Nghiên cứu động thái hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn

Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Trường đại học sư phạm hà nội 2
Khoa sinh - ktnn
**********

hà thị khuyên

Nghiên cứu động thái hàm lượng
diệp lục và huỳnh quang diệp lục
của lá đậu tương trong
quá trình gây hạn

Khoá luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: Sinh lý học thực vật

Hà nội 2008


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Mở đầu

1. Lý do chọn đề tài
Cây đậu tương còn được gọi là đậu nành, đại đậu, tên khoa học là
Glycine max thuộc họ Đậu (Fabaceace). Đậu tương có nguồn gốc từ Trung
Quốc, sau đó lan rộng ra khắp thế giới.

Hạt đậu tương có hàm lượng dinh dưỡng rất cao, chủ yếu là prôtêin (3540%), gluxit (15-25%), lipit (15-20%), vitamin, Vì vậy, đậu tương được sử
dụng làm thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, nguyên vật liệu cho công
nghiệp, xuất khẩu nông sản và dùng làm cây dược liệu với nhiều bài thuốc cổ
truyền có giá trị cao [6]. Ngoài ra, cây đậu tương còn góp phần cải tạo đất
trong hệ thống luân canh cây trồng thông qua khả năng cố định nitơ của bộ rễ.
Chính vì những lí do trên mà đậu tương nhanh chóng được phân bố rộng
rãi trên khắp các châu lục. Nếu năm 1940 tổng diện tích trồng đậu tương trên
toàn thế giới là 12,4 triệu ha thì đến năm 1996 đã lên đến 57,73 triệu ha, với
năng suất bình quân là 1690 kg/ha, sản lượng 97,5 triệu tấn [1]. Các nước
trồng nhiều đậu tương là Mỹ, Trung Quốc, ấn Độ, Braxin, Achentina,
Inđônêxia, Nhật Bản, Nga và một số nước khác.
Nhiều kết quả nghiên cứu về đậu tương của thế giới đã chứng minh, đới
khí hậu từ 100 - 200 Bắc bán cầu là khu vực có tiềm năng năng suất đậu nành
cao nhất trên toàn cầu, với năng suất trung bình trên 1600 kg/ha. Nằm trên đới
khí hậu trên, nước ta đặc biệt là miền Nam có nhiều khả năng đẩy mạnh sản
xuất đậu tương. Mặt khác, từ những ngày đầu sau khi đất nước hoàn toàn
thống nhất, đậu nành đã được Nhà nước liệt kê là một trong những cây trồng
quan trọng trong nền nông nghiệp nước nhà. Nhưng đến nay diện tích đất
trồng đậu tương trên cả nước chỉ dao động ở mức 100.000 ha và năng suất
thấp khoảng 8 tạ/ha [1]. Có nhiều nguyên nhân làm cho sản lượng đậu tương


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

còn thấp như: hạn hán, úng ngập, thiếu phân bón, chưa có biện pháp kỹ thuật
hợp lý, chưa có những giống cho năng suất cao và thích nghi với những điều
kiện đất đai khác nhau, nhất là những vùng thường gặp nắng hạn, khó chủ
động cho việc tưới tiêu.

Trong những năm trở lại đây, hạn hán là một trong những nguyên nhân
chủ yếu làm giảm năng suất của cây trồng. Viện sĩ Mắcximốp đã nói: Hạn hán
dẫu chỉ đi qua có tính chất tạm thời cũng không phải đi qua mà không để lại
dấu vết gì tác hại cho cây. Vì vậy, nghiên cứu tính chịu hạn và các biện pháp
nhằm nâng cao tính chịu hạn là vấn đề cần thiết đối với nhiều loại cây trồng.
Cây đậu tương nói riêng và cây họ Đậu nói chung thường được trồng ở những
nơi khô hạn, điều kiện cung cấp nước gặp nhiều khó khăn thì việc nghiên cứu
vấn đề này lại càng cần thiết.
Trong 10 năm trở lại đây có nhiều công trình đi sâu nghiên cứu về một
số chỉ tiêu sinh lý của cây trồng trong điều kiện bất lợi của môi trường. Trong
đó phương pháp nghiên cứu hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của
lá đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Diệp lục là sắc tố chủ yếu thực
hiện quang hợp. Hiệu quả quang hợp phụ thuộc vào hàm lượng diệp lục, hiệu
năng hấp thụ ánh sáng thể hiện qua huỳnh quang diệp lục. Huỳnh quang diệp
lục là một thông số phản ánh trạng thái sinh lý của bộ máy quang hợp trong
điều kiện bất lợi của môi trường. Phương pháp đo huỳnh quang diệp lục cho
phép xác định tính chống chịu của thực vật dưới tác động của điều kiện bất lợi
mà không gây tổn thương cho cây trồng trong quá trình nghiên cứu. Vì thế
phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục đang được sử dụng như một
công cụ có hiệu quả để đánh giá tính chống chịu ở một số loại cây trồng như:
tảo [4], cà chua [5], nhãn [11], lúa [8], [12], Kết quả của những nghiên cứu
này tạo điều kiện thuận lợi trong việc phân loại, chọn tạo nhiều giống cây
trồng có khả năng chịu hạn một cách nhanh chóng.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Trên đối tượng đậu tương, việc tìm hiểu bản chất tính chịu hạn của các

