HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

NGUYỄN THỊ THANH HẢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CHỊU HẠN VÀ ẢNH
HƯỞNG CỦA PHÂN BĨN ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN
CÂY MẠCH MƠN [Ophiopogon japonicus (L.f.) Ker – Gawl.]

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

NGUYỄN THỊ THANH HẢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CHỊU HẠN VÀ ẢNH
HƯỞNG CỦA PHÂN BĨN ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN
CÂY MẠCH MƠN [Ophiopogon japonicus (L.f.) Ker – Gawl.]

Ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

9 62 01 10

Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Nguyễn Đình Vinh
2. TS. Nguyễn Văn Phú

HÀ NỘI, 2023


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa dùng bảo vệ bất kỳ
học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2023
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thanh Hải

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án tơi đã nhận được
sự quan tâm giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân.
Lời đầu tiên cho phép tôi được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS.
Nguyễn Đình Vinh và TS. Nguyễn Văn Phú đã tận tình hướng dẫn, động viên tinh thần,
dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, thực
hiện đề tài và hồn thành luận án.
Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám đốc Học viện, Ban Chủ nhiệm
Khoa Nông học, Ban Quản lý đào tạo Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Trung tâm
Nghiên cứu cây trồng Việt Nam và Nhật Bản, Phịng thí nghiệm trọng điểm Khoa Cơng

nghệ Thực phẩm, các thầy cô giáo Bộ môn Cây công nghiệp & Cây thuốc, Bộ môn Cây
lương thực, Bộ môn Sinh lý thực vật, Bộ môn Thực vật học, Bộ môn Khoa học đất và
Dinh dưỡng cây trồng, các thầy cô giáo, chun gia trong và ngồi Học viện Nơng
nghiệp Việt Nam, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh học tập và nghiên
cứu.
Nghiên cứu sinh xin cảm ơn gia đình ơng Chu Văn Tấn và bà con xã Bằng Giã Hạ Hòa – Phú Thọ đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh thực hiện các thí
nghiệm tại huyện Hạ Hịa, tỉnh Phú Thọ.
Cuối cùng, nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, anh
chị em, bạn bè - những người đã tận tụy giúp đỡ, động viên tôi trong q trình học tập
và hồn thành luận án này.
Một lần nữa nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn tất cả những giúp đỡ quý báu
của các tập thể và cá nhân dành cho nghiên cứu sinh.
Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2023
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thanh Hải


MỤC LỤC
Lời cam đoan......................................................................................................................i
Lời cảm ơn........................................................................................................................ii
Mục lục.............................................................................................................................iv
Danh mục giải thích từ và cụm từ viết tắt.......................................................................vii
Danh mục bảng..............................................................................................................viii
Danh mục hình..................................................................................................................x
Trích yếu luận án.............................................................................................................xii
Thesis abstract................................................................................................................xiv
Phần 1. Mở đầu................................................................................................................1
1.1.


Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................1

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu..............................................................................................2

1.2.1. Mục tiêu tổng quát.................................................................................................2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể......................................................................................................2
1.3.

Phạm vi nghiên cứu...............................................................................................2

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................2
1.3.2. Thời gian nghiên cứu.............................................................................................2
1.3.3. Địa điểm nghiên cứu.............................................................................................2
1.4.

Những đóp góp mới của luận án...........................................................................3

1.5.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài..................................................3

1.5.1. Ý nghĩa khoa học...................................................................................................3
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn...................................................................................................4
Phần 2. Tổng quan tài liệu..............................................................................................5
2.1.

Giới thiệu chung về cây mạch mơn.......................................................................5


2.1.1. Nguồn gốc và vị trí phân loại................................................................................5
2.1.2. Đặc điểm thực vật học...........................................................................................5
2.1.3. Yêu cầu sinh thái của cây mạch môn....................................................................6
2.1.4. Giá trị cây mạch môn............................................................................................6
2.1.5. Khả năng thích ứng của cây mạch mơn trong điều kiện biến đổi khí hậu............9
2.1.6. Nghiên cứu về kỹ thuật trồng mạch môn tại Việt Nam.......................................11
2.2.

Ảnh hưởng của hạn hán đến khả năng sinh trưởng và sinh tổng hợp hoạt chất


trong cây dược liệu..............................................................................................12
2.3.

Phản ứng của cây trồng trong điều kiện hạn.......................................................15

2.3.1. Sự thích nghi về đặc điểm hình thái, giải phẫu...................................................15
2.3.2. Sự thích nghi về đặc điểm sinh lý, sinh hóa........................................................17
2.4.

