Luận văn thạc sĩ: Biến động chất chống oxy hóa trong đậu tương Glycine Max L khi nhiễm chì

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu biến động chất chống oxy hóa ở các giống đậu tương Glycine Max L trong điều kiện nhiễm chì, phân tích tác động môi trường.

• Tác giả: Trần Thị Bích Liên
• Người hướng dẫn: TS. Trương Thị Huệ
• Trường học: Trường Đại Học Quy Nhơn
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên Cứu Sự Biến Động Các Chất Chống Oxy Hóa Của Một Số Giống Đậu Tương (Glycine Max L.) Trong Điều Kiện Nhiễm Chì
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Bình Định

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
• MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Giới thiệu chung về cây đậu tương
• 1.2. Nguồn gốc và phân loại đậu tương
• 1.3. Đặc điểm hình thái của đậu tương
• 1.4. Thành phần dinh dưỡng và giá trị sử dụng của cây đậu tương
• 1.5. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam
• 1.6. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất và ô nhiễm chì trên Thế giới và Việt Nam
• 1.7. Đặc tính chống chịu kim loại chì ở cây trồng
• 1.8. Tác động của kim loại chì đến cây trồng và hiện tượng oxy hóa ở thực vật
• 1.9. Cơ sở sinh lý, hóa sinh của tính chống chịu kim loại chì của cây trồng
• 1.10. Hệ thống bảo vệ cây trồng khỏi tác động của kim loại nặng
• 1.11. Tình hình nghiên cứu tính chống chịu kim loại Pb của cây đậu tương
• 1.11.1. Nghiên cứu khả năng chống chịu kim loại Pb của cây đậu tương trên thế giới
• 1.11.2. Nghiên cứu tính chống chịu kim loại chì của cây đậu tương ở Việt Nam
• 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.3. Hóa chất và thiết bị
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.5.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định
• 2.5.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Sự biến động hàm lượng acid ascorbic trong quá trình gây nhiễm chì
• 3.1.1. Sự biến động hàm lượng acid ascorbic trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây non
• 3.1.2. Sự biến động hàm lượng acid ascorbic trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn ra hoa
• 3.1.3. Sự biến động hàm lượng acid ascorbic trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây tạo quả
• 3.2. Sự biến động hàm lượng proline của đậu tương trong quá trình gây nhiễm chì
• 3.2.1. Sự biến động hàm lượng proline trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây non
• 3.2.2. Sự biến động hàm lượng proline trong môi trường nhiễm chì ở giai đoạn ra hoa
• 3.2.3. Sự biến động hàm lượng proline trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây tạo quả
• 3.3. Hoạt độ enzyme catalase của đậu tương trong môi trường nhiễm chì
• 3.3.1. Sự biến động hoạt độ catalase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây non
• 3.3.2. Sự biến động hoạt độ catalase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn ra hoa
• 3.3.3. Sự biến động hoạt độ catalase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn tạo quả
• 3.4. Hoạt độ enzyme peroxidase của đậu tương trong môi trường nhiễm chì
• 3.4.1. Sự biến động hoạt độ peroxidase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây non
• 3.4.2. Sự biến động hoạt độ peroxidase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn ra hoa
• 3.4.3. Sự biến động hoạt độ peroxidase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây tạo quả
• 3.5. Hoạt độ enzyme superoxide dismutase của đậu tương trong quá trình gây nhiễm chì
• 3.5.1. Sự biến động hoạt độ superoxide dismutase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây non
• 3.5.2. Sự biến động hoạt độ superoxide dismutase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn ra hoa
• 3.5.3. Sự biến động hoạt độ superoxide dismutase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây tạo quả
• 3.6. Sự biến động hoạt độ enzyme ascorbate peroxidase của đậu tương trong quá trình gây nhiễm chì
• 3.6.1. Sự biến động hoạt độ ascorbate peroxidase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây non
• 3.6.2. Sự biến động hoạt độ ascorbate peroxidase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn ra hoa
• 3.6.3. Sự biến động hoạt độ ascorbate peroxidase trong quá trình gây nhiễm chì ở giai đoạn cây tạo quả
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây đậu tương Glycine Max L

