Tài liệu ảnh hưởng của các chất kích thích tới khả năng ra rễ và sinh trưởng của cây mật mông hoa (buddleia officinalis maxim), tại trung tâm nghiên cứu lâm nghiệp vùng núi phía b ắc, trường đại học nông lâm thái nguyên

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM --------------------- TRẦN THỊ THOA “ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT KÍCH THÍCH TỚI KHẢ NĂNG RA RỄ VÀ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY MẬT MÔNG HOA (BUDDLEIA OFFICINALIS MAXIM), TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU LÂM NGHIỆP VÙNG NÚI PHÍA BẮC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp Khoa : Lâm Nghiệp Khóa học : 2011 - 2015 Thái Nguyên, năm 2015 ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM --------------------- TRẦN THỊ THOA “ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT KÍCH THÍCH TỚI KHẢ NĂNG RA RỄ VÀ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY MẬT MÔNG HOA (BUDDLEIA OFFICINALIS MAXIM), TẠI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU LÂM NGHIỆP VÙNG NÚI PHÍA BẮC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp Lớp : 43 - LN - N01 Khoa : Lâm Nghiệp Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hướng dẫn : 1. ThS. Nguyễn Việt Hưng 2. ThS. Đặng Thị Thu Hà Thái Nguyên, năm 2015 i LỜI NÓI ĐẦU Thực tập tốt nghiệp là một phần quan trọng trong chương trình đào tạo. Chương trình thực tập là một giai đoạn chuyển tiếp giữa môi trường học tập lý thuyết với môi trường xã hội thực tiễn. Mục tiêu của đợt thực tập này nhằm tạo điều kiện cho sinh viên có cơ hội cọ sát với thực tế, gắn kết những lý thuyết đã học trên ghế giảng đường với môi trường thực tiễn bên ngoài. Được sự đồng ý của Khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tôi đã tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Ảnh hưởng của các chất kích thích tới khả năng ra rễ và sinh trưởng của cây Mật mông hoa (Buddleia officinalis Maxim), tại Trung tâm nghiên cứu Lâm nghiệp vùng núi phía Bắc, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”. Sau thời gian thực tập là tại Trung tâm nghiên cứu Lâm nghiệp vùng núi phía Bắc - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đến nay tôi đã hoàn thành đề tài này ngoài sự nỗ lực của bản thân còn có sự giúp đỡ của các thầy cô giáo Khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, các cán bộ nhân viên của Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp vùng núi phía Bắc trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên và đặc biệt là thầy cô, giáo Ths Nguyễn Việt Hưng, Ths Đặng Thị Thu Hà, Ths La Quang Độ đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực tập của mình. Do mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những sai sót vì vậy tôi kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 05 năm 2015 Sinh viên Trần Thị Thoa ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khoa luận tốt nghiệp: “Ảnh hưởng của các chất kích thích tới khả năng ra rễ và sinh trưởng của cây Mật mông hoa (Buddleia officinalis Maxim) tại Trung tâm nghiên cứu Lâm nghiệp vùng núi phía Bắc, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên” là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi, công trình được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ths Nguyễn Việt Hưng, Ths Đặng Thị Thu Hà, Ths La Quang Độ trong thời gian từ ngày 20 tháng 3 năm 2015 đến 30/05/2014. Những phần sử dụng tài liệu tham khảo trong khóa luận đã được nêu rõ trong phần tài liệu tham khảo. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong khóa luận là quá trình điều tra thực địa hoàn toàn trung thực, nếu có sai sót gì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỉ luật của khoa và nhà tường đề ra. Thái Nguyên, năm 2015 XÁC NHẬN CỦA GVHD Người viết cam đoan Đồng ý cho bảo vệ kết quả trước Hội đồng khoa học! Ths. Nguyễn Việt Hưng Trần Thị Thoa XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN xác nhận đã sửa chữa sai sót sau khi Hội đồng đánh giá chấm. (Ký, họ và tên) iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Tỷ lệ ra mô sẹo của hom cây Mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm theo định kì theo dõi ........................................................ 