Tìm hiểu ảnh hưởng của n,p,k và mn lên một số đặc điểm sinh lí nảy mầm, sinh trưởng và phát triển của giống lúa HT1

Nhiềunguyên tố kim loại nh Mg, Fe, Cu, K…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều tham gia cấu tạo nên các hợp chấtcấu trúc trong bộ máy quang hợp, hô hấp, các trung tâm tổng h

Mở đầu

Dinh dỡng khoáng giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống thựcvật Các nguyên tố khoáng đa lợng tham gia cấu tạo nên các hợp chất hữu cơcơ bản của chất nguyên sinh Nitơ là thành phần bắt buộc của các axit amin,axit nucleic, tham gia cấu tạo nên các enzim và hàng loạt các coenzim,vitamin, phytohormon,…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiềuPhotpho là thành phần không thể thay thế của nhiềuhợp chất sinh học quan trọng nh axit nucleic, các hợp chất cao năng Nhiềunguyên tố kim loại nh Mg, Fe, Cu, K…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều tham gia cấu tạo nên các hợp chấtcấu trúc trong bộ máy quang hợp, hô hấp, các trung tâm tổng hợp protein vàcác hợp chất hữu cơ khác

Trong tế bào, các nguyên tố khoáng tham gia điều tiết các hoạt độngthông qua tác động đến các chỉ tiêu hoá lý: độ nhớt, độ a nớc, độ phân tán…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiềucủa hệ keo nguyên sinh

Các chất khoáng có khả năng điều tiết các hoạt động sinh lý của tế bàothông qua các hệ enzim và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác có vai tròquan trọng trong trao đổi chất và năng lợng (ATP, vitamin, kích thích tố)

Nh vậy, dinh dỡng khoáng có ảnh hởng mạnh mẽ đến các quá trìnhsinh lý: trao đổi nớc, quang hợp, hô hấp, sinh trởng, phát triển và khả năngchống chịu của cây

Lúa là cây lơng thực ngắn ngày quan trọng mang tính chủ lực trongsản xuất nông nghiệp, là cây lơng thực đợc trồng ở nhiều vùng, luân canhtheo nhiều mùa vụ Hiện nay, ở nớc ta nói chung và Nghệ An nói riêng cónhiều giống lúa với nhiều đặc tính tốt: năng suất cao, chất lợng sản phẩm tốt,tính chống chịu với điều kiện môi trờng cao…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiềuBên cạnh các đặc điểm mangtính di truyền thì các yếu tố ngoại cảnh: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, biện pháp

kĩ thuật, đặc biệt là dinh dỡng khoáng đóng vai trò không nhỏ trong việcnâng cao năng suất, chất lợng cây trồng Chính vì vậy, việc nghiên cứu vaitrò của các nguyên tố khoáng trong đời sống cây trồng nói chung và cây lúanói riêng từ lâu đã đợc quan tâm Thái Duy Ninh (1983) đã tìm hiểu tác dụngcủa các nguyên tố vi lợng lên các chỉ tiêu sinh lý – sinh hoá, phẩm chất câytrồng, năng suất và khả năng chịu rét của lúa CR203 Cho đến nay vấn đề này

đang còn mang tính cấp thiết

Lúa Hơng thơm số 1(HT1) là giống ngắn ngày đợc nhập nội có nhiều

đặc điểm tốt: gạo trắng, cơm thơm mềm, năng suất cao, thời gian sinh trởngngắn ngày, có khả năng chịu rét và chua; kháng đạo ôn, chống đỡ trung bình

Đây là giống lúa đang đợc phát triển thành giống địa phơng, giống khu vực

Đối với giống lúa HT1, những nghiên cứu về vai trò của các nguyên tốkhoáng – ngay cả những nguyên tố đa lợng cần thiết nhất nh N, P, K chanhiều.

Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài: “Tìm hiểu

ảnh hởng của N, P, K và Mn lên một số đặc điểm sinh lý nảy mầm, sinh ởng và phát triển của giống lúa HT1”

tr-Mục đích của đề tài là bớc đầu tìm hiểu ảnh hởng của nguyên tốkhoáng N, P, K và Mn đến một số chỉ tiêu sinh lý – sinh hoá trong quá trìnhsinh trởng, phát triển của giống HT1

Chơng 1 : Tổng quan tài liệu

1.1 Đặc điểm sinh học của cây lúa

- Tên khoa học: Oryza sativa L

- Thuộc chi: Oryza

- Họ Hoà thảo: Graminae

- Bộ Hoà thảo: Graminales

Lá gồm một bẹ dài hình ống ôm lấy thân và một phiến lá hẹp dài ởtrung gian giữa phiến lá và bẹ lá có một bộ phận gọi là thìa lìa Phiến lá cógân giữa phát triển, gân bên ít rõ hơn Vai trò sinh học của thìa lìa là cản n ớcchảy vào trong khoảng giữa bẹ và thân

Tất cả các bộ phận đều có mạch, hệ mạch ở rễ thờng gồm những mạchthủng lỗ đơn

Hoa của lúa là những bông nhỏ gồm những cụm hoa đơn chụm lạithành Những bông nhỏ tập hợp thành cụm hoa phức dạng chuỳ Hoa lúa saunày phát triển thành hạt thóc Hoa lúa gồm vỏ trấu trong, vỏ trấu ngoài, mànghoa, nhuỵ hoa, và nhị đực Nhuỵ hoa gồm bầu nhụy, vòi nhụy, đầu nhụy