Cây đậu tương, với tên khoa học là Glycine Max L, là một trong những cây trồng quan trọng nhất trên thế giới. Đậu tương không chỉ cung cấp nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng cho con người mà còn cho gia súc. Hàm lượng protein trong hạt đậu tương chiếm khoảng 36-44%, cùng với các axit amin thiết yếu như glycine, tryptophan và lysine. Đậu tương cũng chứa lipid và các vitamin cần thiết cho sức khỏe. Tuy nhiên, sản xuất đậu tương ở Việt Nam vẫn gặp nhiều khó khăn do ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là chì. Chì không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây mà còn làm giảm năng suất và chất lượng sản phẩm. Do đó, việc nghiên cứu sự biến động của chất chống oxy hóa trong đậu tương dưới ảnh hưởng của chì là rất cần thiết.

II. Tác động của chì đến cây đậu tương

Chì (Pb) là một trong những kim loại nặng phổ biến trong môi trường, có khả năng tích lũy trong đất và cây trồng. Nồng độ chì cao có thể gây ra stress oxy hóa, dẫn đến sự hình thành các dạng oxy hoạt hóa (ROS). Các chất chống oxy hóa trong cây đậu tương đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do ROS gây ra. Nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng acid ascorbic và hoạt độ của các enzyme như catalase, peroxidase, và superoxide dismutase có sự biến động rõ rệt trong điều kiện nhiễm chì. Việc hiểu rõ cơ chế này sẽ giúp phát triển các giống đậu tương có khả năng chống chịu tốt hơn với ô nhiễm kim loại nặng.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các thí nghiệm trong điều kiện kiểm soát, nhằm đánh giá sự biến động của các chất chống oxy hóa trong cây đậu tương khi bị nhiễm chì. Các chỉ tiêu nghiên cứu bao gồm hàm lượng acid ascorbic, hàm lượng proline, và hoạt độ của các enzyme chống oxy hóa. Phương pháp xử lý số liệu được áp dụng để phân tích sự biến động này qua các giai đoạn phát triển của cây. Kết quả thu được sẽ cung cấp thông tin quý giá về khả năng chống chịu của đậu tương trong điều kiện ô nhiễm kim loại nặng.

IV. Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự biến động của hàm lượng acid ascorbic và hoạt độ enzyme trong cây đậu tương có sự thay đổi đáng kể trong điều kiện nhiễm chì. Cụ thể, hàm lượng acid ascorbic giảm dần trong các giai đoạn phát triển của cây khi bị nhiễm chì, cho thấy sự suy giảm khả năng chống oxy hóa. Hoạt độ của các enzyme như catalase và peroxidase cũng có sự biến động, phản ánh khả năng đáp ứng của cây trước stress oxy hóa. Những phát hiện này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế chống chịu của đậu tương mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc phát triển các giống đậu tương có khả năng chống chịu tốt hơn với ô nhiễm môi trường.

V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu về sự biến động của chất chống oxy hóa trong cây đậu tương dưới ảnh hưởng của chì. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về phản ứng của cây trồng trước ô nhiễm kim loại nặng mà còn có thể ứng dụng trong việc chọn giống và cải thiện năng suất đậu tương. Việc phát triển các giống đậu tương có khả năng chống chịu tốt sẽ góp phần quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đậu tương (Glycine max L.) là cây trồng quan trọng trên thế giới và Việt Nam, cung cấp nguồn protein chất lượng cao, lipid, vitamin và khoáng chất thiết yếu. Năm 2015, Mỹ chiếm 31,9% sản lượng đậu tương toàn cầu với 93,08 triệu tấn, tiếp theo là Brazil và Argentina. Ở Việt Nam, diện tích trồng đậu tương tăng từ khoảng 100 nghìn ha năm 2015 lên 105 nghìn ha năm 2018, với sản lượng đạt 168 nghìn tấn, tuy nhiên năng suất vẫn còn thấp, khoảng 1,6 tấn/ha. Một trong những nguyên nhân chính làm giảm năng suất là ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt là chì (Pb), trong đất canh tác.

