Chất điều hòa sinh trưởng thực vật là gì và được sử dụng trong
nông nghiệp với các mục đích gì?
Chất điều hòa sinh trưởng thực vật (còn gọi là các hocmon 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 hòa 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.
Hiện nay người ta đã xác định được cấu tạo hóa học của các chất này và đã điều chế
được. Ngoài ra còn điều chế được những chất có tác dụng tương tự như các chất điều hòa
sinh trưởng sinh ra trong cây để ứng dụng trong sản xuất.
Ngày nay, các chất điều hòa 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: Với những cây trồng cần tăng chiều
cao như mía, các cây lấy sợi (như đay, gai) thì sử dụng chất GA. Đối với lúa, rau, màu,
hoa, cây ăn quả và cây công nghiệp lâu năm có thể dùng Auxin, GA hoặc Cytokinin.
- Kích thích ra hoa: Với nhiều loại cây ăn quả như dứa, nhãn, xoài … muốn ra hoa
sớm và tập trung thường dùng các chất điều hòa sinh trưởng. 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.
- Hạn chế rụng hoa, rụng quả: Thường dùng các chất Auxin và GA.
- Làm quả mau chín và chín đồng loạt: Chất thường dùng là Ethylen, có thể áp
dụng cho các cây ăn quả như xoài, chuối, dứa, sapô, cà chua, ớt. Phun thuốc khi quả đã
cải, rau cải các loại với nồng độ dao động trong khoảng 20 -100 ppm làm tăng
năng suất rõ rệt. Xử lý GA cho cây chè có tác dụng có tác dụng làm tăng số lượng búp
và số lá của chè, khi phun với nồng độ 0,01% có thể làm tăng năng suất chè lên 2 lần,
trong một số trường hợp có thể tăng năng suất lên 5 lần.
* Kích thích sự hình thành rễ của cành giâm, cành chiết.
Phương pháp nhân giống vô tính đối với các loại cây trồng là một phương pháp nhân
giống phổ biến trong trồng trọt. Trong giâm cành và chiết cành của các loại cây như
cây ăn quả, cây công nghiệp, cây cảnh, cây thuốc thường sử dụng các chất kích
thích sinh trưởng. Việc sử dụng một số các chất kích thích sinh trưởng đã nâng cao hiệu
quả rõ rệt vì nó kích thích sự phân chia tế bào của mô phân sinh tượng tầng để hình thành
mô sẹo (callus) rồi từ đó hình thành rễ mới. Ðể xử lý ra rễ người ta thường dùng các chất
như:Axit α- indol axetic (IAA); Axit α-indol butiric (AIB); α-NAA; 2,4-D; 2,4,5-T
Nồng độ sử dụng tùy thuộc vào phương pháp ứng dụng, đối tượng sử dụng và mùa
vụ.
Hiện nay có 2 phương pháp chính xử lý cho cành giâm và cành chiết.
- Phương pháp xử lý ở nồng độ đặc hay phương pháp xử lý nhanh. Nồng độ chất kích
thích dao động từ 1.000 - 10.000 ppm. Với cành dâm thì nhúng phần gốc vào dung dịch
từ 3-5 giây, rồi cắm vào giá thể. Phương pháp xử lý nồng độ đặc có hiệu quả cao hơn cả
đối với hầu hết các đối tượng cành giâm và nồng độ hiệu quả cho nhiều loại đối tượng là
4.000 - 6.000 ppm. Với cành chiết thì sau khi khoanh vỏ, tẩm bông bằng dung dịch chất
kích thích đặc rồi bôi lên trên chỗ khoanh vỏ, nơi sẽ xuất hiện rễ bất định. Sau đó bó bầu
bằng đất ẩm. Phương pháp này có ưu điểm là hiệu quả cao vì gây nên “cái xốc sinh lý”
cần cho giai đoạn đầu của sự xuất hiện rễ.
- Xử lý ở nồng độ loãng - xử lý chậm. Nồng độ chất kích thích sử dụng từ 20 - 200 ppm
tùy thuộc vào loài và mức độ khó ra rễ của cành giâm. Ðối với cành giâm thì ngâm phần
gốc của cành vào dung dịch từ 12 - 24 giờ, sau đó cắm vào giá thể. Với phương pháp này
thì nồng độ hiệu quả là 50 - 100 ppm. Ðối với cành chiết thì trộn dung dịch vào đất bó
bầu để bó bầu cho cành chiết. Ví dụ có thể dùng 2,4D để chiết nhãn với nồng độ 20ppm
và chiết cam, quýt với nồng độ 10 -15ppm cho kết quả tốt. Việc xác định nồng độ và thời
gian xử lý thích hợp từng loại chất điều hòa sinh trưởng trên từng loại cây trồng
và etylen tăng nhanh làm cho sự cân bằng hormone thuận lợi cho sự rụng, tầng rời
xuất hiện nhanh chóng.
Ðể ngăn chặn sự hình thành tầng rời thì phải bổ sung thêm auxin ngoại sinh.
Người ta sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng như α-NAA, GA, SADH cho cây. Nồng
độ xử lý thích hợp phụ thuộc vào từng loại chất và loại cây trồng. Ðể ngăn chặn giai
đoạn rụng quả non người ta phun lên hoa hoặc quả non của nho dung dịch GA với nồng
độ từ 1- 20 ppm. Ðối với lê phun α-NAA với nồng độ 10 ppm hoặc SADH 1000 ppm đều
có hiệu quả tốt trong việc ngăn chặn sự rụng của quả trước và lúc thu hoạch. Ðối với táo
xử lý α-NAA nồng độ 20 ppm vào lúc quả có biểu hiện bắt đầu rụng thì kéo dài thời gian
tồn tại của quả trên cây thêm một số ngày nữa.
