1.1.1. Đặc điểm

– Sự sinh trưởng và phát triển của thực vật được bắt đầu tại vị trí có mô phân sinh.

– Quá trình sinh trưởng và phát triển có thể diễn ra trong suốt vòng đời của thực vật.

– Đây là sự sinh trưởng không giới hạn, gồm sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.

1.1.2. Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển ở thực vật

a. Nước và độ ẩm không khí

– Nước là thành phần cấu tạo nên tế bào thực vật, là nguyên liệu của các quá trình sinh lí trao đổi chất trong cây nên có ảnh hưởng đến hầu hết các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của thực vật.

– Chế độ tưới nước có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây.

b. Nhiệt độ

– Mỗi loài thực vật sinh trưởng và phát triển trong một giới hạn nhiệt độ nhất định. 

– Các loài ưa nhiệt thường phân bố ở vùng nhiệt đới; các loài chịu lạnh phân bố ở ôn đới và các vùng núi cao. 

– Quá trình ra hoa của cây chịu sự cảm ứng bởi nhiệt độ. Những nơi có điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, nước thuận lợi thì thực vật sinh trưởng phát triển tốt.

c. Ánh sáng

– Ánh sáng là yếu tố có ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật, là điều kiện cần thiết cho quá trình quang hợp của cây xanh

– Cây sinh trưởng phát triển tốt ở nơi có ánh sáng phù hợp (Hình 20.3).

d. Đất và dinh dưỡng khoáng

– Các đặc tính lí, hoá của đất có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật. 

– Nếu trong đất thiếu các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu, cây sẽ sinh trưởng chậm lại và có thể bị chết. 

– Trong trồng trọt nếu bón phân không đầy đủ và không cân đối sẽ ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng nông sản thu hoạch.

Hình 1. Biểu hiện ở quả cà chua trên đất trồng bị thiếu calcium

1.1.3. Mô phân sinh

a. Khái niệm và vai trò của mô phân sinh

– Mô phân sinh là mô gồm những tế bào còn non, chưa phân hoá, duy trì được khả năng nguyên phân trong suốt đời sống của cây để tạo ra những tế bào mới. 

– Vai trò của mô phân sinh: nhờ sự hoạt động của mô phân sinh, thực vật sinh trưởng và phát triển.

b. Các loại mô phân sinh

– Mô phân sinh đỉnh: có ở đầu ngọn thân, ngọn cành, chồi nách, chóp rễ. Sự hoạt động của mô phân sinh đỉnh giúp cây tăng trưởng theo chiều dài.

– Mô phân sinh bên: gặp ở cây Hai lá mầm, nằm ở phần vỏ và trụ của thân, rễ. Sự hoạt động của mô phân sinh bên giúp cây tăng trưởng theo đường kính.

– Mô phân sinh lóng: gặp ở cây Một lá mầm, nằm ở gốc của lóng. Sự hoạt động của mô phân sinh lóng giúp lồng cây dài ra và sẽ ngừng hoạt động khi lóng đạt đến kích thước tối đa.

Hình 2. Vị trí các loại mô phân sinh trong cơ thể thực vật

1.1.4. Sinh trưởng sơ cấp 

– Sinh trưởng sơ cấp là sự sinh trưởng của cây do hoạt động phân chia của mô phân sinh đỉnh đảm bảo cho thân và rễ dài ra cũng như hoạt động của mô phân sinh lóng giúp lóng dài ra. 

– Sinh trưởng sơ cấp gặp ở cây Một lá mầm và cây Hai lá mầm.

1.1.5. Sinh trưởng thứ cấp

– Sinh trưởng thứ cấp là sự sinh trưởng của cây do hoạt động phân chia của mô phân sinh bên gồm tầng phát sinh vỏ (tầng sinh bần) và tầng phát sinh trụ (tầng sinh mạch), đảm bảo cho thân và rễ to ra theo đường kính.

– Tầng phát sinh vỏ nằm ở miền vỏ của thân và rễ. Hoạt động phân chia của tầng này tạo ra lớp bần bảo vệ cây khỏi mất nước và ngăn cản sự xâm nhập của các sinh vật gây hại.

– Tầng phát sinh trụ nằm ở miền trụ của thân và rễ. Hoạt động phân chia của tầng này cho ra mạch rây thứ cấp ở mặt ngoài và mạch gỗ thứ cấp ở mặt trong.

