Nghiên cứu ảnh hưởng của Mn và Cu tới năng suất và tính chịu hạn của giống khoai tây(Solanum tuberosum L.) var. Solara ở vùng núi tỉnh Bắc Giang

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐAI HOC sư PHẠM HÀ NÔI 2 1 ĐỎ VĂN TÌNH NGHIÊN CỬU ẢNH HƯỞNG CỦA Mn VÀ Cu TỚI NẦNG SUẤT VÀ TỈNH CHỊU HẠN CỦA GIÓNG KHOAI TẦY (Solanum tuberosum L.) var Solara Ở VÙNG NÚI TỈNH BẮC GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC • • « Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN DUY MINH HÀ NỘI, 2010 MỞ ĐÀU 1 Lý do chọn đề tài Khoai tây có tên khoa học là Soỉanum tuberosum L thuộc họ Cà (|Solanacae), chi Solanum Cây khoai tây được con người biết đến từ thập niên 1570 khi chúng được du nhập vào châu Âu và từ đó nó đã được phổ biến ở khắp nơi trên thế giới [57] Năm 1890, cây khoai tây được trồng thử ở Việt Nam Do khoai tây dễ trồng, củ ăn ngon, nó mau chóng được trồng ở nhiều địa phương của nước ta [13] Hiện nay, khoai tây là một loại lương thực không hạt số một trên thế giới Khác với các loại lương thực, khoai tây được ăn theo nhiều cách khác nhau Nó có giá trị dinh dưỡng, kinh tế và xuất khẩu Trong củ khoai tây có 75% nước; 2% protein; 21% gluxit; 50mg photpho; l,2mg sắt; lOmg canxi; l,2mg sắt; 15mg vitamin C; 0,lmg vitamin Bi; 0,05mg vitamin B2 Ngoài ra khoai tây còn có công dụng dược học [4] Đặc biệt, thời gian sinh trưởng của cây khoai tây ngắn ngày, thích hợp với 2 khí hậu lạnh, là cây trồng quan trọng trong vụ đông ở đồng bằng Bắc bộ và khu vực Đà Lạt, hiện nay đang mở rộng trồng ở vùng Bắc Trung bộ và vùng núi phía Bắc [11] Bắc Giang là tỉnh miền núi nằm ở khu vực phía Đông Bắc nước ta Khí hậu tỉnh Bắc Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Một năm có bốn mùa rõ rệt, trong đó mùa đông lạnh, khô, ít mưa, gây hạn kéo dài, đây cũng là thách thức cho sản xuất nông nghiệp, việc lựa chọn cây trồng chịu hạn là rất quan trọng Tỉnh đã có kế hoạch chuyển hàng chục nghìn ha trồng lúa sang phát triển cây ăn quả, cây công nghiệp, đặc biệt phát triến mạnh cây lương thực theo hướng chuyên canh cao, trong đó có cây khoai tây Diện tích trồng khoai tây hàng năm khoảng 5000ha, trong đó diện tích khoai tây chất lượng cao chiếm 2400ha, vượt hơn năm có diện tích cao nhất (năm 2003) là 800ha; năng suất 160 tạ/ha; sản lượng 96000 tấn [39] Diện tích trồng khoai tây của tỉnh Bắc Giang chủ yếu ở các huyện trung du có đồng bằng xen kẽ, còn các huyện vùng núi chưa được quan tâm nhiều Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về khoai tây [49], [50], [53], [54], [63], [64], [66], [71], [72], [73], [77], [78], [79], [80], [81], [83] Ở Việt Nam việc nghiên cứu trên đối tượng này đă và đang được quan tâm và mở rộng, đặc biệt là những đề tài nghiên cứu về mối quan hệ giữa dinh dưỡng khoáng và năng suất cây trồng, cũng như khả năng chống chịu những điều kiện bất lợi như hạn hán, rét, mặn, từ lâu đã được khẳng định qua thực tiễn sản xuất Nhiều công trình nghiên cứu sử dụng phân vi lượng trong trồng trọt, đem lại hiệu quả cao [9], [26], [27], [36], [37], [38], [43] Các kết quả nghiên cứu đã khẳng định các nguyên tố vi lượng khi xử lý ở nồng độ thích hợp, riêng rẽ hay phối họp đều có ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển, các quá trình sinh lý trong cây, làm tăng năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường Tuy nhiên các nghiên cứu này chủ yếu tiến hành trên các đối tượng đậu tương, lúa, lạc, đậu xanh, còn trên đối tượng khoai tây thì cho đến nay có một số công trình nghiên cứu về chế độ tưới nước [39], nghiên cún về giống, khả năng sinh trưởng và phát triến của khoai tây trên một số vùng, miền có điều kiện tụ' nhiên khác nhau, đem lại nhiều ứng dụng thực tế, [5], [24], [42] Tuy nhiên, việc nghiên cún sự ảnh hưởng của một số nguyên tố vi lượng trên đối tượng này ở vùng núi tỉnh Bắc Giang còn chưa được quan tâm Xuất phát từ ý nghĩa lý luận và thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của Mn và Cu tới năng suất và tính chịu hạn của giống khoai tây (Solanum tuberosum L.) var Soỉara ỏ’ vùng núi tỉnh Bắc Giang 2 Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu sự ảnh hưởng của Mn và Cu tới tính chịu hạn và năng suất giống khoai