Bài giảng dinh dưỡng cây trồng
1 ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM BỘ MÔN CẢNH QUAN & KỸ THUẬT HOA VIÊN BÀI GIẢNG DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG Biên soạn: Th.S TRƯƠNG THỊ CẨM NHUNG Tp.HCM tháng 8/2009 2 Bài 1 CÁC NGUYÊN TỐ CẦN THIẾT CHO SỰ DINH DƯỠNG CỦA CÂY TRỒNG 1.1. Tính cần thiết của các nguyên tố trong dinh dưỡng cây trồng Một nguyên tố khoáng được xem là cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng khi nguyên tố đó có liên quan đến các chức năng trao đổi chất của cây trồng và cây trồng không thể hoàn thành chu kỳ sống nếu không có nguyên tố này. Thông thường, cây trồng thể hiện triệu chứng sự thiếu hụt một chất dinh dưỡng nào đó, và sự thiếu hụt này có th ể được điều chỉnh hay ngăn chặn bằng cách cung cấp chất dinh dưỡng đó cho cây. Ngoài yếu tố dinh dưỡng, các triệu chứng thiếu dinh dưỡng có thể còn do nhiều yếu tố khác gây ra. Vì vậy, trong công việc chẩn đoán cần lưu ý tất cả các hiện tượng thiếu dinh dưỡng của cây trồng. Các thuật ngữ sau đây dùng để mô tả mức độ dinh dưỡng của cây trồng: 1. Thi ếu dinh dưỡng: khi nồng độ của một nguyên tố trong cây thấp, làm giảm năng suất nghiêm trọng và các triệu chứng này biểu hiện ra ngoài một cách rõ ràng. Sự thiếu hụt nghiêm trọng có thể làm cho cây bị chết. Nhưng với mức độ trung bình hay nhẹ, các triệu chứng có thể không biểu hiện ra ngoài nhưng năng suất bị giảm. 2. Nồng độ tới hạn (nồng độ ngưỡng): khi nồ ng độ chất dinh dưỡng trong cây thấp hơn mức độ này, nếu được bón phân sẽ làm tăng năng suất. Mức độ tới hạn khác nhau giữa các loại cây trồng và giữa các chất dinh dưỡng, nhưng mức độ tới hạn này đều nằm trong khoảng trung gian giữa mức độ thiếu và đủ của các chất dinh dưỡng đó. 3. Đầy đủ dinh dưỡng: là mức độ chất dinh dưỡng trong cây tho ả mãn nhu cầu sinh trưởng của cây, với mức độ này, nếu bón thêm phân vào sẽ không làm tăng thêm năng suất nhưng có thể làm tăng nồng độ chất dinh dưỡng đó trong cây. Thuật ngữ “tiêu thụ xa xỉ” thường được dùng để mô tả sự hấp thu dinh dưỡng của cây trồng, nhưng sự hấp thu này không ảnh hưởng đến năng suất. 4. Mức độ thừa hay gây độc: nồng độ các nguyên t ố cần thiết hay bất cứ một nguyên tố nào khác cao, đủ để làm giảm sự sinh trưởng và năng suất của cây trồng. Nồng độ dinh dưỡng thừa có thể gây ra sự mất cân bằng giữa các chất dinh dưỡng cần thiết khác và sự mất cân bằng này cũng có thể làm giảm năng suất. Năng suất bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi bị thiếu chất dinh dưỡng và khi điề u chỉnh được sự thiếu hụt chất dinh dưỡng này, sự sinh trưởng của cây trồng tăng nhanh hơn nhiều so với sự gia tăng nồng độ chất dinh dưỡng trong cây. Trong trường hợp bị thiếu nghiêm trọng, nếu được bón phân thì năng suất có thể tăng nhanh, nhưng nồng độ chất dinh dưỡng đó trong cây có thể bị giảm. Khi nồng độ đạt đến mức độ tớ i hạn, năng suất cây trồng thường đạt tối đa. Nồng độ chất dinh dưỡng đủ thoả mãn nhu cầu của cây thường nằm một khoảng biên độ rộng, nếu nồng độ dinh dưỡng nằm trong khoảng này sẽ không ảnh hưởng đến năng suất. Nhưng khi nồng độ tăng cao hơn mức độ tới hạn, cây trồng sẽ cho thấy có sự hấp thu xa xỉ các chất dinh dưỡng (trên mức cần thiết để đạt mức tối đa). Sự tiêu thụ xa xỉ này rất phổ biến trong hầu hết các loại cây trồng. Các nguyên tố được hấp thụ với một lượng thừa có thể làm giảm năng suất trực tiếp do sự gây độc, hay gián tiếp do làm giảm nồng độ đến dưới mức độ tới hạn của các chất dinh dưỡ ng khác. 3 1.2. Sự di chuyển của các ion từ đất đến rễ cây trồng Để được hấp thu bởi rễ cây trồng, các ion phải tiếp xúc với bề mặt rễ. Các ion di chuyển đến bề mặt rễ bằng 3 cách: tiếp xúc trực tiếp với rễ; dòng chảy khối lượng của nước có chứa các ion trong dung dịch; sự khuyếch tán các ion trong dung dịch đất. 1.2.1. Sự tiếp xúc trực tiếp của rễ: Tầm quan trọng của sự tiếp xúc trực tiếp của rễ như là một cơ chế đối với sự hấp thu được tăng cường do sự sinh trưởng của các rễ mới xuyên suốt khối lượng đất và cũng có thể do sự lan truyền của các loại nấm trong vùng rễ. Khi hệ thống rễ phát triển và ăn sâu vào trong đất nhiều hơn, thì dung dịch đất và các bề mặt đất có giữ các ion hấp phụ sẽ tiếp xúc với khối lượng rễ, và sự hấp thu các ion này xảy ra do cơ chế trao đổi tiếp xúc. Các ion