Nghiên cứu khả năng quang hợp và mức độ chín tập trung của bảy giống đậu xanh

Các chỉ tiêu về khả năng quang hợp như: chỉ số diện tích lá (LAI), hiệu suất quang hợp thuần (NAR), năng suất hạt, và các chỉ tiêu sinh trưởng như: Thời gian ra hoa, chín quả, thời gian sinh trưởng, số lượng hoa, quả mỗi đợt được so sánh đánh giá giữa 7 giống đậu xanh để xác định giống có khả năng quang hợp tốt, năng suất cao và chín tập trung.

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Natural Sci 2015, Vol 60, No 4, pp 132-137 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn DOI: 10.18173/2354-1059.2015-00019 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG QUANG HỢP VÀ MỨC ĐỘ CHÍN TẬP TRUNG CỦA BẢY GIỐNG ĐẬU XANH Điêu Thị Mai Hoa Trần Thị Thanh Huyền Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt: Các tiêu khả quang hợp như: số diện tích (LAI), hiệu suất quang hợp (NAR), suất hạt, tiêu sinh trưởng như: thời gian hoa, chín quả, thời gian sinh trưởng, số lượng hoa, đợt so sánh đánh giá giống đậu xanh để xác định giống có khả quang hợp tốt, suất cao chín tập trung Những giống chín tập trung giống có thời gian hoa, chín ngắn, chín chủ yếu vào đợt Trong nghiên cứu này, giống chín tập trung, suất cao ĐX12, ĐX18, ĐX208 Giống có LAI NAR cao ĐX18 Từ khóa: Quang hợp, đậu xanh, LAI, NAR Mở đầu Đậu xanh thực phẩm ngắn ngày, có giá trị dinh dưỡng, giá trị kinh tế cao sau đậu tương Đậu xanh có hàm lượng protein đạt tới 24% (Trần Đình Long Lê Khả Tường, 1998) [1] protein chất lượng cao Bên cạnh giá trị dinh dưỡng, đậu xanh mang nét đặc trưng độc đáo đời sống người Việt, văn hóa ẩm thực với bánh chưng xanh ngày Tết cổ truyền, bánh đậu xanh Hải Dương tiếng, loại chè, cháo… chế biến từ đậu xanh đến “giá đỗ” bữa ăn thường nhật Trong nhu cầu đậu tương, đậu xanh nhập lớn, tiêu tốn hàng trăm triệu đô la năm việc mở rộng diện tích trồng đậu nói chung đậu xanh nói riêng có ý nghĩa kinh tế quan trọng Quang hợp hoạt động sinh lí quan trọng thực vật, định tới khoảng 95% suất sinh học Các q trình sinh lí khác có mối quan hệ chặt chẽ với quang hợp, thúc đẩy, hỗ trợ hoạt động đồng hóa Nghiên cứu Islam Razzaque (2010) [2] mối tương quan thuận giống đậu xanh suất hạt cao với cường độ quang hợp cây, có tương quan chặt chẽ khả quang hợp cao tạo tiềm lớn cho hình thành suất kinh tế Bên cạnh đó, yếu tố ảnh hưởng đến việc mở rộng diện tích trồng đậu xanh so với đậu tương hay lạc đậu xanh có đặc điểm chín khơng tập trung, thời gian chín kéo dài gây khó khăn thu hoạch phải thu hái nhiều lần tốn công lao động Thông thường vụ đậu xanh cần tới - lần thu hái chí nhiều Những chín khơng kịp thu bị tách vỏ, phát tán hạt, rụng bị chuột phá hoại Trong nghiên cứu này, đề cập đến hai vấn đề quan trọng nêu trên, tiêu chí quan trọng góp phần chọn giống có thời gian chín ngắn, chín tập trung, suất cao Ngày nhận bài: 2/3/2015 Ngày nhận đăng: 17/5/2015 Tác giả liên lạc: Trần Thị Thanh Huyền, địa e-mail: tranthanhhuyen@hnue.edu.vn 132 Nghiên cứu khả quang hợp mức độ chín tập trung bảy giống đậu xanh Nội dung nghiên cứu 2.