Vai trị của kali với sinh trưởng và khả năng chịu hạn của cây trồng.................19

2.4.1. Kali và sinh trưởng của cây trồng.......................................................................19
2.4.2. Vai trị của kali với tính chống chịu hạn của cây trồng.......................................20
2.5.

Vai trò của silic với sinh trưởng và khả năng chịu hạn của cây trồng................21

2.5.1. Silic và sinh trưởng của cây trồng.......................................................................21
2.5.2. Vai trò của silic với tính chống chịu hạn của cây trồng......................................23

2.6.

Nấm rễ cộng sinh AMF với sinh trưởng và chống hạn của cây trồng................25

2.6.1. Nấm rễ cộng sinh với sinh trưởng của cây trồng................................................25
2.6.2. Vai trị của rễ cộng sinh AMF với tính chống chịu hạn của cây trồng................27
Phần 3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................30
3.1.

Vật liệu nghiên cứu.............................................................................................30

3.2.

Nội dung nghiên cứu...........................................................................................31

3.2.1. Đánh giá khả năng chịu hạn của một số mẫu giống mạch môn..........................31
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón, liều lượng bón K2O, SiO2 và nấm
rễ cộng sinh AMF thích hợp đến khả năng sinh trưởng, năng suất của
cây
mạch môn trong điều kiện khơng tưới nước tại Hạ Hịa, Phú Thọ.....................31
3.3.

Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................31

3.3.1. Phương pháp nghiên cứu các thí nghiệm............................................................31
3.3.2. Phương pháp tiến hành theo dõi các chỉ tiêu.......................................................35
3.3.3. Phương pháp lấy mẫu và xử lý số liệu................................................................39
Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận...................................................................40
4.1.


Đánh giá khả năng chịu hạn của một số mẫu giống mạch môn..........................40

4.1.1. Nghiên cứu đặc điểm chịu hạn của các mẫu giống mạch môn...........................40
4.1.2. Xác định sự có mặt của gen chịu hạn OjERF trong các mẫu giống
mạch môn............................................................................................................49
4.1.3. Ảnh hưởng của hạn tới cấu tạo giải phẫu lá, rễ của cây mạch môn....................52
4.1.4. Đánh giá khả năng sinh trưởng của cây mạch môn trong điều kiện khơng
tưới nước tại Hạ Hịa – Phú Thọ.........................................................................55


4.2.

Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón, liều lượng bón K2O, SiO2 và nấm
rễ cộng sinh AMF thích hợp đến khả năng sinh trưởng, năng suất của
cây
mạch môn trong điều kiện khơng tưới nước tại Hạ Hịa, Phú Thọ.....................63

4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón kali đến khả năng sinh trưởng, phát
triển của cây mạch môn trong điều kiện khơng tưới nước..................................63
4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón silic đến khả năng sinh trưởng, phát
triển của cây mạch môn trong điều kiện không tưới nước..................................75
4.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón nấm rễ cộng sinh AMF đến khả năng
sinh trưởng, phát triển của cây mạch môn trong điều kiện khơng tưới nước.........88
4.2.4. Phân tích thành phần chính PCA tác động của bón bổ sung kali, silic và
nấm rễ AMF đến hàm lượng dinh dưỡng khoáng và thành phần hoạt chất
trong cây mạch môn..........................................................................................103
Phần 5. Kết luận và đề nghị........................................................................................105
5.1.

Kết luận.............................................................................................................105


5.2.

Đề nghị..............................................................................................................106

Danh mục các cơng trình đã cơng bố có liên quan đến luận án...................................107
Tài liệu tham khảo.........................................................................................................108
Phụ lục...........................................................................................................................134


DANH MỤC GIẢI THÍCH TỪ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Thuật ngữ

ASTT

Áp suất thẩm thấu

BĐKH

Biến đổi khí hậu

DRI

Drought Resistance Index – Chỉ số chịu hạn

LSD0,05

Least Significant Difference – Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa với độ

tin cậy 95%

PCA

Principal component analysis – Phân tích thành phần chính

PGR

Plant Growth Regulator – Chất điều hòa sinh trưởng thực vật

PSII

Photosystem II – Hệ quang hóa II

RGR

Relative Growth Rate – Tốc độ tăng trưởng tương đối

RWC

Relative Water Content – Hàm lượng nước tương đối

ROS

Reactive Oxygen species – Gốc tự do

SPAD

Soil and plant analyzer development – Chỉ số đánh giá hàm lượng
diệp lục trong lá


SOD

Superoxide dismutase

CAT

Catalase

POD

Peroxidase

GR

Glutathione reductase

MDA

Malondialdehyde

AMF

Arbuscular Mycorrhizal Fungi – Nấm rễ cộng sinh

THBHN

Thiếu hụt bão hòa nước

WUE


Water Use Efficiency – Hiệu suất sử dụng nước

ACC

aminocyclopropane-1-carboxylic acid

NSTT

Năng suất thực thu

NSCT

Năng suất cá thể


DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

3.1.

