Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng CHƯƠNG – THÀNH PHẦN VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG 1.1 Thành phần hoá học trồng Trong trồng có hai thành phần nước chất khô có chứa hợp chất vô hữu Tỉ lệ lượng chất khô nước phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, điều kiện canh tác, thời tiết, giống loại … phận khác có tỉ lệ nước chất khô khác Bảng 1.1 Hàm lượng tương đối (%) nước chất khô quan số trồng Cây trồng Nước (%) Chất khô (%) Hạt lúa 85 - 88 12 – 15 Hạt ngô 78 – 82 18 – 22 Hạt lạc (đậu phụng) 12 – 15 85 – 88 Quả cà chua 94 – 96 4–6 Bèo hoa dâu 94,5 5,5 Như đa số quan dinh dưỡng trồng có chứa 85 – 95% nước, chất khô có -20% khối lượng Trong hạt, chín lượng nước bị giảm đi, lượng chất khô lại tăng lên đến 85 – 90% khối lượng chung Do đó, trồng có suất tương đối cao, thu 20 – 60 tạ chất khô 1ha sản phẩm hàng hoá Ngoài ra, lượng lớn thu hoạch chất khô sản phẩm phụ rễ, rơm rạ … Cây trồng tích luỹ chất khô nhờ trình hút CO2 môi trường không khí, hút nước chất khoáng từ đất * Thành phần nguyên tố Trong chất khô có nhiều nguyên tố hoá học Khi nghiên cứu thành phần chất khô nhiều trồng phương pháp đốt, nói chung ta thu nguyên tố phần khí như: cacbon – 45%, oxi – 42%, hiđrô – 7% Như vậy, riêng nguyên tố chiếm gần 94% khối lượng chung chất khô mà trồng tích luỹ nhờ trình hút CO2 H2O Còn phần tro chất khô có nhiều nguyên tố khác, chiếm khoảng 6% Trong nhiều trường hợp, tích luỹ chất khô suất trồng lại chủ yếu phụ thuộc vào việc cung cấp cho đất nguyên tố có phần tro để trồng sử dụng Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng Qua phân tích phần tro nhiều loại để xác định thành phần kiểm tra thực nghiệm trồng dung dịch muối vô cơ, người ta phát thấy có nguyên tố cần thiết C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S Fe Hàm lượng nguyên tố tro tương đối cao, người ta gọi chúng nguyên tố đa lượng Ngoài nguyên tố đa lượng trên, thực vật cần lượng nhỏ nguyên tố Mn, B, Mo, Cu, Zn, Co, I, F với hàm lượng từ phần nghìn đến phần trăm nghìn chất khô Người ta gọi nguyên tố nguyên tố vi lượng Ngoài nguyên tố đa lượng vi lượng, gần đây, người ta phát thêm thực vật có nguyên tố siêu vi lượng mà hàm lượng chúng nhỏ từ 10-12 đến 10-5 khối lượng chất khô Đó nguyên tố Rb, Ce, Se, Cd, Ag, Hg, … Nếu kể tất nguyên tố đa lượng, vi lượng siêu vi lượng có đến nửa số nguyên tố bảng tuần hoàn Menđeleep Khi đốt thực vật, nguyên tố Na, Mg, P, S, K, Fe, Ca, Mn nguyên tố vi lượng khác có thành phần tro Do đó, người ta thường gọi chúng nguyên tố tro Thành phần nitơ nguyên tố tro thực vật khác nhau, tuỳ thuộc vào đặc tính sinh lý chúng, vào tuổi cây, điều kiện canh tác không đồng phận, mô khác Chẳng hạn, thường có nguyên tố tro nhiều thân, hạt … Việc xác định thành phần tro phận trồng cho thấy: tro loại hạt, lượng P2O5 chiếm 40 – 50%, lượng K2O: 30 – 40% MgO: – 12% Như loại hạt, oxit nguyên tố P, K, Mg chiếm đến khoảng 90% khối lượng chung tro Lượng P tro rơm rạ nhỏ – lần so với tro hạt, hàm lượng Ca Si lại lớn so với tro hạt nhiều Trong tro loại củ khoai, sắn đặc biệt chứa nhiều K Trong hạt, hàm lượng N cao rơm rạ Hàm lượng N củ thấp nhiều, so với hàm lượng N thân lá, loại có củ Khi trồng đồng, trồng thường thiếu nitơ, phôtpho kali Sự thiếu canxi, magie lưu huỳnh thường thấy, dấu hiệu thiếu nguyên tố vi lượng gặp vài loại đất, trồng loại định Người ta dựa vào hấp thụ nguyên tố dinh dưỡng từ đất để xác định nhu cầu trồng nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho việc tạo thu hoạch Khi nghiên cứu nhu cầu trồng, người ta phải tính đến toàn khối lượng thu hoạch (hạt, rơm, rạ, rễ, thân …) xác định hàm lượng nguyên tố phận Sau phải tính tổng lượng nguyên tố toàn khối lượng thu hoạch Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng Nhu cầu trồng nguyên tố dinh dưỡng thường tính kg/ha Như nêu trên, lượng N nguyên tố khoáng chiếm phần tương đối nhỏ so với hàm lượng chung nguyên tố thu hoạch trồng Phần chủ yếu thu hoạch lượng nước ra, chất hữu chiếm tới 80 – 90% khối lượng chất khô thực vật Những chất hữu quan trọng thành phần thu hoạch trồng phổ biến đường, tinh bột, xenlulo, lipit, protit Song, hình thành tích luỹ chất hữu thực vật đảm bảo cho trồng nguyên tố dinh dưỡng cần thiết Bảng 1.2 Hàm lượng % loại hợp chất hữu sản phẩm trồng Cây trồng Đường Tinh bột Xenlulo Lipit Protit Các hợp chất chứa nitơ khác Hạt gạo 1,5 75,0-80,0 0,6 1,2 8,0-10,0 1,0 Hạt ngô 2,5 65,0 1,8 4,0 9,0 1,0 Hạt đậu trắng 4,0 45,0 3,5 1,5 22,0 2,0 Hạt đỗ tương 8,0 3,0 4,5 20,0 35,0 3,0 Củ khoai tây 1,0 16,0 1,0 0,1 1,2 1,0 46,0 30,0 Hạt lạc gluxit = 16% 1.2 Quá trình dinh dưỡng trồng Tất thực vật bậc cao có trồng nông nghiệp đồng thời sống môi trường: đất lớp khí gần mặt đất Nhờ xanh, trồng hút khí CO2 từ không khí nhờ rễ, trồng hút nước, ion vô vài chất hữu từ đất 1.2.1 Quá trình dinh dưỡng trồng môi trường không khí Trong chất khô thực vật, trung bình có chứa 45% C 42% O Nguồn cacbon oxi trình dinh dưỡng xanh môi trường không khí tổng hợp nên chất hữu cho thực vật * Quá trình quang hợp: Nhờ có xanh, quan quan trọng thực vật, hút khí cacbonic nước qua khí khổng phiến Dưới tác dụng lượng ánh sáng mặt trời clorophin (diệp lục), xanh tổng hợp nên chất hữu cho Diện tích tổng số thường vượt diện tích đất mà chiếm từ 2070 lần, điều tạo nên thuận lợi cho hấp thụ CO2 lượng mặt Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng trời Vai trò xanh K.A Timiriazep phát hiện: Nếu clorophin xanh, thực vật thu lượng mặt trời không tích luỹ lượng dạng thu hoạch Quá trình tổng hợp tiến hành xanh có chiếu sáng tạo nên gluxit, axit hữu cơ, aminoaxit protit, gọi trình quang hợp Quá trình quang hợp trình biến đổi lượng ánh sáng mặt trời thành hoá để tổng hợp nên hợp chất hữu Có