trên bề mặt lông hút của rễ có thể trao đổi với các ion bị giữ trên bề mặt cát, sét và các chất hữu cơ trong đất bởi vì sự tiếp xúc trực tiếp giữa rễ và các hạt đất. Các ion bị giữ bởi lực tỉnh điện ở các vị trí này có xu hướng dao động trong một thể tích nhất định. Khi các thể tích dao động của hai ion trùng lấp nhau, thì các ion trao đổi vị trí. Bằng cách này Ca 2+ trên bề mặt sét có thể được hấp thu bởi rễ và được sử dụng bởi cây trồng. Hàm lượng chất dinh dưỡng mà rễ cây trồng hấp thu do tiếp xúc trực tiếp là hàm lượng có trong một thể tích đất bằng với thể tích rễ. Rễ thường chiếm ≤ 1% thể tích đất. Tuy nhiên, nếu rễ phát triển xuyên qua các tế khổng trong đất với hàm lượng dinh dưỡng trung bình cao hơn sẽ tiếp xúc tố i đa 3% chất dinh dưỡng hữu dụng có trong đất. Sự tiếp xúc trực tiếp của rễ và chất dinh dưỡng có thể gia tăng do các nấm vùng rễ (mycorrhiza), một loại cộng sinh giữa nấm và rễ cây. Ảnh hưởng này đạt cao nhất khi cây được trồng trên các loại đất có độ phì nhiêu kém. Mức độ lan truyền của nấm cũng được lan truyền trong điều kiện đất có pH chua ít, hàm lượng lân thấp, đủ đạ m và nhiệt độ đất thấp. Các sợi nấm có tác dụng tương tự như là sự phát triển rộng của hệ thống rễ cây, dẫn đến sự tiếp xúc lớn hơn. 1.2.2. Dòng chảy khối lượng: Sự di chuyển của các ion trong dung dịch đất đến bề mặt rễ cây do dòng chảy khối lượng cũng là một yếu tố quan trọng trong sự cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Dòng chảy khối lượng xảy ra khi các ion dinh dưỡng và các chất hoà tan khác được vận chuyển trong dòng chảy của nước đến rễ, là kết quả của quá trình thoát hơi của cây trồng. Dòng chảy khối lượng cũng có thể xảy ra do sự bốc hơi và thấm lậu của nước trong đất. Hàm lượng các chất dinh dưỡng di chuyển đến rễ do dòng chảy khối lượng được quyết định bởi lưu l ượng nước hay sự tiêu thụ nước của cây trồng, và nồng độ trung bình của chất dinh dưỡng trong dòng nước đó. Dòng chảy khối lượng cung cấp một lượng rất lớn Ca 2+ và Mg 2+ trong nhiều loại đất, cũng như phần lớn các chất dinh dưỡng di động khác như NO 3 ─ và SO 4 2─ . Khi ẩm độ đất giảm thì sự di chuyển của nước bị giảm dần, vì vậy sự di chuyển của nước đến bề mặt của rễ cũng bị chậm lại. Sự di chuyển của các ion do dòng chảy khối lượng sẽ giảm khi nhiệt độ thấp bởi vì nhu cầu thoát hơi nước của cây trồng rất thấp ở điều kiện nhiệ t độ thấp so với ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, sự vận chuyển của các ion trong dòng chảy của nước bị bốc hơi cũng sẽ bị giảm ở nhiệt độ đất thấp. 1.2.3. Sự khuyếch tán: Sự khuyếch tán xảy ra khi một ion di chuyển từ một nơi có nồng độ cao đến một nơi có nồng độ thấp. Phần lớn chất dinh dưỡng lân và kali trong đất di chuy ển đến rễ là do sự khuyếch tán. Khi rễ cây hấp thu các chất dinh dưỡng từ dung dịch đất ngay bề mặt rễ, thì nồng độ chất dinh dưỡng ở ngay bề mặt rễ bị giảm thấp rất nhiều so với nồng độ trong 4 dung dịch của toàn bộ khối đất. Vì vậy, một sự chênh lệch về nồng độ được hình thành làm cho các ion di chuyển đến rễ cây. Một loại cây có nhu cầu cao đối với một chất dinh dưỡng nào đó sẽ dẫn đến một sự chênh lệch nồng độ lớn, làm tăng tốc độ khuyếch tán ion đó từ dung dịch đất đến bề mặt rễ. Có nhiều yếu t ố của đất ảnh hưởng đến sự khuyếch tán các chất dinh dưỡng trong đất, trong đó yếu tố quan trọng nhất là mức độ chênh lệch nồng độ. Khi ẩm độ đất tăng, sẽ làm tăng tốc độ khuyếch tán. Sự hấp thu các ion ở bề mặt rễ tác động đến sự hình thành và duy trì sự chênh lệch về nồng độ, chịu tác động mạnh mẽ bởi nhiệ t độ. Trong khoảng nhiệt độ từ 10─30 0 C, khi nhiệt độ tăng 10 0 C thì tốc độ hấp thu tăng 2 lần hay cao hơn. Sự khuyếch tán các ion dinh dưỡng thường chậm trong hầu hết các trường hợp và xảy ra trong một khoảng cách rất ngắn, xung quanh bề mặt rễ. Khoảng cách trung bình tiêu biểu đối với sự khuyếch tán đến rễ là 1cm đối với đạm, 0.02cm đối với lân và 0.2cm đối với kali. Rễ không hấp thu tất cả các chất dinh duỡng cùng một tốc độ, vì vậy, m ột số ion có thể tích luỹ ở bề mặt rễ, đặc biệt là trong giai đoạn cây trồng hấp thu nước nhanh. Điều này dẫn đến một hiện tượng là khuyếch tán ngược, trong đó có sự chênh lệch nồng độ và vì thế một số ion sẽ di chuyển xa dần bề mặt rễ và đi ngược trở lại dung dịch đất. Sự khuyếch tán