DINH DƯỠNG ĐẠM ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƠ CHẾ ĐỀ KHÁNG CỦA CÂY TRỒNG NHƯ THẾ NÀO?

1. Dinh dưỡng đạm ảnh hưởng đến cơ chế bảo vệ vật lý của cây trồng

Cơ chế phòng thủ vật lý của cây trồng thường liên quan đến lớp vỏ ngoài cùng. Đây là tuyến phòng thủ đầu tiên tiếp xúc với các mầm bệnh xâm nhập.

Phân đạm có thể điều chỉnh cấu trúc và thành phần tế bào vì đạm tham gia vào quá trình trao đổi chất sơ cấp và thứ cấp của thực vật. Những điều này sẽ ảnh hưởng đến khả năng phòng bệnh của cây bằng cách ảnh hưởng đến độ dày của hàng rào vật lý của cây.

Nhìn chung, lượng đạm đầu vào cao sẽ thúc đẩy sự phát triển của cây trồng nhưng quá trình hóa gỗ và hình thành lớp sáp bảo vệ bị hạn chế. Mức độ hóa gỗ của biểu bì thực vật có thể ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của mầm bệnh, do đó làm giảm tỷ lệ bệnh. Trong một nghiên cứu khác, việc bón nhiều đạm làm giảm độ dày của thành tế bào cũng như các thành phần tạo độ cứng của tế bào thực vật. Nếu các cấu trúc này bị tổn hại, mầm bệnh sẽ thuận lợi xâm nhập vào cây trồng.

Ngoài ra, các dạng đạm khác nhau cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ vật lý của thực vật. Ví dụ, amoni đã làm tăng đáng kể lượng lớp bảo vệ màu trắng ở lá su hào. Đạm amoni còn làm tăng hoạt động của enzym tham gia vào quá trình hóa gỗ ở cây trồng.

2. Dinh dưỡng đạm ảnh hưởng đến cơ chế bảo vệ sinh hóa của cây trồng

Cơ chế phòng vệ sinh hóa của dinh dưỡng đạm thông qua các chất chuyển hóa của thực vật (phytoalexin, protein kháng khuẩn, axit amin và axit hữu cơ) và các enzym liên quan đến phòng thủ. Phòng thủ sinh hóa chủ yếu thông qua các enzym.

2.1. Các chất chuyển hóa thực vật và bảo vệ sinh hóa

Lớp chất chuyển hóa được gọi là phytoalexins là những thành phần quan trọng chống lại mầm bệnh. Phytoalexin là chất kháng khuẩn có thể ức chế hiệu quả sự phát triển của sợi nấm và sự sinh sôi của mầm bệnh.

Lượng đạm cao thường làm giảm số lượng các hợp chất phòng vệ và ảnh hưởng đến khả năng kháng bệnh của cây trồng. Do đó, việc bổ sung đạm đã làm ảnh hưởng đến khả năng chống bệnh thối khô của cây lúa (Sarocladium oryzae), cây nho đối với bệnh phấn trắng (Uncinula numator), cây họ đậu đối với bệnh ở rễ (Aphanomyces euteiches), khoai tây đối với bệnh thối rễ (nấm Phytophthora sp) và cây táo với bệnh ghẻ quả (Venturia inaequalis).

Các dạng đạm cũng ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp - bảo vệ thưc vật. Dinh dưỡng nitrat (NO₃^-) làm tăng tổng số chất chuyển hóa thứ cấp (phenol và flavonoid) một cây thuộc họ cúc (Echinacea angustifolia) và tổng số flavonoid trong cây họ hoa Ban (Hypericum perforatum) và cây họ Cải. Tương tự, tỷ lệ nitrat/amoni cao hơn làm tăng sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp, bao gồm saponin trong nhân sâm, artemisinin và periplocin.

Các protein liên quan đến bệnh học (PR), chitinase và β-glucanase có thể phân hủy thành tế bào vi khuẩn và nấm để chống lại sự xâm nhiễm của mầm bệnh. Do đó, việc tăng cường protein PR sẽ làm tăng sức đề kháng của cây. Hoạt động của chitinase, cũng như β-1,3-glucanase và chitosanase, tăng lên khi tỷ lệ bón đạm tăng lên, tương quan với việc tăng cường khả năng kháng bệnh của cây trồng.

2.2. Enzyme liên quan đến phòng thủ

Kích hoạt các enzym liên quan đến bảo vệ thực vật là cách khác trong việc chống lại sự xâm nhập của mầm bệnh. Hoạt động của các enzym này bị ức chế cũng như làm giảm sức đề kháng của lúa và bệnh đạo ôn (Magnaporthe sp) bởi lượng đạm đầu vào cao. Lượng đạm dư thừa cũng làm giảm khả năng đề kháng của cây họ đậu (Medicago truncatula) đối với nấm Aphanomyces euteiches.

Ngoài ra, dinh dưỡng đạm cũng ảnh hưởng đến hệ thống chống oxy hóa, đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng bảo vệ thực vật. Các enzym chống oxy hóa làm giảm các gốc tự do (tạo ra khi cây bị căng thẳng) thành các hợp chất ít độc hơn. Bón phân đạm nói chung làm tăng hoạt động của các enzym chống oxy hóa, do đó tăng cường khả năng chống oxy hóa của thực vật và giảm tổn thương màng tế bào.

Khi xem xét tác động của các nguồn đạm khác nhau, các hoạt động của enzym chống oxy hóa tăng cường khi cây được bón nitrat. Tuy nhiên, các hệ thống chống oxy hóa có thể giảm khi cây được cung cấp amoni, điều này lại có thể liên quan đến sự phá hủy oxy hóa do “độc tính amoni”.

Tổng hợp tất cả các điểm này lại với nhau, có vẻ như đạm có thể tham gia tích cực vào quá trình bảo vệ sinh hóa thực vật chống lại các áp lực sinh học thông qua hệ thống chống oxy hóa.

3. Kết luận

Mối quan hệ giữa tỷ lệ hoặc dạng đạm được bón và tỷ lệ bệnh hại cây trồng rất phức tạp. Điều này còn tùy thuộc vào tác nhân gây bệnh và đối tượng cây trồng.

Đầu tiên, dinh dưỡng đạm làm suy yếu sức mạnh của hàng rào vật lý bằng cách giảm độ dày của thành tế bào và quá trình hóa gỗ để, làm tăng sự xâm nhập của mầm bệnh.

Thứ hai, dinh dưỡng đạm làm tăng khả năng bảo vệ sinh hóa nhờ một mạng lưới các phytoalexin, protein kháng khuẩn, các enzym liên quan đến phòng thủ, chuyển hóa axit amin và axit hữu cơ, và các hormone nội sinh.

Thông điệp chính của bài nghiên cứu này là không có mô hình chung nào có thể mô tả vai trò của đạm đối với bệnh hại cây trồng. Phân đạm có thể làm tình trạng bệnh tồi tệ hơn nhưng cũng có thể ức chế sự phát triển của bệnh hại, tùy vào từng loại mầm bệnh và loại cây trồng. Ngoài ra, các dạng khác nhau của phân đạm (amoni và nitrat) có tác động khác nhau đến khả năng kháng bệnh của cây trồng. Người nông dân cần xem xét tác nhân bệnh cụ thể và tham khảo ý kiến từ chuyên gia để có cách khắc phục hiệu quả.