tây Solara ở vùng núi tỉnh Bắc Giang Học tập các phương pháp làm thí nghiệm sinh lý, hoá sinh để làm cơ sở hướng dẫn thực hành cho học sinh trung học phổ thông 3 Nhiệm vụ nghiên cún Trồng và xử lý Mn, Cu bằng cách phun dung dịch ở nồng độ 0,02% trong hai giai đoạn cây khép tán và cây ra hoa Nghiên cứu các chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh của giống khoai tây Solara Thu thập và thống kê các số liệu thô, xử lý trên phần mem Microsoft Excel 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Giống khoai tây Solara Phạm vi nghiên cứu: Ảnh hưởng của Mn và Cu tới diện tích lá, cường độ thoát hơi nước, khả năng giữ nước, hút nước, độ hụt nước còn lại và hàm lượng prolin ở lá, hoạt độ amylaza ở củ trong hai giai đoạn cây khép tán và ra hoa Ảnh hưởng của Mn và Cu tới năng suất của giống khoai tây Solara 5 Phuoiig pháp nghiên cứu Phương pháp thực nghiệm 6 Giả thuyết khoa học Trong điều kiện thiếu nước, Mn và Cu tác động rõ đến khả năng chịu hạn: giảm cường độ thoát hơi nước, tăng khả năng giữ nước và hút nước, giảm độ hụt nước còn lại; tăng hoạt tính enzym amylaza và hàm lượng prolin Sử dụng Mn và Cu trong điều kiện thiếu nước sẽ làm tăng năng suất khoai tây 7 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn Ket quả nghiên cứu có thể làm cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguyên tố vi lượng cho cây trồng trong điều kiện thiếu nước Tìm hiểu sâu hơn vai trò của Mn và Cu để sử dụng hiệu quả hơn trong trồng trọt NỘI DUNG Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc lịch sử và phân loại cây khoai tây Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) thuộc: Bộ Hoa mõm sói (Serophularỉales) Họ Cà (Solanaceae) Chi Solanum Họ Cà có khoảng 85 chi và gần 2300 loài Ở Việt Nam hiện nay biết 16 chi và gần 50 loài [35] Có hai phương pháp phân loại [8]: *Phương pháp 1: Dựa trên cơ sở khoa học về mặt điạ lý, các đặc trưng, hình thái của khoai tây, các tác giả Kameraz và Bukasov đã phân tập đoàn Tuberarium thành 6 tiểu tập đoàn sau đây: - Andinum - Buk - Arcticum - Buk - Pacifinin - Buk - Orientale - Buk - Exinterruptum - Buk - Intergrifolium - Buk *Phương pháp 2: Phân loại theo thời gian sinh truởng Dựa vào thời gian sinh trưởng của các giống có thể phân thành các nhóm sau đây: Nhóm giống chín cực sớm: có thời gian sinh trưởng tò 65 đến 70 ngày Nhóm giống chín sớm: có thời gian sinh trưởng từ 71 đến 90 ngày Nhóm giống chín trung bình: có thời gian sinh trưởng tù’ 91 đến 120 ngày Nhóm giống chín muộn: có thời gian sinh trưởng từ 121 đến 140 ngày trở lên Ngoài ra, Spooner D M cho rằng có hai dạng là dạng hoang dại và dạng trồng, trong đó các loài được trồng trên toàn thế giới chủ yếu là Solanum tuberosum (dạng tứ bội với 48 nhiễm sắc thể) Ngoài ra dạng trồng còn phổ biến gồm có: bốn loài lưỡng bội (với 24 nhiễm sắc thể ): s stenotomum, s phureja, s gonỉocalyx và s ajanhuỉrỉ\ có hai loài tam bội (với 36 nhiễm sắc thế ): s chaucha và s juzepczukii\ có một loài ngũ bội (với 60 nhiễm sắc thể): s curtilobum [79] Theo Spooner D M và cs thì khoai tây có nguồn gốc tại một khu vực phía nam Peru (ngay phía bắc hồ Titicaca) Có hai phân loài Solanum tuberosum chính: andigena hoặc Andean; và tuberosum hoặc Chile Khoai tây Andean thích nghi với điều kiện ngày ngắn phổ biến ở các vùng miền núi xích đạo và nhiệt đới, nơi nó có nguồn gốc Các loài khoai tây Chile thì thích nghi với điều kiện ngày dài phổ biến ở vùng vĩ độ cao hơn, ở miền nam Chile, đặc biệt là trên quần đảo Chile nơi nó được cho là có nguồn gốc Theo Spooner D M và cs thì cả hai phân loài băt nguôn từ một tô tiên chung từ các khu vực ở miền nam Peru [79], [57] Hiện tại người ta cho rằng khoai tây đã được du nhập vào châu Âu vào khoảng thập niên 1570 và sau đó nó đã được những người đi biển châu Ảu đưa đến các lãnh thổ và các cảng trên khắp thế giới khi chế độ thực dân châu Âu mở rộng vào thế kỷ XVIIXVIII Có hàng ngàn thứ (bậc phân loại dưới loài) khoai tây được tìm thấy ở vùng Andes Khi đã được phố biến ở châu Âu, khoai tây đã sớm trở thành một thực phẩm và cây trồng chủ yếu ở nhiều nơi khác trên thế giới [57] Năm 1890, một người Pháp là Giám đốc Vườn bách thảo Hà Nội đem hạt khoai tây trồng thử