Tính chống chịu điều kiện bất thuận của đậu nành (đậu tương )

Tính chịu lạnh của đậu nành

Nhiệt độ dưới 15^oC gây ảnh hưởng không tốt đến nảy mần của hạt và sự hút nước. Nhiệt độ dưới 13 – 15^oC, hạ ra bông, đậu trái và tác động tới quang hợp và bộ máy quang hợp (Mayer và cs, 1991a). Nhưng cơ chế của tác động này ra sao? Thương tổn do lạnh thường do hại màng tế bào, do màng tế bào không có thể giữ cấu trúc của chính nó ở nhiệt độ thấp. Những mô, ví dụ như hạt phấn đang lớn dễ nhạy cảm với nhiệt độ thấp hơn những mô khác và dẫn tới sự bất dục ở cây đậu nành.

Tính chịu hạn của đậu nành

Tính chịu hạn của cây có khả năng phân loại ra như sau:

– Tránh hạn: là cơ chế một vài giai đoạn phát triển sinh trưởng nhạy cảm của cây đậu nành tránh và thoát những tác động trực tiếp của khô hạn.

– Chịu hạn hoặc do hạ sự mất nước, hoặc cây chịu được sự mất nước. Tránh hạn đối với các khu vực có khô hạn dài ngày thì cực khó triển khai. Ta chỉ có thể chọn thời vụ mà khô hạn xẩy ra ít nhất để ngăn ngừa tác động của nó tới sinh trưởng và năng suất cây. Hướng chọn cây giống có tính hạ sự mất nước cho biết có rất nhiều triển vọng. Nên chọn các cây có bộ rễ sâu phân nhánh nhiều, vậy nên có thể hút nước từ tầng đất sâu và rộng.

Sự mất nước qua khí khổng phụ thuộc đa phần vào độ mở của khí khổng và tiếp đến vào hướng lá và những nhân tố khác. Khi hạn xẩy ra, lỗ khí khổng lá đóng ngay lại, dẫn tới hạ sự bốc hơi nước và quang hợp, nhưng sự hạ bốc hơi nước mạnh hơn. Giữa những giống có sự khác nhau về lớp phấn và lông trên lá. Lớp phấn trên lá có công dụng hạ sự bốc hơi.

Tính chống chịu và khả năng hồi phục của cây đậu nành

Mặc dù đặc điểm hạ sự mất nước của cây tốt đến đâu chăng nữa, cây vẫn bị thương tổn hoặc chết do khô hạn nối dài. Có cực kỳ ít thông tin về khả năng hồi phục của cây đậu nành sau khi bị mất nước nặng. Cây bị lạnh trong khoảng thời gian ra bông, thì đa số các hoa ra trong giai đoạn đó bị rụng và tiếp đến vài tuần cây có khả năng ra bông và đậu trái nếu thời tiết ấm. Thiếu hụt nước trong thời kỳ ra hoa sẽ gây giảm thời gian ra bông. Thiếu hụt nước trong thời kỳ làm quả sẽ gây ảnh hưởng tới năng suất nhiều hơn so sánh với thiếu hụt nước trong thời kỳ ra hoa. Qua những nghiên cứu người ta có thể dự báo được thời kỳ nào cây bị tác động nhiều do không có lợi (khô hạn, lạnh…). Tuy vậy, chính vì người ta khó có thể dự báo lúc nào không có lợi xẩy ra, bởi vậy người nông dân khó có thể ứng dụng được các thành quả nghiên cứu đó nếu mà điều kiện tưới không có. Cách tốt nhất, nên chọn cây giống có thời gian ra bông dài và có thể hồi phục tốt sau khi bị hạn hoặc bị lạnh.

Thành quả nghiên cứu giống chịu đựng điều kiện không có lợi

Một điều quan trọng cần đề cập đến trong chương trình chọn cây giống chịu đựng điều kiện không có lợi, là các giống có cho năng suất cao ở điều kiện khi không có lợi hoặc không có không có lợi xẩy ra. Đặc điểm này gọi là tính ổn định kiểu hình của giống.

