Nghiên cứu động thái hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

Vì thế phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục đang được sử dụng như một công cụ có hiệu quả để đánh giá tính chống chịu ở một số loại cây trồng như: tảo [4], cà chua [5], nhãn [11],

Trường đại học sư phạm hà nội 2

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Cây đậu tương còn được gọi là đậu nành, đại đậu, tên khoa học là

Glycine max thuộc họ Đậu (Fabaceace) Đậu tương có nguồn gốc từ Trung

Quốc, sau đó lan rộng ra khắp thế giới

Hạt đậu tương có hàm lượng dinh dưỡng rất cao, chủ yếu là prôtêin 40%), gluxit (15-25%), lipit (15-20%), vitamin, … Vì vậy, đậu tương được sử dụng làm thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, nguyên vật liệu cho công nghiệp, xuất khẩu nông sản và dùng làm cây dược liệu với nhiều bài thuốc cổ truyền có giá trị cao [6] Ngoài ra, cây đậu tương còn góp phần cải tạo đất trong hệ thống luân canh cây trồng thông qua khả năng cố định nitơ của bộ rễ

(35-Chính vì những lí do trên mà đậu tương nhanh chóng được phân bố rộng rãi trên khắp các châu lục Nếu năm 1940 tổng diện tích trồng đậu tương trên toàn thế giới là 12,4 triệu ha thì đến năm 1996 đã lên đến 57,73 triệu ha, với năng suất bình quân là 1690 kg/ha, sản lượng 97,5 triệu tấn [1] Các nước trồng nhiều đậu tương là Mỹ, Trung Quốc, ấn Độ, Braxin, Achentina, Inđônêxia, Nhật Bản, Nga và một số nước khác

Nhiều kết quả nghiên cứu về đậu tương của thế giới đã chứng minh, đới khí hậu từ 100 - 200 Bắc bán cầu là khu vực có tiềm năng năng suất đậu nành cao nhất trên toàn cầu, với năng suất trung bình trên 1600 kg/ha Nằm trên đới khí hậu trên, nước ta đặc biệt là miền Nam có nhiều khả năng đẩy mạnh sản xuất đậu tương Mặt khác, từ những ngày đầu sau khi đất nước hoàn toàn thống nhất, đậu nành đã được Nhà nước liệt kê là một trong những cây trồng quan trọng trong nền nông nghiệp nước nhà Nhưng đến nay diện tích đất trồng đậu tương trên cả nước chỉ dao động ở mức 100.000 ha và năng suất thấp khoảng 8 tạ/ha [1] Có nhiều nguyên nhân làm cho sản lượng đậu tương

còn thấp như: hạn hán, úng ngập, thiếu phân bón, chưa có biện pháp kỹ thuật hợp lý, chưa có những giống cho năng suất cao và thích nghi với những điều kiện đất đai khác nhau, nhất là những vùng thường gặp nắng hạn, khó chủ

động cho việc tưới tiêu

Trong những năm trở lại đây, hạn hán là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm giảm năng suất của cây trồng Viện sĩ Mắcximốp đã nói: Hạn hán dẫu chỉ đi qua có tính chất tạm thời cũng không phải đi qua mà không để lại dấu vết gì tác hại cho cây Vì vậy, nghiên cứu tính chịu hạn và các biện pháp nhằm nâng cao tính chịu hạn là vấn đề cần thiết đối với nhiều loại cây trồng Cây đậu tương nói riêng và cây họ Đậu nói chung thường được trồng ở những nơi khô hạn, điều kiện cung cấp nước gặp nhiều khó khăn thì việc nghiên cứu vấn đề này lại càng cần thiết

Trong 10 năm trở lại đây có nhiều công trình đi sâu nghiên cứu về một

số chỉ tiêu sinh lý của cây trồng trong điều kiện bất lợi của môi trường Trong

đó phương pháp nghiên cứu hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của lá đang được nhiều nhà khoa học quan tâm Diệp lục là sắc tố chủ yếu thực hiện quang hợp Hiệu quả quang hợp phụ thuộc vào hàm lượng diệp lục, hiệu năng hấp thụ ánh sáng thể hiện qua huỳnh quang diệp lục Huỳnh quang diệp lục là một thông số phản ánh trạng thái sinh lý của bộ máy quang hợp trong