ở nước ta Do khoai tây dễ trồng, củ ăn ngon, nó mau chóng được trồng ở nhiều địa phương Và đến nay nó ngày càng được quan tâm và mở rộng [13] 1.2 Đặc điểm sinh học cây khoai tây 1.2.1 Đặc điểm hình thái [8], [83] a) Bộ rễ: Rễ khoai tây thuộc loại rễ chùm (trồng từ củ) và có cả rễ cọc (khi trồng bằng hạt), từ rễ cọc phát triển nhiều rễ phụ khác Phần lớn rễ tập trung ở độ sâu 30-40cm, nhưng cũng có những rễ ăn sâu tới l,5-2m Ngoài ra rễ còn phát triển ở trên củ nhưng ngắn, ít phân nhánh và cũng có chức năng giống các rễ khác Rễ khoai tây phát triển mạnh ở thời kỳ ra hoa (ở dưới mặt đất lúc này đã hình thành củ và củ bắt đầu lớn lên) b) Thân: Thân khoai tây mọc thẳng, đôi khi có cấu tạo dich dắc, có 3-4 cạnh, cao trung bình từ 40-70cm đến l-l,2m Phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiện chăm sóc mà chiều cao cây có thể khác nhau Thân thường có màu xanh hoặc xanh nhạt hay đậm, đôi khi có màu phớt hồng hoặc tím tuỳ thuộc vào từng giống Trên thân có lớp lông tơ mềm (khi cây còn non) cứng dần và rụng theo thời gian sinh trưởng c) Lá: Lá khoai tây tương tự như lá cà chua nhưng khác một số điểm- thuộc lá phức tạp, bản lá to, có 3-7 đôi mọc đối xứng qua trục và 1 lá lẻ trên cùng thường lớn hơn được gọi là lá chét đỉnh Lá khoai tây dài khoảng 10- 15cm, mặt lá phang hoặc gợn sóng, lá bản to hơn lá cà chua Màu sắc lá phụ thuộc vào giống, thời vụ, điều kiện chăm sóc mà có thể màu xanh, xanh đậm hoặc xanh nhạt, d) Hoa: Hoa khoai tây thường mọc tập trung trên 1 chùm hoa Nó thuộc loại hoa lưỡng tính và có cấu tạo 5:5:5; cuống ngắn Màu sắc hoa thường trắng, cũng có thể là phớt hồng, hồng, tím hoặc màu đỏ phụ thuộc vào từng loại và giống e) Quả: Quả thuộc loại quả mọng Hình dạng quả tròn hoặc trái xoan Khi chín, quả màu trắng bạc hoặc phớt hồng, mùi vị dễ chịu Quả có từ 2-3 ngăn, trong đó có chứa nhiều hạt (30-300 hạt) f) Hạt: Hạt khoai tây có dạng hình dẹt, màu cà phê sáng hoặc màu đen Khối lượng 1000 hạt khoảng 0,5g Thời gian ngủ nghỉ hạt lâu g) Củ: Củ là bộ phận làm thực phẩm cho con người Củ khoai tây còn có tên gọi là thân củ hay thân ngầm bởi củ được hình thành là do thân phát triển dưới mặt đất, trong điều kiện bóng tối Hình dạng củ khoai tây có thế tròn, bầu dục, tròn dài, đôi khi hình vuông Màu sắc củ tuỳ thuộc vào từng giống, có thế là màu trắng, trắng nhạt, vàng, vàng nhạt, trên củ có nhiều mắt củ, nhưng phân bố không đều số lượng mắt củ nhiều hay ít tuỳ thuộc vào từng giống Trên mắt củ có mi mắt và mắt Mi mắt dài hay ngắn, mắt nông hay sâu là do đặc tính di truyền của giống Trên mỗi mắt thường có 2-3 mầm ngủ và thường tập trung nhiều trên đỉnh củ Tuỳ thuộc tùng giống, thời vụ, đất trồng, điều kiện chăm sóc mà có trọng lượng củ khác nhau 1.2.2 Đặc điếm sinh trưởng và phát triển Theo giáo sư Staicov, (1989) cho rằng khoai tây có 7 thời kỳ sinh trưởng và phát triển chính [8]: 1 Thời kỳ mọc mầm: Thời kỳ mọc mầm bắt đầu từ lúc mọc mầm từ củ, lúc này mới chỉ thấy đỉnh của các mầm trong các mắt củ Mầm lúc này có thể chia thành 3 phần-phần gốc, giữa kỳ lớn và phần đỉnh nhưng chưa rõ Trong phần gốc của mầm có thể nhìn thấy phôi của rễ non, còn phần đỉnh có thể nhìn thấy rõ lá nhỏ Thời kỳ này yêu cầu độ ẩm không khí là 80% 2 Thời kỳ lớn và phát triển của mầm: Thời kỳ này trùng lặp với thời kỳ xuân hóa của khoai tây và sự chuyển hóa toàn bộ cơ thể trong điều kiện tự nhiên Đặc điểm của thời kỳ này là mầm vươn dài, lớn lên và phát triến đến khi đạt đến mức độ lớn 3-4cm Sự phát triến của mầm lúc này bị kìm hãm và mầm được hình thành 3 phần rõ rệt: phần gốc, giữa và phần đỉnh 3 Thời kỳ mọc lá non: Sau khi trồng một thời gian, củ bắt đầu mọc mầm khỏi mặt đất Lúc này các mầm còn non và sau 2-3 ngày bắt đầu ra các lá nhỏ, sau đó 5-6 ngày lá phát triển hoàn chỉnh Trong thời gian này, rễ cũng bắt đầu phát triển và dần dần hình thành thân ngầm Tùy từng giống mà thời gian từ khi trồng đến hình thành thân mầm (tia củ) có khác nhau Đối vói các giống khoai tây Thường Tín, sau khi trồng 30-40 ngày chúng bắt đầu hình thành thân ngầm 4 Thời kỳ sinh trưởng, phân cành và phát triến lá: Sau khi mọc, bắt đầu phát triển thân, lá và phân cành Thời kỳ này thướng kéo dài đến lúc ra nụ hoa Tùy theo