sinh lí thực vật

Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến sự xâm nhập chất khoáng vào cây 2.4.. • Sự trao đổi chất khoáng của rễ trong đấtChất khoáng tan trong dung dịch đất và được hấp phụ trên bề mặt r

Hiện tượng ứ giọt

II Dinh dưỡng khoáng và nitơ

2.1 Khái niệm chung

2.2 Sự hấp thụ và vận chuyển chất khoáng của cây

2.3 Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến sự xâm nhập chất khoáng vào cây

2.4 Vai trò sinh lí của các nguyên tố khoáng thiết yếu 2.5 Vai trò của Nitơ và sự đồng hoá nitơ của thực vật 2.6 Cơ sở sinh lí của việc sử dụng phân bón cho cây trồng

2.1 Khái niệm chung

• Các nguyên tố khoảng thiết yếu:có vai trò sinh lí rất quan trọng và rất cần cho sinh trưởng, phát

triển của cây, nếu thiếu cây không thể hoàn thành chu kì sống của mình

• Nguyên tố khoáng là các nguyên tố chứa trong

• Sự trao đổi chất khoáng của rễ trong đất

Chất khoáng tan trong dung dịch đất và được hấp phụ trên bề mặt rễ theo phương thức trao đổi ion giữa đất và lông hút Trao đổi tiếp xúc hoặc thông qua axít

cácbonnic trong dung dịch

• Sự xâm nhập chất khoáng vào tế bào: chất khoáng phải xuyên qua lớp chất nguyên sinh mà quan trọng nhất là phải xuyên qua 2 lớp màng: màng sinh chất

(plasmalem) và màng không bào (tonoplast)

• Có hai cơ chế: cơ chế xâm nhập thụ động và xâm nhập chủ động

2.2 Sự hấp thụ và vận chuyển chất khoáng của cây

* Hấp thu thụ động:

- Là cơ chế không cần sử dụng năng lượng của tế bào.

- Một số ion khoáng hòa tan theo dòng nước vào rễ theo bậc thang nồng độ: di chuyển từ nơi có nồng độ cao

sang nơi có nồng độ thấp.

** Hấp thu chủ động

- Xảy ra đối với phần lớn các ion khoáng trong đất Ion khoáng di chuyển ngược gradien nồng độ (từ nơi có

nồng độ thấp sang nơi có nồng độ cao) Quá trình di

chuyển này có sự tham gia của một chất mang (là một loại protein đặc hiệu sử dụng năng lượng ATP cho hoạt động vận chuyển của nó và nguồn năng lượng được

cung cấp từ hoạt động hô hấp của rễ).

Sự vận chuyển chất khoáng trong cây

Sự vận chuyển trong tế bào:

Các chất khoáng được tan trong nước và đi trong hệ thống mao

quản của thành tế bào (apoplast) để xuyên từ tế bào này sang tế bào khác, hoặc vận chuyển theo hệ thống chất nguyên sinh

xuyên qua các sợi liên bào nối các tế bào với nhau (symplast)

Sự vận chuyển trong mạch xylem:

Chất khoáng tan trong nước đi vào mạch gỗ và theo dòng thoát hơi nước đi lên các bộ phận trên mặt đât, đến tất cả các cơ quan cần thiết Tốc độ vận chuyển phụ thuộc vào sự thoát hơi nước của lá

Sự vận chuyển trong mạch floem (libe): Một số ion tách ra từ các

tế bào nhu mô hoặc từ mạch gỗ vào hệ thống dẫn chất đồng hoá phân phối đến các bộ phận của cây

2.3 Ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến sự xâm nhập chất khoáng vào cây

Nhân tố Ảnh hưởng đến trao đổi khoáng và nitơ

Ánh sáng Ảnh hưởng đến hấp thu khoáng và nitơ do có liên quan chặt chẽ với quang

hợp và trao đổi nước của cây.

Nhiệt độ Ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động hô hấp của rễ, từ đó tác động đến sự hấp

thụ khoáng và nitơ (35 - 40) (50) (10 - 12)

Độ ẩm

của đất Độ ẩm cao và phù hợp giúp hòa tan nhiều ion khoáng cho rễ dễ hấp thụ, tạo điều kiện cho rễ sinh trưởng tốt và làm tăng bề mặt tiếp xúc và trao đổi giữa

rễ với khoáng và nitơ.

Độ pH

của đất Ảnh hưởng đến độ hòa tan của khoáng trong đất Độ pH phù hợp cho hấp thu khoáng của rễ vào khoảng 6-6,5

Độ pH quá thấp làm cho ion khoáng không liên kết được với các hạt keo đất

ra được trao đổi với ion khoáng bám trên bề mặt keo đất.

2.4 Vai trò sinh lí của các nguyên tố khoáng thiết yếu

- Là thành phần của các đại phân tử hữu

cơ (Protein, Lipit, axit nucleic,…)

- Tham gia cấu tạo tế bào Ảnh hưởng đến tính chất của hệ thống keo trong chất nguyên sinh như: diện tích

bề mặt, độ ngậm nước, độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo,…

Nguyên tố

vi lượng

Sắt (Fe), Mangan (Mn), Clo (Cl), Kẽm (Zn), Đồng (Cu), Molipden (Mo), Niken

(Ni),…

- Là thành phần bắt buộc của các enzim

- Tham gia hoạt hóa các enzim trong quá trình trao đổi chất.

- Liên kết với chất hữu cơ tạo thành hợp chất hữu cơ – kim loại đóng vai trò quan trọng cho các quá trình trao đổi chất.

