Do tác động mạnh mẽ của các giai đoạn sinh trưởng đối với năng suất và sản lượng cây trồng, sự thay đổi của chúng có thể gây ra những hậu quả về kinh tế to lớn cho người nông dân. Do đó, điều cần thiết là phải theo dõi các giai đoạn phát triển và điều chỉnh kịp thời để đảm bảo cây trồng phát triển và khỏe mạnh. Nhiệt độ và lượng mưa đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định đến giai đoạn sinh trưởng của thực vật. Theo dõi các giai đoạn phát triển của cây trồng cũng có thể cảnh báo cho nông dân về các vấn đề tiềm ẩn với môi trường xung quanh, điều này có thể giúp người nông dân đưa ra quyết định sáng suốt hơn về cách quản lý đồng ruộng của mình.
Các giai đoạn phát triển khác nhau của thực vật
Các hiện tượng diễn ra trong quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật, từ hạt nảy mầm cho đến khi cây lụi tàn, được gọi là các sự kiện hiện tượng học. Trải qua quá trình phát triển của ngành nông nghiệp, sự đa dạng của các phương pháp khoa học ngày càng nhiều, không có cách nào được thống nhất để xác định các giai đoạn phát triển khác nhau của thực vật. Một số cách tiếp cận đơn giản và có phạm vi rộng, trong khi những cách tiếp cận khác lại toàn diện và cụ thể hơn.
Tuy nhiên, tại thời điểm này, phương pháp BBCH được sử dụng rộng rãi trong canh tác thông minh và được khuyến nghị bởi đại đa số các nhà khoa học đang làm việc để thiết lập mối liên hệ giữa các hiện tượng học và nông nghiệp.
Trong thang đo BBCH, quá trình phát triển của cây được chia thành các giai đoạn phát triển chính và phụ, cả hai đều được đánh số từ 0 – 9. Để tránh những thay đổi đáng kể so với phương pháp hiện tượng học được sử dụng rộng rãi trước đó, BBCH đã sử dụng mã thập phân dựa trên thang ngũ cốc nổi tiếng của Zadoks. Sau đây là mười giai đoạn phát triển của thực vật theo thang BBCH:
- Nảy mầm;
- Sự phát triển của lá;
- Hình thành chồi;
- Kéo dài thân cây;
- Bộ phận sinh dưỡng của cây;
- Sự xuất hiện của cụm hoa;
- Ra hoa;
- Phát triển quả;
- Chín quả;
- Lão hóa.
Vì thời gian của các giai đoạn tăng trưởng của thực vật và các sự kiện hiện tượng trong mỗi giai đoạn là khác nhau đáng kể giữa các loại cây trồng, nên các nhà khoa học đã nghiên cứu và xây dựng thang đo toàn diện cho từng loài riêng lẻ. Thang đo BBCH là tiêu chuẩn được sử dụng cho bất kỳ loài nào thiếu thang đo chuyên dụng hoặc đóng vai trò như một khuôn khổ trong việc đo lường sự phát triển của các loại cây trồng đó. Chúng ta hãy xem xét kỹ mười giai đoạn cơ bản của sự phát triển của cây trồng theo thang BBCH và ý nghĩa của chúng đối với người nông dân.
Giai đoạn 0: Nảy mầm hoặc phát triển chồi
Mặc dù có quá trình sinh học riêng biệt nhưng sự nảy mầm và phát triển chồi đều được gộp lại trong cùng một giai đoạn phát triển cơ bản của cây. Tùy thuộc vào loại cây trồng, giai đoạn tăng trưởng 0 có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần. Tại thời điểm này, hạt đã nảy mầm và tạo ra thứ được gọi là “lá mầm”, dễ dàng phân biệt với lá trưởng thành.
Về cơ bản, giai đoạn này đòi hỏi nhiệt độ và mức oxy phù hợp. Ngoài ra, nó làm cạn kiệt nguồn dự trữ dinh dưỡng của cây trồng, có khả năng dẫn đến thiếu hụt chất dinh dưỡng nếu không được bón phân bổ sung kịp thời.
Ở giai đoạn tăng trưởng 0, cây trồng liên tục cần nước để khởi động quá trình trao đổi chất. Trong một số trường hợp, tưới nước cũng cần thiết để loại bỏ các yếu tố ức chế nảy mầm khỏi hạt (đặc biệt đối với cây hàng năm ở sa mạc) của cây trồng.
Làm thế nào để giai đoạn tăng trưởng thực vật không bị ảnh hưởng bởi sự phá hoại của côn trùng?
Ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau, cây trồng dễ bị tổn thương bởi các loại sâu bệnh khác nhau. Trái ngược với giun kim, ăn hạt trước hoặc ngay sau khi chúng nảy mầm, bọ tai có xu hướng ăn chồi non, tán lá và hoa.