ngược này thường thấp h ơn nhiều so với sự khuyếch tán đến bề mặt rễ, tuy nhiên khi nồng độ một chất dinh dưỡng cao trong vùng rễ có thể ảnh hưởng đến sự hấp thu các chất dinh dưỡng khác. Sự khuyếch tán và dòng chảy khối lượng trong sự cung cấp ion đến bề mặt rễ phụ thuộc vào khả năng cung cấp các ion này của các thành phần rắn của đất cho thành phần dung dịch. Nồng độ các ion trong dung dị ch chịu ảnh hưởng rất lớn bởi bản chất của các thành phần keo của đất và mức độ bảo hoà cation của các keo này. Nghiên cứu các cơ chế dòng chảy khối lượng và khuyếch tán cũng quan trọng trong việc quản lý phân bón. Các loại đất có tốc độ khuyếch tán thấp do BC cao, độ ẩm thấp, hay hàm lượng sét cao có thể cần được bón các chất dinh dưỡng không di động gần rễ cây để tối đ a hoá sự hữu dụng của các chất dinh dưỡng và sự hấp thu của cây trồng. 1.3. Sự hấp thu ion của cây trồng 1.3.1. Sự hấp thu ion thụ động : Phần lớn của tổng thể tích rễ có khả năng tiến hành hấp thu thụ động các ion. Các ion trong dung dịch đất đi vào mô rễ thông qua các tiến trình khuyếch tán và trao đổi ion. Nồng độ các ion trong gian bào thường thấp hơn nồng độ trong toàn bộ dung dịch đất, vì th ế sự khuyếch tán sẽ xảy ra do sự chênh lệch nồng độ. Sự khuyếch tán và trao đổi ion là các tiến trình thụ động bởi vì sự hấp thu vào gian bào được kiểm soát bởi nồng độ ion và sự khác nhau về điện tích. Các tiến trình này không có sự chọn lọc và không cần năng lượng. Các gian bào của tế bào ngoài cùng của phần thịt lá cũng là nơi các ion có khả năng khuyếch tán và trao đổi. Phần lớn các ion dinh dưỡng đ i đến gian bào của lá thông qua mạch mộc từ rễ. Các ion khoáng trong nước mưa, nước tưới và trong phân bón lá thấm vào trong lá thông qua khí khổng và biểu bì để vào bên trong lá. Sự di chuyển ion từ rễ đến thân được quyết định bởi tốc độ hấp thu nước và sự thoát hơi nước, điều này cho thấy rằng dòng chảy khối lượng có vai trò quan trọng trong sự di chuyển của các ion. 1.3.2. Sự hấp thu ion chủ động: Một lớ p màng có tác dụng như là ranh giới giữa gian bào và hàm lượng bên trong của tế bào là nguyên sinh chất. Các ion được hấp thu thụ động chiếm giữ các khoảng không gian giữa các tế bào; tuy nhiên, nguyên sinh chất sẽ ngăn chặn sự vận chuyển thụ động của các 5 chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào bởi vì nồng độ ion bên trong cao hơn ion bên ngoài tế bào, nên sự vận chuyển ion xuyên qua màng nguyên sinh chất phải do sự chênh lệch hoá điện. Sự vận chuyển ion chủ động là một tiến trình có chọn lọc nên chỉ các ion chuyên biệt được vận chuyển hay được mang xuyên qua màng nguyên sinh chất do các chất mang chuyên biệt. Mặc dù kali, rubidium và cesium có sự cạnh tranh cùng một chất mang, nhưng chúng không cạnh tranh với các nguyên tố như canxi, strontium và barium. Các tính chất hấp thu, vậ n chuyển và sử dụng các chất dinh dưỡng khoáng trong cây trồng phần lớn là do yếu tố di truyền quyết định. Các kiểu di truyền trong cùng một loài có thể rất khác nhau về tốc độ hấp thu và vận chuyển các chất dinh dưỡng, hiệu quả sử dụng các chất trao đổi chất, chống chịu với các điều kiện nồng độ dinh dưỡng cao và nhiều yếu tố khác. Ngoài yếu tố di truyề n thì hình thái của rễ cũng có ảnh hưởng rất có ý nghĩa trong dinh dưỡng khoáng của cây trồng. Một số dòng có khả năng phát triển bộ rễ rất mạnh, rất rộng, sâu, và có nhiều rễ con để hấp thu nước và dinh dưỡng. 1.4. Các nguyên tố hoá học cần thiết trong sự dinh dưỡng của cây trồng. Bảng 12. Các nguyên tố cần thiết cho sự dinh dưỡng của cây trồng Chất dinh dưỡng trong cây Nồng độ tb (theo TL chấ t khô) H 6.0% O 45.0% C 45.0% N 1.5% K 1.0% Ca 0.5% Mg 0.2% P 0.2% S 0.1% Cl 100ppm(0.01%) Fe 100ppm B 20ppm Mn 50ppm Zn 20ppm Cu 6ppm Mo 0.1ppm Có 16 nguyên tố hoá học được cho là cần thiết cho sự sinh trưởng của cây trồng, trong đó C, H, O chiếm một hàm lượng rất lớn trong cây. Tiến trình quang hợp trong lá sẽ biến đổi CO 2 và H 2 O thành các cacbonitrat, từ đó các aminoaxit, đường, prôtêin, axitnucleic và các hợp chất hữu cơ khác được tổng hợp, các nguyên tố C, H, O không được xem là các chất dinh dưỡng khoáng. Sự cung cấp CO 2 cho cây trồng tương đối ổn định. Sự cung cấp nước ít khi làm hạn chế trực tiếp sự quang hợp nhưng có thể sự quang hợp bị hạn chế gián tiếp thông qua các ảnh hưởng khác do sự thiếu hụt trong độ ẩm đất. 13 nguyên tố còn lại được phân loại thành các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng. Các nguyên tố đa lượng bao gồm đạm (N), lân (P), kali (K), lưu huỳ nh (S), canxi (Ca), và magie (Mg); các nguyên tố vi lượng gồm sắt (Fe), 6 kẽm (Zn), mangan (Mn), đồng (Cu), boron (B), clorine (Cl) và molipden (Mo). 