2.4.1.1 Khái niệm
Chất điều hoà sinh trưởng nội bào thực vật gọi là phytohormon. Đây là những sản phẩm bình thường của quá trình sống ở thực vật, điều hòa hoạt động liên quan đến quá trình sinh trưởng, phát triển của cây và đảm bảo mối quan hệ hài hòa giữa các cơ quan của toàn cây. Các phytohormon được biết nhiều nhất là auxin, gibberellin, axit abscissic, cytokinin, ethylen (Bùi Trang Việt, 2000).
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây có mặt cùng lúc nhiều phytohormon, tỉ lệ và hàm lượng rất khác nhau.
Đặc điểm tác động của chất điều hoà sinh trưởng thực vật là với hàm lượng rất ít đã có khả năng gây nên tác động làm thay đổi những đặc trưng về hình thái sinh lý của thực vật và chúng có thể di chuyển được.
Ngày nay, bằng con đường hóa học con người đã tạo ra nhiều hợp chất khác nhau có hoạt tính tương tự các phytohormon để điều khiển quá trình sinh trưởng phát triển cây trồng làm tăng năng suất và phẩm chất nông sản. Các chất tổng hợp nhân tạo ngày càng phong phú và ứng dụng rộng rãi (Vũ Quang Sáng, 2003).
2.4.1.2 Nguyên tắc sử dụng chất điều hòa sinh trưởng
Các chất có hoạt tính sinh học tác động đến sinh trưởng của cây tùy theo nồng độ. Ở các nồng độ khác nhau thì tác dụng của chúng khác nhau và có thể trái ngược nhau.
Phối hợp việc sử dụng các chất có hoạt tính sinh học với việc thỏa mãn những điều kiện xúc tiến các quá trình kích thích mà thực vật cần đến như khí hậu, thời tiết, nhiệt độ, độ ẩm, và nhu cầu về dinh dưỡng.
Cần chú ý trong khi dùng các chế phẩm diệt cỏ là tính độc chọn lọc của chúng đối với cây trồng.
Dựa vào tính đối kháng sinh lý giữa chất kích thích đưa từ ngoài vào và các chất bên trong cơ thể.
(Nguyễn Ngọc Trì, 2007).
2.4.2 Các nhóm chất điều hòa sinh trưởng
Dựa vào hoạt tính sinh lý, người ta chia các chất điều hòa sinh trưởng thành hai nhóm có tác dụng đối kháng về hiệu quả sinh lý. Đó là các chất kích thích sinh trưởng và các chất ức chế sinh trưởng.
• Các chất kích thích sinh trưởng luôn gây hiệu quả kích thích lên quá trình sinh trưởng của cây khi có nồng độ tác động sinh lý. Các chất kích thích sinh trưởng bao gồm ba nhóm là auxin, gibberellin và cytokinin.
• Các chất ức chế sinh trưởng luôn gây ức chế lên quá trình sinh trưởng của cây. Chúng bao gồm axit abscissic, ethylen và các phenol.
(Vũ Quang Sáng, 2003)
2.4.1.1 Auxin
Auxin được tổng hợp trong ngọn thân, trong mô phân sinh (ngọn và lóng), lá non từ tryptophan được tổng hợp từ các lá trưởng thành dưới ánh sáng. Phần lớn auxin tồn tại trong cây ở dạng liên kết, di chuyển hướng gốc và có ưu tiên vận chuyển đến những nơi sinh trưởng tích cực như đỉnh rễ.
Vai trò sinh lí của Auxin
- Ức chế sinh trưởng chồi bên, kích thích ưu thế đỉnh - Kích thích sự ra hoa, hình thành quả
- Kích thích sự giãn tế bào, theo chiều ngang hơn chiều dọc
- Gây quả đơn tính, ngăn ngừa hiện tượng rụng đài, rụng hoa, quả, lá.
Các chất Auxin tổng hợp
Auxin tổng hợp được sử dụng rộng rãi nhất là indole-3-butyric acid (IBA), alpha- napthaleneacetic acid (NAA) và 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D).
