Nghiên cứu ảnh hưởng của lạnh đến cây đậu xanh Vigna radiata và sử dụng calcium hữu cơ trong canh tác vụ đông

• Tác giả: Nguyễn Xuân Đài
• Người hướng dẫn: TS. Trần Anh Tuấn
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của lạnh đến cây đậu xanh (Vigna radiate (L) wilczek) và sử dụng calcium hữu cơ trong canh tác vụ đông
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Lời cam đoan
• 1.2. Danh mục bảng
• 1.3. Danh mục hình
• 1.4. Trích yếu luận văn
• 1.5. Thesis abstract
• 1.6. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.7. Giả thuyết khoa học
• 1.8. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.9. Phạm vi nghiên cứu
• 1.10. Những đóng góp mới và ý nghĩa của đề tài
• 1.11. Tổng quan tài liệu
• 1.11.1. Giá trị của cây đậu xanh
• 1.11.2. Phát triển đậu xanh trên thế giới và Việt Nam
• 1.11.2.1. Phát triển đậu xanh trên thế giới
• 1.11.2.2. Phát triển đậu xanh tại Việt Nam
• 1.11.3. Nghiên cứu chống chịu lạnh ở thực vật
• 1.11.3.1. Cơ chế chịu lạnh ở thực vật
• 1.11.3.2. Nghiên cứu về khả năng chịu lạnh trên cây đậu đỗ
• 1.11.3.3. Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao khả năng chịu lạnh
• 1.11.3.3.1. Sử dụng các hợp chất thứ cấp để nâng cao khả năng chịu lạnh
• 1.11.4. Vai trò của calcium đối với khả năng chịu lạnh ở cây trồng
• 1.11.5. Nghiên cứu sử dụng bột vỏ trứng trong nông nghiệp
• 1.12. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.12.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 1.12.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.12.1.2. Vật liệu nghiên cứu
• 1.12.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 1.12.3. Nội dung nghiên cứu
• 1.12.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.12.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 1.12.4.2. Các chỉ tiêu theo dõi
• 1.12.4.3. Phương pháp xử lý thống kê
• 1.13. Kết quả và thảo luận
• 1.13.1. Đánh giá sinh trưởng và sinh lý của một số giống đậu xanh trong điều kiện lạnh nhân tạo ở giai đoạn cây con
• 1.13.2. Ảnh hưởng của lạnh đến sự phát triển chiều cao của các giống đậu xanh
• 1.13.3. Ảnh hưởng của lạnh đến sự phát triển diện tích lá của các giống đậu xanh
• 1.13.4. Ảnh hưởng của lạnh đến hàm lượng diệp lục của các giống đậu xanh
• 1.13.5. Ảnh hưởng của lạnh đến khả năng tích lũy và tốc độ sinh trưởng tương đối của các giống đậu xanh
• 1.13.6. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây đậu xanh ĐX14 trong vụ thu đông tại Gia Lâm, Hà Nội
• 1.13.7. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến các giai đoạn sinh trưởng của cây đậu xanh
• 1.13.8. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến chiều cao của cây đậu xanh ĐX14
• 1.13.9. Ảnh hưởng của bột vỏ trứng đến số lá của đậu xanh ĐX14
• 1.13.10. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến diện tích lá
• 1.13.11. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến hàm lượng diệp lục
• 1.13.12. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến số cành và đường kính thân
• 1.13.13. Khả năng tích lũy chất khô của giống đậu xanh ĐX14
• 1.13.14. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của giống đậu xanh ĐX14
• 1.13.15. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến năng suất của giống đậu xanh ĐX14 trồng vụ đông
• 1.13.16. Ảnh hưởng của lượng vôi bón đến khả năng chống đổ và mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính của giống đậu xanh ĐX14
• 1.14. Kết luận và đề nghị
• Tài liệu tham khảo

I. Tổng Quan Ảnh Hưởng Của Lạnh Đến Cây Đậu Xanh Nghiên Cứu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đến đậu xanh là vô cùng quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Việt Nam, với bờ biển dài và khí hậu gió mùa, thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão và các hiện tượng thời tiết cực đoan. Biến đổi khí hậu làm gia tăng rủi ro cho ngành nông nghiệp, đặc biệt là đối với các cây trồng nhạy cảm với nhiệt độ. Đậu xanh, một cây trồng quan trọng, chưa được phát triển mạnh trong vụ đông do thiếu giống chịu lạnh và kỹ thuật canh tác phù hợp. Nghiên cứu này tập trung vào đánh giá tác động của lạnh và tìm kiếm giải pháp để giảm thiểu tác hại của lạnh cho đậu xanh, từ đó mở rộng diện tích canh tác vụ đông.

