DAT LA MOI TRUONG TU NHIEN CUA CAY TRONG
ễng Docutsaer nhà thỏ nhưỡng định nghĩa: "Sự hỡnh thành đất là một quỏ trỡnh hết sức phức tạp và lõu dài gồm 3 yếu tố kết hợp với nhau”
Trỏi đất bao bọc bởi nhiều loại đỏ khỏc nhau như: đỏ granit, nhụm, magiộ, natri, kali, st va canxi Ngoài ra bờn trong vỏ trỏi đất cũn cú cỏc khoag vật như: thạch anh, mica Cỏc khoỏng vật này cũng cú khả năng chứa thức ón cho cõy trồng như kali, phospho, magiẻ lưu huỳnh Dưới tỏc động của thiờn nhiờn như nước nhiệt độ, khụng khớ, đỏ dần dan phõn huỷ thành những tảng lớn cỏc tảng lớn này tiếp tục phỏ vỡ thành những mảnh nhỏ hơn và tiếp tục phõn huỷ thành những hạt nhỏ li ti Cỏc hạt mịn li tỉ này cú khả năng hỳt và giữ nước cỏc nhà bỏc học gọi đú là quỏ trỡnh phong hoỏ đỏ
Trong quỏ trỡnh này nhiệt độ, nước khụng khớ và cỏc yếu tố sinh học
đúng vai trũ quan trọng Trong nước mưa cú cỏc axit hoặc muối hoà tan (axit cdcbonic, axit nitric Vi vay nước phõn huỷ đỏ vừa bằng con đường cơ học,
(nước xuyờn qua cỏc đường nứt thấm vào đỏ) vừa bằng con đường hoỏ học Nhiệt độ cũng như độ ẩm cú tỏc dụng lớn đến sự hỡnh thành đất liờn quan đến cỏc dang keo đất lớ tớnh hoỏ tỡnh của đất Yếu tố đỉnh hỡnh cú tỏc dụng đến sự phan bố nhiệt độ và độ Ẩm của đất Trong đất yếu tố sinh học gồm vi sinh vặt động vật và thực vật Vi sinh vật sống trong đất với số lượng vụ cựng lớn, tốc độ phỏt
triển rất nhanh (cứ sau 15 - 20 phỳt một con vỡ sinh vật cú thể phỏt triển thành 2
con, sau 1 ngày từ một con cú thể sỡnh thành hàng tỉ con), vi sinh vật chết đi
lại là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho đất Sau nhúm vi sinh vật là rờu, địa y tảo, nấm Nhúm thực vật cú màu xanh cung cấp lượng hữu cơ rất lớn Vai trũ của
động thực vật chủ yếu hấp thụ phõn giải cũng như từ cỏc chất vụ cơ đơn giản
thành cỏc chất hữu cơ làm giàu dinh dưỡng cho đất Trờn cơ sở đú Wiliam đó định nghia: “Dat 1a độ phỡ nhiờu đinh dưỡng của lục địa, nú là nguồn sản xuất ra
sản phẩm vật chất” Khoa học đó xỏc định tuổi trỏi đất khoảng 4 tỉ năm nhưng sự sống trờn trỏi đất chỉ khoảng 800 triệu năm
Trang 2TAM QUAN TRONG CUA BAT Cú ba yếu tố
Thể rắn: dạng vụ cơ hoặc hữu cơ
Thể lỏng: đạng dung dịch đất Thể khi: khớ trong đất
Ba dạng này cú liờn quan hữu cơ với nhau và cũng nhờ vậy mà vỡ sinh
vật, thực vật cú thể sống và tồn tại Thể rỏn của đất cú ảnh hưởng đến khả nỏng chuyển hoỏ tớnh chất của đất như tớnh thấm nước, thấm khớ, thấm nhiệt, tớnh dẻo
tớnh dớnh thành phần và số lượng hạt keo
Thể lỏng (dung dịch) là phương tiện hoà tan và vận chuyển chất dinh dưỡng là mụi trường để tiến hành cỏc phản ứng hoỏ học, chủ yếu là quỏ trỡnh hoỏ lớ quỏ trỡnh sinh học diễn ra suốt quỏ trỡnh trong đất
Thể khớ là cỏc khớ cú trong đất như CO, O; N; cỏc khớ này cú vai trũ
đạc biệt trong sự chuyển hoỏ, sinh trưởng của thực vật THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA ĐẤT
Cỏc nhó khoa học trờn thế giới đó cú nhiều nghiờn cứu cho thấy đến nay cú khoảng 4Š nguyờn tố hoỏ học cú trong đất ở dạng hợp chất hoặc ion tự do
Trong cỏc hợp chất, cỏc nguyờn tố chiếm tỉ lệ nhiều nhất trung bỡnh là: ể =
49%; SĨ = 33%; Ai = 7,1%: Fe = 3,8%: P = 0.88%: N= 0.1% va C= 2%
Cỏc nguyờn tố khỏc chiếm tỉ lệ duội 0.001% (Cu, Mo N, Zn )
Trang 3K 0,2 - 10 07 1 Na 0,4 - 150 1,0 29 N 0,16 - 55 121 13 P ,<0,001-1 0,007 < 0,03 8 <0,1- 1,50 0,5 24 cl 0,2 - 230 1,1 20
Giỏo su Hoaland cho biột, ham lượng cỏc chất của dung dich
đất tất cả cỏc nguyờn tố đều giảm qua quỏ trỡnh sinh trưởng của cõy Riờng hàm lượng phospho trước và sau quỏ trỡnh sinh trưởng của cõy đều thấp hơn
Cõy khụng thể sử dụng lượng P cú trong đất suốt quỏ trỡh sinh
trưởng kộo đài mà cõy trồng đó nhận P từ dung dịch đất hoặc được rễ
cõy cung cấp trực tiếp thờm từ nguồn phõn bún Núi chung, hàm lượng cỏc nguyờn tố trong đất luụn luụn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như: điểu kiện khớ bậu (nhiệt độ, độ ẩm), độ đốc, điểu kiện canh tỏc
- Ngoài cỏc nguyờn tố khoỏng cú ớch cho cõy, trong đất cũn chứa một lượng chất gõy độc cho cõy như cỏc chất sinh ra trong quỏ trỡnh
phõn giải yếm khớ (H,Đ, CH,, Fe”, Ma” nếu nồng độ cao): AI"' ở đất chua; OH, Na' ở đất kiểm đều gõy độc cho cõy Ngay cả cỏc nguyờn tố vi lượng ở nồng độ cao cũng hại cho cõy (Zn > 0,78% là độc cho cõy),
HỮU CƠ VÀ CHẤT MÙN TRONG ĐẤT
Nguụn hữu cơ trong đất bao gồm xỏc động thực vật, vi sinh
vật Sinh vật sống tro' ứ đất khi chết được phõn huỷ để cung cấp chất dinh dưỡng cho đất “hực vật cung cấp khoảng 4/5 chất hữu cơ cú
trong dat Hữu cú trong đất rất phức tạp gồm: protein, lipiL, g)uxit.nhựa, sỏp Thực -ật khụng thể hấp thụ trực tiếp cỏc chất này
được mà phải trải qua quỏ trỡnh phõn giải thành cỏc chất đơn giản như Œ.N,P 8 Sự phõn giải xỏc hữu cơ trong đất là một quỏ trỡnh
sinh hoỏ phức tạp cú sự tham gi: của vị sinh vật oxi và nước Chủ
Trang 4yếu xảy ra theo hai quỏ trỡnh: Quỏ trỡnh khoỏng hoỏ xỏc hữu cơ và
quỏ trỡnh mựn hoỏ xỏc hữu cơ
- Quan sỏt hoa hoc (theo Vecman): Su hỡnh thành mựn chỉ
thực hiện qua những phản ứng hoỏ học đơn thuần mà khụng cú sự tham gia cua vi sinh vat
- Quan sỏt sinh hoỏ học: Mựn được hỡnh thành do sự phõn giải
xỏc hữu cơ và tổng hợp những hợp chất được phõn giải của vị sinh vật Những phần ứng xõy ra là những phản ứng sinh hoỏ cú sự tham gia
của cỏc enzim do vi sinh vật tiết ra, gồm ba bước
+ Từ protit, lipt, gluxit (cú trong xỏc động, thực vật hoặc là
san phẩm tổng hợp của vi sinh vật) phõn giải thành cỏc sản phẩm trung gian
+ Tỏc động qua lại của cỏc sản phẩm trung gian thành cỏc hợp
chất phức tạp
+ Sự trựng hợp cỏc hợp chất phức tạp thành cỏc phõn tử mựn Mựn và cỏc chất hữu cơ trong đất cú khả năng làm tăng độ phỡ nhiờu cho đất, làm thay đổi lớ tớnh, hoỏ tớnh của đất Trong trồng trọt cần nõng cao và bảo vệ chất hữu cơ đó cú và thường xuyờn bún thờm
phõn xanh (bốo đõu, muồống, điển thanh, cõy họ đậu ) KEO ĐẤT VÀ VAI TRề HẠT KEO
Đất là vật thể rắn, thể lỏng và thể khớ cú liờn quan hữu cơ với
nhau Đất cú khả năng hấp thụ cỏc chất dinh dưỡng, nước, khớ chớnh là nhờ keo đất Keo đất cú tỉ diện lớn nờn cú năng lượng bể mặt lớn (Ti
