Nghiên cứu kỹ thuật xử lý nảy mầm hạt giống và chăm sóc cây con tục đoạn (dipsacus japonicus miq) ở giai đoạn vườn ươm

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm hạt đến sự nảy mầm của hạt giống Tục đoạn .... Ảnh hưởng của thời gian ngâm hạt đến sự nảy mầm của hạt Tục Đoạn .... Phương pháp bố trí thí ng

LỜI CẢM ƠN

Nhằm nâng cao kỹ năng nghề nghiệp của sinh viên ngành Công nghệ Sinh học và hoàn tất chương trình đào tạo kỹ sư CNSH của trường Đại học Lâm nghiệp, được sự đồng ý của Ban Lãnh đạo Nhà trường, Viện công nghệ sinh học Lâm nghiệp và sự hướng dẫn tận tình của TS Khuất Thị Hải Ninh, em đã tiến

hành thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu kỹ thuật xử lý nảy

mầm hạt giống và chăm sóc cây con Tục đoạn (Dipsacus japonicus Miq) ở

giai đoạn vườn ươm’’

Sau thời gian nghiên cứu với tinh thần làm việc tích cực, nghiêm túc, đến nay khóa luận đã được hoàn thành Có được kết quả này, trước hết em xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo trường Đại học Lâm Nghiệp, Viện CNSH Lâm nghiệp đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi để em thực hiện thành công khóa luận tốt nghiệp này

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo TS Khuất Thị Hải Ninh đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy, Cô giáo và toàn thể cán bộ viên chức tại Viện Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện, giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho khóa luận của e được hoàn thiện

Do thời gian và trình độ có hạn nên khóa luận không tránh khỏi sai sót,

em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo và các bạn

để khóa luận được hoàn thiện hơn

Ngày 15 tháng 5 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Vũ Minh Lương

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC BIỂU

DANH MỤC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Giới thiệu chung về cây Tục đoạn 2

1.1.1 Đặc điểm sinh học 2

1.1.2 Phân bố và sinh thái 2

1.1.3 Thành phần hóa học 3

1.1.4 Công dụng và liều dùng 3

1.2 Hợp chất thiên nhiên trong cây Tục đoạn 3

1.2.1 Alkaloid 3

1.2.2 Hợp chất tannin 4

1.2.3 Glycos 5

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt giống 5

1.3.1 Nước 5

1.3.2 Nhiệt độ 7

1.3.3 Ánh sáng 8

1.3.4 Không khí 9

1.4 Nghiên cứu về nảy mầm của hạt 10

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ 14

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 14

2.2 Nội dung nghiên cứu 14

2.3.Vật liệu nghiên cứu và địa điểm nghiên cứu 14

2.4 Phương pháp nghiên cứu 14

2.4.1 Phương pháp luận 14

2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm và thu thập số liệu 15

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 18

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20

3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm hạt đến sự nảy mầm của hạt giống Tục đoạn 20

3.2 Ảnh hưởng của thời gian ngâm hạt đến sự nảy mầm của hạt Tục Đoạn 22

3.3 Ảnh hưởng của giá thể gieo hạt đến quá trình hình thành cây con Tục Đoạn 23

3.4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phân NPK giai đoạn bón lót đến sự sinh trưởng của cây con ở giai đoạn vườn ươm 25

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 28

4.1 Kết luận 28

4.2 Tồn tại 28

4.3 Kiến nghị 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN PHỤ BIỂU

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm và thu thập số liệu về ảnh hưởng của

nhiệt độ đến sự nảy mầm của hạt Tục đoạn 15

Bảng 2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm và thu thập số liệu về ảnh hưởng của thời gian ngâm hạt đến sự nảy mầm của hạt Tục Đoạn 16

Bảng 2.3 Phương pháp bố trí nghiệm và thu thập số liệu về ảnh hưởng của giá thể đất và cát đến tỉ lệ sống của cây mầm 16

Bảng 2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm và thu thập số liệu về ảnh hưởng của phân NPK đến sự sinh trưởng và phát triển của cây con ở giai đoạn vườn ươm 17

