Nghiên cứu huỳnh quang diệp lục và năng suất của giống khoai tây diamant trong điều kiện đủ nước và gây hạn nhân tạo

NGHIÊN CỨU HUỲNH QUANG DIỆP LỤC VÀ NĂNG SUẤT CỦA GIỐNG KHOAI TÂY DIAMANT TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỦ NƯỚC VÀ GÂY HẠN NHÂN TẠO Nguyễn Văn Đính, La Việt Hồng 1 Gây hạ n nhân tạ o cho cây khoai tây giố ng Diamant và o giai đoạn sinh trưở ng 30 v 45 ngy sau khi trng đ đnh gi nh hưng ca điu kin thiu nưc đn hunh quang lá và mộ t số chỉ tiêu năng suấ t, chng tôi thy: Khi gặ p hạ n ở cả 2 giai đoạ n 30 v 45 ngy đu lm tăng hunh quang n đnh , gim hunh quang cự c đạ i . V vậy, hunh quang hữ u hiệ u (F vm ) đu gim so vi đi chng đưc cung cp đ nưc. Khi cây khoai tây gặ p hạ n và o giai đoạ n hình thà nh tia củ (30 ngy) số củ /khm ch đạt 94,06% so vớ i đố i chứ ng, nhưng khố i lưng c/khm gim không đng k. Ngượ c lại, khi cây khoai tây gặ p hạ n và o giai đoạ n phá t triể n củ (45 ngy) không ả nh hưở ng đế n số củ /khm nhưng lại lm gim khi lưng c/khm. 1. Đặt vấn đề Cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) là cây rau màu vụ đông có khả năng cho năng suất cao. Ở những nước tiên tiến như Hà Lan, Đức, năng suất khoai tây có thể đạt 40 tấn/ha. Năng suất khoai tây ở Việt Nam còn rất thấp, tính trung bình từ 15-18 tấn/ha [1]. Nguyên nhân làm cho năng suất khoai tây ở Việt Nam thấp có nhiều như: không có bộ giống tốt, sạch bệnh; trình độ canh tác của người nông dân còn thấp; nhiệt độ môi trường không phù hợp; không cung cấp nước đầy đủ v.v Theo Tạ Thị Cúc, đối với cây khoai tây từ khi trồng cho đến khi hình thành tia củ cần độ ẩm tối thiểu từ 60-80%, thời kì phát triển củ cần độ ẩm thường xuyên là 80%. Thiếu nước hoặc thừa nước đều gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và năng suất cây khoai tây [1]. Hạn hán là tác nhân môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình sinh lí trong cây, đặ c biệ t là quá trình quang hợp, hạn ảnh hưởng đến hàm lượng hệ sc tố , đến cường độ quang hợp và năng suất của nhiề u loạ i cây trồ ng khá c nhau [3],[5],[6],[8],[9]. Đặc biệt, hạn có ảnh hưởng lớ n đế n sự biế n đổ i huỳ nh quang diệ p lụ c. Chính vì vậy, xác định hunh quang diệp lục được coi là một trong các ch tiêu đánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng [4],[7],[8],[9]. Tuy nhiên, đố i vớ i cây khoai tây, còn ít các tà i liệ u nghiên cứ u huỳ nh quang diệ p lụ c để đá nh giá khả năng chịu hạ n . Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu hunh quang diệ p lụ c ở giai đoạn hình thành tia củ và phát triển củ nhằm xác định mức độ ảnh hưởng của hạn tới năng suất giống khoai tây Diamant. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1 Trường ĐHSP H Nội 2 2.1. Đối tượng nghiên cứu Trong thí nghiệm nà y chú ng tôi sử dụ ng giố ng khoai tây Diamant do Viện Sinh học Nông nghiệp (ĐH Nông nghiệp Hà Nội ) cung cấ p. Đây là giống được đánh giá có khả năng cho năng suất cao ở vùng sinh thá i cá c tỉnh phía Bắ c. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Các thí nghiệm trong chậu: giống khoai tây Diamant được trồng trong các chậu nhựa (có đường kính 40cm, cao 45cm) gồm 27 chậu, mỗi chậu trồng 3 cây, lượng đất, phân bón đảm bảo sự đồng đều giữa các chậu. Số chậu được chia làm 3 lô: Lô 1: 9 chậu đối chứng (ĐC) tưới nước bình thường. Lô 2: 9 chậu gây hạn (TN) ở giai đoạn 30 ngày sau khi trồng Lô 3: 9 chậu gây hạn (TN) ở giai đoạn 45 ngày sau khi trồng - Phương pháp gây hạn: Gây hạn vào giai đoạn 30 ngày (giai đoạ n cây khoai tây bắ t đầ u hình thà nh tia củ ) và 45 ngày (giai đoạ n phá t triể n củ ) sau khi trồng [1], lô thí nghiệm ngừng tưới nước, dùng nilon trng ngăn nước mưa cho đến khi 1/2 số lá trên cây có hiện tượng héo thì tưới nước trở lại như bình thường. - Hunh quang diệp lục được đo trên máy chlorophyll fluorometer OS – 30 do hãng ADC (Anh) cung cấp. - Năng suấ t đượ c xá c đị nh thông qua cá c chỉ số : số củ trung bì nh /khóm và khối lượng trung bình/khóm. - Xử lí số liệu thống kê bằng phần mềm M.Excel 2003. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Huỳnh quang ổn định (F 0 ) trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi của giống khoai tây Diamant Gây hạ n nhân tạ o cho giố ng khoai tây Diamant bằ ng cá ch ngừ ng tướ i nướ c cho đế n khi 1/2 số lá trên cây có hiệ n tượ ng hé o (trong thí nghiệ m củ a chú ng tôi , giố ng khoai tây Diamant có hiệ n tượ ng hé o vào ngày thứ 8 khi ngừ ng tướ i), sau đó lạ i tướ i nướ c trở lạ i ở cá c công thứ c thí nghiệ m như công thứ c đố i chứ ng. Tiế n hà nh nghiên cứ u huỳ nh quang củ a lá trong pha hạ n sâu và pha phụ c hồi bằ ng cá ch phân tích đị nh kì 2 ngày/lầ n. Kết quả nghiên cứ u huỳ nh quang ổ n đị nh (F 0 ) của lá giống Diamant trồng trong chậu được thể hiện ở bảng 1. Bảng 1. Huỳnh quang ổn định (F 0 ) trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi của giống khoai tây Diamant Pha Số Giai đoạn 30 ngày Giai đoạn 45 ngày lần lấy mẫu TN ĐC % so với ĐC TN ĐC % so với ĐC Hạn sâu 1 423,8  3,4 414,6  10,2 102,2 412,8  4,5 407,4  10,7 98,7 2 489,6  4,3 496,0  11,3 98,7 445,6  8,7 439,4  9,7 101,4 3 497,5  4,2 508,2  13,4 97,9 474,2  7,2 431,8  11,7 109,8 4 503,7  2,8 455,8  12,9 110,5 457,3  9,8 442,7  8,9 103,3 5 498,6  6,7 460,8  14,2 108,2 487,2  9,9 434,2  9,1 112,2 Phục hồi 6 524,0  8,3 462,9  5,8 113,2 422,3  5,1 386,7  4,5 109,2 7 510,5  7,6 467,5  3,4 109,2 474,9  2,9 446,8  7,8 106,3 8 450,4  4,9 461,5  6,1 97,6 455,6  8,9 447,9  9,2 101,7 9 487,5  7,5 466,5  8,5 104,5 467,7  4,7 452,3  3,4 103,4 10 478,3  5,7 469,3  7,3 101,9 479,6  8,0 486,9  7.5 98,5 Ghi chú: Cc s liu in đậ m nghiêng thố ng kê so vớ i đố i chứ ng vớ i xá c sut trên 95%. Phân tí ch kế t quả bảng 1, chúng tôi thấy khi gây hạn ở cả hai giai đoạn 30 ngày và 45 ngày F 0 tăng dần so với đối chứng bt đầu từ ngà y thứ 6 (lầ n lấ y mẫ u thứ 3) khi gây hạn và đạt giá trị cao ở pha gây hạn sâu (lần đo thứ 4 và thứ 5) và đầu pha phục hồi (lần 6 và 7), sau đó giá trị hunh quang ổn định F 0 của công thức thí nghiệm lại giảm dần tương đương với đối chứng (trừ lần lấy mẫu thứ 9 ở giai đoạn 30 ngày). Cụ thể: gây hạn ở giai đoạn 30 ngày giá trị hunh quang ổn định ở lô gây hạn đạt từ 104,5% đến 113,2% so với đối chứng. Gây hạn ở giai đoạn 45 ngày trong pha gây hạn sâu và đầu pha phục hồi giá trị F 0 của lô thí nghiệm cao hơn so với đối chứng từ 6,3% đến 112,2% tương tự như gây hạ n giai đoạ n 30 ngày. Kế t quả nghiên cứ u củ a chú ng tôi cũ ng phù hợ p vớ i nghiên cứu của cá c tá c giả trên cá c đố i tượ ng khác [7],[8]. 