điều kiện bất lợi của môi trường Phương pháp đo huỳnh quang diệp lục cho phép xác định tính chống chịu của thực vật dưới tác động của điều kiện bất lợi

mà không gây tổn thương cho cây trồng trong quá trình nghiên cứu Vì thế phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục đang được sử dụng như một công cụ có hiệu quả để đánh giá tính chống chịu ở một số loại cây trồng như: tảo [4], cà chua [5], nhãn [11], lúa [8], [12], … Kết quả của những nghiên cứu này tạo điều kiện thuận lợi trong việc phân loại, chọn tạo nhiều giống cây trồng có khả năng chịu hạn một cách nhanh chóng

Trên đối tượng đậu tương, việc tìm hiểu bản chất tính chịu hạn của các

giống thông qua một số chỉ tiêu sinh lý như hàm lượng diệp lục, huỳnh quang

diệp lục trong vòng vài năm trở lại đây cũng được một số nhà khoa học quan

tâm nghiên cứu như: Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân, Nguyễn Thị Hồng

Thắm,… Tuy nhiên, những nghiên cứu này chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu

các chỉ tiêu sinh lý của đậu tương ở thời kỳ ra hoa trong điều kiện sinh trưởng

và phát triển bình thường [10], hoặc trong điều kiện gây hạn [7] Việc đi sâu

nghiên cứu tác động bất lợi của khô hạn và tìm hiểu bản chất tính chịu hạn của

các giống đậu tương thông qua sự biến đổi hàm lượng diệp lục, huỳnh quang

diệp lục còn là một vấn đề mới chưa được nghiên cứu Vì vậy, chúng tôi tiến

hành nghiên cứu: “Động thái hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của

lá đậu tương trong quá trình gây hạn” nhằm góp phần làm rõ thêm bản chất

phản ứng của đậu tương khi thiếu nước và mở ra triển vọng ứng dụng trong

đánh giá khả năng chịu hạn của các giống đậu tương

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, đánh giá động thái của hàm lượng diệp lục và huỳnh quang

diệp lục của một số giống đậu tương trong quá trình gây hạn ở các thời kỳ

sinh trưởng, phát triển khác nhau

3 ý nghĩa lý luận và ý nghĩa thực tiễn

Góp phần bổ sung nguồn tài liệu về việc nghiên cứu hàm lượng diệp lục

và huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng để đánh giá nhanh khả năng chịu

hạn của các giống đậu tương đang được gieo trồng, các giống nhập nội, từ đó

lựa chọn và định hướng gieo trồng cho những vùng đất thích hợp

Chương 1 Tổng quan tài liệu

1.1 ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với thực vật nói chung và đậu tương nói riêng

1.1.1 ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với thực vật nói chung

Mỗi loài thực vật có một giới hạn nhất định đối với nhân tố sinh thái của môi trường như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng… ở ngoài giới hạn của các yếu tố đó thực vật sẽ gặp bất lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây Khả năng ngăn ngừa tổn thương khi bị tác động hay sự thích ứng với các tác nhân bất lợi khi điều kiện sống thay đổi của thực vật gọi là tính chống chịu của thực vật

Trong các nhân tố sinh thái thì nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối với sự sống trên trái đất Nước là thành phần không thể thiếu và chiếm tỉ lệ lớn trong cơ thể thực vật (chiếm 90 – 95% khối lượng tươi) Nước là một chất hoá học trực tiếp tham gia vào các hoạt động sinh lý, sinh hoá của thực vật Nước

là nguyên liệu quan trọng khởi đầu, là sản phẩm trung gian và cuối cùng của các quá trình chuyển hoá, là môi trường cho các phản ứng xảy ra trong tế bào Nhờ nước mà các các sản phẩm đồng hoá tạo ra từ lá, các chất khoáng được hút từ rễ sẽ được vận chuyển và phân phát khắp nơi trong cây Ngoài ra nước còn là yếu tố quan trọng có tác dụng điều hoà nhiệt độ lá… Thiếu nước hạt không có khả năng nảy mầm, cây non bị chết, tạo quả kém, làm giảm năng suất

