Tiến Sĩ Khu hệ giun đất ở Đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
NĂM 2013

MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .V
DANH MỤC BẢNG .VI
DANH MỤC HÌNH VIII
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI . 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
3. PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 2
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG GIUN ĐẤT 4
1.1.1. Trên thế giới 4
1.1.2. Ở Việt Nam 7
1.1.3. Ở Nam Bộ . 13
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÂN LOẠI HỌC CỦA GIUN ĐẤT . 15
1.2.1. Khái quát về hệ thống các taxon bậc cao 15
1.2.2. Tình hình nghiên cứu phân loại học của nhóm loài Pheretima 16
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIUN ĐẤT . 19


CHƯƠNG 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU . 21
2.1.1. Khái quát về đồng bằng sông Cửu Long . 21
2.1.1.1. Địa hình . 21
2.1.1.2. Đất đai 23
2.1.1.3. Khí hậu 25
2.1.1.4. Chế độ thủy văn . 25
2.1.2. Bố trí thí nghiệm và thời gian nghiên cứu . 26
2.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.2.1. Vật liệu nghiên cứu 27
2.2.1.1. Mẫu vật . 27
2.2.1.2. Dụng cụ và thiết bị . 27
2.2.1.3. Hóa chất 29
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu 29
2.2.2.1. Phương pháp thu mẫu 29
2.2.2.2. Phương pháp xử lý mẫu . 29
2.2.2.3. Phương pháp định loại 30
2.2.2.4. Phương pháp xác định các nhóm hình thái - sinh thái 31
2.2.2.5. Cơ sở xác định tính chất địa động vật và mức độ gần gũi 32
2.2.2.6. Các phương pháp xác định mối quan hệ phân loại học 34
2.2.2.7. Phương pháp phân tích các chỉ số đa dạng 36
2.2.2.8. Một số phương pháp khác và xử lý số liệu 36


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1. KHU HỆ GIUN ĐẤT ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG . 37
3.1.1. Danh lục các loài giun đất ở ĐBSCL 37
3.1.2. Khóa định loại các loài giun đất ở ĐBSCL . 106
3.1.3. Tính chất khu hệ giun đất ở ĐBSCL . 109
3.1.3.1. Cấu trúc thành phần loài . 109
3.1.3.2. Mối quan hệ khu hệ giun đất ĐBSCL với các khu hệ lân cận 113
3.1.3.3. Tính chất địa động vật của khu hệ giun đất ĐBSCL 115
3.1.4. Mối quan hệ phân loại học giữa các loài giun đất ở ĐBSCL . 117
3.1.4.1. Mối quan hệ phân loại học trên cơ sở hình thái 117
3.1.4.2. Mối quan hệ phân loại học trên cơ sở sinh học phân tử 122
3.2. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA GIUN ĐẤT Ở ĐBSCL . 124
3.2.1. Đặc điểm phân bố theo các dạng địa hình . 124
3.2.2. Đặc điểm phân bố theo mùa . 129
3.2.3. Đặc điểm phân bố theo sinh cảnh . 134
3.2.4. Đặc điểm phân bố theo độ sâu 136
3.3. VẤN ĐỀ SỬ DỤNG GIUN ĐẤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 141
3.3.1. Tình hình sử dụng giun đất ở ĐBSCL 141
3.3.2. Một số định hướng nghiên cứu và sử dụng giun đất ở ĐBSCL . 142
3.3.2.1. Sử dụng giun đất để cung cấp nguồn đạm 142
3.3.2.2. Sử dụng giun đất để cải tạo đất . 145
3.3.2.3. Sử dụng giun đất để giảng dạy thực hành . 146
3.3.2.4. Một số hướng nghiên cứu khác 147


KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. KẾT LUẬN . 148
2. ĐỀ NGHỊ 149
TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU
1. L Ý DO CHỌN ĐỀ TÀI
Giun đất là tên thường gọi cho một nhóm loài động vật sống chủ yếu trong đất (terrestrial) và một số ít sống bán thủy sinh (semiaquatic), xuất hiện cách đây khoảng 600 triệu năm, thuộc lớp Giun ít tơ (Oligochaeta) và ngành Giun đốt (Annelida) [145], [174]. Giun đất giữ vai trò quan trọng quyết định tính chất vật l ý, hóa học và sinh học của đất [5], [144], [145], [181]. Những loài giun đất đào hang sẽ làm tăng độ thông thoáng, tơi xốp và khả năng thấm nước cho đất. Chúng ăn rác thải hữu cơ và thải phân chứa những chất dinh dưỡng cần thiết cho cây. Tùy vào từng loài mà phân của chúng có pH, nitơ hoạt động, phospho, kali và canxi khác nhau nhưng luôn cao hơn lớp đất xung quanh [45], [225]. Các nhóm vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn cố định đạm trong ruột và phân giun đất cũng làm tăng thêm độ phì nhiêu cho đất. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy giun đất góp phần rất lớn để làm tăng sự phát triển của thực vật nói chung và tăng sản lượng cho cây trồng nói riêng [111], [120], [129], [194].
Giun đất còn giàu đạm nên thích hợp làm thức ăn cho cá, gia cầm và gia súc.
Một số loài Perionyx excavatus, Eisenia fetida, Eisenia andrei, Ph. asiatica, được nuôi để sản xuất bột thức ăn [5], [211]. Trong y học dân gian của Việt Nam, Myanma, Lào, Trung Quốc, . giun đất được sử dụng để chữa một số bệnh như: sốt rét, đậu mùa, hen suyễn, thấp khớp, động kinh, vàng da, sỏi bàng quang, [5], [145], [210]. Ngày nay, giun đất được xem như là một đối tượng dùng để ly trích các enzim có khả năng làm tan các cục máu đông, kháng viêm, chống oxy hóa, . [105], [223]. Đặc biệt, một số enzim chiết suất từ giun đất có khả năng giết chết các tế bào ung thư [136]. Giun đất còn là sinh vật chỉ thị cho mức độ thay đổi, nguồn gốc của một vùng đất, tính chất đất cũng như mức độ ô nhiễm của đất [15], [155], [197]. Ngoài ra, giun đất là nhóm động vật giữ vị trí quan trọng trong quá trình tiến hóa của động vật từ nước lên cạn, góp phần hình dung quá trình hình thành đơn vị bậc loài, dưới loài và sự tiến hóa của các hệ cơ quan ở động vật
Bên cạnh đó, một vài loài giun đất còn là vật chủ trung gian của một số giun tròn ký sinh như giun phổi (Metastrongylus), giun thận (Stephanurus dentatus) [52], [71]. Cơ thể giun đất còn là môi trường thích hợp của trực khuẩn gây bệnh ngộ độc thịt ôi (Clostridium botulium) phát triển và lan truyền trong đất [73]. Ở Việt Nam, giun đất là một trong những nhóm sinh vật được nghiên cứu từ khá sớm [232], [233]. Cho đến năm 2008, đã bước đầu hoàn tất những nghiên cứu cơ bản về khu hệ giun đất ở miền Bắc và miền Trung. Trong khi đó khu hệ giun đất ở Nam Bộ nói chung và ĐBSCL nói riêng còn ít được quan tâm nghiên cứu [10]. Chính vì những lí do trên, đề tài “Khu hệ giun đất ở Đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam” được đề xuất và thực hiện. Thông qua đề tài này sẽ cung cấp thêm những dẫn liệu về sự đa dạng của các loài giun đất ở ĐBSCL, là nguồn tư liệu quý giá cho những nghiên cứu cơ bản và giảng dạy về sau. Nó cũng làm tăng thêm sự hiểu biết về giá trị sử dụng của nhiều loài giun đất khác nhau, là nền tảng tốt cho những nghiên cứu ứng dụng của các ngành nông nghiệp, sinh thái học, dược học và khoa học môi trường
trong những năm tới.


2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Đề tài “Khu hệ giun đất ở Đồng bằng sông Cửu Long, Việt Nam” giải quyết 3 mục tiêu sau:
1. Thống kê thành phần loài, lập danh lục, phân tích tính chất khu hệ, xây dựng khóa định loại và xác định mối quan hệ của các loài giun đất ở ĐBSCL.
2. Xác định đặc điểm phân bố định tính và định lượng của giun đất theo các dạng địa hình, sinh cảnh, mùa và theo độ sâu ở khu vực nghiên cứu.
3. Tìm hiểu về tình hình sử dụng giun đất ở ĐBSCL và đề xuất những định hướng nghiên cứu, khai thác và sử dụng chúng trong tương lai.


3. PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu này chỉ được thực hiện ở phần đất liền của ĐBSCL, không bao gồm các đảo trên biển. Mẫu giun đất được tiến hành thu trong 8 sinh cảnh (rừng tự nhiên, rừng trồng, vườn xoài ở chân núi, bãi hoang, mép nước, đất trồng cây lâu năm, đất trồng cây ngắn ngày và khu chăn nuôi) ở 4 dạng địa hình chính (vùng núi, vùng đồng bằng phù sa ven sông, hỗn hợp ven biển và bồn trũng xa sông).
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố của giun đất nhưng với địa bàn rộng như ĐBSCL, nội dung nghiên cứu này chỉ xét đặc điểm phân bố của chúng theo dạng địa hình, sinh cảnh, mùa và theo độ sâu.
Cho đến nay, hệ thống phân loại giun đất vẫn chưa được thống nhất giữa các tác giả nghiên cứu, nhất là sự phân chia các loài trong nhóm Pheretima thành những giống nhỏ hơn [1]. Nghiên cứu này vẫn theo hệ thống của Kinberg (1867) cho giống Pheretima, để chờ một hệ thống phân loại mới thỏa đáng hơn.
Các số liệu trong luận án được tổng kết trên cơ sở những dẫn liệu nghiên cứu từ năm 2009 đến năm 2011 và kế thừa các số liệu thu được từ luận văn thạc sĩ do chính tác giả thực hiện (từ năm 2007 đến năm 2008).


4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài sẽ cung cấp một cách đầy đủ và chính xác danh lục các loài giun đất, cũng như đặc điểm chẩn loại và phân bố của chúng ở ĐBSCL và công bố một số loài mới, góp phần hoàn chỉnh động vật chí cho nhóm giun đất ở Việt Nam. Cung cấp những dữ liệu về tính chất khu hệ và khóa định loại các loài giun đất ở ĐBSCL sẽ phục vụ tốt cho công tác giảng dạy và nghiên cứu về sau.
Cung cấp những nét khái quát về tình hình sử dụng và một số dẫn liệu ban đầu cho các nghiên cứu ứng dụng, trên cơ sở đó có những định hướng chính xác về việc khai thác, sử dụng và nghiên cứu lâu dài giun đất ở ĐBSCL.
Cung cấp dẫn liệu về cấu trúc mô học của nhú đực, tuyến phụ sinh dục và các dẫn liệu về trình tự DNA Barcode của một số loài giun đất ở khu vực nghiên cứu, là kênh thông tin hữu ích phục vụ các nghiên cứu xây dựng lại hệ thống phân loại cho nhóm loài Pheretima trong tương lai.