năng suất
Năng suất hạt là sản phẩm của nhiều quá trình, hiện tượng kiểu hình, sinh lý, sinh hóa biểu hiện tổng hợp chu kỳ sống của cây trồng ựược ựiều khiển bằng kiểu gen và tác ựộng của các yếu tố môi trường. Bên cạnh kiểu gen một số yếu tố chắnh quyết ựịnh ựến năng suất hạt có thể nhận biết qua khung khái niệm ựã ựược phát triển.
a) Bức xạ mặt trời (Solar radiation): dưới ựiều kiện tối ưu nước và dinh dưỡng, bức xạ mặt trời ựược tán cây hấp thu là một yếu tố chắnh tạo thành năng suất hạt.
GY = [RAD x %RI x GLD x RUE] x HI Trong ựó:
+ GY = Năng suất hạt (grain yield)
+ RAD = Bức xạ tới/ngày (incident radiation per day) (e.g. - 20 Mj/m2 or 2 x 105 Mj/ha).
+ %RI = Phần bức xạ tới ựược chắn bởi tán lá cây (e.g. - 45% toàn bộ chu kỳ sống của cây).
+ GLD = Thời gian diện tắch lá xanh (e.g. - 100 days)
+ RUE = Bức xạ sử dụng hiệu quả (e.g. - 2g Mj-1, or 2 x 10-6 t/Mj + HI = Hệ số thu hoạch (e.g. - 0.04)
Yếu tố trình bầy trong ngoặc là năng suất sinh vật học là tổng năng suất vật chất khô trong toàn bộ chu kỳ sống của cây và hệ số thu hoạch HI là phần hệ số hiệu quả với hạt vắ dụ như sau:
Tổng vật chất khô = [2 x 105 x 0.45 x 100 x 2 x 10-6] = 18 tấn/ha Năng suất hạt = 18 x 0.40 = 7,2 tấn/ha
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
b) đạm dễ tiêu (Nitrogen availability): ựạm dễ tiêu cũng là một quyết ựịnh quan trọng ựến năng suất cây trồng, phân tắch như trên ta có:
GY = [NA x Nhút x NUE] x HI Trong ựó:
+ NA = Tổng số ựạm dễ tiêu Ộnitrate or ammonium (e.g. - 300kg N/ha)Ợ + Nhút = Phần ựạm dễ tiêu mà cây hút ựược (e.g. - 0.50)
+ NUE = Hiệu quả sử dụng ựạm (e.g. - 0.12t vật chất khô/kg N) + HI = Hệ số thu hoạch (e.g. - 0.40)
Vắ dụ tổng vật chất khô và năng suât hạt như sau:
Tổng vật chất khô = [300 x 0.50 x 0.12] = 18 tấn/ha
Năng suất hạt = 18 x 0.40 = 7,2 tấn/ha
c) Nước hữu hiệu (Water availability): phân tắch tương tự như trên, trên cơ sở lượng nước hữu hiệu với cây trồng
GY = [W x Ptrans x WUE] x HI Trong ựó:
+ W = Tổng lượng nước hữu hiệu với cây trồng (e.g. - 750mm) + Ptrans = Nước bốc hơi do cây trồng (e.g. - 0.60)
+ WUE = Hiệu quả sử dụng nước (e.g. - 0.04t dry matter/mm) + HI = Hệ số thu hoạch (e.g. - 0.40)
Tổng năng suất sinh vật học và năng suất hạt sẽ là:
+ Tổng năng suất sinh vật học = [750 x 0.60 x 0.04] = 18 tấn/ha + Năng suất hạt = 18 x 0.40 = 7,2 tấn/ha Lượng nước bốc hơi bởi cây trồng ảnh hưởng của ựộ sâu ựất, thành phần cơ giới, lượng mưa, lượng nước tưới, mất nước do cỏ dại, mất nước do bốc hơi bề mặt ựất etc. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng năng suất sinh khối là ựường tuyến tắnh với hô hấp tắch lũy (nước bốc hơi x WUE). Hiệu quả sử dụng nước là tỷ lệ nghịch với thiếu hụt áp suất hơi nước. (VPD, i.e. - là khả năng áp suất ựể hút nước). Nhiệt ựộ không khắ cao hơn tăng hơi nước có thể
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
hút của cây và như vậy VPD cao hơn. Nhìn chung, cây C4 sử dụng nước hiệu quả hơn cây C3, mặc dù vậy tại mức cây trồng sử dụng nước hiệu quả WUE xuất hiện với ựất khô và ựất tốt. Một số biến ựộng của WUE có thể biến ựộng tỷ lệ hô hấp dưới những ựiều kiện bất thuận [24].