Chì là kim loại nặng phổ biến, không thiết yếu cho cây trồng nhưng dễ tích lũy và gây độc, làm giảm sự phát triển, quang hợp và gây stress oxy hóa mạnh mẽ qua sự hình thành các dạng oxy hoạt hóa (ROS). Để chống lại stress này, cây đậu tương phát triển các cơ chế chống oxy hóa bao gồm các enzyme như superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POD) và ascorbate peroxidase (APX), cùng các hợp chất chống oxy hóa không enzyme như acid ascorbic và proline.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá sự biến động hàm lượng các chất chống oxy hóa và hoạt độ enzyme chống oxy hóa của một số giống đậu tương qua các giai đoạn phát triển (cây non, ra hoa, tạo quả) trong điều kiện nhiễm chì. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 10/2018 đến tháng 7/2019 tại Trường Đại học Quy Nhơn, nhằm cung cấp dữ liệu khoa học phục vụ chọn giống đậu tương có khả năng chống chịu kim loại nặng, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng trong điều kiện môi trường ô nhiễm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về stress oxy hóa do kim loại nặng gây ra ở thực vật và cơ chế chống chịu thông qua hệ thống chống oxy hóa nội sinh. Hai mô hình chính được áp dụng gồm:

• Mô hình stress oxy hóa và phản ứng chống oxy hóa: Kim loại chì gây tăng sinh ROS như superoxide anion (O2•-), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (OH•), làm tổn thương tế bào. Cây trồng kích hoạt các enzyme chống oxy hóa (SOD, CAT, POD, APX) để kiểm soát ROS, bảo vệ cấu trúc tế bào và duy trì chức năng sinh lý.

• Mô hình điều hòa sinh hóa của các hợp chất chống oxy hóa không enzyme: Acid ascorbic và proline đóng vai trò quan trọng trong việc khử các gốc tự do, điều hòa áp suất thẩm thấu và bảo vệ protein, màng tế bào khỏi tổn thương oxy hóa.

Các khái niệm chính bao gồm: ROS, enzyme chống oxy hóa (SOD, CAT, POD, APX), acid ascorbic, proline, stress oxy hóa, phản ứng siêu nhạy cảm (HR), và khả năng chống chịu kim loại nặng.

Phương pháp nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Ba giống đậu tương ĐTDH.10, MTĐ 176 và ĐTDH.04 với đặc điểm sinh trưởng và năng suất khác nhau.

• Thời gian và địa điểm: Tháng 10/2018 đến tháng 7/2019 tại phòng thí nghiệm Sinh lý-Hóa sinh và vườn Sinh học, Trường Đại học Quy Nhơn.

• Thiết kế thí nghiệm: Trồng cây trong chậu cát sạch, xử lý ion Pb2+ từ muối Pb(NO3)2 ở các nồng độ 0,1 mM; 0,5 mM và 1,0 mM, so sánh với đối chứng không xử lý chì. Mỗi nghiệm thức gồm 15 cây/chậu, lặp lại 3 lần.

• Các giai đoạn nghiên cứu: Giai đoạn cây non (7 ngày sau gieo), ra hoa và tạo quả, xử lý chì trong 1 tuần trước khi thu mẫu.

• Chỉ tiêu phân tích: Hàm lượng acid ascorbic, proline và hoạt độ enzyme SOD, CAT, POD, APX trong lá đậu tương.

• Phương pháp phân tích: Xác định acid ascorbic bằng chuẩn độ iot; proline bằng phản ứng với ninhydrin; hoạt độ enzyme theo các phương pháp chuẩn (Bates, Malik và Singh, Dhindsa, Nakano và Asada). Số liệu được xử lý thống kê ANOVA với mức ý nghĩa p < 0,05.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần, tổng số mẫu đủ lớn để đảm bảo độ tin cậy thống kê.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến động hàm lượng acid ascorbic:

   • Ở giai đoạn cây non, hàm lượng acid ascorbic tăng theo nồng độ chì, cao nhất ở 1,0 mM với mức tăng 12,35% ở giống ĐTDH.10, 8,86% ở MTĐ 176 và 6,67% ở ĐTDH.04 so với đối chứng.
   • Ở giai đoạn ra hoa và tạo quả, xu hướng tương tự với mức tăng acid ascorbic cao nhất lần lượt là 10,98% và 9,88% ở giống ĐTDH.10 tại nồng độ 1,0 mM.
   • Sự khác biệt giữa các giống có ý nghĩa thống kê, cho thấy ĐTDH.10 có khả năng tăng acid ascorbic mạnh nhất khi chịu stress chì.

