.CƠ CHẾ CỦA SỰ HẤP THU VÀ VẬN CHUYỂN CHẤT DINH DƯỠNG QUA BỘ LÁ:
Để hiểu được chức năng của phương pháp BPQL, cần giải thích rõ ràng các quy trình sinh học khác nhau của cơ chế hấp thu qua lá và phân phối dinh dưỡng bên trong cây trồng. Để làm các nhiệm vụ bên trong lá hoặc vận chuyển các chất dinh dưỡng khoáng ra khỏi lá đến các bộ phận khác của cây trồng, một quy trình hấp thu thông qua màng tế bào (plasma membrane), từ các không bào bên trong lá (apoplast) vào bên trong tế bào (symplast) sẽ xảy ra. Theo Romheld và El-Fouly, (1999) sự hấp thu dinh dưỡng qua lá có 5 bước như sau:
3.1 Làm ướt bề mặt lá bằng dung dịch phân bón:
Vách ngoài của những tế bào lá được bao phủ bởi lớp cutin và một lớp sáp có đặc tính chống thấm nước rất mạnh.
Để việc hấp thu các chất dinh dưỡng dễ dàng, ta có thể bỏ thêm các chất phụ gia (vào PBQL) để làm giảm sức căng bề mặt.
3.2 Sự thâm nhập xuyên qua lớp biểu bì của vách tế bào:
Khi phun phân bón qua lá lên bề mặt của lá cây, sự hấp thu có thể xảy ra theo ba cách sau đây:
a. Qua các lỗ nhỏ li ti trên bề mặt lớp ngoại bì và vách tế bào.
b. Qua các thủy khổng ở giữa các vách tiếp giáp các tế bào.
c. Qua khí khổng giữa các tế bào bảo vệ.
Theo Eichert et al, (1998), sự xâm nhập của chất lỏng xuyên qua bề mặt có sức căng cao và các khí khổng có thể xảy ra dưới một số các điều kiện. Một trong những điều kiện này là tạo các giọt nhỏ liên kết với sự bốc hơi. Khi sự bốc hơi xảy ra, mức độ xâm nhập đạt cao nhất và sự hấp thu liên tục xảy ra với phần chất rắn còn lại.
Những tác giả này cho rằng (lý thuyết về) những giới hạn vật lý chống lại sự xâm nhập qua khí khổng thì đúng đối với các hạt giọt lớn nhưng có thể không đúng đối với các phần rắn còn lại vì chúng liên kết thành một lớp mỏng trong quá trình bốc hơi nước. Những màng mỏng này thâm nhập vào khí khổng và khích lệ sự trao đổi giữa bên trong và bên ngoài lá cây (Eichert and Kurkhardt, 1999).
3.3 Sự xâm nhập chất dinh dưỡng vào các không bào bên trong lá cây:
Các không bào (apoplast) rất quan trọng để chứa các chất dinh dưỡng trước khi chúng được hấp thu vào bên trong từng tế bào. Các chất dinh dưỡng sẽ vào những không bào này sau khi xâm nhập từ bên ngoài qua lớp biểu bì lá cũng như được hấp thu từ rễ qua các mao mạch trong thân cây.
3.4 Sự hấp thu chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào:
Những nguyên tắc chung về việc hấp thu chất dinh dưỡng khoáng từ các không bào vào bên trong từng tế bào lá cũng giống như sự hấp thu từ rễ. Theo đó, tốc độ hấp thu như sau:
a. Những phân tử nhỏ nhanh hơn những phân tử lớn (urea > Fe-Chelates).
b. Những phân tử không mang điện (nối cộng) nhanh hơn các ion tĩnh điện.
c. Những ion hoá trị một nhanh hơn các ions đa hoá trị (H2PO4- > HPO42-)
d. Độ pH của không bào (apoplast) thấp sẽ hấp thu các anions nhanh hơn.
e. Độ pH của không bào (apoplast) cao sẽ hấp thu các cations nhanh hơn.
Khả năng hấp thu của các tế bào lá cây cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ngoại vi như độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng.
Cơ chế tùy thuộc năng lượng để hấp thu dinh dưỡng xuyên qua màng vào bên trong tế bào được môi giới bởi các protein vận chuyển khác nhau như những chất chuyên chức năng chuyển tải hoặc các luồng tĩnh điện với ion H+ ATPasses. Những sự kiện này làm gia tăng lực hấp thu bằng cách tạo nên độ chênh hóa tĩnh điện ở bề mặt màng tế bào.