Đặc điểm của các mẫu giống mạch môn.............................................................30

3.2.

Điều kiện phản ứng PCR.....................................................................................33


4.1.

Ảnh hưởng của hạn tới sinh trưởng thân lá và tích lũy chất khơ của cây
mạch môn............................................................................................................41

4.2.

Ảnh hưởng của hạn tới sinh trưởng rễ của cây mạch môn..................................43

4.3.

Ảnh hưởng của hạn tới một số chỉ tiêu sinh lý của cây mạch môn.....................44

4.4.

Ảnh hưởng của hạn tới cấu tạo giải phẫu lá cây mạch môn................................53

4.5.

Ảnh hưởng của hạn tới cấu tạo giải phẫu rễ cây mạch môn...............................54

4.6.

Đặc điểm sinh trưởng thân lá của các mẫu giống mạch mơn trong điều kiện
khơng tưới nước tại Hạ Hịa – Phú Thọ..............................................................57

4.7.

Đặc điểm sinh trưởng rễ và tích lũy chất khô của các mẫu giống mạch môn

trong điều kiện không tưới nước tại Hạ Hòa – Phú Thọ.....................................59

4.8.

Đặc điểm sinh lý của các mẫu giống mạch môn trong điều kiện khơng tưới
nước tại Hạ Hịa – Phú Thọ.................................................................................60

4.9.

Ảnh hưởng của lượng bón kali đến đặc điểm sinh trưởng thân lá của cây
mạch môn trong điều kiện không tưới nước.......................................................63

4.10.

Ảnh hưởng của lượng bón kali đến đặc điểm sinh trưởng bộ rễ và khả năng
tích lũy chất khơ của cây mạch môn trong điều kiện không tưới nước..............64

4.11.

Ảnh hưởng của lượng bón kai đến một số đặc điểm sinh lý của cây mạch
môn trong điều kiện không tưới nước.................................................................67

4.12.

Ảnh hưởng của lượng bón kali đến cấu tạo giải phẫu lá của cây mạch môn
trong điều kiện không tưới nước.........................................................................68

4.13.

Ảnh hưởng của lượng bón kali đến cấu tạo giải phẫu rễ của cây mạch môn

trong điều kiện không tưới nước.........................................................................69

4.14.

Ảnh hưởng lượng bón kali đến năng suất củ mạch mơn của mẫu giống G2
trong điều kiện không tưới nước.........................................................................69

4.15.

Ảnh hưởng của lượng bón silic tới đặc điểm sinh trưởng thân, lá của cây
mạch môn trong điều kiện không tưới nước.......................................................75

4.16.

Ảnh hưởng của lượng bón silic tới sinh trưởng bộ rễ và khả năng tích lũy
chất khơ của cây mạch mơn trong điều kiện không tưới nước............................77


4.17.

Ảnh hưởng của lượng bón silic đến cấu tạo giải phẫu lá của cây mạch môn
trong điều kiện không tưới nước.........................................................................78

4.18.

Ảnh hưởng của lượng silic bón tới cấu tạo giải phẫu rễ của cây mạch môn
trong điều kiện không tưới nước.........................................................................80

4.19.


Ảnh hưởng của lượng bón Si đến một số chỉ tiêu sinh lý của cây mạch môn....82

4.20.

Ảnh hưởng của lượng bón silic đến năng suất củ mạch mơn của mẫu giống
G2 trong điều kiện không tưới nước...................................................................84

4.21.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF tới đặc điểm sinh trưởng thân lá của cây
mạch môn trong điều kiện không tưới nước.......................................................89

4.22.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF tới đặc điểm sinh trưởng bộ rễ và khả năng
tích lũy chất khơ của cây mạch mơn trong điều kiện khơng tưới nước...............91

4.23.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF tới một số đặc điểm sinh lý của cây
mạch mơn............................................................................................................94

4.24.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến cấu tạo giải phẫu lá của cây mạch
môn trong điều kiện không tưới nước.................................................................96

4.25.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến cấu tạo giải phẫu rễ của cây mạch

môn trong điều kiện không tưới nước.................................................................97

4.26.

