông trường Hà Trung,
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
11
Lượng phân hữu cơ: 6 tấn /1ha.
Chế phẩm vi sinh Việt Nhật 16 - 8 - 14 (do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa sản
xuất): 800kg/1ha.
PPNN là lá, ngọn cây mía; lá, thân, gốc cây ngô, cây lúa.
Bảng 2.1: Các công thức vùi PPNN ở đất trồng Mía Hà Trung, Thanh
Hóa và đất trồng ngô, lúa ở Đan Phƣợng, Hà Nội.
CT
Không bón phân hữu cơ (Đc)
Có bón phân hữu cơ (Tn)
1
Bón NPK
Bón NPK
2
Bón NPK + phế phẩm vùi tươi
Bón NPK + phế phẩm vùi tươi
3
Bón NPK + phế phẩm vùi tươi + chế
phẩm vi sinh
Bón NPK + phế phẩm vùi tươi + chế
phẩm vi sinh
4
Bón NPK + phế phẩm vùi tươi + chế
phẩm vi sinh tủ trên mặt
Bón NPK + phế phẩm vùi tươi + chế
phẩm vi sinh tủ trên mặt
5
N
Trong đó: n
a
- Số lượng cá thể của loài a.
N – Tổng số cá thể của toàn bộ mẫu theo sinh cảnh hay địa điểm.
Độ ưu thế được phân ra 4 mức sau: (Theo Chernova, 1988).
- Rất ưu thế: > 10,00%
- Ưu thế: 5 – 9,99%
- Ưu thế tiềm tàng: 2 – 4,99%
- Không ưu thế: < 2,00%
Loài ưu thế là những loài có độ ưu thế đạt giá trị từ 5% trở lên.
+ Độ thường gặp (C): C =
a
N
x100
N
Trong đó : N
a
- Số lượng mẫu thu có chứa loài a.
N- Tổng số lượng mẫu của sinh cảnh nghiên cứu.
Loài phổ biến và loài ít gặp có giá trị độ thường gặp C ở những mức sau:
- Rất phổ biến: 75,00 – 100%
- Phổ biến: 50 - 74,99%
- Không phổ biến: 25 – 49,99%
- Ít gặp ( ngẫu nhiên): < 24,99%
+ Độ đa dạng loại H’ - Chỉ số Shannon – Weaver.
H’ =
s
b: Số loài có ở sinh cảnh B
w: Số loài chung cho cả A và B
Trong quá trình định tên các loài, chúng tôi sử dụng các tài liệu phân
loại, các khoá định loại của Stach (1965), Chernova (1988), Nguyễn Trí Tiến
(2009) [6, 14, 59]…
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
14
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Danh sách thành phần loài và đặc điểm phân bố của Collembola ở
3
4
5
1
2
3
4
5
I
HỌ
HYPOGASTRURIDAE
BORNER, 1913
x
x
II
HỌ ONYCHIURIDAE
BORNER, 1903
4
Fissuraphorura
duplex
(Gama, 1962)
x
x
x
x
x
x
x
5
6
Pseudachorutella
asigillata
(Borner, 1901)
x
x
x
x
x
x
x
x
4
5
1
2
3
4
5
7
Pseudachorutella
sp.
1
x
x
x
x
x
x
x
x
10
Vitronura sp.
1
+
x
+ 12
Paralobella sp.
1
x
x
x x
x
x
13
Paralobella sp.
14
Folsomides
americanus
Denis, 1931
x
16
F. parvulus
Stach, 1922 x 17
Proisotoma
submuscicola
Nguyen, 1995
x
19
Folsomina
onychiurina
Denis, 1931
x
x
x
x
x
x
Isotomiella minor
(Schaffer, 1896)
x
x
x
x
x x
x
x
x
x
x
22
Cryptopygus
thermophilus
(Axelson, 1900)
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
16
Stt
Tên taxon
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
V
HỌ
ENTOMOBRYIDAE
SCHOTT, 1891 25
Entomobrya
lanuginosa
(Nicolet, 1841)
x
x 27
Entomobrya sp.
2
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x x
x
x
30
S.
pseudomonoculata
Nguyen, 1995
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
32
H. sauteri f.
sinensis Denis,
1929
x
x
+
x
+
x
+
x
+
x
x
35
P. immaculata
(Lie – Petterson,
1897)
x
37
P. octopunctata
Borner, 1901
x
x
x
x
x
Tên taxon
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
39
Rambutsinella sp.
1
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
41
Lepidocyrtus
(Lepidocyrtus) sp.
1 x
x
x
x
x
heterolepis Yosii,
1959 +
+ x x
x
44
L. (Ascocyrtus)
aseanus Yosii,
1982
x x
46
L. (Asc.) dahlii
Schaffer, 1898 + +
x
+
+
x
x
x
x
x
x
+
Schaffer, 1898 x 49
Lepidocyrtus
(Ascocyrtus) sp.
1
x x +
+
51
Dicranocentrus
indicus Bonet,
1930
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
+
VI
HỌ
CYPHODERIDAE
BORNER, 1913
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
18
Stt
x
x
x x
x
x
x
VII
HỌ PARONELLIDAE
BORNER, 1906
55
Salina borneensis
Yosii, 1982
x
56
S. celebensis
(Schaffer, 1898)
x
x
+
x
+
x
+
58
S. pictura Nguyen,
2001 + +
+ x
+
60
Callyntrura sp.
x
IIX
HỌ NEELIDAE
FOLSOM, 1896
x
x
x
IX
HỌ
SMINTHURIDIDAE
BORNER, 1906
x
x
63
S. bothrium
Nguyen, 2001
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
64
Sminthurides sp.
