ươm.
Để có cơ sở khoa học giải thích cho nhận định về nhu cầu ánh sáng của DSĐV giai đoạn cây con, nghiên cứu về giải phẫu lá và hàm lượng diệp lục lá cây ở vườn ươm 9 tháng tuổi sẽ được trình bày dưới đây:
4.3.3.1. Đặc điểm cấu tạo giải phẫu lá DSĐV
Lá là bộ phận hoạt động sinh lý mạnh mẽ nhất trong cây, nơi xảy ra quá trình quang hợp, tổng hợp dinh dưỡng cho cây. Là cơ quan trực tiếp hấp thụ ánh sáng nên chịu ảnh hưởng nhiều đối với sự biến động cường độ ánh sáng. Điều này được thể hiện bằng những đặc điểm thích nghi của các tổ chức tế bào trong lá. Giải phẫu lá loài DSĐV bao gồm các lớp tế bào từ mặt trên xuống mặt dưới của lá: tầng cutin trên, biểu bì trên, mô dậu, mô khuyết, biểu bì dưới, tầng cutin dưới.
Giải phẫu lá: 5 mẫu lá bánh tẻ của các cá thể khác nhau được lấy ngẫu nhiên từ 12 lô thí nghiệm, trên mỗi phiến lá, chọn 3 vị trí của phần thịt lá để giải phẫu. Giải phẫu theo bề mặt dưới của lá để đo đếm số lương khí khổng và theo độ dày lá để đo đếm độ dày các mô bên trong thịt lá. Các giải phẫu được chụp ảnh, các thong số được đo đếm trên kính hiển vi OPTIKA microscopes, M-699 có gắn Optikam PRO 3 Digital Camera, ở độ phóng đại 150 lần.
Việc giải phẫu lá được Trung tâm đa dạng sinh học Trường đại học Lâm Nghiệp Việt Nam giải phẫu. Sau khi giải phẫu được kết quả thể hiện dưới bảng sau :
Bảng 4.11. Kết quả phân tích giải phẫu lá DSĐV
ĐTC CTT (µm) BBT (µm) MD (µm) MK (µm) BBD (µm) CTD (µm) Tổng (µm) MD/M K 0% 6,628 18,791 74,160 179,336 19,889 6,402 305,206 0,415 Tỷ lệ % 2,17 6,16 24,30 58,76 6,52 2,10 100,00 25% 7,638 17,254 62,790 190,275 16,776 6,254 300,987 0,330 Tỷ lệ % 2,54 5,73 20,86 63,22 5,57 2,08 100,00 50% 6,215 17,578 80,132 188,773 17,469 5,500 315,667 0,425 Tỷ lệ % 1,97 5,57 25,39 59,80 5,53 1,74 100,00 75% 6,081 20,519 72,702 193,784 18,792 6,525 318,402 0,375 Tỷ lệ % 1,91 6,44 22,83 60,86 5,90 2,05 100,00 Cây TT 6,43 16,49 183,07 180,72 13,16 5,21 1,013 Trong đó:
CTT: Tầng cutin trên CTD: Tầng cutin dưới ĐTC: Độ tàn che
BBT: Lớp biểu bì trên BBD: Lớp biểu bì dưới
MD: Mô dậu MK: Mô khuyết
Qua bảng kết quả trên, cấu tạo giải phẫu lá của DSĐV thích ứng với độ tàn che khác nhau được thể hiện bằng các đặc điểm sau:
Hình 4.8. Cấu tạo giải phẫu lá loài DSĐV giai đoạn cây con
Trong đó:
1. Tầng cutin 3. Tế bào mô dậu 5. Bó dẫn (Gân chính)
Hình 4.9. Cấu tạo giải phẫu loài DSĐV giai đoạn cây trưởng thành Tầng cutin của lá có chiều dày từ 5,500- 7,638µm là khá dày (Thông
đuôi ngựa có cutin = 4,52µm). Tầng cutin là lớp bao phủ bên ngoài khắp bề mặt lớp tế bào biểu bì, cấu tạo và phát triển của chất cutin phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Tầng cutin có nhiệm vụ bảo vệ và làm giảm thoát hơi nước cho lá. Đối với lá loài DSĐV, tầng cutin trên và dưới có độ dày gần tương đương nhau, do cuống lá cây vặn nên mặt dưới lá cũng chịu 1 phần ảnh hưởng ánh sáng. Tuy nhiên tầng cutin trên thường dày hơn, do mặt trên của lá có tiếp xúc với ánh sáng nhiều và mạnh hơn. Duy chỉ có tại độ tàn che 75%, độ dày trung bình tầng cutin mặt dưới có dầy hơn mặt trên nhưng là chênh lệnh rất nhỏ. Đó là do ánh sáng tại độ tàn che này rất yếu, không ảnh hưởng nhiều đến tầng cutin mặt trên.
