PHẦN 3: HỢP CHẤT HS VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN SỰ TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY TRỒNG

Mối tương quan tích cực giữa hàm lượng HS của đất, năng suất cây trồng và chất lượng nông sản đã được công bố trên nhiều tạp chí khoa học khác nhau trên thế giới. Các tác động gián tiếp đã được thảo luận ở trên, là những yếu tố cung cấp năng lượng cho các sinh vật có lợi trong đất, ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của đất, ảnh hưởng đến cấu trúc của đất, giải phóng chất dinh dưỡng thực vật từ khoáng trong đất, tăng khả năng khoáng hóa và cải thiện độ phì của đất. Các tác động trực tiếp bao gồm những thay đổi trong chuyển hóa thực vật xảy ra sau khi cây hấp thu các hợp chất hữu cơ cao phân tử, như axit humic, axit fulvic. Một khi các hợp chất này xâm nhập vào tế bào thực vật, một số thay đổi sinh hóa xảy ra trong màng tế bào và các thành phần tế bào chất của thực vật.

HS có vai trò tăng cường hấp thu các chất dinh dưỡng chính của thực vật: nitơ (N) phốt pho (P) và kali (K). Khi có đủ hợp chất HS trong đất, nhu cầu lượng phân bón N P K sẽ giảm. Nhiều nông dân trong nhiều năm qua đã báo cáo rằng nhu cầu phân bón của cây trồng ngày càng tăng để duy trì năng suất. Nhưng sự thật, vấn đề bất ổn nằm ở đất. Sự thất thoát đạm vào nước ngầm và sự suy giảm hợp chất HS trong đất là một vấn đề đáng quan tâm. Người nông dân có thể giảm lượng phân bón và tăng hiệu quả sử dụng bằng cách sử dụng phân bón có chứa hợp chất HS. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo sự gia tăng hấp thu canxi (Ca) và magiê (Mg) khi cây được tưới phân có chứa HA hoặc FA. Một cơ chế quan trọng khác, tối đa hóa hiệu quả phân bón và liên quan đến chức năng của hợp chất HS là giảm độc tính và sự thẩm thấu của phân đạm vào nước ngầm. Hợp chất HS giữ các chất dinh dưỡng ở dạng phân tử làm giảm độ hòa tan của chúng trong nước. Các quá trình liên kết này làm giảm quá trình thẩm thấu N vào lòng đất và giúp ngăn ngừa sự bay hơi vào khí quyển.

Việc sử dụng HA hoặc FA trên hạt giống sẽ làm tăng sự nảy mầm của hạt giống. nồng độ sử dụng của HA hoặc FA, cần thiết cho sự nảy mầm của hạt giống, dao động từ 20 đến 100 mg/kg hạt giống. Khi chất humic xâm nhập vào tế bào hạt, tốc độ hô hấp tăng lên và quá trình phân chia tế bào được đẩy nhanh. Các quá trình hô hấp này cũng tăng cường sự phát triển mô phân sinh rễ và kích hoạt các điểm phát triển khác trong cây con. Việc xử lý hạt giống hoặc bón lót hợp chất HS sẽ cải thiện đáng kể sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây con.

Trong nhiều thí nghiệm được lặp đi lặp lại, trọng lượng rễ được xử lý HS trung bình nặng hơn từ 20-50% so với trọng lượng của rễ không được xử lý. Loại hợp chất Hs được áp dụng có ảnh hưởng đáng kể đến tỉ lệ phần trăm tăng. Không phải tất cả hợp chất HS đều chứa tỉ lệ hỗn hợp phân tử mong muốn có khả năng kích thích nhanh chóng sự phát triển của rễ. Một số hợp chất HS, vì thành phần chứ nhiều phân tử trọng lượng lớn (humin), đã hạn chế trong việc kích thích sự phát triển của rễ cây. Sự kích thích rễ xảy ra mạnh khi các thành phần chứa nhiều phân tử trọng lượng nhỏ hơn (FA) ở nồng độ dao động từ 10 đến 100 mg/lít dung dịch. Tăng trưởng được kích thích hơn nữa khi FA được sử dụng kết hợp với HA và các chất dinh dưỡng cần thiết khác.

