2.5. Đặc điểm ra hoa và yêu cầu độ ẩm, nhiệt độ của cây vải
2.5.4. Nghiên cứu về chất điều hòa sinh trưởng, cắt tỉa và chất giữ ẩm
Các chất điều hoà sinh trưởng có vai trò rất quan trọng trong quá trình điều khiển sinh trưởng, phát triển của cây, gồm có: các chất kích thích sinh trưởng và các chất ức chế sinh trưởng. Tuy nhiên, tuỳ từng loại chất mà chúng có thể tham gia vào các quá trình cơ bản như: Điều khiển các quá trình sinh trưởng (ra lá, phát chồi, tăng trưởng chiều cao cây, đường kính thân); điều khiển quá trình phát triển (ra hoa, đậu quả chính vụ và trái vụ); điều khiển quá trình ra rễ cho cành giâm, cành chiết; điều khiển quá trình bảo quản hoa, quả trên cây và trong kho;
điều chỉnh quá trình hoá già của các bộ phận trên cây (Nguyễn Thị Ngà, 1999).
Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu các quá trình biến động, tích luỹ các chất điều hoà sinh trưởng trong từng giai đoạn phát triển của cây, biết được những phát triển bất thường của cây do chất nào gây nên để từ đó có những quyết định đúng đắn trong việc bổ sung các chất điều hoà sinh trưởng tương ứng cho cây, nhằm làm cho cây phát triển bình thường hoặc điều khiển phát triển theo hướng mong muốn của con người.
Theo Lê Văn Tri (2001), để nghiên cứu ảnh hưởng của từng chất, người ta có thể phun trực tiếp lên từng bộ phận của cây trồng các chất riêng biệt ở các nồng độ khác nhau. Những nghiên cứu về tác dụng của các chất điều hoà sinh trưởng trên cây vải đến nay còn rất hạn chế, tuy nhiên các kết quả nghiên cứu đều cho kết quả khá rõ về tác động của chúng.
Các chất kích thích sinh trưởng bao gồm các nhóm chất auxin, gibberellin và xytokinin được sản xuất từ các cơ quan non như: lá non, chồi non, quả non...
chúng kích thích quá trình sinh trưởng của cây ở nồng độ thấp và chi phối sự sinh trưởng hình thành các cơ quan dinh dưỡng.
Nhiều nước trồng cây ăn quả, ngoài công tác chọn tạo giống đã sử dụng một số chất điều hòa sinh trưởng tác động tới quá trình sinh trưởng, ra hoa, đậu quả của cây nhằm tăng năng suất, phẩm chất quả, góp phần vào rải vụ thu hoạch.
Auxin tổng hợp đã được sử dụng để điều khiển sinh trưởng và ra hoa vải ở Florida và Hawai vào những năm 1950 - 1960. Ở Hawai phun NAA trên cây vải vào mùa thu thúc đẩy quá trình ra hoa (Bose et al., 2001).
Theo Stern et al. (1999), phun GA3 nồng độ 25 và 50 mg/l vào tuần thứ 4 sau khi quả đậu đã làm tăng kích thước quả, ở nồng độ 75 mg/l đã làm tăng kích thước quả đồng thời pH và axit ascobic tăng.
Những cụm hoa riêng biệt trên cây trưởng thành được phun chất điều hoà sinh trưởng GA3 ở nồng độ 10 - 40 mg/l vào 4 giai đoạn sinh trưởng khác nhau đã cho quả to và thịt quả nhiều hơn đối chứng, riêng GA3 ở nồng độ 40 mg/l có hiệu quả tốt nhất (Survnarayana et al., 1971).
Năm 1976, Khan và cộng sự đã dùng GA3 nồng độ 100 ppm, α-NAA 20ppm, 2,4,5 - TP 10 ppm phun trên giống vải Rose Scented vào giai đoạn quả bằng hạt đậu đã làm giảm tỉ lệ rụng quả. Trên giống Early Seedless và calcuttia, phun IAA 20 ppm làm giảm rụng quả, GA3 50 ppm có tác dụng giữ quả tốt, GA3 100 ppm làm tăng kích thước quả (Nakasone et al., 1998).
Giberelin có tác dụng thúc cây con phát triển, cây lớn mọc nhiều mầm mới, nâng cao tỷ lệ đậu quả, kích thích quả lớn nhanh, phòng vỏ quả suy thoái làm cho quả chín chậm lại. Khi phun GA3 cho vải ở thời kỳ hoa nở và thời kỳ quả non nồng độ 50 ppm có tác dụng tăng tỷ lệ đậu quả và thúc quả lớn, phun GA3 nồng độ 50 - 100 ppm khi hoa nở sẽ nâng cao tỷ lệ đậu quả, tăng khối lượng quả. Phun GA3 nồng độ 250 - 300 ppm vào lúc nở hoa và quả non cũng có tác dụng bảo vệ quả và thúc quả lớn (Đào Quang Nghị, 2005).