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu thực bảy dòng/giống đậu xanh, gọi chung giống đậu xanh; đó: ĐXVN5, ĐXVN6, ĐX18 dịng triển vọng Viện nghiên cứu ngơ; Các giống ĐX12, ĐX208, Tằm Thanh Hóa ĐXVN99-3 Trung tâm nghiên cứu phát triển đậu đỗ - viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam cung cấp * Phương pháp bố trí thí nghiệm: Chia lơ đất thí nghiệm thành luống cách 40cm, luống gồm ô, có diện tích 2m2 Mỗi giống thí nghiệm gieo vào ô, nhắc lại lần, ô thí nghiệm bố trí theo khối ngẫu nhiên hồn toàn Đậu xanh trồng theo hàng, khoảng cách hàng 30cm, cách khoảng 10cm Chế độ chăm sóc theo quy trình hướng dẫn Phạm Văn Thiều (2009) [3] Thời gian trồng đậu xanh vụ hè thu năm 2013, Vườn thực nghiệm sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội * Các tiêu nghiên cứu Chỉ số diện tích (m2 lá/m2 đất): Xác định diện tích theo phương pháp tỉ lệ khối lượng mảnh giấy hình với mảnh giấy dm2, khơng nhổ Mỗi thí nghiệm thu mẫu tính tổng số diện tích tất có 0,5 m2 đất [4] Hiệu suất quang hợp thuần: Mỗi đợt thu cây, đào đất để lấy rễ, ngâm xả nước để loại bỏ hết đất bám vào rễ, xác định hiệu suất quang hợp theo mô tả Nguyễn Văn Mã [4] Năng suất hạt: cân khối lượng hạt/cây Xác định tiêu thời gian hoa, chín quả, sinh trưởng: Đánh dấu 30 đậu xanh theo kiểu ngẫu nhiên, thí nghiệm hình chữ nhật (10 ô), theo dõi tiêu sau: Thời gian tới hoa: số ngày từ gieo hạt đến bắt đầu hoa Thời gian tới chín quả: số ngày từ gieo hạt đến 100% chín Thời gian sinh trưởng: tính từ gieo hạt đến thu hoạch hết Số lượng hoa, đợt: đếm trực tiếp đánh dấu 2.2 Kết thảo luận 2.2.1 Khả quang hợp giống đậu xanh * Chỉ số diện tích Chỉ số diện tích (LAI - Leaf Area Index), phụ thuộc vào đặc điểm di truyền giống, kĩ thuật thâm canh, phân bón… số phản ánh tiềm quang hợp Kết theo dõi số diện tích giống đậu xanh thời kì khác thể Bảng Bảng cho thấy, LAI giống đậu xanh tăng qua thời kì sinh trưởng, Khi hoa đợt 2, LAI đạt cao nhất, biến động khoảng 0,956 – 1,567 Từ thời kì (3 – lá) đến hoa đợt 1, số lượng tăng lên, tăng diện tích nên LAI tăng mạnh, đạt 0,767 – 1,120; LAI giống ĐX18 đạt cao LAI tiếp tục tăng đến hoa lần 2, giống ĐX18 giống có LAI cao Giống ĐXVN99-3 có LAI thấp tất thời kì sinh trưởng Nghiên cứu Trần Đình Long Lê Khả Tường (1998) [1] cho thấy, diện tích đậu xanh thường tăng trưởng mạnh bắt đầu hoa đến thu hoạch lần 1, có tới 7-8 lá/cây Đặc điểm sinh trưởng “vô hạn” thể tiếp tục sinh trưởng mạnh bắt đầu hoa, sau đợt thu lại tiếp tục sinh trưởng lại hoa kết lần 2, lần đặc tính tự nhiên người khó tác động để thay đổi Khattak (2004) [5] nghiên cứu thời gian hoa, thời gian chín, chiều cao bắt đầu hoa, chiều cao bắt đầu chín 90% chín số giống đậu xanh Kết cho thấy có giống chiều cao tăng thêm tới 19 cm kể từ bắt đầu hoa 90% số chín 133 Điêu Thị Mai Hoa Trần Thị Thanh Huyền Bảng Chỉ số diện tích giống đậu xanh thời kì sinh trưởng (m2lá/m2đất) Giống Thời kì Cây (3 - lá) Ra hoa đợt Chín đợt Ra hoa đợt ĐXVN ĐXVN6 ĐX18 ĐX208 Tằm Thanh Hóa ĐX12 ĐXVN 99-3 0,199a ± 0,140 0,772a ± 0,223 0,805a ± 0,284 1,194b ± 0,395 0,288bcd ± 0,107 0,962b ± 0,246 0,994b ± 0,173 1,159b ± 0,182 0,247abc ± 0,231 1,120c ± 0,3933 1,180c ± 0,607 1,567c ± 0,614 0,225ab ± 0,128 0,908b ± 0,248 0,969b ± 0,136 1,212b ± 0,563 0,323cd ± 0,201 0,935b ± 0,193 0,973b ± 0,367 1,188b ± 0,316 0,342d ± 0,317 0,863ab ± 0,460 0,910ab ± 0,141 1,215b ± 0,098 0,196a ± 0,101 0,767a ± 0,315 0,801a ± 0,121 0,956a ± 0,231 Ghi chú: Trong hàng chữ giống thể sai khác khơng có ý nghĩa thống kê, chữ khác thể sai khác có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95% * Hiệu suất quang hợp Hiệu suất quang hợp (NAR, net assimilation rate) đánh giá khả tích luỹ chất khơ quần thể trồng nên phản ánh suất trồng Giống trồng có LAI tối ưu NAR cao cho suất sinh học suất kinh tế cao giống khác Hiệu suất quang hợp giống đậu xanh thí nghiệm trình bày Hình G : Giai đoạn - đến hoa đợt G : Giai đoạn hoa đợt đến chín đợt G : Giai đoạn chín đợt đến hoa đợt Hình So sánh hiệu suất quang hợp giống đậu xanh Hình cho thấy hiệu suất quang hợp giống đậu xanh thí nghiệm tăng từ G1 đến G2 tăng mạnh từ giai đoạn G2 đến G3 Bảng Hiệu suất quang hợp giống đậu xanh thời kì sinh trưởng (g/m2lá/ngày) Giống Tằm ĐXVN5 ĐXVN6 ĐX18 ĐX208 Thanh ĐX12 ĐXVN99-3 Giai đoạn Hóa 0,64a 0,68a 0,74a 0,48b 0,63a 0,65a 0,58b G1 ± 0,08 ± 0,04 ± 0,14 ± 0,11 ± 0,12 ± 0,06 ± 0,05 2,03a 1,22b 1,92ab 1,72ba 3,06c 1,59ab 1,80ab G2 ± 0,24 ± 0,40 ± 0,40 ± 0,14 ± 0,25 ± 0,14 ± 0,34 7,08a 7,40a 8,91b 7,87b 7,06a 7,28a ± 7,01a G3 ± 0,32 ± 0,94 ± 0,53 ± 0,42 ± 0,41 0,46 ± 0,81 134 Nghiên cứu khả quang hợp mức độ chín tập trung bảy giống đậu xanh Hiệu suất quang hợp (NAR) giống đậu xanh giai đoạn G1 thấp, khoảng 0,48 – 0,74 g/m2 lá/ngày Đến giai đoạn G2 bắt đầu hoa, hiệu suất quang hợp tăng lên đạt 1,22 – 3,06 g/m2 lá/ngày Giai đoạn G3 NAR đạt cực đại nằm khoảng 7,01 – 8,91 g/m2lá/ngày Giống ĐX18 ĐX208 có số NAR so với giống khác giai đoạn G3 Nghiên cứu Chowdhury đồng tác giả (2005) [6] cho thấy, đậu xanh quang hợp tốt vào giai đoạn từ hoa đến chín quả, tăng hàm lượng CO2 buồng trồng nhân tạo làm tăng đáng kể cường độ quang hợp giai đoạn hoa, phần sinh khối khô (trừ rễ) tăng thêm tới 8,7g/cây giai đoạn chín so với đối chứng, suất hạt tăng gấp