CHƯƠNG 1. Tổng quan bèo cám 1. Giới thiệu về phân họ bèo Lemnoideae Lemnoideae là tên gọi tượng trưng cho năm chi của các loài thực vật thủy sinh nhỏ nổi trên mặt nước thuộc họ Araceae (mặc dù cho đến nay các loài bèo được coi là các thành viên của họ Lemnaceae). Các chi này có tên là Landoltia, Lemna, Spirodela, Wolffia và Wolffiella bao gồm hơn 35 loài trên toàn thế giới.
Trong bài này, chữ "bèo cám" sẽ đề cập đến tất cả các thành viên của năm chi này. Nhiều loài có nguồn gốc ở Bắc Mỹ như Spirodela polyrrhiza, Lemna minor, Lemna minuta và Lemna gibba, nhưng một số loài cũng được tìm thấy ở Úc hoặc các loài bèo bản địa rải rác ở Đông Nam Á (Landoltia punctata). Bèo phân bố rộng rãi và được tìm thấy ở mọi châu lục trừ Nam Cực. Một số loài, như Lemna minor, có nguồn gốc từ nhiều lục địa.
Tốc độ tăng trưởng rất nhanh và cá thể có thể tăng gấp đôi kích thước trong vòng 1 − 3 ngày trong điều kiện tối ưu. Kích thước nhỏ bé của bèo cho phép cây trồng dễ dàng di chuyển trên các dòng nước, thác nước và bám trên các vật thể trôi nổi, góp phần vào sự phổ biến của nó. Chúng không tồn tại trong nước chuyển động nhanh (>0. Bèo cám phát triển ở nhiệt độ nước từ 6 - 330C.
Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan. Đặc điểm sinh học. Hầu hết các loài bèo được tìm thấy ở các vùng khí hậu nhiệt đới và ôn đới. Ở vùng sa mạc và vùng ẩm ướt, chúng rất hiếm.
Ví dụ, Lemna spp. Rất hiếm ở những vùng có lượng mưa cao hoặc rất thấp và không tìm thấy ở đảo Greenland hay Aleutian. Mặc dù nhiều loài có thể sống sót ở nhiệt độ cao, chúng thường phát triển nhanh hơn trong điều kiện ấm và nắng. Hầu hết các loài cho thấy sự tăng trưởng sinh trưởng ở vùng nhiệt đới.
Các yếu tố khí hậu khác nhau như cường độ ánh sáng, độ muối, nhiệt độ khu vực khác nhau có thể ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài Lemnaceae. Chim và lũ lụt thường phân tán các loại bèo đến các khu vực địa lý khác nhau. Bèo cám là những khối đơn bào dễ phân biệt với các loài thực vật khác bởi kích thước nhỏ bé của chúng, khoảng từ 0,016 - 2,5cm. Bèo là loài có hoa nhỏ nhất thế giới, đặc biệt là hai chi Wolffia và Wolffiella, do đó thường bị lẫn lộn với tảo.
Một loài thực vật thủy sinh khác thường bị nhầm lẫn với bèo cám là loài Azolla caroliniana. Loài Azolla caroliniana này nhỏ bé như bèo, nhưng chúng phân nhánh thay vì mọc vòng và đặc biệt nó thường có màu đỏ khi được trồng trong ánh nắng mặt trời. Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan.2 Azolla caroliniana Các loài bèo có thể được phân loại dựa trên: kích thước, số lượng và hình dạng lá; cấu trúc rễ (có hoặc thiếu rễ). Lá có thể chủ động hấp thu chất dinh dưỡng từ nguồn nước.
Chức năng của rễ giúp thực vật nằm thẳng, các chi Wolffia và Wolffiella thì thiếu rễ. Loại bèo cám lớn nhất có đường kính lên đến 2,5cm và thuộc về chi Spirodela. Thực vật trong chi này có cấu trúc phức tạp nhất, có hoa và nhiều rễ trên mỗi lá. Bèo cám chi Landoltia tương tự với chi Spirodela, nhưng có kích thước nhỏ hơn (khoảng một phần ba), có ít rễ (từ một vài đến một lá) và khác với chi Landoltia, chi Spirodela có các chấm nhỏ đặc trưng trên bề mặt lá.
