Đề tài NCKH - Sinh Học - Cây rau Sắng

Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến sinh trưởng và một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh của cây Rau sắng Melientha suavis, pierre ở giai đoạn cây

MỞ ĐẦU

Rau sắng là loài cây hoang dại được người dân địa phương sử dụng nhưmột loại rau ăn từ lâu Trong tự nhiên, cây Rau sắng phân bố rộng ở các nướcĐông Dương, Thái Lan, Philipin và Malayxia Ở Việt Nam, ngoài khu vực chùaHương (Hà Tây), cây Rau sắng mọc phổ biến ở nhiều tỉnh phía Bắc ở các vùngnúi thuộc các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, TháiNguyên, Vĩnh Phúc, Phú Thọ,… cho đến các tỉnh ở cao nguyên miền Trungnhư Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng, Sông Bé, Bà Rịa -Vũng Tàu

Gần đây Rau sắng được biết đến như một loại rau sạch, ngon và đặc biệt

có giá trị dinh dưỡng rất cao Do thu nhập từ Rau sắng rất cao nên người dânđịa phương ra sức khai thác cây Rau sắng trong tự nhiên, đồng thời do môitrường sống bị tàn phá nên đến nay số cá thể còn lại trong tự nhiên khôngnhiều, có nguy cơ bị đe dọa mất giống Vì lý do đó, cây Rau sắng đã được ghivào sách Đỏ Việt Nam Trước tình hình đó, để bảo tồn loài cây quý hiếm nàyđồng thời vẫn đảm bảo thu nhập cho người dân, cần phải có kế hoạch tái sinh

và gây trồng Một trong các yếu tố chủ đạo ảnh hưởng đến khả năng sống sót,sinh trưởng của cây non là độ chiếu sáng Để có thể tái sinh hoặc trồng mới câyRau sắng có hiệu quả cần phải đáp ứng nhu cầu của cây về ánh sáng Vì vậy,

chúng tôi chọn đề tài: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến

sinh trưởng và một số chỉ tiêu sinh lý, hoá sinh của cây Rau sắng (Melientha suavis, pierre) ở giai đoạn cây non.

Mục đích nghiên cứu:

* Đánh giá ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến sinh trưởngcủa cây Rau sắng nhằm xác định điều kiện ánh sáng tối ưu cho sinh trưởng củacây Rau sắng ở giai đoạn non

* Đánh giá khả năng thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhaucủa cây Rau sắng ở giai đoạn cây non trên cơ sở đó đề xuất hướng canh tác cóhiệu quả phù hợp với điều kiện địa lý sinh thái của từng vùng trong hệ thốngnông lâm kết hợp

* Cung cấp các dẫn liệu sinh lý, sinh hóa cho công tác nghiên cứu trênquan điểm dinh dưỡng.

1.1.4 Gây trồng, thu hái, nguồn gen và triển vọng

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÂY RAU SẮNG Ở TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1 Tình hình nghiên cứu cây Rau sắng ở trong nước

1.2.2 Tình hình nghiên cứu Rau sắng trên thế giới

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Cây Rau sắng (Melientha suavis, pierre) được dùng làm đối tượng

nghiên cứu Nguồn cây giống do vườn Quốc gia Xuân Sơn, Thanh Sơn - PhúThọ cung cấp

2.1.2 Thời gian - địa điểm nghiên cứu:

* Thời gian nghiên cứu từ 9/2004 đến 10/2005, trên đối tượng cây Rausắng 1 năm tuổi

* Quá trình nghiên cứu được tiến hành tại: khoa Sinh - KTNN TrườngĐHSP Hà Nội

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Bố trí thí nghiệm:

* Thí nghiệm ngoài trời

Chúng tôi dùng giàn che nhân tạo theo phương pháp của Tuaxki Các ôthí nghiệm được sắp xếp theo 4 công thức chiếu sáng như sau:

1 Chiếu sáng 25%: diện tích ô bị che hết 3/4 còn lại 1/4 được chiếu sáng

2 Chiếu sáng 50%: diện tích ô bị che hết 1/2 còn lại 1/2 được chiếu sáng

3 Chiếu sáng 75%: diện tích ô bị che hết 3/4 còn lại 1/4 được chiếu sáng

4 Chiếu sáng 100% (ĐC): diện tích ô được chiếu với toàn bộ ánh sáng ngày.Thí nghiệm được tiến hành vào 5 thời điểm Thời điểm 1 (TĐ1- sau khicấy vào bầu 420 ngày), thời điểm 2 (TĐ2- sau khi cấy vào bầu 480 ngày), thờiđiểm 3 (TĐ3- sau khi cấy vào bầu 540 ngày), thời điểm 4 (TĐ4 - sau khi cấyvào bầu 600 ngày), thời điểm 5 (TĐ5- sau khi cấy vào bầu 660 ngày)

