Chương 3. YÊU CẦU SINH THÁI CỦA CÂY ĂN QUẢ
3.1. VAI TRÒ CỦA KHÍ HẬU ĐỐI VỚI CÂY ĂN QUẢ
Nhiệt độ là yếu tố quyết định đến nhịp điệu và tốc độ sinh trưởng, phân hoá, nở hoa, sinh trưởng quả, ngủ nghỉ của cây trồng nói chung và cây ăn quả nói riêng. Dựa vào yêu cầu về nhiệt độ để sinh trưởng, phát triển cây ăn quả được phân loại thành ba nhóm: cây ăn quả ưa khí hậu nhiệt đới (cây ăn quả nhiệt đới); cây ăn quả ưa khí hậu á nhiệt đới (cây ăn quả á nhiệt đới); cây ăn quả ưa khí hậu ôn đới (cây ăn quả ôn đới).
Mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ tác động đến cây được đánh giá là nhiệt độ quá thấp (tối thấp), nhiệt độ thích hợp (tối thích) và nhiệt độ cao (tối cao) đối với cây. Ngưỡng nhiệt độ thấp nhất và cao nhất trong những tháng lạnh nhất và cao nhất của năm quyết định đến vùng phân bố và sản xuất của các loại cây ăn quả. Ở những nơi có mùa đông lạnh việc chọn địa điểm để trồng các loại cây ăn quả nhiệt đới và á nhiệt đới trở nên rất quan trọng như: độ cao, vĩ độ, độ dốc, hướng dốc, hướng gió gây hại thịnh hành (gió mùa đông bắc, gió tây - nam, gió mạnh) để đảm bảo chế độ nhiệt thích hợp cho vườn cây sinh trưởng, phát triển tốt.
Khi nhiệt độ thấp hơn ngưỡng tối thấp và cao hơn ngưỡng tối cao, sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây. Như lê châu Á vỏ bị bong tróc do nhiệt độ chênh lệch lớn khi giao mùa đông - xuân. Cây táo tây khi sinh trưởng trong điều kiện nhiệt độ dưới 0oC trong một thời gian dài làm quả bị dị hình, màu sắc quả biến đổi. Nhiệt độ thấp gây hại chủ yếu cho các loại cây ăn quả nhiệt đới, trong khi đó nhiệt độ cao gây hại trên nhiều loại cây ôn đới và một số cây á nhiệt đới.
Yêu cầu nhiệt độ ở giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây ăn quả khác nhau:
giai đoạn sinh trưởng thân, cành, lá, ra hoa, đậu quả, lớn quả thường yêu cầu nhiệt độ cao hơn so với giai đoạn cảm ứng, phân hóa hoa và ngủ nghỉ của cây. Giai đoạn cảm
ứng phân hóa hoa thường yêu cầu nhiệt độ không cao và được lượng hóa mức độ yêu cầu nhiệt trong giai đoạn này bằng khái niệm độ lạnh với đơn vị tính là CU (Chilling Units) và được đề cập đối với cây ăn quả ưa khí hậu ôn đới.
Các bộ phân riêng rẽ của cây có thể chịu ngưỡng nhiệt độ tới hạn khác nhau, trong đó rễ thường mẫn cảm với nhiệt độ thấp hơn thân, mầm hoa mẫn cảm hơn mầm lá. Ví dụ: cây xoài trưởng thành có thể chịu được nhiệt độ dưới 0ºC trong vài ngày, nhưng hoa bị chết ở 4,5ºC trong vài giờ. Khi nhiệt độ mùa đông xuống tới 10-15ºC cây xoài sẽ ra hoa rất sai, nhưng để cây thụ phấn tốt, nhiệt độ ban ngày lý tưởng trong thời gian này là 21-27ºC. Đối với cây vải, tổng thời gian lạnh là yếu tố quyết định đến sự ra hoa và có sự khác biệt lớn về nhu cầu nhiệt độ thấp giữa các giống. Giống Brewster cần hơn 200 giờ ở nhiệt độ 7,2ºC để cây ra hoa; các giống khác cần 200 giờ ở nhiệt độ 13-14ºC. Ở Trung Quốc, giống vải nếp và Hoài Chi phân hoá mầm hoa tốt ở 0-10ºC, ở 11-14ºC các chùm hoa vẫn đậu quả, <18-19ºC cây vẫn ra hoa nhưng chùm hoa có nhiều lá và không đậu quả. Giống vải Trần Tử (Trung Quốc) cần tích lũy đủ 200 giờ ở nhiệt độ 7ºC cây mới ra hoa đậu quả tốt, nếu <150 giờ cây ra hoa và đậu quả kém.
Các giải pháp nhằm giảm ảnh hưởng tiêu cực của nhiệt độ đối với cây ăn quả thường là chế ngự nhiệt độ thấp như thiết kế đai bảo vệ, tạo hình, tủ gốc, tăng bón phân hữu cơ để giữ ẩm đất; Các giải pháp chế ngự nhiệt độ cao bao gồm cắt tỉa, tưới nước, và giảm chiếu sáng.
* Xác định đơn vị lạnh cho cây ăn quả: Nhiệt độ thấp có hiệu ứng để phân hoá mầm hoa đối với cây ôn đới và á nhiệt đới. Các nhà khoa học đã xây dựng mô hình toán để tính được sự tích luỹ lạnh này.
Mô hình giờ lạnh (chilling hours) Chandler (1942) được xác định bằng thời gian cây trải qua ở nhiệt độ <7,2C trong 1 giờ; >7,2C không được tính vào giờ lạnh; hạn chế của mô hình này là không phải tất cả các giờ lạnh đều có hiệu ứng để phân hoá mầm hoa; ở những nơi có mùa đồng ấm hơn, những giờ >7,2C còn có hiệu ứng phản tích luỹ lạnh (số giờ lạnh đã tích luỹ bị trừ đi), mô hình này có nhược điểm là không tính được số giờ lạnh bị mất đi.
Mô hình đơn vị lạnh (chilling units) hay mô hình ’Utah’ (Richardson et al., 1974) chỉ ra số đơn vị lạnh là khác nhau trong mỗi khoảng nhiệt độ 1,4 – 18,0C như bảng 3.1 và hình 3.1. Như vậy, nhiệt độ 2,5-9,1C trong 1 giờ tương ứng với 1 đơn vị lạnh; 1,5- 2,4C và 9,2-12,4C trong 1 giờ chỉ đạt 0,5 đơn vị lạnh; <1,4C và 12,5–15,9C nhận 0 đơn vị lạnh; 16,0 – 18,0C có -0,5 đơn vị lạnh nghĩa là làm mất số đơn vị lạnh tương ứng đã tích luỹ được trước đó; nhiệt độ >18,0C nhận -1,0 đơn vị lạnh. Trên cơ sở này, công thức tính số đơn vị lạnh trong 1 ngày viết trong phần mềm excel là:
= If(T<1.4,0,if(T<2.5, 0.5,if(T<9.2,1,if(T<12.5,0.5,if(T<16,0,if(T<18,-0,5,-1)))))) (Chú ý: sử dụng dấu chấm (.) trong số thập phân và không có dấu cách)
Nhiệt độ (C) Đơn vị lạnh(CU)
<1,4 0
1,5-2,4 0,5
2,5-9,1 1
9,2-12,4 0,5
12,5-15,9 0
16 -18 -0,5
>18 -1
Hình 3.1. Mối quan hệ của nhiệt độ thấp có hiệu ứng để cây phân hoá mầm hoa thể hiện trong 1 đơn vị lạnh (theo mô hình Utah của Richardson et al., (1974))
Mô hình đơn vị lạnh tuyệt đối (Positive chilling units) (Linsley-Noakes & cs.
