Carbohydrate có được gửi đến lá hay củ hay không phần lớn phụ thuộc vào hormone thực vật, hormone này điều chỉnh tất cả các khía cạnh của sự phát triển của cây.
Một trong những hormone quan trọng nhất cho sản xuất khoai tây là A xít Gibberellic (GA). GA thúc đẩy sự phát triển của lá và kéo dài thân cây. Và nó có tác dụng ngược lại đối với sự phát triển của củ. Để hình thành củ, nồng độ GA trong rễ và thân củ phải giảm xuống, trong khi các hormone khác, đặc biệt là auxin và axit abscisic (ABA), tăng lên.
Các hormone thực vật có khả năng phản ứng cao với những thay đổi của môi trường thực vật, bao gồm cả nhiệt độ. Nhiệt độ cao làm tăng nồng độ GA và giảm nồng độ auxin và ABA. Nhiệt độ thấp có tác dụng ngược lại.
Nhiệt độ và sự phát triển của cây trồng
Khi tôi đang học cao học, một trong những giáo sư của tôi đã kể cho tôi nghe về một nghiên cứu trong buồng tăng trưởng trong đó cây khoai tây phát triển ở nhiệt độ không đổi 77°F. Cây tạo ra tán lá khỏe mạnh nhưng không bao giờ tạo ra củ. Họ cần nhiệt độ thấp hơn để kích thích sự phát triển của củ.
Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của củ được cho là khoảng 59°F, trong khi đối với lá là khoảng 75°F. Chu kỳ nhiệt độ ngày đêm mát mẻ và ngày ấm áp là điều kiện lý tưởng cho sản xuất khoai tây.
Nhiệt độ cao vào đầu mùa sinh trưởng có thể làm chậm quá trình hình thành củ và khởi phát quá trình phát triển củ nhanh chóng đồng thời thúc đẩy sự phát triển của tán cây. Sự phát triển củ chậm trong thời gian dài có thể dẫn đến năng suất thấp nếu thu hoạch sớm. Nhưng sẽ không thành vấn đề nếu bạn có thể kéo dài mùa trồng trọt để bù đắp thời gian đã mất.
Ngược lại, nhiệt độ thấp có xu hướng đẩy nhanh quá trình hình thành củ. Điều này cũng có thể dẫn đến năng suất thấp hơn vì cây phải phân chia tài nguyên để hỗ trợ sự phát triển của cả lá và củ trong thời gian dài hơn.
Ví dụ về tác động của thời gian và nhiệt độ
Hãy cùng phân tích xem thời gian và nhiệt độ cao ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của củ. Nhiệt độ cao sau khi hình thành củ có thể làm giảm năng suất theo hai cách: Tốc độ quang hợp khiến cây tạo ra ít carbohydrate hơn. Quá trình quang hợp ở khoai tây đạt mức tối ưu ở 75°F, giảm nhanh khi nhiệt độ tăng và dừng lại ở khoảng 86°F.
Căng thẳng nhiệt có thể dẫn đến việc phân phối carbohydrate ưu tiên vào lá thay vì củ (tác dụng của hormone được mô tả ở trên). Trên thực tế, cây đôi khi tái hấp thu carbohydrate từ củ để hỗ trợ sự phát triển của lá. Căng thẳng nhiệt độ cực cao ngay sau khi củ hình thành thậm chí có thể khiến một số củ nhỏ biến mất hoàn toàn.
Căng thẳng nhiệt khởi phát muộn hơn có thể dẫn đến rối loạn củ. Tình trạng rối loạn được gọi là “đầu đường” hoặc “đầu trong mờ” hoặc “đầu thạch” xảy ra khi cây hút carbohydrate từ đầu thân củ để hỗ trợ sự phát triển của tán sau một thời gian bị stress nhiệt. Sự nảy mầm do nhiệt có thể xảy ra khi stress nhiệt làm ngừng sự phát triển của củ và sau đó cây sẽ nảy mầm ở đầu chồi của củ khi quá trình tăng trưởng tiếp tục. Trong trường hợp này, hormone thực vật báo hiệu sự đảo ngược quá trình sinh trưởng sinh dưỡng.
“All Vines and No Taters” là một câu nói của nước Mỹ thế kỷ 19 nhằm mô tả một điều gì đó hoặc một ai đó phô trương nhưng thiếu bản chất hoặc trí thông minh. Hầu hết những người quen với việc sản xuất khoai tây đều hiểu được biểu hiện này. Nhưng hầu hết người dân hiện nay đều chưa hiểu rõ nguồn gốc và ý nghĩa của nó.
Phát triển cây trồng nitơ và khoai tây
Nhiệt độ không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến sự phân chia carbohydrate ở cây khoai tây.
Mức độ bón đạm cao cũng có thể gây ra sự phát triển lá quá mức làm tổn hại đến củ. Vì vậy, không có gì đáng ngạc nhiên khi biết rằng nitơ cũng ảnh hưởng đến mức độ hormone thực vật điều chỉnh sự phát triển của củ. Nitơ cao có liên quan đến việc tăng GA và giảm auxin và ABA. Lượng nitơ thấp có tác dụng ngược lại.
Cần có lá để cây khoai tây phát triển và năng suất tối đa đạt được khi cây khoai tây phủ kín mặt đất càng nhanh càng tốt. Điều này đảm bảo thực vật thu được lượng năng lượng mặt trời lớn nhất Nhưng bạn phải đạt được sự cân bằng hợp lý giữa sự phát triển của lá và củ. Sự phát triển của lá quá mức có thể làm chậm quá trình hình thành và phát triển củ. Và nếu mùa sinh trưởng quá ngắn, phần lớn năng lượng (cacbonhydrat) duy trì tán cây lớn sẽ không được chuyển đến củ. Mặt khác, bất cứ điều gì hạn chế mức độ phát triển tán cây tối ưu sẽ dẫn đến việc cây thu được ít năng lượng hơn và hạn chế năng suất tiềm năng.