giống thông qua một số chỉ tiêu sinh lý như hàm lượng diệp lục, huỳnh quang
diệp lục trong vòng vài năm trở lại đây cũng được một số nhà khoa học quan
tâm nghiên cứu như: Nguyễn Văn Mã, Phan Hồng Quân, Nguyễn Thị Hồng
Thắm, Tuy nhiên, những nghiên cứu này chỉ mới dừng lại ở việc nghiên cứu
các chỉ tiêu sinh lý của đậu tương ở thời kỳ ra hoa trong điều kiện sinh trưởng
và phát triển bình thường [10], hoặc trong điều kiện gây hạn [7]. Việc đi sâu
nghiên cứu tác động bất lợi của khô hạn và tìm hiểu bản chất tính chịu hạn của
các giống đậu tương thông qua sự biến đổi hàm lượng diệp lục, huỳnh quang
diệp lục còn là một vấn đề mới chưa được nghiên cứu. Vì vậy, chúng tôi tiến
hành nghiên cứu: Động thái hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục của
lá đậu tương trong quá trình gây hạn nhằm góp phần làm rõ thêm bản chất
phản ứng của đậu tương khi thiếu nước và mở ra triển vọng ứng dụng trong
đánh giá khả năng chịu hạn của các giống đậu tương.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, đánh giá động thái của hàm lượng diệp lục và huỳnh quang
diệp lục của một số giống đậu tương trong quá trình gây hạn ở các thời kỳ
sinh trưởng, phát triển khác nhau.
3. ý nghĩa lý luận và ý nghĩa thực tiễn
Góp phần bổ sung nguồn tài liệu về việc nghiên cứu hàm lượng diệp lục
và huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn.
Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng để đánh giá nhanh khả năng chịu
hạn của các giống đậu tương đang được gieo trồng, các giống nhập nội, từ đó
lựa chọn và định hướng gieo trồng cho những vùng đất thích hợp.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Chương 1

Tổng quan tài liệu

1.1. ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với thực vật nói chung và đậu tương
nói riêng
1.1.1. ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với thực vật nói chung
Mỗi loài thực vật có một giới hạn nhất định đối với nhân tố sinh thái
của môi trường như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng ở ngoài giới hạn của các
yếu tố đó thực vật sẽ gặp bất lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây. Khả
năng ngăn ngừa tổn thương khi bị tác động hay sự thích ứng với các tác nhân
bất lợi khi điều kiện sống thay đổi của thực vật gọi là tính chống chịu của thực
vật.
Trong các nhân tố sinh thái thì nước là nhân tố quan trọng bậc nhất đối
với sự sống trên trái đất. Nước là thành phần không thể thiếu và chiếm tỉ lệ lớn
trong cơ thể thực vật (chiếm 90 95% khối lượng tươi). Nước là một chất hoá
học trực tiếp tham gia vào các hoạt động sinh lý, sinh hoá của thực vật. Nước
là nguyên liệu quan trọng khởi đầu, là sản phẩm trung gian và cuối cùng của
các quá trình chuyển hoá, là môi trường cho các phản ứng xảy ra trong tế bào.
Nhờ nước mà các các sản phẩm đồng hoá tạo ra từ lá, các chất khoáng được
hút từ rễ sẽ được vận chuyển và phân phát khắp nơi trong cây. Ngoài ra nước
còn là yếu tố quan trọng có tác dụng điều hoà nhiệt độ lá Thiếu nước hạt
không có khả năng nảy mầm, cây non bị chết, tạo quả kém, làm giảm năng
suất.
Hiện tượng mất nước ở cây có thể do nhiều nguyên nhân như: nhiệt độ
thấp, nóng, hạn hán Trong đó hạn hán là nguyên nhân chủ yếu gây nên sự
mất nước ở thực vật. Hạn để lại hậu quả chính là làm cho cây bị mất nước và
rối loạn quá trình trao đổi chất. ở mức độ nhẹ, hạn hán có thể làm giảm hay