Ảnh hưởng lượng bón AMF đến năng suất củ mạch môn của mẫu giống
G2 trong điều kiện không tưới nước...................................................................98

4.27.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến dinh dưỡng khống trong đất trồng
mạch môn..........................................................................................................101


DANH MỤC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

2.1.

Mạch mơn (Ophiopogon japonicus (L.f) Ker-Gawl.)...........................................6

4.1.

Diễn biến độ ẩm đất trong giai đoạn thí nghiệm.................................................46

4.2.


Tỷ lệ cây héo và tỷ lệ cây phục hồi của các mẫu giống mạch môn....................46

4.3.

Chỉ số chịu hạn của các mẫu giống mạch mơn...................................................47

4.4.

Biểu đồ phân tích thành phần chính PCA giữa một số chỉ tiêu sinh lý và
sinh trưởng thân lá giữa các mẫu giống mạch môn trong điều kiện hạn.............48

4.5.

Chất lượng DNA tổng số trên gel Agarose 1%...................................................49

4.6.

Sản phẩm PCR với cặp mồi D1-D2 trên gel Agarose 3%..................................50

4.7.

Sản phẩm PCR với cặp mồi D3-D4 trên gel Agarose 3%..................................50

4.8.

Sản phẩm PCR với cặp mồi D5-D6 trên gel Agarose 3%..................................51

4.9.

Cấu tạo giải phẫu lá mạch môn...........................................................................52


4.10.

Lát cắt giải phẫu lá (x100) của các mẫu giống mạch môn trong điều kiện
hạn và tưới đầy đủ...............................................................................................53

4.11.

Cấu tạo giải phẫu rễ cây mạch môn....................................................................54

4.12.

Lát cắt giải phẫu rễ (x100) của các mẫu giống mạch môn trong điều kiện
hạn (H1) và tưới đầy đủ (Ho)..............................................................................55

4.13.

Đặc điểm khí hậu giai đoạn 2016-2018 tại Hạ Hịa – Phú Thọ..........................56

4.14.

Năng suất của một số mẫu giống mạch môn trong điều kiện khơng
tưới nước.............................................................................................................62

4.15.

Ảnh hưởng của lượng bón kali đến hàm lượng hoạt chất trong cây
mạch môn............................................................................................................70

4.16.


Ảnh hưởng của lượng bón kali đến hàm lượng dinh dưỡng khống trong
cây mạch môn......................................................................................................72

4.17.

Tương quan giữa giữa một số chỉ tiêu sinh lý, hàm lượng dinh dưỡng khoáng
trong cây và thành phần hoạt chất của cây mạch mơn...............................................73

4.18.

Biểu đồ phân tích thành phần chính (PCA) giữa một số chỉ tiêu sinh lý,
hàm lượng dinh dưỡng khoáng trong cây và thành phần hoạt chất của cây
mạch mơn khi bón kali........................................................................................74

4.19.

Ảnh hưởng của lượng bón silic đến mức độ rò rỉ ion của cây mạch môn..........81


4.20.

Ảnh hưởng của lượng bón Si đến thiếu hụt bão hịa nước của cây
mạch mơn............................................................................................................83

4.21.

Hàm lượng P2O5, K2O và SiO2 trong cây mạch mơn.........................................85

4.22.


Ảnh hưởng của lượng bón Si đến hàm lượng hoạt chất trong rễ, củ của cây
mạch môn............................................................................................................86

4.23.

Tương quan giữa hàm lượng SiO2 tích lũy với hàm lượng N, P, K và hàm
lượng hoạt chất của cây mạch mơn.....................................................................88

4.24.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến độ thiếu hụt bão hịa nước của cây
mạch mơn............................................................................................................92

4.25.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến độ rị rỉ ion của cây mạch mơn.................93

4.26.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến hàm lượng hoạt chất của cây mạch
môn trong điều kiện không tưới nước.................................................................99

4.27.

Ảnh hưởng của lượng bón AMF đến hàm lượng dinh dưỡng khống trong
cây mạch mơn....................................................................................................100

4.28.


