- DOI:10.22144/ctu.jvn.2020.160 ẢNH HƯỞNG CỦA MẶN NaCl ĐẾN SỰ TĂNG TRƯỞNG VÀ TÍCH LŨY SINH KHỐI CỦA BA LOÀI CỎ VOI (Pennisetum SP.) Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. - Đề tài thực hiện trong điều kiện nhà lưới nhằm đánh giá khả năng chịu mặn của ba loài cỏ voi (Pennisetum sp.) bao gồm cỏ voi VA06 (Pennisetum purpureum), cỏ voi xanh Thái Lan (Pennisetum glaucum) và cỏ voi tím (Pennisetum setaceum), làm cơ sở cho việc lựa chọn bổ sung các loài cỏ trồng trên vùng đất nhiễm mặn. - Kết quả cho thấy cả ba loài cỏ voi đều giảm sinh trưởng, sinh khối tươi, sinh khối khô, tốc độ tăng trưởng và chỉ số SPAD khi độ mặn tăng lên. - Cỏ voi tím là loài có khả năng chịu mặn kém nhất trong ba loài cỏ voi nghiên cứu, cây có dấu hiệu ngộ độc mặn cháy lá ở 10 g NaCl/L và tất cả cây chết khi độ mặn tăng lên 15 và 20 g NaCl/L. - Kết quả cho thấy cỏ voi Thái Lan và cỏ voi xanh VA06 là hai loài cỏ voi có tiềm năng để chọn trồng kết hợp với chăn nuôi gia súc ở những vùng đất bị nhiễm mặn trong bối cảnh xâm nhập mặn hiện nay ở Đồng bằng sông Cửu Long.. - Ảnh hưởng của mặn NaCl đến sự tăng trưởng và tích lũy sinh khối của ba loài cỏ voi (Pennisetum sp.) ở Đồng bằng sông Cửu Long. - Cỏ voi (Pennisetum purpureum) là loài trồng phổ biến ở ĐBSCL và có tiềm năng và khả năng sản xuất chất xanh tốt, năng suất xanh đạt từ 120-450 tấn/ha/năm (Mui, 2006), bình quân từ 40-80 tấn chất khô/ha/năm (Woodard and Prine, 1993). - Cỏ voi có hàm lượng protein tương đối cao 10-12% (Halim et al., 2013). - Hiện nay, đã có một số loài cỏ voi được du nhập vào ĐBSCL, như cỏ voi tím (Pennisetum setaceum), cỏ voi xanh Thái Lan (Pennisetum glaucum), cỏ voi xanh VA06 (Pennisetum purpureum). - Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu tổng hợp đánh giá về khả năng chịu mặn của các loài cỏ voi trồng phổ biến tại ĐBSCL. - Xuất phát từ vấn đề trên, nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giả khả năng chịu mặn tăng dần của 3 loài cỏ voi trồng phổ biến tại các tỉnh thành ĐBSCL là cỏ voi VA06, cỏ voi Tím và cỏ voi Xanh Thái Lan. - Kết quả nghiên cứu nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn loài cỏ voi chịu mặn và có năng suất cao kết hợp với chăn nuôi gia súc ở vùng ven biển hay các vùng đất bị nhiễm mặn là nhu cầu hết sức cần thiết trong bối cảnh xâm nhập mặn hiện nay.. - Loài cỏ voi tím (Pennisetum setaceum) được thu thập tại Trại thực nghiệm của Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ. - Loài cỏ voi xanh Thái Lan (Pennisetum glaucum) và cỏ voi xanh VA06. - Sau một tuần dưỡng cây, thu 10 cây để đánh giá các thông số đầu vào của cây về chiều cao, chiều dài rễ, sinh khối tươi thân, sinh khối tươi rễ, sinh khối khô thân và sinh khối khô rễ là 40-45cm. - Giai đoạn dưỡng cây tuần thứ 1, dung dịch dinh dưỡng pha theo nồng độ ¼ vào 3 ngày đầu và ½ vào 4 ngày sau (Trang et al., 2018. - Đến tuần thứ 2 trở về sau dung dịch nồng độ nguyên chất được áp dụng cho nghiên cứu. - Dung dịch dich dưỡng được thay mới và tăng nồng độ mặn lên mỗi tuần là 5 g NaCl/L tương ứng cho từng nghiệm thức mặn, đến khi đạt nồng độ 20 g NaCl/L. - Nghiên cứu được thực hiện trên 3 loài cỏ voi bao gồm cỏ voi tím (P. - setaceum), cỏ voi xanh Thái Lan (P. - glaucum), cỏ voi xanh VA06 (P. - được xử lý mặn ở năm mức nồng độ mặn bao gồm và 20 g NaCl/L, trong đó nghiệm thức 0 g NaCl/L là nghiệm thức đối chứng trồng trong điều kiện nước dinh dưỡng không bổ sung NaCl. - Sau 2 tuần dưỡng cây, bắt đầu thí nghiệm nồng độ Hoagland sử dụng là nồng độ nguyên chất với 0 g NaCl/L cho tất cả các nghiệm thức. - Sau 7 ngày nâng nồng độ mặn lên 5 g NaCl/L để tránh sốc muối cho cây, nồng độ mặn được tăng lên đến khi đạt mức 10, 15 và 20 g NaCl/L tương ứng với từng nghiệm thức (Hình 1). - Sau 7 ngày xử lý mặn ở nồng độ 20 g NaCl/L, thí nghiệm kết thúc, tiến hành thu cây và xác định các chỉ tiêu tăng trưởng.. - Hình 1: Quy trình thí nghiệm đánh giá khả năng chịu mặn của 3 loài cỏ voi và thời gian xử lý mặn cho cây trồng ở 5 mức nồng độ và 20 g NaCl/L. - Tốc độ tăng trưởng tương đối (RGR – mean relative growth rate) là mức sinh trưởng sinh khối khô trong một đơn vị thời gian (mg/g/ngày), được tính trên sự thay đổi về sinh khối cây, được tính dựa trên công thức Fisher (1921):. - 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ mặn lên chiều cao cây, chiều dài rễ và tốc độ tăng trưởng của 3 loài cỏ. - Kết quả ghi nhận có sự tương tác giữa hai nhân tố loài cây và nồng độ mặn lên tất cả các chỉ tiêu sinh trưởng của cây (p<0,05. - Bảng 1), ngoại trừ sinh khối khô, tốc độ tăng sinh khối khô, sinh khối khô. - của rễ và tốc độ tăng trưởng tương đối của sinh khối khô rễ (p>0,05. - Chiều cao cây lúc thu hoạch và tốc độ tăng chiều cao cây của 3 loài cỏ voi giảm khi tăng nồng độ mặn (p<0,05. - Chiều cao cây của 3 loài cỏ voi đạt cao nhất ở nghiệm thức đối chứng (141,0 cm) và đều giảm ở các nghiệm thức 5 g NaCl/L. - Từ nồng độ 10 g NaCl/L trở lên cho thấy cỏ voi tím có dấu hiệu ngộ độc mặn, ảnh hưởng đến chiều cao cây và cây chết hoàn toàn từ mức nồng độ 15 và 20 g NaCl/L, do đó không ghi nhận chiều cao cây ở hai nghiệm thức này. - Sự suy giảm về chiều cao cây dẫn đến tốc độ tăng chiều cao của cỏ voi VA06 và cỏ voi Thái Lan ở nghiệm thức 5 g NaCl/L thấp hơn so với. - Riêng từ mức 10 g NaCl/L đến 20 g NaCl/L chiều cao cây của cỏ voi VA06 và cỏ voi Thái Lan duy trì như nhau giữa 3 mức mặn (p>0,05), nhưng thấp hơn cây trồng ở mức 5 g NaCl/L (p<0,05). - Giữa ba loài cỏ nghiên cứu, cỏ voi tím có chiều cao và tốc độ tăng trưởng chiều cao thấp nhất, biểu hiện rất rõ rệt khi nồng độ mặn tăng dần. - Điều này cho thấy độ mặn có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao thân chính và khối lượng chất khô tích lũy cũng giảm rõ rệt khi tăng nồng độ mặn (Mensah et al., 2006), thông qua ảnh hưởng của sự thẩm thấu và ion độc hại của muối (Rengasamy and Olsson, 1993).. - Bảng 1: Phân tích phương sai (giá trị F) các chỉ tiêu sinh trưởng giữa hai nhân tố (A) loài cây và (B) nồng độ mặn. - Tốc độ tăng chiều cao cây 131,83. - Tốc độ tăng chiều cao cây 1,36 ns 10,89. - Sinh khối tươi thân 164,22. - Tốc độ tăng sinh khối tươi 93,17. - Sinh khối khô thân 39,81. - Tốc độ tăng sinh khối khô thân 30,48. - Sinh khối tươi rễ 1,18 ns 28,50. - Tốc độ tăng sinh khối tươi rễ 1,15 ns 29,63. - Sinh khối khô rễ 9,53. - Tốc độ tăng sinh khối khô rễ 25,20. - Chiều dài rễ và tốc độ tăng chiều dài rễ của cỏ voi VA06 và cỏ voi tím không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức (p>0,05), ngoại trừ cỏ voi Thái Lan (p<0,05. - Ở nghiệm thức 10 g NaCl/L cho thấy cỏ voi Thái Lan có chiều dài rễ cao hơn so với các nghiệm thức còn lại, sự kéo dài rễ nhằm tăng cường khả năng lấy nước và chất dinh dưỡng của cây. - Tương tự, tốc độ tăng. - trưởng chiều dài rễ cỏ voi Thái Lan cũng bị ảnh hưởng bởi nồng độ mặn. - Điều này có thể giải thích do thời gian nhiễm nồng độ muối 10 g NaCl/L trong thời gian ngắn (Hình 1) nên chưa đủ để gây ngộ độc trên hệ rễ của cây nhưng nếu thời gian nhiễm mặn kéo dài hơn, có thể sẽ làm thay đổi cấu trúc và sự phát triển của rễ. - Hình 2: Chiều cao cây (A), chiều dài rễ (B), tốc độ tăng trưởng chiều cao cây (C) và tốc độ tăng chiều dài rễ (D) của 3 giống cỏ voi ở các nồng độ mặn. - 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ mặn lên sinh khối tươi, khô và tốc độ tăng trưởng sinh khối của 3 loài cỏ. - 3.2.1 Sinh khối tươi của thân và rễ. - Nồng độ mặn ảnh hưởng rõ rệt đến sinh khối tươi và tốc độ tăng trưởng sinh khối tươi của thân của 3 loài cỏ voi (p<0,05. - Tương tự chiều cao cây, sinh khối tươi thân của 3 loài cỏ voi nghiên cứu đều giảm ở nồng độ muối 5 g NaCl/L, trong đó cỏ voi tím có sinh khối tươi và tốc độ tăng sinh khối tươi thân thấp nhất 49,85 g/cây và 0,85 g/ngày. - Tốc độ tăng sinh khối tươi thân của hai loài cỏ voi VA06 và cỏ voi Thái Lan cũng giảm ở mức 5 g NaCl/L (1,99 và 2,60 g/ngày) và giảm thấp nhất ở nghiệm thức 20 g NaCl/L (p<0,05. - Rễ cây là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với