MỞ ĐẦU Quang hợp là quá trình sinh lý mang lại cho thực vật vai trò quan trọng trong sinh giới. Các sinh vật không có khả năng quang hợp phải dựa vào các sản phẩm quang hợp để tồn tại. Quá trình này đã tạo thành những vật chất hữu cơ từ bậc dinh dưỡng thấp nhất trong môi trường biển, thực vật phù du (TVPD) là nhóm chiếm tỉ lệ lớn của thực vật trong đại dương. Chính vì vậy thực vật phù du có tầm quan trọng trong lưới thức ăn ở đại dương [31]. Việc xác định sinh khối, khả năng quang hợp và tình trạng sinh lý, sinh thái của TVPD cần thiết cho tính toán năng suất sơ cấp của thuỷ vực cũng như đánh giá tác động môi trường lên sinh vật sản suất. Trong đó, quá trình quang hợp của TVPD phụ thuộc nhiều vào thành phần loài cũng như điều kiện môi trường của như dinh dưỡng, ánh sáng và nhiệt độ [27], [28]. Đã có nhiều nghiên cứu về thực vật phù du để đánh giá năng suất sơ cấp cũng như năng suất của vực nước. Trong những năm gần đây, đánh giá khả năng quang hợp từ phép đo biến thiên huỳnh quang (Fv = Fm - Fo) hay hiệu suất quang hợp (Fv/Fm) bằng kỹ thuật đo hoạt tính huỳnh quang sắc tố thực vật sử dụng máy đo PPF (pump and probe fluorescence), PAM (pulse amplitude modulation), FRRF (fast repetition rate fluormetry) hay các hệ máy đo huỳnh quang Turner Design AU được sử dụng rộng rãi. Phương pháp đo này cho kết quả nhanh, chính xác, đặc biệt thuận tiện đối với việc đo ngoài hiện trường. Trong đó, phương pháp dùng máy đo FRRF (hay PAM) trở thành phương pháp chủ yếu, đó là công nghệ cung cấp phép đo sinh lý thực vật quang dưỡng xảy ra trong phức hệ quang hợp PSII. Kỹ thuật FRRF (hay PAM) là công cụ quí giá khi muốn tiến gần tới đánh giá trạng thái sinh lý cũng như tác động bất lợi (stress) của một số yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng và dinh dưỡng lên quá trình quang hợp của thực vật phù du. Bên cạnh đó, hiện nay phương pháp sử dụng máy đo huỳnh quang để xác định khả năng quang hợp và ảnh hưởng điều kiện môi trường đến quá trình này chưa được áp dụng nhiều trong nghiên cứu TVPD ở Việt Nam. Xuất phát từ những cơ sở lý luận và thực tiễn trên, đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến khả năng quang hợp của thực vật phù du ven bờ tỉnh Khánh Hoà bằng phương pháp đo huỳnh quang” được lựa chọn với các mục tiêu cụ thể như sau: - Tìm hiểu ảnh hưởng của yếu tố môi trường như dinh dưỡng, cường độ ánh sáng và nhiệt độ đến hiệu suất quang hợp của TVPD trong điều kiện phòng thí nghiệm. - Tìm hiểu ảnh hưởng điều kiện môi trường (các yếu tố vật lý, hoá học) đến hiệu suất quang hợp của TVPD ở điều kiện tự nhiên. - Học tập phương pháp đo huỳnh quang để ứng dụng trong nghiên cứu sinh lý, sinh thái học thực vật phù du. Từ đó có những hiểu biết sâu hơn về năng suất sơ cấp của thuỷ vực. Đề tài thực hiện một vấn đề tương đối mới và chưa được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu TVPD ở biển Việt Nam đó là ứng dụng phương pháp đo huỳnh quang trực tiếp và bước đầu khảo sát hiệu suất quang hợp ngoài hiện trường cũng như trong điều kiện phòng thí nghiệm. Để thực hiện được những mục tiêu trên trong luận văn này đặt ra các nội dung cần thực hiện: đánh giá khả năng quang hợp của thực vật phù du trong điều kiện tự nhiên; đánh giá khả năng quang hợp của thực vật phù du trong điều kiện phòng thí nghiệm (điều kiện nhiệt độ, ánh sáng và dinh dưỡng khác nhau) và đánh giá trạng thái sinh lý, sinh thái của thực vật phù du thông qua hiệu suất quang hợp. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu quang hợp của thực vật phù du trên thế giới Thực vật phù du là những loài tảo hiển vi sống trôi nổi trong nước. Chúng có khả năng quang hợp để tạo ra các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ là khâu đầu tiên trong chu trình vật chất của biển. Vì thế TVPD có tầm quan trọng trong mạng lưới thức ăn của sinh vật biển. Thực vật phù du được xem như “đồng cỏ” của biển, là cơ sở của sức sản xuất sơ cấp. Trong khi đó, biển và đại dương chiếm 3/4 diện tích bề mặt trái đất, có khả năng tái tạo và năng suất sinh học biển lớn nên hệ sinh thái biển đóng vai trò then chốt đối với các chu trình vật chất của sinh quyển cũng như trong việc điều hòa khí hậu toàn cầu. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về năng suất sinh học sơ cấp của TVPD bằng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp đồng vị phóng xạ bền, phương pháp phân tích sắc tố quang hợp và phương pháp bình sáng tối. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, các nhà khoa học ngày một cải tiến thiết bị phân tích kỹ thuật cao, phương pháp đơn giản và ứng dụng hiệu quả cho công việc nghiên cứu, đặc biệt hữu ích cho nghiên cứu, giám sát ngoài thực địa, cho thông tin nhanh và cái nhìn khái quát nhất về thực trạng, trạng thái sinh lý TVPD. Phương pháp đo hoạt tính huỳnh quang đã được phát triển từ 30 năm trước, ứng dụng trong giám sát và đánh giá cơ chế quang hợp của thực vật phù du và thực vật bậc cao. Biến thiên huỳnh quang sắc tố cung cấp hiểu biết sâu hơn về sinh lý quang hợp của thực vật và tảo, đặc biệt là về cấu trúc và chức năng của phức hệ quang hoá PSII [32]. Huỳnh quang in vivo (in vivo fluorescence) được sử dụng để đo mà không làm ảnh hưởng (không phá huỷ) đến quá trình quang hợp và sinh khối TVPD dưới một điều kiện nhất định [17], [25]. Kỹ thuật đo huỳnh quang in vivo đã được áp dụng trong nghiên cứu quang hợp của TVPD từ những năm 70. Năm 1972, Mauzerall sử dụng phương pháp đo huỳnh quang để nghiên cứu sự biến thiên huỳnh quang gây ra bởi ánh sáng [34]. Năm 1974, Tunzi và cộng sự đã sử dụng máy đo huỳnh quang Turner Model III đo huỳnh quang in vivo (in vivo fluorescence) áp dụng đo hàm lượng chlorophyll ngoài thực địa cũng như phòng thí nghiệm cho thấy tỷ số giữa hàm lượng chlorophyll-a và huỳnh quang in vivo biến đổi trong suốt thời gian thí nghiệm điều kiện phòng thí nghiệm. Vì vậy cần thiết đo tỷ số này khi bắt đầu và kết thúc thí nghiệm. Đối với các mẫu ngoài thực địa (in situ) thì tỷ số hàm lượng chlorophyll-a và huỳnh quang in vivo biến thiên lớn do ảnh hưởng của một số vật chất hữu cơ có khả năng phát huỳnh quang hoà tan trong nước. Ngược lại, tỷ số hàm lượng chlorophyll-a có mối tương quan tuyến tính với giá trị huỳnh quang của dung dịch chiết (extracted fluorescence), tỷ số này được thiết lập đối với mỗi máy đo huỳnh quang khác nhau và hệ số chuyển đổi gần như là hằng số, sai số không đáng kể khi nguồn mẫu khác nhau [47]. Năm 1977 và 1978, Samuelsson và cộng sự đã sử dụng phương pháp huỳnh quang sắc tố in vivo để xác định khả