Hiểu về sinh lý học cây cơ bản

Sinh lý học cây là nền tảng quan trọng để bạn có thể chăm sóc cây trồng một cách khoa học và hiệu quả. Khi hiểu được cách cây hoạt động, bạn có thể đưa ra quyết định chính xác về tưới nước, bón phân, cắt tỉa và phòng trị bệnh. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu sâu về các quá trình sinh lý cơ bản diễn ra trong cây.

Cấu trúc và hệ thống vận chuyển trong cây

Cây trồng phát triển nhờ một hệ thống vận chuyển phức tạp, giúp di chuyển nước, khoáng chất và các chất dinh dưỡng từ rễ lên lá và ngược lại. Hệ thống này bao gồm hai mô dẫn chính: mô gỗ (xylem) và mô libe (phloem).

Mô gỗ (Xylem) – Con đường vận chuyển nước và khoáng chất

Mô gỗ là một hệ thống ống dẫn không sống, có nhiệm vụ vận chuyển nước và khoáng chất từ rễ lên các bộ phận khác của cây. Đặc điểm quan trọng của mô gỗ bao gồm:

• Hình thành từ các tế bào chết đã mất vách ngăn cuối, tạo thành một ống rỗng liên tục
• Được củng cố bằng lignin (một loại hóa chất tự nhiên), tạo nên độ cứng và sức mạnh cho thân cây
• Vận chuyển nước theo cơ chế vật lý, không cần năng lượng
• Quá trình di chuyển của nước từ rễ đến lá diễn ra thông qua hiện tượng mao dẫn và sức hút do thoát hơi nước ở lá

Ví dụ thực tế: Khi bạn trồng một cây xoài tại Việt Nam, mô gỗ giúp nước từ đất được hút lên lá, ngay cả khi cây cao 10-15 mét. Đây là lý do tại sao việc tưới đủ nước cho vùng rễ rất quan trọng, đặc biệt trong mùa khô tại miền Trung và Nam Việt Nam, khi nhiệt độ có thể lên đến 35-40°C.

Mô libe (Phloem) – Con đường vận chuyển chất dinh dưỡng

Mô libe đảm nhiệm việc vận chuyển các chất dinh dưỡng, chủ yếu là đường saccharose, từ nơi sản xuất (thường là lá) đến các bộ phận khác của cây để nuôi dưỡng, phát triển và dự trữ. Đặc điểm của mô libe:

• Bao gồm các tế bào sống (khác với mô gỗ)
• Có cấu trúc gồm tế bào sàng và tế bào kèm
• Vận chuyển dinh dưỡng cả lên và xuống (hai chiều)
• Quá trình vận chuyển cần năng lượng, được cung cấp bởi các tế bào kèm1

Hướng dẫn thực tiễn: Khi bón phân cho cây ăn quả như vú sữa hay sầu riêng, hãy chú ý thời điểm bón phân. Bón phân đúng lúc (thường sau khi thu hoạch và trước khi ra hoa) sẽ giúp mô libe vận chuyển dinh dưỡng hiệu quả, cải thiện năng suất. Ví dụ, cây sầu riêng tại Tây Nguyên cần được bón phân đạm và kali vào đầu mùa mưa để đảm bảo mô libe có thể vận chuyển dưỡng chất đến quả hiệu quả.

Các bộ phận chính của cây và chức năng

Rễ: Không chỉ là cơ quan hút nước và khoáng chất, rễ còn có chức năng neo giữ cây, dự trữ dinh dưỡng và hô hấp. Rễ cần oxy từ không khí trong đất, vì vậy việc đảm bảo đất tơi xốp rất quan trọng.

Thân: Làm nhiệm vụ nâng đỡ toàn bộ cây, chứa hệ thống mạch dẫn và đôi khi còn là nơi dự trữ dinh dưỡng. Thân cây còn giúp cây cạnh tranh ánh sáng và thích nghi với môi trường sống.

Lá: Là cơ quan quang hợp chính, nơi diễn ra quá trình sản xuất thức ăn cho cây. Lá cũng là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí thông qua các lỗ khí (khí khổng).

Ứng dụng thực tế: Khi trồng rau tại Việt Nam, việc hiểu về chức năng của từng bộ phận cây sẽ giúp bạn chăm sóc hiệu quả. Ví dụ, với cây cà chua giống FM29 (phổ biến tại Việt Nam), chu kỳ sinh trưởng kéo dài 140-160 ngày và có thể đạt năng suất 50 tấn/ha (tương đương 5 kg/m²). Để đạt được năng suất này, cần đảm bảo hệ thống rễ khỏe mạnh, thân được nâng đỡ đúng cách, và lá đủ ánh sáng để quang hợp.

Quá trình quang hợp và hô hấp ở cây

Quang hợp – Quá trình sản xuất thức ăn

Quang hợp là quá trình cây sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời, carbon dioxide (CO₂) từ không khí và nước để tạo ra glucose (đường) và oxy. Quá trình này diễn ra chủ yếu ở lá, nơi có nhiều lục lạp chứa chất diệp lục (chlorophyll) mang màu xanh lá.