mặn, do đó sinh khối tươi của rễ và tốc độ tăng sinh khối tươi rễ bị ảnh hưởng bởi nồng độ mặn (p<0,05. - Ở nghiệm thức 5 g NaCl/L sinh khối tươi rễ và tốc độ tăng sinh khối tươi rễ giảm ở cỏ voi VA06 (15,48 g/cây và 0,27 g/ngày) và cỏ voi Thái Lan (15,52 g/cây và 0,27 g/ngày). - và Mn 2+ (Ashraf, 2004), dẫn đến sự mất cân bằng ion bên trong các tế bào do sự tích tụ quá mức Na + và Cl - và mất nước trong không bào làm cho cây bị khô chết, làm tốc độ tăng sinh khối tươi cũng sẽ bị giảm (Karimi et al., 2005). - Điều này có thể giải thích cho sự giảm sinh khối tươi và tốc độ tăng trưởng sinh khối của của rễ giảm khi nồng độ mặn tăng. - Ngoài ra, theo Chartzoulakis and Klapaki (2000), sự tích lũy của một lượng lớn muối trong không bào ở lá dẫn đến mất nước từ đó làm cho cây sinh trưởng phát triển kém được biểu thị bằng việc giảm trọng lượng tươi của thân và rễ, từ đó làm cho cây sinh trưởng phát triển kém và giảm sinh khối tươi của loài do sự thiếu hụt nước và dinh dưỡng.. - 3.2.2 Sinh khối khô của thân và rễ. - Sinh khối khô của phần thân và tốc độ tăng sinh khối khô thân của 3 loài cỏ voi đều có xu hướng giảm khi nồng độ mặn tăng (p<0,05. - Cỏ voi tím là loài cỏ voi biểu hiện rõ nhất của ảnh hưởng mặn, cụ thể hơn ở nồng độ mặn 5 g NaCl/L thì cây đã giảm tốc độ tăng sinh khối khô của thân (196,64 mg/ngày), và ở mức nồng độ mặn. - 15 g NaCl/L thì cây không chịu được áp lực của mặn dẫn đến cây chết và đây cũng loài loài có sinh khối khô thấp nhất trong 3 loài cỏ voi nghiên cứu.. - Sinh khối khô và tốc độ tăng sinh khối khô của rễ cũng bị ảnh hưởng bởi độ mặn (p<0,05. - Hình 3F và 3H), ngoại trừ cỏ voi tím. - Nhìn chung, sự tích lũy sinh khối khô của phần thân và rễ có xu hướng giảm từ nồng độ 5 g NaCl/L ở cả 3 loài cỏ voi. - của độ mặn lên sinh khối khô rễ được thể hiện rõ hơn ở loài cỏ voi VA06 và cỏ voi Thái Lan cho thấy sự tích lũy chất khô ở cây giảm đáng kể ở nồng độ 5 g NaCl/L (tương ứng 1,51 và 1,45 g/cây). - Tốc độ tăng sinh khối khô của rễ ở cỏ voi tím là thấp nhất 29,37 mg/ngày, thấp hơn so với cỏ voi Thái Lan và cỏ voi VA06 ở nghiệm thức 5 g NaCl/L (Hình 3H).. - Sự giảm sinh khối khô khi nồng độ NaCl tăng lên cho thấy ảnh hưởng của mặn đến sinh khối thực vật. - Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu trên cây lúa (Nguyễn Thị Thanh Thảo và ctv., 2013), trên một số loài cỏ làm thức ăn gia súc (Viet et al., 2019. - (2005), việc giảm sinh khối khô của bộ phận rễ cây có thể là cách để thực vật đáp ứng thích nghi với ngộ độc muối. - Trong ba loài cỏ nghiên cứu, loài cỏ voi xanh Thái Lan có tỷ lệ giảm sinh khối rễ ít hơn hai loài cỏ. - còn lại, và so với nồng độ 