5 nguyên tố khác là sodium (Na), cobalt (Co), niken (Ni), silicon (Si), vanadium (Va) được xếp vào nhóm các nguyên tố vi lượng cần thiết nhưng chỉ cho một số cây trồng nhất định. Các nguyên tố vi lượng thường được xem là các nguyên tố thứ yếu, nhưng điều này không có nghĩa là chúng kém quan trọng hơn các nguyên tố đa lượng. Sự thiếu hụt hay gây độc của các nguyên tố vi lượng có thể làm giảm năng suất cây trồng tương tự nh ư sự thiếu hụt hay gây độc của các nguyên tố đa lượng. Mặc dù aluminum (Al) không phải là nguyên tố cần thiết trong dinh dưỡng cây trồng, nhưng nồng độ Al trong cây có thể cao khi đất có chứa hàm lượng lớn Al trong dung dịch. Thật ra, cây trồng hấp thu rất nhiều nguyên tố không cần thiết cho sự sinh trưởng của chúng và có trên 60 nguyên tố được tìm thấy có trong cây trồng. Khi thực vật bị đốt, phần tro thực vật có chứ a tất cả các nguyên tố khoáng cần thiết và không cần thiết, ngoại trừ C, H, O, N và S bị mất ở dạng khí. Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong cây chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, và hàm lượng của chúng khác nhau rất đáng kể trong các loại cây khác nhau. Các số liệu phân tích nồng độ chất dinh dưỡng trong cây rất có giá trị cho các chương trình quản lý phân bón và khuyến cáo bón phân. Bởi vì có nhiều phản ứng sinh học và hoá học xảy ra trong phân bón và trong đất nên hàm l ượng chất dinh dưỡng hấp thu bởi cây trồng thường không tương ứng với hàm lượng phân được bón vào. Cây trồng hấp thu các chất dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng và phát triển, sau khi hoàn thành chu kỳ sống, các chất dinh dưỡng trong dư thừa cây trồng sẽ được trả lại cho đất. 1.5. Phân loại phân bón: Về mặt hoá học: phân bón được chia ra làm nhiều loại: - Phân vô cơ: gồm các hợp chất hoá học vô cơ, các loạ i phân vô cơ đa lượng như (N, P, K), phân trung lượng (Ca, Mg, S), phân vi lượng (Fe, Mn, Cu, Zn, B). - Phân hữu cơ: gồm các loại phân gia súc, gia cầm, than bùn, phân xanh… trong phân có chứa các acid humic và acid fluvic. Việc sử dụng phân hữu cơ là một phần quan trọng trong chu kỳ biến đổi các chất dinh dưỡng trong thiên nhiên. - Phân chelate: là hợp chất giữa chất hữu cơ và kim loại (EDTAFe 2 ) - Phân vi sinh: là loại phân có chứa các nhóm sinh vật khác nhau được đưa vào phân bằng nhiều phương pháp nhằm nâng cao khả năng hữu dụng các chất dinh dưỡng cho cây trồng từ các nguồn dinh dưỡng mà bản thân cây trồng không thể hấp thu được Về mặt nông học: phân bón được chia thành hai nhóm: nhóm phân có tác dụng trực tiếp cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng và nhóm phân có tác dụng gián tiếp thông qua việc cải thiện các tính chất của đất. Tuy nhiên sự phân loại này ch ỉ có tính tương đối, vì phân bón có tác dụng trực tiếp cũng gián tiếp ảnh hưởng đến tính chất đất như hầu hết các loại phân vô cơ, phân chelate. Ngược lại phân bón có tác dụng gián tiếp luôn cung cấp trực tiếp một số chất dinh dưỡng cho cây trồng như vôi, thạch cao, bột lưu huỳnh, phân vi sinh. Thành phần phân bón: Phân bón được chia thành 2 loại là phân đơn và phân phức hợp - Phân đơn: trong phân chỉ chứa một nguyên tố dinh d ưỡng chính như urea (46% N), suppe lân (16─18% P 2 O 5 ), KCl (58─60% K 2 O), vi lượng boron… - Phân phức hợp: trong phân có chứa nhiều chất dinh dưỡng như NPK, DAP, KNO 3 … 7 Bài 2 CÁC LOẠI PHÂN VÔ CƠ A. CÁC LOẠI PHÂN KHOÁNG ĐA LƯỢNG 1. Phân đạm 1.1. Vai trò của đạm đối với cây trồng: Đạm là chất dinh dưỡng quan trọng đối với cây trồng và là một trong những chất dinh dưỡng thường bị thiếu nhất trong sản xuất nông nghiệp. Cây trồng thường chứa khoảng 1 – 5% đạm theo trọng lượng khô. Đạm tham gia tạo nên protein và các acid amin giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong hoạt động sống của tế bào thự c vật. Tỷ lệ protein (%) trong nông phẩm rất thay đổi và là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng nông phẩm. Đạm có trong nhiều hợp chất cơ bản cần thiết cho sự phát triển của cây như diệp lục và các enzim, thúc đẩy quá trình quang hợp và các hoạt động sống của cây. Đạm cùng với lân ảnh hưởng đến khả năng di truyền của cây vì chúng nằm trong ADN và ARN. Đạm kích thích sự phát triển của b ộ rễ, giúp cây trồng huy động mạnh các thức ăn khác trong đất. Ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Sự cung cấp đạm có liên quan đến sự sử dụng carbohydrate của cây trồng. Khi không cung cấp đủ đạm, carbohydrate sẽ bị tích tụ trong các tế bào sinh trưởng, làm cho chúng trở nên dày hơn. 1.2. Những triệu chứng thiếu đạm: Khi cây trồng thiếu đạm, chúng trở nên cằn cổi và màu vàng xuất hi ện trên lá. Sự mất protein trong lục lạp trong các lá già hình thành nên màu vàng hay bệnh úa vàng lá là chỉ thị sự thiếu đạm. Khi thiếu đạm nghiêm trọng thì các lá bên dưới biến thành màu nâu và chết. Các vết úa vàng này bắt đầu ở đầu lá và lan dần vào phần bên trong lá cho đến khi toàn bộ lá chết. Xu hướng chung là các lá bên trên còn non vẫn tồn tại màu xanh trong khi các lá bên dưới bị vàng và chết. Điều này cho thấy có sự di chuyển của đạm bên trong cây. Khi rễ không có khả năng hấp thu đủ đạ m để thoả mãn nhu cầu sinh trưởng, protein trong các bộ phận già của cây bị chuyển hoá thành đạm hoà tan, vận chuyển đến các mô sinh trưởng hoạt động và được tái sử dụng để tổng hợp các protein mới. Bón thừa đạm lá cây có màu xanh tối, tỷ lệ nước trong thân lá cao, thân lá mềm mại dễ bị sâu bệnh, quá trình sinh trưởng dinh dưỡng (thân, lá) bị kéo dài, quá trình hình thành hoa quả hạt bị chậm lại. Cây thành thục muộn, phẩm chất nông sản kém. Bón thừa đạm cây dùng không hết, đất không giữ lại được (trên các loại đất nhẹ, nghèo chất hữu cơ) nên đạm bị kéo xuống sâu hoặc bị rửa trôi làm ô nhiễm nguồn nước, kể cả nước trên mặt và nước ngầm. Khi thừa đạm, trong mối quan hệ với các chất dinh dưỡng khác như lân, kali và lưu huỳnh có thể làm chậm sự chín của cây trồng. Những triệu chứng ngộ độc ammonium như mép lá màu vàng, lá bị xoắn lại, đầu rễ bị hoại tử. 1.3. Hàm lượng nitơ trong đất Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng cần tương đối nhiều cho các loại cây trồng. Hàm lượng đạm tổng số trong đất từ 0.1 – 0.2%, đất xám bạc màu hàm lượng đạm dưới 0.1%. Hàm lượng đạm trong đất tương quan với hàm lượng mùn (nitơ = 5% mùn). Đạm trong đất có 2 dạng là đạm vô cơ và đạm hữu cơ. Đạm vô cơ: trong đất rất ít, tầng mặt chiếm 1 – 2% của đạm tổng số, nhiều nhất cũng không vượt quá 8%. Dạng đạm vô cơ trong đất chủ yếu là NH 4 + ; NO 3 ─ ; NO 2 ─ , hàm 8 lượng dễ tiêu của chúng nhỏ. NH 4 + được sinh ra do tác động amin hoá của vi sinh vật đối với chất hữu cơ chứa đạm, trong điều kiện háo khí nó dễ bị nitrat hoá thành NO 3 ─ . NH 4 + và NO 3 ─ đều tan trong nước, NH 4 + được keo đất hút nên ít bị rửa trôi, còn NO 3 ─ không được keo đất hút nên dễ bị rửa trôi. Đạm hữu cơ: đạm hữu cơ tồn tại ở các dạng như protein, aminoaxit, và các hợp chất đạm phức tạp khác, chiếm tỉ lệ từ 93 – 99% nitơ tổng số ở dạng hữu cơ trong tầng mùn đất. Sự chuyển hoá hoá học hay sinh học các hợp chất hữu cơ này để tạo thành đạm dễ tiêu gọi là quá trình khoáng hoá. Quá trình khoáng hoá hợp ch ất hữu cơ chứa đạm thành dạng NH 4 + gọi là quá trình amin hoá do vi sinh vật dị dưỡng thực hiện. C 2 H 5 NO 2 + 3[O] + H + → 2CO 2 + NH 4 + + H 2 O (Glyxin) NH 4 + được vi sinh vật tự dưỡng chuyển hoá thành NO 3 ─ và NO 2 ─ gọi là quá trình nitrat hoá 2 NH 4 + + 2OH ─ + 3O 2 2H + + 2NO 2 ─ + 4H 2 O + Q NO 2 ─ + O 2 2NO 3 ─ + Q NH 4 + +2O 2 → HNO 3 + H 3 O + + Q Dựa vào độ hoà tan và khả năng thuỷ phân, chia đạm thành ba dạng: - Đạm hữu cơ hoà tan trong nước: gồm axit amin, amic tương đối đơn giản. Hàm lượng đạm dưới 5% đạm tổng số - Đạm hữu cơ thuỷ phân: là dạng đạm khi ở trong môi trường axit, kiềm hoặc lên men có thể thuỷ phân tạo thành dạng tương đối đơn giản, dễ tan trong nước, hàm lượng trên 50% đạm tổng số . - Đạm hữu cơ không thuỷ phân: chiếm 30 – 50% đạm hữu cơ. Không tan trong nước, môi trường axit, kiềm. Chủ yếu do vi sinh vật chuyển hoá thành NH 4 + và NO 3 ─ . Nitơ trong đất luôn biến đổi, sự mất đạm do bay hơi, mất đạm do phản nitrat hoá thường xảy ra ở đất bí, chặt và ngập nước. Cố định đạm sinh học là quá trình