Các hormone thực vật thường được sử dụng trong lĩnh vực nông nghiệp và vườn ươm nhiều năm qua. Nhiều sản phẩm thương mại được biết đến như là những chất điều hòa sinh trưởng có chứa các hormone thực vật đã xuất hiện trên thị trường từ lâu. Nhưng việc sử dụng chúng trong cảnh quan dường như vẫn khá mới mẻ, và nhiều người vẫn chưa hiểu rõ chúng thực sự là gì và hoạt động ra sao.
Bài viết này của mình sẽ chia sẻ một số hiểu biết cơ bản về các hormone thực vật (hay các chất điều hòa sinh trưởng) cũng như cách chúng ta có thể sử dụng chúng trong ngành Cảnh quan.
Tổng quan về Hormone thực vật
Hormone thực vật có thể được xem là chất kích thích sinh học và là một nhóm các chất có nguồn gốc tự nhiên, ảnh hưởng đến các quá trình sinh lý bên trong thực vật. Chúng có thể chứa một hoặc nhiều chất sau: Cytokinin, Gibberellin, Auxin, Axit Abscisic và Etylen. Khi sinh trưởng trong điều kiện bình thường, cây có đủ lượng hormone nội tiết để sinh trưởng và phát triển bình thường.
Hầu hết các quá trình sinh lý thực vật liên quan đến sự tương tác của một số hormone hoặc một hormone riêng lẻ nhưng có nhiều chức năng. Trong một số trường hợp, các hormone thực vật đôi khi được gọi là chất điều hòa sinh trưởng thực vật. Các hoocmon thực vật được chuyển vị trong cây, ảnh hưởng đến sự phát triển và biệt hóa các mô và cơ quan mà chúng tiếp xúc, không chỉ ảnh hưởng đến toàn bộ cây trồng mà còn bên trong các cơ quan riêng lẻ.
Năm nhóm hormone là auxin, cytokinin, gibberellins, abscisic acid và gibberellins. Auxin, cytokinin và gibberellin là những hormone thúc đẩy tăng trưởng chính được tìm thấy trong thực vật. Cả ba đều kiểm soát, kích thích, kìm hãm hoặc làm thay đổi sự phát triển của cây ở các mức độ khác nhau, tùy thuộc vào ngoại cảnh.
Mỗi loại hormone có một chức năng cụ thể đối với sức khỏe và sự phát triển của thực vật, liên quan trực tiếp đến nồng độ của hormone, vị trí hoạt động của nó và giai đoạn phát triển của cây. Những thay đổi về tỷ lệ tương đối của các hormone này sẽ báo hiệu một số quá trình nhất định xảy ra.
Ví dụ: Nếu tỷ lệ auxin cao hơn so với cytokinin sẽ thúc đẩy sự ra rễ nhanh chóng, còn nếu tỷ lệ cytokinin cao hơn so với auxin sẽ thúc đẩy ra chồi và phân nhánh.
Tuy nhiên, đã có nhiều tài liệu chứng minh rằng mỗi loại hormone cũng có khả năng ức chế các phản ứng tăng trưởng giống nhau. Chìa khóa để xem một hormone là chất thúc đẩy hay ức chế sự tăng trưởng phụ thuộc chủ yếu vào mức độ hoặc nồng độ nội sinh của nó trong cây. Trong tự nhiên, hầu hết các chất này đều có tác dụng thúc đẩy.
Nếu gia tăng đáng kể mức độ của chúng so với mức thường thấy trong cây, tác dụng ức chế có thể xảy ra. Một số ảnh hưởng tiêu cực do môi trường sống hay phương thức canh tác cũng có thể hạn chế việc sản xuất tự nhiên các hormone thực vật.
Ví dụ: Lũ lụt, hạn hán và nhiệt độ cao có thể ức chế việc sản xuất cytokinin ở rễ cũng như sự lưu chuyển của nó đến chồi. Trong những điều kiện như thế, nếu các kích thích tố khác trong cây ở mức thích hợp, việc sử dụng các sản phẩm có chứa cytokinin để phun cho cây một cách phù hợp có thể giúp cây phát triển tốt hơn.
Mức độ hormone bên trong thực vật liên tục dao động để đáp ứng nhu cầu của chúng. Tùy vào loại hormone và nồng độ của chúng mà có thể tạo ra sự hỗ trợ hoặc đối kháng lẫn nhau nhau. Các phản ứng giữa chúng rất phức tạp và thể có gây ra nhầm lẫn.
Auxin
Auxin có trong tất cả các loài thực vật bậc cao và có tầm quan trọng như một chất nền tảng cơ bản trong sinh lý của sự phát triển và phân hóa ở thực vật. IAA (indole -3- axit axetic) là auxin đầu tiên được phát hiện vào năm 1934. Hiện nay nó được cho là auxin căn bản trong thực vật bậc cao.