Bèo cám trong chi Lemna, có một hoặc một vài lá trong cấu trúc và chỉ có duy nhất một rễ, kích thước nhỏ hơn các thành viên của chi Landoltia. Có kích thước nhỏ nhất và cấu trúc đơn giản nhất là chi Wolffia và chi Wolffiella (không có rễ, hoa đơn giản), các chi này có thể được phân biệt bởi các đặc điểm như Wolffiella dài và cứng, Wolffia thì có hình oval. Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan. Các chi của bèo cám Mặc dù khá dễ dàng để phân biệt giữa các chi với nhau nhưng việc xác định các loài trong từng chi thì khá khó khăn, đặc biệt là chi Lemna.
Các loài bèo cám thường được tìm thấy ở những vùng nước giàu chất dinh dưỡng, và các quần thể chứa hàng chục nghìn cá thể có thể phát triển mạnh trong các ao hồ nhỏ hoặc rãnh nhỏ. Một số loài bèo cám có thể sống ở nhiệt độ lạnh (nhưng không đóng băng) và tăng độ mặn có thể kích thích sự phát triển, mặc dù độ mặn quá mức có thể ức chế sự tăng trưởng hoặc giết thực vật. Bèo cám có thể cung cấp môi trường sống cho nhiều sinh vật dưới nước như côn trùng và ếch và là nguồn thực phẩm quan trọng cho động vật hoang dã, bao gồm cả cá và chim. Sinh sản Bèo cám là một số các cây trồng phát triển nhanh nhất bởi chúng có khả năng sinh sản rất mạnh.
Nó được xem là loài cây nhỏ nhất, hoa hiếm khi được nhìn thầy do kích thước nhỏ và nở chậm. Bèo cám chủ yếu được sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi nơi mà mỗi cây gốc tạo ra cây mới. Những lá mới hình thành vẫn còn gắn với lá cây mẹ trong giai đoạn phát triển ban đầu và do đó các cây này dường như bao gồm nhiều lá. Mỗi một cá thể có thể sinh ra tới 20 cây con trong suốt cuộc đời, kéo dài trong 10 ngày đến vài tuần.Với chế độ sinh sản này có thể cho phép chúng bao phủ mặt hồ một cách nhanh chóng trong thời gian rất ngắn.
Nhiều loài có thể tạo ra các hạt và chồi (hoặc búp) để vượt qua mùa đông; lá được tạo ra từ hạt. Chồi là cấu trúc đã được thay đổi để bèo có thể chìm xuống đáy hồ, đó là nơi chúng sống qua mùa đông, cho đến khi nước ấm mới kích hoạt sự tăng trưởng bình thường, nhưng không phải tất cả các loại bèo đều có thể mọc chồi. Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan. Điều kiện môi trường sống Các yếu tố môi trường như nhiệt độ nước, pH và hàm lượng chất dinh dưỡng kiểm soát sự sinh trưởng và phát triển của bèo cám.
Các yếu tố môi trường khác ảnh hưởng đến tốc độ 5 tăng trưởng của bèo con như là sự hiện diện của độc tố trong nước, sự cạnh tranh ánh sáng và chất dinh dưỡng từ các cây khác. Tuy nhiên bèo lại thích nghi và sinh trưởng được trong môi trường bị ô nhiễm các chất vô cơ và hữu cơ. Các yếu tố ảnh hưởng khác nhau được tóm tắt dưới đây. Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan.
Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho điều kiện phát triển phụ thuộc vào giống loài. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển tối đa của hầu hết các nhóm thường nằm giữa 17,5 - 30 oC. Dù một số loài có thể chịu được nhiệt độ gần nhiệt độ đóng băng nhưng tốc độ tăng trưởng sẽ giảm. Dưới 17oC một số giống bèo cho thấy tốc độ tăng trưởng giảm.
Hầu hết các loài gần như sẽ chết nếu nhiệt độ nước tăng lên trên 35 oC. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sự tăng trưởng sẽ bị ảnh hưởng bởi cường độ ánh sáng, nghĩa là khi ánh sáng tăng, tốc độ tăng trưởng tăng từ 10 đến 30oC. Ở Bangladesh, Khondker, Islam và Nahar (1993) báo cáo sự tăng trưởng phụ thuộc nhiệt độ của S. polyrrftiza với sinh khối tối đa 76,4 g/m2 được ghi lại vào giữa tháng 2, sau đó sinh khối cạn dần dần cùng với sự gia tăng nhiệt độ nước.
