Chuong DINH DUGNG KHOANG CUA THUC VAT Cần hiểu đỉnh dưỡng khống chức sinh lí gắn liền với chức rễ có ý nghĩa quan trọng sinh trưởng, phát triển hình thành suất trồng m8 Hiểu biết hút khoáng rễ vừa q trình sinh lí chủ động, vừa bị động liên quan chặt chẽ với điều kiện ngoại cảnh nhiệt độ, pH đất nồng độ oxi đất m Cần nắm vai trị sinh lí ngun tố khống suất trồng, đặc biệt N, P, K đồng hoá nitd trồng Trên sổ biểu biết mà đề xuất biện pháp bón phân hợp lí cho trồng: vừa thỏa mãn nhu cầu sinh lí trồng, mà tăng hiệu sử dụng phân bón KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Các nguyên tố thiết yếu Khi phân tích thành phần hóa học thực vật, người ta phát có đến 60 nguyên tố có thành phần Tuy nhiên có số nguyên tố định tối cần thiết cho gọi nguyên tố thiết yếu Một nguyên tố thiết yếu nguyên tố có uai trị sinh lí quan va cần cho sinh trưởng, phát triển mà thiếu, khơng thể hồn thành chu bì sống Bằng phương pháp trồng dung dịch phương pháp nghiên cứu dinh dưỡng xác khác, người ta phát có khoảng 19 nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu Đó là: C, H, O, N, S, P, K, Mg, 210 Ca, Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Cl, Na, Si, Ni Khi có đủ nguyên tố thiết yếu lượng ánh sáng, tổng hợp tất chất hữu cần thiết cho hoạt động sinh lí, q trình sinh trưởng, phát triển hồn thành chu kì sống Ngồi 19 ngun tố thiết yếu ra, cần nhiều thiếu có ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển hoàn thành chu kì sống mình, nguyên tố khác mà hoa, kết 1.3 Nguyên tố khoáng phân loại chúng Có hai quan niệm ngun tố khống * Một nguyên tố khoáng nguyên tố chứa phần tro tro thực vật Để phát nguyên tố khoáng cây, người ta phân tích to C, thực vật Đốt thực vật nhiệt độ cao (khoảng 600°C), nguyên O, H,N dạng khí CO;, H;O NO;, O; N¿ Phần lại tro thực vật (tro bếp) Nguyên tố G chiếm khoảng 45%, chiếm khoảng 42%, H khoảng 6,5% va N khoảng 1,5% hàm lượng chất khô Các nguyên tố C, H, O, N thành phần chủ yếu cấu tạo nên chất hữu Số lại, xấp xỉ ð% khối lượng chất khô cây, nguyên nguyên tố khống tố khống Với quan điểm này, nitơ khơng phải * Hai trừ nguyên tố có nguồn gốc từ CO; nước (C, H ©), nguyên tố cồn lại hấp thu từ đất gọi nguyên tố khoáng Theo quan niệm N ngun tố khống rễ hấp thu đất Do đó, phân bón có N (phan dam) déu goi 1a phan khống Quan niệm nhiều người thừa nhận Các nguyên tố khoáng phân thành nguyên tố đa lượng, vi lượng siêu vi lượng Nguyên tố đœ lượng thường có hàm lượng biến động từ 0,1 đến Mg, Si bao gồm tố siêu oi khô): Hg, 1,õ% khối lượng chất khô gồm N, P, K, Ca, 8, Các ngun tố lượng có hàm lượng nhỏ 0,1% chất khô, Các nguyên nguyên tố: Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Na, Ni, Co, lượng có hàm lượng vơ nhỏ (10°— 10'”% khối lượng chất Au, Se, Cd, Ag, Ra 211 Bảng 6.1 Hàm = lượng nguyên tố thiết yếu cãy Bohn NGUYÊN TỐ THIẾT YEU Nguén géc tiv H,O va CO, HAM LUONG TINH THEO CHAT KHO = = % CHAT KHO H c oO 45 45 N K 15 1,0 Nguồn gốc từ đất Nguyên tố đa lượng Ca Mg P s Si Nguyên tố u¡ lượng cl Fe B Mn Na Zn Cu Ni Mo ppm 0,5 0,2 0,3 0,1 0,1 ï 100 100 20 50 10 20 0,1 0,1 1.3 Ki thuat đặc biệt nghiên cứu dinh dưỡng khoáng Để phát vai trị sinh lí ngun tố khống thiết yếu cây, người ta sử dụng phức hệ môi trường dinh dưỡng đất mà phải sử dụng dung dịch đinh dưỡng loại trừ nguyên tố cần nghiên cứu dung dịch theo dõi sinh trưởng điều kiện thiếu nguyên tố Như sử dụng phương pháp trồng dung dịch tức phương pháp thủy canh (hiđroponie) Người ta trồng trực tiếp cho hệ thống rễ ngập dung dịch hay thông qua giá thể thích hợp cho hệ rễ sinh trưởng tốt 212 Cũng dung dich sé duge thẩm thấu đến rễ gọi fm dinh dưỡng dung dịch đỉnh cho hệ thống rễ sinh trưởng môi trường hảo khí hệ thống sinh dưỡng phun thành sương cung cấp cho rễ gọi trưởng hảo khí (hình 6.1) A ám Dung dich dịnh dưỡng on € Mày phun hat dinh dưỡng Fim dinh dưỡng trưởng Hình 6.1 Hệ thống thuỷ canh háo khí cho sinh thành phần định A Hệ thống thủy canh có rễ ngập dung dịch; dưỡng, khơng khí pH điều chỉnh tự động B Hệ thống thủy canh cải tiến, có sử dụng hệ thống sinh bing film dinh dưỡng trưởng bơm dụng địch đỉnh dưỡng di qua rễ Hệ thống điều chỉnh tự động bng bão hịa Œ.Hệ thống hảo khí, rễ hạt dung dịch đinh dưỡng ee suất 1⁄4 Vai trò nguyên tố khoáng cây trồng phần * Các nguyên tố khoáng (kể N) tham gia uào thành cấu trúc nên tế bào uà chất cấu tạo nên hệ thống chất nguyên sinh, protein; P có mặt quan Ví dụ N, thành phần bắt buộc nên chất điệp lục axit nucleic, photpholipit; Mg va N cấu tạo 213 * Ngun tố khống tham gia o q trình điều chỉnh hoại động trao đổi chất, hoạt động sinh lí Vai trị điều chỉnh ngun tố khống thơng qua: — Lam thay đổi đặc tính lí hóa keo ngun sinh chất thay đổi độ nhớt, khả thủy hóa ion có hóa trị I làm giảm độ nhớt, tăng khả thủy hóa; cịn lon có hóa trị cao ngược lại ~ Hoạt hóa enzim tế bào, đặc biệt nguyên tố vi lượng, nên làm tăng hoạt động trao đổi chất — Nitơ tham gia vào thành phần phitohomon auxin xytokinin điều chỉnh trình sinh trưởng * Các ngun tố khống có khả làm tăng tính chống chịu trồng điều kiện bất thuận số nguyên tố vi lượng làm tăng tính chống chịu rét, chịu hạn, chịu bệnh * Sử dụng phân khoáng để tăng suất trồng biện pháp kĩ thuật quan trọng Mối quan hệ phân khoáng suất trồng mối quan hệ gián tiếp Sản phẩm thu hoạch đường, bột, chất béo, chất đạm chứa nguyên tế C, H, O Một lượng nhỏ (khoảng ð%) có nguồn gốc từ phân bón (N, P, K, 8, Ca ) Phân khoáng làm tăng trình sinh trưởng, tăng diện tích lá, tăng hàm lượng diệp lục lá, nên tăng hoạt động quang hợp tổng hợp nên chất hữu tích lũy vào quan dự trữ, quan thu hoạch SỰ HẤP THU VÀ VẬN CHUYỂN CHẤT KHOÁNG CỦA CÂY Chất khống muốn vào trước hết phải hấp phụ bề mặt rễ sau ion khống qua chất ngun sinh để vào tế bào vận chuyển từ tế bào qua tế bào khác đến tất phận 9.1 Sự trao đổi chất khoáng rễ đất Các chất khoáng muốn vào phải tan dung dịch đất hấp phụ bề mặt rễ Các ion khoáng hấp phụ bể 214 phương mặt rễ theo thức trao đổi ion đất lơng hút Có hai phương thức trao đổi ion: trao đổi tiếp xúc (trao đổi trực tiếp) trao đổi gián tiếp thông qua axit cacbonie dung địch Trong q trình hơ hấp rễ, CO, sinh CO; thể axit yếu nên phân li bề mặt rễ CO;+ HO ———> H + HGCO; Rễ trao đổi ion H* với cation, trao đổi ion HCO; với anion đất Sự trao đổi ion rễ đất theo hóa trị đương lượng ion Một ion hóa trị I nhu K* muốn xâm nhập vào rễ trao đổi với ion H* khỏi rễ, ion NO; trao đổi với ion HCO¿ Cũng tương tự, ion Ca” đất phải trao đổi với ion H' rễ ion POY muốn hấp phụ bề mặt rễ phải có ion HCO; di từ rễ dung dịch đất 9.1.1 Phương thức trao đổi tiếp xúc (trực tiếp) Các sợi lông hút len lỏi vào mao quản đất tiếp xúc trực tiếp với keo đất Các ion H' HCO; trao đổi trực tiếp với cation anion nằm bể mặt 60 đất Bằng phương thức trao đổi trực tiếp mà rễ hút lượng chất khống nhiều chất khống tan dung dịch đất Do vậy, lượng chất khoáng dễ tiêu di động dung dịch đất thường thấp lượng mà có khả hút (hình 6.2) Keo dai H” K'HCO; Lơng hút a b khống rễ đất chất Hình 6.2 Phương thức trao đổi a Trao đổi tiếp xúc b Trao đổi qua axit cacbonic 215 2.1.2 Phuong thite trao dịch đất (gián tiếp) đổi axit eacbonie thơng qua dung Các chất khống dễ tiêu di động tan dung dịch đất nguồn dễ dàng cho rễ hấp thu, nhiên việc hấp thu thực thông qua dung dịch Rễ tiết vào dung dịch đất CO; dược phân li cho H” HCO; dung dịch đất H” tiến hành trao đổi với K' (hoặc cation khác) bề mặt leo đất để giải phóng cation khéi keo đất K* di động tự đến lông hút để tiến hành trao đổi với ion H* rễ mà hút bám lên bề mặt rễ, K" cặp đơi với HCO; đến lông hút để tiến hành trao đổi với H* rễ Với anion, HCO; dung dịch đất trao đổi với anion hút bám bề mặt keo đất để giải phóng chúng khỏi keo đất rổi anion di chuyển đến rễ để tiến hành trao đổi với ion HCO; trén bề mặt rễ để hút bám lên bể mặt rễ 9.2 Sự xâm nhập chất khoáng vào tế bao Chất khoáng sau hút bám lên bề mặt rễ vào tế bào để vận chuyển vào bên rễ lên phận mặt đất Chất khoáng phải xuyên qua lớp chất nguyên sinh mà quan trọng phải xuyên qua lớp màng: màng sinh chất (plasmalem) màng không bào (tonoplast) Các màng tổ chức chặt chẽ, đặc biệt lớp lipit có ý nghĩa việc định tính thấm màng ion Vì màng có chất lipit-nên ion tan lipit dễ đàng xâm nhập qua màng L nhiều quan điểm giải thích xâm nhập chất khoáng vào tế bào, thuộc hai loại chế: chế xâm thụ động chế xâm nhập chủ động nhập 9.9.1 Sự xâm nhập chất khoáng thụ động * Đặc trưng chế bị động — Qua trình xâm nhập chất khống khơng cần cung cấp lượng, khơng liên quan đến trao đổi chất tự diễn 216 — Phụ thuộc vào chênh lệch nồng độ ion tế bào (gradient nồng độ) Nồng độ bên lớn bên tế bào ~ Chỉ vận chuyển ion có tính thấm màng, tức phải có tính tan màng lipit * Sự khuếch tán chất tan uào tế bào Khuéch tán trình vận động phân tử vật chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp cân nồng độ hệ thống Tốc độ xâm công thức nhập chất tan (V) vào tế bào xác định theo V = Const K M7? (Cygoai — Crrong) Trong đó: K : hệ số biểu thị tính tan ion lipit; M: phân tử lượng chất tan khuếch tán; ngoai Cuạng nồng độ chất khuếch tán bên bên tế bào; Const : số khuếch tán Như tốc độ xâm nhập chất tan vào tế bào phụ thuộc vào điều kiện: — Tính hịa tan ion lipit (K) cang cao xâm nhậ mạnh — Phân tử lượng chất tan (M) nhỏ đễ xâm nhập ~ Sự chênh lệch nỗng độ chất khuếch tán lồn ion xâm nhập nhanh Đó điều kiện cần thiết cho ion xâm nhập vào tế bào đường khuếch tán Nếu thiếu điều kiện trên, khuếch tán khơng diễn Tuy nhiên có đủ điểu kiện cho khuếch tán tốc độ khuếch tán tự nhiên chậm nhiều lần so với khuếch tán chất tan tế bào Như vậy, tế bào tổn chế bổ trợ cho khuếch tán để làm nhanh khuếch tán có xúc tác tốc độ khuếch tán Đó 217 * Sự khuếch tán có xúc tác Có tồn số chế bổ trợ làm cho tốc độ khuếch tán tăng nhanh lên nhiều gọi khuếch tán có xúc tác Đây chế xâm nhập chất tan thụ động khơng tiêu tốn lượng q trình trao đổi chất Có thể số chế sau: — lonophor Đây chất hữu màng mà chúng dễ dàng liên kết có chọn lọc với ion đưa ion qua màng mà không cần lượng Người ta nghiên cứu nhiều chất đóng vai trị ionophor chất hóa học chế hoạt động mang ion chúng Các chất thường chiết xuất từ vi sinh vật 0ølnomycin từ sireptomyeces, chất nonaciin từ actinomyces Khi cac chat tac déng lên màng làm cho tính thấm màng tăng lên xâm nhập ion qua màng dễ dàng Sự liên kết ionophor với ion mang tính đặc hiệu cao — Kênh ion Trên màng sinh chất màng khơng bào có nhiều lỗ xun màng có đường kính lớn kích thước ion, tạo nên kênh cho ion dễ dàng xun qua Tuy nhiên kênh ion có tính đặc hiệu Mỗi ion có kênh hoạt động riêng đóng mở tùy theo điều kiện cụ thể — Thế xuyên màng Quá trình vận chuyển ion qua màng dẫn đến