năng quang hợp (phytosynthetic capacities) của tảo đơn bào. Kết quả cho thấy sự biến thiên tốc độ quang hợp đặc trưng (specific photosynthetic rate) phụ thuộc vào khả năng vận chuyển điện tử giữa phức hệ quang hợp PSII và PSI. DCMU được sử dụng là chất ức chế quang hợp cho thấy mối tương quan mật thiết giữa sự tăng huỳnh quang sắc tố khi thêm DCMU với khả năng quang hợp trong nghiên cứu về tảo lục. Phương pháp huỳnh quang không những thuận tiện trong việc xác định chlorophyll ngoài tự nhiên, không cần phải cô đặc mẫu mà còn cho kết quả nhanh, chính xác, thông tin về khả năng quang hợp để đánh giá năng suất sơ cấp của quần thể TVPD [38], [39]. Tiếp theo những nghiên cứu về quang hợp, năm 1979, Roy và Legendre đã tiến hành thí nghiệm trên tảo nuôi và ngoài thực địa, sử dụng máy huỳnh quang Turner model III - 003 cho thấy tương quan tuyến tính giữa tỷ số huỳng quang trước và sau khi thêm DCMU (Fv/Fm) với tốc độ quang hợp đặc trưng (specific photosynthetic rate, P/B). Trong đó, P là năng suất sơ cấp được đo bằng phương pháp đồng vị hoá phóng xạ 14 C trên máy nhấp nháy lỏng; B là sinh khối TVPD đo bằng hàm lượng chlorophyll-a. Trong hầu hết các phép đo đều có mối tương quan tuyến tính lớn giữa giá trị Fv/Fm và P/B, tương quan này khác nhau giữa các loài và điều kiện sinh lý. Stress dinh dưỡng xảy ra trong thí nghiệm nuôi đều làm giảm tỷ số Fv/Fm và P/B, trong khi cường độ ánh sáng thấp ảnh hưởng làm tăng tỷ số Fv/Fm và giảm tỷ số P/B. Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy rõ tỷ số Fv/Fm như chỉ thị cho hiệu suất quang hợp (photosynthetic efficiency) ở mức ánh sáng khác nhau và chỉ thị tốc độ quang hợp đặc trưng (P/B) khi trạng thái sinh lý học khác nhau tại mức ánh sáng nhất định [37]. Cùng nghiên cứu ảnh hưởng gây ra bởi DCMU đối với các mẫu nước ven bờ, năm 1979, Cullen và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu đáp ứng thay đổi huỳnh quang in vivo của TVPD vùng phía Nam California sử dụng máy đo Turner III. Kết quả cho thấy chỉ số đáp ứng huỳnh quang in vivo khi bị ức chế quang hợp hay hiệu suất quang hợp (Fv/Fm) liên quan với trạng thái sinh lý, tuy nhiên quá trình quang hợp là một quá trình rất phức tạp nên con số này luôn thay đổi. Trong nghiên cứu, Cullen và cộng sự (1979) sử dụng hiệu suất quang hợp như là chỉ thị sinh lý TVPD ngoài thực địa. Giá trị Fv/Fm rất thấp được coi là quá trình quang hợp bị suy giảm mạnh. Điều này được chứng thực bởi giá trị Fv/Fm đo được giá trị thấp ở những trạm gần bờ có mức ánh sáng dưới 1% nhưng khi được nuôi trong phòng thí nghiệm có đầy đủ ánh sáng thì chỉ số này cũng thấp tương tự. Ở những trạm ngoài khơi thì Fv/Fm phản ảnh tốt điều kiện môi trường thích hợp, giảm ở lớp nước gần mặt, tăng lên ở tầng ánh sáng thấp nhưng giàu dinh dưỡng [18]. Những năm 80, phương pháp huỳnh quang được ứng dụng trong nhiều nghiên cứu về sinh thái, sinh lý học. Tác giả Fukazawa và cộng sự năm 1980 đã đánh giá tốc độ phát triển của tảo sử dụng phương pháp đo huỳnh quang trong nghiên cứu cơ chế tạo thành triều đỏ [22]. Tiếp theo năm 1981, Vincent đã đo khả năng quang hoá trong tế bào (cellular photochemical capacity: CPC hay chính là chỉ số Fv/Fm) của TVPD trong hồ nước ngọt nghèo dinh dưỡng ở Anh bằng phương pháp đo huỳnh