Vai trò của ánh sáng và nhiệt độ đối với cây trồng

Ánh sáng là nguồn năng lượng lớn nhất của trái đất, một yếu tố sinh thái, ánh sáng có vai trò quan trọng đối với các cơ thể sống. Ánh sáng là nguồn cung cấp năng lượng cho thực vật tiến hành quang hợp. Những tia sáng có bước song nhất định ảnh hưởng đến quang hợp và qua đó ảnh hưởng đến việc tổng hợp chất hữu cơ. Quá trình này chỉ xảy ra dưới tác động của nhiệt độ và tia sáng có đặc tính sinh lý. Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến việc tổng hợp để tạo ra hợp chất hữu cơ, mặt khác ảnh hưởng đến việc tiêu hao năng lượng trong quá trình hô hấp, ảnh hưởng đến quá trình hút chất dinh dưỡng, hút nước, vận chuyển, thoát hơi nước… Mà muốn thu đươc năng suất cao và ổn định, cây trồng phải ở trong điều kiện thõa mãn lượng đối đa các yếu tố sinh trưởng theo yêu cầu của mỗi giai đoạn sinh trưởng, phát triển. Bởi vậy vai trò của ánh sáng và nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đối với cây trồng.

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Ánh sáng là nguồn năng lượng lớn nhất của trái đất, một yếu tố sinh thái, ánh sáng có vai trò quan trọng đối với các cơ thể sống Ánh sáng là nguồn cung cấp năng lượng cho thực vật tiến hành quang hợp Những tia sáng có bước song nhất định ảnh hưởng đến quang hợp và qua đó ảnh hưởng đến việc tổng hợp chất hữu cơ Quá trình này chỉ xảy ra dưới tác động của nhiệt độ và tia sáng có đặc tính sinh lý Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến việc tổng hợp để tạo ra hợp chất hữu cơ, mặt khác ảnh hưởng đến việc tiêu hao năng lượng trong quá trình

hô hấp, ảnh hưởng đến quá trình hút chất dinh dưỡng, hút nước, vận chuyển, thoát hơi nước…

Mà muốn thu đươc năng suất cao và ổn định, cây trồng phải ở trong điều kiện thõa mãn lượng đối đa các yếu tố sinh trưởng theo yêu cầu của mỗi giai đoạn sinh trưởng, phát triển

Bởi vậy vai trò của ánh sáng và nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đối với cây trồng

2 Nguồn tư liệu sử dụng

Nguồn tư liệu được sử dụng trong bài tập này chủ yếu được kế thừa và khai thác trên các nguồn như sau:

- Nguồn tài liệu bằng Tiếng Việt rất quan trọng và giúp ích nhiều cho quá trình nghiên cứu, đây là nguồn tư liệu quan trọng

- Các bài viết của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước công bố trên các tạp chí chuyên ngành, kỷ yếu tọa đàm, hội thảo, hội nghị khoa học

- Các công trình của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước được các nhà xuất bản hoặc các viện, trung tâm nghiên cứu ở Việt Nam xuất bản

- Các thông tin trên một số trang web đáng tin cậy nhằm đảm bảo tính chính xác của thông tin đưa ra

NỘI DUNG Chương 1: Ánh sáng đối với cây trồng

1.1.Vai trò của ánh sáng

Ánh sáng điều khiển chu kỳ sống của sinh vật Tùy theo cường độ và chất lượng của ánh sáng mà nó ảnh hưởng nhiều hay ít đến quá trình trao đổi chất và năng lượng cùng nhiều quá trình sinh lý của các cơ thể sống Ngoài ra ánh sáng còn ảnh hưởng nhiều đến nhân tố sinh thái khác như nhiệt độ, độ ẩm, không khí đất và địa hình

Phần ánh sáng chiếu thẳng xuống mặt đất gọi là ánh sáng trực xạ (ánh sáng mặt trời), còn phần bị bụi, hơi nước khuyếch tán gọi là ánh sáng tán xạ Có khoảng 63% ánh sáng trực xạ và 37% ánh sáng tán xạ Ánh sáng phân bố không đồng đều trên bề mặt trái đất do độ cong của bề mặt trái đất và độ lệch trục trái đất so với mặt phẳng quỹ đạo của nó quay quanh mặt trời Do vậy ở các vùng nhiệt đới nguồn năng lượng bức xạ nhận được lớn gấp 5 lần so với vùng cực Càng lên cao cường độ ánh sáng càng mạnh hơn vùng thấp Ánh sáng còn thay đổi theo thời gian trong năm, ở các cực của Trái Đất mùa đông không có ánh sáng, mùa hè ánh sáng chiếu liên tục, ở vùng ôn đới có mùa hè ngày kéo dài, mùa đông ngày ngắn Càng đi về phía xích đạo thì độ dài ngày càng giảm dần

Cây xanh hấp thụ ánh sáng mặt trời, đồng thời lợi dụng hóa năng do CO2 và

H2O sinh ra trong quá trình quang hợp tạo thành các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng Năng lượng trong cây xanh cố định được động vật và sinh vật dị dưỡng khác tiêu dùng biến thành nhiệt và tỏa đi mất

Phương trình tổng quát của quang hợp được biểu diễn như sau:

Ánh sáng diệp lục

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 + 686KClo/mol

Ánh sáng có ảnh hưởng đến toàn bộ đời sống của thực vật từ khi hạt nảy mầm, sinh trưởng, phát triển cho đến khi cây ra hoa kết trái rồi chết

Ánh sáng có ảnh hưởng khác nhau đến sự nảy mầm của các loại hạt Có nhiều loại hạt nảy mầm trong đất không cần ánh sáng, nếu các hạt này bị bỏ ra ngoài ánh sáng thì sự nảy mầm bị ức chế, hoặc không nảy mầm, như hạt cà độc dược, hoặc hạt

của một số loài trong họ Hành (Liliaceae) Trái lại có một số hạt giống ở chỗ tối không nảy mầm được tốt như hạt cây phi lao, thuốc lá, cà rốt và phần lớn các cây thuộc họ Lúa (Poaceae)

Ánh sáng có ảnh hưởng nhất định đến hình thái và cấu tạo của cây Những cây mọc riêng lẽ ngoài rừng hay những cây mọc trong rừng có thân phát triển đều, thẳng,

có tán cân đối Những cây mọc ở bìa rừng hoặc trên đường phố có tường nhà cao tầng, do có tác dụng không đồng đều của ánh sáng ở 4 phía nên tán cây lệch về phía

có nhiều ánh sáng Đặc tính này gọi là tính hướng ánh sáng của cây

Ánh sáng còn ảnh hưởng đến hệ rễ của cây Đối với một số loài cây có rễ trong không khí (rễ khí sinh) thì ánh sáng giúp cho quá trình tạo diệp lục trong rễ nên rễ có thể quang hợp như một số loài phong lan trong họ Lan (Orchidaceae) Còn hệ rễ ở dưới đất chịu sự tác động của ánh sáng, rễ của các cây ưa sáng phát triển hơn rễ của cây ưa bóng

Lá là cơ quan trực tiếp hấp thụ ánh sáng nên chịu ảnh hưởng nhiều đối với sự thay đổi cường độ ánh sáng Do sự phân bố ánh sáng không đồng đều trên tán cây nên cách sắp xếp lá không giống nhau ở tầng dưới, lá thường nằm ngang để có thểtiếp nhận được nhiều nhất ánh sáng tán xạ; các lá ở tầng trên tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng nên xếp nghiêng nhằm hạn chế bớt diện tích tiếp xúc với cường độ ánh sáng cao

Ngoài ra cây sinh trưởng trong điều kiện chiếu sáng khác nhau có đặc điểm hình thái, giải phẫu khác nhau Trên cùng một cây, lá ở ngọn thường dày, nhỏ, cứng,

lá được phủ một lớp cutin dày, mô giậu phát triển, có nhiều gân và lá có màu nhạt Còn lá ở trong tầng bị che bóng có phiến lá lớn, lá mỏng và mềm, có tầng cutin mỏng,

có mô giậu kém phát triển, gân ít và lá có màu lục đậm

Ánh sáng có ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của thực vật, trong thành phần quang phổ của ánh sáng, diệp lục chỉ hấp thụ một số tia sáng Bằng những thí nghiệm, Timiriadep đã chứng minh được rằng, những tia sáng bị diệp lục hấp thụ mới phát sinh quang hợp Cường độ quang hợp lớn nhất khi chiếu tia đỏ là tia mà diệp lục hấp thụ nhiều nhất Khả năng quang hợp của các loài thực vật C3 và C4 khác nhau rất đáng kể Ở thực vật C4 quá trình quang hợp tiếp tục tăng khi cường độ bức xạ vượt ngoài cường độ bình thường trong thiên nhiên (như ở Zea mays, Saccharum officinarum, Sorghum vulgare ) ở thực vật C3, quá trình quang hợp tăng khi cường

độ chiếu sáng thấp, nhất là các cây ưa bóng Thực vật C3 gồm các loài Triticum vulgare, Secale cereale, Trifolium repens

1.2.Phản ứng của ánh sáng và cây trồng

Cây trồng sống trong điều kiện nhất định sẽ hình thành thích nghi với điều kiện ánh sáng đó

Căn cứ vào mức độ khác nhau và giống nhau người ta chia cây trồng thành ba nhóm chính: Cây ưa sáng, cây ưa bóng và cây chịu bóng Cây ưa sáng tạo nên sản phẩm quang hợp cao khi điều kiện chiếu sáng tăng lên, nhưng nói chung, sản phẩm quang hợp đạt cực đại không phải trong điều kiện chiếu sáng cực đại mà ở cường độ vừa phải (optimum) Ngược lại cây ưa bóng cho sản phẩm quang hợp cao ở cường độ chiếu sáng thấp.Trung gian giữa 2 nhóm trên là nhóm cây chịu bóng nhưng nhịp điệu quang hợp tăng khi sống ở những nơi được chiếu sáng đầy đủ Đặc điểm cấu tạo về hình thái, giải phẩu và hoạt động sinh lý của các nhóm cây này hoàn toàn khác nhau thể hiện đặc tính thích nghi của chúng đối với các điều kiện môi trường sống khác nhau Do đặc tính này mà thực vật có hiện tượng phân tầng và ý nghĩa sinh học rất lớn

Liên quan đến độ dài chiếu sáng, thực vật còn được chia thành nhóm cây ngày dài và cây ngày ngắn Cây ngày dài là cây ra hoa kết trái cần pha sáng nhiều hơn pha tối, còn ngược lại, cây ngày ngắn đòi hỏi độ dài chiếu sáng khi ra hoa kết trái ngắn hơn

1.3 Một số biện pháp nâng cao sử dụng ánh sáng

Để nâng cao hệ suất sử dụng ánh sáng có thể áp dụng nhiều biện pháp

Bố trí hệ thống cây trồng hợp lý, tức là trồng các loại cây và giống cây phú hợp với ánh sáng

Tăng vụ, tăng thời gian cây trồng sống trê đồng ruộng để lợi dụng ánh sáng một cách triệt để, giảm thời gian để đất trồng Như vậy là tạo thảm thực vật cây trồng hấp thu tối đa bức xạ mặt tròi chiếu xuống trái đất

Chọn cây trồng có cường độ quang hợp cao (Cây quag hợp thep chu kỳ C4) bố trí hệ thống cây trồng như mía, ngô, cỏ voi,…

Trồng xen, trồng lẫn, trồng gối vụ

Tạo giống cây trồng có hệ số diện tích lá cao, có thế năng quang hợp lớn

Tăng cường các biện pháp chăm sóc kỹ thuật thâm canh như bón nhiều phân, bón phân sớm, tưới tiêu hợp lý, phòng trừ sâu bệnh để tăng diện tích lá, tăng tuổi thọ cho lá…

Một số hình ảnh áp dụng hiệu suất ánh sáng:

ăn quả trong vườn cà phê

Mô hình trồng xen cỏ đậu phộng dạị và hồ tiêu Mô hình trồng xen lạc và chuối tiêu