Đầu nhụy là những sợi bông nhỏ để hạt phấn bám trên đó Bầu nhụy dày, mịnmàng và có hai vòi nhụy Mỗi hoa lúa có 6 nhị đực Mỗi nhị đực bao gồmmột vòi nhị và một bao phấn.[2]

1.1.2 Đặc điểm sinh thái

Dao động nhiệt giữa ngày-đêm có ảnh hởng đến sự phát triển của câylúa, biên độ giao động nhiệt đạt 8-10C tạo điều kiện thuận lợi cho quá trìnhtích luỹ chất khô trong cây, giúp cây lúa phát triển tốt và cho năng suất cao.

sự quang hợp trong lá lúa càng mạnh nếu có đầy đủ nớc, trái lại nếu thiếu

n-ớc, lợng bức xạ càng cao sẽ ảnh hởng xấu đến quang hợp

Cờng độ ánh sáng ảnh hởng đến các giai đoạn sinh trởng của cây lúa,quan trọng nhất là:

+ Giai đoạn lúa non: thiếu ánh sáng, cây ốm yếu, lá xanh nhạt chuyểnsang vàng

+ Thời kỳ phân hoá đòng: thiếu ánh sáng, bông lúa ngắn, ít hạt và hạtnhỏ, dễ bị sâu bệnh phá hoại

+ Thời kỳ lúa trổ: thiếu ánh sáng, thụ phấn, thụ tinh bị trở ngại, hạt léptăng, hạt phát triển không đầy đủ, dễ lớp đổ

+ Giai đoạn lúa chín: ruộng khô nớc, nhiệt độ không khí cao, ánh sángmạnh, lúa chín nhanh và tập trung; ngợc lại, thời gian chín sẽ bị kéo dài

- Quang chu kì là thời gian chiếu sáng của mặt trời trong ngày Lúa làcây ngắn ngày Quang chu kì thay đổi theo mùa vụ và tuỳ vĩ độ Lúa là câytrồng không quang cảm không bị ảnh hởng bởi quang chu kì, có thể gieo cấybất cứ lúc nào vẫn trổ và chín theo đúng chu kì 3-4 tháng

* Lợng ma:

Lợng ma là yếu tố khí hậu cũng có tính chất quyết định đến các mùa

vụ lúa trong năm Lợng ma cần thiết cho cây lúa trung bình là6-7mm/ngày(mùa ma), 8-9mm/ngày(mùa khô) Cây lúa cần khoảng200mm/tháng Vụ lúa tháng 5 cần lợng nớc ma khoảng 1000mm Để bảo

đảm cho cây lúa sinh trởng tốt, cho năng suất cao nhất thiết phải có biệnpháp tới nớc bổ sung

Thiếu nớc ở bất kì giai đoạn nào cũng gây giảm năng suất lúa Sau khicấy, ở giai đoạn hồi xanh, cây cần tơng đối nhiều nớc

Thừa nớc cũng gây ảnh hởng không tốt đến sinh trởng và năng suấtcủa cây lúa Khi cây bị ngập ở mức độ khác nhau vào các giai đoạn sinh tr-ởng khác nhau thì năng suất đều bị giảm

b Điều kiện đất đai

Cây lúa phát triển tốt nhất trên đất thịt hay đất thịt pha sét, ít chua hoặctrung tính với pH từ 5,5-7,5; giàu dinh dỡng, nhiều hữu cơ, có khả năng giữnớc, giữ phân tốt Đất phải tơi xốp, có tầng canh tác dày để bộ rễ ăn sâu, bámchặt vào đất và hấp thụ nhiều chất dinh dỡng nuôi cây.

Nói chung, cây lúa có thể sinh trởng và phát triển trên nhiều loại đấtrất khác nhau về lý tính và hoá tính nếu đợc đầu t sử dụng một cách hợp lý.[21]

1.2 Vai trò sinh lý của các nguyên tố khoáng đối với đời sống cây trồng

Các nguyên tố khoáng giữ vai trò quan trọng trong đời sống cây trồng,chúng tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp vào cấu trúc và hoạt động trao đổichất và năng lợng trong tế bào cơ thể thực vật

Trớc hết là vai trò cấu trúc Nhiều nguyên tố là thành phần xây dựngnên cấu trúc tế bào C, H, O, N, S, P là những nguyên tố có vai trò cơ bảntrong việc tạo nên chất sống Các nguyên tố khác ít nhiều cũng là thành phầnbắt buộc của các axit amin, các axit amin là thành phần cấu tạo nên các chuỗipolipeptit Nitơ còn là thành phần bắt buộc của diệp lục Photpho là thànhphần không thể thay thế của nhiều hợp chất hữu cơ cấu tạo nên tế bào và cótrong hàng loạt hợp chất quan trọng khác nhau nh axit nucleic, hợp chất caonăng, các coenzim…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều

Các nguyên tố khoáng tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chấtthông qua tác động đến các đặc tính lý hoá, hoá keo của chất nguyên sinh nh