từng giống, thời vụ gieo trồng, điều kiện chăm sóc, mà thời kỳ này có thể kéo dài 30-50 ngày Ở giai đoạn này chiều cao cây đạt được 80% so với thời kỳ kết thúc sinh trưởng và phát triển Chiều dài thân cây bị ảnh hưởng đáng kể khi thiếu nước do hạn hán gây ra ở khoai tây [61] Thiếu Cu thân cây khoai tây thấp hơn khi cung cấp Cu đầy đủ [55] Thời kỳ ra nụ hoa và hình thành củ: Đặc điếm của thởi kỳ này là ra nụ hoa trên thân chính hoặc trên các thân phụ Lúc đầu các nụ mọc thành chùm, về sau cuống nụ phát triến và hình thành nhiều hoa Các nụ được hình thành qua 6 giai đoạn Mỗi giai đoạn hình thành đầy đủ kéo dài từ 5-6 ngày Ở thời kỳ này các nụ hoa chuyển qua 4 bước (trạng thái), chúng thay đổi và phát triển các cánh hoa Nụ hoa kéo dài từ 15-30 ngày, tùy thuộc vào từng giống và điều kiện chăm sóc Nụ hoa của một số giống có thể bị rụng ngay từ đầu, các nụ còn lại tiếp tục nở và sau đó hình thành quả Giai đoạn này khoai tây cần nhiều nước nhất [21] Neu thiếu nước củ sần sùi, nứt nẻ, dễ nhiễm bệnh, chất lượng củ kém [11] Thiếu Cu hoa dị dạng, củ sần sùi [55] 5 Thời kỳ nở hoa: Hoa khoai tây thường bắt đầu nở sau quá trình ra nụ Đôi khi cả hai quá trình này xảy ra cùng đồng thời, bởi vì sau khi bắt đầu nở hoa trên thân chính thì các hoa trên các cành ở trong giai đoạn nụ Sự hình thành và nở hoa chịu ảnh hưởng từ hai yếu tố bên trong và bên ngoài Các yếu tố bên trong là do đặc điểm của giống và sự thay đổi các thành phần hóa sinh, nguyên nhân gây nên sư thay đổi này là do điều kiện ngoại cảnh Còn các yếu tố bên ngoài là do nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng đưa đến Từ khi hoa nở đến khi đậu quả qua sự biến đổi nhất định mà thời gian có thể khác nhau 6 Thời kỳ chín: Sau quá trình thụ phấn và thụ tinh, quả lớn dần và chuyến sang thời kỳ quả và hạt chín Đặc trưng hình thái của thời kỳ này là quả vàng và mềm, lá chuyển màu vàng và chết, ngừng phát triển, vỏ củ sần sùi Để khoai tây có thể chuyển qua các giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau, cần tổng hợp của nhiều yếu tổ kết hợp 1.3 Giá trị kinh tế cây khoai tây 1.3.1 về giá trị dinh dưỡng Khoai tây có nhiều giá trị về dinh dưỡng, ngoài ra còn có một số đặc tính về dược học Qua bảng số liệu 1.1 ta thấy rằng các loại khoai trong đó khoai tây có thể gọi là rau vì nó chứa các thành phần của rau như caroten, xơ, các loại vitamin В, С, khoáng chất, đặc biệt không chứa lipit Tuy nhiên chúng cũng chứa nhiều tinh bột, giống gạo tẻ nên có thể ăn thay cả gạo tẻ và rau ở một mức độ nào đó Đây là những un điểm nổi bật của khoai nói chung và khoai tây nói riêng dành cho chế độ ăn kiêng giảm béo, có lợi cho sức khỏe Khoai tây họp với người bệnh tiểu đường: một bệnh rất cần khống chế lượng gluxit trong bữa ăn, ăn khoai tươi làm lương thực (thay gạo, bột mì) ăn với các loại cá, thịt nạc, đậu thì bữa ăn vừa no, vừa họp với chữa bệnh Khoai tây họp với người già, người ốm: bột khoai rất dễ tiêu hơn bột gạo, nên với người ốm, người già có thể ăn cháo khoai (có thêm một ít gạo) hoặc bột khoai nghiền (khoai chín sau khi luộc); với trẻ em: dùng khoai rất tốt, đặc biệt là khoai tây, khoai lang nghệ, làm thức ăn bổ sung tốt cho trẻ em, chỉ cần khoai luộc, tùy yêu cầu đặc, lỏng mà khan hiếm nước 21 Cường độ thoát hơi nước của lá khoai tây được xác định ở các cây trong hai giai đoạn nghiên cứu, đó là khi cây khép tán khi cây có khoảng 5 lá kép, mỗi lá kép mang khoảng 5 lá chét và giai đoạn cây ra hoa Qua theo dõi và phân tích chúng tôi thu được số liệu và được trình bày ở bảng 3.1 22 Bảng 3.1 Anh hưởng của Mn, Cu đến cường độ thoát hơi nước của lả khoai tây (g/dm2/h) giai đoạn cây khép tán và giai đoạn cây ra hoa 6 7 ông hức C 9 t 12 X ±m 8 T N Đ 19 18 2,5 C 3+0,10 25 Giai đoạn khép tán 13 cv% 14 % 15 m x± So với ĐC 20 6,51 21 n M 26 2,2 2+0,08 27 7,66 28 u C 33 2,2 0+0,04 34 3,64 35 39 M 40 2,2 n+Cu 6+0,04 41 3,10 42 32 10 00 5* 6* 3* Giai đoạn ra hoa 16 c v% 17 % So với ĐC 100, 22 2,3 5+0,08 23 8 24 100 ,51 ,00 87,7 29 2,0 3+0,05 30 5 31 86, ,42 38* 86,9 36 1,9 2+0,05 37 5 38 81, ,21 70* 89,3 43 1,8 2+0,07 44 8 45 77,4 ,24 5* 46 * (đạt mức ý nghĩa 0,05) 23 24 Qua kết quả nghiên cứu ở bảng 3.1 và biểu đồ hình 3.1; hình 3.2 