Bĩn dolomite.
Mg dễ quản lý trên đất cĩ pH thấp, bằng cách bĩn đá dolomite. Cần chú ý, khi bĩn vơi cĩ thể gây ra triệu chứng thiếu Mg nếu bĩn vơi với lượng lớn trên đất cĩ hàm lượng Mg thấp, thiếu Mg.
Đất cĩ CEC thấp, sa cấu thơ, chua, rửa trơi mạnh, bĩn phân K cĩ thể làm tăng sự mất Mg do rửa trơi (KCl và K2SO4)
Đất cĩ hàm lượng K cao cĩ thể gây ra triệu chứng thiếu Mg, gia súc bi bênh Grass tetany-co giật cỏ do thức ăn gia súc thiếu Mg. Nhưng bệnh này cũng cĩ thể xảy ra trong cỏ khi hàm lượng Mg khơng thấp. Để khắc phục, cĩ thể bổ sung muối Mg vào thức ăn gia súc, hiệu quả hơn là bĩn phân Mg vào đất.
Tĩm tắt.Ca và Mg
1. Cây trồng hấp thu Ca và Mg dưới dạng ion Ca2+ và Mg2+. Cả 2 ion vận chuyể dễ dàng đến rễ bởi dịng chảy khối lượng. Cơ chế tiếp xúc trực tiếp của rễ cũng cung cấp 1 phần đáng kể 2 ion này trên 1 số loại đất.
2. Mặc dù cĩ hàm lượng lớn trong dung dịch đất, nhưng sự hấp thu Ca của cây trồng cĩ thể bị giới hạn Ca chỉ được hấp thu bởi các chĩp rễ non, nơi các màng tế bào nội bì chưa hĩa gỗ.
3. Thiếu hụt Ca làm cây giảm sinh trưởng cây trồng ít khi xảy ra trên đất nơng nghiệp. Phổ biến là các rối loạn cĩ liên quan đến thiếu hụt Ca trên quả và các bộ phận dự trử của cây do sự hạn chế trong di chuyển của Ca bên trong cây. 4. Các tính chất của Ca và Mg trong đất tương tự nhau. Đất giữ lại dưới dạng ion
trao đổi bởi lực hấp tu tỉnh điện. Trong 1 số điều kiện, Mg cĩ thể bị cố định trong cấu trúc 1 số loại sét. Ca khơng bị cố định theo phản ứng này.
5. Phức hệ trao đổi cần cĩ độ bảo hịa Ca cao, khi đĩ pH đất thíh hợp cho cây trồng và vi sinh vật. Khi Ca chiếm ưu thế trên phức hệ trao đổi sẽ làm giảm được Al trên đất chua và Na trên đất mặn,
6. Triệu chứng theo Mg trên cây trồng thường khơng phổ biến. Điều kiện cĩ thể gây ra triệu chứng thiếu Mg: đất chua, đất cát, CEC thấp, rưa trơi mạnh, đất chua bĩn nhiều phân Kali và ammonium, và các cây trồng cĩ nhu cầu Mg cao. 7. Nhu cầu Mg và hiệu quả sử dụng Mg của cây trồng là yếu tố di truyền.
8. Sự thiếu hụt Mg cũng cĩ thể do điều kiện thời tiết (lạnh, ẩm, mây mù…).
9. Các loại phân bĩn cĩ chứa Mg: K2SO4.MgSO4, MgO, Mg(NO3) 2, MgCl2. Ca thường được bĩn dưới dạng dolomite, đá vơi, và thạch cao. Một phần Ca được cung cấp qua phân lân.
Tĩm tắt S.
1. Các vùng khí hậu nĩng, ẩm, S tồn tại phần lớn trong các hợp chất hữu cơ.
2. Cây trồng cĩ nhu cầu SO42- khoảng 3-5ppm trong dung dịch đất. Rễ cây hấp thu S dưới dạng SO42- , và di chuyển đến rễ đến rễ chủ yếu do dịng chảy khối lượng, nhất là khi nồng độ SO42- trong dung dịch ≥ 5ppm.
3. Trên các loại đất, nếu nồng độ SO42- hịa tan 5-10ppm, cây trồng cĩ thể bị thiếu S.
4. SO42- trong đất cĩ biến động lớn theo mùa, do sự giải phĩng SO42- từ chất hữu cơ, sự di chuyển của SO42- trong đất, và sự hấp thu của cây trồng.
5. SO42- rửa trơi, nhưng 1 lượng lớn cĩ thể được hấp phụ trên các oxides Fe, Al và sét 1:1.
6. Sự di động và hấp thu sinh học S phụ thuộc và hàm lượng C, N, P, cũng như hoạt động của vi sinh vật.
7. Cĩ 3 nhĩm hợp chất chứa S chính trong đất: các ester và ether của S, S liên kết với C như cystine, methionine và S trơ.
8. Sulfides, polysulfides, và S nguyên tố được chuyển hĩa thành SO42- do vi sinh vật.
9. Nhĩm vi sinh vật chuyển hĩa S chính là dịng Thiobacillus. 10. Enzyme sulfatase thủy phân các ester S, giải phĩng SO42- . 11. Cĩ sự khác biệt về nhu cầu S giữa các loại, giống cây trồng.
Chương 5. CÁC NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG VÀ PHÂN BĨN Bài 5. Các nguyên tố dinh dưỡng và phân bĩn vi lượng
Mục tiêu
Hiểu các dạng và vai trị cơ bản của các nguyên tố vi lượng trong cây
Hiểu các nguồn cung cấp, các dạng và những chuyển biến chính của các nguyên tố vi lượng trong đất.
Cĩ khả năng diễn tả sự chuyển hĩa và chu kỳ ảnh hưởng đến khả năng hữu dụng của các nguyên tố vi lượng đối với cây trồng.
Nhận biết và sử dụng các loại phân bĩn vi lượng hiệu quả.
I.Tổng quan về nguyên tố vi lượng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Măc dù cây trồng cĩ nhu cầu với lượng rất nhỏ, nhưng các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng là những chất tối cần thiết cho tất cả các lọai cây trồng. Vi lượng cũng cĩ thể là "yếu tố giới hạn". Do là nguyên tố tối cần thiết nên khi thiếu cĩ thể làm giảm sinh trưởng và năng suất như khi thiếu các nguyên tố đa lượng, và khi thừa cĩ thể xảy ra ngộ độc. Khỏang cách giữa đủ và ngộ độc cĩ thể rất hẹp đối với 1 số nguyên tố vi lượng. Các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng bao gồm nhĩm cations kim lọai như Cu, Fe, Mn, Zn, nhĩm anions (hay trung tính) như B, Cl, Mo.
Bảng 5.1. hàm lượng dinh dưỡng vi lượng trong đất và nhu cầu của cây.
Nguyên tố Hàm lượng trong đất (kg/ha) Cây lấy đi-cây bắp (kg/ha)
Boron (B) 20-200 0.06 Đồng(Cu) 2-400 0.05 Sắt (Fe) 10,000-200,000 0.10 Manganese (Mn) 100-10,000 0.08 Molybdenum (Mo) 1-7 0.03 Kẽm (Zn) 20-600 0.15
II. Các vai trị chính của nguyên tố vi lượng trong cây
- Thành phần cấu trúc của các enzymes - Họat hĩa, điều hịa Enzyme
- Phản ứng oxi hĩa-khử - Chất mang điện tử - Khơng trao đổi chất - Cấu trúc vách tế bào (B)
- Áp suất thẩm thấu, cân bằng điện tích (Cl)
III. Chu kỳ các nguyên tố vi lượng 1. Nguồn cung cấp và chuyển hĩa. 1. Nguồn cung cấp và chuyển hĩa.
Rất khác nhau giữa các nguyên tố, nhưng các tiến trình và phản ứng tương tự như thảo luận ở phần ácc nguyên tố đa lượng.
Nguồn cung cấp vi lương chính là chất hữu cơ, vi sinh vật, khống hĩa/hấp thu sinh học, hấp phụ và giải phĩng bế mặt, phong hĩa các khống nguyên sinh, kết tủa và hịa tan các khĩang thứ sinh. Các dạng hịa tan trong dung dịch đất đươc rễ hấp thu trực tiếp. Ngồi ra dạng Chelate cĩ vai trị rất quan trọng của đối với khả năng hịa tan, vận chuyển và hữu dụng đối với 1 số các nguyên tố vi lượng.