Những năm gần đây, các nhà nghiên cứu trong nước cũng đang tập trung tìm hiểu kỹ tính năng của các chất điều hoà sinh trưởng đối với từng loại cây ăn quả nhằm xây dựng những quy trình thâm canh thích hợp, nâng cao năng suất phẩm chất của vải. Theo Trần Thế Tục (1998), dùng 4 - CPA để chống rụng quả vải, dùng GA3, NAA, H3BO3, sunphát đồng có thể dùng riêng rẽ hay dùng hỗn hợp các nguyên tố vi lượng với các chất kích thích sinh trưởng phun cho nhãn, vải khi hoa bắt đầu nở và nở rộ có tác dụng làm tăng tỷ lệ đậu quả, giảm tỷ lệ rụng quả non và làm quả vải lớn nhanh.
Theo Phạm Minh Cương (1998), phun α - NAA 20 ppm + 2,4D 10 ppm làm giảm rụng quả, tăng tỷ lệ đậu quả, tăng năng suất và chất lượng của hai giống vải thiều Thanh Hà (số quả đậu tăng 112,9%) và thiều Phú Hộ (số quả đậu tăng 68,6%). Trong khi đó, GA3 50 ppm chỉ có tác dụng làm tăng tỷ lệ đậu quả của giống vải thiều Thanh Hà, còn đối với giống vải thiều Phú Hộ thì số quả tăng so với đối chứng là không có ý nghĩa. Phun IAA 20 ppm làm số quả của giống vải thiều Phú Hộ tăng 40% so với đối chứng.
Theo Nguyễn Văn Dũng và cs. (2005), phun B 0,1% + urê (46%) 10g/l và SF - 900 0,3% làm rút ngắn thời gian từ ra lộc đến thành thục của lộc thu, tăng tỷ lệ hoa cái đồng thời tăng tỷ lệ đậu quả và khả năng giữ quả của giống vải chín
sớm Yên Hưng, phun GA3 tăng số lượng lộc/cành và kích thước lộc của giống vải chín sớm Yên Hưng [6].
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Khắc Thái Sơn (2004), phun 4 lần GA3 cho vải thiều Thanh Hà 8 năm tuổi với các nồng độ 15, 30, 75, 75 ppm hoặc 20, 40, 100, 100 ppm (vào các thời điểm: hoa nở rộ, hình thành quả, hình thành cùi, quả chắc xanh) đã làm tỷ lệ đậu quả tăng lên từ 2,78% lên 4,92 - 5,05%; quả to hơn; mã đẹp hơn; tỷ lệ nứt vỏ giảm; tỷ lệ phần ăn được tăng từ 70,5% lên 75 - 75,85%; thời gian từ khi hoa nở rộ đến khi quả chín từ 75 lên 78 ngày; năng suất tăng từ 51% đến 59%.
Đối với việc sử dụng chất kích thích sinh trưởng trong công tác bảo quản vải tươi, Nguyễn Mạnh Khải và Nguyễn Quang Thạch (1999), bước đầu cho thấy hỗn hợp chất kích thích sinh trưởng và vi lượng có tên là KIVIVA làm tăng tỷ lệ đậu quả (tăng 10% so với đối chứng), chống rụng quả (phun hai lần vào lúc hoa nở rộ và sau đó 10 ngày), làm tăng kích thước quả và cải thiện tình trạng vỏ quả (phun sau khi hoa nở rộ 45 ngày), làm chậm chín 10 ngày so với đối chứng và tăng khả năng bảo quản (phun vào lúc kích thước quả đạt tối đa và đang bước vào giai đoạn chín).
Theo Nguyễn Văn Dũng (2004), nghiên cứu ảnh hưởng của GA3 đến khả năng ra hoa, đậu quả, năng suất và phẩm chất vải Yên Phú, phun GA3 nồng độ 50 ppm làm tăng tỷ lệ đậu quả, tăng số lượng quả đậu/chùm lên 31,8% và tăng năng suất 45,4% so với đối chứng và không làm thay đổi chất lượng quả.
