Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cây lục bình 1.1 Nguồn gốc, vị trí phân loại và phân bố của lục bình Theo (Mart.) Solms (1883) lục bình được phân loại thuộc Giới: Plantae, Ngành: Magnoliophyta, Lớp: Liliopsida, Bộ: Commelinales, Họ: Pontederiaceae, Chi: Eichhornia, Loài: Eichhornia crassipes (Mart. Ho Pontederiaceae có tám chi khác nhau. Trong bay loài lục bình được bao cáo, có sáu loài có nguồn gốc từ Nam Mỹ và một loài khác có nguồn gốc từ Châu Phi (Gopal, 1987). Lục bình có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazonia của Brazil (Barrett và Forno, 1982).
Theo Harley va ctv (1996), lục bình là một trong những loài cỏ dại gây hại nhất trên thé giới và đã xuất hiện ở ít nhất 59 quốc gia. Ở các nước Nam Mỹ, sự xuất hiện của lục bình được ghi nhận ở Brazil vào năm 1902; Argentina, 1942; Paraguay, Uruguay, Bolivia, Ecuador va Colombia vao năm 1959; Venezuela năm 1976 và ở Chile năm 1979. Ở Trung Mỹ, nó được ghi nhận ở Mexico, Nicaragua, Costa Rica và El Salvador vào năm 1965, Panama vào năm 1966; Puerto Rico va Cộng hoa Dominica từ năm 1971 (Tellez, 2008). Tại châu Au, luc bình được ghi nhận ở các vùng thuộc Azores (Pháp), Corsica (Italy), Đức, Cộng Hoa Czech, Hungary, Hà Lan va Romania.
Lục bình cũng đang đe dọa đến Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha (Biswas và ctv, 2007). Lục bình được ghi nhận ở Ai Cập, Úc và Nam Á vào những năm 1890 (Gopal và Sharma, 1981), Trung Quốc và Thái Bình Dương vào đầu năm 1990 (Waterhouse va Norris, 1987), Đông Phi vào thập niên 1930 (Chikwenhere, 1994), Tay Phi vao năm 1970 (Van Thielen và ctv, 1994) và tiếp tục lan rộng trên khắp vùng nhiệt đới và ôn đới cận nhiệt (Holm và ctv, 1977). Burkill (1935) đã đưa ra những dẫn chứng về sự lây lan của lục bình sang Đông Nam A. Lục bình được mang từ địa điểm không rõ đến Java trong năm 1894, ở miền nam Trung Quốc, lục bình xuất hiện vào năm 1902.
Một ghi nhận loài này ở Hồng Kông, do ngưỡng mộ vẻ đẹp của lục bình nên con người đã đưa lục bình tới Sri Lanka. Một người dân Trung Quốc ở Singapore đã nhập khâu từ Hồng Kông đem về vườn của mình và lục bình được đưa vào vườn thực vật. Sau đó, dân địa phương ở Trung Quốc đem lục bình về nhà và sử dụng làm thức ăn cho lợn. Ở khu vực Đông Nam Á, lục bình đã lan rộng khắp Malaysia, Indonesia, Philippines, Việt Nam, Thái Lan, Campuchia và Lào thông qua các tỉnh phía nam Trung Quốc và Nhật Bản.
Lục bình lần đầu tiên được báo cáo từ Papua New Guinea vào năm 1962. Lục bình đã xâm lấn hơn 50 quốc gia trên năm châu lục. Luc bình phố biến khắp Đông Nam A, Đông Nam Hoa Kỳ, Trung và Tây Phi, Trung Mỹ (Bartodziej va Weymouth, 1995: Rommens va ctv, 2003; Lu va ctv, 2007; Martinez va Gomez, 2007). Một số ghi nhận từ Gopal (1987) về sự xuất hiện của lục bình: Uc, Ai Cập, Nhật Bản năm 1890; Indonesia năm 1894; Ấn Độ năm 1896; Trung Quốc năm 1902; Singapore năm 1903; Sri Lanka năm 1904; Nam Phi năm 1910; Philippines năm 1912; Myanmar năm 1913.
