Nghiên cứu đời sống của cây lạc (arachis hypogea l.) trong điều kiện nóng hạn ở vụ hè

Cây lạc trồng vụ hè trong điều kiện nóng hạn tại Đà Nẵng khi được bón bổ sung một số nguyên tố khoáng đã sinh trưởng phát triển thuận lợi hơn.

NGHIÊN CỨU ĐỜI SỐNG CỦA CÂY LẠC (ARACHIS HYPOGEA L.)

TRONG ĐIỀU KIỆN NÓNG HẠN Ở VỤ HÈ TẠI ĐÀ NẴNG

A RESEARCH ON THE LIFE OF THE PEANUT UNDER THE DROUGHT CONDITIONS OF THE SUMMER CROP IN DANANG

ABSTRACT

With the use of fertilizers in supplementing mineral elements to the peanut grown in the drought climate of the summer crop in Danang, the growth and the development of the plant were advantageous over the controlled lot The experiment showed that the process of physilological and chemical biology of the plant attained good effects: there was an increase in the content of chlorophyll, the photosensitive, the intensity of photosynthesis, the activity of catalaz enzyme, the content of total organic acids and vitamin C, but there was some reduction in the intensity of transpiration and respiration The plant growth was improved with some advantages: the height of the plant, the assimilation surface, the fresh and dry weight, the number of nodosity increased The productivity and the the quality of grains ameliorated: there was a rise in the total number of fruits/plants, the weight of grains/plants and the content of protein and lipid

1 Đặt vấn đề

Cây lạc (Arachis hypogea L.) đang được trồng rộng rãi khắp nơi trong nước, góp

phần cung cấp thực phẩm trong bữa ăn hằng ngày của nhân dân ta Lạc trồng thích hợp vào vụ Xuân, Đông Xuân [9] Khi trồng trái vụ vào mùa Hè có năng suất thấp do điều kiện thiếu nước và nhiệt độ cao vượt quá ngưỡng chịu đựng làm cho quá trình sinh lý trong cây bị rối loạn: suy giảm quá trình trao đổi chất qua màng tế bào, diệp lục ở lá bị phân hủy, quá trình tổng hợp protein bị ngưng trệ, tích lũy nhiều hợp chất độc hại trong cơ thể…

Một số tác giả đã đề nghị các biện pháp can thiệp giúp cây trồng tăng cường sự chống chịu các điều kiện bất lợi về nóng hạn [2] như luyện hạt giống trước khi gieo (Ghenken, 1947), chọn giống chịu nóng và chịu hạn (Nguyễn Như Khanh, Ngô Văn Bảo thực nghiệm ở cây đậu tương, 1995 [3]), sử dụng các chất kích thích sinh trưởng

tác động trực tiếp lên chất nguyên sinh của tế bào (Leopol, Went, 1952; Nguyễn Bá Lộc [7] thực nghiệm ở cây lạc và cây đậu cowpea, 1993), sử dụng bón bổ sung các nguyên tố đại lượng và nguyên tố vi lượng (Nguyễn Như Khanh, 1978 thực nghiệm ở cây bèo hoa dâu; Nguyễn Văn Sức, 1996 thực nghiệm ở cây lạc) [2],[8]

Trên cơ sở lý luận và thực tiễn, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu trồng lạc thí nghiệm trong vụ Hè trong điều kiện nắng nóng tại Đà Nẵng, bằng cách sử dụng dung dịch muối canxi clorua và tổ hợp các nguyên tố vi lượng molypđen, mangan, đồng, bo để bón bổ sung qua các thời ký sinh trưởng nhằm khắc phục những tổn hại của cây khi gặp khô hạn và nhiệt độ cao

2 Phương pháp nghiên cứu

Thực nghiệm của chúng tôi sử dụng giống Lạc Giấy Đồng Nai làm đối tượng nghiên cứu, được tiến hành theo phương pháp trồng cây trong chậu với 4 lần nhắc lại Mỗi chậu có kích thước 45 x 28 x 25 cm, chứa 25dm3 đất và được bón với thành phần: 4g NH4SO4, 6g K2PO4, 4g KCl

Đất trồng là loại đất ruộng thuộc phường Hòa Minh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng; thuộc chân đất nhẹ, chủ yếu là cát mịn và cát thô (88,80%), một phần nhỏ là sét, phù hợp cho việc trồng lạc

Trong thời gian thực nghiệm, nhiệt độ trung bình tối đa/tháng của không khí dao động từ 3602 đến 3704, độ ẩm trung bình thấp nhất/tháng của không khí dao động từ 41% đến 48%

Để xử lý tăng cường tình chịu hạn và chịu nóng cho cây lạc, chúng tôi đã theo dõi qua các lô thí nghiệm như sau:

- Lô 1: Đối chứng: không xử lý bổ sung

- Lô 2: Xử lý bổ sung dung dịch CaCl2 với nồng độ 0,28%

- Lô 3: Xử lý bổ sung dung dịch tổ hợp 4 nguyên tố vi lượng (NTVL) Mo (nồng độ 250 ppm, dưới dạng muối amôn molypdat), Mn (nồng độ 100 ppm, dưới dạng muối mangan sunfat), Cu (nồng độ 100 ppm, dưới dạng muối đồng sunfat), B (nồng độ 50

ppm, dưới dạng axit boric)

- Lô 4: Xử lý phối hợp dung dịch CaCl2 và dung dịch tổ hợp NTVL

Trước khi gieo, hạt lạc giống được ngâm trong các dung dịch xử lý trong thời gian 2 giờ và phun vào lá mỗi lần 0,5 lít dung dịch khi cây được 3 lá, 5 lá, 7 lá và kết thúc ra hoa Chỉ tưới nước khi cây có dấu hiệu héo kiệt nước; mỗi lần tưới mỗi chậu 2 lít nước

Các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, năng suất xác định theo phương pháp cân, đo, đếm Độ ẩm cây héo xác định theo phần trăm lượng nước còn lại trong đất mà cây không hấp thụ được Các chỉ tiêu sinh lý hóa sinh được phân tích theo các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành Các số liệu được xử lý số liệu theo phương pháp thống kê sinh học

3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL Mo, Mn, Cu, B đến hoạt động sinh lý của cây lạc

Dưới tác động của CaCl2 và của các NTVL đã làm tăng cường tính chống chịu nóng và hạn của cây lạc thông qua việc điều chỉnh độ nhớt của chất nguyên sinh và tốc độ của các phản ứng sinh hóa, tổng hợp và phân giải các chất trong cơ thể theo hướng có lợi, được phân tích theo các chỉ tiêu sau:

- Độ ẩm của đất là yếu tố sinh thái giới hạn, quyết định sự sống còn của cây

trồng trong điều kiện nóng hạn; cùng một độ ẩm đất như nhau, cá thể nào không bị héo hoặc ít bị héo hơn sẽ có khả năng chống chịu nhiều hơn Kết quả theo dõi được trình bày ở bảng 1 chứng tỏ CaCl2 cũng như các NTVL đã có tác dụng làm tăng độ giữ nước của mô so với đối chứng

Bảng 1 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến độ ẩm cây héo ở cây lạc (giai đoạn 5 lá)

Nhiệt độ không khí

Độ ẩm của đất

Mức độ héo

(xếp theo thứ tự từ nhiều đến ít)

- Trong cơ thể thực vật, axit hữu cơ và vitamin C có vai trò to lớn trong việc giải

độc cho cây khi gặp nhiệt độ cao Axit hữu cơ là những hợp chất trung gian được tạo ra trong quá trình oxi hoá các cơ chất sẵn sàng kết hợp với NH3 đểtạo thành amin Vitamin C có khả năng kháng oxi hóa, tăng cường sự hấp thu sắt và canxi vào cơ thể Hàm lượng axit hữu cơ tổng số và hàm lượng vitamin C trong lá của lạc vào giai đoạn 7 lá được trình bày ở bảng 2 cho thấy hiệu lực của CaCl2 cũng như tổ hợp các NTVL khi xử lý riêng lẻ cũng như phối hợp giữa chúng trong việc khắc phục những bất lợi do nhiệt độ cao gây ra trong cơ thể cây lạc

Bảng 2 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến hàm lượng axit hữu cơ tổng số (mN/g) và hàm lượng vitamin C (mg/100g) trong lá của cây lạc

ĐC 102,4 ± 3,1 6,14 100,00 21,12 ± 2,41 3,51 100,00 CaCl2 125,8 ± 3,6 8,15 122,85 24,37 ± 3,05 4,01 115,39 VL 120,7 ± 4,2 8,23 117,87 25,72 ± 3,83 6,72 121,78 CaCl2+VL 113,2 ± 4,7 6,52 110,54 24,33 ± 2,56 5,35 115,20