chênh lệch nồng độ ion hai phía màng tạo nên hiệu xuyên màng Hiệu điện đo đạt 50 - 200mV thường âm phía bên tế bào Nhờ xuyên màng mà cation theo chiều điện trường từ ngồi vào tế bào, cịn anion liên kết với ion H* để chuyển thành dạng cation vận chuyển vào 3.3.9 Sự xâm nhập chất khoáng chủ động * Trong nhiều trường hợp, xâm nhập chất khoáng vào tiến hành nồng độ ion bên tế bào eao bên tế bào (ngược với gradient nồng độ) Ví dụ phân tích hàm 218 lượng ion khống tế bào ngồi tế bào loai tao Nitella va Valonia ta thay tích lũy ion khống cd thể q trình chọn lọc mà khơng hồn tồn phụ thuộc vào gradient nơng độ ngồi tế bào (hình 6.3) Niella O E1 Dich tế bào Na" K' Ca” Mg” E1 Nồng độ ion Nổng độ ion E1 Nước clr ion Nat K“ Valonia Dịch tế bào Nước biển Ca?” Mg” cr Hình 6.3 Nơng độ số ion dịch bào ngồi dung dịch ni tảo nước Nitella rảo biển Valonia Như vậy, quan điểm khuếch tán khuếch tán có xúc tác khơng thể giải thích trường hợp tích lũy ion khác Hơn tích lũy bị ức chế kìm hãm hoạt động trao đổi chất giảm hàm lượng oxi môi trường hay sử dụng chất kìm hãm hơ hấp Có thể nói hút tích lũy ion khống cần lượng trình trao đổi chất, trình chọn lọc chủ động Sự vận chuyển tích cực (active transport) khác với vận chuyển bị động (passive transport) đặc điểm sau: ~ Có sử dụng lượng q trình trao đổi chất — Có thể ngược chiều gradient nồng độ — Có thể xâm màng lipit nhập ion khống khơng thấm hay thấm ~ Có tính chất đặc hiệu cho loại tế bào chất với / Có nhiều quan điểm đưa giải thích vận chuyển tích cực, quan niệm chất mang thừa nhận rộng rãi 219 CO; trước sau thí nghiệm dịng khí chạy qua thời gian định * Cách tiến hành thí nghiệm Trước tiến hành cần kiểm tra độ kín buồng Cho dịng khí chạy qua, số nồng độ CO; dịng khí hiển thị máy Đặt vào bng kín cho đồng khí chạy qua thời gian định, máy hiển thị số nồng độ CO; sau quang hợp Qua số liệu nồng độ CO; trước sau thí nghiệm, ta tính cường độ quang hợp cách nhanh chóng xác THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT QUANG HỢP 5.1 Đối tượng, dụng cụ, hoá chất Cây tươi nguyên vẹn (cả thân, rễ, lá), cân xác, tủ sấy, kéo, thước kẻ 5.2 Nguyên lí thí nghiệm Hiệu suất quang hợp lượng chất hữu tích luỹ đơn vị diện tích ngày đêm Dựa vào lượng chất khô tăng lên hai lần lấy mẫu (cách T ngày) ta tính hiệu suất quang hợp theo công thức: W.-W, _ HSQH=——2—"1 q 1/2(L, +L,)T Trong đó: W¿, W¿ khối lượng chất khơ cân lan va L¡, Lạ điện tích đo lần T thời gian cách hai lần lấy mẫu 5.3 Cách tiến hành thí nghiệm Nhổ — 10 nguyên vẹn rửa đất Xác định nhanh pháp cân Sau đem sấy tồn rơi cân khối lượng W; Để tiến hành ta thu 378 cách ngẫu nhiên thí nghiệm, chóng diện tích (L„) phương nhiệt độ 80°C — tiếp tục sinh trưởng sau T ngày số liệu Lạ, W¿ Áp dụng công thức tính hiệu suất quang hợp để tính hiệu suất quang hợp đối tượng thí nghiệm ð.4 Kết thí nghiệm trả lời câu hỏi Tiến hành đo hiệu suất quang hợp số cây, điền số liệu vào bảng sau : Loại Ww, We bị L, Nêu ý nghĩa tiêu hiệu suất quang hợp 379 BÀI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VỀ DINH DƯỠNG KHOÁNG GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG DƯỠNG KHOÁNG PHÁP NGHIÊN GỨU DINH 1.1 Phương pháp trồng dung dịch *' Đối tượng, dụng cụ, hoá chất — Cây giống (hoặc hạt giống), bình trồng cây, giá thể, máy đo pH (hoặc giấy đo pH) ~— Các loại hoá chất thành phần dung dịch đinh dưỡng theo MS Knop * Nguyên lí thí nghiệm Thành phần chất dinh dưỡng hàm lượng chúng dung địch dinh dưỡng khống chế mà với thí nghiệm trồng đất khó thực Tuỳ theo mục đích thí nghiệm mà ta thiết kế