Ảnh hưởng của điều kiện thiếu nước tới một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hoá và năng suất của giống đậu đen VN 84

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học NGƯT.PGS.TS Nguyễn Văn Mã thầy La Việt Hồng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa sinh- KTNN, Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Khoa học Chuyển giao Công nghệ, Phòng Ban, trường ĐHSPHN2 tạo điều kiện cho em thời gian nghiên cứu Trong trình thực thời gian có hạn bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học nên không tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn ! Xuân Hòa, ngày 09 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Lệ Thủy LỜI CAM ĐOAN Tôi khẳng định kết nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp - Là kết thực trường ĐHSP Hà Nội - Hoàn toàn không trùng lặp chép kết người khác Xuân Hòa, ngày 09 tháng 05 năm 2010 DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG STT TÊN BẢNG TRANG Bảng 1: Một số tiêu trao đổi nước 23 Bảng 2: Khả tạo nốt sần 29 Bảng 3: Hàm lượng diệp lục 32 Bảng 4: Hàm lượng axit amin prolin 36 Bảng 5: Hoạt độ enzim catalaza 39 Bảng 6: Hàm lượng protein hạt khô 40 Bảng 7: Một số tiêu suất 41 STT TÊN HÌNH TRANG Hình 1: Biểu đồ cường độ thoát nước 24 Hình 2: Biểu đồ khả giữ nước 25 Hình 3: Biểu đồ hhả hút nước 26 Hình 4: Biểu đồ độ hụt nước “còn lại” 28 Hình 5: Biểu đồ nốt sần tổng số 30 Hình 6: Biểu đồ nốt sần hữu hiệu 31 Hình 7: Biểu đồ hàm lượng diệp lục tổng số 33 Hình 8: Biểu đồ hàm lượng diệp lục liên kết 34 Hình 9: Biểu đồ hàm lượng axit amin prolin 37 10 Hình 10: Biểu đồ hàm lượng axit amin rễ 37 11 Hình 11: Biểu đồ hoạt độ enzim catalaza 39 12 Hình 12: Biểu đồ hàm lượng protein hạt khô 40 13 Hình 13: Biểu đồ suất giống VN 84 42 MỤC LỤC Trang Lý chọn đề tài Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu .2 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Ý nghĩa lý luận thực tiễn .3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu đậu đen 1.2 Vai trò nước thực vật nói chung đậu đen nói riêng 1.1.1 Vai trò nước thực vật 1.1.2 Vai trò nước đậu đen 1.3 Phản ứng chịu hạn thực vật 10 1.4 Tình hình nghiên cứu khả chịu hạn họ Đậu nói chung đậu đen nói riêng 11 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Đối tượng nghiên cứu 13 2.2 Phương pháp nghiên cứu 13 2.2.1 Bố trí thí nghiệm .13 2.2.2 Phương pháp xác định tiêu nghiên cứu 14 2.2.3 Phương pháp xử lý thống kê kết thực nghiệm 21 CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THIẾU NƯỚC TỚI CÁC CHỈ TIÊU SINH LÝ, SINH HÓA, VÀ NĂNG SUẤT 23 3.1 Một số tiêu trao đổi nước 23 3.1.1 Cường độ thoát nước 23 3.1.2 Khả giữ nước .24 3.1.3 Khả hút nước .26 3.1.4 Độ hụt nước “còn lại” 27 3.2 Khả tạo nốt sần 28 3.3 Hàm lượng diệp lục 31 3.4 Hàm lượng axit amin prolin 34 3.5 Hàm lượng vitamin C .38 3.6 Hoạt độ enzim catalaza 38 3.7 Hàm lượng protein hạt khô 39 3.8 Một số tiêu suất 41 Kết luận .43 Tài liệu tham khảo .44 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cây đậu đen (Vigna cylindrica skeels) loại lương thực thuộc họ Đậu (Fabaceae) có giá trị kinh tế cao Theo Desomay, hàm lượng chất hạt đậu đen cao protein: 21,93%, gluxit 3,28%, lipit 1,52% chất khoáng 3,58%, dẫn xuất protein chiếm 53,25% [3] So với đậu xanh, hàm lượng protein đậu đen cao Hàm lượng axit amin cần thiết đậu đen xấp xỉ thấp chút so với đậu tương Nếu trộn protein đậu đen với protein số loài đậu đỗ khác (đậu tương, đậu xanh, lạc) loại bột (gạo, mì…) ta loại bột dinh dưỡng có thành phần axit amin cân đối, đầy đủ có giá trị dinh dưỡng cao Thân đậu đen có chứa nhiều đạm tới 0,28% tính theo khối lượng khô, chế biến thành thức ăn gia súc làm phân xanh Đậu đen họ Đậu nên sau vụ để lại cho đất