Sơ đồ thí nghiệm được biểu diễn ở bảng 2.1

- ĐC - thí nghiệm đối chứng: Chiếu sáng 100%

Nơi đặt thí nghiệm: vườn thực nghiệm khoa Sinh - KTNN, Trường ĐHSP

Hà Nội

*Thí nghiệm trong phòng: phân tích các chỉ tiêu sinh lý, hóa sinh tại

phòng thí nghiệm bộ môn sinh lý, hóa sinh khoa Sinh - KTNN Trường ĐHSP

* Xác định chiều cao cây, đường kính thân cây

* Xác định chiều dài, thể tích, khối lượng tươi và khối lượng khô của bộ rễ

* Xác định diện tích lá, khối lượng tươi, khối lượng khô của lá

* Xác định cường độ thoát hơi nước

* Xác định khả năng giữ nước của mô lá (theo G N Ecmeev)

* Xác định hàm lượng diệp lục tổng số theo phương pháp quang phổ,dùng phương trình của Mc Kinney

* Xác định hàm lượng diệp lục liên kết chặt

* Xác định khả năng huỳnh quang của mô lá bằng máy Fluoro meter Opti

- sciences (của Mĩ)

* Xác định cường độ quang hợp của lá bằng máy LCi ADC BIOSCIENTIFIC LTD (của Anh)

* Xác định hàm lượng carotenoit

* Xác định hàm lượng Vitamin C (axit ascorbic) theo Ermacov

* Xác định hàm lượng đường khử (theo Bertrand)

* Xác định hàm lượng axit tổng số (theo Ermacov)

*Xác định hàm lượng Nitơ (NH3) bằng phương pháp Konvay

* Xác định hoạt tính enzim catalase theo phương pháp của A N Bah A IOparin

* Xác định hoạt tính enzim peroxydase (theo A.N Boiarkin)

* Xác định hàm lượng khoáng

* Xác định hàm lượng, thành phần Axit amin: sử dụng máy Quant series II

* Xác định độ ẩm gây héo và dung ẩm toàn phần

* Xác định tỷ lệ sống

* Tốc độ nảy chồi, khả năng đẻ nhánh

* Phương pháp thu thập số liệu thời tiết

* Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí, cường độ ánh sáng

* Dùng toán thống kê và phần mềm Excell để xử lý số liệu

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 CÁC CHỈ TIÊU SINH TRƯỞNG, SINH LÝ, HOÁ SINH CỦA CÂY RAU SẮNG SAU 9 THÁNG THÍ NGHIỆM TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾU SÁNG KHÁC NHAU.

3.1.1 Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây Rau sắng ở giai đoạn cây non

3.1.1.1 Chiều cao của thân cây

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến chiều cao của thân cây Rau sắng non.

Công thức

Chiếu sáng 25%

Chiếu sáng 50%

Chiếu sáng 75%

TĐ 0 cm 12,43±0,01 12,45±0,2 12,41±0,2 12,38±0,24

TĐ1 %ĐCcm 13,48±0,42100,00 13,39±0,2399,33 13,39±0,4399,33 13,40±0,3199,41TĐ2 cm 14,50±0,3 14,25±0,21 14,30±0,33 15,40±0,32

TĐ3 cm 14,91±0,23 15,60±0,21 17,12±0,22 19,17±0,01

TĐ4 %ĐCcm 15,80±0,34100,00 16,71±0,28112,09 18,90±0,35119,62 25,13±0,43127,41TĐ5 cm 16,50±0,06 17,65±0,23 23,95±0,08 28,43±0,3

Bảng 3.1 cho thấy, các thời điểm từ 0 đến 2, chiều cao của cây ở các

công thức thí nghiệm không có sự khác biệt lớn và đều thấp hơn so với ĐC.Nhưng từ thời điểm 3 đến thời điểm 5, chiều cao của cây tăng lên và có sự khácbiệt rất rõ giữa các công thức thí nghiệm

