1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.7. Cơ sở khoa học của việc sử dụng chất kích thích mủ cho cây cao su
Abraham và cộng sự (1968) [74] đã thực hiện nghiên cứu trên 89 hợp chất để tìm ra chất có khả năng kích thích mủ cao su hữu hiệu nhất và họ đã nhận thấy chỉ có 2,4-C- 5 FPA là hiệu quả hơn 2,4,5-T. Trước đó vài năm, etylen oxít, một loại khí có tác dụng tiệt trùng đã có hiệu quả rất hữu hiệu nhưng theo sau đó làm tăng sự hủy hoại nhanh của mô ống mủ và mô chứa mủ hoàn toàn bị khô. Clorofom và ête, một hợp chất chống hô hấp, mang những nhóm như muối phenylmercuric, phân tử như là hydro, nivaquin, molipdat amôn và những chất diệt khuẩn như tyfomicin đã được nhét vào thân, kết quả đưa đến sản lượng không ổn định. Nhóm nghiên cứu đã tiếp tục thử nghiệm khí axetylen, picloram, moryphactins, và một phân tử mới đã được giới thiệu bởi AMCHEM: 2-Chloroethyl phosphonic acid (“CEPA”, Ethrel” và “Ethephon”) chất này khi phân hủy tạo ra khí etylen đã kích thích ra hoa ở cây nho [74].
Sau đó Auzac J. và Ribaillier D. (1969) [76]) đã xác định axetylen, etylen, CEPA và B-hydroxyl hydrazine, một chất mang phân tử etylen khác có hiệu quả kích thích hữu hiệu đối với sản lượng và ít nhất tương đương với những hợp chất auxin truyền thống.
Từ những thí nghiệm khác nhau đã được tiến hành, những chất kích thích đều tác động sản sinh ra etylen nội sinh trong tế bào. Điều đó khẳng định những sự quan sát trước của Abraham xác định ảnh hưởng của nhiều loại chấn thương (cơ học, hoá học và hooc môn) về sản lượng mủ bởi hooc môn tự nhiên mà trong đó bao gồm etylen là đúng đắn.
Sau những nghiên cứu mở rộng về ảnh hưởng của Ethrel, axetylen và picloram so sánh với 2,4,5-T cả về phương pháp và vị trí áp dụng. Một sự kết luận được chú ý là không giống như 2,4,5-T, Ethrel tỏ ra không gây hại đến vỏ tái sinh. Tuy nhiên, với nồng độ cao như là 6,7%; 10% và 13% trong dầu hạt cho đáp ứng tốt nhất và nồng độ thấp hơn không thích được sử dụng. Vì lẽ đó, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để trắc nghiệm những phân tử khác mà giá thấp hơn Ethrel. Dưới tác động của những chất kích thích khác nhau, kết quả đáng nghi nhận nhất đã thu được với 2-Chloroethyl trialkoxisilanes và “Ethad”, mà khí etylen đã hấp thu bằng việc sử dụng ống phân tử và hỗn hợp với vazơlin.
Cuối thập niên 60 bắt đầu xuất hiện trên thị trường chất kích thích có tên gọi là Ethephon với hoạt chất 2-Chloroethyl phosphonic acid (có công thức hoá học là C2H6ClO3P) xâm nhập vào tế bào trong môi trường kiềm phóng thích khí etylen. Tuy vậy, ethrel chỉ được sử dụng rộng rãi ở dạng thương mại từ năm 1986.
Khi xử lý etylen, thường có hai loại phản ứng xảy ra; phản ứng nhanh (trong vài phút), phản ứng chậm (trong vài giờ). Do đó, cơ chế tác động của etylen có thể diễn ra theo hai chiều hướng:
- Dưới tác động của etylen, màng tế bào có những biến đổi cơ bản, tính thấm nước của màng tế bào tăng lên đáng kể do etylen có ái lực cao với lipit, một thành phần chủ yếu cấu tạo nên màng tế bào. Điều đó dẩn đến giải phóng các enzym vốn tách rời với cơ chất do màng ngăn cách. Các enzym này có điều kiện tiếp xúc với cơ chất và gây ra các phản ứng có liên quan đến các quá trình sinh lý, sinh hóa của cây.
- Etylen hoạt hóa các gen cần thiết cho quá trình tổng hợp các enzym mới, xúc tác cho các phản ứng hóa sinh diễn ra trong cây trồng.
Ethephon được hấp thụ vào mô cây, sau đó bị thủy phân và giải phóng etylen tác động vào quá trình trao đổi chất của cây. Đó là nguồn etylen ngoại sinh khác với etylen nội sinh do vỏ tiết khi tiếp xúc với chất kích thích như 2,4D; 2,4,5T [74].
Đối với cây cao su, Ethephon có khả năng kích thích tăng sản lượng do cơ chế tác động làm tăng hoạt động biến dưỡng của hệ thống mủ, giảm độ nhờn của mủ, gia tăng sự bền vững của hạt lutoit, hoạt hóa một số enzym, làm ảnh hưởng đến dòng chảy và sự tái sinh mủ, chất kích thích còn làm gia tăng vùng huy động mủ [76].
