Dinh dưỡng nitơ ở thực vật

1. Vai trò sinh lí của nitơ đối với thực vật

- Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật. Nitơ được rễ cây hấp thụ từ môi trường ở dạng NH₄⁺ và NO₃^-. Trong cây NO₃^- được khử thành NH₄⁺.

- Nitơ có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật:

• Vai trò chung: Đảm bảo cho cây sinh trưởng và phát triển tốt
• Vai trò cấu trúc: Tham gia cấu tạo nên các phân tử protein, enzim, coenzim, axit nucleic, diệp lục, ATP… Nitơ có trong các chất điều hòa sinh trưởng → Dấu hiệu khi cây thiếu Nitơ là cây sinh trưởng kém, xuất hiện màu vàng nhạt trên lá; thừa N, cây phát triển quá nhanh, dễ lốp, đổ.
• Vai trò điều tiết: Tham gia điều tiết các quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tế bào và ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào.

→ Nitơ có vai trò quyết định đến toàn bộ các quá trình sinh lý của cây trồng

2. Nguồn cung cấp nitơ cho cây

1. Quá trình khử nitrat (NO₃^- )

- Là quá trình chuyển hoá NO₃^- thành NH₄⁺_, có sự tham gia của Mo và Fe được thực hiện ở mô rễ và mô lá diễn ra qua 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: NO₃^- (nitrat) được khử thành NO₂^- (nitrit), được xúc tác bởi enzim nitrat reductaza.

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

• Giai đoạn 2: NO₂^- (nitrit) được khử thành NH₄⁺ (amoni) được xúc tác bởi enzim nitrit reductaza.

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

- Điều kiện cho quá trình khử nitrat:

• Có các enzim đặc hiệu xúc tác cho các phản ứng
• Có các lực khử mạnh

- Ý nghĩa: hạn chế sự tích lũy nitrat trong các bộ phận của cây

2. Quá trình đồng hoá NH₄⁺ trong mô thực vật

Theo 3 con đường:

* Amin hoá trực tiếp các axit xêto tạo axit amin:

Axit xêto + NH₄⁺ → Axit amin.

Vd: Axit α- xetoglutaric + NH₄⁺ + NADH₂ → Axit glutamic + H₂O + NAD⁺

* Chuyển vị amin:

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

Vd: 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

Vd: Axit glutamic + NH₄⁺ → Glutamin

→ Sự hình thành amit có ý nghĩa sinh học quan trọng

+ Đó là cách giải độc NH₃ tốt nhất (NH₃ tích luỹ lại sẽ gây độc cho tế bào)

+ Amit là nguồn dự trữ NH₃ cho quá trình tổng hợp a. amin khi cần thiết.