Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến cây Đậu Côve (Phaseolus vulgaris (L.))

TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN 00 ĐẶNG THỊ THẮNG ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THẤP ĐẾN CÂY ĐẬU CÔVE (Phaseolus vuỉgarỉs (L.)) KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN 00 Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của nhiều tập thể và cá nhân. LỜI CẢM Trước hết tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo, PGS.TS Nguyễn Văn Mã. Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, Phòng thực hành Sinh lý thực vật, Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Khoa học và Chuyển giao Công nghệ trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè của tôi đã hết lòng chia sẻ, giúp đỡ, động viên tôi vượt qua khó khăn để hoàn thảnh khóa luận này. Một lần nữa, Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2014 Sinh viên thực hiện ĐẶNG THỊ THẮNG LỜI CẢM HÀ NỘI - Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng mình. Các số liệu, kết quả trong khóa luận là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình khoa học nào khác. Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2014 Sinh viên thực hiện ĐẶNG THỊ THẮNG LỜI CAM LỜI CAM 1.1 1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp tới cường độ quang hợp của giai đoạn cây non 41 1.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp tới cường độ quang hợp của lá giai đoạn ra hoa 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Đậu côve tên khoa học là Phaseolus vuỉgaris (L.) là cây họ Đậu (Fabacea). Đậu côve được trồng rộng rãi trên khắp thế giới. Ở Châu Á, đậu côve được sử dụng nhiều vì nó có giá trị dinh dưỡng cao, là một trong những loại rau giàu protein. Trái non chứa khoảng 2,5% đạm, 0,2% chất béo, 7% chất đường bột, đặc biệt nhiều vitamin A, vitamin с và chất khoáng, trái có thể dùng ăn tươi, đóng hộp và đông lạnh [9]. Ở một số quốc gia Châu Á như Ấn Độ, Myanma, Nepal, Sri-Lanka, Banglades hạt đậu côve khô được sử dụng trong các bữa ăn kiêng. Đậu cô ve là một trong những loại rau màu thích nghi trong hệ thống luân canh với lúa. Trong các loại rau đậu thì đậu côve là loại quan trong bậc nhất bởi vì được phân bố rộng khắp và sản lượng tương đối lớn từ 30 - 36 tấn/ha, có tiềm năng là nguồn thu nhập cho các nông hộ nhỏ [19]. Bên cạnh việc đậu côve là nguồn cung cấp vitamin và chất khoáng phong phú trong các loại thực phẩm hằng ngày chúng còn có tác dụng cải tạo đất góp phần tăng năng suất chất lượng cây trồng [27]. Đậu côve có đặc tính chung là cây ưa khí hậu mát mẻ, ngắn ngày. Khí hậu nhiệt đới và á nhiệt đới thích hợp với viêc trồng cây đậu côve. Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, nước là điều kiện đủ để thỏa mãn nhu cầu sinh trưởng và phát triển của đậu cô ve. Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm từ 22 - 27°c, độ ẩm không khí trên dưới 80% rất thuận lợi cho trồng đậu côve. Tuy nhiên, sản lượng vẫn chưa cao là do sự phân bố các yếu tố trong năm không đều ở từng vụ trồng ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng và năng suất của cây đậu côve. Vì vậy, người ta phân đậu côve trồng theo thời vụ. Đậu côve leo có thể trồng vụ trong năm: vụ xuân: gieo hạt từ tháng giêng đến tháng 3, vụ thu: gieo hạt vào tháng 9 - 1 0 [25]. Tuy nhiên, vào mùa đông điều kiện khí hậu khắc nghiệt và hay biến động không thuận lợi cho sinh trưởng và phát triển của cây đậu côve. Mặt khác, ở Việt Nam khí hậu phân bố trải dài theo vĩ độ, địa hình chia cắt nên có nhiều tiểu vùng khí hậu. Vùng núi phía bắc có khí hậu á nhiệt đới thiên về ôn đới mùa đông nhiệt độ có thể xuống thấp dưới 10°c. Ở nhiệt độ thấp cây không lấy được nước, bị mất cân bằng nước và bị héo sinh lí. Nhiệt độ hạ thấp các phản ứng sinh lí khác nhau trong mỗi tế 6 bào của cơ thể cũng bị thay đổi, hoạt động của enzim thủy phân thường diễn ra nhanh hơn là enzim tổng hợp gây rối loạn trao đổi chất, có thể tích lũy các chất độc hại với cơ thể, đồng thời cũng gây ảnh hưởng trầm trọng đến quá trình hô hấp từ đó ảnh hưởng đến năng suất cây trồng rõ rệt. Cây ở giai đoạn sinh trưởng khác nhau thì khả năng chịu nhiệt độ thấp khác nhau. Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ thấp, để tiếp tục thích nghi thực vật phải có cơ chế bảo vệ tế bào chống tổn thương chất nguyên sinh và các hoạt động sinh lý của tế bào đảm bảo cho quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng. Những năm gàn đây, trên thế giới đã có các công trình nghiên cứu về khả năng chống chịu và thích nghi nhiệt độ thấp của thực vật nói chung cũng như cây họ Đậu nói riêng [31], [34],[37],[40] Công trình nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến sinh trưởng và hoạt động sinh lí của đậu cô ve [38],[41]. Ở Việt Nam đã có các công trình nghiên cứu về tính chống chịu nhiệt độ thấp trên các đối tượng cây họ Đậu nói chung [16],[17],[20]. Trên đối tượng đậu côve các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở khảo sát sự sinh trưởng [19]. Nghiên cứu về tính chống chịu của đậu côve chỉ dừng lại ở tính chịu hạn [30]. Công trình nghiên cứu tính chống chịu của cây đậu côve với nhiệt độ thấp là chưa có. Vì vậy việc nghiên cứu những diễn biến sinh lý hóa sinh xảy ra ở các giai đoạn sinh trưởng của cây đậu côve trong điều kiện nhiệt độ thấp là một đòi hỏi cần thiết. Vì những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến cây đậu côve 2. Mục đích nghiền cứu Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh của hai giống đậu côve leo giai đoạn cây non và giai đoạn ra hoa. 3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hàm lượng axit amin proline ở lá cây đậu côve, hàm lượng diệp lục tổng số, huỳnh quang diệp lục, cường độ quang hợp của cây đậu côve trong hai giai đoạn cây non và giai đoạn ra hoa. 4. Phạm vỉ, địa điểm và thời gian thực hiện - Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu tập trung vào 2 giai đoạn: giai đoạn cây non và giai đoạn ra hoa. 7 - Địa điểm: khu nhà lưới trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu khoa học và Chuyển giao Công nghệ trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. - Thời gian thực hiện: từ tháng 3/2013 đến tháng 5/2014 5. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn - Ý nghĩa lý luận: bổ sung các dữ liệu về khả năng chịu nhiệt độ thấp của thực vật. Cung cấp nguồn tài liệu tham khảo cho nghững nghiên cứu tiếp theo. - Ý nghĩa thực tiễn: kết quả nghiên cứu sẽ phát hiện được khả năng chịu nhiệt độ thấp của đậu côve để định hướng gieo trồng theo mùa và vùng sinh thái thích hợp. Từ đó sẽ tăng diện tích trồng đậu côve giúp tăng sản lượng đậu côve. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Khái quát về cây đậu côve 1.1.1. Nguồn gốc Theo Trần Khắc Thi và cs (2005), cây đậu côve xuất hiện đầu tiên ở nam Mêhicô - Trung Mỹ , được trồng cách đây hơn 600 năm và được trồng ở nhiều nơi trên thế giới, trồng phổ biến, tập trung ở các nước Châu Á như : Ấn Độ, Myanma, Nepal, Srilanka, Bănglades. Hiện nay loại đậu rau này đang được trồng rộng khắp ở các nước trên thế giới đặc biệt ở Châu Á và Châu Mỹ có diện tích trồng lớn nhất. Rất nhiều quốc gia đã đưa đậu côve vào là một trong những cây trồng chính trong cơ cấu cây nông nghiệp, trong đó có Việt Nam. Cây đậu côve được nhập vào Việt Nam khoảng 80 năm nay với nhiều giống trồng khác nhau [25]. 1.1.2. Đặc tính sinh học Theo Trần Khắc Thi và cs (2005) đậu côve là cây hằng niên, thân thảo, hệ rễ phát triển tốt, rễ chính mọc sâu nên có khả năng chịu hạn tốt, rễ phụ có nhiều nốt sần chủ yếu tập trung ở độ sâu khoảng 20 cm. Bộ rễ có nhiều vi khuẩn cố định đạm từ khí trời để nuôi cây nên không yêu cầu bón nhiều đạm . Cây đậu côve có thể ừồng được trên đất thiếu đạm, sau khi cây chết đạm cố định có thể được trả lại hoàn toàn cho đất. Đậu côve có 2 dạng: dạng cây sinh trưởng vô hạn (đậu côve leo), dạng cây sinh trưởng hữu hạn (đậu côve lùn),thân có góc cạnh, không lông, mắt thân thường có màu tím. 8 Lá kép có 3 lá phụ với cuống lá dài, mặt lá ít lông tơ, chùm hoa mọc ở nách lá, trung bình từ 2 - 8 hoa, hoa lưỡng tính tự thụ phấn [25]. Đậu côve ưa khí hậu mát mẻ của vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, chúng không chịu được giá rét, nhiệt độ thích hợp ban ngày là 25°c - 35°c và nhiệt độ ban đêm không dưới 15°c, trồng được trên mọi loại đất thích hợp trên đất nhiều hữu cơ, pH từ 5,5 - 6,8 [27]. - Đậu côve ỉùn (sinh trưởng hữu hạn): nhóm này không có giống địa phương, chủ yếu là các giống nhập nội của Nhật Bản và Đài Loan, thích hợp trồng quanh năm ở các vùng cao, giống chịu nóng trồng được vụ đông xuân ở vùng đồng bằng, giống đậu côve lùn rất lợi cho việc canh tác ở những vùng gió mạnh, dễ trồng xen với các loại hoa màu khác hoặc trồng ở những nơi khó khăn về việc làm giàn. Các giống nhập nội rất thích hợp trong điều kiện tự nhiên nước ta nên được các công ty giống chọn lọc, nhân giống và phổ biến rộng rãi. Đặc tính chung của giống đậu côve lùn là thấp cây (50 - 60 cm) cho thu hoạch sớm 40 - 45 ngày sau gieo, thời gian thu hoạch kéo dài 30 - 45 ngày, trái dài, thẳng, màu xanh trung bình đến xanh đậm, các giống trồng hiện nay cho năng suất và phẩm chất không thua kém đậu cô ve leo (18-22 tấn/ha). - Đậu côve leo (sinh trưởng vô hạn): thân dài 2,5 - 3m, trong canh tác cần phải làm giàn. Giống chịu nóng giỏi, kháng bệnh tốt, trồng được ở vùng đồng bằng cũng như vùng cao. Bắt đầu thu hoạch trái 50 - 55 ngày sau khi trồng, phát hoa dài, nhiều hoa, đậu trái tốt. Trái thẳng 16 - 17cm, phẩm chất ngon phù hợp với thị hiếu [42]. 