- Các dạng nước trong cây.
2. Vai trò của các nguyên tố khoáng đối với thực vật
2.1. Vai trị sinh lí của các nguyên tố đa lượng 1 Vai trò của phốt pho (phosphor –P).
Phốt pho là ngun tố hố học thuộc nhóm V trong bản tuần hồn các ngun tố hố học Mendeleev, có số thứ tự l5. Khối lượng nguyên tử bằng 30,97. Trong các đồng vị của P đồng vị P23
là quan trọng nhất, được dùng làm nguyên tử đáng dấu trong các nghiên cứu khoa học khác nhau. Chu kì bán huỷ của P23
là 14, 5 ngày.
Hàm lượng P trong vỏ Trái đất là 0,8% tính theo khối lượng. P dễ bị oxi hố, nên khơng ở trạng thái tự do. Trong đất, P chiếm 0,02-0,2% tuỳ theo loại đất. Chu trình P trong tự nhiên được tóm tắt ở hình 2.
Người ta chú ý nhiều đến việc làm sáng tỏ vai trị sinh lí của P trong cơ thể thực vật Tuy nhiên đến nay bức tranh về những biến đổi các hợp chất P trong cơ thể vẫn chưa sáng tỏ hoàn toàn.
Cơ thể thực vật sử dụng P dưới dạng muối của acid phosphoric. Bản chất của sự biến đổi các hợp chất P trong cơ thể là các gốc acid tham gia vào thành phần một chất hữu cơ nhất định bằng q trình phosphoryl hóa và sau đó truyền cho các chất khác (bằng cách phosphoryl hoá). Bằng con đường đó, cơ thể đã tạo thành tất cả các chất chứa P cần thiết cho sự sống. Các hợp chất P gặp trong cơ thể thực vật khác nhau về bản chất hố học cũng như về chức năng sinh lí. Có thể chia làm 5 nhóm các hợp chất P như sau:
- Nhóm nucleotid (bao gồm AMP, ADP, ATP). Các nucleotid này đóng vai trị rất quan trọng trong các quá trình cố định, dự trữ và chuyển hoá năng lượng, đồng thời chúng tham gia vào tất cả quá trình biến đổi và sinh tổng hợp các carbohydrate, lipid, protein, cũng như quá trình trao đổi acid nucleic trong cơ thể thực vật.
- Hệ thống coenzyme như CoI (NAD), CoII (NADP), FAD, FMN. Đây là các nhóm
hoại động của các enzyme oxi hóa khử, đóng vai trị đặc biệt quan trọng trong các phản ứng oxi hóa khử trong cây, đặc biệt là q trình quang hợp, hơ hấp q trình đồng hóa ni tơ. .
- Các acid nucleic và các nucleoprotein. P tham gia trong thành phần của AND,
ARN có vai trị trong quá trình di truyền của cây, liên quan đến quá trình tổng hợp protein, các quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật.
- Các polyphostphate. Chúng có thể phosphoryl hố ARN và có thể coi chúng là các hợp chất cao năng giống như ATP. Thực vật cần các polyphosphate này để hoạt hố ARN trong q trình sinh tổng hợp protein và acid nucleic.
- Các estephosphate của các loại đường (như hexose P, triose P, pentose P...). Đây là các dạng đường hoạt hóa, đóng vai trị quan trọng trong trao đổi carbohydrate.
Các phospholipid là hợp chất chứa P rất quan trọng cấu tạo nên hệ thống màng sinh
học như màng sinh chất, màng không bào, màng các bào quan... Đây là các màng có chức năng bao bọc, quyết định tính thấm, trao đổi chất và năng lượng. Chức năng của màng gắn liền với hàm lượng và thành phần của phospholipid trong chúng.
Ngồi ra P cịn có vai trị
- Liên kết với kim loại tạo nên một hệ thống đệm đảm bảo độ pH trong tế bào chỉ xê dịch trong một phạm vi nhất định (6-8). KH2PO4 và K2HPO4 trong môi trường acid sẽ cho ion OH-, cịn trong mơi trường kiềm tạo ra ion H+ làm ổn định độ pH:
- Đối với quang hợp P ảnh hưởng đến khâu tổng hợp sắc tố, quá trình quang phosphoryl hóa, q trình tạo chất hữu cơ trong pha tối của quang hợp.
- P có ảnh hưởng sâu sắc đến q trình trao đổi nước và khả năng chống chịu của cây.
Nhiều tài liệu cho rằng P là dạng phân có tác dụng rút ngắn thời gian sinh trưởng, làm cây ra hoa, kết quả sớm hơn.
Như vậy, P sau khi xâm nhập vào thực vật dưới dạng các hợp chất vô cơ theo con đường đồng hoá sơ cấp P bởi hệ rễ, đã tham gia vào nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng và tham gia vào hầu hết quá trình trao đổi chất của cây. Do vậy có thể nói rằng P đóng vai trò quyết định sự biến đổi vật chất và năng lượng, mà mối liên quan tương hỗ của các biến đổi đó quy định chiều hướng, cường độ các quá trình sinh trưởng phát triển của cơ thể thực vật và cuối cùng là năng suất của chúng.
Vì vai trị của P quan trọng như vậy nên khi thiếu P cây có những biểu hiện rõ rệt về hình thái bên ngồi, cũng như về năng suất thu hoạch. Đối với những cây họ lúa, thiếu P lá mềm yếu, sự sinh trưởng của rễ và toàn cây, sự đẻ nhánh, phân chia cành kém. Lá cây có màu xanh đậm, do sự thay đổi tỉ lệ chlorophyll a và b. Ở những lá già thì đầu mút của nó màu đỏ, thân cũng có màu đỏ. Hàm lượng protein trong cây giảm, trong khi đó hàm lượng N hoà lan lại lăng. Đối với cây ăn quả, khi thiếu P thì tỉ lệ đậu quả kém, quả chín chậm và trong quả có hàm lượng acid cao.