Dinh dưỡng khoáng và nitrogen ở thực vật

| 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 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.

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.

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.

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.

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.