1.1. Tầm quan trọng của đậu xanh trong nông nghiệp Việt Nam

Đậu xanh (Vigna radiata (L.) Wilczek) là cây đậu đỗ quan trọng sau lạc và đậu tương. Ở những vùng có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho thâm canh, xen canh, tăng vụ thì cây đậu xanh có thể đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể. Tuy nhiên, hiện cây đậu xanh chưa được chọn là một trong những cây trồng chính trong vụ Đông mà chỉ được gieo trồng trong vụ xuân và vụ hè. Trong khi đó diện tích đất trồng cây vụ đông sau hai vụ lúa rất lớn nhưng vẫn chưa có cây trồng chủ lực có thể mang lại hiệu quả kinh tế cao.

1.2. Biến đổi khí hậu và thách thức cho cây đậu xanh

Biến đổi khí hậu đặt ngành nông nghiệp Việt Nam trước tình thế phải chống chịu nhiều thách thức. Vì vậy, việc tìm giải pháp cho ngành nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu là rất bức thiết, trong đó cơ cấu cây trồng đóng vai trò vô cùng quan trọng. Nông nghiệp hữu cơ là một hệ thống canh tác đã gây nên sự chú ý ngày càng tăng ở nhiều quốc gia trong 2 thập kỷ qua, nhất là các nước phát triển, khi mà áp lực về lương thực giảm đi, song áp lực về vệ sinh an toàn thực phẩm, chất lượng nông sản và môi trường lại tăng lên.

II. Vấn Đề Tác Động Của Lạnh Đến Sinh Trưởng Đậu Xanh

Nhiệt độ thấp ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh. Các chỉ số như chiều cao cây, diện tích lá, và hàm lượng diệp lục đều giảm khi cây bị lạnh. Stress lạnh gây ra những thay đổi sinh lý và hóa sinh, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất và khả năng quang hợp của cây. Việc nghiên cứu cơ chế chịu lạnh của đậu xanh là cần thiết để phát triển các giống và biện pháp canh tác phù hợp. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng có thể sử dụng các chỉ số sinh lý, hóa sinh để kiểm tra nhanh khả năng chống chịu nói chung và khả năng chịu lạnh nói riêng của thực vật, cũng như đánh giá hiệu quả của các biện pháp kỹ thuật làm tăng khả năng chịu lạnh.

2.1. Ảnh hưởng của lạnh đến các chỉ số sinh trưởng của đậu xanh

Các chỉ số như chiều cao cây, diện tích lá, chỉ số diệp lục (SPAD) của các giống đậu xanh đều bị giảm trong điều kiện lạnh nhân tạo. Đã phát hiện thấy sự khác biệt về chỉ số tốc độ sinh trưởng tương đối của 8 giống đậu xanh, qua đó có thể sơ bộ phân loại khả năng chịu lạnh ở giai đoạn cây con.

2.2. Cơ chế sinh lý và hóa sinh bị ảnh hưởng bởi lạnh

Để phục vụ cho công tác chọn tạo giống chịu lạnh hoặc xác định biện pháp canh tác cho cây ở điều kiện lạnh, việc nghiên cứu, phát hiện cơ chế sinh lý, hóa sinh là yêu cầu không thể thiếu để đánh giá và sàng lọc các cây chịu lạnh. Sử dụng các chỉ thị chịu lạnh trên cây trồng ở cấp độ phân tử có thể cho kết quả chính xác nhưng có chi phí cao và đòi hỏi trang thiết bị hiện đại.

2.3. Nghiên cứu về stress lạnh ở thực vật

Nghiên cứu về stress lạnh ở thực vật là một lĩnh vực quan trọng trong sinh lý học thực vật. Stress lạnh có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực đến cây trồng, bao gồm giảm sinh trưởng, giảm năng suất và thậm chí là chết cây. Các nhà khoa học đang nỗ lực tìm hiểu các cơ chế mà thực vật sử dụng để chống lại stress lạnh, từ đó phát triển các giống cây trồng chịu lạnh tốt hơn.

III. Giải Pháp Vai Trò Của Calcium Hữu Cơ Chống Chịu Lạnh

Calcium đóng vai trò quan trọng trong cơ chế chịu lạnh của thực vật. Calcium hữu cơ từ vỏ trứng là một nguồn cung cấp calcium dễ tiêu, có thể giúp cây đậu xanh tăng cường khả năng chống chịu lạnh. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng calcium có thể ảnh hưởng đến quá trình phosphoryl hóa protein, biểu hiện gen, và khả năng chịu lạnh của cây. Việc sử dụng các hợp chất giàu calcium có nguồn gốc tự nhiên là một giải pháp tiềm năng để nâng cao khả năng chịu lạnh của đậu xanh. Đã có nhiều nghiên cứu về vai trò của Ca liên quan đến cơ chế chịu lạnh ở thực vật.

3.1. Cơ chế hoạt động của calcium trong bảo vệ cây trồng khỏi lạnh

Vai trò của calcium làm tăng khả năng chống chịu của đậu đỗ cũng đã được báo cáo bởi Nguyễn Thị Phương Dung và Trần Anh Tuấn (2017) trên cây đậu đũa, cho thấy xử lý 50mM Ca(NO3)2 và 0,25mM SA riêng rẽ hoặc kết hợp đã cải thiện đáng kể khả năng chống chịu của cây đậu đũa trong điều kiện mặn 0,3% NaCl.

3.2. Ưu điểm của calcium hữu cơ từ vỏ trứng

Trong khi đó, nguồn vỏ trứng là vật liệu rất giàu calcium dễ tiêu có nguồn gốc hữu cơ đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong canh tác nông nghiệp như nguồn phân bón hữu cơ và là chất cả tạo đất, giảm tác hại của các yếu tố stress. Nghiên cứu của Almaroai & cs. Các nghiên cứu của Kim & cs (RogYoung Kim & cs., 2010, 2010) đã chỉ ra rằng sử dụng bột vỏ trứng thường được sử dụng làm phân bón rất hiệu quả.

3.3. So sánh hiệu quả calcium hữu cơ và calcium vô cơ

Nghiên cứu cần so sánh hiệu quả của calcium hữu cơ và calcium vô cơ trong việc chống chịu lạnh cho đậu xanh. Calcium hữu cơ có thể có lợi thế về khả năng hấp thụ và sử dụng của cây trồng, cũng như tác động tích cực đến môi trường đất.

IV. Phương Pháp Canh Tác Đậu Xanh Chịu Lạnh Hướng Dẫn Chi Tiết

Để canh tác đậu xanh hiệu quả trong điều kiện lạnh, cần kết hợp chọn giống chịu lạnh, sử dụng calcium hữu cơ, và áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác phù hợp. Việc xác định thời điểm gieo trồng thích hợp, mật độ trồng, và chế độ dinh dưỡng là rất quan trọng. Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của lượng vôi bón đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây đậu xanh ĐX14 trong vụ thu đông tại Gia Lâm, Hà Nội.

4.1. Lựa chọn giống đậu xanh chịu lạnh

Để đưa cây đậu xanh thành cây trồng chính trong vụ đông, cần kết hợp tuyển chọn giống đậu xanh có khả năng phát triển tốt ở nhiệt độ thấp và điều kiện nước hạn chế kết hợp với sử dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý cho cây đậu xanh vụ đông.