thí nghiệm khác Muốn tìm hiểu vai trị ngun tố đó, ta cần loại trừ nguyên tố dung dịch Muốn tìm hiểu nhu cầu dinh dưỡng ta phân tích dung dịch trước sau thí nghiệm để biết lượng chất đinh dưỡng hút * Cách tiến hành thí nghiệm — Pha ché dung dich đinh dưỡng chọn theo bảng hướng dẫn sẵn cho loại dung dịch Cho dung dịch vào chậu thí nghiệm theo định lượng định, đậy nắp giá thể đỡ — Cho qua lỗ giá đố cho toàn rễ ngập dung dịch dinh dưỡng ~ Theo đối pH dung dịch, có biến đổi phải điều chỉnh cho pH thích hợp với trồng thí nghiệm — Theo đối tiêu nghiên cứu theo để cương thí nghiệm 380 1.9.Phương pháp trồng chậu đất * Đối tượng, dụng cụ, hoá chất Cây giống (hoặc hạt giống), bình trồng cây, đất, phân vơ cơ, phân hữu * Nguyên lí thí nghiệm Với thí nghiệm chậu, ta biết xác lượng đất trồng, lượng phân bón, lượng nước tưới, thành phần đinh dưỡng đất Tuỳ theo mục đích thí nghiệm loại thí nghiệm mà ta có nguyên tắc bố trí thí nghiệm khác Với thí nghiệm chậu, ta dễ đàng xác định nhu cầu dinh dưỡng loại phân bón trồng việc phân tích đất trước sau thí nghiệm để biết lượng chất dinh dưỡng mà hút từ đất lên để tạo nên suất định * Cách tiến hành thí nghiệm Đất được đập nhỏ kích thước to, chỉnh độ ẩm đập nhỏ, phơi khơ, định lượng cho vào chậu (không 0,4mm) Phân bón trộn vào đất Chậu có nhỏ tuỳ thuộc vào kích thước loại Điều thích hợp cho đất trồng vào chăm sóc bình thường Theo đối q trình sinh trưởng, phát triển hình thành suất trồng thí nghiệm Sau thời gian thí nghiệm, phân tích lại lượng chất đỉnh dưỡng đất ta biết lượng chất đinh dưỡng mà sử dụng thời gian thí nghiệm 1.3 Phương pháp trồng ngồi đồng Phương pháp tiến hành theo phương pháp phổ biến cụ thể giáo trình phương pháp thí nghiệm Khi bố trí thí nghiệm ta cần xác định: — Mục đích thí nghiệm — Phương pháp bế trí thí nghiệm — Sơ đồ thí nghiệm ~ Phương pháp theo dõi tiêu sinh trưởng phát triển — Xử lí số liệu 381 TH{ NGHIEM PHUONG PHAP THUY CANH (HIDROPONICS) 2.1 Khai niém Thuỷ canh kĩ thuật trồng dung dịch dinh dưỡng mà không cần dùng đất 9.9 Ưu điểm phương pháp — Không phải làm đất, không cỏ dại —'Trồng nhiều vụ, trái vụ, khơng cần tưới — Khơng phải dùng thuốc phịng trừ sâu bệnh, trừ cỏ dại ~ Sản phẩm hoàn toàn sạch, đồng nhất, chất lượng tốt — Có thể thoả mãn nhu cầu dinh dưỡng trồng nên đạt suất cao Phương pháp thích hợp cho rau ăn Có thể sử dụng phương pháp để nghiên cứu vai trò sinh lí nhu cầu nguyên tố đỉnh dưỡng 2.3 Đối tượng, dụng cụ, hoá chất — Cây giống (hoặc hạt giống) — Dung cu chứa dung dịch dinh dưỡng, chậu, vại, hộp lót ni lông màu để đựng dung dịch xốp chí đào hố Nhà chung hay cho hộp trồng để ngăn cẩn côn trùng truyền bệnh ~ Giá thể đỡ cây: rọ nhựa nhi trấu hun hay giá thể tơi xốp khác ~ Dung dịch đinh dưỡng nuôi tuỳ theo loại trồng ~ Nếu trồng hệ thống có điểu chỉnh phải có hệ thống bơm dung dịch đỉnh dưỡng qua rễ có hệ thống tự động điều chỉnh nồng độ dung dịch đinh dưỡng 9.4 Cách tiến hành Thí nghiệm phương pháp thuỷ canh cải tiến Trung tâm nghiên cứu rau châu Á 382 nhua Ré Pre tay) Ắ Dung dich Hình Mơ hình thuỷ canh Trung tâm nghiên cứu phát triển rau châu Á (AVRDC) — Trước tiến hành thí nghiệm cần chuẩn bị khung, hộp xốp (hình 9), khoan nắp hộp xốp kích thước số lượng tuỳ theo loại — Pha dung địch vào hộp theo thành phần nồng độ loại dung dịch đỉnh dưỡng ~— Chuẩn bị rọ gieo hạt trồng cây: Cắt mảnh lưới lót đáy rọ, tẩm ướt trấu hun nhồi vào rọ Đặt rọ vào lỗ khoan nắp hộp — Gieo hạt trồng vào rọ với độ sâu khoảng 1-9em dùng trấu hun lấp kín Trong thời gian thí nghiệm cần theo đối thường xuyên mực