thể tóm tắt trình tổng hợp sinh khối (chất hữu cơ) theo phản ứng sau : nCO2 + 2mH2O + xNPS ánh sáng CnH2mOpNPS + mO2 + mH2O diệp lục sinh khối n, 2m số lượng phân tử tham gia vào phản ứng ; x ,p số lượng chưa biết xác Nếu khử CO2 đến hexozơ cần tiêu tốn 685 kcal trường hợp phản ứng quang hợp có dạng đơn giản : ánh sáng 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 (O2 giải phóng diệp lục nước) Phản ứng quang hợp có giai đoạn : - Giai đoạn thứ tiến hành tác dụng ánh sáng giai đoạn quang phân li nước, giải phóng oxi hình thành hợp chất hữu với tham gia hiđro thành phần H2O - Giai đoạn thứ hai xảy enzim thực giai đoạn tạo hợp chất hữu Hàm lượng CO2 yếu tố có ảnh hưởng đến quang hợp Thí nghiệm Buossingault cho thấy: Ở điều kiện nhiệt độ không khí ánh sáng mặt trời nhau, môi trường có hàm lượng CO2 cao qúa trình quang hợp tạo lượng chất hữu nhiều so với môi trường không khí bình thường Trong không khí, hàm lượng CO2 có tính chất định qúa trình dinh dưỡng trồng , chiếm tỉ lệ thấp (0,03% thể tích không khí) 1.2.2 Quá trình dinh dưỡng trồng môi trường đất Trong trình dinh dưỡng, thực vật hút muối vô đơn giản từ đất vào rễ Tại đây, muối vô đơn giản chuyển lên để tổng hợp nhiều chất hữu tương đối phức tạp chuyển hợp chất đến quan khác Ở lá, ion trực tiếp tham gia vào trình quang hợp, tạo nên sản phẩm thực vật Nhiều ion vô tham gia vào thành phần enzim, mà thiếu Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng chúng nhiều trình biến đổi chất cần thiết cho tế bào sống thực vật không thực Đặc biệt nhiều trồng đồng hoá ion có sẵn dung dịch đất mà tương tác cách tích cực với tướng rắn đất, để chuyển nguyên tố dinh dưỡng thành phần tướng rắn thành dạng tan Đồng thời, diễn việc tách cation, anion keo đất hấp phụ dung dịch, với ion phân huỷ chất khoáng mùn thành chất dễ tan Nói chung, để sinh trưởng phát triển bình thường, tất thực vật bậc cao cần đến nguyên tố dinh dưỡng Song tuỳ thuộc vào đặc tính sinh lý loại, dạng thực vật khác đòi hỏi tỉ lệ nguyên tố dinh dưỡng khác Do đó, việc nghiên cứu dinh dưỡng thực vật để phục vụ cho trồng trọt đòi hỏi không ý đến sở chung dinh dưỡng hệ rễ mà phải quan tâm đến đặc tính cụ thể trình trồng, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng định việc trồng trọt Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học ... hoạch Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng Nhu cầu trồng nguyên tố dinh dưỡng thường tính kg/ha Như nêu trên, lượng N nguyên tố khoáng chiếm phần tương... Hạt gạo 1, 5 75,0-80,0 0,6 1, 2 8,0 -10 ,0 1, 0 Hạt ngô 2,5 65,0 1, 8 4,0 9,0 1, 0 Hạt đậu trắng 4,0 45,0 3,5 1, 5 22,0 2,0 Hạt đỗ tương 8,0 3,0 4,5 20,0 35,0 3,0 Củ khoai tây 1, 0 16 ,0 1, 0 0 ,1 1,2 1, 0 46,0.. .Chương1 – Thành phần dinh dưỡng trồng Qua phân tích phần tro nhiều loại để xác định thành phần kiểm tra thực nghiệm trồng dung dịch muối vô cơ, người ta phát