Sơ đồ dưới đây minh họa nguồn nitơ cung cấp cho cây
a) Hãy phân tích sơ đồ. Mô tả quá trình biến đổi nitơ trong cây.
b) Trên cơ sở đó cho biết thế nào là bón phân hợp lí cho cây trồng.
Lời giải .
a)
* Phân tích sơ đồ : hình bên phải là phóng to một đoạn rễ từ hình bên trái. Có 2 nguồn cung cấp nitơ cho cây là từ không khí nhờ vi khuẩn cố định nitơ trong đất và từ chất hữu cơ trong đất nhờ vi khuẩn amôn hoá tạo ra \(NH_4^+\). Dạng \(NH_4^+\) này sẽ được cây hấp thụ hoặc được biến đổi tiếp thành dạng \(NO_3^-\) nhờ vi khuẩn
nitrat hoá và \(NO_3^-\) được cây hấp thụ. Một phần \(NO_3^-\) biến đổi thành \(N_2\) trở lại không khí do hoạt động của nhóm vi khuẩn phản nitrat hoá.
Một số vi khuẩn sống tự do và cộng sinh đã thực hiện được việc khử \(N_2\) thành dạng nitơ cây có thể sử dụng được là \(NH_4^+\). Các nhóm vi khuẩn tự do có khảnăng cố định nitơkhí quyển như : Azotobacter, Clostridium, Anabaena, Nostoc... và các vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium trong nốt sần rễ cây họ Đậu, Anabaena azolleae trong bèo hoa dầu). Quá trình đó có thể tóm tắt như sau :
* Quá trình biến đổi nitơ trong cây :
- Quá trình khử nitrat
Cây hút được từ đất dạng nitơ ôxi hoá (\(NO_3^-\)) và nitơ khử (\(NH_4^+\)), nhưng cây chỉ cần dạng \(NH_4^+\) để hình thành các axit amin nên việc trước tiên mà cây phải làm là biến đổi dạng \(NO_3^-\) thành dạng \(NH_4^+\).
Quá trình khử nitrat : \(N{O_3}^ - \to N{O_2} \to N{H_4}^ + \)
xảy ra theo các bước sau đây với sự tham gia của các enzim khử - reductaza.
\(N{O_3}^ - + NAD\left( P \right)H{\rm{ }} + {\rm{ }}{H^ + } + {\rm{ }}2{e^ - } \to N{O_2}^ - + {\rm{ }}NAD{\left( P \right)^ + } + {\rm{ }}{H_2}O\)
\(NO_2\)+ 6 Feredoxin khử +\(8H^+\)+ \(6e^-\)→ \(NH_4^+\). +\(2H_2O \)
- Quá trình hình thành axit amin
Quá trình hô hấp của cây tạo ra các axit (R-COOH) và nhờ quá trình trao đổi nitơ, các axit này có thêm gốc \(NH_2\) để thành các axit amin.
Có 4 phản ứng khử amin hoá để hình thành các axit amin :
- Axit piruvic + \(NH_3\) + \(2H^+\)Alanin + \(H_2O \)
- Axit glutamic +\(NH_3\) +\(2H^+\)Glutamin + \(H_2O \)
Advertisements (Quảng cáo)
- Axit fumaric +\(NH_3\) —> Aspactic
- Axit ôxalô axêtic +\(NH_3\) + \(2H^+\) —> Aspactic + \(H_2O \)
Từ các axit amin này, thông qua quá trình chuyển amin hoá, 20 axit amin
sẽ được hình thành trong mô thực vật và là nguyên liệu để hình thành các loại prôtêin khác nhau, cũng như các hợp chất thứ cấp khác.
Các axit amin được hình thành còn có thể kết hợp với nhóm \(NH_3\) hình thành các amit:
Axit amin đicacbôxilic + \(NH_3\) —> Amit.
Đây là cách tốt nhất để thực vật không bị ngộ độc khi \(NH_3\) bị tích luỹ.
b) Bón phân hợp lí cho cây trồng
- Lượng phân bón hợp lí:
Lượng phân bón hợp lí phải căn cứ vào :
+ Nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng (lượng chất dinh dưỡng để hình thành một đơn vị thu hoạch).
+ Khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất.
+ Hệ số sử dụng phân bón.
-Thời kì bón phân .
Phải căn cứ vào các giai đoạn trong quá trình sinh trưởng của mỗi loại cây trồng. Cách nhận biết rõ rệt nhất thời điểm cần bón phân là căn cứ vào những dấu hiệu bên ngoài của lá cây như : hình dạng, màu sắc. Bởi vì khi thiếu một neuyên tố dinh dưỡng nào đó đến mức trầm trọng, lá cây thường biến dạng và màu sắc thường thay đổi rõ rệt. Ví dụ : đối với cây lúa : bón lót (trước lúc cấy), bón thúc (lúc đẻ nhánh), bón đón đòng (lúc ra đòng).
- Cách bón phân .
Bón lót (bón trước khi trồng), bón thúc (bón trong quá trình sinh trưởng của cây) và có thể bón phân qua đất hoặc bón phân qua lá.
- Loại phân bón :
Phải dựa vào từng loài cây trồng và giai đoạn phát triển của cây.