Chƣơng 1 TỔNG QUAN
1.5. Ảnh hưởng của các hạt nano sắt, đồng, coban đến sinh trưởng và phát triển
1.5.2. Ảnh hưởng của sắt
Sắt là một trong những nguyên tố thiết yếu cho sự tăng trưởng của thực vật và có vai trị rất quan trọng trong hoạt động sống của cây. Sắt là thành phần của một số protein đóng vai trị chìa khóa trong hệ thống enzymee của cây. Đó là các enzymee catalase, peroxidase và một vài cytochrome, cytochrome có tác dụng đối với hơ hấp của tế bào sống. Ngồi ra, sắt cịn cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp và duy trì chất diệp lục tố trong cây, có vai trị chủ yếu trong sự chuyển hóa RNA và giữ vai trị quan trọng trong q trình quang tổng hợp, làm giảm nồng độ NO2-, SO42- trong cây và tăng đồng hóa nitơ [10].
Trong cây trồng sắt tồn tại ở dạng axit hoặc ion và được hấp thụ qua hai con đường, hoặc là thông qua sắt hóa trị hai hoặc là ở dạng sắt chelate. Hàm lượng sắt trong cây khác nhau rất đáng kể, tùy thuộc vào giống và tuổi của cây trồng. Ví dụ, cây họ đậu sẽ có hàm lượng sắt cao hơn so với cỏ và cây trong các bộ phận già sẽ có hàm lượng sắt cao hơn so với các bộ phận non. Hàm lượng sắt trong cây trồng giao động trong khoảng 50 – 100 ppm. Sắt là nguyên tố ít di động trong cây và khi
thiếu sắt, các bộ phận non của cây bị ảnh hưởng trước khi đó các bộ phận già của cây ít bị ảnh hưởng hơn. Hàm lượng sắt cao nhất khi cây cịn non sau đó giảm dần theo tuổi của cây. Sắt trong cây bị ảnh hưởng bởi tương tác nhiều nguyên tố khác nhau. Như hàm lượng lân, canxi, magie và kali cao sẽ hạn chế khả năng vận chuyển sắt trong cây. Ngoài ra, Fe trong cây còn tương quan nghịch với các kim loại nặng như đồng, coban, crom, niken, và kẽm trong cây. Mặc dù sắc là nguyên tố vi lượng không thể thiếu đối với cấy trồng nhưng hàm lượng sắt quá nhiều sẽ dẫn đến gây ngộ độc cho cây và nếu thiếu sắt quá trình sinh tổng hợp một số chất trong cây sẽ bị đình trệ, làm giảm khả năng hút kali, cây kém phát triển.
Hiện nay, người dân thường bổ sung sắt cho cây trồng bằng cách bón sắt vơ cơ, phức sắt vào đất hoặc phun dung dịch sắt sunfat, phức sắt – chelate qua lá hoặc hòa tan phân sắt vào nước để tưới cho cây nhằm khắc phục tình trạng thiếu sắt ở cây. Tuy nhiên, những cách này mang lại hiệu quả khơng cao vì sắt ở những dạng trên dễ bị chuyển hóa và để lại lượng tồn dư kim loại trong đất cao làm ơ nhiễm đất, giảm độ phì của đất. Do đó, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu tác động của hạt nano sắt lên cây trồng để khắc phục vấn đề này.
Omid và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu cho thấy tác dụng vượt trội của nano sắt chelate trong tăng trưởng của cây cải xoong, làm tăng hoạt động của enzymee peroxidase và tinh dầu của cây cải xoong [41]. Feizi và cộng sự khi nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nano Fe2O3 và hạt Fe2O3 đối với sự tăng trưởng sớm của lúa mì đã tìm ra nồng độ 100 ppm của nano Fe2O3 làm tỷ lệ nảy mầm tăng cao nhất và cao hơn đối chứng 41 %, cho sinh khối rễ cao nhất và làm giảm thời gian nảy mầm trung bình của hạt 38,5 % so với đối chứng.
Dhoke và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của hạt nano oxit FeO lên sự tăng trưởng của đậu xanh bằng phương pháp phun lá. Khi phun nano oxit sắt FeO có kích thước 100 nm với nồng độ 50 ppm đã có ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng của đậu xanh, làm tăng sinh khối tươi của rễ 30,5 %, thân 50,44 % tăng sinh khối khô của rễ lên 68,16 %, của thân 47,61 % và chiều dài thân tăng 10,25 % so với đối chứng [21].
Liu và cộng sự cho rằng nano – Fe2O3 có thể thúc đẩy sự tăng trưởng và quang hợp của đậu phộng một cách đáng kể sau khi tiến hành nghiên cứu đánh giá tác dụng của nano oxit sắt khi phối hợp với phân bón hữu cơ và axit humic đối với sự hấp thụ sắt và tăng trưởng của đậu phộng được thực hiện trên môi trường thạch anh – cát trong nhà kính. Kết quả cho thấy chất diệp lục trong lá của đậu phộng tăng lên và nano – Fe2O3 khi phối hợp với các loại phân hữu cơ có thể cải thiện sự dịch chuyển của sắt trong cây trồng, làm sắt dễ di chuyển vào lá làm tăng đáng kể chất sắt trong lá [34].