Ảnh hưởng của dịch tảo chlorella vulgaris lên một số chỉ tiêu sinh trưởng của hai giống lạc sen nghệ an và l v t ở phòng thí nghiệm

Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng Lời cảm ơn Hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo trong khoa Sinh, các anh, chị là học viên cao học 6, 7, 8 và nghiên cứu sinh cùng toàn thể tập thể lớp 39A khoa Sinh cũng nh các bạn cùng làm đề tài tốt nghiệp. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn lòng nhiệt tình, tình thơng và những đóng góp của thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Đình Châu đã trực tiếp giúp đỡ, hớng dẫn tôi hoàn thành bản luận văn này. Cảm ơn thầy, cô giáo, anh, chị cùng các bạn! Tác giả: Nguyễn Mạnh Hùng. 1 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng Mở đầu Cây lạc thuộc họ đậu ( Fabaceae) là cây trồng ngắn ngày, có giá trị sinh thái, môi trờng và kinh tế cao. Trồng lạc có khả năng cải tạo đất, vì chúng có khả năng cố định đạm nhờ vi khuẩn nốt sần ở rễ . Lá và thân lạc có thể dùng làm thức ăn cho trâu, bò, lợn . hay làm phân xanh rất tốt. Quả lạc chứa nhiều chất dinh dỡng; nhiều nhất là lipit - hay còn gọi là dầu lạc, prôtêin, ngoài ra còn có các vitamin và chất khoáng . Hạt lạc có thể chế biến để làm thức ăn theo nhiều cách: Luộc, rang, làm muối lạc, làm kẹo . Trồng lạc làm cho đất đợc bổ sung thêm chất đạm, sau khi thu hoạch lạc để lại cho đất một lợng đạm khá lớn do nốt sần của bộ rễ và thân, lá lạc để lại . Do lạc có nhiều u điểm về giá trị dinh dỡng, kinh tế và lại dễ trồng nên diện tích trồng lạc ngày một gia tăng, năng suất ngày càng cao . Tảo Chlorella đợc Tamia coi là kích thích tổ sinh trởng rất có ý nghĩa vì nó rẻ tiền và an toàn thực phẩm. ở Việt Nam, lạc đợc trồng nhiều ở khu 4 cũ và những vùng đất cát ven biển, diện tích trồng lạc cũng đang đợc mở rộng khắp cả nớc. Đồng thời với việc tăng diện tích trồng thì hiện nay ở nớc ta có rất nhiều giống lạc đang đợc gieo trồng. Nhiều nhà khoa học, phòng thí nghiệm, trại, trạm, viện nghiên cứu tập trung đề tài cây lạc nhằm giải quyết kỷ thuật, giống, phân bón, phòng trừ sâu bệnh để làm tăng năng suất lạc. Theo hớng trên chúng tôi nghiên cứu một số vấn đề nhỏ thuộc về tảo Chlorella ảnh hởng lên lạc : Trong luận văn tốt nghiệp này chúng tôi thực hiện đề tài ảnh hởng của dịch tảo Chlorella lên một số chỉ tiêu sinh trởng của 2 giống lạc: Sen Nghệ An và LVT). Mục đích của đề tài: 2 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng - Thăm dò ảnh hởng của dịch tảo Chlorella vulgaris lên các chỉ tiêu sinh tr- ởng của 2 giống lạc Sen Nghệ An và LVT, tìm nồng độ dịch tảo thích hợp ảnh h- ởng lên các chỉ tiêu đó. - Tập dợt tổng hợp tài liệu thuộc lĩnh vực nghiên cứu. - Rèn luyện các phơng pháp, thao tác, kỹ năng làm thí nghiêm, làm quen với phơng pháp nghiên cứu khoa học . 