Sự hấp thu qua các tế bào lá có thể được điều khiển qua tình trạng dinh dưỡng của cây, nhưng đây không phải là quy luật chung mặc dù hiện tượng này đã được khám phá đối với sự hấp thu lân. Việc hấp thu lân qua lá và vận chuyển xuống rễ xảy ra nhanh hơn đối với cây đang thiếu lân.
Khi áp dụng những chất dinh dưỡng lưu động (mobile nutrients) cho các lá non, lá còn đang phát triển thì sự chuyển dịch xuống rễ chậm hơn, điều này kích thích sự hấp thu dinh dưỡng từ rễ do bộ lá phát triển và quang hợp tốt hơn. Đối với các lá già, lá đã ngưng phát triển thì sự chuyển dịch này xảy ra nhanh hơn và có thể ngăn chận tình trạng thiếu dinh dưỡng gây ra do sự hấp thu không đủ của bộ rễ.
Các chất dinh dưỡng bất động (immobile nutrients) áp dụng trên cả lá già và lá non sẽ chuyển dịch chậm xuống rễ, như vậy không gây nên sự thay đổi nào hoặc có thể làm gia tăng lượng dinh dưỡng hấp thu từ rễ.
3.5 Sự phân bố chất dinh dưỡng trong lá và chuyển dịch chúng ra ngoài:
Sự phân bổ từng chất dinh dưỡng riêng biệt bên trong và chuyển dịch chúng ra ngoài lá sau khi phun phân bón thì tùy thuộc vào từng mô libe và tính cơ động của hệ mao dẫn.
Các chất dinh dưỡng lưu động libe (phloem mobile nutrients) như N, P, K, Mg được phân bố vào mỗi mô mao dẫn cũng như mỗi mô libe bên trong lá cây, và một tỷ lệ lớn các chất dinh dưỡng đã hấp thu sẽ được vận chuyển ra khỏi lá tới các bộ phận khác của cây nơi có nhu cầu cao.
Ngược lại các chất dinh dưỡng có khả năng cơ động libe giới hạn (nutrients with a restricted phloem mobility) như Ca, Cu, Fe, Mn, Zn sẽ được phân bố chính cho mỗi mô mao dẫn bên trong lá cây và không có sự chuyển dịch đáng kể nào ra ngoài.
Riêng đối với Boron, sự lưu chuyển bên trong cây tùy thuộc rất nhiều vào các di truyền gen và là yếu tố quyết định đến hiệu quả của phân bón Boron qua lá.
3.6 Hiệu qủa của phương pháp BPQL:
Theo Brown, 1999, sự hiệu qủa của phương pháp BPQL ảnh hưởng bởi:
a. Lý và hoá tính của phân bón sử dụng.
Sự hấp thu chất dinh dưỡng tùy thuộc vào các anion nối kết. Thí dụ sự hấp thu Zn(NO3)2 cao hơn so với ZnSO4 có thể được giải thích bởi sự kết nối cation-anion (cation-anion symport).
Năm 1999, Burkhardt et al đã thực nghiệm bằng cách nhúng các lá Vicia faba vào dung dịch 1% Zn-nitrate và dung dịch 1% Zn-sulphate thì thấy rằng khi Zn được liên kết với gốc nitrat thì khả năng hấp thu lớn gấp 3.5 lần so với gốc sulphate.
Bảng 2 dưới đây có thể được tham khảo như bảng mẫu tổng quát về tốc độ hấp thu bởi lá cây đối với các chất dinh dưỡng.
Chất dinh dưỡng
Thời gian để lá cây hấp thu 50%
N
1 – 6 giờ
P
1 – 5 giờ
K
10 – 24 giờ
Ca
1 – 2 ngày
Mg
2 – 5 giờ
Fe
1 ngày (8%)
Mn
1 – 2 ngày
Zn
1 – 2 ngày
b. Khả năng xâm nhập của chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào chất ảnh hưởng bởi chủng giống, loại và tuổi của lá cây, hoá tính của phân bón, vào các điều kiện môi trường như ẩm độ, nhiệt độ, ngày hay đêm, và phương pháp áp dụng.
Thí dụ: Khi ẩm độ cao, sự hấp thu qua lớp cutin sẽ gia tăng vì quá trình hydrat hoá của lớp cutin cao hơn. (Chamel et al, 1991; Van Gardingen va Grace, 1992) và số lượng các khí khổng sẽ mở ra nhiều hơn (Burkhardt et al 1999).
c. Khả năng lưu động bên trong lá cây của các chất dinh dưỡng sử dụng được xác định bởi khả năng cơ động của các mô libe liên hệ, chủng tính và độ già của lá cây và sự bất động của các phần tử hiện diện tại nơi áp dụng phân bón.
nguồn: công nghệ sinh học
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
.