lượng đạm đáng kể Theo Hutman, lượng đạm đậu đen cố định đến 30 – 60 kg N/ha Đậu đen có nguồn gốc nhiệt đới nhiệt đới Theo V.I Vanvilop đậu đen phát sinh từ trung tâm Ấn Độ trung tâm Trung Á Đậu đen trồng nhiều số nước Châu Á (Ấn Độ, Pakistan, Myanma, Trung Quốc), Châu Phi (Madagascar, gana …) số nước Châu Mỹ Ở Việt Nam diện tích trồng đậu đen phân tán nên suất sản lượng thấp Nhiều vùng đất gieo trồng đậu đen thường gặp hạn Ở nước ta, ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới nên hạn hán thiên tai gây nhiều tổn thất cho nông nghiệp Đặc điểm khí hậu thời kỳ hạn hán mưa, độ ẩm tương đối không khí thấp (dưới 60%) nhiệt độ tăng cao Có hình thức hạn hán: Trong đất không khí Hạn đất đất thiếu nước nồng độ muối cao tạo nên áp suất giữ nước lớn vượt giới hạn hút nước rễ nên rễ không hút nước, hạn không khí độ ẩm thấp gió lớn gây nên tượng nước nhanh cho (độ ẩm không khí nhỏ 60% coi hạn không khí) Hạn hán có ảnh hưởng lớn tới suất, chất lượng sản phẩm Vì vậy, việc nghiên cứu khả chịu hạn để tìm kiếm giống đậu đen thích hợp cho vùng khô hạn cần thiết Dưới điều kiện thiếu nước thể thực vật diễn phản ứng sinh lý, sinh hóa nhằm giúp thể thực vật chống chịu với điều kiện đó, như: tích lũy axit abxixic để điều chỉnh đóng mở lỗ khí, tăng hàm lượng diệp lục tổng số thuận lợi cho quang hợp, tăng huỳnh quang hữu hiệu, tăng cường tổng hợp protein, axit amin điều hòa áp suất thẩm thấu thực vật điển hình axit amin prolin, tăng cường tổng hợp enzim, vitamin… Hiện tình hình nghiên cứu khả chịu hạn phổ biến: Nguyễn Văn Mã, Ngô Đức Dương, Nguyễn Huy Hoàng, Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Thu Hiền đánh giá khả chịu hạn sống giống đậu tương [2], [4], [6], [12], Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Văn Mã, Chu Hoàng Mậu cộng đánh giá chịu hạn số giống đậu tương [5], [12] Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cường đánh giá quang hợp số giống lạc chịu hạn [9] Chu Hoàng Mậu, Phạm Thị Thu Nga nghiên cứu thành phần hóa sinh đa dạng di truyền số giống lúa cạn [14], Trần Thị Phương Liên, Huỳnh Thị Thu Huệ, Nông Văn Hải, Lê Thị Muội đánh giá amilaza hạt số giống đậu tương chịu nóng số giống đậu tương chịu hạn [8] Tuy nhiên, việc nghiên cứu khả chịu hạn đậu đen chưa ý Vì tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Ảnh hưởng thiếu nước tới tiêu sinh lý, sinh hóa suất giống đậu đen VN 84” Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định biến đổi số tiêu sinh lý điều kiện thiếu nước giai đoạn: non, hoa, non - Nghiên cứu ảnh hưởng thiếu nước đến hàm lượng prolin, hàm lượng diệp lục, vitamin C, enzim catalaza, tạo nốt sần, hàm lượng protein hạt tiêu suất 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định tiêu trao đổi nước - Xác định khả tạo nốt sần - Xác định hàm lượng diệp lục - Xác định hàm lượng prolin - Xác định hàm lượng vitamin C - Xác định hoạt độ emin catalaza - Xác định tiêu suất Ý nghĩa lý luận thực tiễn Công trình nghiên cứu góp phần: - Bổ sung nguồn tài liệu việc nghiên cứu hàm lượng prolin, hoạt độ enzim catalaza, số tiêu khác điều kiện thiếu nước - Xác định khả chống chịu với môi trường thiếu nước giống đậu đen VN 84 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu đậu đen Đậu đen có nguồn gốc nhiệt đới nhiệt đới Theo V.I Vanvilop đậu đen phát sinh từ trung tâm Ấn Độ trung tâm Trung Á Đậu đen trồng nhiều số nước Châu Á (Ấn Độ, Pakistan, Myanma, Trung Quốc), Châu Phi (Madagascar, gana…) số nước Châu Mỹ *Rễ Trong ngày gieo, rễ nhú đâm thẳng xuống đất Khi hai mầm xoè ra, rễ (dài 5-6cm) bắt đầu nảy sinh rễ Rễ phát triển nhanh số lượng thời gian đầu Sau mọc khoảng 20 ngày, số lượng rễ lên tới 30-40 Sau rễ tiếp tục vươn dài phát sinh thêm số rễ nữa, rễ dài đạt 20-25cm