Đạm Nitrat Là Gì? Vai Trò Đạm Nitrat Đối Với Cây Trồng

1. Đạm nitrat là gì?

Phân đạm nitrat là một loại phân bón vô cơ, thường ở dạng muối nitrat với kim loại hoặc nitrat kết hợp với đạm amoni (NH4NO3). Khi sử dụng đạm nitrat, cây trồng sẽ được cung cấp đạm ở dạng hấp thu nhanh (NO3–), đồng thời thúc đẩy sự hấp thu khoáng chất (K+, Mg2+, Ca2+,...) giúp cây trồng phát triển một cách toàn tiện nhất.

2. Tính chất của đạm nitrat

Đạm nitrat tan tốt trong nước và có tính di động cao, vì vậy ion nitrat dễ dàng đi theo dòng nước được hấp thu vào rễ cây. Tuy nhiên, chính vì đặc tính di động này mà đạm nitrat dễ dàng bị rửa trôi và là nguyên nhân chính gây thất thoát đạm.

Trong trường hợp đất bị ngập úng, vi sinh vật sẽ chuyển hoá NO3- thành khí N2, được gọi là quá trình phản nitrat hóa và là nguồn thất thoát nitơ phổ biến trong đất sét mịn.

Khi sử dụng quá nhiều đạm nitrat sẽ làm tăng pH đất. Hơn nữa sự đồng hóa nitrat trong rễ sẽ sản sinh OH-, do đó gây hiện tượng kiềm hóa vùng rễ. So với đạm amoni, phân đạm nitrat rất thích hợp dùng cho những vùng đất chua, mặn giúp cải tạo pH đất hiệu quả.

3. Vai trò của đạm nitrat đối với cây trồng

a. Đạm nitrat là nguồn dinh dưỡng đạm cho cây trồng

Đạm nitrat có thể xem là một nguồn phân bón đạm chính cho nhiều loài thực vật. Nó được đồng hóa thông qua quá trình khử bởi enzyme nitrat reductase (NR) và các enzym khác, dẫn đến cuối cùng là tạo ra các axit amin và các hợp chất nitơ, những thành tố cấu tạo nên sự sống.

Ngoài vai trò là chất dinh dưỡng của đạm nitrat đối với cây trồng đã được chứng minh là hoạt động như một phân tử tín hiệu, kiểm soát nhiều khía cạnh của sự phát triển và trao đổi chất ở thực vật.

b. Đạm nitrat là tín hiệu kích hoạt sự hoạt động của nhiều gen

Đạm nitrat điều hòa sự biểu hiện của nhiều loại protein cần thiết cho việc sử dụng nó ở cây trồng, như protein vận chuyển nitrat và các enzyme cho sự đồng hóa nitrat.

Ngoài ra còn có các gen liên quan đến sinh tổng hợp axit amin, axit nucleic, RNA, hormon,…Trong vòng vài phút, nitrat có thể điều hòa sự biểu hiện lên tới 1000 gen.

c. Đạm nitrat đóng vai trò tín hiệu trong việc giảm miên trạng (trạng thái ngủ) của hạt

Hạt trước khi nảy mầm ở trong giai đoạn tiềm sinh: hô hấp ở mức thấp nhất, các trao đổi dinh dưỡng không xảy ra, không có sự tổng hợp, không có sự tăng trưởng. Khi gặp các điều kiện thuận lợi như ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, hạt được đánh thức khỏi trạng thái này và bắt đầu quá trình nảy mầm.

Tuy nhiên, nếu các điều kiện đều thuận lợi mà hạt vẫn trong trạng thái tiềm sinh, không nhạy cảm với các điều kiện bên ngoài, thì bây giờ hạt được gọi là ở trạng thái ngủ.

Đạm nitrat từ lâu đã được biết đến là chất kích thích sự nảy mầm ở nhiều loài thực vật. Các nghiên cứu cho thấy rằng, cây mẹ tích lũy nitrat đầy đủ tạo ra hạt có khả năng ngủ thấp hơn. Cung cấp nitrat ngoại sinh cũng kích thích sự nảy mầm của hạt đang ngủ.

