Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. NHU CẦU NPK CỦA THỰC VẬT 1. Nitơ Cây xanh cần nitơ để tổng hợp các protein (các enzym).Chúng có thể được vận chuyển trong cây ngay sau khi được hấp thụ.
Thực vật cần chúng với một lượng như là nhân tố đa lượng có số lượng lớn thứ 4 sau C, O, H, trong các nguyên tố thiết yếu và số lượng cao nhất trong các nguyên tố ở đất. Vì vậy nó là nguyên tố đa lượng số 1. Trước khi động vật và thực vật có thể sử dụng nito thì nitơ phân tử (N;) trước hết phải được cố định hoặc biến đổi thành dạng có thể được sử dụng [24]. Photpho Tất cả các thực vật, sinh vật đều cần photpho để tạo màng tế bào và axit nucleic.
Chúng có thể được vận chuyển trong cây ngay sau khi được hấp thụ. Photpho được đưa đi kháp nơi trong cây. Thực vật cần chúng với một lượng ~ 0.3% trọng lượng khô. Photpho là một nguyên tố đa lượng.
Ngoài axit nucleic, photphoprotein, photphotlipit, chúng còn có trong nhiều coenzym như ADP, ATP, VDP, CDP, CTP, NAD, NADP, một số vitamin như tiamin. Kali Thực vật cần kali, kali là ion kim loại không thể thiếu cho hoạt động của mình. Chúng có thể được vận chuyển trong cây ngay sau khi được hấp thụ. chỉ tồn tại ở dang tu do, thực vật cần chúng với một lượng ~0.
trọng lượng khô của cây. là một nguyên tố đa lượng. Các nguyên tố này có trong đất, đá phong hoá. khoáng sét Chúng tuần hoàn theo chu trình đá, phong hoá và thấm lọc theo không gian và thời gian, luôn luôn tồn tại ở dạng K* [20].
Phân hoá học Phân hoá học có nguồn gốc tổng hợp từ các nguyên liệu vô cơ được bổ sung vào đất để duy trì sự sinh trưởng của thực vật. Một số phân bón tự nhiên có chứa các Hà Nội - 2005 Luận án Tiến sĩ Sinh học Nguyễn Thị Hoài Hà axit, chang hạn như axit sunfuric, axit clohydric có xu hướng tăng độ axit của dat, làm giảm các quần thể vi sinh vật có ích. gây trở ngại cho sinh trưởng cây trồng. Các loại phân bón có chứa nito, chúng được sản xuất bảng các quá trình công nghiệp trong đó nitơ khí quyển (N;) được chuyển hóa thành phân bón có amoniäc (NH;) và nitrat (NO).
Quá trình này đòi hỏi một lượng lớn nang lượng bởi vì việc chuyển hóa cần áp suất và nhiệt độ rất cao. Cây không thể hấp thu nitơ khí quyền một cách trực tiếp nhung có thể hấp thu amoniäc và nitrat (hai hợp chất có khả năng tan tốt trong nước) khi chúng được bổ sung vào đất dưới dạng phân bón [86]. Các loại phân bón có chứa photphat, chúng được sản xuất từ đá có chứa photphat nhờ các quá trình công nghiệp có liên quan đến việc xử lý với các axit mạnh. Đá có photphat hay photphat thô được tìm thấy tại các mỏ khoáng tự nhiên tại nhiều khu vực khác nhau trên thế giới (các mỏ lớn nhất được biết đến là ở Maroc, Nga và Mỹ).
Quá trình xử lý axit sẽ chuyển photphat thô (dạng không tan trong nước và không được hấp thu trực tiếp bởi rễ cây) thành một dạng được gọi là “superphotphat” mà đa phan trong đó có khả nang tan trong nước và được hấp thu trực tiếp bởi rễ cây. Tuy nhiên, nếu sử dụng liên tục phân bón hoá học có thể tiêu diệt các vi khuẩn cố định đạm này. phân hoá học có tác động đến chất lượng quả của cây chẳng han, cây có xu hướng tao quả chứa lượng vitamin C thấp. Đặc biệt là nếu dùng mãi phân hoá học đất dân dân bị bạc màu và trở nên trai cứng [105].
Phan hitu co Phân hữu co, chang hạn như phan gia súc, gia cầm giữ vai trò quan trong trong quá trình tạo độ phì cho dat, tăng chất hữu cơ cho dat, cải thiện cấu trúc của đất vì chúng không những tham gia vào quá trình hình thành đất. mà còn khoáng hóa các chất hữu cơ của xác thực, động vật hình thành mùn (humus) [6]. Tonkova [123] cho rang vai trò của vi sinh vật trong việc hình thành chất mùn được xác định qua định nghĩa chất mun sau: “Chất mun tự nhiên bao gồm 3 axit chính là: Ulmic, humic và apocrenic. Chúng thường xuyên được sinh ra do 3 kiểu phân giải các chất hữu cơ trong tự nhiên: axit ulmic (axit nâu) theo kiểu phân giải ky khí: axit humic n Ha Noi - 2005 Luận án Tiến sĩ Sinh học Nguyễn Thị Hoài Hà (axit đen) theo kiểu hiếu khí và axit apocrenic (axit không màu) do nấm phân giải các chất hữu cơ”.
Cũng như quá trình tao độ phì nhiêu cho đất. các oxit-axit trong quá trình phân giải hydratcacbon tổ hợp với các protein và axit amin tạo thành mùn dưới sự tham gia trực tiếp của vi sinh vật. Trong các axit mùn hình thành qua phân giải chất hữu cơ thực vật như xenluloza thì axit humic hình thành qua quá trình lên men hiếu khí có giá trị tạo độ phì cho đất cao nhất. Phân sinh học Cho đến nay vẫn còn nhiều tranh cãi về ý nghĩa của từ ủ phân.
người ta cũng đã đi đến thống nhất một định nghĩa: ủ phân là phản ứng nhờ các vị sinh vật làm khoáng hoá các chất hữu cơ thành mùn ở điều kiện tối ưu. Thời gian ủ không những phụ thuộc vào vòng đời sinh học của vi sinh vật trong đống u, mà còn phụ thuộc vào các yếu tố môi trường và trạng thái di truyền của vi sinh vat [125]. Trong tự nhiên các chất hữu cơ chuyển hoá nhờ vi sinh vật qua hàng loạt các bước một cách tự phát phụ thuộc vào thành phần của chất hữu cơ và yếu tố môi trường. Quần thể vi sinh vật trong tự nhiên.
đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình ủ phân sinh học. trong đó vi khuẩn là nhóm quan trọng nhất, vì chúng vừa có thể sử dụng rộng rãi các hợp chất hữu cơ trực tiếp, vừa có số lượng lớn hơn các nhóm vị sinh vật khác [43, 44]. Hầu hết các loại phân bón sinh học là bổ sung nguồn nito cho đất. Việc này có thể thong qua quá trình cố định nitơ sinh học (BNF).
Trên toàn thé giới, ước tính mỗi năm có khoảng 175 triệu tấn nitơ được bo sung vào đất bằng quá trình cố định nito sinh học. Thuật ngữ bio có nghĩa là sinh hoc, do vay phan bón sinh học giống như là các vi sinh vật sống được bổ sung vào đất. Những loại phân bón sinh học này là các sản phẩm bao gồm các loại vi sinh vật có ích đã được chọn loc, những vi sinh vật này đã được biết đến là kích thích sự sinh trưởng của cây thông qua việc cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Các vị sinh vật đất được sử dụng trong các loại phân bón vi sinh bao gồm: các vi sinh vật có khả năng phân giải photphat, Mycorrhizae, Azospirillum, Azotobacter, Rhizobium, Sesbania.
tao lục tảo lam và Azolla. Bay giờ ta thử tìm hiểu kỹ về các nhóm vi sinh vật này để hiểu rõ chức năng của chúng trong các loại phân bón sinh học. Hà Nội - 2005 Luận án Tiến sĩ Sinh học Nguyễn Thị Hoài Hà 1. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN HUỶ CÁC HỢP CHẤT TRONG TỰ NHIÊN Trong tự nhiên, vi sinh vật giữ vai trò hết sức quan trong trong các chu trình vật chất, chúng tham gia vào quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ thành các chất mùn mà cây trồng có thể sử dụng được.