2.5.4.2. Cắt tỉa
Về kỹ thuật cắt tỉa: cắt tỉa sau thu hoạch kèm theo tỉa lộc, tỉa hoa và tỉa quả đã làm cho quả to hơn và năng suất cũng cao hơn so với biện pháp cắt tỉa sau thu hoạch và cắt tỉa theo phương pháp đốn phớt. Tất cả các công thức cắt tỉa đều có kết quả tốt hơn so với đối chứng là không cắt tỉa.
Cắt tỉa cành đã ảnh hưởng đến mật độ chùm hoa trên tán, tỷ lệ hoa lưỡng tính trên chùm, tỷ lệ đậu quả, tình hình sâu bệnh hại và năng suất. Cắt tỉa sau thu hoạch + cắt tỉa vụ Xuân + cắt tỉa vụ hè cho năng suất cao gấp 1,5 lần so với công thức không tỉa.
Theo Nguyễn Chí Thành mức độ cắt tỉa chùm hoa đã ảnh hưởng nhiều đến mật độ chùm hoa, tỷ lệ đậu quả ban đầu, độ lớn và năng suất quả. Mức độ cắt tỉa 15% tổng số chùm và mức cắt tỉa 25% tổng số chùm hoa cho năng suất quả cao nhất.
Theo Vũ Mạnh Hải (2010), đối với nhiều chủng loại cây ăn quả, đặc biệt là với các đối tượng có nguồn gốc từ vùng á nhiệt đới hoặc ôn đới, bẻ chùm hoa là một giải pháp kỹ thuật rất quan trọng và thường tiến hành cùng với biện pháp tỉa thưa quả. Cây ăn quả có nguồn gốc từ vùng lạnh thường có thời kỳ ngủ đông, cây tích luỹ dinh dưỡng mạnh nên số lượng hoa quả vào thời điểm phát sinh là khá lớn, việc tỉa bỏ bớt hoa quả trong năm được mùa không chỉ có ý nghĩa làm ổn định năng suất và chất lượng quả năm hiện hành mà còn tạo tiền đề cho việc ra hoa đậu quả ở năm tiếp theo, hạn chế hiện tượng mang quả không ổn định.
Khi một tỷ lệ nhất định số chùm hoa trên cây bị bỏ đi, chất hữu cơ và một số chất điều hoà sinh trưởng được dự trữ lại trong lá và được sử dụng cho quá trình hình thành chồi mới. Những chồi này sẽ có một khoảng thời gian đủ dài để sinh trưởng và đạt đến độ thuần thục nhất định, đủ điều kiện để làm cành mẹ mang quả cho năm sau.
Nơi có mùa đông lạnh, kỹ thuật bẻ chùm hoa còn có ý nghĩa thiết thực khác là hạn chế sự tiêu hao dinh dưỡng của các chùm hoa nở ra trong điều kiện không thuận lợi (chủ yếu là do nhiệt độ thấp), quá trình thụ phấn, thụ tinh gặp trở ngại, quả sẽ không được hình thành hoặc bị rụng đi sau một thời gian ngắn.
Trong trường hợp đó, toàn bộ các chùm hoa đợt đầu cần được vặt bỏ, kích thích các những mầm ngủ xung quanh bật ra. Hiệu quả của biện pháp bẻ chùm hoa sẽ được nâng cao nếu cùng vào thời điểm ấy tiến hành phun một số chất điều tiết sinh trưởng như ethephon, cycloheximide... Các hợp chất này khi phun lên tán lá sẽ thúc đẩy quá trình hình thành tầng rời trên đỉnh ngọn làm cho các mầm bên thoát khỏi tình trạng ngủ nghỉ. Các mầm này sẽ được phát triển theo 2 hướng:
hoặc hình thành chùm hoa ngay sau đó nếu điều kiện cảm ứng ra hoa vẫn còn tồn tại (chẳng hạn thời tiết vẫn còn đủ lạnh và ẩm độ thấp) hoặc sẽ hình thành chồi lá nếu không còn yếu tố cảm ứng.
2.5.4.3. Chất giữ ẩm
Chất giữ ẩm là loại vật liệu hút, giữ nước được dùng trong nhiều lĩnh vực như y tế, chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm, xử lý nước, khai khoáng… Trước đây những chất hút nước thường có thành phần chủ yếu là xenlulo và sợi chẳng hạn như than bùn, bã mía, xơ dừa, cao lanh, v.v. .., và chỉ có khả năng giữ nước khoảng 20 lần trọng lượng của chúng. Bài viết này đề cập đến polymer siêu hấp thụ nước (SAP- Super Absorbent Polymers), là một loại chất giữ ấm phổ biến hiện nay, có thể hút và giữ một khối lượng dung dịch cực lớn
(có thể gấp 400-500 lần) so với khối lượng của nó. Không chỉ có khả năng hấp thụ nước rất mạnh, SAP còn hấp thụ được nước muối sinh lý, nước tiểu, máu và các loại dung dịch khác nên được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như sản phẩm chăm sóc vệ sinh, phụ gia chống thấm trong xây dựng, nước hoa khô, đệm chống thấm, tác nhân làm đặc... Sản phẩm SAP thương mại hóa đầu tiên trên thị trường vào những năm 1970 thuộc lĩnh vực chăm sóc cá nhân.
Đối với SAP sử dụng trong nông nghiệp, đầu những năm 1960, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA - United States Department of Agriculture) đã tiến hành những nghiên cứu về vật liệu giúp tăng khả năng lưu trữ nước trong đất trồng bằng cách kết mạch polymer acrylonitrile trên sườn của phân tử tinh bột. Sau đó, USDA chuyển giao bí quyết công nghệ này cho các công ty để họ phát triển sâu hơn và đã tạo ra rất nhiều sản phẩm chất giữ ẩm khác nhau.
Ngày nay, SAP được sử dụng nhiều trong nông nghiệp để giữ ẩm và cải tạo đất, vận chuyển cây trồng đi xa, kết hợp với phân bón và phụ gia để canh tác trong chậu. Với khả năng giữ được một lượng nước lớn, hút và nhả nước nhiều lần, SAP có ý nghĩa quan trọng trong việc đẩy mạnh phát triển sản xuất nông nghiệp, chống hạn cho cây trồng, giữ ổn định sinh thái đất và đối phó với biến đổi khí hậu.
Tình hình sản xuất và ứng dụng chất giữ ẩm để nâng cao hiệu quả phân bón và tăng khả năng chống hạn cho cây trồng trên thế giới và Việt Nam nổi bật ba xu hướng chính: nghiên cứu sản xuất các vật liệu ổn định đất, giữ ẩm với các thành phần như hợp chất tự nhiên (cenlulose,..), polymer, polyacrylate, vinyl polymer…; ứng dụng chất giữ ẩm phục vụ canh tác, trồng trọt và hướng nghiên cứu kết hợp phân bón và chất giữ ẩm.
* Sáng chế chất giữ ẩm phục vụ sản xuất nông nghiệp trên thế giới
Dựa trên tư liệu sáng chế (SC) tiếp cận được, chất giữ ẩm phục vụ cho nông nghiệp có SC đầu tiên đăng ký tại Mỹ năm 1974, số US3953191: Chất cải tạo đất có khả năng hấp thụ và giữ nước. Đến nay, trên thế giới có hơn 300 SC đăng ký về lĩnh vực này. Trong đó, giai đoạn từ năm 2000-2012 có 244 SC, gấp 3 lần số lượng SC giai đoạn trước đó. Đặc biệt trong những năm gần đây, vấn đề biến đổi khí hậu, hạn cục bộ được quan tâm nhiều trên thế giới nên các nghiên cứu về tiết kiệm nước canh tác, cải tạo đất trồng khô hạn cũng thể hiện trong số liệu đăng ký SC về chất giữ ẩm với hai “đỉnh” vào năm 2004 (39 SC) và 2012 (44 SC).
Hình 2.1 Tình hình đăng ký sáng chế về chất giữ ẩm trên thế giới Hiện nay, các SC về chất giữ ẩm phục vụ sản xuất nông nghiệp được đăng ký nhiều ở các quốc gia (Trung Quốc, Nhật, Hàn Quốc, Mỹ, Nam Phi, New Zealand, Mexico, Israel, Úc ) và hai tổ chức: WO (Tổ chức Sở hữu Trí tuệ Thế giới), EP (Cơ quan Sáng chế châu Âu). Thập niên 70-80, SC về chất giữ ẩm chỉ mới được đăng ký ở Mỹ và Nhật. Thập niên 90, SC về chất giữ ẩm được đăng ký thêm ở các nước Trung Quốc, Israel và New Zealand nhưng số lượng SC tập trung chủ yếu ở Nhật. Từ năm 2000 cho đến nay, các SC về chất giữ ẩm tập trung đăng ký chủ yếu ở châu Á: Trung Quốc (172 SC) chiếm khoảng 70% tổng số SC giai đoạn này, Nhật Bản (35 SC) và Hàn Quốc (19 SC).
Hình 2.2. Tình hình đăng ký sáng chế về chất giữ ẩm ở Trung Quốc (CN), Nhật (JP) và Hàn Quốc (KR).
