Bài giảng Kỹ Thuật Nông Nghiệp

Trờng Đại học Thủy lợi H nội
bộ môn cải tạo đất

Giáo trình
kỹ thuật nông nghiệp

Nhà xuất bản nông nghiệp


Trờng Đại học Thủy lợi H nội
bộ môn cải tạo đất

TS . Lê Thị Nguyên.

Giáo trình
kỹ thuật nông nghiệp

Phần một : Nông học đại cơng
Phần hai : Các cây trồng chuyên khoa

Nhà xuất bản nông nghiệp
Hà nội - 200
2


Lời nói đầu

Đã từ lâu, có giáo trình kỹ thuật nông nghiệp dành riêng cho ngành thủy lợi và
cải tạo đất là mục tiêu phấn đấu của giáo viên Bộ môn cải tạo đất trờng Đại học
Thủy lợi Hà nội.
Qua quá trình giảng dạy, nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế sản xuất, tác giả đã

thu thập tích lũy đợc một khối lợng kiến thức và tài liệu tham khảo trong nớc và
trên thế giới tơng đối để tổng hợp biên soạn cuốn giáo trình kỹ thuật nông nghiệp
cho ngành thủy lợi và cải tạo đất. Nội dung nhằm cung cấp những kiến thức kỹ
thuật cơ bản nông học, đặc điểm của các loại cây trồng liên quan đến nớc, các hệ
thống canh tác bền vững trên các loại hình sử dụng đất ở các vùng sinh thái khác
nhau trong cả nớc.
Kỹ thuật nông nghiệp là môn dùng cho ngành thủy lợi và cải tạo đất, nên kết cấu
của quyển sách này mang tính chất tổng hợp các kiến thức sinh thái, sinh lý, biện
pháp kỹ thuật, cây trồng, hệ thống canh tác trên các vùng sinh thái... Tuy nhiên, có
thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, cán bộ kỹ thuật ngành nông nghiệp, quản
lý ruộng đất, thổ nhỡng...
Giáo trình đợc biên soạn gồm 3 phần:
- Phần một : Nông học đại cơng
- Phần hai : Các cây trồng chuyên khoa
- Phần ba : Hệ thống canh tác trên các loại đất
Trong quá trình biên soạn với thời gian và khả năng có hạn, chắc chắn giáo trình này
không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp chân
thành của các bạn đọc.
Hà nội tháng 7 năm 2001

3


Mục lục
Trang
Lời nói đầu
Phần một : Nông học đại cơng

7

Chơng I - Các điều kiện sinh thái của cây trồng.

7

1 - ánh sáng và cây trồng
2 - Nhiệt độ và cây trồng
3 - Không khí đất và cây trồng
4 - Chất dinh dỡng của cây trồng
5 - Nớc trong đất và sử dụng nớc của cây trồng
Chơng II - Quan hệ giữa nớc v cây trồng

1 - Vai trò của nớc đối với cây
2 - Quan hệ giữa nớc và tế bào
3 - Quan hệ giữa nớc và cây trồng
3.1 - Sự hấp thu nớc của cây trồng
3.2 - Sự vận chuyển nớc trong hệ thống liên tục đất-cây và khí quyển
3.3 - Thoát hơi nớc của cây trồng
Chơng III - ảnh hởng của sự thiếu hụt nớc đến các chức

7
13
15
17
22
29

29
30
34
34

42
45
52

năng sinh lý v cơ sở của việc tới nớc cho cây trồng

1 - Khái niệm
2 - ảnh hởng của sự thiếu hụt nớc đến sinh trởng của cây

52
53

3 - ảnh hởng của sự thiếu hụt nớc đến quang hợp của cây

55

4 - ảnh hởng của sự thiếu hụt nớc đến hô hấp của cây

57

5 - ảnh hởng của sự thiếu hụt nớc đến trao đổi chất của cây
6 - Nhu cầu nớc và cơ sở sinh lý của việc tới nớc hợp lý cho cây trồng

58

Chơng IV - Tính chống chịu của cây trồng

59
66

với môi trờng bất lợi

1 - Khái niệm
2 - Tính chống chịu hạn của cây
3 - Tính chống chịu mặn của cây
4 - Tính chống chịu úng và tính chống đổ của cây
Chơng V - Lm đất

1 - Mục đích và tác dụng của làm đất
2 - Các biện pháp làm đất
Chơng VI - Phân bón

1 - Khái niệm
4

66
67
73
76
78
78
81
87
87


2 - Phân loại phân bón
3 - Đặc điểm của phân bón
4 - Phân bón và tới tiêu nớc
5 - Cơ sở khoa học bón phân hợp lý cho cây trồng

6 - ảnh hởng của phân bón đến môi trờng
7 - Tính toán kinh tế trong việc sử dụng phân bón
Tài liệu tham khảo
Phần hai : Các cây trồng chuyên khoa
Chơng VII - Cây trồng nớc - Cây lúa

1 - Tầm quan trọng của cây lúa trong nền kinh tế
2 - Các vùng sinh thái trồng lúa ở nớc ta
3 - Sinh trởng và phát triển của cây lúa
3.1 - Thời gian sinh trởng của cây lúa
3.2 - Các thời kỳ sinh trởng và phát triển của cây lúa
3.3 - Đặc điểm của rễ lúa
4 - Nớc và sinh trởng của cây lúa
5 - Quang hợp và năng suất lúa
6 - Kỹ thuật trồng lúa
Chơng VIII - Cây trồng cạn ngắn ngy

Cây ngô
1 - Tình hình sản xuất ngô và vai trò cây ngô trong nền kinh tế
2 - Các vùng sinh thái trồng ngô và thời vụ ngô
3 - Sinh trởng và phát triển của cây ngô
4 - Nớc và sinh trởng của cây ngô
5 - Kỹ thuật trồng ngô
Cây lạc
1 - Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất lạc
2 - Những vùng sinh thái trồng lạc ở nớc ta
3 - Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây lạc
4 - Nớc và sinh trởng của cây lạc
5 - Kỹ thuật trồng lạc
Cây mía

1 - Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất mía

88
101
102
106
110
116
120
122
123
123
124
128
128
129
132
135
141
143
146
146
146
147
148
151
155
157
157
159

160
164
166
169
169
170
173
176

2 - Sinh trởng và phát triển của cây mía
3 - Nớc và sinh trởng của cây mía
4 - Kỹ thuật trồng mía
5


Cây bông
1 - Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất bông
2 - Đặc điểm sinh trởng và phát triển của cây bông
3 - Nớc và sinh trởng của cây bông
4 - Kỹ thuật trồng bông
Chơng IX - Cây trồng cạn di ngy

Cây cà phê
1 - Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất cà phê
2 - Các vùng sinh thái trồng cà phê
3 - Đặc điểm các giống cà phê
4 - Sự phát triển của rễ cà phê và các yếu tố ảnh hởng
5 - Tới nớc cho cà phê
6 - Thiết kế vờn cà phê
7 - Trồng cây che bóng và cây chắn gió

8 - Kỹ thuật quản lý vờn cà phê
Cây ăn quả
1 - Giá trị kinh tế và tình hình sản xuất cây ăn quả
2 - Phân loại và phân bố của cây ăn quả
3 - Sinh trởng và phát triển của cây ăn quả
4 - Kỹ thuật trồng cây ăn quả
Chơng X - Cây rau

1 - Giá trị dinh dỡng, kinh tế và tình hình sản xuất rau
2 - Đặc điểm sinh vật học của cây rau
3 - Nớc và sinh trởng của cây
4 - Các yếu tố gây nhiễm trên rau
5 - Kỹ thuật trồng rau
6 - Một số yêu cầu cơ bản với sản xuất rau xuất khẩu
Tài liệu tham khảo

Phần một :

Nông học đại cơng

6

178
178
179
181
185
187
187
187

188
189
190
190
193
197
200
201
201
203
204
206
215
215
216
218
220
223
224
227


Chơng I .
Các điều kiện sinh thái của cây trồng

Đời sống cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố môi trờng xung quanh và
các đặc tính sinh lý của chúng. Các nguyên tố dinh dỡng khoáng cấu tạo nên cơ thể
cây trồng (C, O, H, N, P, K, v.v...) đợc lấy từ môi trờng đất, nớc và không khí. Cây
trồng sinh trởng và phát triển nhờ vào quá trình hấp thụ nớc, chất dinh dỡng ở rễ,
quang hợp ở lá, quá trình hô hấp và thoát hơi nớc (hình 1). Các quá trình này bị chi

phối bởi các yếu tố năng lợng (ánh sáng, nhiệt độ) cũng nh các yếu tố khác (nớc,
không khí và chất dinh dỡng).
1 - ánh sáng v cây trồng
1.1 - Vai trò của ánh sáng đối với đời sống cây trồng
ánh sáng mặt trời là nguồn năng lợng
cho mọi sự sống trên trái đất, nhng bản
thân ánh sáng lại không thể trực tiếp tạo ra
sự sống mà phải qua trung gian của cây
xanh. Chỉ có cây xanh, với bộ lá xanh chứa
diệp lục tố mới có khả năng hấp thụ năng
lợng ánh sáng mặt trời và biến năng lợng
đó thành năng lợng hóa học tạo thành cơ
thể của cây và đó chính là cơ sở vật chất và
năng lợng cho tất cả các sinh vật khác trên
trái đất.
Để hình thành sinh khối, cây trồng cần
số lợng bức xạ không nhiều, số bức xạ đó
đợc cây trồng hấp thụ trong quá trình
quang hợp và cố định ở dạng năng lợng hoá học, phần lớn bức xạ đợc chuyển thành
nhiệt, số nhiệt này chi phối từng phần cho bay hơi nớc ở lá, số còn lại làm tăng nhiệt
độ bề mặt đất. Chẳng hạn trung bình trên đồng ruộng, khi ánh sáng chiếu xuống lá cây
phản chiếu 10% các tia sáng, hấp thụ 70% và truyền qua các lớp tế bào lá xuống dới

7


20%. Trong số 70% ánh sáng hấp thụ đợc, quang hợp chỉ sử dụng 1%, còn 49% năng
lợng dùng để thoát hơi nớc và lá sẽ phát suất lại 20%.
ánh sáng tác động lên cây trồng nh một nguồn năng lợng đối với các phản ứng
quang hoá. Nó cung cấp năng lợng cho quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

ánh sáng cũng là nhân tố kích thích, điều khiển quá trình sinh trởng, phát triển và
năng suất của cây trồng, nhng cũng có thể gây tổn thơng.
ánh sáng là nguồn năng lợng ổn định sự cân bằng nhiệt và trao đổi nớc để hình
thành và biến đổi các chất hữu cơ, tạo ra môi trờng có khả năng làm thích ứng các
yêu cầu về sự sống của các sinh vật.
Ngoài ra ánh sáng tác động đến sự nẩy mầm của hạt giống và sự bay hơi nớc.
ánh sáng tạo ra hai hiện tợng chính trên cây xanh (quang hợp và quang chu kỳ)
mà sự hiểu rõ các hiện tợng này sẽ giúp ta ứng dụng có hiệu quả vào trong sản xuất.
1.2 - ánh sáng và quang hợp của cây trồng

ánh sáng cung cấp nguồn nặng lợng vô cùng quan trọng để cây trồng tiến hành
quang hợp. Quang hợp là quá trình biến đổi năng lợng ánh sáng mặt trời thành năng
lợng hóa học dới dạng các hợp chất hữu cơ. Nói cách khác, quang hợp là quá trình
biến đổi các chất vô cơ đơn giản thành các hợp chất hữu cơ phức tạp có hoạt tính cao
trong cơ thể cây trồng dới tác dụng của ánh sáng mặt trời và sự tham gia của hệ sắc tố
cây trồng.
Bản chất của quá trình quang hợp là sự khử khí CO2 đến cacbon hidrat với sự tham
gia của năng lợng ánh sáng mặt trời do sắc tố cây trồng hấp thụ. Đối với tất cả cây
trồng quang hợp thì nguồn hidro khi tổng hợp các chất hữu cơ là H2O. Do đó phản ứng
tổng quát của quang hợp đợc viết nh sau :
CO2 + H2O + ánh sáng [CH2O] + O2
Để tổng hợp một phân tử glucoz phải cần 6 phân tử CO2 và H2O :
6CO2 + 6H2O + ánh sáng C6H12O6 + 6O2
Oxy thải ra do kết quả của quá trình phân li H2O là nhân tố căn bản (không nói là
độc nhất) hình thành nên bầu khí quyển trái đất và đảm bảo sự cân bằng O2 trong khí
quyển.
Nhờ chất đờng bột cây trồng mới phát triển rễ, thân, lá và biến thành tinh bột tích
trữ trong quả, hạt, củ. Nói cách khác, nhờ có quang hợp của cây xanh mà năng lợng
mặt trời đã chuyển thành năng lợng hóa học dự trữ cần thiết cho tất cả các sinh vật
trên trái đất. Quang hợp đã tạo ra các nguồn năng lợng cơ bản (lơng thực, thực

8


phẩm, nhiên liệu) cung cấp đến 96% nhu cầu của con ngời về năng lợng trong dinh
dỡng. Quang hợp cũng đã cung cấp nhiều nguyên liệu quan trọng cho các ngành công
nghiệp nh công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp gỗ, công nghiệp đờng...
Riêng đối với ngành trồng trọt thì quang hợp là nguồn gốc để tạo ra năng suất, phẩm
chất cây trồng, quyết định 90 - 95% năng suất cây trồng. Do đó, việc trồng trọt của con
ngời thực chất là điều khiển chế độ ánh sáng của cây trồng.
Với vai trò của quang hợp, ta có thể nói rằng quang hợp là một quá trình độc nhất có
khả năng biến những chất không ăn đợc thành chất ăn đợc, một quá trình mà tất cả
các hoạt động sống đều phụ thuộc vào nó.
Vậy, ánh sáng tác động đến quang hợp nh thế nào ? Cây trồng có thể quang hợp
khi cờng độ ánh sáng (Ias) rất thấp. Lúc đó cờng độ quang hợp (Iqh) nhỏ hơn cờng
độ hô hấp (Ihh) nên quan sát thấy sự thải CO2. Khi Ias tăng dần lên thì Iqh cũng tăng
theo (gần nh tuyến tính) và đạt đến Iqh = Ihh. Ias tại đó gọi là điểm bù ánh sáng của
quang hợp (hình 2). Sau đó Ias tăng lên thì Iqh vẫn tăng theo nhng đến lúc nào đó Iqh
tăng chậm dần và đạt cực đại. Ias làm cho Iqh cực đại gọi là điểm bão hoà (điểm no)
ánh sáng của quang hợp (In). Sau điểm bảo hòa ánh sáng đờng biểu diễn đi xuống,
liên quan với sự phá hủy bộ máy quang hợp, sự mất hoạt tính của hệ thống enzim, do
sự thừa năng lợng ánh sáng.

Hình 2 . Mối liên quan giữa cờng độ ánh sáng và cờng độ quang hợp.
Điểm bù và điểm no ánh sáng phụ thuộc vào loại cây, tuổi lá, nồng độ CO2 và nhiệt
độ. Dựa vào yêu cầu về cờng độ ánh sáng đối với quang hợp ngời ta chia các cây
trồng thành nhóm cây u sáng và nhóm cây u bóng. Nhóm cây u sáng nh ngô, mía,

9

cao lơng... Iqh tăng cùng với sự tăng Ias cho đến độ chiếu sáng mặt trời toàn phần.
Ngợc lại những cây u bóng nh cây dẻ, cây sam tía thì ngay ở Ias yếu Iqh đã đạt tới
cực đại.
Cây u sáng và cây a bóng khác nhau về mặt cấu trúc lá, đặc tính của bộ máy
quang hợp. Ví dụ : lá cây a bóng mỏng hơn, chứa nhiều diệp lục, thích nghi với ánh
sáng khuếch tán giàu tia sáng sóng ngắn.
Trong điều kiện tự nhiên, cơ thể thực vật chịu điều kiện chiếu sáng rất khác nhau.
Ngời ta thấy rằng : Phần bức xạ sinh lý ( bức xạ sử dụng cho quang hợp) trong các
điều kiện chiếu sáng khác nhau thì khác nhau rất nhiều. Trong ánh sáng trực xạ, bức xạ
sinh lý chiếm 35%, trong khi đó ở ánh sáng khuếch tán, bức xạ sinh lý chiếm 50 90%. Do đó diệp lục hầu nh hấp thụ toàn bộ bức xạ khuếch tán. Sự hấp thụ ánh sáng
của lá cây ở vùng bức xạ sinh lý (400 - 720 nm) tơng đối ổn định đối với phần lớn các
loài cây và vào khoảng 80%. Có đợc tính ổn định này chủ yếu trong lá d thừa hàm
lợng diệp lục.
Trong điều kiện tự nhiên, do không điều khiển đợc chế độ chiếu sáng nên việc tạo
điều kiện cho quang hợp thực hiện tốt chủ yếu nhằm vào việc tạo ra một quần thể cây
trồng khác nhau có khả năng hấp thụ năng lợng ánh sáng tốt nhất và sử dụng có hiệu
quả năng lợng đó vào quang hợp. Còn trong điều kiện nhà kính, trong phòng khí hậu
nhân tạo có thể điều khiển đợc chế độ chiếu sáng, song lại gặp khó khăn về việc tạo
ra thành phần quang phổ ánh sáng giống với tự nhiên.
Từ lâu các nhà nghiên cứu đã chú ý đến vấn đề ảnh hởng của các tia sáng có độ dài
sóng khác nhau đến quang hợp. Kết quả các nghiên cứu đã thống nhất rằng : quang
hợp tiến hành tốt nhất khi chiếu ánh sáng đỏ và xanh. Những tia sáng này đợc chất
diệp lục hấp thụ tốt nhất. Trong hai ánh sáng đỏ và xanh, nếu có cùng số lợng lợng
tử ánh sáng thì ánh sáng xanh có lợi cho quang hợp hơn ánh sáng đỏ. Hiệu quả của các
tia sáng khác nhau đối với quang hợp tăng theo sự tăng của độ dài sóng ánh sáng. Dựa
vào các tia sáng có độ dài bớc sóng khác nhau, ngời ta đã xác định đợc hệ số sử
dụng năng lợng ánh sáng. Với ánh sáng xanh hệ số sử dụng năng lợng ánh sáng là
20%, ánh sáng đỏ là 33% và ánh sáng trắng là 28%.
Nh vậy, chất lợng ánh sáng (thành phần quang phổ ánh sáng) đã ảnh hởng
không những đến cờng độ quang hợp mà còn đến chất lợng của quá trình quang hợp.

