Tranh luận về yếu tố giới hạn của Blackman
Thanh Uyên Ι 10.2021
Trước khi có sự tồn tại của giả thuyết Blackman, các nhà nghiên cứu chỉ tập trung vào điều kiện quang hợp tối ưu. Ví dụ, họ nhận thấy nồng độ CO2 tối ưu cho hoạt động quang hợp ở cây cao hơn khi cây đó sinh trưởng ở cường độ ánh cao so với khi cây đó sinh trưởng ở cường độ ánh sáng thấp.
Sự ra đời của yếu tố giới hạn đã giúp nghiên cứu các tác động riêng lẻ đến tốc độ quang hợp ở 3 mức độ: tối thiểu, tối ưu và tối đa.
Biểu đồ mô tả Yếu tố giới hạn của Blackman
Giả sử một chiếc lá tiếp xúc với ánh sáng ở một cường độ nhất định là 5mg CO2/giờ. Nếu chỉ có 1mg CO2 đi vào lá trong một giờ, tốc độ quang hợp sẽ bị hạn chế do yếu tố CO2. Tuy nhiên, nếu tăng nồng độ CO2 từ 1mg/giờ lên 5mg/giờ thì tốc độ quang hợp cũng tăng lên dọc theo đường AB.
Tuy vậy, nếu tiếp tục tăng nồng độ CO2 lên mức cao hơn 5mg/giờ thì tốc độ quang hợp vẫn không thay đổi dọc theo đường BC bởi vì lúc này cường độ ánh sáng yếu đã trở thành yếu tố giới hạn.
Lúc này, nếu muốn tốc độ quang hợp tiếp tục tăng theo đường BD, bắt buộc phải tăng cường độ ánh sáng lên mức trung bình. Tại điểm D, một lần nữa cường độ ánh sáng lại trở thành yếu tố giới hạn và tốc độ quang hợp sẽ lại trở nên không đổi dọc theo đường DE.
Theo cách tương tự, ở cường độ ánh sáng cao hơn, sự gia tăng nồng độ CO2 sẽ tiếp tục làm tăng tốc độ quang hợp dọc theo đường DF cho đến khi cường độ ánh sáng lại trở thành yếu tố giới hạn và tốc độ quang hợp lúc này lại trở nên không đổi dọc theo đường FG.
Như vậy, có thể thấy rằng không thể cứ tăng tốc độ quang hợp bằng cách tăng một yếu tố duy nhất: ánh sáng, carbon dioxide CO2 hay có thể là bất kỳ yếu tố nào khác liên quan đến hoạt động này. Các yếu tố khác cũng cần phải được tăng lên ở một tỷ lệ phù hợp nhằm đạt được hiệu quả tương ứng. Và trong thực tế trồng trọt, bất cứ yếu tố nào cũng có thể là yếu tố giới hạn.
Giả thuyết về yếu tố giới hạn của Blackman gặp phải một số tranh cãi nhất định từ các nhà khoa học khác. Tuy đồng ý về vai trò của yếu tố giới hạn nhưng họ cho rằng tốc độ quang hợp giảm dần chứ không đột ngột khi có một yếu tố nào đó trở nên hạn chế. Rõ ràng điều này hoàn toàn có thể hiểu được bởi trong thực tế hoạt động quang hợp xảy ra ở các lá khác nhau, có cấu tạo và nằm ở những vị trí khác nhau trên cây nên sự tương tác với các yếu tố môi trường khác là hoàn toàn có thể xảy ra, chưa kể tốc độ quang hợp được tính trên các lá riêng rẻ hay cả cây là phụ thuộc vào mục đích của người nghiên cứu.
(Tác giả: Thanh Uyên)
