3.3.2.1. Hàm lượng nitơ tổng số
Nitơ tham gia vào cấu trúc nên nhiều thành phần quan trọng của tế bào như protein, axit nuclêic, Nhiều nghiên cứu cho thấy hàm lượng nitơ có liên quan mật thiết đến việc điều chỉnh sinh lý của cơ thể khi gặp điều kiện bất lợi của môi trường, trong đó có hạn hán [27], [28]. Vì vậy, xác định chỉ tiêu hàm lượng nitơ không chỉ có ý nghĩa trong việc đánh giá phẩm chất hạt mà còn phản ánh được khả năng chống chịu của chúng.
Bảng 3.16. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng nitơ tổng số trong hạt đậu Hà Lan
Đơn vị: mg% Hàm lượng nitơ tổng số
CTTN
ĐC GH cây con GH ra hoa GH quả non 94,2 0,36 a 80,1 0,52 b 74,1 0,23 c 89,9 0,86 d
% so ĐC 100 85,0* 78,6* 95,5*
Số liệu trong bảng 3.16 cho thấy trong điều kiện đủ nước, hàm lượng nitơ tổng số trong hạt đậu Hà Lan là 94,2mg%. Khi gây hạn ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau cho thấy có sự suy giảm hàm lượng nitơ, dao động từ 78,6%
đến 95,5% so với đối chứng. Rõ ràng thiếu nước đã hoạt hoá các enzym thuỷ phân protein, đồng thời ức chế quá trình sinh tổng hợp và vận chuyển protein vào hạt. Do vậy hạn hán đã ảnh hưởng đến chất lượng hạt đậu Hà Lan.
So sánh ảnh hưởng của hạn đến phẩm chất hạt đậu Hà Lan ở ba thời kỳ sinh trưởng cho thấy: hạn ở thời kỳ ra hoa làm suy giảm lớn nhất đến hàm lượng nitơ tổng số (đạt 78,6% so với đối chứng), sau đó là thời kỳ cây con (đạt 85,0% so đối chứng) và quả non là thời kỳ có hàm lượng nitơ giảm ít nhất (đạt 95,5% so với đối chứng).
Hình 3.19. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng nitơ tổng số trong hạt đậu Hà Lan
3.3.2.2. Hàm lượng vitamin C
Vitamin C là chất chống oxy hoá nhờ khả năng cho và nhận hydro. Do vậy, vitamin C có vai trò duy trì trạng thái oxy hoá khử, tham gia vào các quá trình tổng hợp các chất và hoạt hoá enzym. Đặc biệt khi cây bị stress, vitamin C là coenzym hoặc có liên quan đến hoạt tính của các enzym khác có vai trò phân giải loại độc gốc oxi tự do, nâng cao sức chống chịu của cây. Đây cũng là một trong những phản ứng thích nghi của thực vật với stress của môi trường.
Hàm lượng vitamin C trong hạt tăng lên theo quá trình phát triển của hạt, nhưng giảm trong giai đoạn sấy khô. Vì vậy chúng tôi tiến hành xác định hàm lượng vitamin C trong hạt đậu Hà Lan ngay sau khi thu hái lúc hạt còn tươi.
Kết quả nghiên cứu về hàm lượng vitamin C trong hạt đậu Hà Lan được trình bày trong bảng 3.17 và hình 3.20.
Bảng 3.17. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng vitamin C trong hạt đậu Hà Lan
Đơn vị: % Hàm lượng vitamin C
CTTN
ĐC GH cây con GH ra hoa GH quả non 0,46 0,04 a 0,77 0,10 b 0,98 0,17 c 0,59 0,05 d % so ĐC 100 167,4* 213,1* 128,3*
Hình 3.20. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng vitamin C trong hạt đậu Hà Lan
Kết quả thí nghiệm trình bày trong bảng 3.17 cho thấy hàm lượng vitamin C trong hạt đậu Hà Lan tăng lên trong điều kiện thiếu nước, đạt 28,3% đến 113,1% so với đối chứng. Tác giả A. Dolatabadien và cộng sự (2009) [37]
khi nghiên cứu trên đối tượng củ cải thấy rằng hàm lượng acid ascorbic được tăng lên đáng kể dưới stress muối. Như vậy kết qủa của chúng tôi phù hợp với kết luận của A.Dolatabadien.
