Luận văn sư phạm Ảnh hưởng của sự thiếu nước ở thời kỳ ra hoa tới khả năng trao đổi nước, quang hợp, hàm lượng Prolin và hoạt độ của một số Enzym của đậu tương

Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

lời cảm ơn
Đề hoàn thành bản luận văn này, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn
sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn M đã tận tình hớng dẫn và giúp
đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo TS. Trần Thị Phơng Liên
cùng các thầy cô trong tổ bộ môn Sinh lý học thực vật - khoa Sinh_KTNN ,
Trờng ĐHSP Hà Nội 2 đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em thực hiện tốt
đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên khích lệ giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Hà Nội, ngày

tháng 04 năm 2009

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Thanh Thuỷ

Trờng ĐHSP H Nội 2

1


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là hoàn
toàn trung thực và không trùng với công trình nghiên cứu của các tác giả đã
đợc công bố trớc đó.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Sinh viên

Nguyễn Thị Thanh Thủy

Trờng ĐHSP H Nội 2

2


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

mục lục
mở đầu

1

1. Tính cấp thiết của đề tài

1

2. Mục đích nghiên cứu

2

3. Phạm vi nghiên cứu

2

4. ý nghĩa lý luận thực tiễn

3

chơng 1: tổng quan ti liệu

4

1.1. Vai trò của nớc đối với thực vật nói chung và đậu tơng nói
riêng

4

1.1.1. Vai trò của nớc đối với thực vật

4

1.1.2. Vai trò của nớc đối với quá trình sinh trởng và phát triển của
cây
đậu tơng

5

1.2. Hạn hán và tình hình nghiên cứu tính chịu hạn của cây đậu

tơng

6

1.2.1. Hạn hán

6

1.2.2. Tình hình gieo trrồng nghiên cứu tính chịu hạn của cây đậu
tơng

7

chơng 2: đối tợng v phơng pháp nghiên cứu

11

2.1. Đối tợng nghiên cứu

11

2.2. Phơng pháp nghiên cứu

11

2.2.1. Cách bố trí thí nghiệm

11

2.2.2. Phơng pháp phân tích các chỉ tiêu

12

2.2..3. Xử lý số liệu thực nghiệm

17

chơng 3: kết quả nghiên cứu v thảo luận

18

3.1. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến khả năng trao đổi
nớc ở đậu tơng

18

3.1.1. Khả năng giữ nớc

18

Trờng ĐHSP H Nội 2

3


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

3.1.2. Khả năng hút nớc

19

3.1.3. Độ hụt nớc còn lại

20

3.1.4. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát hơi
nớc
3.2.

20

ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang

hợp 21
3.3.

ảnh hởng của diều kiện thiếu nớc đến hoạt độ một số

enzym

22

3.3.1. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ của enzym
Proteaza

22

3.3.2. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ enzym

Amylaza

24

3.3.3. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hoạt độ của enzym
Catalaza
3.4.

25

ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến hàm lợng prolin

trong lá đậu tơng

27

kết luận v đề nghị
ti liệu tham khảo

Trờng ĐHSP H Nội 2

4


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Danh mục bảng biểu v biểu đồ
Bảng 1: Lợng nớc mất đi của lá đậu tơng

Bảng 2 : Lợng nớc không hút đợc của cây đậu tơng
Bảng 3 : Độ hụt nớc còn lại của giống đậu tơng
Bảng 4 : ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát hơi nớc
Bảng 5 : ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ quang hợp
Bảng 6 : Hoạt độ của enzym proteaza trong lá đậu tơng
Bảng 7 : Hoạt độ enzym amylaza trong lá đậu tơng
Bảng 8 : Hoạt độ của enzym catalaza trong lá đậu tơng
Bảng 9 : Hàm lợng prolin trong lá đậu tơng
Hình 1 : Hoạt độ của enzym proteaza trong lá đậu tơng
Hình 2 : Hoạt độ của enzym amylaza trong lá đậu tơng
Hình 3 : Hoạt độ enzym catalaza trong lá đậu tơng
Hình 4 : Hàm lợng prolin trong lá đậu tơng

Trờng ĐHSP H Nội 2

5


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cây đậu tơng hay còn gọi là đậu nành (Glycine max) thuộc họ Đậu
(Fabaceae), bộ đậu (Fabales). Trong hạt đậu tơng hàm lợng protein chiếm
40%, đây là nguồn protein thực vật quan trọng; hàm lợng lipit 12 - 25%; hàm
lợng gluxit 10 - 15%; có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các
vitamin A, B1, B2, D, E, F; các enzym, sáp, nhựa, xenlulozo. Trong đậu tơng
có đủ các axít amin cơ bản: izolơxin, lơxin, lizin, metionin, phenylalanin,