điện tích, độ bền, khả năng ngậm nớc, độ phân tán, độ nhớt…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều Nitơ và cácnguyên tố dinh dỡng khoáng ảnh hởng đến trạng thái hoá keo của chấtnguyên sinh: gây ra trạng thái sol hoặc gel của sinh chất do đó làm thay đổihàm lợng nớc trong tế bào Hàm lợng nớc trong nguyên sinh chất thay đổitheo hớng tăng hay giảm lại có tác dụng làm tăng hay giảm các quá trình trao

đổi chất trong tế bào và cơ thể Cation K+ là tâm hút nớc Khi hàm lợng K+nhiều trong tế bào đã tăng nhanh sự hút nớc từ ngoài vào, do đó đẩy mạnhquá trình trao đổi chất Còn các cation Ca2+ và Al3+ ngợc lại có tác dụng giảm

độ ngậm nớc của tế bào do đó làm tăng độ nhớt của sinh chất dẫn đến quátrình trao đổi chất giảm xuống [13, 15]

Các ion hoá trị I nói chung đều làm tăng độ trơng nớc của keo mạnhhơn các ion hoá trị II và III Ion Na+, K+ làm tăng độ ngậm nớc, độ phân tán

và do đó làm giảm độ nhớt, ngợc lại ion Ca2+ làm hạt keo nguyên sinh kếtvón lại và giảm độ ngậm nớc, tăng độ nhớt Đặc biệt ion hoá trị III nh Al3+-

có tác dụng kết đặc chất nguyên sinh, giảm cờng độ trao đổi chất, đồng thờităng tính chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất lợi mạnh hơn nữa

Sự thay đổi tỉ lệ giữa các ion không những làm ảnh hởng đến tốc độ

mà còn ảnh hởng đến chiều hớng các quá trình trao đổi chất Hàm lợng K+cao ở mô phân sinh đỉnh đảm bảo độ ngậm nớc cao và do đó xúc tiến mạnh

mẽ các quá trình sinh tổng hợp Ngợc lại, Ca2+ tập trung ở mô già kèm với sựgiảm sút mọi hoạt động sinh lý đặc biệt là các quá trình sinh tổng hợp

Bên cạnh đó, các nguyên tố khoáng còn có vai trò điều tiết các quátrình sinh lý thông qua tác động đến hệ enzim và các hợp chất có vai trò quantrọng trong quá trình trao đổi chất và năng lợng Những ảnh hởng này chủyếu là do các nguyên tố vi lợng: sự hoạt động của hệ thống ánh sáng II cần sự

có mặt của Mn2+ Thiếu Mn2+ sẽ gây nên sự h hại trong cấu trúc lục lạp vàphá huỷ hệ thống ánh sáng này Qua nghiên cứu, ngời ta thấy rằng, trong tếbào thực vật, các nguyên tố vi lợng có khả năng kết hợp với các hợp chất hữucơ tạo nên các phức chất hữu cơ - khoáng, các phức chất này có ý nghĩa tolớn trong quá trình trao đổi chất trong tế bào

Năm 1961, chuyên gia nổi tiếng về enzim kim loại là William P.J đãcho rằng: không thể nghiên cứu các protit và các ion kim loại tách rời nhau,bởi vì vai trò của ion kim loại trong các hệ enzim không chỉ xác định bằngtính chất riêng của chúng hoặc tính chất phân tử protit Ion kim loại ảnh hởng

đến tính chất của protein Ngợc lại protein lại làm biến đổi tính chất của kimloại.[12]

1.3 Vai trò sinh lý của N, P, K và Mn đời sống cây trồng

1.3.1 Vai trò sinh lý của Nitơ (N)

Nitơ chiếm tỉ lệ 1-3% trọng lợng khô của cơ thể thực vật, là thành phầnbắt buộc của các axit amin, protein, axit nucleic…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều những hợp chất hữu cơ cơbản của sự sống N là thành phần quan trọng của diệp lục tố, nên khi đủ đạm,cây phát triển tốt, quang hợp mạnh, cho năng suất cao Ngoài ra, N còn làthành phần của nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng, tham gia điều tiết các hoạt

động trao đổi chất nh: các enzim, kích thích tố sinh trởng…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiềuvà các hợp chấtgiàu năng lợng: ATP, ADP, và UDP

N là thành phần của các hợp chất sơ cấp, thứ cấp – là sản phẩm trunggian của trao đổi chất: ancaloit, các chất glucozit chứa N ở dạng cyanogen

Ngoài vai trò quan trọng tham gia cấu trúc chất sống, N còn tham gia

điều tiết các quá trình sinh lý, sinh hoá của cây N là thành phần cấu trúc nênphotpholipit – thành phần đảm bảo tính phân cực của màng gây ra tính hấpthụ chọn lọc, tính bán thấm của hệ thống màng các bào quan và màng tế bào

N còn là thành phần của một số vitamin là nhóm hoạt động của các enzim

nh vitamin B6, vitamin PP

N tham gia xây dựng vòng porphirin là nhân hem của diệp lục – sắc

tố giữ vai trò quan trọng trong biến đổi quang năng thành hoá năng bảo đảmtồn tại sự sống trên trái đất