Trong khi cung cấp đạm amoni hay các dạng đạm khác không có hiệu ứng này. Vì vậy, có thể nói nitrat hoạt động như một phân tử tín hiệu hỗ trợ cho sự nảy mầm. Tín hiệu này có thể liên quan đến sự tương tác với con đường axit abscisic hoặc gibberellin.

Xem thêm: 4 LÝ DO NÊN SỬ DỤNG KẾT HỢP CẢ ĐẠM AMONI VÀ ĐẠM NITRAT

d. Đạm nitrat và sự tăng trưởng diện tích bề mặt lá

Ngoài cung cấp dinh dưỡng, phân đạm nitrat là một anion thẩm thấu quan trọng cho sự giãn nở tế bào lá. Nitrat cũng tham gia vào một chuỗi truyền tín hiệu điều hòa phát sinh hình thái lá thông qua con đường cung cấp cytokinin từ rễ cho chồi.

Cytokinin được biết đến là một hormon điều hòa sinh trưởng thực vật quan trọng, được sản xuất chủ yếu ở rễ. Cytokinin có thể kích thích cả sự phân chia và sự giãn nở tế bào. Có thể nói việc tăng diện tích bề mặt lá là nhờ vào số lượng tế bào nhiều hơn và giãn nở to hơn.

e. Đạm nitrat điều hòa sự phát triển của rễ

Phân đạm nitrat đóng vai trò quan trong trong sự tăng trưởng, phát triển và hình thái bộ rễ, đặc biệt là sự phát triển của rễ bên. Nồng độ nitrat cao đồng nhất trong môi trường sinh trưởng ức chế sự kéo dài của rễ bên, xảy ra ngay sau khi xuất hiện mầm rễ bên, nhưng trước giai đoạn kích hoạt mô phân sinh, dẫn đến tổng thể các rễ bên rất ngắn, từ 0.2 – 0.5mm. Sự ức chế này có liên quan đến sự tích tụ của nitrat và các chất đạm chuyển hóa bên trong cây.

Trong điều kiện nitrat khả dụng tương đối thấp và phân bố đồng đều, sẽ kích thích sự phát triển của rễ bên. Nhưng khi thiếu đạm trầm trọng, cả sự hình thành và kéo dài của rễ bên đều bị ức chế.

Xem thêm: ĐẠM NITRAT VÀ AMONI ẢNH HƯỞNG ĐẾN pH VÙNG RỄ NHƯ THẾ NÀO? ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Khi đạm nitrat phân bố trong môi trường sinh trưởng không đồng nhất với các vùng chứa nitrat cao cục bộ, sẽ kích thích kéo dài các rễ bên có sự tiếp xúc trực tiếp với nitrat. Kết quả là rễ bên được kéo dài về phía có nhiều nitrat, còn các hướng còn lại hạn chế phát triển để tiết kiệm năng lượng.

4. Ưu điểm của đạm nitrat so với đạm amino và đạm urê

Phần lớn các loài thực vật trên cạn sử dụng đạm nitrat làm nguồn đạm chính. Đạm nitrat có tính di động trong đất cao, điều này giúp cây trồng hấp thụ đạm hiệu quả cao.

Hiệu quả hấp thụ đạm nitrat của cây trồng tốt hơn so với hấp thụ amoni. Thí nghiệm trên đất cát và đất mùn khi bón KNO3 và (NH4)2SO4 thì sự hấp thụ đạm là cao nhất trong đất cát (hiệu suất 60%) khi sử dụng KNO3 và 40% với (NH4)2SO4.

Ion nitrat (NO3-) có điện tích âm nên thúc đẩy cây trồng hấp thu các ion dương như K+, Ca2+ và Mg2+ và các ion kim loại khác như Cu2+, Fe2+, Zn2+..., trong khi amoni (NH4+) cạnh tranh và làm giảm sự hấp thụ của các cation quan trọng này. Đạm nitrat còn giúp hạn chế hấp thụ các yếu tố có hại, chẳng hạn như nguyên tố clo.

