Tìm hiểu khái quát phương pháp sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong thực tiễn sản xuất

Trường ĐH NL Huế Trang 1
PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Các chất kích thích sinh trưởng có hiệu quả rất rõ rệt đối với quá trình
sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Việc sử dụng các chất kích thích trên có nhiều ý nghĩa trong sản xuất
nông nghiệp, mặc dù vậy cũng không nên lạm dụng quá mức.
Tuy nhiên tác dụng của chúng vẫn chưa được hiểu rõ hết cần có các
hướng nghiên cứu mới về tác dụng của các chất kích thích sinh trưởng này.
Chính vì vậy, xu hướng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng
cường sử dụng chất điều hòa sinh trưởng, phân bón hữu cơ trong canh tác cây
trồng đang là xu hướng chung của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung.
Vai trò của chất điều hòa sinh trưởng trong sản xuất nông nghiệp được
thừa nhận có các ưu điểm sau đây:
- Không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người, cây trồng.
- Không gây ô nhiễm môi trường sinh thái.
- Có tác dụng cân bằng hệ sinh thái.
- Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dưỡng, góp phần tăng năng suất và
chất lượng nông sản phẩm.
Các chất điều hòa sinh trưởng ứng dụng cho cây trồng hiện nay cơ bản
được chia làm 2 nhóm đó là nhóm chất kích thích sinh trưởng và nhóm chất ức
chế sinh trưởng.
Từ những vấn đề đó chúng tôi thực hiện chuyên đề “Tìm hiểu khái quát
phương pháp sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong thực tiễn
sản xuất”.
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
Trường ĐH NL Huế Trang 2
PHẦN 2. NỘI DUNG
1. Chất điều hòa sinh trưởng
Chất điều hoà sinh trưởng (ĐHST) tự nhiên là những hormon, chúng tồn
tại tự nhiên trong cây trồng với hàm lượng rất nhỏ, chúng có khả năng di chuyển
từ bộ phận này sang bộ phận khác của cây và có tác dụng điều hoà quá trình trao

đổi chất.
Các ĐHST tự nhiên được chia thành 5 nhóm chính là nhóm Auxin,
Gibberellin, Cytokinin, Absisic Acid và Etylen. Nhóm Auxin gồm các chất
chính: -Acid lndolacetic (IAA), (-Naptilacetic -NAA), (-Naptilacetic -NAA) và
Acid lndolbutilic (IBA).
Nhóm Auxin có tác dụng: Kích thích phân chia và kéo dài tế bào; Cần
thiết cho sự hình thành rễ, kích thích ra rễ; Kích thích sự lớn lên của bầu quả.
Nhóm Gibberellin (GA) có hàng chục chất khác nhau, nhưng thông dụng nhất là
từ GA1 đến GA5, trong đó GA3 có tác dụng mạnh nhất.
Gibberellin có tác dụng kích thích sự phát triển của tế bào theo chiều dọc;
Kích thích sự sinh trưởng và phát triển của cây theo chiều cao, làm thân vươn
dài, giúp hình thành các chồi nách nhiều hơn; Làm mất hạt của quả, phá giai
đoạn ngủ nghỉ của hạt để kích thích hạt nảy mầm; Tăng số lượng lá, thay đổi
hình dạng và tăng diện tích của lá; Kìm hãm sự phát triển của bộ rễ; Kích thích
ra hoa, kéo dài cuống hoa, giúp hoa to hơn. Tuy nhiên Gibberellin chỉ phát huy
tốt tác dụng khi cây trồng có đầy đủ dinh dưỡng N, P, K. Cytokinin được cây
tổng hợp từ một bộ phận của rễ và từ rễ vận chuyển lên các bộ phận khác của
cây. Người ta đã chiết xuất được Cytokinin từ hạt ngô (bắp) non.
Cytokinin có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào (đặc biệt trong
trường hợp kết hợp với Auxin); Kích thích chồi phát triển; Hạn chế quá trình
phân huỷ diệp lục tố; tăng độ nhớt của tế bào từ đó tăng tính chống chịu của cây
với nhiệt độ cao, hạn hán, phèn mặn, độc tố, nấm và vi sinh gây bệnh; Ngăn cản
sự hoá già của mô (làm cho hoa, rau, trái cây tươi lâu hơn).
Nhóm Absisic Acid có tác dụng ức chế sự phát triển của cây (có thể dùng
để phun nhằm hạn chế sự ra hoa của mía, làm mía rụng lá hàng loạt để thu
hoạch thuận lợi); ức chế quá trình nảy mầm của hạt (dùng bảo quản hạt giống
lâu dài), ức chế quá trình phát triển của chồi hoa (giúp ra hoa muộn, ra trái vụ);
Tăng khả năng chống chịu với các điều kiện bất thuận của cây (kích thích đóng
khí khổng làm hạn chế thoát hơi nước khi cây gặp hạn).
Nhóm Etylen có tác dụng kìm hãm sự phát triển của lá, kìm hãm sự phân