1.1.3. Tình hình sản xuất đậu côve Trên thế giới, đậu côve là loại cây trồng có lịch sử phát triển tương đối sớm, nó có khả năng thích ứng rộng, hiệu quả kinh tế và giá trị sử dụng cao. Trên thế giới đã có nhiều giống mới được ra đời nhằm đáp ứng được nhu càu ngày càng cao của con người cả về số lượng và chất lượng. Theo FAO (2001), (2012). Diện tích, sản lượng, năng suất đậu côve trên thế giới như sau: 9 1,39 lần (từ 1.630,31 nghìn ha lên 2.266,37nghìn ha), sản lượng tăng 1,46 lần (từ 12.666,87 nghìn tấn lên 18.490,92 nghìn tấn), trong khi năng suất có sự thay đổi đáng kể. (Nguồn: www.FAO.org ịstat. Database 2001, 2012))[45]. Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lượng đậu côve của các châu lục năm 2011 Từ bảng 1.1 ta thấy: sản xuất đậu côve tập trung ở Châu Á, Châu Âu và Châu Mỹ. Châu Á có diện tích, sản lượng và năng suất lớn nhất (1.716,53 nghìn ha với sản lượng 14.183,06 nghìn tấn) trong đó nước đứng đầu là Trung Quốc: 1.295,96 nghìn ha, năng suất 232,31 tấn/ha, sản lượng 10.274,18 nghìn tấn (FAO 2011). Đậu côve có khả năng thích ứng rất rộng, được trồng ở hầu hết các nước có khí hậu á nhiệt đới và nhiệt đới. Theo số liệu thống kê của FAO, sản lượng đậu côve tươi và sản lượng hạt khô ở một số nước theo tường năm như sau: 1 Năm Diện tích (1000 ha) Năng suất (Tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn) 2001 1.630,31 77,69 12.666,87 2012 2.266,37 81,59 18.490,92 Trong 12 năm (từ năm 2001 đên năm 2012) diện tích c ậu côve thê giới tăng Địa phương Diện tích (lOOOha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng ( lOOOtấn) Toàn thê giới 2.242,40 77,43 17.361,84 Châu Phi 106,02 62,32 660,71 Châu Mỹ 187,33 33,74 632,07 Châu Âu 222,96 81,54 1.817,90 Châu A 1.716,53 82,63 14.183,06 Châu Uc 9,56 71,21 68,10 (Nguồn: FAO Database static 2011) [43]. [...]... côve sự tổn thương của rễ chỉ thấy như hiện tượng thứ sinh liên quan đến ảnh hưởng bất lợi của nhiệt độ thấp lên các cơ quan dưới đất [23] Ở cây đậu côve, nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến ethylene được sản xuất trong lá cây đậu, ở 25°c thì ethylene được sản xuất bình thường, ở ll,4°c thì lượng ethylene được sản xuất ra bị gián đoạn [38] Ánh sáng cao ở nhiệt độ thấp (10°C) có ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển... công trình nghiên cứu về ả nh hưởng của sự thiếu nước tới khả năng quang hợp của cây lạc [12], [13] Nhiệt độ ả nh hưởng sâu sắc đến cường độ quang hợp theo quy luật: khi nhiệt độ tăng lên cường độ quang hợp tăng lên đến một giới hạn nhất định Sau đó nhiệt độ tiếp tục tăng lên quá cao sẽ ảnh hưởng xấu và làm giảm cường độ quang hợp [24] Trong điều kiện nhiệt độ thấp, cường độ quang hợp bị giảm sút so... lũy, cây có thể quang hợp hiệu quả ở nhiệt độ thấp [31] Nhiệt độ thấp tác động đến các hoạt động quang hợp PSI, PSII của lá ngô Hoạt động của enzyme chống oxi hóa superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxxidase (AXP), glutathione reductase (GR) tăng lên rõ do lạnh, trong khi catalase (CAT) thay đổi thấp hơn [35] Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp lên sự sự tích lũy proline tự do trong lá của lúa... Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến chỉ tiêu nghiên cứu bằng phân tích ANOVA một nhân tố, kiểm tra sự sai khác giữa các giá trị trung bình bằng phương pháp giới hạn sai khác nhỏ nhất LSD của Fisher (Fisher’s least significane difference) với a = 0,05 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp tới hàm lượng prolỉne ở lá 3.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hàm lượngproline... nghiên cứu về tác động của KC1 tới các chuyển hóa sinh lí, hóa sinh ở pha nảy mầm và cây mạ trong điều kiện nhiệt độ thấp cũng cho thấy vai trò tích cực của KC1 đối với đời sống của cây trong điều kiện nhiệt độ thấp [4], [10] Nhiều công trình nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến bộ máy quang hợp cho thấy khi giảm nhiệt độ xuống dưới 10°c lục lạp bị hư hại nặng, quá trình phân giải diệp lục tăng nhanh,... tố ngoại cảnh như nhiệt độ, ảnh sáng, nước, nồng độ 2 và C02 cũng ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt, giúp hạt nảy mầm dễ dàng Sự phát triển của thân cành: đậu côve có tốc độ sinh trưởng khác nhau ở từng thời điểm, tốc độ sinh trưởng, chiều cao của thân khác nhau Cây đậu cô ve sinh trưởng và phát triển tốt phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống, chế độ chăm sóc, công tác làm đất và điều kiện ngoại cảnh Sự... đổi của môi trường Đe có hàm lượng chất hữu cơ lớn thì hàm lượng diệp lục phải đảm bảo số lượng và ổn định Nghiên cứu tính chống chịu của cây chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng diệp lục tổng số trong lá của 2 giống đậu côve trong giai đoạn cây non và cây ra hoa 3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hàm lượng diệp lục tổng số giai đoạn cây non Kết quả hàm lượng diệp lục tổng số ở lá cây đậu côve. .. rét đậm vào tháng 11 đến tháng 3 năm sau thường có gió mùa đông bắc gây rét, ở một số địa phương miền núi phía bắc có khi nhiệt độ hạ xuống đến 0°c Nhiệt độ không khí ở các tỉnh phía bắc có thể xuống đến 10 - 12°c hay còn thấp hơn, nhiệt độ hạ xuống đến 10 - 12°c đã gây tổn thất cho ngành trồng trọt [ 11] Tác động của nhiệt độ thấp lên thực vật có thể là tác động liên tục hay tác động tạm thời theo thời... quân của thế giới, năng suất đậu côve khá ổn định ở Việt Nam Nghiên cứu tính chịu nhiệt độ thấp của thực vật ở Việt Nam được tiến hà nh sâu rộng trên các đối tượng lúa, đậu tương [7], [8], [4], [10], [11], [16], [17], [20] Nghiên cứu về sự động viên chất dự trữ tinh bột trong cây mạ 4 ngày tuổi thuộc 3 giống lúa chịu rét khác nhau dưới tắc động của nhiệt độ thấp và KC1 [4]; các nghiên cứu về tác động của. .. tương quan giữa các axit béo trong màng bị thay đổi [36] Nhiều công trình nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hô hấp cho thấy chức năng này của cơ thể thực vật rất nhạy cảm với nhiệt độ thấp ,nhiệt độ thấp làm hư hại hệ enzyme hô hấp [39], làm hư hại sự trao đổi chất và tích lũy chất độc hại với cây Nhiệt độ thấp gây rối loạn trong sự trao đổi nitơ, sự phân giải protein gia tăng, nitơ protein giảm, . đề tài: Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến cây đậu côve 2. Mục đích nghiền cứu Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh của hai giống đậu côve leo giai đoạn cây non và. THẮNG LỜI CAM LỜI CAM 1.1 1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp tới cường độ quang hợp của giai đoạn cây non 41 1.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp tới cường độ quang hợp của lá giai đoạn ra hoa 43 KẾT. cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp đến hàm lượng axit amin proline ở lá cây đậu côve, hàm lượng diệp lục tổng số, huỳnh quang diệp lục, cường độ quang hợp của cây đậu côve trong hai giai đoạn cây