2.3.1.1 Tình hình nghiên cứu về Ca++
Canxi có vai trò trong thực vật rất giống với hormone, là ựiều chỉnh chức năng khác nhau của tế bào. Một trong những chức năng ựó là bơm protein, ựiều hòa hấp thụ và chuyển ựộng của các chất dinh dưỡng vào các tế bào gốc trong các bộ phận.
Ca2+ tham gia vào hầu hết các cơ quan, các quá trình sinh tổng hợp của cây: phân chia tế bào, dẫn truyền tắn hiệu, yếu tố cảm ứng auxin, tăng sức ựề kháng, sinh tổng hợp diệp lục, quá trình thụ phấn, Ầ
Canxi và thành tế bào
Từ thế kỷ 19, canxi ựã ựược ựánh giá cao, nó ựược coi là nguyên tố quyết ựịnh cấu trúc vững chắc của thành tế bào (Wyn Jones và Lunt, 1967; Burstrom, 1968) [60, 61].Nếu nồng ựộ canxi thấp sẽ làm thành tế bào mềm dẻo và dễ bị cắt ựứt, nhưng ngược lại nồng ựộ canxi cao sẽ làm cứng thành tế bào, kém sự mềm dẻo. Vào giữa thập niên 50 các nghiên cứu ựã cho thấy thay ựổi nồng ựộ canxi tạo ra hiệu ứng rõ rệt trong sự phát triển tế bào. Khi nồng ựộ canxi quá cao dẫn ựến kìm hãm sự sinh trưởng của chồi cây, bao lá mầm. Mặt khác nồng ựộ canxi thấp sẽ ựẩy mạnh quá trình liên kết tế bào và mô (Bennet-Clark, 1956; Tagawa và Bonner, 1957) [60].
Tương tác Ca2+/pectin có vai trò quan trọng trong sự ựiều chỉnh sự sinh trưởng, nó cũng có vai trò như một chất kắch thắch sinh trưởng. Trong một vài
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 35
nghiên cứu, các nhà khoa học nhận thấy rằng Ca2+ và auxin hoạt ựộng ựối lập nhau. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng: auxin ựược ựược sản sinh và tắch lũy nhiều trong sự sinh trưởng chồi mầm, giảm tich lũy trong sinh trưởng rễ; ngược lại Ca2+ có hàm lượng thấp trong sinh trưởng chồi mầm và hàm lượng tăng cao trong sinh trưởng rễ (Bennet-Clark, 1956) [60,61].
Ca2+ và tình thấm của màng tế bào
Ca2+ có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát cấu trúc và chức năng màng (Wyn Jonesvà Lunt, 1967; Burstrom, 1968). Ca2+ có mặt trong liên kết phốt pho lipit, các nghiên cứu cơ bản cho thấy nồng ựộ Ca2+ có ảnh hưởng ựến tắnh thấm của màng (Epstein, 1972; Hanson,1984). Khi nghiên cứu trên rễ của cây ựậu tương và cây ngô, Hanson (1960) ựã chỉ ra rằng ở nồng ựộ Ca2+ ựã dẫn ựến làm suy giảm khả năng hút và giữ chất tan của mô. Ở nồng ựộ Ca2+ từ0.1 tới 1.0 mM ựược tìm thấy là cần thiết ựể duy trì tắnh bán thấm của màng tế bào [60].
Nồng ựộ Ca2+ thấp ảnh hưởng tới màng bán thấm, màng không bào và thể hạt sợi. Nó có thể làm giảm sự ổn ựịnh màng, dẫn ựến nứt vỡ và không liên tục trong quá trình ngưng kết pemanganat, có thể gây chết tế bào.
Ca2+ và lục lạp
Vào năm 1964, Nobel và Packer nghiên cứu và chứng minh rằng: Diệp lục cũng ựược thấy tham gia vào sự hấp thuCa2+ [62].
Canxi và chất lượng cây trồng
Canxi ựóng vai trò quan trọng trong chất lượng của nhiều loại cây trồng. Nghiên cứu cho thấy phân bón hòa tan canxi ựóng vai trò quan trọng trong sản xuất. Với sự phát triển nhanh chóng của cây trồng, nguồn canxi không hòa tan sẽ không cung cấp ựủ canxi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 36
* Các dạng phân bón Ca2+
- Vôi nghiền
đó là trạng thái nghiền thành bột của các loại: ựá vôi, vỏ ốc, vỏ sò hến v.v.. đây là dạng vôi bón ruộng ựược sử dụng phổ biến, công thức hóa học CaCO3. Bột vôi nghiền chứa 50 - 80% chất vôi, ngoài ra còn có một ắt Mg, thành phần hóa học một số loại như sau:
đá vôi nguyên chất: 54,7-56,1% CaO, 0-0,9% MgO
đá vôi lẫn ựôlomit: 42,4-54,7% CaO, 0,9-9,3% MgO
đá vôi ựôlomit hóa: 36,1-42,4% CaO, 9,3-17,6% MgO
Vôi nghiền không hòa tan trong nước, có tác dụng chậm nhưng khi bón nhờ tác dụng của CO2 và H2O mà nó chuyển thành dạng hòa tan và dễ tiêu với cây:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2↔ Ca2+ + 2 HCO-3
Do ựó, ựể phát huy tác dụng nhanh chóng ựá vôi thường ựược nghiền mịn, vôi nghiền thường ựược dùng ựể bón lót lúc làm ựất chuẩn bị gieo trồng cây. Lượng vôi nghiền thường dùng là 1 - 3 tấn/ha, tuỳ thuộc vào ựộ chua và kết cấu của ựất.
