Khi phân tích một cách đầy đủ, trong cây trồng có rất nhiều nguyên tố mà danh sách ngày càng tăng do sự hoàn thiện của khoa học kỹ thuật và phương pháp phân tích. Về mặt dinh dưỡng khoáng của cây, ngoài 3 yếu tố chủ yếu là Đạm, Lân và Kali, các nguyên tố khác như đồng, kẽm, Boron, mangan, Molipden, Coban,… cũng hết sức cần thiết cho sự sống của tế bào thực vật và giúp cho cây trồng gia tăng năng suất và chất lượng tuy rằng chỉ cần một lượng rất nhỏ.
Danh từ nguyên tố vi lượng do nhà bác học người Pháp là Bectran G. đề nghị để chỉ các nguyên tố có tỷ lệ thấp trong cây, nhưng có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cây. Nó là thành phần chính của men, là chất xúc tác quan
trọng của các phản ứng hóa học khi tiến hành trong cây. Khi cây không đủ các nguyên tố vi lượng sẽ gây nên những hiện tượng rối loạn dinh dưỡng kèm theo những biểu hiện bệnh lý hay thường gọi là bệnh thiếu dinh dưỡng và biểu hiện bằng nhiều hình thức khác nhau tuỳ theo nguyên tố bị thiếu.
Hiện nay, nhiều tài liệu cho kết luận rằng có 15 nguyên tố cần thiết cho cây trồng và có thể chia thành 2 nhóm:
- Nhóm nguyên tố cấu tạo:
Chiếm 99% trọng lượng chất khô, đó là 9 nguyên tố: Carbon, Oxy và nước (cây hút từ không khí và nước), Đạm, Lân và Kali (3 nguyên tố đa lượng mà cây hút từ phân bón), Lưu huỳnh, Magnésium và Calci (3 nguyên tố được coi là thứ yếu, được lấy đi theo lượng lớn của sản phẩm khi thu hoạch nhưng thường được trả lại cho đất bằng con đường gián tiếp qua phân chuồng, phân bón hoá học và các loại phân xanh).
- 6 nguyên tố vi lượng:
Bao gồm sắt (Fe), Mangan (Mn), kẽm (Zn), Boron (Bo), đồng (Cu) và Molipden (Mo).
1. Mangan: (Mn)
Đã được phát hiện thấy trong cây cách đây hơn 1 thế kỷ bởi ông Cheleer K.V năm 1872. Vai trò sinh lý của Mangan đã được nhà bác học người Pháp là Betrand chứng minh lần đầu tiên trên đối tượng là nấm Aspergillus spp. Các nhà bác học Liên Xô như Sisikov F.V (1913), Gédrois K.K (1909-1914), Galseva P.E (1914), Vlaxyuk P.A…đã chứng minh được vai trò to lớn của Mangan đến năng suất nhiều loại cây trồng nhất là trên các loại đất bạc màu nghèo dinh dưỡng đã bón nhiều vôi, đất Carbonat hoặc đất than bùn.
Mangan chứa nhiều ở lá hơn các cơ quan khác của cây. Mangan có vai trò to lớn trong các quá trình Oxy hóa khử, nâng cao các hoạt tính của các Enzym Phosphorin hóa và trao đổi Glucid, giúp cho việc nâng cao tốc độ trao đổi Phosphore trong nhân tế bào thực vật. Mangan có tác dụng tích cực đối với quá trình tổng hợp diệp lục và củng cố mối liên kết của các sắc tố với Protêin của lục lạp; ngoài ra Mangan còn có tác dụng quan trọng trong quá trình trao đổi đạm trong cây, giúp cho việc gia tăng năng suất cũng như phẩm chất cây trồng.
Vì là một trong các nguyên tố vi lượng, lại liên quan đến tính chất đất đai, dinh dưỡng trong đất thông qua kết qủa phân tích đất, liên quan đến đặc điểm của giống, mùa vụ canh tác,…do đó việc sử dụng lượng phân vi lượng này phải hết sức thận trọng. Theo kết qủa phân tích đất của Agro-Services-International (USA) qua các mẫu đất phiá Nam-Việt nam đã được gởi phân tích trong năm 1993-94-95…có khuyến cáo trên đất khu vực Krongpa, Azungpa huyện Krông Pa (tỉnh Gia Lai) đất trồng thuốc lá không cần sử dụng Manganese, huyện Sơn Hoà (tỉnh Phú Yên) cần sử
dụng 5 kg Mn/ha, đất cát pha tại Phan rang-Tháp Chàm (tỉnh Ninh Thuận) không cần sử dụng Mn, huyện Thuận Bắc (tỉnh Bình Thuận) lượng dùng 10 kg Mn/ha, huyện Đức Trọng và Lâm Hà (tỉnh Lâm Đồng) không cần sử dụng Mn, nhưng ngược lại khu vực huyện Đơn Dương và Di Linh (tỉnh Lâm Đồng) lại có nhu cầu Mn từ 15kg đến 20 kg/ha, đất trồng thuốc lá tại huyện Long Khánh (tỉnh Đồng Nai) không cần bón thêm Manganese, nhưng xã Tân Khai, huyện Bình Long (tỉnh Bình Phước) và hầu hết đất trồng thuốc lá tỉnh Tây Ninh chỉ cần dùng từ 15 kg-20 kg Manganese/ ha.
