Các biện pháp tăng năng suất dựa vào quang hợp Dựa vào mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất, để tăng năng suất cây trồng cần phối hợp nhiều biện pháp liên hoàn tác động vào nhiều nhân tố sinh thái một cách hợp lý để cho quá trình quang hợp xảy ra ở mức tối ưu. Công thức thể hiện mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất : N KT = ((F CO2 .L.K f .K KT )n)/10000 (tấn/ha) 1. Tác động vào thế năng quang hợp Thế năng quang hợp là chỉ số quan trọng có ý nghĩa quyết định năng suất. Thế năng quang hợp thay đổi tuỳ từng loại cây trồng, tùy thời vụ và nhiều yếu tố khác. Thế năng quang hợp gồm hai yếu tố cấu thành là tổng diện tích lá trên ha đất (L) và thời gian quang hợp của lá (n). Tổng diện tích lá trên đất tuỳ thuộc chỉ số diện tích lá (LAI). Thế năng quang hợp của lúa có độ dài sinh trưởng (n) 100 ngày có LAI khoảng 1-5 là khoảng 1- 5 triệu m 2 , có trường hợp có thể đạt đến 10 triệu m 2 . Để tăng năng suất, biện pháp hàng đầu là tăng thế năng quang hợp. Muốn tăng thế năng quang hợp cần tác động vào cả hai yếu tố là diện tích lá (L) và thời gian quang hợp của lá (n). * Tác động vào diện tích lá (L). Tăng diện tích lá là biện pháp quan trọng để tăng năng suất. Nhưng tăng diện tích lá thế nào cho hợp lý là vấn đề phức tạp, có liên quan đến nhiều yếu tố khác. Nếu tăng diện tích lá quá cao sẽ che lấp lẫn nhau khiến cho quang hợp tổng số trên ruộng cây bị giảm, hô hấp tăng làm cho K f giảm và cuối cùng năng suất giảm. Nhưng để diện tích lá thấp quá sẽ lãng phí đất, năng lượng và năng suất cũng sẽ thấp. Bởi vậy cần phải tăng diện tích lá hợp lý. Để tăng diện tích lá hợp lý cần dựa vào nhu cầu ánh sáng của cây trồng. Cây ưa bóng do nhu cầu ánh sáng thấp nên có thể tăng diện tích lá lên nhưng cây ưa sáng nhu cầu ánh sáng cao lại phải giảm diện tích lá thích hợp. Việc bố trí diện tích lá hợp lý còn tùy thuộc kiểu lá, góc lá, mùa vụ Để có diện tích lá thích hợp cần có mật độ gieo trồng hợp lý, bố trí trồng xen, trồng thẳng hàng, bố trí mùa vụ thích hợp cho các loại cây trồng Trên cơ sở đó có thể chủ động điều chỉnh diện tích lá tốt nhất cho quang hợp. * Tác động vào thời gian quang hợp của lá (n). Để tăng thời gian quang hợp của lá có thể vừa tăng thời gian sống của cây trồng vừa tăng nhanh nhịp điệu độ sinh trưởng ban đầu của lá làm cho lá chóng đạt đến thời kỳ khép tán, sớm đạt đến diện tích cực thuận cho quang hợp. Đồng thời có biện pháp hạn chế sự rụng lá, kéo dài thời gian sống và quang hợp của lá đến khi thu hoạch. Như vậy để tăng thời gian quang hợp của lá không nhất thiết tăng thời gian sống của cây mà chỉ tăng thời gian quang hợp cực thuận của lá. Khi làm tăng tốc độ sinh trưởng của lá cần chú ý để cho thời kỳ cây có thời kỳ lá có diện tích cực đại trùng với thời kỳ có bức xạ ánh sáng cao đủ thoả mãn nhu cầu ánh sáng cho bộ lá. Mùa vụ hợp lý là biện pháp thoả mãn được yêu cầu trên. 2. Tăng khả năng sử dụng bức xạ của cây trồng Quang năng là nguồn năng lượng tham gia trực tiếp vào quá trình quang hợp, có vai trò quyết định quang hợp. Không phải tất cả các bức xạ đều có vai trò với quang hợp mà chỉ có các bức xạ sinh lý, là những tia sáng có bước sóng trong vùng 380nm-760nm mới có vai trò trong quang hợp. Bức xạ mặt trời thay đổi về cả cường độ lẫn tỷ lệ các tia theo vị độ trên trái đất và theo thời gian Trong năm mùa hè có tổng bức xạ tới cao hơn màu đông, tỷ lệ tia đỏ lại thấp hơn. Còn trong ngày mặt trời càng lên cao thì tổng bức xạ tới càng lớn và tỷ lệ tia đỏ càng giảm. Vị trí địa lý càng xa xích đạo tổng bức xạ càng thấp và tỷ lệ tia đỏ càng cao. Tổng bức xạ liên quan tỷ lệ thuận với năng suất sinh học. Tuy nhiên từ năng lượng ánh sáng chiếu xuống ruộng đến năng suất sinh học còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Năng lượng bức xạ chỉ là giới hạn trên về tiềm năng quang hợp, về năng suất sinh học. Năng suất sinh học phụ thuộc vào hệ số sử dụng năng lượng bức xạ của cây. Quần thể cây có cấu trúc ruộng lá hợp lý sẽ có hệ số sử dụng bức xạ cao là điều kiện cần để dẫn đến năng suất cao. Theo lý thuyết nếu ruộng cây có LAI = 4 thì có thể hấp thụ trung bình 50% năng lượng bức xạ tới trong suốt thời gian sinh trưởng của cây. Nếu cây ở trạng thái tối ưu, hiệu suất chuyển đổi năng lượng trong pha sáng trung bình khoảng 25%, trong pha tối khoảng 80%, như vậy hiệu suất chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành sản phẩm quang hợp đạt khoảng 20%. Với tỷ lệ hấp thụ [...]... là cơ sở quan trọng để làm tăng năng suất sinh học 3 Tác động vào PCO2 và Kf Cường độ quang hợp (PCO2) và hệ số hiệu suất quang hợp (Kf) là các chỉ tiêu liên quan trực tiếp đến cơ chế quang hợp, nó biểu hiện hiệu suất làm việc của bộ máy quang hợp và có ảnh hưởng quyết định đến năng suất cây trồng Để nâng cao cường độ quang hợp cần có các biện pháp thích hợp tác động vào các nhân tố sinh thái như ánh... từ đó làm tăng Nkt Tuy nhiên nếu áp dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý cũng có thể làm tăng hệ số kinh tế lên mức cao nhất trong giới hạn cho phép của yếu tố di truyền Tóm lại việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý tác động một cách tích cực vào các chỉ tiêu về quang hợp làm tăng các chỉ tiêu trên đó ở mức cực thuận là cơ sở cho việc tăng năng suất cây trồng Do vậy học thuyết về quang hợp góp phần... tối ưu cho quang hợp Đồng thời việc tác động vào các nhân tố sinh thái cũng cần tác động đến các điều kiện bên trong cơ thể như bộ máy quang hợp, sắc tố và hệ vận chuyển điện tử quang hợp, các enzim quang hợp sẽ góp phần đẩy mạnh quá trình quang hợp Hệ số hiệu suất quang hợp là chỉ tiêu liên quan đến hai quá trình trung tâm của thực vật: Quang hợp và hô hấp Hệ số Kf tỷ lệ thuận với quang hợp nhưng... sáng thì việc tác động vào các nhân tố sinh thái để làm tăng hiệu quả sử dụng năng lượng đã được hấp thụ trong pha sáng và pha tối quang hợp cũng góp phần nâng cao hệ số sử dụng quang năng Việc bố trí mật độ hợp lý, mùa vụ thích hợp để tận dụng thời gian có ánh sáng mạnh trong năm Biện pháp trồng xen cây, trồng