2.3.4.1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng phân bón lá
Thông thường bộ rễ của cây làm nhiệm vụ hút nước và hút khoáng là
chắnh song lá cũng ựóng vai trò quan trong trong việc hấp thu chất dinh dưỡng thông qua khắ khổng và các lỗ siêu nhỏ trên tầng cutin của lá nhưng cơ bản hấp thu dinh dưỡng qua lá là quá trình hấp thu bị ựộng. Cây trồng có tổng diện tắch bề mặt lá tiếp xúc với các chất dinh dưỡng cao gấp 8 Ờ 10 lần diện tắch tán cây che phủ. Vì vậy cây trồng có khả năng hấp thu chất dinh dưỡng qua lá rất cao (ựạt 90 Ờ 95%), trong khi nếu bón qua ựất cây chỉ sử dụng ựược 40 Ờ 45% lượng phân bón. Tuy nhiên, sự hấp thu các nguyên tố khoáng dưới dạng ion từ dung dịch gặp khó khăn hơn vì tầng cutin của lá cản trở. Tầng cutin này có thể dày, mỏng khác nhau thay ựổi theo từng loại cây cũng như tuổi của cây. Các ion khoáng có khả năng xâm nhập qua lỗ siêu nhỏ trên tầng cutin, ựường kắnh các lỗ này lớn hơn 1nm và mật ựộ các lỗ rất cao 1010 lỗ/dm2 lá, những phân tử có kắch thước lớn như ure, chất hữu cơ ... qua lỗ siêu nhỏ này khó khăn hơn. Nhìn chung các cation qua các lỗ nhỏ này theo gradient nồng ựộ hấp thu mạnh hơn các anion (NH4+ hấp thu tốt hơn N03- , hay Mg2+,
K+ > các anion). Vì vậy hiệu quả bón phân qua lá phụ thuộc vào ựặc ựiểm giải phẫn lá của từng loại cây, giai ựoạn sinh trưởng và ựiều kiện ngoại cảnh... để tăng khả năng hấp thu chất dinh dưỡng phun qua lá phải tạo ra một lớp mỏng dinh dưỡng trên bề mặt lá. điều kiện nhiệt ựộ, ánh sáng... cũng ảnh hưởng ựến hấp thu dinh dưỡng qua lá, ựể hấp thu dinh dưỡng tốt cần phun vào lúc râm mát, không mưa (Nguyen Van Phu, 2002) [76]. Cung cấp dinh dưỡng qua lá có hiệu quả nhanh và rõ nhất khi cây trồng trên vùng ựất nghèo dinh dưỡng, ựất khô hạn không thể cung cấp dinh dưỡng vào ựất hay trong ựất có hiện tượng ựối kháng ion...sự hấp thu chất khoáng qua rễ bị hạn chế thì ựây là biện pháp hỗ trợ ựể bổ sung dinh dưỡng cho cây tốt nhất giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt. Khi cây chuyển từ giai ựoạn sinh trưởng sinh dưỡng sang giai ựoạn sinh trưởng sinh thực cây rất cần dinh dưỡng song hút qua rễ rất khó khăn do bộ rễ già hóa và kém phát triển thì biện pháp phun dinh dưỡng qua lá sẽ giải quyết ựược sự mất cân bằng dinh dưỡng của cây, giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt cho năng suất, chất lượng cao. Theo Vũ Hữu Yêm (1998) [46], Hoàng Minh Tấn và Cs (2006)[25] về mặt số lượng nguyên tố vi lượng cây cần không nhiều những mỗi nguyên tố ựều có vai trò xác ựịnh và không thể thay thế trong ựời sống của cây. Chúng có vai trò xúc tác, là nhóm ngoài của enzim hoặc là chất hoạt hóa của emzim, làm thay ựổi ựặc tắnh lý hóa của chất nguyên sinh tế bào cây và ảnh hưởng ựến tốc ựộ, chiều hướng của phản ứng sinh hóa (Hoàng đức Cự và Cs, 1995) [5]. Còn theo đường Hồng Dật (2002) [6], ựối với cây có 6 nguyên tố vi lượng ựược xem là thiết yếu: Fe, Zn, Mn, Cu, Bo, Mo ảnh hưởng rất lớn ựến sinh trưởng, phất triển và năng suất cây trồng nói chung và cây ựậu tương nói riêng.
