Các loại cây họ đậu nhiệt đới phát triển tốt hơn khi có các loài cây khác ở bên cạnh trong điều kiện thiếu hụt phốt pho

Các loài cây họ Đậu, bao gồm đậu hạt và đậu Hà Lan, đóng vai trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng và chức năng của hệ sinh thái. Mặc dù các loài cây này được biết đến rộng rãi với khả năng cố định nitơ (N) từ khí quyển, nhưng hiện vẫn còn ít thông tin về cách thức mức độ sẵn có của phốt pho (P) chi phối sự tương tác giữa các loài cây họ Đậu ở vùng nhiệt đới.

Một loài cây họ đậu nhiệt đới. Nguồn: ZHU Renbin.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Plant and Soil vào ngày 4 tháng 8, các nhà nghiên cứu thuộc Vườn Thực vật Nhiệt đới Tây Song Bản Nạp (XTBG), Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phát hiện rằng tương tác giữa các loài làm gia tăng đáng kể sinh trưởng và năng suất sinh học của cây họ Đậu nhiệt đới, đặc biệt trong điều kiện hạn chế phốt pho (P).

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trong nhà kính với bốn loài cây họ Đậu nhiệt đới gồm Crotalaria assamica, Crotalaria pallida, Flemingia macrophylla và Ototropis multiflora, trong điều kiện hàm lượng phốt pho (P) thấp, trung bình và cao. Sinh trưởng của cây được so sánh dưới ba kiểu tương tác với cây lân cận: tương tác nội loài, trong đó cây sinh trưởng cùng với các cá thể thuộc cùng loài; tương tác khác loài, trong đó cây sinh trưởng cùng với một loài khác; và không cạnh tranh, trong đó cây được trồng đơn lẻ, không có cây lân cận.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, các cây họ Đậu sinh trưởng cùng cây lân cận khác loài tạo ra sinh khối phần trên mặt đất và tổng sinh khối cao hơn đáng kể so với khi trồng cùng cây cùng loài hoặc được trồng đơn lẻ. Ngược lại, tương tác nội loài làm gia tăng sinh khối phần dưới mặt đất và thúc đẩy các đặc tính liên quan đến khả năng khai thác nguồn tài nguyên, chẳng hạn như chiều dài rễ và sự hình thành nốt sần, cho thấy sự cạnh tranh về nguồn tài nguyên trong đất giữa các cá thể cùng loài diễn ra mạnh hơn.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện rằng phản ứng của cây họ Đậu đối với sự cạnh tranh và mức độ sẵn có của phốt pho (P) khác nhau tùy theo từng loài. Crotalaria pallida chuyển từ tương tác hỗ trợ ở điều kiện P thấp sang tương tác cạnh tranh khi hàm lượng P cao, trong khi Crotalaria assamica duy trì tác động hỗ trợ đối với các cây lân cận ở tất cả các mức P. Flemingia macrophylla và Ototropis multiflora có mức độ phản ứng tổng thể yếu hơn, nhưng vẫn có lợi từ các tương tác khác loài.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã phân tích các đặc tính sinh lý của cây và nhận thấy rằng các nhóm cây trồng hỗn hợp nhiều loài có hàm lượng dinh dưỡng trong lá cao hơn và hệ thống phòng vệ tự nhiên mạnh hơn. Những cơ chế phòng vệ này giúp cây thích nghi và chống chịu tốt hơn với stress do điều kiện đất nghèo dinh dưỡng gây ra.

Những phát hiện này làm nổi bật tầm quan trọng của đặc điểm loài cây lân cận trong việc chi phối sinh trưởng, khả năng sinh trưởng và phát triển của từng cá thể, cũng như động thái của quần xã thực vật trong các hệ sinh thái nhiệt đới.

Ông ZHANG Jiaolin thuộc XTBG cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy một chiến lược có tính ứng dụng thực tiễn: trồng hỗn giao nhiều loài có thể nâng cao năng suất và khả năng chống chịu của cây trồng trên các loại đất bị hạn chế về phốt pho (P). Kết quả này có ý nghĩa trực tiếp đối với công tác phục hồi rừng nhiệt đới, các hệ thống nông lâm kết hợp và các phương thức canh tác bền vững”.

Cao Thị Hải Yến theo Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.