Hiện tượng mất nước ở cây có thể do nhiều nguyên nhân như: nhiệt độ thấp, nóng, hạn hán… Trong đó hạn hán là nguyên nhân chủ yếu gây nên sự mất nước ở thực vật Hạn để lại hậu quả chính là làm cho cây bị mất nước và rối loạn quá trình trao đổi chất ở mức độ nhẹ, hạn hán có thể làm giảm hay

thậm chí ngừng hẳn khả năng sinh trưởng của cây và cây trồng có thể chết khi hạn nặng Vì vậy, việc duy trì lượng nước cần thiết trong cây đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển thuận lợi, cho năng suất cao là vấn đề quan trọng trong trồng trọt hiện nay

1.1.2 ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với đậu tương

Đối với cây đậu tương, nước có vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển Nó quyết định đến năng suất và chất lượng của cây đậu tương

Đậu tương có nhu cầu đặc biệt về độ ẩm, 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 yêu cầu cần thiết cho cây sinh trưởng thuận lợi, đồng hoá chất dinh dưỡng tốt và cho năng suất cao

Nhu cầu về nước của cây đậu tương thay đổi tuỳ theo từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển ở những giai đoạn sinh trưởng đầu tiên không có sự mẫn cảm đặc biệt với sự thiếu nước, giai đoạn ra hoa và quả non là thời kì mẫn cảm nhất và thời kì quả chắc, quả già ít mẫn cảm hơn với sự thiếu nước

Khi cây đậu tương bị thiếu nước rễ sinh trưởng kém, ảnh hưởng đến việc hút chất dinh dưỡng, hút nước của cây, thân và lá sinh trưởng kém, hoa ít, kết quả kém Vì vậy cần phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu về nước, đặc biệt là giai

đoạn ra hoa và quả non để cây sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao 1.2 Diệp lục và huỳnh quang diệp lục

1.2.1 Diệp lục

Diệp lục là nhóm sắc tố giữ vai trò quan trọng nhất trong quang hợp vì nó

có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và biến năng lượng đó thành dạng năng lượng hoá học, trong khi các sắc tố khác không làm được chức năng đó một cách đầy đủ và trực tiếp như vậy

Trong công thức cấu tạo của diệp lục có nhiều nối đôi cách đều Đó là kiểu nối đôi liên hợp, kiểu nối đôi thể hiện khả năng hấp thụ mạnh về năng lượng ánh sáng

Trong cây, diệp lục không bị mất màu vì nằm trong phức hệ protit và lipoit Nhưng dung dịch diệp lục ngoài ánh sáng và trong môi trường có ôxi thì sự mất màu xảy ra do nó bị ôxi hoá dưới tác dụng của ánh sáng

Diệp lục có khả năng hấp thụ các bước sóng tương đối khác nhau và hấp thụ mạnh nhất ở vùng xanh tím và hồng đỏ Diệp lục có khả năng phát huỳnh quang và lân quang

Các sắc tố diệp lục thường không tồn tại biệt lập mà trong phức hợp diệp lục - prôtit Điều đó làm cho sắc tố bền hơn trong môi trường Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh, hạn hán cũng ảnh hưởng nặng nề đến cấu trúc prôtit làm cho phức hợp diệp lục – prôtit bị suy yếu và khi đó có thể cấu trúc diệp lục bị phá huỷ

Hàm lượng diệp lục trong cây phụ thuộc vào loại cây, điều kiện ngoại cảnh Ngoài ra, hàm lượng diệp lục ở tuổi lá khác nhau là khác nhau trong cây

1.2.2 Huỳnh quang diệp lục

Huỳnh quang diệp lục là sự bức xạ được diệp lục phát ra với bước sóng dài hơn bước sóng hấp thụ và đồng thời với thời gian chiếu sáng

Khi phân tử diệp lục nhận năng lượng kích thích, nó chuyển tới một trạng thái năng lượng cao hơn: trạng thái kích thích, trạng thái rất không bền và sự quay trở lại trạng thái cơ bản diễn ra rất nhanh chóng bằng các cách giải phóng năng lượng hấp thụ theo những con đường sau:

Một là: nó có thể chuyển năng lượng tới một phân tử nhận năng lượng khác và cuối cùng khởi động các phản ứng quang hoá, gây ra sự truyền điện tử quang hợp

