Nghiên cứu một số đặc điểm sinh lí, hóa sinh liên quan tới khả năng chịu hạn của 4 giống cà chua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2



MAI ANH TÚ



NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH LÍ,
HÓA SINH LIÊN QUAN TỚI KHẢ NĂNG
CHỊU HẠN CỦA 4 GIỐNG CÀ CHUA


LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC




HÀ NỘI - 2014





BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

MAI ANH TÚ



NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH LÍ,
HÓA SINH LIÊN QUAN TỚI KHẢ NĂNG
CHỊU HẠN CỦA 4 GIỐNG CÀ CHUA

Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm
Mã số : 60 42 01 14
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐIÊU THỊ MAI HOA



HÀ NỘI - 2014




LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Điêu Thị Mai Hoa đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề
tài nghiên cứu này.
Tôi xin cảm ơn các quý thầy cô trong khoa Sinh - KTNN, phòng thực hành

Sinh lí thực vật, cán bộ Trung tâm nghiên cứu và chuyển giao công nghệ trường
Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã hỗ trợ, cung cấp các phương tiện thiết bị máy
móc, hóa chất cho tôi trong suốt thời gian học tập và làm thí nghiệm.
Xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS. Nguyễn Hồng Minh - Giám đốc Trung
tâm nghiên cứu và phát triển giống rau chất lượng cao Đại học Nông nghiệp I
Hà Nội đã tư vấn và cung cấp giống cây trồng cho tôi để tiến hành nghiên cứu
thực nghiệm.
Cuối cùng xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và các
đồng nghiệp của tôi đã tạo điều kiện, động viên tâm sự, ủng hộ, khuyến khích
và giúp đỡ để tôi thực hiện thành công đề tài luận văn thạc sĩ Sinh học.
Hà Nội, ngày 10 tháng 7 năm 2014
Tác giả


Mai Anh Tú






LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, toàn bộ kết quả công trình nghiên cứu đề tài này là
của riêng tôi. Các kết quả và số liệu trong đề tài là trung thực và chưa được ai
công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.

Hà Nội, ngày 10 tháng 7 năm 2014
Tác giả

Mai Anh Tú










MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Lí do chọn đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn của đề tài 3
6. Đóng góp mới của đề tài 4
NỘI DUNG 5
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. Khái quát chung về cây cà chua 5
1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển 5
1.1.2. Đặc điểm thực vật 5
1.1.3. Các thời kì sinh trưởng của cây 7
1.1.3.1. Giai đoạn nảy mầm 7
1.1.3.2. Giai đoạn cây con 8
1.1.3.3. Giai đoạn ra hoa tạo quả 8
1.2. Giá dinh dƣỡng của cà chua 9

1.3. Thực trạng sản xuất cà chua ở Việt Nam và trên thế giới 10
1.3.1. Thực trạng sản xuất cà chua trên thế giới 10
1.3.2. Thực trạng sản xuất cà chua ở Việt Nam 11
1.4. Hạn và nguyên nhân gây hạn hán 12
1.5.
Tác hại của hạn hán đến đời sống thực vật 14
1.6. Một số yếu tố liên quan tới tính chịu hạn của thực vật 16
1.6.1. Axit amin prolin và vai trò của axit amin prolin đối với tính chống chịu
của thực vật 16




1.6.2. Hàm lượng nước liên kết 18
1.6.3. Độ ẩm héo cây 19
1.7. Một số nghiên cứu đặc điểm sinh lí, hóa sinh liên quan đến tính chịu
thiếu nƣớc ở cà chua 20
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1. Các giống cà chua 23
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 24
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 24
2.2.1.1. Thí nghiệm giai đoạn mầm 24
2.2.1.2. Thí nghiệm trồng cây trong chậu 26
2.2.2. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh 26
2.2.2.1. Khả năng giữ nước của lá 26
2.2.2.2. Xác định hàm lượng diệp lục tổng số 27
2.2.2.3. Xác định hàm lượng diệp lục liên kết 28
2.2.2.4. Xác định hàm lượng nước liên kết trong lá 29
2.2.2.5. Xác định hàm lượng prolin 30
2.2.2.6. Các yếu tố cấu thành năng suất 31

2.3. Phƣơng pháp xử lí số liệu 31
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32
3.1. Các chỉ tiêu nghiên cứu giai đoạn nảy mầm 32
3.1.1. Khả năng nảy mầm của hạt trong dung dịch sorbitol 32
3.1.2. Khả năng sinh trưởng của mầm trong dung dịch sorbitol 34
3.1.2.1. Sinh trưởng chiều dài mầm 34
3.1.2.2. Khối lượng tươi của mầm 36
3.1.3. Hàm lượng prolin ở giai đoạn mầm 38
3.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu giai đoạn ra hoa 40
3.2.1. Khả năng giữ nước của lá 40




3.2.2. Đánh giá tỷ lệ cây héo trong giai đoạn gây hạn khi cây ra hoa 44
3.2.3. Hàm lượng nước liên kết trong lá 47
3.2.4. Hàm lượng diệp lục tổng số 50
3.2.5. Hàm lượng diệp lục liên kết 54
3.2.6. Hàm lượng prolin trong lá 58
3.3. Các yếu tố cấu thành năng suất 62
3.3.1. Số lượng hoa trên cây 62
3.3.2. Số quả trên cây 66
3.3.3. Khối lượng quả trên cây 67
3.3.4. Khối lượng trung bình quả 68
3.4. Tổng hợp các chỉ tiêu nghiên cứu và phân nhóm chịu hạn 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
PHỤ LỤC 77

DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Tên các bảng
Trang
1
Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng trong 100g quả
9
2
Bảng 2.1. Khả năng nảy mầm của hạt trong dung dịch
sorbitol
32
3
Bảng 3.1. Khả năng sinh trưởng chiều dài mầm trong dung
dịch sorbitol
35
4
Bảng 4.1. Khối lượng tươi của mầm so với đối chứng
37
5
Bảng 5.1. Hàm lượng prolin mầm so với đối chứng
39
6
Bảng 6.1. Khả năng giữ nước của lá ở giai đoạn gây hạn khi
cây ra hoa

41
7
Bảng 6.2. Khả năng giữ nước của lá ở giai đoạn sau khi tưới
nước phục hồi
42
8
Bảng 7. Số cây héo, cây không héo và tỷ lệ % cây héo so với
tổng số cây
46
9
Bảng 8.1. % lượng nước liên kết so với lượng nước tổng số
trong lá giai đoạn gây hạn khi cây ra hoa
48
10
Bảng 8.2. % lượng nước liên kết so với lượng nước tổng số
trong lá giai đoạn khi tưới nước phục hồi
49
11
Bảng 9.1. Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá ở giai đoạn
khi gây hạn
52
12
Bảng 9.2. Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá ở giai đoạn
khi tưới nước phục hồi
53
13
Bảng 10.1. Hàm lượng diệp lục liên kết trong lá cà chua ở
giai đoạn khi gây hạn
55

14
Bảng 10.2. Hàm lượng diệp lục liên kết trong lá cà chua ở
giai đoạn khi tưới nước phục hồi
56
15
Bảng 11.1. Hàm lượng prolin ở giai đoạn cây ra hoa khi gây
hạn
59
16
Bảng 11.2. Hàm lượng prolin ở giai đoạn cây ra hoa khi tưới
nước phục hồi
60
17
Bảng 12.1. Số lượng hoa trên cây cà chua ở giai đoạn khi gây
hạn
64
18
Bảng 12.2. Số lượng hoa trên cây cà chua ở giai đoạn tưới
nước phục hồi
65
19
Bảng 13. Số lượng quả
66
20
Bảng 14. Khối lượng quả trên cây
67
21

Bảng 15. Khối lượng trung bình quả
68
22
Bảng 16. Tổng hợp các chỉ tiêu nghiên cứu
69






DANH MỤC CÁC HÌNH
STT
Tên các hình
Trang
1
Hình 1. Khả năng nảy mầm của hạt trong dung dịch sorbitol
34
2
Hình 2. Khả năng sinh trưởng chiều dài của mầm
36
3
Hình 3. Khối lượng tươi của mầm so với đối chứng
38
4
Hình 4. Sự biến động hàm lượng prolin mầm so với đối
chứng
40
5
Hình 5. Khả năng giữ nước của lá cà chua so với đối chứng

43
6
Hình 6. Số lượng cây héo, cây không héo và tỷ lệ % cây héo
so với tổng số cây
45
7
Hình 7. Sự biến động % lượng nước liên kết so với lượng
nước tổng số trong lá giai đoạn gây hạn và khi tưới nước
phục hồi
50
8
Hình 8. Sự biến động hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cà
chua ở giai đoạn gây hạn và khi tưới nước phục hồi
51
9
Hình 9. Sự biến động hàm lượng diệp lục liên kết trong lá cà
chua khi bị hạn và sau khi tưới nước phục hồi
57
10
Hình 10. Sự biến động hàm lượng prolin trong lá cà chua khi
bị hạn và sau khi tưới nước phục hồi
61
11
Hình 11. Số lượng hoa trên cây
63
12
Hình 12. Phân nhóm khả năng chịu hạn của 4 giống cà chua
70

1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Cây cà chua (Lycopersicon esculentum Mill) có nguồn gốc từ châu Mỹ,
là loại rau ăn quả, thuộc họ Cà (Solanaceae), chi Lycopersicon. Cà chua là cây
rau được sử dụng rộng rãi và có giá trị kinh tế cao, được trồng ở các nước
nhiệt đới và cận nhiệt đới [21]. Quả cà chua có giá trị dinh dưỡng cao, chứa
nhiều vitamin C, A, K, B
1
, B
2
, PP, các axit hữu cơ, chất xơ và các nguyên tố
vi lượng như molybden (Mo), mangan (Mn), crom (Cr). Một số vitamin trong
cà chua không bị mất đi trong quá trình chế biến.
Theo y học cổ truyền, ăn cà chua còn có tác dụng mát máu, ổn định gan,
giải độc, tốt cho những người bị chảy máu chân răng, cao huyết áp, hoặc cơ
thể nóng nhiệt. Bởi thế, ăn cà chua không còn là sở thích mà còn có tác dụng
nâng cao sức khỏe, phòng ngừa bệnh tật. Trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày
nên sử dụng đều đặn cà chua để chế biến nhiều món ăn khác nhau [8].
Ở nước ta, việc phát triển trồng cà chua còn có ý nghĩa quan trọng về
mặt luân canh, tăng vụ và tăng năng suất trên các đơn vị diện tích, do vậy cà
chua được khuyến khích phát triển trên diện rộng thuộc nhiều tỉnh khác nhau
trong cả nước. Tuy nhiên, việc trồng cà chua chưa được phát triển mạnh như
mong muốn vì cà chua trồng trong điều kiện nóng và ẩm ở nước ta dễ mắc
nhiều bệnh gây hại như: xoăn lá, mốc sương, héo tươi, virut v.v
Những giống cây trồng có năng suất khác nhau, có những đặc điểm về

sinh lí, hóa sinh là không giống nhau. Do đó, con người có thể dựa vào các
đặc điểm này để đánh giá và khảo nghiệm về các giống cây trồng có triển
vọng cho năng suất cao. Các giống cà chua có năng suất cao có khi lại không
có khả năng chống chịu tốt với điều kiện bất lợi như nhiệt độ (nóng, lạnh),
chế độ nước v.v


