- ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, ÁNH SÁNG, ĐỘ MẶN, VÀ TIỀN XỬ LÝ HẠT GIỐNG LÊN SỰ NẨY MẦM. - CỦA HẠT GIỐNG ĐIÊN ĐIỂN ( Sesbania sesban. - Ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, độ mặn và các hạt giống tiền xử lý theo các cách khác nhau được tiến hành nghiên cứu trong hệ thống môi trường có kiểm soát. - Không có sự khác biệt đáng kể về phần trăm nẩy mầm giữa nghiệm thức sáng và tối. - Sự phát triển chiều dài rễ mầm bị ảnh hưởng đáng kể bởi điều kiện ánh sáng và nhiệt độ. - Sự nẩy mầm tốt nhất ở nhiệt độ 30oC và 37oC, tuy nhiên hạt giống cũng nẩy mầm ở 22oC. - Không có sự nẩy mầm ở nhiệt độ thấp (5oC và 13oC) và cao (45oC). - Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn và các phương pháp tiền xử lý hạt, kết quả cho thấy độ mặn lên đến 100 mM (5.8ppt) không ảnh hưởng đến tỉ lệ nẩy mầm, nhưng từ 200 đến 250 mM sự nảy mầm giảm 17 đến 29. - Hạt điên điển (Sesbania sesban) được xử lý trước trong nước ấm, acid sulphuric hay calcium sulphate sẽ có tác động nhỏ đến tỉ lệ nẩy mầm.. - Từ khóa: nhiệt độ, ánh sáng, độ mặn, sự nẩy mầm, tiền xử lý hạt, điên điển. - Cây điên điển (Sesbania sesban) (L.) Merril (thuộc họ Fabaceae) được sử dụng rộng rãi như nguồn phân xanh và thức ăn gia súc (Anon, 1924. - Điên điển (Sesbania sesban) phân bố tự nhiên và được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới của châu Phi và châu Á (Gutteridge và Shelton, 1993). - Ở Việt Nam, điên điển (Sesbania sesban) có công dụng rất lớn trong nông nghiệp, chẳng hạn như lá của loài điên điển được dùng làm thức ăn gia súc và được dùng để bổ sung. - Cây điên điển có tỉ lệ sinh trưởng rất nhanh vì vậy nhiều giống loài có tác động quan trọng đến hệ sinh thái đất ngập nước (Gutteridge và Shelton, 1993).. - Sự nẩy mầm của hạt giống thường là giai đoạn nhạy cảm nhất trong chu kỳ sống của cây. - Sự nẩy mầm của các loài thuỷ sinh có thể bị ảnh hưởng bởi vài yếu tố môi trường, bao gồm biên độ dao động nhiệt ngày và đêm, nồng độ oxygen thấp (Forsberg, 1966. - Esechie (1995) cho rằng nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng bất lợi trực tiếp đến sự nảy mầm của hạt điên điển. - Dao động nhiệt có thể tác động mạnh đến phản ứng của hạt giống với ánh sáng. - Thực tế cho thấy hạt điên điển khi gieo trồng thường có độ nẩy mầm thấp do nhiều nguyên nhân, trong đó các yếu tố môi trường không kiểm soát tốt như nhiệt độ, ánh sáng (Esechie, 1995). - Do đó việc tìm hiểu nhu cầu nẩy mầm của hạt giống điên điển cũng như vai trò của các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự nảy mầm là vấn đề cần được lưu ý trong việc sử dụng kỹ thuật hạt giống cho nghiên cứu hoặc qui hoạch vùng cho mục đính lấy giống, bảo tồn đa dạng sinh học trong bảo vệ môi trường.. - 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Nguyên liệu hạt giống. - Hạt giống