34 Bảng 4.2: Tỷ lệ ra rễ đối với 2 loại thuốc kích thích IAA, IBA với các nồng độ khác nhau ở lần đo cuối ........................................................... 35 Bảng 4.3: Phân tích phương sai 1 nhân tố đối với chỉ số ra rễ của cây Mật mông hoa ...................................................................................... 36 Bảng 4.4: Tỷ lệ ra rễ của Mật mông hoa trong quá trình thí nghiệm ............. 37 Bảng 4.5: Kết quả về chỉ tiêu ra rễ của Mật mông hoa trong quá trình thí nghiệm.......................................................................................... 38 Bảng 4.6: Chiều dài rễ trung bình/hom (cm) ................................................ 39 Bảng 4.7: Tỷ lệ sống của hom cây Mật mông hoa của các công thức thí nghiệm theo định kì theo dõi ........................................................ 40 Bảng 4.8: Phân tích phương sai 1 nhân tố đối với chỉ số ra rễ của cây Mật mông hoa ...................................................................................... 43 Bảng 4.9: Tỷ lệ ra chồi của hom mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm. 44 Bảng 4.10: Kết quả tỷ lệ rụng lá của hom mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm.......................................................................................... 46 iv MỤC LỤC Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................ 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 2 1.3. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................. 2 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học .................................. 2 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất ........................................................ 3 Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4 2.1. Cơ sở khoa học ..................................................................................... 4 2.1.1. Cơ sở tế bào học ................................................................................ 4 2.1.2. Cơ sở di truyền học ........................................................................... 5 2.1.3. Sự hình thành rễ bất định ................................................................... 6 2.1.4. Cơ sở sinh lý của sự hình thành rễ bất định ....................................... 7 2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ......................................... 14 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới ................................................ 14 2.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................... 16 2.3. Đặc điểm sinh học chung của Mật mông hoa...................................... 17 2.4. Tổng quan khu vực nghiên cứu .......................................................... 18 2.4.1. Đặc điểm - vị trí địa hình, đất đai khu vực nghiên cứu..................... 18 2.4.2. Đặc điểm khí hậu, thời tiết............................................................... 19 Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...20 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................... 20 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................... 20 3.1.2. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu ...................................................... 20 3.2. Nội dung nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi ..................................... 20 3.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 21 v 3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu........................................................... 21 3.3.2. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ..................................................... 21 3.3.3. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi .................................................... 