Tạp chí KHKT Nông nghiệp, Tập 2 số 1/2004 Cờng độ Quang hợp của lá và quả cà phê trong giai đoạn phát triển của quả tại Buôn Ma Thuột Photosyntetic intensity of coffee leaves and fruits during the fruit development in Buon Ma Thuot Nguyễn Văn Thái 1 , Hoàng Minh Tấn 2 Summary The photosynthetic intensity of leaves and fruits of Robusta and Arabica coffee during the fruit development stages was determined. The leaf photosynthetic intensiy of Robustat coffee was higher than that of Arabica. Leaf photosynthetic intensity varied with the developmental stages of fruits and maturity groups and attained a maximum value at maximum fruit size. For both Robusta and Arabica coffee, the fruit photosynthetic intensity increased with fruit volume and weight. Highest fruit photosynthetic intensity was found when fruits attained maximum dimension and dry weight (March-May for Arabica and May-July for Robusta) . Keywords : Coffee Arabica and Robusta, photosynthetic intensity 1. Đặt vấn đề 1 Đối với cây trồng nói chung và cây cà phê nói riêng, hoạt động quang hợp quyết định đến năng suất, đồng thời phản ánh hiệu quả các biện pháp kỹ thuật canh tác. Kết quả nghiên cứu về quang hợp của cây cà phê cha nhiều, nhất là cà phê đợc trồng ở Việt Nam. Cannell (1987) cho rằng cờng độ quang hợp tối đa của lá cà phê ngoài nắng thấp, khoảng 7àmol CO 2 /m 2 lá/giây, thấp hơn nhiều so với nhiều cây trồng khác. Kết quả nghiên cứu của Boyer (1968) ở Cote d'Ivoire cho thấy đồ thị quang hợp của lá cà phê trong một ngày có hai cực đại: vào lúc 8-9 giờ sáng và 14 30 -15 30 chiều. Tại Việt Nam, khi nghiên cứu hệ sinh thái cà phê Đắc Lắc, Phạm Quang Anh và cs(1985) cũng đa ra những kết luận tơng tự. Tuy nhiên số liệu mà Phạm Quang Anh đa ra rất thấp, từ 1,5-2,0mg CO 2 /dm 2 lá/giờ (tơng đơng 1,0-1,3 àmol CO 2 /m 2 lá/giây). Phan Văn Tân (2001) cho rằng cờng độ quang hợp của lá đạt cực đại trong điều kiện Tây Nguyên thờng vào tháng 7 - 8. Quang 1 NCS Khoa Nông học 2 Bộ môn Sinh lý Thực vật khoa Nông học hợp của quả đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hiệu suất đồng hoá thuần và năng suất cà phê vối. 2. Đối tợng, Nội dung và phơng pháp nghiên cứu Xác định cờng độ quang hợp lá, quả của các nhóm giống cà phê chè (Coffea arabica Liné), cà phê vối (Coffea canephora Pierre) theo từng giai đoạn phát triển của quả. Đối tợng nghiên cứu là những vờn cà phê kinh doanh đợc trồng tại Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên. Cờng độ quang hợp đợc xác định theo phơng pháp của S.P. Long và J. E. Hallgren (1993). Thời điểm đo từ 8-10 giờ sáng và 14-15 30 chiều vào những ngày trời nắng và quang mây tuần đầu của các tháng. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Cờng độ quang hợp của cà phê chè (Coffea arabica Liné) Cờng độ quang hợp của lá và quả ở các nhóm giống cà phê chè đợc đo trên vờn tập đoàn cà phê chè, trồng năm 1995, tại Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên. Kết quả đợc ghi nhận tại bảng 1 và bảng 2. 36 Bảng 1. Cờng độ quang hợp thực của lá theo giai đoạn phát triển qủa ở các nhóm giống cà phê chè (àmol CO 2 /m 2 /giây) Nhóm giống Tháng 3 Tháng 5 Tháng 7 Chín sớm Chín trung bình Chín muộn 8,16 0,44 8,59 0,63 8,34 0,88 9,52 0,57 8,83 0,66 9,14 1,06 8,81 0,37 a 9,22 0,30 ab 9,76 1,18 b X trung bình LSD 0,05 8,36 NS 9,16 NS 9,26 0,58 Ghi chú: NS-không tin cậy; Các ký hiệu a, b giống nhau thì không sai khác Bảng 2. Cờng độ quang hợp thực của quả cà phê chè (àmol CO 2 /100g quả/giây) Nhóm giống Tháng 3 Tháng 5 Tháng 7 Tháng 9 Chín sớm Chín