2

Hạn hán là một trong những yếu tố bất lợi của môi trường, gây nên
những thiệt hại nặng nề về năng suất và chất lượng sản phẩm. Vì vậy, nghiên
cứu tính chịu hạn về các đặc điểm sinh lí và hóa sinh luôn thu hút các nhà
nghiên cứu. Mức độ thiệt hại nặng hay nhẹ phụ thuộc vào thời gian, giai đoạn
cây bị hạn. Các cơ chế và khả năng bị hạn được đề cập đó là khả năng điều
chỉnh áp suất thẩm thấu, vai trò của bộ rễ, hiệu quả sử dụng nước, vai trò của
thành tế bào, di truyền phân tử liên quan đến tính chịu hạn.
Ở Việt Nam hiện nay, các công trình nghiên cứu về cây cà chua chủ yếu
tập chung vào các hướng như chọn tạo khảo nghiệm đánh giá giống, kĩ thuật
nhân và sản xuất giống, khả năng thích ứng và kháng bệnh của giống. Hướng
nghiên cứu về các chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh liên quan tới khả năng chịu thiếu
nước, mặn của các giống cà chua có năng suất cao chưa được quan tâm nhiều.
Vì vậy, việc nghiên cứu các chỉ tiêu này là rất cần thiết cho công tác chọn
giống cà chua có triển vọng. Khi điều kiện môi trường hạn nặng làm cho cây
cà chua không thể lấy được nước vào cơ thể qua hệ rễ, gây nên hiện tượng
héo lâu dài và chết, hủy hoại cây trồng trên diện tích rộng. Ở thời kì ra hoa,
hạn hán làm cho hạt phấn không nảy mầm, quá trình thụ tinh không xảy ra và
quả không được hình thành, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, ảnh hưởng
tới sản xuất nông nghiệp.
Xuất phát từ ý nghĩa lí luận và thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành đề tài
“Nghiên cứu một số đặc điểm sinh lí, hóa sinh liên quan đến khả năng chịu

hạn của 4 giống cà chua’’.
2. Mục đích nghiên cứu
- Thấy được sự khác biệt về một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh liên quan
đến khả năng chịu hạn của 4 giống cà chua.
- Dựa vào các chỉ tiêu trên, xác định được giống chịu hạn tốt nhất trong
số các giống nghiên cứu, để khuyến cáo cho người trồng cà chua và có những
dẫn liệu khoa học cho các nghiên cứu sâu sắc hơn.


3

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Thu thập giống và các tài liệu liên quan
- Bố trí thí nghiệm giai đoạn nảy mầm trong phòng thí nghiệm và giai
đoạn trồng cây trong nhà lưới.
- Xác định một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh liên quan đến khả năng chịu
hạn trong giai đoạn nảy mầm và giai đoạn ra hoa.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Gồm 4 giống cà chua, là các giống lai F1, xuất xứ từ Việt Nam, do
Trung tâm nghiên cứu và phát triển giống chất lượng cao Đại Học Nông
Nghiệp I cung cấp.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu tập chung vào 2 giai đoạn: Giai đoạn nảy mầm trong điều
kiện phòng thí nghiệm và cây bắt đầu ra hoa tạo quả trong nhà lưới.
Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 09/2013 đến tháng 05/2014
Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm và khu vực nhà lưới thuộc
trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Mẫu phân tích tại phòng thí nghiệm Sinh
lí thực vật khoa Sinh - KTNN, Trung tâm nghiên cứu và chuyển giao công
nghệ, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.

5. Ý nghĩa lí luận và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa lí luận
Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho giảng dạy và nghiên cứu tính
chống chịu của thực vật nói chung và cây cà chua nói riêng, là cơ sở cho
những nghiên cứu sâu sắc hơn về khả năng chịu hạn của các giống cà chua
năng suất cao.


4

Ý nghĩa thực tiễn
Bước đầu đánh giá được nguồn vật liệu chọn giống, xác định khả năng
chịu hạn của 4 giống cà chua ở giai đoạn nảy mầm và cây ra hoa. Các giống
này sẽ là nguyên liệu cho chọn tạo giống và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất.
6. Đóng góp mới của đề tài
Đây là những giống mới, chưa tác giả nào nghiên cứu về khả năng chịu
hạn của chúng.

5

NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Khái quát chung về cây cà chua
1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển
Cà chua có nguồn gốc ở vùng Nam Mỹ, được trồng phổ biến khắp thế
giới. Có rất nhiều ý kiến khác nhau về nguồn gốc của cà chua, theo
Luckwill (1943) cà chua có nguồn gốc từ Nam Mỹ được đưa vào châu Âu
từ những năm của thế kỷ 16 do những nhà buôn Tây Ban Nha, Bồ Đào
Nha. Từ châu Âu cà chua được mang sang châu Phi qua những người thực
dân chiếm thuộc địa.
Những ghi nhận đầu tiên cho thấy, cà chua có mặt tại Bắc Mỹ vào những
năm 1710 nhưng với quan niệm cà chua độc, có hại cho sức khỏe, nên chưa
được chấp nhận. Mãi đến năm 1830, cà chua mới được coi là cây thực phẩm
cần thiết như ngày nay [7].
Cà chua được đưa tới châu Á vào thế kỷ 18, đầu tiên là Philipin, Đông
Java (Indonexia) và Malaysia. Từ đây được trồng phổ biến đến các vùng khác
châu Á. Tuy có lịch sử trồng trọt lâu đời nhưng mãi đến nửa đầu thế kỷ 20
mới thực sự trở thành cây trồng phổ biến trên thế giới (trích theo Hồ Hữu An,
1996) [2].
Theo tác giả Hồ Hữu An (1984), cà chua có nguồn gốc ở Peru, Bolivia.
Những loài cà chua hoang dại và gần gũi với loại cà chua trồng hiện nay vẫn
được tìm thấy ở dọc dãy núi Ando (Peru). Trước khi Crixitop Colong phát
hiện ra châu Mỹ thì ở Peru, Mehico đã có trồng cà chua. Ở Mỹ cà chua mới
được nhập vào những năm 1860, ở Việt Nam từ thời thực dân Pháp chiếm
đóng [1].
1.1.2. Đặc điểm thực vật