quang sắc tố in vivo trước và sau khi thêm chất ức chế quang hợp DCMU. Giá trị Fv/Fm cao nhất ghi nhận được trong suốt khoảng thời gian tháng 8, giá trị Fv/Fm cũng như thành phần loài đều biến động mạnh theo độ sâu và sự phân tầng ánh sáng [48]. Phương pháp huỳnh quang in vivo càng hữu hiệu hơn khi áp dụng để đo ngoài hiện trường cũng như giám sát sự đáp ứng tức thời của TVPD đối với những thay đổi trong môi trường (hay stress môi trường) thông qua tỷ số Fv/Fm. Rosen (1984) đo đặc tính quang hợp và siêu cấu trúc lục lạp của tảo Silic Cyclotella meneghiniana khi loài này điều chỉnh đáp ứng với những stress ánh sáng và dinh dưỡng trong môi trường [36]. Goldsborough và Robinson (1984) sử dụng máy Turner III đo huỳnh quang sắc tố in vivo trong nghiên cứu đáp ứng của TVPD với các hàm lượng khác nhau của chất trừ cỏ terbutryne – một chất gây ức chế quang hợp lên phức hệ quang hoá PSII [23]. Một số nghiên cứu khác ngoài hiện trường về đáp ứng của TVPD khi ánh sáng thay đổi trong cột nước như Demers và cộng sự (1985) hay Keller (1987) tiến hành thí nghiệm với phạm vi mesocosm (các bể nuôi thể tích lớn từ vài m 3 đến vài trăm m 3 nhằm tạo ra môi trường gần giống với môi trường tự nhiên nhưng có khả năng điều chỉnh được dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ) đã sử phương pháp đo huỳnh quang in vivo để giám sát hiệu suất quang hợp biến thiên theo không gian và thời gian [19], [26]. Sau đó phương pháp huỳnh quang cũng được sử dụng nhiều trong nghiên cứu đặc trưng cho thực vật bậc cao như các tác giả Gilmore và cộng sự (1995), và Schreiber cộng sự (1986) [40]. Những năm gần đây, nhiều phương pháp đo huỳnh quang sử dụng máy xách tay trở nên phổ biến như là phương pháp lựa chọn để đo sinh khối, năng suất TVPD mà không làm xáo trộn quần xã. Hai phương pháp huỳnh quang chính sử dụng hiện nay cho việc đo đạc ngoài hiện trường là máy đo FRRF như tác giả Sylvan (2007) đã sử dụng hay máy PAM mà một số tác giả khác như Parkhill (2001), Figueredo (2009), Claire (2006), Sosik (2002), Goto (2008) đã ứng dụng để khảo sát, đánh giá các yếu tố stress môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, muối dinh dưỡng phốt phát hay giới hạn ion sắt lên hiệu suất quang hợp (photosynthetic effiency), khả năng quang hợp (photosynthetic capacity) hay tốc độ quang hợp (photosynthetic rate) của bộ máy quang hợp của TVPD. Cả hai phương pháp đo lượng photon bị kích thích trong phức hệ quang hợp PSII dưới điều kiện ánh sáng không bão hoà, đặc trưng là điều kiện tối hoàn toàn đo được thông số Fo (thông số huỳnh quang cực tiểu) [16], [21], [24], [42], [46]. Nhiều nghiên cứu cho thấy Fo có tương quan tuyến tính với hàm lượng chlorophyll a trong mẫu TVPD như các tác giả đã nghiên cứu Kolber và Falkowski năm 1993; Serodio và cộng sự (1997); Honeywill và cộng sự (2002) và Sylvan cùng cộng sự (2007). Những nghiên cứu này cho cái nhìn tổng quát về ứng dụng của phương pháp đo huỳnh quang trong môi trường biển và để đo sinh khối sinh vật tại một nơi hay ở những độ sâu khác nhau [28], [41], [25], [46]. Trong pha thứ hai của phương pháp đo huỳnh quang, sinh vật phải chịu tác động một lượng bão hoà bức xạ quang hợp (PAR) (điển hình > 6000 μmol.m -2 s -1 , Consalvey và cộng sự 2005) để đo lượng photon