lớp rễ ăn ngang mặt đất Đậu đen có lớp rễ phát sinh từ cổ rễ, rễ thường bắt đầu phát sinh, có 1-2 kép (sau mọc 5-10 ngày), kích thước số lượng lớp rễ cổ rễ tùy thuộc độ xốp đất lớp đất vun vào cổ rễ có đủ kịp thời không Nốt sần rễ đậu đen thường xuất muộn so với đậu xanh Nốt sần xuất trước rễ gần cổ rễ, số lượng nốt sần rễ thường nhiều rễ đạt tối đa vào thời kỳ hoa rộ *Thân cành Sau mầm nhú khỏi mặt đất xòe ra, thân lúc màu trắng giòn, dễ gẫy Trong thời gian đầu, thân mọc chậm (13-15 ngày sau mọc) Khoảng 25-35 ngày sau mọc trở đi, thân phát triển nhanh lúc vòi, đốt dài nhỏ Khi hoa hình thành quả, phát triển thân ngừng lại Cây đậu đen trung bình cao 20-25 cm vòi dài 40-50cm Thân đậu đen thường nhẵn, đốt phía cạnh rõ, đốt phía thiết diện có cạnh rõ ràng Đậu đen phân cành từ mắt thân Khi hai mầm xòe ra, mầm bắt đầu nhú Trong vụ hè, khỏe, cành phát triển từ nách mầm Những cành mọc khỏe, phát triển theo tốc độ thân sau vươn thành vòi Những cành phát triển Sau sinh mới, lại có khả phát sinh cành Từ kép thứ 4-5 trở đi, nách thường không nảy thêm cành nữa, phát triển thành chùm hoa * Lá Lá đậu đen trơn, lông tơ bao phủ Cuống dài 4-5 cm, có đến 15-20 cm, thường cuống thân tầng dài so với cành tầng Lá có dạng chét hình trứng dài 5-8 cm, rộng 2-5 cm, phía to, phía gần vòi nhỏ Ở chỗ cuống mọc từ thân từ cành có phụ nhỏ Trung bình có 8-10 kép thân bắt đầu vòi Lá đậu đen thường hướng phía có ánh sáng cách rõ rệt Trong vụ hè, phát triển mạnh hơn, to nhiều so với vụ xuân Thân đậu đen cho khối lượng chất xanh lớn (15-20 tấn/ha/vụ) * Hoa, Hoa mọc thành chùm mắt thân cành Cuống hoa dài 7-10 cm, cuống hoa mắt thường dài cuống hoa mắt Một chùm hoa thường có 2-8 hoa, có 2-3 hoa nở thành Đài hoa kết hợp thành ống dài 5mm Cánh hoa chưa nở màu xanh nhạt, nở chuyển sang màu tím hay màu vàng nhạt Cánh vòi rộng (2 cm), cánh bướm nhỏ (dài cm) cánh thìa (dài cm) Hàm lượng diệp lục trồng có tương quan thuận với khả quang hợp, suất hàm lượng protein Do tiêu hàm lượng diệp lục nhà khoa học đặc biệt quan tâm Bảng 3: Hàm lượng diệp lục (mg/g) Hàm Giai đoạn non lượng ĐC diệp lục X  m (mg/g) TN X m Giai đoạn hoa ĐC TN Giai đoạn non ĐC TN % ĐC X m X m % ĐC X  m X  m % ĐC 91,04 2,03 2,02 2,07 1,97 Diệp lục 2,01 1,83 tổng số       0,06 0,06* 0,05 0,01 0,02 0,09* Diệp lục 0,985 0,895 0,694 0,646 93,09 1,00 0,95 liên kết %DLL 90,95 99,51       0,07 0,04 0,03 0,01 0,06 0,04 49,6 48,9 34,2 31,98 48,1 48,22 73,78 94,51 K so với DLTS Ghi chú: DLLK: Diệp lục liên kết, DLTS: Diệp lục tổng số Dấu * thể sai khác có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy α=0.05 * Hàm lượng diệp lục tổng số Trong điều kiện đủ nước, hàm lượng diệp lục tổng số biến đổi không lớn giai đoạn tăng dần theo giai đoạn sinh trưởng phát triển Kết phù hợp với nghiên cứu Nguyễn Xuân Thành đối tượng đậu xanh mg/g 2.1 2.05 1.95 1.9 Đối chứng Thí nghiệm 1.85 1.8 1.75 Giai đoạn 1.7 Giai đoạn non Giai đoạn hoa Giai đoạn non Hình : Biểu đồ hàm lượng diệp lục tổng số giống VN 84 Qua bảng 3, hình ta thấy giai đoạn non hàm lượng diệp lục gặp điều kiện thiếu nước giảm sút chiếm 91,04% so với đối chứng thiếu nước cấu trúc tinh thể lục lạp bị phá vỡ, diệp lục bị phân hủy, trình tổng hợp sắc tố bị ngừng trệ đồng thời trình phân giải sắc tố lại tăng lên Khi gây hạn, hàm lượng diệp lục tổng số giai đoạn giảm sút có lẽ thiếu nước ảnh hưởng sâu sắc đến cấu trúc diệp lục làm tăng nhanh trình phân giải diệp lục hay làm giảm độ bền hoạt động phân tử Giai đoạn hoa hàm lượng diệp lục tổng số giảm không đáng kể, chiếm 99,51% so với ĐC Giai đoạn non giảm mạnh chiếm 73,78% so với ĐC Theo nghiên cứu Nguyễn Văn Mã, hàm lượng diệp lục đậu tương gây hạn giai đoạn hoa dao động từ 2,83 - 3,35 mg/g, giai đoạn dao động