Thực vật và các phương pháp nghiên cứu (In lần thứ hai): Phần 2

Chương 4 PHƯƠNG PH ÁP NGHIÊN c ứ u PHAN dưới MẶT ĐẤT CỦA CÁC T H ự• C VẬT RIÊNG BIỆT • • • VÀ CỦA QUẦN XẢ THỰC VẬT 4.1. Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN c ứ u PHẦN DƯỚI ĐẤT CỦA THỰC VẬT VÀ QUẦN XÃ THựC VẬT • • • • Đôi với sự sông của thực vật và sự lập th àn h quần xã thực vật, các phần dưới đất cũng có ý nghĩa không kém so với các phần trên m ặt đát. Hệ thống rễ là cơ quan chính bảo đảm nước và các hợp chát khoáng cho thực vật. Còn rễ, củ, căn hành, giò, rễ dạng cơ bản là bảo đám sinh sản vô tính ở thực vật, tích luỹ, chất dinh dưỡng và nước... Các cấu tạo dặc biệt phần dưới đất của thực vật trong nhiều trường h(,Jp xác định tính chất sinh thái và sinh học của thực vật đó, ở trong điều kiện đất và nước nào đấy, khả năng cạnh tran h với các loài khác vể chỗ ở. chất dinh dưỡng và không khí. Những thay thê của quần xã thực vật thường do nguyên nhân độc biệt phần dưới đâ’t của thực vật. Chúng ta đều biết vai trò của các phần dưối đất của thực vật và quần xã thực vật trong việc tích luỹ và phân bô các chất hữu cơ ớ trong đât, di chuyên muôi khoáng, sự biến động nưóc, cũng như sự hình thành và cấu trúc của chúng đê bảo vệ đất đặc biệt là bảo vệ các lớp trên mặt khỏi xói mòn và phong hoá. Vì thê cho nên ý nghĩa cấu tạo đặc biệt các phần dưới đất của thực vật, sự phân bố và tác động tương hỗ giữa các phần ấy với nhau VỈI với môi trường xung quanh cho ta khả năng giải thích nhiều hiện tượng tự nhiên và để có những phương pháp đúng đắn về các vấn đê kinh tê quôc dân như tăng thu hoạch mùa, đâu tra n h với xói mòn... Với tầm quan trọng như trên nên dã có những chú ý lớn trong việc nghiên cứu các phần dưới đất của thực vật và quần xã thực vật 95 trong địa thực vật, trồng trọt, lâm nghiệp và thổ nhưỡng. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu các phần dưới đất của thực vật có tho rất phong phú. Chúng ta có thế đưa ra một số’nhiệm vụ cụ thể. 4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu cơ BẢN CÁC PHẨN DƯỚI ĐẤT CỦA THỰC VẬT VÀ QUẦN XÃ THỰC VẬT • • • f 4.2.1. Sư lược tổng luận các phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu các phần dưới đất của thực vật có thê trong các điểu kiện tự nhiên, trong các quần xã thực vật tự nhiên hoặc có thể trồng ra đê nghiên cứu. Vì thê các phương pháp nghiên cứu các cơ quan dưới dát của thực vật có thể lập ra các nhóm: 1- Các phương pháp nghiên cứu cơ quan dưới đất của thực vật trồng trên đất. 2- Các phương pháp nghiên cứu cơ quan dưới đất của thực vật trồng trong nước. 3- Các phương pháp nghiên cứu cơ quan dưới đất của thực vật trồng trong các ông sinh dưỡng trên các loại đất khác nhau. 4- Phương pháp nghiên cứu các cơ quan dưới đất trồng trcng các thùng và máy thăm dò điểu tố với những ụ đất hay những cốt đất. 5- Các phương pháp nghiên cứu cơ quan dưới đất của thực vật trồng trong các điều kiện nửa tự nhiên: ở hầm, trên thành dốc.. 6- Các phương pháp nghiên cứu cơ quan dưới đất của thic vật, sông trong các điều kiện tự nhiên hoặc trong đất trần. Ba nhóm phương pháp đầu tiên đặc biệt cho phép giải q u ' ế t các vấn đê sinh lý, sinh hóa và nông hoá và yêu cầu điểu kiện thí nghiệm, nhà sinh dường hoặc nhà kính. Nhóm thứ 4 có thể ứng dụng chính là đế giải quyết các 'ấ n đê nông hoá, cơ khí nông nghiệp và phần nào cho ta các vấn để s ũ h học, sinh lý học... Nhóm thứ 5 chính là để nghiên cứu các vấn đề nôig hoá và sinh học thực vật. Đế giải quyết vấn để trồng trọt toàn bõ, sinh thái học, sinh học thực vật, sinh lý, thổ nhưỡng và các vấn đê kìá«c. Quan trọng nhất là các