1. Khái niệm về các nguyên tố vi lượng trong nông nghiệp
Nguyên tố vi lượng là nguyên tố có hàm lượng 10-4 – 10-5 theo lượng chất khô. về mặt số lượng cây không có yêu cầu nhiều, nhưng mỗi nguyên tố đều có vai trò xác định trong đời sống của cây không thể thay thế lẫn nhau. Thiếu nguyên tố vi lượng thì cây mắc bệnh, phát triển không bình thường. Nếu thừa thì cây lại bị ngộ độc.
Gồm 8 nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng, trong đó các nguyên tố Cu, Fe, Mo, Zn, Mn rất cần thiết với quá trình đồng hóa đạm, tham gia quá trình quang hợp, quá trình trao đổi chất của tế bào.
2. Vai trò sinh lý của các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng
Trong số 74 nguyên tố tìm thấy trong cơ thể thực vật thì có 11 nguyên tố đa lượng chiếm 99,95% khối lượng; hơn 60 nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng chỉ chiếm 0,05%, song đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống của cây.
Nhiều kim loại trong đó có các nguyên tố vi lượng như B, Mn, Zn, Cu, Fe, Mo, tồn tại dưới dạng các phức hữu cơ – khoáng, góp phần tạo nên cấu trúc của tế bào và các hợp chất có hoạt tính sinh học. Ví dụ Cu, Fe và Mo đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển các electron trong hệ thống men thực hiện các phản ứng oxy hóa khử trong cây, Zn và Mn lại có vai trò quan trọng không thể thiếu trong các phản ứng trao đổi chất trong cây.
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, khi kết hợp với các hợp chất hữu cơ thì hoạt tính của các nguyên tố vi lượng tăng gấp hàng trăm, thậm chí hàng triệu lần so với trạng thái ion tự do. Ví dụ: Fe trong thành phần của hemin khi kết hợp với các protein đặc hiệu sẽ có hoạt tính xúc tác tăng hàng chục triệu lần; Co có trong thành phần vitamin B12 có khả năng phản ứng gấp hàng nghìn lần so với Co vô cơ; phức chất Cu hữu cơ có khả năng phân giải H2O2 nhanh gấp hàng triệu lần so với CuSO4 hay CuCl2…
2.1. Vai trò sinh lý của sắt trong cây
Sắt chứa trong hệ thống enzym xúc tác cho quá trình ôxy hóa khử: peoxydaza, xytocromoxydaza. Sắt đóng vai trò quan trong trong quang hợp,khử NO3– và SO42-
Đồng hóa nitơ và sinh tổng hợp clorophin. Thiếu sắt làm giảm khả năng hút kali của cây. Thiếu sắt xảy ra do thiếu cân bằng các kim loại Mo, Cu, Mn do thừa lân trong đất và do hàm lượng các chất hữu cơ trong đất thấp.
2.2. Vai trò sinh lý của đồng (Cu) trong cây
Thúc đẩy quá trình hình thành vitamin A trong hạt, đây là chất rất cần thiết cho sự phát triển của hạt. Đồng có trong men laccase và một số men oxidase khác, cần thiết trong việc quang hợp, trao đổi protein và hydrat cacbon… Đồng là nguyên tố có khả năng liên kết mạnh với các chất hữu cơ nên cây thiếu đồng thường xảy ra ở những loại đất giàu chất hữu cơ. Đồng có tác dụng tăng khả năng hút Zn, Bo, Mn của cây. Đồng còn có mặt trong Xytocromoxydaza và chứa nhiều trong diệp lục.
2.3. Vai trò sinh lý của molipden (Mo) trong cây.
Molipden có mặt trong các men nitrogenase và khử nitrate cần thiết cho việc cố định đạm và đồng hóa đạm. Mo giúp tăng khả năng quang hợp của cây, ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa hydratcacbon, tham gia tổng hợp vitamin C trong cây.
2.4. Vai trò sinh lý của mangan (Mn) trong cây
Mangan hoạt hóa các men decacboxylase, dehydrogenase và các men oxydase.
Mangan là chất quan trọng trong quang hợp, trao đổi đạm và đồng hóa đạm. Mangan tham gia vào việc thúc đẩy cây nảy mần sớm, tăng sự phát triển của bộ rễ, giúp cây ra quả nhiều, chất lượng tốt. Mangan có tác dụng tăng hiệu lực của phân lân.
