Giáo trình -Trồng trọt đại cương-chương 2

Chương 2 Quang hợp 1. Giới thiệu Thực vật là các sinh vật duy nhất có thể thực hiện sự quang hợp, một quá trình hấp thu và chuyển hoá năng lượng mặt trời thành các dạng năng lượng hữu dụng. Tất cả các sinh vật khác (động vật, con người...) không có khả năng này mà phải sử dụng thực vật hay các sinh vật ăn thực vật làm thức ăn. Quang hợp là hiện tượng các cây xanh chuyển hoá khí carbonic và nước, dưới sự hiện diện của ánh sáng và diệp lục tố để tạo thành...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình -Trồng trọt đại cương-chương 2Chương 2Quang hợp1. Giới thiệuThực vật là các sinh vật duy nhất có thể thực hiện sự quang hợp,một quá trình hấp thu và chuyển hoá năng lượng mặt trời thànhcác dạng năng lượng hữu dụng. Tất cả các sinh vật khác (độngvật, con người...) không có khả năng này mà phải sử dụng thựcvật hay các sinh vật ăn thực vật làm thức ăn.Quang hợp là hiện tượng các cây xanh chuyển hoá khí carbonic vànước, dưới sự hiện diện của ánh sáng và diệp lục tố để tạo thànhcác hợp chất hữu cơ giàu năng lượng. Hiện tượng này có thể đượcbiểu diễn bằng phương trình phản ứng sau:Khí carboníc trong không khí được hút qua khí khổng, trong khinước được hút từ rễ cây và được vận chuyển qua mạch tới vị tríquang hợp. Ánh sáng được sử dụng cho quang hợp có thể là ánhsáng mặt trời, ánh sáng đèn trong điều kiện thí nghiệm hoặc trongnhà kính.Có thể nói quang hợp là hiện tượng quan trọng nhất trên trái đất,có vai trò khởi đầu cho chu kỳ sự sống trên sinh giới, thể hiệnqua:  Chuyển hoá năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng hoá học, để sử dụng trong các tiến trình biến dưỡng cho cây. Tổng năng lượng do quang hợp cố định lớn hơn khoảng 100 lần tổng năng lượng do con người thực hiện.  Các hợp chất vô cơ được chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ, là chất ban đầu của các thức ăn chủ yếu và các sản phẩm khác hữu dụng cho con người. Các ước lượng hiện tại cho thấy mỗi năm cây có trên mặt đất đồng hoá khoảng 16,3 – 16,6 tỉ tấn carbon.  Phóng thích oxygen cung cấp cho quá trình hô hấp của cả thực vật và động vật.Mặc dù hiện tượng quang hợp có thể xảy ra ở bất kì cơ quan nàocủa thực vật có chứa diệp lục tố, nhưng bộ phận chủ yếu thực hiệnquá trình quang hợp là lá cây. Đó là cơ quan lý tưởng cho quanghợp vì lá cây có các đặc điểm thích hợp cho sự quang hợp:  Có dạng hình trải rộng.  Thường nằm ở góc độ phù hợp với ánh sáng tới.  Có sự hiện diện của diệp lục tố cho việc hấp thu năng lượng ánh sáng.  Có các khoảng không bên trong lá trải rộng và một hệ thống mạch dẫn hữu hiệu cho các chất tham gia phản ứng và sản phẩm của quang hợp.Quang hợp sử dụng khoảng 1 – 5 % năng lượng ánh sáng mặt trờiđược bề mặt cây trồng hấp thu trong suốt một ngày. Nguồn nănglượng mặt trời cây sử dụng trong quang hợp là ánh sáng thấy đượctrong dãy năng lượng bức xạ (hình 2.1).Ánh sáng thấy được, được sử dụng trong hiện tượng quang hợp cóbước sóng giữa 380 nm (ánh sáng tím) và 750 nm (đỏ sậm). Trongđó, ánh sáng đỏ (bước sóng 650nm) và xanh lam (bước sóng 450nm) là hữu hiệu cho quang hợp, còn ánh sáng lục bị phản chiếulại, cây không hấp thu được hoặc truyền xuyên qua lá.Không phải tất cả năng lượng bức xạ mặt trời đến bề mặt trái đấtđều được chuyển hoá thành hợp chất carbon qua hiện tượng quanghợp, một số sẽ bị phản xạ lại. Phần bức xạ được cây trồng sử dụngđể cố định khí carbonic trong quá trình quang hợp được gọi là bứcxạ hữu hiệu cho quang hợp (photosynthetically active radition –PAR).Hình 2.1: Dãy sóng điện từ của năng lượng bức xạ (bước sóng =nm)2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quang hợpCác yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp bao gồm các yếu tố sau:  Cường độ ánh sáng: nói chung mức độ quang hợp tăng tương ứng với việc tăng cường độ ánh sáng. Tuy nhiên yêu cầu ánh sáng của cây trồng cũng rất khác nhau tùy theo nhóm cây ưa sáng (bắp, lúa, thuốc lá…) hoặc cây ưa bóng râm (cà phê, ca cao …). Khi lượng ánh sáng cung cấp đầy đủ, cây trồng sẽ có khả năng đạt năng suất cao (VD: cây trồng vụ Đông Xuân thường cho năng suất cao hơn vụ Hè Thu, hay vụ mùa mây mù và mưa nhiều làm giảm lượng ánh sáng).  Nồng độ khí carbonic: mức độ trung bình của nồng độ khí carbonic trong không khí là 0,034 % hay 340 ppm. Tuy nhiên một số nghiên cứu cho thấy mức độ quang hợp tăng lên cùng với nồng độ CO2, nhưng thực tế trong sản xuất không thể kiểm soát được yếu tố này.  Nhiệt độ: nhiệt độ cao thúc đẩy hoạt động của các enzym tham gia vào quá trình phản ứng, nhưng nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm các enzym bị biến chất do đó cũng ngăn cản các phản ứng xảy ra.Tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng ánh sáng, nhiệt độ và nồng độ khícarbonic đến mức độ quang hợp được trình bày bằng hình 2.2: Qua hình 2.2, có thể thấy mức độ quang hợp tăng tỉ lệ thuận vớimức cường độ ánh sáng quang hợp hoặc tăng nồng độ và tăng độkhí carbonic. Đồng thời, ở mức cường độ ánh sáng và nồng độ khícarbonic cố định, mức độ quang hợp sẽ gia tăng khi tăng nhiệt độ.  Dinh dưỡng khoáng: quan trọng trong việc tổng hợp nên các chất diệp lục. Thành phần của chất diệp lục bao gồm N và Mg và trong quá trình tổng hợp không thể thiếu sự hiện diện của Fe.  Nước: hàm lượng nước trong lá có ảnh hưởng đến việc đóng hay mở khí khổng, do đó nếu bị khô hạn hoặc thiếu nước khí khổng đóng lại sẽ ngăn cản sự xâm ...