Quá trình quang hợp, thoát hơi nước và hô hấp là quá trình cơ bản để cây sống sinh trưởng và phát triển. Mỗi quá trình có cơ chế hoạt động một cách khác nhau nhưng lại có sản phẩm hỗ trợ lẫn nhau. Bài viết dưới đây Hoàng Minh sẽ giải đáp cho bà con hiểu hơn về cơ chế hoạt dộng và vai trò của quá trình quang hợp, thoát hơi nước và hô hấp của cây trồng.
1. Quang hợp là gì?
Quang hợp ở cây trồng là quá trình lục lạp hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển hóa các chất vô cơ CO2 và H20 thành hợp chất hữu cơ C6H12O6 và giải phóng khí O2 và H20.
2. Vai trò của quang hợp
Quang hợp có vai trò quan trọng đến các hoạt động sống của thực vật. Quang hợp chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học dự trữ trong cơ thể. Nhờ hô hấp năng lượng hoá học được chuyển hoá thành ATP cung cấp cho mọi hoạt động sống của cơ thể. Quang hợp tổng hợp các chất hữu cơ để xây dựng nên cấu trúc cơ thể và làm nguyên liệu cho các hoạt động sống xảy ra trong cơ thể.
Quang hợp còn là quá trình có ý nghĩa quyết định sự tồn tại của sinh giới. Nhờ có quang hợp, thực vật trở thành sinh vật sản xuất. Sự tồn tại của sinh vật sản xuất quyết định sự tồn tại của sinh vật tiêu thụ.
Đối với con người, quang hợp còn có ý nghĩa quan trọng đặc biệt, quang hợp cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, lương thực, thực phẩm, dược phẩm cho nhu cầu của con người.
Quang hợp còn có ý nghĩa lớn lao với môi trường. Nhờ có quang hợp mà tỷ lệ CO2/O2 của trái đất ổn định, nhờ đó sự sống được duy trì. Nếu không có quang hợp sử dụng CO2 thì lượng CO2 khổng lồ được thải ra hàng ngày qua các hoạt động sống của sinh vật. Do hoạt động của các ngành công nghiệp, do đốt cháy sẽ làm cho lượng CO2 tăng cao, lượng O2 giảm sút đến mức sự sống bị diệt vong. Ngoài ra lượng CO2 tăng cao còn gây nên nhiều thảm họa về môi trường khác.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp
CO2 là một trong những yếu tố quan trọng nhất đối với quá trình quang hợp của các thực vật. Quang hợp là quá trình mà các thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển hóa CO2 và nước thành đường và oxy. CO2 cung cấp nguyên liệu cần thiết để tạo ra đường, là nguồn năng lượng cho sự sống của các thực vật. Nếu không có CO2, các thực vật sẽ không thể quang hợp và sẽ chết.
Cường độ quang hợp sẽ tăng lên khi nồng độ CO2 trong không khí tăng lên, nhưng chỉ đến một mức nhất định. Nếu nồng độ CO2 quá cao, cây sẽ bị ngộ độc và chết. Nồng độ CO2 thấp nhất mà cây có thể quang hợp được là 0,008% – 0,01% và nồng độ CO2 cao nhất mà cây có thể chịu được là 0,2%. Nồng độ CO2 trong không khí hiện nay là khoảng 0,03%, là thích hợp với quá trình quang hợp của hầu hết các loài cây.
Quá trình quang hợp cần ánh sáng và ngược lại với quá trình hô hấp nên cường độ ánh sáng cũng rất quan trọng. Cường độ ánh sáng quá cao thì sẽ khiến cây trồng bị đốt nóng trong thời gian dài việc này yêu cầu cây trồng phải đóng khí khổng để tránh mất nước mà khí khổng đóng thì không thể quang hợp.
Cường độ ánh sáng tăng dần đến điểm bão hòa ánh sáng thì cường độ quang hợp của thực vật cũng tăng theo. Cây sẽ quang hợp mạnh nhất ở miền ánh sáng đỏ. Sau đó, nó giảm dần với miền ánh sáng xanh, tím. Các tia ánh sáng xanh tím sẽ kích thích việc tổng hợp axit amin, protein. Còn ánh sáng đỏ lại xúc tiến quá trình cây tổng hợp cacbohidrat.
Nước vừa là nguyên liệu của quang hợp, vừa tham gia điều chỉnh sự đóng mở khí khổng. Vậy nên, cây không thể quang hợp nếu không được cung cấp đủ nước.
Nhiệt độ thuận lợi nhất để hầu hết các loài cây quang hợp là 25oC – 35oC. Nhiệt độ quá cao (trên 40oC) hoặc quá thấp (dưới 10oC) sẽ ức chế quá trình quang hợp.
Dinh dưỡng khoáng cũng đóng vai trò rất quan trọng, nếu thiếu đi dinh dưỡng khoáng cây kém phát triển còi cọc, dễ bị bệnh và từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến những hoạt động sống của cây từ đó ảnh hưởng quang hợp.
II. Hô hấp ở cây trồng
1. Hô hấp là gì?
Hô hấp ở thực vật là quá trình chuyển đổi năng lượng của tế bào. Các phân tử C6H12O6 được phân giải thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng và một phần năng lượng được tích lũy trong ATP.
2. Vai trò của hô hấp
Hô hấp cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động của cây. Nếu như trong quang hợp năng lượng ánh sáng mặt trời được tích lũy vào trong các hợp chất hữu cơ thì trong quá trình hô hấp, năng lượng đó lại được giải phóng ra dưới dạng ATP và năng lượng ATP này được sử dụng cho các hoạt động sống của cơ thể: quá trình trao đổi chất, quá trình hấp thu và vận chuyển chủ động các chất, quá trình phân chia, vận động và sinh trưởng của tế bào.
Quá trình hô hấp tạo ra nhiều hợp chất trung gian, chúng là nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp nên các chất hữu cơ khác nhau trong cơ thể. Hô hấp tạo nên cơ sở năng lượng và nguyên liệu giúp cây chống chịu với các điều kiện ngoại cảnh bất lợi như chịu bệnh, chịu nóng, chịu rét.
3. Các nhân tố ảnh hưởng đến hô hấp
- Nhiệt độ: Hô hấp bao gồm các phản ứng hóa học với sự xúc tác của các enzyme, do đó hô hấp phụ thuộc chặt chẽ. Nhiệt độ tối thiểu cây bắt đầu hô hấp biến thiên trong khoảng 0-10ºC tùy theo loài cây ở các vùng sinh thái khác Nhiệt độ tối ưu cho hô hấp trong khoảng 30-35 ºC và nhiệt độ tối đa cho hô hấp trong khoảng 40-45 ºC.
- Hàm lượng nước: Nước là dung môi cho các phản ứng hóa học xảy Nước còn tham gia trực tiếp vào quá trình oxi hóa nguyên liệu hô hấp vì thế, hàm lượng nước trong cơ quan, cơ thể liên quan trực tiếp đến cường độ hô hấp.
- Nồng độ CO2 và O2: O2 ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ hô hấp do O2 là nguyên liệu của hô hấp. Nồng độ CO2 cao gây ức chế hô hấp hiếu khí, cây chuyển sang lên men, tạo sản phẩm gây độc, giảm sức sống của hạt.
- Dinh dưỡng khoáng cũng đóng vai trò rất quan trọng, nếu thiếu đi dinh dưỡng khoáng cây kém phát triển còi cọc, dễ bị bệnh và từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến những hoạt động sống của cây từ đó ảnh hưởng đến hô hấp.
III. Thoát hơi nước ở cây trồng
1. Thoát hơi nước là gì?
Thoát hơi nước là một quá trình tương tự như quá trình bay hơi. Đây là một phần của chu trình nước ở trong cơ thể thực vật và nó là sự mất đi hơi nước từ các bộ phận của cây, đặc biệt quá trình thường xinh ra trong lá những cùng có xảy ra ở ở thân, hoa và rễ.
Bề mặt lá có các khí khổng và ở hầu hết các loài nó có nhiều hơn ở mặt dưới của lá. Lỗ khí được bao bọc bởi các tế bào bảo vệ mở và đống các lỗ. thoát hơi nước qua lá xảy ra qua các lỗ khí và có thể coi là một phí tổn cần thiết liên quan đến việc mở các lỗ khí cho phép sự khuếch tán của khí cacbon dioxide từ không khí để quang hợp.
