Lý Thuyết Ảnh Hưởng Của Nhân Tố Ngoại Cảnh Tới Quang Hợp

Ảnh hưởng của nhân tố ngoại cảnh tới quang hợp

I. ÁNH SÁNG

- Ánh sáng ảnh hưởng đến quang hợp về 2 mặt: cường độ ánh sáng và quang phổ ánh sáng.

1. Cường độ ánh sáng

- Điểm bù ánh sáng: là cường độ ánh sáng (tối thiểu) mà tại đó cường độ quang hợp = cường độ hô hấp.

- Điểm bão hòa ánh sáng: là cường độ ánh sáng tối đa để cường độ quang hợp đạt cực đại. Tại điểm bão hòa ánh sáng, nếu cường độ ánh sáng có tăng hơn thì cường độ quang hợp cũng không tăng lên.

- Trong khoảng từ Điểm bù ánh sáng đến Điểm bão hòa ánh sáng thì cường độ quang hợp cũng tăng theo tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng.

Hình 1. Sự ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đối với quang hợp phụ thuộc vào nồng độ CO2

+ Khi nồng độ CO2thấp, tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp tăng không nhiều.

+ Khi nồng độ CO2tăng lên thì tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp tăng lên rất mạnh

+ Tại trị số nồng độ CO2thích hợp, Khi cường độ ánh sáng đã vượt qua điểm bù. Cường độ quang hợp tăng tỉ lệ thuận với cường độ ánh sáng cho đến điểm bão hòa ánh sáng.

+ Tại điểm bão hòa ánh sáng, nếu tăng cường độ ánh sáng, cường độ quang hợp không tăng.

Hình 2. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến cường độ quang hợp khi nồng độ CO2 tăng

2. Quang phổ ánh sáng

- Các tia sáng có độ dài bước sóng khác nhau ảnh hưởng không giống nhau đến cường độ quang hợp.

- Quang hợp diễn ra mạnh ở vùng tia đỏ và tia xanh tím:

• Tia xanh tím kích thích sự tổng hợp các axit amin, prôtêin
• Tia đỏ xúc tiến quá trình hình thành cacbohidrat.

- Thành phần ánh sáng biến động theo thời gian trong ngày. Buổi sáng sớm và buổi chiều, ánh sáng chứa nhiều tia đỏ hơn. Buổi trưa, các tia sáng có bước sóng ngắn hơn (tia xanh, tia tím) tăng lên.

- Trong rừng rậm, ánh sáng thay đổi theo tán rừng. Dưới tán rừng chủ yếu là ánh sáng khuếch tán, các tia đỏ giảm đi rõ rệt. Cây mọc dưới tán rừng thường chứa nhiều diệp lục b giúp hấp thụ được các tia sáng có bước sóng ngắn hơn.

- Trong môi trường nước, thành phần ánh sáng biến động theo chiều sâu.

Hình 3. Cường độ hấp phụ ánh sáng của các loại sắc tố quang hợp

II. NỒNG ĐỘ CO2

- Trong tự nhiên, nồng độ CO2 trung bình là 0,03%.

- Nồng độ CO2 thấp nhất mà cây quang hợp được: 0,008-0,01%. Dưới ngưỡng này, quang hợp rất yếu hoặc không xảy ra.

- Điểm bão hòa CO2 tối đa của cây thường là 0,4%.

- Khi tăng nồng độ CO2, lúc đầu cường độ quang hợp tăng tỉ lệ thuận sau đó tăng chậm cho tới khi đến trị số bão hòa CO2, vượt qua trị số đó cường độ quang hợp giảm.

- Trị số bão hòa CO2 (nồng độ bão hòa CO2): Là nồng độ CO2 mà tại đó cường độ quang hợp đạt giá trị lớn nhất. Trị số này biến đổi tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng, nhiệt độ và các điều kiện khác.

Hình 1. Sự phụ thuộc của cường độ quang hợp vào nồng độ CO2

III. NƯỚC

- Nước là nguồn nguyên liệu của quang hợp, khi đủ nước và dư nước, khí khổng của lá mới mở để thoát hơi nước đồng thời hấp thụ CO2 cung cấp cho quang hợp.

+ Khi cây thiếu nước từ 40 -60% thì quang hợp bị giảm mạnh và có thể ngừng trệ.

+ Khi bị thiếu nước, cây chịu hạn có thể duy trì quang hợp ổn định hơn cây trung sinh và cây ưa ẩm.

IV. NHIỆT ĐỘ

- Nhiệt độ ảnh hưởng đến các phản ứng enzim trong pha sáng và pha tối của quang hợp.

- Nhiệt độ cực tiểu làm ngừng quá trình quang hợp. Nhiệt độ này khác nhau ở những loài thực vật khác nhau:

+ Nhiệt độ cực tiểu ở thực vật vùng cực, vùng núi cao và ôn đới là -15oC;

+ Ở thực vật vùng á nhiệt đới là 0 - 2oC

+ Và ở thực vật nhiệt đới là: 4 - 8oC.

- Nhiệt độ cực đại cũng làm ngừng quá trình quang hợp và khác nhau tùy thuộc vào từng loại thực vật:

+ Thực vật nhiệt đới có nhiệt độ cực đại là: 50oC;

+ Thực vật ở sa mạc có thể quang hợp ở 58oC.

Hình 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quang hợp.

V. NGUYÊN TỐ KHOÁNG

- Các nguyên tố khoáng ảnh hưởng nhiều đến quang hợp:

+ N, P, S: tham gia tạo thành enzim quang hợp.

+ N, Mg: tham gia hình thành diệp lục.

+ K: điều tiết độ đóng mở khí khổng giúp CO2 khuếch tán vào lá.

+ Mn, Cl: liên quan đến quang phân li nước.

VI. ỨNG DỤNG TRỒNG CÂY DƯỚI ÁNH SÁNG NHÂN TẠO

- Trồng cây dưới ánh sáng nhân tạo là sử dụng ánh sáng của các loại đèn (đèn neon, đèn sợi đốt) thay cho ánh sáng mặt trời để trồng cây trong nhà hay trong phòng.

- Giúp con người khắc phục điều kiện bất lợi của môi trường như giá lạnh, sâu bệnh → đảm bảo cung cấp rau quả tươi, sản xuất rau sạch, nhân giống cây trồng, trồng cây trái vụ, đặc biệt hiệu quả khi kết hợp với phương pháp nuôi cấy mô, giâm, chiết.

Sơ đồ tư duy Ảnh hưởng của nhân tố ngoại cảnh tới quang hợp: