Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến hô hấp

I. NHIỆT ĐỘ

- Hô hấp bao gồm các phản ứng hóa học với sự xúc tác của các enzim. Mà hoạt động của enzim phụ thuộc vào nhiệt độ.

* Giới hạn nhiệt độ của hô hấp:

  • Nhiệt độ tối thiểu (0oC → 10oC): Là nhiệt độ mà cây bắt đầu của biểu hiện hô hấp. Nhiệt độ tối thấp còn tùy thuộc vào loài cây ở các vụng sinh thái khác nhau
  • Nhiệt độ tối ưu (30oC → 35oC): Là nhiệt độ mà cường độ hô hấp đạt giá trị cao nhất
  • Nhiệt độ tối đa (40oC → 45oC), ở nhiệt độ quá cao thì protein bị biến tính, cấu trúc của nguyên sinh chất bị phá hủy, cây chết.

- Khi nhiệt độ tăng thì cường độ hô hấp tăng đến giới hạn chịu đựng của cây.

- Sự phụ thuộc của hô hấp vào nhiệt độ tuân theo định luật Van –Hop: Q10 = 2 _ 3 (tăng nhiệt độ thêm 100C thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2 _ 3 lần).

II. HÀM LƯỢNG NƯỚC

* Vai trò của nước đối với hô hấp

  • Nước là dung môi, là môi trường cho các phản ứng hóa sinh xảy ra trong hô hấp
  • Tham gia trực tiếp vào quá trình oxi hóa nguyên liệu hô hấp

* Hàm lượng nước và cường độ hô hấp:

  • Cường độ hô hấp tỷ lệ thuận với hàm lượng nước của cơ thể, cơ quan hô hấp. Hàm lượng nước trong cơ quan hô hấp càng cao thì cường độ hô hấp càng cao và ngược lại
  • Đối với các cơ quan ở trạng thái ngủ (hạt), tăng lượng nước thì hô hấp tăng.

III. NỒNG ĐỘ O2 VÀ CO2

* Cơ sở khoa hoc:

+ Oxi tham gia trực tiếp vào oxi hóa các chất hữu cơ trong hô hấp

+ Oxi là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi chuyền điện tử, sau đó hình thành nước

+ CO2 là sản phẩm của quá trình hô hấp

+ Các phản ứng giải phóng CO2 vào không khí là các phản ứng thuận nghịch

+ Khi hàm lượng CO2 trong mối trường cao thì phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch và ngược lại.

* Ảnh hưởng của nồng độ O2

Khi nồng độ O2 trong không khí giảm xuống dưới 10% thì hô hấp sẽ bị ảnh hưởng và khi giảm xuống 5% thi cây chuyển sang phân giải kị khí → bất lợi cho cây trồng.

* Ảnh hưởng của nồng độ CO2

Trong môi trường, nồng độ COcao hơn 40% làm hô hấp bị ức chế.

IV. HỆ SỐ HÔ HẤP

- Khái niệm: Hệ số hô hấp (RQ) là tỷ số giữa số phân tử CO2 thải ra và số phân tử O2 lấy vào khi hô hấp → Dựa vào RQ có thể xác định nguyên liệu của quá trình hô hấp:

+ RQ =1 → nguyên liệu hô hấp là nhóm cacbohydrat

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O  (RQ =1)

+ RQ < 1 nguyên liệu hô hấp là lipit, prôtêin

2C3H8O3 (glixerin) + 7O2 → 6CO2 + 8H2O     (RQ = 0,86)

C18H36O6 (Axit stearic)+ 26O2 → 18CO2 + 18H2O   (RQ= 0,69)

+ RQ >1 → nguyên liệu hô hấp là các axit hữu cơ

2C2H2O4  (Axit oxalic)+ O2 → 4CO2 + 2H2O   (RQ = 4)

- Ý nghĩa: Nhờ hệ số hô hấp ngoài việc biết nguyên liệu đang hô hấp là nhóm chất nào còn qua đó có thể đánh giá tình trạng hô hấp của cây. Giúp đưa ra các quyết định, biện pháp bảo quản nông sản và chăm sóc cây trồng

V. HÔ HẤP VÀ VẤN ĐỀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN

1. Mục tiêu của bảo quản

Giữ được đến mức tối đa số lượng và chất lượng của đối tượng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản

2. Hậu quả của hô hấp đối với quá trình bảo quản nông sản

+ Hô hấp làm tiêu hoa chất hữu cơ của đối tượng bảo quản, do đó làm giảm số lượng và chất lượng trong quá trình bảo quản

+ Hô hấp làm tăng nhiệt độ của môi trường bảo quản, do đó làm tăng cường độ hô hấp của chất cần bảo quản

+ Hô hấp làm tăng dộ ẩm của đối tượng cần bảo quản, do đó làm tăng cường độ hô hấp của chất cần bảo quản

+ Hô hấp làm thay đổi thành phần khí trong môi trường bảo quản: Khi hô hấp tăng → O2 giảm, CO2 tăng và khi O2 giảm quá mức, CO2 tăng quá mức thì hô hấp của đôi tượng cần bảo quản chuyên sang phân giải kị khí

3. Các biện pháp bảo quản

* Bảo quản khô: áp dụng với các loại hạt trong kho lớn

* Bảo quản lạnh: áp dụng với các loại thực phẩm, rau quả

* Bảo quản trong điều kiện nồng độ CO2 cao: Đây là phương pháp bảo quản hiện đại và cho hiệu quả cao, thường sử dụng các kho kín có nồng độ CO2 thích hợp với từng loại thực phẩm hay đơn giản là trong các túi PE. 

Luyện bài tập vận dụng tại đây!