Hệ vi sinh vật trong tự nhiên rất phong phú bao gồm nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau, ở đây chúng tôi chỉ đề cập các vi sinh vật có khả nang phân huỷ các các hợp chất phổ biến là: Photphat, xenluloza. tinh bột Và protein.Tâm quan trọng của photphat đối với cây trông Photphat là một nguyên tố có vai trò quan trọng trong quá trình trao đối chất của thực vật. Tất cả các quá trình trao đổi chất và tích luy đường. protéin, chất béo đều có sự tham gia tích cực của photphat đặc biệt là trong quá trình hình thành tế bào, màng tế bào chất.
Cây muốn tăng trưởng nhanh. hình thành tế bào mới phải được cung cấp day đủ photphat. Nếu trong đất chi có nito mà không có đủ photphat thì cây trồng cũng không thể phát triển tốt được [24]. Tác dụng của photphat đối với cây trồng rõ nhất vào thời kì cây non, lúc bộ rễ còn yếu và cây trồng có nhu cầu lớn về nucléoprotéin để hình thành tế bào mới.
Khi cây trưởng thành. photphat có kha năng làm rút ngắn thời gian sinh trưởng. Riêng cây ho Dau photphat kích thích su tăng số lượng nốt sân và tăng khả năng cố định nitơ của các vi khuẩn cộng sinh [25]. Photphat có tác dụng làm cho cứng cây, bộ rễ phát triển mạnh.
ra nhiều hoa. hoa đỡ bị rung, qua day chắc, hàm lượng vitamin trong qua và trong hat tăng. Photphat giúp cho việc hình thành Phytin sớm làm cho hạt mau chín. Vì vậy bón photphat đây đủ có thể rút ngắn thời gian sinh trưởng của cây, đặc biệt là ở các cây họ Đậu [24].
Photphat di chuyển dễ dàng trong các mô thực vật, có thể di chuyển từ bộ phận già sang các bộ phận non hơn. Việc di chuyển bất thường của photphat từ các bộ phận này sang các bộ phận khác xảy ra khi trong đất thiếu photphat [49]. Khi thiếu photphat sự hình thành tế bào mới bị chậm. chồi và rễ sinh trưởng chậm.
cây yếu, ít phân cành, thân cây mảnh. lá có màu xanh luc ban, không sáng [59]. Do thiếu photphat mà trong lá hình thành sac tố Hà Nội - 2005 Luận án Tiến sĩ Sinh học Nguyễn Thị Hoài Hà antoxianin làm cho lá có màu ửng đỏ. màu tia huyết dụ hoặc mau đồng xin, lá rụng sớm hon, chồi nách có thể chết hoặc chuyển sang dạng tiềm sinh.
Đối với cây có quả thì việc hình thành hoa và quả bị giảm sút rõ rệt. Đối với cây ăn quả lâu năm. nếu thiếu photphat thì mầm non, lá và hoa có thể bị chậm phát triển vào mùa xuân, mô tế bào ở mép lá bị chết và tạo ra ranh giới rõ tệt với các mô tế bào còn sống. Triệu chứng đó thường bát đầu xuất hiện từ lá dưới rồi lan dân lên các lá phía trên [3].
Khi thiếu photphat nitơ được cây hút sẽ tích luỹ lại trong lá ở dạng nitơ vô cơ và không chuyển được sang dang protéin. Đó chính là môi trường dinh dưỡng thuận lợi cho việc phát triển của nhiều loại nấm bệnh [49]. Tuy nhiên việc xác định cây thiếu photphat theo hình dạng bên ngoài thường rất khó. Hơn nữa nó chỉ xuất hiện khi cây thiếu photphat nghiêm trọng.