Chương 1 TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cây bí xanh Bí xanh có tên khoa học là Benincasa hispida, thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae) có nguồn gốc Đông Nam Á, được trồng phô biến ở các nước thuộc khu vực cận nhiệt đới. Bí xanh là cây hằng niên, thân thảo, dạng dây leo, mềm, màu xanh; thân phát triển mạnh, phân nhiều nhánh, có lông cứng, mọc thưa, có rãnh dọc. Lá đơn, màu xanh thẫm, mọc so le, bề mặt lá phủ một lớp lông dày cứng, lá to có phiến lá xẻ thùy 5 cạnh, khía sâu ở sốc, đỉnh nhọn. Ở cây bí xanh, hoa đực xuất hiện trước, hoa cái ra sau; kích thước hoa cái lớn hơn hoa đực.
Hoa đơn tính mọc ở nách lá, có năm cánh; đài hoa hình chuông; cánh hoa màu vàng; hoa đực có cuống đài 5-15 cm và ba nhị; hoa cái có cuống dai 2-4 cm, bầu nhụy bên đưới, hình trứng hoặc hình trụ với ba đầu nhụy cong. Quả dạng quả mọng hình trụ, màu xanh đậm, vỏ trái có lớp lông cứng, khi quả già chuyền sang màu xanh đậm hơn lớp lông cứng được thay bằng lớp phấn trắng; thịt quả mau trang xanh, mong nước, thơm nhẹ, xốp ở giữa, chứa nhiều hạt. Hạt hình bầu dục, det, dai 1—-1,5 cm, mau vàng nâu, đôi khi có go nồi rõ (Grubben, 2004).2 Sự nảy mầm của hạt giống 1.1 Cấu tạo hạt giống Hầu hết các hạt đều bao gồm ba phần: - Phôi là một cây thu nhỏ bên trong hạt. - Nội nhũ: thức ăn dự trữ cho phôi dang phát trién.
- Vỏ hat: bao bọc và bảo vệ phôi và nội nhũ khỏi bi hư hại, mat nước qua nhiêu và các điêu kiện bât lợi khác.2 Cường lực của hạt Cường lực của hạt hay còn gọi là sức sống của hạt là một đặc tính được xác định bởi khả năng nảy mầm nhanh chóng, đồng loạt và sự phát triển bình thường của cây mam trong các điều kiện môi trường. Cường lực là tổng tính chất xác định hoạt động và hoàn thành của lô hạt có tỉ lệ nảy mầm chấp nhận được trong các điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Các yếu tô ảnh hưởng đến cường lực bao gồm đặc tính di truyền của giống, điều kiện môi trường nảy mầm và điều kiện lưu trữ hạt. Hạt lão hóa thé hiện với sự giảm cường lực, nảy mam chậm, cây con không bình thường hay biến dang.
Hạt có cường lực tốt có thé nay mam trong điều kiện bat lợi như nhiệt độ cao hay thấp ngoài khoảng nhiệt độ thích hợp, trong khi hạt kém cường lực nảy mầm chỉ trong nhiệt độ giới hạn.3 Sự nảy mầm của hạt giống 1.1 Khái niệm về sự nảy mầm của hạt Sự nảy mâm của một hạt là sự mọc mâm và phát triên của cây con đên giai đoạn đạt hình thái câu trúc cân thiết, đủ sức phát triên mạnh hơn thành cây hoàn chỉnh dưới điều kiện đất đai thích hợp (Lê Quang Hưng, 2007). Sự nảy mầm bắt đầu với sự hút nước của hạt khô, đang ở trạng thái ngủ nghỉ và kết thúc khi một phần của phôi, thường là lá mầm vươn ra (Bewley và Black, 1994). Trong điều kiện môi trường cung cấp đầy đủ oxy và nhiệt độ ở mức tối ưu, yếu tố quan trọng nhất trong quá trình nảy mầm của hạt là trạng thái nước. Hạt giống có khả năng phá vỡ miên trạng và bắt đầu nảy mầm sau khi hấp thụ đủ nước (Saberali và Moradi, 2017).