Cà chua thuộc họ Cà, chi Lycopersicon gồm rất nhiều loài phổ biến được
chia thành hai chi phụ. Chi phụ Eulycopersicon bao gồm những loài cà chua


6

có quả màu đỏ và chi phụ Eriopersicon hầu như có dạng quả xanh. Hiện nay,
có khoảng 9 loài được ghi nhận tồn tại riêng biệt trong chi này. Tuy nhiên,
dựa vào phân loại thực vật học, tính đa dạng tìm thấy trong chi Lycopersicon
thì vẫn còn nhiều tranh luận. Tất cả các thành viên của chi này đều thuộc cây
hàng năm có vòng đời ngắn, thân thảo, các dạng cà chua trồng chủ yếu đều
thuộc loài esculentum [2].
Rễ cà chua thuộc loại rễ chùm, trong điều kiện đồng ruộng những giống
chịu hạn, hệ rễ có thể sinh trưởng rộng tới 1,3 m và sâu tới 1 m [2]. Trong quá
trình sinh trưởng, rễ cây chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện môi trường
như nhiệt độ, độ ẩm, v.v Ở nhiệt độ đất trồng từ 18 - 20
0
C rễ phụ phát triển
mạnh, khi nhiệt độ xuống thấp hơn 14 - 16
0
C sự phát triển của hệ rễ chậm lại
từ 15 đến 20 ngày. Nhiệt độ cao trên 35
0
C cản trở sự phát triển của bộ rễ và
có thể chết, nhưng hệ rễ sinh trưởng mạnh ở đất có độ giữ ẩm đồng ruộng
khoảng 70% - 80% [3].
Thân cây cà chua tròn, thẳng đứng, mọng nước, phủ nhiều lông, khi cây
lớn gốc thân dần hóa gỗ. Theo tác giả Tạ Thu Cúc (2003), dựa vào đặc điểm
sinh trưởng của chiều cao cây chia 3 loại: loại lùn (chiều cao cây dưới 65 cm,
cây mập, khoảng cách giữa các lóng ngắn), loại cao (cây cao từ 120 - 200 cm,

lá sinh trưởng mạnh, vì vậy khi trồng cần tỉa cành, tạo giàn), loại trung bình
(cây có chiều cao trên 65 cm đến dưới 120 cm, lá sinh trưởng mạnh, vì vậy
cần tỉa cành, tạo giàn. Loại này thích hợp cho nhiều vùng sinh thái, đặc biệt là
vụ xuân hè).
Lá cà chua thuộc lá kép lông chim, mỗi lá có 3 - 4 lá chét, rìa lá chét đều
có răng cưa nông hay sâu tùy giống. Phiến lá thường phủ lông tơ, đặc tính của
lá thường thể hiện đầy đủ sau khi cây có chùm hoa đầu tiên [3].
Hoa cà chua lưỡng tính, có đầy đủ cả nhị và nhụy, mọc thành chùm. Có
3 dạng chùm hoa, dạng đơn giản, dạng trung gian và dạng phức tạp. Số lượng


7

hoa/chùm dao động từ 2 đến 26 hoa, số chùm hoa/cây từ 4 đến 20 chùm. Hoa
thường có khả năng tự thụ phấn cao, ở vùng ôn đới tỷ lệ thụ phấn tự nhiên
khoảng 0,5 - 4% [2]. Theo Tạ Thu Cúc (2003), cà chua là loại cây có khả
năng ra hoa nhiều, nhưng tỷ lệ đậu quả thấp, đặc biệt là gieo trồng trong điều
kiện bất lợi nên ảnh hưởng lớn đến năng suất [3].
Quả mọng nước, hình dạng thay đổi từ tròn, bầu dục đến dài. Vỏ quả có
thể nhẵn hay khía cạnh. Màu sắc thay đổi tùy giống và điều kiện thời tiết.
Thường màu sắc quả là màu phối hợp giữa vỏ quả và thịt quả, quá trình chín
của quả chia làm 4 thời kỳ. Thời kỳ quả xanh, quả và hạt phát triển chưa hoàn
toàn, nếu đem dấm thì quả không chín, chưa có mùi vị, màu sắc chưa đặc
trưng của giống. Thời kỳ chín xanh, quả đã phát triển đầy đủ, có màu xanh
sáng, keo xung quanh hạt được hình thành, quả chưa có màu hồng hay vàng
nhưng nếu đem dấm quả thể thì hiện màu sắc vốn có. Thời kỳ chín vàng, phần
đỉnh quả xuất hiện màu hồng, xung quanh cuống quả vẫn còn xanh, nếu sản
phẩm cần vận chuyển đi xa nên thu hoạch lúc này để quả chín từ từ trong quá
trình di chuyển. Thời kỳ quả chín đỏ, quả xuất hiện màu sắc vốn có của giống,
màu sắc thể hiện hoàn toàn, có thể thu hoạch để ăn tươi. Hạt trong quả lúc này