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

thậm chí ngừng hẳn khả năng sinh trưởng của cây và cây trồng có thể chết khi
hạn nặng. Vì vậy, việc duy trì lượng nước cần thiết trong cây đảm bảo cho cây
sinh trưởng và phát triển thuận lợi, cho năng suất cao là vấn đề quan trọng
trong trồng trọt hiện nay.
1.1.2. ảnh hưởng của sự thiếu nước đối với đậu tương
Đối với cây đậu tương, nước có vai trò vô cùng quan trọng trong quá
trình sinh trưởng, phát triển. Nó quyết định đến năng suất và chất lượng của
cây đậu tương.
Đậu tương có nhu cầu đặc biệt về độ ẩm, do đặc điểm riêng là rễ ăn sâu
thuộc loại rễ trụ có nhiều rễ con và phân nhánh mạnh. Do vậy, việc duy trì
thích hợp chế độ nước là yêu cầu cần thiết cho cây sinh trưởng thuận lợi, đồng
hoá chất dinh dưỡng tốt và cho năng suất cao.
Nhu cầu về nước của cây đậu tương thay đổi tuỳ theo từng giai đoạn
sinh trưởng, phát triển. ở những giai đoạn sinh trưởng đầu tiên không có sự
mẫn cảm đặc biệt với sự thiếu nước, giai đoạn ra hoa và quả non là thời kì mẫn
cảm nhất và thời kì quả chắc, quả già ít mẫn cảm hơn với sự thiếu nước.
Khi cây đậu tương bị thiếu nước rễ sinh trưởng kém, ảnh hưởng đến
việc hút chất dinh dưỡng, hút nước của cây, thân và lá sinh trưởng kém, hoa ít,
kết quả kém. Vì vậy cần phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu về nước, đặc biệt là giai
đoạn ra hoa và quả non để cây sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao.
1.2. Diệp lục và huỳnh quang diệp lục
1.2.1. Diệp lục
Diệp lục là nhóm sắc tố giữ vai trò quan trọng nhất trong quang hợp vì nó
có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và biến năng lượng đó
thành dạng năng lượng hoá học, trong khi các sắc tố khác không làm được
chức năng đó một cách đầy đủ và trực tiếp như vậy.

Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Trong công thức cấu tạo của diệp lục có nhiều nối đôi cách đều. Đó là
kiểu nối đôi liên hợp, kiểu nối đôi thể hiện khả năng hấp thụ mạnh về năng
lượng ánh sáng.
Trong cây, diệp lục không bị mất màu vì nằm trong phức hệ protit và
lipoit. Nhưng dung dịch diệp lục ngoài ánh sáng và trong môi trường có ôxi
thì sự mất màu xảy ra do nó bị ôxi hoá dưới tác dụng của ánh sáng.
Diệp lục có khả năng hấp thụ các bước sóng tương đối khác nhau và hấp
thụ mạnh nhất ở vùng xanh tím và hồng đỏ. Diệp lục có khả năng phát huỳnh
quang và lân quang.
Các sắc tố diệp lục thường không tồn tại biệt lập mà trong phức hợp diệp
lục - prôtit. Điều đó làm cho sắc tố bền hơn trong môi trường. Tuy nhiên, ở
nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh, hạn hán cũng ảnh hưởng nặng nề đến cấu trúc
prôtit làm cho phức hợp diệp lục prôtit bị suy yếu và khi đó có thể cấu trúc
diệp lục bị phá huỷ.
Hàm lượng diệp lục trong cây phụ thuộc vào loại cây, điều kiện ngoại
cảnh. Ngoài ra, hàm lượng diệp lục ở tuổi lá khác nhau là khác nhau trong
cây.
1.2.2. Huỳnh quang diệp lục
Huỳnh quang diệp lục là sự bức xạ được diệp lục phát ra với bước sóng
dài hơn bước sóng hấp thụ và đồng thời với thời gian chiếu sáng.
Khi phân tử diệp lục nhận năng lượng kích thích, nó chuyển tới một trạng
thái năng lượng cao hơn: trạng thái kích thích, trạng thái rất không bền và sự
quay trở lại trạng thái cơ bản diễn ra rất nhanh chóng bằng các cách giải
phóng năng lượng hấp thụ theo những con đường sau:
Một là: nó có thể chuyển năng lượng tới một phân tử nhận năng lượng
khác và cuối cùng khởi động các phản ứng quang hoá, gây ra sự truyền điện tử

quang hợp.
Hai là: năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Ba là: năng lượng được giải phóng ra dưới dạng sóng điện từ. Có nghĩa là
nó có thể phát lại dưới dạng một photon có năng lượng nhỏ hơn (tức là có
bước sóng dài hơn). Hiện tượng này được gọi là huỳnh quang diệp lục.
Các quá trình truyền năng lượng nêu trên cạnh tranh nhau: những thay
đổi của hiệu suất quang hợp hoặc của sự hao phí dưới dạng nhiệt sẽ gây ra
thay đổi bổ sung của bức xạ huỳnh quang (trong cùng điều kiện thì sự hao phí
dưới dạng nhiệt là không đổi, chủ yếu là sự cạnh tranh giữa phản ứng quang
hoá và huỳnh quang diệp lục).
Ta có thể mô tả quá trình trên bằng sơ đồ:
K K K

f
d
ph
P *
P

P và P* là trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích của phân tử diệp lục.
Kf, Kd, Kph là các hằng số tốc độ làm mất đi trạng thái kích thích bằng bức xạ
(huỳnh quang), không bức xạ (mất đi dưới dạng nhiệt) và quang hoá (sự phân
chia đầu tiên của các điện tích trong tâm phản ứng).
Hiệu suất lượng tử của phản ứng quang hoá và huỳnh quang sẽ tương

ứng bằng:

