Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật SVIP

I. Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật

Sinh trưởng và phát triển của cơ thể thực vật chịu tác động của các yếu tố môi trường ngoài.

Nước

Nước là yếu tố cần thiết và ảnh hưởng lên tất cả các quá trình tồn tại, sinh trưởng của thực vật. Thiếu nước làm giảm sinh trưởng của thân, lá; ức chế sự nảy mầm của hạt.

Ví dụ: khi bị hạn, chiều cao cây và kích thước lá của cây ngô giảm so với cây ngô không bị hạn.

Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật.

• Nhiệt độ quá cao hay quá thấp tác động trong thời gian dài ức chế sự sinh trưởng của thực vật; giảm khả năng thụ phấn, thụ tinh.
• Nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ thấp tác động trong thời gian ngắn có thể khởi động sự ra hoa.
• Nhiệt độ thích hợp thúc đẩy sự nảy mầm của hạt, tăng sinh trưởng của thân và lá.

Ánh sáng

Cường độ và thời gian chiếu sáng, thành phần quang phổ ảnh hưởng tới sinh trưởng và phát triển ở thực vật.

• Cường độ ánh sáng quá yếu hoặc quá mạnh đều làm giảm quang hợp → làm giảm sinh trưởng.
• Thời gian chiếu sáng dài hay ngắn có thể tác động tới cảm ứng ra hoa ở thực vật
• Ánh sáng đỏ kích thích sự nảy mầm của hạt, sinh trưởng của thân, lá và ra hoa.
• Ánh sáng xanh gây giảm sinh trưởng thân, lá.

Dinh dưỡng khoáng

Hàm lượng và thành phần dinh dưỡng khoáng ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và phát triển ở thực vật. Thiếu hoặc dư thừa nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu, cây sinh trưởng và phát triển kém, thậm chí bị chết.

Hormone ngoại sinh hoặc chất điều hòa sinh trưởng

Bổ sung hormone hoặc chất điều hòa sinh trưởng làm thay đổi tương quan hormone trong cây, thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây theo hướng hormone ưu thế.

Ví dụ: phun gibberellin thúc đẩy sự ra hoa ở cây phong lan Đai châu.

II. Các nhân tố chi phối quá trình phát triển ở thực vật có hoa

1. Các nhân tố bên trong

Tuổi của cây: tùy vào giống và loài, cây đến độ tuổi xác định sẽ ra hoa. Ví dụ: cây cà chua chuyển từ pha non trẻ sang pha trưởng thành (ra hoa) khi có 14 lá.

Tương quan dinh dưỡng: tương quan các hợp chất carbohydrate (C) và hợp chất chứa nitrogen (N) trong cây chi phối sự chuyển từ pha phát triển sinh dưỡng sang pha phát triển sinh sản. Tỉ lệ C/N lớn, cây sẽ ra hoa. Ví dụ: cây lan Hồ Điệp có khả năng ra hoa khi tỉ lệ C/N lớn hơn 20.

Tương quan hormone: tương quan hormone chi phối ra hoa của thực vật. Gibberellin giữ vai trò quyết định trong sự ra hoa của thực vật. Protein CONSTANS (CO) có tác động kích thích sự ra hoa ở thực vật. Tương quan hormone cũng điều tiết các quá trình phát triển khác ở thực vật có hoa.

2. Các nhân tố bên ngoài

Ánh sáng: ánh sáng chi phối sự phát triển ở thực vật có hoa thông qua thời gian chiếu sáng (quang chu kì), phổ ánh sáng và cường độ.

• Quang chu kì: sự phát triển của thực vật phụ thuộc vào tương quan độ dài ngày và đêm. Dựa vào phản ứng đối với quang chu kì, thực vật được chia làm ba nhóm: cây ngày ngắn, cây ngày dài và cây trung tính.

• Phổ ánh sáng: thực vật phản ứng với quang chu kì nhờ sắc tố phytochrome. Sắc tố này có hai dạng có thể chuyển hóa lẫn nhau.
• Cường độ chiếu sáng: ở cùng thời gian chiếu sáng, cường độ ánh sáng mạnh hơn thúc đẩy sự ra hoa sớm hơn. Ví dụ: cây lan Hồ Điệp xuất hiện chồi hoa sớm hơn 60 ngày khi được chiếu sáng ở cường độ 11840 lux so với ở cường độ 592 lux.

Nhiệt độ: một số loài cây chỉ ra hoa khi tiếp xúc với nhiệt độ thấp trong một thời gian xác định. Sự phát triển của thực vật phụ thuộc vào nhiệt độ thấp gọi là hiện tượng xuân hóa. Ví dụ: cây lan Hồ Điệp chỉ ra hoa khi được đặt trong điều kiện nhiệt độ ban đêm dưới 20 ^oC trong khoảng 35 - 50 ngày.

III. Ứng dụng kiến thức về sinh trưởng và phát triển ở thực vật trong thực tiễn

Kích thích sinh trưởng của thực vật bằng cách cung cấp các điều kiện thích hợp về chế độ nước, dinh dưỡng, ánh sáng và nhiệt độ. Ví dụ: thiết lập nhiệt độ thích hợp, bổ sung ánh sáng nhân tạo bằng đèn LED khi trồng cây rau thủy canh trong nhà kính.

Phá ngủ của hạt, củ bằng hormone thực vật hoặc chất điều hòa sinh trưởng, bằng nhiệt độ thấp. Ví dụ: sử dụng gibberellin phá ngủ của hạt cây đào, cây táo.