Mô hình trồng gối củ đậu

Tạo ra nhiều giống lúa mới nhằm tận dụng các điều kiện, ánh sáng, nhiệt độ…

Chăm sóc lúa và ngô

Chương 2: Nhiệt độ đối với cây trồng

Nhiệt độ ảnh hưởng đến cây trồng bao gồm nhiệt độ đất và nhiệt độ không khí Hai nguồn nhiệt này đều có cùng một nguồn gốc năng lượng ánh sáng mặt trời Nên ở đâu nhận được nhiều năng lượng ánh sáng mặt trời thì ở đó nhiệt độ không khí, nhiệ

độ đất cao và ngược lại

2.1 Vai trò của nhiệt độ

Mỗi loại cây trồng sống trong một giới hạn nhiệt độ thích hợp Yêu cầu nhiệt

độ thích hợp của từng cây là khác nhau, bởi vậy nếu ở nhiệt độ phù hợp cây sẽ cho năng suất cao và chất lượng ổn định

Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình quang hợp hay đồng hóa của cây Nhiệt độ tối thích cho quang hợp còn thay đổi theo thời kỳ sinhh trưởng của cây

Nhiệt độ còn ảnh hưởng gián tiếp đến việc tích lũy vật chất khô của cây thông qua ảnh hưởng đến diện tích lá, hình dạng tuổi thọ

Nhiệt độ quá cao sẽ rút ngắn thời gian hình thành hạt và như vậy ảnh hưởng đến trọng lượng hạt

Cây trồng Nhiệt độ tối thấp Nhiệt độ tối thích Nhiệt độ tối cao

Bảng thể hiện phạm vi nhiệt độ cho sự nảy mầm của một số loại giống cây trồng

2.2 Phản ứng của cây đối với nhiệt độ

Cây trồng có nguồn gốc và sống trong vùng nhiệt độ khác nhau sẽ hình thành phản ứng thích nghi với điều kiện nhiệt độ Dựa vào độ thích nghi đối với nhiệt độ đó

ta chia cây trồng thành ba nhóm, nhóm cây ưa nóng, cây ưa lạnh và cây trung tính

2.3 Một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiệt

Bố trí cây trồng hợp lý, chọn cây và giống cây phù hợp với diễn biến nhiệt độ của từng vùng, từng mùa

Căn cứ vào tổng tích ôn của cây và tổng nhiệt độ của vùng để bố trí số vụ trong năm

Gieo trồng đúng thời vụ và tăng cường các biện pháp chống rét trong điều kiện cần thiết

Chọn và tạo các giống cây trồng chịu rét, chịu nóng để gieo trồng ở những vùng nhiệt độ không phù hợp

Trồng xen, trồng lẫn, trồng gối để tận dụng lượng nhiệt trong năm

Người dân chống rét cho mạ Đông Xuân

Lưới che mưa, che nắng cho cây

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Các yếu tố khí hậu là yếu tố sinh trưởng quan trọng của cây trồng Bao gồm các yêu tố như lượng mưa, nhiệt độ, ánh sáng… Nếu muốn cây trồn sinh trưởng và phát triển tốt phải đáp ứng đủ các điều kiện ngoại cảnh Đặc biệt, đối với ánh sáng và nhiệt

độ thì phải lưu ý nhất

Các hình thức trong luân canh, xen canh, gối vụ… giúp tận dụng nguồn nhiệt

và nguồn ánh sáng đáng kể

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN GIẢNG DẠY

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1.Lí do chọn đề tài 1

2.Nguồn tư liệu sử dụng 1

NỘI DUNG 2

Chương 1: Ánh sáng đối với cây trồng 2

1.1.Vai trò của ánh sáng 2

1.2.Phản ứng của ánh sáng và cây trồng 4

1.3 Một số biện pháp nâng cao sử dụng ánh sáng 4

Chương 2: Nhiệt độ đối với cây trồng 7

2.1.Vai trò của nhiệt độ 7

2.2.Phản ứng của cây đối với nhiệt độ 7

2.3.Một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiệt 7

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 9