Chiều hớng của quá trình quang hợp thay đổi do tác dụng của các tia sáng có độ dài
sóng khác nhau. ánh sáng sóng ngắn (xanh tím) có khả năng giúp cho việc tạo thành
các axit amin, protein, còn ánh sáng sóng dài (đỏ) giúp cho việc đẩy mạnh sự hình
10


thành gluxit trong quá trình quang hợp. Vì vậy, cây có thời gian chiếu sáng dài và
cờng độ ánh sáng mạnh sẽ làm tăng năng suất kinh tế lên rất lớn.
1.3 - Sử dụng năng lợng ánh sáng và năng suất cây trồng

Năng suất của cây trồng đợc tạo ra do sự chênh lệch giữa sự tích lũy chất khô trong
quá trình quang hợp và sự tiêu hao chất khô của quá trình hô hấp. Mọi bộ phận của cây
trồng đều hô hấp liên tục ngày đêm, trong khi đó quang hợp của cây chỉ xảy ra ở phần
xanh tren lá và vào ban ngày (có ánh sáng). Do đó phải tạo điều kiện cho sự quang hợp
lớn, tạo ra nhiều chất hữu cơ, để sau khi hô hấp tiêu hủy đi vẫn còn thừa để tích lũy
giúp cho cây trồng phát triển tạo năng suất cao.
Trong điều kiện tự nhiên cây quang hợp với ánh sáng trắng, 28% năng lợng ánh
sáng mà cây hấp thu đợc dùng để đồng hoá CO2 tạo ra chất hữu cơ, khoảng 8% năng
lợng đó đợc giải phóng ra trong quá trình hô hấp, còn khoảng 20% năng lợng ánh
sáng mà cây hấp thu đợc tích lũy dới dạng các hợp chất hữu cơ tạo nên năng suất
của cây trồng.
Năng suất là tổng lợng sinh khối chất khô mà cây trồng tích lũy đợc trên một đơn
vị diện tích trồng trọt trong một thời gian nhất định (một vụ, một năm, hoặc một chu kì
sinh trởng). Trong chu kỳ sinh trởng của cây (từ khi gieo hạt đến khi thu hoạch)
năng lợng ánh sáng đợc cây hấp thu tăng dần lên theo sự tăng trởng của diện tích
lá. Tính bình quân trong cả chu kì sinh trởng của cây và với các loại cây khác nhau,
khoảng 0,5 - 2% năng lợng ánh sáng tới đợc sử dụng để tổng hợp chất hữu cơ, tạo
thành năng suất của cây. Trong khi đó hệ số sử dụng năng lợng lý thuyết trên đồng
ruộng là 5%. Nh vậy, hệ số sử dụng năng lợng ánh sáng còn rất thấp, năng lợng
ánh sáng còn lãng phí nhiều. Tuy vậy trong thực tế trồng trọt hệ số này còn thấp hơn

nhiều. ở những ruộng lúa năng suất cao, ruộng trồng cây thức ăn gia súc của Nhật bản
và Trung quốc cũng chỉ đạt tối đa là 2%. Nhìn chung trên đồng ruộng hệ số này chỉ đạt
0,5 - 1%.
Nguyên nhân có thể áp dụng các biện pháp kỹ thuật nh bố trí cơ cấu cây trồng, sử
dụng giống cây trồng, mật độ gieo trồng, tới, tiêu nớc, phân bón, quản lý, chăm
sóc... cha phù hợp.
Hệ số sử dụng năng lợng ánh sáng của quần thể cây trồng càng cao thì năng suất
càng cao. Những biện pháp nâng cao năng suất cây trồng cũng chính là những biện
pháp nâng cao hệ số sử dụng năng lợng ánh sáng của quần thể cây trồng.
1.4 - Hiện tợng quang chu kỳ

11


Hiện tợng quang chu kỳ là độ dài chiếu sáng tới hạn trong ngày có tác dụng điều
tiết sự sinh trởng phát triển của cây, có thể kích thích hoặc ức chế các quá trình khác
nhau và phụ thuộc vào các loài cây khác nhau. Độ dài chiếu sáng tới hạn dài hay ngắn
(lúc ngày dài hay ngày ngắn) tùy ở mỗi vĩ tuyến theo sự di chuyển của mặt trời ở trên
hay dới xích đạo trong khoảng cách giữa ngày dài nhất và ngày ngắn nhất trong năm.
Quang chu kỳ không những chỉ ảnh hởng lớn đến quá trình ra hoa, kết quả của cây
trồng mà còn ảnh hởng đến các quá trình phát sinh hình thái khác: củ khoai tây đợc
hình thành trong ánh sáng ngày ngắn, còn căn hành thì ngày dài... Do đó các nhà thực
vật học đã phân loại cây trồng ra làm 3 loại dựa vào ảnh hởng của quang kỳ.
Nhóm cây ngày dài (tức là cây đêm ngắn) là loại cây ra hoa kết quả khi có độ dài
chiếu sáng lớn hơn độ dài chiếu sáng tới hạn (vào lúc ngày dài). Yêu cầu thời gian
chiếu sáng trong ngày từ 14 - 16 giờ để kích thích ra hoa. Nếu độ dài chiếu sáng ngắn
hơn thì cây sinh trởng bất bình thờng và không ra hoa. Các cây thuộc nhóm này nh
dâu tây, củ cải, xà lách, hành tây, cúc, cà rốt, bắp cải, bông, lúa mì, lúa mạch, rau
dền...
Nhóm cây ngày ngắn (tức là cây đêm dài) là những cây ra hoa kết quả khi có thời

gian chiếu sáng trong ngày nhỏ hơn thời gian chiếu sáng tới hạn (vào lúc ngày ngắn).
Cần có thời gian chiếu sáng từ 10 - 14 giờ để nở hoa. Nếu thời gian chiếu sáng vợt
quá thời gian chiếu sáng tới hạn thì cây ở lại trạng thái dinh dỡng. Các cây thuộc
nhóm này nh đu đủ, cà tím, ngô, kê, lúa địa phơng, bông, đậu tơng, vừng, đay...
Nhóm cây trung tính (không phản ứng với thời gian chiếu sáng trong ngày), ra hoa
của cây không phụ thuộc vào độ dài chiếu sáng mà chỉ cần đạt đợc một mức độ sinh
trởng nhất định, chẳng hạn nh đạt đợc số lá nhất định nh ớt, cà chua, da chuột,
lạc, cải bắp, cải hoa, bầu bí, da hấu, đậu đỗ, đậu tợng, cam quýt...
Ngoài ra, có thể còn có những cây ngày ngắn - dài (cần một số quang chu kỳ ngày
ngắn rồi đến một số quang chu kỳ ngày dài) và ngợc lại có cây ngày dài - ngắn.
Mỗi loại và giống cây có một độ dài ngày tới hạn xác định, tại đấy cây bắt đầu ra
hoa hoặc hình thành củ và căn hành. Những thí nghiệm về phản ứng quang chu kỳ đã
chứng minh vai trò của độ dài tối là quyết định cho sự ra hoa chứ không phải là thời
gian chiếu sáng. Bóng tối là yếu tố cảm ứng sự ra hoa, còn thời gian sáng không ảnh
hởng đến sự xuất hiện mầm hoa nhng lại có ý nghĩa về mặt định lợng tức là tăng số
lợng nụ hoa.
Hiện nay với công nghệ sinh học hiện đại, ngời ta tác động một số quang chu kỳ
cảm ứng nhất định vào một số giai đoạn sinh trởng nhất định của cây để kích thích
12


hay ức chế sự ra hoa và hình thành củ, căn hành. Với công nghệ này ngời ta có thể
điều khiển cây trồng ra hoa kết quả vào những thời gian cần thiết hoặc điều khiển cây
không cho ra hoa, củ. Ví dụ : để ngăn ngừa sự ra hoa của mía ngời ta bắn pháo sáng
hay chiếu sáng vào ban đêm, còn ngăn ngừa sự hình thành củ khoai tây để cây mẹ trẻ
phục vụ cho nhân giống bằng cành thì ngời ta chiếu sáng ngắn hạn vào ban đêm. Cây
thanh long chiếu sáng ban đêm, hạn chế đợc sinh trởng và ra hoa kết quả vào thời vụ
khác nhau.
Ngời ta đã lai tạo ra nhiều loại giống cây trồng sinh trởng trong thời gian ngày dài
trồng trong điều kiện ngày ngắn và ngợc lại những cây ngày ngắn trồng đợc trong