Bảng 3.1 Tỉ lệ hạt nảy mầm khi xử lý bằng nước ngâm 20

ở nhiệt độ khác nhau 20

Bảng 3.2 Tỉ lệ hạt nảy mầm khi xử lý ở thời gian ngâm khác nhau 22

Bảng 3.3 Tỉ lệ cây con hình thành khi xử lý ở giá thể khác nhau 24

Bảng 3.4 Sinh trưởng của cây con Tục đoạn khi được bón lót phân NPK 26

với liều lượng khác nhau (sau 3 tháng trồng) 26

DANH MỤC BIỂU

Biểu đồ 3.1 Tỉ lệ hạt nảy mầm khi xử lý bằng nước ở nhiệt độ khác nhau 21 Biểu đồ 3.2 Tỉ lệ hạt nảy mầm khi ngâm hạt trong thời gian khác nhau 22 Biểu đồ 3.3 Tỉ lệ cây con hình thành trên các loại giá thể gieo hạt khác nhau 24 Biểu đồ 3.4 Lượng tăng trưởng chiều cao ở các công thức thí nghiệm khác nhau 26

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Phân lân NPK (5-10-3) Văn Điển 17

Hình 3.1 Hạt Tục đoạn nảy mầm ở các nhiệt độ ngâm khác nhau 21

từ trái qua phải 1000C,700C, 500C và 300C 21

Hình 3.2 Hạt giống tục đoạn nảy mầm khi ngâm hạt với thời gian khác nhau 23

Hình 3.3 Cây con Tục đoạn sinh trưởng trên giá Đất (trái) và Cát (phải) 25

Hình 3.4 Sinh trưởng của cây con Tục đoạn trên đất 27

ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa có khí hậu nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự phát triển của thực vật Sự phong phú và đa dạng của hệ thực vật nước ta là một kho tàng vô giá về hợp chất tự nhiên và nguồn nguyên liệu phục vụ cho nganh Y học Dân tộc Việt Nam có truyền thống sử dụng các loài thảo mộc làm thuốc chữa bệnh Những năm gần đây xu hướng tìm kiếm một số hoạt chất có nguồn gốc từ thảo mộc làm thuốc chữa bệnh ngày một tăng thu hút rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu

Theo Quyết định số 1976/QĐ-TTg ngày 30/10/2013 của Thủ tướng Chính phủ “Phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030” và Quyết định số 179/QĐ-BYT ngày 20/1/2015 của Bộ Y

tế về việc ban hành kế hoạch triển khai thực hiện Quyết định 1976/QĐ-TTg, nhằm bảo tồn và khai thác dược liệu tự nhiên, Việt Nam sẽ quy hoạch 8 vùng dược liệu trọng điểm để lựa chọn và khai thác hợp lý 24 loài, sản lượng đạt khoảng 2.500 tấn dược liệu mỗi năm Trong đó Tục đoạn là một trong các loài cây dược liệu được quy hoạch trồng ở các vùng núi cao và vùng núi trung bình

có khí hậu Á nhiệt đới

Hiện nay nhu cầu trong và ngoài nuớc về Tục đoạn rất lớn, việc khai thác những cây mọc hoang không đủ nhu cầu Vì vậy, cần nhân giống và gây trồng tại những khu phân bố của chúng là hết sức cần thiết

Để chủ động nguồn cây giống cho việc gây trồng Tục đoạn góp phần cung cấp nguồn dược liệu ổn định cho thị trường, cần nghiên cứu tìm ra được những phương pháp xử lý nảy mầm hạt giống và chăm sóc cây con ở giai đoạn vườn ươm tốt nhất qua đó góp phần thúc đẩy việc sản xuất cây con đạt chất lượng tốt cung cấp giống cho quá trình sản xuất Xuất phát từ thực tiễn trên tôi thực hiện

đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật xử lý nảy mầm hạt giống và chăm sóc cây con

Tục đoạn (Dipsacus japonicus Miq) ở giai đoạn vườn ươm’’

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung về cây Tục đoạn

1.1.1 Đặc điểm sinh học

Tục đoạn tên khoa học là Dipsacus japonicus Miq thuộc học Tục đoạn

Dipsacaceae, bộ Tục đoạn Dipsacales [6]

Cây thảo, cao 1,2 - 2m, có rễ mập, phân nhánh ít thân có cạnh và gai thưa

Lá mọc đối, không cuống, có bẹ, hình mác, dài 4 – 10cm, rộng 5-6cm, mép khía cạnh răng cưa, những lá ở phần gốc và giữa thân chia thùy không đều, to dần về phía ngọn, thùy tận cùng rất to hình trứng, những lá phía trên nguyên hoặc có ít răng hình mác hẹp, gân lá nổi rõ ở mặt dưới, hai mặt lá gần như cùng màu Cụm hoa hình đầu, mọc trên một cán dài phủ đầy lông Lá bắc có lông ở mép phía dưới Hoa màu trắng, 4 lá dài nhỏ bằng nhau hoặc gần bằng nhau, cánh hoa hơi thành hình phễu, 4 nhị, chỉ nhị hình chỉ, thò ra khỏi tràng hoa, nhẵn, bao dài 1mm Quả bế dài 4-5mm, rộng 0.5-1mm, hơi hình 4 cạnh, nhẵn [6]

