Trong cây các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng thường chiếm 1 tỷ lệ rất nhỏ 10-4 – 10-5 trọng lượng khô của cây. Nhưng mỗi nguyên tố đều có vai trò xác định và không thể thay thế với cây là B, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo.
1. Tác dụng chủ yếu của nhóm dinh dưỡng vi lượng:
– Có các dụng kích thích và hình thành các hệ thống men trong cây. Có vai trò rất lớn đối với sinh trưởng phát triển của cây, đặc biệt có ảnh hưởng lớn đối với chất lượng nông sản.
+ Phẩm chất nông sản do nhiều hợp chất hữu cơ chi phối. Sự hình thành các hợp chất hữu cơ đó là kết quả của những quá trình sinh hóa do nhiều loại men điều khiển. Phân bón (kali và vi lượng) tác động mạnh đến tính chất và hàm lượng của các loại men nên cũng có khả năng tạo phẩm chất.
– Khi thiếu dinh dưỡng vi lượng: Cây dễ mắc bệnh, và phát triển không bình thường, vì vậy nguyên tố vi lượng ảnh hưởng đến khả năng chống chịu (sâu bệnh, điều kiện ngoại cảnh) của cây.
2. Đặc điển của nhóm dinh dưỡng vi lượng
Phân vi lượng là các loại phân có chứa các chất dinh dưỡng vi lượng hòa tan trong nước hoặc phức chất và quặng vô cơ ít tan hơn, hiện nay đã sản xuấ được dạng phân phân vi lượng dạng chelate. Thường sử dụng phân vi lượng dưới dạng các muối hòa tan như: Borac – Na2B4O7.10H2O, Sunphat đồng – CuSO4, Sunphat Kẽm – ZnSO4, Molipden amon – (NH4)2MoO4. Hoặc dạng chelate tan: Cu – EDTA, Fe – EDTA, Zn – EDTA, Mn – EDTA.
– Nếu cây bị thiếu vi lượng: cây sẽ phát triển không bình thường, dễ nhiễm sâu bệnh hại ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nông sản.
– Nếu hàm lượng dinh dưỡng vi lượng dư thừa quá lớn, thì sẽ gây độc hại cho cây và người sử dụng.
– Nguồn dinh dưỡng vi lượng thường có sẳn trong đất, các loại phân đa lương, trong tàn dư cây, phụ phẩm nông nghiệp, xác động vật, phân trộn ủ,…ngoài ra cũng sản xuất phân vi lượng để bán cho cây.
– Phân vi lượng có thể sử dụng để bón vào đất, trộn với các loại phân khác để bón, phun lên lá, dùng ngâm hạt giống, có thể sử dụng để nhũng rễ, nhúng hom trước khi trồng.
+ Ngâm tẩm hạt giống:
Là phương pháp rất có hiệu quả đối với các loại hạt có tỷ lệ nguyên tố vi lượng thấp. Cách dùng: Dùng các muối vi lượng hoặc dạng vi lượng chelate hòa tan thành dung dịch đủ để ngâm hoặc tẩm hạt giống trước khi gieo (đối với phương pháp này tiết kiệm phân bón, do lượng phân dùng để xử lý hạt rất ít.
+ Bón vào đất:
Là phương pháp sử dụng phân vi lượng tốn nhiều hơn vì phải dùng với lượng lớn. Ưu điểm: Đơn giản trong sử dụng, ít tốn công lao động hơn so với phương pháp bón phân qua lá.
+ Phun qua lá:
Phương pháp sử dụng phân vi lượng cho hiệu quả nhanh, tiết kiệm phân bón. Thường dùng đề khắc phục các triệu chứng thiếu vi lượng, đã biểu hiện thành bệnh. (phun qua lá làm giảm hiện tượng vi lượng bị đất cố định).
Lưu ý:
Khi sử dụng phương pháp cần chú ý chọn nồng độ dung dịch và thời điểm phun phân thích hợp để dung dịch bám lâu và được nhiều trên lá, tạo điều kiện cho cây hấp thu đạt hiệu quả cao, không làm hại lá cây do nồng độ cao.
3. Đặc điểm sử dụng của phân vi lượng:
+ Phân vi lượng là nguồn bón bổ sung và không thể thay thế cho phân đa lượng. Nếu dinh dưỡng đa lượng bị thiếu hoặc mất cân đối, phân vi lượng sẽ không có tác dụng. Vì vậy phân vi lượng thường biểu hiện hiệu quả rõ trong điều kiện thâm canh.
+ Khi bón nhiều phân hữu cơ, có thể làm giảm nhu cầu bón phân vi lượng cho cây trồng (Vì trong phân chuồng và các loại phân hữu cơ, thường có chứa các loại vi lượng).