2. Biến động hàm lượng proline:

   • Hàm lượng proline tăng rõ rệt theo nồng độ chì, cao nhất ở giai đoạn ra hoa với mức tăng 19,41% ở ĐTDH.10 tại 1,0 mM so với đối chứng.
   • Ở giai đoạn cây non và tạo quả, proline cũng tăng đáng kể, nhưng mức tăng thấp hơn giai đoạn ra hoa.
   • Giống ĐTDH.10 luôn có hàm lượng proline cao hơn MTĐ 176 và ĐTDH.04, phản ánh khả năng chống chịu tốt hơn.

3. Hoạt độ enzyme chống oxy hóa:

   • Hoạt độ SOD, CAT, POD và APX đều tăng khi cây đậu tương bị nhiễm chì, đặc biệt ở nồng độ 0,5 mM và 1,0 mM.
   • Hoạt độ enzyme cao nhất thường xuất hiện ở giai đoạn ra hoa, phù hợp với giai đoạn cây nhạy cảm nhất với stress.
   • Sự tăng hoạt độ enzyme giúp kiểm soát ROS, giảm thiệt hại oxy hóa tế bào.

4. Ảnh hưởng của giống:

   • Giống ĐTDH.10 thể hiện phản ứng chống oxy hóa mạnh mẽ nhất qua các chỉ tiêu acid ascorbic, proline và hoạt độ enzyme.
   • Giống MTĐ 176 có mức độ tăng trung bình, trong khi ĐTDH.04 có mức tăng thấp nhất, cho thấy sự khác biệt về khả năng chống chịu chì.

Thảo luận kết quả

Sự tăng hàm lượng acid ascorbic và proline cùng hoạt độ enzyme chống oxy hóa trong điều kiện nhiễm chì chứng tỏ cây đậu tương kích hoạt hệ thống phòng vệ chống stress oxy hóa. Acid ascorbic đóng vai trò khử gốc tự do, bảo vệ màng tế bào, trong khi proline điều hòa áp suất thẩm thấu và bảo vệ protein. Hoạt độ enzyme SOD xúc tác chuyển superoxide thành H2O2, tiếp đó CAT và POD phân giải H2O2 thành nước và oxy, giảm độc tính ROS.

Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trước đây về stress oxy hóa do kim loại nặng ở đậu tương và các cây trồng khác. Sự khác biệt giữa các giống phản ánh tính đa dạng sinh học trong khả năng chống chịu môi trường ô nhiễm. ĐTDH.10 có thể được xem là giống có tiềm năng cao trong điều kiện đất nhiễm chì.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện sự tăng hàm lượng acid ascorbic, proline và hoạt độ enzyme theo nồng độ chì và giai đoạn phát triển, giúp minh họa rõ ràng phản ứng sinh học của cây.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển và nhân giống các giống đậu tương có khả năng chống chịu chì cao:

   • Ưu tiên giống ĐTDH.10 trong sản xuất tại vùng đất có nguy cơ ô nhiễm chì.
   • Thời gian: 1-3 năm.
   • Chủ thể: Viện nghiên cứu nông nghiệp, các trung tâm giống cây trồng.

2. Áp dụng biện pháp cải tạo đất và quản lý môi trường:

   • Sử dụng các phương pháp sinh học và hóa học để giảm hàm lượng chì trong đất, như bón vôi, phân hữu cơ, trồng cây che phủ.
   • Thời gian: liên tục, ưu tiên trước và trong vụ mùa.
   • Chủ thể: Nông dân, cơ quan quản lý môi trường.

3. Tăng cường nghiên cứu và giám sát ô nhiễm kim loại nặng:

   • Xây dựng hệ thống giám sát định kỳ hàm lượng chì trong đất và cây trồng.
   • Thời gian: hàng năm.
   • Chủ thể: Bộ Nông nghiệp, Sở Tài nguyên Môi trường.