Nguyên tố

siêu vi

lượng

Vàng (Au), Bạc (Ag), Bạch kim (Pt), Thủy ngân (Hg), Iot (I),…

-Chiếm lượng rất ít trong cây với chức năng chưa rõ Một số nguyên tố được sử dụng trong môi trường nuôi cấy mô – tế bào,…

ảnh hưởng của photpho

ảnh hưởng của Magie

2.5 Vai trò của Nitơ và sự đồng hoá nitơ của thực vật

a Vai trò của nitơ đối với thực vật

- Vai trò chung: Nitơ là nguyên tố khoáng thiết yếu của TV.

- Vai trò cấu trúc:

+ Cấu tạo nên các hợp chất hữu cơ quan trọng của sự sống

+ Thiếu nitơ làm giảm quá trình tổng hợp Protein, cường độ quang hợp giảm nên giảm năng suất và phẩm chất của cây

trồng

- Vai trò điều tiết:

+ Nitơ là thành phần cấu tạo nên protein - enzim, coenzim và ATP

+ Ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, thông qua HĐ xúc tác, cung cấp năng lượng và điều tiết trạng thái ngậm nước của Protein

b Quá trình đồng hóa niơ trong cây

* Quá trình khử nitrat

Cây hấp thu được cả NO3- ( nitơ dạng oxi hóa) và NH4+ (nitơ dạng khử) nhưng cây chỉ cần dạng NH4+ để hình thành các axit amin

Vì vậy, quá trình khử nitrat là làm biến đổi NO3- thành NH4+ cũng có ý nghĩa làm tăng nguồn tổng hợp axit amin để xây dụng

tế bào

Quá trình amon xảy ra theo sơ đồ:

NO3- Nitratreductaza NO2- Nitritreductaza NH4+

**Quá trình đồng hóa amôn (NH 3 + )

-Tạo axit amin

Các axit α - xêtôglutaric được tạo ra từ quá trình hô hấp của cây (chu trình Krebs) được tiến hành khử amin hóa để tạo axit amin glutamic theo sơ đồ chung như sau:

axit α - xêtôglutaric + NH3 + 2NADH2  axit glutamic + H2O + NAD

- Chuyển Amin hoá

Axít amin glutamic và amít glutamin chứa nhóm -NH2 rồi chuyển nhóm –NH2 cho các chất khác để tạo nên các axít amin khác nhau

trong tế bào và cả amin khác nữa

Các axit amin này sẽ đi vào thành phần của các phân tử prôtêin khác

*** Quá trình cố định nitơ phân tử

+ Vai trò của quá trình cố định nitơ phân tử

- Góp phần bổ sung nguồn đạm mà cây hấp thụ được cho đất

- Về mặt sinh thái, hoạt động trên còn có tác dụng làm hạn chế việc

sử dụng phân đạm vô cơ trên đồng ruộng, góp phần làm giảm ô nhiễm đất và nước

- Việc trồng xen các cây thuộc họ Đậu với các cây trồng khác có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tạo đất, vừa duy trì hệ sinh thái ổn

định

+ Các nhóm vi sinh vật cố định đạm

Nhóm vi khuẩn sống cộng sinh được nitơ khí quyển như:

Clostridium, Azotobacter, Nostos, Cyanobacteria, Rhizobium (cộng sinh với rễ cây họ Đậu), Anabaena azolleae (cộng sinh với bèo hoa dâu),…

+ Cơ chế cố định nitơ phân tử

Cây hấp thụ nitơ dưới dạng NO3- và NH4+

Trong không khí Nitơ tồn tại dưới dạng N2 với tỷ lệ rất cao Quá trình cố định nitơ là tạo ra sự liên kết N2 với H2 thành NH3 và chuyển đổi sang các dạng hợp chất có nitơ mà cây hấp thụ được

Quá trình có thể tóm tắt như sau:

N = N  NH = NH  NH2 – NH2  2NH3

Tuy nhiên để phá vỡ được liên kết cộng hóa trị rất bền giữa hai nguyên tử nitơ trong N=N bằng con đường hóa học đòi hỏi phải có điều kiện áp suất và nhiệt độ cao.

Trong tự nhiên, có một số dạng vi khuẩn sống tự do và cộng sinh có chứa

enzim nitrogenaza và lực khử mạnh có thể tiến hành khử N2.

Điều kiện để quá trình cố định nitơ khí quyển có thể xảy ra là:

- Có lực khử mạnh.

- Được cung cấp năng lượng.

- Có sự tham gia của enzim nitrogenaza.

- Thực hiện trong điều kiện kị khí.

Hai điều kiện lực khử và năng lượng do vi khuẩn có khả năng cố định nitơ tự tạo ra hoặc lấy từ quá trình quang hợp, hô hấp lên men của cơ thể cộng sinh.

2.6 Cơ sở sinh lí của việc sử dụng phân bón cho cây trồng

Hình

Bón lót Bón phân vào đất trước khi

gieo trồng. Cung cấp phân bón bổ sung lại cho đất sau đợt thu hoạch trước, đồng thời để cây

có chất dinh dưỡng cho sự sinh trưởng ở giai đoạn đầu của nó.

Bón thúc Bón vào đất trong quá trình

sinh trưởng của cây, tùy theo loại cây trồng và mục đích thu hoạch mà dùng loại phân và liều lượng phù hợp.

Cung cấp chất dinh dưỡng đáp ứng nhu cầu phù hợp cho mỗi giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây.