3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.2.2. Sự hình thành nốt sần của các giống đậu tương thí nghiệm
Nốt sần là kết quả hoạt động của một số loại vi khuẩn có tên khoa học là Rhizobium japonicum sống cộng sinh với rễ cây đậu tương. Cây cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật hoạt động và ngược lại vi sinh vật tổng hợp Nitơ tự do trong không khí chuyển sang dạng đạm hữu cơ để cây có thể sử dụng được. Cây càng cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cho vi sinh vật thì vi sinh vật càng phát triển và tích lũy đạm càng nhiều cho cây.
Nốt sần bắt đầu xuất hiện sau mọc từ 14-15 ngày, phát triển nhiều và mạnh nhất vào thời gian cây ra hoa và làm quả, tập trung nhiều ở lớp rễ thứ nhất. Sau khi vi sinh vật xâm nhập 4 tuần, nốt trưởng thành có dạng hình cầu, đường kính từ 3,6mm. Khi có nhiều điểm xâm nhập kết hợp với nhau, nốt sần có hình dạng không xác định hoặc xẻ nhánh. Nốt sần ở cây đậu tương có tập tính sinh trưởng hữu hạn, không có mô phân sinh chóp .
Nốt sần tồn tại ở dạng trưởng thành tới tuần thứ 6 hoặc thứ 7 thì già đi. Trong quá trình sinh trưởng, vi sinh vật tiếp tục xâm nhập vào các rễ non, vì vậy một cây đậu tương trưởng thành có thể có các nốt sần ở các độ tuổi khác nhau. Sự cố định Nitơ ở một cây là tổng các thời kỳ hoạt động của hàng loạt nốt sần phát triển trong thời gian rễ mọc.
Nitơ không khí (chiếm khoảng 78%) khuyếch tán từ đất vào nốt sần, tại đây, Nitơ được khử thành NH3 nhờ sử dụng năng lượng lấy từ hô hấp và các sản phẩm quang hợp chuyển từ lá vào nốt sần. Khả năng cố định Nitơ của nốt sần liên quan chặt chẽ đến sự có mặt của Legmoglobin- là sắc tố hồng, đỏ. Chất này đóng vai trò mang oxy cần thiết cho sự phân giải ATP và không làm tổn hại đến enzym Nitrogenaza vốn rất mẫm cảm với oxy. Sản phẩm của quá trình cố định đạm Nitơ và phản ứng cố định Nitơ được diễn ra như sau:
N2 +8e- + 8H+ Nitrogenaza 2NH3 + H2
P
Sự cố định Nitơ của nốt sần có thể đáp ứng từ 40-70% nhu cầu đạm của cây đậu tương. Đây là đặc điểm quý giá đã đưa cây đậu tương trở thành cây trồng quan trọng trong chiến lược sản xuất nông nghiệp hiện nay. Để đánh giá khả năng hình thành và phát triển của nốt sần, chúng tôi đã nghiên cứu về số lượng và khối lượng nốt sần của các giống đậu tương thí nghiệm vào 2 thời kỳ hoa rộ và chắc xanh. Kết quả được trình bày trong bảng 3.4.
Bảng 3.4. Số lượng nốt sần hữu hiệu của các giống đậu tương.
Đơn vị: cái/cây
Giống
Vụ Hè Thu năm 2015 Vụ Xuân năm 2016 Thời kỳ hoa rộ (cái/cây) Thời kỳ chắc xanh (cái/cây) Thời kỳ hoa rộ (cái/cây) Thời kỳ chắc xanh (cái/cây) DT 84 (Đ/c) 21,63 61,23 18,43 53,37 ĐT 22 26,67 68,26 22,87 62,73 ĐT 31 25,23 64,13 20,66 61,67 ĐT 51 18,86 57,43 17,33 54,66 DT 2012 21,53 61,46 18,90 58,43 ĐT 30 18,43 49,10 16,43 52,20 ĐT 26 24,56 63,33 20,13 61,67 DT 2008 28,53 62,90 23,10 60,00 P < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05 CV(%) 5,4 4,7 4,5 4,6 LSD05 2,19 4,97 1,56 4,70
Vụ Hè Thu năm 2015, số lượng nốt sần ở thời kỳ hoa rộ biến động từ 18,43 - 28,53 cái/cây. Trong các giống đậu tương thí nghiệm có giống ĐT 51 và giống ĐT 30 có số lượng nốt sần thời kỳ hoa rộ (18,86 và 18,43 cái/cây) thấp hơn giống đối chứng (DT84: 21,63 cái/cây). Giống DT 2012 có số lượng nốt sần thời kỳ hoa rộ tương đương so với giống đối chứng. Các giống còn lại có số lượng nốt sần thời kỳ hoa rộ cao hơn so với công thức đối chứng, chắc chắn ở mức độ tin cậy 95%. Ở thời kỳ chắc xanh số lượng nốt sần tăng mạnh và biến động từ 49,10 - 68,26 cái/cây. Giống ĐT 22 có số lượng nốt sần thời kỳ chắc xanh cao nhất đạt 68,26 cái/cây, cao hơn so với giống đối chứng (61,23 cái/cây) là 7,03 cái/cây; giống ĐT30 có số lượng nốt sần thời kỳ chắc xanh đạt 49,10 cái/cây, thấp hơn so với giống đối chứng, chắc chắn ở mức độ tin cậy 95%. Tất cả các giống đậu tương thí nghiệm còn lại đều có số lượng nốt sần thời kỳ chắc xanh tương đương so với giống đối chứng.
Ở vụ Xuân năm 2016, số lượng nốt sần ở thời kỳ ra hoa rộ biến động từ 16,43 - 23,10 cái/cây. Trong các giống đậu tương thí nghiệm giống ĐT 30 có số lượng nốt sần thời kỳ hoa rộ (16,43 cái/cây) thấp hơn giống đối chứng (DT84: 18,43 cái/cây). Các giống DT 2012; ĐT 51 có số lượng nốt sần thời kỳ hoa rộ tương đương so với giống đối chứng. Các giống còn lại có số lượng nốt sần cao hơn so với giống đối chứng, chắc chắn ở mức độ tin cậy 95%. Trong đó cao nhất là giống DT 2008 đạt 23,10 cái/cây.
Ở thời kỳ chắc xanh số lượng nốt sần tăng mạnh và biến động từ 52,20 - 62,73 cái/cây. Trong đó giống ĐT 30 và giống ĐT 51 có số lượng nốt sần tương đương so với giống đối chứng. Các giống còn lại có số lượng nốt sần cao hơn đối chứng, trong đó giống ĐT 22 có số lượng nốt sần thời kỳ chắc xanh cao nhất (62,73 cái/cây) và cao hơn giống đối chứng DT84 (53,37 cái/cây) là 9,36 cái/cây.