1995) dựa trên cơ sở mô hình đơn vị lạnh nhưng chỉ tính những giờ có nhiệt độ 1,4- 12,5C nhận các giá trị đơn vị lạnh 0-1; không tính đến giá trị 0 đến -1. Mô hình này có độ chính xác cao hơn các mô hình trước nhưng vẫn có sai số đối với những cây á nhiệt đới và ôn đới ở vùng có mùa đông ấm hoặc thời gian lạnh và ấm xen kẽ nhau như Israel, bang California (Mỹ) hay phía Bắc Việt Nam...
Mô hình phần lạnh (chilling portions hay Dynamic model) của Fishman (1987) có kết quả sát với thực tế hơn ở vùng có mùa đông ấm. Phần lạnh xảy ra trong 2 pha mang tính chu kỳ gồm: pha 1 tích luỹ đơn vị lạnh trung gian khi có nhiệt độ thấp (ví dụ khoảng nhiệt độ thấp của một số cây là 1,5-12,4C); khi nhiệt độ cao, sự tích luỹ lạnh này bị chuyển đổi nghịch và mất đi; pha 2 phần lạnh được hình thành từ lượng đơn vị lạnh trung gian tích luỹ khi đạt tới hạn. Một phần lạnh hình thành là bền vững mà không bị chuyển đổi nghịch và mất đi do nhiệt độ cao. Sau đó, chu kỳ tích luỹ lạnh bắt đầu lại để hình thành phần lạnh mới. Khi đạt đủ số phần lạnh, cây sẽ phân hoá mầm hoa. Như vậy, phải xác định được lượng lạnh tích luỹ tạo ra một phần lạnh; việc này cần những số liệu cụ thể tính theo hướng dẫn của Erez & cs. (1990). Giống hay loài khác nhau có yêu cầu khác nhau về số phần lạnh cần đạt để dẫn đến phân hoá mầm hoa.
3.1.2. Yêu cầu về lượng mưa
Nước tác động đến cây ăn quả dưới hình thức độ ẩm của đất (tác động đến bộ rễ cây ăn quả) và độ ẩm không khí (tác động đến phần trên mặt đất của cây) và được coi là môi trường để hoạt động sinh lý, sinh hóa xảy ra trong cây, do đó có vai trò và ảnh hưởng lớn đối với thời gian ngủ nghỉ và sinh trưởng của rễ, thân, cành, lá, phân hoá, nở hoa, sinh
Nhiệt độ (C)
Đơn vị lạnh (Chilling unit)
trưởng quả, chín quả không chỉ về mức độ mà còn cả về khối lượng, kích thước của các cơ quan dinh dưỡng.
Theo các nhà sinh lý thực vật, nước tồn tại trong cây ở hai hình thức: nước liên kết và nước tự do. Dạng nước liên kết được xem là một chất dự trữ, đặc biệt đối với cây ăn quả chịu hạn như cây dứa, thanh long. Trong đời sống của cây, để tạo nên 1g chất khô cây cần đến hàng trăm gram nước; trong1.000g nước cây hấp thụ được, chỉ có khoảng 10g nước giữ lại trong cây (còn lại bay hơi thoát qua khí khổng của lá) trong đó có 1-2g nước tạo liên kết hóa học và 8-9g nước không liên kết hóa học. Nước liên kết sử dụng trong quá trình quang hợp để tổng hợp nên các chất hữu cơ - nguồn cung cấp điện tử và proton để khử CO2 tạo nên các sản phẩm của quang hợp và là nguồn gốc của O2
trong khí quyển. Nước không liên kết hóa học gây nên sự trương của keo nguyên sinh chất và thành tế bào đảm bảo các quá trình sinh hóa xảy ra thuận lợi.
Ở giai đoạn sinh trưởng, phát triển mạnh cây ăn quả yêu cầu nước nhiều, ngược lại thời kì ngủ nghỉ, sinh trưởng chậm hoặc cảm ứng phân hóa hoa yêu cầu nước không cao. Theo nhu cầu nước mà phân loại cây ăn quả thành nhóm cây ăn quả chịu hạn (dứa, thanh long, vải); nhóm cây ăn quả ưa ẩm (cam quýt); nhóm cây ăn quả thích ẩm (chuối, đu đủ).