nước hộp, lượng dung dịch tụt xuống 15em so với mép hộp cần bổ sung thêm dung dịch Phương pháp thuỷ canh ứng dụng uào mục đích: — Nghiên cứu vai trị nhu cầu dinh dưỡng nguyên tố đinh dưỡng — San xuất sau giai đoạn in vitro từ hạt trước đưa đất để rút ngắn thời gian sản xuất giống, tăng hiệu kinh tế cho khâu sản xuất giống — San xuất rau, hoa an tồn, 388 THÍ NGHIỆM PHƯƠNG NHU CẦU DINH DƯỠNG PHÁP CHUẨN ĐOÁN NHANH Việc phát nhanh chóng nguyên tố dinh dưỡng cho biết thừa hay thiếu dinh dưỡng, qua góp phần đề xuất biện pháp bón phân hợp lí cho Phương pháp dựa vào phần ứng đặc trưng nguyên tố thuốc thử đặc trưng Dựa vào mức độ màu phản ứng so với thang chuẩn, ta biết hàm lượng nguyên tố 8.1 Phát nhanh chóng amon (NH;) * Đối tượng, dụng cụ, hố chất Lá tươi, lọ, miếng chuẩn kính, cối chày sứ, thuốc thử Netle, thang màu * Nguyên lí phương pháp Dựa vào phản ứng thuốc thử Netle môi trường kiểm với amon tạo màu vàng: 9K,Hgl, +4OH + NH/ > NH,Hg,OI + 4K* +71 +3H,0 Mau vang * Cách tiến hành thí nghiệm Cân 2g cho vào cối sứ nghiền nát, cho thêm 6m] nước cất vào hồ thành dung dịch, sau dùng pipet lấy 0,ðm] dịch vào lọ nhỏ Nhỏ giọt thuốc thử Netle lên miếng giấy lọc để nắp kính Lấy ml] NaOH 30% nhanh chóng cho vào lọ đậy miếng kính có giọt Netle lên miêng lọ có bơi vaselin Để 15 phút, thời gian lắc, dung dịch chuyển màu vàng 8o với thang màu chuẩn để biết hàm lượng amon tự 3.2 Phát nhanh chóng nitrat (NO,) * Đối tượng, dụng cụ, hoá chất — Thân (hoặc cuống lá, cây) — Đĩa sứ (hoặc miếng kính), pipet 384 ~ Thuốc thử diphenylamin, thang màu chuẩn nitrat * Nguyên lí thí nghiệm Thuốc thử diphenylamin hoà tan axit sufuric đậm đặc kết hợp với nitrat tạo thành hợp chất màu xanh chàm Mức độ màu tỉ lệ thuận với hàm lượng NO; * Cách tiến hành thí nghiệm Cắt 1-2 lát cắt thân (hoặc cuống lá, lá) đặt vào đĩa sứ miếng kính Nhỏ giọt diphenylamin lên lát cắt, màu xanh dẫn dần xuất So với thang màu chuẩn để xác định nồng độ nitrat 3.3 Phat nhanh chóng photpho (P;O;) * Đối tượng, dụng cụ, hoá chất — Thân hay cuống tươi, đĩa sứ, pipet ~ Dung dịch molipdat amon dịch dung (NH,);MoO,, thiếc clorua SnCl,, thang mau chuan * Ngun lí thí nghiệm Photpho kết hợp nhanh chóng với molipdat amon cho kết tủa màu vàng Nếu cho thêm thuốc thử chuyển màu xanh theo phản ứng: H,PO, + 12(NH,,MoO, + 91HCI —> (NH,), PO, 12 MoO, +21NH, Cl+ 12H,0 LH Kết tủa vàng (NH,),PO,.12MoO, — "5 “ở (MoO, MoO,); H,PO,, H,O Phức chất màu xanh * Cách tiến hành thí nghiệm Cắt lát cất thân hay cuống cho vào (NH,);MoO,, khuấy sau để yên phút Nhỏ đều, đem so màu với thang màu chuẩn đĩa sứ, nhỏ giọt giọt 8nCl; khuấy 385 BÀI GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ (NUÔI CẤY IN VITRO) VA TAC DONG CUA MOT SO CHAT DIEU HOA SINH TRUONG GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MƠ TẾ BÀO THỰC VẬT 1.1 Khái niệm Ni cấy mô tế bào thực vật nuôi cấy vật liệu trồng (chổi, lá, thân, rễ, hạt phấn ) môi trường nhân tạo vô trùng Nuôi cấy mô tế bào đồng nghĩa với nuôi cấy mô tế bào in vitro (trong ống nghiệm) 1.2 Cơ sở khoa học nuôi cấy mô tế bào Cơ sở khoa học kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào dựa vào tế bào có tính tồn năng, tính phân hố phan phan hố + Tính tồn tế bào Mỗi tế bào sinh vật mang đầy đủ lượng thông tin truyền cần thiết toàn thể loại sinh vật để gặp điều kiện thuận lợi, tế bào phát triển thành thể hoàn chỉnh + Tính phân hố chuyển từ tế bào phơi sinh có chức phân chia tế bào thành mơ chun hố đảm nhận chức khác (mơ biểu bì, mơ dậu, mơ dẫn ) + Tính phản phân hố Các tế bào phân hố thành mơ chức riêng biệt quay trở trạng thái phân chia tế bào tế bào phôi sinh ban đầu gặp điều kiện thuận lợi Nhờ tính tồn cộng với khả phân hoá phản phân hoá mà ta tái sinh từ tế bào hay mẫu mơ trồng 1.8 Điều kiện kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào * Môi trường nuôi cấy + Các nguyên tố dinh dưỡng Môi trường ni cấy phải có đầy đủ yếu tố đinh dưỡng cần thiết (N, P, K, Ca, Mg, 8, 386 Fe, Cu, Mn, B, Mo, I, Co, Zn) cho sinh trưởng, phát triển nhiều tác tuỳ thuộc (MS), mơi tế bào thể hồn chỉnh Cho đến có giả nghiên cứu đưa nhiều môi trường dinh dưỡng khác loại đối tượng trồng: môi trường Murashige-Skoog trường Knop, môi trường Knudson C, môi trường Gamborg + Nguồn cucbon Cây in vitro sống chủ yếu đường dị dưỡng Vì việc bổ sung nguồn cacbon hữu vào môi trường nuôi cấy thành phần bắt buộc; thường sử dụng đường saccarozơ glucozơ hàm lượng 2% — 3% + Vitamin Các vitamin bổ sung vào môi trường là: thiamin (B,), pyridoxin (B,), riboflavin (B,), axit nicotinic, myo-inositol, vitamin Cv + Các hợp chất tự nhiên Để thúc đẩy khả phát sinh hình thái sinh trưởng phát triển in vitro, môi trường nuôi thường bổ sung thêm hợp chất tự nhiên: nước dừa, dịch chiết nấm men, dịch thuỷ phân, dịch chiết ép chuối, khoai tây * Các chất điều tiết sinh trưởng + Auxin: Kích thích dãn tế bào, kích thích hình thành mơ sẹo (callus), hình thành rễ bất định Các auxin thường dùng: 2,4-Dielo phenoxi axetic axit (2,4D), ơ~ naphtil axetic axit (œ=NAA), B-indol axetic axit (IAA), B—indol butyrie axit (BA) Tuy theo muc đích mà nơng độ sử dụng từ 10”— 10°M + Xytokinin: Kích thích phân chia tế bào định phân hố chổi Vì vậy, tỉ lệ sử dụng auxin/ xytokinin định phân hoá chổi hay phân hoá rễ Các chất thường sử dụng: benzyl adenin (BA), benzyl amino purin (BAP), kinetin (fufuryl amino purin), zeatin * Chất làm đông môi trường Aga polisaecarit thường sử dụng làm đông môi trường nuôi cấy Tuỳ thuộc chất lượng aga mà dùng với hàm lượng từ 5g/l — 8g/1 387 * Độ pH môi trường Cần chỉnh pH môi trường nuôi cấy khoảng từ 5,8 — 6,0 thích hợp cho nhiều loại trồng * Điều biện uô trùng Vô trùng điểu kiện bắt buộc định thành công kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào + Thiết bị hoá chất khử trùng: hấp, tủ sấy, phễu lọc loại hoá chất khử trang (HgCl,, Ca(OCl),, NaOCl, H,O, ) + Buồng cấy vô trang: Tuy theo điều kiện dùng buồng tự động lọc khí buồng khử trùng khơng khí 1.4 Các giai đoạn nuôi cấy + Giai đoạn khởi động mẫu in vitro + Giai đoạn nhân nhanh ïn vitro + Giai đoạn rễ tạo in vitro hoàn chỉnh + Đưa từ ống nghiệm đất SỬ DỤNG AUXIN TRONG KĨ THUẬT GIÂM, CHIẾT CÀNH 2.1 Đối tượng, dụng cụ, hoá chất — Cành bánh tẻ (có tuổi sinh học trung bình) roi, hoa giấy, chanh eurika ~ Cốc thuỷ tỉnh, cát ẩm, kéo cắt cây, bình phun ẩm — Dung dịch a—-NAA 2.9 Nguyên lí thí nghiệm Một vai trị sinh lí quan trọng nhóm chất auxin kích thích hình thành xễ bất định cành chiết, cành giâm nuôi cấy mô Trong giai đoạn đầu phát sinh rễ cành giâm, tức giai đoạn phản phân hoá tế bào vùng phát sinh rễ để tạo nhanh chóng tế bào tiền rễ, giai đoạn cần hàm lượng auxin cao mà thường với lượng auxin nội sinh khơng đủ để kích thích nhanh chóng 388 hình thành rễ Do vậy, đa số trường hợp, cần xử lí auxin ngoại sinh để xúc tiến nhanh q trình phát sinh rễ bất định Có hai phương pháp xử lí auxin cho cành giâm: ~ Phương pháp xử lí nhanh: Sử dụng nồng độ auxin cao, khoảng 1000 — 10000ppm auxin pha sẵn rồ Nhúng nhanh phần gốc cành giâm vào dung dịch cắm vào giá thể ~ Phương pháp ngâm: Sử dụng nồng độ auxin thấp, khoảng 10 — 100 