điện là tổng số điện tớch bể mặt trong một đơn vị thể tớch) Keo vụ cơ
được tạo thành do phong hoỏ đỏ và khoỏng vật Keo hữu cơ được tạo thành do quỏ trỡnh biến đối xỏc sinh võt trong đất Keo hữu cơ - vụ cơ là do kết hợp giữa hai keo trờn tạo thành Tất cả cỏc loại keo trong đất hợp lại thành phức hệ hấp thụ của đất (viết tắt là PHHP)
- Theo Jenny: Keo dất cú tớnh chất mang điện, tuỳ theo khả năng mang điện mà sinh ra keo õm (-), keo dương (+)_ hoặc keo lưỡng tớnh Keo õm như keo axit humic silicat bể mặt hạt keo mang điện
Trang 5tich Am, tang ion tao diộn thộ la nhiing anion Cac ion trao dội 1a
cation hoặc ion H”,
Keo dương, tầng lon tạo điện thế là cation, cỏc ion trao đổi là
anion hoặc OH’ Keo lưỡng tớnh là hạt keo mang điện õm hay dương phụ thuộc vào phần ứng của mụi trường Keo đất cú khả năng giữ và
trao đổi ion với mụi trường
Khả năng hấp thụ cỏc chất của đất
Sự hấp thụ sinh học: Là khả năng giữ và trao đổi ion (cation và
anion) do sinh vật và thực vật đảmnhận, chỳng phõn huỷ chất hữu cơ
để sống và lỳc chết để lại xỏc hữu cơ trong đất - vi sinh vật sống trong đất càng nhiều thỡ khả năng hấp thụ sinh học càng lớn
Sự hấp thụ cơ học: Là khả năng giữ lại cỏc hạt nhỏ của cỏc chất trong khe hở của đất khụng cho rơi xuống cỏc tầng đất sõu hơn (hạt sột, xỏc hữu cơ, xỏc vi sinh võt ) Lối hấp thụ này khỏ phổ biến vỡ giữ lại được hoàn hảo hơn chất dinh dưỡng
Sự hấp thụ vật lớ: Keo đất là cỏc hạt vụ cựng nhỏ (một phần triệu mm) nhưng so với cỏc phõn tử thỡ keo đất cụn lớn hơn rất nhiều, mỗi hạt keo bao gềm vụ số cỏc phõn tử, cỏc phõn tử nằm trờn bể mặth
hạt keo cú sức hỳt bể mặt điện lớn, nghĩa là cú khả năng hỳt cỏc phõn
tử trong dung dich đất Vỡ vậy hấp thụ vật lớ cũn cú thể gọi là hấp thụ
phõn tử Ngoài khả năng hấp thụ phõn tử cỏc chất hoà tan, đất cũn hấp thụ khớ (NH¿, CO;, N,) va hai nước
Sự hấp thụ hoỏ học: Là sự tạo thành trong đất cỏc muối khú
tan ti muội dộ tan Vd Na,SO, + CaCl, > CaSO, J + 2NaCl
Sự hấp thụ lớ hoỏ: Là sự trao đổi ion giữa dung dịch đất và ion
nằm trờn bề mặt hạt keo
NƯỚC, KHÍ, NHIỆT, ĐỘ pH TRONG ĐẤT
Nước trong đất: Vưsụtxki núi “Nước trong đất như mỏu trong cơ thể” Sự sống cú được là khi tế bào phải cú đủ nước, vi sinh vật thiếu
nước cũng khụng sinh sụi nảy nở mà co lại dưới đạng bào tử nước là mụi trường hoà tan chất dinh đưỡng và tiến hành cỏc phản ứng hoỏ
Trang 6
học, nước cần cho quỏ trỡnh khoỏng hoỏ hữu co gúp phần làm tăng độ
phỡ nhiờu của đất nước cũn ảnh hướng đến nhiệt độ, độ ẩm đất, ảnh
hưởng đến lớ tớnh, hoỏ tớnh của đất Trong đất cú hai đạng nước chớnh:
nước tự đo và nước liờn kết
Nước tự do và đạng nước ở từ xa cỏc hạt đất, lực hấp dẫn của
đất khụng đỏng kể, nước trọng lực và nước mao dẫn
Nước trọng lực là nước chứa đõy trong cỏc mao quản io* sau cỏc trận mưa hoặc tưới, chịu tỏc động của trọng lực và chuyển nhanh
xuống cỏc tầng sõu hơn, đạng nước này cõy dễ hấp thụ nhưng
õu ở lớp mặt đất, thậm chớ nếu ở lõu làm giảm độ
thoỏng của đất, tổn thương đến sự hỡnh thành của bộ rễ, như trận lũ ở đồng bằng sụng Cửu Long làm vườn cõy bị hỏng
khụng tổn tại
Nước mao dẫn cõy cú thể hỳt một cỏch đễ đàng và lõu dài,
dạng nước này cú ý nghĩa trong trồng trọt
Nước liờn kết là dạng nước bị giữ trong cỏc hạt đất một cỏch chặt chẽ bởi cỏc thể rắn, cỏc keo đất với cỏc lực khỏc nhau gồm nước màng, nước bỏm trờn bề mặt và nước liờn kết hoỏ học
Nước liờn kết hoỏ học là dạng nước ngậm trong cỏc thành phần vụ ed hay hữu cơ của đất
Khớ trong đất: Khớ trong đất cú vai trũ quan trọng đối với sự
phỏt triển của thực vật, vi sinh vật và cỏc loại động vật sống trong đất,
với cỏc quỏ trỡnh sinh học, hoỏ học xảy ra trong đất, Khớ trong đất chủ yếu là Oxi, Nitơ, Cacbonie ngoài ra cũn một lượng ớt khớ HyS, CH,, cỏc khớ này là do quỏ trỡnh khử oxi tạo nờn Khớ ảnh hưởng trực tiếp
đến quỏ trỡnh nảy mầm của hạt, hụ hấp và phỏt triển của bệ rễ Cung cấp oxi đầy đủ để rễ cõy phỏt triển tốt tạo điều kiện cõy hỳt nước, hỳt
khoỏng thuận lợi Oxi cũn ảnh hưởng giỏn tiếp đến năng suất cõy
trồng, nếu thiểu oxi điện thế oxi hoỏ khử trong đất thấp dẫn đến quỏ
trỡnh yếm khớ tăng lờn tạo ra nhiều chất độc cho cõy và làm giảm chất
định dưỡng Lượng +šĂ thớch hợp cho cõy khoảng 205 so với khớ trong
Trang 7phỏt triển chậm va tang dộn 60% thi rễ ngững phỏt triển Lượng khi
trong khớ quyển và trong đất cú khỏc nhau
Nhiệt trong đất: Một trong cỏc đặc tớnh quan trọng của đất là
khả năng hỳt và giữ nhiệt Nguồn nhiệt chủ yếu là lấy từ năng lượng mặt trời, một phần nhỏ lấy từ sự phõn huỷ cỏc hợp chất hữu cơ trong
đất Năng lượng mặt trời thu dude lam cho mat dat núng lờn và
chuyển xuống cỏc tầng đất sõu hơn Đất cú mầu thấm hỳt nhiệt rất mạnh Đất cú khả năng hỳt nhiệt nhưng cũng dễ bị mất nhiệt (toa nhiệt) Đất toả nhiệt nhiều hay ớt phụ thuộc vào độ ẩm của đất, đất cú
độ Ẩm càng cao càng dễ bị mất nhiệt - nhiệt độ thớch hợp cho cõy
trồng từ 20 - 30%
Độ pH của đất: Độ chua, kiểm hay trung tớnh cú ảnh hưởng
đến cường độ, chiểu hướng cỏc phõn ứng hoỏ lớ, sinh học trong đất
Trong đất hay trong dung dịch đất cú cỏc muối
cỏc ion õm và dương (H', AJ', OH), Từ đú chia độ chua trong đất theo độ chua hiện tại và độ chua tiộm tang
à axiL phõn tấn thành
Độ chua hiện tai đớ hiệu pHụ;o): H* trong dụng dịch đất cú thể đẩy ra một cỏch dễ dàng bằng nước cất
Độ chua tiểm tàng gồm độ chua thuỷ phõn và độ chua trao đổi, biểu hiện do muối trung tớnh hay muối kiểm Độ chua trao dội: ion H* nằm trờn bề mặt hạt keo dựng nước cất khụng đẩy ra được mà phải dựng muối trung tớnh (KCI ‹ kớ hiệu pHạ„o) Độ chua thuỷ phõn: lượng lon H* vẫn cũn trờn bề mặt keo đất vỡ đựng muối trung tớnh khụng đẩy
Trang 88.1 - $8.5 đất kiểm vừa 8.6 - 9.0 đất kiểm mạnh
Quan sắt từng loại đất và từng loại cõy cú độ chua thớch hợp
như pH = 4, - 6,0 phự hợp cho sự phỏt triển cõy chố, cao su, chuối: pH
= 5,0 = 6,5 cho rau cai, su hào, kờ, lạc; pH = 6.5 - 7,0 cho lỳa cà chua, bụng, thuốc lỏ, ngụ, đỗ, dưa chuột; pH = 7,0 = 7,5 cho bấp cải, hành,