21 3.3.4. Phương pháp tổng hợp và phân tích số liệu điều tra ......................... 22 3.3.5. Phương pháp kế thừa và chọn lọc số liệu ......................................... 22 3.4. Các bước tiến hành ............................................................................. 22 3.4.1. Công tác ngoại nghiệp ..................................................................... 22 3.4.2. Công tác nội nghiệp ......................................................................... 27 Phần 4. KẾT QỦA NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 33 4.1. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ ra mô sẹo ở các công thức thí nghiệm ......... 33 4.2. Kết quả tỷ lệ ra rễ của hom Mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm .... 35 4.3. Kết quả về các chỉ tiêu ra rễ của hom cây Mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm ......................................................................................... 38 4.4. Kết quả nghiên cứu về tỷ lệ hom sống của các công thức thí nghiệm . 40 4.5. Kết quả tỷ lệ ra chồi của hom mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm ... 43 4.6. Kết quả tỷ lệ rụng lá của hom mật mông hoa ở các công thức thí nghiệm. ..................................................................................................... 46 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................... 49 5.1. Kết luận .............................................................................................. 49 5.2. Đề nghị ............................................................................................... 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 52 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay do nhiều nguyên nhân khác nhau đã làm cho nguồn tài nguyên đa dạng sinh học của Việt Nam đã và đang bị suy giảm nghiêm trọng. Nạn phá rừng làm nương rẫy, khai thác gỗ, củi và các nguồn tài nguyên rừng khác vẫn thường xuyên xảy ra phá hủy sự cân bằng của nhiều hệ sinh thái và môi trường tự nhiên. Mặc dù đã được quan tâm nhưng ở một số Khu bảo tồn vẫn chưa có các chính sách cụ thể để bảo tồn và phát triển các loài động thực vật quý hiếm nhưng hoạt động khai thác gỗ củi và lâm sản trái phép vẫn thường xuyên diễn ra. Điều đó đã có ảnh hưởng xấu đến tính đa dạng sinh học, nhất là đối với các loài quý hiếm, đang có nguy cơ tuyệt chủng và các loài có vai trò quan trọng đối với các hệ sinh thái rừng trong các khu bảo tồn. Các loài cây có nguy cơ tuyệt chủng cao và có nhiều lợi ích cho nghiên cứu khoa học và cuộc sống của con người có phân bố trong tự nhiên ngày một bị thu hẹp, số lượng cá thể bị suy gảm nghiêm trọng do con người khai thác sử dụng một cách quá mức đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng cao. Chính vì vậy việc bảo tồn đa dạng sinh học là nhiệm vụ hàng đầu trong nghiên cứu đa dạng sinh học trên thế giới và Việt Nam. Với mục đích nhằm khôi phục lại quần thể loài cây, trong đó có loài cây Mật mông hoa (Buddleia officinalis Maxim), hiện nay chỉ còn lại một số quần thể rất nhỏ tại một số khu vực nghiên cứu bằng phương pháp giâm hom. Phương pháp giâm hom (cutting propagation): Là phương pháp dùng một phần lá, một đoạn thân, đoạn cành hoặc đoạn rễ để tạo nên cây mới gọi là cây hom, cây hom có đặc tính di truyền được giữ nguyên từ cây mẹ. Nhân giống bằng hom là phương pháp nhân giống nhanh và có hệ số nhân giống cao nên được dùng phổ biến trong nhân giống cây rừng, cây cảnh và cây ăn quả. 2 Nhân giống bằng phương pháp giâm hom phụ thuộc nhiều yếu tố như: Xuất xứ, tuổi cây mẹ lấy cành, vị trí lấy cành, tuổi cành, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chất kích thích ra rễ….trong đó sử dụng chất kích thích trong nhân giống cũng là việc cần thiết nhằm kích thích sự ra rễ và sự thành công của công tác nhân giống để bảo tồn nguồn gen quý. Để thử nghiệm ảnh hưởng của các chất kích thích đến tỷ lệ sống và khả năng ra rễ của cây Mật mông hoa tôi sử dụng các chất kích thích ra rễ (NAA, IBA) với các nồng độ khác nhau (500 ppm, 750 ppm và 1000 ppm) để tìm ra loại chất kích thích và nồng độ thích hợp nhất cho công thức giâm hom. Nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu về ảnh hưởng của chất kích thích ra rễ đối với loài cây nghiên cứu tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của các chất kích thích tới khả năng ra rễ của cây Mật mông hoa (Buddleia officinalis Maxim), tại Trung tâm nghiên cứu Lâm nghiệp vùng núi phía Bắc, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được loại chất kích thích và nồng độ thích hợp nhất cho hom cây Mật mông hoa. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Là tài liệu trong học tập, cho những nghiên cứu tiếp theo và là cơ sở trong những đề tài nghiên cứu trong các lĩnh vực có liên quan. - Giúp cho sinh viên kiểm chứng lại những kiến thức lý thuyết đã học biết vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, và có thể tích lũy được những kiến thức thực tiễn quý giá phục vụ cho quá trình công tác trong tương lai. - Nắm được các phương pháp nghiên cứu, bước đầu tiếp cận và áp dụng kiến thức đã được học trong trường vào công tác nghiên cứ khoa học, áp dụng tiến bộ khoa học vào nhân giống cây, bảo tồn loài. 3 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất Nghiên cứu đề tài sẽ đánh giá được vai trò của các yếu tố ngoại cảnh, chất kích thích và các yếu tố khác trong việc nhân giống bằng phương pháp giâm hom tại vườn ươm. Thành công của đề tài có ý nghĩa rất quan trọng trong việc bảo tồn nguồn gen, nhân giống và phát triển loài thông qua việc tìm được chất kích thích và nồng độ thích hợp nhất cho công thức giâm hom Mật mông hoa (Buddleia officinalis Maxim). Từ đó đóng góp vào việc bảo tồn nguồn gen và đa dạng sinh học thực vật rừng. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học Bảo tồn nguồn gen cây rừng là bảo tồn các đa dạng đi truyền cần thiết cho các loài cây rừng nhằm phục vụ công tác cải thiện, duy trì giống trước mắt hoặc lâu dài, tại chỗ hoặc nơi khác. Một trong nhiều phương pháp đang được sử dụng nhiều hiện nay là phương pháp giâm hom. Giâm hom là phương pháp nhân giống cây trồng bằng cơ quan sinh dưỡng. Cơ sở khoa học của phương pháp là sau khi tiến hành giâm hom, dưới ảnh hưởng của các chất nội sinh trong tế bào như auxin, cytokinin khi gặp những điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thích hợp thì rễ được hình thành và chọc thủng biểu bì đâm ra ngoài. Chất kích thích ảnh hưởng đến phát sinh mô và khả năng ra rễ hầu hết các nghiên cứu về vấn đề giâm hom cây rừng liên quan đều thấy rằng trong điều kiện có chất kích thích thì khả năng ra rễ, số lượng và trọng lượng rễ sẽ cao hơn. Việc sử dụng các chất kích thích, nhất là kích thích ra rễ sẽ tạo cơ sở khoa học phục vụ việc sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn tài nguyên sinh vật. Ngoài ra nó còn là cơ sở và có ý nghĩa quan trọng trong việc tận dụng đoạn thân cây rừng làm hom giâm. 2.1.1. Cơ sở tế bào học Theo viện sĩ Maximop, mỗi bộ phận của cây, ngay đến mỗi tế bào, đều có tính độc lập về mặt sinh lí rất cao. Chúng có khả năng khôi phục lại các cơ quan, bộ phận không đầy đủ và trở thành một cá thể mới hoàn chỉnh. Trong cơ thể thực vật, nước và các chất khoáng hoà tan được vận chuyển từ rễ lên lá theo mạch gỗ, còn các sản phẩm hữu cơ sản xuất ở lá được chuyển xuống gốc (rễ, củ, …) theo mạch rây. Khi ta cắt đứt con đường vận chuyển theo mạch rây, các sản phẩm hữu cơ sẽ tập trung ở các tế bào vỏ của phần bị cắt. Các chất hữu cơ 5 này cùng với chất điều hoà sinh trưởng Axin nội sinh (được tổng hợp ở ngọn cây chuyển xuống) sẽ kích thích sự hoạt động của tượng tầng và hình thành mô sẹo, rồi sau đó hình thành rễ từ mô sẹo ở chỗ bị cắt, khi gặp điều kiện thuận lợi. Quá trình hình thành rễ bất định này có thể chia làm ba giai đoạn: - Giai đoạn 1: Tái phân chia tượng tầng. - Giai đoạn 2: Xuất hiện mầm rễ. - Giai đoạn 3: Sinh trưởng và kéo dài của rễ, rễ đâm qua vỏ ra ngoài Năm 1902 Nhà sinh lý thực vật người đức Haberladt, đã tiến hành nuôi cấy mô tế bào thực vật dể chứng minh tế bào là toàn năng. Tế bào có tính toàn năng thể hiện như sau: Bất cứ tế bào nào hoặc mô tế bào nào thuộc cơ quan như rễ, thân, lá đều chứa hệ gen giống như tất cả các tế bào sinh dưỡng khác trong cơ thể, đều có khả năng sinh sản vô tính để tạo thành cây hoàn chỉnh. 