Công thức chiếu sáng 75% sinh trưởng chiều cao lớn nhất, tăng 72,30%

so với ĐC Tiếp đó là công thức chiếu sáng 50%, tăng 45,15% và thấp nhất làcông thức chiếu sáng 25%, tăng 6,97%

3.1.1.2 Đường kính của thân cây

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến đường kính thân cây Rau sắng non

Công thức

Thời điểm ĐC Chiếu sáng 25% Chiếu sáng 50% Chiếu sáng 75%

TĐ 0 %ĐCcm 0,27±0,003100,00 0,29±0,003107,41 0,28±0,004103,70 0,28±0,007103,70TĐ1 cm 0,31±0,004 0,30±0,002 0,31±0,004 0,30±0,003

%ĐC 100,00 102,56 117,95 128,21

Bảng 3.2 cho thấy ở các thời điểm từ 0 đến 2, đường kính thân cây ở các

công thức thí nghiệm không khác biệt lớn so với ĐC Nhưng từ thời điểm 2 đếnthời điểm 5, đường kính thân tăng và có sự khác biệt rất rõ so với ĐC Côngthức chiếu sáng 75% sinh trưởng đường kính thân cây lớn nhất, tăng 28,21% sovới ĐC; tiếp đó là công thức chiếu sáng 50%, tăng 17,95% và thấp nhất là côngthức chiếu sáng 25%, tăng 2,56%

Bảng 3.3 cho thấy trong tất cả các công thức, công thức chiếu sáng 75%

có chiều dài rễ lớn nhất, tăng 36,67% so với ĐC Tiếp đó là công thức chiếusáng 50% và chiếu sáng 25% đều cao hơn so với ĐC, tăng 8,91%

Khối lượng rễ ở công thức chiếu sáng 75% so với ĐC ở các chỉ tiêu khốilượng tươi, khối lượng khô lần lượt tăng 18,27%; 36,27% Trong khi ấy công thứcchiếu sáng 50% và chiếu sáng 25% chỉ tăng 10,96%; 23,53% và 2,33%; 5,88%

Thể tích rễ tương ứng với khối lượng, tức là 3 công thức chiếu sáng 75%,chiếu sáng 50% và chiếu sáng 25% đều cao hơn so với ĐC, cao nhất là côngthức chiếu sáng 75% và thấp nhất là công thức chiếu sáng 25%

3.1.1.4 Diện tích lá, khối lượng tươi, khối lượng khô của lá

3.1.1.4.1 Diện tích lá

Bảng 3.4 cho thấy diện tích lá tăng dần qua các thời điểm Diện tích lá

tăng đột biến bắt đầu từ thời điểm 2 đến thời điểm 3, trong đó công thức chiếusáng 50% lớn nhất, tăng 32,62% so với ĐC; tiếp đó là các công thức chiếu sáng75%, tăng 28,88% và thấp nhất là công thức chiếu sáng 25%, tăng 20,32%

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến diện tích lá cây Rau sắng non (dm 2 /cây).

3.1.1.4.2 Khối lượng tươi, khối lượng khô của lá

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến khối lượng tươi, khối lượng khô của lá cây Rau sắng non.

Khối lượng khô của công thức chiếu sáng 75% lớn nhất tăng 23,08% và28,26%, tiếp theo là công thức chiếu sáng 50% tăng 15,38% và 17,39%; thấpnhất là công thức chiếu sáng 25% chỉ tăng 10,26% và 15,22%

Như vậy, ở mức độ chiếu sáng từ 25% đến chiếu sáng 75% của ánh sángtoàn phần, khả năng tích luỹ chất khô tăng dần và đạt trị số cao nhất ở mức độchiếu sáng 75% và giảm dần ở mức độ chiếu sáng toàn phần (100%)

3.1.1.5 Tốc độ nảy mầm của của cây Rau sắng non trong các điều kiện chiếu sáng khác nhau.

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến tốc độ nảy chồi của của cây Rau sắng non

Công thức

Chiếu sáng 25%

Chiếu sáng 50%

Chiếu sáng 75%

Ở cường độ chiếu sáng từ 25% đến 75% có tác động tích cực tới tốc độnảy chồi của cây, trong đó, thích hợp nhất là tỷ lệ chiếu sáng 75%

5 nhánh /cây

Bảng 3.7 cho thấy khả năng đẻ nhánh ở các công thức thí nghiệm có sựkhác biệt rất lớn và có xu hướng tăng dần đều từ trong râm ra ngoài sáng, tậptrung mạnh ở các công thức có tỷ lệ chiếu sáng cao là công thức chiếu sáng75% và công thức ĐC (chiếu sáng 100%) Chứng tỏ rằng ở nơi có nhiều ánhsáng quá cây Rau sắng rất dễ có xu hướng đâm cành sớm và nhiều

3.1.2 Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến hàm lượng các sắc tố quang hợp và khả năng quang hợp của cây Rau sắng ở giai đoạn cây non.