tỏi, ớt, Qua từng thời vụ mà độ chua cú thể thay đổi, cú thể khắc phục bằng cỏch trung hoà axit nếu chua và kiểm Biện phỏp tốt nhất là
tăng tớnh đệm cho đất bằng cỏch bún phõn hữu eứ, phõn xanh, mựn, vi
sinh vật
PHƯƠNG PHÁP PHAN TICH TRO
Tỏebig là người đầu tiờn dựng phương phỏp này để đỏnh giỏ vai trũ cỏc chất khoỏng và xỏc định nhu cầu đinh dưỡng của cõy Qua
phõn tớch tro cho thấy tổng lượng chất khoỏng trong trọng lượng khụ
của cõy chiếm trung bỡnh khoảng 5%, thành phần và hàm lượng chất khoỏng trong tro thực vật biến thiờn tuỷ theo loài, tuổi, cơ quan, điều kiện đỉnh dưỡng Bằng phương phỏp phõn tớch tro Liebig cũn phỏt hiện trong tro chứa một lượng lớn cỏc nguyờn tố S, P, K, Ca, Mg, Fe Sĩ, Na, cỏc nguyờn tố C, H, O.N đó mất nhưng ụng thừa nhận nhúm
cỏc nguyờn tố trờn cũn những chất định dưỡng cần thiết cho thực vật, PHƯƠNG PHÁP`DINH DƯỠNG
“Trồng cõy trong mụi trường nhõn tạo (trồng trong dung dịch
nước dớnh dưỡng, trong cỏt, sụi) Phương phỏp này gợi là phương phỏp
“hỏi cõy” tức là hỏi trực tiếp xem cõy cần chất gỡ và cần bao nhiờu để đỏp ứng phỏt triển tốt
CHỨC NẴNG SINH LÍ CỦA NGUYấN TỐ KHOÁNG
“Nguyờn tố khoỏng” hay “dinh dưỡng khoỏng” mỗi một nguyờn
tố đều cú một chức năng chung và riờng biệt mà khụng nguyờn tố nào
cú thể thay thế được
Trang 9Cỏc nguyờn tế C,H.O.N P và 8 tham gia trực tiếp vào cấu trỳc tạo nờn cỏc hợp chất bữu cơ nguyờn sinh như: Nitơ là nguyờn tố tham gia cấu tạo enzim, axit nucleic (ADN, ARX) - trong hàng loạt cỏc nhúm protem Một số nhúm kim loại khỏc tham gia cấu trỳc của cỏc hop chất hữu cơ như Mg trong phan tu diộp luc, Fe trong hemoglobin Cỏc nguyờn tố kim loại tạo liờn kết hoỏ lớ hoặc hiờn kết hoỏ trị phụ iờn kết với nhúm (OH), NHạ, liờn kết hidro ), phoapho cú khả năng tạo cỏc liờn kết cao năng, giàu năng lượng với 5 và Oxi, liờn kết tạo
giàu năng lượng giữa P và Q
Tương tự như phospho, lưu huỳnh cú khả năng tạo liờn kột azil
giàu năng lượng (azil~ 8CoA) Nhúm SH là nhúm hoạt dộng cua CoA
và một số enzim khỏc Nhúm liờn kết Sulfhidril (-SH) là bệ thống oxi hoỏ khử như trong hệ thống cistein - cistin hay glutation
Chức năng điều tiết
Cỏc nguyờn tố khoảng cú khả năng điều tiết quỏ trỡnh trao đổi
chất thụng qua việc hỡnh thành khả năng xỳc tỏc của enzim, tạo năng lượng ATP Ngoài ra cỏc nguyờn tố khoỏng cũn ảnh hưởng đến tớnh chất hoỏ lớ của hệ keo nguyờn sinh chất (độ nhớt, độ ưa nước, độ phan
tỏn, độ bển ) Độ hidrat hoỏ của từng ion phụ thuộc kớch thước của chỳng, ion càng bộ, điện tớch càng lớn thỡ bể dày bao nước càng lớn
ˆ CHỨC NẴNG SINH LÍ CỦA CAC NGUYEN TỔ DA LƯỢNG Phospho (P):
P trong đất: Theo Wikleender, hầm lượng P trong đất thường thấp từ 0,02 - 0,15% P, đất giàu mựn khoảng 0,04 - 0,2% P Phospho
tổn tại trong đất dưới dạng liờn kết vụ cơ hoặc hữu cơ như trong
Ortophosphat, Pirophosphat, cỏc Phosphat vụ cơ quan trọng trong đất
là phophat canxi cũng như Phosphat nhụm và sắt: Ca;(PO,); (tricanxi phosphat); Ca,(PO,),OH (hidroxit apaxit): Ca,(PO,),F (luorapatil): TFe(OH),H,PO, (strengiD; AIOH),H,PO, (varisoié Cỏc dang này khú tiờu - đạng Ca(H;PO,); nhờ cú mặt của Ca” mà chuyển nhanh thành
Ca„(PO)); và chuyển thành apatit ở đất kiểm quỏ tỉnh này dộ xay ra
Tang AIOH),H,PO, và Fe(OH),H,PO, chỉ bún ở đất chua pH < 4
Trang 10Khả năng hấp thụ bà uận chuyển P của cõy trồng
Theo Diđulph cõy trồng hấp thụ phospho dạng phosphat vụ cơ thường là cỏc lon hoỏ trị 1 và 2 như H,PO,' và HPO,”, cõy họ đậu cú thể hấp thụ cả lon hoỏ trị 3 (PO,') hoặc muối của axit metaphosphoric (HPO,), axit pirophosrie (H,P,O,), Sự hấp thụ P phụ thuộc độ pH mụi trường Theo Woodbridge nghiờn cứu ở cõy họ đậu thấy cõy hấp thụ P cao nhất ở độ pH 4 - 6, khi trị số pH thấp (< 7) cay hap thy ion H,PO,?
và khi pH > 7 cay hấp thu dang HPO,” Su hộp thụ P, ớt bị ảnh hưởng
Đổi cỏc ion kim loại khỏc trừ Mg ệ lỏ cõy thiếu Mỹ thỡ hàm lượng P cũng thấp Vỡ vậy khi bún P đồng thời bún thờm MẸ Nụng độ P ở tế
bào rễ cũng như ở trong dịch (mạch gỗ) cao hơn dung dịch ngoài từ 100
đến 1.000 lần Núi chung cõy xanh chứa lượng lớn P, ở lỏ già chứa
nhiều P trong cỏc liờn kết hữu cơ, đặc biệt p cú trong cỏc axit nueleic
Đún phõn giảu Nitd cũng làm tăng hàm lượng P trong axit nucleic
Trong điểu kiện bỡnh thường ion phosphat cú trong dung dịch được rễ
cõy hỳt rất nhanh
Chức năng sinh lớ của P
Chức năng của P rất quan trọng Là thành phần xõy dựng nờn
cỏc hợp chất hữu cơ chủ chốt của chất nguyờn sinh như phospho Đrotein, phospholipit Phospho cố mặt trong cỏc đường đơn dang
phosphat ester, vitamin (B1, B6 ) Phospho cú vai trũ quan trọng trong trao đổi và tớh luỹ nàng lượng như trong cỏc
hucleosittriphosphat giàu năng lượng ATP, UTP, CTP,GTP
Nếu như khi long mụi trường thiếu P cỏc liờn kết nờn khụng hỡnh thành được và quỏ trỡnh trao đối chất bị rối loạn Trong quỏ trỡnh
tham gia của P tạo cỏc dạng giàu năng lượng trờn, phospho cũn khả
năng hỡnh thành nhúm phosphat giàu năng lượng nếu nhúm cacboxil
hay nhúm enol, amino được Lhay thế nguyờn tử H bằng P
Phospho cũn cú mat trong cỏc hợp chất cú hoạt tớnh sinh học cao như: ensim (NAD', NADP" FAD, CoA, tiaminhidrophosphat) Quỏ
Trang 11biệt trong quỏ trỡnh trao đổi chất ở thực vật axit phim cú nhiều ở hại
và quả, ở thực vật hay gặp lỳc hat nay mam
Vai trũ sinh lớ của P thật to lớn, cỏc hợp chất hữu cơ, cỏc chất cú hoạt tớnh sinh học cao đều được hỡnh thành từ hai quỏ trỡnh sinh
học quan trọng nhất là quang hợp và hụ hấp Hai quỏ tỡnh này đều cú sự tham gia tớch cực của P, trong mụi trường thiếu P cõy chuyển sang
mau dộ, qua trỡnh phosphoril hoỏ tạo ra ATP trong khối ỏnh sỏng của
quang hợp cũng như hỡnh thành cỏc hợp chất hữu cơ trong pha tối (đường, tỉnh bột, chất bộo dự trữ, protein, axit nucleic Theo
Penningfield và Kuzmann, P cú khả năng nõng tớnh chống chịu của
cõy trồng (chịu hạn, chịu núng, chịu rột ) Vỡ vậy P khụng xhỉ ảnh
hưởng đến tốc độ mà cả chiều hướng của quỏ trỡnh trao đổi chất, Cõy
trồng rất mẫn cảm với phospho, thiộu P sẽ ảnh hưởng đến sự lớn lờn
của quả, nở hoa, chớn của quả (bị ức chế) Bún P cho cõy phụ thuộc
từng loại cõy, loại đất, vựng khớ hậu nờn bún vào thời kỡ đầu của sự