1.1.8. Cơ sở khoa học bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng cho cây cao su
Theo Vũ Hữu Yêm (2012) [72], có 4 phương pháp xác định lượng phân bón cho cây trồng như sau:
- Quan sát triệu chứng: Là phương pháp thông dụng nhất, đơn giản dễ thực hiện thông qua quan sát nhiều năm. Có ưu điểm là xác định nhanh, ít tốn kém nhưng cũng có nhược điểm là thiếu chính xác do một triệu chứng có thể có nhiều nguyên nhân gây ra, triệu chứng không rõ rệt hoặc xuất hiện chậm, việc bón phân để phục hồi cây ít có hiệu quả.
- Phân tích đất: Xác định thành phần dinh dưỡng có trong đất, từ đó trong quá trình bón phân có thể gia giảm lượng phân theo nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng. Có ưu điểm là có thể đánh giá tương đối chính xác lượng dinh dưỡng hiện có trong đất để chọn cây trồng thích hợp, thực hiện nhanh và rẻ. Nhược điểm của phương pháp này là khó thật sự đại diện cho cả một khu vực, chưa phản ánh tình trạng dinh dưỡng của cây mà chỉ chẩn đoán khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất cho cây thông qua hàm lượng các chất trong đất ở một đô sâu nhất định. Mối tương quan giữa đất và sinh trưởng của cây không rő rệt, nếu chỉ dựa vào phân tích đất để bón phân thường không thu được kết quả tốt.
- Phân tích cây: Dựa vào các kết quả phân tích các giai đoạn sinh trưởng của cây chúng ta biết được nhu cầu dinh dưỡng các loại để từ đó bón những loại phân vào những
giai đoạn cần thiết của cây. Có nhiều ưu điểm hơn phân tích đất. Dùng cho việc nghiên cứu, xây dựng quy trình bón phân cho một loại cây trồng nào đó. Phân tích cây sẽ chẩn đoán được chất dinh dưỡng nào thực sự hữu dụng đối với cây trồng, phân tích cây tốt hơn cho cây lâu năm. Tuy nhiên cũng có nhược điểm là phụ thuộc vào kỹ thuật lấy mẫu và biện pháp xử lý trước lúc lấy mẫu dễ tạo ra những kết quả phân tích sai khác.
- Thí nghiệm đồng ruộng: Ưu điểm là nhờ kết quả thí nghiệm thực tế giúp cho chúng ta xác định lượng phân thích hợp và có hiệu quả kinh tế nhất cho sản xuất, xây dựng một quy trình phân bón thích hợp cho một loại cây trồng nhất định trên một loại đất nhất định. Có nhược điểm là tốn kém nhiều thời gian và công sức, kết quả chỉ có ý nghĩa trong phạm vi nghiên cứu, có thể sai lệch khi áp dụng trong vùng đất khác.
Bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng lá cho cây cao su phát huy những ưu điểm và hạn chế những nhược điểm của từng phương pháp trên. Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa trên phân tích đất, lá như là kết quả tổng hòa các mối quan hệ giữa đất, cây trồng, khí hậu và các yếu tố khác để đánh giá tình trạng dinh dưỡng vườn cây.
Các yếu tố dinh dưỡng được đánh giá theo các mức: Rất thiếu (năng suất rất thấp, cây không phát triển được), thiếu (năng suất thấp, cây phát triển kém), trung bình (năng suất trung bình, cây phát triển bình thường), tối ưu (năng suất cao, cây phát triển tốt), thừa (năng suất giảm, cây có khả năng bị nhiễm độc) [72].
Tuy nhiên, việc đánh giá thực trạng dinh dưỡng cây trồng thông qua các yếu tố riêng lẻ là chưa toàn diện, dễ dẫn đến sai lầm, nguyên nhân ở đây là do có sự tương tác giữa các chất dinh dưỡng trong cây. Mỗi một mức N đòi hỏi một mức P và K cân đối tương ứng, cân đối ấy lại không ổn định trong toàn bộ quá trình sinh trưởng và phát triển của cây. Người ta thường tính đến sự cân đối giữa các nguyên tố có tính đối kháng về mặt dinh dưỡng hoặc có liên quan đến nhau về mặt sinh lý. Sự cân đối thể hiện qua tỷ lệ hàm lượng của chúng trong mô cây, thường xem xét các tỷ lệ N/P/ N/K/
K/P. Khi các chất dinh dưỡng này đạt được cân đối theo yêu cầu sinh lý của cây thì cây trồng phát triển khỏe mạnh và đạt được năng suất tối đa. Khi đạt cân đối thì yếu tố quyết định sinh khối sẽ quyết định năng suất [72].
Tương tác giữa N và P xảy ra thông thường và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng chủ yếu là do hiệu ứng N làm tăng sự hút thu P bởi cây trồng. Cơ chế hiệu ứng N bao gồm: Tăng sự phát triển rễ; tăng cường khả năng hút thu và hoán vị P; tăng P hòa tan là kết quả của giảm pH đất đi kèm với khả năng hấp phụ NH4+. Với hầu hết cây trồng, N và K là những chất dinh dưỡng đa lượng đòi hỏi số lượng lớn nhất. Năng suất cây trồng cao đòi hỏi lượng lớn 2 chất dinh dưỡng này, tương tác có ý nghĩa về mặt kinh tế đối với cây cao su trong nâng cao sản lượng mủ thường đi kèm với sự điều chỉnh sự mất cân bằng của N và K. Ảnh hưởng của việc gia tăng bón N lên nồng độ K trong cây có liên quan đến khả năng sinh học vùng rễ. Trường hợp hàm lượng kali