3.2. Huỳnh quang cực đại (F m ) trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi của giống khoai tây Diamant Hunh quang cực đại F m là giá trị đo được khi toàn bộ các tâm phản ứng ở trạng thái đóng khi đó Q A bị khử. Kế t quả hunh quang cực đại của lá giống khoai tây Diamant đượ c thể hiệ n ở bả ng 2. Phân tí ch bả ng 2, chúng tôi thấy F m của giống khoai tây Diamant trồng trong chậu 30 ngày và 45 ngày giảm dần so với đối chứng từ lần lấy mẫu thứ 3 và giảm mạnh nhất ở pha gây hạn sâu (lần đo thứ 4 và thứ 5), và đầu pha phục hồi (lần 6 và 7) sau đó giá trị hunh quang cực đại tăng dần tương đương với đối chứng. Cụ thể: gây hạn ở giai đoạn 30 ngày giá trị hunh quang cực đại giảm từ 89,6 đến 80,7% so với đối chứng. Gây hạn ở giai đoạn 45 ngày trong pha gây hạn sâu và đầu pha phục hồi giá trị F m ở lô thí nghiệm giảm so với lô đối chứng từ 89,2% đến 80,7%. Bảng 2. Huỳnh quang cực đại (F m ) trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi của giống khoai tây Diamant Pha Số lần lấy mẫu Giai đoạn 30 ngày Giai đoạn 45 ngày TN ĐC % so với ĐC TN ĐC % so với ĐC Hạn sâu 1 1669,3  23,3 1617,5  29,1 103,2 1764,5  45,6 1726,0  43,2 102,3 2 1556,4  34,2 1463,2  46,3 106,3 1702,4  34,4 1731,8  24,5 98,3 3 1473,3  21,3 1687,6  40,1 87,3 1667,4  28,4 1875,5  56,1 88,9 4 1476,9  23,9 1648,3  39,1 89,6 1543,6  26,2 1850,8  43,2 83,4 5 1226,5  45,7 1462,7  37,3 85,4 1423,6  22,9 1753,2  37,1 81,2 Phục hồi 6 1321,5  26,8 1637,5  47,1 80,7 1387,2  35,6 1718,9  27,9 80,7 7 1457,5  17,2 1770,9  56,2 82,3 1568,3  22,1 1813,1  36,2 86,5 8 1448,5  18,5 1633,0  27,9 88,7 1678,6  45,1 1881,8  46,4 89,2 9 1656,2  23,6 1777,0  46,4 93,2 1665,9  37,2 1665,9  23,7 100,0 10 1654,3  45,7 1716,0  16,8 96,4 1672,2  34,7 1706,3  39,4 98,4 Ghi chú: Cc s liu in đậ m nghiêng thố ng kê so vớ i đố i chứ ng vớ i xá c sut trên 95%. 3.3. Huỳnh quang biến đổi (F vm ) trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi của giống khoai tây Diamant Hunh quang hữu hiệu F vm phản ánh hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong phản ứng quang hóa. Nghiên cứu hunh quang hữu hiệu F vm của lá giống khoai tây Diamant ở điều kiện bình thường và thiếu nước, được thể hiện ở bảng 3. Kết quả bảng 3 cho thấ y huỳ nh quang hữ u hiệ u củ a lá khoai tây Diamant khi gây hạ n đề u giả m so vớ i đố i chứ ng khi cây bướ c và o hạ n sâu và đầ u pha phụ c hồ i . Giá trị Fvm trong các công thức thí nghiệ m đề u đạ t thấ p n hấ t ở cá c lầ n lấ y mẫ u 5, 6 và 7. Tuy nhiên, hunh quang hữu hiệu giảm mạnh hơn khi gây hạ n và o thờ i 45 ngày. Nguyên nhân suy giả m huỳ nh quang hữ u hiệ u giai đoạ n 45 ngày cao hơn so vớ i 30 ngày có thể ở giai đoạn này cây khoai tâ y đang tậ p trung chấ t dinh dưỡ ng phá t triể n củ và có diệ n tích lá lớn nhất. Vì vậy, ảnh hưởng của thiếu nước sâu sc hơn thiếu nước ở giai đoạn 30 ngày. Bảng 3. Sự biến đổi huỳnh quang hữu hiệu (F vm ) trong pha gây hạn sâu và pha phục hồi của giống