Hạn ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C khác nhau ở ba thời kỳ sinh trưởng. Gây hạn ở thời kỳ ra hoa có hàm lượng vitamin C tăng nhiều nhất, đạt 0,98% tăng 113,1% so với đối chứng và gây hạn ở thời kỳ quả non có hàm lượng vitamin C tăng ít nhất, đạt 0,59%, tăng 28,3% so với đối chứng. Như vậy, sự gia tăng hàm lượng vitamin C trong hạt đậu Hà Lan khi hạn hán là một trong các cơ chế để khử độc các sản phẩm được tạo nên trong quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử, làm tăng khả năng chống chịu của cây.
3.3.2.3. Hàm lượng đường khử
Những phân tử đường có cấu trúc nhỏ và dễ tan trong dịch bào có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng sự tích lũy các chất như proline và đường là phản ứng của tế bào thực vật với điều kiện thiếu nước [16], [24], [27].
Bảng 3.18. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng đường khử trong hạt đậu Hà Lan
Đơn vị: % Hàm lượng đường khử
CTTN
ĐC GH cây con GH ra hoa GH quả non 0,24 0,01a 0,28 0,03b 0,31 0,02c 0,26 0,01d % so ĐC 100 117,5* 128,5* 108,5*
Trong điều kiện đầy đủ nước, hàm lượng đường khử đạt 0,24%. Khi thiếu nước hàm lượng đường khử ở các mẫu xử lý hạn luôn cao hơn so với đối chứng, dao động từ 0,26% đến 0,31%. Gây hạn ở thời kỳ ra hoa có sự gia tăng hàm lượng đường khử cao nhất (đạt 28,5% so đối chứng), sau đó là hạn ở thời kỳ cây con (đạt 17,5% so đối chứng) và gây hạn thời kỳ quả non có hàm lượng đường khử tăng ít nhất (đạt 8,5% so đối chứng).
Hình 3.20. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng đường khử trong hạt đậu Hà Lan
Sự tích lũy đường khử trong tế bào chất làm giảm thế năng nước trong nguyên sinh chất, tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào. Đây là phản ứng thuận lợi giúp cho cây hút được nước, tăng khả năng chịu hạn, đảm bảo sự tổng hợp và tích lũy các chất trong hạt diễn ra ổn định. Kết quả của chúng tôi phù hợp với nhận định của Đinh Thị Phòng (2001) [24], Nguyễn Thị Tâm, Nguyễn Thị Thu Ngà [27] trên đối tượng cây lúa.
3.3.2.4. Hàm lượng tinh bột
Hạt đậu Hà Lan chứa một lượng lớn chất dự trữ là tinh bột [4], [12]. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện thiếu nước đến hàm lượng tinh bột trong hạt đậu Hà Lan trong ba thời kỳ sinh trưởng: cây con, ra hoa và quả non.
Kết quả nghiên cứu về hàm lượng tinh bột trong hạt đậu Hà Lan được trình bày trong bảng 3.19 và hình 3.22.