2.1.2. Cơ sở di truyền học Sinh vật bậc cao được phát triển từ một tế bào hợp tử qua nhiều lần phân bào liên tiếp cùng với quá trình phân hóa các cơ quan. Đặc trưng của hình thức phân bào trên là số lượng NST của tế bào khởi đầu và tế bào mới được phân chia như nhau nên được gọi là phân bào nguyên nhiễm hay nguyên phân. Phân bào nguyên nhiễm là quá trình phân chia tế bào mà kết quả từ một tế bào ban đầu cho ra hai tế bào con có số lượng NST cũng như cấu trúc và thành phần hóa học của nó giống như tế bào ban đầu. Nhờ có quá trình nguyên phân mà các NST được phân phối đồng đều, chính xác cho các tế bào con. Ở kỳ đầu của quá trình nguyên phân, NST tự tái bản trước tiên theo chiều dọc rồi tách theo chiều ngang, sau đó qua các kỳ tiếp theo NST phân chia về các tế bào con đảm bảo cho các tế bào con đều có bộ NST như nhau và giống tế bào ban đầu. Nhờ có quá trình nguyên phân mà khối lượng cơ thể tăng lên, sau đó nhờ có quá trình phân hóa các cơ quan trong quá trình phát 6 triển cá thể mà tạo thành một cây con hoàn chỉnh. Đây là một quá trình đảm bảo cho cây con duy trì tính trạng của cây mẹ. Hom của các loài cây thân gỗ đều được lấy từ thân cây non hoặc cành non của cây (bao gồm cả chồi vượt). Các loại cành giâm thường gặp là cành non, cành hóa gỗ chủ yếu, cành nửa hóa gỗ và cành hóa gỗ. Tùy thuộc vào các yếu tố như đặc tính loài cây, điều kiện thời tiết lúc giâm hom… mà chọn cành có khả năng ra rễ cao nhất. 2.1.3. Sự hình thành rễ bất định Nhân giống bằng hom dựa trên khả năng tái sinh hình thành rễ bất định của một đoạn thân hoặc cành trong điều kiện thích hợp để tạo thành cơ thể mới. Rễ bất định là những rễ được hình thành về sau này của các cơ quan sinh dưỡng như cành, thân lá... Rễ bất định có thể được hình thành ngay trên cây nguyên vẹn (cây đa, cây si...), nhưng khi cắt cành khỏi cơ thể mẹ là điều kiện kích thích sự hình thành rễ và người ta vận dụng để nhân bản vô tính. Rễ bất định của hầu hết thực vật được hình thành sau khi cắt cành khỏi cây mẹ, nhưng cũng có một số loài rễ bất định được hình thành từ trước dưới dạng các mầm rễ ở trong phần vỏ và chúng nằm yên đến khi cắt cành thì ngay lập tức đâm ra khỏi vỏ. Với các đối tượng như vậy thì cành giâm, cành chiết ra rễ một cách dễ dàng. Nhưng đa số trường hợp rễ bất định được hình thành trong quá trình con người có tác động đến nó nhằm mục đích nhân giống. Có hai loại rễ bất định gồm: rễ tiềm ẩn và rễ mới sinh. - Rễ tiềm ẩn: Là loại rễ có nguồn gốc từ trong thân cây, cành cây nhưng chỉ phát triển khi bộ phận của thân được tách ra khỏi cây mẹ. - Rễ mới sinh: Là rễ được hình thành sau khi cắt hom và giâm hom. Khi đó các tế bào chỗ bị cắt, bị phá hủy, bị tổn thương và các tế bào dẫn chuyền đã chết của mô gỗ được mở ra, dẫn đến dòng nhựa được dẫn từ phần 7 lá xuống đây bị dồn lại khiến cho các tế bào phân chia hình thành nên mô sẹo, đây là cơ sở hình thành rễ bất định. Sự hình thành rễ bất định có thể được phân chia làm ba giai đoạn: - Giai đoạn 1: Các tế bào bị thương ở các vết cắt chết đi và hình thành lên một lớp tế bào bị thối trên bề mặt. - Giai đoạn 2: Các tế bào sống ngay dưới lớp bảo vệ bắt đầu phân chia và hình thành lớp mô mềm gọi là mô sẹo. - Giai đoạn 3: Các tế bào vùng tượng tầng hoặc lân cận và libe bắt đầu hình thành rễ. Mô sẹo là khối tế bào nhu mô có mức độ ligin hóa khác nhau. Thông thường trước khi xuất hiện rễ thấy xuất hiện một lớp mô sẹo nên thường tin rằng sự xuất hiện của mô sẹo là sự xuất hiện của rễ hom. Nhưng ở nhiều loài cây, sự xuất hiện của mô sẹo là một dự báo tốt về khả năng ra rễ. Mức độ hóa gỗ cũng ảnh hưởng tới sự ra rễ của hom. Hom hóa gỗ nhiều, hay phần gỗ chiếm nhiều thì khả năng ra rễ kém. Hiện tượng cực tính là hiện tượng phổ biến trong giâm hom, do vậy khi giâm hom phải đặt cho cho đúng chiều [11]. Thời gian hình thành rễ của các loại hom giâm ở các loài cây khác nhau biến Rễ bất định thường được hình thành bên cạnh và sát sát vào lõi trong tâm của mô mạch, ăn sâu vào trong thân cành tới gần ống mạch, sát bên động rất lớn từ vài ngày với các loài dễ hình thành tới vài tháng đối với các loài khó ra rễ. 2.1.4. Cơ sở sinh lý của sự hình thành rễ bất định Kết quả của hom giâm được xác định bởi thời gian ngắn và tỷ lệ ra rễ cao. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả của việc giâm hom, nhưng phụ thuộc bởi ba yếu tố chính là: Khả năng ra rễ của hom giâm (cá thể, giai đoạn và vị trí của hom), môi trường giâm hom và các chất kích thích ra rễ. Cơ bản thuộc 2 nhóm nhân tố gồm nhóm nhân tố ngoại sinh và nhóm nhân tố nội sinh. 8 - Nhân tố ngoại sinh: gồm đặc điểm của di truyền của từng xuất xứ, từng cá thể cây, tuổi cành, pha phát triển của cành và các chất điều hòa sinh trưởng. - Nhân tố nội sinh: các loại hóa chất kích thích ra rễ và các nhân tố ngoại cảnh (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,…) * Nhân tố ngoại sinh Các nhân tố ngoại sinh ảnh hưởng đến ra rễ của hom giâm: Điều kiện sinh sống của cây mẹ lấy cành, nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giâm hom: Mùa vụ, điều kiện ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, giá thể giâm hom. Điều kiện sinh sống của cây mẹ lấy cành: Điều kiện sinh sống của cây mẹ lấy cành có ảnh hưởng đến tỷ lệ ra rễ của hom giâm, đặc biệt là của cây non. Điều kiện ánh sáng cho cây mẹ lấy cành ảnh hưởng đến khả năng ra rễ của hom giâm. Thời vụ giâm hom: Thời vụ giâm hom là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự ra rễ của hom giâm. Tỷ lệ ra rễ của hom giâm phụ thuộc vào thời vụ lấy cành và thời vụ giâm hom. Một số loài có thể giâm hom quanh năm song cũng có những cây có mùa vụ rõ rệt. Theo Frison (1967) và Nesterow (1967) thì mùa mưa là mùa giâm hom có tỷ lệ ra rễ nhiều nhất ở nhiều loài cây, trong khi đó có một số loài khác thì lại có tỷ lệ ra rễ cao hơn ở mùa xuân. Thời vụ giâm hom đạt kết quả cao hay thấp thường gắn với điều kiện thời tiết, khí hậu trong năm, thường sinh trưởng mạnh vào mùa xuân - hè, sinh trưởng chậm vào thời kỳ cuối thu và mùa đông. Vì vậy thời gian giâm hom tốt nhất vào mùa xuân, hè và đầu thu. Thời vụ giâm hom có ý nghĩa quyết định đến sự thành công hay thất bại của nhân giống bằng hom cành. Đối với loài cây nghiên cứu là cây gỗ cứng và rụng lá thì nên lấy cành lúc cây bắt đầu vào thời ngủ nghỉ, còn đối với loài cây gỗ mềm nửa cứng không rụng lá thì nên lấy hom vào mùa sinh trưởng để có kết quả giâm hom tốt nhất và cho hiệu quả cao nhất. 9 Ánh sáng: Ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sống của cây vì đó là nhân tố cần thiết cho quá trình quang hợp và trong quá trình ra rễ của hom giâm và nhất là ánh sáng tán xạ. Ánh sáng có ảnh hưởng đến quá trình quang hợp tạo nên các chất đồng hóa tham gia vào vận chuyển trong mạch libe và ánh sáng có tác dụng kích thích dòng vận chuyển các chất hữu cơ ra khỏi lá, ở ngoài sáng tốc độ vận chuyển các chất đồng hóa trong libe nhanh hơn trong tối. Nhưng trong hom giâm không có lá thì quá trình quang hợp không diễn ra do đó không thể có hoạt động ra rễ, trừ một số loại cây đặc biệt có thể ra rễ trong bóng tối. Hầu hết các loài cây không thể ra rễ trong điều kiện tối hoàn toàn. Trong điều kiện nhiệt đới, ánh sáng tự nhiên mạnh và nhiệt độ cao làm cho quá trình ra rễ giảm. Vì vậy trong quá trình giâm hom phải che bóng thích hợp cho từng loài cây khác nhau với độ tàn che khác nhau [10]. Trên thực tế ảnh hưởng của ánh sáng đến sự ra rễ của hom giâm thường mang tính chất tổng hợp: Ánh sáng - nhiệt - ẩm mà không phải là từng nhân tố riêng lẻ. Ngoài ra tùy từng loại cây mà mức độ yêu cầu ánh sáng là khác nhau. Mức độ này còn phụ thuộc vào chất dinh dưỡng có trong hom. Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình quang hợp, hô hấp và quá trình vận chuyển chất. Vì thế nhiệt độ không khí là một yếu tố quyết định đến tốc độ phát triển và hình thành nên rễ của hom. Các loài cây nhiệt đới thường có yêu cầu cao hơn các loài cây ôn đới. Đối với cây nhiệt đới: - Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp: Nhiệt độ tối thấp từ 5 7°C cây bắt đầu quang hợp, nhiệt độ tối ưu mà cây đạt hiệu quả quang hợp tốt nhất là 25 - 30°C và nếu duy trì nhiệt độ tối cao lâu thì cây sẽ bị chết. - Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình hô hấp: Nhiệt độ tối thấp từ 10-0°C cây bắt đầu hô hấp, nhiệt độ tối ưu là 35 - 40°C và nhiệt độ tối cao 45 - 55°C cây sẽ bị phá hủy. - Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, vận chuyển các chất trong cây: Nhiệt độ thấp làm tăng độ nhớt của các sợi protein, cản trở tốc độ 10 dòng vận chuyển chất và làm giảm hô hấp của mô libe đặc biệt của tế bào kèm làm thiếu năng lượng cung cấp cho sự vận chuyển; nhiệt độ quá cao làm cho quá trình thoát hơi nước ở lá diễn ra mạnh đẫn đến mất nước gây ra héo; nhiệt độ tối ưu 25 - 30°C. Vì vậy nhiệt độ là nhân tố quyết định tốc độ ra rễ của hom giâm. Ở nhiệt độ quá thấp hom nằm ở trạng thái tiềm ẩn và không ra rễ, ở nhiệt độ quá cao tăng cường hô hấp và hom bị hỏng từ đó làm giảm tỷ lệ ra rễ của hom giâm. Nhiệt độ không khí trong nhà giâm hom thích hợp cho ra rễ là từ 28 33°C và nhiệt độ giá thể thích hợp là 25 - 30°C. Nhiệt độ trên 35°C làm tăng tỷ lệ héo của cành giâm hom. Nhiệt độ không khí trong nhà trong nhà giâm hom nên cao hơn nhiệt độ giá thể là 2 - 3°C. Cũng như nhân tố ánh sáng, để có khả năng ra rễ cao cần có đầy đủ các điều kiện thích hợp như sau: Độ ẩm: Độ ẩm không khí và độ ẩm giá thể là nhân tố không thể thiếu là thành phần hết sức quan trọng trong quá trình giâm hom. Các hoạt động quang hợp, hô hấp, phân chia tế bào và chuyển hóa các chất cần đến nước. Thiếu nước thì hom bị héo, thừa nước thì hoạt động của men thủy phân tăng lên, quá trình quang hợp bị ngừng trệ. Vì vậy khi gặp thời tiết bất lợi như độ ẩm quá cao hoặc quá thấp thì cần phải có biện pháp bổ xung hợp lý. Khi giâm hom mỗi loài cây đều cần một độ ẩm thích hợp,ví dụ như đối với cây lá rộng thì yêu cầu độ ẩm cao hơn cây lá kim, hom có diện tích lá lớn thì yêu cầu độ ẩm cũng cao hơn. Khi làm mất độ ẩm của hom 15% thì hom không có khả năng ra rễ. Yêu cầu độ ẩm của hom giâm thay đổi theo loài, theo mức độ hóa gỗ của hom. Phun sương là yêu cầu bắt buộc khi tiến hành giâm hom, giúp làm tăng độ ẩm, giảm nhiệt độ không khí và giảm sự thoát hơi nước ở lá. Vào từng thời điểm mà mức độ phun khác nhau: Trong mùa nóng thời gian phun sương và thời gian ngắt quãng có thể ngắn hơn trong mùa lạnh. 11 Để duy trì độ ẩm của giá thể thích hợp cho hom ra rễ cần lựa chon vật liệu làm giá thể có khả năng thông thoáng tốt, thoát nước song phải giữ được độ ẩm thích hợp. Giá thể và môi trường giâm hom: Giá thể cũng góp phần quan trọng vào thành công của giâm hom, giá thể không phải là nơi cung cấp chất dinh dưỡng mà phần dinh dưỡng đó từ ngay trong chính bản thân cành được giâm hom vì thế nó chỉ cần đáp ứng yêu cầu về nhiệt đô, độ ẩm, ánh sáng thích hợp rất nhiều giá thể được sử dụng trong giâm hom hiện nay tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu, điều kiện, thời vụ, khí hậu và loài cây mà thành phần giá thể có thể là khác nhau. Các giá thể thường được dùng hiện nay là cát tinh, mùn cưa, xơ dừa, bầu đất hay đất vườn. Khi giâm hom chỉ tạo ra rễ sau đó mới cho cây vào bầu thì giá thể thường là mùn cưa để mục, cát tinh, xơ dừa băm nhỏ hoặc đất vườn ươm trộn lẫn với nhau. Một giá thể giâm hom tốt là một giá thể có độ thoáng khí tốt và duy trì độ ẩm trong một thời gian dài mà không ứ nước, không bị nhiễm nấm bệnh. * Nhân tố nội sinh: - Đặc điểm di truyền của loài: Các nghiên cứu cho thấy không phải tất cả các loài đều có khả năng ra rễ như nhau. Nanda (1970) đã dựa theo khả năng ra rễ để chia các loài cây thành 3 nhóm chính: + Nhóm dễ ra rễ gồm 29 loài. Các loài này không cần sử lý bằng chất kích thích ra rễ mà vẫn ra rễ với tỉ lệ rất cao, gồm các loài