3 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng Chơng I Tổng quan tài liệu về cây lạc và tảo Chlorella vulgaris 1.1. Tổng hợp nghiên cứu về cây lạc: 1.1.1. Nguồn gốc cây lạc: Cây lạc có tên khoa học là Arachis hypogeae L. {10} là cây trồng đợc đa vào Việt Nam từ rất lâu. Năm 1961 Nguyễn Hữu Quán đã đa ra một nhận định không có dẫn chứng chứng minh rằng: Cây lạc đến nớc ta từ Trung quốc đầu thế kỷ 19. Hiện nay về nguồn gốc cây lạc cũng có nhiều quan điểm khác nhau. Theo B.B.Hizgrynis thì trung tâm trồng lạc nguyên thuỷ là vùng Cranchaco nằm trong thung lũng Paragoay và Parafia. {5} Nhà bác học Liên Xô Vavilôp thì cho rằng Paragoay và Brazil là trung tâm trồng lạc nguyên thuỷ {5,6}. Trong khi đó một số tác giả khác lại cho rằng lạc có nguồn gốc từ Bôlivia. Phân tích đồng vị các bon phóng xạ, nhiều nhà khoa học xác định cây lạc đ- ợc trồng cách đây 3200 - 3500 năm . Năm 1576, Nicolas Monardes - một nhà vật lý - đã mô tả cây lạc và ghi chú giống cây này là đợc gửi cho tôi từ Pêru . {1} Quả lạc đợc vẽ hình đầu tiên trong cuốn sách của Jandelaet (1529). Một số tác giả nh Maregraue đã mô tả nhầm là quả lạc đợc phát sinh từ rễ, một số tác giả khác lại mô tác quả lạc đợc phát sinh từ hoa Poitran (1806) Richard (1823) . Đầu thế kỷ 14 ngời Bồ Đào Nha nhập cây lạc từ bờ biển Tây Phi. Ngời Tây Ban Nha thì đa cây lạc từ bờ biển tây Mêhicô đến Philippin, từ đó lan toả ra cả Trung Quốc, Nhật Bản, Đông Nam á, ấn Độ và bờ biển phía đông nớc úc. {6} Thế kỷ 18, Nicole đã trồng cây lạc trong vờn thí nghiệm thực vật ở Montpellier, năm 1723 đã thông báo cho viện hàn lâm khoa học Pháp. 1953 , C.Linner đã mô tả cụ thể và phân loại đó, đồng thời đặt tên khoa học là arachis hypogeae L. 4 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng Trong Vân đài loại ngữ của Lê Quý Đôn (1726-1783) trớc thể kỷ 18 đã nói đến gần 100 loại cây trồng, cây rừng, cây dại trong nớc. Nhng cũng không nói đến cây lạc. Không có một ngời châu Âu nào đến nớc ta vào thể kỷ 19 đã ghi nhận thấy có trồng lạc trong những tập viết đã xuất bản của họ. Nói tóm lại cho đến thể kỷ 19 trớc ta không có tài liệu nói đến cây lạc. Cũng có thể cây lạc vào nớc ta theo các nhà buôn và các nhà truyền giáo từ châu Âu. Hiện nay cây lạc đợc trồng rộng khắp cả nớc với nhiều giống khác nhau và là cây nông nghiệp quan trọng 1.1.2. Giá trị của cây lạc: 1.1.2.1. Giá trị dinh dỡng: -Theo tác giả Nguyễn Danh Đông(1984) lạc có thành phần dinh dỡng:{5} . Vỏ lạc: 80 -> 90 % Gluxit 4 -> 7% Prôtêin 2 -> 3% Lipit . Vỏ lụa: 18% Xenluloz 13% Prôtêin 1% Lipit 2% Khoáng . Lá mầm: 50% Lipit 30% Prôtêin - Theo tác giả Lê Doãn Diên ( 1993):{4} .Vỏ quả: 0,6->21,2% Gluxit 65,7->79,3% Xơ thô 4,8-> 7,2% Prôtêin 1,2-> 2,8% Lipit 1,9-> 4,6% Khoáng .Vỏ hạt: 11-> 13,4% Prôtêin 0,5 ->1,9% Lipit 48,3->52,2% Gluxit 21,4-> 34,9% Xơ thô 5 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng 2,1% Khoáng . Lá Mầm: 43,2% Prôtêin 16,6% Lipit 31,2% Gluxit 6,3% Khoáng Nhìn chung lạc hạt chứa khoảng 22-26% Prôtêin, 45-50% dầu là nguồn bổ sung đạm, chất béo quan trọng cho con ngời . Trên thế giới có tới 80% sản lợng lạc dùng để chế biến dầu ăn, trên 12% dùng để chế biến bánh, mứt, kẹo, bơ, khoảng 6% cho chăn nuôi. ở Việt Nam sản lợng lạc dùng cho xuất khẩu tới 70%, là cây thu ngoại tệ quan trọng. ở nớc ta các nhà máy ép dầu đã sản xuất đợc dầu