CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu 1. Cơ sở khoa học của nhân giống cây con từ hạt Sự nảy mầm là quá trình mà qua đó một cây phát triển từ hạt giống. Ví dụ thường thấy nhất của sự nảy mầm là một mầm của cây con nhú ra từ hạt giống của cây hạt kín hay hạt trần.
Hạt giống của cây có mạch là một gói nhỏ được tạo thành bên trong quả hay quả hình nón sau khi tế bào mầm phôi đực và cái đã kết hợp. Tất cả những hạt giống đã phát triển hoàn toàn đều có chứa một phôi, và hầu hết ở các chủng loài cây thì đều kèm thêm nguồn dinh dưỡng dự trữ, tất cả đều được bao trong một lớp áo hạt. Vài loài cây sinh ra một lượng hạt giống mà không có phôi, chúng được gọi là hạt lép và không bao giờ nảy mầm. Những hạt giống tiềm sinh là hạt đã chín nhưng lại không nảy mầm bởi vì chúng phụ thuộc vào các điều kiện môi trường bên ngoài mà ngăn cản sự khởi đầu quá trình chuyển hóa và phát triển tế bào.
Ở những điều kiện thích hợp, hạt giống bắt đầu nảy mầm và mô phôi phát triển, trở thành một cây con (Lương Thị Anh và Cs, 2007) [1]. Quá trình nảy mầm của hạt giống chia làm ba giai đoạn gối nhau: + Giai đoạn vật lý: Hạt hút nước và trương lên làm cho vỏ hạt nứt ra, dấu hiệu đầu tiên của nảy mầm (tất cả các hạt lép, hạt chết đều hút nước). + Giai đoạn sinh hóa: Dưới tác dụng của nhiệt và ẩm hoạt tính men, hô hấp và đồng hóa tăng lên, các chất dự trữ được sử dụng và vận chuyển đến vùng sinh trưởng. + Giai đoạn sinh lý: Sự phân chia và lớn lên của các tế bào làm cho rễ mầm và chồi mầm đâm ra ngoài thành cây mầm (Lương Thị Anh và Cs, 2007) [1].
Trong công tác gieo ươm việc xử lý hạt giống là một khâu quan trọng, tùy thuộc vào đặc điểm sinh lý và cấu tạo của vỏ hạt mà mỗi loại hạt giống LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 khác nhau thì việc xử lý hạt khác nhau. Xử lý hạt giống là tác động đồng loạt lên lượng hạt giống cần gieo nhằm diệt mầm mống sâu bệnh có trong lô hạt, giảm thiệt hại trong quá trình gieo ươm. Có rất nhiều phương pháp xử lý như dùng nhiệt độ, hóa học, cơ giới và bằng tia phóng xạ… Nhưng thông dụng nhất vẫn là phương pháp dùng nhiệt độ. Phương pháp này đơn giản mà mang lại hiệu quả cao.
Các loại hạt khác nhau thì phương pháp xử lý kích thích khác nhau căn cứ vào độ dày của vỏ hạt, tinh dầu có trong hạt để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhân giống cây con từ hạt Quá trình nảy mầm của hạt giống chịu tác động bởi các nhân tố là phẩm chất hạt giống, điều kiện môi trường và các hoạt động sinh lý trong hạt. Trong đó nhóm nhân tố điều kiện môi trường (nước, nhiệt độ, ánh sáng.) có ảnh hưởng không nhỏ đến tỷ lệ nảy mầm của hạt giống bởi vậy cần tạo điều kiện thuận lợi, thích hợp nhất để đạt được tỷ lệ nảy mầm cao nhất (Vũ Thị Lan, 2007) [12]. Phẩm chất hạt là nhân tố quan trọng quyết định đến tỷ lệ nảy mầm của hạt, hạt giống tốt là hạt giống có phẩm chất di truyền và phẩm chất gieo ươm tốt mà trong đó phẩm chất di truyền là cơ bản quyết định đến sự phát triển của cá thể thực vật sau này, phẩm chất gieo ươm tốt sẽ cho sản lượng và chất lượng cây con cao.