Hai là: năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt

Ba là: năng lượng được giải phóng ra dưới dạng sóng điện từ Có nghĩa là

nó có thể phát lại dưới dạng một photon có năng lượng nhỏ hơn (tức là có bước sóng dài hơn) Hiện tượng này được gọi là huỳnh quang diệp lục

Các quá trình truyền năng lượng nêu trên cạnh tranh nhau: những thay

đổi của hiệu suất quang hợp hoặc của sự hao phí dưới dạng nhiệt sẽ gây ra thay đổi bổ sung của bức xạ huỳnh quang (trong cùng điều kiện thì sự hao phí dưới dạng nhiệt là không đổi, chủ yếu là sự cạnh tranh giữa phản ứng quang hoá và huỳnh quang diệp lục)

Ta có thể mô tả quá trình trên bằng sơ đồ:

* K f K d K ph

P    P

P và P* là trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích của phân tử diệp lục

Kf, Kd, Kph là các hằng số tốc độ làm mất đi trạng thái kích thích bằng bức xạ (huỳnh quang), không bức xạ (mất đi dưới dạng nhiệt) và quang hoá (sự phân chia đầu tiên của các điện tích trong tâm phản ứng)

Hiệu suất lượng tử của phản ứng quang hoá và huỳnh quang sẽ tương ứng bằng:

ph Z

f d ph

k Q



f F

f d ph

k Q

bị mất đi dưới dạng huỳnh quang trong quá trình vận chuyển năng lượng về tâm phản ứng Như vậy, khi tâm phản ứng “mở” xảy ra quá trình oxi hoá hoàn toàn chất nhận điện tử đầu tiên quinon (QA), còn khi các tâm phản ứng “đóng” xảy ra sự khử chất nhận điện tử đầu tiên quinon (QA) và khi đó hiệu suất huỳnh quang đạt giá trị cực đại Khi tâm phản ứng “đóng” thì hằng số tốc độ

mất trạng thái kích thích bằng quang hoá sẽ bằng không, còn huỳnh quang tăng lên và đạt giá trị cực đại (Fm):

(QZ) = 0 ; m

f F

f d ph

k Q

1.3 Tình hình nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục ở thực vật nói chung

và đậu tương nói riêng

Huỳnh quang diệp lục là một thông số phản ánh trạng thái sinh lí của

bộ máy quang hợp trong điều kiện môi trường bất lợi Phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục có ưu điểm là cho phép xác định nhanh tính chống chịu của thực vật dưới tác động của điều kiện bất lợi ở trạng thái in vivo mà không gây tổn thương cho cây trồng trong quá trình nghiên cứu [8]

Nhờ việc áp dụng những kĩ thuật hiện đại người ta đã thu được những kết quả quan trọng cho phép giải thích nguồn gốc và hiểu một cách sâu sắc về cơ chế của hiện tượng huỳnh quang Tuy nhiên, việc giải thích về lí thuyết hiện tượng huỳnh quang mới chỉ thu nhận được trên các đối tượng như: protoplast, lục lạp được tách rời, màng thylacoid …

Theo Đặng Diễm Hồng, trong vòng 25 năm trở lại đây, trên thế giới đã xuất hiện hàng loạt các thông báo về huỳnh quang diệp lục và mối liên quan của nó với các hiện tượng vật lí và quang hợp Trong các nghiên cứu của Renger, Schireiber (1986), Matara Satoh (1986), Krause và Weis (1991) đã

đưa ra các dẫn liệu mới nhất về mối liên hệ của bức xạ huỳnh quang và quang hợp Phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục được nhiều nhà khoa học trên thế giới sử dụng như một công cụ để đánh giá tính chống chịu của một số

loài như: tảo đỏ Porphyra, dưa chuột, lúa [8], cây thích, cây sam [11]…

ở Việt Nam, trong khoảng 10 năm trở lại đây bắt đầu xuất hiện một số công trình nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục trong điều kiện môi trường bất lợi ở một số loài như: nhãn [11], cà chua [5], lúa [8], [12], tảo [4] …

Trên đối tượng đậu tương cũng đã xuất hiện một số công trình nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục [7], [10] Những nghiên cứu này chỉ ra rằng giá trị hiệu suất huỳnh quang biến đổi – Fvm ở những giống đậu tương có khả năng chịu hạn khá cao hơn những giống có khả năng chịu hạn kém hơn [10], trong điều kiện gây hạn giá trị cường độ huỳnh quang ổn định của lá đậu tương tăng, giá trị huỳnh quang cực đại có xu hướng giảm sút, hiệu suất huỳnh quang biến đổi giảm rõ rệt [7]

Chương 2

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi tiến hành nghiên cứu 3 giống đậu tương Nguồn gốc và đặc điểm các giống như sau [9]:

DT84: DT84 được tạo ra từ tổ hợp lai ĐT-80 x ĐH4 bằng phương pháp lai hữu tính giữa ĐT-84 x ĐH4 kết hợp gây đột biến thực nghiệm tác nhân Gamma - Co 60/18 Krad trên dòng lai F3 - D.333 DT84 sinh trưởng trong khoảng thời gian từ 85 - 90 ngày, thân có lông màu trắng, lá màu xanh nhạt, hoa tím, vỏ quả vàng, hạt vàng, rốn hạt màu nâu nhạt, năng suất từ 1,5 - 3,5 tấn/ha DT84 được công nhận là giống Quốc gia năm 1995 theo Quyết định số

147 NN - KHKT/QĐ ngày 09/03/1995

DT96: DT96 được tạo ra từ tổ hợp lai giữa DT84 với DT90 DT96 sinh trưởng trong khoảng thời gian từ 90-95 ngày, thân có màu nâu nhạt, lá màu xanh, hoa tím, vỏ quả xám, hạt màu vàng, rốn hạt màu trắng, năng suất từ 1,8

- 3,2 tấn/ha DT96 được công nhận là giống Quốc gia chính thức năm 2004 theo Quyết định số 2182 QĐ/BNN - KHCN ngày 29/07/2004

DT2001: DT2001 được tạo ra từ tổ hợp lai giữa DT83 với DT84 DT2001 sinh trưởng trong khoảng thời gian từ 88 - 100 ngày Thân có lông màu nâu nhạt, lá màu xanh, hoa tím, vỏ quả màu vàng, hạt màu vàng rơm, rốn hạt màu xám nhạt, năng suất từ 2,2 - 4,0 tấn/ha DT2001 là giống khảo nghiệm Quốc gia vụ xuân 2003, đã được một số tỉnh (Thái Nguyên, Hà Tây, Hoà Bình,…) đưa vào cơ cấu cây trồng và được đánh giá là giống có triển vọng

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Các giống nghiên cứu được trồng trong 27 chậu vào vụ Hè – Thu năm

2007 với 3 lần nhắc lại, mỗi chậu trồng 5 cây 27 chậu được đặt trong nhà lưới của khoa Sinh-KTNN trong cùng một điều kiện ánh sáng tự nhiên và các chế

độ chăm sóc, dinh dưỡng như nhau Chế độ nước khác nhau tương đương với từng thời kì gây hạn, chia làm 3 công thức như sau:

Công thức 1: Đối chứng: Chế độ nước cung cấp đầy đủ trong suốt quá

Cách gây hạn: Khi cây sinh trưởng đến một giai đoạn nhất định tương

đương với các công thức thí nghiệm trên thì ngừng tưới nước và che chắn bằng nilon trắng để ngăn cản nước mưa và sương, lô đối chứng tiến hành tưới nước bình thường Theo dõi cho tới khi 2 lá thật dưới cùng ở lô TN có biểu hiện héo thì ngừng gây hạn Đồng thời với quá trình gây hạn, tiến hành đo các chỉ tiêu sinh lý: hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục trên cả lô đối chứng và thí nghiệm mỗi ngày một lần, bắt đầu từ 8h sáng, đo trong 4 ngày liền từ ngày

đầu tiên đến ngày cuối cùng gây hạn Sau khi hoàn thành thí nghiệm, tưới nước bình thường để cây sinh trưởng, phát triển tiếp

2.2.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu

* Hàm lượng diệp lục của lá

Được đo bằng máy đo hàm lượng diệp lục Opti - Sciences model CCM - 200 do hãng ADC - Anh sản xuất