Giai đoạn 1: Phát triển lá
Năng lượng quang hợp của lá là nền tảng để cây trồng phát triển một cách khoẻ mạnh. Như vậy, giai đoạn 1 của quá trình sinh trưởng thực vật rất cần thiết cho sự phát triển bình thường của cây trồng. Tất cả các chất dinh dưỡng được tổng hợp và tích luỹ trong giai đoạn tăng trưởng này sẽ giúp nó vượt qua các giai đoạn phát triển tiếp theo. Vì vậy, bón phân là cần thiết.
Ở giai đoạn tăng trưởng 1, cây tạo ra những chiếc lá đúng nghĩa, nó là những bản sao thu nhỏ của những chiếc lá đã phát triển đầy đủ. Sự phát triển của lá được diễn ra theo một lộ trình cơ bản chung và có thể có những thay đổi nhỏ để phù hợp với nhu cầu của từng loài và điều kiện môi trường. Lá phát triển thành cấu trúc phẳng có kích thước và hình dạng khác nhau, bắt đầu từ mô phân sinh đỉnh của chồi. Các hormone trong thực vật, cũng như các dưỡng chất và chất lượng cơ học của mô, tất cả đều đóng vai trò kiểm soát quá trình này.
Giai đoạn 2: Hình thành chồi phụ hoặc đẻ nhánh
Đẻ nhánh là giai đoạn sinh trưởng của cây trong đó các chồi trên không mới hình thành. Thay vì trải rộng ra như thân rễ, các nhánh mọc thẳng đứng. Kết quả là số lượng chồi mới xuất hiện ngay cạnh chồi ban đầu tăng lên đáng kể. “Cây con” là cụm từ đôi khi dùng để đề cập đến những chồi mới phát triển từ “cây mẹ”. Đẻ nhánh cũng có thể có nghĩa là sự phát triển của chồi bên. Mỗi chồi mới bao gồm một điểm tăng trưởng riêng, cuối cùng phát triển thành một thân có khớp được xác định bởi các đốt và lóng tương tự như một cây sào tre.
Giai đoạn 3: Kéo dài thân cây
Một số bộ phận của cây, như thân và rễ, tiếp tục phát triển trong suốt vòng đời của cây trồng: quá trình này được gọi là tăng trưởng không xác định. Các tế bào mới được tạo ra ở đầu các chồi đang phát triển. Sự phát triển của thân xảy ra ở nhiều vị trí khác nhau, không giống như chỉ một số ít trong hệ thống rễ. Thời gian và cường độ của những thay đổi này khác nhau giữa các loài, nhưng các loại cây trồng trong cùng một loài có xu hướng tuân thủ một số tiêu chuẩn chung. Sự nóng lên toàn cầu tác động đáng kể đến cây trồng ở giai đoạn tăng trưởng thứ 3 của quá trình sinh trưởng do mối tương quan trực tiếp giữa nhiệt độ và sự kéo dài của thân cây.
Giai đoạn 4: Phát triển các bộ phận sinh dưỡng
Sự phát triển của thân khỏe và có nhiều lá xanh đặc trưng cho giai đoạn sinh dưỡng của cây. Sự phát triển này rất quan trọng vì quá trình quang hợp dựa vào diện tích bề mặt lá có đủ để hấp thụ ánh sáng hay không. Lá phát triển khỏe mạnh thường theo sau sự phát triển mạnh mẽ của rễ.
Phân đạm sẽ đặc biệt có lợi trong giai đoạn sinh trưởng này của cây, khuyến khích sự phát triển mạnh mẽ của thân và lá trong giai đoạn sinh dưỡng. Ngoài ra, đối với cỏ, ở giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng muộn, nông dân có thể đã áp dụng các chiến lược quản lý đồng cỏ như chăn thả khi cây đã phát triển đủ lá để quang hợp và rễ để bám trụ, tích trữ và hấp thụ khoáng chất.
Giai đoạn 5: Sự xuất hiện của cụm hoa
Ra hoa là quá trình một cụm hoa được hình thành dọc theo trục hoa. Việc đây là thời điểm bắt đầu các giai đoạn tăng trưởng sinh sản là yếu tố thống nhất nhóm hai quá trình sinh học khác nhau này thành một giai đoạn phát triển của cây.
Ở giai đoạn tăng trưởng 5, trọng tâm chính của cây chuyển từ mở rộng sinh dưỡng sang phát triển các cấu trúc sinh sản như hoa và sau đó là quả. Phốt pho có thể được cung cấp qua phân bón, đặc biệt quan trọng vào thời điểm này trong quá trình phát triển của cây.
Cây dễ bị bệnh nhất ở giai đoạn sinh trưởng nào?
Tính mẫn cảm với bệnh của cây giảm dần khi chúng trưởng thành. Điều này có thể chỉ ra rằng các loại cây trồng đã kháng bệnh sẽ trở nên tốt hơn trong việc kiểm soát nhiễm trùng theo thời gian.
