Kẽm là thành phần đóng vai trò quan trọng giúp cung cấp nguồn dinh dưỡng cho đất và cây trồng. Tình trạng thiếu kẽm xảy ra là mối đe dọa đối với năng suất và sản lượng cây trồng.
Là một trong những loại chất vi dinh dưỡng thiết yếu, kẽm (Zn) là nguyên tố quan trọng cho sự phát triển và sinh trưởng của cây trồng, động vật và kể cả sức khỏe con người. Kẽm thường có mặt trong đất với tỷ lệ 25 – 200 mg Zn/kg ở trọng lượng khô, tồn tại trong không khí với hàm lượng 40 – 100 ng Zn/m3, có trong nước với hàm lượng 3 – 40 mg Zn/l.
Kẽm là một nguyên tố thiết yếu đối với nhiều chức năng sinh lý của cây trồng, làm duy trì tính toàn vẹn chức năng của màng sinh học thực vật và hỗ trợ quá trình tổng hợp chất protein. Kẽm đóng một vai trò hết sức quan trọng trong toàn bộ quá trình: quang hợp, tổng hợp protein và hình thành đường, sinh sản và tạo hạt giống, ngoài ra nó còn điều chỉnh độ tăng trưởng, bảo vệ chống các loại dịch bệnh.
Nếu cây trồng không được cung cấp đủ kẽm sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển khiến năng suất và chất lượng cây trồng giảm. Tình trạng thiếu kẽm ở cây trồng được thể hiện ở những biểu hiện dễ nhận thấy như: thân cây phát triển còi cọc, cây thấp, mắc bệnh úa vàng, lá cây có hình dạng còi cọc khác thường.
Những biểu hiện này thay đổi tùy theo từng loại cây trồng và chỉ thể hiện rõ ở những cây trồng bị thiếu kẽm nghiêm trọng. Trong những trường hợp thiếu kẽm ở mức độ thấp, năng suất cây trồng có thể giảm đến 20% hoặc nhiều hơn mặc dù cây trồng không có những triệu chứng rõ ràng.
Biểu hiện thiếu kẽm ở cây trồng
Theo nghiên cứu của Hiệp hội Kẽm quốc tế (IZA) đã xác định kẽm là yếu tố dinh dưỡng có vai trò quan trọng thứ ba làm ảnh hưởng đến năng suất thu hoạch ngũ cốc, kẽm chỉ đứng sau đạm và lân. Hiện nay, nhiều loại cây trồng đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi tình trạng thiếu kẽm trong nhiều loại đất thuộc các khu vực canh tác nông nghiệp trên thế giới.
Sản lượng những cây lương thực chính như lúa gạo, lúa mì, ngô,… đã và đang bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu kẽm, cũng như nhiều loại hoa quả, rau xanh. Đặc biệt là cây lúa nước rất dễ bị thiếu kẽm bởi việc tưới tiêu thủy lợi thường làm cho thất thoát kẽm trôi ra khỏi đất.
Ngoài ra, việc tưới ngập nước sẽ làm giảm lượng kẽm mà cây trồng có thể hấp thụ được, tăng nồng độ P tan và các chất ion bicacbonat, điều này làm trầm trọng thêm vấn đề thiếu kẽm ở cây trồng. Viện Lúa gạo quốc tế (IRRI) ước tính khoảng 50% đất trồng lúa nước trên thế giới, trong đó có khoảng 35 triệu ha đất tại châu Á, hiện đang bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu kẽm trong đất.
Ngô là một trong những loại cây trồng bị ảnh hưởng nhiều nhất đối với tình trạng thiếu kẽm và có mức hấp thụ kẽm cao nhất trên mỗi ha đất trồng. Nhu cầu về ngô tăng cao để sản xuất thức ăn cho gia súc, gia cầm tại các nước đang phát triển và ngoài ra còn sản xuất etanol tại các nước phát triển đang làm cho tình trạng thiếu kẽm ở loại cây trồng này trở thành một vấn đề nghiêm trọng cần ưu tiên giải quyết.
Trong số những loại cây trồng có mức ảnh hưởng cao đối với tình trạng thiếu kẽm còn có những cây trồng như: đậu, cam quýt, nho, ngô, hành, lúa nước,…
Kẽm có những tương tác rất quan trọng với nhiều loại chất dinh dưỡng khác của cây trồng, trong đó có phốtpho. Hàm lượng P cao trong đất sẽ là nguyên nhân gây ra tình trạng thiếu kẽm ở cây trồng.
Ngoài ra, ở một số trường hợp bón nhiều lượng phân lân có thể dẫn đến giảm nồng độ kẽm của cây trồng. Bên cạnh đó thì phân đạm cũng tác động đến tình trạng hấp thụ chelate vi lượng Zn trong cây trồng bởi nó hỗ trợ sự phát triển của cây trồng và thay đổi nồng độ pH của môi trường rễ cây. Các loại phân đạm như amoni sunphat cũng có tác động làm chua đất và vì vậy ở những cây trồng thích hợp sẽ giúp tăng lượng kẽm mà cây trồng có thể hấp thụ được.
Cây hút kẽm ở dạng Ion hòa tan trong nước.
Kẽm có tác động đến các quá trình sinh lý sinh hóa sau đây: dinh dưỡng khoáng (sự hút dinh dưỡng và sự cố định N) sự hô hấp, sự quang hợp, sự tổng hợp hữu cơ (gluxid, protit, axit nucleic và chất điều hòa sinh trưởng), sự vận chuyển (sự thoát hơ nước và sự chuyển hóa gluxit) sự sinh trưởng (tạo các mô mới) và khả năng chống lạnh chống nóng của cây. Zn ảnh hưởng đến sự tạo thành nhiều loại hợp chất quan trọng trong cây như đường bột, protit, các phootpholipit, vitamin C, auxin, các phenol, tamin, các protein và enzym.
