Ứng dụng hiện tượng ngủ nghỉ và nảy mầm của hạt để bảo quản nông sản và kích thích nảy mầm của hạt, củ, quả

Hình minh họa  vai trò của GA đối với quá trình nảy mầm của hạt

Vậy để giúp hạt, củ, quả giống nảy mầm tốt và bảo quản nông sản sau thu hoạch vẫn giữ được màu sắc, hàm lượng dinh dưỡng trong từng sản phẩm mà không cần đến sử dụng các hóa chất độc hại thì việc ứng dụng hiện tượng ngủ nghỉ và nảy mầm của hạt vào sản xuất thực tiến là rất quan trọng

1. Hiện tượng ngủ nghỉ

Khi hạt hoặc củ vẫn còn sức sống nhưng ở trạng thái đứng yên không nảy mầm được gọi là trạng thái ngủ nghỉ. Trong thời gian ngủ nghỉ có sự giảm sút đáng kể về hoạt động trao đổi chất nhưng khả năng chống chịu lại tăng. Hiện tượng ngủ nghỉ cũng là hình thức thích ứng của thực vật với điều kiện ngoại cảnh bất lợi để bảo tồn nòi giống.

Các thực vật khác nhau hiện tượng ngủ nghỉ khác nhau. Khi hiện tượng ngủ nghỉ chịu tác động của các yếu tố nội tại như: độ chín, thành phần các phytohocmon cấu trúc của vỏ hạt, vỏ củ được gọi là ngủ nghỉ sâu. Còn lại, khi ngủ nghỉ được gây ra bởi các yếu tố ngoại cảnh bất lợi về nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng được gọi là ngủ nghỉ bắt buộc.

Thực tế, người ta lợi dụng hiện tượng này để bảo quản nông sản thông qua việc kéo dài thời gian ngủ nghỉ. Ðối với các loại hạt, biện pháp hữu hiệu nhất là phơi hạt cho tới khi độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tới hạn mới đưa vào bảo quản. Ở độ ẩm này, hàm lượng nước tự do thấp, giảm cường độ hô hấp, năng lượng giải phóng ra chỉ đủ để duy trì các hoạt động sống của hạt ở mức tối thiểu. Tương tự, còn có nhiều biện pháp khác nhau như giảm 02 , tăng C02 , xử lý các chất ức chế hô hấp, tăng độ an toàn trong bảo quản. Ngược lại, khi bảo quản các loại củ (khoai tây, khoai lang, sắn) cần tránh hiện tượng khô héo làm giảm nhanh khối lượng của chúng, gây rối loạn quá trình trao đổi chất và làm giảm chất lượng nông sản. Một trong những giải pháp bảo quản hữu hiệu đối với loại nông sản này là ức chế hô hấp trong điều kiện nhiệt độ thấp làm chậm quá trình trao đổi chất để có thể kéo dài thời gian bảo quản. Ví dụ, khoai tây có thể bảo quản từ 5 đến 8 tháng trong kho có nhiệt độ từ 1-3oC, độ ẩm 85-95%.

Nên trong giai đoạn hạt hoặc củ đang ở giai đoạn ngủ sâu mà đem gieo hạt hoặc mang củ đi trồng thì khả năng nảy mầm của nông sản là rất thấp hoặc là không nảy mầm

2. Hiện tượng nảy mầm

Khi hạt, củ đã qua giai đoạn chín sinh lý, chúng đều có thể nảy mầm khi gặp điều kiện thuận lợi. Nếu hiện tượng này có thể xẩy ra ngay trong giai đoạn bảo quản khi điều kiện bảo quản không đảm bảo và nó đã làm giảm nhanh chất lượng của các nông sản phẩm. Ví dụ, hạt hướng dương có lượng dầu trong hạt trước nảy mầm là 55,32% và sau nảy mầm chỉ còn 28,81% hoặc hạt ngô hàm lượng tinh bột trước nảy mầm là 73% và sau nẩy mầm chỉ còn 17,15%. Ðây cũng là một dạng hư hỏng của khối nông sản trong quá trình cất giữ. Hiện tượng nảy mầm xảy ra 2 quá trình biến đổi về sinh lý và hoá sinh đặc trưng sau :

* Biến đổi hoá sinh

Khi  hạt  nảy  mầm  quá  trình  thuỷphân tăng lên đột ngột. Các enzim thuỷ phân như α-amylaza, proteaza, lipaza được tăng cường tổng hợp. Nhờ vậy mà chất dự trữ ở dạng các polime được phân giải  thành  các  monome  làm  thay  đổi hoạt động thẩm thấu của tế bào. Và phần lớn các sản phẩm thuỷ phân này được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp.

* Biến đổi sinh lý- Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là sự tăng cường độ hô hấp. Vì vậy, cơ sở khoa học của các biện pháp kỹ thuật trong ngâm ủ hạt giống là tác động vào quá trình hô hấp, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hô hấp xảy ra với cường độ cao để cung cấp đủ năng lượng và sản phẩm trung gian cần thiết cho sự nảy mầm của hạt giống.

- Thay đổi về cân bằng hocmon: Cân bằng hocmon điều chỉnh sự nảy mầm hay ngủ nghỉ là tỷ lệ giữa gibberellin (GA) và abxixic axit (ABA). Khi hạt đang ở trạng thái ngủ nghỉ, hàm lượng ABA rất cao và GA là không đáng kể. Ngược lại, khi hạt giống hút nước, phôi phát động sinh trưởng tăng cường tổng hợp GA, GA vận chuyển ra khỏi phôi và kích thích sự tổng hợp α-amilaza từ lớp aleron. Ðây là enzim quan trọng thực hiện quá trình phân giải tinh bột thành đường sử dụng làm nguyên liệu hô hấp. Ðồng thời một phần trong số đường tạo thành được vận chuyển vào phôi làm nguyên liệu thúc đẩy sự sinh trưởng, phát triển của mầm

Do đó, trong thực tế sản xuất, để phá bỏ ngủ nghỉ, kích thích sự nảy mầm của hạt, của củ người ta phải phá bỏ trạng thái ngủ nghỉ bằng cách tạo mọi điều kiện thuận lợi cho quá trình hô hấp như cung cấp đầy đủ H20, nhiệt độ, oxy hoặc có thể điều chỉnh sự cân bằng giữa hai loại hocmon này bằng cách xử lý GA3 sẽ giúp hạt, củ, quả nảy mầm nhanh và đều.

Vũ Thị Thắm