điều kiện ngày dài. Do vậy có nhiều loại giống cây trồng có thể gieo trồng trong bất kỳ
thời gian nào trong năm.
2 - Nhiệt độ v cây trồng

Nhiệt độ là nhân tố rất quan trọng đối với sinh trởng và phát triển của cây trồng.
Mỗi một loại cây trồng sống đợc trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, giới hạn đó
đợc khống chế bởi các điểm tới hạn nhiệt độ tối đa và tối thiểu. Nằm ngoài giới hạn
đó cây trồng sẽ bị chết hoặc vì nóng hoặc vì lạnh. Khoảng giữa hai điểm tới hạn là
vùng nhiệt độ tối u và đợc gọi là giới hạn nhiệt độ (biên độ nhiệt độ), thích ứng với
hoạt động sống của cây trồng. Giới hạn nhiệt độ này thay đổi theo loại cây và đợc
chia thành hai nhóm :
- Nhóm cây có giới hạn nhiệt rộng : nhiệt độ tối thiểu, tối đa và tối u rất xa nhau, vì
vậy những thay đổi không lớn của nhiệt độ tỏ ra ít bị ảnh hởng.
- Nhóm cây có giới hạn nhiệt hẹp : nhiệt độ tối thiểu và tối đa gần nhau nên những
thay đổi không lớn của nhiệt độ đã ảnh hởng xấu đến cây.
Sự sinh trởng và phát triển của cây trồng chịu tác động của nhiệt độ đất và nhiệt độ
không khí.
2.1 - Nhiệt độ đất

Nhiệt độ đất tác động trực tiếp đến sự sinh trởng, phát triển của bộ rễ cây, sự hút
nớc và chất khoáng của rễ, khả năng nẩy mầm của hạt giống (nhiệt độ đất thấp hạt
giống không nẩy mầm), quá trình bốc thoát hơi nớc, vi sinh vật đất, làm thay đổi tính
chất của đất... Khi nhiệt độ đất cao, lợng nớc bốc hơi lớn, độ ẩm đất giảm xuống
nhanh nên nhu cầu lợng nớc tới cao hơn và thờng xuyên hơn.
Nguồn nhiệt độ trong đất đợc cung cấp từ ánh sáng mặt trời và năng lợng thải ra
trong quá trình phân giải chất hữu cơ của vi sinh vật đất. Một tấn phân chuồng qua sự
phân giải của vi sinh vật đã giải phóng ra từ 3.000.000 đến 4.000.000 kg calor.
13

ở những đất không có cây trồng hoặc cây trồng tha thớt (sa mạc, đụn cát, đồi núi
trống trọc và các cánh đồng đã thu hoạch) phần lớn năng lợng nhiệt bị đất hút vào ban
ngày và đợc thải ra dới dạng sóng nhiệt vào các lớp đất sâu hơn.
Đất bị đốt nóng lên rất khác nhau tuỳ theo màu sắc, cấu trúc, thành phần cơ giới của
đất, hàm lợng nớc và không khí trong đất, đặc biệt là độ dốc của địa hình và hớng
phơi của sờn dốc.
Đất cát hấp thụ nhiệt nhanh và thải nhiệt cũng nhanh. Biên độ nhiệt giữa ngày và
đêm khá rộng. Ban đêm đất cát tỏa nhiệt nhanh nên những đêm có sơng muối, nhiệt
độ không khí thấp, nhiệt độ đất xuống thấp rất nhanh ảnh hởng xấu đến sinh trởng
của cây.
Đất sét nhiệt độ thay đổi chậm hơn so với nhiệt độ không khí nên ít ảnh hởng xấu
đến sinh trởng, phát triển của rễ cây và vi sinh vật đất. Đất có màu tối, mùn thô hấp
thu nhiệt lớn hơn đất màu sáng.
Trên đất đợc trồng cây có mức độ che phủ lớn, nhiệt độ đất thấp hơn. Đất đợc tới
nớc thờng xuyên, nhiệt độ đất điều hoà hơn, sự hấp thu nớc và chất khoáng của cây
sẽ thuận lợi.
Trên đất áp dụng kỹ thuật làm đất, nhiệt độ đất cũng điều hoà hơn, đất đợc tăng
cờng trao đổi nhiệt giữa lớp đất mặt và lớp không khí sát mặt đất, nhiệt độ đất thay
đổi không quá nhanh, không quá nóng hoặc không quá lạnh nh đất chặt. Nguyên
nhân của hiện tợng này là do độ xốp đất tăng lên, làm cho không khí trong đất tăng
dẫn đến khả năng dẫn nhiệt của đất giảm. Đồng thời khi có tới nớc, đất đợc làm đất
chứa đợc nhiều nớc hơn, tỷ nhiệt của nớc cao hơn hạt khoáng của đất nên đất nóng
lên hoặc lạnh đi chậm hơn.
Trong đất thờng diễn ra sự truyền nhiệt, nhiệt đợc tích tụ sau một ngày sẽ lại đợc
cung cấp cho bề mặt đất, vì mặt đất trong suất đêm sẽ lạnh dần đi. Nh vậy, trong
những lớp đất sâu khoảng 50 cm (lớp đất bộ rễ cây trồng phân bố) xảy ra những giao
động ngày - đêm về nhiệt độ. ở những đất đợc che phủ lớp thảm thực vật, sẽ tránh
đợc dòng nhiệt đi vào và đi ra mạnh. Các lớp đất mặt , ở độ sâu 30 cm sự dao động về
nhiệt giữa ngày và đêm xảy ra không lớn. Nhìn chung, đất đóng vai trò là một hệ đệm
động lực (vì ban ngày hút một lợng nhiệt lớn và thải ra vào ban đêm) quyết định chế

độ nhiệt của một vùng.
2.2 - Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ môi trờng không khí giữ một vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình
sinh sống của cây trồng. Nó quyết định tốc độ và tình trạng sinh trởng của cây. Trong
14


một số trờng hợp, nhiệt độ không khí quyết định sự bắt đầu và kết thúc sự hoa và làm
quả. Nhiệt độ không khí ở giai đoạn cuối sinh trởng của các loại cây trồng (khoảng
hai tháng trớc khi thu hoạch) quyết định năng suất và phẩm chất thu hoạch, vì giai
đoạn này có hai quá trình phát triển song song : phát triển các cơ quan sinh thực và cơ
quan sinh trởng, nếu không có nhiệt độ phù hợp với từng loại cây, quá trình thụ phấn
không an toàn, quá trình quang hợp và vận chuyển các chất hữu cơ vào cơ quan kinh tế
bị hạn chế.
Nhìn chung cây trồng có thể chịu đựng đợc phạm vi nhiệt độ khoảng từ O0 đến
500C và nhiệt độ thích hợp cho các hoạt động sống từ 15 đến 35oC. Mỗi loại cây trồng
yêu cầu tổng nhiệt lợng để kết thúc thời gian sinh trởng. Ví dụ lúa mùa sớm có thời
gian sinh trởng 100 -120 ngày cần 2500 - 2600OC, trong lúc các giống lúa mì có thời
gian sinh trởng nh vậy chỉ cần 1800 - 2100oC.
Dựa vào yêu cầu nhiệt độ có 3 nhóm cây trồng : Cây a lạnh, sinh trởng ở nhiệt độ
từ 70 - 15OC ; Cây a nóng, yêu cầu nhiệt độ trên 20OC và cây trung tính, sinh trởng ở
nhiệt độ từ 160 - 20OC.
Nhiều loại cây trồng có thể sinh trởng ở nhiệt độ thấp và thờng yêu cầu một thời
kỳ lạnh để làm quả, trong khi đó một số loài khác chỉ sinh sống ở một nhiệt độ tối u.
Khi nhiệt độ vợt quá giới hạn nhất định thì enzim sẽ phân hủy và chuyển hoá của cây
sẽ bị đình chỉ hoàn toàn.
Biên độ nhiệt trong ngày có tầm quan trọng lớn đối với sản xuất sinh khối của cây
trồng. Ban ngày nhiệt độ không khí cao sẽ giúp cho cây quang hợp nhiều, tạo ra nhiều
chất hữu cơ. Ban đêm nhiệt độ thấp sẽ giảm hô hấp, sự tiêu hao chất hữu cơ giảm. Do

đó cây trồng có điều kiện tích lũy đợc nhiều chất khô, giúp cho cây phát triển mạnh
và tạo năng suất cao. Do vậy, chế độ nhiệt và chu kỳ ánh sáng trong một thời kỳ nhất
định của vụ sản xuất quyết định việc lựa chọn cây trồng. Khi yêu cầu về nớc, chu kỳ
ánh sáng của các giai đoạn sinh trởng đã đợc đáp ứng, thì nhiệt độ và ánh sáng là 2
yếu tố quyết định sản lợng cây trồng.
3 - Không khí v cây trồng

Không khí là một hỗn hợp khí với nitơ, oxy, khí cácbonic, hơi nớc, amoniac và các
chất khí khác. Mỗi chất khí này là một yếu tố sinh thái và có vai trò quan trọng trong
đời sống của cây và hoạt động sống trong đất. Trong khí quyển hàm lợng O2 là
20,8%, nitơ 78,3%, CO2 0,03%, khí trơ 0,7%, NH3 không đáng kể....
Thành phần không khí trong đất giống nh trong khí quyển, nhng tỉ lệ giữa chúng
khác nhau. So với khí quyển thì CO2 trong đất có hàm lợng rất lớn. Bởi vì trong đất
15


có quá trình phân giải chất hữu cơ của vi khuẩn và vi sinh vật đất và hô hấp của rễ cây,
trong khi đó hàm lợng oxy lại rất nhỏ. Khí amoniac trong đất nhiều là do sự phân giải
các chất hữu cơ chứa đạm.
Đất là môi trờng rỗng, có các khe hở nhỏ và khe hở lớn. Tổng các khe hở tạo nên
độ xốp đất. Các khe hở chứa nớc và không khí. Giữa hàm lợng không khí và hàm
lợng nớc trong đất có tỉ lệ ngợc nhau. Khi các khe hở đất chứa 2/3 nớc và 1/3
không khí thì môi trờng đất thích hợp cho sự sinh trởng và phát triển của cây trồng.
Rễ cây trồng yêu cầu đất có tỉ lệ nớc và không khí trong đất thích hợp, do vậy làm
đất cần tạo ra môi trờng xốp thích hợp giữa nớc và không khí.
Tỉ lệ giữa oxy và khí cacbonic tác động đến sinh trởng và phát triển bình thờng
của cây trồng.
- Oxy trong khí quyển không những cần thiết cho cây trồng mà cho mọi sinh vật
sống. Trong quá trình hô hấp, O2 xâm nhập vào cơ thể cây trồng và sau đó tham gia
vào các phản ứng sinh hóa để tạo nên năng lợng cung cấp cho quá trình tổng hợp các

chất hữu cơ trong cây. Sự hô hấp của cây không chỉ ở các cơ quan trên mặt đất mà cả
rễ cũng hô hấp. Do vậy trong đất cần phải đủ oxy. Staicu (1969) cho thấy : rễ cây khoai
tây tiêu thụ oxy hàng ngày là 0,394 lít/m2, rễ thuốc lá 0,580 lít/m2. Sự hô hấp xảy ra
mạnh nhất trong giai đoạn nẩy mầm của hạt. Tuy nhiên một số cây nh ngô, đậu, lúa
mì, trong giai đoạn nẩy mầm yêu cầu hàm lợng oxy trong đất cao mới nẩy mầm, còn
số cây khác nh lúa, cà rốt, cây cỏ chăn nuôi thì hàm lợng oxy thấp trong đất vẫn nẩy
mầm bình thờng. Đối với cây trồng cạn, rễ rất nhạy cảm với sự bảo hòa nớc trong
đất. Khi đất úng nớc thì rễ ngừng hô hấp do thiếu oxy, sự hấp thu nớc và chất dinh
dỡng diễn ra không bình thờng và nếu thời gian này dài rễ bị thối, cây chết. Vì vậy
cần phải tiêu thoát nớc cho đất. Với cây lúa lại sinh trởng bình thờng trong điều
kiện ngập nớc, vì nó có hệ thống dẫn O2 từ thân lá để cung cấp cho rễ.
- CO2 có tầm quan trọng trong quá trình quang hợp của cây. CO2 trong khí quyển
đợc cung cấp từ hô hấp của mọi cơ thể sống, từ oxy hóa, sự phân giải các hợp chất
hữu cơ trong đất, từ các khí thải công nghiệp. Hàm lợng CO2 đợc thải ra trên 1 ha
trong thời gian sinh trởng của cây trồng đến 5 kg. Một số cây nh khoai tây, cây
lupin thải lợng lớn CO2 trong quá trình hô hấp, một số cây khác nh lúa, lúa mạch
thải ra hàm lợng nhỏ. Nồng độ CO2 trong đất lớn 1% sẽ ảnh hởng xấu đến các hoạt
động của cây trồng và vi sinh vật đất, sự hút nớc của rễ ngừng trệ.
Trong khí quyển, lớp không khí gần mặt đất giàu CO2 nhất (có thể tới 0,3 - 0,5%).
Khí CO2 này sẽ đợc cây sử dụng vào quá trình quang hợp. Nồng độ CO2 cây tiến
16


hành quang hợp mạnh nhất trong điều kiện ánh sáng tối u, từ 0,06 - 0,4%. Nồng độ
CO2 trong khí quyển 0,03% trong phần lớn trờng hợp thiếu để đạt đợc quang hợp
cực đại, nên khi tăng nồng độ CO2 lên thì cờng độ quang hợp sẽ tăng lên gấp 1,5 đến
3 lần. Nh vậy sự tăng nồng độ CO2 trong lớp khí quyển bao quanh cây trồng là yếu
tố cần thiết để tạo năng suất cao hơn. Do đó việc bón phân hữu cơ, tăng cờng xới xáo
đất thúc đẩy sự hoạt động của hệ vi sinh vật đất là biện pháp làm tăng lợng CO2 cho
quang hợp.

Lợng CO2 hấp thu bởi hệ thống rễ chiếm 5% tổng lợng CO2 đợc đồng hóa. Điều
đó mở ra một hớng mới : việc sử dụng phân khoáng cácbonat. Ngời ta đã chứng
minh tốt nhất là cácbonat amôn và cacbonat kali.
- Nitơ trong khí quyển không ảnh hởng đến đời sống của cây, vì cây không thể sử
dụng đợc. Chỉ có nitơ trong đất cây mới sử dụng đợc khi ở dới dạng muối amôn,
nitrat. Khí nitơ không có tác dụng trực tiếp với cây nhng có tác dụng gián tiếp, thông
qua quá trình hóa học và sinh hóa chuyển thành hợp chất chứa đạm hoạt tính cho cây.
Quá trình thu hút nitơ từ khí quyển cố định lại trong rễ của các cây bộ đậu do vi khuẩn
nốt sần sống cộng sinh với rễ đã cung cấp một lợng đạm lớn cho cây. ở nớc ma có
chứa lợng lớn oxit nitơ.owKhi ma rơi, oxit này cùng với các bazơ trong đất tạo nên
amoon và nitrat, cây trồng và vi sinh vật sử dụng đợc dễ dàng.
- Amoniac có trong khí quyển với hàm lợng thấp, chỉ có ở các khu trung tâm công
nghiệp có hàm lợng lớn hơn. Trong đất, NH3 luôn có tỉ lệ lớn, do quá trình phân giải
chất hữu cơ của vi sinh vật trong đất gây ra. Một phân NH3 bay vào khí quyển, một
phần khác tạo nên NO2 và NO3 trong đất cung cấp cho cây.
- Hơi nớc trong khí quyển đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với đời sống của
cây, vì nó vận chuyển đợc dễ dàng trong đất và đều hòa đợc độ ẩm của đất. Hơi
nớc trong khí quyển lại có tác dụng điều hòa nhiệt độ bề mặt trái đất, vì nó hấp thu tia
nhiệt từ đất.
4 - chất dinh dỡng của cây trồng
4.1 - Các nguyên tố dinh dỡng của cây