Auxin tạo ra nhiều phản ứng ở thực vật, bao gồm, (a) quang dưỡng, (b) địa dưỡng, (c) ưu thế ngọn, (d) sự kéo dài tế bào, (e) phát sinh và kéo dài rễ, (f) sản xuất etylen, và (g) hấp thụ. Auxin đóng vai trò là hormone sinh trưởng và phát triển ở thực vật. Auxin dường như được tổng hợp chủ yếu trong các mô phân sinh đang phát triển trong giai đoạn non ở lá, hoa và quả.
Nói một cách ngắn gọn, Auxin có tác dụng trong việc thúc đẩy sự phát triển của rễ; khuyến khích sự kéo dài của chồi; và khuyến khích sự phát triển của hoa.
Cytikinin
Cytokinin xuất hiện như một dạng liên kết trong tRNA của hầu hết các sinh vật, bao gồm cả thực vật. Tuy nhiên, ở thực vật còn có một lượng đáng kể cytokinin tự do. Mặc dù cytokinin được coi là hormone điều hòa các hoạt động phân chia tế bào, vai trò của chúng đối với thực vật đã dần được công nhận như là một chất phổ biến, tham gia vào một số quá trình trong giai đoạn phát triển của mọi bộ phận trên cây.
Cytokinin được biết là có tác dụng kích thích phân chia tế bào, hình thành và mở rộng lá do sự mở rộng tế bào cũng như tăng cường độ mở của khí khổng. Một số nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cytokinin cũng có thể ảnh hưởng đến sự nảy mầm, đặc biệt là trong các điều kiện không tối ưu cho việc đó.
Cytokinin chủ yếu được tổng hợp ở ngọn rễ và được vận chuyển qua xylem đến chồi, tại đây chúng có tác dụng điều chỉnh các bộ phận trên không của thực vật. Chúng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện quang chu kỳ đối với sự phát triển của thực vật dưới các điều kiện bất lợi của môi trường. Các cytokinin không đồng nhất đã được sử dụng để giảm bớt tổn thương do nhiệt độ cao, làm tăng khả năng chống hạn (liên quan đến mức độ chống oxy hóa cao hơn), duy trì hiệu quả quang hóa, tăng khối lượng rễ, gia tăng kích thước tế bào và kích thích sự phát triển của lá mầm.
Nói một cách ngắn gọn, Cytokinin có tác dụng trong việc kích thích phân chia tế bào; thúc đẩy sự phân cành và phát triển chồi.
Gibberellin
Gibberellins là một nhóm các chất tăng trưởng thực vật có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào và/hoặc sự kéo dài tế bào, cũng như các chức năng điều hòa khác.
Gibberellin được coi là chất kích thích tăng trưởng mạnh nhất vì chúng ảnh hưởng đến sự phát triển của lóng thân (Wright, 1993). Chúng cũng thúc đẩy sự phát triển đồng đều, và làm cho cây dài ra hay phát triển chiều cao, cũng như khiến lá có màu xanh nhạt. GA3 là loại hormone tự nhiên phổ biến ở nhiều loài thực vật.
Để ghi nhớ, thì Gibberellin có tác dụng trong việc thúc đẩy sự phát triển của chồi; thúc đẩy sự kéo dài tế bào; phá vỡ trạng thái ngủ đông.
Abscisic Acid
Sự sinh trưởng và phát triển của thực vật được điều chỉnh bởi các tín hiệu bên trong và các điều kiện môi trường bên ngoài. Một chất điều hòa quan trọng phối hợp sự tăng trưởng và phát triển của cây với các điều kiện môi trường là axit abscisic (ABA).
ABA tác động đến việc đóng và mở khí khổng, phát sinh tầng rời (gây rụng lá, hoa, quả), sự nảy mầm của hạt giống, sự tăng trưởng, tính hướng địa, cũng như bảo vệ cây chống lại nhiệt độ thấp.
Sự gia tăng nồng độ ABA trong cây cho biết cây đang trong giai đoạn khủng hoảng.
Để ghi nhớ, ABA đóng vai trò quan trọng trong việc ức chế sự phát triển của chồi; gây ngủ đông; ngăn cản sự nảy mầm của hạt; thúc đẩy việc rụng lá và quả.
Ethylene
Ethylen gây tác dụng ức chế sinh trưởng. Xử lý thực vật với nồng độ ethylen ngoại sinh rất thấp sẽ gây ra nhiều ảnh hưởng sâu sắc đến các hoạt động sinh lý và trao đổi chất. Ethylene tổng hợp nội sinh tham gia vào việc kiểm soát bình thường nhiều khía cạnh của sự tăng trưởng, phát triển, và phản ứng với các điều kiện môi trường. Ethylene tạo ra tác dụng ức chế sự chuyển vị của auxin trong thực vật.
