Ứng dụng cơ bản của chất điều hòa sinh trưởng thực vật

Nền nông nghiệp Việt Nam nói chung vẫn còn lạc hậu so với các nước trong khu vực Đông Nam Á, việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất nông nghiệp chưa được phổ  biến, chất lượng và năng suất nông sản còn thấp hoặc không ổn định.

Ứng dụng cơ bản của chất điều hòa sinh trưởng thực vật không chỉ giới hạn trong việc điều chỉnh ra hoa ra trái như chúng ta thường nghĩ, mà còn có thể tác động hầu hết các lĩnh vực sản xuất nông nghiệp nhằm phục vụ yêu cầu của con người. Sau đây là những ứng dụng cơ bản của chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong nông nghiệp.

1.Kích thích nhanh sự sinh trưởng của cây tăng chiều cao, tăng sinh khối

Đây là lĩnh vực được ứng dụng phổ biến và quan trọng nhất của chất điều hòa sinh trưởng. Với những cây trồng cần chiều cao như cây lấy sợi, cây mía…thì sử dụng GA ( Gibberellin) đều có thể đạt mục đích. Phun dung dịch GA nồng độ 20 – 50 ppm có thể làm chiều cao cây đay tăng gấp 2 lần. Phun GA cho mía cũng làm tăng chiều dài lóng và tăng sản lượng rõ rệt. Đối với các cây bị đột biến lùn, xử lý GA làm cây trở nên cao bình thường.

Với các cây rau, việc tăng sinh khối có ý nghĩa rất quan trọng vì làm tăng sản lượng nông sản thu hoạch. Để đạt mục đích này thường sử dụng các chất kích thích sinh trưởng Auxin và GA. Phun dung dịch Auxin hoặc GA cho các loại rau ăn lá đều làm tăng năng xuất rất nhiều so với đối chứng. Một thí nghiệm ở TP. Hồ Chí Minh, phun GA nồng độ 20 ppm hai lần vào ngày thứ 7 và 14 sau khi trồng, năng xuất rau xà lách đạt 35 tấn/ha, tăng hơn không phun tới 10 tấn. với cây rau cải ngọt cũng cho kết quả tương tự.

2. Tăng kích thước và năng suất quả

Đây là hướng ứng dụng rất quan trọng đối với các cây ăn quả. Đối với cây nho, việc xử lý GA là biện pháp phổ biến ở nhiều nước để làm tăng năng suất và phẩm chất nho. Ở Mỹ và Nhật từ năm 1952 đã bắt đầu dùng GA trong nghề trồng nho. Sử dụng chất ADHS (Alar) cho nho, táo cũng có hiệu quả tăng năng suất rõ rệt.

3.Kích thích sự ra rễ phụ của cành giâm, cành chiết 

Hướng này được ứng dụng vào việc nhân giống vô tính cây trồng. Nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu cơ sở sinh lý của sự tái sinh rễ phụ và ứng dụng vào việc nhân giống vô tính nhiều loại cây ăn quả, cây công nghiệp, cây cảnh, cây làm thuốc. Chất điều hòa sinh trưởng có hiệu quả cao và thường sử dụng để kích thích ra rễ là các Auxin như NAA, AIB, 2,4D… Nồng độ xử lý tùy thuộc vào phương pháp xử lý, vào đối tượng cây trồng và mùa vụ xử lý.

Đối với cành giâm có 3 phương pháp xử lý chính là phương pháp nhúng nhanh gốc cành giâm trong dung dịch kích thích ra rễ có nồng độ cao (khoảng 1.000 – 10.000 ppm) trong 3 – 5 giây rồi cắm vào giá thể, phương pháp ngâm lâu gốc cành trong dung dịch loãng (từ vài chục đến vài trăm ppm) trong 12 – 24 giờ và phương pháp phun lên lá thay cho xử lý cành giâm. Phương pháp xử lý nhanh trong nồng độ đặc thường cho hiệu quả cao hơn cả với hầu hết các đối tượng cành giâm

Auxin thường được sử dụng kích thích ra rễ cho cành chiết bằng cách xử lý nồng độ cao (xử ký nhanh) và xử lý nồng độ thấp  (xử lý chậm) giống như với cành giâm. Có thể pha dung dịch với nồng độ cao rồi bôi lên chổ khoanh vỏ . Cũng có thể pha nồng độ loãng rồi trộn vào bầu chiết.

4. Điều khiển sự ngủ nghỉ của cơ quan thực vật

Người ta đã sử dụng chất điều hòa sinh trưởng thực vật để phá bỏ hoặc kéo dài thời gian ngủ nghỉ của hạt, củ và căn hành tùy theo mục đích của mình.

Để phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ thường sử dụng chất GA. Khi xâm nhập vào cơ quan đang ngủ nghỉ, GA sẽ làm mất cân bằng hormon lệch về phía thuận lợi cho sự nảy mầm. Việc phá ngủ nghỉ cho củ khoai tây mới thu hoạch bằng GA đã được ứng dụng từ khá lâu ở nhiều nước và ở nước ta. Trường Đại Học Nông Nghiệp I ở Hà Nội đã nghiên cứu thành công biện pháp phá ngủ nghỉ cho củ khoai tây thu hoạch vụ Đông để có mầm kịp trồng cho vụ Xuân bằng phun dung dịch GA. Kết quả tỷ lệ nảy mầm hạt trên 90o% trong 5 – 7 ngày. Nếu xử lý GA kết hợp với nhiệt độ thấp (7 – 10^o C) thì có thể phá ngủ nghỉ cho bất kỳ đối tượng ngủ nghỉ nào.

Trong kho bảo quản, nhiều trường hợp lại cần phải kéo dài thời gian ngủ nghỉ. Để kìm hãm sự nảy mầm củ khoai tây người ta thường xử lý chất IPCC (Isopropyl chlorocar – baminate), MH hoặc MENA (methyl ester của NAA). Để bảo quản hành, tỏi chống tóp và chóng nảy mầm, khi ta xử lý MH ở nồng độ 500 – 2500 ppm.

5.Điều chỉnh sự ra hoa của cây

Việc sử dụng cất điều hòa sinh trưởng để kích thích sự ra hoa sớm của cây cũng là một ứng dụng phổ biến và có hiệu quả trong trồng trọt.

Việc kích thích cây dứa ra hoa trái vụ đã được áp dụng từ lâu và có những kết quả rất rõ rệt. Các chất thường sử dụng là NAA nồng độ 25 ppm, chất Ethrel (sinh ra khí Ethylen) có hiệu quả cao nhất, có thể làm 100% chồi dứa ra hoa, trong khi dứa không xử lý thì không có chồi hoa nào.

Đơn giản là dùng đất đèn (Carbua canxi) bỏ 1 gam vào nõn dứa, gặp ẩm đất đèn sẽ sinh ra Acetylen kích thích dứa ra hoa.

Với cây táo, nhiều nước dùng chất Alar (ADHS) để ức chế sinh trưởng dinh dưỡng và làm cho cây ra hoa sớm với nồng độ 500 – 5000 ppm tùy theo thời gian xử lý và giống táo (ở nồng độ cao, Alar không gây hại cho cây). Alar cũng có hiệu quả kích thích ra hoa đối với nhiều cây khác như chanh, lê, hồng… Tuy vậy, Alar là một chất rất bền, sử dụng nhiều năm có thể tích lũy lại trong môi trường một lượng đáng kể và có thể gây ra các hậu quả về môi sinh. Vì vậy, ở một số nước, Alar bị hạn chế sử dụng, mặc dù hiệu quả rất cao.

Với đu đủ, chất hiệu quả nhất là axit benzitiazon acetic. Ở nồng độ 30 – 50 ppm chất này có thể làm  đu đủ bật ra hoa ở cả những mắt phía dưới và tăng sản lượng quả 50 – 70%.

Người ta cũng xử lý GA kích thích cho xà lách, bắp cải, xu hào…ra hoa để lấy hạt trong điều kiện nhiệt độ cao, không cần qua nhiệt độ thấp của mùa đông, hạt vẫn đạt tỷ lệ mầm cao.

Sử dụng chất Paclobutrazol phun lên ngọn hoặc tưới gốc kích thích ra hoa cho nhiều cây ăn quả như xoài, sầu riêng, nhãn…

Chất điều hòa sinh trưởng cũng được sử dụng để tăng số lượng hoa, rút ngắn thời gian ra hoa ở cây cảnh (cúc, huệ, loa kèn, lay ơn…). Trường Đại Học Nông Nghiệp I Hà Nội xử lý GA phối hợp nhiệt độ thấp cho cây loa kèn ra hoa sớm 1 – 2 tháng, làm tăng hiệu quả kinh tế lên rất nhiều.