vi sinh vật sử dụng năng lượng dự trữ của sản phẩm quang hợp để đồng hoá N 2 thành NH 3 . N 2 + 3H 2 → 2NH 3 Đạm là nguyên tố có ý nghĩa nhất đối với độ phì đất Cây trồng có thể hấp thu các dạng đạm trong đất như: NH 4 + và NO 3 ─ . Trên đất không ngập nước, NO 3 ─ có nồng độ cao hơn NH 4 + . Tốc độ hấp thu NO 3 ─ thường cao và thích hợp trong điều kiện pH thấp. Khi cây hấp thu NO 3 ─ cao, sẽ gia tăng sự tổng hợp các anion hữu cơ trong cây, cùng với sự gia tăng tương ứng với các cation vô cơ (Ca, Mg, K) nên môi trường vùng rễ sẽ trở nên kiềm tính. Sự hấp thu NH 4 + của cây trồng tốt nhất ở pH trung tính và sự hấp thu này giảm khi độ chua tăng, làm giảm sự hấp thu Ca 2+ , Mg 2+ , K + . Hàm lượng NH 4 + cao có thể làm ngưng sự sinh trưởng. Ngược lại, cây trồng chống chịu được với nồng độ NO 3 ─ cao và tích luỹ NO 3 ─ trong mô ở mức độ rất cao. Sự sinh trưởng của cây trồng thường được cải thiện khi cung cấp cả hai dạng NO 3 ─ và NH 4 + . 1.4. Dạng phân, liều lượng và cách bón phân Trong các nguyên tố đa lượng, đạm và kali chiếm tỉ lệ cao nhất trong cây. Đạm được cây hấp thụ dưới dạng các ion NO 3 ─ và NH 4 + . Trong đất đủ ẩm, ấm, thoát thuỷ tốt thì dạng NO 3 ─ là dạng chiếm ưu thế trong dinh dưỡng của cây trồng. Hầu hết các cây sinh nitrosomonas nitrobacte 9 trưởng tốt nhất khi có sự kết hợp cả 2 dạng phân bón là nitrate và ammonium. Những cây chỉ bón đạm nitrate có lá màu xanh đậm và sinh trưởng chậm, bón 25% hay hơn tổng lượng đạm nitrate sẽ giúp cây phát triển tốt hơn và thân dài hơn so với bón 100% lượng đạm nitrate. Giữa nitrate và ammonium có sự khác biệt trong cây, khi lượng nitrate dư thừa sẽ được dự trữ trong cây còn ammonium thì không. Do đó, lượng ammonium cao dẫn đến tình trạng rối loạn ammonium. Mặc dù lượng đạm ammonium chiếm từ 40 đến 50% nhưng nhìn chung sẽ giảm xuống còn 25% hoặc ít hơn trong suốt mùa đông. Khí hậu lạnh, nhất là dưới 13 0 C, sự chuyển hoá của ammonium sang nitrate rất chậm bởi các vi khuẩn cố định đạm, do đó toàn bộ chỉ có ammonium trong môi trường. Độ pH thấp cũng làm giảm mức độ chuyển hoá của ammonium sang nitrate. Lượng ammonium giảm đến mức giới hạn vào cuối chu kỳ mùa vụ để kích thích sự phát triển của hoa và thu hoạch. Các nguồn phân đạm: Cả hai nguồn đạm hữu cơ và vô cơ đều là nguồn hữu dụng để cung cấp đạm cần thiết cho khả năng sản xuất của cây trồng. Các dạng phân hữu cơ: chủ yếu là đạm trong phân gia súc và của cây họ đậu. Hiện nay các vật liệu này chỉ còn chiếm khoảng 0.1% hay thấp hơn tổng lượng đạm sử dụng. Nồng độ đạm trung bình trong các chất hữu cơ tự nhiên từ 1 – 3%. Các vật liệu hữu cơ ngoài việc cung cấp đạm cho cây trồ ng, đồng thời tránh sự hấp thu thừa và làm giảm tiềm năng bị mất do rửa trôi và phản nitrat hoá, phần lớn đạm trở nên hữu dụng trong vòng 2 – 4 tuần đầu tiên sau khi bón. Tuy nhiên chỉ có khoảng một nửa số đạm sẽ được biến đổi thành dạng hữu dụng cho cây trồng ở 2 – 3 tháng cuối. Ngoài ra, đạm được khoáng hoá trong khoảng thời gian 2 – 3 tháng, 80% được biến đổi thành dạng NO 3 ─ ở cuối 3 tuần đầu tiên. Lượng đạm hữu dụng cho cây từ phân hữu cơ là một phần của tổng lượng đạm chứa trong cây trồng. Các dạng phân vô cơ: 1. Potassium nitrat (KNO 3 ): Chứa 13% đạm và 37% K (44% K 2 O). 2. Calcium nitrat (Ca(NO 3 ) 2 ): chứa 15.5% đạm nguyên chất và 25% CaO. Phân canxinitrat có nhược điểm là rất dễ hút ẩm, dễ chảy rửa, khó bảo quản. Khi bón vào đất NO 3 ─ không được giữ và rất dễ bị rửa trôi. Phân canxi nitrat là loại phân giúp cây có khả năng chịu hạn, rét, thích hợp cho vụ đông. Phân canxi nitrat cũng thích hợp ở đất chua, đất mặn, đất phèn. canxi nitrat phát huy hiệu lực tốt ở đất trồng màu lúa cạn 3. Ammonium nitrat (NH 4 NO 3 ) : chứa 26 – 27% đạm nguyên chất, đạm nitrat tỷ lệ cao có đến 33 – 34.5% đạm nguyên chất. Đạm nitrat tinh khiết tinh thể có màu trắng dễ hút nước, phải cẩn thận để tránh sự đóng cục và sự thoái hoá về tính chất vật lý của phân khi tồn trữ và sử dụng. Có một số nguy cơ cháy hay nổ, dể bị rửa trôi và phản nitrat hoá mạnh hơn là các sản phẩm NH 4 + . Đạm nitrat tinh khiết chứa 35% đạm nguyên chất. Bón phân đạm nitrat lâu dài liên tục với lượng cao cũng không làm biến đổi độ chua của đất như đạm sulfate và đạm clorua. Thành phần NO 3 ─ trong phân đạm nitrat dễ dàng hữu