triptophan, valin [4].
Cây đậu tơng có tác dụng tốt trong việc cải tạo đất trồng, chủ yếu là nhờ
hoạt động cố định nitơ tự do của loài vi khuẩn Rhizobium trong nốt sần ở rễ
cây, đôi khi ở cả thân cây phần gần đất và c trú trong đó. Tại nốt sần, vi
khuẩn tiến hành quá trình cố định nitơ tự do, cung cấp lợng lớn đạm cho đất,
cho cây.
Cây đậu tơng có nguồn gốc từ đậu tơng hoang dại đợc phát hiện ở
Trung Quốc, Triều Tiên và Nhật Bản. Nhng hiện nay diện tích đất trồng đậu
tơng và sản lợng đậu của Mỹ nhiều nhất thế giới.
Nớc ta nằm trong khu vực nhiệt đới, gió mùa và hạn là yếu tố thờng
xuyên tác động đến sinh trởng và phát triển của cây trồng. Hạn hán ảnh
hởng lớn đến năng suất và phẩm chất hạt của nhiều loại cây, trong đó có đậu
tơng. Với đặc tính là thời gian sinh trởng ngắn, thích hợp với nhiều phơng
thức canh tác nh: luân canh, xen canh nên đậu tơng đợc trồng nhiều ở
vùng núi, trung du phía Bắc, vùng đồng bằng sông Hồng, vùng Đông Nam
Bộ
Để tăng năng suất cây đậu tơng ngời ta đã tiến hành chọn tạo giống
mới, cải tiến các biện pháp kỹ thuật, đặc biệt là chọn đợc các giống cây có
khả năng chịu hạn tốt. Vì vậy việc nghiên cứu khả năng chịu hạn để tìm
những giống thích hợp cho các vùng sinh thái khác nhau là việc làm có ý

Trờng ĐHSP H Nội 2

6


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

nghĩa thực tiễn sâu sắc. Trớc đây Ngô Đức Dơng, Nguyễn Huy Hoàng đã
nghiên cứu đánh giá khả năng chịu hạn của một số giống đậu tơng [3], [6];
Trần Thị Phơng Liên và cộng sự đã nghiên cứu thành phần protein của một
số giống đậu tơng [11], Nguyễn Văn Mã đã nghiên cứu khả năng chịu hạn
của cây đậu tơng trên đất bạc màu [12], Ngô Thế Dân và các cộng sự cho
thấy hạn hán đã làm giảm năng suất, phẩm chất đậu tơng [2].
Để có thể tồn tại đợc trong những điều kiện bất lợi trong cây trồng đã
hình thành những cơ chế thích nghi [6]. Một trong số đó là việc hình thành
một số hợp chất, một số enzym có vai trò bảo vệ cây trồng.
ở thời kỳ ra hoa, thời kỳ mà trong cây đã hình thành cơ chế thích nghi cơ
bản, thời kỳ cây chuyển từ giai đoạn sinh trởng sinh dỡng sang giai đoạn
sinh trởng sinh sản, do đó nhạy cảm với những tác động bất lợi của môi
trờng do đó việc nghiên cứu phản ứng của cây đậu tơng trong thời kỳ này
thờng cho kết quả rõ ràng nhất [3], [7].
Nghiên cứu của chúng tôi tập trung tìm hiểu sự biến đổi của một số chỉ
tiêu sinh lí - hoá sinh trong điều kiện gây hạn ở thời kỳ ra hoa, để tìm hiểu sâu
hơn khả năng chịu hạn của một số giống đậu tơng có năng suất triển vọng ở
nớc ta.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lí, sinh hoá ở thời kỳ ra hoa: trao đổi
nớc (khả năng giữ nớc, khả năng hút nớc, độ hút nớc còn lại, cờng độ
thoát hơi nớc); cờng độ quang hợp, hoạt động của một số enzym (proteaza,
amilaza, catalaza) và hàm lợng prolin của 4 giống đậu tơng là DT 84, DT
96, DT 2001, DT 2002 khi cây ở điều kiện thiếu nớc.
3. Phạm vi nghiên cứu
Chúng tôi tập trung nghiên cứu ảnh hởng của môi trờng thiếu nớc tới
một số chỉ tiêu sinh lí, hoá sinh của 4 giống đậu tơng là DT 84, DT 96, DT

Trờng ĐHSP H Nội 2

7


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

2001, DT 2002. Việc gieo trồng đợc tiến hành trong nhà lới ở vụ hè thu
2007.
4. ý nghĩa lý luận thực tiễn
Để tồn tại trong môi trờng bất lợi, cây trồng có những phản ứng thích
nghi nh: tích luỹ chất hoà tan trong tế bào để đảm bảo sức hút nớc, chống
lại sự mất nớc cũng nh điều chỉnh thẩm thấu trong thân, lá, rễ và quả cây.
Sự điều chỉnh này đợc thể hiện ở khả năng giữ nớc, sự biến đổi hoạt độ một
số enzym và hàm lợng prolin. Công trình này giúp tìm hiểu ảnh hởng của
điều kiện bất lợi đến cây trồng và phản ứng tích cực của các giống đậu tơng
khác nhau đối với điều kiện bất lợi. Trên cơ sở đó có thể chọn các giống thích
nghi cho các vùng sinh thái khác nhau.

Trờng ĐHSP H Nội 2

8


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

chơng 1: tổng quan ti liệu
1.1. Vai trò của nớc đối với thực vật nói chung và đậu tơng nói riêng

1.1.1. Vai trò của nớc đối với thực vật
Nớc là thành phần không thể thiếu đợc của tế bào và toàn bộ cơ thể.
Nớc có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật nói riêng, sinh vật
nói chung.
Nớc là một chất hoá học trực tiếp tham gia vào các hoạt động sinh lý,
hoá sinh của thực vật. Nớc là môi trờng cho các phản ứng hoá học diễn ra
trong tế bào và cơ thể. Nớc là dung môi của nhiều chất, hầu hết các phản ứng
sinh hoá trong tế bào thực vật đều xảy ra trong môi trờng nớc.
Chỉ cần giảm chút ít hàm lợng nớc trong tế bào đã có thể gây nên sự
thay đổi đáng kể các hoạt động trao đổi chất, do đó ảnh hởng đến sự sinh
trởng và phát triển của cây. Trong quang hợp, nớc cung cấp hidro để khử
NADP+ thành NADPH thông qua phản ứng quang phân ly nớc. Nớc cũng
hoạt động nh chất cho nhóm hydroxyl trong một số phản ứng hydroxyl hoá.
Bên cạnh đó nớc còn có vai trò hidrat. Nớc đợc hấp thụ trên bề mặt
các hạt keo (protein, axit nucleic) và trên bề mặt các màng sinh học (màng
sinh chất, màng không bào, màng các bào quan) tạo thành lớp nớc mỏng bảo
vệ cho các cấu trúc sống của tế bào.
ở cây xanh, nớc là yếu tố quan trọng điều hoà nhiệt của lá giúp cho quá
trình trao đổi chất diễn ra bình thờng trong điều kiện nhiệt độ cao của môi
trờng. Khi thiếu nớc, cây thờng thay đổi về hình thái, mô mất sức căng,
cây bị héo, tế bào giảm hàm lợng nớc tự do, tăng cờng nồng độ dịch bào
thay đổi tính thấm của tế bào rễ, hoạt động của enzym thuỷ phân tăng mạnh,
sự tổng hợp AND bị giảm sút, thậm chí bị phân giải.

