luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Lời cảm ơn Để hoàn thành bản luận văn này, em đã nhận đợc rất nhiều sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn, các thầy giáo trong tổ bộ môn Thực vật - Khoa Sinh, cùng ngời thân và bạn bè đã động viên tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này. Nhân dịp này em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới GS - TS Ngô Trực Nhã - Ngời thầy kính quý luôn tận tình hớng dẫn và giúp đỡ em từ những bớc đi đầu tiên trong quá trình thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Sinh đặc biệt là các thầy giáo trong tổ bộ môn thực vật - Khoa Sinh, cùng những ngời thân, bạn bè đã động viên giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này. Sinh viên Phan Thị ái Vân 1 luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Mục lục Mở đầu 2 Chơng 1: Tổng quan tài liệu .4 1.1. Sơ lợc về tình hình nghiên cứu của cây họ đậu (Fabaceae) trên thế giới và Việt Nam .4 1.2. Đặc điểm hình thái của cây họ đậu 6 Chơng 2: Điều kiện tự nhiên và xã hội của Thành phố Vinh và vùng phụ cận 11 2.1. Khái quát điều kiện tự nhiên .11 2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội. 13 Chơng 3:Địa điểm, thời gian, đối tợng, nội dungvà phơng pháp nghiên cứu .16 3.1. Địa điểm nghiên cứu 16 3.2. Thời gian nghiên cứu 16 3.3. Đối tợng nghiên cứu .16 3.4. Nội dung nghiên cứu 16 3.5. Phơng pháp nghiên cứu 16 Chơng 4: Kết quả nghiên cứu .20 4.1. Thành phần loài họ đậu ở Thành phố Vinh và vùng phụ cận 20 4.2. Mô tả đặc điểm hình thái của một số cây họ đậu của Thành phố Vinh và vùng phụ cận 33 4.3. Hình thái phấn hoa và lỗ khí của một số loài cây họ đậu 40 Kết luận và đề nghị .54 2 luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Mở Đầu Cây trồng họ đậu (Fabaceae) rất cần thiết, dù là trực tiếp hay gián tiếp, đều góp phần nâng cao, cải thiện đời sống của con ngời. Họ đậu (Fabaceae) là một họ quan trọng của hệ thực vật Việt Nam và có ý nghĩa lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Các loại cây họ đậu nói chung và phân họ đậu nói riêng, rễ của chúng có khả năng cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium trong nốt sần, cố định đạm khí trời, tạo nên nguồn Nitơ cho đất, càng làm tăng thêm độ phì nhiêu của đất, nhiều loài cây họ đậu là những cây thực phẩm có giá trị dinh dỡng cao, cung cấp rau quả quý giá cho ngời (lạc (đậu phộng), đậu tơng, đậu xanh, đậu cove, ) [7,15], còn là những cây giàu Prôtêin làm thức ăn cho gia súc (bã, lá cây đậu tơng, cây keo dậu,), hoặc làm cây phân xanh phủ đất, chống xói mòn (trinh nữ, sục sạc 3 lá tròn, ) [15,11], một số cây họ đậu còn là cây cho gỗ quý (gụ lau, cẩm lai, lim xẹt,) [20,10], có cây làm nguyên liệu giấy, lấy sợi, làm dợc liệu hoặc khai thác nhựa [6,7,18,19], nhiều loài cây họ đậu còn làm cây cảnh cho hoa đẹp, nuôi ong mật và làm cây che bóng mát [11,20] Với những giá trị to lớn của cây họ đậu (Fabaceae) nh thế nên từ lâu các nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu; trên thế giới có Lecomte (1907 - 1951), Petelot (1952 - 1954), Backer (1963 - 1968), Takhtajan (1980). ở Việt Nam có Lê Khả Kế và cộng sự (1969 - 1973), Nguyễn Đăng Khôi (1972 - 1979), Nguyễn Hữu Quán (1984), Phạm Hoàng Hộ (1991) và nhiều nhà khoa học khác đã đề cập đến nhiều