Ở độ tàn che thấp, cây nhận nhiều ánh sáng, bức xạ mặt trời, độ dầy tầng cutin có nhiệm vụ bảo vệ các tế bào bên trong. Ở độ tàn che cao, độ dày tầng cutin giảm giúp lá có khả năng quang hợp tốt hơn; hoặc làm giảm sự thoát hơi nước với những lô có độ tàn che thấp, nhiệt độ cao. Điều này được thể hiện rõ trong các thí nghiệm về sinh trưởng cây ở trên, tầng cutin trên của lá non là mỏng hơn tầng cutin của lá trưởng thành 6,43µ. Tuy ở độ tàn che 0% và 25%, lá có tầng cutin trên dày hơn so với lá trưởng thành, nhưng tại 2 lô này, cây sinh trưởng kém hơn so với cây con lô có độ tàn che 50%. Vì thế, cây trưởng thành DSĐV ưa sáng, phân bố trên đỉnh núi, lại là điều kiện bất lợi cho cây con, ánh sáng mạnh gây nên tái sinh kém cho loài này.
Lớp biểu bì của DSĐV gồm một hàng tế bào có kích thước tương đối
đồng đều nhau. Các tế bào biểu bì có vách dày và kích thước lớn, từ 16,776 – 20,519µm, dày hơn nhiều so với Thông đuôi ngựa là 13,88µm, vì vậy, biểu bì của DSĐV có khả năng bảo vệ các tế bào bên trong của lá rất tốt.
Mô dậu nằm ngay dưới lớp biểu bì, có 1 lớp tế bào, hình ống đến lăng trụ, sắp xếp tương đối xít nhau và xếp gần vuông góc với tế bào biểu bì. Các tế bào mô dậu chứa nhiều lục lạp, vì vậy mặt trên của lá thường xanh hơn mặt
dưới. Mô khuyết nằm dưới mô dậu và tiếp giáp với biểu bì dưới của lá, gồm nhiều lớp tế bào có hình dạng không đều, tròn cạnh, xếp thưa nhau. Lớp tế bào này chứa ít lục lạp hơn mô dậu nên chủ yếu có vai trò chính trong trao đổi khí và thoát hơi nước. Độ dày của lớp này thể hiện sức giữ nước của lá, độ dày mô khuyết chiếm tỷ lệ cao, quyết định đến độ dày của lá.
Tỷ lệ MD/MK là chỉ số phản ánh sự thích nghi của lá đối với điều kiện
môi trường sống, nhất là chế độ ánh sáng và nước. Đối với những loài cây ưa sáng, lớp tế bào mô dậu thường dày và nhiều hơn, ví dụ như Sau sau có tỷ lệ là 1,13, còn với những loài ưa bóng, tỷ lệ này lại nhỏ hơn 1, ví dụ Nanh chuột có tỷ lệ 0,16 – 0,19. Đối với loài DSĐV, tỷ lệ MD/MK dao động trong khoảng từ 0,330 – 0,425µm.
Lá DSĐV có cuống vặn, mặt dưới lá có chịu tác động cả ánh sáng tán xạ và trực xạ, tuy nhiên ở cây non, lớp tế bào mô dậu dưới chưa phân hóa rõ ràng nên không đưa vào đo tính. Tỷ lệ MD/MK của cây con DSĐV ở cả 4 độ tàn che đều nhỏ hơn 0,5, điều này chứng tỏ ở giai đoạn cây con, loài DSĐV ưa bóng nhẹ. Nhỏ hơn tỷ lệ MD/MK ở cây trưởng thành là 1,013 [4]. Điều này càng thể hiện rõ hơn cho tính ưa sáng của cây trưởng thành và tính ưa bóng của cây con loài DSĐV.
Từ kết quả trên bước đầu nhận định, cây con loài DSĐV có khả năng chịu hạn (tầng cutin và lớp biểu bì dày), ưa bóng nhẹ (tỷ lệ MD/MK < 1). Khi nhân giống loài này trong vườn ươm cần chú ý 2 đặc tính trên, đảm bảo che bóng cho cây con, tránh ánh sáng mạnh để cây phát triển tốt. Cây trưởng thành lại ưa sáng nên khi bảo tồn chuyển chỗ hoặc trồng dặm bổ sung nên lưu ý loại bỏ che bóng cho cây khi trưởng thành.