4. Đào tạo, nâng cao nhận thức cho nông dân:

   • Tổ chức tập huấn về tác hại của chì, cách phòng tránh và xử lý đất nhiễm kim loại nặng.
   • Thời gian: 6-12 tháng.
   • Chủ thể: Trung tâm khuyến nông, các tổ chức phi chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Sinh học thực nghiệm, Nông học:

   • Học hỏi phương pháp nghiên cứu stress oxy hóa và enzyme chống oxy hóa trong cây trồng.
   • Áp dụng kiến thức vào các đề tài liên quan đến ô nhiễm môi trường và cây trồng.

2. Chuyên gia phát triển giống cây trồng:

   • Tham khảo dữ liệu về khả năng chống chịu chì của các giống đậu tương để chọn lọc, lai tạo giống mới.
   • Nâng cao hiệu quả sản xuất trong điều kiện đất ô nhiễm.

3. Cơ quan quản lý môi trường và nông nghiệp:

   • Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý đất đai, kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng.
   • Đề xuất các biện pháp cải tạo đất và hỗ trợ nông dân.

4. Nông dân và doanh nghiệp sản xuất đậu tương:

   • Áp dụng giống đậu tương có khả năng chống chịu cao để tăng năng suất, giảm thiệt hại do ô nhiễm chì.
   • Nắm bắt kiến thức về tác động của kim loại nặng đến cây trồng và cách phòng tránh.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nghiên cứu acid ascorbic và proline trong đậu tương khi nhiễm chì?
   Acid ascorbic và proline là các chất chống oxy hóa quan trọng giúp cây khử gốc tự do và bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do stress oxy hóa gây ra bởi chì. Nghiên cứu giúp hiểu rõ cơ chế chống chịu của cây.

2. Các enzyme chống oxy hóa đóng vai trò gì trong phản ứng của đậu tương với chì?
   Enzyme như SOD, CAT, POD, APX giúp phân giải các dạng ROS độc hại, duy trì cân bằng oxy hóa trong tế bào, giảm thiệt hại và tăng khả năng sống sót của cây trong môi trường ô nhiễm.

3. Giống đậu tương nào có khả năng chống chịu chì tốt nhất theo nghiên cứu?
   Giống ĐTDH.10 thể hiện khả năng tăng hàm lượng acid ascorbic, proline và hoạt độ enzyme chống oxy hóa cao nhất, cho thấy khả năng chống chịu chì tốt hơn so với MTĐ 176 và ĐTDH.04.

4. Nồng độ chì nào gây ảnh hưởng rõ rệt đến các chỉ tiêu sinh hóa của đậu tương?
   Nồng độ 0,5 mM và 1,0 mM Pb2+ gây tăng đáng kể hàm lượng acid ascorbic, proline và hoạt độ enzyme, phản ánh mức độ stress oxy hóa cao và phản ứng bảo vệ mạnh mẽ của cây.

5. Làm thế nào để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất?
   Lựa chọn giống đậu tương có khả năng chống chịu cao như ĐTDH.10 để trồng trên đất ô nhiễm chì, kết hợp biện pháp cải tạo đất và quản lý môi trường nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

Kết luận

• Nồng độ chì trong đất làm tăng hàm lượng acid ascorbic và proline cùng hoạt độ enzyme chống oxy hóa trong lá đậu tương qua các giai đoạn phát triển.
• Giống ĐTDH.10 có khả năng phản ứng chống oxy hóa mạnh mẽ nhất, phù hợp cho sản xuất trên đất nhiễm chì.
• Các enzyme SOD, CAT, POD, APX đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát stress oxy hóa do chì gây ra.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc chọn giống và quản lý đất đai ô nhiễm kim loại nặng.
• Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng và ứng dụng các giải pháp cải tạo đất, đào tạo nông dân để nâng cao hiệu quả sản xuất đậu tương trong điều kiện môi trường bất lợi.