Ở Việt Nam, lục bình du nhập vào khoảng năm 1905. Trong những năm trở lại day lục bình đang dan trở thành mối de doa lớn cho ngành giao thông đường thủy cũng như ảnh hưởng đến môi trường sinh thái (Nguyễn Văn Dương, 1993).2 Đặc điểm hình thái, sinh thái học và hình thức sinh sản của lục bình 1.1 Đặc điểm hình thái Lá lục bình Lá lục bình có màu xanh tham, láng và min. Vị trí các lá mọc tập trung ở gốc thành hình hoa thị bao gồm hai bộ phận: cuống lá và phiến lá. Thông thường lá có dạng bầu dục hoặc hình thận, đường kính từ 10 đến 20 em.
Lá có nhiều gân, mép lá cong lượn sóng (Batcher, 2000; Burton, 2005). Tế bào ở cuống lá chứa nhiều không khí có tác dụng làm cho cây nổi trên mặt nước (Rachele va Andrew, 2013). Lá lục bình có hai dạng (Rachele và Andrew, 2013): + Dạng cuống lá thang, dài đến 60 cm, thon và thang đứng. Dạng lá này điển hình ở những nơi có mật số lục bình cao hoặc xâm lấn ở mật độ dày đặt.
+ Dạng cuống lá hình củ (phông ra): chiều dài của cuống lá phồng ra có thê lên đến 25 cm. Dạng lá này đặc trưng cho sự phát triển của lục bình ở những nơi có Hình 1. La (A), thân (B), rễ (C) và hoa lục bình (D) Thân lục bình Thân lục bình dai từ 30 — 60 em, đường kính từ 1 — 2,5 cm. Những thân ngầm dưới nước phát sinh TẾ, cuống lá và cuống hoa (Burton, 2005; Batcher, 2000; Penfound va Earle, 1948).
Cây lục bình xuất hiện hai dang thân (Rachele va Andrew, 2013): + Thân thang đứng dài đến 60 em với hoa. + Thân ngầm dưới nước phát sinh rễ, cuống lá và cuống hoa, đài khoảng 10 cm nỗi với các cây con mới. Rễ lục bình Theo Batcher (2000), rễ lục bình có màu tím đậm và gồm khoảng 70 rễ bên tạo cho rễ lục bình có hình dang giống lông chim. Trong rễ chứa nhiều sắc tổ hòa tan, đặc biệt là anthocyanines, tác dung bảo vệ cây không bi ăn bởi những động vật ăn cỏ cũng như tránh những bức xạ mặt trời.
Rễ chiếm khoảng 50% sinh khối của cây. Hoa, quả và hạt lục bình Hoa lục bình là hoa lưỡng tính có màu xanh tím nổi bật với nhụy vàng ở giữa, sinh sản thành cụm, mỗi cụm đơn có thé lên đến 23 hoa (Barrett, 1980) nằm dọc theo một cành dài khoảng 15 cm, thường kéo dài trên lá. Chu kỳ ra hoa là 14 ngày và được xác định từ lúc cuống hoa bắt đầu cong xuống (Kohji và Masuda, 1995). Hoa có thể tự thụ và trong điều kiện lý tưởng hoa có thé xuất hiện trong suốt cả năm.
Mỗi cum hoa có thể sản sinh ra hơn 3.000 hạt giống và mỗi cành hoa có thể cho ra nhiều cụm hoa mỗi năm (Barrett, 1980). Theo mô tả của Batcher (2000), quả lục bình thuộc dạng quả nang chứa 450 hat, hạt có hình bau dục, dai từ 1 — 1,5 mm ngoài vỏ hạt có 12 đến 15 đường gờ chạy dọc. Trên mỗi hoa có ít nhất 50 hạt (Barrett, 1980). Hạt có sức song mạnh, có thé tồn tại trong bùn hon 20 năm và sống sót một thời gian dài trong đất khô.
Hạt giống nay mam trong lớp bùn âm ở tầng nước nông (Haigh, 1936; Hitchcock va ctv, 1949) và có thê ra hoa từ 10 đến 15 tuần sau đó (Barrett, 1980).2 Đặc điểm sinh thái Lục bình là thực vật song trôi nồi, có thân thang đứng trên mặt nước va phần rễ chìm bên đưới (Center và Spencer, 1981). Phần cuống lá có chứa không khí vì thế mà lục bình nổi được trên mặt nước, đây cũng là điểm đặc trưng của họ Pontederiaceae (Julien va Stanley, 1999). Lục bình phát triển tốt ở khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, có thé phát triển ở vùng khí hậu ôn đới. Ngoài ra, lục bình có thể tồn tại ở nơi có phủ sương giá nhẹ, nhưng rét nặng và thời tiết lạnh kéo dài sẽ dẫn đến chết cây.
