D- H+ A→ H A
3. Vai trò sinh lý của nguyên tố nitơ và sự đồng hóa nó
3.1. Ý nghĩa sinh lý của nguyên tố nitơ
Nitơ là thành phần bắt buộc của các axit amin, protein, axit nucleic, các photpholipit, các hợp chất cao năng (ATP, ADP…), các coenzym (NAD, FAD…), một số vitamin, diệp lục, một số hormon và nhiều hợp chất hữu cơ khác. Đó là cơ sở phân tử của
mọi cấu trúc và mọi chức năng của tế bào và cơ thể thực vật đảm bảo năng suất, chất lượng duy trì và phát triển sự sống.
- N cùng với các nguyên tố khác tạo thành loại phân tử bộ máy chức năng đặc biệt đó là axit nucleic - cơ sở vật chất di truyền của sự sống nói chung và thực vật nói riêng.
- N cùng với một số nguyên tố khác (C, H, O, (S)) tạo thành loại phân tử đa chức năng, đó là các protein. Protein tham gia tạo hình thai và tính năng của mọi bộ máy. Ví dụ, thể sốn virus nhân tế bào, các bao quan, các tế bào, các mô, các cơ quan…
- N trong protein làm cơ sở phân tử cấu trúc các loại màng: màng sinh chất, màng nhân, màng các bào quan…Nhờ đó có sự ngăn cách giữa thế giới sống và thế giới không sống, sự ngăn cách các bộ máy chức năng tế bào. Nitơ trong protein còn giữ vai trò xúc tác các phản ứng hóa sinh trong tế bào. Đó là các enzym có bản chất protein và các coenzym.
- N trong nucleotit đóng vai trò dự trữ và vận chuyển năng lượng cung cấp cho hoạt động của tế bào.
- N đồng thời là thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ khác như vitamin, hormon, kháng sinh…giữ vai trò điều tiết các hoạt động sống của tế bào và cơ thể. N trong diệp lục tham gia vào quá trình quang hợp.
3.2. Các nguồn cung cấp nitơ cho cây
Năm 1772 nguyên tố N được phát hiện nhờ công của nhà bác học Xcotlen, nhà thực vật học và bác sĩ y khoa D. Rutheford. Nitơ là một nguyên tố rất phổ biến trong tự nhiên, chiếm gần 79% của khí quyển (còn lại là 21% khí oxy và các nguyên tố khác). Người ta đã tính lượng N dự trữ khoảng 4.1015 tấn nhưng cây không thể sử dụng được dạng N2 phân tử mà chỉ sử dụng được nó ở dạng liên kết như NH4+ NO3-,…
N cũng có nhiều trong thạch quyển, lượng dự trữ của nó ở đây có tới 18.1015 tấn nhưng cây chỉ sử dụng được khoảng 0,5 – 20% tổng số dưới dạng NH4+ và NO3-. Các dạng NO, NO2, CNS… cây không sử dụng được vì các chất này thường độc hại cho cây. Trong tự nhiên nhờ vi sinh vật có khả năng chuyển N2 thành NH3, khả năng phân giải xác động thực vật nhờ tác động của sấm sét. Còn trong canh tác bón thêm các loại phân khoáng, trong đó có các dạng muối chứa N như ure, nitrat amon, sunfat amon.
3.2.1. Quá trình amôn hóa nhờ VSV dị dưỡng
Nitơ hữu cơ RNH2 + H2O NH3 + ROH Nitơ hữu cơ NH3 + H2O NH4+ + OH-
3.2.2. Quá trình nitrat hóanhờ vi khuẩn tự dưỡng