Bên cạnh những ưu thế của việc cung cấp dinh dưỡng cho cây qua lá còn tồn tại những hạn chế là: cung cấp lượng nhỏ chất dinh dưỡng mà chủ yếu là các nguyên tố trung lượng và vi lượng, dung dịch sau khi phun qua lá cần tạo một lớp màng mỏng trên mặt lá với thời gian tồn tại lâu nên
khi phun phải chọn lúc trời râm mát, dung dịch dinh dưỡng dễ bị rửa trôi khỏi lá nên hiệu quả hấp thu phụ thuộc vào thời tiết, có thể gây cháy lá cục bộ do mất cân bằng dinh dưỡng nên cần sử dụng ựúng nồng ựộ khi phun qua lá. Theo Nguyễn Hạc Thúy (2001) [33], [49] không nên phun phân bón lá khi cây ựang ra hoa, lúc trời ựang nắng sẽ làm rụng hoa, quả và làm giảm hiệu lực của phân bón.
để hiểu ựược chức năng của phương pháp BPQL, cần giải thắch rõ ràng các quy trình sinh học khác nhau của cơ chế hấp thu qua lá và phân phối dinh dưỡng bên trong cây trồng. để làm các nhiệm vụ bên trong lá hoặc vận chuyển các chất dinh dưỡng khoáng ra khỏi lá ựến các bộ phận khác của cây trồng, một quy trình hấp thu thông qua màng tế bào (plasma membrane), từ các không bào bên trong lá (apoplast) vào bên trong tế bào (symplast) sẽ xảy ra, sự hấp thu dinh dưỡng qua lá qua 5 bước cơ bản như sau:
Bước 1: Làm ướt bề mặt lá bằng dung dịch phân bón:
Vách ngoài của những tế bào lá ựược bao phủ bởi lớp cutin và một lớp sáp có ựặc tắnh chống thấm nước rất mạnh. để việc hấp thu các chất dinh dưỡng dễ dàng, ta có thể bỏ thêm các chất phụ gia (vào PBQL) ựể làm giảm sức căng bề mặt.
Bước 2: Sự thâm nhập xuyên qua lớp biểu bì của vách tế bào:
Khi phun phân bón qua lá lên bề mặt của lá cây, sự hấp thu có thể xảy ra theo ba cách sau ựây:
- Qua các lỗ nhỏ li ti trên bề mặt lớp ngoại bì và vách tế bào. - Qua các thủy khổng ở giữa các vách tiếp giáp các tế bào. - Qua khắ khổng giữa các tế bào bảo vệ.
Sự xâm nhập của chất lỏng xuyên qua bề mặt có sức căng cao và các khắ khổng có thể xảy ra dưới một số các ựiều kiện. Một trong những ựiều kiện này là tạo các giọt nhỏ liên kết với sự bốc hơi. Khi sự bốc hơi xảy ra, mức ựộ xâm nhập ựạt cao nhất và sự hấp thu liên tục xảy ra với phần chất rắn còn lại.
Nhiều tác giả vật lý lý thuyết cho rằng những giới hạn vật lý chống lại sự xâm nhập qua khắ khổng thì ựúng ựối với các hạt giọt lớn nhưng có thể không ựúng ựối với các phần rắn còn lại vì chúng liên kết thành một lớp mỏng trong quá trình bốc hơi nước. Những màng mỏng này thâm nhập vào khắ khổng và khắch lệ sự trao ựổi giữa bên trong và bên ngoài lá cây.
Bước 3: Sự xâm nhập chất dinh dưỡng vào các thành vách tế bào
(apoplast) bên trong lá cây:
Các apoplast rất quan trọng ựể chứa các chất dinh dưỡng trước khi chúng ựược hấp thu vào bên trong từng tế bào. Các chất dinh dưỡng sẽ vào những apoplast này sau khi xâm nhập từ bên ngoài qua lớp biểu bì lá cũng như ựược hấp thu từ rễ qua các mao mạch trong thân cây.
Bước 4: Sự hấp thu chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào:
Những nguyên tắc chung về việc hấp thu chất dinh dưỡng khoáng từ các apoplast vào bên trong từng tế bào lá cũng giống như sự hấp thu từ rễ. Theo ựó, tốc ựộ hấp thu như sau:
- Những phân tử nhỏ nhanh hơn những phân tử lớn (urea > Fe-Chelates). - Những phân tử không mang ựiện (nối cộng) nhanh hơn các ion tĩnh ựiện. - Những ion hoá trị một nhanh hơn các ions ựa hoá trị (H2PO4- > HPO42-) - độ pH của không bào (apoplast) thấp sẽ hấp thu các anions nhanh hơn. - độ pH của không bào (apoplast) cao sẽ hấp thu các cations nhanh hơn.. -Khả năng hấp thu của các tế bào lá cây cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ngoại vi như ựộ ẩm, nhiệt ựộ, ánh sángẦ
Cơ chế tùy thuộc năng lượng ựể hấp thu dinh dưỡng xuyên qua màng vào bên trong tế bào ựược môi giới bởi các protein vận chuyển khác nhau như những chất chuyên chức năng chuyển tải hoặc các luồng tĩnh ựiện với ion H+ ATPasses. Những sự kiện này làm gia tăng lực hấp thu bằng cách tạo nên ựộ chênh hóa tĩnh ựiện ở bề mặt màng tế bào.