TĐ3

Dla ±0,011,06 100,0 ±0,011,83 172,64 ±0,021,86 175,47 ±0,042,04 192,45 DLb ±0,020,63 100,0 ±0,030,72 114,29 ±0,030,71 112,70 ±0,021,03 163,49 Dla+b 2,14

có sự khác biệt so với ĐC

Hàm lượng diệp lục biến động rất lớn qua các thời điểm và đặc biệt giảmmạnh ở thời điểm 2 nhưng lại tăng mạnh ở thời điểm 3 trừ công thức ĐC, hàmlượng diệp lục tăng mạnh ở thời điểm 2 nhưng lại giảm ở thời điểm 3, riêngcông thức chiếu sáng 75%, hàm lượng có giảm nhưng không đáng kể ở thờiđiểm 2 so với thời điểm 1

Công thức chiếu sáng 75%, thời điểm 1 hàm lượng hàm lượng diệp lụctăng 22,82%, 21,67% và 22,49%; ở thời điểm 2, hàm lượng này cũng giảm sútnhưng không đáng kể, đạt 91,43%, 95,12% và 93,33% so với ĐC, còn ở thờiđiểm 3, hàm lượng diệp lục tăng mạnh, tăng 92,45%, 63,49% và 43,46%

Trong số các công thức thí nghiệm, chỉ có công thức chiếu sáng 75%, hàmlượng diệp lục là ổn định nhất qua các thời điểm.

3.1.2.2 Hàm lượng diệp lục liên kết

Bảng 3.9: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến hàm lượng diệp lục liên kết của lá cây Rau sắng non ở thời điểm 3 (mg/g lá tươi)

Công thức ĐC Chiếu sáng25% Chiếu sáng50% Chiếu sáng75%

Bảng 3.8 cho thấy, hàm lượng diệp lục liên kết ở các công thức chiếu sáng

25%, 50% và 75% có sự khác biệt và đều thấp hơn so với ĐC, trong đó hàmlượng diệp lục a giảm chỉ đạt 60,23%, 89,77% và 93,18% Hàm lượng diệp lục

b ở công thức chiếu sáng 25% giảm tương ứng chỉ đạt 70,97% nhưng các côngthức chiếu sáng 50% và 75% lại tăng so với ĐC là 3,23%, còn với hàm lượngdiệp lục a +b ở các công thức thí nghiệm chiếu sáng 25%, 50% và 75% đều giảm

so với ĐC chỉ đạt 67,38%, 92,91% và 97,87%

3.1.2.3 Huỳnh quang diệp lục của lá

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến huỳnh quang diệp lục của mô lá cây Rau sắng non

Phân tích kết quả bảng 3.10 cho thấy:

Các công thức thí nghiệm đều có Fv và Fvm tăng dần qua các thời điểm

và tăng cao hơn so với ĐC Trong đó cao nhất là Fv và Fvm ở công thức chiếusáng 75%, tiếp đó là của công thức chiếu sáng 50% và thấp nhất là của côngthức chiếu sáng 25%

Ở thời điểm 2 và thời điểm 3, Fv và Fvm tăng dần theo thứ tự các công thứcthí nghiệm 25% <50% <75%, các trị số này lần lượt tăng so với ĐC là8,34%,14,83%; 30,33%, 26,08% và 102,32%, 31,65%

Công thức ĐC Chiếu sáng25% Chiếu sáng50% Chiếu sáng75%

F0 – quang phổ huỳnh quang ổn định,

Fm - giá trị huỳnh quang cực đại,

Fv = Fm – Fo - huỳnh quang biến thiên,Fvm - huỳnh quang hữu hiệu

Bảng 3.11 cũng cho thấy các công thức thí nghiệm chiếu sáng 25% và

chiếu sáng 50%, hàm lượng carotenoit chỉ đạt 89,58% và 93,75 so với ĐC,riêng công thức chiếu sáng 75% hàm lượng carotenoit tăng 18,75% so với ĐC

3.1.2.5 Cường độ quang hợp của lá

Bảng 3.12: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến cường

độ quang hợp của lá cây Rau sắng non.