+ Khi bón nhiều vôi (để trung hòa độ chua cho đất) có thể xảy ra hiện tượng thiếu các nguyên tố vi lượng do chúng bị chuyển hóa thành dạng khó tiêu đối với cây trồng. Nhưng riêng Molipden chuyển thành dạng dễ tiêu nhiều hơn, vì vậy ít cần bón Molipden.
+ Cây có thể bị thiếu dinh dưỡng vi lượng do đối kháng về mặt dinh dưỡng như bón nhiều Kali cây hút B ít, dẫn đến thiếu dinh dưỡng vi lượng B làm cây mắc bệnh (thối nõn do thiếu B).
4. Vai trò của các chất dinh dưỡng vi lượng
4.1.Vai trò của Kẽm (Zn)
Hàm lượng tổng số trong cây: 25 – 150 ppm, nếu ít hơn 20 ppm biểu hiện thiếu, hơn 400 ppm biểu hiện độc Zn.
Dạng hút: Zn++, dạng phức hữu cơ, phân tử và hút được qua lá.
Zn cần cho nhiều chức năng hóa sinh cơ bản trong cây như: tổng hợp xytôchrom và nuclêôtit, trao đổi auxin, tạo diệp lục, hoạt hóa men và duy trì độ bền vững của màng tế bào.
Liên quan đến sự tổng hợp sinh học của axit indole axetic.
Thành phần thiết yếu của một giống men metallo-enzym-cacbonic anhydraza, alcohol dehydrogenaza, v.v…
Đóng một vai trò trong quá trình tổng hợp axit nucleic và protein. Giúp cho việc sử dụng lân và đạm trong cây.
Zn tích lũy trong rễ song lại có thể di chuyển từ rễ đến các bộ phận đang phát triển khác trong cây. Trong tán lá cây Zn lại di chuyển rất ít, đặc biệt là khi cây thiếu đạm. Triệu chứng thiếu Zn thường thấy trên lá non và lá bánh tẻ.
Rất nhiều cây trồng có phản ứng tích cực với Zn, nhất là trên đất đã liên tục được bón nhiều lân.
4.2.Vai trò của Đồng (Cu)
Hàm lượng tổng số trong cây: 5 – 20 ppm, dưới 4 ppm trong chất khô biểu hiện thiếu Cu.
Dạng hút: Cu++, dạng phức hữu cơ và hút cả qua lá.
Cu cần cho việc tổng hợp licnin (lignin) (và do vậy đóng góp vào việc bảo vệ màng tế bào), có tác dụng chống đổ. Cu xúc tiến việc oxy hóa axit ascorbic (Vitamin C), hoạt hóa các men oxidaza, phenolaza và plastoxyanin. Cu là tác nhân điều chỉnh trong các phản ứng men (tăng cường, ổn định và hạn chế) và là chất xúc tác các phản ứng oxy hóa – khử. Thành phần của men cytochrom oxydaza và thành phần của nhiều enzym – phenolaza, lactaza, v.v…
Xúc tiến hình thành vitamin A trong cây.
Đồng đóng vai trò then chốt trong các quá trình: trao đổi đạm, prôtêin và hocmon; quang hợp và hô hấp; hình thành hạt phấn và thụ tinh.
Đồng thường được cung cấp dưới dạng thuốc trừ nấm. Nếu đã dùng thuốc bảo vệ thực vật có Cu thường không phải lo cây thiếu Cu.
Trồng cây trên đất than bùn, đất lầy thụt cây thường phản ứng tốt với việc bón Cu.
4.3.Vai trò của Sắt (Fe)
Hàm lượng tổng số trong cây: 50 – 250 ppm, trong lá hàm lượng dưới 50 ppm thì biểu hiện thiếu Fe.
Dạng hút: Fe++, Fe+++ và cả dạng hợp chất sắt hữu cơ, chelat Fe.
Fe cần cho việc vận chuyển êlectron trong quá trình quang hợp và các phản ứng oxyhóa – khử trong tế bào. Fe nằm trong thành phần của Fe – porphyrin và ferrodoxin, rất cần cho pha sáng của quá trình quang hợp… Fe hoạt hóa nhiều enzim như catalaza, sucxinic dehydrogenaza và aconitaza.
Thiếu Fe việc hút K bị hạn chế. Ở các chân đất kiềm, đất hình thành trên đá vôi, đất đồi quá trình oxy hóa mạnh cây thường hay thiếu Fe.