1.1.2 Phân bố và sinh thái

Tục đoạn là cây ưa sáng, thường mọc lẫn trong các trảng cỏ ở đồi cây bụi, chân núi đá vôi, độ cao 1.300-1600m Vốn là cây có nguồn gốc ở phía Bắc, thích nghi với điều kiện khí hậu ẩm mát quanh năm Vì vậy ở Việt Nam, Tục đoạn chỉ thấy mọc tự nhiên ở vùng núi cao, sát biên giới phía Bắc [6] Nhiệt độ trung bình năm ở đây từ 13,8-15,30

C, về mùa đông lạnh kéo dài, có lúc xuống dưới 00

C Tục đoạn là cây sống khỏe, chịu được hạn, chua Cây phát triển tốt trên đất feralit núi cao giàu mùn, có pH chua 5-6 Cây mọc từ hạt quan sát được vào tháng 4-5, sinh trưởng nhanh trong mùa hè thu, mùa hoa quả tháng 7-11 Toàn bộ phần trên mặt đất tàn lụi vào mùa đông, phần gốc và củ dưới mặt đất có thể mọc lại vào mùa xuân năm sau Tái sinh tự nhiên chủ yếu từ hạt

Ở Việt Nam, Tục đoạn phân bố chủ yếu ở các tỉnh Hà Giang (huyện Quản

Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc); Lai Châu (Phong Thổ, Sìn Hồ); Điện Biên (Tủa Chùa); Lào Cai (Sa Pa, Bát Xát); Yên Bái (Mù Cang Chải)

Năm 1978, Viện Dược liệu đưa giống từ Sa Pa về trồng ở Trại dược liệu

1.1.3 Thành phần hóa học

- Bao gồm: tinh dầu, tannin, saponin

- Rễ củ Tục Đoạn có chứa một số chất là sucrose, b-sitosterol, akebia saponin D

- Rễ củ chứa 1 triterpen glycosid, 3 iridoid glycosid (swerosid, loganin, cantleyosid)

- Ngoài ra, còn chứa 2 saponin là japondisaponin E1 và E2 [8]

1.1.4 Công dụng và liều dùng

Tục đoạn có vị đắng, cay, tính ôn, quy vào các kinh can, thận, có tác dụng

bổ gan thận, tục cân cốt (nối gân xương), hành huyết, chỉ huyết, an thai Trong

Y học cổ truyền, Tục đoạn được dùng làm thuốc bổ, chữa đau lưng mỏi gối, té ngã sưng tấy, gãy xương, động thai, dọa sảy thai, ít sữa sau khi đẻ, nam giới di tinh Được dùng dưới dạng thuốc sắc hay chế viên hoàn để uống, ngày 6-12g

Một số bài thuốc có Tục đoạn và cách sử dụng :

- Thuốc bổ gan thận, chữa đau lưng mỏi gối: Tục đoạn, Ngưu tất, Đỗ trọng, Tang kí sinh, Cẩu kỉ tử, Đương quy, Hà thủ ô; sắc hoặc ngâm rượu uống

- Chữa động thai, dọa sảy thai: Tục đoạn (tẩm rượu), Đỗ trọng (trích gừng), Táo nhục; chế viên, uống

- Chữa vết thương sưng tấy, gãy sương: Tục đoạn, Cốt toái bổ, Ngưu tất, Nhũ hương, Một dược, Tam thất, Đỗ trọng, Đương quy, Xuyên khung; sắc uống

- Chữa kinh nguyệt quá nhiều, kinh nhạt màu: Tục đoạn, Thục địa, Đương quy, Ngải diệp, Xuyên khung; sắc uống [6]

1.2 Hợp chất thiên nhiên trong cây Tục đoạn

Các hợp chất thiên nhiên trong cây Tục đoạn có thể xếp trong ba nhóm chính là alkaloid, tannin và glycoside [11]

1.2.1 Alkaloid

Tác dụng sinh học của alkaloid

Công dụng của alkaloid rất đa dạng và phong phú, tùy theo từng loại alkaloid [5]

Tác dụng lên hệ thần kinh

Kích thích thần kinh trung ương: strychnine, caffeine Ức chế thần kinh trung ương: morphin, codeine Kích thích thần kinh giao cảm: ephedrine Liệt giao cảm: yohimbin Kích thích phó giao cảm: pilocarpin Liệt phó giao cảm: atropine Gây tê: cocaine [11]