Khuyến khích các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý phối hợp triển khai nhân giống, giám sát ô nhiễm và đào tạo kỹ thuật cho nông dân nhằm phát huy hiệu quả nghiên cứu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu (từ trang 4 đến trang 20) Chƣơng 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu (từ trang 21 đến trang 27) Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận (từ trang 28 đến trang 65) Kết luận và đề nghị (trang 66) Tài liệu tham khảo e 4 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu chung về cây đậu tƣơng 1. Nguồn gốc và phân loại đậu tương Cây đậu tương thuộc họ Đậu (Fabaceae), bộ Fabales là một trong những cây trồng xuất hiện sớm nhấtcùng với nền văn minh của nhân loại, đậu tương có tên khoa học là Glycine Max (L) Merrill.

Cây đậu tương có nguồn gốc từ Đông Bắc Trung Quốc vào khoảng thế kỷ thứ XI trước công nguyên. Từ Trung Quốc cây đậu tương được phân bố đến nhiều nước trên thế giới như Triều Tiên, Nhật Bản, Ấn Độ, Mỹ, Brazin, Acgentina… ở Việt Nam cây đậu tương được du nhập từ Trung Quốc rất sớm. Do xuất phát từ những yêu cầu, căn cứ và tiêu chí phân loại khác nhau nên cũng có nhiều cách phân loại. Nhưng đến nay, hệ thống phân loại căn cứ vào đặc điểm về hình thái, phân bố địa lý và số lượng nhiễm sắc thể được nhiều người sử dụng.

Theo hệ thống này, ngoài chi Glycine còn có thêm chi phụ Soja. Chi Glycine được chia ra thành 7 loài hoang dại lâu năm, và chi phụ Soja được chia ra làm 2 loài: loài đậu tương trồng trọt Glycine (L.) Merrill và loài hoang dại hàng năm G. Đặc điểm hình thái của đậu tương Rễ đậu tương (đậu nành) là rễ cọc có rễ chính và rễ phụ. Trên rễ chính mọc ra nhiều rễ phụ.

Trên rễ chính và rễ phụ có nhiều nốt sần cố định đạm do vi khuẩn cộng sinh Rhizobium japonicum, có khả năng cố định nitơ cung cấp đạm cho cây và có vai trò trong việc cải tạo đất. Thân cây đậu tương thuộc thân thảo, có hình tròn, trên thân có nhiều lông nhỏ. Màu sắc của thân khi còn non có liên quan chặt chẽ với màu sắc của hoa sau này. Nếu thân lúc còn non màu xanh thì hoa màu trắng và nếu khi còn non thân có màu tím thì hoa có màu tím đỏ.

Thân cây trung bình 14-15 lóng. e 5 Lá đậu tương gồm 3 loại lá: lá mầm, lá đơn và lá kép (có 3 lá chét đôi khi có 4-5 lá chét). Hoa mọc thành chùm ở nách lá, mỗi chùm hoa có từ 10-15 hoa, có màu trắng hoặc tím. Hoa đậu tương tự thụ phấn hoàn toàn.

Quả có thể thẳng hoặc cong có nhiều lông. Mỗi chùm hoa có từ 2-20 quả và có tới 400 quả trên một cây. Một quả chứa từ 1-5 hạt nhưng thông thường là 2-3, vỏ hạt đậu tương có màu nâu, đen, vàng, xanh. Khối lượng hạt rất đa dạng từ 20-400 mg/hạt.

Hạt đậu tương không có nội nhũ mà chỉ có một lớp vỏ bao quanh phôi và 2 lá mầm [4], [7]. Đậu tương là loại cây trồng tương đối mẫn cảm với điều kiện ngoại cảnh. Trong tập đoàn đậu tương có những giống chỉ trồng vào vụ hè, có những giống chỉ trồng vào vụ đông. Trong quá trình sinh trưởng của đậu tương chịu tác động bởi nhiều yếu tố: nhiệt độ, ánh sáng, đất, độ ẩm….

Thành phần dinh dưỡng và giá trị sử dụng của cây đậu tương 1. Thành phần dinh dưỡng của đậu tương Hạt đậu tương có thành phần dinh dưỡng tương đối cao, gồm có protein, lipid, hydratcacbon và các chất khoáng. Trong hạt đậu tương, hàm lượng protein chiếm khoảng 36-44%, nhiều hơn bất cứ các loại thực phẩm nào, kể cả thịt động vật. Protein của đậu tương là loại protein dễ tiêu và phẩm chất tốt nhất trong số các protein của thực vật.

