Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và sự phát dục của đậu tương

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và sự phát dục của đậu tương

I.Đặt vấn đề

1 Tính cấp thiết của đề tài

Như chúng ta đã biết, đậu tương là cây họ Đậu (Leguminosae) ăn hạt ngắn ngày, có giá

trị kinh tế cao, đứng đầu trong số các cây đậu đỗ và còn được gọi là “Vàng mọc trên đất”,”Câyđỗ thần” Chính vì lẽ đó, đậu tương là một trong những giống cây trồng giải quyết vấn đề lươngthực của nước ta, giảm xoá đói giảm nghèo ở những vùng dân trí thấp Ngày nay, bên cạnh việcnghiên cứu các giống cây trồng lương thực phổ biến và quan trọng khác (lúa, ngô …), các nhàchọn tạo giống cây trồng vẫn tiếp tục nghiên cứu nhằm tuyển chọn ra các giống cây đậu tươngcho năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chống, chịu tốt

Để công tác tuyển chọn giống đậu tương đạt được kết quả cao, việc nghiên cứu ảnhhưởng của các yếu tố vô sinh (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm …) tới sự sinh trưởng và phát dục củađậu tương là vô cùng quan trọng và cần thiết Một trong số các điều kiện, yếu tố vô sinh đượccác nhà chọn giống chú trọng và quan tâm nhất chính là yêu tố nhiệt độ Như ta đã biết, cácgiống đậu tương chịu ảnh hưởng mạnh của nhiệt độ và phản ứng quang chu kỳ lên sự sinhtrưởng và phát dục của chúng dẫn đến năng suất và chất lượng của chúng phụ thuộc vào nhiệt

độ môi trường và thời gian chiếu sáng trong ngày Nhờ sự hướng dẫn của giáo viên – Th.SNguyễn Thị Bích Yên, giảng viên BM Sinh thái – Môi trường, khoa Tài nguyên & Môitrường, trường ĐH Nông Nghiệp HN, kèm theo những bài báo cáo khoa học, tạp chí khoa

học, em đã viết bài cáo báo này Trong bài báo cáo, em đề cập tới sự ảnh hưởng của nhiệt độđối với sự phát triển hình thái và sự phát dục của một giống đậu tương không mẫn cảm vớiquang chu kỳ.

2 Mục đích và ý nghĩaa) Mục đích

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng và phát dục của giống đậutương bao gồm các nghiên cứu sau:

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng được đánh giá thông qua chiều cao cây vàsố đốt trên thân ở những ngưỡng nhiệt độ khác nhau trong giai đoạn sinh trưởng củacây.

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát dục của cây qua sự đánh giá thời gian ra hoa củađậu tương ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau và sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự tíchluỹ chất khô ở đậu tương.

Xác định nhiệt độ tối thấp sinh vật học của đậu tương qua các giai đoạn khác nhau nhiệtđộ tối thấp sinh vật học đối với tốc độ sinh trưởng từ khi gieo đến khi ra hoa và nhiệt độ tốithấp sinh vật học đối với quá trình hình thành đốt.

Xác định tổng nhiệt độ hữu hiệu hay tích ôn hữu hiệu của đậu tương đối với các nhiệtđộ tối thấp sinh vật học trên và các Tb khác nhau để có thể rút ra ý nghĩa của Tb đối với sự sinhtrưởng phát dục của đậu tương.

b) Ý nghĩa

Qua bước đánh giá về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng và phát dục của đậutương, các nhà chọn tạo giống có thể bước đầu định hướng để tuyển chọn ra các giống đậutương cho năng suất cao, khả năng thích nghi tốt với môi trường khí hậu Việt Nam.

Trong thực tế sản xuất nông nghiệp, những nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đếnsự sinh trưởng và phát dục của đậu tương sẽ giúp cho các nhà nông dân có thể theo dõi chế độtưới tiêu, phân bón và chăm sóc các ruộng đậu tương, làm cho năng suất của đậu tương thuđược sẽ được nâng cao Qua đó mà mang lại hiệu quả kinh tế cao cho bà con nông dân.

II.Kết quả nghiên cứu

1 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ ra đốt và tốc độ phát triển chiềucao cây của giống đậu tương

Như chúng ta đã biết, đậu tương là loại cây trồng có nguồn gốc từ vùng ôn đới, tuynhiên, đây cũng không phải là loại cây trồng có khả năng chịu rét Nhiệt độ ảnh hưởng sâu sắcđến sự sinh trưởng, phát triển và các quá trình sinh lý khác của cây đậu tương

Theo một vài nghiên cứu chính thức của các nhà khoa học trong nước và trên thế giới, ởnhiệt độ 10 oC ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ vươn dài của trục dưới lá mầm Nhiệt độ cao trên40 oC ảnh hưởng sâu sắc đến sự hoàn thành đốt, sinh trưởng lóng.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành đốt ở đậu tương

Hình I: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành đốt ở đậu tương (thông qua

số ngày theo dõi)

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành đốt ở cây đậu tương

Hình II: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành đốt ở đậu tương (thông qua

thời điểm lấy số liệu)

Nhìn vào biểu đồ trên ta thấy ứng với chế nhiệt độ từ 18/13oC số đốt của cây là tăngchậm nhất qua thời gian dõi chứng tỏ ở nhiệt độ này đậu tương sinh trưởng phát triển chậmnhiệt độ này không phù hợp để cho đậu tương có thể sinh trưởng và phát triển một cách tốtnhất Đối với chế nhiệt độ từ 23/18oC số đốt của cây cũng tăng theo thời gian nhưng mức độtăng không lớn lắm sau 49 ngày theo dõi số đốt tối đa ứng với giai đoạn nhiệt độ này là xấp xỉ10 đốt So với chế nhiệt độ trước thì khả năng ra đốt của đậu tương nhanh và nhiều hơn Ứngvới chế độ nhiệt từ 28/23oC số đốt của đậu tương tăng trưởng một cách liên tục theo thời gianvà đạt cực đại 12 đốt sau 49 ngày theo dõi Sự ra đốt của đậu tương ở chế độ nhiệt này rất đồngđều và tăng trưởng một cách liên tục Đối với chế nhịêt độ từ 33/28oC đốt của đậu tương tăngtrưởng nhanh trong giai đoạn từ 0-35 ngày sau đó ngừng ra đốt và số đốt đạt cực đại sau 49ngày là 12 đốt bằng với số đốt cực đại ở chế độ nhiệt từ 28/33oC.

Từ những nhận xét trên ta thấy chế nhiệt độ từ 28/33oC là thích hợp nhất đối với sự rađốt của đậu tương hay là đối với quá trình sinh trưởng của đậu tương Từ đây ta có thể đánh giáđậu tương là cây trồng thích hợp với khí hậu nhiệt đới mặc dầu nó có nguồn gốc từ các nước ônđới Do đó việc lựa chọn mùa vụ để gieo trồng đậu tương để đạt năng suất cao là rất quan trọng.Ở nước ta đậu tương thường được trồng 3 vụ chính: vụ đông từ 15/9-5/10, vụ xuân từ 15/2-15/3, vụ hè từ 25/5-20/6 Nghiên cứu này cũng cho kết quả giống các nghiên cứu trước đây củacác nhà khoa học khác đã tiến hành trên giống đậu tương khác trên chi phụ Glycine, Soja …

2 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển chiều cao cây của giốngđậu tương

Nhiệt độ ảnh hưởng mạnh mẽ đến khả năng hoạt động, xúc tác của các enzyme, hệenzyme trong tế bào của đậu tương Chính vì thế, những ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp củanhiệt độ đã tác động đến sự phân hoá tế bào, ảnh hưởng đến sự phát triển chiều cao cây của đậutương Theo một vài nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng ở phạm vi nhiệt độ tối thiểu và tối đacho thời kỳ mọc là 5oC và 40oC, nhiệt độ thích hợp nhất cho cây đậu tương mọc nhanh là 30oC.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đên chiều cao cây đậu tương

Hình III: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chiều cao cây đậu tương (thông qua số ngàytheo dõi)