Đạm nitrat được cây trồng sử dụng nhiều hơn ở giai đoạn trưởng thành, ra hoa tạo quả. Sự chuyển đổi nitrat thành axit amin xảy ra trong lá và được cung cấp năng lượng bởi quang hợp. Do đó, quá trình này là một quá trình năng lượng thấp. Trong khi, quá trình chuyển đổi đạm amoni diễn ra trong rễ và cần sự tham gia của carbohydrate. Do đó làm ảnh hưởng tiêu cực các quá trình sinh trưởng của quả, do giai đoạn này quả cần tích lũy nhiều carbohydrate.

Đạm nitrat là nguồn đạm tối ưu duy nhất cho canh tác môi trường giá thể. Trong canh tác giá thể cần tránh đạm ure và hạn chế đạm amoni vì nguồn đạm này làm giảm pH đất đồng thời sinh khí NH3 gây cháy rễ.

Cung cấp đạm Canxi nitrat, Magie nitrat, Kali nitrat,… khi cây có dấu hiệu thiếu các nguyên tố kim loại tương ứng vì ion nitrat giúp tăng cường sự hấp thụ của các ion kim loại. Ví dụ, cây cà chua và cây ớt đều dễ bị thối hoa, do thiếu Canxi trong quả. Trong điều kiện như vậy, cần cung cấp dinh dưỡng ngay lập tức. Bất kỳ sự giảm hấp thu Canxi nào đều trở nên nguy hiểm và do đó việc sử dụng NH4+ cũng trở nên rủi ro.

Đạm nitrat không dễ bay hơi giống như đạm amoni, vì vậy bà con nông dân không cần tốn công lấp đất sau khi bón phân.

Đạm nitrat có thể được cây hấp thụ trực tiếp mà không cần trải qua quá trình chuyển đổi khác, như trường hợp của đạm urê.

Đạm nitrat không giải phóng ion (H+) gây chua đất, giảm độ pH của đất.

5. Cơ chế chuyển hóa đạm nitrat của cây trồng

Rễ cây hấp thụ nitơ ở các dạng ion NH4+ và NO3-. Quá trình chuyển hóa đạm trong tế bào thực vật gồm 2 quá trình: quá trình khử nitrat và quá trình đồng hóa amoni.

Quá trình khử nitrat

Quá trình khử nitrat trong mô rễ và mô lá của cây, được hoạt hóa bởi các nguyên tố Mo và Fe.

NO3- (nitrat) → NO2- (nitrit) → NH4+ (amôni).

Quá trình khử cần sự tham gia của các enzym khử - reductase

NO3-­­ + NAD(P)H + H+ +2e- → NO2- + NAD(P)+ + H2O

NO2- + 6 Ferredoxin khử + 8H+ + 6e- → NH4+ + 2H2O

Ý nghĩa: Hạn chế tích lũy nitrat dư thừa và gây hại trong tế bào thực vật

Quá trình đồng hóa amoni trong mô thực vật

Quá trình đồng hóa NH4+ diễn ra theo 3 con đường:

Amin hóa trực tiếp các axit xêtô để tạo các axit amin cần thiết.

Axit xêto + NH4+ → Axit amin.

Ví dụ: Axit α-xetoglutaric + NH4+ → Axit glutamic

Chuyển vị amin

Axit amin + axit xêto → axit amin mới + axit xêto mới

Ví dụ: Axit glutamic + Axit piruvic → Alanin + Axit α-xetoglutaric

Hình thành amit: là con đường liên kết phân tử NH3 với axit amin đicacboxilic.

Axit amin đicacboxilic + NH4+ → amit

Ví dụ: Axit glutamic + NH4+ → Glutamin

Ý nghĩa của sự hình thành amit: Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng. Đó là cách giải độc NH3 tốt nhất (NH3 tích luỹ sẽ gây độc cho tế bào). Amit là nguồn dự trữ NH3 cho quá trình tổng hợp axit amin khi cần thiết.

Xem thêm: TỶ LỆ AMONI - NITRAT ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG THUỶ CANH, GIÁ THỂ

6. Cách sử dụng đạm nitrat để đạt hiệu quả cao nhất

Đạm nitrat có nhiều ưu điểm, mang lại nhiều lợi ích trong canh tác nông nghiệp. Tuy nhiên, để sử dụng đạm nitrat hiệu quả cao nhất, bà con nông dân cần lưu ý một số điều sau:

Không bón phân đạm nitrat khi trời mưa, để tránh rửa trôi dinh dưỡng gây lãng phí thời gian, công sức và tiền bạc.