chia tế bào. Kích thích quá trình già của lá và rụng lá trên cây; Kích thích cây
hoa sớm (dứa, khóm); Kích thích quá trình chín của quả và phát triển của hạt và
củ; Kích thích quá trình vận chuyển nhựa của cây (cao su).
Bắt chước thiên nhiên, con người đã điều chế ra các chất ĐHST nhân tạo
mang nhiều lợi ích cho trồng trọt như kích thích nảy mầm của hạt giống kích
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
Trường ĐH NL Huế Trang 3
thích ra rễ (giâm cành, chiết cành), kích thích sinh trưởng, kích thích ra hoa đậu
quả đến tạo quả không hạt kích thích quá trình chín hay kéo dài thời gian chín
của quả... dùng Etylen để kích thích ra hoa ở dứa hay kích thích các mủ cao su.
Ethrel hay Ethephon dùng trong việc kích thích ra hoa sớm, ra trái vụ xoài và
cây ăn trái.
Các chất ĐHST mang lại nhiều bổ ích. Tuy nhiên việc sử dụng chúng như
con dao 2 lưỡi nếu sử dụng đúng loại, đúng liều lượng, đúng nồng độ và đúng
thời kỳ của cây mới cho được kết quả tốt, còn nếu chúng ta không áp dụng 4
đúng trên sẽ không có tác dụng hoặc tác dụng ngược.
2. Phương pháp sử dụng chất điều hòa sinh trưởng
2.1. Auxin
Trong tự nhiên, auxin chính là những hóc-môn giúp thực vật tăng trưởng.
Tuy nhiên, khi được tổng hợp thành các chất khác, trong đó có thuốc diệt cỏ,
auxin có thể gây hại cho con người là có thật.
Auxin được hình thành liên tục trong đỉnh
sinh trưởng của thân và rễ cây…
Auxin: Những chất kích thích tăng trưởng
Chất kích thích tăng trưởng “auxin” bắt nguồn từ ngôn ngữ Hy Lạp –
auxein, có nghĩa là tăng trưởng.
Thông thường, các hợp chất được gọi là auxin nếu chúng có khả năng kích thích
các tế bào thực vật phát triển, mặt khác, bản chất của chúng tương đồng với axít
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
Trường ĐH NL Huế Trang 4