Cây cà phê thường ra hoa kéo dài trong nhiều tháng làm cho thời gian chín của trái cũng kéo dài, gây khó khăn cho việc thu hoạch. Tại Bảo Lộc (Lâm Đồng) đã phun GA vào giai đoạn hoa bắt đầu hình thành đã làm cho 80% hoa nở tập trung trong thời gian ngắn 15 – 20 ngày.

Trong nghề trồng cây ăn quả thường có hiện tượng ra quả cách năm, tức là xen kẽ năm được mùa, có năm mất mùa. Một nguyên nhân chính là năm được mùa ra hoa quả nhiều làm cây kiệt sức dẫn đến giảm hoặc không ra hoa ở năm tiếp theo. Để có thu hoạch đều các năm cần hạn chế sự đậu quả của năm ra hoa nhiều. Người ta phun muối của NAA (nồng độ 100 – 500 ppm) hoặc Ethrel (0,1 – 0,2%) vào lúc hoa đang nở rộ hoặc sau đó 1 – 2 tuần, để làm rụng bớt hoa và quả non, số còn lại lớn hơn và năm sau cây lại ra hoa kết quả.

6. Điều chỉnh giới tính của hoa

Nhiều nghiên cứu đã khẳng định rằng nếu xử lý GA sẽ kích thích sự hình thành hoa đực, sự phát triển của bao phấn và hạt phấn. Nếu dùng Cytokynin hoặc Ethrel thì sẽ kích thích hình thành hoa cái. Ở các cây bầu bí, dưa và một số cây hoa đơn tính khác (hoa đực và hoa cái riêng rẽ), nếu xử lý Ethrel nồng độ 50 – 250 ppm có thể tạo nên nhiều hoa cái (thậm chí toàn bộ là hoa cái) làm tăng sản lượng quả rất nhiều. Người ta cũng đã xử lý MH nồng độ 100 ppm cho cây dưa chuột và thấy có tác dụng tăng số hoa cái lên rõ rệt và tăng năng suất.

Trong việc sản xuất hạt lai F1 của cây họ bầu bí, người ta phun GA để tạo nên cây mang toàn hoa đực. Hạt của cây bầu bí chỉ mang hoa cái (đã ngắt bỏ hết hoa đực) ở cạnh cây chỉ có hoa đực đó sẽ là hạt lai.

7. Hạn chế sự rụng của lá, hoa và quả

Sử dụng là do hình thành tầng rời ở cuống lá, hoa và quả. Sự hình thành tầng rời là do tác dụng của các chất ức chế sinh trưởng như AAB, Ethylen… Những chất này lại bị ức chế bởi các chất kích thích sinh trưởng, nhất là Auxin để làm thay đổi sự cân bằng hormon trong cơ quan theo hướng không thuận lợi  cho sự hình thành tầng rời.

Để hạn chế hiện tượng rụng quả non người ta phun lên nụ hoa hoặc quả non dung dịch GA hoặc Auxin (NAA, 2,4D). Có thể phun các chất kích thích này khi quả lớn để hạn chế rụng quả trước khi thu hoạch. Với cam, chanh thường dùng 2,4D nồng độ 8 – 16 ppm. Với lê, táo dùng NAA 10 ppm hoặc dùng ADHS 500 – 2000 ppm.

8.Tăng đậu quả và tạo quả không hạt

Sau khi thụ tinh sẽ hình thành phôi. Phôi sinh trưởng là trung tâm sinh sản ra các chất kích thích sinh trưởng có bản chất Auxin và GA. Các chất này khuếch tán vào bầu nhụy và kích thích bầu lớn lên thành quả. Vì vậy, nếu không được thụ tinh thì hoa sẽ rụng.

Trong tự nhiên, ở nhiều loại cây, do nhiều lý do mà tỷ lệ hoa không thụ tinh rất cao, có khi tới trên 905 (nhãn, vải, vú sữa, chôm chôm…), phần lớn hoa sẽ rụng, quả ít.

