Phosphor là một trong 17 chất dinh dưỡng chính không thể thay thế cho sự sinh trưởng phát triển cây. Do vậy, cung cấp đầy đủ phosphor là một yêu cầu quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Phospho được xếp vào loại dinh dưỡng chính, điều này còn có nghĩa là nó thường xuyên bị thiếu trong việc sản xuất cây trồng và cây trồng cần một lượng lớn trong qúa trình sinh trưởng phát triển. Tổng lượng phospho nguyên chất trong sản xuất nông nghiệp cần khoảng 0,1-0,5 %.
Phospho (P) là yếu tố quan trọng trong sinh trưởng cây trồng và nó được tìm thấy trong tất cả các tế bào sống của cây trồng. Đóng vai trò quan trọng trong nhiều chức năng của cây trồng như: sự vận chuyển năng lượng, quang hợp, sự vận chuyển đường và tinh bột, sự vận chuyển chất dinh dưỡng trong khắp cơ thể cây trồng và di truyền lại các đặc tính của gen từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Sự hấp thu và vận chuyển Phospho
Phosphor được hấp thu vào cây trồng qua lông hút của rễ cây, đầu rễ cây và lớp ngoài cùng của rễ cây. Sự hấp thu của P cũng được tạo điều kiện của các vi khuẩn cộng sinh nó sinh trưởng phối hợp với nhiều loại cây trồng. Phospho hấp thu chủ yếu dưới dạng ion orthophosphate (H2PO4–) nhưng có một ít hấp thu qua ion H2PO42- , sự hấp thu ion H2PO42- này càng tăng trong trường hợp pH đất tăng cao.
Trong cây trồng, chất phosphor có chứa trong rễ, hoặc được di chuyển lên các bộ phận bên trên của cây. Qua nhiều phản ứng hóa học khác nhau, Phosphor được tham gia hình thành nên các hợp chất hữu cơ như: các nucleic acid (DNA và RNA), các phosphoprotein, các phospholipid, các đường phosphate, các enzyme và các hợp chất phosphor giàu năng lượng như chất andenosine triphosphate (ATP). Phosphor hiện diện dưới dạng ion phosphate hữu cơ và vơ cơ và nó di chuyển khắp thân cây trồng nơi mà các phản ứng hóa học cần phospho hơn nữa.
Quang hợp = C02+H2O → diệp lục + ánh sáng + phosphor năng lượng → O2 + các carbohydrate
Những phản ứng năng lượng cho cây trồng:
Phosphor đóng một vai trò quan trọng trong hầu hết các phản ứng xảy ra trong cây trồng và quá trình chuyển năng lượng. Phospho năng lượng cao chiếm một phần lớn cấu trúc chất andenosine diphosphate (ADP) và ATP, là nguồn năng lượng chính chi phối nhiều phản ứng hóa học xảy ra trong cây trồng. Khi ADP và ATP chuyển các phosphate năng lượng cao đến các phân tử khác (hay còn gọi là thêm các nhóm phosphor vào các phân tử) là công đoạn cho nhiều quá trình chủ yếu xảy ra trong cây trồng.
Quang hợp
Quang hợp là phản ứng hóa học quang trọng nhất trong tự nhiên. Quang hợp dùng năng lượng ánh sáng và với sự có mặt chất diệp lục nó sẽ tổng hợp nước và carbonic tạo thành các chất đường đơn nhờ những năng lượng chứa trong các chất ATP. Chất ATP chứa nguồn năng lượng cung cấp cho các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào của cây trồng và đường được sử dụng như là những vật liệu xây dựng nên cấu trúc các tế bào và các chất dự trữ bên trong tế bào.
Di chuyển các yếu tồ di truyền
Phosphor là thành phần chủ yếu của các hợp chất là vật liệu xây dựng các gen và nhiễm sắc thể . Vì vậy, phosphor là thành phần chính của quá trình mang tín hiệu mã số di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, cung cấp khuôn mẫu hay bản thiết kế cho các việc sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Cung cấp đầy đủ phosphor cho cây trồng đó là yếu tố quan trọng để phát triển tế bào mới và yếu tố để mang những mã số tín hiệu từ một tế bào này đến tế bào khác khi tế bào mới được hình thành. Một lượng lớn chất phosphor được tìm thấy ở hạt và quả của cây trồng chính nơi đây mà hạt được hình thành và phát triển.
