* Đặc điểm hình thái bên ngoài:
- Diện tích bề mặt lớn → hấp thụ nhiều ánh sáng
- Phiến lá mỏng, có tế bào khí khổng → thuận lợi cho khí khuếch tán vào và ra được dễ dàng.
* Đặc điểm giải phẫu bên trong
- Mô giậu dày chứa nhiều lục lạp nằm sát ngay trên mặt lá dưới lớp biểu bì → trực tiếp hấp thu ánh sáng
- Có lớp mô xốp có các khoảng trống gian bào lớn → quá trình trao đổi khí và thoát hơi nước.
- hệ thống mạch lớn, dày đặc thực hiện chức năng dẫn nước, muối khoáng và các sản phẩm đến các cơ quan trong quá trình quang hợp.
- Hệ thống các khí khổng thực hiện chức năng trao đổi khí và thoát hơi nước→ điều chỉnh khi điều kiện môi trường thay đổi.
Ví dụ về cách tính phân bón cho một thu hoạch định trước:
Tính lượng phân bón nitơ cần thiết để có một thu hoạch 150 tạ chất khô/ha. Biết rằng, nhu cầu dinh dưỡng của lúa là: 1,4 kg nitơ/ tạ chất khô, lượng chất dinh dưỡng còn lại trong đất bằng 0, hệ số sử dụng phân nitơ là 60%.
Cách tính như sau:
Lượng nitơ cần phải bón:
1,4.150.100/60=350 kg nitơ/ha.
Cần phải thường xuyên xới đất ở gốc cây trồng là để đất thoáng khí. Trong hô hấp của rễ có sinh ra CO2. CO2 này có sự trao đối với các ion khoáng bám trên bề mặt keo đất. Khi có nồng độ CO2 cao thì sự trao đổi này diễn ra mạnh hơn.
Mặt khác, nồng độ O2 trong đất cao giúp cho hệ rễ -hô hấp mạnh hơn nên tạo ra áp suất thẩm thấu cao đế nhận nước và các chất dinh dưỡng từ đất.
Đất chua là đất có pH axit.
Đất có pH axit thường ít các nguyên tố dinh dưỡng vì các nguyên tố này bị các ion hiđrô (H+) thay thế trên bề mặt keo đất và khi ở dạng tự do thì dễ bị rửa trôi. Vì vậy người ta nói: đất chua thì nghèo dinh dưỡng.
Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến quá trình trao đổi chất khoáng và nitơ:
* Ánh sáng: Ánh sáng có ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ khoáng và nitơ trên cơ sở ánh sáng liên quan chặt chẽ với quá trình quang hợp, quá trình trao đổi nước của cây.
* Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ ở một giới hạn nhất định đã làm tăng sự hấp thụ các chất khoáng và nitơ. Nguyên nhân chính là do nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hô hấp của hệ rễ.
* Độ ẩm đất: Độ ẩm đất liên quan chặt chẽ với quá trình trao đổi chất khoáng và nitơ. Hàm lượng nước tự do trong đất nhiều sẽ giúp cho việc hòa tan nhiều các ion khoáng và các ion này dễ dàng được hấp thụ theo dòng nước. Độ ẩm đất cao sẽ giúp cho hệ rễ sinh trưởng tốt và tăng diện tiếp xúc của rễ với các phần tử keo đất và quá trình hút bám trao đổi các chất khoáng và nitơ giữa rễ và đất được tăng cường.
* Độ pH của đất: Độ pH của đất ảnh hưởng đến sự hòa tan các chất khoáng trong đất và do đó ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ các chất khoáng của rễ. Nói chung pH của đất khoảng 6 - 6,5 là phù hợp cho việc hấp thụ tốt phần lớn các chất khoáng.
* Độ thoáng khí: có sự trao đổi giữa CO2 sinh ra do hô hấp rễ với các ion khoáng bám trên bề mặt keo đất. Nồng độ CO2 cao thì sự trao đổi này tốt. Nồng độ O2 trong đất cao giúp cho hệ rễ hô hấp mạnh và do đó tạo được áp suất thấm thấu cao để nhận nước và các chất dinh dưỡng từ đất.
Gọi x (g) nito cần có để tổng hợp 15000 kg chất khô
Số gam nitơ cây cần: (15000.14): 1 = 210000(g) = 210 kg
Hệ số sử dụng phân bón 60%
Cứ bón 100kg nitơ thì cây sử dụng được 60kg, bón y (kg) nitơ thì cây sử dụng được 210kg
Số (g) nitơ cần bón: (210.100): 60 = 350 kg/ha
Mối quan hệ giữa chu trình Crep với quá trình đồng hoá NH3 trong cây là:
- Chu trình Crep tạo các sản phẩm trung gian làm tăng áp suất thẩm thấu để rễ dễ dàng nhận NH3
- Chu trình Crep cung cấp các axit như: axit alpha xêtôglutaric , axit fumaric, axit oxalô axetic và axit piruvic (các axit xeto) để hình thành nên các axit amin. Các chất tham gia là các sản phẩm được tạo ra từ chu trình Crep kết hợp với NH3 tạo ra các loại amin cơ bản (Alanin, glutamin, Aspactic),thông qua quá trình chuyển vị amin thì sẽ tạo ra 20 axit amin.
- Các axit amin được hình thành còn có thể kết hợp với nhóm NH3 hình thành các amit, giúp cây không bị ngộ độc NH3
Vai trò của quá trình khử NO-3:
Cây hút được từ đất cả hai dạng nitơ ôxi hóa (NO-3) và nitơ khử (NH+4), nhưng dạng NO3- là dạng ô xi hóa mà cây chỉ cần dạng NH4+ là dạng khử để hình thành các axit amin hoặc amit nên việc trước tiên mà cây phải làm là biến đổi dạng NO-3 thành dạng NH4+ : NO-3→ NO-2→ NH+4
∗ Vai trò của quá trình đồng hóa NH3 trong cây:
- Quá trình hô hấp của cây tạo ra các axit xeto (R-COOH) và nhờ quá trình trao đổi nitơ các axit này có thêm gốc NH2 để thành các axit amin.
Có 4 phản ứng khử amin hóa để hình thành các axit amin:
– Axit piruvic + NH3 + 2H+ -> alanin + H20
– Axit glutamic + NH3 + 2H+ -> glutamin + H20
– Axit fumaric + NH3 -> aspactic
– Axit oxaloaxetic + NH3 + 2H+ -> aspactic + H20
- Thông qua quá trình chuyển vị amin, 20 axit amin sẽ được hình thành từ 3 loại axit amin trên và là nguyên liệu để hình thành các loại prôtêin khác nhau, cũng như các hợp chất thứ cấp khác.
- Các axit amin được hình thành còn có thể kết hợp them với nhóm NH3 hình thành các amit: axit amin đicacboxilic + NH3 → amit. Việc này giúp cây không bị ngộ độc amoni.
Nitơ phân tử (N2) có lượng lớn trong khí quyển và mặc dù ″tắm mình trong biển khí nitơ phần lớn thực vật vẫn hoàn toàn bất lực trong việc sử dụng khí nitơ này. Nhờ có enzim nitrogenaza và lực khử mạnh, một số vi khuẩn sống tự do và cộng sinh đã thực hiện được việc khử N2 thành dạng nitơ cây có thể sử dụng được: NH+4 . Các nhóm vi khuẩn tự do có khả năng cố định nitơ khí quyển như: Azotobacter, Clostridium, Anabaena, Nostoc… và các vi khuẩn cộng sinh (Rhizobium trong nốt sần rễ cây họ Đậu, Anabaena azolleae trong bèo hoa dâu).