Nhiệt độ nước vào giữa tháng 2 khoảng 19 oC. Islam và Khondker (1991) cũng ghi nhận được sự tăng trưởng cao của S. polyrrftiza ở nhiệt độ 16oC. Hơn nữa, Khondker, Islam và Nahar (1993) thấy S.
polyrrftiza tăng trưởng tối đa ở nhiệt độ nước 22,2-22,5 oC trong một nghiên cứu tăng trưởng được tiến hành trong ao. Khondker, Islam và Makhnun (1994) báo cáo tương quan nghịch giữa nhiệt độ nước và sinh khối của L. perpusilla khi nhiệt độ nước dao động từ 15 đến 28 oC. Các tác giả này cũng lưu ý rằng sự phát triển của bèo cám đã dừng hoàn toàn ở 26 oC trở lên.
Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan. Độ pH Các loại bèo cám thường được coi là có sự thích nghi trong khoản pH rộng. Chúng tồn tại tốt ở pH từ 5 đến 9, mặc dù một số tác giả đưa ra phạm vi từ 3 đến 10.Tuy nhiên, giới hạn độ pH của các loài khác nhau sẽ khác nhau. Stephenson và cộng sự (1980) lưu ý rằng 6 điiều kiện thuận lợi cho bèo phát triển trong môi trường sẽ có pH 5 - 7.
Nói chung, bèo cám phát triển tốt nhất trong phạm vi pH 6,5 đến 7,5. Sự gia tăng gấp đôi lượng sinh khối trong 2 đến 4 ngày đã được chứng minh ở các mức pH giữa 7 và 8. Islam và Paul (1977) quan sát thấy W. arrftiza phát triển ở khoảng pH 5-10, mặc dù pH tối ưu đã được tìm thấy là 7-8.
polyrrftiza được báo cáo là phát triển tốt nhất ở pH giữa 6,5 và 7,5. Phạm vi pH cho sự phát triển tối ưu của S. polyrrftiza được nghiên cứu ở Ấn Độ là 6,8-8,5. Khondker, Islam và Makhnun (1994) cho rằng độ pH 6,9 và 7,8 thích hợp cho sự phát triển của L.
Tương tự như vậy, Van der Does và Klink đã quan sát độ pH 7,36 trong môi trường sống của bèo ở Hà Lan sẽ hỗ trợ sự tăng trưởng của L. Bảng tóm tắt giới hạn pH và pH tối ưu của các loài bèo khác nhau được trình bày trong Bảng 1. Autobee, Bureau of Reclamation, Integated aquatic vegetation management plan. Giới hạn pH và pH tối ưu của các loài bèo khác nhau pH tối pH tối Loài bèo pH tối đa Tài liệu tham khảo thiểu ưu Hicks (1932, cited by L.
minor 6,1 - 6,7 DWrP, 1997); McLay (1976) Landolt and Kandeler (1987); Khondker, L. perpusilla 3,2 6,9 - 7,8 Islam and Makhnun (1994) S. polyrrhiza 3,7 6,5 - 8,5 Gopal and Chamanlal (1991); Islam and Khondker (1991), Kaul and Bakaya (1976); 7 Landolt and Kandeler (1987) S. punctata 7,0 McLay (1976) Hicks (1932, cited by DWrP, 1997); Islam and W.
australiana 5,0 McLay (1976) Hicks (1932, cited by W. columbiana 6,4 - 7,0 DWrP, 1997) Nitơ Nói chung, nhiệt độ và ánh sáng mặt trời kiểm soát sự tăng trưởng của bèo nhiều hơn nồng độ dinh dưỡng trong nước. Ở nhiệt độ cao, bèo có thể phát triển nhanh chóng dù lượng phospho và nitơ không cao. Tuy nhiên, hàm lượng protein thô của bèo dường như tăng lên đến 40% trong nồng độ NH 3 khoảng 7-12 mgN/L.
Bèo ưu tiên dùng NH 4+ làm nguồn nitơ, ngay cả khi có nồng độ NO3− tương đối cao và loại bỏ NH3.