trung bình Chín muộn 0,45 0,07 0,41 0,06 0,42 0,08 2,70 0,37 2,91 0,29 2,63 0,22 2,69 0,24 a 2,94 0,28 ab 3,39 0,41 b 3,19 0,32 Trung bình LSD0,05 0,42 NS 2,75 NS 3,01 0,51 3,19 NS Trong thời gian cây cà phê mang quả, cờng độ quang hợp của lá ở các nhóm giống cà phê chè có xu hớng tăng dần từ tháng 3 đến tháng 7. Nhóm giống chín sớm có cờng độ quang hợp của lá đạt cao nhất vào tháng 5, nhóm giống chín trung bình và chín muộn đạt cao nhất vào tháng 7. Sự sai khác này có liên quan đến hiện tợng "hiệu ứng bồn chứa" diễn ra trên cây cà phê mà Cannell (1987) và một số tác giả đã đề cập. Sự chênh lệch về cờng độ quang hợp của lá giữa các nhóm vào tháng 3 và tháng 5 không có ý nghĩa thống kê. Vào tháng 7, quả cà phê chè của nhóm chín sớm có kích thớc tối đa, khả năng huy động chất khô vào hạt đã ổn định nên cờng độ quang hợp của lá giảm so với tháng 5. Trong khi đó, quả của nhóm chín trung bình và chín muộn tuy kích thớc hạt đã đạt tối đa song sự tích luỹ chất khô ở hạt vẫn diễn ra mạnh nên cờng độ quang hợp trong tháng 7 cao hơn tháng 5 và cao hơn so với nhóm chín sớm. Sự sai khác này có ý nghĩa thống kê (với mức =0,05). Theo Cannell (1987) và Huxley (1967) thì quả cà phê đang thời kỳ tăng trởng cũng trực tiếp hoạt động quang hợp, nhng các tác giả cha đa ra số liệu cụ thể về cờng độ quang hợp của quả. Theo dõi diễn biến cờng độ quang hợp của quả cà phê chè ở các giai đoạn khác nhau đợc ghi nhận tại bảng 2. Vào tháng 3 (tức sau khi hoa nở 2 tháng), quả cà phê chè đang ở thời kỳ ngủ nghỉ, quả có kích thớc nhỏ nên cờng độ quang hợp của quả thấp (0,42 àmol CO 2 /100g quả/giây) và sự sai khác giữa các nhóm không có ý nghĩa thống kê. Đến tháng 5, lúc này quả cà phê chè tăng mạnh về kích thớc và khối lợng tơi dẫn đến diện tích bề mặt quả lớn, do vậy cờng độ quang hợp của quả tăng mạnh (2,63 àmol CO 2 /100g quả/giây ở nhóm chín muộn và 2,91 àmol CO 2 /100g quả/giây ở nhóm chín trung bình). Cờng độ quang hợp của quả ở nhóm chín sớm và chín trung bình trong tháng 7 không tăng hơn so với tháng 5. Sự sai khác giữa hai nhóm là không đáng kể. Riêng đối với nhóm chín muộn, cờng độ quang hợp trong tháng 7 cao hơn trong tháng 5 và cao hơn có ý nghĩa thống kê so với nhóm chín sớm và nhóm chín trung bình. Trong tháng 9, quả của nhóm chín sớm và chín trung 37 bình đang chín nên chúng tôi không lấy mẫu, còn nhóm chín muộn có cờng độ quang hợp của quả ở tháng 9 thấp hơn tháng 7 (3,19 àmol CO 2 /100g quả/giây so với 3,39 àmol CO 2 /100g quả/giây). 3.2. Cờng độ quang hợp của cà phê vối (Coffea canephora Pierre) Kết quả theo dõi diễn biến cờng độ quang hợp của lá và quả cà phê vối đợc ghi nhận ở bảng 3 và bảng 4. Số liệu ở bảng 3 cho thấy: So với cà phê chè, lá cà phê vối có cờng độ quang hợp cao hơn, biến động từ 9,2 àmol CO 2 /m 2 lá/giây đến 12,53 àmol CO 2 /m 2 lá/giây. Cờng độ quang hợp của lá ở cả 3 nhóm đều tăng dần từ tháng 4 theo quá trình phát triển của quả và đạt cực đại vào tháng 7 ở nhóm chín sớm (11,25 (àmol CO 2 /m 2 /giây) và chín trung bình (11,18 (àmol CO 2 /m 2 /giây), sau đó giảm ít vào tháng 9. Riêng nhóm chín muộn, cờng độ quang hợp của lá tăng mạnh vào tháng 7 và đạt cực đại ở tháng 9 (12,53 (àmol CO 2 /m 2 /giây). Cờng độ quang hợp của lá giữa các nhóm không khác biệt vào tháng 4 và tháng 5. Vào tháng 7, nhóm chín muộn có cờng độ quang hợp cao hơn có ý nghĩa so với nhóm chín sớm và chín trung bình. Đến tháng 9 thì cờng độ quang hợp của lá ở cả 3 nhóm có sự khác biệt có ý nghĩa (với mức =0,05). Thời gian mang quả của cây cà phê vối kéo dài 9-11 tháng. Cờng