indoleacetic (chất kích thích tăng trưởng đầu tiên được phân lập) về mặt sinh lý
học.
Auxin là những hóc-môn tăng trưởng thực vật đầu tiên được con người
khám phá. Charles Darwin là một trong những nhà khoa học đầu tiên theo đuổi
nghiên cứu về nó.
Phần lớn các kiến thức hiện nay của chúng ta về những chất kích thích
tăng trưởng là dựa vào việc ứng dụng nó.
Auxin là nhóm chất điều hoà sinh trưởng của thực vật thường gặp trong
thiên nhiên. Với lượng nhỏ, A có tác dụng kích thích sinh trưởng, nhưng với
lượng lớn lại có tác dụng kìm hãm.
Trong số các chất tiêu biểu, phải kể đến axit β - indolylaxetic (IAA), axit
α - naphtylaxetic. Auxin được hình thành liên tục trong đỉnh sinh trưởng của
thân và rễ cây. Auxin điều chỉnh tốc độ mở rộng của tế bào trong vùng sinh
trưởng của đỉnh thân cây và liên quan đến phản ứng uốn cong trong tính hướng
ánh sáng, hướng đất.
Auxin kích thích sinh trưởng của ống phấn và các sản phẩm của nó trong
quá trình sinh trưởng của hạt, kích thích phát triển của quả và vỏ quả ở thịt quả.
Auxin ức chế sinh trưởng của các chồi bên, tác động hỗ trợ với giberelin
và xitoquinin trong phân chia tế bào và biệt hoá các tầng phát sinh. Auxin đối
kháng với axit abxisic trong hiện tượng rụng lá.
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
So sánh quả trong tự nhiên (bên trái) với quả đã được xử lý
bằng chất kích thích tăng trưởng (bên phải).
Trường ĐH NL Huế Trang 5
Từ auxin đến thuốc diệt cỏ
Các chất kích thích tăng trưởng tổng hợp mở đầu cho kỷ nguyên của
thuốc diệt cỏ hữu cơ. Vào những thập niên 1940, các loại thuốc này ra đời sau
một chương trình nghiên cứu dài hạn về các chất kích thích thực vật tăng trưởng
– auxin.
Người ta đã tổng hợp được Auxin để sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp:

NAA (axit naphtylaxetic) được dùng như hocmon ra rễ và nảy mầm; 2, 4 D
dùng diệt cỏ và thay đổi sự phát triển của quả; 2,4,5- T (axít
Trichlorophenoxyacetic) là thuốc diệt cỏ.
2,4-D là thuốc diệt cỏ được tổng hợp từ các auxin, là thuốc diệt cỏ tán
rộng Hiện nay chủ yếu 2,4-D được sử dụng trong những hỗn hợp pha trộn với
các loại thuốc diệt cỏ khác, có vai trò như một chất tăng cường tác dụng. Nó
đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Chỉ tính riêng tại Mỹ, 2,4-D là
chất diệt cỏ thông dụng đứng hàng thứ ba.
2,4,5-Trichlorophenoxyacetic a-xít (2,4,5-T) là loại thuốc diệt cỏ được sử
dụng rộng rãi cho tới khi chúng bị rút dần ra khỏi thị trường vào cuối thập niên
1970.
Bản thân 2,4,5-T chỉ là một chất có độc tính vừa phải. Lượng uống có thể
gây độc hại cho chuột là 389 mg/kg trọng lượng. Tuy nhiên quá trình sản xuất
2,4,5-T đã tạo ra một lượng 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD).
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
Công thức hoá học của một chất kích thích sinh
trưởng tiêu biểu axit β - indolylaxetic (IAA)
Trường ĐH NL Huế Trang 6
TCDD lại thực sự vô cùng độc hại đối với con người. Ở một nhiệt độ
thích hợp, quá trình sản xuất 2,4,5-T có thể sản sinh 0,005 ppm TCDD. Nhiều
kiểm nghiệm cá nhân sau đó cho thấy có nhiều mẻ, hàm lượng TCDD lên tới 60
ppm.
2,4,5-T bị cấm lưu hành tại Mỹ vào năm 1983, đó là vào thời điểm cộng
đồng vô cùng nhạy cảm trước các hiểm họa hoá chất trong môi trường. Cộng
đồng quan tâm đến các chất dioxin ngày càng nhiều. Các sản phẩm và những
hóa chất khác không phải là thuốc diệt cỏ, có khả năng chứa độc chất TCDD lần
lượt bị rút ra khỏi thị trường.
Hơn thế nữa, hỗn hợp giữa 2,4,5-T, 2,4-D, và picloram đã tạo ra chất độc
màu da cam - Agent Orange. Agent Orange được quân đội Mỹ sử dụng tại Việt
Nam từ tháng 1/1965 và 4/1970 như một chất làm rụng lá. Bởi vì TCDD là một

