Vai trò của Lân đối với cây trồng

Phốt pho rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất của thực vật, tham gia vào quá trình truyền năng lượng, hô hấp và quang hợp của tế bào. Năng lượng ánh sáng mà diệp lục hấp thụ trong quá trình quang hợp được lưu trữ trong adenosine triphosphate (ATP) đóng vai trò là nguồn năng lượng chính cho các quá trình sinh học cần năng lượng. Phốt pho cũng là một thành phần cấu trúc của axit nucleic của gen và nhiễm sắc thể cũng như nhiều coenzyme, phosphoprotein và phospholipid. Vì vậy, cung cấp đầy đủ P là điều cần thiết ngay từ những giai đoạn đầu tiên của sự phát triển của cây. Hạn chế về lượng P trong đầu mùa sinh trưởng có thể dẫn đến hạn chế sự phát triển của cây trồng mà không thể phục hồi, ngay cả khi được bổ sung thêm P đến mức thích hợp.

Vì vậy, phốt pho cần thiết cho sức khỏe nói chung và sức sống của tất cả các loài thực vật. Một số yếu tố tăng trưởng cụ thể có liên quan đến phốt pho là:

- Kích thích sự phát triển của rễ

- Tăng cường sức mạnh của thân, nhánh

- Cải thiện sự ra hoa và tạo hạt 

- Cây trồng chín sớm và đồng đều hơn

- Tăng khả năng cố định nitơ (N) của cây họ đậu

- Cải thiện chất lượng nông sản

- Tăng khả năng chống lại bệnh hại cây trồng

- Hỗ trợ sự phát triển trong toàn bộ vòng đời

Ảnh hưởng của sự thiếu lân lên cây trồng

Thiếu phốt pho khó chẩn đoán hơn thiếu nitơ hoặc kali. Cây trồng thường không có triệu chứng rõ ràng của sự thiếu hụt phốt pho ngoài việc bị còi cọc chung trong thời kỳ đầu sinh trưởng. Vào thời điểm sự thiếu hụt được biểu hiện ra bên ngoài, có thể đã quá muộn để sửa chữa ở cây ngắn ngày. Một số cây trồng, chẳng hạn như ngô, có xu hướng đổi màu bất thường khi thiếu phốt pho. Cây thường có màu xanh lục sẫm, lá và thân có màu tía. Mức độ của màu tím bị ảnh hưởng bởi cấu trúc di truyền của cây, với một số giống lai cho thấy sự đổi màu lớn hơn nhiều so với những giống khác. Màu tía là do sự tích tụ của các loại đường hỗ trợ quá trình tổng hợp anthocyanin (một sắc tố có màu tía), xuất hiện trong lá cây.

Thiếu hụt P vừa phải có thể không tạo ra các triệu chứng thiếu hụt rõ ràng. Tuy nhiên, khi thiếu P trầm trọng hơn, cây sẽ có màu xanh đậm đến đỏ tía. Thiếu phốt pho có thể làm giảm cả hô hấp và quang hợp, nếu giảm hô hấp nhiều hơn quang hợp, cacbohydrat sẽ tích tụ dẫn đến lá có màu xanh đậm. Thiếu phốt pho cũng có thể làm giảm tổng hợp protein và axit nucleic, dẫn đến tích tụ các hợp chất N hòa tan trong mô, đặc biệt là amit. Quá trình khử nitrat diễn ra bình thường, nhưng các nhóm axit amin không được kết hợp để tạo thành protein. Bản thân các protein là chất xúc tác trong quá trình trao đổi chất; do đó, sự phát triển của tế bào sẽ bị trì hoãn và có khả năng bị ngừng lại do thiếu P. Kết quả là, các triệu chứng thiếu P bao gồm giảm chiều cao cây, chậm ra lá và phát triển hoa, quả, giảm đẻ nhánh, giảm phát triển rễ phụ, giảm năng suất chất khô và sản lượng hạt.