QZ

k ph
k f kd k ph

QF0

kf
k f kd k ph

Trong điều kiện tối ưu, khi các tâm phản ứng hoạt động (các tâm phản
ứng mở) hằng số kph lớn hơn đáng kể so với các hằng số còn lại và do đó
năng lượng kích thích được sử dụng trong phản ứng quang hợp với hiệu suất
lượng tử QZ gần bằng đơn vị (=1), có một phần rất nhỏ năng lượng kích thích
bị mất đi dưới dạng huỳnh quang trong quá trình vận chuyển năng lượng về
tâm phản ứng. Như vậy, khi tâm phản ứng mở xảy ra quá trình oxi hoá hoàn
toàn chất nhận điện tử đầu tiên quinon (QA), còn khi các tâm phản ứng đóng
xảy ra sự khử chất nhận điện tử đầu tiên quinon (QA) và khi đó hiệu suất
huỳnh quang đạt giá trị cực đại. Khi tâm phản ứng đóng thì hằng số tốc độ


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

mất trạng thái kích thích bằng quang hoá sẽ bằng không, còn huỳnh quang
tăng lên và đạt giá trị cực đại (Fm):
(QZ) = 0

QFm

;

kf
k f kd k ph

Hiệu số giữa cường độ huỳnh quang khi tâm phản ứng đóng và mở
(Fvm = Fm F0) được gọi là huỳnh quang biến đổi của diệp lục. Nó tương ứng
với phần năng lượng ánh sáng được các tâm phản ứng mở sử dụng trong
phản ứng quang hoá. Một cách dễ dàng có thể chỉ ra rằng tỉ lệ giữa huỳnh
quang biến đổi và huỳnh quang cực đại bằng hiệu suất lượng tử của phản ứng
quang hoá đầu tiên phân chia các điện tích ở các tâm phản ứng quang hợp:

QFm QF0
QFm



k ph
k f kd k ph

QZ

Như vậy, đo cường độ huỳnh quang ổn định F0 và cường độ huỳnh
quang cực đại - Fm trong một thời gian tương đối cho phép nhận được giá trị
tuyệt đối về hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong các phản ứng quang
hoá:

QZ

Fv Fm F0

Fm
Fm

Hiệu quả phân chia điện tích trong các tâm phản ứng bị giảm đi khá
nhiều khi điều kiện sinh trưởng gặp bất lợi (ánh sáng dư thừa, nhiệt độ thấp,
hạn hán, thiếu dinh dưỡng, ). Hiệu suất huỳnh quang biến đổi đặc trưng cho
hiệu quả khử quinon A trong hệ quang hoá II và có thể được sử dụng để đánh
giá trạng thái sinh lí của thực vật.
1.3. Tình hình nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục ở thực vật nói chung
và đậu tương nói riêng


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Huỳnh quang diệp lục là một thông số phản ánh trạng thái sinh lí của
bộ máy quang hợp trong điều kiện môi trường bất lợi. Phương pháp phân tích
huỳnh quang diệp lục có ưu điểm là cho phép xác định nhanh tính chống chịu
của thực vật dưới tác động của điều kiện bất lợi ở trạng thái in vivo mà không
gây tổn thương cho cây trồng trong quá trình nghiên cứu [8].
Nhờ việc áp dụng những kĩ thuật hiện đại người ta đã thu được những
kết quả quan trọng cho phép giải thích nguồn gốc và hiểu một cách sâu sắc về
cơ chế của hiện tượng huỳnh quang. Tuy nhiên, việc giải thích về lí thuyết
hiện tượng huỳnh quang mới chỉ thu nhận được trên các đối tượng như:
protoplast, lục lạp được tách rời, màng thylacoid

Theo Đặng Diễm Hồng, trong vòng 25 năm trở lại đây, trên thế giới đã
xuất hiện hàng loạt các thông báo về huỳnh quang diệp lục và mối liên quan
của nó với các hiện tượng vật lí và quang hợp. Trong các nghiên cứu của
Renger, Schireiber (1986), Matara Satoh (1986), Krause và Weis (1991) đã
đưa ra các dẫn liệu mới nhất về mối liên hệ của bức xạ huỳnh quang và quang
hợp. Phương pháp phân tích huỳnh quang diệp lục được nhiều nhà khoa học
trên thế giới sử dụng như một công cụ để đánh giá tính chống chịu của một số
loài như: tảo đỏ Porphyra, dưa chuột, lúa [8], cây thích, cây sam [11]
ở Việt Nam, trong khoảng 10 năm trở lại đây bắt đầu xuất hiện một số
công trình nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục trong điều kiện môi trường bất
lợi ở một số loài như: nhãn [11], cà chua [5], lúa [8], [12], tảo [4]
Trên đối tượng đậu tương cũng đã xuất hiện một số công trình nghiên cứu về
huỳnh quang diệp lục [7], [10]. Những nghiên cứu này chỉ ra rằng giá trị hiệu
suất huỳnh quang biến đổi Fvm ở những giống đậu tương có khả năng chịu
hạn khá cao hơn những giống có khả năng chịu hạn kém hơn [10], trong điều
kiện gây hạn giá trị cường độ huỳnh quang ổn định của lá đậu tương tăng, giá
trị huỳnh quang cực đại có xu hướng giảm sút, hiệu suất huỳnh quang biến đổi
giảm rõ rệt [7].