Trờng ĐHSP H Nội 2

9


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

1.1.2. Vai trò của nớc đối với quá trình sinh trởng và phát triển của cây
đậu tơng
Sự sinh trởng và phát triển của cây đậu tơng phụ thuộc vào lợng nớc
tồn trữ trong đất. Thừa nớc hay thiếu nớc đều có hại cho sự sinh trởng,
phát triển và sản lợng của cây. Lợng nớc đậu tơng cần sử dụng thay đổi
theo điều kiện khí hậu và tuỳ thuộc vào từng giai đoạn trong quá trình sống
của cây.
Giai đoạn nảy mầm - cây non, tính từ lúc gieo trồng đến 5 - 7 ngày sau.
Nhu cầu về nớc của giai đoạn này khá lớn, để đảm bảo cho hạt nảy mầm hàm
lợng nớc trong hạt phải đạt 50% so với khối lợng hạt [2], [10].
Giai đoạn sinh trởng sinh dỡng, thân lá phát triển mạnh đến lúc ra hoa.
ở giai đoạn này nhu cầu về nớc cho cây sinh trởng, phát triển tăng hơn so
với giai đoạn cây non. Sự sinh trởng, phát triển của cây là kết quả của các
quá trình trao đổi chất nh hô hấp, quang hợp,Các quá trình này đều bị kìm
hãm bởi thiếu nớc.
Giai đoạn ra hoa từ khi ra hoa đầu tiên đến hoa cuối cùng. Hoa rụng do
nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân chủ yếu là hạn hán. Thiếu nớc dẫn
đến rụng hoa, quả, giảm kích thớc hạt.
Giai đoạn hình thành quả và hạt đợc tính từ sau khi hoa đầu tiên nở, quả
đầu tiên hình thành trong phạm vi 7 - 8 ngày. Nhu cầu về nớc ở giai đoạn này
tăng cao, thiếu nớc làm rụng quả, kích thớc hạt và ảnh hởng lớn đến năng
suất và phẩm chất hạt.
Giai đoạn quả chín: hạt phình to, kín khoang hạt, cây ngừng sinh trởng.
Các nghiên cứu về nớc của cây đậu tơng cho thấy ở giai đoạn này giảm so
với giai đoạn trớc. Khi quả chín để tích luỹ chất dinh dỡng, tránh nhiễm
bệnh và nảy mầm sớm thì độ ẩm của đất phải giảm dần.
Nh vậy, cũng nh các loại cây trồng khác, đậu tơng cần lợng nớc

nhất định để đảm bảo mọi hoạt động sống đợc diễn ra bình thờng. Sự thiếu

Trờng ĐHSP H Nội 2

10


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

hay thừa nớc quá nhiều trong mọi giai đoạn đều ảnh hởng sự sống, năng
suất cũng nh chất lợng sản phẩm của đậu tơng. Nhất là trong giai đoạn ra
hoa và hình thành quả cây còn có những yêu cầu khắt khe lớn về nớc, độ ẩm
của đất, nhiệt độ, ánh sáng,...
1.2. Hạn hán và tình hình gieo trồng, nghiên cứu tính chịu hạn của cây
đậu tơng
1.2.1. Hạn hán
Hạn hán là một phức hệ điều kiện khí hậu gây ra sự thiếu nớc đối với
cây trồng. Có hai loại hạn hán, hạn trong đất và hạn trong không khí.
Hạn trong đất, thờng xảy ra ở những vùng có điều kiện khí hậu, địa
hình, địa chất và thổ nhỡng đặc thù. Các yếu tố này làm cho đất không cung
cấp đợc nứơc cho cây do đất thiếu nớc hoặc làm lợng muối trong đất quá
lớn nên áp suất giữ nớc của hệ keo đất cao, vợt quá áp suất rễ, vì vậy cây
không lấy đợc nớc, thờng gặp ở đất mặn hay bón quá nhiều phân vô cơ
cùng một lúc.
Hạn trong không khí do độ ẩm trong không khí thấp hoặc do gió, chẳng
hạn nh gió nóng Chamsin ở Israel, gió Lào ở miền Trung nớc tahàm
lợng nớc trong không khí dới 60% thì gây hạn không khí .
Những cây trồng có khả năng duy trì sự phát triển và cho năng suất tơng

đối ổn định trong điều kiện khô hạn đợc gọi là cây chịu hạn và khả năng thực
vật có thể giảm thiểu mức độ tỏn thơng do thiếu hụt nớc gây ra gọi là tính
chịu hạn.
Quá trình sinh trởng phát triển của cây đậu tơng cần rất nhiều nớc,
trong cả vụ nhu cầu nớc đối với cây đậu tơng dao động từ 330 - 766 mm.
Nhu cầu về nớc của cây đậu tơng phụ thuộc vào độ dài của thời gian sinh
trởng, tốc độ phát triển của cây trớc khi phủ kín đất và lợng nớc có sẵn
tong đất [2]. Khả năng chịu hạn của các giống đậu tơng là không giống nahu,
do chúng có các kiểu gen khác nhau.