4.4.Vai trò của Mangan (Mn)
Hàm lượng tổng số trong cây: Biến thiên rất lớn từ 20 – 500 ppm, trong lá hàm lượng dưói 25 ppm thì biểu hiện thiếu Mn.
Dạng hút: Mn++, dạng phức hữu cơ và cả hút được qua lá.
Mangan tham gia các phản ứng oxyhóa – khử trong hệ thống vận chuyển êlectron và thải O2 trong quá trình quang hợp. Mn cũng hoạt hóa nhiều enzim như ôxidaza, perôxidaza, dehydrôgenaza, decarbôxilaza và kinaza.
Mangan cần thiết cho các quá trình sau đây: hình thành và ổn định lục lạp; tổng hợp prôtêin; khử nitrat (NO3-) thành amôn (NH4+) trong tế bào; tham gia chu trình axit tricacbôxylic (TCA). Mn++ xúc tác việc hình thành axit phôtphatidic trong việc tổng hợp phôtpholipid để xây dựng màng tế bào. Mn làm dịu độc Fe đối với cây.
Nhu cầu Mangan của cây thường xuất hiện ở đất có pH > 5,8. Ở đất chua hơn thường đất đã thỏa mãn hoàn toàn nhu cầu Mn của cây (Katalymov M.V. 1965).
4.5.Vai trò của Bo (B)
Hàm lượng trong cây: đơn tử diệp: 6 – 18 ppm, song tử diệp thường cao hơn: 20 – 60 ppm. Ở trong lá thường chứa 20 ppm và thấp hơn trong trường hợp xuất hiện hiện tượng thiếu B.
Dạng hút: cây hút B theo phương thức nào nay chưa rõ. Có thể theo dòng nước từ rễ đi vào.
Ở trong đất tồn tại dạng khó tan axit boric (H3BO3, pH = 9,2), có một lượng rất ít ở dạng B4O7–, H2BO3-, BO3—.
B có vai trò hàng đầu trong việc xây dựng cấu trúc và tạo độ bền chắc cho màng nguyên sinh chất. B cần cho việc trao đối hydrat cacbon, vận chuyển đường, tổng hợp nuclêôtit và licnin (lignin) hóa thành tế bào. Thiếu B đỉnh sinh trưởng chết, nên giai đoạn phân hóa bông lúa mà thiếu B thì lúa không có bông. Thiếu B làm giảm sức sống của hạt phấn.
B không có mặt trong các men và không ảnh hưởng đến hoạt động men.
Việc định lượng B bón cần phải căn cứ vào đặc điểm sinh học của cây và tính chất đất. Ngưỡng thiếu và ngưỡng độc B của các loại cây mẫn cảm với B như: dưa chuột, đậu đũa, chanh, nho rất gần nhau, nên không cẩn thận bón thừa B sẽ có tác dụng tiêu cực.
4.6.Vai trò của Môlypden (Mo)
Hàm lượng tổng số trong cây: khoảng 1% trong chất khô, nhỏ hơn 0,2% biểu hiện thiếu Mo.
Dạng hút: MoO4–:. Trong cây Mo tập trung trong men khử nitrat (NO3-), nên cây thiếu Mo thì quá trình khử nitrat thành amôn (NH4+) trong cây không được thực hiện, nên cây đồng hóa NO3- mà vẫn thiếu protid và tích lũy NO3-.
Môlypden do vậy rất cần cho các vi sinh vật cố định N tự do cũng như vi sinh vật cố định N cộng sinh.
Cũng chính vì vậy cây bộ đậu cần được cung cấp đủ Mo. Thiếu Mo cũng có triệu chứng như thiếu N.
Việc thiếu môlypden thường xảy ra trên đất chua. Khi tăng mỗi đơn vị pH thì lượng ion molypdat (MoO4–) có thể tăng 10 lần nếu đất có Mo.
Bón vôi làm tăng Mo dễ tiêu vì tăng pH. Các loại phân gây chua lại làm giảm Mo dễ tiêu. Do vậy bón nhiều và bón liên tục các loại phân gây chua sẽ mở rộng việc thiếu Mo.
Cây chỉ cần rất ít Mo (vài mg/ha) và thường dự trữ Mo trong hạt đã đủ phòng chống việc thiếu Mo cho cây trồng sau này. Weir và Hudson (1966) đã nhận xét: hầu như không thấy ngô, trồng ngay cả trên đất nghèo Mo, có triệu chứng thiếu Mo khi hàm lượng Mo trong hạt ngô cao hơn 0,08 mg/kg hạt, nhưng lại có triệu chứng thiếu Mo nếu hàm lượng Mo trong hạt xuống dưới 0,02 mg/kg hạt.