Môi trờng dinh dỡng thiếu N thì sinh trởng cây bị ức chế, kém tạocành, lá nhỏ, rễ kém phát triển Một trong những triệu chứng của hiện tợngthiếu N là lá cây có màu lục nhạt do quá trình tổng hợp diệp lục bị kìmhãm(trên các ruộng lúa nếu lá lúa chuyển màu vàng lúc làm đòng chứng tỏ

đang thiếu đạm) Đạm đợc hút lúc làm đòng sẽ giữ cho lá xanh đến sau khitrổ đảm bảo cho các hoạt động quang hợp vẫn tiếp tục để tăng năng suất hạt

Đói N lâu ngày sẽ làm cho protein bị phân giải, diệp lục bị hủy hoại,trớc hết là lá già bên dới sau đó lan lên các lá non bên trên và cuối cùng đến

đỉnh sinh trởng Kết quả của sự phân huỷ diệp lục của các lá bên dới tuỳthuộc vào từng loại cây: màu vàng, màu da cam, hay màu đỏ Còn khi bị đói

N nghiêm trọng, lá cây xuất hiện các hoại không màu, mô cây bị chết Đói

đạm làm giảm năng suất và phẩm chất cây trồng

Ngợc lại, trong môi trờng thừa chất dinh dỡng, lúa thờng hút đạm dễhơn làm tăng cờng hô hấp, tăng lợng gluxit tiêu hao Do đó, sự hút đạm chiphối lợng gluxit tích luỹ trong cây Hút đạm nhiều quá làm cho lá dài, phiếnlá mỏng, nhánh vô hiệu nhiều, trổ muộn, cây cao vống lên dẫn đến lốp đổ, đổnon.[4, 5, 6, 7, 13]

1.3.2 Vai trò của Photpho (P)

Cũng nh N, P là nguyên tố dinh dỡng quan trọng trong đời sống thựcvật Nồng độ P trong mô thực vật chiếm khoảng 0,2-1,3% sinh khối của cây

P tham gia hầu hết quá trình trao đổi chất và năng lợng của cây

P tham gia nhiều cấu trúc hợp chất hữu cơ quan trọng của tế bào nhaxit nucleic(ADN, ARN), photphoprotein, photpholipit, là thành phần xâydựng chất nguyên sinh và màng của tế bào và các bào quan khác

P có tác động đến tính chất hoá lý của hệ keo P ở dạng vô cơ liên kếtvới kim loại tạo ra hệ thống đệm đảm bảo pH trong tế bào chỉ biến đổi trongphạm vi nhất định (6-8) là điều kiện rất cần thiết đối với hoạt động của hệenzim và sự tiến hành quá trình trao đổi chất Hỗn hợp muối KH2PO4 vàK2HPO4 trong môi trờng axit sẽ cho ion OH-, còn trong môi trờng kiềm sẽtạo ion H+ làm độ axit ít thay đổi:

P có mặt trong các loại đờng, các axit amin làm tăng hoạt tính của cácchất đó lên rất nhiều làm chúng tham gia dễ dàng trong các chu trình chuyểnhoá phức tạp trong tế bào sống Đặc biệt, sự có mặt của P trong các hợp chấthữu cơ có hoạt tính sinh học cao nh các cofecmen ( NAD, NADP, flavin…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều),

các vitamin ( B1, B6…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều) các kích thích tố ( IAA, GA ) đã chứng tỏ thêm P có

ý nghĩa quan trọng trong sự điều tiết các quá trình trao đổi chất P tham giacấu tạo nên ATP, UTP, XTP, GTP là những hợp chất cao năng sản phẩm củaquá trình tích luỹ và chuyển hoá năng lợng, trong quang hợp và hô hấp, đónggóp quan trọng trong các quá trình trao đổi chất liên quan đến sử dụng nănglợng

P tham gia vào quá trình hút nớc thông qua ảnh hởng đến sự thâm nhập

K+ vào tế bào ngợc chiều gradien nồng độ P ảnh hởng đến các hợp chất a

n-ớc nh protein, axit nucleic…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiềulàm tăng hàm lợng nớc liên kết keo Điều đó làmcho sự trao đổi nớc ở thực vật tăng lên

Trong quá trình nảy mầm, P đợc giải phóng và tham gia vào các quátrình sinh lý nảy mầm và sinh trởng của cây non

Triệu chứng đói P của cây trồng biểu hiện ra bên ngoài là màu lá trởnên xanh lục – xanh da trời xen lẫn các vệt màu tía hay màu đồng thau.Phiến lá trở nên hẹp và lá nhỏ, cây ngừng sinh trởng, quá trình phát triểnchậm lại

Thiếu P, trong cây giảm tốc độ hấp thụ oxi, hoạt tính các enzim hô hấp bịbiến đổi Trong điều kiện đói P, cây gia tăng các quá trình phân giải các hợpchất hữu cơ chứa P, các polisaccarit, quá trình tổng hợp protein và cácnucleotit tự do bị ức chế

Cây trồng nhạy cảm đối với sự đói P vào giai đoạn cây mới nảy mầm.Cung cấp đủ P vào các giai đoạn sau nảy mầm sẽ có tác dụng tăng tốc độsinh trởng và phát triển của cây