dưỡng của cây, nhưng ựây không phải là quy luật chung mặc dù hiện tượng này ựã ựược khám phá ựối với sự hấp thu lân. Việc hấp thu lân qua lá và vận chuyển xuống rễ xảy ra nhanh hơn ựối với cây ựang thiếu lân.
Khi áp dụng những chất dinh dưỡng lưu ựộng (mobile nutrients) cho các lá non, lá còn ựang phát triển thì sự chuyển dịch xuống rễ chậm hơn, ựiều này kắch thắch sự hấp thu dinh dưỡng từ rễ do bộ lá phát triển và quang hợp tốt hơn. đối với các lá già, lá ựã ngưng phát triển thì sự chuyển dịch này xảy ra nhanh hơn và có thể ngăn chặn tình trạng thiếu dinh dưỡng gây ra do sự hấp thu không ựủ của bộ rễ.
Các chất dinh dưỡng bất ựộng (immobile nutrients) áp dụng trên cả lá già và lá non sẽ chuyển dịch chậm xuống rễ, như vậy không gây nên sự thay ựổi nào hoặc có thể làm gia tăng lượng dinh dưỡng hấp thu từ rễ.
Bước 5: Sự phân bổ từng chất dinh dưỡng riêng biệt bên trong và
chuyển dịch chúng ra ngoài lá:
Sau khi phun phân bón thì tùy thuộc vào từng mô libe và tắnh cơ ựộng của hệ mao dẫn. Các chất dinh dưỡng lưu ựộng libe (phloem mobile nutrients) như N, P, K, Mg ựược phân bố vào mỗi mô mao dẫn cũng như mỗi mô libe bên trong lá cây, và một tỷ lệ lớn các chất dinh dưỡng ựã hấp thu sẽ ựược vận chuyển ra khỏi lá tới các bộ phận khác của cây nơi có nhu cầu cao.
Ngược lại các chất dinh dưỡng có khả năng cơ ựộng nhưng bị giới hạn bởi libe (nutrients with a restricted phloem mobility) như Ca, Cu, Fe, Mn, Zn sẽ ựược phân bố chắnh cho mỗi mô mao dẫn bên trong lá cây và không có sự chuyển dịch ựáng kể nào ra ngoài.
2.3.4.2 Ứng dụng phân bón lá cho cây trồng
Phân bón lá một tiến bộ kỹ thuật ựược sử dụng nhiều trong những năm gần ựây nhưng không thể thay thế ựược 100% bón phân qua ựất, phân bón lá là một giải pháp chiến lược an toàn dinh dưỡng cho cây trồng (Vũ Cao Thái, 1996) [26], [27]. Phân bón lá phức hữu cơ Pomior ựã ựược thử nghiệm
trên diện rộng từ năm 1995 ở Quảng Ninh, Sơn La, Bắc Giang...cho nhiều
loại cây trồng mang lại hiệu quả, giúp cây sinh trưởng phát triển tốt, chống
sâu bệnh tốt hơn và cho năng suất cao (Hoàng Ngọc Thuận, 2005) [30]. Phân
vi sinh BioGro bón qua lá giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển nhanh, cho
năng suất cao hơn và rút ngắn thời gian sinh trưởng (Vũ Quang Vịnh (2004)
[45] cho thấy: khi phun Pomior cây dứa cho tỷ lệ ra hoa tăng 32% và năng
suất cao hơn phun nước (ựối chứng) 8,37 tấn/ha. Theo Bùi Thị Hồng Vân
(1995) [40], phun phân bón lá Komic BFC 201 cho lúa mùa 1996 tại Mỹ
Hưng- Thanh Oai, Hà Nội chiều cao cây lúa tăng 5%, ựẻ nhánh tăng 8% và
tập trung, các yếu tố cấu thành năng suất tăng dẫn ựến năng suất thực thu tăng
13% so ựối chứng (phun nước). Theo Hà Thị Thanh Bình và Cs (1998) [1],
phun vi lượng cho cây ựậu tương và lạc trên ựất Mai Sơn- Hà Sơn Bình ở giai
ựoạn 3, 5 và 7 lá ựã ảnh hưởng tốt ựến sinh trưởng, phát triển cây và tăng
năng suất từ 13,8 Ờ 20,2%, chất lượng cũng tăng. Bùi Thị Hồng Vân (1996)
[39], phun phân bón lá Sài Gòn Safer (HQ và VA) hữu cơ cho lạc xuân giống
Trạm Xuyên cho kết quả rất tốt: thân mật, lá dày màu xanh sáng, chống chịu
sâu bệnh tốt hơn, quả chắc và năng suất thực thu tăng 15,8 Ờ 18,9 % so ựối
chứng (phun nước lã).
