Chỉ số diện tích lá là gì?
Thanh Uyên Ι 11.2021
Ở cây, lá là cơ quan chính diễn ra hoạt động quang hợp, tổng hợp năng lượng và sản xuất ra các chất hữu cơ được xem là nguồn thức ăn cho chính nó và cho các loài sinh vật khác. Vì vậy, các nghiên cứu về chức năng quang hợp phần lớn đều tập trung vào bộ lá hay tán lá để xem xét tính hiệu quả của hoạt động này. Tuy nhiên, bởi vì tán lá khá đa dạng về kích cỡ và hình dáng giữa các loại cây trồng ở các điều kiện sống khác nhau, người ta phải tìm ra một tiêu chuẩn chung để thể hiện được vai trò này của tán lá.
Trong nông-lâm nghiệp, tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến nhất là chỉ số diện tích lá LAI (Leaf Area Index). LAI được dùng để mô tả cấu trúc của một tán lá cây. Tuy nhiên, đối với nhiều người đây có thể là một khái niệm còn mới lạ. Vì vậy, trong phạm vi bài viết này, hãy cùng tìm hiểu một vài nét chính về chỉ số LAI cũng như mối liên hệ của nó đối với chức năng quang hợp ở cây.
Cách tính chỉ số diện tích lá LAI
Định nghĩa
Đầu tiên, cần phải hiểu rằng chỉ số diện tích lá không phải là một đơn vị tính, nó không có đơn vị. LAI chỉ đơn giản là cho biết tỷ lệ giữa tổng diện tích một mặt lá của tất cả các lá trên một đơn vị diện tích bề mặt. Cụ thể, để biết chỉ số LAI trong phạm vi tán lá rộng 1m2 có tổng cộng 250 lá lớn nhỏ, người ta lấy tổng diện tích một mặt của tất cả 250 lá rồi chia cho 1. Như vậy, với tổng diện tích của 250 lá là 5 m2, chỉ số LAI sẽ là 5:1 = 5.
Tiếp đến, cần phải nhớ rằng bản thân chỉ số LAI, một mình nó, không phải là một yếu tố kiểm soát chức năng quang hợp của cây, qua đó kiểm soát năng suất hay chất lượng cây trồng như nhiều người lầm tưởng. Nó chỉ đơn giản là cho thấy tính hiệu quả hay tiềm năng của hoạt động quang hợp trong một điều kiện canh tác nhất định. Nói rõ hơn, nó cần phải được xem như là một phương tiện hơn là một yếu tố liên quan trực tiếp đến chức năng quang hợp. Yếu tố ảnh hưởng đến quang hợp bao gồm ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, nước và lượng khí carbon dioxide CO2.
Sự thay đổi của Chỉ số diện tích lá
Về mặt lý thuyết, chỉ số LAI càng cao, tương ứng với sự hiện diện của nhiều lá, khả năng quang hợp của cây càng cao, sự gia tăng sinh khối càng lớn và dĩ nhiên, kèm theo là sự gia tăng chất lượng và năng suất sản phẩm. Đây có phải là một suy luận mang tính thực tiễn?
Trong tự nhiên, chỉ số LAI khá thay đổi. Chúng tùy thuộc vào loại cây trồng, vị trí địa lý, điều kiện thời tiết và cả phương pháp canh tác. Các loại cây sa mạc sống ở vùng khí hậu nắng nóng, oi bức, ẩm độ thấp, thường có diện tích lá khá nhỏ. Vì vậy, chỉ số LAI của chúng khá thấp, đôi khi dưới 1. Trong khi đó, cây ở các rừng nhiệt đới nơi có ẩm độ cao, ánh sáng dồi dào và mật độ rậm rạp, nhiều tầng tán, con số này có thể cao hơn 10. Chỉ số LAI, do vậy, được xem là một thước đo hữu ích trong việc mô tả tán cây và sự sinh trưởng của chúng ở các điều kiện sống khác nhau.
Xét trên một đơn vị cây riêng rẻ, chỉ số LAI thay đổi theo vòng đời sinh trưởng, càng lớn chỉ số này càng cao. Chính vì vậy, trong sản xuất nông nghiệp, người ta thường tham khảo chỉ số này để có một cái nhìn tổng quát về khả năng đồng hóa và sức sinh trưởng của một vụ mùa cụ thể, từ khả năng bốc thoát hơi nước, điều hòa nhiệt độ tán lá, đến hoạt động quang hợp gia tăng sinh khối. Ngày càng có nhiều nghiên cứu và ứng dụng hướng về việc điều khiển chỉ số LAI của cây trồng để gián tiếp điều khiển chất lượng và gia tăng năng suất.