Dựa vào đồ thị ta thấy ở các chế nhiệt độ khác nhau chiều cao cây tăng trưởng khácnhau rất rõ rệt Nhiệt độ từ 18/13oC chiều cao cây tăng chậm nhất sau 49 ngày chỉ đạt gần30cm Nhiệt độ từ 23/18oC chiều cao cây cũng tăng trưởng mạnh hơn so với mức nhiệt độ trênvà đạt chiều cao lớn nhất khoảng 35cm Đối với mức nhiệt độ cao nhất từ 33/28oC chiều caocây tăng trưởng mạnh nhất trong giai đoạn đầu khoảng 27 ngày sau đó ngừng tăng trưởng Sau49 ngày cây đạt chiều cao cực đại là khoảng 65cm Đối với chế độ nhiệt từ 28/23oC chiều caocây tăng trưởng một cách liên tục không gián đoạn hay ngừng sinh trưởng và sau 49 ngày cũngđạt chiều cao cực đại so với mức nhiệt độ trên là khoảng 65cm Từ đó ta thấy chế độ nhiệt28/23oC là thích hợp nhất đối với sự phát triển của đậu tương Kết quả của việc nghiên cứu nàycũng thật hợp lý và trùng khớp với các nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học.

3 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự tích luỹ chất khô của giống đậutương

Nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến sự cố định nitơ của đậu tương Như những báo cáo trướcđây cho thấy, vi khuẩn Rhizobium Japonicum bị hạn chế bởi nhiệt độ trên 33oC, các báo cáonày cũng cho thấy, vi khuẩn này hoạt động thích hợp nhất với nhiệt độ trong khoảng 25oC –27oC

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên trọng lượng khô của đậu tương

18/13o C

23/18o C

28/23o C

Hình IV: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến trọng lượng khô của giống đậu tương(gam/cây)

Biểu đồ dưới đây cho ta thấy trọng lượng chất khô của đậu tương ở các công thức đượcthu hoạch vào hai thời điểm: Thời điểm thứ nhất thu hoạch khi đậu tương ở các công thức rahoa, thời điểm thứ hai thu hoạch cùng lúc khi đậu tương ở công thức 33/28oC đạt mức thuhoạch Nhìn vào biểu đồ ta thấy trọng lượng chất khô được tích luỹ nhiều nhất ở nhiệt độ từ28/23oC trong lần thu hoạch 1 chứng tỏ ở nhiệt độ này cây quang hợp mạnh nhất do đó trọnglượng chất khô được tích luỹ nhiều nhất Nhiệt độ từ 33/28oC cây tích luỹ ít nhất do ở giai đoạnnày cây sinh trưởng nhanh ở giai đoạn đầu giai đoạn sau ngừng sinh trưởng và bắt đầu ra hoakhả năng tích luỹ giảm dần Ở lần thu hoạch 2 cho ta thấy nhiệt độ càng cao cây càng tích luỹchất khô một cách nhanh chóng sớm ra hoa kết quả do đó thời gian sinh trưởng được rút ngắnhơn khi nhiệt độ thấp đậu tương ở công thức 33/28oC và 28/23oC gần được thu hoạch trong khiở các công thức còn lại thì tích luỹ vẫn chưa đủ vì ta thấy trọng lượng chất khô ở hai bảng củahai công thức này xấp xỉ bằng nhau Từ đó ta dẫn đến kết luận nhiệt độ từ 28/23oC cây tích luỹchất khô nhiều nhất.

4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian ra hoa của giống đậu tương

Hoa đậu tương là hoa lưỡng tính tự thụ phấn là chính, hiện tượng thụ phấn khác hoáchiếm tỷ lệ rất thấp, chỉ khoảng 0.2% Như chúng ta đã biết, hoa đậu tương thường nở vào buổisáng, nếu thời tiết lạnh hoặc âm u thì hoa nở vào buổi trưa hoặc buổi chiều Theo một số nghiêncứu hiện nay về đậu tương, thời gian kéo hoa kéo dài 15 – 20 ngày, có trường hợp kéo dài tới40 ngày Đậu tương ra hoa sớm hay muộn tuỳ thuộc, thời vụ gieo trồng (giống chín sớm trongvụ hè sau mọc 30 ngày ra hoa, trong khi giống chín muộn phải sau 45 – 50 ngày hoặc hơn nữamới ra hoa) Ở miền Bắc Việt Nam, đậu tương hè có thời gian ra hoa lâu nhất (20 – 30 ngày),trong khi đó, đậu tương đông có thời gian ra hoa ngắn nhất (12 – 20 ngày) Đây là điều rất quantrọng vì ảnh hưởng đến năng suất thu hoạch.