Đạm nitrat có đặc tính dễ tan nên bà con cần bảo quản đạm nitrat ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp hoặc nơi có độ ẩm quá cao.

Đạm nitrat tan tốt trong nước, có thể dùng phân đạm nitrat như phân bón lá.

Cung cấp đủ lượng đạm nitrat tùy thuộc vào nhu cầu của từng loại cây trồng. Cây trồng chứa nhiều carbohydrate như khoai lang, khoai tây,… ưa đạm amoni hơn, và bón tỉ lệ amoni cao có thể mang lại hiệu quả tốt hơn. Ví dụ khoai tây phát triển tốt hơn ở tỉ lệ 3 amoni : 1 nitrat. Ngược lại, cây trồng chứa carbohydrate thấp như bắp ngô, hướng dương ưa phân nitrat hơn.

Cung cấp đủ lượng đạm nitrat tùy thuộc vào nhu cầu của từng giai đoạn sinh trưởng của cây. Ở giai đoạn cây con, cây trồng thích sử dụng đạm amoni, trong khi đạm nitrat được cây trồng ưa chuộng hơn ở giai đoạn trưởng thành, ra hoa tạo quả.

Trong canh tác cây trồng bằng phương pháp thủy canh, lượng NH4+ tiêu chuẩn được thêm vào dung dịch dinh dưỡng trong khoảng 5 đến 10% tổng lượng đạm. Ví dụ, đối với hoa hồng, tỷ lệ đạm amoni có xu hướng gần hơn 25% trong giai đoạn sinh dưỡng, trong khi đối với dưa hấu, lượng đạm amoni gần như không cần thiết trong quá trình phát triển của quả.

7. Các biện pháp canh tác để giảm thiểu sự tích tụ và dư thừa nitrat

Bón thừa đạm nitrat ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn làm gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước, tăng nguy cơ thất thoát đạm gây lãng phí cho người nông dân. Một số biện pháp sử dụng đạm hiệu quả, giảm thiểu tối đa sự tích tụ và dư thừa nitrat trong nông sản như:

(1) Sự tích lũy nitrat trong thực vật có thể giảm bớt bằng cách kết hợp phân bón gốc nitrat bằng phân bón gốc amoni, urê hoặc phân đạm hữu cơ để tránh nồng độ nitrat quá cao.

(2) Lựa chọn các giống cây trồng có khả năng tích lũy nitrat thấp.

(3) Hạn chế bón phân vào thời điểm nắng gắt, nhiệt độ cao, đất khô hạn sẽ làm thúc đẩy sự tích lũy nitrat trong nông sản. Cung cấp đủ nước cho cây trồng sau khi bón phân.

(4) Không bón phân đạm nitrat ít nhất 5 ngày trước khi thu hoạch.

(5) Kali cũng đóng vai trò quan trọng trong sự hấp thụ và chuyển hóa nitrat trong cây. Nguyên tố Mo có vai trò trong hoạt động của enzym nitrat reductase trong quá trình chuyển hóa nitrat thành nitrit. Ở những cây trồng thiếu Mo có hàm lượng nitrat dư thừa cao.

8. Các loại phân bón có chứa đạm nitrat

a. Phân bón Amoni nitrat

Công thức hóa học của phân Amoni nitrat: NH4NO3

Hình dạng ngoại quan: dạng tinh thể, màu vàng xám, dễ chảy nước.

Thành phần dinh dưỡng của phân Amoni nitrat: đạm tổng số (33-35%) ở cả hai dạng: NH4+ (16.5-17.5%) và NO3- (16.5-17.5%)

Độ tan trong nước: 100%

Ứng dụng trong nông nghiệp: phân bón gốc và phân bón lá

Phân Amoni nitrat có 2 ưu điểm chính: không làm chua đất, hiệu suất cao ngay cả với đất khô hạn, thiếu nước. Loại phân này đem lại hiệu suất cao tốt so với những cây ưa nitrat như bông, đay, mía, những loại cây lấy củ, cafe, cao su đặc, cây ăn quả lưu niên.