có phát triển đầy đủ có thể để làm giống [3]. Theo tác giả Tạ Thu Cúc (2003),
quả cà chua có thể phân chia thành 3 cấp độ: quả có khối lượng dưới 50g,
trung bình có khối lượng 50g đến 100g, quả to có khối lượng trên 100g [3].
Hạt cà chua nhỏ, dẹp, màu vàng sáng hoặc hơi tối. Hạt nằm trong buồng
chứa nhiều dịch bào, kìm hãm sự nảy mầm của hạt. Trung bình có 50 - 350
hạt trong quả. Khối lượng 1000 hạt đạt khoảng 2,5 đến 3,5g [3]. Nhiệt độ thấp
ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mầm, năng suất, chất lượng sản phẩm [2].
1.1.3. Các thời kì sinh trưởng và phát triển của cây
1.1.3.1. Giai đoạn nảy mầm
Khi các nhân tố ngoại cảnh như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm thỏa mãn,
phôi nhú ra khỏi trạng thái khô hạn trước đó, sử dụng các chất dinh dưỡng dự


8

trữ và bắt đầu sinh trưởng. Nảy mầm là quá trình gồm nhiều giai đoạn, bắt
đầu từ sự hút nước của hạt và tiếp tục trao đổi chất, sự chênh lệch áp suất
thẩm thấu tạo nên lực đủ mạnh để làm rách vỏ hạt. Tại thời điểm này, oxi cần
cho sự phát triển phôi, hô hấp của tế bào. Nảy mầm có thể xảy ra trong biên
độ rộng của nhiệt độ từ 5
0
C - 30
0
C, khi các yếu tố bên trong và bên ngoài
được đáp ứng, đòi hỏi sự vận động của các chất dự trữ trao đổi được tích lũy
như tinh bột và protein. Tùy vào loài thực vật, mỗi một trong các chất dự trữ
đó có thể được tích lũy trong phôi hoặc trong nội nhũ [15].
1.1.3.2. Giai đoạn cây con
Sau khi gieo khoảng 5 - 6 ngày hạt cà chua bắt đầu mọc. Thời gian mọc
sau khi gieo phụ thuộc nhiều vào điều kiện nhiệt độ. Nếu nhiệt độ thấp thời

gian này có thể kéo dài khoảng 10 - 12 ngày (cây con cho vụ xuân hè gieo
tháng 12 đến tháng 1 dương lịch năm sau).
Cây con rất mẫn cảm với nhiệt độ, sự phát triển của chồi nách bị tác
động nhiều bởi dinh dưỡng khoáng. Tỷ lệ giữa diện tích đồng hóa của các
chồi nách/cây bằng 1/3 đến 1/5 tổng diện tích lá toàn cây sẽ cho năng suất cao
nhất. Như vậy, ở điều kiện thích hợp, sau khi gieo khoảng 25 - 30 ngày cây
con có đủ 5 - 6 lá thật, cao khoảng 10 - 15 cm là lúc đó có thể xuất vườn ươm
tốt nhất. Tuy nhiên, nếu ở điều kiện nhiệt độ thấp giai đoạn này có thể kéo dài
35 - 40 ngày [2]. Giai đoạn này nhu cầu về nước là rất cần thiết, nếu nhu cầu
về nước ở giai đoạn này thiếu thì cây trồng rất dễ bị héo. Do vậy, để có những
cây con trong vườn ươm khỏe mạnh cần đặc biệt chú ý tới chế độ chăm sóc
hàng ngày. Trong điều kiện thời tiết môi trường rét đậm, có thể tiến hành che
phủ nilon để đảm bảo nhiệt độ cho cây phát triển một cách bình thường. Khi
cây con đã đủ thời gian và số lá đạt từ 5 - 6 lá cần đánh tỉa đi trồng, nên đánh
tỉa cả bầu đất để tránh sự ảnh hưởng của bộ rễ.


9

1.1.3.3. Giai đoạn ra hoa tạo quả
Sau khi trồng khoảng 60 ngày, cây cà chua bắt đầu ra hoa, chịu ảnh
hưởng khá lớn bởi nhiệt độ. Nhiệt độ thấp làm giảm quá trình hình thành hoa
và nở hoa. Sự hình thành hạt phấn bắt đầu với việc phân chia các nguyên bào
tử, sau này là các tế bào hạt phấn. Các bào tử này ảnh hưởng trực tiếp đến
chất lượng hạt phấn, do vậy giai đoạn này không thể thiếu được cacbon-
hydrat cho quá trình phát triển bào tử của bao phấn. Thiếu cacbon-hydrat sẽ
ảnh hưởng đến sự thoái hóa bào tử, bất dục hạt phấn và sự phát triển của bầu
nhụy. Nhiệt độ cao 3 ngày trước khi hình thành hạt phấn sẽ ảnh hưởng tới sự
phát triển của vòi nhụy. Tùy thuộc vào nhiệt độ, kỹ thuật chăm sóc và giống,
nhiệt độ cao cũng giúp cho cà chua có khả năng ra hoa đậu quả sớm hơn [2].