Khoảng thời gian cần thiết để sự thiếu hụt P ảnh hưởng đến các quá trình thực vật phụ thuộc vào mức độ dự trữ phốt phát. Trong mô của hầu hết thực vật bậc cao, phần lớn phốt phát hiện diện dưới dạng phốt phát vô cơ. Hơn 75% P di chuyển trong mạch gỗ (xylem) là vô cơ, trong khi P được chuyển vị lại trong mạch rây (phloem) ở dạng các enzym, protein và axit ribonucleic, với nồng độ ATP rất cao.

Nồng độ của P vô cơ dự trữ có xu hướng thay đổi ở mức cao khi có nguồn cung cấp P bên ngoài, trong khi nồng độ của P hữu cơ có hoạt tính có xu hướng ổn định hơn. Chỉ một lượng nhỏ phốt phát có trong cây tham gia tích cực vào quá trình trao đổi chất và nó được tái chế trong các quá trình như tạo và sử dụng ATP - ADP. Nếu cung cấp P đầy đủ, phần lớn P vô cơ không có hoạt tính, được lưu trữ trong không bào dưới dạng orthophosphat. Ngoài ra, tế bào có thể tổng hợp nên hợp chất dự trữ P, chẳng hạn như polyphosphat hoặc axit phytic. Dưới điều kiện thiếu hụt nguồn cung cấp P, nguồn dự trữ vô cơ bị cạn kiệt, trong khi mức phốt phát có hoạt tính về cơ bản không bị ảnh hưởng nhiều. Ví dụ, chuyển cây từ môi trường đủ P sang môi trường thiếu P làm giảm hàm lượng P vô cơ xuống 40 lần trong khi nồng độ P hữu cơ trong mô chỉ giảm 4 lần. Do đó, nồng độ cao của P dự trữ từ hạt giống hoặc từ sự hấp thụ cao vào đầu giai đoạn sinh trưởng tạo thành nguồn dự trữ P sẵn có, có thể đệm chống lại những biến động ngắn hạn ở nguồn cung cấp P. Vì vậy, bón lót lân trước khi trồng để đảm bảo lượng P cung cấp cho cây con ngay khi bắt đầu sinh trưởng là rất cần thiết.

Thực vật phản ứng với sự thiếu hụt P bằng cách thích nghi để tối đa hóa khả năng tạo ra hạt giống có thể sống được. Nói chung, thiếu P làm giảm số lượng hạt được tạo ra nhiều hơn kích thước hạt. Ví dụ, trong các cây ngũ cốc, việc giảm số lượng hạt giống xảy ra do giảm số lượng nhánh và giảm số lượng hạt trên mỗi nhánh. Tương tự, năng suất hạt của đậu tương bị thiếu P giảm do giảm số trái và hạt nhưng kích thước hạt không thay đổi, cho thấy thiếu P làm giảm số lượng hạt nhưng không ảnh hưởng tiêu cực đến sự sinh trưởng của hạt. Giảm số lượng hạt được tạo ra làm tăng cung cấp chất dinh dưỡng cho mỗi hạt và tăng cường khả năng tạo ra hạt giống có sức sống cao.

Phốt pho có tính di động cao trong thực vật, và khi thiếu, nó có thể được chuyển từ mô già sang vùng non đang phát triển tích cực. Khi cây trưởng thành, phốt pho được chuyển vào khu vực tạo quả, nơi cần năng lượng cao để hình thành hạt và quả. Sự thiếu hụt lân vào cuối vụ sinh trưởng ảnh hưởng đến cả sự phát triển của hạt và sự trưởng thành bình thường của cây trồng. Thông thường, vào thời kỳ sau của giai đoạn sinh trưởng, cây hấp thụ nhiều phốt pho hơn nito và kali. Đối với các loại cây rau ăn quả năng suất cao như cà chua, ớt chuông, cần thiết bổ sung P định kỳ trong suốt mùa vụ để đảm bảo năng suất và chất lượng nông sản.