Quan điểm về khả năng của một giống cho năng suất khá cao ở cả điều có và không có sự không có lợi có các điểm khác nhau. Nhiều nghiên cứu tin rằng có sự tương quan không thể tránh được giữa khả năng quang hợp nhanh khi ẩm độ đất thuận lợi và khả năng không hút được nước khi đất bị khô và ngược lại. Họ căn cứ vào cơ sở là dạng lá chịu hạn không thể có cường độ quang hợp cao ở điều kiện thuận lợi, nhưng ở điều kiện không có lợi có cường độ quang hợp cao hơn các cây bình thường. Tuy vậy, một vài cây lấy gỗ với dạng lá chịu hạn có cường độ bốc hơi cao, nó cũng có cường độ quang hợp cao.

Tính ổn định kiểu hình về năng suất vẫn còn nhiều tranh luận. Lá dầy của các cây bị hạn, sau khi không còn sự không có lợi có cường độ quang hợp cao hơn nhưng lá mỏng của cây không bị hạn. Các cây đậu nành được lựa chọn theo hướng sinh trưởng tốt và có cường độ quang hợp cao khi bị hạn, khi trồng chúng trong hoàn cảnh đất ướt thì có cường độ quang hợp thấp và tích luỹ chất khô ít hơn so sánh với cây không có tính chịu hạn. Thành quả nghiên cứu các giống có tính chịu dựng điều kiện không có lợi ở môi trường không có bất lợ i, đóng vai trò quan trọng trong chương trình chọn cây giống chịu đựng điều kiện không có lợi. Ngày nay thường có ba biện pháp chọn cây giống chịu đựng. Biện pháp thứ nhất là chọn một số loại giống có thể đạt năng suất cao ở cả điều kiện có và không có nhân tố không có lợi. Biện pháp này thường hay được dùng rộng rãi nhất. Biện pháp thứ hai là chọn cây giống đạt năng suất cao ở điều kiện không có lợi và không đề cập đến khả năng nhiều nhất của chính nó. Biện pháp thứ ba là giả thiết năng suất và tính chịu đựng điều kiện không có lợi là hai đặc điểm di truyền riêng rẽ, ta chọn cây giống cho năng suất cao phối hợp với tính chịu đựng điều kiên không có lợi.

Các nghiên cứu giải quyết nhân tố không có lợi

Mục đích cuối cùng của nghiên cứu là tìm ra con đường để nâng cao sự hiệu quả của sản xuất cây trồng. Nhà chọn cây giống đã cung ứng cho người nông dân các giống đậu nành với các đặc điểm sinh lý, hình thức biểu hiện ra bên ngoài có tiềm năng cho năng suất cao. Nhưng tất cả tiềm năng năng suất ít khi đạt được bởi những nhân tố không có lợi do môi trường gây nên.

Như vậy việc làm cần thiết giai đoạn đầu của người nông dân là những giống đạt năng suất cao ở điều kiện thuận lợi và chỉ hạ ít khi điều kiện không có lợi xẩy ra. Nghiên cứu để cải tiến năng suất một mặt nên dựa trên tính chất và thời gian xuất hiện nhân tố không có lợi, một mặt căn cứ vào sự hiểu biết các quá trình sinh lý, hình thức biểu hiện ra bên ngoài cây hạ năng suất ra sao. Các vấn đề này cần có sự hợp tác chặt chẽ giữa nhà nông học, thổ nhưỡng học, khí hậu học và sinh lý học để có thể báo tin cần thiết cho nhà chọn cây giống.

Chống chịu và tránh những nhân tố không có lợi

Một khi nhân tố không có lợi đã được xác định là nguyên do chính hạn chế việc duy trì tiềm năng sinh lý của một giống, thì nhà nông học và chọn cây giống có thể sủ dụng một trong hai biện pháp sau để có thể bảo đảm tránh hoặc hạn chế tổn thất. Con đường thứ nhất là chọn cây giống chịu được và thứ hai là tránh nhân tố không có lợi. Ở các khu vực có mùa khô nóng, mùa mưa rõ rệt thì có thể xác định thời gian gieo trồng để giúp tránh tổn thất do hạn. Nhưng ở các khu vực mà khô hạn xẩy ra liên tục nên chọn cây giống có tính chống chịu cao.

Thỉnh thoảng nhân tố không có lợi có thể loại đi được. Thiếu hụt nước có thể loại bỏ bằng tưới tiêu. Cỏ có thể trừ bằng giải pháp chăm sóc hoặc sử dụng thuốc trừ cỏ. Một vài sâu hại có thể phòng ngừa bằng xịt thuốc. Nhưng phải tính đến hiệu quả kinh tế của việc sử dụng những giải pháp này để xử lý.