Điều khiển sự ra hoa bằng dinh dưỡng, hormone hoặc chất điều hòa sinh trưởng, chế độ chiếu sáng và nhiệt độ thấp. Ví dụ: khi trồng cây hoa cúc vào vụ đông, cần chiếu sáng bổ sung vào lúc 16 - 20 giờ tối để kéo dài thời gian sinh trưởng sinh dưỡng, cây ra hoa đúng vụ tết.

Xác định tuổi cây thân gỗ lâu năm bằng cách đếm vòng gỗ. Sinh trưởng thứ cấp tạo nên các vòng gỗ đồng tâm với lớp màu sáng (gỗ sớm, hình thành vào mùa xuân, tế bào lớn, thành mỏng) và tối (gỗ muộn, hình thành vào mùa hè và thu, tế bào bé, thành dày) xen kẽ nhau. Mỗi năm tạo nên một vòng nên còn được gọi là vòng năm. 

IV. Thực hành quan sát tác dụng của bấm ngọn, tỉa cành; phun kích thích tố lên cây; tính tuổi cây

1. Quan sát tác dụng của bấm ngọn, tỉa cành

a. Cơ sở lí thuyết

Ở thực vật có hiện tượng ưu thế đỉnh do auxin được tổng hợp ở chồi đỉnh ức chế sự phát triển của các chồi bên phía dưới. Khi loại bỏ chồi đỉnh, các chồi bên sẽ phát triển.

b. Các bước tiến hành

Chuẩn bị

• Dụng cụ: kéo, phương tiện chụp ảnh, giấy, bút ghi chép, chậu trồng cây.
• Hóa chất: nước.
• Mẫu vật: cây đậu tương có 3 - 4 lá, còn nguyên chồi đỉnh và chưa xuất hiện chồi bên (thí nghiệm bấm ngọn) hoặc cây bưởi, cam, quýt,... có cành bên (thí nghiệm tỉa cành).

Tiến hành

• Thực hành bấm ngọn, tỉa cành.
• Chụp ảnh cây đã được bấm ngọn, tỉa cành.
• Tưới nước, theo dõi cây sau bấm ngọn, tỉa cành 7 - 10 ngày.
• Đếm số chồi mới xuất hiện sau khi bấm ngọn, tỉa cành 7 - 10 ngày.

Báo cáo

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu.

2. Quan sát tác dụng của kích thích tố đối với thực vật

a. Cơ sở lí thuyết

Kích thích tố (chất điều hòa sinh trưởng) điều tiết các quá trình sinh trưởng, phát triển ở thực vật. Khi phun các kích thích tố lên cây sẽ gây ra hiệu ứng có thể quan sát được trên cơ thể thực vật (tăng chiều cao, phát triển số lá, ra hoa,...).

b. Các bước tiến hành

Chuẩn bị

• Dụng cụ: bình xịt tưới cây, thước, phương tiện chụp ảnh, giấy, bút ghi chép.
• Hóa chất: chế phẩm có chứa chất điều hòa sinh trưởng gibberellin acid hoặc cytokinin, nước.
• Mẫu vật: 20 cây đậu tương có 3 lá trồng trong hai khay, mỗi khay 10 cây.

Tiến hành

• Đánh số và dùng thước đo chiều cao từng cây, ghi chép số liệu thu được, chụp ảnh hai khay trước khi phun kích thích tố.
• Pha chế phẩm kích thích tố với nước theo hướng dẫn của nhà sản xuất, pha đúng liều lượng để được 300 mL dung dịch.
• Phun dung dịch chế phẩm lên mặt lá các cây đậu tương ở khay thứ nhất, phun nước sạch lên các cây đậu tương ở khay thứ hai (sao cho ướt bề mặt lá).
• Tưới nước và theo dõi hằng ngày sự phát triển của các cây đậu tương ở hai khay. Sau 10 ngày, tiến hành đo chiều cao của các cây đậu tương ở hai khay, đếm số lá, chụp ảnh.

Báo cáo

• Vẽ biểu đồ sinh trưởng của cây (theo từng chỉ tiêu chiều cao, số lá/cây).
• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu.

3. Tính tuổi của cây

a. Cơ sở lí thuyết

Sinh trưởng thứ cấp tạo ra các vòng gỗ trong thân cây. Mỗi vòng gỗ gồm một lớp gỗ sớm sáng màu và lớp gỗ muộn tối màu. Một vòng gỗ tương ứng với một năm. Qua đếm số vòng gỗ tính được tuổi của cây thân gỗ lâu năm.

b. Các bước tiến hành

Chuẩn bị

• Dụng cụ: phương tiện chụp ảnh, giấy, bút ghi chép.
• Mẫu vật: miếng gỗ cắt ngang thân cây được bào phẳng hoặc ảnh chụp miếng gỗ cắt ngang cây rõ nét.

Tiến hành

• Đếm số vòng sáng màu và tối màu trên miếng gỗ cắt ngang thân cây hoặc trên ảnh.

Báo cáo

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu.

1. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật là nhiệt độ, ánh sáng, nước, chất dinh dưỡng,...

2. Quá trình phát triển của thực vật có hoa chịu sự chi phối của các nhân tố bên trong và các nhân tố bên ngoài.

3. Có thể ứng dụng các hiểu biết về sinh trưởng, phát triển ở thực vật trong thực tiễn như kích thích sinh trưởng; phá ngủ của hạt, chồi; điều khiển ra hoa bằng các điều kiện thích hợp về chế độ nước, dinh dưỡng, ánh sáng và nhiệt độ; xác định tuổi cây thân gỗ lâu năm bằng cách đếm vòng gỗ.