Phản ứng cơ bản: Carbon dioxide + Nước + Năng lượng ánh sáng → Glucose + Oxy

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quang hợp:

• Cường độ ánh sáng: Cây cần đủ ánh sáng để quang hợp hiệu quả
• Nồng độ CO₂: Lượng carbon dioxide có sẵn trong không khí
• Nhiệt độ: Mỗi loài cây có nhiệt độ tối ưu khác nhau cho quang hợp
• Lượng nước: Cần đủ nước để tham gia vào phản ứng
• Diệp lục: Quyết định khả năng hấp thụ ánh sáng của cây

Ứng dụng thực tiễn: Tại Việt Nam, vùng có ánh sáng mạnh như Tây Nguyên thường là nơi lý tưởng để trồng các cây cần nhiều ánh sáng như cà phê, hồ tiêu. Ngược lại, các vùng như Đà Lạt, Sapa hoặc Mộc Châu với khí hậu mát mẻ hơn lại phù hợp để trồng rau trong điều kiện “trái vụ”, vì nhiệt độ ôn hòa giúp cây quang hợp hiệu quả mà không bị stress nhiệt.

Hô hấp – Quá trình lấy năng lượng từ thức ăn

Tương tự như con người, cây cũng cần “thở” để sống. Hô hấp là quá trình cây phân giải đường (glucose) thành carbon dioxide, nước và năng lượng. Quá trình này diễn ra ở tất cả các tế bào sống của cây, cả ngày lẫn đêm.

Phản ứng cơ bản: Glucose + Oxy → Carbon dioxide + Nước + Năng lượng

Điểm khác biệt quan trọng:

• Ban ngày: Cây vừa quang hợp vừa hô hấp, nhưng lượng oxy sản sinh ra từ quang hợp lớn hơn lượng oxy tiêu thụ trong hô hấp
• Ban đêm: Chỉ có hô hấp diễn ra, cây hấp thụ oxy và thải ra carbon dioxide

Ứng dụng thực tế: Tại các nhà kính trồng rau ở Đà Lạt, nông dân thường đảm bảo thông gió tốt vào ban đêm để cây có đủ oxy cho quá trình hô hấp, đặc biệt là trong những đêm ẩm ướt khi hệ thống nhà kính đóng kín.

Trao đổi khí qua lá

Cây trao đổi khí với môi trường qua các lỗ khí (khí khổng) trên lá. Những lỗ nhỏ này chủ yếu nằm ở mặt dưới của lá để tránh ánh nắng mạnh và bụi bẩn. Ngoài việc cho phép khí đi vào và ra, khí khổng còn kiểm soát sự mất nước của cây:

• Khi đất khô, rễ gửi tín hiệu hóa học đến lá, khiến các tế bào bảo vệ đóng khí khổng lại, ngăn hơi nước thoát ra
• Khi khí khổng đóng, sự trao đổi khí cũng giảm, ảnh hưởng đến quang hợp, hô hấp và sự phát triển của cây

Hướng dẫn thực tiễn: Để cây không bị stress do thiếu nước, hãy:

• Bổ sung chất hữu cơ vào đất trước khi trồng để giữ nước tốt hơn
• Phủ gốc để giảm mất ẩm
• Chú ý tưới nước đúng cách trong thời kỳ khô hạn

Chu kỳ sinh trưởng theo mùa của cây tại Việt Nam

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa đa dạng, tạo nên các chu kỳ sinh trưởng khác nhau ở các vùng miền:

Miền Bắc Việt Nam

Miền Bắc có hai mùa chính:

• Mùa nóng: Từ tháng 4 đến tháng 9, nhiệt độ cao và lượng mưa lớn
• Mùa lạnh: Từ tháng 10 đến tháng 3, nhiệt độ thấp hơn và khô ráo hơn

Thời vụ trồng trọt chính: Đông Xuân (từ tháng 11-12 đến tháng 3-4) và Xuân Hè (từ tháng 3-4 đến tháng 6-7).

Ví dụ thực tế: Tại đồng bằng sông Hồng (166.000 ha rau), người nông dân thường trồng các loại rau họ Brassicaceae như bắp cải, su hào, cải bẹ vào vụ Đông Xuân khi nhiệt độ mát mẻ phù hợp cho sự phát triển của những cây này.

Miền Trung và Nam Việt Nam

Có nhiệt độ cao quanh năm, cây trồng có thể phát triển gần như liên tục. Tại đồng bằng sông Cửu Long (222.000 ha rau), người nông dân có thể trồng rau quanh năm nhưng phải chú ý đến yếu tố mùa mưa (tháng 5-10) và mùa khô (tháng 11-4).

Vùng trồng trái vụ

Các vùng có vi khí hậu đặc biệt như Đà Lạt, Sapa, Mộc Châu có thể sản xuất rau trái vụ, cung cấp rau khi các vùng khác không thể canh tác. Đây là lợi thế cạnh tranh lớn khi:

• Sử dụng giống cây chịu nhiệt
• Áp dụng kỹ thuật ghép cây con (cà chua, dưa hấu)
• Sử dụng hormone thực vật tăng tỷ lệ đậu quả
• Trồng trong nhà lưới hoặc màng phủ

Ứng dụng thực tế: Tại Đà Lạt, cà chua có thể được trồng quanh năm nhờ nhiệt độ mát mẻ, trong khi tại đồng bằng sông Hồng, cà chua chỉ được trồng vào vụ Đông Xuân. Kỹ thuật này cho phép cung cấp rau quanh năm cho thị trường Việt Nam.

Hiểu rõ sinh lý học cây cơ bản sẽ giúp bạn trở thành người chăm sóc cây chuyên nghiệp, biết cách tối ưu hóa điều kiện để cây phát triển khỏe mạnh. Với kiến thức này, bạn có thể đưa ra quyết định đúng đắn về thời điểm và cách thức tưới nước, bón phân, cắt tỉa cũng như nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường để có biện pháp xử lý kịp thời. Đặc biệt trong điều kiện khí hậu đa dạng của Việt Nam, việc nắm vững các nguyên lý sinh lý học cây là chìa khóa để đạt được thành công trong việc chăm sóc và phát triển cây trồng.