2.4.1.2 Gibberellin
Gibberellin được xác định với hơn 100 loại khác nhau được ký hiệu là GA1, GA2...nhưng hoạt tính của GA3 mạnh nhất.
Gibberellin được tổng hợp chủ yếu ở các cơ quan còn non như chồi non, hạt non, lá non, rễ non.
Vai trò sinh lý của gibberellin
- Sự kéo dài tế bào
Gibberellin cản hoạt động của các peroxidase vách tế bào, do đó làm chậm sự hoá cứng của vách, hiện tượng do sự tạo lignin dưới tác dụng của peroxidase. - Sự kéo dài lóng và tăng trưởng lá
Đóng vai trò chủ đạo trong điều tiết thân kéo dài ở cây gỗ và cây bụi trưởng thành.
Kích thích kéo dài lóng , vừa do kéo dài vừa do sự phân chia tế bào thân là đặc tính nổi bật của gibberellin. Gibberellin kích thích mạnh sự phân chia tế bào nhu mô vỏ và biểu bì. Xử lý gibberellin làm tăng năng suất mía cây và đường do sự kích thích kéo dài lóng
Gibberellin liều cao ( hay phối hợp cytokinin ) kích thích mạnh sự tăng trưởng lá (diện tích có thể gấp đôi bình thường như cải củ).
- Với sự nảy mầm của hạt
Gibberellin kích thích tổng hợp amilase và các enzyme thủy phân như protease, photphatase và làm tăng hoạt tính của chúng, xúc tiến phân hủy tinh bột thành đường cũng như polime thành monome. Tạo nguyên liệu cho quá trình nảy mầm.
- Gibberellin với sự ra hoa và phân hóa giới tính
Dùng gibberellin cho cây thường có thể làm cho nó mọc nhanh và ra hoa (giai đoạn thể hoa thị đối với cây hai năm) ngay trong năm đầu của quá trình sinh trưởng, ra hoa đồng loạt, kích thích cây ngày dài ra hoa trong điều kiện ngày ngắn.
Gibberellin kích thích hoa đực, ức chế hoa cái ví dụ ở họ bầu bí - Gibberellin với sự sinh trưởng quả và tạo quả không hạt
Vai trò gần như auxin làm phát triển bầu noãn, tạo quả trinh sản, tăng kích thước quả và tạo quả không hạt.
2.5 Một số nghiên cứu ứng dụng auxin và gibberellin trên cây dâu tây trên thế giới giới
Dâu tây là loại cây nhạy cảm với nhiều yếu tố như quang kỳ, nhiệt độ, dinh dưỡng vì vậy việc chọn lựa giống thích hợp và nghiên cứu chúng ở những điều kiện
sinh thái khác nhau là điều thiết yếu trước khi đưa vào sản xuất. Các kết quả nghiên cứu ứng dụng trên thế giới chỉ mang tính chất tham khảo, không thể tùy tiện áp dụng trong điều kiện Việt Nam.
2.5.1 Ứng dụng auxin
Auxin được chỉ ra là chất điều hòa then chốt trong tiến trình chín của quả dâu tây khi giảm mức độ auxin trong quả được mô tả khi quả dâu tây phát triển một cách hoàn chỉnh. Điều này được củng cố bằng những thí nghiệm tại vị trí xử lý auxin trên quả thì nó làm trì hoãn sự hình thành màu của quả dâu tây (Archbold và Dennis, 1984; Perkins-Veazie, 1995).
Ứng dụng napthaleneacetic acid (NAA) và Napthaleneoxiacetic acid (NOA) để thay thế IAA trong trái mà đã loại hết quả bế (Mudge và cộng sự, 1981), và trong trái thụ phấn kém (Lopez-Galarza và cộng sự, 1990), làm giảm phần trăm trái khuyết tật. Ứng dụng auxin có thể quan trọng trong sự gia tăng năng suất thương mại ở điều kiện nhiệt độ mùa đông (Castro và cộng sự, 1976), trong điều kiện không thoáng khí, hoặc thiếu côn trùng thụ phấn, mà đó là những nhân tố ngăn cản sinh tổng hợp auxin và làm giảm phát triển trái (Hancock, 1998).
2.5.2 Ứng dụng gibberelin
Gibberellins (GA) là một chất điều hòa sinh trưởng đã được nghiên cứu với các ảnh hưởng trên đối tượng cây dâu tây và có liên quan tới sự kiểm soát sự sinh trưởng của cây dâu tây (Thompson và Guttridge, 1959; Guttridge, 1985). Hầu hết các nghiên cứu tác dụng của GA dựa trên cảm ứng của cây trồng khi xử lý các chất điều hòa sinh trưởng ngoại sinh.
Một số phản ứng có lợi liên quan đến GA trong sản xuất như rút ngắn thời gian thu hoạch tính từ lúc bắt đầu trồng cho tới lúc thu hoạch đợt trái đầu tiên, làm gia tăng năng suất đợt trái đầu tiên, năng suất tổng cộng, và kéo dài chu kỳ thu hoạch. (Singh và cộng sự, 1960). Choma và Himelrick (1984) đã mô tả ứng dụng GA đối với những giống dâu tây ngày ngắn, ngày trung, ngày dài làm gia tăng khối lượng và số lượng trái sau khi xử lý, mặc dù vậy việc ứng dụng GA với nồng độ quá cao cũng cho những kết quả đối nghịch (Dennis và Bennett, 1969; Weidman và Stang, 1983)
Một số giống dâu ngày ngắn tạo ra số lượng hoa tối ưu khi chúng tiếp tục được chiếu sáng và xử lý GA (Tafazoli và Vince-Prue, 1978). Lượng trái ban đầu thu được sau khi phun GA cũng góp phần trong sự gia tăng tốc độ chín của quả dâu tây. Vì vậy, trong một giới hạn nào đó của nồng độ GA được sử dụng thì nồng độ GA cao hơn sẽ cho thu hoạch sớm hơn (Turner, 1963)
Một số nhà vườn trồng dâu từ những nước như Argentina, Italy, và Nhật đã sử dụng GA để quản lý việc kiểm soát sản lượng trái thu hoạch ban đầu (Rossatti, 1991; Oda, 1991)
Chương 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài được tiến hành tại Thôn Bắc Hội, Xã Hiệp Thạnh, Huyện Đức Trọng, Tỉnh Lâm Đồng.
Thời gian thí nghiệm từ 1/3 đến 30/6 năm 2009
Điều kiện thí nghiệm
- Nhà kính diện tích 500m2, cao 4m, xung quanh được che bằng tấm lưới chắn côn trùng.
- Diện tích bố trí thí nghiệm 100m2
- Nhiệt độ trong nhà kính trung bình hằng ngày • Nhiệt độ trung bình ngày 350±20C • Nhiệt độ trung bình ban đêm 260±20C
- Điều kiện ánh sáng không đồng đều trong khoảng thời gian thí nghiệm
- Hệ thống thủy canh kiểu mao dẫn, sử dụng cơ chất xơ dừa, khung treo cách mặt đất 1m, khung cách khung 0,5m. Vật liệu lắp ráp khung là xốp dày 0,03m, khung cao 0,15m, rộng 0,2m, dài 6m.
- Giống dâu tây New Zealand 10 tuần tuổi cung cấp từ phòng mô Thu Thủy
Hóa chất được sử dụng trong thí nghiệm
Ca(NO3).4H2O (Ấn Độ), KNO3(Israel), NH4NO3(TQ), MgSO4. 7H2O (TQ), KH2PO4 (TQ), CoCl2.2H2O (TQ), CuSO4. 5H2O (TQ), ZnSO4. 7H2O (TQ), Na2MoO4. 2H2O (TQ), Fe-EDTA (Pháp), MnSO4 (TQ), H3BO3 (TQ).