Với sự phát triển của các phơng pháp nghiên cứu, ngày nay con ngời đã phát hiện ra
một cách chính xác các nguyên tố dinh dỡng thiết yếu của cây. Ngời ta gọi một nguyên
tố thiết yếu là nguyên tố mà thiếu nó thì cây không thể hoàn tất đợc chu kỳ sống của
mình (Galston, 1980). Có 16 nguyên tố thiết yếu đối với cây là :
C, H, O, N, K, S, Ca, Mg, P, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl và chia thành hai nhóm:

17

Nhóm các nguyên tố chứa một lợng lớn trong cây, chiếm từ phần 10 đến phần vạn
trọng lợng chất khô gọi là các nguyên tố đa lợng và trung lợng: C, H, O, N, K, S, Ca,
Mg, P, Fe. Các nguyên tố này chiếm 99,95% trọng lợng khô của cây.
Nhóm các nguyên tố chứa một lợng nhỏ trong cây, chiếm từ 10-5 đến 10-7 trọng lợng
khô của cây gọi là các nguyên tố vi lợng. Đó là các nguyên tố: Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl.
Khi phân tích thành phần trong cây đã tìm thấy toàn bộ các nguyên tố nh trong
môi trờng xung quanh. Tính trung bình trong chất khô của cây : C, O, H, N chiếm
95%, trong đó: C 45%, O 42%, H 6,5% và N 1,5%. Bốn nguyên tố này là thành phần
chủ yếu tạo nên chất hữu cơ trong cây. Chúng xâm nhập vào cây dới dạng H2O, khí
CO2, O2, NH4+, NO3- và thoát ra thể khí khi đốt cháy. Các nguyên tố cấu tạo nên cơ thể
cây trồng có thể chia thành 3 loại: các nguyên tố chứa trong nớc (O và H); nguyên tố
đến từ khí quyển (C và O); nguyên tố trong đất (N, P, K,v.v...)
Các cây trồng hấp thu các chất dinh dỡng trong đất dới dạng các cation và anion,
chẳng hạn: NH4+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+, NO3-, H2PO4-, MoO42-, B4O72-,
SO42-.... Các chất dinh dỡng này có trong đất và đợc bổ sung từ phân bón.
4.2 - Sự hấp thu chất dinh dỡng ở rễ và qua lá cây

4.2.1 - Sự hấp thu chất dinh dỡng ở rễ
Rễ cây (cả ở lá) chỉ có thể lấy các chất dinh dỡng ở dạng hòa tan (trừ các chất ở
dạng khí). Các chất dinh dỡng đợc đi từ đất vào cây theo nhiều cơ chế khác nhau vừa
có tính chất thụ động (không liên quan đến các quá trình trao đổi chất), vừa có tính
chất chủ động (liên quan mật thiết đến quá trình trao đổi chất trong cơ thể của cây).
4.2.1.1 - Quá trình hút chất khoáng theo cơ chế thụ động
Quá trình hút chất khoáng theo cơ chế thụ động là dựa vào quá trình khuếch tán và
thẩm thấu, quá trình hút bám trao đổi, quá trình phân phối theo cân bằng Donnam...
- Cơ chế hút khoáng thụ động : dựa vào quá trình khuếch tán và thẩm thấu là các
chất khoáng đi vào rễ nhờ sự chênh lệch nồng độ các ion trong rễ và ngoài môi trờng.
Hút chất khoáng theo quá trình khuếch tán có ý nghĩa đáng kể ở môi trờng mặn, hoặc
khi cây già, khi rễ bị tổn thơng.

- Cơ chế hút bám trao đổi : dựa trên nguyên tắc các ion mang điện trái dấu trao đổi
với nhau khi hút bám trên bề mặt rễ hoặc nằm trong các khoảng không gian tự do của
thành tế bào rễ. Cơ chế hút bám trao đổi này biểu hiện rõ rệt ở giai đoạn đầu của quá
trình hút khoáng. Các ion đi vào rễ nhờ hút bám trên các gốc mang điện trái dấu
NH4+,K+... trên thành xenlulôza, màng chất nguyên sinh và nhờ việc đẩy ra ngoài một
lợng tơng đơng các ion cùng dấu đã bám trên đó.
18


- Quá trình phân phối theo cân bằng Donnan : Các ion đợc phân phối cân bằng
giữa môi trờng trong và ngoài tế bào rễ qua một màng ngăn cách. Màng này chỉ cho
một số ion đi qua mà không cho một số ion khác. Cân bằng Donnan giải thích hiện
tợng nồng độ chất khoáng trong dịch tế bào cao hơn nhiều so với môi trờng ngoài
nh sau: các ion xâm nhập vào dịch tế bào đợc liên kết với các chất khác trong tế bào,
nhờ vậy gradien nồng độ ion vẫn giữ đợc cân bằng trong suốt thời gian hút khoáng.
4.2.1.2 - Quá trình hút chất khoáng theo cơ chế chủ động
Quá trình hút chất khoáng theo cơ chế chủ động là quá trình hút khoáng có chọn
lọc, ngợc gradien nồng độ và tiêu tốn năng lợng. Sự hút chất khoáng này liên quan
đến quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhiều nghiên cứu đã xác định rằng khi hút ion
NO3 có kèm theo sự thải CO2 và các sản phẩm cuối của hô hấp - các ion H+ và HCO3đã bảo đảm sự trao đổi liên tục một lợng tơng đơng các anion và cation của môi
trờng. Những nghiên cứu khác đều cho thấy có mối liên quan chặt chẽ giữa cờng độ
hô hấp và quá trình hút khoáng và đi đến kết luận : hô hấp là điều kiện cần thiết cho sự
hút chất dinh dỡng bởi hệ rễ.

Hình 3. Sự hấp thu chất dinh dỡng và hấp thu trao đổi ion ở rễ cây
19


- Cơ chế trao đổi axit cacbonic : Rễ cây (trong trờng hợp đặc biệt cả lá) chỉ có thể
lấy các chất dinh dỡng ở dạng hòa tan (trừ các chất ở dạng khí). Các chất dinh dỡng

đợc lấy vào cây theo hai cơ chế : Trao đổi tiếp xúc (contact exchange) và trao đổi axit
cacbonic (carbonic acid exchange). Dung dịch đất đóng vai trò quan trọng trong việc
trao đổi axit cacbonic. Theo cơ chế này, rễ cây hô hấp thải ra CO2, CO2 kết hợp với
nớc trong đất tạo ra axit cacbonic :

CO2 + H2O = H+ + HCO3-

Ion H+ đợc khuếch tán đến vùng mixen keo đất, tại đấy nó trao đổi với các cation
hấp thu trên bề mặt keo đất. Cation dinh dỡng đợc giải phóng khỏi keo đất, chúng
khuếch tán tự do vào vùng bề mặt rễ. Tại đấy nó lại có thể tiếp tục trao đổi với H+ của
rễ hoặc cùng với HCO3- cặp đôi để đi vào rễ. Axit cacbonic còn có tác dụng hòa tan
nhiều chất khoáng khác có trong đất, cũng nh giúp cho việc giải phóng nhiều kim loại
nặng khỏi các phức hợp, qua đó xúc tiến sự hút các ion này của cây. Hình 3 mô tả cấu
tạo giải phẩu của rễ và sự hút chất khoáng của lông hút trong dung dịch đất và sự hút
bám trao đổi ion trong keo sét và keo mùn.
4.2.2 - Sự hút chất dinh dỡng qua lá
Bên cạnh hút chất dinh dỡng bằng rễ là chính thì cây vẫn có thể lấy một phần chất
dinh dỡng bằng lá thông qua lỗ khí và tầng cutin. Tốc độ thấm qua của chất dinh
dỡng của lá phụ thuộc vào thành phần của muối, nồng độ của dung dịch, độ pH của
chất dinh dỡng và tuổi của lá. Cùng là một nguyên tố, nhng tốc độ thấm qua lá sẽ
không giống nhau nếu chúng ta sử dụng ở các dạng khác nhau. Ví dụ cùng là nitơ (N)
nhng NO3- đi vào lá chỉ mất 15 phút, song NH4+ phải mất 2 giờ; K+ ở dạng KNO3 vào
cây mất 1 giờ, còn K+ ở dạng KCl chỉ mất 30 phút. pH của dung dịch dinh dỡng có
ảnh hởng đến tốc độ hút chất dinh dỡng cảu lá. Ví dụ K ở trong dung dịch kiềm xâm
nhập vào lá nhanh hơn là K ở trong dung dịch axit.
Phơng pháp dinh dỡng qua lá đợc áp dụng phổ biến trong sản xuất, bằng cách
phun dung dich dinh dỡng lên lá. Phơng pháp này có lợi là tiết kiệm đợc lợng
phân bón, tiết kiệm đợc nguyên liệu, thời gian và sức lao động. Song chỉ sử dụng
đợc với loại phân tan trong nớc và có kỹ thuật sử dụng cao. Nên phun vào lúc cây
còn non khi màng lớp cutin cha thật phát triển hoặc vào lúc cây sắp đạt đến cờng độ

cực đại của quá trình trao đổi chất.
4.3 - Chất dinh dỡng và sự sinh trởng của cây trồng