Trờng ĐHSP H Nội 2

11


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

1.2.2. Tình hình gieo trồng và nghiên cứu tính chịu hạn của cây đậu
tơng
* Trên thế giới
Cây đậu tơng có ý nghĩa cả về mặt dinh dỡng và môi trờng, diện tích
gieo trồng đậu tơng ngày càng đợc mở rộng trên toàn thế giới.
TT

Quốc gia

Diện tích

Năng suất

Sản lợng

(triệu ha)

(tấn / ha)

(triệu tấn)

1

Mỹ

29,33

2,4

66,8

2

Braxin

21,4

2,4

62,4

3

Achentina

14,0

2,4

52,6

4

Trung Quốc

9,2

1,66

15,4

5

ấn Độ

6,45

1,05

6,8

6

Thái Lan

0,18

1,2

0,22

7

Indonesia

0,63

1,3

0,82

8

Philippin

0,001

1,0

0,001

9

Việt Nam

0,182

1,24

0,25

88,82

2,15

189,81

Tổng số toàn thế giới

Tình hình gieo trồng đậu tơng trên thế giới niêm vụ 2003 - 2004.
(Nguồn: Cục Thống kê Nông nghiệp Mỹ, 2005)
Cây đậu tơng là cây có nhu cầu về nớc cao. Để hạt nảy mầm, hạt đậu
tơng phải có khả năng đạt độ ẩm khoảng 50% [8]. Với sự phát triển mạnh
của khoa học kỹ thuật, đã có nhiều công trình nghiên cứu về tính chịu hạn của
cây đậu tơng. Whitsitt và cộng sự (1997) [29] đã cho thấy lợng nớc mất
trên 60% thì đậu tơng không thể phục hồi đợc. Nhiều nghiên cứu đã nhận
thấy rằng: cDNA của dehydrin từ lá đậu tơng bị mất nớc đợc phân lập,
dehydrin là một trong những LEA với chức năng bảo vệ tế bào khi bị mất
nớc [23], [24], [25].

Trờng ĐHSP H Nội 2

12


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

* ở Việt Nam
ở Việt Nam đậu tơng đợc trồng từ rất sớm, nhng do tập quán canh
tác, nên đậu tơng cha đợc phát triển cả về diện tích và năng suất. So với
bình quân chung của thế giới, năng suất đậu tơng của Việt Nam chỉ đạt
57%. Cả nớc hình thành 6 vùng sản xuất đậu tơng: vùng Đông Nam bộ có
diện tích trồng lớn nhất (26,2% diện tích đậu tơng cả nớc), miền núi Bắc bộ
24,7%; Đồng bằng sông Hồng 17,5%; Đồng bằng sông Cửu Long 12,46%;
còn lại là vùng Đồng bằng ven biển miền Trung và Tây Nguyên chiếm
33,4%.
Tình hình gieo trồng đậu tơng ở Việt Nam (1976 - 1997)
1976

1980 1985

1990

1995 1996 1997

Diện tích (1000ha)

25,6

24,3

41,9

54,4

79,5

75,2

68,3

Năng suất (tạ/ha)

3,9

4,2

5,8

7,4

9,1

8,9

9,0

Sản lợng (1000tấn)

10,1

10,2

24,4

40,1

72,9

66,9

61,5

Diện tích (1000ha)

19,5

18,9

34,8

35,5

50,9

47,6

46,7

Năng suất (tạ/ha)

4,4

4,6

5,8

6,3

8,1

7,8

9,4

Sản lợng (1000tấn)

7,8

8,1

20,3

22,7

41,4

36,4

43,9

Hồng

4,2

4,1

5,9

16,1

25,7

25,3

19,3

Diện tích (1000ha)

3,3

4,0

6,2

9,4

11,4

11,2

11,6

Năng suất (tạ/ha)

1,3

1,6

3,7

15,1

19,4

28,3

22,5

Diện tích (1000ha)

12,8

23,8

55,6

41,6

35,1

35,1

31,8

Năng suất (tạ/ha)

8,0

9,1

8,4

12,6

13,3

13,3

13,0

Miền Bắc

Miền núi và trung du

Đồng

bằng

sông

Sản lợng (1000tấn)
Miền Nam

Trờng ĐHSP H Nội 2

13


Khoá luận tốt nghiệp

Sản lợng (1000tấn)

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

10,3

54,7

46,5

51,6

46,7

46,7

41,4

Diện tích (1000ha)

0,7

0,6

2,0

1,6

2,0

1,4

1,6

Năng suất (tạ/ha)

8,1

5,3

6,3

8,2

9,9

12,5

12,1

Sản lợng (1000tấn)

0,6

0,3

1,3

1,3

1,9

1,7

2,0

Diện tích (1000ha)

2,5

1,4

7,3

9,1

12,0

11,0

11,1

Năng suất (tạ/ha)

6,8

7,3

8,4

7,8

10,2

11,5

11,1

Sản lợng (1000tấn)

1,7

1,0

6,2

7,1

12,3

12,4

12,8

Diện tích (1000ha)

8,6

15,2

33,2

28,9

13,6

10,6

10,2

Năng suất (tạ/ha)