dụng đối với cây trồng, thích hợp cho bón thúc để tăng cuờng sự sinh trưởng 4. Urea (CO(NH 2 ) 2 ) : có hàm lượng đạm cao nhất, chiếm 46% đạm nguyên chất. Phân urea tinh khiết, tinh thể có màu trắng. Trên thị trường có phân urea dạng que, viên to nhỏ khác nhau, phân urea rất dễ hút ẩm. Urea được tạo thành do quá trình ngưng tụ NH 3 và CO 2 trong điều kiện nhiệt độ và áp suất nhiệt độ cao. Khi không khống chế được nhiệt độ sẽ xảy ra quá trình trùng hợp urea thành biurea, một tạp chất ảnh hưởng đến sự nảy mầm và sinh trưởng của cây con, ức chế quá trình hô hấp, quang hợp của cây. Trong phân urea 10 thành phẩm, hàm lượng biurea cho phép đối với cây trồng cạn là không được vượt quá 2%. Phân urea hoà tan nhanh và rất linh động nên dễ bón đều hơn. Phân đạm urea thích hợp bón cho đất chua, đất bạc màu, rửa trôi mất canxi và magie nhiều. Nhiều nhà nông học đã bảo thủ trong việc sử dụng urea bởi vì: gây độc cho hạt giống và cây con do nồng độ NH 3 cao được giải phóng trong thời gian thuỷ phân và sự tích luỹ NO 2 ─ trong thời gian nitrat hoá; sự mất NH 3 của urea khi phân phơi bày trên mặt đất. Phân urea có một số tính chất có giá trị như ít có xu hướng bị đóng cục như NH 4 NO 3 , không mẫn cảm với cháy nổ; ít ăn mòn tay và các thiết bị bón phân. 5. Monoammonium phosphate (NH 4 ) 2 HPO 4 chứa 11% đạm và 48% P 2 O 5 6. Diammonium phosphate (NH 4 ) 2 HPO 4 : chứa 18% đạm và 46% P 2 O 5 7. Ammonium cloride NH 4 Cl: chiếm 25% đạm, 66% clo. Ưu điểm của phân này là nồng độ đạm cao. Ammoinum cloride gây bất lợi trên đất chua, hàm lượng clo cao sẽ giới hạn sử dụng cho một số cây trồng. Bón ammonium cloride liên tục dễ gây thiếu lưu huỳnh; Cl ─ rất dễ bị rửa trôi, nên bón phân có clo trước khi gieo cây vài tháng để làm giảm lượng clo trong đất. 8. Ammonium sulfate (NH 4 ) 2 SO 4 (SA): chiếm 20 – 21% đạm nguyên chất, 23 – 24% lưu huỳnh và 0.025 –0.05% axit sulfurit tự do. Đạm sulfate tinh khiết tinh thể rắn. Đạm sulfate thương phẩm thường có màu xám hay xanh lục, có loại tinh thể to, có loại tinh thể nhỏ. Đạm sulfate hút ẩm làm cho độ chua tự do tăng lên, chất lượng giảm. Đạm sulfate còn được gọi là phân chua sinh lý, cây hút đạm càng mạnh đất càng chua đi nhanh chóng, vì vậy khi sử dụng đạm sulfate liên tục phải kết hợp với bón vôi. Bón đạm sulfate với phân chuồng có thể làm gi ảm tác động xấu đến đạm sulfate. 2. Phân lân 2.1. Vai trò của lân đối với cây trồng: Phân lân đóng vai trò quan trọng trong việc phân chia tế bào, tạo thành chất béo giàu protein. Cây bộ đậu, cây lấy dầu cần được cung cấp đủ lân. Lân thúc đẩy ra rễ, đặc biệt là rễ bên và lông hút. Kích thích việc ra hoa, hình thành quả và quyết định phẩm chất hạt giống. Rất quan trọng trong dự trử và vận chuyển năng lượng (ADP và ATP) Thành phần củ a các nucleic acids (DNA và RNA) Thành phần của phosphoproteins và phospholipids nhiều enzymes có chứa P 2.2. Những triệu chứng thiếu lân Cây thiếu lân lá có màu tím đỏ hay xanh nhạt, sinh trưởng chậm, chín muộn. Cây non rất mẫn cảm với thiếu lân nên phân lân chủ yếu dùng để bón lót. dinh dưỡng lân có liên quan mật thiết với dinh dưỡng đạm. Cây được bón cân đối đạm lân sẽ xanh tốt, phát triển nhanh nhiều hoa quả, chín sớm và phẩm chất tốt. 2.3. Hàm lượng lân trong đất Photpho là nguyên tố đa lượng quan trọ ng thứ hai sau đạm. Các hoạt động sống như phân chia tế bào quá trình phân giải tổng hợp các chất đều có sự tham gia của lân. Hàm lượng lân tổng số trong đất khoảng 0.03 – 0.2% . Đất có hàm lượng lân tổng số cao nhất là đất nâu đỏ trên bazan 0.15 –0.2%, đất có hàm lượng lân nhiều nhất là đất xám bạc màu khoảng 0.03 – 0.04%. Hàm lượng lân tổng số của đất phụ thuộc vào: - Thành phần khoáng vật trong đá mẹ - Thành phần cấ p hạt: cấp hạt mịn nhiều lân hơn cấp hạt thô [...]