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Chương 2
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng nghiên cứu
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chúng tôi tiến hành nghiên cứu 3
giống đậu tương. Nguồn gốc và đặc điểm các giống như sau [9]:

DT84: DT84 được tạo ra từ tổ hợp lai ĐT-80 x ĐH4 bằng phương pháp
lai hữu tính giữa ĐT-84 x ĐH4 kết hợp gây đột biến thực nghiệm tác nhân
Gamma - Co 60/18 Krad trên dòng lai F3 - D.333. DT84 sinh trưởng trong
khoảng thời gian từ 85 - 90 ngày, thân có lông màu trắng, lá màu xanh nhạt,
hoa tím, vỏ quả vàng, hạt vàng, rốn hạt màu nâu nhạt, năng suất từ 1,5 - 3,5
tấn/ha. DT84 được công nhận là giống Quốc gia năm 1995 theo Quyết định số
147 NN - KHKT/QĐ ngày 09/03/1995.
DT96: DT96 được tạo ra từ tổ hợp lai giữa DT84 với DT90. DT96 sinh
trưởng trong khoảng thời gian từ 90-95 ngày, thân có màu nâu nhạt, lá màu
xanh, hoa tím, vỏ quả xám, hạt màu vàng, rốn hạt màu trắng, năng suất từ 1,8
- 3,2 tấn/ha. DT96 được công nhận là giống Quốc gia chính thức năm 2004
theo Quyết định số 2182 QĐ/BNN - KHCN ngày 29/07/2004.
DT2001: DT2001 được tạo ra từ tổ hợp lai giữa DT83 với DT84.
DT2001 sinh trưởng trong khoảng thời gian từ 88 - 100 ngày. Thân có lông
màu nâu nhạt, lá màu xanh, hoa tím, vỏ quả màu vàng, hạt màu vàng rơm, rốn
hạt màu xám nhạt, năng suất từ 2,2 - 4,0 tấn/ha. DT2001 là giống khảo
nghiệm Quốc gia vụ xuân 2003, đã được một số tỉnh (Thái Nguyên, Hà Tây,
Hoà Bình,) đưa vào cơ cấu cây trồng và được đánh giá là giống có triển
vọng.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Các giống nghiên cứu được trồng trong 27 chậu vào vụ Hè Thu năm
2007 với 3 lần nhắc lại, mỗi chậu trồng 5 cây. 27 chậu được đặt trong nhà lưới
của khoa Sinh-KTNN trong cùng một điều kiện ánh sáng tự nhiên và các chế

độ chăm sóc, dinh dưỡng như nhau. Chế độ nước khác nhau tương đương với
từng thời kì gây hạn, chia làm 3 công thức như sau:
Công thức 1: Đối chứng: Chế độ nước cung cấp đầy đủ trong suốt quá
trình sinh trưởng, phát triển.
Công thức 2: Thí nghiệm 1: Khi cây bắt đầu ra nụ hoa thì tiến hành gây
hạn.
Công thức 3: Thí nghiệm 2: Khi cây bắt đầu ra quả non thì tiến hành
gây hạn.
Cách gây hạn: Khi cây sinh trưởng đến một giai đoạn nhất định tương
đương với các công thức thí nghiệm trên thì ngừng tưới nước và che chắn bằng
nilon trắng để ngăn cản nước mưa và sương, lô đối chứng tiến hành tưới nước
bình thường. Theo dõi cho tới khi 2 lá thật dưới cùng ở lô TN có biểu hiện héo
thì ngừng gây hạn. Đồng thời với quá trình gây hạn, tiến hành đo các chỉ tiêu
sinh lý: hàm lượng diệp lục và huỳnh quang diệp lục trên cả lô đối chứng và
thí nghiệm mỗi ngày một lần, bắt đầu từ 8h sáng, đo trong 4 ngày liền từ ngày
đầu tiên đến ngày cuối cùng gây hạn. Sau khi hoàn thành thí nghiệm, tưới
nước bình thường để cây sinh trưởng, phát triển tiếp.
2.2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu
* Hàm lượng diệp lục của lá
Được đo bằng máy đo hàm lượng diệp lục Opti - Sciences model
CCM - 200 do hãng ADC - Anh sản xuất.
Đặc điểm: Là máy đo diệp lục cầm tay, hoạt động bằng pin, đo hàm
lượng diệp lục tổng số của lá, đơn vị mg/cm2 lá.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Cách đo: Kẹp lá vào buồng đo đồng thời ấn nhẹ đến khi máy phát tín