Biểu đồ phân tích thành phần chính PCA giữa một số chỉ tiêu sinh lý,
hàm lượng dinh dưỡng khống trong cây và thành phần hoạt chất của cây
mạch
mơn khi bón AMF.............................................................................................102

4.29. Biểu đồ phân tích thành phần chính PCA giữa hàm lượng dinh dưỡng
khoáng trong cây và các chất flavonoid, saponin, polysacharide của mẫu
giống G2 và G6 khi bón kali, silic và AMF......................................................103


TRÍCH YẾU LUẬN ÁN
Tên tác giả: Nguyễn Thị Thanh Hải
Tên luận án: Nghiên cứu một số đặc tính chịu hạn và ảnh hưởng của phân bón đến sinh
trưởng, phát triển cây mạch môn [Ophiopogon japonicus (L.f.) Ker – Gawl.]
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 9 62 01 10

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát
Xác định được 1 - 2 mẫu giống mạch mơn có khả năng chịu hạn và lượng phân bón
thích hợp cho cây mạch mơn trong điều kiện không tưới nước.
Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được đặc điểm chịu hạn của các mẫu giống mạch môn dựa trên đặc
điểm sinh trưởng, sinh lý, sinh học phân tử và giải phẫu từ đó chọn ra được 1 - 2 mẫu
giống mạch mơn có khả năng chịu hạn tốt góp phần mở rộng diện tích trồng mạch mơn
trên các vùng canh tác nhờ nước trời.
- Đánh giá được ảnh hưởng và bước đầu xác định lượng bón K 2O, SiO2 và nấm rễ
cộng sinh AMF thích hợp đến khả năng sinh trưởng, năng suất của cây mạch môn trong

điều kiện không tưới nước.
Phương pháp nghiên cứu
- Nội dung nghiên cứu: (1) Nghiên cứu khả năng chịu hạn của một số mẫu giống
mạch môn. (2) Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón K 2O, SiO2 và nấm rễ cộng sinh
AMF đến khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng của cây mạch môn trong điều
kiện không tưới nước.
- Đối tượng nghiên cứu: 7 mẫu giống mạch môn được thu thập ở một số tỉnh
phía Bắc.
- Phương pháp nghiên cứu:
+ Thí nghiệm được bố trí ngồi đồng và trong chậu vại.
+ Chỉ tiêu phân tích: (1) Kiểm tra sự có mặt của đoạn gen chịu hạn OjERF trên các
mẫu giống mạch môn. (2) Chỉ tiêu sinh lý liên quan tới trao đổi nước của cây. (3) Chỉ
tiêu giải phẫu lá, rễ cây mạch mơn. (4) Chỉ tiêu phân tích hàm lượng hoạt chất (saponin,
flavonoid, polysacharide). (5) Chỉ tiêu phân tích hàm lượng dinh dưỡng khống trong
đất và mẫu cây mạch môn


Kết quả chính và kết luận
1) Dựa trên kết quả điện di sản phẩm PCR của 7 mẫu giống mạch môn đã xác
định được mẫu giống mạch môn G6 và G7 có mang đoạn gen chịu hạn OjERF bằng cặp
mồi D3-D4 (528 bp) và cặp mồi D4-D5 (414 bp). Thông qua đánh giá đặc điểm sinh
trưởng, sinh lý và cấu tạo của các mẫu giống trong điều kiện hạn đã xác định được chỉ
tiêu đánh giá đặc điểm thích nghi với hạn của cây mạch môn bao gồm: (i) tăng hàm
lượng nước liên kết, hàm lượng proline và áp suất thẩm thấu; (ii) tăng chiều dài rễ, thể
tích rễ và diện tích rễ; (iii) tăng số lượng bó dẫn trên lá và rễ, tăng độ dày lá.
2) Bón phân kali có vai trị làm tăng khả năng chống hạn và hàm polysaccharide
trong rễ, củ mạch mơn. Mức bón 90 kg K2O trên nền 30 kg N + 30 kg P2O5/ha/năm làm
tăng khả năng sinh trưởng, năng suất và tích lũy hoạt chất trong rễ, củ cây mạch mơn.
3) Bón phân silic có vai trị làm tăng hàm lượng saponin và flavonoid trong rễ củ
mạch môn. Trên đất xám bạc màu mức bón 40 kg SiO 2 trên nền 30 kg N + 30 kg P2O5 +