phỏt triển cõy trồng
Kali (K)
Ham tuong Kali
“Theo Sehroeder, hàm lượng Kali trong đất khỏ cao khoảng 0,2 - 3%, đất sột giàu Kali hơn đất đỏ bazan, maegalit và lateril, đất sột cú độ ẩm cao, sự cố định K thấp hơn đất khụ và tớnh ra lớp đất trờn bể mặt khoảng 66 tạ K;O/ha - sau mỗi vụ thu hoạch mất di khoảng 60- 90kg KạO đễ tiờu/ha Đất cỏt chứa khoảng 20 ta K,O/ha, dat thit khoảng 50 tạ K;O/ha, đất khoỏng từ 30 - 100 K;O/ha So với đất cỏt chứa nhiều chất hữu cơ thỡ nghốo K hơn đất khoỏng - ion K đễ bị rỳa
trụi trong điều kiện đổi nỳi thiờn nhiờn mưa, bóo Núi chung hàm
lượng R trong đất phụ thuộc K* trao đổi và K" trong dung địch đất Sự hếp thụ - uận chuyển Kali
Theo Collander, Kali là nguyờn tố khoỏng, yờu cầu cho cõy số
lượng lốn.Trong nhiều trường hợp hàm lượng Ca và Mg trong dung địch cao hơn K nhưng ngược lai trong cay thi K cao han Mg va Cx
Trang 12Mengel da ching minh, nộu cung eaip oxi khụng đầy đủ thỡ dẫn đến hạn chế sự hấp thụ Kali cũng như nhiều nguyờn tố quan trọng
khỏc Đất khụng thoỏng khớ dẫn đến tỡnh trang nghộo Kali Ka li cộ
tớnh phản ứng cao, thường tập trung nhiều ở mụ, hoạt động sinh lớ
mạnh, Kali trong toàn bộ cơ thể - ở cõy ngũ cốc hàm lượng K thời ki để nhỏnh cao hơn thời kỡ chớnh 4 - 5 lần
Chức năng sinh lớ Kali
Chức năng sinh lớ của Rali: Rali tham gla vào cấu trỳc của cỏc hợp chất hữu cơ nhưng Kali lại cú nhiều chức năng sinh lớ quan trọng
chủ yếu do bai tớnh chất sau quyết định:
(1) K* duge van chuyộn qua mang tế bào một lượng lớn
(2) K”" kớch thớch hoạt tớnh của nhiều hệ enzim
Phần lớn Kali ở dạng hoà tan trong địch bào Trước đõy người
ta thay K* chi 6 dang ty do trong cơ thể cõy trồng Gần đõy cỏc nhà Khoa hoe Nga, Mi da tỡm Lhấy K' cũng như Ca” và Na" cũn ở đạng
liờn kết khụng bển với cỏc hợp chất hữu cơ Ding K” Olsen da thấy
trong tế hào cú tới 30% K* ở dạng liờn kết với protein và cỏc hợp chất khỏc Vai trũ chủ yếu của Kali là điều tiết cỏc hoạt động sống thụng
qua tớnh chất hoỏ lớ, hoỏ keo của tế bào Do K“ cú khả năng làm tăng
độ ngậm nước độ phõn tỏn nờn làm giảm độ nhớt của keo nguyờn sinh chất, đo đú Kali ảnh hưởng tớch cực đến sự hấp thụ nước, vận chuyển
cỏc chất tăng cường sử dụng lượng nước cú trong đất một cỏch cú hiệu quả Kali là một trong những kim loại cú khả nàng tăng tớnh ưa nước và khả năng giữ nước của keo nguyờn sinh chất nờn làm tăng lượng
nước liờn kết, tăng ỏp suất thẩm thấu, thuận lợi cho quỏ trỡnh trao đối
chất Do Kali được hấp thụ nhiều qua màng tế bào nờn khụng những thuận lợi cho sự hấp thụ nước, vận chuyển cỏc chỏt mà cũn ảnh hưởng trực tiếp đến quỏ trỡnh phosphoril hoỏ trong quang hợp, rừ nột là Kali
tham gia vận chuyển điện tử lạo ATP, NADPH (hartt) giỳp qỳa trỡnh đồng hoỏ Co; tổng hợp polisacarit, protein, axit nucleic, lipit Ta biột
rang trong quỏ trỡnh tổng hợp cỏc chất trờn rất cần ATP và NADPH, (Âdenasintriphosphat & Nicotin Amitademin dinucle otit phosphat)
Trang 13
Nộng d6 ciia K:
K c6 nộng độ tối đa K' ở khoảng 50 - 100 mM Nếu nống độ cao hơn sẽ cú tỏc dụng ức chế và cú thể làm giảm hàm lượng tỉnh bột ở cỏc
loại củ Chức năng khỏc của K' là tham gia vào trong cấu trỳc màng
(xỳc tỏc ATP-ase tương tự như Mẹ”) K' tham gia xỳc tac ATP-ase
khụng ngừng làm tăng quỏ trỡnh vận chuyển Kali từ dung dịch ngoài qua màng nguyờn sinh của tế bào rễ, mà K" ử đõy cú vai trũ quan trọng là nguyờn tố kim loại điểu chỉnh ỏp suất thẩm thấu của tế bào
Kali anh hưởng đến sự hấp thụ và chuyển hoỏ Nitơ được Mengel cho
biết và dựng N'? đạng Nể; bún cho cõy thuốc lỏ dể chứng mỡnh sự hấp thụ và chuyển hoỏ N dưới tỏc dụng của K”, thể hiện ở sau:
Cung cấp kali khụng đầy đủ sẽ ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chất lượng sắn phẩm Phần lớn thực vật cú nhu cầu đối với kali ở
giải đoạn phỏt triển sinh khối, do K' cần thiết cho sự hỡnh thành tế bào mới Thiếu K ở giai đoạn 2-3 1a làm giảm số lượng để nhỏnh và
ảnh hưởng đến trọng lượng hạt
Lưu huỳnh (8)
Hàm lượng lưu huỳnh
Laiu huỳnh trong đất (S) ð dạng anhidrit (CaSO,) phổ biến là ở dang sunfat, FeS, (pirit) va FeS 1a dang sulốt của đất Lưu huỳnh trong đất cũn cú dạng liờn kết hữu cơ, đặc biệt đất giàu mựn Trong đất cú nhiều loại vi khuẩn khụng những cú khả năng quang hợp mà cồn cú hoỏ năng hợp, oxy hoỏ HạO thành 5
Theo Wrikson, nhiộu cụng trỡnh cho thấy lượng lưu huỳnh do nước mưa mang đến cho đất từ 9,7 đến 260kg 8/ha/năm Cũng như ở
điều kiện khớ hậu Chõu Âu mỗi năm đất nhận được từ nước mưa 38 đến 100kg S/ha/năm và sau mỗi vụ thu hoạch cõy trồng lấy đi khoảng
12 đến 15kg S/ha
Hấp thụ oận chuyển lưu huỳnh
Trong điều kiện ụn boà cõy trồng bap thu 8 dạng sulfat từ dung
địch đất, khả năng hấp thụ lưu huỳnh dạng SO, qua khớ khống của lỏ
Trang 14cũng đỏng kể Theo Faller nghiờn cứu và thấy rằng trong một khoản
thời gian dài cõy trồng cú thể sống bằng lưu huỳnh dạng SO, lấy t khớ quyển
SO, trong khớ quyển ở nụng dộ 1,ómg/m” gõy độc cho cõy, Nền
độ bỡnh thường là 0,3mg SO,/m Lỏ hấp thụ lưu huỳnh dạng S, s
được khử để quỏ trỡnh đồng hoỏ 8 Dạng SO, gồm 4 giai đoạn:
ATP tham gia khử SO, (H;SO,) cú sự tham gia xỳc tỏc củ enzim sulfurilase và loại nhúm pirophosphat để hỡnh than
Adenosinphosphosulfat (APS)
Nhúm hoạt động sulfurie được vận chuyển nhờ enzir
transferase để kết hợp chất mang tổng hợp (Car-ĐH) và loại H củ nhúm -SH để hỡnh thành phức
Hợp chất này nhờ enzim reduetase khử nhúm sulfuril và tỏi tạ nhúm -ĐH Giai đoạn này cần lấy từ ferredoxin và proton lấy từ dun dich
Phức chất Car-S-S-H phản ứng với Acctinserin khi nhận thờr 2H' và 2e (3e + 2 H) từ Feredexin để hỡnh thành Cistein và acetta đồng thời tỏi tạo lại chất nhận dạng Car-S-S-H và hỡnh thành APi (Adenosinphosphosulfat Từ APĐ tổng hợp thành phospho adenosi phosphosulfat
Chức năng của lưu huỳnh
Chức năng của S nhu nito va phospho, lưu huỳnh là thành phần
bắt buộc để xõy dựng nờn hàng loạt cỏc hợp chất hữu cơ quan tron