Nhìn chung đối với cây ăn quả, giải pháp hạn chế sự thiếu nước cho cây là biện pháp chế ngự ảnh hưởng của khô hạn như tưới và phun nước, giữ ẩm cho đất, sử dụng các chất giữ ẩm… Các biện pháp hạn chế ảnh hưởng của ngập úng đối với cây ăn quả thường hạ thấp mực nước ngầm, trồng trên ụ cao, khơi thông rãnh thoát nước hoặc cắt tỉa bớt lá, quả khi cây ngập rễ.
3.1.3. Yêu cầu ánh sáng và quang chu kỳ
Ánh sáng có vai trò và ảnh hưởng đến cây ăn quả thông qua yếu tố chất lượng ánh sáng (cường độ, màu sắc) và thời gian chiếu sáng (quang chu kỳ) đối với sinh trưởng, phân hoá mầm hoa, nở hoa, sinh trưởng quả, ngủ nghỉ của cây.
Theo yêu cầu về thời gian chiếu sáng (có vai trò trong cảm ứng phân hóa mầm hoa) thường chia cây ăn quả thành ba nhóm: nhóm cây ngày dài, nhóm cây ngày ngắn và nhóm cây trung tính (không phản ứng với quang chu kỳ). Thanh long là cây ăn quả điển hình phản ứng với quang chu kỳ dài, cây ra hoa trong điều kiện ngày dài (thời gian chiếu sáng trong ngày trên 13 giờ). Do vậy, có thể điều khiển thanh long ra hoa sớm hơn hay kéo dài hơn, có thể sử dụng chiếu sáng bổ sung. Kỹ thuật này đang được áp dụng rộng rãi ở các vùng trồng thanh long của nước ta. Nhiều loại cây ăn quả không phản ứng với quang chu kỳ như chuối, dứa, đu đủ, ổi và có thể ra hoa vào bất kỳ mùa nào trong năm khi tích lũy đủ tổng tích ôn. Ở các vùng á nhiệt đới, cây thường ra hoa tập trung vào mùa xuân do cây đã trải qua mùa đông lạnh và khô. Cây dứa Cayen có thể điều tiết để cây ra hoa tự nhiên quanh năm tuỳ thuộc vào kích thước chồi khi trồng và thời gian trồng, mặc dù dứa là cây ngày ngắn nhưng không chặt chẽ, không yêu cầu
chênh lệch nhiệt độ ngày đêm để cây ra hoa. Bằng chứng là ở điều kiện 8 giờ chiếu sáng/ngày cây ra hoa 100%, 10 giờ - 69%; 12 giờ - 53% và 16 giờ - 30% (Friend &
Lydon, 1978). Cây chanh leo sinh trưởng và ra hoa tốt trong điều kiện ngày dài, còn trong điều kiện ngày ngắn (chiếu sáng 8 giờ) cây chỉ sinh trưởng mà không ra hoa (Nakasone & Paull, 1998). Tuy nhiên, đó là do lượng bức xạ mà cây nhận được quyết định, không phải do quang chu kỳ.