từ 2,58 - 3,29 mg/g [10] Như từ kết bảng thấy hàm lượng diệp lục tổng số đậu đen thấp đậu tương * Hàm lượng diệp lục liên kết Trong lục lạp, diệp lục liên kết với protein lipit tạo thành phức hệ sở cấu trúc máy quang hợp, với sắc tố phụ, enzim hệ thống vận chuyển điện tử Hàm lượng diệp lục liên kết cao ổn định quang hợp mạnh Do dó, khả chống chịu với điều kiện môi trường bất lợi tăng mg/g 0.8 0.6 Đối chứng 0.4 Thí nghiệm 0.2 Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn non hoa non Hình : Biểu đồ hàm lượng diệp lục liên kết giống VN 84 Từ kết bảng hình ta thấy hàm lượng diệp lục liên kết lô đối chứng cao so với lô thí nghiệm tất giai đoạn, chênh lệch không đáng kể Hàm lượng diệp lục liên kết đậu đen chiếm từ 31,98 - 49,6% diệp lục tổng số Theo nghiên cứu Nguyễn Văn Mã Đinh Thị Vĩnh Hà đậu tương, hàm lượng diệp lục liên kết giai đoạn non chiếm từ 34,78 - 48,04% tổng số, giai đoạn hoa hàm lượng từ 28,65 - 29,72% [4] Như so với đậu tương, đậu đen có tổng hợp hàm lượng diệp lục liên kếttuơng đuơng giai đoạn non cao giai đoạn hoa Nhờ đó, trình quang hợp tăng, khả chống chịu với điều kiện bất lợi tăng theo Trong điều kiện gây hạn, hàm lượng diệp lục tổng số diệp lục liên kết giảm phá huỷ protein diệp lục trình tổng hợp diệp lục bị cản trở 3.4 Hàm lượng axit amin prolin Khi thiếu nước, chất hoà tan tăng tích luỹ tế bào làm áp suất thẩm thấu tăng kéo theo tăng khả giữ nước chất nguyên sinh Trong đó, prolin định hướng gián tiếp lên tích luỹ chất hòa tan làm tăng thẩm thấu, làm ổn định cấu trúc phân tử protein, giúp thành tế bào chống lại ảnh hưởng làm biến tính tập trung muối cao chất hòa tan khác có hại cho tế bào [23] Sự tích lũy prolin có ý nghĩa quan trọng chúng đóng vai trò nòng cốt việc trì sức trương tế bào hấp thụ nước ngược gradien nồng độ tác dụng thiếu nước Nghiên cứu Nanjo cộng [19] cho thấy prolin không nhân tố điều hoà áp suất thấm thấu thực vật, giúp tế bào rễ thu nhận phần tử nước lại đất mà nhân tố bảo vệ thành tế bào protein, chống lại tác động có hại nồng độ cao chất tế bào Có thể xem axit amin chất thị khả chịu hạn thực vật, hay tích luỹ prolin biểu phản ứng thích nghi thực vật với điều kiện cung cấp nước khó khăn Nghiên cứu Đinh Thị Phòng đối tượng lúa phản ánh xác thực tế giống có khả chịu hạn tốt có gia tăng hàm lượng prolin thân cao [16] Kết xác định hàm lượng prolin đậu đen gây hạn phù hợp với nhận định Ở tất giai đoạn, hàm lượng prolin cao so với đủ nước Trong đó, rễ có khả tích luỹ prolin với hàm lượng lớn Ở lá, hàm lượng prolin gây hạn biến đổi không đáng kể giai đoạn hoa, biến đổi mạnh giai đoạn non chiếm 102,2% Tuy nhiên, tích luỹ hàm lượng prolin không đáng kể so với rễ Hàm lượng prolin rễ cao gấp nhiều lần so với Nhờ áp suất thẩm thấu tăng giúp cho tế bào rễ thu nhận phân tử nước lại đất Hàm lượng prolin biến đổi mạnh giai đoạn hoa gấp 1,86 lần so với điều kiện đủ nước (186%) Giai đoạn non, hàm lượng prolin rễ biến đổi cao so với điều kiện đủ nước (124,5%) (hình 10) Bảng : Hàm lượng axit amin prolin (mg/g) Hàm Giai đoạn non lượng ĐC TN prolin (mg/l) ĐC %Đ X±m X±m Rễ X±m TN X±m %ĐC 4,00 4,024 100,4 3.873 3.95 102,2 9  0,02 0,02* 0,06 0,04* 3,974 4,945 124,5 3,96 7,38 2  0,01 0,01* 0,001 0,04* * TN X±m   ĐC %ĐC   Giai đoạn non X±m C 4,004 4,039 100,9 Lá Giai đoạn hoa *   0,006 0,02* 186,3 3,934 6,659  169,3  0,002 0,03* * * ** thể sai khác có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy α=0.05 , α=0.01 Từ phân tích cho thấy điều kiện thiếu nước thời kì hoa, hàm lượng prolin đặc biệt rễ tích lũy mạnh Đến giai đoạn non hàm lượng prolin có giảm không đáng kể Trong trình gây hạn, hàm lượng prolin có xu hướng tăng dần Sự tăng cường tổng hợp axit amin prolin tiêu quan trọng phản ánh khả chống