của chất nguyờn sinh như cỏc axit amin (metionin, cistein), cỏc pepti (glutation, cistin), cỏc hợp chất cao phõn tử protein, nucleproteit Cỏi đipeptit cistein và tripeptit glutation nú tham gia trong hệ thống ox khử ở tế bào chất và lục tạp, đồng thời cú dạng sulfhidril (R-SH) thàn] dạng đisulủt, là phản ứng thuận nghịch tham gia vận chuyển điện tử Lưu huỳnh cồn cú vai trũ quan trọng trong quỏ trỡnh điều tiế
trao đổi chất và năng lượng Lưu huỳnh tham gia cấu trỳc biotir
(vitamin H), ferredoxin phosphopiruvatcachoxilase
Trang 15phosphoribokinase, papain, aconiase Viộe phỏt hiện sự cú mặt của 8 trong cấu trỳc enzimCoA và vai trũ sinh Ii rất lớn vỡ khụng những CoA tham gia vào hệ thống oxi hoỏ khử mà cũn tham giỏ quỏ trỡnh phõn
giải và tổng hợp axit bộo và cỏc hợp chất khỏc
Nếu thiếu Đ trước hết làm rối loạn trao đối protein như phõn
hủy protein, làm rối loạn chức năng của nhiều hệ enzim (hoạt tớnh enzim giảm), quỏ trỡnh tổng hợp cỏc chất giảm
Nhiều thớ nghiệm của Willenbrink cho thấy khi mụi trường
thiếu hẳn S thỡ hàm lượng điệp lục và protein trong lỏ giảm mạnh, ngược lại thỡ hàm lượng tớnh bột nang Kết quả này cú thộ do thiếu S anh hưởng mạnh đến quỏ trỡnh chuyển hoỏ hidrat cacbon hoặc do ức chế quỏ trỡnh sinh trưởng của cõy trồng Thiếu 9 phần lớn protein trong lỏ cõy (ở lục lạp, điệp lục), đặc biệt protein sắc tố (Chromo proteid) bị ức chế từ đú ảnh hưởng đến quang hợp làm giảm chất lượng
và năng suất sản phẩm Can xi (Ca)
Can xi trong đất
Hàm lượng canxi trong đất thường cao hơn; phần lớn canxi trong đất ở dạng khú tan, cõy hấp thụ khú Cay dộ hap thy canxi ở dạng cacbonat canxi (CaCO,), dolomit CaMg (Co,), phosphat- Ca;CaHPO,, Ca,HŒO,),3H,O và apatit Ham Ivong Ca trong đất
trung bỡnh 0.1-1,5% khoảng 300-4500kgCa/ha Trong đất thường xõy
ra phản ứng giữaCO; và CaCO; trong dung dich
Dang cacbonat-Ca dộ tan và dễ chuyển động nhưng nếu bị mưa nhiều cũng đễ bị rửa trụi nờn dẫn đến nghốo canxi trong đất
Hấp thụ vd uận chuyển canxi
Hàm lượng canxi trong đất khụng cao nú chứa khoảng 10- 30mg/g trọng lượng khụ Trong quỏ trỡnh hấp thụ Ca bị ức chế bối K”, Mg”, Sr” và NH,' Trong cõy canxi ở dạng tự do hoặc liờn kết với cỏc
muối khỏc nhau thường gặp ở khụng bào và vỏch tế bào, cỏc muối với
canxi như phosphat-canxi Canxi cũn ở đạng liờn kết hữu cơ như
Trang 16pecLat-Ca protein Canxi tập trung nhiều ở thõn, lỏ ớt hơn ở hạt và rễ
Sự vận chuyển Ca” trong tế bào Ca"? đi theo vào với cỏc dũng nước Ca” thộm qua mụ lỏ Sau khi hấp thụ Ca*? được vận chuyển nhanh
đến rễ lờn thõn đến cỏc lỏ non Trong suốt quỏ trỡnh sinh trưởng của
thực vật phần lớn Ca'” tập trung ở lỏ già, lỏ non ớt
Chức năng sinh lớ của canxi
Canxi khụng trực tiếp tham gia cấu trỳc và cỏc hợp chất hữu cơ
của chất nguyờn sinh nhưng Ca"? cú thể tạo mối liờn kết hoỏ trị phụ
nờn thường đúng vai trũ cầu nối liờn kết giữa cỏc thành phần hoỏ học
của chất nguyờn sinh: nối giữa AND và protein trong nhõn, ARN và protein trong ribosom, hoặc giữa cỏc nuleotit với nhau Thiếu canxi
ảnh hưởng đến bộ rễ và sự phỏt triển của nú và lụng hỳt, cỏc mụ non ở
thõn khụng tiếp tục hỡnh thành được Núi chung sự phỏt triển của cõy khụng bỡnh thường Đặc biệt đối với vựng đất chua mặn cần quan tõm
đỳng mức
Magiộ (Mg)
Trong dat ham lugng magiộ giao dộng tit 0,05-0,5%, ham lugng magiờ trong đất phụ thuộc ớt nhiều vào từng loại đất, đất cỏt nghốo
Mg dất thị nhiều hơn và giàu chất hữu cơ Trong điều kiện bỡnh
thường Mg” trong đất ớt hơn Ca'? Magiờ được vận chuyển dễ đàng trong dung dịch đất vỡ vậy cường độ thoỏt hơi nước cú ảnh hưởng lớn đến hàm lượng và sự hấp thụ magiờ Magiờ bị rửa trụi khoảng 10-30kg MgO/ha
Vận chuyển uà hấp thụ magiờ của cõy trắng
Trong cơ thể cõy trụng ion Mg'” núi chung thấp hơn ion Ca'” và
K* Hàm lượng Mg'” trong cỏc cơ quan của thực vật dưới 0,5% so với trọng lượng khụ Trong mụi trường giàu K” sẽ ức chế hấp thụ MẸ” Bon
nito dang NH," uc chộ hap thu Mg“ hon 1 NO, Sự hấp thụ magiờ từ dung dich dat hay dung dich dinh dưỡng của rễ, thy ring Mg’? duge rễ cõy hỳt cú tớnh chất thụ động khụng cú tớnh chất chủ động và phụ
Trang 17D6 magiờ cú tớnh linh động nờn sau khớ cõy hấp thụ được di chuyển từ 1ỏ cơ quan già đến lỏ non và cơ quan dinh dưỡng
Sinh lớ của magiờ
Chức năng chủ chốt của magiờ là thành phần chớnh tham gia cấu trỳc phõn tử điệp lục
Trong phõn tử diệp lục Mg chiếm khoảng 15-20% so với toàn bộ
Mg trong ea thể thực vật Magiờ cũn tham gia vào cấu trỳc để ổn định cỏc phan tt axit nucleic, protein và liờn kết cỏc tiểu thể ribosom với
nhau Magiờ tham gia tớch cực trong quỏ trỡnh phosphorit hoỏ
Thiếu Mg hàm lượng N - phi protem tăng, cỏc mối liờn kết nitd
bị rối loạn, ARN, cũng như mạch polipeptit bị phõn huỷ Để giải thớch hiện tượng này nhiều thớ nghiệm đó chứng minh Mg cú ảnh hưởng rất lớn đến sự hỡnh thành và hoạt động của cỏc enzim tham gia trao đổi
nitơ núi riờng và cỏc enzim tham gia trao đổi chất núi chung
Magiờ cũn ảnh hưởng đến sự hỡnh thành và vận chuyển gluxit,
và cú khả năng làm tăng hàm lượng tỉnh bộ
ngũ cốc, tăng lượng đường ở củ cải đường và mớa, Thiếu Mg quỏ trỡnh tổng hợp điệp lục bị ảnh hưởng dẫn đến ức chế quỏ trỡnh đồng hoỏ CO,
ola
của khoai tõy, cỏc loại
Mg cũn cú tỏc dụng thuận lợi cho sự ra hoa và tạo quả, tăng tỉ lệ hoa cỏi cỏc loại cõy trỏi, quả , tăng khả năng tổng hợp vitamin (A, C)
Chớnh vỡ vậy Mg tập trung nhiều ở cơ quan sinh sản và phụi Thiếu
Mg 1a trang sau chuyển thành vàng Thiếu Mg ảnh hưởng rất lớn đến
sự sinh trưởng và phỏt triển của thực vật, ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm
QUÁ TRèNH ĐỒNG HOÁ NITƠ
Quỏ trỡnh dinh dưỡng ni
Trong hàng loạt nhiều nguyờn tố khoỏng (đa lượng, vỡ lượng) nguyờn tố nitơ cú vai trũ rất lớn đối với toàn bộ cấu trỳc và hoạt động
Trang 18trong khụng khớ Trong thiờn nhiờn nhờ vị sinh vật cú khỏ năng hấp
thụ nitứ để phục vụ cơ thể hoặc dựng làm nguồn thức ăn Nhưng quỏ
trỡnh đồng boỏ nitơ của vị sinh vật lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố mụi
trường như độ pH, độ thoỏng, độ ẩm, mưa giú
Những mựa khụ hạn quỏ trỡnh này diễn ra rất thấp, điểu này thể hiện rừ ở vựng đất rừng khụng được bún đạm đài cõy phỏt triển rất yếu Lượng nitơ cõy sử dụng được nhận từ khớ quyển rất ớt
