Nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu đến một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của đậu tương DT02 và DT84

- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung thêm các thông tin, các dữ liệu khoa học về cây đậu tương làm tài liệu tham khảo cho công tác giảng dạy, nghiên cứu khoa học và chỉ đạo sản xuất. 5 NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Khái quát về cây đậu tương 1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của đậu tương Đậu tương có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill thuộc chi Glycine (L) họ Fabaceae bộ Fabales. Bộ Fabales là một trong những cây trồng cổ nhất của nhân loại, có nguồn gốc từ Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loài đậu nành dại thân mảnh, dạng dây leo có tên khoa học là Glycine soja Sieb và Zucc. Từ Trung Quốc cây đậu nành lan truyền dần ra khắp thế giới. Theo các nhà khoa học Nhật Bản vào khoảng 200 năm trước công nguyên đậu nành được đưa vào Triều Tiên và sau đó phát triển sang Nhật. Đến giữa thế kỷ XVII đậu nành mới được các nhà thực vật người Đức Engelbert Caemopfer đua về Châu Âu và đến năm 1954 đậu nành được du nhập vào Hoa Kỳ [1], [4], [16]và tới ngày nay chúng đã trở thành loài cây trồng phổ biến, là nguồn thức ăn của cả loài người và động vật. 1.1.2. Đặc điểm sinh trưởng và vai trò của đậu tương Đậu tương là cây trồng phổ biến, là cây nông nghiệp ngắn ngày điển hình, chúng rất nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt độ. Nhiệt độ thích hợp cho đậu tương sinh trưởng là 20 – 300C, độ ẩm không khí là 81 – 85% và có các phản ứng đặc trưng khi gặp cường độ ánh sáng mạnh. Đậu tương có bộ rễ đặc biệt có khả năng hình thành các nốt sần để cố định đạm do có sự cộng sinh với các vi khuẩn Rhizobium có khả năng cố định nitơ từ không khí. Lá gồm lá đơn và lá kép, các chồi ở nách lá từ mặt thứ năm trở lên phát triển thành chồi hoa rồi chùm hoa. Quả sẽ phát triển sau một tuần từ khi hoa bắt đầu nở trên cây, rễ đậu tương là loại rễ chùm. Cây đậu tương sinh trưởng được trên nhiều loại đất khác nhau như: đất sét, đất thịt, thịt pha cát… và có khả năng cải tạo đất rất tốt. 6 Ở nước ta, trong vòng 20 năm qua (1985 - 2005), diện tích, năng suất, sản lượng đậu tương đã không ngừng tăng lên. Đối với cây đậu tương diện tích tăng 99%, năng suất tăng 83,3% [35]. Vai trò của đậu tương là cây trồng tăng vụ cải tạo đất trồng. Thời gian sinh trưởng của đậu tương ngắn nên là cây trồng tăng vụ trong cơ cấu luân canh tăng vụ ở Trung du và Đồng bằng Sông Hồng. Cây đậu tương có khả năng phục hồi và duy trì độ phì nhiêu cho đất nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn nốt sần đồng hóa nitơ từ không khí. Ngày nay có rất nhiều giống đậu tương được sử dụng hiệu quả trong sản xuất làm thực phẩm, là nguồn dinh dưỡng tốt. Đậu tương là một loại cây trồng đã có từ lâu đời được xem như là một loại “cây kỳ lạ”, là “vàng mọc trong đất”, là giống cây thần diệu, “cây đỗ thần”... Đậu tương là một loại nông sản có giá trị dinh dưỡng cao do trong thành phần có chứa nhiều protein và lipit. Từ lâu hạt đậu tương đã được các nước Châu Á và nhiều nước trên thế giới chế biến thành các sản phẩm dinh dưỡng cao như sữa đậu nành, tương, đậu phụ, xì dầu... Với sự phát trển của công nghệ tiên tiến, hàng loạt các sản phẩm cao cấp từ đậu tương đã trở lên quen thuộc. Đó là hỗn hợp thức ăn cho trẻ em, đồ ăn chay, kem cao cấp, bánh kẹo các loại... Protein trong đậu tương được coi là protein thực vật quan trọng nhất chiếm đến 70% tổng số protein dinh dưỡng trên toàn cầu trong khi protein có nguồn gốc động vật lại chỉ chiếm 30%. Ưu thế lớn nhất của đậu tương chính là giá thành rẻ, giá trị dinh dưỡng cao và có nhiều tính chất chức năng phù hợp với nhiều loại sản phẩm thực phẩm, 7 các loại phụ phẩm của đậu tương có thể tận dụng cho chăn nuôi: thân, lá tươi cho trâu bò, bột nghiền từ thân,lá khô, vỏ quả, hạt lép và khô được dùng làm thức ăn cho gia súc. Trong y học cây đậu tương có ý nghĩa rất quan trọng chữa được một số bệnh như: tim mạch, chống ung thư, ngăn ngừa bệnh loãng xương của tuổi già [4], [1], [16]. 