chịu gặp hạn, phân tử giúp trì áp lực thẩm thấu đảm bảo thiếu nước sống điều kiện thiếu nước mg/g 4.05 3.95 3.9 Đối chứng 3.85 Thí nghiệm 3.8 Giai đoạn 3.75 Giai đoạn non Giai đoạn hoa Giai đoạn non Hình 9: Biểu đồ hàm lượng axit amin prolin giống VN 84 mg/g Đối chứng Thí nghiệm Giai đoạn Giai đoạn non Giai đoạn hoa Giai đoạn non Hình10: Biểu đồ hàm lượng axit amin prolin rễ giống VN 84 Theo Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Thu Hiền đánh giá khả chịu hạn số giống đậu tương địa phương thu kết hàm lượng prolin rễ trước gây hạn từ 1,34  2,8 %, sau gây hạn 2,07  7,78% khối lượng tươi [12] Như vậy, ta thấy điều kiện gây hạn, đậu đen có khả tích luỹ hàm lượng prolin lớn nhiều lần so với đậu tương Nhờ vậy, đậu đen lấy phân tử nước ỏi đất gặp hạn 3.5 Hàm lượng vitamin C (axit ascobic) Vitamin C có nhiều rau tươi, tham gia nhiều trình quan trọng thể sinh vật: tham gia trình hidroxil hoá hidroxilaza (oxigenaz) xúc tác, trì cân dạng ion Fe 2 / Fe3 , Cu  / Cu 2 , vận chuyển hidro trình oxi hoá khử thực vật làm tăng tính đề kháng thể điều kiện không thuận lợi môi trường Chúng tiến hành phân tích hàm lượng vitamin C giai đoạn non thu kết sau: Mẫu đối chứng: 0,058  0,004 (%) Mẫu thí nghiệm: 0,069  0,002 (%) % so với đối chứng : 16,058 % Như vậy, ta thấy điều kiện gây hạn, đậu đen có hàm lượng vitamin C tăng lên 16,058% so với ĐC, nhờ kích thích nhiều trình sinh lý, sinh hoá cây, đặc biệt làm tăng tính đề kháng thể thực vật điều kiện thiếu nước 3.6 Hoạt độ enzim catalaza Trong trình hô hấp tạo nhiều H2O2 gây độc cho tế bào Dưới tác dụng enzim catalaza xúc tác cho phản ứng phân huỷ H2O2 thành H2O O2 giúp giải độc cho H2O2 Catalaza H2O + O2 Chúng tiến hành đo hoạt độ enzim catalaza (số mg H2O2/g nguyên liệu) Kết thể bảng hình 11 Bảng 5: Hoạt độ enzim catalaza Lô Cây non Ra hoa Quả non X±m X±m X±m ĐC 0,23  0,03 0,59  0,05 0,29  0,03 TN 0,28  0,03 0,83  0,04 0,33  0,05 %TN so với ĐC 121,74 140,68 113,79 mg H2O2/g 0.8 0.6 Đối chứng Thí nghiệm 0.4 0.2 Giai đoạn Giai đoạn non Giai đoạn hoa Giai đoạn non Hình 11 : Biểu đồ hoạt độ enzim catalaza giống VN 84 Dựa vào bảng hình 11 ta thấy: Trong điều kiện thiếu nước, hoạt độ enzim catalaza tăng mạnh tất giai đoạn từ 121,74- 140,68%, cao giai đoạn hoa tới 140,68% Hàm lượng H2O2 cao giai hoa, thấp giai đoạn non Điều chứng tỏ giai đoạn hoa giai đoạn mẫn cảm nên dễ sinh nhiều peroxit gây độc cho Khi thiếu nước làm tăng hoạt độ enzim catalaza tham gia giúp giải độc cho tế bào thực vật Kết phù hợp với nghiên cứu tác giả Shabina N.A.Khan [20] 3.7 Hàm lượng protein hạt khô Họ Đậu nhìn chung loại thực vật có khả tích luỹ hàm lượng đạm hạt cao Đây nguồn protein thực vật lớn cung cấp thức ăn cho người gia súc Hơn nữa, protein tiêu chuẩn hàng đầu để đánh giá phẩm chất hạt đậu đen Trong thành phần protein đậu đen có chứa nhiều axit amin không thay thế: triptophan, phenylalanin, valin, methyonin… axit amin tham gia kiến tạo protein thể Đặc biệt sử dụng protein đậu đen trộn với protein hạt khác gạo, ngô, lúa … làm thức ăn dinh dưỡng có tác dụng bồi bổ thể tốt Hàm lượng protein lớn chứng tỏ giá trị dinh dưỡng hạt cao Do đó, việc xác định hàm lượng protein hạt đậu đen có kết bảng biểu đồ hình 12 Bảng 6: Hàm lượng protein hạt khô (% so với khối lượng khô) Hàm lượng % so với ĐC Giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn non hoa non 31,30  0,27 29,38  0,53 29,88  0,58 28,04  0,79 100 93,86 95,46 89,58 Đối chứng %/ KL khô Giai đoạn Hình 12 : Biểu đồ hàm lượng protein hạt khô giống VN 84 Như vậy, qua bảng hình 12 ta thấy đậu đen VN 84 hàm lượng protein hạt cao: 31,30% so với khối lượng khô Khi thiếu nước, hàm lượng protein bị suy giảm, giai đoạn hoa hàm lượng protein giảm nhất: 95,46% so với