Phosphor cũng là thành phần của chất phytin, mà chất phytin là chất dự trữ của phosphor trong hạt. Hạt cây rau có chứa khoảng 50% chất phosphor, trong hạt ngũ cốc có chứa khoảng 60-70% chất phytin hay những hợp chất tương tự như chất phytin. Nếu không cung cấp đủ phopsphor, hạt giống sẽ có kích thước bé hơn bình thường, số lượng hạt sẽ giảm và ngay cả việc giảm sức sống của hạt.
Vận chuyển chất dinh dưỡng
Tế bào của cây trồng có thể tích lũy chất dinh dưỡng ở mức nồng độ cao hơn ở môi trường đất chung quanh nó. Rễ cây trồng có khả năng hút mạnh chất dinh dưỡng từ môi trường đất chung quanh dù ở đó có nồng độ hiện diện rất thấp.
Sự di chuyển chất dinh dưỡng trong cây trồng phần lớn qua màng tế bào, nó đòi hỏi một năng lượng để vượt qua áp suất thẩm thấu của màng tế bào, và lúc này đây, ATP và các hợp chất phosphor giàu năng lượng cung cấp nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động này.
Sự thiếu phosphor
Nếu cung cấp đủ phosphor thì các quá trình vừa nêu trên hoạt động tốt nhất, đưa đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng diễn ra bình thường.
Khi thiếu phosphor, một hậu quả dễ thấy nhất là sự giảm phát triển về diện tích lá và số lượng lá. Sự phát triển của mần tượt lá non bị ảnh hưởng mạnh hơn bộ rễ nên làm giảm tỉ lệ chất khô giữa mần non/ rễ. Tuy nhiên, thiếu phosphor vẫn ảnh hưởng sự phát triển bộ rễ làm giảm khối lượng rễ, do đó làm giảm khả năng hút nước và các dưỡng chất khác.
Nói chung, thiếu phosphor sẽ làm chậm quá trình sử dung chất carbohydrate, trong lúc đó sự tổng hợp carbohydrate qua quang hợp vẫn tiếp diễn liên tục, việc này đưa đến việc hình thành thừa carbohydrate và lá cây có màu xanh đậm. Ở một vài loại cây trồng, khi thiếu phosphate thi lá cây biến thành màu tím rất điển hình như cây cà chua và cây bắp là hai ví dụ điển hình cho triệu chứng này. Do phosphate di chuyển linh hoạt trong thân cây trồng nên khi có hiện tương thiếu phosphate thì có sự di chuyển phosphate từ những mô già hơn đến các mô tế bào phân sinh trẻ đang hoạt động mạnh, do vậy có hiện tượng triệu chứng thiếu phosphor xuất hiện trên bộ phận già, bộ phận nằm phía dưới của cây trồng. Tuy nhiên, các triêu chứng trên chỉ thấy xuất hiện trên đồng ruộng chứ chưa có ghi nhận làm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng.
Những triệu chứng thiếu phosphor khác như làm kéo dài thời gian sinh trưởng, làm giàm chất lượng sản phẩm nông nghiệp: chất lượng cỏ khô, trái cây, rau màu, hạt ngũ cốc và làm giảm tính chống chịu cây trồng đối với môi trường và các loại sâu bệnh.
Tiêu dùng phosphor trên thế giới
Từ năm 1975 đến năm 1979, lượng tiêu dùng phosphor tên thế giới có giảm, lượng dùng trung bình là 4,3 triệu tấn trong các năm từ 1985-1989, nhưng sau đó lượng dùng có tăng lên 4,95 triệu tấn trong năm 1995.
Tại Mỹ, Bang Illinois dẫn đầu về việc sử dụng phosphor trong năm 1997, tiếp theo là các Bang Iowa, Minnesota và Texas. Có 10 Bang dẫn đầu khác về sử dụng phosphor như Nebraska, California, Indiana, Kansas, Missouri và North Dakota. Trong 10 Bang dẫn đầu này đã sử dụng hết 55% lượng phosphor tiêu dùng toàn nước Mỹ. Canada cũng là quốc gia tiêu thụ nhiều phosphor tiếp theo sau nước Mỹ, năm 1985 đã dùng hết 789.164 tấn P2O5, năm 1991 giảm còn 637.175 tấn, nhưng sau đó lượng dùng này tăng lên 773.370 tấn năm 1997. Khoảng 75% lượng phosphor dùng của Canada tập trung vào các Bang có trồng cỏ chăn nuôi nhiều như: Alberta, Manitoba và Saskhatchewan./.
Trích “Better crops – Volume 83, 1999, No.1”