Theo như kết quả nghiên cứu của thí nghiệm, Ta thấy ở nhiệt độ từ 18/13oC với nhiệt độtrung bình ngày là 17,68oC thời gian từ khi gieo đến khi cây ra hoa là 70 ngày Thu hoạch 1 thuhoạch vào lúc đậu tương của mỗi công thức ra hoa Thu hoạch 2 thu hoạch cùng thời điểm khiđậu tương công thức 33/28oC đạt mức thu hoạch Nhiệt độ từ 23/18oC với nhiệt độ trung bìnhngày là 21,81oC thì thời gian từ khi gieo đến khi ra hoa là 58 ngày Nhiệt độ từ 28/23oC vớinhiệt độ trung bình ngày là 24,8oC thì thời gian từ khi gieo đến khi ra hoa mất 51 ngày Nhiệtđộ từ 33/28oC với nhiệt độ trung bình ngày là 27,62oC thì thời gian từ khi gieo đến khi ra hoa là41 ngày Từ những số liệu trên ta thấy nhiệt độ càng cao cây càng nhanh ra hoa thời gian sinhtrưởng được rút ngắn (các nhiệt độ trung bình ngày trên được tính cả trong giai đoạn từ gieongày 12/7 cho đến ngày 28/7).

5 Xác định nhiệt độ tối thấp sinh vật từ gieo đến khi ra hoa và cho quá trình hìnhthành đốt của đậu tương

Cách xác định nhiệt độ tối thấp sinh vật học:

Thực hiện tương tự đối với quá trình hình thành đốt

Hình V: Mối quan hệ giữa nhiệt độ trung bình trong ngày với tốc độ sinh

trưởng trung bình của giống đậu tương

Hình VI: Mối quan hệ giữa nhiệt độ trung bình trong ngày và tốc độ ra đốt trung bình của giống đậu tương

Theo số liệu nghiên cứu của thí nghiệm, ta xác định được nhiệt độ tối thấp sinh vật học:- Đối với giai đoạn từ khi gieo đến khi ra hoa nhiệt độ tối thấp sinh vật học là Tb = 3,6.

y = 0.0127x - 0.0843

00.050.10.150.20.250.3

- Đối với quá trình hình thành đốt nhiệt độ tối thấp sinh vật học là Tb = 6,64.

6 Xác định tổng nhiệt hữu hiệu, nhận xét về tổng nhiệt hữu hiệu ở các tb khác nhau

Tổng nhiệt độ hữu hiệu hay tích ôn hữu hiệu được tính theo công thức sau:

Nhận xét về tổng nhiệt độ hữu hiệu ở các Tb khác nhau:

- Nhiệt độ tối thấp sinh vật học Tb càng nhỏ thì tổng nhiệt độ hữu hiệu càng lớn do đóquá trình sinh trưởng và phát triển càng kéo dài do cây phải tích luỹ đủ nhiệt độ để hoàn thànhgiai đoạn sinh trưởng, phát dục của cây Và ngược lại dựa vào bảng số liệu trên ta thấy Tb cànglớn ứng với các chế độ nhiệt khác nhau ETS càng nhỏ Chế độ nhiệt càng cao so với Tb thìETS (tổng nhiệt độ hữu hiệu) càng lớn.

- Do đó nhiệt độ càng cao càng rút ngắn thời gian sinh trưởng, phát dục của cây trồnggiúp cho thời gian sản xuất được rút ngắn.

III Thảo luận

Nhiệt độ là một trong những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng, pháttriển và hình thành năng suất của cây trồng Nhiệt độ có vai trò quan trọng đối với sự nảy mầmcủa hạt, sự phát triển của bộ rễ, chu trình dinh dưỡng khoáng và các hoạt động của sinh vậtkhác có tác động đến cây đậu tương Mỗi giai đoạn khác nhau, mỗi cây trồng khác nhau đòi hỏimột chế nhiệt độ thích hợp Đối với giống đậu tương trên ta thấy chế độ nhiệt thích hợp nhấtcho quá trình sinh trưởng và phát dục là 28/23oC Nhiệt độ càng cao càng rút ngắn được thờigian sinh trưởng phát dục của cây trồng dẫn kết quả hình thành sản phẩm nhanh và thời gianthu hoạch rút ngắn Bởi vì cây trồng đã tích luỹ được các giá trị tích ôn hữu hiệu nhất định cầnthiết cho quá trình sinh trưởng và tích luỹ các chất cần thiết.