d) Yếu tố tạo thành năng suất (Yield components): Các yếu tố cây trồng khác nhau quyết ựịnh năng suất cuối cùng của hạt:
GY = Số cây/ha x RPP x GPR x WPG Trong ựó:
+ Số cây/ha = 45.000 cây/ha + RPP = Số bắp/cây (e.g. - 1.2) + GPR = Số hạt/bắp (e.g. - 400)
+ WPG = Khối lượng hạt (e.g. -334 mg or 334 x 10-9 ton) + HI = Hệ số thu hoạch (e.g. - 0.40)
Tổng năng suất lý thuyết và năng suất hạt sẽ là:
Năng suất sinh vật học = [45.000 x 1,2 x 400 x 334 x 10-9] = 18 tấn/ha Năng suất hạt = 18 x 0.40 = 7,2 tấn/ha
e) Nguồn và sức chứa (Source and sink):
Hạn chế của nguồn hay sức chứa ựã có những cuộc tranh luận dài và phụ thuộc của nó lên môi trường, hai yếu tố này hạn chế năng suất ở rất nhiều mức khác nhau.
Tổng cung cấp cho ựồng hóa của nguồn ựược xác ựịnh như sau:
+ Lượng hút của cây cho sinh trưởng như [RAD x %RI x GLD], [W x Ptrans] và [NA x Nuptake].
+ Hiệu quả chuyển ựổi các yếu tố của cây thành carbonhydrates, proteins và lipids - xây dựng các cơ quan (the building blocks of the plant) (e.g., RUE, WUE, NUE)
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 30
+ Thời gian nhận ựược các yếu tố sinh trưởng.
Hạn gây giảm diện tắch lá (%RI), nếu hạn xẩy ra trước ra hoa hay tại bất kỳ thời gian phát triển nào của cây, hạn ựều làm giảm tỷ lệ quang hợp (RUE, WUE hoặc NUE) và với quá trình tổng ựồng hóa của cây. Hạn sau ra hoa làm giảm tuổi thọ lá xanh, như thế dưới ựiều hiện hạn nó có thể là yếu tố hạn chế chủ yếu ựối với năng suất hạt. Năng suất hạt cũng ựược quyết ựịnh bởi mức ựộ cấu trúc bắp hạt và tế bào nội nhũ là ựồng hóa và xây dựng sức chứa.
Trong giai ựoạn trước trỗ ngô hình thành nhiều bắp và nhiều hoa hơn trong hai tuần nở hoa. Số bắp, số hạt và tế bào nội nhũ ựược xác ựịnh, ngô rất mẫn cảm thời kỳ này.
Giai ựoạn tắch lũy vào hạt quyết ựịnh ựộ lớn bắp, hạt và tế bào nội nhũ ựã hình thành trong giai ựoạn ra hoa. Giai ựoạn này hạn chủ yếu ảnh hưởng ựến yếu tố sức chứa.
Bởi vậy thời gian và cường ựộ hạn xác ựịnh yếu tố hạn chế thực sự ựến năng suất hạt.
Nếu ựiều kiện sinh trưởng thuận lợi ở thời kỳ trước ra hoa và trong thời kỳ ra hoa, bởi vậy cây trồng thiết lập ựược diện tắch lá lớn, là cơ sở ựể hình thành nên số hạt cũng như số bắp. Hạn xẩy ra sau ra hoa là nguyên nhân lá tàn sớm. Nguồn cung cấp ựồng hóa cho hạt sẽ hạn chế, có nhiều hạt nhỏ vì hạn chế quá trình ựồng hóa từ nguồn năng lượng mặt trời [45].
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 31