Giai đoạn 6: Ra hoa
Trong giai đoạn tăng trưởng 6, thực vật có hoa tạo ra các cấu trúc sinh sản cần thiết cho sinh sản hữu tính. Đối với các cây trồng có chu kỳ sống ngắn, năm đầu tiên được dành cho giai đoạn sinh dưỡng và năm thứ hai dành cho việc ra hoa sau đó là chết. Hầu hết các cây lâu năm sẽ tiếp tục nở hoa hàng năm nếu điều kiện cho phép. Kali là một chất dinh dưỡng quan trọng cho cây trồng trong giai đoạn phát triển này, hỗ trợ ra hoa, đậu quả và cải thiện sức khỏe tổng thể của cây trồng. Ngoài ra, ra hoa là một trong những giai đoạn quan trọng của sự phát triển cây trồng đối với tưới tiêu . Sự ra đời của gibberellin, một loại hormone thực vật, nhiệt độ cụ thể và độ dài của ngày và đêm (quang kỳ) là những tác nhân phổ biến nhất ảnh hưởng đến việc quá trình ra hoa ở nhiều loài thực vật. à đông, thời gian ra hoa của nhiều loại cây hàng năm (chẳng hạn như lúa mì mùa đông) bị chậm lại. Vernalization chính là thuật ngữ dùng để mô tả sự biến đổi do thời kỳ nhiệt độ lạnh giá kéo dài này.
Giai đoạn 7: Phát triển quả
Ở hầu hết các loài thực vật có hoa, sự phát triển của quả xảy ra trong bầu nhụy sau khi thụ tinh. Bầu nhụy trưởng thành được gọi là “trái cây” vì đặc tính ăn được của nó. Quả là nơi trú ẩn an toàn cho phôi đang phát triển và hạt vì nó bao bọc chúng.
Sự phát triển của quả thường được chia thành bốn giai đoạn:
- Trong giai đoạn đầu tiên, được gọi là sự phát triển của hoa: danh tính, số lượng và hình dạng của các cơ quan hoa được thiết lập.
- Giai đoạn thứ hai bắt đầu với sự thụ tinh: phân chia tế bào.
- Trong giai đoạn thứ ba, các tế bào trải qua quá trình mở rộng và nhân đôi nhanh chóng cho đến khi quá trình chín bắt đầu.
- Hương vị, kết cấu, thành phần dinh dưỡng và hình thức bên ngoài của quả được xác định trong giai đoạn chín, giai đoạn thứ tư bắt đầu sau khi quả ngừng phát triển.
Tại thời điểm này, cây có thể tiếp tục phát triển mà không cần Nitơ. Đây là thời điểm cung cấp cho cây trồng của bạn phân lân và kali để thúc đẩy quá trình chín và góp phần tăng năng suất cây trồng.
Giai đoạn 8: Chín quả
Ở giai đoạn chín trong quá trình sinh trưởng của cây, trái cây thường phản ứng với tín hiệu chín: sự gia tăng sản xuất ethylene. Nhiễm vi khuẩn hoặc nấm, cũng như thu hoạch trái cây, có thể kích thích quá trình tổng hợp ethylene, báo hiệu quá trình chín. Ngay khi trái cây nhận được tín hiệu ethylene này, nó sẽ trải qua một loạt thay đổi dẫn đến chín.
Nói cách khác, các enzyme mới được sản xuất. Các enzyme như amylase và pectinase tương ứng hỗ trợ quá trình tiêu hóa tinh bột và pectin, và các hydrolase hỗ trợ phá vỡ các hợp chất trong trái cây. Các gen chịu trách nhiệm phiên mã và dịch mã của các enzyme này được kích hoạt bởi ethylene. Enzyme là chất xúc tác các phản ứng làm thay đổi các đặc tính của trái cây: màu sắc, kết cấu, hương vị và mùi hương.
Giai đoạn 9: Lão hóa và bắt đầu ngủ đông
Có những dấu hiệu rõ ràng về sự lão hóa: những thay đổi thoái hóa trong tế bào, thường liên quan đến sự gia tăng các chất thải và thay đổi quá trình trao đổi chất. Sự lão hóa của thực vật chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố môi trường, trong đó nổi bật nhất là quang kỳ và nhiệt độ. Tuy nhiên, một số phương pháp điều trị nội tiết tố có thể làm chậm giai đoạn lão hóa của sự phát triển của cây hàng năm.
Sự khởi đầu của thời kỳ ngủ đông được báo hiệu bằng sự rụng lá ở cây lâu năm. Vào cuối mùa sinh trưởng, ngày ngắn hơn và nhiệt độ mát hơn gây ra hiện tượng lão hóa lá ở nhiều cây. Chất diệp lục màu xanh lá cây biến mất và các sắc tố caroten màu vàng và cam trở nên dễ nhận thấy hơn. Độ dài của ngày có thể chi phối sự lão hóa của lá ở cây rụng lá thông qua ảnh hưởng của nó đối với quá trình chuyển hóa hormone.
Tổng kết
Trên đây là cái nhìn tổng quan về tất cả mười giai đoạn phát triển của cây trồng trong thang đo BBCH, thang đo được ra đời sau rất nhiều các kết quả nghiên cứu và sự hiểu biết của chúng ta về sản xuất cây trồng. Ngày nay, kết quả của việc quản lý trang trại phụ thuộc nhiều vào giai đoạn tăng trưởng của cây trồng có được chăm sóc đúng cách hay không.