cho thấy cường độ thoát hơi nước đều giảm so với ĐC ở các công thức TN trong cả hai giai đoạn khép tán và ra hoa trên đối tượng cây khoai tây, tuy nhiên sự thoát hơi nước ỏ' hai giai đoạn không có sự chênh lệch nhau đáng kể 47 25 26 Hình 3.1 Ảnh hưởng của Mn và Cu đến cường độ thoát hơi nước giai đoạn khép tán và giai đoạn ra hoa 27 Ở giai đoạn khép tán, cho thấy ở các công thức thí nghiệm không có sự khác biệt đáng kể Khi xử lý Mn cường độ thoát hơi nước giảm 87,75% so với ĐC, còn khi xử lý Cu cường độ thoát hơi nước giảm 86,96% so với ĐC, khi xử lý hỗn hợp Mn và Cu cường độ thoát hơi nước giảm 89,33% so với ĐC 28 29 30 31 32 33 Đ M Khép tán 34 35 Cu Mn+Cu Công thửc TN 36 37 Hình 3.2 Ảnh hưởng của Mn và Cu đến cường độ thoát hơi nước giai đoạn khép tán và giai đoạn ra hoa Ra -47 38 Ở giai đoạn ra hoa, cường độ thoát hơi nước ở các công thức thấy có sự khác biệt nhau rõ rệt Khi xử lý hỗn hợp Mn và Cu trên lá cây khoai tây làm cho cường độ thoát hơi nước giảm đi rõ rệt nhất so với các công thức khác, ở mức 77,45% so với ĐC, giảm 0,44% so với giai đoạn khép tán, còn khi xử lý Mn giảm so với giai đoạn khép tán là không đáng kể Khi xử lý riêng rẽ Cu thì cường độ thoát hơi nước giảm đi còn 0,28% so với giai đoạn cây khoai tây khép tán Chứng tỏ khi xử lý vi lượng nói chung và nguyên tố Mn và Cu nói riêng đều làm giảm cường độ thoát hoi nước, tuy nhiên khi sử dụng hỗn họp Mn và Cu cho thấy hiệu lực của chúng được giữ ở mức cân đối hơn so với khi xử lý riêng Khi xử lý vi lượng cho cây trồng sử dụng tiết kiệm nước hơn nhưng các quá trình sinh lý, sinh hóa của cây vẫn được đảm bảo Ket quả nghiên cún của chúng tôi cũng phù họp vói kết quả nghiên cứu của Lã Thị Kim Oanh [31] trên đối tượng cây đậu xanh, đặc biệt khi xử lý hỗn hợp Mn và Cu ở trên đối tượng này 3.2 Ảnh hưửng của Cu và Mn đến khả năng chịu hạn 3.2.1 Anh hưởng của Cu và Mn đến khả năng giữ nước 39 Đe xác định khả năng chịu hạn của cây khoai tây chúng tôi đã tiến hành các thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn bằng các thông số trao đối nước của Kozushko N N [20], đó là khả năng giữ nước, khả năng hút nước và độ hụt nước còn lại của lá cây Các chỉ tiêu này được xác định vào hai thời kì của sự phát triển của cây và được xử lý bằng dung dịch Cu và Mn Khả năng giữ nước là một đặc điểm sinh lý quan trọng giúp thực vật chống lại sự thiếu nước, theo ý kiến của nhiều nhà khoa học thì khả năng này là một đặc tính quan trọng cho phép xác định ranh giới của biến dị thích nghi và bàn tới mức độ chịu hạn của cây 40 Khả năng giữ nước tính bằng % lượng nước mất/lượng nước tổng số 41 Cây giữ được nước nhiều (mất nước ít) khi gặp điều kiện khí hậu khó khăn dễ bị ảnh hưởng đến số lượng và chất lượng sản phẩm thu hoạch được 42 Đe nghiên cứu khả năng giữ nước chúng tôi tiến hành cắt lá vào buổi sáng sớm, lá được cắt ở dạng một lá kép có khoảng 5 lá chét, cho vào túi nilon và gập mép túi lại mang về phòng thí nghiệm Trong phòng thí nghiệm các mẫu lá được đem cân và để -48 héo, mối công thức nhắc lại 3 lần 43 Vì khả năng giữ nước của lá thể hiện rõ khi lá mất khoảng 40% lượng nước tổng số theo Kozushko [20] nên trước khi làm thí nghiệm chúng tôi xác định thời gian để héo của lá khoai tây là 3 tiếng thì lượng nước mất đạt khoảng 35% - 40% so vói tổng lượng nước có ở trong lá khoai tây Chúng tôi tiến hành thí nghiệm thời gian tiến hành thí nghiệm vào tháng 11 năm 2009 và tháng 1 năm 2010, sau khi xử lý phun dung dịch chứa Mn, dung dịch chứa Cu và dung dịch chứa hỗn họp cả Mn và Cu ở các công thức thí nghiệm dưới dạng phun mù bằng bình phun đeo của Trung Quốc, phun nhắc lại 3 lần sau khi để lá khô ráo vào buổi sáng, được 3 ngày tiến hành lấy lá gây héo ở điều kiện thường, nhiệt độ khoảng 25°c đến 30°c, đặt ở cùng vị trí trong phòng thí nghiệm đế đảm bảo nhiệt độ và độ ấm không khác nhau nhiều giữa các mẫu thí nghiệm Ket quả nghiên cún về khả năng giữ nước thông qua độ mất nước của lá khoai tây dưới ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng Mn và Cu ở hai thời điểm xử lý khi cây khép tán và cây ra hoa được trình bày ở bảng 3.2 và đồ thị hình 3.3 44 Qua độ mất nước của lá khoai tây ở bảng 3.2 và biểu đồ hình 3.3 cho