Cơ chế hấp thụ dinh dưỡng và thứ tự ưu tiên hấp thụ của cây trồng

1. Cơ chế hấp thụ dinh dưỡng

Cây trồng hấp thụ dinh dưỡng chủ yếu thông qua rễ và một phần nhỏ qua lá. Có hai cơ chế chính:

A. Hấp thụ bị động (Passive uptake)

• Nguyên lý: Dinh dưỡng di chuyển từ môi trường đất vào tế bào rễ theo chênh lệch nồng độ, không tiêu tốn năng lượng ATP.

• Cách thức:

  • Khuếch tán (Diffusion): Các ion như NO₃⁻, Cl⁻ di chuyển từ nơi nồng độ cao (dung dịch đất) sang nơi nồng độ thấp (bên trong rễ).

  • Dòng khối (Mass flow): Khi cây thoát hơi nước, nước từ đất kèm dinh dưỡng được hút vào rễ.

• Đặc điểm: Xảy ra nhanh, phụ thuộc nhiều vào ẩm độ đất và sự thoát hơi nước.

B. Hấp thụ chủ động (Active uptake)

• Nguyên lý: Cây tiêu tốn năng lượng (ATP) để vận chuyển ion ngược chiều gradient nồng độ.

• Ví dụ: Hấp thụ K⁺, NH₄⁺, PO₄³⁻ ngay cả khi nồng độ trong cây đã cao hơn ngoài đất.

• Cơ chế:

  • Bơm H⁺ đẩy ion ra/vào qua màng sinh chất (membrane).

  • Cây điều tiết chọn lọc để ưu tiên nguyên tố quan trọng.

2. Con đường di chuyển dinh dưỡng trong rễ

Sau khi dinh dưỡng vào rễ, chúng di chuyển theo hai con đường:

• Apoplast: Di chuyển giữa các thành tế bào, không qua màng tế bào → nhanh nhưng không chọn lọc.

• Symplast: Di chuyển qua chất nguyên sinh, qua các plasmodesmata → chọn lọc cao, điều chỉnh theo nhu cầu cây.

Cuối cùng, dinh dưỡng sẽ đi vào mạch gỗ (xylem) để vận chuyển lên thân, lá.

3. Thứ tự ưu tiên hấp thụ dinh dưỡng

Cây có cơ chế “chọn lọc” nguyên tố tùy vào giai đoạn sinh trưởng và nhu cầu cấp thiết:

4. Nguyên tắc cạnh tranh hấp thụ

Một số nguyên tố cạnh tranh hoặc ức chế lẫn nhau, ảnh hưởng đến thứ tự hấp thụ:

5. Ứng dụng trong nông nghiệp

• Giai đoạn cây con: Ưu tiên phân bón chứa P, Zn, B và các chế phẩm kích rễ.

• Trước ra hoa: Tăng cường Bo, Zn, Mo và giảm N để hạn chế rụng hoa.

• Nuôi trái: Tập trung K, Ca, Mg để tăng chất lượng và độ ngọt.

• Cuối vụ: Giảm đạm, tăng kali và vi lượng để cây cứng cáp, chống sâu bệnh.