bị kích thích khi tất cả trung tâm quang bị bão hoà đo được thông số huỳnh quang Fm (thông số huỳnh quang cực đại) [17]. PAM sử dụng xung ánh sáng đơn kéo dài giữa 300-1200ms [43], [44], trong khi đó FRRF sử dụng một loạt ánh sáng lựa chọn trong khoảng 50-1000ms như tác giả Kromkamp và cộng sự (2003), để đạt được ánh sáng bão hoà. Kết quả đo Fm thu được thông qua chiếu tia sáng lặp lại cao hơn 50% so với chiếu xung ánh sáng đơn [29], [30]. Một số nhà khoa học thích sử dụng máy đo PAM như Parkhill (2001), Schreiber (1986) và số khác thì thích sử dụng máy đo FRRF như Sylvan (2007), Kolber (1998). Tuy nhiên, không có sự nhất trí chung về phương pháp nào là tốt nhất. Một vài nghiên cứu đã trực tiếp so sánh 2 phương pháp đo này như tác giả Kromkamp và Forster (2003) đã kết luận cả 2 phương pháp có tương quan tốt với nhau [30]. Suggett và cộng sự (2003) đã khảo sát thực vật phù du và kết luận rằng phương pháp đo bằng máy FRRF thích hợp hơn đối với những nghiên cứu ngoài đại dương còn máy đo PAM thích hợp cho nước ngọt nội địa vì không đủ nhậy khi sử dụng trong điều kiện ngoài biển khơi [43]. Trong Hải dương học, mật độ và hoạt động quang hợp của TVPD là những đặc điểm của hệ sinh thái thuỷ vực và chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường và các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ con người gây nên. Vì vậy, giám sát khả năng quang hợp của TVPD có thể được dùng như một chỉ thị để đánh giá trạng thái vực nước. Phương pháp huỳnh quang đo các thông số huỳnh quang tối thiểu Fo, huỳnh quang cực đại Fm, huỳnh quang biến thiên Fv = Fm – Fo và Fv/Fm đã được ứng dụng trong nghiên cứu ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường khác nhau đến sự phát triển, hoạt động quang hợp của TVPD ở những vùng biển khác nhau như biển Đen, biển Địa Trung Hải, biển Baltic, biển Trắng, biển Na Uy, biển Đông cũng như trong các hồ Baikal, hồ Issyk-Kul. Những nghiên cứu này cho thấy khả năng quang hợp và trạng thái sinh lý của TVPD ở những vùng môi trường khác nhau cũng như có các đặc trưng khí hậu và thuỷ lý khác nhau đều cho thấy mối tương quan giữa hiệu suất quang hợp với bức xạ quang hợp dưới nước [12], [13]. Ngoài ra, Manzello và cộng sự (2009) sử dụng phương pháp đo huỳnh quang trong điều kiện tự nhiên để nghiên cứu, giám sát hiệu suất quang hợp cũng như hiện tượng tẩy trắng của san hô [33]. Một ứng dụng khác của Sven và cộng sự năm 1998 là dùng phương pháp đo huỳnh quang in vivo trong nghiên cứu khả năng quang hợp của cỏ biển [45]. Phương pháp đo huỳnh quang đơn giản, được sử dụng rộng rãi, thu được kết quả đo hữu dụng và chính xác về khả năng quang hợp của các loài thực vật phù du khác nhau. Hơn nữa, bằng phương pháp đo này cũng cho biết được thông số Fv/Fm tốt nhất để nhận ra ảnh hưởng của các stress dinh dưỡng, cường độ ánh sáng, nhiệt độ đến phức hệ PSII, đánh giá trạng thái trao đổi chất trong quá trình quang hợp của thực vật phù du. 1.2 Tình hình nghiên cứu quang hợp của thực vật phù du ở Việt Nam Ở Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu tác động của yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ đến quang hợp của TVPD tuy nhiên chủ yếu trong điều kiện nuôi cấy phòng thí nghiệm mà ít có công trình đánh giá ngoài hiện trường. Năm 