5. Đặc điểm quang hợp của cây ngô
5.1. Đặc điểm quang hợp của các loại cây C4
Ngày nay người ta phân loại cây trồng theo loại hình quang hợp C3, C4 (kiểu cây C3 và kiểu cây C4) và nhóm CAM (tích lũy axit hữu cơ trong bóng tối và chuyển thành gluxit ngoài ánh sáng).
Ngô xếp vào nhóm kiểu cây C4. Ngô quang hợp theo chu trình C4 hay còn gọi là chu trình Hater và Slack. Gọi là C4 vì chuỗi cacbon của sản phẩm đầu tiên là các axit hữu cơ nhận CO2 là axit photpho phenolpyruvic. Khác với ngô, lúa là cây quang hợp theo chu trình C3 (hay chu trình Calvil).
Quang hợp C4 có ưu thế cho sinh khối lớn hơn quang hợp C3. Kiểu cây C3 có hiệu suất sử dụng ánh sáng 3 – 4%, trong khi kiểu cây C4 là 4 – 5%, nếu tính ra bức xạ quang hợp có giá trị 6 – 8% vfa 10 – 12%.
So với kiểu cây C3, kiểu cây C4 không có quang hô hấp, có điểm bù CO2 rất thấp và do đó cường độ quang hợp rất cao. Quang hô hấp là hiện tượng một phần sản phẩm sơ cấp tạo ra từ khí CO2 của không khí ngoài ánh sáng lập tức bị phân giải thành CO2 mà không kịp tham gia vào các phản ứng trao đổi chất.
Hiện tượng này làm giảm năng suất rất nhiều. Trái lại ở cây ngô hầu hết CO2
chuyển hóa trong quang hợp đều được sử dụng trao đổi chất do đó tích lũy một khối lượng chất hữu cơ nhiều hơn so với kiểu cây C3.
Theo Murata (1981) ở Nhật Bản hiệu suất quang hợp cao nhất ở ngô là 52 – 55 gam/m2
lá/ngày, hiệu suất sử dụng ánh sáng là 4,6%, trong khi các giá trị tương ứng ở lúa là 35 – 36g/m2
lá/ngày và 2,7 – 2,8%.
Ở Việt Nam, theo Nadtergaele (1986), hiệu suất tích lũy chất khô (kg/ha/ngày) của lúa và ngô như sau (bảng 9):
Bảng 10: Hiệu suất tích lũy chất khô ở ngô và lúa (kg/ha/ngày)
Địa điểm Loại cây Mùa
Mƣa (tháng 7 – 8) Khô (tháng 1 – 2) Hà Nội Dầu Tiếng
Kiểu cây C3 lúa Kiểu cây C4 ngô Kiểu cây C3 lúa Kiểu cây C4 ngô
225 272 227 283 132 151 243 320