Một khi ethylene đã xuất hiện trong mô thực vật, mô sẽ tạo ra nhiều ethylene hơn bởi đặc tính tự xúc tác của nó.
Để ghi nhớ, ethylene đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự rụng lá và quả; ức chế sự kéo dài chồi; ức chế sự phát triển chồi nách.
Chất điều hòa sinh trưởng và ứnng dụng của chúng trong cảnh quan
Các loại hormone thực vật trên hoặc các chất có chức năng tương tự được điều chế ra được gọi là các chất điều hòa sinh trưởng.
Không bị ràng buộc bởi những chế tài liên quan đến an toàn như trong sản xuất thực phẩm, việc sử dụng linh hoạt các chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể mang lại nhiều lợi ích cho những người hoạt động trong lĩnh vực bảo trì cảnh quan, chăm sóc sân cỏ và vườn ươm.
Gibberellin giúp cây phát triển để phục hồi sau giai đoạn thương tổn do môi trường hoặc sâu bệnh.
Ngược lại, những chất kháng Gibberellin giúp hạn chế việc kéo dài thân, đã được chứng minh là giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc bằng cách giảm tần suất cắt cỏ, giảm nhu cầu cắt tỉa cây bụi và cây bóng mát. Chúng cũng giúp hạn chế việc phát triển quá mức của cỏ, bảo tồn năng lượng trong rễ, qua đó giúp cỏ chống chọi được với thời tiết khô hạn. Nhiều chất trong số chúng giúp kích thích ra hoa, ngoài việc tăng cường hoa đẹp để ngắm, còn giúp hỗ trợ các sinh vật thụ phấn trong tự nhiên.
Auxin là thành phần chính trong các thuốc kích thích ra rễ được sử dụng rộng rãi trong việc nhân giống cây trồng cũng như di dời cây.
ABA được sử dụng trong một số sản phẩm giúp kiểm soát việc đóng mở khí khổng, làm giảm sự mất hơn nước trong cây, qua đó tăng tính chịu hạn của cây
Cyclohexaketon giúp phát triển chồi bên.
...
Tuy nhiên, ngoài các ứng dụng kích thích ra rễ hay ra hoa hàng loạt, chúng dường như chưa được chú trọng để sử dụng, hay nói cách khác là chưa tìm được chỗ đứng trong một ngành có nhiều hạn chế về hóa chất như ngành Cảnh quan tại Việt Nam, bên cạnh vẫn còn nhiều hoài nghi về tác dụng của chúng.
Cá nhân mình đã có một số kinh nghiệm sử dụng chúng trước đây nhằm làm thấp cây trong vườn ươm, giúp các cây trồng chậu cứng cáp hơn, tán lá dày hơn và ra hoa đồng đều hơn. Mình cũng sử dụng chúng để chăm sóc cỏ trong bóng râm vốn mọc cao và thưa.).
Những lưu ý khi sử dụng chất điều hòa sinh trưởng.
Chất điều hòa sinh trưởng không phải là thần dược. Hãy thử tưởng tượng nếu bạn bật đồng loạt tất cả các thiết bị điện cùng một lúc, thì rất dễ dẫn đến việc "sập nguồn" - sử dụng chất điều hòa sinh trưởng cũng giống như vậy. Việc kích thích sự phát triển đồng loạt các bộ phận trong cây nhưng không cung cấp đủ dưỡng chất để đáp ứng quá trình ấy sẽ dẫn đến kết quả không như mong đợi.
Một mặt trái khác của việc sử dụng chất điều hòa sinh trưởng đó là các tác dụng phụ không mong muốn của chúng khi sử dụng không đúng thời điểm. Ví dụ: việc sử dụng các chất ức chế sinh trưởng để hạn chế chiều cao vào giai đoạn phân hóa mầm hoa có thể khiến hoa dị dạng.
Để phát huy tác dụng, các chất điều hòa sinh trưởng cần thời gian dài từ 2-4 tuần, đối với các cân thân gỗ còn cần phải phun nhắc lại thường xuyên để duy trì hiệu quả.
Không nên sử dụng các chất ức chế sinh trưởng lên những cây trồng đang bị sâu - bệnh hại, điều này sẽ hạn chế quá trình phục hồi của chúng và có thể gây hậu quả nghiêm trọng hơn.
Lời kết: Hiểu thêm về chất điều hòa sinh trưởng có thể giúp bạn xây dựng một số chiến lược mới trong việc quản lý cảnh quan và vườn ươm, ngoài việc giúp tiết kiệm chi phí còn có thể nâng cao hiệu quả công việc và chất lượng của sản phẩm. Bài viết mang tính chất tham khảo để tiếp cận một phương pháp thực hành mới trong ngành cảnh quan. Hãy để lại suy nghĩ của bạn về bài viết trong phần phản hồi bên dưới, mọi ý kiến đóng góp đều được chào đón để có thể tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này.
Thân.