1998, tác giả Đặng Diễm Hồng cùng cộng sự đã nghiên cứu tác động của cường độ ánh sáng cao lên hoạt động quang hợp của vi tảo Dunaliella salina (Teodoresco) cho thấy tỷ lệ Fv/Fm giảm mà chủ yếu do giảm huỳnh quang cực đại Fm. Tác động của cường độ ánh sáng cao lên hiệu quả quang hợp (đánh giá qua chỉ số Fv/Fm) của hệ quang hoá PSII ở các tế bào Dunaliella giảm đáng kể từ 0.78 đến 0.4 trong vòng 24h và giảm chậm ở giá trị 0.25-0.3 trong vòng 5 ngày [5]. Đặng Diễm Hồng và cộng sự cs. (1998) sử dụng phương pháp sắc tố huỳnh quang đánh giá nồng độ muối cao tác động đến bộ máy quang hợp của loài rong đỏ Porphyra (Rhodophyta). Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất quang hợp giảm (chỉ số Fv/Fm giảm) từ 0.68 đến 0.1 - 0.25 tuỳ thuộc vào nồng độ muối mà chủ yếu do tăng chỉ số huỳnh quang tối thiểu Fo còn Fm gần như không thay đổi trong các lô nồng độ muối cao khác nhau. Nguyên nhân chính là do quá trình vận chuyển điện tử bị ức chế dẫn đến các trung tâm phản ứng của PSII ở trạng thái không hoạt động tăng lên khi hàm lượng muối cao [6]. Công trình khác của Trần Dụ Chi và cộng sự cũng đã sử dụng phương pháp huỳnh quang diệp lục để theo dõi biến thiên tỷ số Fv/Fm từ đó đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến bộ máy quang hợp của 3 chủng vi tảo Chaetoceros nuôi điều kiện phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy khả năng quang hợp của 3 chủng tảo này giảm khi nhiệt độ tăng dần từ 15 0 C lên cao hơn [3]. Năm 2003, Nguyễn Tác An và cộng sự đã sử dụng phương pháp huỳnh quang để xác định một số thông số như năng suất sinh học sơ cấp, độ phong phú, tình trạng sinh lý, sinh thái và hoạt tính quang hợp của TVPD. Sử dụng kết quả đo Fv/Fm trong việc phân tích, đánh giá năng suất sinh học sơ cấp và đặc trưng sinh lý - sinh thái của TVPD ở vịnh Nha Trang, Khánh Hoà [2]. 1.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên vùng biển Khánh Hoà Vịnh Nha Trang thuộc tỉnh Khánh Hoà, nằm trong khu vực nội chí tuyến Bắc, (khoảng 12 o -12 o 18’vĩ độ bắc và 109 o 10’-109 o 20’ kinh độ đông), là khu vực có vị trí quan trọng về kinh tế, du lịch, và là vùng nhạy cảm về môi trường của thành phố Nha Trang. Vịnh thuộc loại tương đối sâu ở miền Trung, độ sâu trung bình 20 m và bờ biển khá dốc. Nhiệt độ quanh năm cao, trung bình 26,3 o C, ít biến đổi, và không xảy ra hiện tượng nhiệt thấp quá hoặc cao quá, với sự chênh lệch giữa nhiệt độ ngày và đêm khoảng 6 – 10 o C [4], [10]. Về khí hậu, do ảnh hưởng bởi chế độ gió mùa nên có hai mùa rõ rệt: mùa khô (ứng với thời kỳ gió mùa Tây Nam) và mùa mưa (ứng với thời kỳ gió mùa Đông Bắc). Hàng năm mùa khô bắt đầu và kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, với sự xê dịch một vài tuần [4]. 1.3.1 Nắng Tổng số giờ nắng trong năm tương đối cao, khoảng 2600 - 2700 giờ, tổng số giờ nắng hàng tháng khoảng 216-225 giờ. Tháng 3 thường có số giờ nắng cao nhất trong năm, khoảng 280-290 giờ, trong khi đó tháng 6 thường thấp khoảng 149-165 giờ. Mùa khô số giờ nắng cao hơn mùa mưa, vào khoảng 220- 280 giờ, mỗi ngày trung bình 8 giờ. Mùa mưa hàng tháng số giờ nắng dao động 150-210 giờ, mỗi ngày trung bình khoảng 6 giờ [4]. 1.3. 