CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Cơ sở khoa học của việc sử dụng chất điều hòa sinh trưởng 1. Sự cân bằng hoocmon trong cây Ở thực vật bất cứ mọi hoạt động sinh trưởng và phát triển nào, đặc biệt là các quá trình hình thành cơ quan (rễ, thân, lá, hoa, quả.) cũng như sự chuyển qua các giai đoạn sinh trưởng của cây đều được điều chỉnh đồng thời bởi nhiều loại hoocmon trong chúng.
Chính vì vậy mà sự cân bằng giữa các hoocmon có một ý nghĩa quyết định. Nhìn chung có thể phân thành hai loại cân bằng là sự cân bằng chung và sự cân bằng riêng giữa các hoocmon. + Sự cân bằng chung Sự cân bằng chung được thiết lập dựa trên cơ sở hai nhóm phytohoocmon có hoạt tính sinh lý trái ngược nhau: nhóm chất kích thích sinh trưởng (KTST) và nhóm ức chế sinh trưởng. Sự cân bằng này xác định trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của cây Trong quá trình phát triển cá thể từ khi cây sinh ra cho đến khi cây chết thì sự cân bằng trong chúng diễn ra theo quy luật ảnh hưởng các kích thích giảm dần và ảnh hưởng các ức chế tăng dần + Sự cân bằng riêng Trong cây có vô số các quá trình phát sinh hình thái và hình thành cơ quan khác nhau như rễ, thân, lá, hoa, quả, sự nảy mầm, sự chín… đều được điều chỉnh bởi sự cân bằng của hai hay một vài hoocmon đặc hiệu.
- Tái sinh rễ hoặc chồi được điều chỉnh bằng tỷ lệ giữa Auxin và Xytokinin trong mô. Nếu tỷ lệ này nghiêng về Auxin thì rễ được hình thành nhanh hơn và ngược lại. - Hiện tượng ưu thế ngọn cũng được điều chỉnh bằng tỷ lệ Auxin/Xytokinin. Auxin làm tăng ưu thế ngọn còn Xytokinin lại làm giảm ưu thế ngọn… e 4 Tại bất cứ một thời điểm nào trong các quá trình đó cũng đều xác định được một sự cân bằng đặc hiệu giữa các hoocmon đó.
Con người có thể điều chỉnh các quan hệ cân bằng đó theo hướng có lợi cho con người (Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch, 1994)[15]. Tác dụng của các chất điều tiết sinh trưởng đối với cây trồng Chất điều tiết sinh trưởng thực vật (còn gọi là các hoocmon sinh trưởng) là những chất được sinh ra trong cây để điều khiển các quá trình sinh trưởng phát triển của cây. Trong suốt đời sống, cây phải trải qua nhiều giai đoạn phát triển như nảy mầm, lớn lên, ra hoa, kết quả. Các chất điều tiết sinh trưởng giúp cây tiến hành các giai đoạn này một cách cân đối hài hòa theo đặc tính và quy luật phát triển của cây với liều lượng rất thấp.
Mỗi giai đoạn được điều khiển bởi một nhóm chất nhất định. Ở thời kỳ sinh trưởng lớn lên có nhóm chất kích thích sinh trưởng. Tới mức độ nhất định cây tạm ngừng sinh trưởng để chuyển sang thời kỳ phát triển ra hoa, kết quả thì có nhóm chất ức chế sinh trưởng được hình thành. Nhóm chất kích thích sinh trưởng có các chất Auxin, Gibberellin (GA) và Cytokinin.
Nhóm chất ức chế sinh trưởng có acid Absicic, Ethylen và các hợp chất Phenol. Ngày nay, các chất điều tiết sinh trưởng thực vật tổng hợp được ứng dụng trong nông nghiệp ngày càng phổ biến với rất nhiều mục đích. Có thể nêu lên một số mục đích chính thường được ứng dụng như sau: - Kích thích hạt giống nẩy mầm nhanh và đều thường dùng các chất Auxin và GA. - Kích thích ra rễ cho cành chiết, cành giâm: chất có hiệu quả cao là Auxin.
- Kích thích nhanh sự sinh trưởng của cây: có thể dùng Auxin, GA hoặc Cytokinin. - Kích thích ra hoa: tùy theo loại cây, có thể dùng nhiều chất như Auxin, GA hoặc Etylen, Paclobutrazol. Với mỗi loại cây và mỗi loại chất có cách dùng cụ thể riêng. Có thể nói các chất điều tiết sinh trưởng thực vật có tác dụng thật kỳ diệu, điều khiển được cây trồng sinh trưởng phát triển theo ý muốn của con người.
Tuy vậy, các chất này thường biểu hiện tác dụng ở những liều lượng rất thấp và hiệu quả e 5 có thể thay đổi tùy theo tình hình sinh trưởng cây. Vì vậy, khi áp dụng cần thực hiện đúng theo hướng dẫn. Cẩn thận hơn, nếu áp dụng lần đầu nên làm trên diện hẹp, sau khi có kết quả và kinh nghiệm mới áp dụng trên diện rộng (ngoctung. Nguyên tắc sử dụng các chất điều tiết sinh trưởng + Nồng độ của các chất điều tiết sinh trưởng: Thông thường, ở nhiệt độ thấp chúng có tác dụng như kích thích xúc tiến nảy mầm, tăng chiều cao, kích thích nảy mầm, tăng khối lượng… Ở nồng độ cao (hàng ngàn ppm) chúng ức chế sinh trưởng ngọn hay toàn cây, gây rụng lá, xúc tiến ra hoa… + Chất điều tiết sinh trưởng thực vật không phải là chất dinh dưỡng nên không thể thay thế cho phân bón.
Vì vậy muốn đạt hiệu quả cao khi sử dụng chất điều tiết sinh trưởng phải phối hợp với phân bón, đặc biệt các trường hợp muốn làm tăng chiều cao và sinh khối của hoa + Mặc dù việc sử dụng chất điều tiết sinh trưởng, thực vật với nghề trồng hoa có nhiều lợi nhuận nhưng ảnh hưởng tiêu cực của chúng đối với đất đai, nước và sức khỏe con người không phải là không có, nhất là khi sử dụng nhiều và thường xuyên các chất điều tiết sinh trưởng. Do đó phải sử dụng đúng nồng độ, thời điểm và phương pháp (Nguyễn Xuân Linh, 2002) [12]. Cơ sở khoa học của việc sử dụng chất kích thích sinh trưởng trong sản xuất hoa 1. Tình hình nghiên cứu về chất kích thích sinh trưởng trong sản xuất hoa Các chất điều tiết sinh trưởng có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh quá trình sinh trưởng, phát triển và các hoạt động sinh lý của cây trồng.
Căn cứ vào hoạt tính sinh lý của các chất điều tiết sinh trưởng, các nhà khoa học đã phân thành 2 nhóm chất là các chất kích thích sinh trưởng và các chất ức chế sinh trưởng. Các chất kích thích sinh trưởng như GA3, IAA, IBA… có tác dụng kéo dài chiều cao cây, kéo dài chiều dài cành hoa, tăng số cành nhánh, tăng kích thước hoa. Các chất ức chế sinh trưởng như CCC, B9, MH … có tác dụng giảm chiều cao cây nhưng làm tăng đường kính thân. Vì vậy, chất điều tiết sinh trưởng thực vật ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp nói chung và trong sản xuất hoa nói riêng.
e 6 Khi nghiên cứu tác dụng của axit gibberellic (GA3) và malein hydrazyt (MH) sau khi trồng 30 và 60 ngày đến sự phát triển hoa và năng suất của hoa cúc được trồng trong điều kiện nhà lưới, (S.Dalal và cs, 2009)[29] đã cho thấy GA3 ở nồng độ 200 ppm làm tăng chiều cao cây tối đa, thúc đẩy nhanh sự ra hoa, tăng đường kính của hoa, chiều dài của cuống hoa và năng suất giống hoa cúc thí nghiệm. Phun MH ở nồng độ 750 ppm làm tăng số nhánh trên cây và đường kính bông hoa. Ksenija Karlovie và cs (2004)[28], đã nghiên cứu các nồng độ khác nhau của daminozide (B9) và chlormequat (CCC) là những chất ức chế sinh trưởng đến sự sinh trưởng của cây hoa cúc “Revert”. Kết quả cho thấy daminozide 2.000 ppm có tác dụng làm giảm chiều cao cây hoa tốt nhất, số lượng chồi hoa cũng giảm đi và hiệu quả cao hơn so với việc sử dụng chất chlormequat.
Prohexadione calcium (Pro - Ca) là chất có tác dụng ức chế quá trình sinh tổng hợp gibberallin làm giảm chiều dài tế bào của đốt thân, chiều cao cây, chậm quá trình sinh trưởng của cây và được sử dụng cho cây trồng chậu, trồng thảm… Yoon Ha Kim và cs (2010)[30] đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của prohexadione calcium (Pro - Ca) và daminozide (B9) đến sự sinh trưởng, phát triển của giống cúc (MorifoliumR. cv Monalisa White) 3 tuần tuổi, phun 3 lần (mỗi lần cách nhau 7 ngày). Kết quả cho thấy ở nồng độ 400 ppm Pro - Ca làm giảm nhiều chiều cao cây 30,7%, tăng đường kính thân cây, khối lượng cây và số lượng hoa không bị ảnh hưởng. Hiệu quả sử dụng của Pro - Ca cao hơn B9 và ít độc hại hơn với sức khỏe con người.
Trong những năm gần đây, chất điều tiết sinh trưởng và phân bón lá ngày càng được nhiều nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu để tăng năng suất, chất lượng cây trồng. Việc sử dụng các loại chế phẩm và chất kích thích sinh trưởng như Spray - N Grow 1%, atonik 0,5%, GA3 50ppm đều có tác dụng rõ rệt tới sự sinh trưởng của cây trồng. Trong đó GA3 có tác động mạnh ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng làm tăng chiều dài cây và rút ngắn thời gian nở hoa còn Spray - N - Grow và atonik tác động mạnh ở giai đoạn sinh trưởng sinh dục nâng cao tỷ lệ nở hoa và kéo dài độ bền hoa cắt và 2 loại thuốc Spray - N - Grow 1% và GA3 100ppm cũng có ảnh hưởng e 7 tốt đến sinh trưởng phát triển của cúc CN93 trong vụ Đông làm tăng tỷ lệ nở hoa đặc biệt là chiều cao cây mang lại hiệu quả kinh tế cao (Đặng Văn Đông , 2000)[6]. Trong những năm gần đây, chất điều tiết sinh trưởng và phân bón lá ngày càng được nhiều nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu để tăng năng suất, chất lượng cây trồng.
Một số ứng dụng của chất điều tiết sinh trưởng trong sản xuất hoa - Xúc tiến sự nảy mầm của củ giống và hạt giống: sự ngủ nghỉ của hạt và củ giống được quyết định bởi cân bằng ABA/GA3. Do đó có thể thay đổi cân bằng này có lợi cho sự nảy mầm bằng cách giảm ABA hoặc tăng GA3. Với nhiều hạt giống và củ giống hoa - cây cảnh thì việc xử lý GA3 2-5ppm có tác dụng xúc tiến nảy mầm tốt (cẩm chướng, violet, tô liên, lay ơn… ) - Điều khiển sự ra hoa: sự ra hoa của cây trồng nói chung và cây hoa nói riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ, tương quan sinh trưởng, phát triển, hàm lượng các chất điều tiết sinh trưởng… xét cho cùng thì các ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh như: Ánh sáng, độ ẩm và nhiệt độ không khí đều ảnh hưởng đến các vật chất xúc tiến ra hoa của cây. Trong đó các phytohoocmon đóng vai trò rất quan trọng.
GA3 và chất đối kháng với GA3 là CCC được sử dụng rộng rãi để xúc tiến sự ra hoa. Cây cúc ra hoa vụ Hè nhưng cũng có thể ra hoa trong vụ Đông khi được xử lý GA3 20-30ppm.