Chất kích thích sinh trưởng NAA và GA3 Các dụng cụ dùng trong thí nghiệm
Thước kẻ, cân, ống đong, bình phun, nhiệt kế
3.2 Phương pháp 3.2.1 Bố trí thí nghiệm 3.2.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên đơn yếu tố gồm 7 nghiệm thức, tiến hành 3 lần lặp lại. Tổng số cây thí nghiệm là 252 cây. 12 cây mỗi ô nghiệm thức, cây trồng cách cây 0,2m. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 7 1 3 1 2 5 4 3 2 1 7 6 7 5 4 6 2 3 5 4 6
3.2.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm.
- 7 nghiệm thức tương ứng với những nồng độ và hóa chất như sau
NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 NT7 Đối chứng NAA 10ppm NAA 20ppm NAA 30ppm GA3 10ppm GA3 20ppm GA3 30ppm - Nồng độ các hóa chất được pha chế từ nguồn hóa chất nguyên chất. - Xử lý NAA và GA3 2 lần, thời gian giãn cách là 30 ngày
- Bắt đầu xử lý khi cây được 45 ngày sau trồng
- Các điều kiện về EC, pH được điều chỉnh trước khi tiến hành thí nghiệm. Giá trị EC là 1,8, pH là 6
- Dinh dưỡng được cung cấp hằng ngày, trung bình 5l/m2/ngày.
3.2.3 Các chỉ tiêu theo dõi.
• Lá
- Diện tích lá - Dài cuống lá • Thân
- Đường kính thân - Chiều cao cây
• Ngó
- Số ngó
- Chiều dài ngó
• Hoa
- Số lượng hoa chùm - Số hoa trên cây - Chiều dài cuống hoa
• Quả
- Số quả
- Số quả dị dạng, tỉ lệ quả dị dạng - Tỉ lệ đậu quả
- Kích thước, trọng lượng quả - Tỉ lệ quả thương mại
• Năng suất
- Năng suất thương mại - Năng suất tổng cộng
3.2.4 Giải thích cách lấy chỉ tiêu.
Chọn những cây đồng đều về các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển, lấy mỗi ô nghiệm thức 5 cây theo dõi.
Số liệu thu thập sau ngày xử lý 2 tuần. Lần theo dõi thứ 2 sau lần thứ nhất 30 ngày. Lần 1: Ngày 13/5/2009
Lần 2: Ngày 13/6/2009
Lá
- Kích thước lá sau mỗi đợt thí nghiệm, lấy 10 lá trưởng thành của 5 cây ở mỗi nghiệm thức để xác định diện tích lá. Xác định bằng phương pháp vẽ lá trên giấy kẻ ô, bằng phương pháp đếm, diện tích mỗi ô là 1cm2.
- Đo chiều dài cuống lá bằng cách dùng dây đo tính từ gốc lá đến vị trí lá chét đầu tiên.
Thân
- Đo đường kính thân bằng cách chọn 1 thân trung tâm của cây theo dõi, dùng thước để đo.
- Chiều cao cây được đo bằng cách vuốt toàn bộ lá lên, lấy dây đo đặt từ gốc thân đến điểm cao nhất của cây.
Ngó
- Đếm và ghi nhận số ngó phát sinh ở các cây theo dõi - Chiều dài ngó được đo như sau
Chọn 3 ngó đại diện nhất cho từng cây theo dõi, dùng dây đo từ điểm phát sinh ngó đến chùm lá đầu tiên.
Hoa
- Số hoa hình thành được đếm và ghi chép trên từng cây thí nghiệm.
- Chiều dài cuống hoa được đo từ gốc chùm hoa đến vị trí hoa đầu tiên của chùm hoa.
Quả
- Tính số quả dâu đậu trung bình trên mỗi cây bằng cách đếm
- Tỉ lệ đậu quả tính bằng tỷ lệ số quả/số hoa/cây ở mỗi nghiệm thức theo dõi - Quả dị dạng đếm và tính tỉ lệ trung bình ở mỗi nghiệm thức.