ĐC, giai đoạn non hàm lượng protein giảm nhiều nhất: 89,58% so với ĐC 3.8 Một số tiêu suất Một yếu tố quan trọng hàng đầu để giống trồng sử dụng sản xuất suất Năng suất kết tổng hợp trình sinh trưởng, phát triển, trình đồng hóa tích lũy chất dinh dưỡng vào Nó không đơn phụ thuộc vào yếu tố mà kết tác động nhiều yếu tố Để đánh giá suất đậu đen có nhiều phương pháp khác phương pháp kinh điển tiến hành xác định tiêu cấu thành suất : số cây, số hạt quả, khối lượng 1000 hạt Kết nghiên cứu yếu tố cấu thành suất thể bảng sau: Bảng 7: Một số tiêu suất Gây hạn giai đoạn Đối chứng Chỉ tiêu non hoa non X±m X±m % ĐC X±m % ĐC X±m % ĐC Sốquả/cây 14,3  1,1 8,4 58,74 7,48 52,31 9,25 64,69 Sốhạt/quả 12,09  0,29 3,25 26,88 3,5 28,95 4,1 33,91 Số lượng 16 14 12 10 Số quả/cây Số hạt/quả Giai đoạn Đối chứng Giai đoạn non Giai đoạn hoa Giai đoạn non Hình 13: Năng suất giống VN 84 * Số lượng hạt quả: Ở lô ĐC nhiều 12,09 Tuy nhiên, thiếu nước, số lượng hạt giảm xuống chiếm từ 26,88 - 33,91% so với ĐC Trong đó, số lượng hạt giảm mạnh so với số lượng * Khối lượng 1000 hạt: tiêu quan trọng để đánh giá suất đậu đen tính trạng ổn định Ở điều kiện đủ nước khối lượng trung bình 1000 hạt đậu đen khoảng 94,54 gam Theo nghiên cứu Điêu Thị Mai Hoa nhiều giống đậu xanh ta thấy giống V99-208 có suất cao có số 13,65  0,40 khối lượng 1000 hạt 57,45 gam Chỉ xét riêng tiêu số ta thấy giống đậu đen VN 84 cho suất cao nhiều so với giống đậu xanh Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt nam trường Đại học Nông nghiệp I cung cấp KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng thiếu nuớc đến số tiêu sinh lý, sinh hoá suất giống đậu đen VN 84, rút kết luận sau: Việc gây hạn ảnh hưởng rõ rệt tới khả trao đổi nước giống đậu đen VN 84 Thiếu nước làm giảm cường độ thoát nước, khả giữ nước, khả hút nước tăng độ hụt nước “còn lại” Khả tạo nốt sần giảm mạnh ảnh hưởng lớn tới hoạt động cố định đạm Đồng thời khả cố định đạm thể qua số nốt sần hữu hiệu giảm theo Một số tiêu sinh hoá: * Ở lá: hàm lượng diệp lục tổng số diệp lục liên kết giảm phá huỷ protein diệp lục trình tổng hợp diệp lục bị cản trở Ở đậu đen có khả tích luỹ hàm lượng prolin lớn nhiều lần so với đậu tương, tăng rõ rệt giai đoạn non chiếm 102,2% * Ở rễ: hàm lượng prolin tăng rõ rệt, tăng cao giai đoạn hoa gấp 1,86 lần so với điều kiện đủ nước (186%) * Ở hạt: hàm lượng protein cao, thiếu nước hàm lượng protein suy giảm Giai đoạn hoa giảm chiếm 95,46% so với đối chứng, giai đoạn non giảm nhiều chiếm 89,58% so với đối chứng Khi thiếu nước suất đậu đen giảm rõ rệt Hàm luợng vitamin C non tăng lên 16,058% so với đối chứng TÀI LIỆU THAM KHẢO A- Tài liệu nước Nguyễn Hữu Cường, Nguyễn Thị Kim Anh, Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình (2003), “Mối tương quan hàm lượng prolin tính chống chịu lúa”, Tạp chí Công nghệ Sinh học, (số 1), trang 85-93 Ngô Đức Dương cộng (1995), “Xác định khả chịu hạn giống đỗ tương DT 80”, Tạp chí Sinh học, 17(3), trang 85-87 Nguyễn Danh Đông (1988), Trồng đậu đen, đậu xanh, Nxb Nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp Đinh Thị Vĩnh Hà, Nguyễn Văn Mã (2009), “Khả quang hợp đậu tương điều kiện thiếu nước”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, (số 6), Đại học Sư phạm Hà Nội 2, trang 101-110 Điêu Thị Mai Hoa, Nguyễn Văn Mã (1995), “Ảnh hưởng phân vi lượng tới khả chịu hạn hoạt động quang hợp thời kì sinh trưởng phát triển khác đậu xanh”, Tạp chí Sinh học, tập 17 (số 3), trang 28-30 Nguyễn Huy Hoàng (1995), “Đặc điểm di truyền, khả chịu hạn hoạt động quang hợp thời kì sinh trưởng phát triển khác đậu xanh”, Tạp chí Sinh học, tập 17 (số 3) Mộng Hùng, Duy Nhất, Nguyễn Trâm (1961), Kĩ thuật tăng suất đỗ đậu, Nxb Nông thôn Trần Thị Phương