VAI TRÒ CỦA SẮT CHELATE ĐỐI VỚI CÂY

Cây trồng nếu bị thiếu hụt sắt thường biểu hiện đầu tiên ở các đỉnh sinh trưởng và các lá non. Thiếu sắt, làm cây ngừng sinh trưởng và phát triển; lá non, đọt non bị vàng dần, do giảm lượng chlorophin ở lá.

1. Sắt (Fe) trong thực vật:

Sắt có vai trò quan trọng trong các phản ứng oxy hóa – khử, là thành phần trong prophyrin của cytochrom, tham gia cấu trúc của nhiều enzym như catalaz, peroxidaz, leghemoglobin và trong ferredoxin, nitrogenaz có vai trò quan trọng trong chuyển chuyền điện tử ở quang hợp, hô hấp và tổng hợp diệp lục tố.

Sắt là nguyên tố ít di động, do “trầm hiện” trong các lá già ở dạng oxid hay phosphate, hoặc do “tạo phức hợp” với phytoferritin – protein dính với sắt. Do đó, sự thiếu hụt sắt thường biểu hiện đầu tiên ở các đỉnh sinh trưởng và các lá non. Thiếu sắt, làm cây ngừng sinh trưởng và phát triển; lá non, đọt non bị vàng dần, do giảm lượng chlorophin ở lá.

Sự thiếu sắt có thể liên quan đến các điều kiện môi trường khác như: mức độ carbonate trong đất, độ mặn, độ ẩm của đất, nhiệt độ thấp, nồng độ của các yếu tố khác (như cạnh tranh dinh dưỡng với Ca, P…).

Khắc phục hiện tượng thiếu sắt nhanh chóng bằng việc phun trực tiếp các loại phân bón có chứa sắt lên lá.

Ảnh minh họa.

“Chelate” bắt nguồn từ chữ “chele” của Hy Lạp nghĩa là “móng vuốt”, một sự kết hợp mang tính thích ứng cao bởi vì chelate hóa là một quá trình giống như sự nắm chặt và giữ lấy cái gì đó bằng móng vuốt. Rất nhiều nguyên tố vi lượng tích điện dương dạng ion trong dung dịch, trong khi những lỗ hoặc những đường mở trên rễ và lá cây tích điện âm. Những nguyên tố này vì vậy mà không thể vào được bên trong cây bởi sự dính chặt của điện tích âm và điện tích dương; với việc thêm một chelate, những nguyên tố dạng ion sẽ được bao bọc và điện tích dương biến thành điện tích âm hoặc đẳng điện, sẽ cho phép nguyên tố đó đi qua lỗ này vào trong cây trồng một cách dễ ràng.

2. Sự hấp thu sắt ở thực vật:

Rễ cây hấp thu sắt chủ yếu ở hai dạng Fe²⁺ và Fe³⁺, nhưng Fe³⁺ thường được khử thành Fe²⁺ trước khi rễ hấp thu. Dạng Fe²⁺ được hấp thu và tồn tại nhiều trong cây trồng, đây là dạng tương đối hòa tan, nhưng lại dễ dàng bị oxy hóa thành Fe³⁺.

Cơ chế chính trong hấp thu sắt ở thực vật là rễ cây sản sinh ra các proton (H⁺), làm giảm pH ở vùng rễ, tăng tính hòa tan của sắt hoặc rễ cây tiết ra các hợp chất được gọi là siderophores, có khả năng “chelation” nhằm “kìm sắt” để tăng cường khả năng hấp thu sắt.

Ở đất có tính kiềm, Fe³⁺ không được hòa tan, vì dễ dàng kết hợp với phosphate, carbonate, magie, calcium và các hydroxid. Vì vậy, cây thường biểu hiện triệu chứng thiếu sắt ở môi trường đất kiềm và môi trường đất có chứa nhiều calcium.

3. Phân bón chứa sắt (Fe):

– Sắt sulphate (FeSO₄): chứa khoảng 20% sắt (Fe²⁺), thường được sử dụng chủ yếu để phun lên lá. Bón vào đất thường không mang lại hiệu quả cao, đặc biệt là ở các đất có pH trên 7.0, bởi Fe²⁺ sẽ nhanh chóng biến đổi thành Fe³⁺ và tạo tủa trong các oxid sắt.