* Ðiều chỉnh thời gian ngủ nghỉ của các loại củ, hạt.
Sự ngủ nghỉ thường xảy ra với các loại hạt sau khi chín, các loại củ, căn hành cũng như
các chồi ngủ. Nguyên nhân quyết định sự ngủ nghỉ là do các chất ức chế sinh trưởng.
Trong hạt, củ, chồi đang ngủ nghỉ tích lũy một lượng lớn chất ức chế sinh trưởng mà chủ
yếu là axit abxixic, đồng thời hàm lượng chất kích thích sinh trưởng giảm đến mức tối
thiểu, đặc biệt là gibberellin. Ðể phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ, người ta sử dụng chủ yếu
GA3. GA3 khi xâm nhập vào các cơ quan đang ngủ nghỉ sẽ làm lệch cân bằng
hormone thuận lợi cho sự nảy mầm. Khi hạt nảy mầm thì quá trình tổng hợp gibberellin
diễn ra mạnh, gibberellin hoạt hóa tổng hợp các loại enzyme thủy phân cần thiết cho
quá trình nảy mầm. Vì vậy muốn hạt nảy mầm thì tăng hàm lượng gibberellin trong
chúng.
Ðể phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ cho khoai tây thu hoạch vụ đông để trồng vụ xuân
bằng cách xử lý GA3 nồng độ 2 ppm cho khoai tây mới thu hoạch kết hợp với xông hơi
hỗn hợp rindit hoặc CS2 trong hầm đất kín sẽ kích thích nảy mầm trong thời gian từ 5 - 7
ngày. Ngoài ra nếu kết hợp xử lý GA3 với xử lý nhiệt độ thấp (4 - 10
O
C) thì có khả năng
phá bỏ sự ngủ nghỉ của nhiều đối tượng khác nhau.
Trong kho bảo quản, nhiều trường hợp phải kéo dài thời gian ngủ nghỉ. Ðể kéo dài thời
gian ngủ nghỉ củ khoai tây, người ta thường phun MH với nồng độ 200 - 500 ppm trước
thu hoạch xanh để dễ vận chuyển và bảo quản được lâu, vì vậy việc điều khiển quả chín
đồng loạt, có màu sắc đẹp là cần thiết. Chất được sử dụng phổ biến hiện nay để điều
chỉnh sự chín của quả là ethrel ở dạng dung dịch, khi xâm nhập vào quả sẽ bị thủy phân
và giải phóng ra etylen. Phun ethrel cho quả trước khi thu hoạch hai tuần với nồng độ
500 - 5000 ppm sẽ kích thích quả chín đồng loạt. Sử dụng ADHS 5000 ppm cũng
có hiệu quả rõ rệt lên sự chín của quả. Xử lý ethrel để kích thích sự chín của nho với
nồng độ 500 - 1000 ppm. Phun ethrel với nồng độ 100 - 500 ppm cho hồ tiêu vào thời kỳ
quả bắt đầu chín sẽ làm cho quả chín nhanh. Phun ethrel với nồng độ 700 - 1400 ppm làm
quả cà phê chín sớm hơn 2 - 4 tuần so với không xử lý. Sử dụng ADHS với nồng độ
1000 - 5000 ppm để xúc tiến nhanh sự chín của quả đào và anh đào.
* Nuôi cây mô tế bào.
Trong kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thì việc ứng dụng các chất điều hòa sinh trưởng là hết
sức quan trọng. Hai nhóm chất được sử dụng nhiều nhất là auxin và xytokinin. Ðể
nhân nhanh invitro, trong giai đoạn đầu cần phải điều khiển mô nuôi cấy phát
sinh nhiều chồi để tăng hệ số nhân. Vì vậy người ta tăng nồng độ xytokinin trong
môi trường nuôi cấy. Ðể tạo cây hoàn chỉnh người ta tách chồi vào cấy trong môi trường
có hàm lượng auxin cao để kích thích ra rễ nhanh. Như vậy, sự cân bằng auxin/xytokinin
trong môi trường nuôi cấy quy định sự phát sinh rễ hay chồi. Các chất thuộc nhóm auxin
được sử dụng là IAA, α-NAA và các chất thuộc nhóm xytokinin là kinetin, axit benzoic
hoặc lấy từ dung dịch hữu cơ
như nước dừa, dịch chiết nấm men Ngoài các chất kích thích sinh trưởng và dịch hữu
cơ, còn bổ sung thêm các hợp chất như đường, axít amin, lipít, một số vitamin, các
nguyên tố đa và vi lượng vào môi trường nuôi cấy.
Nồng độ và tỷ lệ của các chất kích thích phụ thuộc vào các loài khác nhau, các giai đoạn
nuôi cấy khác nhau Tỷ lệ auxin/xytokinin cao thì kích thích sự ra rễ, thấp thì kích thích
sự ra chồi và trung bình thì hình thành mô sẹo (callus).
* Các chất điều hòa sinh trưởng với mục đích diệt trừ cỏ dại (herbicid).
Các chất diều hòa sinh trưởng khi sử dụng với nồng độ rất cao cũng có thể gây
nên sự hủy diệt. Các chất như 2,4D; 2,4,5T; MH cũng được sử dụng khá phổ biến
vào mục đích diệt cỏ. Nguyên tắc cơ bản khi sử dụng thuốc trừ cỏ là phải quan tâm
thường phun các dung dịch kìm hãm sinh trưởng. Ðặc biệt là dùng MH với liều lượng 3-6
kg/ha làm kìm hãm sinh trưởng của cỏ, duy trì thảm cỏ bền lâu, đỡ công xén mà lại nâng
cao chất lượng trang trí