Đặc điểm: Là máy đo diệp lục cầm tay, hoạt động bằng pin, đo hàm lượng diệp lục tổng số của lá, đơn vị mg/cm2 lá

Cách đo: Kẹp lá vào buồng đo đồng thời ấn nhẹ đến khi máy phát tín hiệu bằng âm thanh, khi đó đọc kết quả hiện lên trên màn hình

Diệp lục có quang phổ hấp thụ đặc trưng Diệp lục hấp thụ ánh sáng mạnh nhất ở các dải ánh sáng màu đỏ và xanh tím nhưng không hấp thụ ánh sáng ở dải hồng ngoại và xanh lá cây Bằng việc xác định nguồn năng lượng hấp thụ được ở vùng đó có thể tính được hàm lượng diệp lục có trong mô lá

* Huỳnh quang diệp lục

Huỳnh quang diệp lục được đo trên máy Chlorophill fluorometer

OS - 30 do hãng ADC – Anh cung cấp Thời gian ủ tối là 10 phút để các tâm phản ứng ở trạng thái “mở” hoàn toàn hay toàn bộ chất nhận điện tử đầu tiên trong mạch vận chuyển điện tử quang hợp – Quinon A (QA) ở trạng thái oxi hoá

Máy đo xác định các chỉ tiêu:

F0 – Cường độ huỳnh quang ổn định, F0 phản ánh sự mất đi năng lượng kích thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản ứng PSII ở trạng thái “mở”

Fm – Cường độ huỳnh quang cực đại, Fm đo được khi các tâm phản ứng PSII ở trạng thái “ đóng”, khi đó QA bị khử

Fvm – Hiệu suất huỳnh quang biến đổi, Fvm phản ánh hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong phản ứng quang hoá, được xác định như sau:

2.2.3 Xử lý kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu được xử lý, đánh giá theo phương pháp thống kê toán học nhờ phần mềm Microsoft Office Excel 2003 với các thông số: trung

bình số học, độ lệch chuẩn, sai số trung bình số học, hệ số biến động, độ tin của hiệu

Chương 3 Kết quả và thảo luận

3.1 Động thái hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

3.1.1 Thời kỳ ra hoa

Kết quả đo hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

ở thời kỳ ra hoa được thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.1

Hình 3.1: Động thái hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá

trình gây hạn ở thời kì ra hoa

Số liệu ở bảng 3.1 và hình 3.1 cho thấy: hàm lượng diệp lục của ba giống đậu tương ở lô đối chứng có xu hướng tăng dần trong thời gian nghiên cứu ở lô thí nghiệm, ngày gây hạn thứ nhất hàm lượng diệp lục của cả ba giống đậu tương không biến đổi rõ rệt so với đối chứng ở những ngày gây hạn tiếp theo sự thiếu nước đã ảnh hưởng khác nhau đến hàm lượng diệp lục của các giống đậu tương Cụ thể là ở ngày gây hạn thứ hai hàm lượng diệp lục của DT84 giảm 8,41% so với đối chứng trong khi hàm lượng diệp lục của

DT96 và DT2001 tương đối ổn định Sang ngày thứ ba hàm lượng diệp lục của DT96 vẫn tương đối ổn định, hàm lượng diệp lục của DT2001 giảm 5,83% so với đối chứng Riêng giống DT84 hàm lượng diệp lục tăng lên đạt mức tương

đương với đối chứng ở cùng thời điểm nghiên cứu Điều này cho thấy DT84

đã thích ứng được với sự thiếu nước trong đất Đến ngày cuối cùng trong thời gian gây hạn, hàm lượng diệp lục của DT84 vẫn duy trì ổn định ở mức cao trong khi DT96 giảm 9,75% và DT2001 giảm 5,71% so với đối chứng

Theo quy luật chung, từ thời kì ra hoa đến thời kì quả non là thời kì diễn

ra quá trình quang hợp mạnh mẽ, tổng hợp các chất hữu cơ cho việc ra hoa, tạo quả Do vậy hàm lượng diệp lục tăng cao hơn ở thời kì này rất có ý nghĩa