Sơ đồ 5.1. Quan hệ giữa các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng trong đất.
Dung dịch đất Cây trồng hấp thu Trao đổi và hấp phụ Các khoáng
Oxides, silicates, sulfides Chất hữu cơ, sinh
khối, Chelates
Phân vô cơ Phân chuồng
IV. Các nguyên tố và phân bĩn vi lương 1. Sắt (Fe). 1. Sắt (Fe).
1.1. Fe trong cây.
Rễ cây hấp thu dạng Fe2+ và Fe3+, nhưng Fe3+ thường được khử thành Fe2+ trước khi rễ hấp thu. Sư hấp thu Fe3+ quan trọng đối với cây họ hịa bản. Các vai trị cơ bản của Fe đối với cây trồng bao gồm: phản ứng oxi hĩa khử, tổng hợp diệp lục tố, thành phần của cytochromes, ferredoxin, leghemoglobin. Cần thiết cho quang hợp, hơ hấp, cố định sinh học N. Fe khơng dễ dàng di chuyển trong cây, nên khi xuất hiện triệu chứng thiếu Fe, đầu tiên ở định sinh trưởng, lá non. Các triệu chứng thiếu dinh dưỡng Fe: cây dừng sinh trưởng, vàng thịt lá non, lá bạc trắng khi thiếu nghiêm trọng.
Khi thừa Fe, cây cĩ thể bị ngơ độc, thường xảy ra trong điều kiện tiêu nước quá kém, điều kiện khử và hịa tan Fe2+ như điều kiện đất lúa nước.
1.2. Fe trong đất.
Các khĩang Fe chứa 1 lượng rất lớn trong vỏ quả đất và là khĩang phổ biến trong hầu hết các lọai đất. Bao gồm các khĩang nguyên sinh, khống sét, oxides, hydroxides.
1.2.1.Fe hịa tan trong dung dịch.
Thường Fe hịa tan trong dung dịch thấp do khả năng hịa của các khĩang Fe rất thấp . Fe(OH)3 vơ định hình kiểm sĩat nồng độ Fe hịa tan trong hầu hết các lọai đất. Trên đất oxi hĩa, tiêu nước tốt, nồng độ Fe3+ cao hơn rất nhiều so với Fe2+, trên đất bảo hịa nước, Fe3+ khử thành Fe2+.
Khả năng hịa tan của Fe phụ thuộc chủ yếu vào pH dung dịch đất. Fe(OH)3 (đất + 3H+ ↔ Fe3+ + 3H2O
Fe3+ hịa tan thấp hơn 1000 lần khi pH tăng 1 đơn vị. Nên triệu chứng thiếu Fe thường xảy ra trên đất cĩ pH cao.
1.2.2. Sư di chuyển của Fe đến rễ.
Fe di chuyển bởi khuếch tán và dịng chảy khối lượng. Do nồng độ Fe trong dung dịch đất rất thấp, nồng độ Fe3+ khoảng 10-6 - 10-24 mol/lít. Nên tổng lượng Fe hịa tan trong dung dịch rất thấp so với nhu cầu của cây, ngay cả trong đất chua với nồng độ Fe cao nhất.
Dạng chelate cung cấp đủ Fe cho rễ cây do tăng lượng Fe dạng hịa tan, tăng lượng Fe di chuyển bởi khuếch tán và dịng chảy khối lượng.
Chelate hĩa là phức hĩa các ion kim lọai bởi các phân tử hữu cơ, với các hợp chất hữu cơ được tổng hợp bởi rễ, từ tiến trình phân giải chất hữu cơ trong đất và dư thừa thực vật. Chelate là sản phẩm của các quá trình trao đổi chất bởi vi sinh vật. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các chelate tự nhiên bao gồm các phức của citric và oxalic acid và cấu trúc của nhiều hợp chất chưa nhận diện được.
Các Chelate tổng hợp như DTPA, EDTA…
Chelate = "mĩng vuốt", cĩ nhiều vị trí liên kết, nên Chelate "bao bọc" ion kim lọai. Chelate hịa tan làm tăng khả năng hữu dụng các cation vi lượng như Fe, Zn, Mn, Cu, đồng thời bảo vệ, ngăn cản các phản ứng kết tủa/hấp thụ các kim loại này. Nhưng việc tạo chelate bởi các gốc chức năng của chất hữu cơ cĩ thể làm giảm khả năng hữu dụng các vi lượng, ví dụ, khả năng hữu dụng của Cu trong đất than bùn.