Độ chua của đất có thể làm tăng tính di động và dễ tiêu của Mn đồng thời dể tạo ra nguy cơ ngộ độc Manganese. Bón vôi hợp lý để cố định Mn thừa là phương pháp chống ngộ độc Mn tốt nhất.
2. Boron: (Bo)
Vai trò sinh lý của Boron đã được phát hiện từ cuối thế kỷ 19, thí nghiệm của Brenchley W.E-1927 với 52 nguyên tố khác nhau đã cho thấy không một nguyên tố nào có thể thay thế được Bo. Nhiều cuộc khảo nghiệm trên 100 loài cây trồng mẫn cảm với điều kiện dinh dưỡng Bo trong đó đáng kể nhất là củ cải đường và các loại cây khác thuộc các họ: cải, lanh, gai, dầu, đay, chè, thuốc lá,…(các loại cây phát triển mạnh về thân lá), cây họ đậu, bèo hoa dâu, bắp, dứa, cam, quýt. Các loại cây một lá mầm có hàm lượng Bo ít hơn các cây có 2 lá mầm. Boron thường tập trung ở các cơ quan sinh sản của thực vật nhiều hơn ở lá.
Theo những điều tra trên thế giới và trong nước, ở những loại đất có kết cấu nhẹ, đất bạc màu, đất đỏ Bazan hay nói cách khác là đa số đất vùng nhiệt đới ẩm, mưa nhiều thường nghèo Boron dễ tiêu.
Triệu chứng điển hình của cây trồng thiếu Bo là sinh trưởng của thân và rễ bị ngừng trệ (các chóp rễ, thân cây thuốc lá bị teo và chết), hoa ra ít và dễ bị rụng, hạt phấn nảy mầm chậm, hệ mạch dẫn của thực vật bị tổn thương. Theo một số kết luận trên thế giới của các nhà thực vật học nổi tiếng là Gauch và Dugger năm 1954, việc ức chế quá trình sinh trưởng lúc cây trồng thiếu Boron có liên quan đến sự thiếu hụt Glucid và các chất khác ở mô phân sinh do sự chuyển vận chậm hơn của các sản phẩm quang hợp vốn dĩ đã được chuyển vận nhanh hơn qua mạch cây lúc tạo thành các phức với Boron trong trường hợp đủ Bo. Theo tác giả Scoinik (1664) sự ức chế sinh trưởng (sự kiềm hãm quá trình phân bào và phân hóa tế bào) lúc thiếu Bo chủ yếu do sự rối loạn quá trình sinh tổng hợp và trao đổi năng lượng gây ra.
Ngoài các ảnh hưởng kể trên, Boron cũng có tác động thúc đẩy sự hình thành diệp lục, xúc tiến sự hấp thu Kali, Calci, NH4 + và các cation khác (trong khi đó Bo làm giảm sự hấp thu các anion phosphate-Nitrate) thúc đẩy sự phát triển các mô chứa vi khuẩn trong các nốt sần cây họ đậu. Nguồn phân Boron quan trọng nhất là Boric (H3BO3), Hàn the (Na2 B4O7….6H2O), tỷ lệ Bo trong Borat được biểu diễn bằng Alhydric Boric hay Oxyt boric (B2O3) hoặc đôi khi được biểu diễn bằng Bo nguyên chất.
- Natri Borat hoặc Borắc (Hàn the) có chứa 11,3% hay 36,5% Bo.
- Boraxin hay Borat dùng trong nông nghiệp có chứa 14,5% Bo hay 45% B2O5 - Solubor (20% B2O3), Granubor (15% B2O3) hay Fertibor (15,2% B2O3) đều
có thể dùng được.
3. Ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng đối với các quá trình sinh lý:
Các nguyên tố vi lượng đặc biệt là Mangnésium, Manganese (Mg và Mn) là tác nhân hoạt hóa mạnh mẽ các Enzym (phân hóa tố), xúc tác quá trình phân giải yếm khí (quá trình đường phân) cũng như chặng phân giải hiếu khí các nguyên liệu hữu cơ trong quá trình hô hấp.
Các nguyên tố vi lượng là thành phần cấu trúc đặc biệt của các hệ phân hóa tố Oxy hóa khử trực tiếp tham gia các phản ứng quan trọng của hô hấp tế bào.
Các nguyên tố vi lượng cũng có tác động sâu sắc và nhiều mặt đối với quá trình quang hợp. Cùng với Fe, các nguyên tố vi lượng như Manganese, Đồng, Coban, Molipden có tác dụng thúc đẩy tiến trình các phản ứng phức tạp tổng hợp diệp lục, tăng cường mối liên kết của diệp lục với Protid giúp cho cây trồng ngăn ngừa hoặc hạn chế sự phân giải các sắc tố lúc cây gặp các điều kiện bất lợi như ánh sáng yếu hoặc quá mạnh hay nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.
Các nguyên tố vi lượng còn tham gia vào việc thúc đẩy sự vận chuyển các sản phẩm quang hợp từ lá xuống các cơ quan dự trữ, ngoài ra các nguyên tố vi lượng cũng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình hút nước, thoát hơi nước, vận chuyển nước, giúp cho sự cân bằng nước và các khoáng chất trong cây.