Bài 6: Dinh dưỡng nitơ ở thực vật (tiếp theo)

1. Nguồn cung cấp nitơ tự nhiên cho cây

- Nitơ trong không khí:

Dạng tồn tại: Chủ yếu dạng Nitơ phân tử (N2) ngoài ra còn tồn tại dạng NO, NO2
Đặc điểm:
- Cây không hấp thụ được Nitơ phân tử
- Nitơ trong NO, NO2 trong không khí đọc hại đối với cây trồng
- Nitơ phân tử được các vi sinh vật cố định Nitơ chuyển hóa thành dạng NH3- dạng cây sử dụng được.

- Nitơ trong đất:

Dạng tồn tại:
- Nitơ khoáng trong các muối khoáng như muối nitrat, muối nitrit, muối amôn
- Nitơ hữu cơ trong xác động vật, thực vật, vi sinh vật
Đặc điểm:
- Cây không hấp thụ được Nitơ hữu cơ trong xác sinh vật
- Nitơ hữu cơ biến đổi thành NO3- và NH4+
- Cây chỉ hấp thụ Nitơ khoáng từ trong đất dưới dạng NO3- và NH4+

2. Quá trình chuyển hoá nitơ và cố định nitơ trong đất

2.1. Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất:

a. Con đường chuyển hóa nitơ hữu (trong xác sinh vật) trong đất thành dạng nitơ khoáng (NO₃^- và NH₄⁺)

Quá trình chuyển hoá nitơ trong đất

b. Gồm 2 giai đoạn:

- Quá trình amôn hóa: Các axit amin nằm trong các hợp chất mùn, trong xác bã động vật, thực vật sẽ bị vi sinh vật (Vi khuẩn amôn hóa) trong đất phân giải tạo thành NH₄⁺ theo sơ đồ:

Nitơ hữu cơ + vi khuẩn amôn hóa → NH₄⁺
Quá trình amôn hóa diễn ra như sau:
- Chất hữu cơ trong đất → RNH₂ + CO₂ + phụ phẩm
- RNH₂ + H₂O → NH₃ + ROH
- NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH^-

- Quá trình nitrat hóa: Khí NH₃ được tạo thành do vi sinh vật phân giải các hợp chất hữu cơ sẽ bị vi khuẩn hiếu khí (vi khuẩn nitrat hóa) như: Nitrosomonas oxy hóa thành HNO₂ và Nitrosobacter tiếp tục oxi hóa HNO₂ thành HNO₃ theo sơ đồ:

Quá trình nitrat hóa diễn ra như sau:
- 2NH₃ + 3O₂ → 2 HNO₂ + H₂O
- 2 HNO₂ + O₂ → 2 HNO₃

Lưu ý: Trong điều kiện môi trường đất kị khí, xảy ra quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ phân tử (NO₃^- → N₂) gọi là quá trình phản nitrat hóa

NO₃^-+ vi khuẩn phản nitrat hóa → N₂

→ Hậu quả: gây mất mát nitơ dinh dưỡng trong đất

2.2. Quá trình cố định nitơ phân tử:

Là quá trình liên kết N₂ với H₂ để tạo ra NH₃.
Cố định nitơ phân tử diễn ra theo 2 con đường:

Con đường vật lí hoá học: xảy ra trong điều kiện có sấm sét, tia lửa điện,...

N₂ + O₂ → 2NO

2NO + O₂ → 2NO₂

2NO₂ + 2H₂O + 3O₂ → 4HNO₃ → NO₃^- + H⁺

Con đường sinh học: là con đường cố định nitơ phân tử nhờ các vi sinh vật thực hiện do do trong cơ thể chúng có chứa 1 loại enzim duy nhất là Nitrogenaza. Enzim này có khả năng bẻ gãy ba liên kết cộng hóa trị giữa 2 nguyên tử nitơ để liên kết với H₂ tạo thành NH₃, trong môi trường nước NH₃ chuyển thành NH₄⁺.
Vi sinh vật cố định nitơ gồm 2 nhóm:
- Nhóm vi sinh vật sống tự do: vi khuẩn lam, Azotobacter, Clotridium, Anabeana, Nostoc,...
- Nhóm vi sinh vật sống cộng sinh với thực vật: Các vi khuẩn thuộc chi Rhizobium trong nốt sần rễ cây họ Đậu, Anabeana azollae trong bèo hoa dâu,...
Quá trình cố định nitơ phân tử có thể tóm tắt:

Quá trình chuyển hoá nitơ

3. Phân bón với năng suất cây trồng và môi trường

3.1. Bón phân hợp lí và năng suất cây trồng:

Bón phân hợp lí:
- Đúng loại, đúng số lượng và tỉ lệ thành phần dinh dưỡng.
- Đúng nhu cầu của giống loài cây trồng.
- Phù hợp với thời kì sinh trưởng và phát triển của cây, điều kiện đất đai, thời tiết và mùa vụ…
Tăng năng suất cây trồng.

3.2. Các phương pháp bón phân:

Cơ sở sinh học của bón phân qua rễ: Dựa vào khả năng của rễ hấp thụ các ion khoáng từ đất.
Cơ sở sinh học của bón phân qua lá: Dựa vào khả năng hấp thụ các ion khoáng qua lỗ khí khổng.

3.3. Phân bón và môi trường:

Hậu quả của bón thừa lượng phân bón:

Cây không hấp thụ hết.
Làm xấu tính chất lí hóa của đất.
Ô nhiễm môi trường…