được thu thập tại tỉnh An Giang, vào tháng 9 năm 2005. - Các hạt cùng cỡ được chọn lọc cho thí nghiệm về sự nẩy mầm. - Một hạt được xem là nẩy mầm khi rễ mầm xuất hiện. - Ảnh hưởng của nhiệt độ và ánh sáng. - Nghiệm thức tối không được mở ra cho đến khi sự nẩy mầm ở nghiệm thức sáng hoàn thành. - Ở nghiệm thức sáng (12giờ sáng và 12 giờ tối), sự nẩy mầm của các hạt giống được kiểm tra hằng ngày trong suốt 1 tuần cho đến khi không còn hạt nẩy mầm. - Tiến hành đo chiều dài rễ mầm sau bảy ngày và ghi nhận sự nẩy mầm ở các nghiệm thức. - Nước cất được thêm vào đĩa petri suốt thời gian ủ hạt để giữ ẩm cho hạt giống.. - 2.3 Bố trí thí nghiệm 2 Ảnh hưởng của độ mặn. - Ảnh hưởng của 7 nồng độ muối và 250 mM NaCl) với nhiệt độ 30 o C (ngày): 20 o C (đêm). - Sự nẩy mầm của các hạt được theo dõi trong 7 ngày cho đến khi không còn hạt nẩy mầm.. - Ảnh hưởng của việc tiền xử lý hạt giống lên sự nẩy mầm. - Ảnh hưởng của năm cách xử lý hạt giống khác nhau (H 2 SO 4 98%. - Sau đó hạt giống được rửa lại bằng nước cất và đặt trong đĩa petri có giấy lọc và 10 ml nước cất. - Sự nẩy mầm của tất cả các hạt được kiểm tra hằng ngày trong suốt 1 tuần sau khi không còn hạt nẩy mầm.. - Phân tích two-way ANOVA được dùng để kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng lên sự nẩy mầm của hạt giống và chiều dài của rễ. - Ảnh hưởng của độ mặn và các cách xử lý hạt khác nhau được kiểm tra bằng one-way ANOVA. - 3.1 Thí nghiệm 1: ảnh hưởng của nhiệt độ và ánh sáng. - Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể lên chiều dài rễ mầm và phần trăm nẩy mầm, nhưng điều kiện ánh sáng thì không ảnh hưởng đến sự nẩy mầm (Bảng 1).. - Bảng 1: Kết quả thống kê two-way ANOVA (F-ratios) đối với ảnh hưởng của nhiệt độ và ánh sáng lên chiều dài rễ mầm và phần trăm nẩy mầm. - Yếu tố Chiều dài rễ mầm Phần trăm nẩy mầm. - A (Nhiệt độ . - Tuy nhiên, ánh sáng ảnh hưởng đáng kể lên chiều dài rễ mầm (Bảng 2). - Rễ mầm không xuất hiện ở hai nhiệt độ thấp nhất (5 và 13 o C) và ở nhiệt độ cao nhất (45 o C).. - Tỷ lệ nẩy mầm của hạt điên điển cao nhất ở 30 và 37 o C. - Ở nghiệm thức 22 o C sự nẩy mầm của hạt thấp hơn (76%).. - Trong khi phần trăm nẩy mầm khác nhau không đáng kể giữa 30 o C và 37 o C thì sự tăng trưởng của rễ mầm bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ và ánh sáng. - Nhìn chung, chiều dài rễ mầm cao hơn khi ở trong tối ở tất cả các nhiệt độ thí nghiệm.. - Bảng 2: Gia tăng chiều dài rễ mầm của Sesbania sesban ở 3 nhiệt độ trong nghiệm thức sáng và tối. - Nhiệt độ ( o C). - Hình 1: Phần trăm nẩy mầm của hạt giống điên điển (Sesbania sesban) ở nghiệm thức sáng và tối (chung) ở các nhiệt độ khác nhau (n=10, trung bình và sai số chuẩn). - Ở nghiệm thức sáng, hạt giống điên điển (Sesbania sesban) nẩy mầm ở 22 o C đến 37 o C chỉ sau một ngày. - Sự nẩy mầm tăng nhanh theo thời gian và sự nẩy mầm hoàn tất trong một tuần ở tất cả các nghiệm thức. - Phần trăm nẩy mầm cao nhất là 85% ở 30 o C (hình 2).. - Hình 2: Phần trăm nẩy mầm. - của hạt giống điên điển ở nghiệm thức sáng trong 7 ngày. - 3.