Nớc và 16 nguyên tố dinh dỡng khoáng là những chất dinh dỡng thiết yếu đối với
sinh trởng, phát triển bình thờng của cây. Chúng là những nguyên tố cần thiết và phụ
thuộc lẫn nhau không thể thiếu đợc trong quá trình vận chuyển từ đất đến rễ, trong sự
20


hấp thụ của rễ và dẫn truyền trong cây. Thiếu một trong những chất dinh dỡng đó rễ sẽ
ngừng sinh trởng dẫn đến sự hấp thụ nớc bị ảnh hởng, nhất là ở những vùng rễ dới
sâu. Cây thiếu chất dinh dỡng sẽ hạn chế sự sinh trởng thân lá làm cho thoát hơi nớc
của cây sẽ nhỏ hơn bốc thoát hơi nớc tiềm năng gây ra do nhiệt độ môi trờng cao.
Sự sinh trởng của rễ cây phụ thuộc vào việc cung cấp chất dinh dỡng trong đất. ở
vùng có đầy đủ dinh dỡng rễ cây phân nhánh nhiều, nhng chiều sâu rễ ngắn. Rễ cây có
thể sinh trởng cả ở những lớp đất nghèo chất dinh dỡng và giàu chất dinh dỡng. ở lớp
đất có nhiều chất hữu cơ hơn thì hệ thống rễ sinh trởng ngắn hơn nhng phân nhánh
mạnh hơn.
Độ sâu bón phân càng sâu thì hệ thống rễ phát triển càng sâu. Đối với mỗi loại cây
trồng, sự sinh trởng của rễ phụ thuộc vào với lợng phân bón và loại phân bón. Lợng
đạm lớn ảnh hởng đến toàn bộ sinh trởng của rễ và làm thay đổi lớn tỷ lệ giữa thân, lá
và rễ. Nói chung trong đất thiếu nitơ hệ thống rễ ít ảnh hởng hơn là thân lá, trong khi đó
hàm lợng nitơ trong đất cao rễ sinh trởng kém hơn thân lá. Phosphat kết hợp với với
nitơ có tác dụng lớn đến sinh trởng của rễ và làm thay đổi tỉ lệ giữa thân, lá và rễ.
Phosphat có tác dụng kích thích sự phát triển của hệ thống rễ, đặc biệt là rễ bên và lông
hút.
Rễ cây trồng tăng trởng về trọng lợng và thể tích chỉ khi đất đợc cung cấp đầy đủ
tất cả các nguyên tố dinh dỡng cần thiết. ảnh hởng của chất dinh dỡng rất rõ nếu bón
trớc khi gieo trồng, vì sau khi hạt nẩy mầm rễ con có diện tích hấp thụ rất lớn. Khi cây
đã trởng thành thì chất dinh dỡng kích thích bộ rễ phát triển rất mạnh.

ở đất chua sinh trởng của hệ rễ rất kém, nhất là các cây họ đậu, vì vậy cung cấp canxi
cho đất chua có tác dụng rất lớn đến sinh trởng và phát triển của hệ thống rễ. Bón vôi
cho đất sẽ làm giảm độ chua, nhôm di động trong đất và rễ cây sẽ sinh trởng đợc bình
thờng.
Bo và clor kích thích sinh trởng của rễ, làm tăng tốc độ hút nớc của cây. Bo và Ca
ảnh hởng nhiều đến sinh trởng của rễ cây bộ đậu, khích thích sự hình thành và phát
triển nốt sần ở rễ.
ở đất mặn, lợng muối cao trong đất không những làm tăng áp suất thẩm thấu dẫn đến
làm thay đổi sự trao đổi chất trong cây mà còn ảnh hởng đến số lợng rễ phát triển và
tốc độ hoá già nhanh, khả năng hấp thụ nớc và dinh dỡng kém. Rễ thuốc lá chịu đợc
mặn hơn rễ cây họ đậu. Rễ cây thuộc loại bầu bí, da hấu có khả năng chịu mặn tốt hơn
rễ cây ngô, khoai tây, da chuột, củ cải, cà rốt, đậu...
21


5 - Nớc trong đất v sự sử dụng nớc của cây trồng
5.1 - Nớc trong đất

Nớc là một thành phần cấu tạo nên đất, là một yếu tố linh động rất quan trọng.
Không có nớc, đất và sinh vật cũng nh sự sống nói chung sẽ không tồn tại đợc.
Nớc trong đất là nguồn chủ yếu cung cấp cho cây và vi khuẩn. Nguồn nớc trong đất
đợc đến từ nớc ma, nớc ngầm, hơi nớc đợc đọng lại và nớc tới.
Một loại đất thích hợp với sự sinh
trởng và phát triển của cây (hình 4
C.Wayne Keese, 1968) gồm 1/2 phần
rắn đất (cát, bùn, sét và chất hữu cơ) và
1/2 các khe hở. Trong các khe hở đất
có thể chứa 1/2 không khí và 1/2 lợng
nớc. Trong 1/2 lợng nớc này chỉ có
50% cây sử dụng nớc, còn 50% nớc

cây không sử dụng đợc bị đất giữ lại
bằng các lực cơ học. Đất nhiều các hạt
lớn thì có các khe hở lớn nhng tổng

Hình 4. Cấu trúc thích hợp của một loại

thể tích khe hở lại nhỏ và ngợc lại.

đất cho cây trồng (C.Wayne Keese, 1968)

Thành phần cơ giới đất trung bình có kích thớc các hạt trung bình, do đó có kích
thớc khe hở thuận lợi hơn cho sự xâm nhập của nớc và không khí vào đất. Mặt khác đất
mịn, các hạt đất bé hơn, nên có khe hở bé, nớc và không khí xâm nhập vào khó khăn
hơn. Đó là một trong những lý do tại sao đất trung bình lại tốt cho sự sinh trởng của cây
trồng hơn là đất mịn mặc dù đất mịn có khả năng trữ nớc trên đơn vị thể tích lớn hơn.
Hàm lợng nớc tổng số trong đất tại một thời điểm và điều kiện nhất định đợc gọi là
độ ẩm của đất. Khi xét về khả năng sử dụng nớc trong đất của cây thì vấn đề quyết định
không chỉ lợng nớc tuyệt đối có trong đất mà là khả năng vận động của nớc trong đất.
Khả năng linh động của nớc trong đất quyết định bởi các lực liên kết của đất với nớc
mà nó có khả năng giữ nớc lại trong đất tức là phụ thuộc vào thế nớc của đất.
Thế nớc của đất là tổng hợp tất cả các lực giữ nớc trong đất nh lực cơ chất, lực
thẩm thấu, lực trọng trờng và lực quán tính hay nói cách khác thế nớc của đất là tổng
hợp tất cả các thế thành phần trong đất : thế cơ chất, thế chất tan, thế áp suất và thế trọng
lực và các thế năng khác (thế nhiệt độ, thế điện).
22


đất = m + s + p +z + ...
Thế cơ chất (m): là lực giữ nớc trong đất, gồm lực hấp phụ và lực mao dẫn. Trong
mọi trờng hợp, m 95% tổng thế nớc. Nó đợc xác định bằng lực hút dùng để triết rút