Bảng 3.19. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng tinh bột trong hạt đậu Hà Lan
Đơn vị: % Hàm lượng tinh bột
CTTN
ĐC GH cây con GH ra hoa GH quả non 1,49 0,01a 1,37 0,01b 1,34 0,01c 1,43 0,02d
% so ĐC 100 92,6* 90,4* 96,2*
Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng tinh bột trong hạt đậu Hà Lan đạt 1,49% khi đủ nước. Trong điều kiện thiếu nước, hàm lượng tinh bột giảm ở cả ba lô thí nghiệm. Gây hạn ở thời kỳ ra hoa làm giảm hàm lượng tinh bột nhiều nhất, đạt 90,4% so với đối chứng, sau đó là hạn ở thời kỳ cây con, đạt 92,6% so đối chứng và hạn thời kỳ quả non hàm lượng tinh bột giảm ít nhất, đạt 96,2% so với đối chứng. Điều này là do sự gia tăng hàm lượng đường khử trong hạt đã dẫn đến giảm sự tích lũy tinh bột. Đây cũng là một phản ứng của thực vật trước điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Hình 3.22. ảnh hưởng của điều kiện gây hạn đến hàm lượng tinh bột trong hạt đậu Hà Lan
Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu về hàm lượng proline, sự sinh trưởng, năng suất và phẩm chất hạt của giống đậu Hà Lan Đài Trung 12 khi gây hạn, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Khi gây hạn ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau kết quả cho thấy hàm lượng proline trong điều kiện đủ nước có sự thay đổi không đáng kể. Ngược lại, khi thiếu nước ở ba thời kỳ cây con, ra hoa và quả non hàm lượng proline có sự biến đổi khá rõ ràng: hàm lượng proline tăng dần theo thời gian bị hạn và đạt giá trị cao nhất trong giai đoạn gây hạn khi thấy lá dưới cùng của cây héo. Sau đó hàm lượng proline giảm dần và trở về gần giá trị như lúc ban đầu khi cây được tưới nước trở lại.
ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau ảnh hưởng của hạn đến hàm lượng proline là khác nhau. Trong đó, khi gây hạn ở thời kỳ ra hoa trong cây có sự tổng hợp và gia tăng hàm lượng proline mạnh nhất, tiếp đó là gây hạn ở thời kỳ cây con và ảnh hưởng của hạn đến sự tổng hợp, gia tăng hàm lượng proline ở thời kỳ quả non là ít nhất.
Khi gây hạn ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau, thấy rằng trong 2 giai đoạn gây hạn và hồi phục hàm lượng proline ở rễ luôn cao hơn ở lá và tốc độ gia tăng hàm lượng proline trong giai đoạn gây hạn diễn ra nhanh hơn so với tốc độ phân giải hàm lượng proline trong giai đoạn hồi phục. Trong đó khi gây hạn ở lá thì tốc độ tăng và giảm hàm lượng proline xảy ra vào thời kỳ quả non là lớn nhất; khi gây hạn ở rễ thì tốc độ tăng và giảm hàm lượng proline xảy ra vào thời kỳ ra hoa là lớn nhất.
2. Hạn hán đã ảnh hưởng khá rõ nét đến sự sinh trưởng của đậu Hà Lan. ở các thời kỳ sinh trưởng khác nhau sự tăng trưởng chiều cao, diện tích lá, số lượng nốt sần đều bị giảm sút khi thiếu nước. Ngược lại, ở rễ có phản ứng gia tăng chiều dài khi thiếu nước. Sự sinh trưởng về chiều cao thân, diện tích lá, số
lượng nốt sần trên rễ và tăng trưởng chiều dài rễ ở thời kỳ cây con bị tác động nhiều nhất khi bị hạn, tiếp đó là thời kỳ ra hoa, sau cùng là thời kỳ quả non. 3. Hạn hán đã ảnh hưởng đến sự tạo quả và hạt ở đậu Hà Lan. Chiều dài quả, số quả trên cây, số hạt trên quả, khối lượng hạt trên cây và khối lượng 100 hạt đều giảm sút khi thiếu nước. Hạn ở thời kỳ ra hoa làm giảm nhiều nhất chiều dài quả, số quả trên cây, số hạt trên quả. Hạn ở thời kỳ quả non làm khối lượng hạt trên cây, khối lượng 100 hạt giảm mạnh nhất.
Hạn cũng ảnh hưởng đến chất lượng hạt của đậu Hà Lan ở các thời kỳ sinh trưởng. Trong đó hàm lượng nitơ tổng số và hàm lượng tinh bột trong hạt giảm khi thiếu nước, giảm mạnh nhất khi gây hạn ở thời kỳ ra hoa. Ngược lại, hạn làm tăng hàm lượng đường khử và hàm lượng vitamin C trong hạt, tăng mạnh nhất khi gây hạn ở thời kỳ ra hoa.