Theo Vũ Quang Sáng và Cs (1991)[24], khi phun qua lá ethrel, criazasin cho cây lạc cho thấy: hàm lượng diệp lục tổng số tăng, cường ựộ và hiệu quang hợp, năng suất tăng 44,4% so với ựối chứng (phun nước). Khi phun crizasin, cortalin, CCC cho lạc thu ựã làm tăng năng suất lạc nhưng rõ nhất crizasin 0,01 % vào giai ựoạn trước khi ra hoa năng suất tăng 0,6 tấn/ha. Nguyen Van Phu (2001) [77] khi phun phối hợp Mg + N + Mn ựã làm tăng sản lượng chất khô và năng lúa mỳ từ 30,0 Ờ 30,9 % so ựối chứng. Nghiên cứu trên lúa Bắc ưu khi ngập úng, bón 10 kg/sào Bắc Bộ kết hợp phun Pomior 3 lần thì sau 5 ngày lá non bắt ựầu hình thành trở lại (Hoàng Ngọc thuận và Cs, 1996) [31], khi sử dụng phân bón lá cho cây trồng tại ựồng bằng sông
Cửu Long cho thấy: ựáp ứng nhanh nhu cầu dinh dưỡng của cây, cây sinh trưởng ổn ựịnh, khỏe, ắt sâu bệnh và chống chịu tốt với các ựiều kiện bất thuận khác, tăng giá trị thương phẩm như cây ựường, mắa, ựậu...(Nguyễn Văn Uyển, 1995) [37]. Trần Thị Hiền và Cs (1998) [14] cho biết, chế phẩm vi sinh hữu hiệu (EM) phun qua lá dạng EM thứ cấp phun qua lá có hiệu quả tốt cho cây ựậu tương ( ựặc biệt trồng trong ựiều kiện thiếu nước) sinh trưởng, phát triển tốt và năng suất ựậu tương trồng vụ thu ựông. EM phun cho cây lúa cũng có tác dụng tốt ựối với lúa giống C70 trồng vụ xuân hè năm 1998, năng suất tăng 18,5% so với ựối chứng phun nước (Trần Thị Hiền và Cs, 1999)[15]. Nguyễn Tấn Lê (1992)[18] ựã sử dụng Mo và Bo xử lý cho cây lạc trồng tại Quảng Nam-đà Nẵng, năng suất trung bình 3 vụ tăng 6,2-11,1% so với ựối chứng. Theo Nguyễn đình Thi và Cs (2008)[29], sử dụng B, Mo, Zn phun cho cây lạc tại Thừa Thiên Huế cho thấy: xử lý phối hợp 2 nguyên tố, ựặc biệt cả 3 nguyên tố kết quả tốt hơn so với xử lý riêng rẽ. Xử lý phối hợp 0,03% B + 0,03% Mo + 0,03% Zn làm tăng năng suất kinh tế lên 22,40% so với ựối chứng không xử lý. Vũ Quang sáng (2002) [23] nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên tố vi lượng phối hợp với chất ựiều tiết sinh trưởng GA3 cho cây ngô LVN10 có kết quả tốt, giúp cây sinh trưởng, phát triển mạnh và cho năng suất cao so với phun nước và các công thức khác phun riêng rẽ GA3, vi lượng. đối với cây lạc, phun vi lượng kết hợp NAA làm tăng suất từ 15-17%. Phun phân bón lá cho cây trồng là phương pháp bổ sung dinh dưỡng hiệu quả nhất, sản lượng tăng trung bình 20 % ựối với cây lấy lá, 10 Ờ 20 % ựối với cây lấy quả, củ và 5 Ờ 10 ựối với lúa (Vũ Cao Thái, 1996)[26]. Còn theo Trịnh An Vĩnh (1995)[43], nếu xét khắa cạnh bền vững và lành mạnh môi trường thì phân vi sinh, phân hữu cơ bón lá và các phân tương tự khác cần ựược khuyến khắch nghiên cứu và ựưa vào sản xuất nông nghiệp có ý nghĩa lớn trong việc phát triển nông nghiệp bền vững.
