Cây cần ánh sáng và nước đã đủ chưa?
Quang hợp tạo chất hữu cơ nhưng không thay thế nhu cầu khoáng. Cần xác định nguyên tố tham gia cấu trúc hoặc điều hòa nào, cây hấp thụ dưới dạng nào và điều kiện rễ ra sao.
Từ nguyên tố đến chức năng
| Nguyên tố | Vai trò tiêu biểu |
|---|---|
| N | Thành phần amino acid, protein, nucleic acid, diệp lục |
| P | Thành phần nucleotide, ATP, phospholipid |
| Mg | Nguyên tử trung tâm của diệp lục; hoạt hóa một số enzyme |
| K | Điều hòa thẩm thấu, khí khổng và nhiều enzyme |
| Fe | Tham gia hệ enzyme và quá trình tổng hợp diệp lục, nhưng không phải nguyên tử trung tâm của diệp lục |
Đa lượng và vi lượng phân biệt theo lượng cây cần, không theo mức độ quan trọng.
Ion khoáng đi vào rễ như thế nào?
Ion đi xuôi gradient điện hóa qua protein màng không cần cung cấp năng lượng trực tiếp cho bước vận chuyển đó. Đi ngược gradient cần vận chuyển chủ động gắn với nguồn năng lượng. Vì vậy “đi qua protein” chưa đủ để gọi là chủ động. Thiếu oxygen làm giảm hô hấp rễ và có thể giảm hấp thụ chủ động.
Cây lấy nitrogen chủ yếu ở dạng nào?
Phần lớn cây hấp thụ nitrogen chủ yếu dưới dạng $NH_4^+$ và $NO_3^-$. Cây không trực tiếp dùng $N_2$ khí quyển như dùng CO₂.
| Nơi/quá trình | Chiều biến đổi cần phân biệt |
|---|---|
| Đất – cố định nitrogen | $N_2$ → dạng nitrogen có thể đi vào các quá trình tiếp theo; ở nốt sần cây họ Đậu, vi khuẩn cộng sinh thực hiện bước cố định |
| Đất – nitrate hóa | ammonium → nitrite → nitrate |
| Trong cây – khử nitrate | nitrate → nitrite → ammonium để đồng hóa |
Nitrate hóa và khử nitrate không cùng chiều; bản thân rễ cây họ Đậu không tự cố định $N_2$ nếu thiếu vi khuẩn cộng sinh phù hợp.
Từ nitrogen vô cơ đến amino acid
Hấp thụ là đưa ion vào cây; đồng hóa là đưa nitrogen vào chất hữu cơ. $NO_3^-$ được khử về dạng ammonium rồi nitrogen được gắn vào amino acid và protein; $NH_4^+$ hấp thụ trực tiếp có thể đi vào bước đồng hóa. Quá trình còn cần năng lượng, khung carbon và điều kiện tế bào phù hợp.
Sắp xếp các bước sử dụng nitrate
Con đường từ nitrate đất đến protein:
**rễ hấp thụ $NO_3^-$ → khử nitrate về dạng ammonium → tạo amino acid → tổng hợp protein.**
Nếu bắt đầu từ $NH_4^+$ đã hấp thụ thì không có bước khử nitrate; không chèn bước “cây cố định $N_2$” vào con đường đã bắt đầu từ nitrate.
Tính lượng nitrogen cây đã lấy khỏi dung dịch
Dung dịch 2 L có nồng độ nitrogen giảm từ 80 xuống 50 mg/L. Giả sử thể tích không đổi và cây là nguyên nhân duy nhất làm giảm nitrogen. Cây đã lấy khỏi dung dịch bao nhiêu milligram nitrogen?
30 mg/L là độ giảm nồng độ, chưa phải khối lượng trong 2 L dung dịch.
Đúng. Nhân độ giảm nồng độ với thể tích cố định.
Đây là tích $50\times2$, tức lượng còn lại, không phải lượng đã giảm.
Đây là lượng ban đầu $80\times2$, không phải lượng cây đã lấy.