- Đo kích thước trái gồm chiều dài và chiều rộng, chiều dài từ cuống trái đến chóp trái, chiều rộng đo ở phần lớn nhất của trái.
- Trái chín khoảng 80% thì thu hoạch, chọn lựa những trái có trọng lượng trên 13g và không bị biến dạng và sâu bệnh. Ở mỗi nghiệm thức thì tổng số trái được thu hoạch sẽ được cân và đánh giá mức độ thương phẩm.
Xác định năng suất
- Năng suất thương mại được tính bằng cách chọn lựa những trái đạt tiêu chuẩn thương mại trung bình trên mỗi cây theo dõi đem cân.
Là năng suất của trái đủ tiêu chuẩn thương mại trên cây. Trái thương mại là những trái có trọng lượng lớn hơn 13g, không bị dị dạng và tổn thương.
- Năng suất tổng cộng được tính bằng tổng trọng lượng tất cả các trái thu được trên cây
3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu thu thập được xử lý bằng phần mềm MSTATC (trắc nghiệm ANOVA- 1) và Microsof Excel
Chương 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Ảnh hưởng của NAA và GA3 lên chiều cao cây và đường kính thân dâu tây sau 2 đợt thí nghiệm. sau 2 đợt thí nghiệm.
Chiều cao cây và đường kính thân là hai chỉ tiêu sinh trưởng quan trọng khi đánh giá mức độ sinh trưởng. Hai yếu tố này thể hiện khả năng sinh trưởng của cây trồng. Tác động các yếu tố ngoại sinh làm cho cây có mức độ sinh trưởng tối ưu sẽ là điều kiện để có thể đạt năng suất cao.
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của NAA và GA3 lên chiều cao cây và đường kính thân dâu tây
sau 2 đợt thí nghiệm. NT CCC (13/5) (cm) CCC (13/6) (cm) ĐKT (13/5) (mm) ĐKT (13/6) (mm) NT1(Đ/C) 19,5b 21,29d 12,88c 13,31c NT2 20,61b 22,2cd 14,75ab 15,4a NT3 19,61b 22,56cd 14,86ab 15,32ab NT4 20,17b 22,76cd 15,21a 15,8a NT5 24,39a 25,57bc 12,89c 13,39c NT6 24,67a 26,78ab 13,26bc 13,67c NT7 26,94a 29,54a 13,43bc 13,86bc CV% 6,82 5,1 5,21 4,33
Ghi chú: Những kí tự theo sau giống nhau thì không có sự khác biệt xét về phương diện thống kê
Theo bảng 4.1, hai đợt xử lý cho kết quả về xu hướng tăng trưởng chiều cao cây và đường kính thân tương tự nhau. Sự kéo dài thân có thể quan sát rất rõ ở các nghiệm thức phun GA3 so với các nghiệm thức khác.
Ở lần xử lý thứ nhất, xét về chỉ tiêu chiều cao cây các nghiệm thức phun gibberellin cây đạt cao nhất, khác biệt rất có ý nghĩa về mặt thống kê với các nghiệm thức đối chứng và các nghiệm thức phun NAA. Các nghiệm thức phun NAA cho thấy sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức đối chứng. Giữa các nồng độ xử lý của cùng 1 hóa chất không cho thấy sự khác biệt về mặt thống kê học.
Sự tăng trưởng chiều cao cây bằng cảm quan cho thấy rất rõ ràng giữa các chất sử dụng trong thí nghiệm. Những nghiệm thức phun gibberellin cây mọc vống lên và màu sắc thân, lá có vàng hơn so với đối chứng và các nghiệm thức phun NAA. Tuy nhiên việc gia tăng chiều cao cây quá mức sẽ không có lợi cho việc sản xuất thủy canh vì khi đó lá cây sẽ ngã xuống, gây khó chăm sóc, theo dõi và thu quả.
Theo bảng 4.1 ở lần xử lý lặp lại, giữa các nồng độ NAA xử lý và đối chứng