Nhược điểm: là loại phân dễ hút ẩm, nên khó bảo quản, dễ hòa tan nên rất dễ bị rửa trôi, không thích hợp với đất nhẹ, những vùng mưa nhiều. Phân Amoni nitrat không phù hợp để bón cho lúa nước, vì điều kiện canh tác ngập nước sẽ gây hiện tượng phản nitrat hóa làm giảm hiệu quả sử dụng phân bón.

Xem chi tiết về: Phân bón amoni nitrat là gì? Ứng dụng trong nông nghiệp

b. Phân bón Canxi nitrat

Công thức hóa học phân Canxi nitrat: 5Ca(NO3)2.NH4NO3.10H2O.

Hình dạng ngoại quan: dạng hạt màu trắng, dễ tan trong nước.

Thành phần dinh dưỡng phân Canxi nitrat: 15-15,5% đạm nitrat (NO3-) và 25-26% canxi (CaO).

Ứng dụng của Canxi nitrat trong nông nghiệp:

Canxi nitrat có tính kiềm mạnh, giúp cải thiện pH ở những vùng đất chua. Phân Canxi nitrat còn giúp hạ phèn, khử mặn, ngăn cản sự thoái hóa đất, tăng độ thấm của đất, giảm độc sắt, nhôm và mangan.

Tuy nhiên, bón quá nhiều Canxi vào đất sẽ làm đất có độ kiềm cao, ảnh hưởng đến sự hấp thu các chất dinh dưỡng khác của cây. Do đó cần phải xác định đúng thời điểm và lượng Canxi bổ sung vào đất.

Xem chi tiết: Phân bón canxi nitrat và ứng dụng trong nông nghiệp

c. Phân bón Magie Nitrat

Công thức hóa học phân Magie nitrat: Mg(NO3)2

Hình dạng ngoại quan: hạt tinh thể trong suốt, dễ tan trong nước.

Thành phần dinh dưỡng phân Magie nitrat: 13 – 15% đạm nitrat và 8% MgO dễ tan.

Ứng dụng của Magie nitrat trong nông nghiệp:

Magie nitrat giúp hệ rễ tăng trưởng mạnh, tăng năng lực hấp thu nước cho quy trình tổng hợp chất diệp lục, rút ngắn thời hạn sinh trưởng của cây .

Magie nitrat có thể được sử dụng làm phân bón lá, do tính dễ tan trong nước, không chứa Clo, Nitơ và những sắt kẽm kim loại nặng khác .

d. Phân bón Kali nitrat

Công thức hóa học phân Kali nitrat: KNO3

Hình dạng ngoại quan: hạt màu trắng.

Độ tan trong nước: 316g/L (20oC)

Thành phần dinh dưỡng phân Kali nitrat:13% đạm nitrat và 44-46% K2O .

Ứng dụng của Kali nitrat trong nông nghiệp:

Kali nitrat được sử dụng trong điều kiện cần nguồn dinh dưỡng hoà tan cao, không chứa clorua giúp tăng hiệu suất và nâng cao chất lượng co những loại cây xanh, hoa quả …

Phân Kali nitrat cũng được phun lên lá cây để kích thích các quá trình sinh lý hoặc để khắc phục sự thiếu hụt chất dinh dưỡng.

Kali nitrat có thể sử dụng cùng các loại phân bón khác mà không tạo ra kết tủa làm tắc nghẽn hệ thống tưới nhỏ giọt hoặc vòi phun. Vì vậy phân Kali nitrat nên được sử dụng trong các dung dịch dinh dưỡng ở hệ thống tưới.

Xem chi tiết: Phân bón kali nitrat và ứng dụng trong nông nghiệp

Tổng hợp

Đạm nitrat đóng vai trò vô cùng quan trọng đến năng suất và chất lượng cây trồng. Hi vọng những thông tin chi tiết và bổ ích của Funo.vn cung cấp sẽ giúp bà con nông dân sử dụng đạm nitrat hiệu quả. Mọi thắc mắc hoặc nhu cầu tư vấn kỹ thuật, bà con vui lòng liên hệ đến hotline 0911.311.100 để được giải đáp ngay nhé! Funo.vn chúc bà con nông dân mùa màng bội thu.