Lời giải
Độ giảm nồng độ là $80-50=30\,\mathrm{mg/L}$. Với thể tích 2 L:
$$(80-50)\times2=60\text{ mg nitrogen}.$$
Kết quả phụ thuộc giả thiết thể tích không đổi và chỉ cây làm giảm nitrogen. Chọn B.
Bón phân hợp lí không phải bón càng nhiều càng tốt
Thiếu khoáng có thể hạn chế sinh trưởng, nhưng thừa phân làm nồng độ chất tan tăng, có thể gây độc và ô nhiễm. Nguyên tắc chung là đúng loại, lượng, thời điểm và cách bón; các phép tính dưới đây là **mô hình bài toán**, không phải hướng dẫn bón thực tế.
Phân chứa 46% N theo khối lượng. Muốn có 23 g N theo dữ kiện:
$$m_{\text{phân}}=\frac{23}{0{,}46}=50\text{ g}.$$
Kết quả chỉ cho khối lượng phân theo thành phần, không chứng minh cây hấp thụ hết 23 g N.
Trong 2 L dung dịch có thể tích không đổi, nồng độ N giảm từ 80 xuống 50 mg/L và giả thiết chỉ cây làm giảm N:
$$m_N=(80-50)\times2=60\text{ mg}.$$
Không nhầm chênh lệch 30 mg/L với khối lượng 60 mg. Đây là lượng N giảm khỏi dung dịch theo giả thiết, chưa tự đồng nghĩa toàn bộ 60 mg đã được đồng hóa vào sinh khối; kết luận còn phụ thuộc thể tích và nguồn làm giảm N.
Đọc thí nghiệm thiếu một nguyên tố
Hai nhóm cây cùng giống và tuổi: A có đủ khoáng, B chỉ thiếu Mg; các điều kiện khác tương đương và mỗi nhóm có nhiều cây. Nếu B sinh trưởng kém, lá kém xanh, kết quả phù hợp với vai trò của Mg. Một cây ngoài vườn bị vàng lá chưa đủ kết luận thiếu Mg vì nhiều nguyên nhân có thể cho biểu hiện gần giống.
Không cần đất vẫn cần nước, khoáng và oxygen
Thủy canh cung cấp nước và khoáng qua dung dịch; khí canh cung cấp dung dịch dạng phun sương. Cả hai vẫn phải bảo đảm oxygen cho rễ và các điều kiện phù hợp. Không dùng đất không đồng nghĩa chỉ cần nước tinh khiết; những chức năng môi trường đất thường cung cấp phải được thay thế.
Tính khối lượng phân theo thành phần nitrogen
Một loại phân chứa $46\%$ nitrogen theo khối lượng. Trong mô hình tính toán, cần có 23 g nitrogen từ loại phân này. Khối lượng phân tương ứng là bao nhiêu?
10,58 g là khối lượng nitrogen có trong 23 g phân, theo phép tính $23\times0{,}46$.
23 g là lượng nitrogen cần có, không phải khối lượng hỗn hợp phân chỉ chứa 46% nitrogen.
46 g phân chỉ chứa $46\times0{,}46=21{,}16$ g nitrogen.
Đúng. Lấy lượng nitrogen cần chia cho tỉ lệ nitrogen trong phân.
Lời giải
Gọi $m$ là khối lượng phân. Theo thành phần đã cho:
$$0{,}46m=23\quad\Rightarrow\quad m=\frac{23}{0{,}46}=50\text{ g}.$$
Đây là cân đối thành phần trong mô hình, không có nghĩa cây sẽ hấp thụ toàn bộ 23 g nitrogen sau khi sử dụng. Chọn D.
Kiến thức cần nhớ
Khoáng tham gia cấu trúc và điều hòa. Cây hấp thụ nitrogen chủ yếu ở dạng $NH_4^+$, $NO_3^-$ rồi đồng hóa vào chất hữu cơ. Mọi phép tính lượng N phải kèm thành phần, thể tích và giả thiết; không chuyển thẳng thành khuyến cáo bón.
Đang học