Độ ẩm thích hợp cho sự chuyển giao phấn hoa của cà chua trong khoảng 40%
đến 70%.
1.2. Giá trị dinh dƣỡng của cà chua
Bảng 1. Thành phần dinh dƣỡng trong 100g quả
Thành phần
Hàm lượng
Thành phần
Hàm lượng
Nước
93,1 g
Vitamin A
320 I.U
Protein
1,9 g
Thyamin
0,07 mg
Chất béo
0,1 g
Riboflavin
0,01 g
Chất khoáng
0,6 g
Axit nicotinic
0,4 mg
Cacbon-hydrat
3,6 g
Vitamin C
31 mg
Na
45,8 mg

Ca
20 mg
K
114 mg
Mn
15 mg
Cu
0,19 mg
Axit oxalic
2 mg
S
24 mg
P
36 mg
Cl
38 mg
Fe
1,8 mg


10

Trong quả cà chua chứa rất nhiều thành phần dinh dưỡng khác nhau.
Theo tác giả Trần Khắc Thi (2008), hàm lượng các chất có trong 100g quả ăn
được cho bởi bảng 1 [29]. Theo tác giả Tạ Thu Cúc (2003), nghiên cứu trên
100 mẫu cà chua trồng ở khu vực đồng bằng sông Hồng (1985), thì thành
phần hóa học chủ yếu như sau: chất khô từ 4,3 - 6,4%, đường tổng số 2,6 -
3,5%, hàm lượng các chất tan từ 3,4 - 6,2%, axit tổng số 0,22 - 0,72%,
vitamin C 17,1 - 38,81 mg% [3], [4], [6]. Do thành phần dinh dưỡng đa dạng
nên cà chua là nguồn thực phẩm thông dụng của nhiều nước trên thế giới,

được chế biến với nhiều các món ăn khác nhau sử dụng trong sinh hoạt đời
sống của con người.
1.3. Thực trạng sản xuất cà chua ở Việt Nam và trên thế giới
1.3.1. Thực trạng sản xuất cà chua trên thế giới
Theo số liệu thống kê của FAO (2004), diện tích trồng cà chua trên thế
giới năm 2003 đạt xấp xỉ 3,6 triệu ha, sản lượng đạt 98,62 triệu tấn, giảm 2,4%
so với năm 1999 nhưng vẫn cao hơn so với năm khác. Trong các khối trồng cà
chua này thì châu Á chiếm 44%, châu Âu 22%, châu Mỹ 15%, châu Phi 12%,
còn các khu vực khác chỉ chiếm 7%. Với lượng cà chua sản xuất, bình quân
tiêu thụ theo đầu người trên thế giới khoảng 16 kg quả/người/năm. Những
nước tiêu thụ bình quân đầu người cao nhất là Thổ Nhĩ Kỳ 170,9 kg; Italia 77,8
kg; Tây Ban Nha 55,3 kg; Hoa Kỳ 45 kg/người/năm [2]. Châu Âu là khu vực
xuất khẩu cà chua lớn nhất ở tất cả các sản phẩm (tươi, đóng hộp…). Hiện
trạng và kết quả sản xuất của một số nước đứng đầu thế giới như sau:
Mỹ là nước có sản lượng nhiều ước đạt 10,1 triệu tấn, tăng 22% so với
2001. Sản lượng tăng chủ yếu do tổng diện tích gieo trồng tăng. Ở Italia sản
lượng đạt 4,7 triệu tấn, tăng nhẹ so với năm 2001 nhờ tăng năng suất cây trồng.
Tây Ban Nha sản xuất đạt 1,45 triệu tấn sản lượng cà chua chế biến, thấp hơn
so với 2001 không đáng kể. Giá thị trường tại khu vực này khoảng 47,3


11

USD/tấn trong năm 2001 - 2002, và 45,75 USD/tấn năm 2002 - 2003.
Tại khu vực Thổ Nhĩ Kỳ sản lượng đạt 1,45 triệu tấn trong năm 2002,
tăng 12% so với 2001, sản phẩm cô đặc năm 2002 đạt khoảng 220000 tấn, tăng
30% so với 2001. Xuất khẩu tăng 10% do giá bán ngoài thị trường cao. Thái
Lan là một nước thuộc khu vực Đông Nam Á có khí hậu nhiệt đới với sự đa
dạng các chủng loại rau quả, những năm gần đây Thái Lan cũng đang tập
chung vào các sản phẩm chế biến từ cà chua có giá trị cao [2].

Theo số liệu thống kê của FAO (2011), diện tích trồng cà chua năm 2010
của châu Á là 2436,49 nghìn ha, năng suất đạt 33,58 tấn/ha, tổng sản lượng
81812,01 nghìn tấn, chiếm tỷ lệ lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, châu Úc và châu
Mỹ lại có năng suất lớn nhất lần lượt đạt 63,28 tấn/ha và 50,86 tấn/ha.
1.3.2. Thực trạng sản xuất cà chua ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cà chua là cây rau ăn quả được trồng phổ biến trong cả nước,
hàng năm diện tích trồng cà chua chiếm 7% - 10% tổng diện tích trồng rau cả
nước và chiếm khoảng 3% - 4% tổng sản lượng cả nước.
Theo số liệu thống kê năm 2006, diện tích cà chua nước ta là 23354 ha
trong năm 2005 tăng 3,35 lần so với năm 2000 là 6967 ha, năng suất trung bình
là 198 tạ/ha, sản lượng đạt 462435 tấn và đạt bình quân đầu người 5,5 kg
quả/người/năm, bằng khoảng 35% so với mức trung bình toàn thế giới [2].
Như vậy, so với các nước trên thế giới thì năng suất cà chua của nước ta còn rất
thấp, mới chỉ bằng khoảng 62% so với năng suất chung toàn thế giới. Những
tỉnh có tổng diện tích trồng cà chua lớn trên 500 ha đều là những nơi có năng
suất cao đạt trên 200 tạ/ha, và tập chung chủ yếu ở khu vực đồng bằng sông
Hồng. Theo tác giả Phạm Đồng Quảng và cộng sự, hiện nay cả nước có khoảng
115 giống cà chua được gieo trồng, trong đó 10 giống gieo trồng với diện tích
lớn 6259 ha, chiếm 55% diện tích cả nước. Giống M386 được trồng nhiều nhất
khoảng 1432 ha, tiếp theo là các giống cà chua Pháp, VL200, TN002. Tuy