Nếu xử lý thêm Auxin và GA cho hoa trước khi thụ tinh thì có thể thay thế được nguồn Phytobormon nội sinh từ phôi làm cho quả được hình thành mà không cần thông qua thụ tinh, quả có hạt lép hoặc không có hạt. Ngoài ra các chất kích thích sinh trưởng còn hạn chế sự hình thành tầng rời, do đó cũng góp phần hạn chế sự rụng hoa, rụng quả.

Vậy sử dụng các chất kích thích sinh trưởng Auxin và GA làm tăng đậu quả và quả không hạt cũng là biện pháp được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả đối với nhiều loại cây trồng như nho, táo, cam, chanh, cà chua, bầu bí….. Với nho, sử dụng GA (5 – 20 ppm), với táo dùng GA (400 ppm) hoặc phối hợp GA (250 ppm) với Auxin (10 ppm). Với cà chua, bầu bí, có thể sử dụng các Auxin như NAA (20 – 30 ppm), 2,4D ( 5 – 10 ppm), 4-CPA (4 – chlorophenxy acetic acid) nồng độ 15 ppm.

9. Điều chỉnh sự chín của quả

Trong thực tế sản xuất, việc làm quả chín nhanh và chín đồng loạt để thuận lợi cho việc thu hoạch có ý nghĩa quan trọng. Ethylen là chất được sử dụng phổ biến và có hiệu quả nhất cho mục đích này. Các loại quả nhiệt đới như xoài, chuối, dứa, sapô…(trừ cam, quít) đều chín nhanh hơn khi ở trong môi trường có nồng độ Ethylen thích hợp. Chế phẩm thường dùng là đất đèn (sinh Acetylen) nhất là Ethrel (sinh ra Ethylen).

Đối với cà chua, ớt, phun Ethrel nồng độ 0,03% (300 ppm) khi quả đã lớn có thể làm chín sớm 15 – 30 ngày và chín đồng loạt, tăng số lượng quả thu hoạch trong 1 đợt gấp 2 lần so với đối chứng không phun.

Đối với nhiều loại cây ăn quả đều có thể dùng Ethrel phun trước hoặc sau thu hoạch để làm quả chín nhanh và đều. Để kích thích sự chín của nho thường sử dụng Ethrel với nồng độ 500 ppm sau khi ra hoa 4 – 6 tuần lễ để làm quả chín sớm.

Người ta còn sử dụng chất đều hòa sinh trưởng để làm chậm sự chín của quả, kéo dài thời gian tồn tại của quả trên cây để làm giãn thời vụ thu hoạch ồ ạt không đủ điều kiện bảo quản, tăng thời gian cung cấp quả tươi cho thị trường, nâng cao giá thành nông sản. Thường phun chất kích thích sinh trưởng GA nồng độ 10 ppm lên lá và quả khi quả già sắp chín. Đối với chanh, phun GA nồng độ 40 ppm có thể làm chậm thời gian thu hoạch hàng tháng.

Sử dụng Cytokinin (kinetin) có thể kéo dài thời gian tươi của một số hoa (như phong lan, địa lan) hoăc rau khi phải vận chuyển xa.

10.Tăng tính chống chịu của cây trồng với các điều kiện bất lợi môi trường

Ở nhiều nước đã sử dụng phổ biến CCC (Chlorcholin chlorid) để làm giảm chiều cao cây lúa mì, hạn chế đổ ngã, làm tăng năng suất. Với lúa nước, nhiều thí nghiệm ở Australia khẳng địng CCC phối hợp với phân đạm làm tăng hiệu quả phân bón rõ rệt. Tuy nhiên phản ứng của các giống lúa với CCC có thể khác nhau. Ở miền Bắc nước ta dùng GA phun cho mạ để chống ngập úng do mạ phát triển nhanh và tăng chiều cao.

Tăng tính chịu hạn cho một số cây trồng, người ta sử dụng các chất ức chế sinh trưởng như CCC hoặc ADHS (lúa mì, mạch, nho, đậu, táo, hướng dương).

Sử dụng CCC hoặc ADHS có thể làm tăng tính chống chịu nhiệt độ thấp cho cà chua, táo, lê, lúa mì. Với chanh, sử dụng MH (100 ppm) cũng làm tăng tính chịu lạnh lên rất nhiều. CCC cũng có thể làm tăng tính chịu mặn cho cây trồng. Trong thực tế, người ta cũng sử dụng CCC và ADHS để giúp cây trồng tăng tính chống chịu sâu bệnh.