thấy khả năng giữ nước của lá khoai tây ở giai đoạn ra hoa tốt hơn khả năng giữ nước của lá cây khoai tây ở giai đoạn khép tán khi xử lý Mn và Cu riêng rẽ, cũng như khi xử lý hỗn họp Mn và Cu Ket quả giải thích cây được xử lý Mn và Cu có khả năng giữ nước duy trì trong lá tốt hơn, có thể tiết kiệm lượng nước bị mất đi trong quá trình sinh trưởng 45 Bảng 3.2 Anh hưởng của Mn, Cu đến độ mất nước (%) của lả khoai -49 48 tây giai đoạn cầy khép tản và giai đoạn cây ra hoa 49 C 52 Giai đoạn khép tán 53 ông 50 t hức 55 X ±m 51 T N Đ 62 61 22,4 C 3+0,69 68 56 cv% 57 60 % So với 63 6,11 64 10 0,00 65 19,9 2+0,39 66 3,97 67 ĐC 10 0,00 90, 72 14,1 1+0,63 73 8,93 74 70 ,79* 94, 79 14,5 1 ±0,08 80 1,03 81 72 ,80* 82, 86 13,8 1 ±0,64 87 9,19 88 69 ,33* M 69 20,2 5+0,17 70 1,68 71 u C 76 21,1 4+0,26 77 2,41 78 82 M 83 18,4 N+Cu 2+0,46 84 4,99 85 89 59 cv% So với ĐC n 75 58 X ±m % Giai đoạn ra hoa 28* 25* 12* * (đạt mức ý nghĩa 0,05) 46 90 47 48 Hình 3.3 Ảnh hưởng của Mn và Cu đến khả năng mất nước của lá ở giai đoạn khép tán và giai đoạn ra hoa của cây khoai tây 49 Ớ giai đoạn khép tán, qua nghiên cứu cho thấy không có sự khác biệt đáng kể khi xử lý riêng rẽ Mn và Cu: khả năng giữ nước của Mn là 70,79% còn khả năng giữ -50 nước khi xử lý Cu là 94,25% Khi xử lý hỗn họp cả Mn và Cu thì khả năng giữ nước tốt hơn khi xử lý riêng rẽ ở mức 82,12% so với ĐC, khả năng giữ nước cao hơn khi xử lý riêng từ 8,16% - 12,13% Ở giai đoạn ra hoa, chúng tôi thấy giữa các công thức thí nghiệm không có sự khác biệt đáng kế, khi xử lý Mn khả năng giữ nước là 69,33% so với ĐC, xử lý Cu khả năng giữ nước là 70,79% so với ĐC, còn xử lý hỗn họp thì khả năng giữ nước là 69,33% so với ĐC Qua kết quả này cho thấy ở giai đoạn ra hoa khả năng giữ nước bắt đầu ổn định giữa các công thức thí nghiệm 3.2.2 Anh hưởng của Cu và Mn đến khả năng hút nước 50 Bên cạnh việc nghiên cứu khả năng giữ nước của lá khoai tây chúng tôi tiến hành nghiên cứu khả năng hút nước của lá khoai tây Khả năng hút nước là một đặc tính của mô lá phục hồi lại trạng thái no nước sau khi bị gây héo 51 Khả năng hút nước được tính bằng % lượng nước mà lá cây không hút lại được sau khi để thoát hơi nước 52 Chúng tôi cũng tiến hành xử lý nguyên tố vi lượng Mn và Cu trước 3 ngày, sau đó cắt cuống lá cho vào túi nilon, gập miệng túi lại mang về phòng thí nghiệm Chúng tôi tiến hành ngâm cuống lá trong nước 3 tiếng sao cho các cuống lá ngập chìm trong nước để loại bỏ sự hụt nước sau đó dùng giấy thấm thấm khô cuống lá và đem cân được khối lượng lá bão hòa nước rồi để các lá đó trong điều kiện phòng thí nghiệm cho lá khoai tây thoát hơi nước, thời gian gây héo trong thí nghiệm này là 3 tiếng Sau khi gây héo lại tiếp tục nhúng cuống lá vào các cốc nước, cho lá hút nước đến khối lượng không đổi (khoảng 3 tiếng) rồi đem cân được khối lượng lá đã no nước lần hai Căn cứ vào sự chênh lệch khối lượng nước giữa hai lần no nước do lá cây bị tốn thương sau khi tiến hành gây héo nhân tạo, ta xác định được khả năng hút nước của lá Ket quả xác định khả năng hút nước của lá cây khoai tây xảy ra tương tự như khả năng giữ nước của lá Khả năng hút nước của cây khoai tây được trình bày ở bảng 3.3 và biểu đồ hình 3.4 53 Bảng 3.3 Anh hưởng của Mn, Cu đến khả năng hút nước (%) đế duy trì trạng thái bình thường của lả khoai tây giai đoạn cây khép tản và giai đoạn cây ra hoa -51 91 C ông 92 t hức 93 96 Giai đoạn khép tán x±m 97 cv% 98 94 % 99 Giai đoạn ra hoa X ±m So với 100 101 % cv% So với 102 C Đ 103 16,2 5+0,41 104 4,98 ĐC 105 10 0,00 106 13,58 +0,41 107 6,04 ĐC 108 1 00,00 109 n M 110 11,0 7+0,55 111 9,85 112 68 ,13 113 10,71 ±0,46 114 8,49 115 7 8,87* 116 u C 117 15,0 3+0,16 118 2,13 119 92 ,50* 120 11,68 ±0,21 121 3,51 122 8 6,01* 123 M 124 12,5 n+Cu 0+0,22 125 6,23 126 76 ,92* 127 10,11 +0,32 128 6,23 129 7 4,45* 54 -52 55 Ket quả thí nghiệm cho thấy nhu cầu nước để đạt tới độ no nước ở ĐC là cao hơn cả, các thí nghiệm cho thấy nhu cầu nước cần bù đắp để đạt ở mức độ bình thường trên thực tế không cần nhiều như ĐC 131 (N 132 d 130 56 57 Hình 3.4 Ảnh hưởng của Mn và Cu đến khả năng hút nước để duy trì trạng thái bình thường của lá ở giai đoạn khép tán và giai đoạn ra hoa của