ppm Ngâm phần gốc hom giâm vào dung dịch auxin 12 — 24 gid rôi cắm vào giá thể 2.3 Cách tiến hành thí nghiệm Chọn cành giâm bánh tế (cành chanh, bưởi, roi, hoa giấy ), dùng kéo cắt thành từ đoạn dài + 15em, để lại 1-9 bánh tẻ không mang bệnh đoạn cành Nhúng phần gốc vào dung địch œ-NAA có nồng độ thích hợp tuỳ theo loại đối tượng khoảng giây (thường nồng độ thích hợp cho đa số đối tượng cành giâm 4000 — 6000ppm) Cắm cành giâm vào cát ẩm, Giữ ẩm thường xuyên xuất rễ Theo dõi tiêu (ð—7 ngày/ lần): Tỉ lệ hình thành callus (%); 'Tỉ lệ hình thành chổi (%); 'Tỉ lệ hình thành rễ (%); Chiều dài rễ, chéi 9.4 Kết trả lời câu hỏi a Điền kết theo đõi vào sau: “Thời gian Tỉ lệ Tỉ lệra | Tiléra theo đối | callus (%) | chối (%) | ré (%) Chiều dài trung bình rễ (cm) Chiều dài trung bình chổi (em) ngày 14 ngày 21 ngày b Tại cành có tuổi khác khả rễ khác nhau? ANH HUGNG CUA XYTOKININ DEN TUOI THO CUA LA 3.1 Đối tượng, dụng cụ, hoá chất — Lá tươi — Giấy lọc xốp — Dung dich BA (benzyl adenin) néng dé 5; 10; 15; 20ppm 3.2 Nguyên lí cách tiến hành — Xytokinin cịn gọi "hoemon thí nghiệm hố trẻ" có tác dụng kéo đài tuổi thọ quan Khi bị tách khỏi mẹ, điệp lục sé bị phân huỷ làm mất, màu xanh nhanh chóng Nếu xử lí xytokinin tách khỏi mẹ, màu xanh giữ lâu hơn, tức tuổi thọ kéo dài — Ngắt khỏi nhúng vào dung dịch BA (benzyl adenin) theo nồng độ 0; 5; 10; 15; 20ppm, sau đặt giấy lọc hút đủ ẩm đặt bọt xốp hút ẩm Đậy lại để che ánh sáng giảm bay nước 8au ð — ngày quan sát màu sắc thí nghiệm đối chứng khơng xử lí BA 3.4 Quan sát kết trả lời câu hỏi a Hãy giải thích tai xytokinin lại có khả kéo dai tuổi thọ quan cây? b Theo đối so sánh kết nồng độ xytokinin thí nghiệm 390 ĐÁP ÁN CÁC CÂU HOI TRAC NGHIEM KIẾN THUC Chương Sinh lí tế bào thực vật 10B, 9B, 8A, 1D, 2D, 3D, 4D, 5D, 6B, 7C, 14D (14B), 15A (15B, 15D), 16D, 12C, 13D, 11B, 12D, 13D, 19D 18B, 17D, 11C, Chương Sự trao đổi nước thực vật 6B, 1A, 2D, 3D, 4D, 5A, 14B, 15D, 16B, 17 10D, 9C, 8D, 7C, Chương Quang hợp thực vật 1D, 2C, 3A, 4C, 5B, 6B, 7C, 8D, 9B, 10B (10G), 11D, 120, 18G, 14D, 15C, 16B, 17A, 8C (18A, 18B), 19A, 20A, 21B, 22C, 23B, 24A, 25B, 26B, 27A, 28C, 29A Chương Hô hấp thực vật 1A, 2B, 3D, 4D, 5C, 6A, 7D, 8C, 9D, 10D, 11B, 12A, 13G, 14B, 15C, 16D Chương Sự vận chuyển phân bố chất đồng hoá 5D, 1A, 9D, 3D, 4C, 14B, 15B, 16D 6D, 7O, 9D, 8D, 12B, 18B, 11B, 12A, 13B, 23G, 24D 10D, 11D, 10B, Chương Dinh dưỡng khoáng thực vật 1B, 14A, 5D, 4B, 3D, 2B, 15Ơ, 16D, 17D, 6A, 18D, 7D, 19A, 9C, 8D, 21B, 20A, 22D, Chương Sinh trưởng phát triển thực vật 2B, 3B, 4D, 12A (12D), 11A, 21D, 22D, 23D, 1C, 31D, 32B, 33C, 6C (6D), 7A (7C, 7B), 8B (8A), 9G, 190, 18D, 17D, 14A, 15B, 16B, 13D, 25C, 26B, 27B, 28B, 29D, 24B @4C), 5D, 10D, 20D, 30D, 34G Chương Tính chống chịu sinh lí thực vật với điều kiện bất thuận 1D, 2C, 2D, 3D, 14D, 15D, 16B, 4D, 17B, 5D, 18D, 6D, 19D, 7D, 8D, 20D, 9A, 21D, 10B, 22B, 11C, 12B, 23D, 24D 13B, 391 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đăng Kế- Nguyễn Như Khanh SINH Li HOC THUC VAT Nhà xuất Giáo duc — Ha N6i, 2000 Hoàng Minh Tấn — Nguyễn Quang Thạch — Trần Văn Phẩm GIÁO TRÌNH SINH LÍ THỰC VẬT Nhà xuất Nơng nghiệp, 2000 Hoàng Minh Tấn - Nguyễn Quang Thạch CHẤT ĐIỀU HOÀ SINH TRƯỞNG ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG Nhà xuất Nông nghiệp - Hà Nội, 1993 Vũ Văn Vụ - Vũ Thanh Tâm —- Hoàng Minh GIÁO TRÌNH SINH LÍ THỰC VẬT Nhà xuất Giáo dục, 1996 Va Van Vu SINH Li THUC VAT UNG DUNG Nhà xuất Giáo dục, 1999 Lincolh Taiz— Eduardo Zeiger PLANT PHISIOLOGY University of California, 1998 392 Tấn