Nguồn: WIPS
Phân tích theo bảng phân loại SC quốc tế (IPC – International Patent Classification) cho thấy những nghiên cứu về chất giữ ẩm thiên về vật liệu ổn định đất, đặc biệt là chất giữ ẩm với các thành phần từ hợp chất tự nhiên (cenlulose,..); tiền polymer, polyacrylate, polymethacrylate, vinyl polymer và đặc biệt là những nghiên cứu sản xuất phân bón kết hợp với chất giữ ẩm để tăng hiệu quả sử dụng.
Hình 2.3. Hướng nghiên cứu chất giữ ẩm trong nông nghiệp theo IPC Nguồn: WIPS Trung Quốc có nhiều SC đăng ký, tập trung các nghiên cứu sản xuất phân bón kết kợp với chất giữ ẩm, chiếm 49% tổng SC về chất giữ ẩm. Nhật Bản, Hàn Quốc và Mỹ có nhiều SC về ứng dụng chất giữ ẩm phục vụ canh tác, trồng trọt. Nhật Bản có lượng SC về ứng dụng chất giữ ẩm phục vụ canh tác chiếm 54% trên tổng SC về chất giữ ẩm của họ; đối với Hàn Quốc thì tỷ lệ này là 47% và Mỹ là 50%.
Hình 2.4. Xu hướng đăng ký sáng chế chất giữ ẩm tại một số nước Nguồn: WIPS
* Nghiên cứu và ứng dụng chất giữ ẩm trong nông nghiệp tại Việt Nam Từ lâu nước ta đã có nhiều nghiên cứu chế tạo chất giữ ẩm và được ứng dụng hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp. Một số kết quả như:
- Bốn loại vật liệu có khả năng giữ ẩm cao gồm vật liệu PA tổng hợp từ nguyên liệu bã mía có khả năng hút nước cao gấp 490 lần, cấu trúc bền từ 120 – 140 ngày; vật liệu polyacrylat AA có thể hút nước cao gấp 750 lần; vật liệu Copolymer PVA-PA có thể hút nước cao gấp 506 lần; vật liệu tinh bột PA có thể hút nước cao gấp 501 lần đã được nghiên cứu và chế tạo tại TP. HCM, đề tài do Sở Khoa học và Công nghệ TP. HCM quản lý.
- AMS-1 là sản phẩm gel giữ nước từ quá trình đồng trùng hợp ghép acide acrylic với tinh bột đã được biến tính, do Viện Hóa học thuộc Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia nghiên cứu và chế biến được Bộ Khoa học Công nghệ Việt Nam công nhận là một tiến bộ kỹ thuật và được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn lựa chọn ứng dụng vào trồng trọt. AMS-1 là một polyme siêu thấm, có khả năng trương nở và trữ nước cho cây trồng. Ước tính sau một trận mưa, đất bổ sung AMS-1 có thể giữ nước lâu hơn 10 – 15 ngày so với đất không chứa AMS-1. AMS-1 có khả năng hút 400 – 420g nước/ 1g chất khô và có khả năng trương nở gấp 400 lần khối lượng ban đầu nên còn có tác dụng cải tạo đất thịt, đất sét, giúp cho việc thoát, lưu thông và giữ nước hợp lý.
AMS-1 phát huy hiệu quả tốt nhất trên những vùng canh tác phải dùng nhiều nước tưới như đất trồng cà phê, bông, đất cát, đồi núi thiếu thảm phủ thực vật, nó có khả năng giữ nước trong 2 năm và tự phân hủy sinh học sau 3 – 4 năm nên không gây hại môi trường.
- Vật liệu siêu hấp thụ nước Gam-sort, một polyme hay gel siêu hấp thụ nước (SAP) được chế tạo từ tinh bột sắn và một số hóa chất khác bằng phương pháp chiếu xạ do Trung Tâm Vinagamma TP. HCM nghiên cứu chế tạo. GAM- Sorb có thể hấp thụ lượng nước gấp 200-500 lần trọng lượng của nó, có thể phân hủy sinh học đến 70-85% trở lên trong các thí nghiệm như thủy phân bằng enzym hay chôn trong đất cho thấy khả năng ứng dụng an toàn trong nông nghiệp, giá thành rẻ hơn sản phẩm ngoại nhập cùng loại khoảng 30 lần. GAM-Sorb tiết kiệm nước tưới, phân bón và có thể ứng phó với biến đổi khí hậu.
- Vật liệu giữ nước được tổng hợp từ nguyên liệu bã mía và mùn cưa nghiền cơ học thành dạng bột, có khả năng hút nước cao, có thể giữ được