cây khoai tây -53 58 Hiệu quả làm tăng khả năng giữ nước và hút nước của cây khoai tây có liên quan đến vai trò của vi lượng nói chung và vai trò của Mn và Cu nói riêng tới việc làm tăng cường tổng họp các chất, đặc biệt là các chất ưa nước Nguyên tố vi lượng Cu tăng cường tổng hợp các sản phẩm có màu, Cu có tác dụng tích cực trong quá trình trao đổi nitơ (khử NO3 , cố định N2, tổng họp axit amin, ), Cu còn có vai trò đồng hóa C02 tăng cường quá trình quang họp, tạo ra các chất ưa nước như protein, axit nucleic, axit amin ở cây cải xanh (Botrill, 1970), sự ảnh hưởng của Cu thế hiện mạnh ở thời kỳ cây ra hoa do ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim, sự tích lũy IAA, khi IAA giảm trì hoãn sự ra hoa (Graves và cs, 1977) [7] Còn đối với Mn theo Hoàng Thị Hà[7] thì Mn có vai trò quan trọng trong quang họp, cung cấp thiếu Mn thì hàm lượng protein giảm, hàm lượng nitơ hòa tan tăng, chứng tỏ Mn liên quan đến enzym đồng hóa nitơ Như vậy, khả năng chịu hạn liên quan đến khả năng giữ nước của protein nguyên sinh chất ưa nước và áp suất thẩm thấu cao Tăng tích lũy protein ưa nước phân tử thấp có khả năng liên kết được nhiều phân từ nước ở dạng màng nước [18], [28], [49], [55] 59 Qua nghiên cứu của các tác giả trong nước như Lê Thị Hương và cs [12] thì khi xử lý Mn riêng hay hỗn hợp Mn, Cu thì đều làm tăng khả năng hút nước, đối với giống Fi số 20, tăng hàm lượng nước và hàm lượng diệp lục của 2 giống ót Fi số 20 và số 01 ở giai đoạn cây con và ra hoa Ket quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Trương Văn Lung và cs [25] khi xử lý Mn và Cu riêng rẽ trên đối tượng đậu tương cũng làm tăng khả năng hút nước, hiệu quả của Mn cao hơn Cu, tăng hàm lượng axit hữu cơ và hàm lượng chất phi protein 3.2.3 Anh hưởng của Cu và Mn đến độ hụt nước còn lại 60 Đe xác định được khả năng chịu hạn của cây khoai tây bên cạnh việc nghiên cún khả năng giữ nước, khả năng hút nước chúng tôi tiến hành nghiên cứu độ hụt nước còn lại để xem xét mối tương quan giữa chúng với nhau 61 Trong quá trình sinh trưởng và phát triến của cây, vào các buối sáng sớm sau khi đã qua một đêm các lá cây có thể hút thêm một lượng nước ở trong đất hoặc trong không khí và lúc này đã có sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt lá và không khí ngoài trời còn chưa cao nên quá trình thoát hơi nước giảm tối thiểu Lượng nước trong lá cây -54 còn bị thiết hụt trong điều kiện vừa nêu được gọi là độ hụt nước còn lại, theo các nhà khoa học thì đại lượng này cũng đặc trưng cho khả năng chống chịu hạn của cây nói chung và khoai tây nói riêng 62 Đế xác định chỉ tiêu này chúng tôi tiến hành lấy lá sau khi đã xử lý vi lượng Cu và Mn vào sáng sớm, cho vào túi ni lon mang về phòng thí nghiệm 63 cân nhanh khối lượng lá rồi đem các lá đó ngâm cuống lá vào cốc nước cho đến khi khối lượng không đổi, tức là lá đã hút no nước (khoảng 3 tiếng) rồi cân đế lấy khối lượng lần hai Căn cứ theo sự chênh lệch khối lượng nước trước và sau khi lá no nước chúng tôi xác định được sự thiếu hụt nước còn lại trong lá của cây khoai tây 64 Bảng 3.4 Độ hụt nước còn ỉạỉ (%) của lá khoai tây giai đoạn cây khép tán và giai đoạn cây ra hoa 133 C ông 134 t hức 136 Giai đoạn khép tán 139 X ±m 135 T N 145 Đ 146 2,21 C +0,07 140 cv% 147 05,8 8 152 M 153 2,00 154 n +0,02 15,0 8 159 C 160 1,99 161 u +0,08 08,0 4 166 M 167 2,08 168 n+Cu +0,03 02,8 8 173 * (đạt mức ỷ nghĩa 0,05) 65 66 141 137 % 142 X ±m Giai đoạn ra hoa 143 cv% So với 144 % So với ĐC ĐC 148 10 0,00 149 2,36 +0,22 155 90 ,50* 156 1,95 +0,04 162 90 ,05* 163 2,00 +0,09 169 94 ,12* 170 1,68 +0,12 150 18,1 4 157 04,1 0 164 09,5 0 171 06,2 3 151 10 0,00 158 82, 63* 165 84, 75* 172 71, 19* Qua số liệu ở bảng 3.4 và biểu đồ hình 3.5 cho thấy ở các công thức thí nghiệm trong hai giai đoạn nghiên cún độ hụt nước giảm, tuy nhiên ở giai đoạn khép tán giảm không đáng kể so với giai đoạn ra hoa 67 Ớ giai đoạn khép tán cho thấy độ hụt nước không khác biệt nhiều ở các -55 công thức xử lỷ Khi xử lý Mn và Cu riêng rẽ làm cho độ hụt nước tương đương nhau còn khi xử lý hỗn hợp Mn và Cu thì độ hụt nước thấp hơn đạt 94,12% so vớiĐC -56 68 Ở giai đoạn ra hoa độ hụt nước còn lại khi xử lý hỗn họp