phương pháp của nhóm 6. Nghũn cứu thực vật hay quần xã thực vật có liên quan chặt chẽ với môi triờmg tự nhiên xung quanh. Giá trị của phương pháp này rấ t lớn vì hệ thông rễ thực vật rấ t dao động. Vì thê sự sinh trưởng và phát triển các cơ quan dưới đất của thực vật trồng trong các điều kiện nhân tạo trong 96 cấc thùng, hầm, ông sinh dưỡng... đều khác với các diêu kiện tự nhi^n Nên khi đưa các sô liệu thu dược vào điều kiện tự nhiên phải thặ' thận trọng. Các phương pháp này có thể kết hợp vào hai nhóm: phuơng pháp hình thái học chất lượng và phương pháp tính số lượng. a) Các phương pháp chất lượng 1- Nghiên cứu các phan dưới đất của thực vật bằng con đường đào đất dần dần hoặc rửa rồi sau đó đo, mô tả, vẽ, chụp ánh. Các phương pháp này có nhiêu kiểu, cho ta những dấu hiệu vê sinh lý, sinh thái của các cơ quan dưới đất, nhưng các phương pháp này rất nạng nể và áp dụng chính trong việc nghiên cứu hệ thông rễ cây cỏ, đặc biệt là cây một nảm, các cây bụi nhỏ và các dạng mầm cây gỗ. Trước đay các phương pháp thuộc nhóm này được nhiều nhà nghiên cứu áp dụng. Cũng các phương pháp này ngày nay có áp dụng nhưng đã hoàn thiện hơn, có lúc được thay đổi bằng phương pháp hầm kết hợp với phương pháp vẽ nằm ngang. 2- Phương pháp hầm dào thẳng đứng qua phần dưới đất của thực vật hoặc của quần xà thực vật. Gạt đất rồi vẽ hoặc rửa rồi vẽ, mô tả, chụp ảnh, hình nôi lên trên thành hầm. Phương pháp này áp dụng rộng rãi và nhẹ nhàng hơn so VỚI phương pháp trước. Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho việc nghiên cứu sự sinh trương và phát triển của hệ thông rễ của các loài thực vật riêng biệt, các hiện tượng tầng trong mối quan hệ tương hỗ chung giữa các thành phần của quần xã thực vật. Với mục đích này thì phương pháp thứ nhất không áp dụng được. 3- Phương pháp đào hẩm ngang và vẽ hình nằm ngang: là các phương pháp nghiên cứu các cơ quan dưới đất nằm ngang của thực vật. Phương pháp này rất quan trọng trong việc nghiên cứu sinh sản vô tính. Trong việc khảo sát các vân đề lien quan với mỗi tác động tương hỗ giữa thực vật với thực vật... Phương pháp này cần dược áp dụng song song vối phương pháp hầm xem như một phần không tách khôi phương pháp hầm. Để nghiên cứu các phần dưổi đất của thực vật riêng biệt hay các quỉin xã thực vật trong các điều kiện nửa định vị và hàn h trình thì nên áp dụng hai phương pháp chính: phương pháp hầm và phương phiip đào ngang. Dưới đây sẽ mô tả một số phương pháp chính: b) Phương pháp sốlượng 1 - Tính dộ dài và bê mặt của hệ thống rễ bằng con đường đo trực tiếp t ấ t cả các rễ. Phương pháp này thích hợp cho việc tính hệ thông 97 rễ các cá thê riêng biệt áp dụng chính trong nghiên cứu cây gỗ và cây bụi. Yêu cầu là cần phải tách (đào hoặc rửa) tấ t cả hoặc một phần nhất định của hệ thông rễ thực vật nghiên cứu. Vì thê phương pháp này rất nặng nề nhưng lại không chính xác vì thường không tính được các nhánh nhỏ của rễ, mà các rễ này lại có tông bê m ặt hay độ dài rất lớn. 2- Tính khối lượng, độ dài và bề m ặt của tấ t cả các rễ và các cơ quan dưới đất khác, tách ra bằng cách nào đấy (bằng tay, tách hoặc rửa) từ trong một khối lượng đất n h ấ t định, theo từng lớp có độ dày nào đấy hoặc theo các phiến đất di truyền. Phân biệt với các phương pháp nhóm trên ở đây tách tất cả các phần dưới đất của thực vật từ đất, nhưng tiếp tục có thế chọn rễ theo loại. Các sô liệu vê một sô chỉ tiêu, ví dụ vê khôi lượng, đường kính hoặc độ dài của hệ thông rễ nhận dược bằng cách đo trực tiếp, còn sô" liệu về khôi lượng và các cơ quan dưới đất khác bằng cách cân trực tiếp. Những số liệu còn lại khác nhận được