hiệu bằng âm thanh, khi đó đọc kết quả hiện lên trên màn hình.
Diệp lục có quang phổ hấp thụ đặc trưng. Diệp lục hấp thụ ánh sáng
mạnh nhất ở các dải ánh sáng màu đỏ và xanh tím nhưng không hấp thụ ánh
sáng ở dải hồng ngoại và xanh lá cây. Bằng việc xác định nguồn năng lượng
hấp thụ được ở vùng đó có thể tính được hàm lượng diệp lục có trong mô lá.
* Huỳnh quang diệp lục
Huỳnh quang diệp lục được đo trên máy Chlorophill fluorometer
OS - 30 do hãng ADC Anh cung cấp. Thời gian ủ tối là 10 phút để các tâm
phản ứng ở trạng thái mở hoàn toàn hay toàn bộ chất nhận điện tử đầu tiên
trong mạch vận chuyển điện tử quang hợp Quinon A (QA) ở trạng thái oxi
hoá.
Máy đo xác định các chỉ tiêu:
F0 Cường độ huỳnh quang ổn định, F0 phản ánh sự mất đi năng lượng
kích thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản
ứng PSII ở trạng thái mở.
Fm Cường độ huỳnh quang cực đại, Fm đo được khi các tâm phản ứng
PSII ở trạng thái đóng, khi đó QA bị khử.
Fvm Hiệu suất huỳnh quang biến đổi, Fvm phản ánh hiệu quả sử dụng
năng lượng ánh sáng trong phản ứng quang hoá, được xác định như sau:

Fvm

Fv Fm F0

Fm
Fm

Lá chọn để đo là lá thứ 3 tính từ ngọn xuống, là lá được đánh giá có
hoạt động sinh lí, sinh hoá mạnh nhất.
2.2.3. Xử lý kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu được xử lý, đánh giá theo phương pháp thống kê
toán học nhờ phần mềm Microsoft Office Excel 2003 với các thông số: trung


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

bình số học, độ lệch chuẩn, sai số trung bình số học, hệ số biến động, độ tin
của hiệu.
n

X
X

i 1

n
i

; 2

(X
i 1

i

X )2
; 2

n
n 1
.100

X X2
CV
;m
; td 1
X
n
m12 m22
X : Trung bình số học.

X i : Giá trị kết quả đo đếm được ở mỗi lần nhắc lại.

n : Dung lượng mẫu.
: Độ lệch chuẩn.
CV : Hệ số biến động.

m : Sai số trung bình số học.
td :Tiêu chuẩn độ tin của hiệu.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Chương 3
Kết quả và thảo luận

3.1. Động thái hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây
hạn
3.1.1. Thời kỳ ra hoa
Kết quả đo hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn
ở thời kỳ ra hoa được thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.1.

Hình 3.1: Động thái hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá
trình gây hạn ở thời kì ra hoa
Số liệu ở bảng 3.1 và hình 3.1 cho thấy: hàm lượng diệp lục của ba
giống đậu tương ở lô đối chứng có xu hướng tăng dần trong thời gian nghiên
cứu. ở lô thí nghiệm, ngày gây hạn thứ nhất hàm lượng diệp lục của cả ba
giống đậu tương không biến đổi rõ rệt so với đối chứng. ở những ngày gây
hạn tiếp theo sự thiếu nước đã ảnh hưởng khác nhau đến hàm lượng diệp lục
của các giống đậu tương. Cụ thể là ở ngày gây hạn thứ hai hàm lượng diệp lục
của DT84 giảm 8,41% so với đối chứng trong khi hàm lượng diệp lục của


Kho¸ luËn tèt nghiÖp

Hµ ThÞ Khuyªn K30 A - Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

DT96 và DT2001 tương đối ổn định. Sang ngày thứ ba hàm lượng diệp lục của
DT96 vẫn tương đối ổn định, hàm lượng diệp lục của DT2001 giảm 5,83% so
với đối chứng. Riêng giống DT84 hàm lượng diệp lục tăng lên đạt mức tương
đương với đối chứng ở cùng thời điểm nghiên cứu. Điều này cho thấy DT84

đã thích ứng được với sự thiếu nước trong đất. Đến ngày cuối cùng trong thời
gian gây hạn, hàm lượng diệp lục của DT84 vẫn duy trì ổn định ở mức cao
trong khi DT96 giảm 9,75% và DT2001 giảm 5,71% so với đối chứng.
Theo quy luật chung, từ thời kì ra hoa đến thời kì quả non là thời kì diễn
ra quá trình quang hợp mạnh mẽ, tổng hợp các chất hữu cơ cho việc ra hoa,
tạo quả. Do vậy hàm lượng diệp lục tăng cao hơn ở thời kì này rất có ý nghĩa
đối với cây, tạo điều kiện cho quang hợp diễn ra mạnh mẽ. Do đó trong giai
đoạn ra hoa, diệp lục được tổng hợp nhiều để thực hiện quá trình quang hợp
giúp cho sự ra hoa, tạo quả diễn ra thuận lợi. Kết quả là hàm lượng diệp lục
trong lá tăng dần ở thời kì ra hoa. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy ở
thời gian cuối gây hạn hàm lượng diệp lục trong lá ở lô thí nghiệm giảm sút
hơn lô đối chứng. Sự suy giảm hàm lượng diệp lục có thể là do ảnh hưởng của
sự thiếu nước làm tăng cường quá trình phân hủy diệp lục và ức chế quá trình
tổng hợp diệp lục mới làm cho hàm lượng diệp lục trong lá giảm sút so với đối
chứng.
Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cao và khả năng duy trì hàm lượng
diệp lục trong lá lớn khi bị thiếu nước phần nào phản ánh khả năng chịu hạn
của các giống đậu tương. Theo kết quả nghiên cứu cho thấy DT84 có khả năng
chịu hạn khá hơn so với DT2001 và DT96.
3.1.2. Thời kì quả non
Kết quả đo hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình gây hạn
ở thời kì quả non được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.2.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Hình 3.2: Động thái hàm lượng diệp lục của lá đậu tương trong quá trình
gây hạn ở thời kì quả non.