Mn và Cu cho thấy giảm so với xử lý riêng rẽ và ở mức 71,19% so với ĐC Còn khi xử lý riêng rẽ vi lượng Mn, Cu ở mức 82,63% đến 84,75% 174 175 Đ C 176 177 M □ n 178 179 C □ u 181 M n + Cu 180 69 70 Hình 3.5 Ánh hưởng của Mn và Cu đến độ hụt nước còn lại của lá ở giai đoạn khép tán và giai đoạn ra hoa của cây khoai tây 182 71 72 (%) -57 73 Hình 3.6 Sơ đồ tổng hợp mối quan hệ giữa khả năng giữ nước, hút nước và độ hụt nước còn lại của lá cây khoai tây -58 74 Qua nghiên cún khả năng giữ nước thông qua độ mất nước của lá, khả năng hút nước và độ hụt nước còn lại cho thấy giữa chúng có mối tương quan thuận với nhau, vì vậy ta dễ dàng hiểu rằng khả năng giữ nước và hút nước cao thì độ hụt nước càng thấp Kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.2, 3.3, 3.4 và sơ đồ tổng họp hình 3.6 đã thể hiện rõ mối quan hệ đã nêu ở trên Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy giai đoạn ra hoa thể hiện rõ hơn giai đoạn khép tán Xử lý hỗn họp Mn + Cu tốt hơn khi xử lý riêng rẽ, vi lượng Mn có hiệu lực mạnh hơn Cu Nghiên cún trước đây của Nguyễn Văn Mã và cs [9] khi sử dụng phân vi lượng Vilado phun qua lá của cây đậu xanh thì thấy phân vi lượng Vilado phun qua lá đậu xanh thấy rằng phân Vilado làm tăng khả năng giữ nước, tăng khả năng hút nước, làm giảm độ hụt nước còn lại của lá đậu xanh 75 Qua các kết quả nghiên cứu trên ta có thể rút ra nhận xét khi xử lý Mn, Cu và hỗn hợp giữa chúng thì đều ảnh hưởng tích cực đến khả năng chịu hạn của giống khoai tây Solara 3.3 Ănh hưởng của Cu và Mn đến diện tích lá 76 Qua nghiên cứu của các nhà khoa học thì khi hạn hán, diện tích lá chịu ảnh hưởng nhiều của kiểu gen Họ kết luận rằng việc lựa chọn đầu tiên chính là cho sự xuất hiện lá kết họp với khả năng duy trì tăng trưởng lá khi mà độ ẩm đất bị giảm sẽ cải thiện năng suất trong sự hiện diện của hạn hán [72] Sự tăng trưởng của lá bắt đầu giảm khi cây chỉ lấy được 40% lượng nước chiết được từ đất [73] 77 Ảnh hưởng của Cu và Mn đến diện tích lá ở giai đoạn khép tán và giai đoạn ra hoa của cây khoai tây được trình bày ở bảng 3.5, biểu đồ hình 3.7 và sơ đồ hình 3.8 78 Bảng 3.5 Anh hưởng của Cu và Mn đến diện tích lả (dm2/câỵ) ở giai đoạn khép tản và giai đoạn ra hoa của cây khoai tây -59 183 184 C ông thức Giai đoạn khép tán 187 x± m TN 188 cv% 189 185 % Giai đoạn ra hoa 190 x± m 191 cv% So với 192 % So với 193 C Đ 194 3,3 3+0,07 195 3,90 ĐC 196 10 0,00 197 7,1 9+0,04 198 0,97 ĐC 199 10 0,00 200 n M 201 3,5 6+0,04 202 2,25 203 10 6,91* 204 7,7 0+0,04 205 1,04 206 10 7,09* 207 u C 208 3,0 8+0,37 209 2,40 210 92 ,49 211 7,11 ±0,03 212 0,84 213 98 ,89* 214 M n+Cu 215 3,6 1+0,03 216 1,66 217 10 8,41* 218 7,9 9+0,07 219 1,63 220 11 1,13* 221 79 80 * (đạt mức ý nghĩa 0,05) Qua nghiên CÚXI sự ảnh hưởng của Cu và Mn khi xử lý riêng rẽ và hỗn họp chúng với nhau đến diện tích lá của cây khoai tây ở hai giai đoạn khép tán và ra hoa ta thấy rằng ở cả hai giai đoạn thì diện tích lá giảm khi xử lý Cu, và ngược lại khi sử lý Mn và hỗn họp Cu và Mn thì lại thấy diện tích lá tăng so với ĐC Khi xử lý Cu ở giai đoạn khép tán không có ý nghĩa thống kê, còn ở giai đoạn ra hoa, diện tích lá giảm không đáng kế ở mức 98,89%, hụt 1,11% so với ĐC Tuy nhiên khi tiến hành xử lý Mn, hỗn họp Cu và Mn cho thấy đều làm cho diện tích lá tăng nhẹ, ở giai đoạn khép tán thì xử lý Mn riêng rẽ làm diện tích lá tăng cao hơn so với hỗn hợp nhưng không đáng kể ở mức 1,5%, ở giai đoạn ra hoa thì hỗn hợp Cu và Mn lại cho kết quả ngược lại, đạt ở mức 4,04% □ □ □ Mn + Cu □ Giai đoạn khép tán Giai đoạn ra hoa ... tính chịu hạn giống khoai tây (Solanum tuberosum L.) var Soỉara ỏ’ vùng núi tỉnh Bắc Giang Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu ảnh hưởng Mn Cu tới tính chịu hạn suất giống khoai tây Solara vùng núi tỉnh. .. nghiên cún ảnh hưởng số nguyên tố vi lượng đối tượng vùng núi tỉnh Bắc Giang chưa quan tâm Xuất phát từ ý nghĩa lý luận thực tiễn đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng Mn Cu tới suất tính. .. sau: ĐC Cu Mn Mn + Cu Mn + Cu ĐC Cu Mn Mn Mn + Cu ĐC Cu Cu Mn Mn + Cu ĐC Các thí nghiệm có diện tích 15m2, có chế độ chăm sóc đảm bảo tính đồng cơng thức Chế độ phân bón (tính theo sào Bắc bộ: