Giải Sinh 11 - Bài 11. Quang hợp và năng suất cây trồng

Bài 11. QUANG HỢP VÀ NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG
A. KIẾN THỨC CẦN NAM vững
Quang hợp quyết định năng suất cây trồng
Người ta đã chứng minh được rằng: Quang hợp là quá trình cơ bản quyết định năng suất cây trồng. Dựa vào phân tích thành phần hóa học trong sản phẩm thu hoạch của cây trồng ta sẽ có các số liệu sau: C: 45%, O: 42 - 45%, H: 6,5% chất khô. Tổng ba nguyên tố này chiếm 90 - 95% khối lượng chất khô. Phần còn lại: 5 - 10% là các nguyên tố khoáng. Rõ ràng là 90 - 95% sản phẩm thu hoạch của cây lấy từ co2 và H2O thông qua hoạt động quang hợp. Chính vì vậy chúng ta có thể khẳng định được rằng: Quang hợp quyết định từ 90 - 95% năng suất cây trồng.
Các biện pháp nâng cao năng suất cây trồng thông qua quang hợp
Tăng cường độ và hiệu suất quang hợp bằng phương pháp chọn giống và kĩ thuật.
Điều khiển sự sinh trưởng của diện tích lá bằng các biện pháp kĩ thuật và phân bón, tưới nước.
Nâng cao hệ số hiệu quả quang hợp và hệ số kinh tế bằng chọn giống và các biện pháp kĩ thuật.
Chọn các giống cây trồng có thời gian sinh trưởng vừa phải hoặc từng thời vụ thích hợp để cây trồng sử dụng được tối đa ánh sáng mặt trời cho quang hợp.
Triển vọng năng suất cây trồng
Người ta dựa vào hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng lí thuyết và hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng thực tiễn.
Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng lí thuyết là gì?
Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng lí thuyết là tỉ số % giữa số năng lượng tích lũy trong sản phẩm quang hợp và số năng lượng sử dụng cho quang hợp. Ta có thể tính được hệ số này dựa trên phương trình quang hợp và được số liệu cụ thể như sau: Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng đỏ là khoảng 32%, ánh sáng xanh tím là khoảng 19%.
Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng thực tiễn là gì?
Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng thực tiễn là tỉ số % giữa số năng lượng tích lũy trong sinh khối quang hợp của quần thể và số năng lượng ánh sáng rơi xuống quần thể được sử dụng cho quang hợp. Ta có thể tính được hệ số này dựa trên số liệu về ánh sáng rơi xuống quần thể cây trồng trong một năm và số liệu về năng suất cây trồng của năm đó. Ta đã có số liệu này cho cây trồng của Việt Nam như sau: Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng của lúa là từ 0,5 - 1,5%, của tảo nuôi đơn bào Chlorella là 5%.
Như vậy, với các số liệu tính toán như trên, bằng cách sử dụng tối ưu các biện pháp khoa học kĩ thuật, chúng ta có thể nâng hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng từ 0,5% lên 5% và năng suất lúa sẽ tăng lên 10 lần so với năng suất hiện nay.
Trong thực tế sản xuất, người ta đã nghiên cứu tạo ra các quần thể cây trồng cho năng suất cao, như quần thể tảo Chlorella, quần thể có quang hợp tối ưu của thực vật có hoa trong điều kiện khí hậu nhân tạo. Các quần thể quang hợp này đã sử dụng được 5% ánh sáng mặt trời và cho năng suất khoảng 125tạ/ha (vùng ôn đới), 250tạ/ha (vùng nhiệt đới), trong khi hầu hết các quần thể cây trồng, kể cả quần thế’ rừng nhiệt đới chỉ mới sử dụng được 0,5 - 2,5% ánh sáng mặt trời và cho năng suất khoảng 50tạ/ha.
B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI
Câu 1. Nói quang hợp quyết định năng suâ't của thực vật là đúng hay sai, vì sao?
Nói quang hợp quyết định năng suất của thực vật là đúng. Vì 90 - 95% tống sản lượng chất hữu cơ trong cây là sản phẩm của quá trình quang hợp.
Câu 2. Phân biệt năng suất sinh học với năng suất kinh tế.
Phân biệt năng suất sinh học với năng suất kinh tế
Năng suất sinh học là tống lượng chất khô tích lũy được trong một ngày trên 1 hecta gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng
Năng suất kinh tế chỉ là một phần của năng suất sinh học chứa trong các cơ quan có giá trị kinh tê như: hạt, củ, quả... tùy vào mục đích đối với từng loại cây trồng.
Đối với các loài như: tảo, bèo, hoa dâu... người ta sử dụng toàn bộ sinh khối của cơ thế (rễ, thân, lá). Cho nên, đối với các loài cây như vậy năng suất sinh học cũng chính là năng suất kinh tế.
Câu 3. Nêu các biện pháp tăng năng suất cây trồng thông qua sự điều tiết quang hợp
Năng suất cây trồng phụ thuộc vào quá trình quang hợp. Do đó thông qua sự điều khiển các yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp người ta có thế’ nâng cao năng suất cây trồng. Người ta có thế’ dùng biện pháp nông sinh như bón phân, tưới nước hợp lí, thực hiện kĩ thuật chăm sóc phù hợp với loài và giống cây trồng làm tăng diện tích lá. Tác dụng của bộ lá đối với quang hợp thể hiện ở trị số diện tích lá (m2 lá/m2 đất). Trị số cực đại diện tích lá đối với cây lấy hạt là 3 - 4 (30.000 - 40.000m2 lá/ha); đối với cây lấy củ và rễ là 4 - 5,5.
Ngoài việc tăng diện tích lá, người ta còn tăng cường độ quang hợp. Cường độ quang hợp là chỉ số thể hiện hiệu suất hoạt động của bộ máy quang hợp (lá). Tỉ số đó ảnh hưởng quyết định đến sự tích lũy chất khô và năng suất cây trồng. Điều khiến cường độ quang hợp bằng cách tăng cường các biện pháp kĩ thuật như cung cấp nước, phân bón, chăm sóc hợp lí tạo điều kiện cho cây hấp thụ và chuyển hoá năng lượng mặt trời một cách có hiệu quả. Tuyển chọn và tạo mới các giống cây trồng có cường độ quang hợp cao.