cường độ quang hợp tăng thêm 46-104% giai đoạn hoa Xem xét hai tiêu số diện tích hiệu suất quang hợp có giống ĐX18 có tiêu cịn trì giai đoạn hoa đợt cao so với giống khác * Các tiêu thời gian sinh trưởng, hoa, chín Các đặc điểm thời gian hoa, chín quả, sinh trưởng có tính chất di truyền, nhiên giới hạn định chúng chịu tác động yếu tố ngoại cảnh thời vụ, chế độ canh tác, thời tiết Đã có số nghiên cứu quốc gia khác nhằm khảo sát, so sánh giống đậu xanh tiêu: thời gian hoa, thời gian chín, suất hạt thu hái lần đầu, số nhánh, diện tích tán nhằm tìm kiếm mối liên quan tiêu với khả chín tập trung đậu xanh, tìm hiểu quan hệ di truyền tính trạng [5, 7, 8] Nghiên cứu tiến hành dựa sở đề cập đến Kết theo dõi thời gian hoa chín quả, sinh trưởng đậu xanh trình bày Bảng Bảng Thời gian sinh trưởng, hoa, chín giống đậu xanh (ngày) Giống Tới hoa Tới chín Ra hoa Chín Sinh trưởng ĐXVN5 34,70b ± 0,34 47 42,90b ± 0,79 32 - 33 87 - 90 ĐXVN6 34,20ab ± 0,33 47 49,60d ± 0,45 39 - 43 89 - 92 ĐX18 37,10c ± 0,38 50 29,80b ± 0,61 28 - 31 80 - 83 ĐX208 40,30d ± 0,62 51 25,70a ± 0,86 28 - 31 85 - 90 Tằm Thanh Hóa 33,10a ± 0,46 44 45,10c ± 0,95 34 - 38 82 - 83 ĐX12 37,30c ± 0,30 50 28,90b ± 0,80 25 -29 76 - 80 ĐXVN99-3 37,20c ± 0,33 50 46,90c ± 0,32 36 - 40 90 - 93 Bảng cho thấy, giống Tằm Thanh Hóa hoa sớm nhất, giống ĐX208 có thời gian tới hoa muộn sau khoảng 40 ngày từ sau gieo Vì hoa muộn nên ĐX208 có thời gian bắt đầu có chín muộn Giống Tằm Thanh Hóa có thời gian tới chín sớm (44 ngày sau gieo hạt) Các giống đậu xanh có thời gian hoa ngắn 30 ngày bao gồm giống ĐX208, ĐX18, ĐX12; nhóm có thời gian hoa kéo dài 40 ngày bao gồm giống ĐXVN6, ĐXVN99-3, ĐXVN5, Tằm Thanh Hóa Những hình thành sớm chín trước, lứa hoa đầu thường chín chậm lứa hoa sau mẩy hơn, lứa hoa cuối tỉ lệ đậu không cao không đậu Thời gian từ có chín đến có 100% chín giống đậu xanh kéo dài khoảng 25 – 43 ngày Đối chiếu thời gian hoa với thời gian chín nhận thấy giống: Tằm Thanh Hóa, ĐXVN6, ĐXVN99-3, ĐXVN5 có thời gian hoa dài nên chín kéo dài ngược lại Thời gian sinh trưởng đậu xanh khác rõ rệt, khoảng 76 – 93 ngày Tằm Thanh Hóa có thời gian từ gieo hạt tới hoa ngắn thời gian sinh trưởng giống ngắn đạt khoảng 82 – 83 ngày Mặc dù giống ĐXVN6, ĐXVN99-3, ĐXVN5 có thời gian tới hoa chín tương đối ngắn tổng thời gian sinh trưởng giống lại dài so với giống lại thời gian hoa chín giống kéo dài Như vậy, giống có thời gian sinh trưởng ngắn thường có thời gian tới hoa sớm, thời gian hoa chín ngắn 135 Điêu Thị Mai Hoa Trần Thị Thanh Huyền * Số lượng hoa, đợt thu hái Bảng cho thấy, nhóm bao gồm giống có đợt hoa chín gồm ĐX18, ĐX208, ĐX12; cịn lại nhóm bao gồm giống có đợt hoa thu Tỉ lệ thu đợt cao ngang có thấp đợt 2, tỉ lệ thu đợt thấp Tằm Thanh Hóa giống có tỉ lệ đợt tương