CAM (Crassulacean Acid Metabolism)

Một nhóm thực vật lý thú cho việc trồng cây kiểng

                                                                                    Hai Quang sưu tập

            Đời sống con người ngày càng phát triển thì nhu cầu thưởng thức cái đẹp ngày càng cao. Chơi hoa kiểng là thú tiêu khiển rất thích hợp trong cuộc sống hiện nay do môi trường ngày càng bị ô nhiễm. Việc trồng hoa cảnh không đơn giản chỉ là cách trồng mà còn là một nghệ thuật, nó đòi hỏi kiến thức về cách trồng và khiếu thẩm mỹ trong việc thiết kế và tạo dáng

            Ở các thành phố đông đúc, không gian sống dành cho các gia đình khá chật hẹp, đặc biệt là các căn hộ chung cư. Việc trồng hoa kiểng giúp cảnh quan trở nên thoáng mát và trong lành hơn. Cây kiểng có thể trồng ở mọi nơi xung quanh không gian sống của chúng ta như trồng cây kiểng trong nhà, trên balcon, trên bàn làm việc, khung cửa sổ…Thiên nhiên luôn phung phú về các loại thực vật mà từ đó ta có thể lựa chọn chúng làm cây kiểng. Chỉ cần nguồn dinh dưỡng và một ít ánh sáng( đủ để cây quang hợp)  là ta có thể trồng một số loại cây kiểng.

            Vậy chúng ta có thể trồng cây trong phòng ngủ được không?

            Việc này cần phải cân nhắc vì đã có những sự cố chết người do ngộ độc khí Carbonic(CO2) do thực vật thải ra. Cũng như mọi sinh vật, cây xanh cũng thở ( hô hấp) bằng cách hấp thu khí oxy và thải ra khí carbonic vào ban ngày để quang hợp( đồng thời cây cũng hô hấp). Sự quang hợp giúp cây tạo chất hữu cơ để tăng trưởng và phát triển, sự hô hấp giúp oxy hóa chất hữu cơ tạo năng lượng cần cho các hoạt động sống của cây. Ban đêm chỉ có hô hấp thải ra khí carbonic( ít có thực vật nào có khả năng hấp thu khí carbonic vào ban đêm) Trong phòng ngủ vào ban đêm đóng kín cửa thì khí carbonic tích tụ càng nhiều.

            Vậy loại cây nào có thể hấp thu khí carbonic vào ban đêm do con người thở ra trong lúc ngủ?

            Câu trả lời là có và đó là loại cây CAM( Crassulacean Acid Metabolism : cơ chế biến dưỡng acid thuộc họ sống đời vì cây sống đời được biết đầu tiên có kiểu quang hợp này). Cây xanh có thể được phân biệt dựa vào cách mà chúng quang hợp gồm cây C3 cây C4 và cây CAM. Cây C3 hiện diện phổ biến khắp nơi và chiếm khoảng 80% tổng số loài thực vật, một số cây hoa kiểng điển hình loại này như hoa hướng dương, hoa sứ, hoa mai, hoa hồng. Cây C4 thường phân bố ở vùng nhiệt đới mưa và nắng nhiều.  Cây CAM chiếm khoảng 7% tổng số loài thực vật, loại cây này thường phân bố ở những vùng khí hậu khô nóng, ít mưa, độ ẩm thấp. Chúng thường có lớp cutin dày, lá tiêu giảm để tránh sự mất nước, thân mập, khí khẩu hiện diện với mật độ thấp và thường nằm sâu dưới khe huyệt. Với những đặc tính trên mà cây CAM có môi trường sống rất đặc trưng. Chúng có thể thích nghi theo cơ chế quang hợp tùy ý hay bắt buộc. Cây CAM quang hợp theo cơ chế tùy ý là cây quang hợp theo kiểu cây CAM hoặc là theo kiểu cây C3 và khi môi trường sống bất lợi: thiếu nước, khí hậu khô và nóng nhiều thì cây quang hợp theo cơ chế CAM. Trong phòng ngủ chật hẹp nhiều lúc ta quên tưới nước cho các chậu kiểng thuộc loại CAM sẽ tạo nên sự thiếu nước, đây cũng là điều kiện thích hợp để cây hoạt động theo kiểu CAM. Cây CAM bắt buộc chỉ quang hợp theo kiểu CAM nghĩa là các thực vật này chỉ hấp thu khí carbonic vào ban đêm. Thậm chí khi điều kiện quá khắc nghiệt, có một số cây CAM ngừng hoạt động tăng trưởng và đi vào trạng thái nghỉ( chỉ còn duy trì các hoạt động tối thiểu cần thiết cho sự sống) . Việt Nam là một nước nhiệt đới mưa nhiều nên cây CAM thường thấy là loại cây CAM tùy ý, chỉ có những vùng đặc biệt khô hạn như ở sa mạc thì cây CAM bắt buộc mới hiện diện nhiều.