4.3.1.2. Đặc điểm thích nghi sinh lý của cây con loài DSĐV với các độ tàn che
Thực vật bậc cao có hai nhóm sắc tố tham gia quang hợp là diệp lục (ChlorophyII) và Carotenoid. Trong đó, diệp lục là sắc tố quang hợp chính, carotenoid là sắc tố phụ, có khả năng chống oxi hóa mạnh.
Hàm lượng diệp lục có ảnh hưởng lớn tới sự sinh trưởng và chống chịu của cây, đặc biệt là đối với hàm lượng diệp lục a. Đây là trung tâm phản ứng của hệ thống sắc tố I và II, là sắc tố quang hợp chính có vai trò trực tiếp hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành ATP và NADPH. Sự bền vững trong cấu trúc của diệp lục trong điều kiện bất lợi của môi trường tác động trực tiếp đến hiệu quả quang hợp.
Xác định hàm lượng và tỷ lệ diệp lục a và b: Theo phương pháp so màu của (Lichtenthaler, H.K. & Wellburn, A.R. 1983);[56]
Diệp lục có 5 loại là a, b, c, d, e, nhưng luận văn quan tâm nhất đến diệp lục a và b, đây là 2 loại diệp lục có khả năng quang hợp tốt nhất.
Công thức hóa học của diệp lục a và b là: Diệp lục a: C55H72O5N4Mg
Diệp lục b: C55H70O6N4Mg
Hàm lượng sắc tố diệp lục a và b là 2 loại diệp lục chính có quyết định đến quá trình quang hợp của cây xanh. Dưới đây là biểu kết quả hàm lượng của diệp lục a và b:
Bảng 4.12. Kết quả hàm lượng diệp lục trong lá cây con loài DSĐV
Độ tàn che Hàm lượng sắc tố (mg/dm 2 lá)
Chla Chlb Chla+b Tỷ lệ a/b
0% 3,41 1,76 5,17 1,94
25% 3,58 2,7 6,28 1,33
50% 3,2 1,78 4,99 1,80
75% 4,07 1,71 5,78 2,38
Qua bảng kết quả trên, ta thấy cây con loài DSĐV trong các độ tàn che khác nhau có sự khác biệt về hàm lượng diệp lục trong lá.
Hàm lượng diệp lục a cao nhất ở độ tàn che 75%, với vai trò là sắc tố quang hợp chính, ở độ tàn che cao, cường độ ánh sáng cây nhận được yếu,
cây con đã kịp thích ứng tốt và sản sinh nhiều tế bào diệp lục hỗ trợ cho quang hợp. Tuy nhiên hàm lượng diệp lục a thấp nhất lại ở độ tàn che 50%.
Hàm lượng diệp lục b là sắc tố quang hợp phụ sau diệp lục a, có hàm lượng thấp hơn và cao nhất ở độ tàn che 25%.
Lục lạp là bào quan trong tế bào thực hiện chức năng quang hợp. trong lục lạp có chưa cả diệp lục a và b. Tỷ lệ diệp lục a/b thể hiện nhu cầu ánh sáng cũng như biến động thích nghi với điều kiện tàn che. Hàm lượng diệp lục tổng số đạt cao nhất ở 25%;
Ở lô đối chứng (độ tàn che 0%), hàm lượng diệp lục a, b, tổng số thấp nhất. Tại điều kiện này, cây chịu nắng mạnh nhất, làm cho đất khô và cây thiếu nước. Khi cây bị thiếu nước, hàm lượng nước trong tế bào bị giảm làm tăng cường quá trình phân hủy diệp lục, chất diệp lục bị mất trong quá trình ứng phó với thiếu hụt nước (độ tàn che thấp) dự trữ trong các tế bào thịt lá và một phần bị mất từ các tế bào bao bó [16]. Sự thiếu nước cộng với chịu ảnh hưởng nhiệt độ từ nắng nóng, càng làm cây thoát hơi nước mạnh, làm cây bị thiếu các khoáng chất cung cấp cho quá trình tổng hợp sắc tố trong đó có ion Mg2+ là thành phần quan trọng để tổng hợp diệp lục. Như vậy, tại điều kiện này, cây con loài DSĐV vừa bị tăng cường quá trình phân hủy diệp lục và ức chế quá trình tổng hợp diệp lục, làm cho hàm lượng cả 3 loại diệp lục trong lá bị giảm sút.
Nhìn chung, hàm các sắc tố diệp lục không chênh lệch nhiều ở cả 4 độ tàn che. Ở độ tàn che 25%, lá cây có hàm lượng các chất diệp lục cao nhất và khi đó cây có khả năng quang hợp mạnh nhất, sinh trưởng và phát triển tốt nhất. Vậy, luận văn có thể đề xuất độ tàn che thích hợp cho loài DSĐV giai đoạn vườn ươm là 25%.