 Tác dụng hạ huyết áp: reserpine, serpentin

 Tác dụng chống ung thư: vinblastine, vincristine

 Tác dụng diệt ký sinh trùng, diệt khuẩn: quinine, berberine, arecoline, emetine

1.2.2 Hợp chất tannin

Ứng dụng của tannin

Thuộc da Bảo quản protein khỏi sự phân giải của vi khuẩn Thuốc làm se niêm mạc ruột trị các chứng bệnh tiêu chảy Một liều lượng nhỏ tannin sẽ có tác dụng cầm máu, vô trùng

Tannin là một chất kháng sinh hiệu quả, hiện nay người ta đang nghiên cứu

nó làm chất chống ung thư và chất ức chế virus HIV

 Trong y học: Tannin là một hợp chất có khá nhiều ứng dụng trong điều

trị bệnh:

Do có tính tạo tủa với protein, khi tiếp xúc với niêm mạc, tổ chức da bị tổn thương hay vết loét… tannin sẽ tạo một màng mỏng, làm máu đông lại, ngừng chảy nên ứng dụng làm thuốc đông máu và thuốc săn se da

Tannin có tính kháng khuẩn, kháng virus, được dùng trong điều trị các bệnh viêm ruột, tiêu chảy

Phối hợp với tính làm săn se, tannin còn được dùng để làm thuốc súc miệng khi niêm mạc miệng, họng bị viêm loét hoặc chữa vết loét do người bệnh nằm lâu

Tannin tạo kết tủa với các alcaloid và các muối kim loại nặng như chì, thuỷ ngân, kẽm [11]

1.2.3 Glycos

Tác dụng sinh học

Glycoside tim là những glycoside steroid có tác dụng đặc biệt lên tim, ở liều điều trị thì có tác dụng cường tim, làm chậm và điều hoà nhịp tim Nếu quá liều thì gây nôn làm chảy nước bọt, mờ mắt, ỉa chảy, yếu các cơ, loạn nhịp tim, giảm sức co bóp của tim và cuối cùng làm ngừng tim ở thời kỳ tâm thu trên tim ếch và tâm trương trên động vật máu nóng [3]

Glycoside tim còn được gọi là glycoside digitalic vì glycosid của lá cây digitan (Digitalis) được dùng đầu tiên trên lâm sàng để chữa bệnh tim (Là các thuốc có cấu trúc steroid có tác dụng mạnh và chọn lọc lên tim của người bệnh, được dùng để điều trị suy tim)

Glycoside tim có trong hơn 45 loài thực vật chủ yếu thuộc các họ: Apocynaceae, Celastraceae (Dây gối), Euphorbiaceae, Fabaceae, Liliaceae, Meliaceae, Ranulculaceae, Scrophulariaceae, Sterculiaceae, Tiliaceae (Ðay) và trong một số côn trùng, ở trong cây glycoside tim có ở các bộ phận: lá,hoa, vỏ thân, rễ, thân rễ, dò, nhựa mủ [11]

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt giống

Thành phần cơ bản tạo ra sự hút nước của hạt là prôtein Prôtein là biểu hiện mang âm và dương có tính hút cao các cực của phân tử nước

Chất khác trong hạt đóng góp vào khả năng nước là chất nhày của nhiều loại hạt, khi cellulose và pectins cố định trên thành tế bào Tinh bột chỉ có ảnh hưởng nhỏ đến sự hút nước, ngay cả khi số lượng lớn, bởi vì nó có cấu trúc vật

không mang nên chỉ hút nước ở độ pH thấp hoặc sau khi xử lý nhiệt độ cao mà điều đó không xảy ra trong tự nhiên

b, Khả năng thấm của vỏ hạt

Nước đi vào hạt bị ảnh hưởng rất lớn của vỏ hạt Cấu trúc vỏ hạt sự thấm nước tự nhiên rất lớn ở lỗ noãn nơi vỏ hạt khá mỏng Rốn của nhiều loại hạt cũng cho phép nước đi vào dễ dàng

Hạt của nhiều loại có mô đặc biệt ngăn cản nước tự nhiên vào hạt, nước đi đến phần vỏ cứng gây ngủ cho hạt, một số nước vào hạt thông qua vỏ hạt nhưng

sự biến động rất lớn giữa các loài

Tính thấm chọn lọc của vỏ hạt, có loài khá thấm nước, thấm mạnh hoặc không thấm Sự có mặt của lipit, tanins và pectin trong vỏ hạt có đóng góp vào

sự thấm nước của vỏ hạt

c, Áp lực của nước:

Áp lực của môi trường được xác định là tỷ lệ với lượng nước hấp thu Bởi cấu trúc hạt rất phức tạp khả năng hút nước phụ thuộc vào tiềm năng nước của tế bào và chịu 3 áp lực: sức ép của thành tế bào, nồng độ thẩm thấu tế bào và sức trương của tế bào

Vỏ hạt hoạt động như một màng bán thấm cho phép nước và dung dịch vào trong hạt nhưng lại ngăn cản các chất khác Khả năng thấm các chất khác có thể là kết quả của ion hoá axit và nhóm chất cơ bản của lipit màng nguyên sinh Như thế màng đẩy các ion cùng dấu và hút các ion trái dấu, những phân tử không ion hoá trong dung dịch không thấm qua vỏ hạt được như các phân tử ion hoá

d, Sự có mặt của nước

Các tác động của môi trường đến tỷ lệ nước thấm qua vỏ hạt là rất phức tạp Khả năng thấm nước phụ thuộc vào tiềm năng nước của tế bào và là kết quả của ba tác động:

+ Cường độ của khuôn thành tế bào Thành tế bào và cellulose trung gian gồm

cả ty thể, ribôxôm, thể cầu là đặc điểm tiêu biểu của xuất hiện màng nguyên

sinh Những màng này biến đổi điện tích hút các phân tử nước và đóng góp vào tổng số tiềm năng nước của tế bào

+ Nồng độ thẩm thấu cuả tế bào, nồng độ các hợp chất hoà tan lớn khả năng hút nước lớn hơn

+ Sức căng bề mặt tế bào: khi nước vào trong tế bào nó tạo áp lực lên thành tế bào và được gọi là sức căng bề mặt Không giống như áp lực thành tế bào và nồng độ các chất thấm lọc là điều kiện để hút nước vào trong tế bào, sức căng bề mặt là cản trở của thành tế bào làm trì hoãn sự hút nước

sự nảy mầm ở các loài, có loài nảy mầm ngay ở độ ẩm đất tại điểm héo sinh lý,

có loài nảy mầm ngay cả khi độ ẩm môi trường rất cao vượt quá mức cho phép Mặc dù vậy độ ẩm không thích hợp là không thể cho nảy mầm hoàn toàn Hạt Ngô nảy mầm tại độ ẩm 30.5%, Hạt Lúa 26.5%, Hạt đậu tương 50% Độ ẩm cao có thể ngăn cản hạt nảy mầm

Trong sản xuất nước và nhiệt độ là hai yếu tố quan trọng nhất mà người ta

có thể dùng để điều chỉnh sự nảy mầm của hạt bằng cách ngâm ủ hạt giống

1.3.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng của thực vật Sự nảy mầm của hạt là tổ hợp của các quá trình bao gồm nhiều phản ứng và pha khác nhau một trong đó là nhiệt độ

Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu diễn bằng một giới hạn từ điểm tối thiểu, tối ưu, tối đa mà sự nảy mầm có thể xảy ra Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà hạt có % nảy mầm cao nhất, trong một thời gian ngắn nhất, nhiệt độ tối ưu nảy mầm của hầu hết các loài từ 25-280C Nhiệt độ tối thích này thường thấp hơn nhiệt độ tối thích cho sự sinh trưởng Nhiệt độ tối cao cho sự nảy mầm của thực vật ôn đới là 35- 370C, còn thực vật nhiệt đới là 37- 400C

Nhiệt độ yêu cầu có thể thay đổi tuỳ theo các giai đoạn khác nhau của sự nảy mầm và phản ứng với nhiệt độ phụ thuộc vào loài, giống, vùng gieo trồng và thời gian thu hoạch

Điều khiển để hạt hấp phụ trong điều kiện mát và ẩm kích thích cho quá trình nảy mầm dược gọi là quá trình xử lý lạnh Một phương pháp được nông dân sử dụng ươm cây là họ ủ các sản phẩm nhân vô tính giữa các lớp cát ẩm để giữ giống qua đông và trồng vào vụ xuân năm sau Ngày nay phương pháp này được sử dụng để điều khiển nảy mầm phối hợp hợp giữa độ ẩm và nhiệt độ thấp, đây là phương pháp thông thường để khả năng nảy mầm trong phòng thí nghiệm

Sự tổn thương của xử lý lạnh: hạt đậu và hạt bông là những loại bị tổn thương nếu bị nhiệt độ thấp trong khi hạt khô đang hấp phụ Có một số giải định chung là nhiệt độ thấp tạo ra một áp lực lên thành tế bào là nguyên nhân tăng liên kết tế bào trong quá trình hấp phụ Mặc dù vậy những nghiên cứu cho biết tác hại của lạnh ngăn cản mức độ phồng của màng tế bào do lạnh làm giảm tính đàn hồi hay mất khả năng đàn hồi của lipit trong màng tế bào