11. Làm thui hoa và ức chế mầm nách cho thuốc lá

Trong kỹ thuật trồng thuốc lá, người ta thường phải ngắt hoa và tỉa mầm nách bằng tay, tốn nhiều công lao động. Nhiều nước trồng thuốc lá đã phổ biến sử dụng chất MH để ngăn chặn sự phát triển của mầm hoa thành hoa. Nồng độ sử dụng MH 1 – 2,5% trong nước, phun vào giai đoạn bắt đầu có nụ hoa đầu tiên. Đối với ngành sản xuầt thuốc lá tiên tiến, đây là biện pháp có hiệu quả kinh tế cao và bắt buộc.

Người ta cũng phun một lần Mh ở nồng độ 1 – 1,5% làm kìm hãm chồi nách, rút ngắn thời gian sinh trưởng của thuốc lá khoảng 2 tuần, tăng năng suất và chất lượng thuốc rõ rệt.

12. Kích thích sự tiết nhựa của cây có mủ

Ứng dụng quan trọng nhất trong lĩnh vực này là làm tăng sản lượng mủ cao su. Trước đây sử dụng 2,4,5 T, nay người ta sử dụng Ethrel có hiệu quả cao hơn, bằng cách pha Ethrel nồng độ 10% trong dầu dừa bôi lên khoanh vỏ đã bóc. Ethrel làm cho mủ cao su không đông kết bít các tuyến mủ, năng suất mủ có thể tăng gấp 2 lần.

Tác dụng tăng sản lượng mủ của Ethrel còn thể hiện ở nhiều cây cho mủ khác như thông, đu đủ.

13. Kích thích hoạt tính của enzyme trong kỹ nghệ sản xuất men bia

Chất GA có khả năng kích thích nảy mầm của hạt lúa mì, mạch, lúa, ngô, làm tăng hàm lượng và hoạt tính của enzyen thủy phân tinh bột. Cứ 1 tấn đại mạch cần đến 500 mg đến 1 g GA. Chi phí làm men rút ngắn từ 8 ngày xuống còn 5 ngày. Đặc biệt đối với các lô hạt có độ nảy mầm kém hoặc vào lúc thời tiết không thuận lợi thì hiệu quả càng rõ. Hiện nay kỹ thuật sử dụng GA trong nghề làm bia được thực hiện ở hầu hết các hãng bia lớn trên thế giới. Khỏang 50% tổng số GA sản xuất trên thế giới được sử dụng trong công nghiệp rượu bia.

14. Điều khiển sự phát sinh rễ và chồi trong nuôi cấy mô

Kỹ thuật nuôi cấy mô để nhân giống thực vật đang được áp dụng đối với nhiều loại cây trồng. Trong kỹ thuật nuôi cấy mô, thường sử dụng các Auxin để điều khiển sự phát sinh mô sẹo và rễ, dùng Cytokinin có ý nghĩa quan trọng trong nuôi cấy mô. Tỷ lệ này thay đổi tùy theo đối tượng thực vật và loại mô nuôi cấy. Có một tỷ lệ cân bằng thích hợp giữa Auxin và Cytokinin cho phép tạo thành một cây hoàn chỉnh, có đủ cả rễ, thân và lá.

15.Tạo dáng cho cây cảnh

Dáng chất CCC để làm cho cây chậm phát triển, hình dáng cây gọn lại, góp phần tạo dáng cho cây cảnh, đồng thời tiêu tốn ít chất dinh dưỡng.

16.Trừ cỏ dại cho cây trồng

Những chất có bản chất Auxin như 2,4,5T; MCPA. Thường dùng để trừ cỏ dại cho nhiều loại cây trồng họ hòa thảo như lúa, ngô, mì, lúa mạch, mía… sử dụng với liều lượng cao, chúng kích thích quá mức sự phát triển của tế bào, gây nên những rối loạn sinh lý làm cho cây cỏ bị chết.

Trên đây là những hướng ứng dụng cơ bản chính của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong sản xuất nông nghiệp. Ngoài ra còn nhiều ứng dụng cho những mục đích cụ thể khác đang được phát hiện.

KS Nguyễn Mạnh Chinh