độ quang hợp của quả theo thời gian mang quả có khác nhau, tăng dần từ tháng 4 và đạt cao nhất vào tháng 7 (3,01 àmol CO 2 /100 gam quả/giây) sau đó giảm ít đối với nhóm chín sớm. Cờng độ quang hợp của quả cà phê vối ở nhóm chín trung bình và chín muộn cũng tăng cao vào đầu mùa ma, ứng với giai đoạn quả tăng nhanh về thể tích và đạt cực đại vào đầu tháng 9, khi quả tích lũy chất khô vào hạt và sự khác biệt về cờng độ quang hợp của quả giữa các nhóm giống ở giai đoạn này rất đáng kể (Bảng 4). Bảng 3. Cờng độ quang hợp thực của lá theo giai đoạn phát triển của quả ở các nhóm giống cà phê vối (àmol CO 2 /m 2 /giây) Nhóm giống Tháng 4 Tháng 5 Tháng 7 Tháng 9 Chín sớm Chín trung bình Chín muộn 10,20 0,94 9,82 0,50 10,05 0,52 10,32 0,62 10,41 1,02 10,98 1,43 11,25 1,55 a 11,18 1,24 a 12,29 1,55 b 10,25 0,55 a 11,16 0,74 b 12,53 1,76 c Trung .bình LSD 0,05 10,03 NS 10,57 NS 11,57 0,80 11,31 0,67 Ghi chú : NS-không tin cậy; Các ký hiệu a, b giống nhau thì không sai khác Bảng 4. Cờng độ quang hợp thực của quả cà phê vối (àmol CO 2 /100g quả/giây) Nhóm giống Tháng 4 Tháng 5 Tháng 7 Tháng 9 Chín sớm Chín trung bình Chín muộn 0,65 0,08 0,55 0,09 0,58 0,12 1,99 0,32 1,73 0,28 1,81 0,10 3,01 0,22 3,27 0,23 3,22 0,25 2,94 0,53 a 3,73 0,13 b 3,82 0,31 b X trungbình LSD0,05 0,60 NS 1,84 NS 3,17 NS 3,50 0,52 Ghi chú : NS-không tin cậy; Các ký hiệu a, b giống nhau thì không sai khác. 38 4. Kết luận Cờng độ quang hợp của lá ở các nhóm giống cà phê chè, cũng nh cà phê vối đợc trồng tại Buôn Ma Thuột có liên quan chặt chẽ với quá trình phát triển của quả và đạt cực đại khi quả ở giai đoạn tăng kích thớc, tích luỹ chất khô. Cờng độ quang hợp của lá cà phê chè thấp hơn so với lá cà phê vối. Quả của các nhóm giống cà phê chè và cà phê vối có cờng độ quang hợp tăng nhanh khi quả ở giai đoạn tăng thể tích, khối lợng (tháng 4-5) và đạt cao nhất khi quả có kích thớc tối đa, tích luỹ mạnh chất khô vào hạt (tháng5-7 đối với cà phê chè; tháng 7-9 đối với cà phê vối). Tài liệu tham khảo Phạm Quang Anh, (1985). "Hệ sinh thái cà phê Đắc Lắc", tập I. Báo cáo chơng trình nghiên cứu tổng hợp hệ sinh thái cà phê. Hà Nội. Phan Văn Tân, (2001). "Nghiên cứu một số chỉ tiêu quang hợp và mối tơng quan của chúng với năng suất cà phê vối (Coffea cannephora Pierre var Robusta) tại Đắc Lắc". Luận án tiến sĩ sinh học. Hà Nội. Boyer J.,(1968). Influence de Iombrage artificiel sur la croissance végétative, la floraison et la fruitification des caféiers Robusta. Café, cacao thé (4). pp.302-320. Cannell M.G.R., (1987). Physiology of the coffee crop. Coffee: bontany, biochemistry and production off bean and beverage by Clifford M.N. and Wilson K.C. edited, Croom Helm publ. New York. pp88-129. Huxley P.A., (1967). "The effects of artificial shading on some growth characteristics of Arabica and Robusta coffee seedlings. I: The effects of shading on dry weight, leaf area and derived growth data". Jour. Applied ecology. (4). pp.291-308. 39 . chất khô. Cờng độ quang hợp của lá cà phê chè thấp hơn so với lá cà phê vối. Quả của các nhóm giống cà phê chè và cà phê vối có cờng độ quang hợp tăng nhanh khi quả ở giai đoạn tăng thể tích,. Cờng độ quang hợp của lá ở các nhóm giống cà phê chè, cũng nh cà phê vối đợc trồng tại Buôn Ma Thuột có liên quan chặt chẽ với quá trình phát triển của quả và đạt cực đại khi quả ở giai đoạn. Cờng độ Quang hợp của lá và quả cà phê trong giai đoạn phát triển của quả tại Buôn Ma Thuột Photosyntetic intensity of coffee leaves and fruits during the fruit development in Buon Ma Thuot