Áp dụng HA hoặc FA kết hợp với các nguyên tố vi lượng và các chất dinh dưỡng thực vật khác, như thuốc xịt qua lá, có thể cải thiện sự phát triển của lá, rễ và quả. Bằng cách tăng quá trình tăng trưởng thực vật trong lá, sự gia tăng hàm lượng carbohydrate của lá và thân cây xảy ra. Những carbohydrate này sau đó được vận chuyển xuống thân cây vào rễ, nơi chúng được giải phóng một phần từ rễ để cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật đất khác nhau trên rhizoplane và trong rhizosphere. Các vi sinh vật sau đó giải phóng axit và các hợp chất hữu cơ khác làm tăng sự sẵn có của các chất dinh dưỡng thực vật. Các vi sinh vật khác giải phóng các hợp chất “giống như hormone” được lấy từ rễ cây. Nồng độ cần thiết của HA và FA trong thuốc phun qua lá phải tương đối thấp, thường dưới 50 mg chất humic khô đậm đặc trên một lít nước. Phân bón lá có chứa HA và FA kết hợp với nitơ, kali, phốt pho và các khoáng chất vi lượng khác nhau đã được chứng minh là hiệu quả hơn từ 100 đến 500% so với các ứng dụng phân bón tương tự vào đất. Phân bón lá cũng kinh tế hơn vì số lượng phân bón nhỏ hơn được yêu cầu để có được phản ứng thực vật quan trọng. Chất dinh dưỡng thực vật trong phân bón lá được lá cây hấp thụ nhanh chóng. Trong vòng 8 giờ sau khi phun hợp chất HS, những thay đổi trong nhiều quá trình trao đổi chất khác nhau được phát hiện. Sản xuất carbohydrate tăng cường có thể được phát hiện trong vòng 24 đến 48 giờ sau khi phun qua lá. Sản xuất carbohydrate tăng cường có thể dẫn đến chất lượng sản phẩm được cải thiện hoặc tăng năng suất.

Sử dụng HA hoặc FA kết hợp với các nguyên tố vi lượng và các chất dinh dưỡng thực vật khác, như phun qua lá, có thể cải thiện sự phát triển của lá, rễ và trái. Bằng cách tăng quá trình tăng trưởng thực vật trong lá, sự gia tăng hàm lượng carbohydrate của lá và thân cây xảy ra. Những carbohydrate này sau đó được vận chuyển xuống thân cây vào rễ, nơi chúng được giải phóng một phần từ rễ để cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật đất khác nhau trên bề mặt rễ và trong vùng rễ. Các vi sinh vật sau đó tiết ra axit và các hợp chất hữu cơ khác làm tăng sự hữu hiệu của các chất dinh dưỡng trong đất. Các vi sinh vật khác tiết các hợp chất giống như “hormone” được rễ hút cung cấp cho cây. Nồng độ cần thiết của HA và FA trong phân bón lá phải tương đối thấp, thường dưới 50 mg/lít nước. Phân bón lá có chứa HA và FA kết hợp với nitơ, kali, phốt pho và các khoáng chất vi lượng khác nhau đã được chứng minh là hiệu quả hơn từ 100 đến 500% so với sử dụng phân bón tương tự vào đất. Phân bón lá cũng kinh tế hơn vì lượng phân bón sử dụng nhỏ hơn để đáp ứng nhu cầu của cây trồng. Chất dinh dưỡng trong phân bón lá được lá cây hấp thụ nhanh chóng. Trong vòng 8 giờ sau khi phun hợp chất HS với các chất dinh dưỡng, những thay đổi trong nhiều quá trình trao đổi chất khác nhau được phát hiện. Quá trình sản xuất carbohydrate tăng có thể được phát hiện trong vòng 24 đến 48 giờ sau khi phun. Sản xuất carbohydrate tăng dẫn đến năng suất và chất lượng nông sản cũng tăng lên.

Các mô thực vật đang phát triển phản ứng nhanh nhất với hợp chất HS. Các mô trẻ hơn có cơ chế vận chuyển tích cực để di chuyển các chất dinh dưỡng cần thiết đến các vị trí của hoạt động trao đổi chất. Ví dụ, phun hợp chất HS lên lá non đang phát triển thì sự tăng trưởng rõ rệt hơn khi phun trên lá già. Các bộ phận của cây đang phát triển liên quan đến sự phân chia tế bào và các quá trình tăng trưởng khác. Các quát trình này dễ dàng tích hợp các khoáng chất vi lượng và các hợp chất điều hòa sinh trưởng vào quá trình trao đổi chất. Nồng độ HA trong dung dịch phun nên nằm trong khoảng từ 5 đến 100 mg/lít nước để tối ưu hiệu quả. Cây trồng phản ứng chậm hơn với việc cung cấp hợp chất HS thông qua đất vì một tỷ lệ lớn hợp chất HS được giữ lại trong rễ. Trong hầu hết các cây trồng, dưới 30% hợp chất HS có trong rễ được chuyển lên thân cây vào lá. Việc cung cấp HS với khoáng chất vi lượng qua lá có thể giúp chúng ta đáp ứng nhu cầu của cây trồng theo từng thời điểm tăng trưởng cụ thể một cách nhanh chóng. Ví dụ, chúng ta có thể xác định thời gian phun để kích thích cây trồng ra rễ, kích thích ra hoa, đậu quả, hoặc thúc lớn trái, chín trái.