2. Vai trò của thoát hơi nước
Thoát hơi nước để cho khí khổng mở ra và cho CO2 xâm nhập vào lá để cung cấp cho quá trình quang hợp. Thoát hơi nước còn giúp hạ nhiệt cho lá, khiến lá không bị đốt nóng dưới sự chiếu rọi liên tục của ánh sáng mặt trời. Còn là động lực quan trọng cho hút và vận chuyển nước, dinh dưỡng khoáng trong cây.
3. Các yếu tố cản trở quá trình thoát hơi nước
- Nước: điều kiện cung cấp nước và độ ẩm trong không khí ảnh hưởng lớn đến sự thoát hơi nước bởi thông qua quá trình điều tiết đóng, mở khí khổng. Điều kiện cung cấp nước càng lớn thì sự hấp thụ nước càng mạnh việc thoát hơi nước cũng càng thuận lợi. Độ ẩm trong không khí hạ càng thấp thì dẫn tới quá trình thoát hơi nước càng mạnh và ngược lại.
- Ánh sáng: khí khổng có thể mở khi mà cây được chiếu sáng. Ánh sáng dẫn đến tăng nhiệt độ lá tăng khí khổng mở lớn và nhiều dần tới tăng tốc thoát hơi nước. Độ mở của khí khổng tăng từ sáng đến trưa là cao nhất, nhỏ nhất về đêm. Tuy nhiên, ban đêm khí khổng vẫn mở hé do bản chất của tế bào khí khổng.
- Nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng lớn đén hoạt động hô hấp của rễ, làm rễ tăng hoạt động làm rễ hấp thụ nhiều nước dần đến tăng thoát hơi nước.
- Nông độ ion: các ion khoáng ảnh hưởng đến hàm lượng nước trong tế bào khí khổng nhờ sự chênh lệch áp lực thẩm thấu dần đến sự điều tiết độ mở của khí khổng.
- Dinh dưỡng khoáng cũng đóng vai trò rất quan trọng, nếu thiếu đi dinh dưỡng khoáng cây kém phát triển còi cọc, dễ bị bệnh và từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến những hoạt động sống của cây từ đó ảnh hưởng đến thoát hơi nước.
IV. Mối quan hệ của quang hợp, thoát hơi nước và hô hấp
Sự thoát hơi nước và quang hợp của lá có mối quan hệ mật thiết với nhau. Nhờ có thoát hơi nước mà khí khổng mở ra để CO2 đi vào. Nếu hạn chế mất nước bằng cách đóng khí khổng thì CO2 không thể đi vào lá và quang hợp bị ức chế.
Hô hấp và quang hợp là hai chức năng sinh lí quan trọng quyết định quá trình trao đổi chất và năng lượng trong cây. Mối quan hệ giữa hai quá trình này quyết định sự tích lũy trong cây nên quyết định năng suất cây trồng. Hai quá trình diễn ra trong cây theo chiều hướng trái ngược nhau nhưng sản phẩm của nó lại hỗ trợ cho nhau.
Các quá trình này khác nhau nhưng có mối quan hệ tương quan hỗ trợ lẫn nhau. Quá trình thoát hơi nước hỗ trợ mạnh mẽ cho quá trình quang hợp và hô hấp, quá trình quang hợp tạo ra sản phẩm hỗ trợ cho quá trình hô hấp, hô hấp lại tạo ra sản phẩm cho quá trình quang hợp. Vì vậy, qua bài viết chúng ta thấy được tầm quan trọng của các quá trình này đối với cây trồng và đồng thời có thêm những kiến thức bổ ích về sự phát triển của cây và mối tương quan giữa chúng.
Bà con có bất kỳ thắc mắc nào cần được tư vấn cụ thể về kỹ thuật cây trồng, cũng như cách phòng trừ sâu bệnh hại, xin vui lòng liên hệ Nông Nghiệp Hoàng Minh qua các thông tin dưới đây:
Về Nông Nghiệp Hoàng Minh
Công ty Nông Nghiệp Hoàng Minh
Địa chỉ: 170 Sư Vạn Hạnh, P.Hội Thương, Tp.Pleiku, Gia Lai
Điện thoại: 0935 842 567
Website:
Email: Info@
Fanpage: Nông Nghiệp Hoàng Minh