- Các dạng nước trong cây.
2. Vai trò của các nguyên tố khoáng đối với thực vật
2.1.4. Vai trò của các nguyên tố khác.
* Vai trò của canxi (calcium -Ca)
Trong vỏ quảđất Ca chiếm khoảng 3,6%. Ca có hóa trị 2, là chất có hoạt tính cao, đồng thời là chất khử mạnh.
Cây hút Ca ở dạng cation của các muối khác nhau. Ca ở thân, lá nhiều hơn là ở rễ và mô già nhiều hơn mô non. Ca tập trung nhiều trong vỏ tế bào ở dạng pectat Ca, một phần nằm trong chất nguyên sinh và dịch bào ở dạng muối oxalate Ca.
Ca ít tham gia vào việc xây dựng nên chất hữu cơ nhưng có tác dụng quan trọng trong việc xây dựng cấu trúc tinh vi của tế bào sống. Nó là cầu nối trung gian giữa các thành phần hóa học của chất nguyên sinh. Do đó, Ca là nhân tố hình thành cấu trúc không gian ổn định của nhiều bào quan như ribosome, nhân, ty thể, lạp thể....
Ca được phát hiện có ở màng nhân tế bào, chứng tỏ Ca có liên quan chặt chẽđến sự phân chia tế bào. Ca còn có ở trong chromosome, như vậy
có thể cùng với Mg, Ca đã tham gia với tư cách là cầu nối ADN với protein của nhân tế bào.
Ca bảo đảm hình thành chất gian bào (pectat Ca) gắn các tế bào lại với nhau. Ca còn có tác dụng điều tiết mạnh mẽ các quá trình sinh lý và trao đổi chất của tế bào, vì Ca ảnh hưởng đến trạng thái hóa lý của chất nguyên sinh, đến độ nhớt, tính thẩm thấu.
Ca có tác dụng đối kháng với K (các chỉ tiêu hóa lý hóa keo của chất nguyên sinh) do đó có tác dụng rõ rệt đến tính thấm của tế bào. Ca là thành viên cốđịnh của màng chất nguyên sinh, nó tham gia vào thành phần của lớp lipoid tạo thành các hợp chất với phosphate (Ca có thể nằm giữa 2 gốc P của các phân tử leucitin); Ca làm giảm độ phân tán của keo, giảm độ ngậm nước của chất nguyên sinh làm cho hoạt động sống của chất nguyên sinh yếu đi. (Ca gây co nguyên sinh lõm, K gây co nguyên sinh lồi).
Thiếu Ca thì các cation K+, Mg2+ có thể bị rửa trôi từ rễ ra ngoài dung dịch. Trong môi trường chua (pH= 4) người ta thấy K đi từ rễ ra ngoài dung dịch nhưng nếu có Ca thì hiện tượng này không xẩy ra.
Ca có tác dụng trung hòa các acid hữu cơở trong cây tạo thành các dạng muối Ca như oxalate Ca, v.v. do đó hạn chếđộc cho cây.
Ca còn có tác dụng làm giảm độc của ion H+ trong đất và là nhân lố chủ yếu điều hòa độ chua của tế bào.
Gần đây người ta thấy Ca tham gia vào việc cấu tạo của một số enzyme như amylase, proteinase của một số vi khuẩn, ở đây từng nhóm cấu trúc riêng biệt của enzyme được liên kết lại với nhau là nhờ có Ca làm cầu nối. Chính đó là cơ sở cho amylase chịu được nhiệt độ cao. Ion Ca2+ còn làm tăng hoạt tính của lipase, ATP-ase, phosphatase và nhiều enzyme khác.
Ca có tác dụng làm giảm hoạt tính sinh lý của một số ion khác như Mg2+, Al3+, NH4+...nhờ đó tránh ảnh hưởng tác tại của nồng độ cao của các chất đó.
Ca làm tăng tính dễ tiêu của Mo và làm giảm khả năng đồng hóa của các nguyên tố vị lượng như B, Mn, Cu, Zn và cả nguyên tốđại lượng như Fe, P.
Ca rất cần cho quá trình phân chia tế bào và cho sự sinh trưởng trong pha lớn lên. Ca cũng cần cho sự sinh trưởng của bộ rễ.
Những điều nói trên cũng cho thấy biện pháp bón vôi ngoài tác dụng cải tạo lý hóa tính của đất, tạo độ chua thích hợp cho sự phát triển bình thường của cây và vi sinh vật có ích đồng thời đảm bảo cho cây một nguyên tố dinh dưỡng cần thiết. Trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp Ca
được sử dụng khá rộng rãi dưới nhiều dạng. Ví dụ dùng vôi bón đất chua; Ca(NO3)2.4H2O là dạng phân N rất tốt. Cyanamite Ca (CaCN2) cũng là loại phân đạm. Ngoài ra còn có CaHPO4 và Ca(H2PO4)2 .H2O mà người ta gọi là supperphosphate.
Vôi có tác dụng rất tối đối với cây họ đậu (lạc mọc rất nhanh, cây cứng, củ chắc và vỏ củ mỏng, rễ lạc phát triển bình thường ít bị thối, tăng chống chịu sâu bệnh).
Thiếu Ca trầm trọng thì ngọn cành ngừng mọc, lá non chết, làm hạn chế sinh trưởng.
* Vai trò của Magie (Magnesium -Mg)
Trong vỏ quảđất Mg chiếm 2,1 % trọng lượng. Mg có hoạt tính hóa học cao. Trong tất cả các hợp chất hóa học Mg thường có hóa trị 2 . Muối Mg trong phần lớn trường hợp đều dễ tan trong nước.