Kết quả ở bảng 3.1 và hình 3.2 cho thấy: ở lô đối chứng hàm lượng diệp
lục của các giống không biến đổi nhiều qua các lần đo. ở lô thí nghiệm, trong
ba ngày đầu của quá trình gây hạn, hàm lượng diệp lục tổng số của tất cả các
giống không biến đổi nhiều so với đối chứng. Nguyên nhân là do phức hệ diệp
lục - prôtít của chúng có độ bền vững cao. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với
quang hợp trong điều kiện stress của môi trường. Kết quả đo được chứng tỏ sự
thiếu nước không ảnh hưởng lớn đến các giống thí nghiệm. Khi điều kiện
thiếu nước kéo dài đến ngày thứ tư thì hàm lượng diệp lục của các giống
nghiên cứu có sự biến đổi khác nhau: ở hai giống DT96 và DT2001 hàm lượng
diệp lục giảm sút so với đối chứng, mức độ suy giảm là 14,95% ở DT96 và
14,96% ở DT2001. Điều này có thể là do ảnh hưởng của sự thiếu nước làm
tăng cường quá trình phân hủy diệp lục và ức chế quá trình tổng hợp diệp lục
mới làm cho hàm lượng diệp lục trong lá giảm sút so với đối chứng. Riêng
giống DT84, hàm lượng diệp lục lại tăng cao hơn 8,16% so với đối chứng.
Điều này có thể giải thích là do điều kiện thiếu nước đã gây ảnh hưởng mạnh
đến sự tăng trưởng của các tế bào lá trong khi sự phân chia của chúng ít bị ảnh


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

hưởng, nghĩa là mật độ các tế bào trong lá lớn trên một đơn vị diện tích. Do đó
hàm lượng diệp lục tổng số trong lá tăng cao.
Hàm lượng diệp lục, sự bền vững cấu trúc của chúng trong điều kiện
stress của môi trường ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả quang hợp. Sự suy giảm
hàm lượng diệp lục trong điều kiện gây hạn là một trong những chỉ tiêu để
đánh giá khả năng chịu hạn của cây trồng nói chung và đậu tương nói riêng.
Theo kết quả nghiên cứu cho thấy ở thời kì quả non DT84 có khả năng chống
chịu với điều kiện thiếu nước tốt hơn DT96 và DT2001.

3.2. Động thái huỳnh quang diệp lục của lá đậu tương trong quá trình
gây hạn
3.2.1. Thời kì ra hoa
3.2.1.1. Sự biến đổi huỳnh quang ổn định (F0)
Cường độ huỳnh quang ổn định F0 phản ánh sự mất đi năng lượng kích
thích bằng bức xạ trong khoảng thời gian vận chuyển chúng về tâm phản ứng
PSII ở trạng thái mở. Sự biến đổi F0 phần nào cũng phản ánh khả năng chịu
hạn của các giống đậu tương.
Kết quả đo huỳnh quang ổn định F0 của lá đậu tương trong quá trình
gây hạn ở thời kỳ ra hoa được trình bày trong bảng 3.2 và hình 3.3.
F0

Hình 3.3: Động thái huỳnh quang ổn định(F0) của lá đậu tương trong quá
trình gây hạn ở thời kì ra hoa.


Kho¸ luËn tèt nghiÖp

Hµ ThÞ Khuyªn K30 A - Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Kết quả đo được ở bảng 3.2 và hình 3.3 cho thấy: Khi đủ nước huỳnh
quang ổn định của ba giống đậu tương khá ổn định qua các lần đo. Dưới ảnh
hưởng của điều kiện gây hạn sự biến đổi F0 là khác nhau giữa các giống. ở hai
giống DT84 và DT2001, trong ba ngày đầu gây hạn giá trị huỳnh quang ổn
định F0 giữa lô đối chứng và lô thí nghiệm không sai khác nhau nhiều. Điều