Theo yêu cầu về chất lượng ánh sáng, chia cây ăn quả thành nhóm cây ăn quả chịu bóng; nhóm cây ăn quả ưa sáng. Yêu cầu về cường độ chiếu sáng ở giống loại cây và ở giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây cũng khác nhau và mức độ yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như việc cung cấp nước, tốc độ gió, kỹ thuật canh tác như cắt tỉa... vì vậy, cần chú ý để có các giải pháp điều tiết ánh sáng đối với từng loại cây, từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây ăn quả một cách thích hợp. Cây chuối sinh trưởng tốt nhất trong điều kiện chiếu sáng đầy đủ, nhưng rám quả xảy ra khi cường độ chiếu sáng cao kết hợp với thiếu nước, thiếu ánh sáng cây kéo dài thời gian sinh trưởng và kích thước buồng giảm. Cường độ chiếu sáng mạnh làm cho cây mất nước nhiều, cháy lá, rám quả. Cường độ chiếu sáng giảm làm sinh trưởng của dứa Cayen chậm lại, quả bé, năng suất thấp, tích luỹ đường kém. Đối với cây vải, bóng râm không ảnh hưởng nhiều đến sự ra hoa nhưng lại làm cho quả rụng sớm. Ánh sáng còn ảnh hưởng đến màu sắc quả khi chín. Thiếu ánh sáng quả lên màu chậm và xấu. Một số sắc tố thuộc nhóm anthocyanin cần ánh sáng mới lên màu được. Những quả xoài GL6 nằm trong tán bị lá che khuất thường có màu xanh khi chín, trong khi đó những quả phía ngoài tán được chiếu sáng đầy đủ tạo màu đỏ tía rất bắt mắt.
Đề điều tiết cường độ chiếu sáng thường sử dụng các biện pháp che nắng, bổ sung thêm nguồn sáng; đối với màu sắc sử dụng các nguồn sáng có bước song khác nhau (chiếu sánh bằng đèn led). Còn đối với thời gian chiếu sáng dùng các biện pháp che sáng, thắp thêm đèn trong thời gian tối.
Bảng 3.1. Yêu cầu một số yếu tố ngoại cảnh đối với một số loài cây ăn quả
Tên loài Tên La tinh
Yêu cầu điều kiện khí hậu Yêu cầu
nông học Độ cao
(m)
Lượng mưa trung bình năm
(mm)
Nhiệt độ thích hợp
(oC)
Giới hạn
vĩ độ pH
Cam quýt Citrus spp.1 0-1400 1.500-3.000 23-27* 44°N - 35°S 5,5-8,0 Xoài Mangifera indica L. 0-700 1.000-2.000 24-27** 27°N - 27°S 5,0-7,5 Măng cụt Garcinia mangostana
L. 0-600 1.300-2.000 25-35 10°N - 10°S 5,5-6,8
Chôm chôm Nephelium
lappaceum L. 0-600 1.500-2.500 25-32*** 17°N - 17°S 4,5-6,5 Bưởi Citrus maxima L. < 400 1.900-2.400 23-30* 35°N - 35°S 5,5-6,5 Sầu riêng Durio zibethinus L. 0-800 1.500-4.000 24-30 18°N - 18°S 5,0-6,5 Nhãn Dimocarpus longan L. 150-450 1.500-2.000 20-25** 13°N - 30°S 4,5-6,0 Vải Litchi chinensis L. 0-900 > 1500 25-35** 15°N - 29°S 6,0-7,5
Tên loài Tên La tinh
Yêu cầu điều kiện khí hậu Yêu cầu
nông học Độ cao
(m)
Lượng mưa trung bình năm
(mm)
Nhiệt độ thích hợp
(oC)
Giới hạn
vĩ độ pH
Bòn bon Lansium domesticum
L. 0-700 < 1500 25-35 17°N - 17°S 5,0-6,0
Ổi Psidium guajava L. 0-1.500 1.000-2.000 23-28 25°N - 30°S 4,5-9,4
Mít Artocarpus
heterophyllus L. 400-1.200 1.000-2.400 16-28 25°N - 30°S 6,0-7,5 Nguồn: Sthapit & cs., 2012
Chú thích: 1Citrus spp. gồm giống cam, quýt: Quýt (C. reticulata L.), cam ngọt (C. sinensis L.), chanh ta (C. aurantifolia L.), quả chấp (C. aurantium L.), chanh ngọt (C. limettioides L.), chanh vàng (C. limon L.), quýt chua (C. limonia L.), chanh sần (C. jambhiri L.), cam dại Ấn Độ (C. indica L.) ; *Một giai đoạn khô được nối tiếp với mưa sẽ kích thích ra hoa; **Yêu cầu nhiệt độ thấp để phân hóa mầm hoa; ***Cần một thời kỳ ấm để phân hóa mầm hoa.