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 phần tro thực vật
Trừ các nguyên tố có nguồn gốc từ CO2 và nước, các nguyên tố còn lại là NTK
Các NTK tạo nên hệ thống chất nguyên sinh, cấu trúc nên tế bào và cơ quan
Tham gia quá trình điều chỉnh các hoạt động trao đổi chất, các hoạt động sinh lí trong cây
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
2.4. Vai trò sinh lí của các nguyên tố khoáng thiết yếu
ảnh hưởng chất sắt
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 (NH3+)
-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
- Tạo amít (2 gốc NH2)
Axít glutamic tiếp tục nhận NH3 để hìh thành nên amit glutamin. Cần năng lượng hoạt hoá
Axít glutamic + NH3 + ATP Glutamin + ADP + P
- 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 nhau trong cây.
*** 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