trong những thành phần của 2,4,5-T, nên nó bị kết tội là đã gây ra nhiều căn
bệnh hiểm nghèo cho những người đã tham gia cuộc chiến.
Auxin
Hiệu quả thúc đẩy và ức chế
Qua kết quả trình bày của Lang (1961) thì auxin có thể thúc đẩy và ức chế
sự khởi phát hoa nhưng ức chế phổ biến hơn thúc đẩy. Sự thúc đẩy thường thấy
trong điều kiện cảm ứng quang kỳ mà liên quan đến ngưỡng của sự ra hoa. Tác
động của auxin tùy thuộc rất lớn vào những yếu tố mà có thể có lợi hoặc bất lợi
trong cùng một loài.
Ví dụ: Cây đậu nành Biloxi và cây Hyoscyamus: thì tác động của auxin
tùy thuộc vào nồng độ. Ở nồng độ thấp thì sẽ thúc đẩy sự ra hoa nhưng ở nồng
độ cao lại ức chế. Sự ức chế ra hoa ở nồng độ cao có lẻ không lạ bởi nó liên
quan đến nhiều auxin ngăn cản kích thích sự sinh trưởng.
Nghiên cứu trong ống nghiệm cho thấy auxin không đối kháng với sự
khởi phát hoa như sự hiện diện của nó ở một nồng độ nhất định được yêu cầu
một cách tuyệt đối nếu hoa được hình thành.
Ví dụ: Trên cây cà chua, Zeeww tìm thấy rằng sự hiện diện của lá non có
thể ảnh hưởng rất lớn đến sự đáp ứng với NAA. Auxin chỉ thúc đẩy sự ra hoa
khi không có sự hiện diện của auxin và ngược lại không có hiệu quả khi có sự
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
Trường ĐH NL Huế Trang 7
hiện diện của nó. Sự hoạt động của auxin cũng tùy thuộc vào điều kiện phổ biến
của nhiệt độ.
Thí dụ: Trên cây Xanthium và cây Hyoscyamus, nồng độ tối hảo của
auxin thay đổi với lượng bức xạ và thời gian của quang kỳ. Nồng độ cũng vậy,
dường như ảnh hưởng đến hiệu quả cuối cùng của auxin trong một số thí nghiệm
trên cây chrysanthenum.
Thời gian xử lý có liên quan đến sự bắt đầu của cảm ứng hoặc những
thông số thòi gian khác ảnh hưởng lên tác động của auxin. Trên cây SDP
xanthium, Salisbury tìm thấy rằng NAA ngăn cản rất mạnh khi cảm ứng trong

điều kiện đêm dài và hoạt động của nó sau đó. Auxins áp dụng trên lá có thể
được chuyển đến chồi ngọn. Tuy nhiên hoạt động của nó chỉ trước khi sự
chuyển hiệu quả kích thích nầy, không loại trừ auxin can thiệp vào sự gợi sớm
hơn của chồi ngọn. Vị trí tác động của auxin nói chung hiệu quả trên đỉnh chồi
nhưng không loại trừ một loại khác hiệu quả trên lá hoặc phần khác của cây.
Sự đối kháng auxin (antagonist)
TIBA (2, 3, 5 - triiodbenzoic. acid) được tìm thấy ngăn cản sự vận chuyển
auxin phổ biến ở nhiều vùng tế bào. Chất khác là 2, 4 - dichloranisile. (DCA) và
Eosin rõ ràng làm yếu đi hàm lượng auxin nội sinh trong khi DCA là một chất
auxin rất yếu mà nó có thể ngăn cản hoạt động của auxin nội sinh mạnh. Cách
tác động của những hợp chất nầy suy diễn từ những quan sát hình thái giải phẩu
đơn giản. Trong nhiều trường hợp, sự mất chồi ngọn, lóng chồi non ngắn thường
do sự vận chuyển của auxin giảm do áp dụng những chất đối kháng nầy. Sự đối
kháng auxin thúc đẩy ra hoa trong một số loài đặc biệt là cây ngày ngắn.
* Trên cây trung tính, TIBA có thể làm tăng đáng kể số hoa.
* Trên cây cà chua thúc đẩy sự ra hoa của mô phân sinh mà bình thường
nó sinh trưởng dinh dưỡng (TIBA chỉ thúc đẩy sự ra hoa khi có sự hiện diện của
lá non và ngăn cản khi không có sự hiện diện của chúng).
Sự thúc đẩy bởi đối kháng auxin thường xẩy ra dẫn đến đề nghị rằng bắt
đầu sự ra hoa có thể gây ra bằng cách làm giãm lượng auxin nội sinh. Mặc dù
không chính thức được xem là chất đối kháng của auxin, Cytokinin có tương tác
với auxin trong một số quá trình sinh lý bao gồm sự tượng hoa. Như vậy
cytokinin chống lại sự ảnh hưởng của auxin, ngăn cản hoặc là thúc đẩy. Cơ chế
của tương tác này chưa được biết. Wardell và Skong cho rằng hiệu quả ức chế
Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15
Trường ĐH NL Huế Trang 8
của auxin lên sự ra hoa có thể do cảm ứng của sự tổng hợp RNA mà không thay
đổi sự tổng hợp protein một cách chọn lọc thích hợp cho sinh trưởng dinh dưỡng
thay vì ra hoa.
Auxin được tổng hợp chủ yếu ở ngọn thân và lá non, hột đang phát triển