1.2.3 Chelate hĩa và hấp thu Fe.
Chelate- Fe khuếch tán đến rễ cây, Khi Fe3+ được giải phĩng ở bề mặt rễ, chelate tự do được khuếch tán ngược trở lại dung dịch đất và chelate tạo phức với ion Fe3+ khác. Khi tạo phức, chelate hĩa lấy Fe hịa tan trong dung dịch, làm giảm nồng độ Fe. Đây là nguyên nhân để Fe hấp phụ được giải phĩng hay các khĩang Fe hịa tan, bù đắp Fe vào dung dịch.
Dung dịch
re
ã
đất
Hình 5.1. phân tử chelate Fe (a), chelate Zn (b), và cơ chế hấp thu chelate vi lượng của rễ
1.3. Dinh dưỡng Fe và cây trồng.
Cây trồng khác nhau, khả năng hấp thu Fe khác nhau
Rễ các lọai cây hấp thu Fe hiệu quả thường thích ứng với nồng độ Fe trong dung dịch thấp.Cơ chế chính trong hấp thu hiệu quả Fe là cây trồng làm chua hĩa vùng rễ bằng cách giải phĩng H+, và giải phĩng các hợp chất tạo chelate, hay giải phĩng các tác nhân khử, các hợp chất Phenolic…làm tăng tốc độ hấp thu Fe. Ngồi ra cây trồng cĩ khả năng khử Fe3+ nhanh, cải thiện sự chuyển vị Fe từ rễ lên thân. Hoăc cây hình thành các tế bào chuyển giao, citrate và các acid hữu cơ khác
1.4 Triệu chứng thiếu Fe.
- Vàng lá do bĩn thừa vơi, như đậu nành hay đất cĩ pH cao, đất đá vơi, đất tiêu nước kém, thốt nước kém, hay đất cĩ bicarbonate cao và chất hữu cơ thấp.Thiếu các hợp chất tạo chelate là nguyên nhân quan trọng trong việc thiếu Fe. Triệu chứng thiếu Fe cũng cĩ thể do tương tác giữa các chất dinh dưỡng. Khi đất thừa Cu, Mn, Zn, Mo, P cĩ thể gây ra thiếu Fe. Hiệu quả gây chua bởi nitrite hĩa của phân NH4-N cĩ thể làm tăng khả năng hịa tan củ Fe.
1.5. Phân Fe
1. Phân chuồng và các nguồn phân hữu cơ khác, cung cấp yếu tố tạo chelate với Fe 2. Nguồn phân vơ cơ.
2.1. (FeSO4, FeO) 2.2.Fe chelates.
1.4. Quản lý Fe
Bĩn phân vào đất thường khơng hiệu quả. Do vấn đề là khả năng hữu dụng của Fe chứ khơng phải là hàm lượng tổng số. Nên để nâng cao hiệu quả nên phunqua lá, hoăc tiêm vào cây đối với cây ăn quả (Xử lý "đinh rỉ" )
Fe-sulfate hay chelate tổng hợp
2. Kẽm (Zn) 2.1.Zn trong cây.
Rễ hấp thu dưới dạng Zn2+ , vai trị chính của Zn là họat hĩa Enzyme, thành phần của cấu trúc và điều hịa cofactor, trao đổi chất Carbohydrate, tổng hợp Protein như tryptophan và các chất điều hịa sinh trưởng cây trồng Auxins (IAA).
Zn khơng chuyển vị trong cây dễ dàng. Triệu chứng thiếu Fe thường xảy ra đầu tiên nơi điểm sinh trưởng, lá non. Trên 1 số lọai cây, triệu chứng thiếu Zn cĩ thể xảy ra trên lá già bên dưới. Triệu chứng thiếu biểu hiện sự sinh trưởng cịi cọc, lĩng ngắn, dạng hoa thị, dạng cây bụi. Do thiếu IAA nên lá xanh sáng, vàng hay trắng.