cây họ đậu. Trong những năm gần đây, chúng ta đã đạt đợc kết quả bớc đầu trong việc nghiên cứu và phát triển một số loài cây họ đậu (Fabaceae) phục vụ lợi ích của con ngời nhng kết quả còn hạn chế. ở thành phố Vinh và các vùng phụ cận, cha có ai nghiên cứu có hệ thống về họ này và nhất là ý nghĩa kinh tế của chúng. Vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài "Một số đặc điểm sinh học của một số loại cây họ đậu (Fabaceae) ở thành phố Vinh và vùng phụ cận và ý nghĩa của chúng" nhằm góp phần nhỏ vào yêu cầu đã nêu ở trên. 3 luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Với diện tích tự nhiên 64,7 Km 2 , phía đông bắc giáp huyện Nghi lộc, phía tây giáp huyện Hng Nguyên, phía nam giáp với huyện Nghi Xuân (Hà Tĩnh), ở đây chủ yếu là đất vờn, khí hậu của thành phố Vinh và vùng phụ cận là khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa ma, nắng rõ rệt. Mặt khác, thành phố Vinh là một thành phố lớn cần phải hoà nhịp cùng sự phát triển của đất nớc, cây trồng nói chung và cây họ đậu nói riêng cần đợc trồng nhiều để góp phần phục vụ nhu cầu của con ngời và tạo nên cảnh quan thành phố và vùng phụ cận. Với yêu cầu đặt ra, đề tài này chúng tôi quan tâm giải quyết các vấn đề sau: - Thống kê các loài trong họ đậu (Fabaceae) có trong thành phố Vinh và vùng phụ cận; sắp xếp chúng theo hệ thống phân loại. - Phân loại các loài cây họ dậu (Fabaceae) theo đặc điểm hình thái nh: rễ, thân, hoa, quả, lá và các dạng cây khác nhau: Cây gỗ, cây bụi, cây thảo, cây leo. - Khảo sát môi trờng sống của từng loài cây họ đậu theo địa điểm phân bố (các sinh cảnh) khác nhau và ý nghĩa của các loài cây họ đậu nghiên cứu. Qua đề tài này chúng tôi hy vọng với kết quả thu đợc của đề tài sẽ góp phần giúp nhân dân ta hiểu rõ hơn tầm quan trọng của các loại cây trồng đặc biệt là loại cây thộc họ đậu (Fabaceae) góp phần nhỏ giúp bà con cải thiện đời sống hàng ngày, cải tạo cảnh quan thành phố, trồng các cây phù hợp với điều kiện sinh thái của thành phố. 4 luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Ch ơn g I. Tổng quan tài liệu. 1.1 Sơ lợc về tình hình nghiên cứu cây họ đậu (fabaceae) trên thế giới và ở Việt Nam. 1.1.1 Trên thế giới: Họ đậu (Fabaceae) là một họ rất quan trọng trong hệ thực vật hạt kín từ lâu đã đợc rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu nh Lecomte, Gagnepain et all - 1907- 1957; Petlot (1952 - 1954); Baker (1963 - 1968); Takhtajan (1980); Aubreville (1960 - 1987); Pocs (1965) nghiên cứu về hệ thống phân loại của cây cỏ. Trong đó có họ đậu (Fabaceae). Hiện nay đa số các nhà khoa học phân họ đậu thành 3 họ phụ hay 3 phân họ nh sau: - Phân họ trinh nữ (Mimosoideae) - Phân họ vang (Caesalpinioideae) - Phân họ đậu (Papilionoideae) Trên thế giới họ đậu có khoảng 650 chi, 18.000 loài phân bố khắp nơi trên trái đất và đa dạng loài ở vùng nhiệt đới. 1.1.2. ở Việt Nam ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu cây họ đậu, công trình nghiên cứu đầu tiên về họ đậu (Fabaceae), ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam là của Prakedet Castillo (1891). Sau đó nhiều nhà thực vật ngời Pháp tiếp tục nghiên cứu đã đến bán đảo Đông Dơng để thu thập mẫu và Gagnepain đã định loại đợc 409 loài thuộc 71 chi và mô tả chúng trong bộ sách do Lecomte chủ biên (1913- 