Hình 3. Sinh trường sơ cấp (a) và sinh trưởng thứ cấp (b) ở thân cây Hai lá mầm

1.2.1. Khái niệm và vai trò của hormone thực vật

– Hormone thực vật (phytohormone) là các phân tử hữu cơ được tổng hợp với một lượng rất nhỏ trong cơ thể thực vật và vận chuyển đến các cơ quan, bộ phận của cây để điều hoà hoạt động sinh lí, quá trình sinh trưởng, phát triển của cây.

– Hormone thực vật có vai trò điều hoà các quá trình sinh trưởng, phát triển và các hoạt động sinh lí của thực vật theo hai hướng: 

+ Kích thích (như auxin, cytokinin, gibberellin,…)

+ Ức chế (như abscisic acid, ethylene,…). 

– Ở mức tế bào, hormone thực vật có vai trò điều hoà sự phân chia tế bào, dãn dài, phân hoá tế bào hoặc thay đổi áp suất thẩm thấu của tế bào,… 

– Ở mức cơ thể, hormone có vai trò tăng cường hoặc hạn chế sự sinh trưởng, phát triển của cơ thể thực vật hoặc tham gia điều khiển các phản ứng của thực vật trả lời kích thích từ môi trường.

1.2.2. Các loại hormone

– Hormone kích thích sinh trưởng

+ Có nhiều loại hormone kích thích sinh trưởng tác động đến các cơ quan khác nhau, ở các giai đoạn khác nhau của cơ thể thực vật.

+ Ví dụ: Auxin (IAA), Giberelin (GA), Cytokinin

– Hormone ức chế sinh trưởng

+ Hormone ức chế có tác dụng làm giảm quá trình sinh lí của cây hoặc gia tăng quá trình lão hoá của các bộ phận (rễ, thân, lá). Có nhiều loại hormone ức chế sinh trưởng tác động đến các cơ quan của thực vật vào giai đoạn già.

+ Ví dụ: Abscisic acid (ABA), Ethylene (hormone dạng khí).

1.2.3 Tương quan các hormone thực vật

– Các hormone trong cơ thể thực vật không tác động riêng rẽ mà có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. 

– Trong các mối tương quan nhất định, hormone sẽ có tác dụng điều tiết khác nhau. 

– Tương quan hormone bao gồm 2 mức độ:

+ Tương quan chung: Sự tương quan giữa nhóm chất kích thích sinh trưởng và nhóm chất ức chế sinh trưởng trong toàn bộ cơ thể thực vật. 

+ Tương quan riêng: Sự tương quan giữa hai hoặc một số hormone quyết định đến một biểu hiện sinh trưởng, phát triển của cây.

1.2.4. Ứng dụng hormone thực vật trong thực tiễn

– Ngắt chồi ngọn để các chồi nách phát triển.

– Sử dụng ethrel để giải phóng ethylene kích thích quả chín nhanh hoặc đặt các quả chín gần quả xanh nhằm kích thích cho quả mau chín. 

– Sử dụng trong nhân giống vô tính cây trồng

– Tuy nhiên, các hormone nhân tạo không được phân giải hết nên bị tích luỹ trong nông phẩm có thể gây độc hại. Do đó, không nên quá lạm dụng các hormone nhân tạo trong trồng trọt, đặc biệt là các nông phẩm được sử dụng làm thức ăn.

Hình 4. Sự phát triển chồi nách sau khi ngắt ngọn ở cây bầu, bí

1.3.1. Quá trình phát triển

– Quá trình phát triển của thực vật có hoa là những biến đổi về hình thái, cấu tạo, chức năng sinh lí diễn ra từ khi hạt nảy mầm thành cây con cho đến khi cây già, chết. 

– Quá trình này gồm các giai đoạn sau: (1) hạt → (2) cây con → (3) cây trưởng thành → (4) sinh sản → (5) cây già chết 

– Đối với cây một năm, toàn bộ quá trình này diễn ra trong thời gian khoảng một năm. 

– Đối với cây lâu năm, giai đoạn sinh sản lặp lại một số lần nhất định trong vòng đời tuỳ thuộc vào đặc tính của loài và điều kiện môi trường.

Hình 5. Các giai đoạn phát triển của thực vật có hoa

1.3.2. Các nhân tố chi phối quá trình phát triển ở thực vật có hoa

a. Nhân tố bên trong

– Nhân tố di truyền: Mỗi loài thực vật ra hoa khi ở độ tuổi nhất định, phụ thuộc vào đặc điểm di truyền loài đó. 