khoai tây Diamant Pha Số lần lấy mẫu Giai đoạn 30 ngày Giai đoạn 45 ngày TN ĐC % so với ĐC TN ĐC % so với ĐC Hạn sâu 1 0,812  0,01 0,812  0,01 100 0,798  0,02 0,782  0,02 102 2 0,764  0,02 0,774  0,01 98,7 0,802  0,03 0,824  0,04 97,3 3 0,723  0,01 0,781  0,04 92,5 0,721  0,04 0,773  0,03 93,2 4 0,712  0,03 0,788  0,02 90,3 0,734  0,03 0,820  0,02 89,5 5 0,665  0,01 0,759  0,02 87,6 0,702  0,02 0,791  0,01 88,7 Phục hồi 6 0,708  0,03 0,802  0,03 88,2 0,618  0,02 0,786  0,01 78,6 7 0,686  0,04 0,829  0,01 82,7 0,656  0,01 0,825  0,05 79,5 8 0,774  0,03 0,858  0,04 90,2 0,704  0,04 0,840  0,04 83,8 9 0,782  0,02 0,793  0,01 98,5 0,783  0,04 0,868  0,03 90,2 10 0,786  0,05 0,810  0,05 97,0 0,787  0,02 0,797  0,02 98,7 Ghi chú: Cc s liu in đậ m nghiêng thố ng kê so vớ i đố i chứ ng vớ i xá c suât trên 95%. 3.2. nh hưng của thiếu nưc đến mt số chỉ tiêu năng suất của giống khoai tây Diamant Nghiên cứu mộ t số ch tiêu năng suất củ a giố ng khoai tây Diamant trong điề u kiệ n thiế u nướ c được trình bày ở bảng 4. Bảng 4. Ảnh hưng của thiếu nước đến mt số chỉ tiêu năng suất của giống khoai tây Diamant Mẫu thí nghiệm Gây hạ n ở giai đoạ n 30 ngày Gây hạ n ở giai đoạ n 45 ngày Số củ/khóm Khối lượ ng củ/khóm (g) Số củ/khóm Khối lượ ng củ/khóm (g) Đủ nước (I) 8,88 ± 1,23 466,21 ± 1,59 8,89 ± 0,45 466,21 ± 1,59 Gây hạn (II) 8,35 ± 1,01 456,89 ± 1,04 8,81 ± 1,01 416,49 ± 2,04 So sánh (I) và (II) (%) 94,06 98,00 99,06 93,34 Ghi chú: Cc s liu in đậ m nghiêng thố ng kê so vớ i đố i chứ ng vớ i xá c sut trên 95%. Kế t quả bả ng 4 cho thấ y: gây hạ n cho giố ng khoai tây Diamant ở giai đoạn sinh trưở ng 30 làm giảm số lượng củ /khóm nhưng không làm giảm khối lượng trung bình củ /khóm. Gây hạ n ở giai đoạn 45 ngày lại không ảnh hưởng đến số củ/khóm nhưng lại làm giảm khối lượng củ/khóm so với đối chứng. Kế t quả trên có thể do khi gây hạn ở giai đoạn 30 ngày khi cây khoai tây hình thành tia củ đ hạn chế các tia củ hình thành, còn gây hạn ở giai đoạ n 45 ngày, các tia củ đ hình thành củ vì vậy số củ/khóm không ảnh hưở ng. Ngượ c lạ i, nế u gây hạ n ở giai đoạn 45 ngày ảnh hưởng đến khả năng quang hợp cng như dòng vậ t chấ t tổ ng hợ p từ lá về củ . Kế t quả ở cá c lô thí nghiệ m, khố i lượ ng củ /khóm ch đạt 93,34% so vớ i đố i chứ ng. 4. Kết luận và đề nghị Gây hạ n nhân tạ o cho giố ng khoai tây Diamant ở cả 2 giai đoạ n 30 và 45 ngày đều làm tăng hunh quang ổn định, giảm hunh quang cực đại vì vậy huỳ nh quang hữ u hiệ u (Fvm) đều giảm so với đối chứ ng đượ c cung cấ p đủ nướ c. Khi cây khoai tây gặ p hạ n và o giai đoạ n hì nh thà nh tia củ (30 ngày) số củ /khóm ch đạt 94,06% so vớ i đố i chứ ng nhưng khố i lượ ng củ /khóm giảm không đáng kể . Ngượ c lạ i, khi cây khoai tây gặ p hạ n vào giai đoạn phát triển củ (45 ngày) không ả nh hưở ng đế n số củ /khóm nhưng lại làm giảm khối lượng củ/khóm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tạ Thị Cúc, Hồ Hữu An, Nghiêm Thị Bích Hà, Cây rau, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, 2002. 2. Nguyễn Văn Đính, “Bước đầu khảo sát khả năng thích ứng của một số giống khoai tây trên đất Cao Minh- Mê Linh- Vĩnh Phúc", Thông bo khoa học cc trường Đại học, tr. 70- 75, 2003. 3. Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Đạt Kiên, “Khả năng quang hợp của các giống đậu xanh trong điều kiện gây hạn”, Những vn đ nghiên cu cơ bn trong Khoa học sự sng, tr. 599-601, Nxb KH & KT, Hà Nội, 2005. 4. Nguyễn Như Khanh , M Ngọc Cảm ,“Hunh quang diệp lục của lá một số giống cà chua trong điều kiện mùa h Hà Nội”, Tạp chí Di truyn học v Ứng dụng, (số 1), tr.29-33, 1997. 5. Nguyễn Văn M, “Ảnh hưởng của thiếu nước đến khả năng quang hợp của cây lạc”, Những vn đ nghiên cu cơ bn trong Khoa học sự sng, tr. 504 - 507, Nxb KH & KT, Hà Nội, 2004. 6. Nguyễn Văn M, Cao Bá Cường, Nguyễn Thị Thanh Hải, "Một số ch tiêu sinh lý của giống lạc chịu hạn", Những vn đ nghiên cu cơ bn trong Khoa học sự sng, tr.975- 977, Nxb KH & KT, Hà Nội, 2005. 7. Đinh Thị Phò ng, Đặng Diễm Hồng, Lê Trần Bình, Lê Thị Muội, “Đá nh giá nhanh khả năng chịu hạn bằng phương phá p đo hunh quang diệp lục ở lú a” , Tạp chí Khoa học v công ngh , tập18 (số 2) tr. 42, tr.62 – 67, 2004. 8. Nguyễn Quốc Thông , Lê Thị Oanh , Nguyễn Văn Thiết , “Nghiên cứu tá c động của khô hạn lên cây nhã n (Dimocarpus longan L.) nhằm xá c định hunh quang diệp lục, Tạp chí Sinh học, tập 22 (số 3), tr.59 – 63, 2002. 9. Hanson AD, Peacock WJ, Evans LT, Arntzen CJ, Khush GS, “Drought resistance in rice”, Nature, 345, pp.26–27, 1990. 10. Horton P, Bowyer JR, Chlorophyll fluorescence transients. In: Harwood J, Bowyer JR, eds, Methods in Plant Biochemtry, London: Academic Press, pp. 259-296, 1990. RESEARCH ON CHLOROPHYLL FLUORESCENCE AND THE YIELD OF DIAMANT POTATO IN THE NORMAL WATER REGIME AND THE ARTIFICIAL DROUGHT CONDITION Nguyen Van Dinh, La Viet Hong Abstract Diamant potato at 30 and 45 days after cultivation was drought to estimate the leaf chlorophyll fluorescence by a portable fluorescence monitoring system and measure tuber yield by tuber number and weight parameters. The results indicated that under artificial drought condition, constant fluorescence (F 0 ) was increased, maximum fluorescence (F m ) was reduced. Thus, the yield of variable fluorescence (F vm ) was reduced and lower than the normal water regime. Making drought condition on the phase of tuber initiation stage (30 days cultivation), the number of tubers per a clump only reached 94.06% of the normal water regime, and weight of it reduced not significantly. In contrast, at the tuber bulking stage, the drought condition did not affect the number of tubers per a clump but tuber weight per a clump was reduced. . NGHIÊN CỨU HUỲNH QUANG DIỆP LỤC VÀ NĂNG SUẤT CỦA GIỐNG KHOAI TÂY DIAMANT TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỦ NƯỚC VÀ GÂY HẠN NHÂN TẠO Nguyễn Văn Đính, La Việt Hồng 1 Gây hạ n nhân tạ o cho cây khoai. ánh hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong phản ứng quang hóa. Nghiên cứu hunh quang hữu hiệu F vm của lá giống khoai tây Diamant ở điều kiện bình thường và thiếu nước, được thể hiện ở. năng suất củ a giố ng khoai tây Diamant trong điề u kiệ n thiế u nướ c được trình bày ở bảng 4. Bảng 4. Ảnh hưng của thiếu nước đến mt số chỉ tiêu năng suất của giống khoai tây Diamant