30 kg K2O/ha/năm cho kết quả tốt với sinh trưởng, phát triển cây mạch môn trong điều
kiện khơng tưới nước. Trong đó, năng suất củ mạch môn của giống G2 cao nhất, đạt 3,7
tấn/ha.
4) Sử dụng nấm rễ cộng sinh AMF có tác động cải thiện khả năng hút nước, dinh
dưỡng khống và tích lũy hoạt chất trong rễ củ mạch môn đặc biệt là hàm lượng saponin
và flavonoid. Xác định được mức phân bón 300 kg AMF trên nền bón 30 kg N + 30 kg
P2O5 + 30 kg K2O/ha/năm là phù hợp cho sinh trưởng, phát triển của cây mạch môn,
năng suất củ mạch mơn đạt 4,6 tấn/ha ở giống G2.
5) Khi bón bổ sung AMF cây mạch mơn tổng hợp và tích lũy các hoạt chất chính
cao hơn so với bón kali và silic. Ảnh hưởng của hàm lượng dinh dưỡng khoáng trong
cây đến hàm lượng hoạt chất tích lũy trong cây mạch mơn có mối tương tác theo cặp
như sau: saponin – P2O5, flavonoid – N, polysacharide – K2O.


THESIS ABSTRACT
PhD candidate: Nguyen Thi Thanh Hai
Thesis title: Study on some drought tolerance characteristics and the effect of fertilizers
on the growth and development of Mondo grass [Ophiopogon japonicus (L.f.) Ker –
Gawl.]
Major: Crop Science

Code: 9 62 01 10

Educational organization: Vietnam National University of
Agriculture Research objectives
Overall objectives
Determining 1-2 drought resistant accessions of Mondo grass and determine a
suitable amount of fertilizer for Mondo grass in non-irrigated conditions.
Specific objective
- Evaluating the drought tolerance of the Mondo grass considering growth,

physiological and anatomical characteristics, then selecting 1-2 Mondo grass varieties
that show good drought tolerance, contributing to the expansion of the Mondo grass
rainfed cultivated area.
- Evaluating the effects and determining the appropriate amount of K 2O, SiO2,
and arbuscular mycorrhizal fungi AMF on Mondo grass’s growth, yield, and quality
under non-irrigated conditions.
Research methodology
- Research content: (1) Study on the drought tolerance of some Mondo grass
varieties. (2) Study on the effects of applied amount of K2O, SiO2, and AMF on the
growth, yield, and quality of Mondo grass under non-irrigated conditions.
- Research subjects: 7 Mondo grass varieties were collected in some Northern
provinces (Tuyen Quang, Yen Bai and Phu Tho).
- Research Methods:
+ Researchs were carried out in the field and in pots
+ Data analysis (1) Testing the available of the OjERF drought tolerance gene on
Mondo grass samples. (2) Physiological analysis related to water exchange of plants. (3)
Anatomical analysis of leaves and roots of Mondo grass. (4) Phytochemical analysis
(saponins, flavonoids, polysaccharides). (5) Analysis of mineral nutrient content in soil
and Mondo grass samples.


Main results and conclusions
1) Among the 7 accessions of mondo grass Ophiopogon japonicus (OJ) in this
sudy, we identified G6 and G7 carrying 2 protein coding regions of the drought resistant
gene OjERF as verified by a PCR using 2 gene specific sets of primers: D3-D4 (528 bp)
and D4-D5 (414 bp). By evaluating the growth, physiological, and anatomical
characteristics, we detected traits associated with drought tolerance in OJ including: (i)
increased bound water content, proline content, and osmotic pressure; increased total
root length, root volume, and root surface; (iii) increased leaf vascular bundle number
and leaf thickness

2) Potassium increased the polysaccharide content in the roots and tubers. 90 kg
K2O on the base of 30 kg N + 30 kg P2O5 /ha/year was suitable for Mondo grass plants
in rainfed conditions. This amount of fertilizer was found to increase growth, yield and
accumulated active ingredients in roots and tubers.
3) Silicon was found to increase saponins and flavonoids in the roots of the
Mondo grass. On haplic acrisols, the fertilizer level of 30 kg N + 30 kg P 2O5 + 30 kg
K2O + 40 kgSiO2/ha/year resulted in the highest yield on Mondo grass, in which G2’s
yield was highest at 3.7 tons/ha.
4) AMF helped improve the ability to absorb mineral nutrients and accumulate
active substances in Mondo grass roots, especially saponin and flavonoid. 300 kg AMF
on the base of 30 kg N + 30 kg P 2O5 + 30 kg K2O/ha/year resulted in highest yield in
Mondo grass, with the yield of Mondo grass being 4.6 tons/ha.
5) Compared with pottasium and silicon, the application of AMF led to a higher
increase in the content of the main chemical constituents including polysaccharides,
saponins, and flavonoids in the roots and tubers of OJ. Also, the effects of mineral
elements on the chemical compound accumulation in OJ followed pairwise interactions,
as follows: saponins – P2O5, flavonoids – N, polysaccharides – K2O.