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của độ mặn. - Độ mặn có ảnh hưởng quan trọng đến sự nẩy mầm của hạt điên điển (Hình 3). - Với độ mặn là 100 mM tỷ lệ nẩy mầm dao động trong khoảng 41 đến 50%. - Ở nồng độ 200 mM tỷ lệ nẩy mầm chỉ đạt 29% và 17% tại 250 mM.. - Hình 3: Ảnh hưởng các nồng độ muối khác nhau lên sự nẩy mầm của hạt điên điển (n=10, trung bình và sai số chuẩn) Ký tự khác nhau bên trên cột, cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05). - Ở nghiệm thức 100 mM NaCl sự nẩy mầm xuất hiện sau một ngày nhưng ở nồng độ 200 mM và 250 mM hạt điên điển không nẩy mầm cho đến ngày thứ ba (Hình 4). - Sau 3 đến 4 ngày sự nẩy mầm hoàn thành ở hầu hết các nghiệm thức chỉ một vài trường hợp hạt giống nẩy mầm ở ngày thứ 7 khi thí nghiệm kết thúc.. - Hình 4: Phần trăm nẩy mầm của hạt điên điển tại các nồng độ muối khác nhau trong 7 ngày. - 3.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của việc xử lý hạt giống theo các phương pháp khác nhau đối với sự nẩy mầm. - Ảnh hưởng của 5 cách xử lý hạt điên điển lên sự nẩy mầm được thể hiện trong hình 5. - Tỷ lệ nẩy mầm đạt từ 37 đến 53% và không có sự khác biệt nhiều giữa các cách xử lý. - Sự nẩy mầm của các hạt ngâm trong nước ấm 70 o C cao hơn hạt giống ngâm trong nước ấm 60 o C và hạt giống ngâm trong acid H 2 SO 4 (98%) có ý nghĩa về thống kê tuy nhiên sự khác biệt không lớn.. - Hình 5: Ảnh hưởng của cách cách xử lý hạt giống lên sự nẩy mầm của hạt điên điển(n=10, trung bình và sai số chuẩn) Ký tự khác nhau bên trên cột, cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05). - Sự nẩy mầm bắt đầu xuất hiện ở tất cả các nghiệm thức sau một ngày ngâm và tăng dần trong các ngày tiếp theo (Hình 6). - Sau một tuần không có hạt nẩy mầm thêm.. - Hình 6: Tỷ lệ nẩy mầm của hạt điên điển theo các cách xử lý hạt giống khác nhau trong tám ngày. - Kết quả trong nghiên cứu cho thấy tầm quan trọng của nhiệt độ đối với sự nẩy mầm của hạt giống điên điển. - Ở nhiệt độ cao (45 o C) và thấp (5 và 13 o C), hạt điên điển không nầy mầm. - Nhiệt độ có thể ảnh hưởng không những lên những quá trình ban đầu của sự hấp thu nước của hạt giống mà còn đến những quá trình sinh hóa diễn ra trong sự phân chia tế bào (Grouzis, 1988. - Ở nghiệm thức tối, kết quả cho thấy, hạt giống điên điển có thể nẩy mầm không cần ánh sáng (Lopez &. - Một nghiên cứu về sự nẩy mầm của Phalaris arundinacea cho rằng phần trăm nẩy mầm sẽ cao trong điều kiện tối và nghiên cứu nhấn mạnh “sự nẩy mầm không nhanh hơn khi có ánh sáng ở một số hạt giống cỏ khác” (Cisneros, 2001). - Điều này phù hợp với giả thuyết cho rằng phytochrome là