- Trong điều kiện khô hạn, thiếu nước, sự thoát hơi nước là một tác nhân gây trở

ngại cho đời sống của cây Kết quả theo dõi cường độ thoát hơi nước ở lá của cây lạc vào buổi trưa, lúc cây lạc được 7 lá, nhiệt độ không khí 410C, độ ẩm không khí 42%

được trình bày ở bảng 3 cho thấy khi có xử lý muối CaCl2 và tổ hợp các NTVL đã làm chậm bớt sự thoát hơi nước so với đối chứng

Bảng 3 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến cường độ thoát hơi nước của cây lạc

Cường độ THN

(g/dm2 lá/giờ)

So sánh với đối chứng Công

(tất cả các công thức đều có t > tα với mức xác suất tin cậy P)

- Trong hoạt động hô hấp của cây, sẽ liên tục tạo ra H2O2 trong tế bào; catalaz là enzim có vai trò phân giải H2O2 và oxy hóa rượu etylic, metylic, formaldehyt nhằm giải độc cho cây Kết quả xác định hoạt tính của enzim catalaz và cường độ hô hấp ở lá cây lạc ở giai đoạn 7 lá được trình bày ở bảng 4

Bảng 4 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến hoạt tính của enzim catalaz(µM H2O2/g/phút) và cường độ hô hấp (mgCO2/dm2/giờ) ở lá của cây lạc

ĐC 110,7 ± 3,7 7,42 100,00 54,09 ± 2,23 3,18 100,00 CaCl2 125,6 ± 3,8 6,11 113,46 45,03 ± 2,39 4,56 83,25

VL 128,5 ± 2,9 5,34 116,08 45,83 ± 2,27 4,12 84,73 CaCl2+VL 118,2 ± 1,9 6,15 106,78 49,02 ± 0,43 3,92 90,63

Trong điều kiện nóng hạn, ở các công thức thí nghiệm hoạt tính của enzim catalaz đã tăng lên so với đối chứng và cường độ hô hấp có xu hướng giảm đi nhằm hạn chế sự tỏa nhiệt và phân giải các hợp chất hữu cơ cần thiết để duy trì hoạt động sinh trưởng bình thường của cây

- Hoạt động quang hợp được đánh giá qua hàm lượng diệp lục tổng số, tỉ lệ liên

kết của diệp lục, khả năng tiếp nhận năng lượng ánh sáng của diệp lục và cường độ tích lũy chất khô

Kết quả xác định hàm lượng diệp lục tổng số là hàm lượng diệp lục liên kết ở lá cây lạc vào giai đoạn cây được 7 lá được trình bày ở bảng 5

Bảng 5 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến hàm lượng diệp lục tổng số (mg/g lá tươi) và tỉ lệ diệp lục liên kết (%) ở lá của cây lạc

ĐC 2,435 ± 0,089 2,11 100,00 75,43 ± 1,17 1,93 100,00 CaCl2 2,719 ± 0,034 1,09 111,66 86,15 ± 0,95 1,27 114,21 VL 2,997 ± 0,012 1,32 123,08 87,56 ± 1,47 1,26 116,08 CaCl2+VL 2,882 ± 0,087 2,16 118,36 89,07 ± 0,75 1,08 118,08 Hàm lượng diệp lục ở các công thức xử lý cao hơn ở công thức đối chứng cũng như sự gia tăng hàm lượng diệp lục liên kết trong phức hệ diệp lục - proteit - lipoit chứng tỏ trong trường hợp cây gặp điều kiện nóng hạn, các NTVL và CaCl2 đã có tác động làm giảm bớt sự hủy hoại diệp lục, tạo điều kiện cho hoạt động quang hợp của cây tiến hành bình thường

Kết quả phân tích khả năng cảm quang của diệp lục cũng đã cho thấy trong thời gian 60 phút chiếu sáng, ở các lô thí nghiệm, độ cảm quang của diệp lục đã tăng lên so với đối chứng, thể hiện sự hấp thụ tốt quang năng chuyển thành dạng hóa năng ngay trong pha đầu tiên của quang hợp, tạo điều kiện cho việc tích lũy chất hữu cơ dẫn đến việc hình thành năng suất và phẩm chất hạt lúc thu hoạch

Xác định cường độ tích luỹ chất khô trong quang hợp của cây lạc trong thí nghiệm được trình bày qua bảng 6 cho thấy dưới tác động của tổ hợp NTVL và CaCl2 đã có tác động thuận lợi đến quá trình cố định CO2 trong pha tối làm gia tăng sự tích lũy chất hữu cơ ở lá

