Chức năng của đạm (N) đối với cây trồng - Đa lượng NPK

 Chức năng của đạm (N) đối với cây trồng

Chu trình N (Wiki)

Hàm lượng đạm trong cây: đạm là chất dinh dưỡng tối quan trọng đối với cây trồng và là một chất dinh dưỡng thường bị thiếu nhất trong sản xuất nông nghiệp. Cây trồng chứa khoảng 1 - 5 % N theo trọng lượng khô, một số cây trồng có khả năng cố định nitơ hàm lượng N có thể lên đến 7 %. 

Dạng đạm cây hấp thu: đạm được cây hấp thu dưới dạng các ions NO3- và NH4+ và dạng urea. Trong đất đủ ẩm, ấm, thoát nước tốt thì dạng NO3- là dạng chiếm ưu thế trong dinh dưỡng của cây trồng.

Chu trình N (Nguồn: https://www.agric.wa.gov.au/soil-carbon/immobilisation-soil-nitrogen-heavy-stubble-loads)

Chức năng của N trong cây: sau khi được rễ cây hấp thu, trước khi NO3- có thể được sử dụng để tổng hợp protein hay các chất có chứa N, NO3- phải được khử thành NH4+ hay NH3 bên trong cây sự khử NO3- bao gồm hai phản ứng  có sự xúc tác của enzyme xảy ra trong rễ hay trong lá hoặc ở cả hai nơi này, tùy thuộc vào loài thực vật. Vì cả hai phản ứng xảy ra một cách liên tục nên nitrite (NO2) không tích lũy được.

NH3 hình thành trong phản ứng này được đồng hóa thành rất nhiều amino acids sau đó hình thành proteins và các nucleic acids. Protein cung cấp một khung cấu trúc cho lục lạp, mitochondria và các cấu trúc khác trong đó xảy ra hầu hết các phản ứng sinh hóa. Loại protein được hình thành được kiểm soát bởi mã di truyền chuyên biệt có trong nucleic acids, mã này quyết định số lượng và sự xắp xếp các amino acids trong mỗi protein. Một trong những nucleic acids này là deoxyribonucleic acid (DNA) hiện diện trong nucleus và mitochondria của tế bào, sự nhân đôi các thông tin di truyền trong chromosomes của tế bào cha mẹ cho các tế bào trong con cái. Ribonucleic acids (RNA), hiện diện trong nucleus và cytoplasm của tế bào thực hiện việc xây dựng mã bên trong các phân tử DNA. Hầu hết các enzyme kiểm soát các tiến trình trao đổi chất này là các proteins. Các protein chức năng này không hoàn toàn bền vững chúng liên tục bị phân giải và tái tổng hợp.

Ngoài vai trò hình thành protein, N còn là thành phần cấu tạo của diệp lục, là tác nhân chính hấp thu năng lượng ánh sáng cần thiết cho quang hợp. Đơn vị cơ bản của cấu trúc diệp lục là một hệ thống vòng porphyrin, bao gồm bốn vòng pyrrole, mỗi vòng pyrrole có chứa một phân tử N và 4 nguyên tử C. một nguyên tử mange đơn được nối ở trung tâm mỗi vòng porphyrin.

Nếu được cung cấp đầy đủ N, sẽ làm tăng cao hoạt động quang hợp, sự sinh trưởng mãnh liệt và lá có màu xanh đậm. khi thừa đạm, trong mối quan hệ với các chất dinh dưỡng khác như P, K và S có thể làm chậm sự chín của cây trồng. tăng cường sự sinh trưởng dinh dưỡng nhanh ở thời kỳ đầu của mùa vụ có thể là một nhược điểm trong các vùng có ẩm độ đất là yếu tố giới hạn sự sinh trưởng của cây trồng. Vì nếu có sự khô hạn đầu vụ mà không bổ sung nước đầy đủ trước giai đoạn đầy hạt có thể làm giảm năng suất.

Sự cung cấp đạm có liên quan đến sự sử dụng carbonhydrate của cây trồng khi cung cấp không đủ N, carbonhydrate sẽ bị tích tụ trong các tế bào sinh trưởng, làm cho chúng trở nên dày hơn. Nhưng khi đạm được cung cấp đầy đủ và các điều kiện khác thích hợp cho sự sinh trưởng proteins sẽ được hình thành từ carbonhydate này. Vì thế càng ít carbonhydrate tích tụ trong các bộ phân sinh trưởng, càng nhiều nguyên sinh chất được hình thành, và bởi vì nguyên sinh chất có tính thủy hợp cao, nên cây càng mọng nước hơn.

Nhưng sự mọng nước quá lớn trong một số cây trồng có thể gây ảnh hưởng bất lợi. Với bông vải có thể làm cho sợi bị yếu và với các cây trồng lấy hạt, có thể xảy ra sự đổ ngã, nhất là khi cung cấp kali thấp, hay đối với giống không thích ứng được với mức độ phân bón cao. Trong một số trường hợp sự mọng nước cao có thể làm cây trồng mẫn cảm hơn với sự tấn công của sâu bệnh. Các cây như: lúa gạo, lúa mì, chiều cao cây sẽ cao hơn ở mật độ dày và ở mức độ bón phân đạm cao. Nhưng chiều cao cây thấp và cải tiến sức chống đổ ngã đã được lai tạo, điều này đáp ứng được sự bón phân đạm cao hơn nhiều so với trong quá khứ.

Ảnh hưởng của sự thiếu đạm: khi cây trồng thiếu đạm chúng trở nên cằn cỗi, màu vàng xuất hiện trên lá. Sự mất protein trong lục lạp lá già hình thành nên màu vàng hay bệnh úa vàng lá (hoại tử) là chỉ thị của sự thiếu đạm. hoại tử thường xuất hiện đầu tiên trên những lá dưới thấp các lá bên trên vẫn còn màu xanh, nhưng khi thiếu đạm nghiêm trọng thì các lá ở bên dưới biến thành màu nâu và chết. Các vết úa vàng này bắt đầu ở chóp lá và tiến triển dài theo phần thịt lá cho đến khi toàn bộ lá bị chết.

Xu hướng chung là các lá bên trên vẫn còn màu xanh trong khi các lá bên dưới bị vàng chết, điều này cho thấy có sự di chuyển của đạm bên trong cây. Khi rễ không hấp thu đủ đạm để thỏa mãn nhu cầu sinh trưởng, protein trong các bộ phận của cây sẽ chuyển hóa thành  đạm hòa tan, vận chuyển đến các mô sinh trưởng đang hoạt động và được tái sử dụng để tổng hợp các protein mới.