lạc tinh luyện thơm ngon, dùng để chế biến thức ăn hơn hẳn mỡ lợn vì hạn chế đợc chất Cholesterol là chất làm xơ cứng động mạch, cũng nh không bị ôi thiu trong điều kiện bảo quản bình thờng. Khô dầu lạc là nguồn bổ sung chất béo quan trọng trong chế biến thức ăn gia súc tổng hợp, thân ,lá lạc dùng làm thức ăn cho trâu, bò hoặc làm phân bón hữu cơ. 1.1.2.2. Vai trò của lạc trong hệ sinh thái: Cây lạc nhờ có khả năng tổng hợp đợc đạm từ nitơ tự nhiên trong khí quyển. Bởi rễ lạc có các nốt sần chứa vi khuẩn Rhizobium có khả năng cố định đạm, nên trồng lạc không những cho thu hoạch mà còn làm tăng lợng đạm dự trữ trong đất, làm giàu thêm nguồn dinh dỡng cho đất trồng. 1.1.3. Sinh trởng phát triển của cây lạc: Giai đoạn đầu của cây lạc là sự nẩy mầm của hạt (tức là chuyển biến của hạt từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt động) . Đầu tiên, hạt lạc hút nớc, sau đó là hoạt động của các men phân giải và kết quả là xuất hiện cây mầm. Hạt lạc có hút nớc thì mới nẩy mầm đợc. Trong điều kiện thuận lợi nhất (số liệu nghiên cứu ĐHNN I), khi có lợng nớc cần thiết thì hệ thống Enzim mới bắt 6 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng đầu hoạt động, đặc biệt là các Enzim thủy phân lipit (Lipaza) và Enzim Prôtêza thuỷ phân prôtit. Sự phân giải này xẩy ra trong nội nhũ của hạt để tổng hợp prôtein cấu tạo cây con và giải phóng năng lợng để sử dụng trong hoạt động sống . Biểu hiện bên ngoài của sự nảy mầm là trục phôi dài ra đâm thủng vỏ hạt. Nếu điều kiện thuận lợi thì sau 30-40 giờ là có thể quan sát đợc trục phôi, sau 4 ngày mầm phôi có thể đạt 2-3 cm và có thể thấy phần cổ rễ.{5} Lạc nảy mầm theo kiểu nâng hạt, theo kết quả điều tra ở nớc ta thì chiều cao của cây lạc khoảng 70-150 cm đối với dạng bò và 40-80 cm đối với dạng cây mọc phát triển thẳng đứng. Tuy nhiên chiều cao của cây lạc phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh và đặc điểm di truyền của mỗi giống . Lá lạc sinh trởng và phát triển tơng ứng với sự sinh trởng và phát triển của chiều cao cây, lá lạc là nơi diễn ra quá trình quang hợp. Sự hình thành nốt sần: Khi lạc có 6-7 lá, nốt sần bắt đầu xuất hiện và tăng lên cả về số lợng, chất lợng cho đến khi hoa nở lần đầu. Tuy nhiên nốt sần cũng phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể mà có sự sai khác nh: khi gieo lạc thành cụm thì nốt sần sẽ phát triển sớm và nhanh với số lợng và chất lợng nhiều.{5} Theo nghiên cứu của Lê Doãn Diên và Ngô Thế Vinh (1970) thì động thái của đạm chứa trong phân rẽ có liên quan chặt chẽ với động thái về số lợng và chất lợng của nốt sần. Hoa lạc: Đợc mọc ra từ các mắt của các cành, ở mỗi vị trí có thể ra từ 3-5 hoa các hoa lạc ra đầu tiên từ 4 cành cấp 2 mọc ra từ 2 cành cấp 1. Chiếm 50-60 % số quả chắc của cây. Khi cây lạc có 5-6 lá trên thân chính thì bắt đầu có sự phân hoá mầm hoa. Khi có 8-9 lá thì hoa nở. Thời gian ra hoa kéo dài từ 25-40 ngày tuỳ giống và điều kiện sinh trởng, có khi hoa kéo dài cho tới kỳ thu hoạch. Giai đoạn hoa nở rộ kéo dài 15-20 ngày và trung bình 5-10 hoa/ngày/ cây. Trong thời gian này có thể có 70-94% hoa trên cây. Hoa lạc nở vào lúc 7- 9 giờ sáng nhng đã đợc thụ phấn trớc đó 7-10 giờ. Sau khi đ- ợc thụ phấn, tế bào cuống hoa phát triển thành tia, chiều dài của tia có thể đạt tới 16 cm. Tia mọc dài ra theo hớng đâm xuống đất, sau đó đầu tia phình to phát triển thành quả lạc. 7 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng Quá trình hình thành quả lạc có thể tóm tắt nh sau: {5} 5-6 ngày: Đầu mút tia bắt đầu phình ngang. 