1.3.3 Vai trò của Kali (K)

Trong mô thực vật, hàm lợng K chiếm trung bình 0,5 – 1,2% trọng ợng chất khô Hàm lợng K+ trong cây lớn hơn rất nhiều so với các cationkhác

l-Phần lớn K ở trạng thái ion tự do (K+) trong tế bào K+ là ion chủ yếu cótác dụng trung hoà điện tích âm của các anion vô cơ và hữu cơ Sự có mặt của Kvới hàm lợng lớn đã ảnh hởng lớn đến tính chất hoá keo của tế bào chất Chínhvì vậy, K ảnh hởng đến tất cả các quá trình trao đổi chất của tế bào

Do ion K+ có khả năng làm tăng tính a nớc và khả năng giữ nớc củakeo nguyên sinh chất nên nó ảnh hởng thuận lợi đến nhiều quá trình sinh lý

và trao đổi chất

K cần cho quá trình hút nớc và vận chuyển nớc Hoạt động hút và đẩynớc của hệ rễ là do các cation K+ trong dịch tế bào của cây K có ý nghĩa tolớn trong đóng mở khí khổng ở ngoài ánh sáng, trong không bào của tế bào

hạt đậu, nồng độ K+ tăng nhanh, nhờ vậy nớc đợc hút vào làm tăng áp suất

n-ớc lên trong các tế bào hạt đậu làm khí khổng mở ra Ngợc lại, trong tối, K+

đi ra khỏi tế bào hạt đậu, áp suất nớc giảm và khí khổng đóng Điều này mộtphần do K+ hút vào ở dạng cation, tạo liên kết yếu với các hợp chất khác Do

đó, K+ tạo sự mất cân bằng ion dẫn đến tạo nên điện thế màng K+ còn có tácdụng hạn chế cờng độ thoát nớc và tăng cờng khả năng hút nớc của cây lúchạn hán

Tuy K không tham gia vào cấu tạo các enzim nhng K có tác dụng hoạthoá các enzim trong cây Có khoảng 60 enzim đợc K hoạt hoá ở các mức độkhác nhau nh: amilaza, axetyl sinteraza, aminoferaza…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều

K có tác dụng tăng sự tích luỹ các monosaccarit trong quả và rau, tíchluỹ xenluloza, hemixenluloza và pectin trong vách tế bào thực vật, Nhờ vậycây hoà thảo tăng đợc tính chống chịu lốp đổ…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều

K xúc tiến hấp thụ NH4+ của thực vật Đã có nghiên cứu cho thấy bón

K làm tăng N Protit, thiếu K bón nhiều đạm amon làm tăng NH4+ sẽ gây độc

đối với cây.[5, 6, 13, 20]

K còn có tác dụng tăng cờng sự tổng hợp các vitamin và đặc biệt là B1

có liên quan đến quá trình tổng hợp gluxit

Quang hợp có ý nghĩa quan trọng trong đời sống cây trồng Đối vớiquá trình quang hợp, K thúc đẩy tốc độ dòng chất đồng hoá từ lá đến các cơquan khác, điều hoà sự xâm nhập CO2 qua khí khổng mặt dới lá vào cây Kthúc đẩy sử dụng sắt (Fe) vào quá trình tổng hợp diệp lục, đặc biệt K ảnh h-ởng rõ rệt lên cờng độ quang hợp, tăng cờng phân giải chất hữu cơ và giảiphóng năng lợng hữu ích cho quang hợp

Đối với quá trình hô hấp, K có ảnh hởng đến các khâu trong quá trìnhoxi hoá dần tới hình thành axetyl coA, tham gia vào nhiều quá trình trao đổichất (chu trình Crep,  oxi hoá ) K tích cực tham gia vào quá trình phângiải chất hữu cơ cũng nh quá trình photphoryl hoá

Hai tuần đầu sau nảy mầm là thời kỳ cây trồng nhạy cảm nhất với K.Thiếu K, lá bắt đầu hoá vàng từ lá già đến lá non, sau đó, mép lá và đỉnh láchuyển màu nâu dẫn đến phiến lá ấy bị huỷ hoại Đối với các cơ quan và mônon đang sinh trởng mạnh, sự cung cấp K cực kỳ quan trọng Khi đói K, hoạt

động của tơng tầng bị giảm sút, huỷ hoại sự phát triển của mô mạch dẫn,giảm độ dày của vách tế bào của biểu bì và lớp cutin, ức chế quá trình phânchia và pha kéo dài của tế bào Do vậy, bón thêm K có thể ngăn ngừa lốp đổ

do bón đạm quá nhiều Thiếu K trong môi trờng dinh dỡng gây ức chế sinhtrởng của cây

1.3.4 Vai trò của Mangan (Mn)

Mn là nguyên tố vi lợng cần thiết đối với cây trồng Hàm lợng trungbình Mn có trong mô thực vật là 1mg/1kg trọng lợng khô Mn tích luỹ nhiều

ở trong lá Mn tham gia cấu tạo hoạt hoá nhiều loại enzim ôxi hoá khử Mnchủ yếu ảnh hởng đến các phản ứng photphoryl, là cầu nối giữa nhómpirophotphat với nguyên liệu cũng nh enzim Mn có vai trò quan trọng trongquá trình quang hợp Nếu thiếu Mn thì giai đoạn đầu của chuỗi vận chuyển

điện tử trong phản ứng sáng bị giảm và kết quả sẽ ảnh hởng bất lợi đến quátrình photphoryl hoá quang hợp, quá trình đồng hoá CO2

Đối với sinh trởng của tế bào, một mặt Mn là tác nhân hoạt hoá enzim(ARN polimeraza II) tổng hợp ARN thông tin, mặt khác là tác nhân hoạt hoáphức hệ enzim auxinoxidaza phân giải auxin – kích thích tố sinh trởng cóvai trò kích thích sinh trởng kéo dài của tế bào

Mn tham gia trong quá trình trao đổi protein với vai trò là chất oxi hoámạnh lúc nguồn đạm là NH4+, hoặc là chất khử lúc nguồn đạm cung cấp làNO3- Quá trình tổng hợp protein đợc tăng cờng, đồng thời hoạt độ củaproteaza giảm, bị chi phối 1 phần bởi Mn

Thiếu Mn sẽ ảnh hởng xấu đến cờng độ quang hợp, đến sự hình thànhbản mỏng trong hạt lục lạp cũng nh các cơ quan khác trong tế bào nh ti thể.Khi cây thiếu Mn, trên lá xuất hiện các vệt màu vàng, về sau mô của các vệt

Si, Na Cùng với C, H, O, N các nguyên tố trên đợc tác giả thừa nhận lànhững nguyên tố dinh dỡng bắt buộc của cây

Liebig đánh giá vai trò to lớn của nguyên tố khoáng và đồng thời chorằng cây hút N từ không khí ở dạng NH3 Về sau, ông mới công nhận nitrat

có thể là nguồn dinh dỡng khoáng của cây

Van Helmont (1629) là ngời đầu tiên sử dụng phơng pháp thí nghiệm

để nghiên cứu dinh dỡng khoáng của thực vật Ông trồng cây liễu đã cânnặng trớc (2,25kg) vào thùng gỗ chứa 80kg đất và chỉ tới nớc Sau năm năm

cây liễu nặng 65kg trong khi khối lợng đất chỉ giảm 56g Nh vậy, sinh khốicây liễu đã tăng 33 lần.[13, 20]

Thí nghiệm của Knop và Sachs đã cho thấy hoàn toàn có thể trồng câyphát triển bình thờng ở môi trờng nớc chỉ cần đảm bảo 7 nguyên tố N, P, S,

K, Ca, Mg, Fe

Đã có nhiều công trình nghiên cứu hiệu quả của việc bón phân vi lợngcho nhiều loại cây trồng khác nhau trong cuốn “ Những kiến thức cơ bản củakhoa học trồng lúa”, ngoài N, P, K, Swichi Yoshida (1981) còn đề cập đến

Zn, Mn, Fe, S, Si ảnh hởng đến đặc tính sinh lý của lúa M.B Katalmop(1960)nghiên cứu ảnh hởng của vi lợng đối với cây hoà thảo G.P.Campi nghiên cứu

ảnh hởng của Zn lên năng suất ngô [21]

ở nớc ta, từ những năm 70 – 80 đã có các công trình nghiên cứu củacác nhà khoa học ở Đại học S phạm Hà Nội, Viện Nông hoá - Thổ Nhỡng,

đại học Nông nghiệp II…Photpho là thành phần không thể thay thế của nhiều Nguyễn Thị Phòng(1973) tìm hiểu ảnh hởng củanh

Zn, Cu, Mo, Bo, Ni đến một số chỉ tiêu sinh lý sinh hoá của cây đậu xanh.Trên đối tợng là cây đậu tơng, Nguyễn Tuấn Anh(1984), đã nghiên cứu ảnhhởng của ĐT18 và Na2SO4 đến một số chỉ tiêu sinh lý sinh hoá của cây đậu t-

ơng Năm 1999, cũng với đối tợng là cây đậu tơng, Nguyễn Thị Cát đãnghiên cứu ảnh hởng của B, Zn đến một số chỉ tiêu sinh lý sinh hóa trong quátrình nảy mầm của đậu tơng ĐT93

Còn trên đối tợng là cây lúa, Thái Duy Ninh, Trần Mạnh Hùng, Lê ThịHơng đã nghiên cứu một số nguyên tố vi lợng và hỗn hợp Luvina I đến một

số chỉ tiêu sinh lý sinh hóa và năng suất của lúa CR203 Năm 1986, Võ NgọcThanh đã nghiên cứu ảnh hởng của Cu, Mn, Mo, Zn và các hỗn hợp Cu +

Mn, luvna I đến chỉ tiêu sinh lý sinh hoá, phẩm chất, năng suất và khả năngchịu rét của lúa CR203.[1, 12]

Chơng 2: Đối tợng, nội dung và

phơng pháp nghiên cứu.

2.1 Đối tợng và nội dung nghiên cứu

2.1.1 Đối tợng nghiên cứu

Giống lúa HT1 là giống lúa ngắn ngày, đợc Viện Khoa học Kỹ thuậtNông nghiệp Việt Nam và công ty Giống cây trồng tỉnh Quảng Ninh nhậpnội từ Trung Quốc vào Việt Nam từ 1998

HT1 có đặc điểm:

- Vụ mùa 105 – 110 ngày, vụ xuân muộn 130 – 132 ngày

- Cây nhỏ, có mùi thơm, đẻ nhánh khá, chống đổ trung bình, bông dài

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của đề tài là một số chỉ tiêu sinh lý nảy mầm vàsinh trởng, phát triển của giống lúa HT1

a Các chỉ tiêu sinh lý nảy mầm

- Tỉ lệ, tốc độ nảy mầm

- Hoạt độ của enzim hô hấp catalaza

- Cờng độ hô hấp

b Các chỉ tiêu sinh trởng, phát triển cây lúa trởng thành:

- Chiều cao cây

a Thí nghiệm ảnh hởng của các nguyên tố khoáng lên sinh lý nảy mầm

Pha các dung dịch chứa Mn có các nồng : 0,01%, 0,025%, 0,035% và0,05%

Chọn hạt giống chắc đều, loại bỏ lửng lép sâu mọt Ngâm riêng rẽ vàocác dung dịch trên 24h, rồi ủ mầm Đối chứng: ngâm nớc cất

b. Thí nghiệm ảnh hởng của nguyên tố khoáng lên sinh lý sinh trởng, phát triển – Ngâm bằng nớc cất, cho nảy mầm sau 72 giờ đo chiều cao

trung bình rồi trồng cây trong các công thức thí nghiệm [16]

- Chuẩn bị dung dịch trồng cây – dung dịch dinh dỡng Knop 1938+ Công thức 1(CT1): đầy đủ + phun vi lợng Mn

MgSO4 7H2O : 0,25g trong 1000 ml nớc cất

+ Công thức đối chứng (Đ.C) - đầy đủ không phun vi lợng Mn

Thí nghiệm nhắc lại 2 lần trong 2 đợt:

Đợt 1: Vụ mùa năm 2003: tháng 5, 6

số hạt nảy mầm

Tỉ lệ nảy mầm (%) = 100%

 số hạt thí nghiệm+ Xác định hoạt độ enzim hô hấp catalaza theo phơng pháp Bal - Oparin: Catalaza là một enzim hô hấp phân giải H2O2  H2O + O2 Dựa vàoviệc chuẩn độ lợng H2O2 còn lại không bị phân giải bởi catalaza bằngKMnO4 0,1N để xác định hoạt độ catalaza Hoạt độ của các catalaza đợc biểuthị bằng ml KMnO4 0,1N hoặc bằng đơn vị catalaza

6H2O + 2KMnO4 + 4H2SO4  5O2 + 2K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

Cân 5g mẫu vật cho vào cối nghiền nhỏ thêm 10ml nớc cất và một ítCaCO3 để kiềm hoá môi trờng Tiếp tục nghiền thành một dịch đồng thể.Chuyển dịch này vào bình định mức 100ml Cho thêm nớc cất đến vạch địnhmức Lắc đều để yên 3 đến 4 giờ Lọc lấy dịch trong

Lấy 2 bình tam giác có thể tích 100ml rồi cho vào mỗi bình 20ml dịchlọc trên

Bình 1: thí nghiệm

Bình 2: đem đun sôi (5 phút) - đối chứng

Cho thêm vào mỗi bình 20ml nớc cất, 3ml H2O2 1% để yên 30 phút.Cho vào mỗi bình 5ml H2SO4 10% Catalaza sẽ phân giải H2O2  H2O + O2.Chuẩn độ H2O2 d bằng KMnO4 0,1N cho đến khi dung dịch xuất hiện màuhồng ổn định 1 phút

Hoạt độ catalaza theo công thức:

(V1 – V2).1,7.100 (mg/ phút/ g)

20.P.tV1 : Thể tích KMnO4 0,1N chuẩn độ hết ở bình 1

V2 : Thể tích KMnO4 0,1N chuẩn độ hết ở bình 2

P : Khối lợng mẫu thí nghiệm (5g)

t : Thời gian thí nghiệm (30 phút)

20 : thể tích dịch chiết lấy thí nghiệm

100 : thể tích dịch nghiền

1,7 : hệ số quy đổi: 1ml KMnO4 0,1N  1,7mg H2O2

+ Xác định cờng độ hô hấp theo phơng pháp Boisen-Jesen:

Cờng độ hô hấp là lợng mg CO2 đợc thải ra bởi 1g nguyên liệu thực vậthô hấp trong thời gian 1 giờ

Để xác định cờng độ hô hấp ngời ta dựa vào việc xác định lợng CO2trong bình kín trớc và sau khi bỏ hạt nảy mầm vào

Lấy 2 bình tam giác có dung tích 250ml Bình 1: đối chứng

Bình 2: thí nghiệmCho vào mỗi bình 20ml Ba(OH)2 0,02N

Cân 5g hạt đang nảy mầm cho vào túi vải rồi treo vào móc đính ở nútcao su bình 2 Bình 1 đối chứng không mang nguyên liệu hô hấp Sau đó, đặt

2 bình đã đậy kín vào trong tối 30 phút

Lợng CO2 do hô hấp thải ra sẽ đợc Ba(OH)2 0,02N hấp thụ theo phảnứng:

Ba(OH)2 + CO2 = Ba CO3 + H2OSau 30 phút lấy ra khỏi bóng tối và thay nhanh nút mẫu bằng nútkhông mẫu Lắc đều bình trong 5 – 10 phút cho kiềm hấp thu hết CO2 thải

ra Cho vào mỗi bình 2 đến 3 giọt phenolphtalein dung dịch xuất hiện màuhồng

Tiến hành chuẩn độ lợng Ba(OH)2 0,02N bằng HCl 0,02N cho đến lúcmất màu hồng Kết quả tính theo công thức:

