- Bản chất của hiện tượng lá ngô chuyển màu tím
Hiện tượng lá ngô chuyển sang màu tím chủ yếu là do sự tích tụ sắc tố anthocyanin trong mô lá, thân hoặc cuống lá. Anthocyanin là nhóm sắc tố hòa tan trong nước, tạo màu đỏ, tím hoặc xanh tím, phổ biến ở nhiều loài thực vật như nho tím, bắp cải đỏ, mận, lá mùa thu và nhiều loại rau quả khác.
Ở cây ngô, anthocyanin có thể tích tụ ở bất kỳ giai đoạn nào trong mùa sinh trưởng, nhưng thường dễ nhận thấy nhất ở giai đoạn cây con.
Cấu trúc di truyền của giống lai quyết định rất nhiều đến khả năng sản sinh anthocyanin của cây ngô. Giống lai có thể không có, có một, hoặc nhiều gen có thể kích hoạt sản sinh anthocyanin. Hiện tượng tím hóa cũng có thể xuất hiện ở râu ngô, bao phấn và thậm chí cả đầu mầm của cây ngô.
- Cơ chế sinh lý sinh hóa liên quan đến sự hình thành màu tím
Trong điều kiện sinh trưởng tối ưu ban ngày, lá ngô quang hợp mạnh và tạo ra lượng lớn carbohydrate (đường). Bình thường: Đường được chuyển hóa vào ban đêm, sau đó được phân bổ từ lá đến rễ, thân và các cơ quan sinh trưởng khác. Khi cây gặp các điều kiện bất lợi (nhiệt độ thấp, tổn thương rễ, stress sinh học/phi sinh học): Quá trình sinh trưởng của rễ bị ức chế, khả năng vận chuyển và sử dụng đường bị hạn chế khiến đường tích tụ trong lá
Anthocyanin tồn tại dưới dạng liên kết với đường, vì vậy nồng độ đường cao trong mô lá có thể kích thích mạnh hơn quá trình tổng hợp anthocyanin, dẫn đến hiện tượng lá chuyển màu tím.
- Các nhóm nguyên nhân chính gây hiện tượng lá tím ở ngô
Yếu tố di truyền (phản ứng đặc hiệu lai): Hầu hết các giống ngô lai đều mang một hoặc nhiều gen liên quan đến sản xuất anthocyanin. Một số giống lai có hàm lượng gen anthocyanin cao, đặc biệt là các gen nhạy cảm với nhiệt độ thấp, nên dễ biểu hiện màu tím đậm khi còn là cây con.
Hiện tượng tím do di truyền thường: Xuất hiện đồng đều trên toàn bộ ruộng; Chỉ xảy ra ở một số giống lai cụ thể; Giảm dần khi cây chuyển sang hệ rễ đốt phát triển mạnh.
Thiếu hụt phốt pho (P): Phốt pho là chất dinh dưỡng kém di động, rễ cây con khó tiếp cận P, đặc biệt trong điều kiện đất lạnh, ẩm, sinh trưởng rễ chậm.
Biểu hiện và cơ chế khi cây không hấp thụ đủ P: Quá trình chuyển hóa năng lượng bị hạn chế, đường tích tụ trong lá, Anthocyanin tăng dẫn đến lá tím.
Vai trò của pH đất: P khó hấp thu khi: pH < 5,5 hoặc pH > 7,3. Trong các điều kiện pH này, cây có thể bị tím suốt mùa vụ, làm giảm tiềm năng năng suất.
Lưu ý quan trọng: Lá tím không luôn đồng nghĩa với đất thiếu P, có thể đất đủ P nhưng rễ không hấp thụ được do các yếu tố khác. Việc bón thêm P khi đất đã đủ P thường không làm tăng năng suất.
Các yếu tố làm hạn chế sự phát triển của rễ: Đất bị nén chặ do gieo trồng trên đất quá ẩm, do bánh xe hoặc cày xới gây nén như ở các trang trại lớn tạo rào cản cơ học, rễ không xuyên qua được làm giảm khả năng hút nước và P. Tổn thương rễ do côn trùng (ấu trùng bọ cánh cứng, sâu đục), phân bón hoặc hóa chất gây ngộ độc. Mức độ và thời gian tím phụ thuộc vào mức độ tổn thương và khả năng tái sinh rễ, điều kiện môi trường sau đó.
Nhiệt độ thấp: Nhiệt độ từ 5-15°C làm giảm khả năng chuyển hóa đường làm đường tích tụ trong lá. Một số gen anthocyanin được kích hoạt trực tiếp bởi nhiệt độ thấp gây tím lá ngay cả khi dinh dưỡng đầy đủ.
Bệnh hại: Bệnh ở rễ làm suy yếu hệ rễ, hạn chế hấp thu dinh dưỡng; Các bệnh tân công mạch dẫn (ví dụ: héo vi khuẩn Stewart) gây còi cọc, làm gián đoạn vận chuyển nước và đường làm cây chuyển màu tím.
Các yếu tố stress khác trong mùa sinh trưởng: Hạn hán hoặc giảm số hạt/bắp đậu khiến đường không được phân bổ cho hạt, tích tụ trong lá và cuống. Hoặc các tổn thương thân, lá do sâu đục thân, mưa đá, gió cũng khiến đường không vận chuyển qua vị trí tổn thương. Hoặc bệnh làm thoái hóa mô mạch làm gián đoạn vận chuyển carbohydrate.
- Mối quan hệ giữa lá tím và tiềm năng năng suất
Trong đa số trường hợp, lá tím chỉ mang tính thẩm mỹ và sẽ giảm dần khi điều kiện cải thiện. Việc ảnh hưởng đến năng suất thường nhỏ hoặc không đáng kể, nếu stress chỉ xảy ra tạm thời, hệ rễ phục hồi tốt
Các trường hợp có nguy cơ giảm năng suất: Thiếu P thực sự trong đất, đất nén chặt kéo dài, tổn thương rễ hoặc thuốc diệt cỏ nghiêm trọng, stress môi trường kéo dài suốt mùa vụ. Các giống lai nhạy cảm với tím lá thường phục hồi nhanh khi nhiệt độ ấm lên, hệ rễ đốt phát triển mạnh ít ảnh hưởng đến năng suất cuối cùng.
- Kết luận khoa học
Hiện tượng lá ngô chuyển màu tím là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa di truyền, sinh lý cây trồng, dinh dưỡng và điều kiện môi trường. Việc đánh giá chính xác nguyên nhân gốc rễ là yếu tố then chốt để tránh các biện pháp can thiệp không cần thiết (ví dụ bón thêm P khi đất đã đủ). Xây dựng chiến lược quản lý đất, dinh dưỡng và giống phù hợp giúp giảm thiểu rủi ro ảnh hưởng đến tiềm năng năng suất lâu dài.
Biên soạn: Thạc sĩ. Phan Anh Thế