Các lá bên trên của bắp cĩ sọc trắng.
Lá bên dưới đậu nành màu vàng, màu đồng xỉn. Lá dày, hẹp, nhỏ, cĩ đốm, rụng lá, biến dạng quả
2.2. Zn trong đất
Hàm lượng rất thấp trong nhiều lọai khĩang nguyên sinh và thứ sinh.
2.2.1. Zn trong dung dịch đất. Khả năng hịa tan của Zn được kiểm sĩat chủ yếu bới pH dung dịch đất và khả năng hấp phụ trên bề mặt các khĩang và chất hữu cơ
Nguồn Zn chính trong dung dịch đất là chelate-Zn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khả năng hịa tan của Zn và pH đất: Đất-Zn (khĩang zinc) + 2H+ ↔ Zn2+ Zn2+ hịa tan giảm 100 lần khi pH tăng 1 đơn vị
Tăng pH cũng tăng Zn hấp phụ
2.2.2. Hấp phụ Zn. Zn được hấp phụ trên bề mặt sét, Al- và Fe oxide, chất hữu cơ, và carbonate. Zn cĩ lực nối rất mạnh trong hấp phụ nên các phức hữu cơ cĩ thể làm tăng hoặc giảm khả năng hữu dụng của Zn. Zn được hấp phụ bởi chất hữu cơ khơng hịa tan sẽ làm giảm Zn trong dung dịch. Zn trong dung dịch chủ yếu dạng chelate hĩa
2.3. Sự di chuyển của Zn đến rễ.
Zn di chuyển chủ yếu bởi khuếch tán, chỉ 1 ít di chuyển do dịng chảy khối lượng.
Khuếch tán của chelate Zn là nguồn cung cung Zn quan trọng nhất do tăng hàm lượng Zn dạng hịa tan và tăng hàm lượng Zn di chuyển do khuêch tán và dịng chảy khối lượng
2.4. Trường hợp thiếu Zn.
Thường xảy ra trên đất cĩ pH cao, đất đá vơi. đất xĩi mịn, mất lớp đất mặt, tầng đất sâu nhiều sét/đá vơi. Đât cĩ sa cấu mịn, khả năng hấp phụ cao và điều kiện lạnh, ầm hoặc do tương tác giữa các chất dinh dưỡng như thừa Cu, Fe, Mn, và P cĩ thể gây ra thiếu Zn.
Dinh dưỡng Ammonium làm chua hĩa vùng rễ, tăng khả năng hữu dụng của Zn Các cây trồng nhạy cảm như bắp và đậu đỗ. Cây vụ trước cĩ nhu cầu Zn cao, bắp sẽ dễ bị thiếu Zn.
2.5. Phân Zn
Phân chuồng và các nguồn phân hữu cơ khác Chelate+ Zn
Nguồn vơ cơ
Zn-sulfate, ZnO. Bĩn vào đất cĩ thể cĩ hiệu quả, nhưng khơng cao so với phun lên lá.
Cây ăn quả trong giai đoạn cây con thiếu Zn sẽ được hồi phục nếu phun Zn. Chelated Zn. Cĩ thể bĩn vào đất hoặc phun qua lá, rất hiệu quả nhưng đắt. Bĩn theo hàng, thường hiệu quả hơn bĩn vãi đều trên mặt đất
3. Đồng (Cu)
3.1.Cu trong cây.
Rễ hấp thu dạng Cu2+, nhưng cũng cĩ thể hấp thu dạng phức hữu cơ. Vai trị chính của Cu là tham gia các phản ứng oxi hĩa-khử, thành phần của enzyme cytochrome oxidase, nhiều enzymes oxidase khác. Cần thiết cho quang hợp, hơ hấp, lignin hĩa, hình thành hạt phấn và thụ phấn
Cu khơng chuyển vị trong cây dễ dàng. Triệu chứng thiếu xảy ra trước ở điểm sinh trưởng, lá non. Các triệu chứng thiếu như lá non cĩ màu xanh sáng, xanh lục, vàng. Đuơi lá bị xoắn, khơ đuơi lá, lá rũ. Hình thành hạt và phát triển quả kém
3.2. Cu trong đất.
Hàm lượng rất thấp trong nhiều lọai khĩang nguyên sinh và thứ sinh.