(V1 - V2) 0,44 60

t.PIhh: Cờng độ hô hấp

V1 : Thể tích HCl 0,02N dùng chuẩn độ lợng Ba (OH)2 ở bình đối chứng.V2 : Thể tích HCl 0,02N dùng chuẩn độ lợng Ba (OH)2 ở bình thí nghiệm

P : Khối lợng mẫu thí nghiệm (5g)

t : Thời gian thí nghiệm

0,44 : Hệ số quy đổi 1ml HCl 0,02N  0,44 mg CO2

60 : Hệ số quy đổi từ phút ra giờ

b Các chỉ tiêu sinh lý sinh trởng phát triển của cây lúa

+ Xác định chiều cao của cây lúa trởng thành theo phơng pháp Miller

+ Xác định hàm lợng diệp lục a, b và tổng số bằng so màu quang phổCắt nhỏ lá lúa ở mỗi công thức Cân 1,50g bằng cân phân tích Cho vàocối sứ nghiền với axeton 80% (15ml) Nghiền kỹ thành dịch nhuyễn đemchiết rút qua phễu Nesle và bình Bunxen bằng máy hút chân không Thêmaxeton vào bình định mức 50ml cùng dịch rút trên đến vạch định mức đợc50ml dịch chiết diệp lục So màu bằng máy Spectrophotometor ở các bớc

645, 663nm, đọc đợc E ở các bớc sóng đó Từ đó tính đợc hàm lợng diệp lụcnhờ các công thức:

Dla (mg/l) = 12,76 x E663 – 2,69 E645Dlb (mg/l) = 22,9 x E645 – 4,68 x E663Diệp lục tổng số đợc tính:

+ Cờng độ quang hợp theo phơng pháp Ivanop-Cơxơvic

Cờng độ quang hợp là lợng mg CO2 đợc hút vào bởi 1 dm2 hay 1g látrong thời gian 1 giờ

Ta có thể xác định cờng độ quang hợp bằng cách xác định lợng CO2trong bình kín trớc và sau khi cây quang hợp

Lấy hai bình tam giác sạch có thể tích nh nhau ( 500 ml ) đa đi đa lạitrong không khí để không khí trong hai bình bằng nhau.Sau đó cho cành câyvào bình 1, bình hai không có cây Đậy cả hai bình lại rồi đặt ra ngoài ánhsáng 30 phút Đa cả hai bình vào rồi lấy thật nhanh cành cây ra khỏi bình 1

và đậy nút lại ngay, cho vào mỗi bình 10ml Ba(OH)2 0,02, lắc đều một lúc Ba(OH)2 +CO2 = Ba CO3 + H2O

Cho vào 2 bình vài dọt phenolphtalein dung dịch xuất hiện màu hồng.Chuẩn độ Ba (OH)2 d bằng HCl 0,02 N cho đến lúc dung dịch mất màu hồng

Iqh : cờng độ quang hợp

V1 : Thể tích HCl chuẩn độ hết ở bình có cây

V2 : thể tích HCl chuẩn độ hết ở bình không có cây

1ml HCl 0,02N tơng đơng 0,44 mg CO2

P : khối lợng mẫu

t : thời gian quan hợp (30 phút)

+ Tốc độ thoát hơi nớc theo phơng pháp cân nhanh Ivanop

Cờng độ thoát hơi nớc là lợng nớc thoát ra tính bằng g trên 1dm2 diệntích lá hay 1 gam lá tơi trong 1 giờ

Ta có thể xác định tốc độ thoát hơi nớc bằng các quan sát trọng lợng lácắt khỏi cành sau thời gian 5 phút

Cắt cuống lá thí nghiệm (lá ở tầng trên ngoài ánh sáng) đem cân nhanhbằng cân phân tích chính xác 0,01 (g) để xác định trọng lợng của lá (P1) theodõi sự thoát hơi nớc trong thời gian t = 5 phút Sau đó cân nhanh lá lần 2 (P2).Cân 1 số lá để lấy số liệu trung bình Tính cờng độ thoát hơi nớc theo côngthức:

Số liệu thu đợc xử lý bằng thống kê toán học

- Trung bình mẫu đợc tính bằng hàm Average

- Sai số mẫu đợc tính bằng hàm STDED

Trên chơng trình máy vi tính Microsoft Excel

- So sánh với đối chứng (SS)

Kết quả thí nghiệm

Kết quả đối chứng

Chơng3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

3.1 Các chỉ tiêu sinh lý nảy mầm

Sau khi xử lý hạt giống trong các dung dịch có chứa các nguyên tốkhoáng N, P, K và Mn ở nồng độ khác nhau, chúng tôi tiến hành nghiên cứucác chỉ tiêu sau:

3.1.1 ảnh hởng của Mn lên tỉ lệ này mầm của giống lúa HT1.

Chúng tôi tiến hành đếm số hạt nảy mầm sau 24 giờ, 48 giờ và 72 giờthu đợc kết quả trình bày ở bảng 1 và biểu đồ 1:

Bảng 1: Tỷ lệ nảy mầm của giống lúa HT1 trong các thí nghiệm