đối đều, tỉ lệ thu đợt (26,25%) thấp so với đợt (40,05%), đợt (33,8%) Bốn giống đậu xanh chín vào đợt có thời gian chín kéo dài, tỉ lệ đợt thu cao Bảng Tỉ lệ hoa, đợt giống đậu xanh (%) Tỉ lệ hoa đợt hoa (%) Tỉ lệ đợt thu hái (%) Giống 3 ĐXVN5 61,89 25,40 12,81 41,05 37,14 21,81 ĐXVN6 34,10 35,51 30,39 31,8 31,65 22,55 ĐX18 49,37 50,63 45,68 54,32 ĐX208 39,15 64,85 37,65 67,35 Tằm Thanh Hóa 37,65 30,12 32,23 40,05 26,25 33,8 ĐX12 43,86 56,14 48,18 51,83 ĐXVN99-3 51,11 27,25 21,64 39,15 37,32 23,53 Ba giống ĐX12, giống ĐX18, giống ĐX208 có đợt hoa chín quả, tỉ lệ đợt tương đối đồng Giống ĐX12 ĐX18 có tỉ lệ thu đợt chiếm tỉ lệ cao so với đợt 1: Giống ĐX18 đợt thu 45,68%, đợt thu 54,32%; giống ĐX12 đợt thu 48,18%, đợt thu 51,83% Ngược lại, giống ĐX208 có tỉ lệ thu đợt cao so với đợt Qua phân tích ta đưa nhận xét giống ĐXVN99-3, Tằm Thanh Hóa, ĐXVN6, ĐXVN5 có chín rải rác, số đợt thu hái nhiều Ba giống ĐX18, ĐX12, ĐX208 thu hái đợt xem giống chín tập trung * Năng suất hạt Kết nghiên cứu khối lượng hạt/cây giống đậu xanh trình bày Hình Khối lượng hạt/cây giống đậu xanh nghiên cứu có biến động khoảng 4,36 – 5,67 g/cây Quan sát mắt thường thấy kích thước hạt giống ĐXVN99-3, Tằm Thanh Hóa nhỏ hẳn so với giống khác Do đó, khối lượng hạt/cây giống Tằm Thanh Hóa thấp so với giống khác rõ rệt Giống ĐX12, ĐX18, ĐX208 có khối lượng hạt/cây cao nhất, đạt 5,69 – 5,67 g/cây, giống cịn lại giữ mức thấp Hình So sánh khối lượng hạt/cây giống đậu xanh Nghiên cứu Islam Razzaque (2010) đậu xanh rằng, khơng thấy có mối tương quan? chặt chẽ cường độ quang hợp suất hạt, song tổng số 20 giống nghiên cứu có suất cao cường độ quang hợp cao Nghiên cứu cho thấy, suất hạt tương quan thuận với diện tích khối lượng khơ tồn Mondal (2012) [9] nghiên cứu giống đậu xanh cho thấy, khơng có mối tương quan chặt NAR với suất đậu xanh 136 Nghiên cứu khả quang hợp mức độ chín tập trung bảy giống đậu xanh Kết luận Chỉ số diện tích hiệu suất quang hợp ĐX18 đạt cao số giống nghiên cứu Các giống cịn lại khác biệt khơng rõ rệt, giống suất cao giống quang hợp tốt Ba giống ĐX12, ĐX18, ĐX208 chín tập trung hơn, có chín đợt, thời gian sinh trưởng, hoa chín ngắn giống lại Trong giống đậu xanh nghiên cứu, giống ĐX12, ĐX18, ĐX208 có suất cao chín tập trung so với giống cịn lại Cần tiếp tục có nghiên cứu thời vụ khác với quy mô rộng hơn, để khẳng định giống tốt khuyến cáo cho người trồng đậu xanh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Trần Đình Long, Lê Khả Tường, 1998 Cây Đậu Xanh Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội Islam M.T and A.H.M Razzaque, 2010 Relationships of photosynthetic related parameters and yield of summer mungbean varieties/mutants Int J Sustain Crop Prod.; 5(4): 11-15 Phạm Văn Thiều, 2009 Cây đậu xanh