Protein đậu tương hội tụ đủ các thành phần axit amin thiết yếu với hàm lượng cao, đậu tương được coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kể các axit amin cần thiết cho cơ thể. Đậu tương là loại thực phẩm nhiều protein nhưng lại ít chất béo bão hòa và hoàn toàn không có cholesterol. Các thực phẩm làm từ đậu tương được xem là một loại “thịt không xương” vì chứa tỉ lệ đạm thực vật dồi dào, có thể thay thế cho nguồn đạm từ thịt động vật. e 6 Hạt đậu tương cũng rất giàu vitamin như vitamin B 1, B2, B3, B6, A, E, D,… và các chất khoáng như canxi, sắt, kẽm,… hàm lượng chất xơ trong hạt đậu tương cũng khá cao [4].

Giá trị sử dụng Đậu tương có nhiều giá trị sử dụng khác nhau, từ hạt đậu tương người ta đã chế biến được trên 600 sản phẩm khác nhau, trong đó có hơn 300 loại làm thực phẩm được chế biến bằng cả phương pháp cổ truyền, thủ công và hiện đại dưới dạng tươi, khô và lên men như làm giá, đậu phụ, tương, xì dầu. đến các sản phẩm cao cấp khác như cà phê đậu tương, bánh kẹo và thịt nhân tạo. Đậu tương còn là vị thuốc để chữa bệnh, đặc biệt là đậu tương hạt đen, có tác dụng tốt cho tim, gan, thận, dạ dày và ruột. Đậu tương là thức ăn tốt cho những người bị bệnh đái đường, thấp khớp, thần kinh suy nhược và suy dinh dưỡng.

Ngoài ra, đậu tương còn là loại thức ăn tốt cho gia súc, cứ 1 kg hạt đậu tương là tương ứng với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Không chỉ hạt của đậu tương mà thân, lá và quả cũng có hàm lượng đạm khá cao nên thân, lá tươi của đậu tượng có thể làm thức ăn cho gia súc đem lại giá trị năng suất rất cao. Đậu tương còn được sử dụng trong việc cải tạo đất vì nhờ vào các nốt sần trên rễ cây. Nếu bố trí việc trồng cây đậu tương hợp lý thì sẽ có tác dụng đối với việc trồng cây đợt sau, trong việc góp phần tăng năng suất cho cây trồng và giảm chi phí cho bón phân đạm [13].

Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới Đậu tương là cây trồng lấy hạt, cung cấp dầu quan trọng bậc nhất trong các cây lấy dầu. Ngoài ra trồng đậu tương còn có tác dụng cải tạo đất vì vậy đậu tương được trồng ở khắp các châu lục. Trên thế giới, diện tích đậu tương ngày càng được mở rộng, năng suất e 7 ngày càng tăng.

Đậu tương có mặt ở khắp các châu lục, tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ, tiếp đến là châu Á và một số nơi khác trên thế giới. Hiện nay Mỹ vẫn là quốc gia có sản lượng đậu tương cao nhất trên thế giới, chiếm 31,9% tổng sản lượng toàn thế giới. Tình hình sản xuất đậu tƣơng trên Thế giới năm 2015 % so với tổng sản lƣợng Tên nƣớc Sản lƣợng (triệu tấn) toàn thế giới Mỹ 93,08 31,90 Brazil 85,00 27,90 Agrentina 53,50 17,60 Trung Quốc 12,50 4,84 Ấn Độ 12,00 4,10 Các nước khác 16,12 5,29 (Nguồn: Theo USDA của Bộ Nông nghiệp Mỹ năm 2015) Hàng năm trên thế giới trồng thêm khoảng hơn 3 triệu ha với năng suất bình quân khá cao 22-25 tạ/ha đã tạo ra một sản lượng đậu tương gấp hơn 2 lần so với 20 năm về trước. Các nước trồng đậu tương đứng hàng đầu trên thế giới về diện tích gieo trồng và sản lượng là Mỹ, Braxin, Acgentina và Trung Quốc [4].

Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam Ở Việt Nam, cây đậu tương được trồng tương đối sớm và chủ yếu mang tính tự cung tự cấp. Những năm gần đây, diện tích đất trồng và năng suất của đậu tương tăng khá nhanh. Diện tích đất gieo trồng được mở rộng và được chia thành 6 vùng sản xuất chính: vùng Đông Nam Bộ có diện tích lớn nhất chiếm 26,2% diện tích đậu tương cả nước, miền núi Bắc Bộ 24,7%; đồng bằng sông Hồng 17,5%; đồng bằng sông Cửu Long 12,4%; còn lại là vùng đồng bằng ven biển miền Trung và Tây Nguyên chiếm 33,4%. Về sản lượng, 3 vùng đồng bằng sông Hồng, Đông Nam Bộ, đồng bằng sông Cửu Long e 8 chiếm 63% sản lượng đậu tương cả nước.

Đặc biệt vùng đồng bằng sông Cửu Long với 12,4% diện tích nhưng lại chiếm 20,9% sản lượng đậu tương cả nước, năng suất bình quân đạt 16 tạ/ha [13]. Diện tích, năng suất và sản lƣợng đậu tƣơng Việt Nam từ 2015–2018 Chỉ tiêu 2015 2016 2017 2018 Diện tích (nghìn/ha) 100,8 94 100 105 Sản lượng (tấn/ha) 1,45 1,57 1,57 1,6 Tổng sản lượng (nghìn tấn/ha) 146,4 147,5 157 168 (Nguồn: Tổng cục Thống kê (GSO), Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) Tại Bình Định, đậu tương là cây trồng truyền thống và có đầu ra khá thuận lợi, đặc biệt đối với những vùng ít nước vì có một số giống đậu tương có khả năng chịu hạn rất tốt. Nhưng năng suất của đậu tương vẫn chưa cao và hiệu quả thấp, thường nhiễm nhiều sâu bệnh. Vì vậy, năm 2010, Viện KHKT Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ tiếp tục tổ chức khảo nghiệm 20 giống đậu tương để chọn tạo các giống đậu tương mới vừa có tiềm năng năng suất cao, vừa có hàm lượng protein cao để bổ sung vào bộ giống của tỉnh, đáp ứng nhu cầu sản xuất của nông dân địa phương.

Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất và ô nhiễm chì trên thế giới và Việt Nam 1. Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất và ô nhiễm kim loại chì trên thế giới Theo Liên hiệp Hóa học và ứng dụng (IUPAC), kim loại nặng là những nguyên tố kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5 mg/cm3. Một số nguyên tố kim loại nặng thường gặp như chì (Pb), sắt (Fe), đồng (Cu), kẽm (Zn), thủy ngân (Hg), crôm (Cr), cadimi (Cd)…(Lê Huy Bá, 2008) [1]. Đất ô nhiễm kim loại nặng (KLN) là mối quan tâm ở hầu hết các quốc gia.

Phục hồi sinh thái đất bị ô nhiễm do các hoạt động của con người đang là e 9 một thách thức lớn trong những thập kỷ gần đây. Khoảng 1/6 tổng diện tích đất nông nghiệp ở Trung Quốc bị ô nhiễm KLN, hàm lượng KLN trong đất canh tác nông nghiệp vượt tiêu chuẩn chiếm 16,1%. Khoảng 3,5 triệu địa điểm ở Châu Âu được ước tính có khả năng bị ô nhiễm với 0,5 triệu địa điểm bị ô nhiễm cao và cần được khắc phục.000 điểm ô nhiễm đất ở các nước châu Âu. Tại Mỹ, khoảng 600.000 ha đất đã bị ô nhiễm KLN.000 vùng công nghiệp ở Mỹ trong tình trạng ô nhiễm, trong đó trên 40% là ô nhiễm KLN như Pb, Cd, Cr, As [9].

Ở Phần Lan, hầu hết ô nhiễm KLN trong đất là do nước thải từ chế biến thực vật, nhà máy cưa, chế biến gỗ, khu vực săn bắn, gara ô tô và kho phế liệu.