8,1

8,5

6,8

4,9

7,6

7,9

7,9

Sản lợng (1000tấn)

6,9

12,9

22,4

14,4

10,3

8,4

8,1

Diện tích (1000ha)

1,0

6,6

17,6

16,0

14,0

12,1

8,9

Năng suất (tạ/ha)

10,1

11,3

14,1

14,8

20,0

21,6

21,0

Sản lợng (1000tấn)

1,1

7,4

24,8

23,7

28,1

26,2

18,7

Duyên

hải

miền

Trung

Tây Nguyên

Đông Nam Bộ

Đồng bằng sông Cửu
Long

Nghiên cứu tính chịu hạn của cây trồng ở Việt Nam đợc tiến hành sâu,
rộng ở các đối tợng ngô, lúa, đậu tơng, lạc trong đó có đậu tơng là cây
trồng đợc chú trọng khá nhiều...Tại trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm

đậu đỗ, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, có rất nhiều giống
đậu tơng đợc đánh giá là những giống có khả năng chịu hạn tốt. Các
phơng pháp đánh giá đã đa ra kết quả 185 mẫu giống có khả năng chịu hạn
trồng vụ đông, 68 mẫu giống chịu hạn tổng hợp, 65 - chịu nóng khá, 14 - vừa

Trờng ĐHSP H Nội 2

14


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

chịu nóng, chịu hạn tốt và vừa có nhiều đặc tính kinh tế quan trọng khác [6],
[7].
Trong các năm vừa qua có rất nhiều công trình nghiên cứu về tính chịu
hạn của đậu tơng ở Việt Nam. [6], [7], [11], [12], [13] chủ yếu là nghiên cứu
về hình thái, di truyền, chọn giống, sinh học phân tử của đậu tơng, khả năng
cố định đạm của một số dòng vi khuẩn có ở rễ đậu tơng, một số chỉ tiêu sản
lợng và năng suất của cây đậu tơng trong điều kiện thiếu nớc. Sử dụng
phơng pháp đánh giá gián tiếp sơ bộ chọn giống chịu hạn, chịu nóng bằng
cách cho hạt nảy mầm trong dung dịch đờng sucrose, hoặc nhiệt độ cao và
phơng pháp làm khô héo. Tác giả đã phân lập đợc nhiều giống đậu tơng
chịu hạn tốt [6], [7].
Chất lợng hạt của cac giống đậu tơng cũng đợc các nhà khoa học rất
quan tâm. Hàm lợng protein dao động khoảng từ 30,54 - 49,84%/ khối lợng
khô; hàm lợng lipit từ 13,35 - 30,29%/ khối lợng khô ; hàm lợng các axit
amin có chứa nhóm SH thấp [11].
Các nghiên cứu về huỳnh quang diệp lục, cờng độ quang hợp cho phép

đánh giá nhanh khả năng chịu hạn của cây [9], [14], [19]. Trong điều kiện bất
lợi, khả năng chịu hạn của các giống cây thể hiện qua sự biến đổi của các
tham số F0, Fm và tỉ lệ Fv/m khi đo cờng độ huỳnh quang diệp lục. Cờng độ
quang hợp của lá cũng biến đổi khi cây gặp hạn [9], [13].
Dựa vào các tiêu chí sinh lý, sinh hoá có thể đánh giá đợc khả năng chịu
hạn của cây trồng.

Trờng ĐHSP H Nội 2

15


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Chơng 2: đối tợng v phơng pháp nghiên cứu
2.1. Đối tợng nghiên cứu
Trong công trình này, chúng tôi chọn 4 giống đậu tơng có năng suất
cao, do trung tâm T vấn và chuyển giao tiến bộ kỹ thuật thuộc Viện Di
truyền Nông nghiệp Việt Nam cung cấp.
* DT 84 do lai giữa DH 4 x DT 80 + đột biến - Co 60. Năng suất của
DT 84 đạt 1,5 - 3,5 tấn/ha, thời gian sinh trởng từ 85 - 90 ngày, khả năng
chống chịu sâu bọ tốt, chất lợng sản phẩm tốt.
* DT 96 lai đột biến DT 90 x DT 84. Năng suất đạt từ 1,8 - 3,5
tấn/ha, thời gian sinh trởng từ 90 - 95 ngày, khả năng chống chịu sâu bọ khá,
chất lợng tốt.
* DT 2001 lai đột biến DT 84 x DT 83. Năng suất đạt từ 2,2 - 4,0
tấn/ha, thời gian sinh trởng từ 90 - 100 ngày, khả năng chống chịu sâu bệnh
khá, chất lợng khá.

* DT 2002 lai DT 96 x DT 99. Năng suất đạt từ 1,8 - 3,0 tấn/ha, thời
gian sinh trởng từ 80 - 85 ngày, khả năng chống chịu sâu bệnh khá, chất
lợng khá.
2.2. Phơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Cách bố trí thí nghiệm
Thời vụ gieo trồng
Chúng tôi chọn vụ hè thu với thời tiết khô hanh thuận tiện cho việc kiểm
tra đánh giá khả năng chịu hạn của các giống đậu tơng. Mật độ cây 40 x 15
cm.
Chuẩn bị đất và giống
Chúng tôi chọn 4 giống DT 84, DT 96, DT 2001, DT 2002 là các giống
có năng suất khá cao, chống chịu sâu bệnh tốt.
Chọn đất chủ động, làm đất, xới xáo kĩ, tới nớc một cách chủ động.
Phơi nắng để diệt sâu bệnh trớc 1 - 2 tháng. Bón lót toàn bộ bằng phân