Bảng 6.Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến cường độ tích luỹ chất khô của cây lạc

Cường độ quang hợp

Công thức

(tất cả các công thức đều có t > tα với mức xác suất tin cậy P)

3.2 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL Mo, Mn, Cu, B đến quá trình sinh trưởng phát triển của cây lạc

Thông qua tác động tốt của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến hoạt động sinh lý, quá

trình sinh trưởng phát triển của cây lạc ở các công thức thí nghiệm đã có sự cải thiện rõ rệt so với đối chứng, thông qua các chỉ số về chiều cao cây, diện tích lá, trọng lượng

tươi, trọng lượng khô và số lượng nốt sần ở rễ

Bảng 7 Ảnh hưởng của CaCl2 và tổ hợp NTVL đến các chỉ tiêu sinh trưởng của cây lạc (giai đoạn chuẩn bị ra hoa)

ĐC 14,2 ± 1,1 29,58 ± 2,05 13,09 ± 0,72 CaCl2 16,3 ± 1,3 23,93 ± 1,89 15,84 ± 0,23 VL 16,8 ± 1,1 15,48 ± 2,02 16,43 ± 0,36 CaCl2+VL 16,0 ± 1,2 25,00 ± 1,63 14,86 ± 0,42

Kết quả thu được trình bày ở bảng 8 cho thấy:

- Công thức xử lý NTVL cho năng suất quả/cây cao nhất, tăng 18,31% so với đối chứng, tiếp theo là công thức xử lý CaCl2 tăng 14,79% và cuối cùng là công thức phối hợp Ca+VL tăng 12,68% so với đối chứng

- Ở các lô thí nghiệm đều có tỉ lệ quả lép giảm đi so với đối chứng, nổi bật nhất

là công thức xử lý NTVL, tiếp theo là công thức xử lý Ca và cuối cùng là công thức phối hợp Ca+VL

- Công thức xử lý tổ hợp NTVL đã có tác dụng làm tăng được trọng lượng khô của tổng số quả lạc/cây 25,52% so với đối chứng; tiếp theo là công thức xử lý với CaCl2làm tăng 21,01% và cuối cùng là công thức phối hợp Ca+VL tăng 13,52% so với đối

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Văn Bộ (2005), Bón phân cân đối và hợp lý cho cây trồng, NXB Nông

nghiệp, Hà Nội

[2] Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng (2008), Sinh lý học thực vật, NXB Giáo dục, Hà Nội

[3] Nguyễn Như Khanh, Mã Ngọc Cẩm (1996), "Nghiên cứu bước đầu ảnh hưởng của xitokinin và KClO3 đến năng suất và một số chỉ tiêu phẩm chất của quả cà chua

giống CS1 vào vụ hè ở Hà Nội", Thông báo Khoa học, trường Đại học Sư phạm,

Đại học Quốc gia Hà Nội, 5, tr.55-59

[4] Nguyễn Tấn Lê (2010), “Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng B, Mn, Cu, Zn, đến tính chịu hạn và chịu nóng của cây vừng”,Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 1(36), tr.77-82

[5] Nguyễn Tấn Lê (2010), “Ảnh hưởng của Gibberellin đến sự phát triển và năng suất

của cây vừng trong điều kiện nhiệt độ cao vào vụ hè tại Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa

học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 3(38), tr.111-116

[6] Nguyễn Tấn Lê (2010), “Tác dụng của việc xử lý muối canxi clorua làm tăng tính

chịu nóng của cây vừng trồng vụ hè tại Đà Nẵng”, Tạp chí Kinh tế Sinh thái, 36,

tr.27-31

[7] Nguyễn Bá Lộc (1993), "Ảnh hưởng của các chất kích thích sinh trưởng thực vật

(auxin và gibberellin) đến tính chịu nóng của cây lạc và đậu Cowpea), Tập san

Khoa học - Sinh học, trường Đại học Sư phạm Huế, 2, tr 15-19

[8] Nguyễn Xuân Trường (2005), Phân bón vi lượng và siêu vi lượng, NXB Nông

nghiệp, Hà Nội

[9] Tạ Quốc Tuấn, Trần Văn Lợt (2006), Cây đậu phộng - Kỹ thuật trồng và thâm

canh, NXB Nông nghiệp, Hà Nội

[10] Bùi Trang Việt (2002), Sinh lí thực vật đại cương, NXB Đại học Quốc gia, thành

phố Hồ Chí Minh