Tài liệu tham khảo Tiếng Việt
[1] Nguyễn Thị An (2000), “ Nghiên cứu đặc điểm một số giống đậu Hà Lan
trong điều kiện vùng Gia Lâm- Hà Nội”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Rau-
Hoa- Quả, số 3, trang 17- 22.
[2] Nguyễn Thị An (2003), Kết quả tuyển chọn giống đậu Hà Lan năng
suất cao, chất lượng tốt, chống chịu bệnh phấn trắng , Báo cáo khoa học
Nghiên cứu Rau Quả.
[3] Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thị Hiền, Phùng Gia Tường (1997), Thực
hành hoá sinh học, Nxb Giáo Dục, Hà Nội.
[4] Tạ Thu Cúc (2005), Kỹ thuật trồng cây đậu rau, Nxb Nông nghiệp Hà
Nội.
[5] Điêu Thị Mai Hoa (2007), “ Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng amino axit
proline trong mầm và lá đậu xanh khi bị hạn”, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên
cứu khoa học cấp Trường, Mã số C.06.09.
[6] Điêu Thị Mai Hoa, Trần Thị Thanh Huyền (2007), “ Sự biến đổi hàm lượng amino acid proline ở rễ và lá đậu xanh dưới tác động của stress muối
NaCl”, Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống, Nxb Khoa
học kỹ thuật, trang 482- 485.
[7] Nguyễn Huy Hoàng (1992), Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn của
các mẫu giống đậu tương nhập nội ở miền Bắc Việt Nam, Luận án PTS Khoa
học Nông nghiệp, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam.
[8] Nguyễn Huy Hoàng, Trần Đình Long (1992), “ Đánh giá khả năng chịu
hạn chịu nóng của tập đoàn giống đậu tương nhập nội”, Tạp chí Nông nghiệp
và Công nghiệp thực phẩm, số 4, trang 138- 140.
[9] La Việt Hồng (2008), ảnh hưởng của sự thiếu nước đến hàm lượng proline ở cây đậu tương , Kỷ yếu Hội nghị nghiên cứu khoa học của sinh
viên các trường Đại học Sư phạm lần thứ IV, Nxb Đại học Huế, trang 215- 223.
[10] Phạm Xuân Hội, Trần Duy Quý, Phan Tuấn Nghĩa (2004), “ Nghiên cứu
các tính chất của enzym PDH 45 mở xoắn ADN của cây đậu Hà Lan (Pisum
sativum L.)”, Tạp chí Sinh học, số 1, trang 39- 47.
[11] Lê Quý Kha, Đỗ Tuấn Khiêm (2004), “ Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của một số giống ngô lai ở thời kỳ sinh trưởng sinh dưỡng trong điều
kiện gây hạn”, Tạp chí Nông nghiệp- Nông thôn- Môi trường, số 12, trang
1673- 1675
[12] Nguyễn Đăng Khôi (1979), Nghiên cứu về cây thức ăn gia súc Việt Nam,
tập 1, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[13] Nguyễn Đăng Khôi (1997), “ Các cây đậu ăn hạt ở Việt Nam”, Tạp chí
Sinh học, tập 19 (2), trang 5- 10.
[14] Đỗ Ngọc Liên (2004), Thực hành hoá sinh miễn dịch, Nxb Đại học Quốc
gia Hà Nội.
[15] Trần Thị Phương Liên, Lê Thị Muội (2005), “ Nghiên cứu gen mã hoá
dehydrin- protein chống mất nước ở ngô và đậu tương”, Những vấn đề nghiên
cứu cơ bản trong khoa học sự sống, Nxb Khoa học kỹ thuật, trang 1288- 1291.
[16] Nguyễn Hoàng Lộc, Trương Thị Bích Phượng, Trương Thị Phương Lan, Đặng Thị Thu Thủy, Nguyễn Hữu Đống (2002), “ ảnh hưởng của mannitol đến tích luỹ glucose và proline liên quan tới khả năng điều chỉnh thẩm thấu
trong nuôi cấy callus mía (Saccharum Oficinarum K.)”, Tạp chí Nông nghiệp-
Nông thôn- Môi trường, số 8, trang 664- 666.
[17] Nguyễn Văn Mã (1994), “ Hiệu lực của phân vi lượng và phân vi khuẩn
nốt sần đối với đậu xanh trên đất bạc màu”, Tạp chí Nông nghiệp và công
[18] Nguyễn Văn Mã (2002), “ Phản ứng của đậu xanh khi thiếu nước”, Hội
thảo báo cáo khoa học bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên, Nxb Nông nghiệp, trang 73- 77.
[19] Nguyễn Văn Mã (2004), “ ảnh hưởng của sự thiếu nước tới khả năng
quang hợp của cây lạc”, Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự
sống, Nxb Khoa học kỹ thuật, trang 504- 506.
[20] Nguyễn Văn Mã, Nguyễn Minh Điệu (2006), “ Sử dụng huỳnh quang
diệp lục nghiên cứu khả năng chịu hạn của cây lạc”, Tạp chí Khoa học và
công nghệ, tập 44 (6), trang 61- 66.
[21] Chu Hoàng Mậu (2001), Sử dụng phương pháp đột biến thực nghiệm để
tạo các dòng đậu tương và đậu xanh thích hợp cho miền núi Đông Bắc Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện công nghệ sinh học.
[22] Nguyễn Văn Mùi (2001), Thực hành hoá sinh học, Nxb Đại học Quốc
gia Hà Nội.
[23] Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Như Khanh (1982), Thực hành sinh lý thực
vật, Nxb Giáo dục đào tạo.
[24] Đinh Thị Phòng (2001), Nghiên cứu khả năng chọn dòng chịu hạn ở lúa
bằng công nghệ tế bào thực vật, Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện công nghệ
sinh học.
[25] Nguyễn Hữu Quán (1984), Phát triển nguồn lợi đậu đỗ và các cây họ
đậu nhiệt đới, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
[26] Dương Văn Thắng, Nguyễn Như Khanh (2004), “ Nghiên cứu so sánh
năng suất và phẩm chất của một số giống sắn (Manihot esculenta) trồng ở điều kiện khô nóng vùng đồi núi huyện Vân Canh tỉnh Bình Định”, Những
vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống, Nxb Khoa học kỹ thuật,
[27] Nguyễn Thị Tâm, Nguyễn Thị Thu Ngà (2007), “ ảnh hưởng của hạn sinh lý đến một số chỉ tiêu sinh hoá ở giai đoạn nảy mầm của một số giống
lạc”, Tạp chí Khoa học công nghệ, kỳ 2, trang 34- 39.
[28] Nguyễn Xuân Thành (2003), “ Nghiên cứu khả năng chịu hạn của đậu
xanh trong điều kiện nhân tạo”, Thông báo khoa học các trường Đại học,
trang 63- 69.
[29] Trần Khắc Thi (2003), Trồng, bảo quản và chế biến một số loại rau, hoa
xuất khẩu, Nxb Nông nghiệp Hà nội.
[30] Trần Khắc Thi, Nghiêm Hoàng Anh, Nguyễn Thị An, Nguyễn Thị Liên
Hương (2009), Kỹ thuật trồng đậu rau an toàn- năng suất- chất lượng cao,
Nxb Khoa học tự nhiên và công nghệ.
[31] Bùi Huy Thiện (1979), Sự tập trung proline là phản ứng của thực vật
trước những môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu ở cây ngô và lúa non, Luận
án PTS Sinh học.
[32] Phạm Xuân Tùng, Nguyễn Thị Thanh Xuân, Ngô Minh Thê (2004), “
Kết quả nghiên cứu xác định quy trình thâm canh đậu Hà Lan an toàn tại Lâm Đồng”, Báo cáo khoa học Trung tâm nghiên cứu khoai tây-rau và hoa.
[33] Phạm Xuân Tùng, Nguyễn Thế Nhuận, Ngô Minh Thê (2005), “ Kết quả
chọn giống đậu Hà Lan CPX5 và EG 623”, Tạp chí Nông nghiệp và phát triển
nông thôn, số 2, trang 23- 25.
[34] Phạm Xuân Tùng, Nguyễn Thị Thanh Xuân (2006), “ ảnh hưởng số lần