Trờng ĐHSP H Nội 2

16


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

chuồng và lân + 1/2 lợng phân NPK sau khi cho vào chậu. Cho đất vào các
chậu đã chuẩn bị trớc. Tiến hành gieo hạt giống vào các chậu có kích thớc
= 35cm, chiều cao h = 40cm. Lấp hạt sâu 2cm cách lớp phân 5cm.
Cách chăm sóc
Tiến hành tỉa khi cây con cha có lá nhặm (5 - 7 ngày sau khi gieo). Xới
xáo làm cỏ nhẹ nhàng khi cây có lá thật (lá nhặm 3 thùy) và khi cây đã có 5 6 lá, đồng thời bón thúc phân NPK. Đảm bảo chế độ chăm sóc nh nhau giữa

các chậu thí nghiệm đến giai đoạn ra hoa, sau đó chia làm 2 lô: lô thí nghiệm
và lô đối chứng. Gây hạn ở lô thí nghiệm cho đến khi đôi lá cuối cùng có triệu
chứng héo thì dừng lại lấy mẫu phân tích, còn lô đối chứng thì vẫn tiến hành
tới nớc bình thờng.
2.2.2. Phơng pháp phân tích các chỉ tiêu
Cách lấy mẫu
Vào 8 giờ sáng chúng tôi tiến hành lấy mẫu lá đậu tơng, ở lá thứ 3 từ
đỉnh sinh trởng xuống, đấy là lá trởng thành của cây thực hiện tốt các chức
năng cho cây: quang hợp, trao đổi chất,
Cho ngay mẫu lá đã lấy vào túi nilon buộc kín và mang tới phòng thí
nghiệm để phân tích mẫu.
Xác định khả năng giữ nớc của lá đậu tơng khi bị hạn (X)
Chỉ tiêu này xác định theo phơng pháp Kozusko [10].
Cân lá ngay sau khi hái. Để héo sau 5 giờ. Điều kiện làm héo có thể để
ngoài không khí, sau thời gian đó cân lại mẫu, tiếp tục sấy khô từ 3 - 4 giờ ở
nhiệt độ 1050C để xác định khối lợng khô của mẫu.
Việc tính toán khả năng giữ nớc có thể tính bằng % so với tổng lợng
nớc. Hàm lợng nớc tuyệt đối (A) đợc tính theo hệ số khối lợng tơi (B)
và các khối lợng khô (V). Khả năng giữ nớc X đợc tính theo công thức
[10]:

Trờng ĐHSP H Nội 2

17


Khoá luận tốt nghiệp

X =

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

( B b ).100%
(b là khối lợng tơi sau khi héo)
A

Ta có: A = B - V
Trong ú:
X - kh n ng gi n

c c a mô lá (%).

B - kh i l

ng t

i ban u.

b - kh i l

ng t

i sau khi gây héo c a lá (mg).

V - kh i l

ng khô của lá.

Tính toán sự thay đổi khả năng giữ nớc khi bị hạn so với đối chứng tiến
hành theo sự mất nớc hay lợng nớc còn lại trong mẫu nghiên cứu so với

đối chứng tính bằng %.
Xác định khả năng hút nớc (Y)
Khả năng hút nớc là đặc tính của mô phục hồi lại trạng thái no nớc sau
khi bị gây héo nhân tạo.
Sơ bộ cho bão hoà nớc trong vòng 3 giờ để loại bỏ sự hút nớc sau đó
dùng giấy thấm làm khô cuống lá, đem cân và sau đó gây héo nh đã làm ở
trên. Sau khi gây héo lại cho vào buồng làm no nớc trong 3 giờ sau đó sấy
khô cuống lá và cân. Theo sự chênh lệch khối lợng ta xác định lợng nớc
mà lá không thể hút đợc do bị tổn thơng sau khi gây héo, đợc tính % trên
khối lợng tơi khi no nớc.

Y=

( A1 A2 ).100%
A1

Trong ú:
Y - khả năng hút nớc của mô lá.
A1 - khối lợng lá sau khi làm no nớc lần đầu tiên (mg).
A2 - khối lợng lá sau khi làm no nớc lần thứ 2 (mg).

Trờng ĐHSP H Nội 2

18


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Độ hụt nớc còn lại (Z)
Đó là lợng nớc còn thiếu hụt trong điều kiện hạn hán. Vào những giờ
ban ngày sự thiếu hụt nớc của cây không phải chỉ do thiếu nớc trong đất mà
còn do cờng độ thoát hơi nớc quá mạnh, đặc biệt trong khi nhiệt độ không
khí cao. Vì thế đại lợng này không phải lúc nào cũng đặc trng cho khả năng
chịu hạn. Nh vậy chỉ tiêu độ hụt nớc còn lại là khách quan hơn, đợc
Litvinop trình bày. Chỉ tiêu này đợc xác định vào buổi sáng khi sự thoát hơi
nớc giảm tối thiểu và cây lúc này khi qua đêm đã có thể hút thêm một lợng
nớc nào đó từ đất.
Độ hụt nớc còn lại đợc tính bằng % của lợng nớc còn thiếu hụt so
với khối lợng lá tơi bão hoà hơi nớc.
Z=

(V1 V2 ).100%
V2

Trong đó:
Z - độ hụt nớc còn lại của mô lá (%).
V1 - là khối lợng sau khi no nớc.
V2 - là khối lợng tơi ban đầu.
Xác định cờng độ quang hợp và cờng độ thoát hơi nớc
Sử dụng máy Photosynthesis system Lci - 002/B, ADC - Anh. Máy phân
tích chỉ tiêu quang hợp của cây trồng, thiết bị sử dụng bộ vi xử lí điều khiển và
thiết bị đặt các thông số đo, hiển thị kết quả đo trên màn hình LCD. Cổng dữ
liệu RS 232 cho ta dễ dàng kết nối với máy tính để phân tích lu trữ. Tự động
bù nhiệt độ và áp suất cho các chỉ tiêu đo.
Thông số mà máy có thể đo đợc là: cờng độ trao đổi CO2 của lá, cờng
độ trao đổi nớc của lá, nhiệt độ của lá. Có nhiều loại buồng đo để đo các loại
lá bản rộng, bản hẹp, lá hình kim cho phù hợp.
Máy gồm 5 phím mềm dễ sử dụng chức năng của các phím tơng ứng

hiển thị phía dới của các nút trên màn LCD.

