Bài giảng Quang hợp quần thể

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

158
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Quang hợp quần thể" cung cấp cho người học các kiến thức: Hệ số sử dụng quang năng của quần thể cây trồng, cấu trúc quần thể cây trồng và hoạt động quang hợp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Quang hợp quần thể

7/18/15 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ I. HỆ SỐ SỬ DỤNG QUANG NĂNG CỦA QUẦN THỂ CÂY TRỒNG  Theo kết quả nghiên cứu đã chứng minh: Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng. Quang hợp tạo ra 90 -95% tổng số lượng chất khô mà cây trồng tích lũy được trong suốt đời sống của mình  Mối liên quan giữa hoạt động của bộ máy quang hợp và năng suất cây trồng được biểu diễn bằng phương trình sau  NSkt = (Fco2.L.Kf.Kkt).1,2,…n (tạ/ha) 100.000  Muốn tăng năng suất cây trồng, cần phải điều khiển hệ quang hợp về thành phần tạo nên hệ, cấu trúc hệ, hoạt tính của hệ  Trong điều kiện tối ưu quần thể cây trồng sử dụng được 5% năng lượng ánh sáng để QH tạo NSSVH. Nhưng trên thực tế do điều kiện bất thuận nên cây trồng chỉ sử dụng được 0,5-2% NLAS tới Chứng minh cây sử dụng 5% (Lý thuyết) Nhà sinh lý thực vật thiên tài người Nga Timiriazev đã - Trong suốt chu kỳ sống, cây nhận được 50% E của các nói: “Bằng cách điều khiển chức năng quang hợp, con tia tới (50% không hấp thu được do: qua đất, phản lại...) người có thể khai thác cây xanh vô hạn” và nhà sinh lý - Trong 50% thì chỉ ½ tia có lợi cho QH ---> như vậy chỉ thực vật Hà Lan Dewitt đã tính rằng nếu chỉ sử dụng 5% 25% sử dụng được vào QH. năng lượng ánh sáng mặt trời, cây trồng đã cho năng suất - Trong 25% này, để đồng hóa được 1 PT C02 cần 8 lượng gấp 4-5 lần năng suất cao nhất hiện nay (vùng ôn đới tử và cần 28% E ánh sáng (trong đó 8% tiêu hao do hô khoảng 125 tạ/ha, vùng nhiệt đới khoảng 250 tạ/ha). hấp, còn lại 20% Tạo NSsvh (20% là của 25%) nên: Rõ ràng trồng trọt chính là ngành “Kinh doanh” năng 25% x 20% lượng mặt trời. HSSDNL ánh sáng = --------------- = 5% Phương trình quang hợp 100% - Vì sao 28%: E ánh sáng các tia: Xanh= 65Kcalo/mol – H2O + CO2 [CH2O] + O2 – 112 KCal photon; đỏ 43 và trắng = 50Kcalo/mol Ánh sáng trắng: 112x100 / 50x8= 28% II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP - Ruộng là một quần thể gồm nhiều cá thể ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. Do đó nếu hệ số sử dụng quang năng của - Có nhiều biện pháp nâng cao hệ số sử dụng quang năng quần thể cây trồng càng cao thì NSsvh càng cao. của quần thể cây trồng nhưng mang tính quyết định: - Theo tính toán toàn bộ thực vật trên trái đất hàng + Thông qua chỉ số LAI (m2 lá/ m2 đất) tối ưu năm tạo khoảng trên 120 tỷ tấn chất hữu cơ và với trên 6 + Thời gian hoạt động QH dài nhất để có thế năng QH tỷ người hiện nay đang sống cần gần 1 tỷ tấn sản phẩm đồng ruộng lớn nhất (m2 lá/ngày/ha). DD. + Các giống cây trồng khác nhau có LAI và thế năng - Như vậy, vấn đề nguồn thực phẩm vẫn là một trong QH cũng khác nhau, vì vậy cấu trúc và hoạt động QH của những vấn đề gay cấn nhất của loài người. Tuy nhiên con quần thể cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào hình thái lá, người có thể giải quyết được lương thực nếu có biện pháp góc lá so với thân, chiều cao,… của mỗi giống cây trồng. cải tạo đúng và sử dụng hợp lý chức năng QH của cây. - Những biện pháp nâng cao NSsvh chính là các biện pháp nâng cao hệ số sử dụng quang năng của quần thể cây. 1
7/18/15 II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP 2.1 Cấu trúc của cây trồng lý tưởng để có hệ số tiêu sáng nhỏ, ánh sáng có thể xuyên sâu hơn xuống các Cây trồng lý tưởng là cây sử dụng bức xạ mặt trời với hiệu quả tầng lá dưới nên nâng cao được chỉ số diện tích lá tối ưu. Muốn vậy, tốt nhất cây phải có chiều cao trung bình, dáng cây gọn, lá dài rộng trung + Cây trồng khác nhau có chiều cao cây và mục đích sử dụng khác bình và đứng (góc giữa lá với thân lá  30o) là thích hợp, phù hợp nhau nhưng nhìn chung giống cây cao sẽ bị che cớm lẫn nhau với định luật Bia (Monsi và Saeki, 1952): I = I e-KF khi tăng mật độ trồng và tăng dinh dưỡng, cây dễ bị đổ,NS F o. giảm Trong đó: Io: Cường độ tia sáng tới trên bề mặt ruộng + Lá cây có cường độ quang hợp cao và thời gian quang hợp dài: IF: Cường độ ánh sáng trong quần thể cây trồng ở tầng Cây có S lá phù hợp và chỉ số diện tích lá thích hợp thì I qh sẽ lá có chỉ số diện tích lá F. quyết định năng suất sinh vật học. K: Hệ số hấp thu ánh sáng của lá (hệ số tiêu sáng) Trên thực tế, có giống Iqh không cao nhưng cho NSsvh cao vì giống này có tổng S lá tham gia Qh tăng và thời gian QH dài. F : Chỉ số diện tích lá. + Giống có cấu trúc hình thái thuận lợi e : Cơ số của logarit tự nhiên. Cây phải có chiều cao trung bình, dáng cây gọn, lá dài rộng Ví dụ: Đối với ruộng lúa người ta thường tính hệ số tiêu sáng K của trung bình và đứng. ruộng để tìm ra chế độ ánh sáng của ruộng. Hệ số K có ý nghĩa quan trọng nhất khi ruộng lúa đạt chỉ số diện tích lá đạt cao nhất. II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ I HOẠT ĐỘNG K= -ln QUANG :F F HỢP HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP Io Hệ số K ở gốc cây lúa thay đổi từ 0,5 đến 0,9 và nó tăng dần lên IF Cấu trúc hình thái thuậnFlợi = -của ln cá thể là cơ sở để cấu Ktạo nên quần thể tốt và theo thời gian sinh trưởng của cây, hệ số K nhỏ nhất 0,3- 0,6 rơi vào ----------------------: muốn tính được chỉ số diện tích lá (F) thì ta phải biết được cường độ ánh sáng giữa thời kỳ sinh trưởng ở ruộng có năng suất cao. Giống có khả I của điểm bù tức là cường độ ánh sáng mà ởo đó cường độ QH bằng cường độ HH. năng chịu phân cao có hệ số K 0,5- 0,75, còn giống lúa có tính chịu Theo công thức trên nếu đo được điểm bù ánh sáng (IF) là 2.000 lux vào tháng 4 đối với lúa xuân hè. Tại Việt Nam Io (cường độ ánh sáng trung bình hàng ngày của phân kém có K  0,75- 1,0. I I tháng có diện tích lá đạt cao nhất) là 0,38 cal/cm2/phút = 25.308 lux. (Tổng bức xạ Hệ số tiêu sáng K trong quần thể ruộng phụ thuộc vào: F F tháng 4 là 293 cal/cm2/phút = 25.308 lux) và hệ số tiêu sáng K của ruộng là 0,7 đối + Diện tích lá trên điểm tính càng lớn thì K càng nhỏ do K tính với giống lúa cao cây có bộ lá nằm ngang và 0,4 đối với giống lúa thấp cây (có bộ lá đứng) thì chỉ số diện tích (m 2 lá/m2 đất) sẽ được tính như sau: theo công thức: IF K= -ln :F 2000 - In 0,079 2,5383 Io F(gốc lá nằm ngang)= - ln -------- :07 = ------------- = ---------- = 3,6 25.308 0,7 0,7 + Ias càng thấp thì K càng lớn vì IF/Io nhỏ thì -ln IF /I o lớn Do vậy ở tầng lá dưới có cường độ ánh sáng thấp nên K tăng lên mặc 2000 - ln 0,079 2,5383 dù diện tích lá ở tầng dưới có thể tăng. F(góc lá đứng) = - In ---------- : 0,4 = -------------- = ------------ = 6,3 Từ công thức của Mônsi ta có thể tính được chỉ số diện tích lá cao nhất 25.308 0,4 0,4 trong quần thể ruộng. II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ 2.2 Điều chỉnh diện tích lá tối ưu cho quần thể cây trồng HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP Diện tích lá quyết định đến quang hợp, do đó nó quyết định đến + Cây có cơ quan kinh tế lớn năng suất. Năng suất kinh tế(NSkt) là lượng + Để biểu thị S lá cao hay thấp người ta dùng chỉ tiêu chỉ số S lá chất khô mà cây tích lũy được ở các bộ (LAI: Leaf Area Index – được đo bằng m2 lá/m2 đất) ) phận có giá trị kinh tế đối với con người + Ngoài chỉ tiêu chỉ số S lá để biểu thị S lá còn dùng chỉ tiêu thế năng như hạt, quả, củ. NSkt đươc tính theo quang hợp đồng ruộng . Thế năng quang hợp đồng ruộng tổng S lá Iqh (mgCO2/dm2/giờ) công thức: 3 tham gia quang hợp qua từng ngày trong suốt thời kỳ sinh trưởng NSkt = NSsvh . Kkt 50 của quần thể cây trồng (triệu m2lá/ha/ngày – 0,5 – 5 tr ) 40 2 + Cây có cảm ứng cao với độ phì của đất 30 1 Cây có cảm ứng cao với độ phì của 20 đất nghĩa là cây sinh trưởng hợp lý khi 10 Các biện pháp nâng cao S lá bón lượng phân nhiều nhất là N, giống (Nitơ) - Chọn giống cây có phản ứng đạm thấp có bộ lá dài, I qh cây phụ thuộc vào lượng nitơ bón - Sử dụng phân bón rộng, mỏng, xanh đậm, thân cao và yếu. 1. Cây có phản ứng thấp với nitơ. 2. Cây có phản ứng trung bình với nitơ. - Điều chỉnh mật độ Giống có phản ứng với đạm cao có bộ lá 3. Cây có phản ứng cao với nitơ. - Phòng trừ sâu bệnh tấn công vào bộ lá thẳng đứng, ngắn, xanh đậm, thân ngắn - Kéo dài tuổi thọ của lá và cứng. 2
7/18/15 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ II. CẤU TRÚC QUẦN THỂ CÂY TRỒNG VÀ HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP 3. Cấu trúc của ruộng là một hệ quang học, yếu tố của năng suất - Sự tương quan giữa S lá và cường độ quang hợp và hiệu suất QH có ý nghĩa rất quan trọng. Hoạt động của quang hợp liên quan chặt chẽ với sự đồng hóa các nguyên tố khoáng của cây. Tùy theo mức tăng S lá trong ruộng, sự giảm độ chiếu sáng và giảm quang hợp mà ảnh hưởng xấu đến sự đồng hóa các nguyên tố khoáng - Quần thể cây trồng có góc lá rộng thì thực hiện được một công quang hợp nhỏ hơn quần thể cây trồng có góc lá nhỏ. Từ đó ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. - Nếu diện tích lá tăng đến 30.000- 40.000 m2/ha thì hệ số hút thu ánh sáng tăng mạnh, nhưng tiếp tục tăng diện tích lá lên nữa thì hiệu quả hấp thu ánh sáng mặt trời lại giảm. - Để sử dụng có hiệu quả năng lượng bức xạ ánh sáng mặt trời thì ở thời kỳ diện tích lá tối đa của quần thể cây trồng phải có chỉ số diện tích lá tối ưu. •Hình: Biểu đồ cực thuận về sinh trưởng =====> HSQH được tính theo công thức: của diện tích lá tối ưu đối với ruộng cây có thời gian sinh trưởng khác nhau P2 – P1 HSQH = = g/m2 lá/ngày đêm 1/2 . (L2 + L1). T - Để có NSsvh cao ngoài chỉ số LAI tối ưu cần phải có thời Hình: Biểu đồ cực thuận về sinh trưởng gian hoạt động QH dài nhất để tạo ra “thế năng QH đồng của diện tích lá tối ưu đối với ruộng cây có thời gian sinh trưởng khác nhau rụông” lớn nhất. * Đối với những cây chín sớm thì thế năng QH ít nhất phải đạt từ •- Với những ruộng hoàn thiện về cấu trúc bộ máy QH thì 1,5- 2,0 triệu m2/ha/ngày. HSQH thuần thường gặp là 5g/m2 lá/ngày đêm có thể cho * Đối với cây chín trung bình là 2,5- 3,0 triệu m2/ha/ngày năng suất sinh vật học khá cao từ 6 đến 22-25 tấn/ha. * Đối với cây chín muộn là 3,0- 5,0 triệu m2/ha/ngày. - Nếu diện tích lá của ruộng đạt cao nhất nhỏ hơn so với trị - Một số cây trồng khác lại có nhu cầu đặc biệt về điều kiện chiếu sáng trong thời kỳ làm đòng và hình thành cơ quan sinh sản. Cho số 40.000- 50.000 m2/ha (từ 15.000- 20.000 m2/ha hay thấp nên nhìn chung nếu tăng quá nhanh diện tích lá và khép kín lá hơn nữa từ 8.000- 10.000m2/ha) thì số liệu tương ứng về nhanh trong ruộng là thuận lợi để tăng năng suất sinh vật học thế năng QH chỉ là 0,5- 1,0 triệu m2/ha/ngày (nếu diện tích (NSsvh) nhưng lại không có lợi cho việc tăng năng suất kinh tế lá của ruộng đạt 40.000 m2/ha thì thế năng QH của nó có (NSkt). thể thay đổi từ 1- 4,5 triệu m2/ha/ngày). - Mật độ gieo và trồng cây là một trong những yếu tố tác động - HSQH thuần của quần thể cây trồng thường đạt từ 2-4 nhanh vào việc chi phối nhịp điệu đầu và cuối của sự hình thành diện tích lá trong quần thể ruộng. Để có NSsvh cao thì cây trong g/m2/ngày đêm. thì năng suất sinh vật học chỉ đạt 2-4 ruộng phải hút được nhiều năng lượng bức xạ mặt trời và sử dụng tấn/ha. tốt nhất năng lượng đó vào QH, do đó tăng diện tích lá trong ruộng ====> để tăng năng suất cây trồng chúng ta phải làm thế phải phù hợp với nhịp điệu thay đổi theo mùa vụ của chế độ chiếu nào để ruộng có thế năng QH cao sáng của mặt trời. 3
7/18/15 •Ví dụ: Cây ngô, cây đậu tương,… vào thời điểm chiếu sáng của mặt trời tốt nhất nhưng diện tích lá trong quần thể ruộng lại không đạt tối ưu nên sự hút thu ánh sáng vào QH là rất thấp. Vào thời kỳ mà • Một giống lúa hay giống ngô,… nào đó có góc lá rộng so với thân chính sẽ tạo ra một tầng lớp lá nằm ngang liên tục trong ruộng và diện tích lá ngô, đậu tương,.. đạt trị số tối ưu thì điều kiện chiếu sáng che lấp các tầng lá phía dưới nên tổng diện tích lá tham gia hút thu lại kém nên hoạt động QH của ruộng lại bị giảm nhiều, dẫn tới bức xạ quang hợp không nhiều, do đó tổng diện tích lá của loại HSQH thuần cũng giảm. Chính vì lẽ đó mà các cây trồng đã thích nghi với điều kiện sinh thái mà nó sống, sinh trưởng, phát triển tốt ruộng này không thể thực hiện được một công quang hợp tổng cộng và cho NSsvh cao khi chuyển chúng đến vùng sinh thái khác sẽ bộc lớn. Loại ruộng có tầng lá nằm ngang này vào những giờ giữa trưa lộ nhiều bất lợi. nắng (cường độ ánh sáng đạt 40.000 lux -50.000 lux) thì bản lá sẽ - Sự chuyên môn hoá cao các cây trồng và các giống có vòng phát nhận được ánh sáng thừa ứng (ánh sáng quá mạnh) nên hoạt động triển thích nghi nhất với chu kỳ thay đổi khí hậu của miền là một quang hợp giảm, còn vào buổi sáng do tia nắng mặt trời rơi lên bản trong những biện pháp quan trọng nhằm tăng hệ số sử dụng năng lượng bức xạ mặt trời để tạo NSsvh và NSkt của cây. Những vùng lá theo độ chiếu sáng của mặt phẳng ngang nên lá cũng ít nhận được mà điều kiện cho phép như vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới có thời ánh sáng và QH cũng bị giảm. Hơn nữa, do lớp lá nằm ngang “lớp gian sinh trưởng dài và đầy đủ nước để tăng hệ số sử dụng ánh sáng đơn” này liên tục đã làm cho lớp lá dưới nó không đủ năng lượng vào việc tạo năng suất ta có thể trồng xen, gối vụ để có thể thu được ánh sáng mặt trời để thực hiện chức năng QH cũng như các chức từ 2- 4 vụ trong năm. Ở những vùng có thời gian sinh trưởng ngắn năng sinh lý khác của cây và quần thể ruộng. ta nên gieo trồng đúng thời vụ và có thể sớm hơn. •Vì vậy, để tạo ra loại ruộng lý tưởng có đặc tính trung •Một loại ruộng trong đó các giống cây trồng có góc lá nhỏ gian giữa ruộng có lớp lá nằm ngang liên tục và ruộng mà so với thân chính và lá cây phân bố thẳng đứng, nhất là lá cây phân bố thẳng đứng thì tầng lá trên phải gần như cây cao sẽ bao gồm nhiều tầng lá. Nếu tính tổng cộng diện thẳng đứng để cho ánh sáng xuyên qua lớp lá phía dưới tích lá của các tầng lại có thể lớn gấp 8- 10 lần diện tích lá mà lớp lá này có hướng không gian gần nằm ngang hút của “lớp đơn” của ruộng có tầng lá nằm ngang và ánh thu ánh sáng. Từ kết quả nghiên cứu của Nitsporovits cho sáng xuyên xuống sâu khá tốt vào các tầng lá phía dưới, thấy: Ruộng cây ngũ cốc có diện tích lá gần bằng tuy cường độ chiếu sáng có giảm nhưng cũng đủ để QH. 40.000m2/ha thì khoảng 50% diện tích phiến lá xếp theo Do vậy, Iqh của các lá trong ruộng này thấp hơn 2-5 lần hướng tạo với mặt phẳng ngang một góc 90o -60o; 37% nhưng do có diện tích lá tham gia QH lớn gấp 8-10 lần so góc 30o-60o và 30% góc 30o- 0o. với ruộng có lớp lá nằm ngang nên công QH tổng số vẫn Nếu theo định hướng không gian này, các phiến lá trong lớn hơn nhiều. Tuy nhiên khi nghiên cứu về QH của ruộng ruộng chiếm tất cả các vị trí có thể có để tiếp nhận ánh mà giống cây trồng có lá thẳng đứng thì bộ lá hút các tia sáng và lá đứng thẳng chiếm ưu thế. Đây là một trong sáng chiếu tới chưa hoàn hảo. những kiểu cấu trúc ruộng thuận lợi cho QH để tạo NSsvh và NSkt cao. • - Dùng phương pháp xác định theo tầng (cứ 10 cm theo chiều - Trên thực tế những Năng suất chất khô (g/m2lá/ngày) thẳng đứng là một tầng) mà các tia sáng chiếu vào ruộng, tính khối loại cây trồng như bí lượng sinh khối và diện tích lá ở mỗi tầng bằng phương pháp cắt. ngô, dưa hấu, hướng ===> Kết quả cho thấy những ruộng mà phần lớn lá tập trung ở tầng trên và lá chủ yếu theo hướng nằm ngang thì hệ số tắt (K) của dương,…, chúng tạo 50 K= 0,3 K = 0,3 ruộng cao và giảm cường độ ánh sáng, quang hợp mạnh. Tuy nhiên, ra các ruộng hay 40 K= 0,5 ruộng có cấu trúc kiểu này thì diện tích lá cực đại để hấp thu ánh 30 K = 0,5 vườn cây có lá nằm K= 0,7 20 K= 0,9 K = 0,7 sáng là không cao nên năng suất sinh khối tạo ra không nhiều. Nếu K = 0,9 ngang chiếm ưu thế. 10 K= 1,0 K = 1,0 diện tích lá được phân bố đều trong không gian của ruộng và ánh Cũng có ruộng và 2 4 6 8 10 12 sáng được chiếu tới lá trong tán thì hệ số tắt (K) sẽ nhỏ hơn. Diện quần thể có cây cao, tích lá đạt cực đại (tối ưu) cao hơn nên năng suất sinh khối hàng Hình: Năng suất chất khô ở LAI khác ngày cao. Như vậy cấu trúc ruộng là một hệ thống quang học và nhau trong quần thể cây có hệ số tắt (K) cây thấp. khác Nhau. năng suất, muốn có năng suất cao chúng ta phải tạo ra những giống cây có khả năng hình thành nên quần thể có cấu trúc hoàn thiện nhất 4
7/18/15 Sự tích luỹ chất khô phụ thuộc nhiều vào thế năng quang hợp của ruộng (m2 lá/ha/ngày) chỉ tiêu này thay đổi tuỳ 300 Thời gian sinh trưởng1 (ngày) 60 Thời gian sinh trưởng2 (ngày) theo các cây trồng khác nhau, dao động từ 0,5-5 triệu m2- Hình : Nhịp điệu tích luỹ chất khô của cây ngô 40 trong quá trình sinh trưởng, phát triển. 200 ngày. Tuy nhiên, đây không phải là chỉ tiêu duy nhất chi phối mức năng suất. Chỉ tiêu m2lá/ m2 đất cũng có ý nghĩa 20 100 quan trọng trong việc tạo năng suất quang hợp, chỉ tiêu 0 20 0 40 60 20 40 80 100 60 0 80 100 20 60 40 80 này trong ruộng cũng thay đổi khá nhiều. Trong điều kiện tốt 1 m2lá cây trong ruộng có thể đồng hoá được 4-6g CO2 trong 1 giờ, còn trong điều kiện xấu chỉ dưới 1g và có khi 0 20 40 60 80 tiêu hao hết chất hữu cơ tích luỹ được do hô hấp xảy ra mạnh. Do vậy, cường độ hoạt động quang hợp của lá cây Thời gian sinh trưởng (ngày) Thời gian sinh trưởng (ngày) Hình : Nhịp điệu tích luỹ chất khô của cây ngô trong ruộng còn phụ thuộc vào HSQH, nghĩa là lượng chất khô chung do cây tạo ra trong một ngày đêm tính trên 1 m2 lá hoạt động trong ngày đó. Chúng ta có thể tính HSQH trung bình của bộ lá trong Hiệu suất quang hợp (g/m2lá/ngày đêm) suốt thời gian sinh trưởng của quần thể cây trồng bằng cách 12 12 lấy năng suất sinh vật học chia cho thế năng QHcủa quần thể 10 10 ruộng. Ví dụ:NSsvh của ruộng tạo ra 80 tạ hay 8.000.000 g chất 8 8 6 khô. Thế năng QH của ruộng là 3 triệu m2-ngày thì HSQH 6 4 trung bình của lá sẽ là: 4 8.000.000g HSQH trung bình = ------------------------- = 2,6 g/m2/ngày đêm 3.000.000 m2 20 40 60 80 100 Thời gian sinh trưởng cây ngô (ngày) HSQH trung bình QH hàng ngày còn phụ thuộc vào lượng CO2 đồng hoá được trong quá trình QH của ngày đó và được ký hiệu là FCO2. Tỷ số giữa lượng chất khô tăng hàng ngày (FK) và sự đồng hoá CO2 hàng ngày là Kf (hệ số hiệu quả của QH) . Hiệu quả sử dụng năng lượng ánh sáng vào việc tạo NSsvh Năng lượng Tích luỹ Quần thể Tích luỹ sinh Hệ số sử 4. Biện pháp điều khiển QH để tăng năng suất cây trồng tới của bức năng lượng Vĩ độ khối dụng ánh 4.1 Ý nghĩa và triển vọng của quang hợp trong các hệ nhân tạo ruộng xạ mặt trời (triệu (tấn/ha/vụ) sáng (%) Như chúng ta đã thấy rõ QH của cây xanh có vai trò vô cùng quan (tỷ Kcal/ha) Kcal/ha/vụ) - Cây mía 10- 25o 8 40 150 1,9 trọng. Theo tính toán thì trong một phút tất cả các cá thể QH trên bề - Cây ngô 40- 50o 4 20- 25 84 2,0 mặt trái đất hấp thụ được khoảng 1019 Kcal, khoảng 30% năng - Khoai tây 50- 55o 3 15 60 2,0 lượng ánh sáng này được chuyển hoá thành năng lượng hoá học của các hợp chất hữu cơ nhờ cây xanh. Do vậy nhờ có QH của thực vật đã bù đắp lại sự hao hụt về chất hữu cơ hàng năm (chỉ riêng trên 6 Do vậy, trong trồng trọt chúng ta cần tăng vụ, xen canh gối vụ để tận dụng thời gian QH của quần thể cây trồng nhằm tăng hệ số sử dụng tỷ người trên trái đất này hàng năm sử dụng khoảng 1 tỷ tấn chất quang năng. hữu cơ). Các sản phẩm như đường, tinh bột, protein, lipit,… do QH + Mô hình luân canh 3, 4 vụ và cá biệt 5 vụ / năm. tạo ra rất cần thiết cho con người. 