Trong thực tế, quỏ trỡnh cố dinh nite ty do chỉ cú thể thực hiện
nhờ cỏc nhúm vỡ sinh vật sống tự do hoặc cộng sinh với thực vật bậc cao Mỗi năm trong điều kiện bỡnh thường cú thể cố định từ 200-
400kg Nha
Như vậy trong điều kiện bỡnh thường cú thể cố định từ 200- 400kg N/ha Như vậy trong thiờn nhiờn lượng nitơ do cõy hấp thụ hoặc mất mỏt do rửa trụi, phản ứng nitrat đó hao hụt đi rất nhiều, bự vào
đú nhờ cú nhiều nhúm vỡ sinh vật cú khả năng lấy nitơ tự do của khụng khớ chuyển thành cỏc dạng nitơ cõy sử dụng được, chớnh nhờ vậy mà
phần nào cõy trồng cú hiện tượng nghốo dinh dưỡng từ tỡnh trạng
Nita
Sinh li cia nita
Ham luong nits trong cơ thể cõy trồng khỏ cao so với cỏc nguyờn
tố khỏc, khoảng 1-3% so với sinh khối khụ, một số thực vật cú khả
năng cố định nitơ cú thể lờn đến 7% Nitơ là nguyờn tố tham gia xõy
dựng nhiều hợp chất hữu cứ quan trọng như protein, axit nucleic, phospholipit Nitở cú mặt trong cỏc enzim, coenzim (NÀD, NADP, FAD, CoA ) Nitơ là nguyờn tố tham gia cấu trỳc phõn tử diệp lục,
cấu trỳc cỏc chất cú hoạt tớnh sinh học cao như chất kớch thớch sinh
trưởng, vitamin nhúm B (B1, B6 B12, vitamin PP Do nitơ tham gia xõy dựng phõn tử proteinvà chất kớch thớch sinh trưởng mà ảnh hưởng
đến sự hỡnh thành tế bào mới, Nitd cũn ảnh hưởng đến tớnh chất hoỏ lớ
của hệ keo nguyờn chất như độ ta nước, độ nhút Do đú ta thớ khụng những ảnh bưởng đến cường độ mà
y nitd
m anh hudng đến chiều
Trang 19Dinh dưỡng va quộ trinh hap thu nito
“Thực vật thượng đẳng cú thể hấp thy nito dạng hữu cơ như cỏc
aminoaxit, amit Nguồn đỉnh dưỡng nitơ chớnh của thực vật là cỏc dạng nitở vụ cơ Nguồn nitợ quan trọng nhất cú thể sử dụng đú là dạng
nitrat (NO,) va amon (NH,) Dang nitrat cõy hấp thụ dễ dàng hơn, cõy
hấp thụ và chuyển hoỏ dạng amụn (NH,) hoặc NH; phức tạp hơn vỡ sự
hấp thụ dạng này phụ thuộc vào quỏ trỡnh trao đổi chất Cõy hấp thụ N-NH, hiện nay cũn chưa rừ ràng Một cõu hỏi đặt ra là liệu cõy hấp
thu dang ion NH,’ hay phan tu amoniac (NH,) Moore cho rằng vận chuyển NH; qua màng tế bào tượng đối dễ Qua nhiều nghiờn cứu
Mengel đó chứng minh, ở cõy lỳa non chỉ hấp thụ NH; mà khụng hấp thụ dạng NH,
Nụng õv đột cho nờn vựng đất kiểm cần quan tõm đến ộ NH; từ 0,2mM trong dung dịch đất cú thể bắt đầu gõy ảnh hưởng xấu đến sự phỏt triển của bộ rễ, NHạ cũn ảnh
hưởng đến quang hợp và hụ hấp chủ yếu là quỏ trỡnh phosphorrit hoỏ
quang hợp Thực vật hấp thụ N-NH, tương đổi cao qua bộ rễ NH,
cũng được đồng hoỏ nhanh thành aminoaxit và được vận chuyờn lờn
thõn lỏ để đảm bảo đủ định dưỡng
fo NUL, 4 nụng dộ Nhy ayng,
Cố định nitơ tự do
Cố định nitơ tự do (N¿) là một quỏ trỡnh bằng con đường sinh
học gấp ba, bốn lần so với quỏ trỡnh cố định Nitơ tự do bằng con đường
cụng nghiệp Cố định nitơ bằng con đường sinh học với sự tham gia của nhiều loại vi sinh vật nhưng nhiều nhất vẫn là nhúm vi khuẩn
sống cộng sinh, tảo xanh, tảo lục Cỏc loại tảo này sống tự do trong đất hoặc trong hệ sinh thỏi biển, một số vớ khuẩn khỏc sống cộng sinh trong cõy họ đậu hoặc nốt sẵn Chỳng sống cộng sỡnh cú khả năng cố
dinh ti 2-200kg N/ha/măm và thành lập đoàn ở bộ rễ cõy từ 12-313kg
Nfha/nam
Cố định nitợ trong khớ quyển của vị sinh vật thật là to lớn,
chỳng chỉ tiến hành trong những điều kiện bỡnh thường (nhiệt độ, ỏp suất ) và cỏc nhúm vi khuẩn sống trong những điểu kiện khỏc nhau
Trang 20(nhúm hiếm khi, yếm khớ, nhúm sống tự do, nhúm sống cộng sinh ) nhưng chỳng đều tham gia quỏ trỡnh cố định N; với cỏc hệ enzim đặc
biệt cú đặc tớnh xỳc tỏc mạnh ở ngay trong cơ thể vi sinh vật Quỏ trỡnh eố định N; quy mụ thỡ khụng bằng quỏ trỡnh đồng hoỏ CO, ở cõy xanh nhưng đó gúp phần to lớn trong việc duy trỡ và bổ sung chất đỉnh
dưỡng cho đất bị hao hụt
Khử nitrat (NO;)
Cõy trồng hấp thụ nitơ chủ yếu đ dạng N-NO; hoặc dạng N-NH,
Để đồng hoỏ N-NO; cõy trụng cần nhiều năng lượng N-NH, vỡ sau khi
hấp thụ N-NO; chỳng phải trải qua quỏ trỡnh khử Những enzim tham gia vào quỏ trỡnh khử NO; cú thể cú nhiều nhưng chưa biết được
hết, chắc chắn cú hai enzim chủ yếu xỳc tỏc cho quỏ trỡnh khử, đú là
nitratreductase va nitritreductase
Nitritreductase ở cõy trồng là một hỗn hợp enzim gồm NADH- Flavomolipdoprotein Nghia là mỗi một phõn tử eznim gầm cú Mo và FAD Trọng lượng phõn tử enzim này ở cõy trồng bậc cao khoảng
900.000 và khoảng 500.000 6 thực vật bậc thấp
Nitratreduetase thường tập trung ở tế bào chất đặc biệt ở tế bào mụ phõn sinh, ở đầu lỏ non và ở đầu chúp rễ và tỡm thấy ở lỏ củ cải
dường phỏt triển hoàn toàn hoạt tớnh nitratreductase cao hơn 10 lần so với lỏ già
Đồng hoỏ amụn(NH,)
Trong quỏ trỡnh cố định nitơ tự do và khử nitrat, NH; đó được
hỡnh thành NH; ở trong tế bào cơ thể thực vật dễ hoà tan trong nước Cỏc dạng này nếu tụn tại trong cơ thể lõu sẽ gõy độc hại cho cõy
Sự tạo thành amino axit là con đường chớnh để giải độc cho cõy
Amino axit, amit và amin
Phần lớn nitd trong cơ thể cõy trồng ở dang liờn kết với cỏc hợp chất hữu cơ, dạng dộ hoà tan chủ yếu là amino axit, amit va amin
Amino axi được tổng hợp qua amin hoỏ, chuyển vị amin ở cỏc bộ
phận khỏc nhau trong cơ thể cõy trồng Phan lớn cỏc mối liờn kết
Trang 21amino dugc hinh thanh ngay 6 bộ rộ nhd nhan dude ion NH,’ tit dung dịch đất và từ quỏ trỡnh khử nizat và ngay ở rễ cũng cú một lượng
xetoaxit tương ứng được tao ra bang con đường phõn giải
hidrateacbon, qua chu trỡnh tricacboxilic và chu trỡnh axit glioxihe Độ
rễ cần cú sự vận chuyển cỏc sản phẩm từ lỏ xuống để tiến hành phản ứng và ngược lại cũng cú sự vận chuyển cỏc sản phẩm được đồng hoỏ từ bộ rễ lờn thõn, Amino axit cú vai trũ quan trọng trong quỏ trỡnh trao đổi chất ở thực vật, là thành phần chủ yếu cấu trỳc protein,
Sắt Œe)
Trong đất cú ham lượng sắt: trong đất, sắt ở dạng Fe*° hoặc dang Fe“, dạng liờn kết (Fe(OH),°! hoặc Fe(OH)*? Trong đất Fe cũn ở
đạng oxit, hematit(Fe;O,) hoặc magnetit (Fe;O,) cỏc dạng này rắn, chắc khú sử dụng Hàm lượngFe'ấ, Fe'? trong mụi trường phụ thuộc độ pH pH ở sắt dạng hidroxit và hidrat Tỉ lệ Fe'2/Fe"" trong dung dịch phụ thuộc điện thế oxi hoỏ khử, hàm lượng œxi, vi sinh vật và một số nhõn tố khỏc ở trong đất