Trờng ĐHSP H Nội 2

19


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Xác định hoạt độ của enzym proteaza
Xác định hoạt độ của enzym proteaza bằng phơng pháp chuẩn độ
foocmandehyt [1].
Tính kết quả:

X=

(V1 V2 ).2,28.V . f
V3

Trong đó:
X - hàm lợng nitơ amin trong mẫu nghiên cứu (mg/g).
V - dung tích mẫu.
V1 - số ml NaOH 0,2N dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm.
V1 - số ml NaOH 0,2N dùng để chuẩn độ bình đối chứng.
V1 - số ml dịch lọc đem chuẩn độ (10ml).
f - hệ số điều chỉnh nồng độ NaOH 0,2N.
g - số gam mẫu đem phân tích.
2,28 - số mg nitơ amin tơng ứng với 1 ml NaOH 0,2N.

Xác định hoạt độ của enzym amylaza
Xác định hoạt độ của enzym amylaza bằng phơng pháp Rukhliadeva
Geriacheva [16].
Tính kết quả:

C=

(OD1 OD2 ).0,1
OD1

Trong đó:
C - lợng tinh bột bị thuỷ phân (g).
OD1 - mật độ quang của dung dịch đối chứng.
OD2 - mật độ quang của dung dịch thí nghiệm.
0,1 - lợng tinh bột phân tích (g).
(Sự khác nhau giữa mật độ quang của bình đối chứng và bình thí nghiệm
là lợng tinh bột bị thủy phân).

Trờng ĐHSP H Nội 2

20


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Hoạt độ amylaza (UI) đợc tính theo công thức:
HdAm =

6,899.c 0,02938
.100
w

Trong đó:
w- lợng chế phẩm enzym đem thí nghiệm.
c- lợng tinh bột bị thủy phân (mg).
6,8789; 0,02938- các hệ số của phơng trình tính hoạt độ enzym
thu đợc bằng phơng pháp xử lý toán học số liệu thực nghiệm.
Xác định hoạt độ của enzym catalaza
Xác định hoạt độ của enzym catalaza bằng phơng pháp của A.N.Bah và
A.I.Oparin [16].
Tính bằng kết quả:
X =

( A B ). 1, 7 .V 1
V 2 . a .t . 0 , 034

Trong đó:
X - hoạt độ enzym catalaza.
A - số ml KMnO4 0,1N chuẩn độ bình đối chứng.
B - số ml KMnO4 0,1N chuẩn độ bình thí nghiệm.
Vp - tổng thể tích dung dịch enzym.
V2 - ml dung dịch enzym lấy để phân tích.
a - số gam mẫu nghiên cứu.
1,7 - số mg H2O2 tơng ứng với 1 ml KMnO4 0,1N
t - thời gian enzym tác động.
0,034 - hệ số chuyển đổi từ mg H2O2 thành micromole.
Xác định hàm lợng Prolin bằng phơng pháp Bates và cộng sự (1973)
[18]

Prolin tự do và prolin trong phân tử protit là các thành phần bắt buộc của
tế bào. Hàm lợng prolin tăng gấp nhiều lần khi gặp hạn, gặp mặn [27].

Trờng ĐHSP H Nội 2

21


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Hàm lợng prolin bằng phơng pháp của Bates và cộng sự (1973) [18].
Tính kết quả:
Y = 1,4083.X + 0,014
Trong đó:
Y - hàm lợng prolin (mg/l).
X- giá trị mật độ quang ở = 520nm.
2.2.3. Xử lý số liệu thực nghiệm
Số liệu đợc xử lý, đánh giá theo phơng pháp thống kê sinh học trên
máy tính nhờ phần mềm Excel - 98 với các thông số: trung bình số học, độ
lệch chuẩn, sai số trung bình học, hệ số biến động, độ tin của hiệu.
n

n

X=

Xi
i =1

CV =

n

; 2 =

.100
X

(X
i =1

; m=

i

X )2

n 1


n

; td =

; = 2

X1 X 2
m12 + m22

Trong đó:

X - trung bình số học.
Xi - giá trị kết quả đo đếm đợc ở mỗi lần nhắc lại.
n - dung dịch mẫu.

- ộ lệch chuẩn.
CV - hệ số biến động.
td - tiêu chuẩn độ tin của hiệu.
m - sai số trung bình số học.