66
S. zaheri Yosii,
1966
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
HỌ
ARRHOPALITIDAE
STACH, 1956 67
Collophora
mysticiosa Yosii,
1966
x
x
68
Sminthurinus
victorius Nguyen,
2001
x
x
x
x
x
BOURLETIELLIDAE
BANKS, 1899 70
Deuterosminthurus
sp.
1
71
Sphyrotheca boneti
(Denis, 1948)
x
x
x
73
Calvatomina
antena (Nguyen,
1995)
x
x
x
x
x
x
x
Chú thích: x: Loài thu được trong mẫu định lượng; +: Loài thu được trong
mẫu định tính, x +: Loài thu được trong cả 2 loại mẫu.
1,2,3,4,5: Các công thức thí nghiệm: 1- NPK, 2- NPK+Phụ phẩm vùi tươi
(PPVT), 3- NPK+PPVT+Chế phẩm vi sinh (CPVS), 4- NPK+PPVT+CPVS tủ
trên mặt, 5- NPK+PPVT+CPVS vùi sau ủ 30 ngày.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
20
Tại 2 điểm nghiên cứu đã thu được 74 loài Collembola trong các mẫu
định tính và định lượng, thuộc 4 phân bộ, 14 họ, 37 giống. Trong đó có 54
loài định được tên, 20 loài ở dạng sp. Trong 74 loài thu được, có 2 loài
Vitronura sp.
2
và Salina pictura chỉ thu được trong mẫu định tính, có 11 loài:
Vitronura sp.
1
, H. sauteri f. sinensis, L. (Acr.) heterolepis, L. (Asc.) dahlii, L.
(Ascocyrtus) sp.
1
, L. (Cynctocyrtus) sp.
1Số giống
1
2
1
1
2
2
2
Số loài
1
2
1
1
2
2
1
ONYCHIURIDAE Số giống
2
2
0
1
8
8
1
ISOTOMIDAE Số giống
4
6
4
5
7
7
5
Số loài
5
7
6
6
11
8
7
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
21 Số giống
1
1
1
1
1
1
1
Số loài
1
1
1
1
1
1
1
PARONELIIDAE Số giống
2
2
1
0
1
1
0
SMINTHURIDIDAE Số giống
2
2
1
2
2
2
2
Số loài
3
3
2
4
5
3
4
ARRHOPALITIDAE
1
1
Số loài
1
1
0
1
2
1
1
BOURLETIELLIDAE Số giống
1
1
0
0
1
1
0
Số loài
1
1
0
0
1
0
2
1
1
DICYRTOMIDAE Số giống
1
1
0
0
1
1
0
Số loài
2
2
0
0
2
2
0
Tổng
Số họ
14
(tương ứng 5 loài và 3 loài) > 7 họ Cyphoderidae, Neelidae, Arrhopalitidae,
Katiannidae, Bourletiellidae, Sminthuridae và Dicyrtomidae cùng có 1 giống
và có số loài dao động từ 1-2 loài.
Ở đất trồng mía Hà Trung, Thanh Hoá các loài Collembola có trong cả
14 họ, trong khi đó ở đất trồng ngô, lúa Đan Phượng, Hà Nội các loài
Collembola chỉ có trong 9 họ. 5 họ Onychiuridae, Neelidae, Arrhopalitidae,
Bourletiellidae và Dicyrtomidae chỉ có ở đất trồng mía Hà Trung, Thanh Hoá
mà không có ở đất trồng ngô, lúa Đan Phượng, Hà Hội. Các loài trong các họ
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên
23
này đều có kích thước nhỏ, thường gặp nhiều trong lớp thảm mục hữu cơ của
đất rừng, đất trảng cỏ.
* Sự tương đồng về thành phần loài Collembola giữa các công thức vùi PPNN
ở 2 địa điểm nghiên cứu được thể hiện trong hình 3.1 và hình 3.2.
Hệ số Sorensen được dùng trong các nghiên cứu sinh thái học hiện đại
để đánh giá sự gần gũi giữa các quần xã sinh vật theo từng cặp, ở hai sinh
cảnh sống khác nhau hay ở các điểm thu mẫu khác nhau trong một khu vực
nghiên cứu. Hệ số này được thể hiện qua phương pháp hình vuông
Czekanowski. Sau khi tính được các giá trị của chỉ số Sorensen của nhóm
động vật cụ thể ở các điểm thu mẫu ta xếp chúng vào trong các ô của hình
vuông. Kết thúc sự sắp xếp, trên hình vuông ta có thể thấy sự hình thành
những nhóm tách biệt hẳn nhau hay gắn với nhau qua một nhóm chuyển tiếp.
- Sự tương đồng về thành phần loài Collembola giữa các công thức vùi
PPNN ở đất trồng mía Hà Trung, Thanh Hoá được thể hiện trong hình 3.1
dưới đây: CT2
75,61
73,68
85,71 Chú thích:
Hình 3.1: Chỉ số tƣơng đồng thành phần loài Collembola giữa các công
thức vùi PPNN ở đất trồng mía Hà Trung, Thanh Hoá
> 80%
70- 80%
Copyright: Tài liệu đại học ©