từ tryptophan hay indol được vận chuyển đến các bộ phận khác để kích thích sự
tăng trưởng tế bào (Jaccobs, 1956; Chailakhyan 1985; Bandurski và csv. 1995).
Auxin di chuyển theo cả hai con đường thụ động và chủ động. Sự vận chuyển
thụ động không có tính hữu cực chủ yếu trong mô libe. Ngoài ra, theo sự định
hướng của mô, hầu như mọi tế bào sống đều ít nhiều có khả năng vận chuyển
auxin theo hướng hữu cực (từ ngọn đến gốc) theo mô hình hóa thẩm thấu cần
năng lượng (Bùi Trang Việt, 1998).
Sự tổng hợp Auxin được thừa nhận phổ biến hiện nay là từ đỉnh sinh
trưởng và sau đó vận chuyển phân cực xuống rễ, sự biến đổi và vận chuyển phân
cực của IAA vào trong mạch libe hiện nay chưa phát hiện (Normanly, 1997).
Trong điều kiện bị “stress” như khô hạn hay mặn, IAA thúc đẩy mở khí khổng
và sự di chuyển nước trong rễ (Mansfield và McAinsh, 1995) và được nghĩ rằng
nó cùng với ABA đáp ứng với điều kiện stress qua ảnh hưởng của áp suất thẩm
thấu (turgor?). Dunlap và Binzel (1996) cho biết cây cà chua trồng trong điều
kiện thủy canh với hàm lượng muối cao, hàm lượng IAA sẽ giảm 5-10 lần trong
khi ABA thì tăng, nhưng điều nầy không có nghĩa là sự giảm của IAA là quá
trình trung gian của ABA. Nghiên cứu về sự chuyển đổi của IAA dưới ảnh
hưởng của yếu tố môi trường, Tam và csv. (1995) cho biết sự thay đổi nhiệt độ
không làm thay đổi hàm lượng IAA nhưng ảnh hưởng đến sự chuyển đổi của
IAA. Sanyal và Bangerh (1998) cho biết sự vận chuyển phân cự của IAA giảm
khi nồng độ ethylen tăng sự uống cong cành trên cây táo.
Trong mối liên quan với cytokynin, Eklof và csv. (1997) cho biết sự
chuyển đổi và tổng hợp của IAA bị ngăn cản khi sự tổng hợp cytokinin quá
nhiều, điều nầy làm giảm IAA tự do nhưng sự trao đổi chất của dạng liên kết
hầu như không bị ảnh hưởng. Nghiên cứu mối liên hệ giữa Auxin và GA, Ross
và csv. (2002) đã đưa ra bằng chứng là IAA rất cần thiết cho quá trình sinh tổng
hợp GA1 trên cây đậu và cây thuốc lá mà GA1 có vai trò trong sự kéo dài của
chồi (Davenport và csv., 2001). Khảo sát sự biến động của auxin trong lá xoài
qua các thời kỳ nghỉ, phát triển chồi, ra hoa và mang trái, Paulas và
Shanmugavelu (1988) tìm thấy auxin có hàm lượng rất cao ở thời kỳ nghỉ và

Hoàng Bích Thủy Lớp: CH Trồng trọt 15