Thông qua việc tìm hiểu các số liệu trong các bài báo cáo khoa học đã được nghiệm thucũng như trong các bài báo chí khoa học, các thí nghiệm của các nhà khoa học cho thấy những

kết quả đạt được trong thí nghiệm nghiên cứu về sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởngvà phát dục của giống đậu tương hôm nay là khá trùng khớp nhau Điều đó chứng tỏ nghiêncứu này đang đi đúng hướng và thu được kết quả nhất định, tạo điều kiện cho công tác tuyểnchọn giống sau này của các nhà chọn tạo giống cây trồng nhằm tạo ra giống đậu tương chonăng suất cao và đặc biệt có khả năng chống, chịu cao

IV.Kết luận

Từ các kết quả nghiên cứu của thí nghiệm trên, lại một lần nữa khẳng định cho chúng tathấy vai trò quan trọng của yếu tố nhiệt độ đối với sự sinh trưởng, phát dục của cây trồng, mà ởđây là với cây đậu tương Nhiệt độ càng cao (thấp hơn giới hạn trên) sẽ rút ngắn thời gian sinhtrưởng phát dục của đậu tương, kích thích quá trình hình thành hoa sớm do đó thời gian ra quảcũng được rút ngắn và kết quả là chúng ta có thể nhanh chóng thu hoạch được sản phẩm Điềunày có ý nghĩa cực kỳ quan trọng trong việc sản xuất nông nghiệp thực tế ở nước ta Nhờ cácthông số kỹ thuật đã qua kiểm định, bà con nông dân có thể tự sắp đặt các điều kiện để phù hợpnhất, sao cho ruộng đậu tương đạt thích nghi cao nhất, từ đó cho năng suất, sản lượng cao.

Những kết quả thu được của nghiên cứư này cũng mở ra một hướng phát triển mới chocác nhà chọn tạo giống cây trồng nhằm tuyển chọn ra các chủng, giống đậu tương thích nghicao với điều kiện thời tiết của Việt Nam, từ đó cho năng suất cao Trong thực tế, nhờ nhữngnghiên cứu về sự ảnh hưởng của các nhân tố vô sinh đến sự sinh trưởng, phát triển của đậutương mà các nhà chọn tạo giống Việt Nam đã tổ chức lai tạo thành công các giống đậu tươngAK – 03, M – 103, DT 84 … Đây cũng là hướng phát triển đúng đắn để tạo ra các dòng cónguồn gốc nhập ngoại mang đặc điểm thích nghi với khí hậu nước ta.

** *

V.Tài liệu tham khảo

1 Giáo trình Khí tượng nông nghiệp (P.GS, T.S Đoàn Văn Điếm chủ biên) – NXB Nông

2 Giáo trình Cây công nghiệp ngắn ngày (Trần Thị Kim Ba chủ biên) – ĐH Cần Thơ.3 Tài liệu Cây đậu tương (K.S Vũ Ngọc Thắng cung cấp) – ĐH Nông Nghiệp Hà Nội.4 Đề tài nghiên cứu trọng điểm cấp Bộ: Nghiên cứu tập đoàn để chọn tạo giống đậu

tương thích hợp cho vùng đồng bằng trung du Bắc Bộ - Tác giả : T.S Vũ Đình Chính.5 Báo cáo: Một số đặc tính sinh trưởng và năng suất của tập đoàn giống đậu tương vụhè – Tác giả: T.S Vũ Đình Chính, Kết quả nghiên cứu khoa học NXB Nông Nghiệp -

Quyển I – 1994.

6 Báo cáo: Kết quả khảo nghiệm một số dòng, giống đậu tương mới lai tạo – Tác giả:

T.S Vũ Đình Chính, Thông tin khoa học kỹ thuật Nông Nghiệp - Số II – 1997.

7 Báo cáo: So sánh một số dòng giống đậu tương trong điều kiện vụ hè trên đất GiaLâm – Hà Nội – Tác giả: T.S Vũ Đình Chính, Tạp chí khoa học và kỹ thuật Nông

Nghiệp – 2001.

8 Báo cáo: Khảo sát một số giống, dòng đậu tương (Glycinmax (L) merrill) vụ hè trênđất Gia Lâm – Tác giả: T.S Vũ Đình Chính, Kết quả nghiên cứu khoa học 1986 - 1991,

NXB Nông Nghiệp – 1991.