đối với cây, tạo điều kiện cho quang hợp diễn ra mạnh mẽ Do đó trong giai

đoạn ra hoa, diệp lục được tổng hợp nhiều để thực hiện quá trình quang hợp giúp cho sự ra hoa, tạo quả diễn ra thuận lợi Kết quả là hàm lượng diệp lục trong lá tăng dần ở thời kì ra hoa Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy ở thời gian cuối gây hạn hàm lượng diệp lục trong lá ở lô thí nghiệm giảm sút hơn lô đối chứng Sự suy giảm hàm lượng diệp lục có thể là do ảnh hưởng của

sự thiếu nước làm tăng cường quá trình phân hủy diệp lục và ức chế quá trình tổng hợp diệp lục mới làm cho hàm lượng diệp lục trong lá giảm sút so với đối chứng

Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cao và khả năng duy trì hàm lượng diệp lục trong lá lớn khi bị thiếu nước phần nào phản ánh khả năng chịu hạn của các giống đậu tương Theo kết quả nghiên cứu cho thấy DT84 có khả năng chịu hạn khá hơn so với DT2001 và DT96

3.1.2 Thời kì quả non

Kết quả đo hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

ở thời kì quả non được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.2

Hình 3.2: Động thái hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình

gây hạn ở thời kì quả non

Kết quả ở bảng 3.1 và hình 3.2 cho thấy: ở lô đối chứng hàm lượng diệp lục của các giống không biến đổi nhiều qua các lần đo ở lô thí nghiệm, trong

ba ngày đầu của quá trình gây hạn, hàm lượng diệp lục tổng số của tất cả các giống không biến đổi nhiều so với đối chứng Nguyên nhân là do phức hệ diệp lục - prôtít của chúng có độ bền vững cao Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với quang hợp trong điều kiện stress của môi trường Kết quả đo được chứng tỏ sự thiếu nước không ảnh hưởng lớn đến các giống thí nghiệm Khi điều kiện thiếu nước kéo dài đến ngày thứ tư thì hàm lượng diệp lục của các giống nghiên cứu có sự biến đổi khác nhau: ở hai giống DT96 và DT2001 hàm lượng diệp lục giảm sút so với đối chứng, mức độ suy giảm là 14,95% ở DT96 và 14,96% ở DT2001 Điều này có thể là do ảnh hưởng của sự thiếu nước làm tăng cường quá trình phân hủy diệp lục và ức chế quá trình tổng hợp diệp lục mới làm cho hàm lượng diệp lục trong lá giảm sút so với đối chứng Riêng giống DT84, hàm lượng diệp lục lại tăng cao hơn 8,16% so với đối chứng

Điều này có thể giải thích là do điều kiện thiếu nước đã gây ảnh hưởng mạnh

đến sự tăng trưởng của các tế bào lá trong khi sự phân chia của chúng ít bị ảnh

hưởng, nghĩa là mật độ các tế bào trong lá lớn trên một đơn vị diện tích Do đó hàm lượng diệp lục tổng số trong lá tăng cao

Hàm lượng diệp lục, sự bền vững cấu trúc của chúng trong điều kiện stress của môi trường ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả quang hợp Sự suy giảm hàm lượng diệp lục trong điều kiện gây hạn là một trong những chỉ tiêu để

đánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng nói chung và đậu tương nói riêng Theo kết quả nghiên cứu cho thấy ở thời kì quả non DT84 có khả năng chống chịu với điều kiện thiếu nước tốt hơn DT96 và DT2001

3.2 Động thái huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

3.2.1 Thời kì ra hoa

3.2.1.1 Sự biến đổi huỳnh quang ổn định (F 0 )

Cường độ huỳnh quang ổn định – F0 phản ánh sự mất đi năng lượng kích thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản ứng PSII ở trạng thái “ mở” Sự biến đổi F0 phần nào cũng phản ánh khả năng chịu hạn của các giống đậu tương

Kết quả đo huỳnh quang ổn định – F0 của lá đậu tương trong quá trình gây hạn ở thời kỳ ra hoa được trình bày trong bảng 3.2 và hình 3.3

Hình 3.3: Động thái huỳnh quang ổn định(F 0 ) của lá đậu tương trong quá

trình gây hạn ở thời kì ra hoa

F0