Như đã nói ở trên khi hợp chất HS được đưa lên lá bởi rễ cây, các hợp chất này trở nên tập trung trong rễ. Sự hấp thu hợp chất HS bao gồm cả thụ động và trao đổi chất chủ động. Sự hấp thu HA chủ yếu là thụ động; trong khi sự hấp thu của FA chủ yếu là trao đổi chất. Sau khi HA và FA đạt đến một nồng độ nhất định trong rễ thì một phần (từ 5-30%) của tổng nồng độ được vận chuyển vào chồi và lá. Các nghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ lớn nhất của hợp chất HS tích tụ trong thành tế bào thực vật và các bào quan như ty thể và ribosome. Các thí nghiệm tương tự khác chỉ ra rằng FA hoạt động mạnh hơn nhiều so với HA. Sự phát triển của rễ chủ yếu được kích thích bởi HA và FA.

HA làm tăng tính thấm nhờ đó các khoáng chất vi lượng di chuyển qua qua màng tế bào một cách dễ dàng. Ngoài ra, nhiều nhà khoa học tin rằng các thành phần phospholipid của màng tế bào bị thay đổi điện tích bởi hợp chất HS. Do những thay đổi điện tích này, bề mặt màng trở nên linh hoạt hơn trong việc vận chuyển các khoáng chất vi lượng từ bên ngoài tế bào vào sâu tế bào chất.

Khi phun hợp chất HS vào lá, hàm lượng chất diệp lục trong những lá đó tăng lên. Khi nồng độ diệp lục tăng, có sự gia tăng tương quan trong sự hấp thu oxy. Hợp chất HS cũng làm tăng nồng độ axit ribonucleic (mRNA) trong tế bào thực vật. Messenger RNA rất cần thiết cho nhiều quá trình sinh hóa trong tế bào. Kích hoạt một số quá trình sinh hóa dẫn đến sự gia tăng tổng hợp enzyme và tăng hàm lượng protein của lá. Trong những thay đổi trao đổi chất này, sự gia tăng nồng độ của một số enzyme quan trọng được phát hiện. Một số enzyme được báo cáo là tăng catalase, peroxidase, diphenoloxidase, polyphenoloxidase và invertase. Những enzyme này kích hoạt sự hình thành của cả chất mang và protein cấu trúc.

Hợp chất HS ức chế enzyme indole acetic acid oxidease (IAA oxidease) do đó cản trở sự phá hủy (sự ức chế) IAA. Chất điều hòa sinh trưởng thực vật IAA thực hiện nhiều chức năng quan trọng trong các bộ phận của cây. Khi IAA được bảo vệ khỏi các enzyme IAA oxidease, IAA tiếp tục kích thích các quá trình tăng trưởng cây trồng. Các chất humic cũng ảnh hưởng đến các enzyme khác liên quan đến điều tiết tăng trưởng. Khi hoạt động của các chất điều hòa sinh trưởng được duy trì trong các mô thực vật, quá trình trao đổi chất ở thực vật vẫn hoạt động và các quá trình tăng trưởng bình thường tiếp tục diễn ra.

Khi các hệ thống trao đổi chất khác nhau được kích hoạt bởi hợp chất HS, sự gia tăng sản xuất các ATP xảy ra. Các ATP có chức năng như một năng lượng thúc đẩy chính cho nhiều phản ứng trao đổi chất khác nhau.

Các gốc tự do là “các vị trí hoạt động” trên các polyme có chức năng cung cấp electron cho tế bào. Các gốc tự do hỗ trợ sự nảy mầm của hạt, sự khởi đầu của rễ và sự phát triển của cây nói chung. Các gốc tự do chứa một hoặc nhiều electron chưa ghép cặp, có tính linh động cao, thời gian tồn tại ngắn và có khả năng tham gia vào nhiều phản ứng khác nhau. Hàm lượng gốc tự do của hợp chất HS có liên quan đến tuổi của mỏ than bùn. Tuổi mỏ càng lớn (tỷ lệ H:C thấp) màu của mùn càng đậm, hàm lượng HA cao. HA chứa lượng gốc tự do cao hơn so với FA (tỷ lệ H:C cao). Hàm lượng gốc tự do thấp của FA liên quan đến tỷ lệ H:C cao, cho thấy mức độ ngưng tụ hóa học của các chất này thấp. HA chứa hai loại gốc tự do. Loại đầu tiên là một loại ổn định, tồn tại trong thời gian dài hơn. Loại thứ hai là một loại biến đổi từ tính, tồn tại thời gian ngắn hơn. Mỗi loại gốc tự do có một chức năng cụ thể (ví dụ: chất xúc tác, chất cảm quang và chất kích hoạt) trong các quá trình trao đổi chất khác nhau của tế bào sống.

PHẦN 1:http://trivietcorp.com/gioi-thieu-ve-hop-chat-hs-humic-substances/

PHẦN 2: http://trivietcorp.com/phan-2-hop-chat-humic-substances-hs-va-su-tuyet-voi-cua-chung/