Trong nhiều trường hợp việc xử lý nhiệt độ thấy (xử lý xuân hoá) thuận lợi cho sự nảy mầm, có thể phá sự ngủ nghỉ và sinh trưởng, phát triển nhanh hơn Đây cũng là biện pháp sử dụng có kết quả trong sản xuất Nhiệt độ xúc tiến các biển đổi sinh hoá, tăng quá trình hô hấp và kích thích sự nảy mầm Chính vì vậy trong sản xuất người ta thường tạo điều kiện nhiệt độ thuận lợi trong quá trình ngâm ủ hạt giống

1.3.3 Ánh sáng

Ánh sáng có ảnh hưởng đến toàn bộ đời sống của thực vật từ khi hạt nảy mầm sinh trưởng cho đến khi cây ra hoa kết trái rồi chết

Cơ chế điều khiển của ánh sáng đến sự nảy mầm giống như điều khiển sự

ra hoa, kéo dài thân và hình thành sắc tố ở quả và lá Cả cường độ ánh sáng và chất lượng ánh sáng đều ảnh hưởng đén sự nảy mầm

a, Cường độ ánh sáng

Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng nhìn chung là khác nhau giữa các loài, một số loài yêu cầu cường độ ánh sáng yếu (100 lux) trong khi đó hạt rau Riếp yêu cầu cường độ rất cao từ 1080 đến 2160lux

b, Chất lượng ánh sáng

Ánh sáng kích thích nảy mầm tốt nhất là ánh sáng đỏ (660-700nm) độ dài bước sóng < 290 nm sẽ kìm hãm nảy mầm

Tuổi của hạt: Ánh sáng ảnh hưởng mạnh nhất đối vói sự nảy mầm của hạt là ngay sau khi thu hoạch và giảm dần theo tuổi của hạt

Thời kỳ hút nước: mẫn cảm với ánh sáng của hạt rau diếp tăng trong thời

kỳ hút nước 10 giờ, trạng thái ổn định ở 10 giờ khác và tăng mạnh Sự mẫm cảm tương tự cũng quan sát thấy ở hạt cỏ cay và thuốc lá Các hạt thuốc lá bình thường yêu cầu cường độ ánh sáng cao và có thể nảy mầm dưới cường độ ánh thấp sau 4 ngày ở thời kỳ hút nước Nhiệt độ hút nước: Các hạt lipidium có khả năng hút nước ở 200

Hô hấp tăng mạnh lên trong quá trình nảy mầm, hô hấp là một quá trình oxi hoá cần thiết và phải có sự cung cấp oxi đầy đủ cho quá trình này, nếu hàm lượng oxi thấp sẽ làm chậm quá trình nảy mầm của hầu hết các loại hạt

Oxi rất cần cho quá trình hô hấp của phôi hạt, mầm non lúc nảy mầm Tuy vậy mức độ mẫm cảm với oxi cho sự nảy mầm của các loại khác nhau Một số hạt nảy mầm trong không khí, thậm trí vùi sâu dưới đất sẽ ức chế nảy mầm (lúa mì) Mặc dù vậy một số loại hạt có thể nảy mầm ở dưới nước trong điều kiện thiếu oxi như lúa và một số cây mọng nước Hạt lúa có thể nảy mầm trong điều kiện hoàn toàn không có oxi nhưng mầm yếu và phát triển không bình thường Mầm lúa sinh trưởng tốt nhất khi hàm lượng oxi trong môi trường nước đạt 0.2 %

Trong quá trình hô hấp của hạt sản sinh ra CO2, nếu tích luỹ lại sẽ ức chế nảy mầm Vì vậy nếu cung cấp thiếu oxi thì hệ số hô hấp sẽ tăng lên trong quá trình nảy mầm Chẳng hạn nếu hạt lúa mạch đặt trong nước thì RQ tăng từ 1 đến 7.5 Khi hàm lượng CO2 tăng lên 35% thì hạt sẽ bị chết Vì vậy trong quá trình ngâm ủ hạt giống, ngoài việc xử lý nước ấm thì cần thiết phải đảo khối để cung cấp oxi và tránh tích tụ nhiều CO2 gây nên hô hấp yếm khí, giải phóng rượu gây độc hại cho hạt Khi gieo hạt nếu gặp mưa thì cần xới, phá váng cung cấp oxi cho hạt nảy mầm

1.4 Nghiên cứu về nảy mầm của hạt

Có rất nhiều công trình nghiên cứu về các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm của hạt giống, trên nhiều đối tượng khác nhau Phần lớn các nhà nghiên cứu đều xác định các nhân tố có ảnh hưởng đến tỉ lệ nảy mầm là phẩm chất hạt, điều kiện môi trường và hoạt động sinh lý trong hạt