nớc khỏi đất và phụ thuộc vào tính chất cấu trúc của từng loại đất, do đó thế cơ chất của
đất có giá trị âm. Nói cách khác, m càng lớn thì thế nớc của đất càng thấp-càng âm
hơn, cây càng khó sử dụng nớc trong đất.
Thế chất tan (s): Phụ thuộc vào nồng độ chất tan trong đất. Nồng độ chất tan càng
lớn, thế chất tan càng nhỏ, nên thế nớc càng thấp. Thế chất tan làm giảm thế nớc của
dung dịch đất nên s cũng có giá trị âm. Nếu trong đất tồn tại một sự chênh lệch về nồng
độ chất tan giữa hai điểm thì nớc có khuynh hớng vận động từ điểm có nồng độ chất
tan thấp hơn đến điểm có nồng độ chất tan cao hơn. Thế cơ chất và thế chất tan là hai
thành phần quan trọng nhất của thế nớc trong đất. Song thế áp suất và thế trọng lực cũng
đóng vai trò nhất định dới các điều kiện nào đó.
Thế áp suất (p): do áp suất không khí và áp suất nớc trong đất tạo ra. Nếu trị số của
chúng từ 0 đến giá trị dơng nhỏ nhất, có tác dụng làm tăng thế nớc của đất. ở đất
thoáng khí thì trị số áp suất không khí giữa các điểm trong đất không có sự khác nhau rõ
ràng. ở đất có tầng giữ nớc hay đợc tới nớc có thể có trị số áp suất nớc giữa hai hay
nhiều điểm trong đất. áp suất nớc chỉ có thế tồn tại dới các điều kiện đất bảo hoà
nớc.
Thế trọng lực (z): là do sự chênh lệch về độ cao của mức nớc trong đất tạo ra. Do
đó thế trọng lực khi dơng hoặc âm, phụ thuộc vào vị trí của điểm nghiên cứu so với điểm
chuẩn. Thế trọng lực xảy ra khi tới nớc hay ma.
Nh vậy, dựa vào giá trị của thế nớc đất ở các vùng khác nhau có thể xác định đợc
hớng vận động của nớc trong đất. Chẳng hạn, nớc mao dẫn ở độ sâu 30cm có thế nớc
-1,5 ba sẽ di chuyển đến lớp đất sát mặt đất khô hơn có thế nớc -10ba. Một tầng đất gồm
nhiều lớp đất có hàm lợng nớc nh nhau, nhng có một phần đất chứa hàm lợng muối
lớn hơn phần kia thì nớc sẽ di chuyển về phía có hàm lợng muối cao hơn (có thế nớc
tổng số thấp hơn). Vậy, nớc luôn vận chuyển từ nơi có thế nớc cao hơn đến nơi có thế
nớc thấp hơn.
Khi đất mất nớc thì thế nớc của đất giảm và nếu thế nớc của đất nhỏ hơn thế nớc
của rễ thì rễ cây hoàn toàn không hấp thụ đợc nớc. Độ mặn của đất tăng thì thế nớc
cũng giảm vì trị số thẩm thấu của dung dịch đất tăng lên. Đất sét có thế nớc bé hơn đất

23


cát và khả năng giữ nớc lớn hơn nhng nớc còn lại trong đất nhiều ở dạng liên kết
không thuận lợi cho cây hấp thu. Để nớc xâm nhập vào cây thì cây phải lớn hơn đất và
thế nớc của rễ cây đóng vai trò quan trọng trong quá trình đa nớc vào cây.
Đất có thể xem nh một cơ chất có khả năng dự trữ nớc. Chỉ có nớc dự trữ trong
vùng rễ cây thì cây mới có thể sử dụng đợc để bốc thoát hơi nớc và xây dựng nên cơ
thể của chúng. Khi nớc đầy đủ trong vùng rễ cây thì mới có thể đáp ứng đợc nhu cầu
nớc hàng ngày cho sinh trởng và phát triển. Khi cây trồng tiếp tục sử dụng nớc mà sự
cung cấp nớc trong đất lại bị giảm, cây trồng ngừng sinh trởng và héo. Vậy thì ở giới
hạn ẩm độ nào cây trồng hút đợc nớc thuận lợi và dễ dàng nhất ?.
5.2 - Phạm vi độ ẩm đất và việc sử dụng nớc của cây trồng

5.2.1 - Độ ẩm bảo hoà
Độ ẩm bảo hoà là độ ẩm mà tại đó tất cả các khe hở đất chứa không khí đợc thay thế
bởi nớc. Độ ẩm bảo hoà còn gọi là khả năng giữ nớc tối đa của đất hay là giới hạn trên
mà đất có thể chứa đợc. Sức hút nớc của đất ở độ ẩm bảo hòa gần bằng 0. Tại độ ẩm
bảo hòa, đối với cây trồng cạn sẽ không thích hợp cho sự hút nớc vì đất thiếu không khí,
rễ ngừng hô hấp. Giới hạn độ ẩm đất có thể mô tả ở hình 6.
5.2.2 - Độ ẩm đồng ruộng
Độ ẩm đồng ruộng là độ ẩm đợc đất giữ ở thế nớc dới - 0.1 ba. ở thế nớc này các
phân tử nớc rất linh động nên rất dễ dàng xâm nhập vào rễ cây.
Độ ẩm đồng ruộng là khả năng chứa
nớc lớn nhất của đất. Tại độ ẩm
đồng ruộng các khe hở lớn chứa đầy
không khí còn các khe hở nhỏ thì
chứa nớc. Độ ẩm đồng ruộng phụ
thuộc vào kích thớc của hạt đất.
Kích thớc của hạt đất càng bé, với

hàm lợng keo và chất hữu cơ cao
thì khả năng chứa độ ẩm đồng ruộng
càng lớn và ngợc lại. Vậy, khả
năng chứa ẩm đồng ruộng của đất
sét lớn nhất và đất cát là nhỏ nhất.

Hình 5. Tốc độ đạt đến độ ẩm đồng

Trị số độ ẩm đồng ruộng đợc sử

ruộng của 2 loại đất sau khi

dụng để xác định lợng nớc cần

ngừng tới hoặc ngừng ma.

24


phải tới bổ sung và lợng nớc sẵn có cần đợc trữ lại trong đất cho cây. Độ ẩm đồng
ruộng là giới hạn trên của độ ẩm hữu hiệu cho cây sau khi ngừng tới. Độ ẩm đồng ruộng
gần bằng với lợng nớc trong đất sau khi đất hoàn toàn bảo hòa, chảy hết nớc trọng lực
linh động, thờng 1 hoặc 2 ngày sau khi ma. Độ ẩm đồng ruộng trên thực tế chỉ tồn tại
sau khi kết thúc tới hay ma vì lợng nớc thừa tiếp tục thấm xuống tầng đất dới, còn
nớc ở các lớp đất mặt đất bị bốc hơi và thoát hơi nớc của cây. Việc xác định khi nào
các lớp đất trong tầng đất nuôi cây đạt đến một độ ẩm đồng ruộng trung bình là rất khó
chính xác.
Tốc độ đạt đến độ ẩm đồng ruộng đối với đất sét chậm hơn so với đất cát. ở đất có
thành phần cơ giới nhẹ sự thấm nớc nhanh hơn đất nặng. Hình 5 biểu thị tốc độ đạt đến
độ ẩm đồng ruộng của 2 loại đất điển hình khi bảo hòa nớc, với giả thiết không có sự

bốc hơi hay lợng nớc bị mất đi bởi sự hút của cây trong thời gian quan sát.
5.2.3 - Độ ẩm cây héo
Độ ẩm cây héo là độ ẩm đợc đất giữ lại ở thế nớc nhỏ hơn -15 ba. ở thế nớc này
nớc trong đất bị giữ chặt đến nỗi cây không thể hấp thu đợc để đáp ứng nhu cầu nớc
cho cây. Giá trị độ ẩm cây héo đợc sử dụng để xác định thời điểm bắt đầu tới nớc cho
cây, là giới hạn dới của độ ẩm hữu hiệu.
Lợng nớc còn lại trong đất mà cây không thể sử dụng đợc và bị héo thì gọi là hệ số
héo của đất (bảng 1). Các loại đất khác nhau có trị số hệ số héo khác nhau. Đất càng nhẹ
thì hệ số héo càng thấp, lợng nớc dùng đợc nhiều nhng vì hàm lợng nớc tổng số
thấp nên lợng nớc cây sử dụng đợc ít hơn đất nặng. Đất chặt tuy hàm lợng nớc vô
hiệu nhiều nhng nớc tổng số nhiều nên cây sử dụng đợc cũng nhiều.
Trên cùng một loại đất, các cây trồng khác nhau có hệ số héo không có sự sai khác
đáng kể, nhng một cây trồng đợc trồng trên các loại đất khác nhau thì hệ số héo của
chúng rất khác nhau. Vì vậy ứng với mỗi loại đất đối với một cây trồng có một hệ số héo.
Độ ẩm đồng ruộng và độ ẩm cây héo thờng đợc sử dụng để đánh giá trạng thái nớc
trong đất. Ngời ta biết rất rõ, cùng một lợng nớc tới không thể tới cho tất cả các loại
đất đều đạt đến độ ẩm đồng ruộng. Do trị số độ ẩm đồng ruộng của mỗi loại đất khác
nhau. Trên một loại đất các cây trồng khác nhau có độ ẩm cây héo khác nhau. Một số cây
trồng bị héo khi trị số độ ẩm cây héo lớn, một số khác chỉ bị héo khi trị số độ ẩm cây héo
rất nhỏ. Tuy nhiên về quan điểm năng suất cây trồng, độ ẩm cây héo rất quan trọng. Vì
khi độ ẩm này xảy ra vào một số thời kỳ sinh trởng mạnh mẽ của cây thì cây sẽ bị tổn

25