            Vậy thực vật CAM hấp thu khí carbonic bằng cách nào?

            Các thực vật thông thường như cây C3, C4 thì chỉ vào lúc ban ngày chúng mới mở khí khẩu( các lổ nhỏ li ti hiện diện ở phiến lá giúp trao đổi nước ở dạng hơi) ở lá để trao đổi khí( thu carbonic) , còn ban đêm chúng đóng khẩu lai ngưng sự hấp thu khí carbonic. Ngược lại, cây CAM thì mở khí khẩu vào ban đêm để thu khí carbonic và tích trữ chúng trong không bào dưới dạng acid hữu cơ( acid malic). Sự mở khí khẩu xẩy ra từ chiều tối đến lúc gần sáng và lượng khí carbonic cũng gia tăng theo thời gian khí khẩu mở( lượng acid malic cao nhất vào lúc gần sáng). Vào sáng hôm sau khi mặt trời lên thì cây bắt đầu quang hợp để tạo chất hữu cơ, lúc này khí khẩu đóng lại để ngăn không cho khí carbonic thoát ra khỏi lá. Lượng khí car bonic mà cây dùng cho quang hợp lúc này là do các enzyme trong tế bào lá biến dưỡng acid malic tạo trở lại khí carbonic. Càng về chiều thì lượng acid malic càng giảm do khí carbonic được sử dụng gần hết cho quang hợp. Sự mở khẩu vào ban đêm giúp cây tránh được sự khô nóng của thời tiết ban ngày.

            Các loại cây và một số cơ chế hoạt động :

            Sơ đồ chỉ sự đóng mở khí khẩu để hấp thu khí CO2

            Một số loại cây CAM được biết hiện nay như xương rồng( họ Cactaceae), dứa ( họ Bromeliaceae),  sống đời( họ Crassulaceae) , nha đam(họ Liliaceae), một số cây thuộc họ lan Orchidaceae và họ thiên lý Asclepiadaceae.

            Khí khẩu lá cây CAM thường có lớp cutin dày, phòng dưới khẩu lớn để tập trung nhiều khí khi trao đổi, tế bào khẩu nằm sâu dưới khe huyệt.

            Ta thấy với điều kiện trong nhà lưới mát mẽ và nước tưới được cung cấp thường xuyên thì cây sẽ hoạt động với cơ chế khác với cây đặt ngoài trời không được tưới nước đầy đủ và nắng nhiều. Nồng độ acid hữu cơ ít biến đổi khi trồng trong nhà lưới, trong khi cây trồng ngoài trời có sự biến đổi mạnh. Nồng độ acid hữu cơ ở lá cây CAM biến thiên mạnh tùy thuộc vào điều kiện môi trường trong khi ở cây C3 và C4 thì không có đặc tính này. Cơ chế ở cây CAM túy ý thể hiện đặc tính thích nghi đặc sắc của thực vật đối với môi trường sống

            Qua khảo sát ở Bộ môn sinh lý thực vật Khoa Sinh Học( Trường ĐH KHTN TPHCM) biết được một số cây trong sân vườn là cây CAM tùy ý như cây sống đời(Kalanchoe pinnata), cây nha đam(Aloe vera), lan Ngọc Điểm (Rhynchostylis gigantea).

            Thiên nhiên thật đặc sắc về các loài cây cỏ có ích cho con người, chúng ta cần phải hiểu rõ về chúng để có thể ứng dụng vào cuộc sống một cách tốt đẹp