1. Nồng độ CO2
- CO2 trong khí quyển là nguồn cung cấp cacbon cho QH - Nồng độ CO2 quyết định cường độ của quá trình QH
- Điểm bù CO2 :Nồng độ CO2 tối thiểu để cường độ QH và cường độ hô hấp bằng nhau.
- Điểm bão hoà CO2: Nồng độ CO2 để cường độ QH đạt cao nhất.
2. Cường độ và thành phần quang phổ ánh sáng
- Ánh sáng là yếu tố cơ bản để tiến hành QH
- Điểm bù ánh sáng: Cường độ ánh sáng để cường độ QH và hô hấp bằng
nhau.
- Điểm bão hoà ánh sáng: Cường độ ánh sáng để cường độ QH đạt cực đại - Thành phần của quang phổ ảnh hưởng đến chất lượng quang hợp
Ví dụ:
+ Các tia xanh tím kích thích sự tổng hợp prôtêin, axit amin.
+ Các tia đỏ làm tăng quá trình tổng hợp cacbonhyđrat
- Thành phần ánh sáng biến động theo thời gian trong ngày và theo môi rường sống. Ví dụ:
+Buổi sáng sớm và buổi chiều As mặt trời có chứa nhiều tia đỏ hơn. Buổi trưa tia tím, tia xanh tăng lên
Ngọc Hải
+ Dưới tán rừng rậm, chủ yếu là As khuếch tán, các tia đỏ giảm rõ rệt so với As ở môi trường rống.
* Lưu ý: Nếu cùng một cường độ chiếu sáng thì ánh sáng đơn sắc đỏ sẽ có hiệu quả QH cao hơn ánh sáng đơn sắc xanh tím
3. Nhiệt độ
- Cường độ QH phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ.
- Khi nhiệt độ tăng thì cường độ QH tăng rất nhanh và thường đạt cực đại 25 – 35oC rồi sau đó giảm mạnh
- Điểm bù về nhiệt độ là nhiệt độ mà lúc đó cường độ QH và hô hấp bằng nhau
4. Nước
- Hàm lượng nước trong không khí, trong lá, ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi
nước, do đó ảnh hưởng đến độ mở khí khổng ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ CO2
vào lục lạp.
- Nước ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và kích thước của lá. - Nước ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển các sản phẩm QH.
- Hàm hượng nước trong tế bào ảnh hưởng đến độ hyđrat hoá của chất nguyên sinh do đó ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của hệ thống enzim quang hợp.
- Quá trình thoát hơi nước đã điều hoà nhiệt độ của lá, đo đó ảnh hưởng đến QH.
- Nước là nguyên liệu trực tiếp của QH, cung cấp H+ và electron cho phản ứng sáng.
5. Dinh dưỡng khoáng
Các nguyên tố khoáng vừa là thành phần cấu trúc của bộ máy QH vừa tham gia vào các hoạt động của bộ máy QH. Do đó dinh dưỡng khoáng có vai trò quan trọng là liên quan chặt chẽ với cường độ và hiệu suất của QH.
Ngọc Hải
- Tham gia thành phần cấu tao hệ sắc tố QH các E tham gia vào các qt vận chuyển điện tử trong QH
-Ảnh hưởng đến qt thẩm thấu của màng, ảnh hưởng d8ến độ lớn của lá, cấu tạo và số lượng lá trên cây.
- Điều tiết các hoạt hoá E trong các phản ứng QH, tham gia vào các hợp chất ATP tạo ra do QH
IV. Quang hợp và năng suất cây trồng
1. Quang hợp quyết định năng suất cây trồng
- Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định 90 – 95% năng suất cây trồng.
- Chứng minh: Phân tích thành phần hoá học trong cây. C: 45%, O: 42 – 45%, H: 6.5% chất khô, nguyên tố khoáng: 5 – 10%.
90 – 95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ CO2 và H2O qua hoạt động
quang hợp.
2. Các biện pháp nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp
a. Phương trình năng suất cho mối quan hệ giữa hoạt động của bộ máy quanghợp và năng suất cây trồng hợp và năng suất cây trồng
Nkt =(FCO2 . L. Kf. Kkt)n ( tấn/ha ) Nkt: Năng suất kinh tế
Kf: Hệ số hiệu quả quang hợp
Kkt: Hệ số kinh tế
FCO2 : Cường độ QH và hiệu suất QH
b. Các yếu tố phụ thuộc vào năng suất cây trồng
- Khả năng QH của giống cây trồng (FCO2)
- Nhịp điệu sinh trưởng của bộ máy QH – bộ lá (L)
- Khả năng tích luỹ chất khô vào cơ quan kinh tế ( Kf, Kkt) - Thời gian hoạt động của bộ máy QH (n)
Ngọc Hải
- Tăng cường độ và hiệu suất QH bằng chọn giống, lai tạo giống mới có khả năng QH cao.
- Điều khiển sự sinh trưởng của diện tích lá bằng các biện pháp kỹ thuật như; bón phân, tưới nước, mật độ trồng hợp lý
- Nâng cao hệ số hiệu quảQH và hiệu số kinh tế bằng chọn giống và các biện pháp kỹ thuật thích hợp. Giảm hô hấp sáng, tăng sự tích luỹ chất hữu cơ vào cơ quan kinh tế.
- Chọn các giống cây trồng có thời gian sinh trưởng vừa phải hoặc trồngn vào thời vụ thích hợp để cây trồng sử dụng được tối đa ánh sáng cho QH.
3. Triển vọng năng suất cây trồng
- Trên quan điểm QH, muốn tăng năng suất cây trồng, phải đủ điều kiện cả ba mặt:
+ Thành phần cấu tạo
+ Cấu trúc của hệ
+ Hoạt động của hệ
- Trong tương lai, con người có thể sử dụng các biện pháp kỹ thuật, biện pháp chọn giống, bón phân, tưới nước, . . . để điều khiển thành phần, quy mô và hoạt động của quần thể cây trồng nhầm nâng cao năng suất cây trồng.
** Các khái niện cơ bản sau:
- Hiệu suất QH: là lượng chất khô mà cây tích luỹ trên một đơn vị diện tích lá trong một đơn vị thời gian nhất định. Hiệu suất QH đánh giá khả năng tích luỹ chất hữu cơ của cây nên nó được xem là một tiêu chuẩn để đánh giá năng suất cây trồng.
- Năng suất sinh học: là tổng lượng chất khô mà cây tích luỹ trên một đơn vị diện tích đất trồng trong một đơn vị thời gian nhất định.
- Năng suất kinh tế: là lượng chất khô mà cây trồng tích luỹ ở các bộ phận của cây có giá trị kinh tế lớn nhất đối với con người trên một đơn vị diện tích đất trồng trong một thời gian nhất định.
Ngọc Hải
- Hệ số hiệu quả quang hợp: là tỷ lệ giữa lượng chất khô còn lại vời tổng lượng chất khô quang hợp được.
- Hệ số kinh tế: là tỷ lệ giữa kượng chất khô tích luỹ trong các bộ phận của cây có giá trị kinh tế lớn nhất với tổng lượng chất khô quang hợp được.
-Hệ số dử dụng năng lượng AS lý thuyết là: tỷ số % năng lượng tích luỹ trong sản phẩm QH và số năng lượng sử dụng cho QH. Ta có thể tính được hệ số này dựa trên pt QH và số liệu cụ thể như sau: Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng đỏ là khoảng 32%AS xanh tím là khoảng 19%
- Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng thực tiễn là: tỷ số % giữa số năng lượng tích luỹ trong sinh khối QH của quần thể và số năng lượng As rơi xuống quần thể được sử dụng cho QH. Ta có thể tính được hệ số này dựa trên số liệu về As rơi xuống quần thể cây trồng trong một năm và số liệu về năng suất cây trồng của năm đó. Ví dụ ở lúa: 0.5 – 1.5%, tảo Chlorella là 5%