– Hormone: 

+ Có tác dụng kích thích sự ra hoa ở thực vật, được sản xuất trong lá và hoạt động trong mô phân sinh ngọn của chồi và các mấu đang lớn. 

+ Ngoài ra, sự tương quan về nồng độ giữa các hormone với nhau làm cho thực vật chuyển từ giai đoạn sinh trưởng sang giai đoạn ra hoa.

b. Nhân tố bên ngoài

1.3.3. Ứng dụng sinh trưởng và phát triển ở thực vật trong thực tiễn

– Với những hiểu biết về quy luật, đặc điểm sinh trưởng, phát triển ở thực vật, con người đã có nhiều ứng dụng vào thực tiễn như:

+ Tính tuổi của cây: Dựa vào đặc điểm sinh trưởng của cây, có thể tính tuổi của các cây gỗ dựa vào số lượng vòng gỗ. 

+ Thắp đèn cho cây: Dựa vào quang chu kì của một số loài cây để điều khiển ra hoa cho cây trồng. 

+ Bảo quản hạt giống, cây trồng: Để bảo quản hạt, củ giống gieo trồng cho vụ sau, chúng ta có thể điều chỉnh trạng thái ngủ nghỉ của hạt giống, củ giống bằng cách hạn chế các điều kiện nảy mầm của hạt, củ (độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, hàm lượng O₂, …) chỉ đủ duy trì các hoạt động của hạt, củ ở mức tối thiểu.

Hình 6. Ứng dụng sinh trưởng và phát triển ở thực vật

– Sự sinh trưởng phát triển của thực vật được bắt đầu tại vị trí có mô phân sinh, diễn ra trong suốt vòng đời của cây, là sự sinh trưởng không giới hạn, gồm sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cấp.  – Sinh trưởng và phát triển của thực vật chịu ảnh hưởng của các yếu tố như đặc điểm di truyền, giai đoạn sinh trưởng và các yếu tố môi trường như nhiệt độ, nước, ánh sáng, dinh dưỡng khoáng. – Mô phân sinh gồm những tế bào còn non, chưa phân hoá, duy trì được khả năng nguyên phân trong suốt đời sống của cây để tạo ra những tế bào mới. Các loại mô phân sinh gồm có: mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh bên và mô phân sinh lóng. – Sinh trưởng sơ cấp do hoạt động của mô phân sinh đỉnh, mô phân sinh lỏng làm cho thân, rễ, lóng dài ra; gặp ở cả cây Một lá mầm và Hai lá mầm. Sinh trưởng thứ cấp do hoạt động của mô phần sinh bên (tầng phát sinh vỏ và tầng phát sinh trụ) làm cho thân, rễ to ra theo đường kính; gặp ở cây Hai lá mầm. – Hormone thực vật là phân tử hữu cơ do thực vật tổng hợp, có vai trò điều chỉnh quá trình sinh lí, sinh trưởng, phát triển của cây. Gồm có nhóm hormone kích thích (auxin, cytokinin, gibberellin,…) và ức chế (abscisic acid, ethylene,…). – Các hormone trong cơ thể thực vật thường không tác động riêng rẽ mà có sự phối hợp lẫn nhau. Tuỳ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây mà các hormone có những tác động khác nhau lên cơ thể thực vật. – Dựa trên hiểu biết về hormone của thực vật, con người đã ứng dụng vào thực tiễn (nhân giống vô tính, kích thích quả chín, kích thích hạt nảy mầm, …). Ngoài ra, con người còn tổng hợp các hormone nhân tạo và sử dụng chúng trong trồng trọt. Tuy nhiên, cần sử dụng đúng cách và không nên lạm dụng các hormone nhân tạo. – Sự phát triển ở thực vật có hoa bắt đầu từ lúc hạt nảy mầm cho đến khi cây ra hoa, kết trái, là sự phối hợp của ba quá trình sinh trưởng, phân hoá và phát sinh hình thái. Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến sự phát triển sự ra hoa của thực vật, gồm các nhân tố bên trong (di truyền, hormone), nhân tố bên ngoài (nhiệt độ, ảnh sáng). Con người đã ứng dụng sự hiểu biết về sinh trưởng, phát triển ở thực vật vào đời sống và sản xuất.