2.5. Vai trò sinh lý của kẽm (Zn) trong cây
Kẽm có vai trò quan trọng trong đời sống của cây và là nguyên tố hạn chế đến năng suất của cây. Kẽm liên quan đến sự tổng hợp của axit indol acetic, tổng hợp kích thích tố sinh trưởng, là thành phần thiết yếu của một số men như metallo-enziemes-carbonic, anhydrase…, đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp acid nuclêic và protein, kích thích sự thành thục và hình thành hạt. Kẽm giúp cho cây tăng khả năng sử dụng đạm và lân.
2.6. Dạng tồn tại của các nguyên tố vi lượng trong đất
+ Dạng tồn tại của sắt trong đất
Trong đất sắt tồn tại chủ yếu trong các silicat chứa sắt như olivin, Augite, hocnoblen, biotit; trong đất chủ yếu là Hematit (Fe2O3) và Siderit (FeCO3).Sắt còn tồn tại trong liên kết phức với các hợp chất hữu cơ và một phần nhở dưới dạng hấp phụ trao đổi.
+ Dạng tồn tại của đồng trong đất
Trong đất, Cu cùng với S tập trung trong hợp chất sunphit (CuFeS2). Cu chứa trong mạng lưới tinh thể khoáng nguyên sinh và thứ sinh, trong trạng thái hấp phụ trao đổi của keo đất và một lượng nhỏ Cu2+ trong dung dịch.
+ Dạng tồn tại của Mo trong đất:
Trong đất Molipden chứa trong khoáng Olivin, khoáng sét, lượng Mo trong đất phong hóa từ đá axit cũng nhiều hơn lượng Mo trong đất phong hóa từ đá bazơ. Do kết quả phong hóa Mo tồn tại chủ yếu dưới dạng anion Molypđát (MoO42-).
Trong điều kiện axit anion MoO42- có thể bị hấp phụ do keo dương của đất
+ Dạng tồn tại của Zn trong đất:
Zn có trong thành phần đá khoáng như biotit, amphibol, pyroxen.Phong hóa khoáng và đá chuyển Zn thành hợp chất hòa tan và hấp phụ ở dạng Zn2+.Trong đất có phản ứng axit thì tính linh động của Zn2+ tăng và độ dễ tiêu của nó tăng. Hiện tượng thiếu Zn biểu hiện ở đất có pH > 6 và nghèo chất hữu cơ.
+ Dạng tồn tại của Mangan trong đất
Các dạng trong vỏ Trái đất: Mn2+, Mn3+, Mn4+ (trong đá và khoáng). Các khoáng thứ sinh chứa Mn như pyrolusit (MnO2), manganit (MnO2H), braunit (Mn2O3) và hausmanit (Mn3O4), oxyt manganazit (MnO).
3. Nguyên nhân đất thiếu vi lượng
-
Thiếu tuyệt đối
Do đất không có hoặc có ít không đáp ứng được yêu cầu của cây. Mặt khác còn do trạng thái định vị của chính nguyên tố đó (hoặc ở màng lưới silicat, trên bề mặt các khoáng sét) và khả năng phong hoá của khoáng chứa vi lượng đó. Do tuổi của đất: đất càng già thì càng nghèo nguyên tố vi lượng.
-
Thiếu tương đối
Đất bị phong toả trong đất do bón quá nhiều vôi và pH tăng lên đột ngột. Tạo thành muối không tan, khi bón quá nhiều một nguyên tố đa lượng khác.
Nguyên nhân sinh học: do đối kháng ion nên cây không hút được nguyên tố nào đó khi một nguyên tố đối kháng với nó có quá nhiều trong đất, hoặc cố định trong nội bộ cây – cây đã hút vào rễ nhưng không vận chuyển đi các bộ phận khác được. Do thâm canh hơn, năng suất cây trồng cao hơn cũng làm cho nguyên tố vi lượng bị kiệt quệ đi nhanh hơn. Mặt khác khi cùng một loại đất nhưng giống chưa được cải thiện, năng suất còn thấp cũng không thấy biểu hiện thiếu vi lượng. Thiếu vi lượng còn do yếu tố kinh tế và xã hội. Trong quá trình công nghiệp hoá nông nghiệp, khâu trả lại chất dinh dưỡng cho đất qua phân chuồng do chăn nuôi mang lại thường được bỏ qua cũng làm cây bị lấy đi ngày càng nhiều vi lượng. Do dùng phân đạm chỉ có một hoặc hai nguyên tố phân bón, loại bỏ các yếu tố phụ, dùng các loại phân bón quá tinh khiết cũng dẫn đến thiếu các nguyên tố vi lượng.