Hàm lượng Fe trong đất núi chung là thấp, khoảng 10'2M hoặc bộ hơn Nếu thiếu Fe làm giảm hoạt tớnh enzim aconitase đồng thời giảm cỏc sản phẩm đồng hoỏ của chu trỡnh Orebs, thậm chớ ảnh hưởng đến quỏ trỡnh tổng hợp axit hữu cơ Để bổ sung cho sự thiếu hụt sản phẩm do chủ trỡnh bị ức chế enzim Cõy thiếu Fe hàm lượng điệp lục giảm ảnh hưởng đến quỏ trỡnh tổng hợp diệp luc
Tổng hợp protein uà hỡnh thành diệp lục
Quỏ trỡnh hỡnh thành diệp lục trong điểu kiện thiếu sắt một phần do Fe ảnh hưởng đến quỏ trỡnh tổng hợp protein Theo Priee dự
đoỏn rằng cú thể Fe ảnh hưởng giỏn tiếp đến sự phõn giải vũng
pocphirin vỡ Fe cõn thiết cho quỏ trỡnh tổng hợp axit ridonucleic cũng như axit nueleic Thiếu Fe làm giảm số lượng ribosom, nơi tổng hợp và làm tăng lượng amino axit ở lỏ, thể hiện đặc trưng của thiếu Fe là làm
giảm mạnh quỏ trỡnh tổng hợp protein ở lục lạp của lỏ hơn là ở tế bào
chất Ở cõy ngừ thiếu Fe hàm lượng protein giảm 2ó% và ở lỏ Fe chiếm
gần 80%
Trang 22+ Mangan (Mn)
Mn trong dat: trong dt Mn tộn tai 6 dang Mn”, Mn+! va Mn‘! Mn trong đất ở dang liộn kết hoặc đạng ion tự do trong dung dich Mn khú tiờu thường 6 dang Mn-oxit (MnO,, Mn0,.2H,0 va Mn,PO,nH,0:
MnO.Mn,0,) Mn” cay dộ hap thu
Ham lượng Mn trong đất phụ thuộc điện thế oxi hoỏ khủ của đất Diện thế oxi hoỏ khử càng thấp thỡ lực khử càng mạnh (sản phẩm
khử của vi sinh vật hoặc cỏc mối liờn kết vụ cơ như H,Đ8) Đất cú độ thoỏng khớ càng kộm thỡ điện thế oxi hoỏ khử càng thấp và quỏ trỡnh khử Mn thành Mn” càng mạnh, độ ẩm của đất, độ pH cú ý nghĩa đối
với quỏ trỡnh hấp thụ Mn Mựa mưa nhiều, đất giàu Mn hơn những
mựa khụ hạn Bún sulphatamon giỳp sự hấp thụ Mn tốt hơn Hấp thụ, chuyển hoỏ Mn
văng lực hấp thụ An tuỷ thuộc từng loài cõy, sự hấp thụ Mn bị
ức chế bởi Min, Ca, Zn và Fe Mn it di chuyển trong cơ thể cõy trồng,
Mn khụng được vận chuyển trong mạch libe mà Mn được vận chuyển qua mạch gỗ từ rễ lụn thõn Mn tập trung nhiều ở lỏ hơn là cỏc cơ
quan khỏc của cõy Sinh lớ của Mn
Mn tham gia xỳc tỏc nhiều enzim Cơ chế ảnh hưởng của Mn chủ yếu là cỏc phản ứng của quỏ trỡnh phosphoril hoỏ, là cầu nối giữa
nhúm pirophosphat với nguyờn liệu cũng như enzim Mn nối ATP và
enzim, trong phophokinase, phosphatse, phosphotransferase Mn con xỳc tỏc với một số enzim trong chu trỡnh Crebs nhu enzim dearboxilase và dihidrogenase Mn tham gia cấu trỳc nhiều hệ enzim
như: enzim oxi hoỏ khủ, trao đổi phospho Cũng giống như Fe, Mn cú
vai trũ quan trọng trong hệ thống oxi hoỏ khử (Mn"? và Mn"”) Mn cú
vai trồ quan trọng trong quỏ trỡnh quang hợp
Nếu thiếu Mn thỡ giai đoạn đầu tiờn của dõy chuyển điện tử trong phần ứng sỏng bị giảm và sẽ dẫn đến bất lợi cho quỏ trỡnh
phosphorit hoỏ quang hợp Khụng những ảnh hưởng đến quỏ trỡnh
đồng hoỏ CO, mà cũn ảnh hưởng đến quỏ trỡnh khử Nitrat va sulphat
Trang 23Nhu cầu cõy trồng với Man khụng cao nhưng khụng thể thiếu Dạng Mn
tốt nhất cho cõy trồng là Mn8O,, cú thể bún thẳng vào bộ rễ hoặc phun
dung dịch qua lỏ
Đồng (Cu)
Hàm lượng đồng trong đất: Đồng trong đất (Cu) ở dạng liờn kết
với cỏc hợp chất vụ cơ hoặc hữu cơ Nụng độ Cu trong dụng dịch đất khoảng 0,01 pg Cay hap thu Cu dang Cu vA CuOH’, khả năng hap thụ Cu bị ảnh hưởng bởi ion H' (độ pH của mụi trường) Trong đất Cu dạng cacbonat phosphat va sulfit, thường khú hấp thụ Cu-sulủt cú thể được oxi hoỏ nhờ vỡ khuẩn thiobaeillus thiooxidans sau đú cõy cố thể hấp thụ được
Trong dụng dịch đất khoảng 98% Cu ở dạng liờn kết trong cỏc hợp chất hữu cơ cú phõn tử lượng thấp
Hấp thụ, uận chuyển Cu trong cõy trồng
Thực vật hấp thụ Cu với một lượng nhỏ, hàm lượng Cu khoảng 2-20 gtrong sinh khối khụ), Sự hấp thụ Cu của thực vật phụ thuộc trước hết là ion Cu"? cú trong dung dich đất, phụ thuộc vào loại cõy, ở
cỏc bộ phận khỏc nhau của cõy hàm lượng Cu cũng khỏc nhau
Cu ớt đi chuyển trong cõy Cu chủ yếu liờn kết chặt trong chất
nguyờn sinh và phần lớn ở dạng liờn kết chelat, khoảng70% tổng số Cu cú trong cỡ thể cõy trồng tập trung ở lục tạp, ở đõy Cu cũng chiếm
tỉ lệ như Fe, do vậy Cu cũng tham gỡa vào quỏ trỡnh quang hợp
Sinh li eta Cu
Đồng cú mặt trong cỏc protein-enzim Cu cú mat trong protein ở
dang khỏc nhau: protein: xanh (blue protein) như platstoxiamin cú chức năng vận chuyển điện tử
Cú hơn ð0% Cu ở lục tạp cú trong thành phần của pèatstoxiamin
Hợp chất này cú trọng lượng khoảng 10.000 đơn vị và mỗi phõn tử bao
gồm một nguyờn tử Cu, platstoxiamin là một bộ phận cấu thành trong
chuỗi vận chuyển điện Yử cỳa hệ thống ỏnh sỏng 1 tỉ lệ từ 3-4 phõn tử
platstoxiamin cho 1.000 phõn tử điệp lục điểu đú đó trở thành quy
Trang 24luật Cõy thiếu làm giảm lớn hàm lượng platstoxiamin Cõy thiếuCu ảnh hưởng trực tiếp đến quỏ trỡnh quang hợp
Từ kết quả trờn ta thấy Cu cú ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phỏt triển cũng như tạo thành sản phẩm của cõy
Cỏc loại cõy ngũ cốc cũng rất mẫn cảm đối với Cu, thiếu Cu sự ra hoa và tạo quả bị ức chế
Kộm (Zn)
Kộm trong đất: trong đất 7n ở dạng liờn kết, hàm lượng thấp và
phụ thuộc vào nồng độ ion H' Trong Zn thường liờn kết chặt trong
cỏc hợp chất hữu cơ Zn thường là 2n” hoặc ZnOH" cũng như ZnCT' Ngoài dạng Zn-ion dễ trao đổi, Zn cũn ở dạng liờn kết với cỏc muối khú tan trong dung dịch đất Đất càng thiếu Zn khi giỏ trị pH càng cao Hàm lượng phosphat trong đất cao ức chế hấp thụ Zn
Hàm lượng Zn trong đất khỏ thấp, khoảng 10” mol ở dạng liờn kết hữu cơ (amino)
Hấp thụ, oận chuyển Zn của cõy trồng
Hấp thụ Zn cũng như nhu cầu đối với Zn của cõy trồng khụng cao, chớnh vỡ vậy mà hàm lượng Zn ở thực vật khỏ thấp, sự hấp thụ Zn bị ức chế do cỏc kim loại nặng, đặc biệt là Cu, phụ thuộc vào quỏ trỡnh trao đổi chất Phần lớn Zn được hấp thụ qua rễ và vận chuyển lờn thõn qua mạch gỗ
Sinh lớ của kẽm
ẽm trong cõy trồng đúng vai trũ khụng những chỉ tham gia
hỡnh thành enzim mà cồn là nhõn tố điều hoà cấu trỳc và chức năng
của hàng loạt enzim giỳp quỏ trỡnh trao đổi chất điễn ra mạnh mẽ, trong một số phần ứng enzim thi Mg"? vA Mn"? cộ thộ thay thộ Zn’?