2 Gió Hướng gió thịnh hành trong mùa khô là Đông - Nam và Tây - Nam, mùa mưa là Bắc và Đông - Bắc; tốc độ từ 3-16 m/s, có tần suất cao, thích hợp cho sự khai thác năng lượng gió qui mô vừa và nhỏ [4]. Gió ở vịnh Nha Trang chịu ảnh hưởng của hai yếu tố chính là: hệ thống gió mùa và gió đất liền – biển. Đặc điểm biến động của gió có vai trò rất lớn trong quá trình lan truyền vận chuyển vật chất nói riêng ở vịnh Nha Trang. Theo các số liệu cho thấy sự khác biệt rất rõ ràng trong chế độ gió vào buổi sáng và buổi chiều hàng ngày, đặc biệt trong mùa hè (mùa gió mùa tây nam) [11]. 1.3.3 Lượng mưa Lượng mưa trung bình năm trong vịnh Nha Trang dao động từ 1400-1700 mm, mưa lớn ở đây có thể đạt cường độ 400-500 mm/ngày. Nhìn chung lượng mưa hàng năm ở khu vực này không thấp và sự phân bố lượng mưa giữa 2 mùa có sự chênh lệch khá lớn (mùa khô từ tháng I đến tháng VIII chiếm khoảng 30%, mùa mưa từ tháng IX Đến tháng XII chiếm khoảng 70% tổng lượng mưa năm). Tổng lượng mưa của năm 2003 vào khoảng 1445 mm, lượng mưa cao vào các tháng X- XII trùng vào thời kỳ mùa mưa, vào tháng V lượng mưa cũng trên 200 mm phù hợp với thời tiết “tiểu mãn” của năm. 1.3.4 Thuỷ triều và đặc trưng sóng Thủy triều tại vịnh Nha Trang mang tính chất nhật triều không đều, từ tháng 10 đến tháng 3 nước cạn vào buổi sáng. Từ tháng 4 đến tháng 9 nước thường cạn vào buổi chiều. Tháng 9 và tháng 10 nước cạn vào buổi trưa. Tháng 3 và tháng 4 nước cạn vào nửa đêm. Thủy triều mạnh nhất vào các tháng 6 - 7 và 11 – 12. Dao động mực nước trung bình có đặc trưng biến đổi theo mùa. Vào mùa gió đông bắc mực nước trung bình mùa thường cao hơn mùa gió mùa tây nam 20-30 cm [1]. Do vị trí địa lý và điều kiện địa hình phức tạp nên các khu vực khác nhau của vịnh Nha Trang chịu tác động của sóng phụ thuộc vào hướng sóng tới. Khu vực [...]... thiên huỳnh quang Fv (được tính Fv = Fm - Fo) được sử dụng để đánh giá hiệu suất lượng tử của phản ứng quang hoá trong quá trình quang hợp Huỳnh quang cung cấp thông tin quan trọng về điều kiện sinh lý của sinh vật nghiên cứu Ở đây mô tả phương pháp dùng máy đo huỳnh quang để đánh giá khả năng quang hợp của thực vật phù du Phương pháp huỳnh quang sử dụng để nghiên cứu mối quan hệ giữa sự phát huỳnh quang. .. huỳnh quang của sắc tố chlorophyll và quang hợp Huỳnh quang chủ yếu được phát ra bởi phức hệ II (PSII - photosysterm II) liên quan tới sắc tố chlorophyll-a Từ việc đo huỳnh quang có thể đo được khả năng quang hợp và điều kiện sinh lý của thực vật phù du [40] Một vài phương pháp đánh giá huỳnh quang sắc tố chlorophyll-a được phát triển và sử dụng trong nghiên cứu thực vật 2.2 Hiệu suất quang hợp tương... chủ yếu bởi phức hệ II (PSII) liên quan đến chlorophyll-a do đó đo được mức huỳnh quang này cho biết khả năng quang hợp và điều kiện sinh lý của thực vật phù du Sử dụng máy đo huỳnh quang dựa trên nguyên lý: khi tế bào thực vật quang dưỡng trong tối được chiếu sáng thì tất cả trung tâm chức năng phản ứng được mở và sẵn sàng nhận kích thích, vì vậy trường huỳnh quang lúc này là thấp nhất (Fo) Hình 2.1... của tảo cho quá trình quang hợp [7], [9] CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên lý phát huỳnh quang Bộ phận quang hợp của thực vật phù du hấp thụ năng lượng ánh sáng được sử dụng cho chuyển hoá quang hoá Khi phần năng lượng kích thích bị vượt quá, để duy trì cho điều kiện tế bào được bình thường thì năng lượng này phải bị tiêu hao chuyển thành nhiệt và huỳnh quang Huỳnh quang được phát ra chủ... lượng tử lớn nhất của quang hợp bị ảnh hưởng bởi stress dinh dưỡng, cường độ ánh sáng, nhiệt độ Hiệu suất lượng tử lớn nhất (Fv/Fm) có thể được đánh giá bằng cách đo hiệu suất huỳnh quang tăng từ huỳnh quang tối thiểu thích ứng điều kiện tối (Fo) đến huỳnh quang tối đa (Fm) khi các trung tâm phản ứng bị đóng lại trong suốt quá trình ánh sáng bão hoà hoặc sử dụng chất ức chế quang hợp như 3'-(3,4-dichlorophenyl)-1',1'dimethyl... stress dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng trong điều kiện ngắn, thông thường như vùng nước ven bờ Đo biến thiên huỳnh quang có thể cung cấp bằng chứng về sự thay đổi hệ thống diễn ra hoặc đang diễn ra do sự bổ sung thêm một số chất vào môi trường nước 2.3 Hiệu chỉnh máy đo huỳnh quang Máy đo huỳnh quang Turner Designs Model 10-AU (Hình 2.3) với cấu hình đo huỳnh quang in vivo và sử dụng kính lọc với bước... về phòng thí nghiệm đo các thông số huỳnh quang tối thiểu (Fo), huỳnh quang cực đại (Fm), biến thiên huỳnh quang (Fv = Fm - Fo) và chỉ số hiệu suất quang hợp (Fv/Fm) bằng máy đo Huỳnh quang Turner Designs Model 10-AU (Mỹ) Các yếu tố dinh dưỡng: Si-SiO3; N-NH4, NH3; N-NO3 và P-PO4 được phân tích ở Phòng Thủy Địa Hóa theo phương pháp hiện hành tại Viện hải dương học Mẫu nước được thu bằng chai thu mẫu... tàn) gây nên khả năng quang hợp giảm Hiệu suất quang hợp của TVPD ở 2 khu vực cửa sông Cái (trạm 3) và sông Cửa Bé (trạm 5) tỷ lệ thuận với sự gia tăng của tỷ số muối dinh dưỡng nitrat và photphat Nhìn chung khả năng quang hợp của TVPD toàn vùng thời điểm tháng 5 có mối tương quan với hàm lượng muối dinh dưỡng nitrat với hệ số tương quan R 2 = 0.72 (Hình 3.7) Hình 3.5 Hiệu suất quang hợp của TVPD ngoài... hiện điều kiện sinh thái rất phức tạp và đa dạng biến đổi theo không gian hẹp và thời gian ngắn tạo ra sự biến động mạnh mẽ đến trạng thái sinh lý của TVPD dẫn đến các thông số quang hợp Fo, Fm và hiệu suất quang hợp Fv/Fm cũng rất khác biệt giữa các tháng khảo sát Hình 3.8 Tương quan giữa Fo và hàm lượng chl-a (µg/L), tháng 6 3.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng và dinh dưỡng đến hiệu suất quang hợp. .. để đo và tính lại chính xác nồng độ của dung dịch chuẩn gốc chlorophyll-a (Anacystis nidulans, Sigma Aldrich) Sử dụng dung dịch chuẩn gốc pha dãy nồng độ từ 0.11 đến 68 µg/l Tiến hành đo dãy chuẩn trên máy huỳnh quang và lập đường chuẩn với hệ số tuyến tính được xác định, dựa vào phương trình tuyến tính từ đó tính được hàm lượng chlorophyll-a có trong mẫu cần xác định Sử dụng số đo huỳnh quang của . hưởng của điều kiện môi trường đến khả năng quang hợp của thực vật phù du ven bờ tỉnh Khánh Hoà bằng phương pháp đo huỳnh quang được lựa chọn với các mục tiêu cụ thể như sau: - Tìm hiểu ảnh. thực hiện: đánh giá khả năng quang hợp của thực vật phù du trong điều kiện tự nhiên; đánh giá khả năng quang hợp của thực vật phù du trong điều kiện phòng thí nghiệm (điều kiện nhiệt độ, ánh. trọng về điều kiện sinh lý của sinh vật nghiên cứu. Ở đây mô tả phương pháp dùng máy đo huỳnh quang để đánh giá khả năng quang hợp của thực vật phù du. Phương pháp huỳnh quang sử dụng để nghiên