Cơ chế hình thành và phát triển củ: nguyên tắc quan trọng để đạt năng suất cao

1. Cơ chế hình thành củ

Củ là cơ quan dự trữ dinh dưỡng được hình thành từ sự phát triển và phình to của một số bộ phận thực vật như thân, rễ hoặc thân ngầm (căn hành). Quá trình này diễn ra qua nhiều giai đoạn, chịu tác động của yếu tố sinh lý, hormone thực vật và điều kiện môi trường.

Các giai đoạn hình thành củ

Giai đoạn khởi đầu

Ở giai đoạn này, cây tập trung phát triển hệ rễ và thân, tích lũy chất hữu cơ thông qua quá trình quang hợp. Việc cung cấp đầy đủ dinh dưỡng và nước có vai trò quan trọng, tạo nền tảng cho sự hình thành củ.

Giai đoạn phân hóa mô dự trữ

Một số tế bào trong thân, rễ hoặc thân ngầm biệt hóa thành mô dự trữ, chuyển hóa chức năng sinh trưởng sang tích lũy tinh bột, đường, protein và dưỡng chất quan trọng khác. Hormone thực vật như Auxin và Cytokinin có vai trò điều tiết quá trình này.

Giai đoạn củ lớn dần

Các tế bào mô dự trữ tiếp tục phân chia và phình to, giúp củ phát triển về kích thước. Ở giai đoạn này, cây cần nhiều kali để thúc đẩy tổng hợp tinh bột và đảm bảo chất lượng củ. Điều kiện môi trường như ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ cũng ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của củ.

Giai đoạn hoàn thiện và trưởng thành

Khi củ đạt kích thước tối đa, lớp vỏ củ dày lên để bảo vệ mô bên trong. Một số loại cây bước vào giai đoạn ngủ nghỉ, trong đó củ ngừng phát triển và tích lũy chất dinh dưỡng để chuẩn bị cho chu kỳ sinh trưởng tiếp theo. Nếu thu hoạch quá sớm, củ có thể chưa đạt chất lượng tốt nhất; nếu để quá lâu, củ có thể giảm chất lượng hoặc nảy mầm trở lại.

2. Nguyên tắc quan trọng để hình thành và phát triển củ

2.1 Chọn giống phù hợp

• Lựa chọn giống có khả năng tạo củ cao, thích hợp với điều kiện khí hậu, đất đai và thời vụ canh tác.
• Ưu tiên các giống có sức sinh trưởng mạnh, khả năng kháng sâu bệnh tốt.
• Giống lai tạo có thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, phù hợp với canh tác quy mô lớn.

2.2 ảnh hưởng của ánh sáng

• Cường độ và thời gian chiếu sáng ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành củ, đặc biệt với cây ngày ngắn như khoai tây, khoai lang.
• Những cây như hành, tỏi cần số giờ chiếu sáng thích hợp để thúc đẩy phân hóa mô dự trữ và tăng năng suất củ.
• Điều chỉnh ánh sáng bằng cách thay đổi thời vụ trồng hoặc che phủ đất để tối ưu chất lượng củ.

2.3 Cân bằng dinh dưỡng hợp lý

Dinh dưỡng cần được cung cấp hợp lý theo từng giai đoạn:

• Nitơ (N): Giúp cây phát triển thân lá nhưng nếu bón quá nhiều có thể làm chậm quá trình tạo củ.
• Lân (P): Thúc đẩy phát triển rễ, kích thích phân hóa mô tạo củ.
• Kali (K): Rất quan trọng trong giai đoạn phát triển củ, giúp củ chắc khỏe, tăng tích lũy tinh bột.
• Canxi (Ca) & Magie (Mg): Hỗ trợ hình thành vỏ củ chắc chắn, ngăn ngừa nứt và biến dạng củ.

Bón phân đúng liều lượng và cân đối giữa các nguyên tố giúp cây phát triển ổn định, nâng cao chất lượng củ và kéo dài thời gian bảo quản.

2.4 Điều chỉnh nước và độ ẩm

• Giai đoạn đầu: Cung cấp đủ nước để cây phát triển hệ rễ khỏe mạnh.
• Giai đoạn tạo củ: Hạn chế tưới quá nhiều để không làm cản trở phân hóa mô dự trữ.
• Giai đoạn củ phát triển: Duy trì độ ẩm ổn định để củ đạt kích thước tối ưu, tránh nứt, úng hoặc thối củ.

Áp dụng hệ thống tưới nhỏ giọt hoặc phun mưa giúp kiểm soát độ ẩm hiệu quả.

2.5 điều hòa hormone sinh trưởng

• Auxin: Thúc đẩy hình thành mô dự trữ, giúp quá trình tạo củ diễn ra nhanh hơn: NA-NAA, IBA…
• Gibberellin (GA): Ở nồng độ cao, GA có thể ức chế sự hình thành củ, cần kiểm soát phù hợp: GA3, GA4+7
• Cytokinin: Hỗ trợ phân hóa mô, tăng tích lũy chất dinh dưỡng trong củ: CPPU KT-30, DA6
• Nhóm ức chế: Kìm hãm sự phát triển của thân lá, tập trung dinh dưỡng nuôi củ: Uniconazole, CCC, Mepiquat Chloride…

Việc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng hợp lý giúp tăng tỷ lệ hình thành củ và năng suất thu hoạch.

2.6 kỹ thuật canh tác hỗ trợ tạo củ

• Làm đất tơi xốp, thoáng khí: Giúp củ phát triển thuận lợi, tránh bị méo mó.
• Lên luống cao (với khoai tây, khoai lang): Giúp hệ rễ phát triển mạnh, tăng tỷ lệ củ.
• Bấm ngọn, tỉa lá hợp lý: Hạn chế cây phát triển thân lá quá mức để tập trung dinh dưỡng vào củ.
• Che phủ đất: Tránh ánh sáng tiếp xúc trực tiếp với củ, đặc biệt với khoai tây để ngăn chặn hiện tượng xanh vỏ củ do tích lũy solanine (một chất độc khi ăn phải).

2.7 các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng củ

• Thời vụ trồng: Ảnh hưởng đến kích thước và năng suất củ, cần lựa chọn thời điểm trồng phù hợp.
• Sâu bệnh: Một số bệnh như héo xanh vi khuẩn, thối củ, sương mai có thể làm giảm năng suất, cần phòng trừ kịp thời.
• Bảo quản sau thu hoạch: Duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp giúp kéo dài thời gian bảo quản, hạn chế hư hỏng và mất chất lượng.

3. Kết Luận

Sự hình thành và phát triển củ là kết quả của sự phối hợp giữa giống cây, ánh sáng, dinh dưỡng, nước tưới, hormone và kỹ thuật canh tác. Tuân thủ các nguyên tắc trên giúp nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng củ và kéo dài thời gian bảo quản, mang lại lợi ích kinh tế cao cho người nông dân.