Biên động di truyền về phản ứng với nhân tố không có lợi

Ở đậu nành có các biến động di truyền cho nhiều đặc điểm khác nhau, ví dụ như độ sâu và mật độ rễ, thói quen sinh trưởng hữu hạn và vô hạn, thời gian sinh trưởng, độ nhạy cảm với quang chu kỳ, tính chống chịu nhiệt độ thấp, khả năng đâm sâu vào tầng đất cứng, khả năng chịu độc Al, Mn, chịu sự mất nước và ra bông sau khi bị hạn nặng. Người ta nhận ra rằng, mức độ biến động di truyền của các đặc điểm này đủ để các nhà chọn cây giống có thể chọn ra được các giống có tính chịu đựng cao, đối với đa số những nhân tố không có lợi gây hạ năng suất. Vấn đề xác định đặc điểm nào của cây trồng là quan trọng nhất, có liên quan tới khả năng chịu đựng và năng suất, và tìm ra biện pháp để chọn lựa chúng.

Nếu các biến dị di truyền của một đặc điểm nào đó có tồn tại trong nguyên vật liệu khởi đầu, việc sinh ra giống chịu đựng không có gì khó khăn. Tuy vậy, khi một nhân tố không có lợi như khô hạn hoặc chịu lạnh, nó liên quan đến nhiều đặc điểm quyết định khả năng chịu đựng của cây như: rễ sâu, phân cành nhiều, chín sớm, điều chỉnh khí khổng tốt, chịu mất nước, hoặc sinh trưởng tốt sau khi bị hạn. Nhà nông học và sinh lý học phải xác định cho nhà chọn cây giống nhân tố nào quan trọng nhất đối với điều kiện thời tiết đất đai của mỗi vùng.

Từ cuối các năm 1960, công nghệ sinh học đã mở ra một hướng mới để gia nâng cao tính chịu đựng nhân tố không có lợi củ a cây trồng bằng cấy chuyển gen từ nguồn này sang nguồn khác Cho dù việc tách và chuyển gen có khó khăn đối với các loại cây lấy hạt, nhưng nó được coi là biện pháp có tiềm năng để sinh ra những giống chịu đựng nhân tố không có lợi. Tuy vậy việc thực thi biện pháp này còn dựa vào điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị và khả năng của những nhà nông học, sinh lý học xác định cơ chế tính chịu đựng tìm ra các kỹ thuật sàng lọc thích hợp.

Cách chọn lọc giống đậu nành

Một trong các vấn đề khó khăn của tạo giống có tính chịu đựng cao căn cứ vào các đặc điểm nhất là tìm ra biện pháp lựa chọn một khối lượng nguyên vật liệu lớn về đặc điểm đó. Sàng lọc có thể chỉ đòi hỏi đo đếm thuần túy tất cả bộ rễ ở điều kiện không có lợi tự nhiên và nhân tạo. Xác định những quá trình sinh lý ví dụ như quang hợp, đo trạng thái nước củ a những cơ quan đặc biệt như lá, ngọn, thân, đánh giá các thay đổi xẩy ra ở phía trong tế bào. Thỉnh thoảng việc đo đếm chi tiết những chỉ tiêu tốn không ít thời gian và chỉ có thể triển khai với chiếc quần thể nhỏ.

Có quan điểm tin rằng có cường độ quang hợp cao thì đạt năng suất cao, nhưng nhiều nghiên cứ u chứng tỏ vấn đề này không cần thiết phải như vậy. Tương quan giữa quang hợp và tích luỹ chất khô phụ thu ộc vào tổng diện tích lá, thời gian diện tích lá có cường độ quang hợp cao cũng như hiệu suất quang hợp. Năng suất sinh học ở đậu nành thường liên quan đến quang hợp, quang hợp lại liên quan tới chỉ số diện tích lá (LAI), sự phát triển của lá và nhanh khép kín tán cây. Tuy vậy, nâng cao năng suất hạt không thể do tăng hiệu suất quang hợp nếu độ lớn, kích cỡ của cơ quan tiêu thụ (sức có chứa ) không tăng. Như vậy, chọn cây giống có hiệu suất quang hợp, chưa chắc đã dẫn tới cho năng suất cao.