12

nhiên so với các nước trong khu vực, sản xuất cà chua ở Việt Nam có lợi thế rõ
rệt do khí hậu thời tiết, đất đai nước ta. Đặc biệt các tỉnh phía bắc phù hợp cho
sinh trưởng phát triển cà chua nếu được đầu tư tốt, diện tích trồng cà chua còn
rất lớn vì trồng trong vụ đông không ảnh hưởng đến 2 vụ lúa [2].
Sản xuất cà chua nước ta còn còn một số tồn tại chủ yếu như chưa có
giống tốt cho từng vụ trồng, đặc biệt là giống cho vụ thu đông, sản xuất chủ

yếu tập chung ở vụ đông xuân (chiếm hơn 70%), còn lại nửa thời gian trong
năm đang nằm trong tình trạng thiếu cà chua [28]. Các vùng trồng cà chua đều
có nguồn lao động lớn, nông dân có kinh nghiệm canh tác nên nếu có thị
trường sẽ thu hút nhiều lao động do giá nhân công rẻ, giá thành có khả năng
cạnh tranh cao. Chính vì vậy, có thể nói triển vọng phát triển cà chua ở nước ta
là rất lớn [2], và nên được đầu tư về nguồn giống, phân bón, kỹ thuật chăm sóc
để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm cây trồng.
1.4. Hạn và nguyên nhân gây hạn hán

Hạn hán: Là khái niệm dùng để chỉ sự thiếu nước của thực vật do môi
trường gây nên làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của thực vật
[22]. Hạn hán cũng có thể được định nghĩa là hiện tượng lượng mưa thiếu hụt
nghiêm trọng kéo dài, làm giảm hàm lượng ẩm trong không khí và hàm lượng
nước trong đất, làm suy kiệt dòng chảy sông suối, hạ thấp mực nước ao hồ,
mực nước trong các tầng chứa nước dưới đất gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh
trưởng của cây trồng, làm môi trường suy thoái gây đói nghèo dịch bệnh. Hạn
ở thực vật xảy ra khi cây bị thiếu nước do lượng nước hút vào không đủ bù
đắp lượng nước bay hơi qua các bộ phận trên mặt đất, làm cho cây mất cân
bằng về nước và gây nên hiện tượng héo ở thực vật [11]. Những cây trồng có
thể duy trì sự phát triển trong điều kiện khô hạn gọi là cây chịu hạn [23]. Dựa
vào các mức độ khác nhau, có 3 loại hạn cơ bản. Một là hạn đất, xảy ra khi
lượng nước dự trữ cho cây hấp thụ trong đất bị cạn kiệt nên cây không hút đủ


13

nước và mất cân bằng nước [11], [31]. Hạn đất thường xảy ra vào mùa khô ở
các vùng như các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên. Hai là hạn không khí, xảy ra
khi độ ẩm không khí quá thấp làm cho quá trình thoát hơi nước của cây quá
mạnh và cũng có thể dẫn đến mất cân bằng nước trong cây [11], [31]. Hạn

không khí thường xảy ra ở các vùng có gió khô và nóng như gió Lào ở miền
Trung nước ta, vùng có gió mùa Tây Nam của các tỉnh miền Trung, mùa khô
Tây Nguyên. Ba là hạn sinh lí, xảy ra do trạng thái sinh lí của cây không cho
phép cây hút được nước mặc dù trong môi trường không thiếu nước. Rễ cây
không lấy được nước trong khi quá trình bay hơi nước vẫn diễn ra nên cây
mất cân bằng nước [11], [31]. Hạn sinh lí kéo dài cũng tác hại như hạn đất và
hạn không khí. Nếu hạn đất kết hợp với hạn không khí thì mức độ tác hại đối
với cây tăng lên rất nhiều lần gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến suốt quá trình
sống của cây trồng. Hạn hán là nguyên nhân chính gây giảm năng suất cây
trồng, có thể giảm tới 50% năng suất cây trồng và có khi còn hơn thế nữa
[23], ảnh hưởng đến chất lượng đời sống sinh hoạt của người trồng trọt.

Nguyên nhân gây hạn hán
Nguyên nhân gây ra hạn hán có nhiều song tập trung chủ yếu là 2
nguyên nhân chính:
Nguyên nhân khách quan: Do khí hậu thời tiết bất thường gây nên lượng
mưa thường xuyên ít ỏi hoặc nhất thời thiếu hụt. Mưa rất ít, lượng mưa không
đáng kể trong thời gian dài, đây là tình trạng phổ biến trên các vùng khô hạn
và bán khô hạn.
Nguyên nhân chủ quan: Do con người gây ra, trước hết là do tình trạng
phá rừng bừa bãi làm mất nguồn nước ngầm dẫn đến cạn kiệt nguồn nước.
Khi cơ thể thực vật bị tác động bởi stress môi trường như hạn thì chúng phải
hình thành các phản ứng thích nghi chống lại sự tác động bất lợi đó. Tính chịu
hạn là sự thích nghi có bản chất di truyền được thể hiện ra trong các thích
nghi đa dạng về mặt hình thái và sinh lí của thực vật chịu mất nước. Điều đó