này chứng tỏ sự thiếu nước không gây ảnh hưởng đến giá trị F0. Đến ngày thứ
tư thì F0 của cả 2 giống đều tăng cao hơn so với đối chứng. Cụ thể: DT84 tăng
29,61% và DT2001 tăng 30,74% so với đối chứng. Riêng ở giống DT96 thì sự
biến đổi giá trị F0 diễn ra không theo quy luật trên. ở ngày thứ nhất gây hạn
giá trị F0 nhỏ hơn so với đối chứng. Điều này có thể giải thích là do sự thiếu
nước ở mức độ nhẹ đã kích thích quá trình quang hợp diễn ra mạnh mẽ hơn,
hiệu quả sử dụng ánh sáng trong các phản ứng quang hoá ở PSII tăng lên,
phần năng lượng ánh sáng bị hao phí trong quá trình vận chuyển chúng về tâm
phản ứng PSII giảm làm cho cường độ huỳnh quang giảm, F0 giảm. ở những
ngày gây hạn tiếp theo giá trị F0 ngày càng tăng cao hơn so với đối chứng. Đó
là do hàm lượng nước trong đất giảm dần làm cho sự thiếu nước trong cây
ngày càng trầm trọng, sự thiếu nước làm cho số lượng tâm phản ứng PSII ở
trạng thái mở giảm, năng lượng sử dụng trong phản ứng quang hoá giảm do đó
cường độ huỳnh quang tăng, F0 tăng. Kết quả nhận được cũng tương tự như
kết quả khi nghiên cứu về khả năng chịu hạn của lúa [8], khả năng chịu nhiệt
độ cao ở tảo [4].
F0 tăng nhanh có thể liên quan đến sự giảm sút khả năng chịu đựng sự
thiếu nước ở các giống khác nhau. Từ những phân tích trên có thể nhận định:
khả năng chịu đựng sự thiếu nước của giống DT96 kém hơn so với DT84 và
DT2001.
3.2.1.2. Sự biến đổi huỳnh quang cực đại (Fm)
Huỳnh quang cực đại Fm là giá trị đo được khi toàn bộ các tâm phản
ứng ở trạng thái đóng, khi đó QA bị khử.


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

Kết quả đo huỳnh quang cực đại - Fm của lá đậu tương trong quá trình

gây hạn ở thời kỳ ra hoa được trình bày trong bảng 3.3 và hình 3.4.
Fm

Hình 3.4: Động thái huỳnh quang cực đại (Fm) của lá đậu tương trong quá
trình gây hạn ở thời kì ra hoa.
Kết quả ở bảng 3.3 và hình 3.4 cho thấy: ở lô đối chứng Fm có sự biến
động nhẹ và không theo quy luật sau mỗi lần đo. Khi bị hạn huỳnh quang cực
đại - Fm biến động khác nhau ở mỗi giống nghiên cứu. Cụ thể là ở hai giống
DT84 và DT2001 Fm chỉ cao hơn so với đối chứng ở ngày thứ hai gây hạn,
trong đó DT2001 tăng 9,5% và DT84 tăng 5,4%. Những ngày sau đó Fm
không biến đổi rõ rệt so với đối chứng. Riêng giống DT96 khi bị hạn Fm có xu
hướng tăng cao hơn đối chứng. Sự gia tăng Fm có thể là do ảnh hưởng của hạn
hán làm ức chế quá trình quang hợp, các tâm phản ứng ở trạng thái đóng.
Năng lượng ánh sáng hấp thụ không được sử dụng trong quang hợp, nếu cứ
tích luỹ trong diệp lục sẽ là nguồn thiêu đốt lá, phá huỷ cấu trúc của diệp lục,
do đó diệp lục tăng cường thải năng lượng dưới dạng huỳnh quang làm cho
bức xạ huỳnh quang tăng, Fm tăng. Đây là một hình thức tự vệ của cây nhằm
chống lại sự thiêu đốt của ánh sáng mặt trời khi quá trình quang hợp bị ức chế
bởi ánh sáng cao hay hạn hán.


Kho¸ luËn tèt nghiÖp

Hµ ThÞ Khuyªn K30 A - Sinh


Khoá luận tốt nghiệp

Hà Thị Khuyên K30 A - Sinh

3.2.1.3. Sự biến đổi hiệu suất huỳnh quang biến đổi (Fvm)
Kết quả đo hiệu suất huỳnh quang biến đổi (Fvm) của lá đậu tương trong
quá trình gây hạn ở thời kì ra hoa được trình bày trong bảng 3.4 và hình 3.5.
Fvm

Hình 3.5: Động thái hiệu suất huỳnh quang biến đổi (Fvm) của lá đậu tương
trong quá trình gây hạn ở thời kì ra hoa.
Kết quả ở bảng 3.4 và hình 3.5 cho thấy: trong điều kiện sinh trưởng
phát triển bình thường hiệu suất huỳnh quang biến đổi của tất cả các giống
đậu tương đều duy trì ở mức cao và ổn định. Riêng giống DT2001 giá trị Fvm
tăng cao dần trong thời gian nghiên cứu. Điều này cho thấy ở thời kỳ ra hoa
hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng trong các phản ứng quang hoá ngày
càng tăng lên để tổng hợp các chất hữu cơ cần thiết trong quá trình ra hoa, tạo
quả.
Trong điều kiện gây hạn nhân tạo (lô thí nghiệm), giá trị Fvm của các
giống đậu tương có xu hướng giảm dần tương ứng với sự suy giảm hàm lượng
nước trong đất. Tuy nhiên thời gian suy giảm là khác nhau giữa các giống. ở
hai giống DT84 và DT2001, trong ba ngày đầu bị hạn giá trị Fvm hầu như
không biến đổi so với đối chứng. Khi quá trình gây hạn kéo dài đến ngày thứ
tư thì Fvm của cả hai giống đều giảm sút, cụ thể DT84 giảm 6,17% và DT2001


Kho¸ luËn tèt nghiÖp

Hµ ThÞ Khuyªn K30 A - Sinh