... suất cây trồng mà còn có khả năng tăng cường hiệu lực của phân hoá học Phân chuồng tăng cường khả năng quang hợp (trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ thảy ra nhiều khí CO2) Cung cấp một lượng lớn mùn và các chất dinh dưỡng khoáng dễ tiêu cho cây Một lượng lớn xác VSV chứa nhiều chất dinh dưỡng cho cây Ngoài ra còn có men, kích thích tố và acid hữu cơ do VSV bài tiết ra Chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng. .. ngô của cây vụ trước cho vụ sau làm tăng 0.3 tấn lạc xuân, 0.6 tấn ngô hạt/ha Phân hữu cơ bao gồm tất cả các loại phân có nguồn gốc là sản phẩm hữu cơ, như các loại phân chuồng, phân xanh, thân lá cây trồng được dùng để bón ruộng 3.1 Phân chuồng 3.1.1 Vai trò của phân chuồng trong sản xuất nông nghiệp: Phân chuồng là một khâu trong chu kỳ luân chuyển chất dinh dưỡng, những chất dinh dưỡng cây trồng lấy... hơi là nguyên nhân gây ra các mùi vị đặc trưng của cây trồng trong các họ mù tạc và hành tỏi Lưu huỳnh làm tăng cường sự hình thành dầu trong các cây trồng lấy dầu 3.2 Triệu chứng thiếu lưu huỳnh Thiếu lưu huỳnh có thể làm đình trệ sự sinh trưởng của cây và có đặc điểm là toàn bộ cây đều bị úa vàng, cằn cổi, thân mỏng và mảnh khảnh Trong nhiều loại cây trồng, các triệu chứng này tương tự như các triệu... giống cây trồng, hệ thống canh tác, tưới tiêu và bón nhiều các chất dinh dưỡng Nhu cầu lưu huỳnh của cây trồng có quan hệ với lượng phân đạm bón cho cây, hiệu quả của một loại phân này phụ thuộc vào sự cung cấp của loại phân kia 3.4 Các loại phân lưu huỳnh 20 Các vật liệu chứa sulphat khi bón vào mặt đất sẽ di chuyển vào sâu trong phẩu diện đất theo mưa và nước tưới là dạng hữu dụng tức thời đối với cây. .. Đồng làm tăng năng suất cây trồng cả khi bón cho đất trước khi gieo lẫn khi bón thúc ngoài rễ cho cây cũng như xử lý hạt giống trước khi gieo Ngâm hạt giống trong 24 giờ với 0.02% dung dịch đồng sulfate hoặc tưới cho cây giống ở nhà kính bằng dung dịch 0.005% 4.2 Triệu chứng thiếu đồng Sự thiếu đồng trên cây trồng thường ít phổ biến hơn so với các nguyên tố vi lượng khác Cây trồng thiếu đồng thường... cho rễ cây Bón phân đồng có thể không hiệu quả do điều kiện đất quá ẩm hay quá khô, rễ cây bị bệnh, bị ngộ độc và cây thiếu các chất dinh dưỡng khác Sự tồn dư của phân đồng có thể kéo dài 2 năm hay lâu hơn khi bón vài kg/ha, thời gian tồn dư này phụ thuộc vào đất, cây và liều lượng bón Phun phân đồng lên lá được xác định là biện pháp tức thời chữa trị bệnh thiếu đồng, được phát hiện sau khi cây trồng. .. dinh dưỡng đi cùng phải được xem xét trong phân kali B CÁC LOẠI PHÂN KHOÁNG TRUNG LƯỢNG 1 Phân canxi 1.1 Vai trò của canxi đối với cây trồng Canxi có trong thành phần khoáng của cây nên canxi có ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý và phát triển bình thường của cây Canxi cần cho việc hình thành hệ thống rễ Canxi được xem là nguyên tố có tác động giải độc cho cây ngăn chặn việc hút thừa các ion độc của cây, ... cho cây Ca cũng không dễ dàng hữu dụng cho cây trồng nếu đất có độ bảo hoà canxi thấp Độ bảo hoà canxi cao chỉ thị pH thích hợp cho sự sinh trưởng của cây trồng và hoạt động của vi sinh vật, đồng thời giảm được nồng độ các cation gây độc cho cây như Al3+ trong đất chua và Na+ trong đất mặn Sự hấp thu Ca2+ bị giảm khi hàm lượng NH4+, K+, Mg2+, Mn2+, Al3+ cao nhưng sự hấp thu Ca2+ sẽ tăng khi cây trồng. .. Vai trò của kẽm đối với cây trồng Vai trò sinh lý của kẽm ở trong cây có nhiều mặt Kẽm có vai trò quan trọng trong các quá trình oxy hoá khử trong cây Kẽm tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp chất diệp lục, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và trao đổi hydrate cacbon ở trong cây Kẽm có vai trò quan trọng trong quá trình thụ phấn và phát triển phôi, khi cây bị thiếu kẽm, cây có thể hoàn toàn không... giúp cây tổng hợp đạm từ không khí Cây họ đậu còn có khả năng hút lân khó tiêu và kali từ những lớp đất sâu hơn nhiều loài cây khác Che phủ đất, giữ nhiệt độ, ẩm độ và diệt cỏ dại, chống xói mòn 35 3.2.2 Các loại cây phân xanh Đa số cây phân xanh thuộc Bộ Đậu Leguminosaceae ở một số họ chính: họ đậu, trinh nữ, cúc, thiên lý, bèo hoa dâu Chia ra làm 3 nhóm: cây phân xanh sống nổi trên mặt nước; cây phân . nước và dinh dưỡng. 1.4. Các nguyên tố hoá học cần thiết trong sự dinh dưỡng của cây trồng. Bảng 12. Các nguyên tố cần thiết cho sự dinh dưỡng của cây trồng Chất dinh dưỡng trong cây Nồng. hiện tượng thiếu dinh dưỡng của cây trồng. Các thuật ngữ sau đây dùng để mô tả mức độ dinh dưỡng của cây trồng: 1. Thi ếu dinh dưỡng: khi nồng độ của một nguyên tố trong cây thấp, làm giảm. BÀI GIẢNG DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG Biên soạn: Th.S TRƯƠNG THỊ CẨM NHUNG Tp.HCM tháng 8/2009 2 Bài 1 CÁC NGUYÊN TỐ CẦN THIẾT CHO SỰ DINH DƯỠNG CỦA CÂY TRỒNG 1.1.