4.2. Bón phân calcium hữu cơ đúng cách

Sử dụng vôi hữu cơ từ vỏ trứng đã làm tăng khả năng sinh trưởng và một số chỉ tiêu sinh lý của cây đậu xanh giống ĐX14 trồng trong vụ như tăng chiều cao, diện tích lá, chỉ số diệp lục (SPAD), khả năng tích lũy chất khô. so với đối chứng không bón hoặc bón vôi CaO. Tuy nhiên sử dụng bột vỏ trứng không làm tăng đường kính thân, số cành, số lá so với bón vôi thường CaO.

4.3. Các biện pháp kỹ thuật canh tác khác

Ngoài việc sử dụng calcium hữu cơ, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác khác như tưới tiêu hợp lý, bón phân cân đối, và phòng trừ sâu bệnh hại để đảm bảo năng suất và chất lượng đậu xanh.

V. Ứng Dụng Thực Tế Đánh Giá Năng Suất Đậu Xanh Với Calcium

Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của lượng vôi bón đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của giống đậu xanh ĐX14. Kết quả cho thấy sử dụng vôi hữu cơ từ vỏ trứng có ảnh hưởng tốt đến các yếu tố cấu thành năng suất và cho năng suất cao hơn so với đối chứng không bón vôi và bón vôi thường CaO. Trong đó, liều bón 300 kg/ha bột vỏ trứng cho số quả/cây cao nhất trên giống đậu xanh ĐX14, qua đó đã cho năng suất cao hơn so với các công thức khác.

5.1. Ảnh hưởng của calcium đến các yếu tố cấu thành năng suất

Sử dụng vôi hữu cơ từ vỏ trứng có ảnh hưởng tốt đến các yếu tố cấu thành năng suất và cho năng suất cao hơn so với đối chứng không bón vôi và bón vôi thường CaO.

5.2. Liều lượng calcium hữu cơ tối ưu cho năng suất cao

Trong đó, liều bón 300 kg/ha bột vỏ trứng cho số quả/cây cao nhất trên giống đậu xanh ĐX14, qua đó đã cho năng suất cao hơn so với các công thức khác với năng suất cá thể đạt 12,26 g/cây, năng suất lý thuyết 3,07 tấn/ha và năng suất thực thu đạt 1,56 tấn/ha.

5.3. Đánh giá khả năng chống đổ và nhiễm sâu bệnh

Nghiên cứu cũng đánh giá ảnh hưởng của lượng vôi bón đến khả năng chống đổ và mức độ nhiễm sâu bệnh hại chính của giống đậu xanh ĐX14.

VI. Kết Luận Calcium Hữu Cơ Cho Canh Tác Đậu Xanh Bền Vững

Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng khoa học về vai trò của calcium hữu cơ trong việc nâng cao khả năng chịu lạnh và năng suất của cây đậu xanh. Việc sử dụng bột vỏ trứng là một giải pháp canh tác bền vững, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu và tăng hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Kết quả của đề tài sẽ là cơ sở để xây dựng quy trình kĩ thuật gieo trồng một số giống đậu xanh trong vụ Đông nhằm tăng năng suất, chất lượng của cây đậu xanh, từ đó góp phần làm tăng hiệu quả kinh tế trên đơn vị diện tích, mở rộng diện tích gieo trồng và đa dạng cây trồng trong vụ đông.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu chính

Đánh giá được ảnh hưởng của lạnh đến sinh trưởng, sinh lý và năng suất của đậu xanh trong điều kiện lạnh nhân tạo ở giai đoạn cây con; Đánh giá được ảnh hưởng của bột vỏ trứng đến sinh trưởng, sinh lý và năng suất của đậu xanh trong vụ đông và xác định được liều lượng bón bột vỏ trứng thích hợp nhất cho cây đậu xanh vụ đông

6.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Kết quả của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học mới về phản ứng của cây đậu xanh khi bị lạnh; ảnh hưởng của calcium dạng hữu cơ đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây đậu xanh trồng trong vụ Đông.

6.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo và khuyến nghị

Cần có thêm các nghiên cứu về cơ chế hoạt động của calcium hữu cơ trong việc bảo vệ cây đậu xanh khỏi lạnh, cũng như đánh giá hiệu quả của các nguồn calcium hữu cơ khác. Khuyến nghị sử dụng bột vỏ trứng trong canh tác đậu xanh vụ đông để tăng năng suất và chất lượng.