gối vụ, trồng cây thẳng hàng đều có tác dụng làm tăng hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng và... 10-20 lần so với năng suất trung bình hiện nay Để nâng cao hệ số sử dụng năng lượng bức xạ tới, trước hết cần tác động vào bộ lá để tăng tỷ lệ hấp thụ ánh sáng lên Tỷ lệ này có thể đạt đến 80-90% so với tỷ lệ trung bình 50% như đã tính ở trên Bố trí diện tích lá thích hợp tăng thời gian quang hợp của lá là biện pháp tốt nhất làm tăng tỷ lệ hấp thụ bức xạ tới Bên cạnh việc tăng khả năng hấp thụ ánh... thực vật, đặc biệt là hô hấp sáng Hô hấp phân huỷ sản phẩn do quang hợp tạo ra vừa làm giảm quang hợp vừa làm giảm Kf Hô hấp tối làm giảm quang hợp thực khoảng 10-20% nhưng hô hấp sáng có thể làm giảm quang hợp đến 50% Bởi vậy để tăng Kf cần hạn chế hô hấp tới mức cần thiết, cần loại trừ hay hạn chế đến mức thấp nhất hô hấp sáng 4 Tác động vào Kkt Hệ số kinh tế là tỷ lệ giữa phần chất khô con người sử.. .năng lượng bức xạ tới là 50% thì hệ số sử dụng năng lượng bức xạ cho phép theo lý thuyết là 10% Đây là hệ số lý tưởng, nhưng nếu sử dụng các biện pháp tối ưu có thể đạt được Những quần thể tốt hiện thực tế cũng đã đạt hệ số này là 2,02,5% (mía, ngô, rừng nhiệt đới) Đa số các quần thể cây trồng khác mới dạt 0,5-1,0% Như vậy xét về hệ số sử dụng năng lượng bức xạ tới năng suất có thể tăng 10-20... hay là tỷ lệ giữa năng suất kinh tế với năng suất sinh học Hệ số kinh tế biến động tuỳ loại cây trồng vì ở các loại cây trồng khác nhau bộ phận được con người sử dụng khác nhau Trong cùng một loại cây trồng hệ số kinh tế biến động ít Hệ số kinh tế do yếu tố di truyền qui định nên phụ thuộc thành phần loài Hệ số kinh tế ít biến động đối với chế độ chăm sóc Do vậy chọn giống là biện pháp tốt nhất để nâng... hợp và hô hấp Hệ số Kf tỷ lệ thuận với quang hợp nhưng lại tỷ lệ nghịch với hô hấp Bởi vậy để tăng Kf trước hết phải tăng quang hợp ( PCO2 ) đồng thời với việc điều tiết hô hấp ở mức thích hợp Hô hấp có vai trò rất quan trọng trong đời sống thực vật vì nó cung cấp năng lượng ở dạng sử dụng được (ATP) cho các hoạt động sống Vì vậy để cho cây sinh trưởng, phát triển được cần duy trì hô hấp Tuy nhiên... tích cực vào các chỉ tiêu về quang hợp làm tăng các chỉ tiêu trên đó ở mức cực thuận là cơ sở cho việc tăng năng suất cây trồng Do vậy học thuyết về quang hợp góp phần tích cực trong việc cải thiện năng suất cây trồng, giải quyết được vấn đề lương thực của loài người . Các biện pháp tăng năng suất dựa vào quang hợp Dựa vào mối quan hệ giữa quang hợp và năng suất, để tăng năng suất cây trồng cần phối hợp nhiều biện pháp liên hoàn tác động vào. việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật hợp lý tác động một cách tích cực vào các chỉ tiêu về quang hợp làm tăng các chỉ tiêu trên đó ở mức cực thuận là cơ sở cho việc tăng năng suất cây trồng tăng thế năng quang hợp. Muốn tăng thế năng quang hợp cần tác động vào cả hai yếu tố là diện tích lá (L) và thời gian quang hợp của lá (n). * Tác động vào diện tích lá (L). Tăng diện