Liên, Huỳnh Thị Thu Huệ, Nông Văn Hải, Lê Thị Muội (2005), “Amylaza hạt số giống đậu tương chịu nóng số giống đậu tương chịu hạn”, Tạp chí Sinh học, tập 27 (số 1), trang 58- 63 Nguyễn Văn Mã, Cao Bá Cường (2006), “Sự quang hợp số giống lạc khác nhau”, Tạp chí Sinh học, tập 28 (số 4), trang 59- 62 10 Nguyễn Văn Mã cộng (1999), Khả chịu hạn đậu tương suất cao đất bạc màu, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ 11 Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân (2000), “Nghiên cứu số tiêu sinh lý sinh hóa đậu tương điều kiện gây hạn”, Tạp chí Sinh học, tập 22 (số 4), trang 47- 52 12 Chu Hoàng Mậu, Nguyễn Thị Thu Hiền (2007), “Đánh giá khả chịu hạn tách dòng gen mã hóa protein dehydrin (LEA - D11) số giống đậu tương địa phương miền núi”, Tạp chí Sinh học, tập 29 (số 4) trang 31- 41 13 Chu Hoàng Mậu, Nông Thị Mạn, Lê Trần Bình (2001), “Đánh giá xuất, chất lượng hạt khả chịu hạn dòng đậu xanh đột biến Vigna Radiata (L Willzeck)”, Tạp chí Sinh học, tập 23 (số 1), trang 54-60 14 Chu Hoàng Mậu, Phạm Thị Thu Nga (2006), “Thành phần hóa sinh hạt đa dạng di truyền giống lúa cạn địa phương tỉnh Cao Bằng Bắc Kạn”, Tạp chí Sinh học, tập 28 (số 2), trang 50-56 15 Chu Văn Mẫn (2009), Tin học công nghệ sinh học, Nxb Giáo dục Việt Nam 16 Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu chọn dòng tế bào thực vật, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Hà Nội B- Tài liệu nước 17 Kozuhshko N.N (1984), Phương pháp xác định khả chịu hạn lấy hạt theo thay đổi thông số chế độ nước, Nxb Legningrat (bản dịch Nga) 18 Nabor M.N, (1996), “Evisonmental stress ressistance in plant cell line selection”, pix P.J (eds), VCH Verlagses cell chaft 19 Nanjo T cộng sự, “ Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic Arabidopsis thaliana” – http:// www Soygentics Org/articles/sgu 2000 – 011.htm 20 Shabina Syneed and N.A Khan (2004), “Activies or Carbonic andhydrase, Catalase and ACC oxodase of mung bean (Vigna radiata) and differenteally by Salinity stress, Food, agriculture and Environment”, Vol 2, 241-249 21 VV.Kuzneso, N.I Sheviacova (1999), “ prolin điều kiện stress Vai trò sinh học, chuyển hóa điều khiển”, Tạp chí Sinh học Thực vật, trang 46, số 2, 321-336, Nxb NAUKA Maxcova, Viện Hàn Lâm Khoa học Nga (tiếng Nga) 22 Volco A M (1984), Xác định khả chịu hạn, chịu nóng giống trồng phương pháp cho nảy mầm dung dịch saccarozơ xử lý nhiệt, Nxb Leningrat (bản dịch từ tiếng Nga) 23 “Prolin, ornithine and arginine metabolism, Role or proline in plant adaptation to enviromental stress” http:/ www hert purdue Edu/ rhodcv/ hert 640c/ proline/ pro 00001 Htm [...]... đo n: là số lần nhắc lại: Độ lệch chuẩn (δ) : δ=   X -X  Sai số trung bình (m): m=± i n-1 δ n 2 Hệ số biến động (Cv) : Cv=± δ×100 X Độ chính xác của thí nghiệm: m 0 0 = Tiêu chuẩn độ tin của hiệu: t d = d md δ X CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THIẾU NƯỚC TỚI CÁC CHỈ TIÊU SINH LÝ, SINH HÓA VÀ NĂNG SUẤT 3.1 Một số chỉ tiêu trao đổi nước Bảng 1: Một số chỉ tiêu trao đổi nước Giai đoạn cây non Chỉ tiêu ĐC... [10] Theo Điêu Mai Hoa và Nguyễn Văn Mã trên đậu xanh thì độ hụt nước ở giai đoạn ra cành: 5,8%, ra hoa 6,65% [5] Từ đó ta thấy độ hụt nước còn lại ở đậu đen là cao hơn đậu xanh và thấp hơn hẳn đậu tương Việc gây hạn đã ảnh hưởng rõ rệt tới khả năng trao đổi nước của giống đậu đen VN 84 Thiếu nước làm giảm cường độ thoát hơi nước, khả năng giữ nước, khả năng hút nước và tăng độ hụt nước còn lại Trong đó,... đoạn đậu đen ra hoa nếu thiếu nước sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới số lượng hoa hoặc cây ngừng ra hoa Khi hình thành quả, thiếu nước làm cho quả phát triển kém, kích thước giảm làm cho quả và trọng lượng hạt dẫn