bàng cách tính. Khi phân tích các mẫu rễ n h ậ n được thường chia ra rễ hoạt động (hoạt động tích cực, hấp thụ, hút, thấm và rễ không hoạt động (bị động dẫn). Khôi lượng đất dùng để tính rễ rất khác nhau và phụ thuộc rất lớn vào khả năng lấy mẫu. Một số nhà nghiên cứu lấy những khối đất nằm ngang hoặc thẳng đứng hoặc các mẫu đã vỡ cắt ra từ một cột đất. Trong trường hợp này diện tích lấy mẫu thường là 0,01 - 0,25m2 và hơn nữa. Lấy khối 5000 - 25000 c m 1 hoặc lớn hơn. Một số nhà nghiên cứu khác dùng khoan. Độ lớn các mẫu trong các trường hợp này thường không lón và không quá 500 - lOOOcm2. Ví dụ khoan tiết diện 20 X 20 cm và lấy ngay được khối 4000 cm2. Những phương pháp trên áp dụng trong nghiên cứu các thực vật cây trồng nông nghiệp và các bụi cây hoang dại đặc trưng cho phần dưới đất của các loài thực vật hình th à n h đám cây trồng và cây bụi đó. Song cơ bản là nó áp dụng cho việc nghiên cứu phần dưới đất của quần xã thực vật. 3- Tính sô lượng tất cả rễ thực vật nghiên cứu trên th àn h hầm, thường chia chúng ra một số nhóm theo đường kính và đưa vào bản vẽ. Phương pháp này có thể dễ dàng cho người tính khi áp dụng phương pháp hầm, ít khó khăn hơn việc chọn và rửa các mẫu dất, nhưng cũng ít chính xác hơn, bởi vì khi tính không thể tính hết được các rễ nhỏ và các nhánh nhỏ. Nó cho ta một con sô và một kết quả để 98 dạc trưng các phần dưới đất, (lúng hờn là đế đánh giá sự bão hoà đất b(ù rỗ hay căn hành. 4* Tính sô lượng rỗ bằng phương pháp đào nằm ngang có độ dài nhát định, sắp xêp vào thành hầm qua những khoảng xác định bắt đầu từ bề mặt của đất. Phương pháp này củng gẩn giông với phương pháp trên (ở đáy rễ cũng thường chia ra một sô nhóm theo đường kính) cho ta một con sô' có điều kiện (giả định) và thỉnh thoảng dùng đe dặc trưng sự phân bô các cơ quan thực vật ở trong đất. 5Phương pháp tính rễ và diện tích phủ của rễ trên mặt cắt ngang mầu lấy nhò khoan. Phương pháp này được các nhà khoa học Phần Lan (Schuurman, Krot 1957 và một sô khác) để xuất và để nghị đế xác định độ lỏn một cách nhanh chóng. Đê kôt luận cho một phán tổng luận ngắn cár phương pháp cơ ban. chúng tôi nghĩ rằng chọn phương pháp này hav phương pháp khác phụ thuộc vào đôì tượng và mục đích nghiên cứu, dồng thời còn phụ thuộc vào điểu kiện công tác và một phần còn phụ thuộc vào thời gian người nghiên cứu. Nhưng cũng cần nhấn mạnh rằng trong kết quả rất phong phú các phương pháp áp dụng hiện nay nghiên cứu các phần dưới đất của thực vật hay quần xà thực vật nhận được cũng không ít trường hợp hoàn toàn không phù hợp với sô liệu so sánh và như thế m ất khả năng dộc lặp. Như thế cần thông nhất phương pháp nghiên cứu. Sau đây chúng tôi mô tả tì mỉ các phương pháp cơ bản cho việc nghiên cứu nứa định vị và hành trình. Một sô phần rất quan trọng của phương pháp nghiên cứu làm sáng tỏ biến động và giai đoạn sinh trướng tính hoạt dộng của rễ và môi liên quan với nhịp điệu sinh trưỏng, p h át triển các phần dưới đất của thực vật và nhịp điệu điều kiện bẻn ngoài (biên động nhiệt và độ ẩm...) đồng thời nghiên cứu rễ nấm và sự tụ tập vi sinh vật của rễ, liên hộ tương hỗ các phần dưới đất của các loài khác nhau... yẽu cầu phải quan sát thực nghiệm và định vị theo một phương pháp dặc biệt. Trong các điổu kiện nửa định vị một loạt các điểm đã tính ở trên không thể cho phép giải quyết tất cả hoặc có thể giải quyêt chỉ một phần. Dưói đây ta sẽ chứng minh và bố sung các thiếu sót đó. 4.2.2. Phưưng pháp hầm Như đã nêu ở trên, phương pháp này dùng đê nghiên cứu các thực vật hoang dại và cây trồng riêng biệt và các quần xã thực vật tự nhiên hay nhân tạo. 99