Hàm lượng Zn trong cây thay đổi từ 15-22 mg/kg chất khô. Nhiều cây trồng thể hiện sự cần thiết phải bón kẽm. Các loại cây thể hiện nhu cầu bón nhất là: lúa, ngô, cây ăn quả như cam quýt bưởi chanh, đào, lê, táo. Trong các cây họ đậu thì các cây đậu ăn quả non như đậu cô ve, cô bơ, đậu đũa thường thể hiện sự cần thiết phải bón kẽm.
Dự trữ kẽm trong lớp đất mặt khoảng 120-170kg/ha/ Lượng kẽm dễ tiêu thay đổi theo pH, hàm lượng lân, chất hữu cơ và sét. Kẽm hòa tan nhiều khi pH quá chua hoặc quá kiềm. Trong khoảng pH 6-8, kẽm thường khó hòa tan.
Hiện tượng thiếu Zn thường xảy ra ở đấy có hàm lượng P cao. Nhiều thí nghiệm cho thấy rằng giữa P và Zn trong đất có mối qua hệ rất rõ. Nếu trong đất có nhiều một trong hai yếu tố sẽ làm giảm khả năng cung cấp yếu tố kia. Trong đất thiếu một yếu tố nào đó, bón thêm yếu tố này sẽ dẫn đến sự thiếu yếu tố kia. Vì vậy nên gia thêm thành phần kẽm vào phân lân. Cơ chế của hiện tượng này đến nay còn chưa được nghiên cứu kỹ. Giải thích bằng hiện tượng kết tủa photphat kẽm chưa đủ để làm rõ vấn đề.
Sự thiếu kẽm cũng thể hiện ở nhiều loại đất có hàm lượng hữu cơ cao, đặc biệt là các loại đất bón quá nhiều phân chuồng. Người ta cũng nhận xét thấy sự thiếu kẽm khi đất được tiệt trùng bằng nồi hấp hay foocmalin. Vì vậy người ta cho rằng hiện tượng thiếu Zn xảy ra khi bón phân hữu cơ cũng như khi bón nhiều phân lân là do hoạt động của vi sinh vật. Trong các trường hợp có nhiều P và chất hữu cơ, vi sinh vật hoạt động mạnh và cố định Zn.
Nhiều kết quả nghiên cứu còn cho thấy rằng các khoáng sét và magiê có khả năng hút mạnh kẽm. Vì vậy kẽm di động ít trong đất và ít bị rửa trôi và mất đi. Nhưng các kết quả này cũng lại cho thấy rằng đất nặng, trung tính và kiềm nhiều MgCO3, CaMg(CO2)2 hoặc CaCO3 thường thiếu Zn.
* Biểu hiện của cây trồng thiếu kẽm
+ Xuất hiện chủ yếu trên các lá đã trưởng thành hoàn toàn (lá thứ 2 và 3 từ trên xuống).
+ Ở lúa, sau cấy 15-20 ngày, các đốm nhỏ rải rác màu vàng nhạt xuất hiện trên các lá già sau đó phát triển rộng ra, hợp lại và trở thành màu sẫm, toàn bộ lá trở thành màu đỏ và bị khô đi trong vòng 1 tháng.
* Kẽm trong đất
Hiện tượng Zn thiếu kẽm thường xảy ra ở đất có hàm lượng P cao. Nhiều thí nghiệm cho thấy rằng giữa P và Zn trong đất có mối quan hệ rõ rệt. Nếu trong đất có nhiều một trong hai yếu tố sẽ làm giảm khả năng cung cấp yếu tố kia. Trong đất thiêu một yếu tố nào đó, bón thê yếu tố nào đó sẽ dẫn đến sự thiếu yếu tố kia. Vì vậy nên gia thêm thành phần kẽm vào lân. Cơ chế của hiện tượng này tới nay chưa được nghiên cứu kỹ. Giải thích bằng hiện tượng kết tủa photphat kẽm chưa đủ để làm rõ vấn đề.
Nhiều kết quả thí nghiên cứu còn cho thấy rằng các khoáng sét và các cacbonat canxi và magiê có khả năng hút mạnh kẽm. Vì vậy kẽm di động ít trong đất và ít bị rửa trôi và mất đi. Nhưng các kết quả này cũng lại cho thấy rằng đất nặng, trung tính và kiềm chiều MgCO3, CaMg(CO2)2 hoặc CaCO3 thường thiếu Zn.
1. Kẽm sunfat (ZnSO4.H2O)
2. Kẽm sunfat mono hydrat
Hàm lượng: Zn: 35 %; S: 17 %
Dạng bột màu trắng
3. Kẽm sunfat hydroxit (ZnSO4.4Zn(OH)2)
4. Kẽm clorua (ZnCl2)
5. Kẽm nung chảy với silicat
6. Kẽm oxit (ZnO):
7. Kẽm cacbonat (ZnCO3): Hàm lượng Zn: 52%. Hòa tan tốt trong axit, kiềm và dung dịch muối amoni, không tan trong nước
8. Kẽm sunfit (ZnS): Hàm lượng Zn: 67%; S: 32%
9 . Kẽm phôtphat (Zn3(PO4)2)
Hàm lượng Zn % 45 45 45
The PH value 6-8 5-7 5-7
10.Phân Kẽm Chelate (nEDTA-ZN-15)
Tên hóa học: Ethylenediaminetetraacetic acid, zinc disodium complex