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây mạch môn [Ophiopogon japonicus (L.f.) Ker – Gawl.] là một loại dược
liệu quý dùng làm thuốc ho long đờm, bồi bổ cơ thể, chữa thiếu sữa, lợi tiểu (Đỗ
Tất Lợi, 2006). Ngày nay, với sự phát triển của ngành công nghiệp dược phẩm
và mỹ phẩm, củ mạch môn làm nguyên liệu cho sản xuất các sản phẩm hỗ trợ
điều trị ho, tiểu đường và chăm sóc da. Ngồi ra, giá trị sử dụng của cây mạch
mơn cịn được biết đến như một cây trồng đa tác dụng: lá được sử dụng làm lá
trang trí trong cơng nghệ lá cảnh (Wijayabandara & cs., 2015), có khả năng hạn
chế cỏ dại và nấm bệnh (Iqbal & cs., 2004; Lin & cs., 2009), trồng xen và che
phủ đất rất tốt trong các vườn cây ăn quả và cây cơng nghiệp lâu năm (Nguyễn

Đình Vinh & Nguyễn Thị Thanh Hải, 2011).
Biến đổi khí hậu đã và đang là một trong những thách thức lớn nhất với sản
xuất nông nghiệp (Food and Agriculture Organization of the United Nations.,
2020). Trong đó lựa chọn cây trồng có khả năng chịu hạn và việc duy trì tăng
trưởng và năng suất cây trồng trong điều kiện thiếu nước là thách thức chính của
nền nơng nghiệp trong tương lai. Mạch mơn là cây dược liệu q và có khả năng
chống chịu tốt với điều kiện bất thuận như: chịu hạn (Zhang, 2003), chịu mặn
(Liu & cs., 2010) và có khả năng loại bỏ kim loại nặng từ đất (Ma & cs., 2019).
Do đó, đây là một lồi cây được đánh giá cao về khả năng chống chịu với những
điều kiện bất thuận của môi trường, phù hợp với các vùng đất canh tác nhờ nước
trời. Với khả năng duy trì sinh trưởng thân lá trong điều kiện khó khăn về nước
tưới, dinh dưỡng nên chúng có giá trị trong việc phủ xanh đất trống, đồi núi trọc,
chống xói mịn suy thối đất. Đây có thể là hướng sử dụng mới của mạch môn
bên cạnh giá trị dược liệu của chúng.
Để đối phó với nền nơng nghiệp thiếu nước trong tương lai nhiều cơng trình
nghiên cứu đã tập trung làm rõ cơ chế chịu hạn cũng như các giải pháp kỹ thuật
nhằm nâng cao khả năng chống chịu như: chọn tạo giống có khả năng chịu hạn,
huấn luyện hạt giống cây con, quản lý dinh dưỡng, quản lý nước tưới… trên
nhiều đối tượng cây trồng. Trong đó, sử dụng dinh dưỡng kali, silic và nấm rễ
cộng sinh (AMF) làm tăng khả năng chịu hạn của cây trồng đã được công bố
trong nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước. Tuy nhiên cho đến nay, ở Việt Nam
chưa có một cơng trình khoa học nào nghiên cứu đầy đủ về khả năng thích ứng
và các biện pháp
1


kỹ thuật nhằm nâng cao sức chống chịu của cây mạch mơn trong điều kiện biến
đổi khí hậu, đặc biệt là điều kiện canh tác nhờ nước trời.
Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, thực hiện nghiên cứu để cung cấp dẫn liệu
khoa học về khả năng chịu hạn cũng như nâng cao khả năng chống chịu của

mạch môn qua biện pháp bón phân, góp phần nâng cao năng suất trong điều kiện
canh tác nhờ nước trời là hết sức cần thiết.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Xác định được 1-2 mẫu giống mạch mơn có khả năng chịu hạn và lượng
phân bón thích hợp cho cây mạch môn trong điều kiện không tưới nước.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được đặc điểm chịu hạn của các mẫu giống mạch mơn dựa trên
nhóm chỉ tiêu về sinh trưởng, sinh lý, sinh học phân tử và giải phẫu từ đó chọn ra
được 1 - 2 mẫu giống mạch mơn có khả năng chịu hạn tốt góp phần định hướng
phát triển trồng mạch môn trên các vùng canh tác nhờ nước trời.
- Đánh giá được ảnh hưởng và xác định lượng bón K2O, SiO2 và nấm rễ
cộng sinh AMF thích hợp đến khả năng sinh trưởng, năng suất của cây mạch
môn trong điều kiện không tưới nước.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu trên đối tượng cây mạch môn [Ophiopogon japonicus (L.f.)
Ker – Gawl.] được thu thập tại tỉnh Phú Thọ, Yên Bái và Tuyên Quang.
1.3.2. Thời gian nghiên cứu
Đề tài thực hiện từ năm 2016 – 2022.
1.3.3. Địa điểm nghiên cứu
- Thí nghiệm đánh giá khả năng chịu hạn của cây mạch môn trong điều kiện
nhân tạo được thực hiện tại nhà lưới Bộ môn Cây công nghiệp & Cây thuốc,
Khoa Nông học, Học viện Nơng nghiệp Việt Nam.
- Kiểm tra sự có mặt của đoạn gen chịu hạn OjERF trên các mẫu giống
mạch môn được thực hiện tại Bộ môn Kỹ thuật Di truyền - Viện Di truyền Nơng
nghiệp.
- Các thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện trên đất xám bạc màu tại xã
Bằng Giã, huyện Hạ Hòa, tỉnh Phú Thọ trong điều kiện không tưới nước. Đề tài



tập trung đánh giá ảnh hưởng của phân bón với cây mạch môn trong điều kiện
không tưới nước.
- Đánh giá đặc điểm giải phẫu được tiến hành tại Bộ môn Thực vật, Khoa
Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
- Đánh giá đặc điểm bộ rễ, các chỉ tiêu sinh lý khác của cây được thực hiện
tại Trung tâm nghiên cứu cây trồng Việt Nam và Nhật Bản, Bộ môn Cây công
nghiệp & Cây thuốc, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
- Phân tích chất lượng dược liệu và hàm lượng SiO 2 tại Phịng thí nghiệm
trọng điểm – Khoa Cơng nghệ thực phẩm.
- Phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong mẫu thực vật và mẫu đất tại Bộ
môn Khoa học đất và Dinh dưỡng cây trồng, Khoa Tài nguyên và Môi trường,
Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
1.3.4. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá khả năng chịu hạn của các mẫu giống mạch môn trong điều kiện
nhà lưới và khả năng sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống mạch môn trong
điều kiện khơng tưới nước tại Hạ Hịa, Phú Thọ.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón, liều lượng bón K 2O, SiO2 và nấm rễ
cộng sinh AMF thích hợp đến khả năng sinh trưởng, năng suất của cây mạch
môn trong điều kiện khơng tưới nước tại Hạ Hịa, Phú Thọ.
1.4. NHỮNG ĐĨP GĨP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Thơng qua đánh giá đặc điểm sinh trưởng, sinh lý, cấu tạo giải phẫu của
các mẫu giống mạch môn đã xác định khả năng chịu hạn của các mẫu giống
nhưng ở mức độ khác nhau gồm: (G6, G7) > (G2, G5) > (G1, G3, G4). Phát hiện
mẫu giống G6 và G7 có mang đoạn gen chịu hạn OjERF.
- Bổ sung 40 kg SiO2 hoặc 300 kg AMF/ha/năm trên nền 30 kg N + 30 kg
P2O5 + 30 kg K2O/ha/năm hoặc 30 kg N + 30 kg P 2O5 + 90 kg K2O/ha/năm, giúp
tăng năng suất và hàm lượng hoạt chất trong rễ, củ mạch môn trong điều kiện
không tưới nước tại Hạ Hòa - Phú Thọ.
1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá trị về
đặc điểm chịu hạn của cây mạch mơn, cũng như vai trị của dinh dưỡng khoáng


kali, silic và nấm rễ cộng sinh AMF trong việc tăng khả năng sinh trưởng, giảm
thiểu tác hại của việc thiếu nước đối với cây mạch môn.
- Kết quả của luận án là tài liệu tham khảo cho công tác giảng dạy và
nghiên cứu khoa học về cây dược liệu nói chung và cây mạch mơn nói riêng.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc xác định được các đặc điểm sinh trưởng, sinh lý, giải phẫu liên quan
tới tính chịu hạn của cây mạch mơn và một số biện pháp bón phân phù hợp giúp
nâng cao khả năng sinh trưởng của cây trong điều kiện khơng tưới nước sẽ góp
phần vào việc chọn tạo giống chịu hạn và hồn thiện quy trình canh tác trong
điều kiện thiếu hụt nước tưới từ đó mở rộng diện tích trồng mạch mơn trên các
vùng canh tác nhờ nước trời phục vụ sản xuất dược liệu chất lượng tốt.