1.1.3. Tình hình sản xuất đậu tương Tình hình sản xuất cuẩ đậu tương trên thế giới đã tăng một cách đáng kể do nhu cầu sử dụng ngày càng tăng. Mỗi năm sản lượng đậu tương lại tăng lên. Hiện nay Mỹ vẫn là quốc gia có sản lượng đậu tương cao nhất trên thế giới, theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Mỹ sản lượng đậu tương của nước này niên vụ 2010/2011 ước tính đạt 93,44 triệu tấn. Bảng 1. Sản lượng đậu tương trên thế giới năm 2010 % so với tổng Stt Tên nước Sản lượng (triệu sản lượng toàn tấn) thế giới 1 Mỹ 93,44 36,8 2 Brazil 65 25,6 3 Achentina 50 19,7 4 Trung Quốc 14,6 5,7 5 Ấn Độ 8,8 3,5 6 Paraguay 6,5 2,6 7 Canada 3,9 1,5 8 Các nước khác 11,4 4,5 Đậu tương được trồng ở nước ta từ rất lâu nhưng diện tích còn bó hẹp trong một số tỉnh phía bắc như Cao Bằng, Sơn La... Trong những năm gần 8 đây nhờ sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và chính sách mở của nền kinh tế mà đậu tương đã được trồng phổ biến và rộng rãi khắp cả nước. Vùng Đồng bằng Sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long là hai khu vực có sản lượng đậu tương cao nhất nước ta chiếm khoảng 60% sản lượng cả nước. Đặc biệt vùng Đồng bằng Sông Cửu Long chỉ chiếm khoảng 12% diện tích nhưng năng suất bình quân cao nhất cả nước đạt trên 20 ta/ha [3], [35]. Bảng 2. Sản lượng đậu tương ở Việt Nam năm 2001 – 2009 Năm Diện tích (nghìn Năng suất Sản lượng (nghìn ha) (tấn/ha) tấn) 2001 140,3 1,238 173,7 2002 158,6 1,327 205,6 2003 165,6 1,342 219,7 2004 183,8 1,338 245,9 2005 204,1 1,434 292,7 2006 185,6 1,390 258,1 2007 187,4 1,469 275,2 2008 192,1 1,393 267,6 2009 146,2 1,461 213,6 Nguốn Tổng cục thống kê [18]. 1.2 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu môi trường đến sự sinh trưởng của thực vật Thẩm thấu là quá trình vận chuyển dung môi qua một màng ngăn cách hai dung dịch có thành phần khác nhau khi không chịu tác động của các lực ngoài như là lực điện từ, lực pittông. Động lực của quá trình thẩm thấu là áp suất thẩm thấu. Áp suất thẩm thấu là sức hút của dung dịch hay lực hút nước, khả năng hút nước ở nhiệt độ không đổi phụ thuộc vào số lượng các hạt ở mỗi đơn vị 9 thể tích dung dịch. Áp suất cần thiết để làm ngừng quá trình thẩm thấu là áp suất thẩm thấu (gọi tắt từ tiếng Anh: OP - osmotic pressure). Dung dịch có nồng độ càng cao thì áp suất thẩm thấu càng lớn [36]. Áp suất thẩm thấu của một dung dịch là giá trị để chỉ lượng nước có xu hướng đi vào trong dung dịch bởi sự thẩm thấu. Do đó dưới một điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định, nước sẽ di chuyển từ dung dịch có áp suất thẩm thấu thấp sang dung dịch có áp suất thẩm thấu cao. Mỗi dung dịch đều có một năng lượng tự do nhất định, dưới một điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định, năng lượng này có thể đo được và được gọi là thế năng thẩm thấu (osmotic potential). Nước tinh khiết có thế năng thẩm thấu bằng không. Vì thế năng thẩm thấu giảm khi nồng độ thẩm thấu tăng nên các dung dịch có thế năng nhỏ hơn không. Nước sẽ di chuyển từ vùng có thế năng thẩm thấu cao sang vùng có thế năng thẩm thấu thấp. Áp suất thẩm thấu giữ nước ở vị trí cân bằng. Thay đổi áp suất thẩm thấu làm thay đổi hàm lượng nước trong tế bào và gây ra rối loạn chức năng tế bào. Nhờ hiện tượng thẩm thấu rễ cây có thể hút nước vào. Nước từ đất vào lông hút rồi vào mạch gỗ của rễ theo cơ chế thẩm thấu, tức là từ nơi có áp suất thẩm thấu thấp đến nơi có áp suất thẩm thấu cao. Cây hấp thụ nước qua hệ thống rễ nhờ sự chênh lệch áp suất thẩm thấu (tăng dần từ đất đến mạch gỗ). Cây lấy được nước và chất khoáng từ đất khi nồng độ muối tan trong đất nhỏ hơn nồng độ dịch bào của rễ, tức áp suất thẩm thấu và sức hút nước của rễ cây phải lớn hơn áp suất thẩm thấu và sức hút nước của đất. Nếu áp suất thẩm thấu của đất tăng cao đến mức sức hút nước của đất vượt quá sức hút nước của rễ thì chẳng những cây không lấy được nước trong đất mà còn mất nước vào đất. 10