thuộc các chi Ficus sp. + Nhóm khó ra rễ gồm 26 loài. Loại này hầu như không ra rễ hoặc là phải sử dụng chất kích thích ra rễ nhưng tỉ lệ ra rễ rất thấp thuộc các chi Manlus sp, Prunus sp,… thuộc họ Rosaceae và một số chi khác. + Nhóm có khả năng ra rễ trung bình gồm 65 loài. Tuy vậy sự phân chia này chỉ có ý nghĩa tương đối. Vì thế theo khả năng giâm hom thì chia thành 2 nhóm: 12 + Nhóm sinh sản chủ yếu bằng hom cành là nhiều loài cây thuộc họ Dâu tằm (Moraceae): dâu tằm, đa, sung... Một số loài thuộc họ Liễu, một số loài nông nghiệp như sắn, mía, khoai lang…Đối với loài cây này thì khi giâm hom không cần xử lý bằng thuốc chúng vẫn ra rễ bình thường. + Nhóm sinh sản chủ yếu bằng hạt thì khả năng ra rễ của hom bị hạn chế bởi các mức độ khác nhau: Tuổi cây mẹ, chất kích thích, yếu tố ngoại cảnh… - Đặc điểm di truyền và xuất xứ, từng cá thể. Do đặc điểm biến dị mà các xuất xứ và cá thể khác nhau cũng có khả năng ra rễ khác nhau. Ngay cả những loài cây có cùng xuất xứ, cùng dòng, nhưng các cá thể khác nhau cũng cho tỉ lệ ra rễ khác nhau - Vị trí lấy cành và tuổi cành: Hom lấy từ các phần khác nhau thì sẽ có tỷ lệ ra rễ khác nhau. Thông thường thì hom lấy từ các cành dưới dễ ra rễ hơn ở cành trên, cành cấp 1 dễ ra rễ hơn cành cấp 2, 3… - Cành chồi vượt dễ ra rễ hơn cành lấy trong tán cây. Cho nên ở một số loài cây người ta xử lý sao cho cây ra chồi vượt để lấy hom giâm. Tuy nhiên khả năng ra rễ của cành chồi vượt cũng phụ thuộc vào vị trí lấy hom. Tuổi cành cũng ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ ra rễ. Thông thường thì cành nửa hóa gỗ có tỷ lệ ra rễ lớn nhất, cành hóa gỗ thường cho tỷ lệ kém hơn. Như vậy cành non và cành nửa hóa gỗ cho tỷ lệ ra rễ cao nhất. - Tuổi cây mẹ lấy cành hom và thời gian lấy hom: Khả năng ra rễ do tính di truyền quy định mà còn phụ thuộc vào tuổi cây mẹ lấy cành. Hom lấy từ cây chưa sinh sản bằng hạt dễ nhân giống bằng hom hơn cây đã sinh sản bằng hạt. Hom lấy từ cây tuổi còn non dễ ra rễ hơn cây tuổi già. Cây còn non không những ra rễ tốt hơn mà còn ra rễ nhanh hơn. Sự tồn tại của lá trên hom: Lá là cơ quan hấp thụ ánh sáng trong quang phổ tạo ra chất cần thiết cho cây. Vì thế khi chuẩn bị hom giâm phải 13 có 1 - 2 lá và phải cắt bớt một phần phiến lá chỉ để lại 1/3 - 1/2 diện tích lá là tốt nhất. - Kích thước hom: Đường kính và chiều dài hom ảnh hưởng tới tỷ lệ ra rễ của hom giâm. Tùy từng loài cây kích thước hom có thể khác nhau. - Các chất điều hòa sinh trưởng: Các chất điều hòa sinh trưởng chia theo hoạt tính sinh lý gồm hai nhóm tác dụng là nhóm kích thích sinh trưởng và nhóm kìm hãm sinh trưởng. Một số chất kích thích sinh trưởng như Auxin, Giberellin và Xytokinin. Trong các chất điều hòa sinh trưởng thì Auxin được coi là chất quan trọng nhất trong quá trình ra rễ của cây hom. Rhizocalin bản chất là axit được coi là chất đặc biệt cần thiết trong quá trình hình thành rễ nhiều loài cây. Một số nhóm chất điều hòa sinh trưởng: Naphthalene acetic acid), IAA (Indol-3acetic acid), IBA (Indol butyric acid), IPA (Indol-3yl-Acetonitrile) và một số chất khác; nhóm Cytokinin gồm Zeatin, Kinetin; nhóm Giberellin gồm: GA3 (Giberellic acid), GA8 (Giberellin - Lije Substances) và nhiều chất giống Giberellin khác; nhóm chất có khả năng kìm hãm sinh trưởng hoặc thúc đẩy quá trình già hóa như ABA (Abscisic scid), Ethophone (2-chloroethyl), Phosphonic acid, các phenol, retedant… * Các nhân tố kích thích: - Loại thuốc: Các chất kích thích điều hòa sinh trưởng có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình hình thành rễ của hom giâm. Một số loại chất kích thích sinh trưởng như: Auxin, Giberellin, Cytokinin… Auxin: Có hai loại Auxin là Auxin tự nhiên và Auxin tổng hợp. Auxin tự nhiên là IAA (acid ß - indol axetic) và Auxin tổng hợp là các chất có bản chất hóa học khác nhau nhưng có hoạt tính sinh lý tương tự như IAA (acid ß - indol axetic). Các Auxin tổng hợp như: ɑ-NAA (acid ɑ - Naphtylaxetic), 2,4D (acid 2.4 Dichlorophenoxyaxetic), 2.4.5T (Acid 2,4,5 Trichlorophenoxyaxetic), IBA