Trờng ĐHSP H Nội 2

22


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

Chơng 3. Kết quả nghiên cứu v thảo luận
3.1. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến khả năng trao đổi nớc ở
đậu tơng
Nớc là thành phần cơ bản của thực vật. Nó góp phần quan trọng vào các
quá trình trao đổi chất xảy ra trong cây và góp phần vận chuyển các chất từ
ngoài môi trờng vào để tham gia vào quá trình trao đổi chất.
Điều kiện thiếu nớc làm biến đổi các chỉ tiêu về trao đổi nớc, khả năng
giữ nớc, khả năng hút nớc, độ hụt nớc còn lại, sự thoát nớc của lá.
3.1.1. Khả năng giữ nớc

Đây là một tính chất giúp thực vật chống lại sự thiếu nớc. Theo ý kiến
của nhiều nhà khoa học, khả năng này là một đặc tính quan trọng cho phép
xác định gianh giới của biến đổi thích nghi và bàn tới mức độ chịu hạn của
cây.
Bảng 1. Lợng nớc mất đi của lá đậu tơng (%)
Giống

Đối chứng

Thí nghiệm

So sánh với đối
chứng (%)

DT 84

37,61 0,04

24,13 0,07

64

DT 96

40,23 0,04

23,96 0,02

60

DT 2001

38,48 0,01

20,05 0,02

52

DT 2002

58,47 0,16

20,48 0,02

35

Kết quả nghiên cứu ở bảng 1 cho thấy, trong điều kiện bình thờng,
lợng nớc mất trên tổng số cây đậu tơng dao động từ 37,61% - 58,47%.
Giống DT 84 có khả năng giữ nớc cao hơn các giống khác, có lợng nớc
mất trên tổng số là thấp nhất (37,61%). Khi gặp điều kiện thiếu nớc, sự mất
nớc của mô lá biến đổi từ 24,13% - 20,05%. Biến đổi nhiều nhất ở giống DT

Trờng ĐHSP H Nội 2

23


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

2002 và ít nhất ở giống DT 84. Khi hạn hán, lợng nớc mất của lá khi bị héo
thấp hơn so với cây đủ nớc. Lợng nớc giảm đi từ 64% xuống 35% so với
đối chứng. Các mẫu lá thí nghiệm có khả năng giữ nớc cao hơn so với đối
chứng. Điều kiện này có thể là do hàm lợng prolin trong lá đậu tơng khi gây
hạn cao hơn so với đối chứng, nên khả năng giữ nớc tốt hơn.
3.1.2. Khả năng hút nớc
Khả năng hút nớc là khả năng phục hồi của mô lá để trở về trạng thái no
nớc sau khi gây héo nhân tạo. Chỉ tiêu này đặc trng cho khả năng của mô
thực vật vợt qua sự thiếu nớc. Lợng nớc không hút đợc có tơng quan
nghịch với khả năng hút nớc.
Bảng 2. Lợng nớc không hút đợc của cây đậu tơng (%)
Giống

So sánh với đối

Đối chứng

Thí nghiệm

DT 84

27,58 0,02

11,07 0,03

40,13

DT 96

34,41 0,09

12,08 0,06

37,27

DT 2001

25,70 0,01

11,05 0,05

43

DT 2002

29,85 0,01

11,10 0,01

37,18

chứng (%)

Trong điều kiện đủ nớc, lợng nớc không hút đợc của các giống đậu
tơng dao động từ 27,58% - 34,41%, cao nhất ở giống DT 96 và thấp nhất ở
giống DT 2001.
Theo kết quả bảng 2 cho thấy, lợng nớc không hút đợc sau khi héo
của lá cây bị hạn thấp hơn rõ rệt so với cây đủ nớc. Khi thiếu nớc, lợng
nớc hút đợc của mô lá ở các giống là tơng đối giống nhau. Sự chênh lệch ít

nhất so với đối chứng là ở giống DT 2001 (43%) và DT 84 (40,13%), còn các
giống DT 96 (12,08%) và DT 2002 (11,10%) có sự chênh lệch lớn hơn. Vậy
điều kiện thiếu nớc đã làm tăng khả năng hút nớc của lá một cách đáng kể
so với đối chứng.

Trờng ĐHSP H Nội 2

24


Khoá luận tốt nghiệp

Nguyễn Thị Thanh Thuỷ - K31CSinh

3.1.3. Độ hụt nớc còn lại
Độ hụt nớc còn lại của mô lá là chỉ tiêu biểu thị lợng nớc còn thiếu
hụt trong điều kiện hạn hán. Các số liệu đợc đo vào lúc sáng sớm để loại bỏ
sự thiếu nớc do thoát hơi nớc ở lá vào ban ngày.
Kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.
ở trong lô thí nghiệm, độ hụt nớc cao hơn ở lô đối chứng từ 109% 166%. Điều này chứng tỏ điều kiện hạn hán làm độ hụt nớc ở lô thí nghiệm
tăng cao.
Trong điều kiện bình thờng DT 2002 thể hiện sự thiếu hụt nớc mạnh
hơn so với các giống khác (44,64%), sau khi gây hạn thì độ hụt nớc tăng lên
(48,97%). Giống DT 96 có độ hụt nớc cao nhất (166%) khi gặp hạn so với
đối chứng.
Nh vậy căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lí ở thời điểm ra hoa, trong điều
kiện hạn hán các giống đậu tơng nghiên cứu đều là những giống có khả năng
chịu hạn tơng đối tốt.
Bảng 3. Độ hụt nớc còn lại của giống đậu tơng (%)
Giống

Đối chứng

Thí nghiệm

So sánh với
đối chứng (%)

DT 84

15,60 0,04

17,56 0,03

112

DT 96

17,31 0,02

28,83 0,10

166

DT 2001

17,43 0,03

23,61 0,03

135

DT 2002

44,64 0,04

48,97 0,07

109

3.1.4. ảnh hởng của điều kiện thiếu nớc đến cờng độ thoát hơi nớc
Thoát hơi nớc là động lực đầu trên của dòng nớc có vai trò tạo lực hút
nớc và ion khoáng từ rễ lên lá và đến các bộ phận khác ở trên mặt đất của
cây.

Trờng ĐHSP H Nội 2

25