14

được biểu hiện ở thực vật chịu hạn bằng cách giảm thiểu sự thoát hơi nước

nhờ có lớp cutin dày, khí khổng nằm sâu, hình thành các protein sốc nhiệt có
tác dụng bảo vệ bộ gen khỏi bị hạn tác động gây hư hại và sử dụng nước một
cách có hiệu quả nhất bằng cách tiến hành quang hợp theo con đường CAM
để thích nghi.
1.5.
Tác hại của hạn hán đến đời sống thực vật
Hạn hán có tác động to lớn đến môi trường, kinh tế, chính trị xã hội và sức
khoẻ con người, là nguyên nhân dẫn đến đói nghèo, bệnh tật thậm chí là chiến
tranh do xung đột nguồn nước. Hạn hán tác động đến môi trường như huỷ hoại
các loài thực vật, các loài động vật, quần cư hoang dã, làm giảm chất lượng
không khí, nước, làm cháy rừng, xói lở đất. Các tác động này có thể kéo dài và
không khôi phục được. Hạn hán tác động đến kinh tế xã hội như giảm năng
suất cây trồng, giảm diện tích gieo trồng, giảm sản lượng cây trồng, chủ yếu là
sản lượng cây lương thực. Tăng chi phí sản xuất nông nghiệp, giảm thu nhập
của người lao động nông nghiệp, tăng giá thành và giá cả các lương thực. Giảm
tổng giá trị sản phẩm chăn nuôi, các nhà máy thuỷ điện gặp nhiều khó khăn
trong quá trình vận hành. Ở Việt Nam, hạn hán xảy ra ở vùng này hay vùng
khác với mức độ và thời gian khác nhau, gây ra những thiệt hại to lớn đối với
kinh tế xã hội, đặc biệt là nguồn nước và sản xuất nông nghiệp.
Đối với thực vật, hạn hán ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống sinh lí
của cây trồng. Thứ nhất, ảnh hưởng đến hệ thống keo nguyên sinh chất bị
thay đổi mạnh. Thay đổi các tính chất lí hoá của chất nguyên sinh, tăng độ
nhớt chất nguyên sinh làm chậm các hoạt động sống, giảm mức độ phân tán,
khả năng thuỷ hoá và tính đàn hồi của keo nguyên sinh chất. Thay đổi đặc
tính hoá keo từ trạng thái sol rất linh động thuận lợi cho các hoạt động sống
sang trạng thái coaxecva hoặc gel kém linh động, cản trở các hoạt động sống
của cây trồng. Quá trình trao đổi chất lúc thiếu nước sẽ bị đảo lộn từ hoạt


15

động tổng hợp là chủ yếu chuyển sang hướng phân giải khi thiếu nước. Quá
trình phân giải quan trọng nhất là phân giải protein và axit nucleic, kết quả là
giải phóng và tích luỹ NH
3
gây độc cho cây và có thể làm chết cây. Thứ hai,
kìm hãm hoạt động sinh lí của cây. Thiếu nước sẽ ức chế hoạt động quang
hợp. Do khí khổng đóng nên thiếu CO
2
, lục lạp có thể bị phân huỷ, ức chế
tổng hợp diệp lục, lá bị héo và khô chết là giảm diện tích quang hợp, sự vận
chuyển các sản phẩm quang hợp ra khỏi lá và về cơ quan dự trữ bị tắc nghẽn,
ngừng trệ. Thiếu nước gây suy thoái trong sự hình thành lục lạp, màng
tylacoit, phá hủy mối liên kết giữa diệp lục và protein [30]. Thiếu nước ban
đầu sẽ làm tăng hô hấp, về sau giảm hô hấp nhanh, hiệu quả sử dụng năng
lượng của hô hấp rất thấp vì hô hấp sản sinh nhiệt là chính. Khi thiếu nước
trầm trọng phá vỡ tính liên hợp của phản ứng oxy hóa khử và photphoryl hóa,
làm giảm sự hình thành ATP [30]. Hạn làm mất cân bằng nước trong cây,
lượng nước thoát ra lớn hơn lượng nước hấp thu vào cây làm cho cây bị héo.
Dòng vận chuyển vật chất trong cây bị ức chế rất mạnh, sự hút chất khoáng
giảm. Thiếu nước kìm hãm tốc độ vận chuyển chất đồng hoá về các cơ quan
dự trữ và có thể xảy ra hiện tượng “chảy ngược dòng” các chất đồng hoá từ
các cơ quan dự trữ về các cơ quan dinh dưỡng. Kết quả làm giảm năng suất
kinh tế của cây trồng. Thứ ba, kìm hãm quá trình sinh trưởng và phát triển của
thực vật được chứng minh bằng các phản ứng như ức chế sinh trưởng và ức
chế ra hoa, tạo quả. Thiếu nước thì đỉnh sinh trưởng không tiến hành phân
chia được, quá trình dãn của tế bào bị ức chế làm cho cây sinh trưởng chậm.
Do đó, nước được xem là yếu tố nhạy cảm trong sự sinh trưởng của tế bào.
Trong trường hợp cần ức chế sinh trưởng không cần thiết của cây như lúc cây
có nguy cơ bị lốp, có thể tạo điều kiện khô hạn để ức chế sự dãn của tế bào,

ức chế sinh trưởng chiều cao. Thiếu nước ảnh hưởng đến quá trình phân hoá
hoa và đặc biệt là quá trình thụ tinh. Khi gặp hạn, hạt phấn không nảy mầm,
ống phấn không sinh trưởng được, sự thụ tinh không xảy ra làm giảm năng