1920 ) về thực vật Đông Dơng. Trong đó ở Việt Nam có 287 loài thuộc 62 chi và có 3 chi, 76 loài mới đối với khoa học. Đây là một công trình nghiên cứu lớn cho đến nay vẫn là loại tài liệu cơ sở để nghiên cứu họ đậu Việt Nam nói riêng và thực vật nói chung . Tuy nhiên những số liệu này chắc chắn cha đầy đủ vì còn nhiều vùng rộng lớn, có vùng cây rậm rạp, với thành phần loài phong phú, nhng các nhà 5 luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân thực vật ngời Pháp cha đề cập tới trong đó vùng tây Thanh Nghệ Tĩnh. ở đó chắc chán số loài còn rất phong phú. Năm 1935, khi hiệu đính lại tên khoa học của 61 loài họ đậu mà LOUREIRO (1790) đã mô tả, Merr cũng đã đính chính lại tên khoa học của 15 loài họ đậu ở miền bắc Việt Nam mà Gagnepain đã xác định sai và bổ sung 2 loài mới đối với hệ thực vật Việt Nam . Những năm sau, để phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu khoa học của các trờng đại học, các viện nghiên cứu, một số t liệu về hệ thực vật Việt Nam trong đó có họ đậu (Fabaceae) đã đợc một số nhà thực vật Việt Nam biên soạn. Trong đó có Lê Khả Kế và cộng sự (1969 - 1973) [12]; Phạm Hoàng Hộ (1970); Võ Văn Chi (1973) Võ Văn Chi và Dơng Đức Tiến (1978) Đáng kể nhất là Nguyễn Đăng Khôi, Sau nhiều năm nghiên cứu đã công bố hàng loạt công trình về họ Đậu ở Việt Nam (1974- 1979) [11,14,15,16], những công trình này đã góp phần hoàn chỉnh nghiên cứu phân loại họ đậu. Trong đó quan trọng nhất là việc tu chỉnh danh pháp, xác định lại tên khoa học cho 21 loại mà các tác giả trớc đây đã xác định sai, bổ sung nhiều loài mới cho hệ thực vật Việt Nam (24 loài ở các tỉnh phía Bắc). Các vấn đề về phân bố, sinh thái và giá trị tài nguyên cùng đợc tác giả đóng góp nhiều t liệu có giá trị. Lê Khả Kế (chủ biên) trong "Cây cỏ thờng thấy ở Việt Nam" (1969 - 1973) đã mô tả 180 loài cây họ đậu, Nguyễn Tiến Bân và cộng sự trong "Danh lục thực vật Tây Nguyên" (1984) đã thống kê họ đậu có 280 loài thuộc 82 chi, Phạm Hoàng Hộ với "Cây cỏ Việt Nam" (1991). Các tác giả đã mô tả chi tiết và vẽ hình khoảng 700 loài thuộc 120 chi thực vật họ đậu. Nguyễn Nghĩa Thìn và công sự trong "Danh lục thực vật Cúc Phơng" (1992) đã thống kê họ đậu đợc 106 loài thuộc 53 chi. Còn ở Nghệ An cha có công trình nghiên cứu về cây họ đậu. 1.2. Đặc điểm hình thái của cây họ Đậu (fabaceae) 6 Hình 1 luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Họ Đậu (Fabaceae) là một họ cũng khá lớn, có 3 phân họ phụ: - Phân họ trinh nữ (Mimosoideae) - Phân họ vang (Caesalpinioideae) - Phân họ đậu (Papilionoideae) Trong các phân họ có nhiều chi và nhiều loài, chúng thích nghi với các vùng khí hậu, các loại đất khác nhau, do đó mỗi phân họ có tính đa dạng và rất phong phú về loài. Sau đây là mô hình cấu trúc hình thái của cây họ Đậu(Fabaceae) Công thức chung của cây họ đậu: K 5 C 5 A 10 - 8 - 7 G 1 1 - Nhụy: Có bầu thợng 2 - Nhị: 10 3 - Tràng: 5 hầu nh đối xứng 2 bên. 4 - Đài: 5 dính nhau 5 - Lá: Kép rất hiếm lá không có lá kèm 6 - Cây: Gỗ hay thảo, mạch luôn là mạch thông. Bên cạnh cấu trúc hình thái chung, cây họ đậu còn có những đặc điểm cơ bản vẽ hình thái nh sau: 1.2.1: Bộ rễ Nhìn chung rễ của cây họ Đậu có nốt sần, có khả năng cố định đạm Nitơ trong không khí (Hình 2) - Hình dạng, kích thớc các nốt sần khác nhau. Tuỳ theo các loài cây và đặc biệt có nhiều trong các loài cây phân họ đậu, phân họ trinh nữ. Riêng họ vang nốt sần rễ chỉ chiếm khoảng 30%. Nhờ những nốt sần này mà cây họ đậu có thể phát triển ngay trên những loại đất khô cằn, đá vôi, cát, sỏi. Vì thế đã đợc ngời ta sử dụng nhiều trong việc cải tạo đất trồng. 