Ở thực vật bậc cao dưới điều kiện thiếu khớ thỡ etanol được hỡnh thành ở vựng mụ phõn sinh ở đầu chúp rễ Trong điều kiện thiếu Zn thỡ làm giảm hoạt tớnh của alcoholdehidrogenase, quỏ trỡnh trong cõy
trồng và khụng xảy ra đối với thực vật bậc thấp
Trang 25Kộm là nguyờn tố cần thiết để hoạt hoỏ nhiều loại enzimbao gồm: dehidrogenase, alfblase, isomerase, transphosphorilase và ARN- và AND-polimerase Vỡ vậy nếu thiếu Zn làm giảm cường độ động hoỏ
CO; và tổng hợp protein
hi cõy trồng thiếu kẽm hoạt tớnh GA giỏm và kốm theo hàng
loạt enzim khỏc cũng biến đổi sẽ gõy ảnh hưởng phỏt triển cõy trồng
Quan hộ gitta phospho va kộm
Bon phospho cho đất thấp cú thể dẫn tới tỡnh trạng đối kẽm và nõng cao nhu cầu phospho - thiếu kẽm trong mụ thực vật làm cho phospho tớch luỹ nhiều ở rễ dạng phospho vụ cơ và làm chậm sự
chuyển hoỏ thành đạng phospho liờn kết trong cỏc hợp chất hữu cơ
Quan hệ giữa phosnho và Zn cú ba nhõn tố khỏc nhau cú thể liờn quan đến sự hấp thụ kẽm và phospho, đú là: (a) giảm biệu lực của kẽm khi tăng cung cấp phospho nờn cõy vẫn phỏt triển; (b) ức chế hấp thụ kẽm do cỏc ion kỡm loại khỏc đặc biệt là Ca”? cựng với phõn phosphat: (c) Phospho tang cường sự hấp thụ kẽm từ đất để hỡnh thành dạng
hidroxit và oxit của sắt, nhụm và CaCO;
Kộm rat n cho cỏc loại cõy ăn quả (tỏo, lờ, cà chua cũng như
ngụ đậu tương ) kẽm cần cho quỏ trỡnh phỏt triển của tế bào trứng
và phụi, hạt phấn vỡ vậy thiếu kẽm ảnh hưởng đến sự ra hoa và tạo quả
Cung cấp kẽm hợp lớ làm tăng năng suất cõy trồng
Molibden (Mo)
Molibden trong đất: Molibden trong dat d dang oxianion MoO,”
Mo duge cay hấp thụ dang mojibdat giộng nhu phosphat trong cac hỗn
hợp Sự hấp thụ Mo càng mạnh khi ÿH của dung dịch càng thấp Hàm lượng Mo trong đất rất khỏc nhau khoảng từ 0,1 đến
0,50 „r g, cao nhất cú thể lờn tdil,4 vg Ngoai dang Mo tu do, dang liộn
kột dộ hap thu, molibden cdn 6 dang sulfit (MoS,), molibdat-Ca trong
đất, Molibden trong đất cũn ở trong cỏc hợp chất hữu cơ, khi cỏc hợp
Trang 26chất này bị phõn giải cõy cú thể hấp thụ được Mo Ở đất chua nhờ
phõn giải chất hữu cơ mạnh mà cõy khụng bị thiếu Mo
Hấp thụ, uận chuyển Mo trong cõy trắng
Cõy hỳt Mo ở dạng molibdat, cú nhiều ở mạch nhụ mụ, mạch
Hbe và đi chuyển rất chậm trong cõy Do lượng Mo trong đất thấp nờn hàm lượng Mo trong cõy cũng thấp, tuỷ từng loại cõy khỏc nhau mà
lượng Mo khỏc nhau nhưng trung bỡnh từ 0,2-10 g Khỏc với cỏc kim
loại khỏc, khi hấp thụ nhiều Mo vẫn khụng gõy độc cho cõy Cú thể bún Mo đến 1500 ứg trong sinh khối khụ mà khụng bị nhiễm độc,
Chức năng sinh lớ của Mo
Cõy yờu cầu molibden so với cỏc nguyờn tố khỏc khụng lớn nhưng Mo cú vai trũ quan trọng xỳc tỏc nhiều hệ enzim và là thành phần cấu trỳc enzim Trong quỏ trỡnh phản ứng Mo cú thể cú hoỏ trị
cao tit Mo’*;-Mo**; -Mo** Molibden là chất xỳc tỏc cho tất cA cdc enzim
và gần như là bộ phận cấu thành protein của enzim Ở thực vật bậc
cao cú hai enzim chứa Mo quan trọng nhất đú là: nitrogenase và
nitratredectase Và nhụ cầu về Mo ở trong cõy lại phụ thuộc vào dạng
phõn chứa nitở cú vai trỏ của Molibden cần thiết cho quỏ trỡnh cế định
N, hon la Nitrat
Bor (B)
Hàm lượng Bor trong đất
Trong đất B thường 6 dang axit Boric (B(OH),; H,BO, hoặc Boral-ion/BO,/*
trong hgp chat vdi silicat
cũng cú thộ 4 dang ion tự do trong hạt đất hoặc là
Cú nhiều loại silicat khỏc nhau, phụ thuộc vào thời gian và mưa giú mà từ silieat cõy cú thể hấp thụ được B, theo hướng thuận nghịch nhưng phụ thuộc vào độ pH mà theo chiểu thuận hoặc nghịch - pH
càng cao phản ứng càng theo chiều phải Đất sột thường nghốo B,
Vận chuyển Bor trong cõy
Trang 27Cay 6 kha nang hap thy HyBO, B duge vgn chuyộn 1 rộ len
thõn qua mạch gỗ từ dang dung địch đi lờn cựng đồng nước Cõy 2 lỏ
mầm cú nhụ cầu B lớn hơn cõy một lỏ mầm
B đối uới đời sống thực vat
Chức năng sinh lớ của B khụng giộng nhu Mn", Zn” hoac Mn’,
là cầu nối giữa enzim và cơ chất trong cỏc phản ting enzim, cing khụng giống như Fe Mn hoặc Mo tham gia vận chuyển và trao đối điện tớch trong cỏc phản ứng oxi hoỏ khử, mà B cú nhiều điểm giống
lon phospho
Hiện nay chưa tỡm thấy enzỡm nào chứa B (tham gia cấu trỳc)
nhưng B vẫn xỳc tỏc hoạt tớnh của một số enzim Thiếu B sự sinh trưởng thõn, rễ bị ngừng trệ, thõn, rễ bị teo nếu thiếu B trầm trọng
cõy sẽ chết
- Chlor (CÙ
Nguyờn tố Chlor được xếp vào nhúm vị lượng hoặc nhúm cỏc nguyờn tố cần thiết cho cõy
Chlor là nguyờn tố khỏng xa vời vợi đối với chất định dưỡng
thực vật vỡ ớt được quan tõm Trong đất chlor để di động, ở đất Ẩm dễ
bị rửa trụi, ở tầng đất trờn cựng của đất khụ thỡ giàu chlor Nộng dộ bỡnh thường ở cõy từ 70-100nmlo/kg chất khụ Hàm lượng chlor trong cõy đao động khoảng2-20 mgfkg chất khụ Nếu hàm lượng cao gõy độc
hại cho cõy
Cõy hấp thụ chlor qua hệ rễ chủ yếu đạng ion chất lượng ngoài ra cõy cú thể hấp thụ dạng khớ qua bộ lỏ
Như vậy, ta thấy Chler tham gia tớch cực vào quỏ trỡnh trao đổi chất và sinh trưởng của thực vật, thỳc đẩy hấp thu nitrat diộu chỉnh sự cõn bang caion-anion và trao đổi axit hữu cơ Chlor là một trong cỏc hợp chất tham gia tạo nờn ỏp suất thấm thấu cao của địch bào đặc biệt,
của cỏc loài cõy chịu mặn (cựng với ion Na” nổng độ Chlor trong tế bào lỏ khoảng10-100mÀMM ở cõy chịu mận cú thể chứa cao hơn nhiều