Sau khi hap thụ đủ nước, hạt nhanh chóng tiếp tục hoạt động trao đôi chất. Đặc trưng nhất của các biến đổi sinh hóa bên trong hạt là sự tăng lên đột ngột hoạt động thủy phân diễn ra bên trong hạt. Các hợp chất đưới dạng polymer như tỉnh bột, protein, lipit bi phân giải thành các monomer như các đường đơn, axít béo dé phục vụ cho quá trình nảy mâm. Các hoạt động của ABA và GA có thê được liên kết với nhau, GA được biết là 4 loại bỏ yêu cầu của hạt đối với các điều kiện môi trường khác nhau, thúc đây sự nảy mam và chống lại tác dung ức chế của ABA, thường kết hợp với các Cytokinin.
Khi hạt nảy mầm sự cân bang của hocmon ở trạng thái ngủ nghỉ và nảy mam bị thay đổi, đó là sự cân bằng GA/ABA. Khi hạt đang ngủ thì hàm lượng ABA rất cao và GA không đáng kể. Tuy nhiên khi ngâm hạt, phôi phát động sinh trưởng thì phôi tăng cường tổng hợp GA, ngược lai ABA sẽ giảm dan thúc đây quá trình nay mầm của hạt.2 Quá trình nảy mầm Hầu hết các hạt bắt đầu nảy mầm (tiếp tục hoạt động) ngay sau khi được tiếp xúc hoặc trồng trong đất âm, âm hoặc môi trường nảy mầm. Quá trình nảy mầm bắt đầu bằng sự phông lên của hạt khi nó hap thu đủ độ âm.
Thông thường, rễ mam xuất hiện đầu tiên từ vỏ hạt bị mềm hoặc vỡ, phát triển hướng xuống dưới va phát triển thành hệ thống rễ sơ cấp. Phôi mọc lên trên tạo thành thân. Trong giai đoạn đầu phát triển, cây con lay chất dinh dưỡng từ lá mầm và/hoặc nội nhũ của hat. Cytokinin là thành viên của nhóm hormone thực vật, bao gồm kinetin, có tác dụng hiệp đồng với auxin dé thúc day sự phân chia tế bào, nhưng không giống như auxin (thúc đây tăng trưởng theo chiều ngang), cytokinin thúc đây việc huy động nguồn thức ăn dự trữ hướng tới chồi đang phát triển và rễ, rễ bắt đầu hoạt động và hap thụ chất dinh duGng từ đất hoặc giá thê.
Trong một sỐ trường hợp, một hoặc hai lá mam vẫn nằm bên dưới bề mặt mặt dat, nảy mầm hạ địa, mặc dù ở hầu hết các loài chúng nhô lên trên bề mặt, nảy mầm thượng địa, lá mam chuyén sang mau xanh lục và thực hiện các chức năng của lá, nhưng không phải là lá thật. Nguồn thức ăn dự trữ trong nội nhũ tiếp tục nuôi dưỡng cây con cho đến khi quá trình quang hợp diễn ra với tốc độ đủ kha năng nuôi cây trồng, thường là khi những chiếc lá thật đầu tiên được hình thành. Ở giai đoạn này, quá trình nay mầm đã hoàn tat và trong hầu hết các trường hợp, cây con đã có kha năng tôn tại độc lập.4 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự nảy mam của hạt Hầu hết các hạt bắt đầu nảy mầm ngay sau khi được tiếp xúc hoặc trồng ở nơi âm, ấm. Sự nảy mầm hạt giống phụ thuộc vào cả điều kiện bên trong lẫn bên ngoài.
Những nhân tố bên ngoài quan trọng nhất bao gồm nhiệt độ, nước, oxy, và đôi khi là ánh sáng 3 hay bóng tối.1 Độ am Nhu cau về độ âm là điều kiện tiên quyết quan trong nhất dé bat đầu sự nảy mam. Trong khi đó một số hạt cần ít độ ẩm dé nảy mam, một số khác, chăng hạn như loài Nymphaea spp. (Hoa loa kèn nước) và các loại khác thực vật thủy sinh phải ngập hoàn toàn trong nước. Hạt có vỏ hạt cứng hoặc không thấm nước cần được xử lý đặc biệt (làm mềm hoặc tạo sẹo) dé cho có thé hấp thụ nước một cách hiệu quả.