– Sắt chelate:

“Chelate” là các hợp chất ổn định các ion kim loại (sắt) và bảo vệ chúng khỏi quá trình oxy hóa hoặc rửa trôi. Sắt chelates bao gồm ba thành phần:

– Fe³⁺.

– Ion có cấu trúc phức tạp: chẳng hạn như EDTA, DTPA, EDDHA, acid amine, acid humic-fulvic, citrate.

– Natri (Na⁺) hoặc Amoni (NH₄⁺).

Trước kia, người ta cho sắt vào dung dịch dinh dưỡng cùng với acid salicylic, citric hay tartric. Các acid này được gọi là các “chất kìm – chelate”, có thể tạo phức hợp hòa tan với các cation như sắt và calcium.

Ngày nay, người ta thường dùng EDTA để kìm Fe³⁺. Ở bề mặt rễ, Fe³⁺ bị khử thành Fe²⁺ và rời phức hợp Fe-EDTA hòa tan. EDTA trở lại dung dịch để “kìm” Fe³⁺ mới, trong khi Fe³⁺ vào rễ và được giữ hòa tan nhờ các chất kìm hữu cơ trong tế bào. Dường như acid citric là chất kìm sắt quan trọng nhất của sự vận chuyển đường dài trong mô mộc.

Sử dụng Fe – EDTA (Etylendiamin Tetra Acetate) dạng chelate không bị kết tủa và được giải phóng dần tùy theo nhu cầu của thực vật.

Fe – EDTA thường ổn định ở mức pH dưới 6,0; nếu pH trên 6,5 thì khoảng 50% của sắt không hiệu quả. Vì vậy, Fe – EDTA thường không hiệu quả trong đất kiềm, dạng chelate này cũng có ái lực cao với calcium, vì vậy không nên sử dụng nó trong đất giàu calcium.

Fe – DTPA thường ổn định ở mức độ pH lên đến 7.0 và không phải là dễ bị thay thế sắt bằng calcium.

Fe – EDDHA ổn định ở các cấp độ pH cao là 11,0, nhưng đây là một dạng chelate sắt có giá rất cao và hiếm gặp trên thị trường.

Trong thiên nhiên, acid humic – fulvic có vai trò chất kìm để chuyển ion vào tế bào thực vật, mà không cần sự “gỡ kìm” để phóng thích ion.

Acid fulvic hình thành 4 điểm kết nối với các nguyên tố “được chelate hóa”. Nhưng khác với những chế phẩm chelate tổng hợp (EDTA, DTPA, EDDHA), acid fulvic có thể được hấp thụ vào bên trong cây trồng. Điều này, làm tăng thêm tính di động của dinh dưỡng trong cây.

Những dưỡng chất “được chelate hóa” bởi acid fulvic có thể dịch chuyển tự do hơn trong những điều kiện môi trường không thuận lợi như: cố định bởi Canxi – thường xảy ra đối với những dưỡng chất có tính di động thấp. Acid fulvic duy trì hiệu lực của nó ở những điều kiện như độ pH cao hoặc thấp. Trong những điều kiện đối nghịch như vậy, những cây trồng được cung cấp acid fulvic được ghi nhận là không có biểu hiện sốc hoặc thiếu hụt dinh dưỡng… so với những cây trồng được cung cấp những chế phẩm chelate tổng hợp. Acid fulvic còn tăng cường cải thiện tính lưu động của các dưỡng chất khác nhau trong mô thực vật.

Sản phẩm Vi lượng Vì Dân chứ dinh dưỡng chelate chống bạc lá và tóp đọt.

Kết luận: Các chế phẩm chelate có tác dụng tăng cường tính linh động của nhiều dưỡng chất, đặc biệt là các yếu tố vi lượng, có vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, nên nhà nông cần tìm kiếm những dưỡng chất đáp ứng một dãy các hợp chất  được chelate. Điều này đảm bảo chắc chắn tính “dễ tiêu” của dinh dưỡng ở nhiều điều kiện khác nhau bao gồm cả những điều kiện trên hoặc dưới ngưỡng tối ưu, gây ảnh hưởng tới sự hấp thu của các yếu tố dinh dưỡng.

CN Sinh học Phan Văn Lệ
Bộ phận R&D – Tổng công ty VI DAN
Dịch từ: www.smart-fertilizer.com