Phẩm chất hạt giống bao gồm các yếu tố sau: Độ thuần (độ sạch), trọng lượng hạt, tỉ trọng hạt, tỷ lệ nảy mầm và thời gian nảy mẩm bình quân, giá trị thực dụng của lô hạt. Để đánh giá phẩm chất hạt giống thì phải kiểm tra một số chỉ tiêu về nhiệt độ, lượng nước, thành phần dinh dưỡng và lượng hoocmôn trong hạt (Nguyễn Thị Hà Linh, 2009) [14]. Nhóm nhân tố thứ hai ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mầm của hạt giống đó chính là nhóm các điều kiện môi trường, trong đó yếu tố kể đến đầu tiên là nước. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Nước là nhân tố cơ bản cho sự nảy mầm, hạt muốn nảy mầm phải trải qua quá trình hút nước.
Các loại hạt khô trong không khí có độ ẩm từ 10-14% thì hạt ngủ nghỉ. Khi hạt hút nước đạt 50-70% thì hạt bắt đầu phát động sinh trưởng và nảy mầm, trong quá trình xử lý hạt giống ngâm hạt vào nước là biện pháp đầu tiên trong kỹ thuật ngâm ủ hạt giống (Trương Thị Cẩm Nhung, 2010) [18]. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ chuyển hóa và phát triển tế bào. Hạt giống của các loài cây khác nhau và kể cả từ cùng một cây sẽ nảy mầm ở nhiều nhiệt độ khác nhau.
Nhiệt độ tốt nhất cho sự nảy mầm của đa số các loài thực vật là từ 25-280C. Hầu hết các loại rau quả hàng năm thường gặp đều có nhiệt độ nảy mầm tối ưu là từ 24 - 320C, cũng có nhiều loài có khả năng nảy mầm ở nhiệt độ thấp hơn từ 4-50C. Nhiệt độ cận tối ưu dẫn đến tỷ lệ này mầm thấp hơn và khoảng thời gian nảy mầm dài hơn. Độ ẩm: Đóng vai trò giữ cho hạt giống và chồi cây không bị khô héo và cung cấp nước cho hom quang hợp trong quá trình ra rễ.
Khi độ ẩm tăng cường độ hô hấp sẽ tăng lân mạnh nhất tạo điều kiện cho hạt nảy mầm nhanh hơn. Trong giai đoạn vườn ươm cần đặc biệt chú ý đến yếu tố độ ẩm, cần chủ động chế độ tưới hợp lý để duy trì độ ẩm thích hợp để cây sinh trưởng. Nếu độ ẩm thấp sẽ làm khô héo chồi cây, nếu quá cao sẽ làm cho hạt giống, chồi hay rễ cây con bị thối rữa. Nên sử dụng hệ thống phun sương mù để duy trì độ ẩm hợp lý trong vườn ươm (Nguyễn Thị Hà Linh, 2009) [14].
Ánh sáng: ánh sáng là yếu tố không thể thiếu được khi gieo hạt, ánh sáng tán xạ khoảng 40 - 50%, có những loài từ 50% - 70% của ánh sáng toàn phần sẽ thích hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của hạt giống khi nảy mầm. Các loài cây khác nhau yêu cầu ánh sáng khác nhau, những cây ưa sáng yêu cầu ánh sáng cao hơn những loài cây chịu bóng [1]. Cùng với các yếu tố trên không khí cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình này mầm của hạt giống, đặc biệt là ôxy cần thiết cho sự nảy mầm, ôxy được LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 sử dụng trong hô hấp hiếu khí là nguồn năng lượng chính của cây con cho đến khi nó mọc lá. Sau khi thu hoạch độ ẩm của hạt giống chưa hoàn toàn ổn định và hoạt động của các hệ enzyme chưa chấm dứt hoàn toàn.
Trong những điều kiện nhất định dưới tác dụng của nhiều lại enzyme, hạt tiếp tục hoàn thiện chất lượng của mình, đây được coi là một quá trình có lợi. Trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nhất định, đủ ôxy và nhiệt lượng tối thiểu các enzyme hoạt động mạnh sẽ dẫn đến sự phân ly các chất dự trữ từ phức tạp hơn thành đơn giản hơn dễ hòa tan để nuôi phôi thúc đẩy quá trình nảy mầm (Nguyễn Thị Hà Linh, 2009) [14]. Sự nảy mầm của hạt giống là một quá trình sinh lý phức tạp chịu sự tác động tổng hợp của rất nhiều yếu tố. Các yếu tố bên ngoài không tác động riêng rẽ mà chúng tác động tổng hợp hài hòa lên sự nảy mầm của hạt giống.
Tùy từng loại hạt khác nhau mà chịu ảnh hưởng của yếu tố ngoại cảnh khác nhau, hay cùng một loại hạt nhưng ở các điều kiện địa lý, sinh thái khác nhau thì quá trình nảy mầm của hạt giống cũng diễn ra khác nhau. Nhận thức được vai trò của yếu tố ngoại cảnh mà con người có thể xử lý tạo điều kiện thuận lợi nhất cho hạt giống nảy mầm với tỷ lệ cao nhất để từ đó nâng cao chất lượng và sản lượng cây trồng. Bên cạnh đó chăm sóc cây con trong vườn ươm đóng vai trò quan trọng giúp cây sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao. Cây con được tạo ra từ vườn ươm phải được đảm bảo cây giống được lựa chọn có phẩm chất phù hợp với điều kiện tự nhiên, khí hậu đất đai để giảm sự cạnh tranh của các loài cây khác với chúng.
Việc chăm sóc cho cây con sẽ đảm bảo cho việc phát triển của cây trong tương lai. Trong vườn ươm hầu hết phân bón được trộn với đất trong hỗn hợp ruột bầu, tùy theo tính chất đất, đặc tính sinh thái học của cây con mà tỷ lệ pha trộn hỗn hợp ruột bầu cho phù hợp. Đặc biệt các loại phân bón rất cần thiết với cây con, chúng có vai trò quan trọng giúp cho cây con sinh trưởng và phát triển nhanh cho năng suất cao (Hà Thị Mừng, 1997) [16]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Vai trò của một số nhân tố sinh thái đối với cây con trong giai đoạn vườn ươm Chăm sóc cây con trong vườn ươm đóng vai trò quan trọng giúp cây sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao. Cây con được tạo ra từ vườn ươm phải được đảm bảo cây giống được lựa chọn có phẩm chất phù hợp với điều kiện tự nhiên, khí hậu đất đai để giảm sự cạnh tranh của các loài cây khác với chúng. Việc chăm sóc cho cây con sẽ đảm bảo cho việc phát triển của cây trong tương lai. Trong vườn ươm hầu hết phân bón được trộn với đất trong hỗn hợp ruột bầu, tùy theo tính chất đất, đặc tính sinh thái học của cây con mà tỷ lệ pha trộn hỗn hợp ruột bầu cho phù hợp.
Hỗn hợp ruột bầu tốt phải đảm bảo những điều kiện lý tính và hóa tính giúp cây sinh trưởng khỏe mạnh và nhanh. Một hỗn hợp ruột bầu nhẹ, thoáng khí, khả năng giữ nước cao nhưng nghèo chất khoáng cũng không giúp cây phát triển tốt ((Nguyễn Tuấn Bình, 2002) [2], (Nguyễn Văn Sở, 2003) [20]. Ngược lại, một hỗn hợp ruột bầu chứa nhiều chất khoáng, nhưng cấu trúc đất nặng, khó thấm nước và thoát nước cũng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và chất lượng cây con. Thành phần hỗn hợp ruột bầu bao gồm đất, phân bón (hữu cơ, vô cơ) và chất phụ gia để đảm bảo điều kiện lý hóa tính của ruột bầu.
Đất được chọn làm ruột bầu.