Tuy nhiên hạt giống có thê tồn tại qua mùa đông (Rachele và Andrew, 2013). Nhiệt độ trung bình tối ưu cho sự phát triển của cây là từ 25°C — 27°C (Francois, 1970). Các nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm đã cho thấy số lượng cây lục bình con được sinh sản nhiều bằng hình thức vô tính ở các mức nhiệt độ và âm độ tương đối (nhiệt độ ngày/đêm 25/20°C đến 40/25°C và âm độ tương đối ngày đêm 15/40% đến 75/95%) (Freidel và ctv, 1978). Lục bình sẽ ngừng tăng trưởng ở nhiệt độ nước dưới 10°C hoặc trên 40°C (Francois, 1970).
Ngoài ra, lục bình sẽ tang trưởng rất nhanh khi cường độ chiếu sáng đạt 240.000 lux và yêu cau tối thiểu của nó là 24. Tức là lục bình có thể phát triển dưới một phạm vi rộng của cường độ chiếu sáng (Francois, 1970). Trong điều kiện lý tưởng, một cây lục bình có thé sản sinh ra 3000 nhánh con và chiếm diện tích khoảng 600 m? trong vòng một năm (Reddy và ctv, 1989). Một yếu tô quyết định cho sự tăng trưởng của lục bình là pH.
Lục bình tăng trưởng tốt ở pH từ 6 — 8 và tăng trưởng tối đa (số lượng cây và trọng lượng khô) là ở pH=7. Vùng nước có pH từ 3,2 - 4,2 sẽ rất độc cho cây và gây ức chế lục bình ở pH từ 4,2 — 4,3 (Berg, 1961). Vì vậy, lục bình sẽ không phát triển ở cửa sông hoặc nước biển. Lục bình sẽ chết sau 28 ngày ké từ khi tiếp xúc với nước chứa 0,006% — 0,008% muối.
Lục bình chết gần như ngay lập tức khi tiếp xúc với nước chứa 2,0% muối (Rachele và Andrew, 2013). Lục bình có thể chịu được mức đinh dưỡng thấp nhưng sé tăng trưởng chậm. Nơi có nồng độ dinh dưỡng thấp, cây sẽ có lá màu xanh lục và rễ sẽ có màu tím nhạt (Lugo và ctv, 1979). Cây lục bình cũng cần nhiều nguồn dinh dưỡng như dam, lân và kali trong quá trình phát triển.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các vùng nước được làm giàu dinh dưỡng bằng hệ thống thoát nước từ đất nông nghiệp, nước thải từ các ngành công nghiệp, chất thải đô thị và nước thải không được xử lý sẽ có thể gặp sự bùng phát của lục bình (Woomer, 1997). Lục bình thích nghi tốt với hầu hết các loại hình thủy vực khác nhau, chịu được những điều kiện khắc nghiệt như thiếu dinh dưỡng, độ pH thay đổi, nhiệt độ và ngay cả khi nước bị nhiễm độc (Harley và ctv, 1996). Lục bình có thể chịu được nước có tính axit nhưng không thé tồn tại trong nước nhiễm mặn hoặc nước lợ (Penfound và Earle, 1948). Độ mặn trên 6% sẽ gây chết lục bình (Olivares và ctv, 2005).3 Đặc điểm sinh sản Lục bình có hai hình thức sinh sản: sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính.
Đây là một đặc tính đề xếp cây lục bình vào một trong những thực vật quang hợp có năng suất sinh sản cao nhất. Thông thường lục bình sinh sản theo hình thức vô tính bằng cách tạo ra những cây con xung quanh cây mẹ bằng các stolon, đây là hình thức sinh sản đặc trưng dé xâm lấn của lục bình (Pieterse, 1978). Lục bình sinh sản hữu tính do hoa có thé tự thụ tinh, quả thuộc loại quả nang có vách mỏng chứa đựng hơn 450 hạt có thé chìm xuống nước sau khi giải phóng. Hạt lục bình có thé bị phát tán bởi các loài chim và sức sống của hạt lên tới 15 — 20 năm (Matthew và ctv, 1977).