0 g NaCl/L thì cây trồng ở mức 15 và 20 g NaCl/L sinh khối khô rễ thấp hơn (p<0,05. - Tốc độ tăng trưởng tương đối (RGR, relative growth rate) sinh khối khô của phần thân và rễ của 3 loài cỏ voi có sự khác biệt giữa các mức nồng độ mặn (p<0,05. - Nhìn chung, RGR sinh khối khô thân của loài cỏ voi Thái Lan cao hơn so với 2 loài cỏ voi còn lại (Hình 4A).. - Tốc độ tăng trưởng tương đối sinh khối khô của rễ dễ nhạy cảm và ảnh hưởng hơn so với phần thân cây, có thể do rễ là bộ phận chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi mặn. - Tốc độ tăng trưởng tương đối sinh khối khô rễ ở cỏ voi Thái Lan giảm từ 23,95 mg/g/ngày ở nghiệm thức đối chứng (0 g NaCl/L) còn 17,64 mg/g/ngày ở mức 5 g NaCl/L. - Sự suy giảm sinh khối khô và RGR sinh khối khô được xem là phản ứng thích nghi để đối phó với ngộ độc mặn. - Dưới áp lực của muối, việc giảm tốc độ tăng trưởng để cây đáp ứng theo cơ chế thích ứng ngắn hạn khi tăng nồng độ NaCl, đồng thời có thể giúp cây tiết kiệm năng lượng cho việc duy trì các quá trình (Mladenova, 1990).. - Tỷ lệ rễ/thân nói chung tăng cao nhất ở nồng độ mặn 10 g NaCl/L của cả 3 loài cỏ nghiên cứu (p<0,05. - tăng nồng độ mặn lên cao hơn. - (2019) khi nghiên cứu 2 loài cỏ Sả (Panicum maximum) và cỏ voi (P. - purpureum) nhận thấy rằng nồng độ 20 g. - Bên cạnh sự suy giảm về sinh trưởng và sinh khối cây dưới ảnh hưởng của độ mặn, hàm lượng diệp lục tố (SPAD) cũng là những chỉ thị cho phản ứng của cây trong điều kiện bị ngộ độc mặn (Saleh, 2012). - Kết quả ghi nhận có sự tương tác giữa hai nhân tố loài cây và độ mặn cho chỉ tiêu hàm lượng diệp lục tố (p<0,05. - Tương tự sinh trưởng và sinh khối cây, hàm lượng diệp lục tố trong lá của 3 loài cỏ voi đều giảm ở độ mặn 5 g NaCl/L. - Tuy nhiên, chỉ số SPAD giảm không nhiều khi nồng độ muối tăng lên 5 g NaCl/L từ 35,1. - 29,3 và 23,6 tương ứng cho cỏ voi VA06, cỏ voi Thái Lan và Cỏ voi tím. - Riêng cỏ voi tím, lá trên cây đều héo vàng, cháy lá, cây chết ở nồng độ 15 và 20 g NaCl/L, nên không ghi nhận chỉ số SPAD trên cây ở hai nồng độ này. - Qua đó cho thấy giữa 3 loài cỏ nghiên cứu, loài cỏ voi tím mẫn cảm độ mặn NaCl hơn 2 loài còn lại.. - Cỏ voi tím (Pennisetum setaceum) là loài cỏ có khả năng chịu mặn kém nhất trong 3 loài cỏ voi, cây có dấu hiệu ngộ độc mặn cháy lá ở 10 g NaCl/L và tất cả cây chết khi độ mặn tăng lên 15 và 20 g NaCl/L. - Hàm lượng diệp lục tố trong lá cây cũng giảm khi độ mặn tăng. - Cỏ voi Thái Lan và cỏ voi VA06 có sinh trưởng và sinh khối cao và có khả năng chống chịu ở nồng độ mặn 10 - 15 g NaCl/L.. - Trong đó cỏ voi Thái Lan có năng suất sinh khối tươi và khô cao nhất, kế đến là cỏ voi VA06 và cỏ voi tím.