7 Hình 2 Các nốt sần của rễ cây họ đậu (Fabaceae) luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân 1.2.2. Thân Thân cây họ Đậu(Fabaceae) rất đa dạng, thờng có thân gỗ (Lim vàng, bồ kết Tây), thân bụi (keo dậu ), cây leo (cam thảo, đậu biếc, đậu rồng ). Cây thân thảo (đậu xanh, đậu tơng) Trong điều kiện thuận lợi, dinh dỡng tốt, cây họ đậu có xu h- ớng phân nhiều cành, sinh trởng của cành nhánh thờng vợt cả thân chính tạo nên tán rộng. 1.2.3. Lá Lá của cây họ Đậu (Fabaceae) phần lớn là mọc cách hay mọc đối, thờng là lá kép lòng chim (hay đôi khi chân vịt) hoặc là lá đơn thứ sinh (do sự tiêu giảm 1 số lá chết) thờng có lá kèm. Tuy nhiên cũng tuỳ mỗi phân họ thì có đặc điểm lá riêng nh: - Phân họ trinh nữ (Mimosoideae) lá thờng lá kép lông chim 2 lần, lá chét nhỏ, lá kèm mỏng hay biến thành gai lá thờng rũ xuống khi bị kích thích (nh lá cây xấu hổ) - Phân họ vang (Caesalpinioideae) lá kép lông chim chẵn hay lẻ, số lá chét có thể nhiều hay ít khi giảm chỉ còn một đôi (Bauhinia) - Phân họ đậu (Papilionoideae) lá thờng mọc cách hay đối cò cuống lá chia làm 3 loại: + Lá kép lông chim (Lạc ) + Lá kép ba lá chét (đậu xanh, sắn dây, ) + Lá kép chân vịt (rẻ quạt, ) 8 Hình 3 1. Lá trinh nữ (Mimosa invisa): lá kèm biến thành gai, lá kép lông chim 2. Lá móng bò đỏ (Bauhinia coccinea) lá kép có một đôi lá chét 3. Lá đậu xanh (Vigna radiata) lá kép 3 lá chét. luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân Sau đâu là một số dạng lá họ đậu (Hình 3) 1.2.4. Hoa Họ đậu thờng có cụm hoa hình bông, hình chùm hay hình đầu, hoa lỡng tính đều (Mimosoideae) hoặc không đều. Phần lớn mẫu 5, lá dài thờng dính lại, cánh tràng tự do hoặc 2 cánh trớc dính lại ở gốc, tiền khai hoa van (Mimosoideae), tiền khai hoa thìa (Caesalpinioideae), tiền khai hoa cờ (Papilionoideae), đôi khi cánh tràng không có hoặc tiêu giảm chỉ còn môt nhị thờng 10, chỉ nhị tự do hoặc dính lại thành 1 - 2 bó, bầu trên 1 ô chứa 1 noãn hay nhiều noãn. Ngời ta thờng dựa chủ yếu vào cơ quan sinh sản (hoa) để phân loại họ đậu nh sau: - Cây trong phân họ trinh nữ có hoa đều lỡng tính, thờng mẫu 5 có khi mẩu 4, hoa nhỏ gần nh không đều, tụ thành khối hình cầu hay hình bông nh keo dậu, trinh nữ, bồ kết tây 9 Hình 4 1. Phân họ trinh nữ (Mimosoideae) 2. Phận họ vang (Caesalpinioideae) 3. Phân họ đậu (Papilionoideae) luận văn tốt nghiệp Phan Thị ái Vân - Cây trong phân họ vang có hoa không đều lỡng tính, thờng mọc hình chùm tha nh me, phợng vĩ, Muồng hoa vàng - Cây trong phân họ đậu có nhiều loài và hoa thờng có hình chùm ở ngọn hay là kẽ lá, mẫu 5, không đều, lỡng tính, có cánh cờ và cánh thìa rất rõ. Sau đây là hoa, hoa đồ và quả của họ đậu 10 . của chúng. Vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài " ;Một số đặc điểm sinh học của một số loại cây họ đậu (Fabaceae) ở thành phố Vinh và vùng phụ cận và ý nghĩa. Thành phần loài họ đậu ở Thành phố Vinh và vùng phụ cận. .20 4.2. Mô tả đặc điểm hình thái của một số cây họ đậu của Thành phố Vinh