tới năng suất kém Như vậy, với đời sống của cây đậu đen nước là một yếu tố vô cùng quan trọng Nó ảnh hưởng trực tiếp tới sinh trưởng phát triển, năng suất, chất lượng của cây Để cây sinh. .. cầu cần thiết cho cây sinh trưởng thuận lợi, đồng hóa chất dinh dưỡng tốt và cho năng suất cao Khi cây đậu đen bị thiếu nước rễ sinh trưởng kém, ảnh hưởng tới việc hút dinh dưỡng, hút nước của cây, thân và lá sinh trưởng kém, hoa ít, kết quả kém Đậu đen là cây có lỗ khí đóng vào ban đêm và mở vào ban ngày, mở ở mức lớn nhất vào buổi trưa, cường độ thoát hơi nước của cây khi đất khô tới thời điểm héo vẫn... trình hút nước và muối khoáng từ rễ lên lá Thoát hơi nước giúp cây điều hòa thân nhiệt, chống nóng và duy trì hệ keo nguyên sinh tạo điều kiện cho các quá trình sinh lý, sinh hóa trong cây diễn ra bình thường Trong điều kiện bình thường, cường độ thoát hơi nước càng lớn thì càng tốt cho quá trình hút nước của rễ và quá trình quang hợp của cây Trong điều kiện thiếu nước, cường độ thoát hơi nước giảm có... được ở đậu tương cũng cao hơn đậu đen Do đó, khả năng hút nước ở đậu đen cao hơn đậu tương 3.1.4 Độ hụt nước “còn lại” Là lượng nước còn thiếu trong cây sau một đêm hút nước Cây thường thiếu nước vào ban ngày Lượng nước này sẽ được bù đắp lại vào ban đêm khi cường độ thoát hơi nước thấp, trong đất còn đủ nước Do đó, độ hụt nước “còn lại” đặc trưng cho khả năng chịu đựng sự mất nước của cây, độ hụt nước. .. các chỉ tiêu sinh lí, sinh hóa ở đối tượng đậu đen Xuất phát từ thực tiễn đó tôi tiến hành nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hóa ở đậu đen để phục vụ cho việc ứng dụng trong sản xuất và chọn tạo nhiều giống mới có năng suất phẩm chất tốt phù hợp với điều kiện khí hậu, canh tác của Việt Nam CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Chúng tôi sử dụng giống đậu đen VN. .. năng suất và chất lượng của đậu đen Đậu đen là loại cây trồng có khả năng chịu hạn tương đối cao ở một giai đoạn nhất định, khi cây đậu đen bị thiếu nước ở bất kỳ giai đoạn nào thì cũng gây ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của quả Đậu đen có nhu cầu về độ ẩm đặc biệt do đặc điểm riêng là rễ ăn sâu thuộc loại rễ trụ có nhiều rễ con và phân nhánh mạnh Do vậy, việc duy trì thích hợp chế độ nước là... những giai đoạn sinh trưởng đầu tiên không có sự mẫn cảm đặc biệt với sự thiếu nước, giai đoạn hạt đâm tia xuống đất và giai đoạn quả già ít mẫn cảm hơn so với giai đoạn ra hoa rộ Khi cây đậu đen bị thiếu nước, trước hết ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển, rõ nhất là giảm độ tăng trưởng của tế bào trên toàn bộ cây, ảnh hưởng tới quang hợp Thiếu nước cũng ảnh hưởng tới sự phát triển của bộ rễ, rễ... chung và đậu đen nói riêng 1.2.1 Vai trò của nước đối với thực vật Nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối với sự sống trên trái đất, không có nước thì không có sự sống Nước là một chất hóa học trực tiếp tham gia và hoạt động sinh lý, sinh hóa của thực vật Chỉ cần giảm không nhiều hàm lượng nước trong tế bảo đã gây lên sự thay đổi đáng kể các hoạt động trao đổi chất, do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và ... đánh giá ảnh hưởng thiếu nuớc đến số tiêu sinh lý, sinh hoá suất giống đậu đen VN 84, rút kết luận sau: Việc gây hạn ảnh hưởng rõ rệt tới khả trao đổi nước giống đậu đen VN 84 Thiếu nước làm... hụt nước lại đậu đen cao đậu xanh thấp hẳn đậu tương Việc gây hạn ảnh hưởng rõ rệt tới khả trao đổi nước giống đậu đen VN 84 Thiếu nước làm giảm cường độ thoát nước, khả giữ nước, khả hút nước. .. suất giống đậu đen VN 84 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định biến đổi số tiêu sinh lý điều kiện thiếu nước giai đoạn: non, hoa, non - Nghiên cứu ảnh hưởng thiếu nước