Trong cây Mg dới dạng ion Mg2+, là thành phần khá ổn định của cơ thể mặc dầu hàm lượng không lớn lắm. Trong cây Mg ở 3 trạng thái: liên kết trong chất nguyên sinh, tham gia thành phần của phân tử diệp lục, hoặc ở dạng tự do hay ở dạng muối vô cơ có trong dịch bào. Mg trong cây có khoảng 20% dạng tự do còn lại là ở dạng liên kết chặt với keo nguyên sinh. Mg trong chlorophyllkhoảng 10% tổng số lượng Mg có trong cây.
Mg đóng vai trò đáng kể trong việc hình thành nên cấu trúc tinh vi của chất sống. Các tiểu thể ribosome gắn với nhau nhờ Mg, Mg cũng có mặt trong pectin, do đó đóng góp vào việc hình thành vách tế bào. Mg cũng phát hiện có trong chất phytin.
Mg là thành phần xây dựng nên chất hữu cơ (chloropyll là chất giữ vai trò quan trong trong quang hợp). Mg có trong chloropyll từ 30-80 mg/kg lá tươi. Đói Mg lá có sọc hay đốm vàng.
Mg tham gia tích cực trong việc kích thích hoạt độ xúc tác của rất nhiều hệ enzyme quan trọng (acetyl CoA-syntetase, pyrovate- phosphokinase, adenosin-triphophatase,nucleotidase, glutaminesyntetase, carboxylase, cetohexokinase.
Mg đóng vai trò cầu nối giữa nguyên liệu và enzyme (như tạo nên các liên kết chelat) do đó tăng thêm rõ rệt hoạt tính của enzyme. Hiện tại người ta phát hiện ra trên 80 hệ enzyme chịu ảnh hưởng kích thích của Mg.
Mg ảnh hưởng mạnh mẽđến các quá trình hình thành và vận chuyển các chất glucid cũng như quá trình tổng hợp protein, lipid và các chất có hoạt tính sinh lý cao như vitamine A, C. Mg làm tăng hoạt tính của nhiều
enzyme hô hấp tham gia vào các quá trình phân chia tế bào, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp acid nucleic và nucleoproteid.
Mg thường tập trung nhiều ở cơ quan sinh sản và phôi. Dưới tác dụng của Mg, thế năng oxyhóa khử hạ thấp, từđó ảnh hưởng thuận lợi cho sự ra hoa kết quả, tý lệ hoa cái ở các cây dưa chuột ngô tăng lên.
Mg cũng ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa và hấp thụ muối khoáng N, P, K.
Cây nói chung đòi hỏi lượng Mg không nhiều, tuy nhiên một số đất (cát, cát pha hơi chua) thường thiếu Mg nên bón Mg cho cây cũng có tác dụng tăng sản l ượng, đặc biệt là các nhóm cây ngắn ngày như lúa, ngô. đậu, khoai tây.
Khi thiếu Mg thì cây bị bệnh vàng lá (gân lá vẫn xanh, chỉ có thịt lá vàng trước), tổn thương lá dưới trước, lá trên sau, cây ra hoa chậm, màu sắc kém.
* Vai trò của sắt (ferrous - Fe)
Sắt ở trồng cây là nguyên tốđại lượng nhưng xét về sự cần thiết và cơ chế tác dụng của nó ta coi sắt như là nguyên tố vi lượng. Thiếu sắt cây bị vàng lá (chlorose) thậm chí có thể trắng. Lá non thể hiện rô rệt hơn ở lá già. Có thể kể một số vai trò chính của Fe như sau:
- Mặc dầu sắt không phải là thành phần cấu trúc của chlorophyll nhưng nó là tác nhân hỗ trợ hoặc là thành phần xây dựng của.các hệ enzyme nhất là enzyme oxy hoá khử tham gia trong dây chuyền sinh tổng hợp sắc tố.
Đóng góp trong quá trình chuyền điện tử, quá trình quang phân ly n- ước (phản ứng Hill), phosphoryl hóa quang hợp.
- Có vai trò quan trọng trong hô hấp, là thành phần bắt buộc của hàng loạt enzyme oxyhóa khử như hệ cytochrome, peroxydase, catalase. Các hệ enzyme chứa sắt là thành phần quan trọng trong dây chuyền vận chuyển điện tử từ nguyên liệu hô hấp đến O2) khí trời.
Lúc sắt có nhiều trong môi trường cũng gây độc cho cây. Việc bón vôi, phân đạm và một số nguyên tố khác có thể hạn chếđược tai hại đó.
* Vai trò của natri (natrium -sodium -Na) và clo (chlorine - Cl)
Na và Cl thường có lượng chứa tương đối lớn trong cây nhưng vai trò sinh lý của chúng hiện tại còn biết ít.
Bón Na có tác dụng trục K bị bám trên keo đất vào dịch đất làm cây dễ hấp thụ K.
Cl làm tăng tính chất linh động của các cation như Ca2+, do đó, thúc đẩy tốc độ xâm nhập của chúng vào tế bào.
Theo Gonsharic, Cl có ảnh hưởng rõ rệt đến chếđộ nước (làm giảm thấp cường độ thoát hơi nước, tăng độ ngậm nước của lá), có ảnh hưởng đến dinh dưỡng khoáng, quá trình.quang hợp (pha sáng) và hô hấp.
Gần đây người ta thấy Cl là nhân tố kích thích một số hệ enzyme như tham gia vào sự quang phân ly nước giải phóng O2 trong quang hợp (Arnon, 1954).