4. Phương pháp bổ sung vi lượng và các loại phân bón vi lượng
Phương pháp bổ sung nguồn vi lượng thiếu hụt cho đất hiện nay chủ yếu vẫn là bón các loại phân chứa các nguyên tố vi lượng này vào đất, ngoài ra các nguyên tố này còn được bổ sung dưới dạng các sản phẩm phân vi sinh phân hữu cơ.
4.1. Phân vi lượng kẽm
Chủ yếu là sử dụng kẽm sunfat, kẽm sunfat tan hoàn toàn trong nước nên được dùng cho cả bón gốc và phun qua lá, nó được sử dụng rộng rãi trên đồng ruộng vì giá thành rẻ. Hàm lượng Zn từ 23% (hepta hydrat) tới 36% (mono hydrat). Kẽm sunfat có ở dạng bột dạng tinh thể hoạc dạng viên. Kẽm ôxít tan ít trong nước hơn so với kẽm sunfat, nó thường được dùng cho bón vào đất hoặc cho quá trình tạo hat phân bón đa lượng.
Các muối kẽm khác như kẽm clorua (ZnCl2), kẽm cacbonat (ZnCO3), kẽm amon photphat (Zn(NH4)PO4),… Tuy ít được dùng trong thực tế vì các nguồn này hiếm nhưng có thể dùng chúng để bón khắc phục tình trạng thiếu kẽm của cây.
Phức chelate kẽm là hợp chất hữu cơ của kẽm với EDTA (Etylene Diamine Tetra Acid) và một số phức khác. Phức chelate kẽm tuy có hiệu quả cao gấp nhiều lần so với muối kẽm vô cơ. Tuy nhiên phức chelate kẽm có giá cao hơn từ 15-20 lần so với muối kẽm vô cơ nên trong thực tế phức kẽm cũng rất ít được sử dụng.
Kẽm tạo hạt cùng với phân đa lượng bằng cách bọc áo các viên phân hoặc phối trộn đều với các phân đa lượng trước khi tạo hạt. Kẽm phối hợp với phân đa lượng sẽ giảm bớt chi phí cho bón kẽm và phân bố đều trên ruộng hơn.
Nguồn phân kẽm đáng kể trong tự nhiên là bùn đáy ao hồ kênh rạch, tuy nhiên không kiểm soát được số lượng nên nếu bón quá nhiều loại này dễ gây ngộ độc kẽm. Phân kẽm có thể được dùng bón vào đất, phun qua lá, tẩm hạt giống, hồ rễ và phối vào phân đa lượng khác. Tuy nhiên nếu phun qua lá tẩm hạt giống hay hồ rễ thì phải thực hiện hàng vụ vì kẽm không tồn lưu đủ nhiều trong đất.
4.2. Phân vi lượng sắt
Sắt vô cơ là nguồn sắt thường dùng nhất và rẻ tiền nhất, trong đó sắt sunfat là thường dùng hơn cả. Mặc dù vậy bón trực tiếp xuống đất hiệu quả thấp hơn so với phun qua lá. Phức sắt chelate Fe-EDDHA và Fe-DTPA là nguồn sắt có hiệu lực cao. Phức sắt tổng hợp có hiệu quả cao khi bón cho đất nhưng phức sắt tự nhiên lại tốt hơn khi phun qua lá. Trong thực tế việc dùng phức sắt không phổ biến do giá cao. Chất hữu cơ cũng chứa 1 lượng nhỏ sắt tiềm tàng. Bón nhiều phân hữu cơ là một biện pháp đáp ứng nhu cầu sắt của cây. Tuy nhiên khi trong khi bón phân hữu cơ thì hiệu quả sắt bón vào vẫn tăng lên.
Sắt cũng có 2 cách để sử dụng là bón vào đất và phun qua lá. Sắt vô cơ bón vào đất hiệu lực rất thấp trong khi phức sắt bón vào đất hiệu lực cao hơn. Lượng phức sắt Fe-EDDHA khoảng 0,5-1kg/ha có thể khắc phục được tình trạng thiếu sắt.Bón phức sắt theo hàng theo hốc hiệu lực cao hơn là bón rải trên mặt. Phức sắt cần bón trước khi gieo trồng. Phun dung dịch sắt vô cơ hoặc phức sắt là biện pháp hợp lý để khắc phục tình trạng thiếu sắt. Dung dịch phun có hàm lượng 1-3 % sắt sunfat trong nước, lượng dung dịch cần phun 300-400 lít/ha dung dịch này được phun lần đầu khi triệu chứng thiếu sắt xuất hiện và sau đó 10-14 ngày lần thứ hai. Sắt trong dung dịch phun có thể bị chuyển hóa do vậy việc điều chỉnh dung dịch phun về trung tính bằng vôi là rất cần thiết để duy trì tình ổn định của dịch phun.
4.3. Phân vi lượng đồng
Các hợp chất chứa đồng chủ yếu được dùng làm phân là đồng sunfat (CuSO4.5H2O hoặc CuSO4.H2O) đồng peoxit (Cu2O), đồng oxit (CuO), phức đồng chelate (Na2-CuEDTA hoặc Na-CuEDTA). Trong các hợp chất trên đồng sunfat được sử dụng rộng rãi nhất, nó tan hoàn toàn trong nước nên được được dùng cho cả bón vào đất và bón vào lá. Đồng oxit ít tan hơn hơn đồng sunfat và đồng cacbonat nên ít được sử dụng. Phức chelate đồng tuy đem lại hiệu lực cao nhưng do giá thành cũng cao nên cũng ít được sử dụng rộng. Phức đồng khi sử dụng cần chú ý lượng dùng vì khi bón nhiều gây ngộ độc đồng trên cây trồng. Đất giàu hữu cơ thường thiếu đồng do đó trên đất này cần bón nhiều đồng hơn. Trong thực tế có thể bón tới 20kg Cu/ha đất giàu chất hữu cơ mà vẫn không ảnh hưởng xấu. Phân đồng phun qua lá với liều lượng 100g Cu ở dạng sunfat hoặc 30g Cu ở dạng phức Cu-EDTA là lượng thường được dùng khi cây có biểu hiện thiếu đồng. Khi phun qua lá để tránh hiện tượng cháy lá, dung dịch phân đồng để phun cần phải đưa về trung tính bằng cách thêm vôi (khoảng một nửa đồng sunfat trong dung dịch sẽ chuyển thành đồng sunfit).
4.4. Phân vi lượng mangan
Các hợp chất chứa mangan được dùng làm phân bón là mangan sunfat (MnSO4.3H2O), mangan oxit (MnO), mangan metoxyphenylpropan (MnMPP), phức mangan (Mn-EDTA), mangan cacbonat (MnCO3), mangan clorit (MnCl2), Mangan oxit (MnO2). Mangan oxit là nguồn Mangan được sử dụng rộng rãi nhất, nó tan trong nước nên có thể dùng bón vào đất hoặc phun qua lá, mangan oxit ít tan hơn nên cũng ít được dùng, chủ yếu mangam oxit được dùng cho đất chua thiếu mangan. Nếu phun qua lá thì phức chelate mangan có hiệu quả vượt trội nhất vì có tác động nhanh và mạnh, nhưng phức này giá thành cao nên hầu như không được dùng để bón vào đất. Mangan chủ yếu được bón qua lá chỉ trừ khi cải tạo đất người ta mới sử dụng mangan để bón.
Xem thêm: Các nguyên tố vi lượng trong nông nghiệp-Phần 2
4.5. Phân vi lượng molypden
Các hợp chất chứa Mo chủ yếu được dùng làm phân bón là Natri molypdat (NaMoO4.2H2O), Amon molypdat (NH4)6Mo7O24 .4H2O ), molypden trioxit (MnO3), Molypdenit (MoS2). Natri molypdat và amon molypdat thường được dùng nhiều nhất để khắc phục tình trạng thiếu Mo, chúng tan hoàn toàn trong nước cho nên có thể dùng bón vào đất, phun qua lá hay trộn với hạt giống. Molypden trioxit ít tan trong nước nên hiệu lực chậm hơn natri molypdat hay amon molypdat. Molypdenit là thành phần chính trong quặng molypdenit, rất ít tan trong nước và hiệu lực thấp. Lượng Mo cần thiết để kiểm soát sự thiếu hụt Mo là rất nhỏ. Liều lượng cần thiết tùy vào từng loại cây, loại đất cũng rất khác nhau. Phân Mo có hiệu lực sau một lần bón đối với một số loại cây trồng, tuy nhiên cũng có loại cây phải bón nhiều lần như su lơ. Trong trường hợp phun phân Mo qua lá thì thời kì phun cũng rất quan trọng nó ảnh hưởng nhiều tới hiệu lực của phân Mo. Đối với đa số các loại cây gieo hạt thì phân Mo thường được trộn vào hạt giống khi gieo vì lượng phân Mo cần sử dụng rất ít nên trộn vào hạt sẽ đảm bảo sự đồng đều hơn so với bón vào đất.
Hoahocngaynay.com