Về phẩm chất hạt, đây là một trong những nhân tố quan trọng quyết định đến tỉ lệ nảy mầm của hạt Hạt giống có phẩm chất tốt là hạt có phẩm chất di truyền và phẩm chất gieo ươm tốt Phẩm chất di truyền là cơ bản, quyết định chiều hướng phát triển của cá thể thực vật sau này, nhưng lúc đầu phải thông qua phẩm chất gieo ươm thì mới thể hiện được Phẩm chất gieo ươm tốt mới cho sản lượng và chất lượng cây con cao Phẩm chất hạt bao gồm các yếu tố sau:

- Độ thuần (độ sạch): là tỉ số phần trăm trọng lượng những hạt chắc trên tổng số trọng lượng hạt đem kiểm nghiệm, nếu độ thuần thấp, tỉ lệ nảy mầm thấp, lô hạt có nhiều hạt lép hoặc tạp vật gây khó khăm cho việc cất trữ

- Trọng lượng hạt: thường tính cho đơn vị 1000 hạt thuần có độ khô thông thường

- Tỉ trọng hạt: là tỉ số giữa trọng lượng hạt trên trọng lượng của khối nước

mà nó chiếm chỗ, có thể phản ánh độ chín và độ mập của hạt

- Tỉ lệ nảy mầm (hay khả năng nẩy mầm)

- Thế nảy mầm (sức nảy mầm): là tỉ số hạt nẩy mầm (cho cây mầm bình thường) quy định trong thời gian đầu (thường là 1/3 thời gian nẩy mầm) trên tổng số hạt đem thí nghiệm, có ý nghĩa so sánh giữa 2 lô hạt

- Thời gian nảy mầm bình quân

- Giá trị thực dụng của lô hạt: là chỉ tiêu đánh giá khả năng dùng vào sản xuất của lô hạt đó Thường căn cứ vào độ thuần và tỉ lệ nảy mầm để tính

Để đánh giá phẩm chất hạt giống thì phải kiểm tra một số chỉ tiêu về nhiệt

độ, lượng nước trong hạt, thành phần dinh dưỡng và lượng hoocmon trong hạt

Lượng nước chứa trong hạt: ảnh hưởng rất lớn đến cường độ, tính chất của quá trình hô hấp, đến sự chuyển hóa chất hữu cơ trong hạt và hoạt động của

vi sinh vật trên bề mặt hạt Nước trong hạt càng nhiều, tác dụng thủy giải càng mạnh, dưỡng khí tiêu hao nhiều và hạt hô hấp mạnh, thải ra nhiều axit cacbonic Lượng nước trong hạt cao, hô hấp càng mạnh và nhả ra nhiều axit cacbonic, nhiệt và hơi nước, nếu hạt ở trong tình trạng không thoáng khí thì nhiệt độ và hơi nước sẽ tích tụ lại làm cho đống hạt trở lên nóng và ẩm, hạt sẽ hô hấp trong tình trạng thiếu dưỡng khí, vừa cung cấp ít năng lượng, vừa tạo ra những sản phẩm gây độc hại cho sức sống của hạt Hạt khô quá trình chuyển hóa vật chất rất chậm, các enzym ở trạng thái ít hoạt động, cường độ hô hấp thấp, hạt quá khô có thể làm mất cơ năng hoạt động bình thường của enzym, phôi bị chết hoặc protein bị phá hủy, .do đó làm cho hạt mất sức nảy mầm Thành phần nước trong hạt:

- Nước liên kết chặt: từ 0 – 10% RH (độ ẩm tương đối) tương đương 3 – 5% độ ẩm hạt (W.b)

- Nước liên kết yếu: từ 10 – 85% RH tương đương 5 – 25% độ ẩm hạt

- Nước tự do: chiếm trên 85% RH tương đương trên 25% độ ẩm hạt

Khi thành phần nước tự do bị mất có thể làm một số loại hạt ưa ẩm chết Loại bỏ phần nước liên kết yếu làm giảm khả năng nảy mầm của hạt trung gian Còn nếu loại bỏ phần nước liên kết chặt có thể làm giảm khả năng nẩy mầm của một số hạt ưa khô

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến sức sống của hạt, vì nhiệt độ có ảnh hưởng đến hoạt động của các enzym, đến quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong nội bộ hạt Năng lực thích ứng với nhiệt độ của hạt cao hay thấp phụ thuộc vào đặc tính loài cây, cấu tạo vỏ hạt, lượng nước chứa trong hạt

Hạt thường có tỉ lệ nảy mầm cao, sức sống tốt tại thời điểm hạt đã chín sinh lý ( Harrington, 1972) Tuy nhiên sự chín sinh lý của hạt thường khó xác định bằng quan sát, mà thường được biểu hiện qua các chỉ tiêu như hình thái trái (lớn hơn), màu sắc đậm hơn, vỏ trái, hạt cứng hơn đặc biệt là trọng lượng khô của hạt tại đó thường cao nhất (Shaw và Loomis, 1950) Thường sau thời điểm chín sinh lý một thời gian ngắn (1- 2 tuần), độ ẩm hạt giảm đi một cách nhanh chóng và người ta thường thu hái hạt ở thời điểm này Độ ẩm hạt cũng cao tại thời điểm rụng Loài ôn đới độ ẩm 40% cho loài quả nón của cây sồi đen, 50% cho cây sồi trắng (Bonmer và Vozzo 1987, Finch Savage và cộng tác viên

1992) 58% cho táo (Acer pseudoplatanus L) (Hong và Ellis, 1990) Đối với hạt

orthodox có trái khô, chín tự nhiên xuất hiện trên cây tới rụng là pha cuối của quá trình phát triển hạt Giai đoạn này cần sự tổng hợp nhiều loại enzym, là những nhu cầu cho sức chịu rút khô và nảy mầm của hạt (Bewley và Black, 1994) Còn hạt orthodox với trái tươi, bị rụng trước khi hình thành khả năng chịu rút khô của hạt Khả năng chịu rút khô xuất hiện chậm hơn khi vỏ trái tươi

đã khô hoặc rời xa Nhiều loài trong số này hình thành hiện tượng miên trạng Điều này có thể được giả định là sự tác động qua lại giữa hiện tượng ngủ và sự trì hoãn quá trình chín của hạt

Hạt ưa ẩm không biểu hiện rõ pha chín, vì sự phát triển không dừng hoàn toàn, độ ẩm giảm nhẹ đi liền với sự rụng của trái Hầu hết các loài, đặc biệt là các loài nhiệt đới, hạt nảy mầm sớm ngày khi sau khi rụng và ở một số loài như

Kết quả nghiên cứu về khô chín của hạt và sức chịu rút khô trong suốt

thời kỳ phát triển của hạt của 2 loài Acer platanoidse có bản chất tồn trữ là hạt

ưa khô và Acer pseudoplatanus là dạng hạt ưa ẩm Đối với cả 2 loài, hạt có khả năng nẩy mầm khi độ ẩm của hạt bắt đầu giảm xuống Hạt Acer platanoidse có khả năng nẩy mầm 4 tuần trước khi chín sinh lý, trong khi Acer pseudoplatanus

thì 10 tuần ( hạt mới phát triển được 60%) Đến thời điểm chín sinh lý thì độ ẩm hạt giảm xuống rất nhanh, sức chịu đựng rút khô tăng dần theo quá trình phát triển hạt

 Sự biến đổi các chất dự trữ trong hạt

Trong quá trình phát triển, các hợp chất cacbon của quá trình quang hợp được vận chuyển tới hạt dưới dạng đường saccarose Trong hạt, đường biến đổi sang nhiều hợp chất, nhưng phần lớn chuyển sang chất dự trữ carbonhydrat, lipid, protein (Bewley và Black, 1994), nhiều loài hạt có nhiều dạng dự trữ hơn, song thường chỉ có một dạng ưu thế

Kiểu chất dự trữ đưa đến thực hiện sự cất trữ hạt cũng như đưa đến những mối liên quan đến hàm lượng lipid cao trong hạt, quá trình ủ hạt cần thiết để làm biến đổi lipid thành dạng carbonhydrat thuận lợi hơn cho việc nảy mầm Theo Vozzo và Young (1975) thì sự biến đổi đó được thực hiện trong thời gian ủ hạt, nhưng lại không sự nối kết tới trạng thái ngủ đã hình thành Cũng có một số loài

có hàm lượng giàu lipid (Catalpa bignonindes Walt) không thể hiện trạng thái ngủ trong khi đó một số loài có hàm lượng hydratcarbon cao như Celtis

laevigata Willd và Juniperus virginiana L Lại luôn ở trạng thái ngủ

Riêng về lĩnh vực cây tinh dầu thì đã có các công trình nghiên cứu về chất

lượng hạt giống và nhân tố cho phối nảy mầm trên bạc hà (Mentha arvensis), húng quế (Osimum basilium), hương lau (Vertiveria zizinoides), tràm trà (Melaleuca alternifolia)