9 ngày: Quả lớn nhanh thấy rõ phần cuống. 12 ngày: Quả tăng kích thớc gâp đôi so với lúc 9 ngày. 20 ngày: Quả định hớng nhng có vỏ mọng nớc, hạt đã thấy rõ . 30 ngày: Vỏ quả cứng, săn lại, hạt định hình . 45 ngày: Vỏ quả có gân rõ, mỏng dần mang màu sắc đặc trng. 60 ngày: Hạt chín hoàn toàn và có thể thu hoạch. 1.1.4. Sinh thái học cây lạc: {10}. - Nhiệt độ: Thích hợp nhất cho sinh trởng và phát triển từ 24-33 0 C, nhiệt độ hạn dới cho cây lạc nẩy mầm là 12 0 C, cho thụ tinh là 17 0 C. - ánh sáng: Lợng hoa lạc phụ thuộc vào nhiều số giờ nắng. Vụ thu ở miền Bắc do số giờ nắng nhiều kết hợp với nhiệt độ cao nên lạc ra hoa nhiều và cho nhiều quả hơn hẳn lạc xuân . - Lợng ma và độ ẩm: Lạc là cây chịu hạn giỏi hơn đậu tơng và đậu xanh, cây sinh trởng tốt và cho năng suât cao nếu nhận đợc nớc đầy đủ. Nếu gặp hạn ở các giai đoạn phát triển của lạc đều ảnh hởng xấu cho lạc . - Đất: Do quả lạc nằm ở dới đất nên thành phần cơ giới của đất quan trọng hơn độ phì . Các loại đất nh: Cát pha bạc màu ở Trung du, đồng Bắc bộ, phù sa ven sông, đất cát ven sông, ven biển, đâtt đỏ bazan, đất xám là thích hợp nhất cho trồng lạc. Lạc cũng là cây chịu chua giỏi nên có thể trồng ở những vùng đất có độ pH = 4,5, tuy nhiên pH thích hợp nhất là 6-7. - Dinh dỡng: . Đạm: Nhu cầu đạm của lạc cao hơn nhiều so với các loại cây ngũ cốc vì hàm lợng prôtein trong lạc chiếm 23-25%, cao hơn 1,5 lần ở ngũ cốc. Để cung cấp cho cây sinh trởng, cần bón một lợng đạm 15-20 kg/ha (Verma và Baipai 1964). Patra ( 1974) cho biết, năng suất tăng 46% khi bón Urê trên lá trong thời kỳ đâm tia. Đạm hấp thu 10% tổng nhu cầu trong thời kỳ sinh trởng sinh dỡng , 40-50% trong thời kỳ ra hoa và quả chín. 8 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng . Lân: Phần lớn P trong cây ở dạng vô cơ đóng nhiều vai trò quan trọng trong qúa trình chuyển hoá của tế bào, thiếu P làm ảnh hởng đến chức năng của tế bào, làm giảm số lợng nốt sần và khả năng cố định đạm . . Kali: K cần thiết cho quá trình quang hợp và phát triển quả. Burkhart và Collins (1941) đã quan sát triệu chứng thiếu kali: Thân cỏ màu đỏ chói, lá xanh nhạt, sau đó chuyển sang vàng. Nếu thiếu S, P, Ca sẽ làm giảm hàm lợng K trong cây, thiếu N thì K sẽ tăng lên trong thân và thể hiện trong năng suất (theo Anderson ( 1971) và Hall ( 1975), nếu lợng K 2 0 quá nhiều sẽ làm giảm năng suất của những giống dạng đứng, chín sớm (Wilker 1979). . Canxi : Lạc cần hấp thụ Ca mới phát triển đợc, do vậy Ca ảnh hởng đến năng suất và chất lợng của lạc, đặc biệt sau khi hoa thụ phấn, hình thành tia đâm xuyên vào đất. Để hình thành quả tia phải hấp thụ Ca từ xunh quanh. Dù Ca có thừa ở rễ, ở thân, ở lá cũng không có ích gì cho quả. Quả muốn phát triển bình thờng thì Ca phải có môi trờng xung quanh quả (Vader 1944 Bledsoe 1966). Thiếu Ca ảnh h- ởng đến độ chắc và chất lợng quả, giảm số tia hình thành quả cũng nh tổng số tia trên cây, thân và lá sinh trởng phát triển không binh thờng nốt sần và lợng chất khô giảm . Ngoài ra, một số yếu tố khác nh: Cu,Zn, Mn, S,Mg, Mo đều ảnh hởng nhất định đến năng suất và chất lợng của lạc 1.1.5. Sản xuất lạc trên thế giới và ở Việt Nam: 1.1.5.1 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới: {10}. Diện tích lạc trên thế giới đến năm 1989 là 19.912.000 ha 5 nớc sản xuất lạc lớn nhất thế giới: ấn độ (8.100 nghìn ha), Trung quốc (3,012 nghìn ha) , Senegal (800 nghìn ha), Nigiera (784 nghìn ha), Mỹ (666 nghìn ha), còn Việt Nam (1990) là 200 nghìn ha. Năng suất bình quân toàn thế giới 1989 là 1.173 kg/ha, trong đó bình quân cao nhất đạt ở israel: 6515kg/ha, tiếp theo là Mỹ 2719kg/ha. Điều kỳ diệu là Trung Quốc năng suất trung bình đạt 1791kg/ha trên diện tích 3 triệu ha. 9 Luận văn tốt nghiệp cử nhân s phạm Nguyễn Mạnh Hùng Đến năm 2000 diện tích trồng lạc trên thế giới là 21,35 triệu ha, năng suất bình quân đạt 1,43 tấn/ ha, sản lợng hạt vỏ đạt 30,53 triệu tấn. {17} Phân bổ diện tích trồng lạc trên thế giới: Châu á 63,177%, Châu Phi 30,81%, Châu Mỹ 5,8% , Châu âu 0,22%.{11} 1. 1.5.2. Tình hình sản xuất lạc ở Việt Nam: {10} Trong vòng 6 năm từ 1985-1990, diện tích lạc cả nớc biến động trong khoảng từ 212 nghìn đến 201 nghìn ha, với năng suất bình quân đạt từ 9,5- 10,6tạ/ha. Sản xuất lạc có thể chia làm 5 vùng chính: - Trung du, đồng bằng Bắc bộ : Khoảng 5 vạn ha . - Khu 4 cũ ( gồm Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh và Duyên hải Trung Bộ khoảng 6,5 vạn ha. - Tây Nguyên (tập trung ở Gia Lai, ĐakLak,Kom tum):Khoảng 2 vạn ha. - Đông Nam Bộ(Đồng Nai, Tây Ninh, Sông Bé, TP HCM)khoảng 5vạn ha. - Đồng bằng sông Cửu Long khoảng 1,3 vạn ha . 1.2. Tổng hợp nghiên cứu về tảo Chlorella: Tảo (Algae) là thực vật bậc thấp, trong tế bào có chứa diệp lục và sống chủ yếu ở nớc. Theo những kết quả nghiên cứu cho thấy khoảng 1/3 sinh khối thực vật trên trái đất có nguồn gốc từ tảo. Trong số những loài tảo đã biết thì Spirulina, Nostoc, Anabaena và Chlorella đợc nghiên cứu nhiều nhất . Những loài tảo này có thể tạo nên một sinh khối lớn giàu dinh dỡng và giàu các hoạt chất sinh học hoặc có khả năng cố định nitơ khí quyển, làm giàu thêm cho đất, một số loài đợc sử dụng để xử lý nớc thải và vệ sinh môi trờng. Tảo Chlorella vulgaris lần đầu tiên đợc Beijerinck phát hiện và mô tả năm 1890. Thế nhng giá trị thực tiến của nó thì mãi đến năm 1940 trở lại đây mới đợc biết đến. Đức là nớc đầu tiên đề cấp đến lĩnh vực này. 10 . luận v n t t nghiệp này chúng t i thực hiện đề t i ảnh hởng của dịch t o Chlorella l n m t số chỉ tiêu sinh trởng của 2 giống l c: Sen Nghệ An v LVT) hởng của dịch t o Chlorella l n độ dài mầm của m t số giống l c trong phòng thí nghiệm, k t quả cho thấy dịch t o Chlorella kích thích nảy mầm ở Sen lai