kĩ thuật trồng chế biến sản phẩm Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong, 2013 Phương pháp nghiên cứu sinh lí học thực vật Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Khattak G.S.S, M Ashraf, R Zamir, 2004 Gene action for synchrony in pod maturity and indeterminate growth habit in mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) Pak J Bot.; 36(3): 589-594 Chowdhury R.S, M.A Karim, M.M Haque, A Hamid and H Tetsushi, 2005 Effects of enhanced level of CO2 on photosynthesis, nitrogen content and productivity of mungbean (Vigna radiata L Wilczek) South pacific study; 25(2): 97-103 Mondal M.M.A, A.B Puteh, M.A Malek, M.F Hasan and M.H Rahman, 2013 Pod maturity synchrony in relation to canopy structure in mungbean (Vigna radiata) International Journal of Agriculture & Biology; 15(5): 963-967 Tar P.R., 2009 Induced synchrony in pod maturity in mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) ARPN Journal of Argricultural and Biologycal Science; 4(1): 41-44 Mondal M.M.A, A.B Puteh, M.A Malek, M.R Ismail, M.I Latif, 2012 Seed yield of mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) in relation to growth and developmental aspects Scientific World Journal; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3419418/ ABSTRACT Rearch on photosynthetic ability and synchrony in pod maturity of seven mung bean varieties Photosynthesis parameters looked at were leaf area index (LAI), net assimilation rate (NAR), grain yield, flowering time, pod maturity period, growth duration and number of flowers and pods The results were compared and evaluated among mungbean varieties in order to identify varieties with good photosynthetic capacity, high yield and synchrony in pod maturity which may be used for crop production in suitable area Those varieties with synchrony in pod maturity have a short flowering time, short pod maturity period and require two harvests In this research, the synchrony in pod maturity varieties with high yield are DX12, DX18 and DX208 The variety with good photosynthetic ability (hight LAI and NAR) is ĐX18 Keywords: Photosynthetic ability, mung bean, LAI, NAR 137 .. .Nghiên cứu khả quang hợp mức độ chín tập trung bảy giống đậu xanh Nội dung nghiên cứu 2.1 Đối tượng phương pháp nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu thực bảy dòng /giống đậu xanh, ... chặt NAR với suất đậu xanh 136 Nghiên cứu khả quang hợp mức độ chín tập trung bảy giống đậu xanh Kết luận Chỉ số diện tích hiệu suất quang hợp ĐX18 đạt cao số giống nghiên cứu Các giống cịn lại khác... ± 0,94 ± 0,53 ± 0,42 ± 0,41 0,46 ± 0,81 134 Nghiên cứu khả quang hợp mức độ chín tập trung bảy giống đậu xanh Hiệu suất quang hợp (NAR) giống đậu xanh giai đoạn G1 thấp, khoảng 0,48 – 0,74 g/m2