phần cảm bíên chính đối với sự nẩy mầm của hạt giống được điều hòa ánh sáng. - Nguyên lý này cho phép phôi nẩy mầm trong điều kiện thiếu ánh sáng (Raven, 1999).. - Sự nẩy mầm của hạt giống có thể định nghĩa như sự sinh trưởng của phôi của hạt giống trưởng thành, dựa trên những điều kiện môi trường như nước, oxygen sẵn có cũng như nhiệt độ (Forsberg, 1966. - Ánh sáng ảnh hưởng đến sự phân phối cũng như phân hủy auxin. - Việc theo dõi sự nẩy mầm của hạt giống điên điển (Sesbania sesban) ở các nhiệt độ từ 22 o C đến 37 o C trong 7 ngày có thể phù hợp với kết quả của những nghiên cứu khác về loài này (Cisse, 1986. - Độ mặn từ 200 mM trở lên tương đương khoảng 1/3 nồng độ nước biển làm giảm tỷ lệ nẩy mầm của hạt điên điển có ý nghĩa về mặt thống kê. - Các ion âm trong nước biển làm giảm sự hấp thu nước của hạt và ngăn cản sự nẩy mầm (Thompson and Grime, 1983). - Tỷ lệ hấp thụ nước giảm cũng ảnh hưởng đến thời gian nẩy mầm. - Ở nghiệm thức độ mặn thấp sự hấp thu nước và nẩy mầm diễn ra rất nhanh, từ 1 đến 2 ngày trong khi ở độ mặn cao nhất sự nẩy mầm không được ghi nhận cho đến hết ngày thứ ba. - Tuy nhiên điều cần chú ý là độ mặn lên đến 100mM (tương đương 5,8 ppt) không có ảnh hưởng đến sự nẩy mầm, thậm chí ở nồng độ cao hơn là 200 mM và 250 mM sự nẩy mầm vẫn xảy ra. - Thí nghiệm chứng tỏ cây điên điển có thể thích nghi ở một vài độ măn nhất định và có thể nẩy mầm trên các loại đất có độ mặn thấp.. - Phương pháp tiền xử lý hạt là một phương pháp phổ biến ở nhiều nước để làm tăng tỷ lệ nẩy mầm của hạt giống. - Ngâm ướt hạt giống trong nước 70 o C trong 10 phút làm tăng tỷ lệ nẩy mầm khoảng 20% so với những nghiệm thức khác nhưng tỷ lệ nẩy mầm (khoảng 50%) xảy ra ở hầu hết các nồng độ muối khác nhau trong các thí nghiệm. - mềm lớp vỏ và kích thích sự nẩy mầm hạt giống các loại cây nhiệt đới (Smith et al., 1993). - Thí nghiệm cũng cho thấy lớp vỏ cứng ức chế sự nẩy mầm của hạt điên điển trong môi trường nước không là vấn đề quan tâm nếu hạt được xử lý theo các phương pháp đã được nghiên cứu.. - Nhiệt độ và ánh sáng là hai yếu tố ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự nẩy mầm của hạt điên điển. - Sự nẩy mầm của hạt điên điển đều diễn ra cả ở trong điều kiện sáng và tối. - Nhiệt độ nẩy mầm tối ưu là 30 o C và 37 o C, nhưng sự nẩy mầm cũng có thể ở 22 o C. - Sự nẩy mầm không diễn ra ở nhiệt độ thấp (5 o C và 13 o C) và nhiệt độ cao (45 o C). - Khi độ mặn lên đến 6ppt thì sự nẩy mầm vẫn xuất hiên nhưng với nồng độ cao hơn thì tỉ lệ nẩy mầm sẽ thấp hơn. - Việc ngâm hạt trong nưóc ấm, acid sulphuric, canxi sulphate để làm mềm lớp vỏ có tác động lên tỉ lệ nẩy mầm của hạt điên điển. - Kết quả nghiên cứu cây điên điển phù hợp với khả năng thích nghi của các loài thực vật ngập nước vùng nhiệt đới là có một giới hạn chịu đựng rộng lón đối với các điều kiện môi trường.