Nói chung, hạt hút nước thông qua tiếp xúc với đất hoặc môi trường nảy mam. Khi quá trình nảy mam bat đầu, phải duy trì độ âm thích hợp vì việc thiếu nước có thê dẫn đến chết hạt. Hạt khô có hàm lượng nước 12 — 14% thì chúng luôn ở trang thái ngủ nghỉ, không nảy mầm. Trạng thái ngủ nghỉ này có thể kéo dài đến khi nào độ âm hạt vẫn duy trì ở mức an toàn.
Tuy nhiên khi tiếp xúc với nước, chúng sẽ hút nước và trương lên, bắt đầu phát động sinh trưởng và hiện tượng nảy mầm sẽ diễn ra. Việc hút nước là giai đoạn đầu tiên chuẩn bị cho quá trình nảy mầm của hạt. Quá nhiều độ 4m có thé làm cho đất hoặc môi trường nảy mầm trở nên bão hòa và làm mất oxy, dẫn đến hạt chết.2 Nhiệt độ Khi đủ độ âm, yêu cầu quan trọng tiếp theo đề hạt nảy mầm là nhiệt độ thích hợp. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ nước cũng như tốc độ của các quá trình trao đổi chất như sự vận chuyên các chất dinh dưỡng và hormone, sự phân chia và kéo dai tế bào cũng như các quá trình sinh lý và sinh hóa khác.
Trong phạm vi nhiệt độ mà một loại hat nào đó nay mầm thường có nhiệt độ tối ưu, ngoài khoảng nhiệt độ tối ưu thì quá trình nảy mầm bị trì hoãn nhưng không bị ngăn cản. Nhiệt độ tối ưu có thể được coi là nhiệt độ mà tại đó ty lệ nảy mầm cao nhất đạt được trong thời gian ngắn nhất. Nhiệt độ tối thiểu và tối đa cho sự nảy mam là nhiệt độ cao nhất và thấp nhất mà sự nảy mam van xảy ra. Ví dụ, nhiệt độ tối đa mà sự nảy mầm xảy ra có thể lên tới 48°C đối với dưa chuột.
Hau hết các hạt có thé chịu được thời tiết nắng nóng kéo dài nếu chúng được giữ khô ráo. Hạt của một số loài, chang hạn như cây thông rừng có vỏ hạt rat cứng, chi nay 6 mam sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Sốc nhiệt từ nhiệt khô làm nứt vỏ hạt, cho phép nước xâm nhập hoặc trao đổi khí hoặc giải phóng phôi khỏi vỏ hạt cứng. Hạt giống thường được cho vào nước sôi dé kiểm soát bệnh hoặc làm mềm vỏ hạt mà không ảnh hưởng dén sức sông của hạt.
Yêu câu về nhiệt độ tôi ưu cho quá trình nảy mâm có thể khác với nhiệt độ của cây con ở giai đoạn đâu sự phát triên. Trong nhà kính, vườn ươm nhân giông hoặc phòng thí nghiệm cho hạt nảy mâm, thông thường cây con cân được chuyên sang chê độ nhiệt độ thấp hơn, giúp chúng cứng cáp và cứng cáp hơn cho việc cấy và phát triển. Hầu hết các loại rau quả hàng năm thường gặp đều có nhiệt độ nảy mầm tối ưu giữa 24 — 32°C, dù nhiều loài như cải củ hay rau chân vit có thé nảy mam ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể, ở 4°C, do đó cho phép chúng phát triển từ hạt ở những vùng khí hậu lạnh. Nhiệt độ cận tối ưu dẫn đến tỉ lệ này mầm thấp hơn và khoảng thời gian nảy mâm dài hơn.
Nhiệt độ ảnh hưởng tới tốc độ các phản ứng sinh hóa diễn ra trong quá trình nảy mam và hô hấp của hạt. Với đa số thực vật hạt nảy mầm ở nhiệt độ thấp là điều kiện tốt cho cây trải qua giai đoạn xuân hóa, tác động tốt đến sự sinh trưởng và phát triển của thế hệ sau.3 Oxy Hầu hết các hạt đều cần được cung cấp đầy đủ oxy trong quá trình nảy mầm.