Ở các chân ựất sét, vôi nghiền thường ựược bón một lần với lượng lớn. Sau ựó vài năm, lại bón lần khác. Ở các chân ựất cát, vôi nghiền thường ựược bón hàng năm, nhưng với lượng ắt hơn. Khi bón vôi nên kết hợp bón với phân chuồng, phân hữu cơ ựể làm tăng hiệu quả của cả 2 loại phân.Không nên bón vôi cùng với bón ựạm, vì như vậy sẽ làm ựạm bay vào không khắ mất.
- Vôi nung
đó là một loại phân Ca chế biến bằng nhiệt từ nguyên liệu ựá vôi. Vôi nung có công thức CaO, là loại phân Ca ựậm ựặc nhất ựược nung từ CaCO3 ựể tạo thành CaO. Trong thực tế, vôi nung có lẫn một ắt Ca(OH)2 và CaCO3 nên hàm lượng thấp hơn 100%.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 37
Vôi nung hút nước tạo thành vôi bột rồi ựược sử dụng ựể bón ruộng. Vôi nung có tác dụng nhanh hơn vôi nghiền. Bón vào ựất CaO kết hợp với nước thành Ca(OH)2 và hòa tan hoàn toàn trong nước ựể cung cấp chất dinh dưỡng dưới dạng Ca2+ cho cây trồng hay cải tạo ựất
Chú ý là khi sử dụng vôi nung ựể bón vào ựất ựã có cây ựang phát triển, cần rất cẩn thận vì vôi nung có tác dụng gây hại cho cây khi tiếp xúc trực tiếp với cây.
- Thạch cao
Thạch cao có công thức hóa học CaSO4 (đó là dạng sunphat canxi ngậm nước). Trong thành phần của phân có chứa 32-56% CaO, 18%S. Thạch cao có thể khai thác trong tự nhiên, cũng có thể là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất phân supe lân kép. Phân tồn tại dưới dạng bột màu trắng hay xám, ắt tan trong nước. đây là một dạng ựặc biệt của Ca có tác dụng nhanh, có chứa S và là nguyên liệu cải tạo ựất mặn kiềm.
2.3.1.2 Một số ứng dụng của Ca++ trong nông nghiệp
Những nghiên cứu gần ựây ựã chỉ ra rằng: ứng dụng canxi hòa tan với các dạng phân ựạm (ựạm urê, ựạm amoni) có thể nâng cao chất lượng sản phẩm của cây trồng. Các nhà khoa học nhận thấy: Canxi làm tăng khả năng hút NH4+, K+ và PO43-; kắch thắch quang hợp và tăng kắch thước bộ phận có giá trị kinh tế của cây. Ca++ làm tăng hiệu quả sử dụng N và giảm bớt sự ô nhiễm N trong môi trường [62].
Theo Jean Aghofack-Nguemezi vàValere Tatchago, khi phun canxi nitrat cho cây cà chua làm tăng hàm lượn Ca2+ trong lá và quả cà chua, gây ra hiện tượng chậm ra hoa, chậm chắn. Nghiên cứu này ựưa ra khẳng ựịnh, Ca2+ ảnh hưởng tới sự ra hoa của cây cà chua; nghiên cứu cũng khẳng ựịnh sử dụng Ca2+ bón trực tiếp vào ựất hay phun lên cây ựều không làm tăng hàm lượng Ca2+ trong quả [63].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 38
Sam E. Feagley và B. Fenn Lloyd,Trạm thắ nghiệm nông nghiệp Texas, The Texas A & M, sử dụng canxi hòa tan như một chất kắch thắch sinh trưởng thực vật [62]. Tiến hành các thắ nghiệm trên hành, củ cải, lúa mỳ, lúa mạch làm tăng năng suất so với công thức không sử dụng.
Yuji Kamiya và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của Prohexadione Calcium (BX-112) ựến sự kéo dài lóng trên lúa. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Prohexadione-Calcium có khả năng ức chế sự tập trung GA3 và giảm tác ựộng của GA3 dẫn ựến giảm chiều dài long [62]
Canxi ựiều chỉnh gen liên quan ựến sinh tổng hợp ethylene của loại cà chua hoang dã (Lycopersicon esculentum Mill.) ựã ựược ựiều tra trong nghiên cứu. Canxi làm chậm hiện tượng rụng lá của cây có cuống lá nhỏ [63].