96% nhu cầu của con người về + Các biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý như : chế độ phân bón, tưới năng lượng trong dinh dưỡng và kỹ thuật là nhờ có QH (lương thực, nước, phòng trừ sâu bệnh kịp thời đã làm tăng tuổi thọ của lá (nhất là lá thực phẩm, nguyên liệu). Đối với trồng trọt thì QH quyết định 90- đòng của lúa…), tăng Iqh và kéo dài thời gian QH có ý nghĩa rất quan trọng trong việc tăng NSsvh. 95% năng suất cây trồng. 5
7/18/15 • Đến nay có thể nhận biết tương đối rõ về 4 giai - Ngày nay hoạt động cơ giới và công nghiệp hàng ngày đoạn chính của sự phát triển năng suất cây trồng: tiêu thụ một lượng O2 và nhả ra một lượng CO2 khổng lồ. Người ta tính rằng hàng năm thực vật trên trái đất * Giai đoạn 1: là giai đoạn sử dụng các chất hoá học lấy đi từ môi trường khoảng 2.109 tấn nitơ; 6.1019 tấn để diệt cỏ, b chống sâu bệnh và côn trùng. photpho và các nguyên tố khoáng khác; 158.1019 tấn CO2; * Giai đoạn 2: là giai đoạn sử dụng các giống mới 128.1019 tấn nước để xây dựng nên cơ thể của mình và giải và các chất có hoạt tính sinh học. phóng 115.1019 tấn O2. Như vậy nhờ có QH của cây xanh mà hàm lượng O2 và CO2 trong khí quyển được điều hoà * Giai đoạn 3: Nâng cao hoạt động QH cây trồng (O2  21% và CO2  0,03%) tránh sự tích luỹ nhiều CO2 * Giai đoạn 4: là giai đoạn sử dụng các hệ thống nhân tạo, một dạng mới của sản xuất nông nghiệp trong không khí. “quang hợp trong ống nghiệm”. 4.2 Biện pháp điều khiển quang hợp để tăng Phòng trừ sâu bệnh năng suất cây trồng Nâng cao diện tích lá 1. Ý nghĩa và triển vọng của quang hợp trong các hệ nhân tạo Điều chỉnh mật độ Mục đích của việc nghiên cứu bản chất và cơ chế của quá trình quang hợp là Sử dung phân bón xây dựng những con đương và phương pháp làm tăng năng suất quang hợp ở cây trồng, song chúng ta có thể tái lập và sử dụng nguyên tắc, phản ứng của quang hợp trong các hệ thống công nghiệp như nhờ “ Quang hợp nhân Chọn giống tạo” để tạo ra các chất đơn loại về thực phẩm và các nguyên liệu khác 2. Biện pháp điều khiển quang hợp để tăng năng suất cây trồng TĂNG NSSVH Năng suất cây trồng là mục đích chính của ngành trồng trọt, năng suất cây trồng Điều chỉnh thời gian gồm: NSSVH, NSKT quang hợp Tăng cường độ NSKT = NSSVH . Kkt quang hợp và hiệu a) NSSVH và các biện pháp kỹ thuật trồng trọt để tăng NSSVH suất quang hợp NSSVH = (Fco2.L.Kf.).1,2,…n (tạ/ha) 100.000 Kéo dài tuổi Giảm cường độ Thọ lá Bố trí thời vụ Hô hấp b) Hệ số kinh tế (Kkt) biện pháp nâng cao Kkt Hệ số kinh tế biểu thị khả CHỌN GIỐNG năng tích lũy chất khô về các cơ quan BỐ TRÍ THỜI VỤ TƯỚI NƯỚC có giá trị kinh HỆ SỐ KINH TẾ tế PHÒNG TRỪ BÓN PHÂN SÂU BỆNH 6
7/18/15 7
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 7/18/15 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 8
7/18/15 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ 9