Càng lớn cây càng có nhiều lá, tương ứng với sự thay đổi của chỉ số LAI
Chỉ số diện tích lá và hiệu quả sản xuất
Tuy nhiên, quay trở lại câu hỏi nêu trên, mối quan hệ giữa LAI và năng suất, trên thực tế không đơn giản như vậy. Ở các loại rau ăn lá như xà lách, bó xôi, chẳng hạn, chỉ số LAI cao thường sẽ tương ứng với sự gia tăng năng suất. Tuy nhiên, điều này có thể đúng mà cũng có thể sai đối với các loại cây phát triển tầng tán như một số loại hoa cắt cành hay các loại rau ăn trái như cà chua, ớt, dưa leo… và điều này cũng xảy ra tương tự ở các loại cây ăn quả.
Khi cây còn nhỏ, ví dụ như cam chanh, tăng chỉ số LAI làm gia tăng năng suất. Nhưng nếu tán lá trở nên quá dày và rậm rạp, ngăn chặn sự xâm nhập của ánh sáng của các lá và hoa trái nằm sâu bên trong, năng suất chẳng những không được cải thiện mà chất lượng trái cũng giảm dần. Việc giảm hay tăng chỉ số LAI trong một vụ trồng, do vậy, còn tùy thuộc vào độ tuổi và điều kiện khí hậu.
Trường hợp ở rau như cà chua, chẳng hạn, quang hợp cao thường đi kèm với sản lượng tốt. Do đó, người trồng có xu hướng giữ chỉ số LAI ở mức cao. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải duy trì chỉ số LAI ở mức tối ưu trong điều kiện trồng sẵn có, bởi vì vượt quá ngưỡng này chẳng những năng suất sẽ không được cải thiện mà cây còn có xu hướng phát triển chệch hướng, ra nhiều lá hơn là hoa. Sản phẩm đồng hóa trong cây tuy nhiều nhưng lại không được chuyển đến nơi cần thiết: trái thu hoạch.
Ngoài ra, nghiên cứu trên các loại cây ngũ cốc cũng cho thấy mối quan hệ phức tạp giữa chỉ số LAI và năng suất. Gia tăng chỉ số LAI có thể giúp gia tăng sinh khối, qua đó cải thiện năng suất cuối cùng. Tuy nhiên, điều này đôi khi cũng đồng nghĩa với việc gia tăng hoạt động hô hấp (tiêu xài phần năng lượng được tạo ra từ quang hợp). Và do vậy, tăng LAI lại làm giảm năng suất.
Vì lý do này, nên xem xét chỉ số LAI như là một phương tiện để đánh giá khả năng tương tác giữa hoạt động quang hợp và các yếu tố ảnh hưởng lên nó. Qua đó có sự điều chỉnh phù hợp nhằm tăng hiệu quả ảnh hưởng của các yếu tố khác lên chức năng quang hợp, điển hình như ánh sáng và độ ẩm, hơn là chỉ đơn thuần tăng hay giảm chỉ số của chính nó.
Kỹ thuật chụp ảnh bán cầu để xác định chỉ số LAI
Cách đo Chỉ số LAI
Có 2 cách để đo chỉ số LAI: trực tiếp và gián tiếp. Tuy nhiên, sẽ khó để nói rằng cách nào thì tốt hơn. Lí do là vì nó còn tùy thuộc vào mục đích của nguời muốn đo.
Cách đo trực tiếp thường được thực hiện bằng cách đo đạc từng lá riêng lẻ hay thông qua máy quét diện tích lá. Kết quả thu được do vậy khá chính xác. Tuy nhiên, cách này thường tốn thời gian, công sức và có thể hơi khó thực hiện ở các loại cây cao to, cây thường xanh nơi có tán cây um tùm, rậm rạp nếu không muốn phá hủy tán lá của cây muốn đo.
Cách đo gián tiếp thường phải thông qua một yếu tố khác, như là độ truyền sáng hay khả năng tán xạ ánh sáng qua tán cây. Thông qua các dữ liệu này, các nhà khoa học sẽ suy ra chỉ số LAI. Cách này, tuy không cho kết quả chính xác bằng nhưng hiện được sử dụng phổ biến hơn do dễ thực hiện và nhanh chóng. Chụp ảnh bán cầu, đo độ truyền bức xạ hay khả năng tán xạ là một vài trong số các phương pháp phổ biến hiện nay.
Tùy theo nhu cầu sử dụng cũng như mức độ quan trọng của các thông số cần biết, một hay nhiều phương pháp kết hợp sẽ được sử dụng để đạt được độ chính xác cao.
(Tác giả: Thanh Uyên)
Tham khảo thêm về cách đo Chỉ số LAI tại đây:
https://petioleapp.com/the-ultimate-guide-to-leaf-area-index-for-beginners/
Để tìm hiểu thêm về nội dung bài viết cũng như được tư vấn về cách chăm sóc cây chuyên nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực rau quả – trồng cây trong giá thể và môi trường nhà kính, bạn có thể liên hệ qua email: vuoncaybama@gmail.com