Chiếu sáng 25% 1,945±0,01 100,62 2,265±0,01 100,53 Chiếu sáng 50% 1,998±0,04 103,36 2,418±0,02 107,32 Chiếu sáng 75% 2,277±0,03 117,80 2,687±0,01 118,86Bảng 3.12 cho thấy cường độ quang hợp tăng dần qua các thời điểm Ở thờiđiểm 2, cường độ quang hợp ở công thức chiếu sáng 75% đạt trị số cao nhất,tăng 17,8% tiếp theo là công thức chiếu sáng 50%, tăng 3,36% và thấp nhất làcông thức chiếu sáng 25% cường độ quang hợp chỉ tăng 0,62%

Ở thời điểm 3 cũng tương tự, cường độ quang hợp tăng mạnh Trong đó,tăng mạnh nhất là công thức chiếu sáng 75% - cường độ quang hợp tăng18,86% tiếp đó là công thức chiếu sáng 50% cường độ quang hợp tăng 7,32%

và thấp nhất là công thức chiếu sáng 25% cường độ quang hợp chỉ tăng 0,53%

so với ĐC Kết quả này phù hợp với kết quả trong bảng số liệu 3.8

3.1.2.6 Hàm lượng đường khử trong mô lá

Bảng 3.13: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến hàm lượng đường khử trong mô lá cây Rau sắng non.ng kh trong mô lá cây Rau s ng non.ử trong mô lá cây Rau sắng non ắng non

Bảng 3.13 cho thấy hàm lượng đường khử ở các công thức thí nghiệm

tăng dần qua các thời điểm và cao hơn so với ĐC, hàm lượng đường khử đặcbiệt tăng mạnh ở thời điểm 4 và tăng dần theo thứ tự các công thức chiếu sáng25% <50% <75%

Như vậy, ở mức độ chiếu sáng từ 25% đến 75%, hàm lượng đường khửtăng theo chiều tăng của tỷ lệ chiếu sáng và đạt trị số cao nhất ở mức độ chiếusáng 75% của ánh sáng toàn phần, ở mức độ chiếu sáng 100% hàm lượngđường khử giảm Kết quả này có liên quan trực tiếp với số liệu ở bảng 3.8, bảng 3.12

3.1.3 Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến quá trình hô hấp của cây Rau sắng non.

3.1.3.1 Hàm lượng axit hữu cơ tổng số trong mô lá

Bảng 3.14: Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến hàm lượng axit tổng số trong mô lá cây Rau s ng non.ắng non

Công thức

Chiếu sáng 50% Chiếu sáng 75%TĐ2 mg% 1,133±0,03 1,174±0,02 1,297±0,03 1,313±0,05

TĐ3 mg% 1,274±0,02 1,497±0,03 1,513±0,03 1,518±0,04

TĐ4 %ĐCmg% 1,326±0,03100,00 1,572±0,04118,55 1,623±0,02122,40 1,675±0,02126,32Bảng 3.14 cho thấy hàm lượng axit tổng số tăng dần qua các thời điểm Sovới ĐC, hàm lượng axit tổng số ở các công thức thí nghiệm cao hơn Ở mức độchiếu sáng từ 25% đến 75%, hàm lượng axit tổng số tăng theo chiều tăng củacường độ chiếu sáng Tuy nhiên, nếu tỷ lệ chiếu sáng trên 75% thì hàm lượngaxit tổng số lại có xu hướng giảm sút

3.1.3.2 Hoạt tính enzym catalase

Bảng 3.15- Ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng khác nhau đến hoạt tính enzym catalase trong mô lá cây Rau sắng non.

Công thức ĐC Chiếu sáng 25% Chiếu sáng 50% Chiếu sáng 75% TĐ2 UI 1,250±0,03 0,635±0,03 0,729±0,02 0,833±0,03

Như vậy, ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng tác động làm tăng hoạt tínhenzym catalase theo chiều tăng của tỷ lệ chiếu sáng

3.1.3.3 Hoạt tính enzym peroxydase