Sắt (Fe) là một yếu tố vi lượng rất quan trọng đối với sự phát triển và sức khỏe của cây trồng. Dưới đây là những vai trò chi tiết của sắt trong từng khía cạnh cụ thể của quá trình sinh trưởng và phát triển của cây:

1. Quang hợp và sự tổng hợp diệp lục

Sắt là một trong những yếu tố cần thiết cho quá trình hình thành diệp lục, chất màu giúp cây hấp thụ ánh sáng mặt trời để thực hiện quang hợp. Cụ thể:

• Sắt tham gia vào quá trình tổng hợp các protein cần thiết cho việc tạo ra diệp lục. Nếu cây thiếu sắt, quá trình này bị gián đoạn, dẫn đến việc không thể sản xuất đủ diệp lục.
• Hệ quả của việc thiếu diệp lục là lá cây bị vàng (còn gọi là hiện tượng vàng lá do thiếu sắt), trong đó lá non thường bị ảnh hưởng trước tiên. Đặc biệt, trong trường hợp này, chỉ phần lá giữa các gân lá chuyển màu vàng, còn các gân lá vẫn giữ màu xanh.

2. Hô hấp và chuyển hóa năng lượng

Sắt đóng vai trò quan trọng trong chuỗi vận chuyển điện tử, một quá trình cần thiết trong hô hấp của cây. Cụ thể:

• Cây cần sắt để tổng hợp một số enzym quan trọng, đặc biệt là cytochrome, một loại protein chứa sắt tham gia vào quá trình vận chuyển điện tử.
• Nhờ các enzym này, cây có thể chuyển hóa năng lượng từ các hợp chất hữu cơ (được tạo ra trong quá trình quang hợp) thành năng lượng sinh hóa cần thiết để duy trì các hoạt động sống.

3. Sản xuất enzym và protein

Sắt là thành phần của nhiều enzym và protein tham gia vào các quá trình chuyển hóa khác nhau trong cây. Các enzym này bao gồm:

• Ferritin: Là một loại protein dự trữ sắt, giúp cây duy trì nguồn cung sắt ổn định trong thời gian dài.
• Nitrat reductase và nitrit reductase: Hai enzym này tham gia vào quá trình chuyển hóa nitrat thành dạng amoniac, là nguồn nitơ mà cây có thể sử dụng trực tiếp để tạo thành axit amin, giúp tổng hợp protein.
• Aconitase: Đây là một enzym chứa sắt, có vai trò trong chu trình axit citric (chu trình Krebs), giúp cây giải phóng năng lượng từ các hợp chất hữu cơ.

4. Trao đổi chất và dinh dưỡng

Sắt tham gia vào việc điều chỉnh các quá trình trao đổi chất quan trọng trong cây, bao gồm:

• Tổng hợp axit amin: Cây cần sắt để tạo ra các axit amin, là nguyên liệu cơ bản để tổng hợp protein và enzyme.
• Chuyển hóa nitrat và amoniac: Sắt giúp cây chuyển hóa nitrat (NO3-) và amoniac (NH4+), hai dạng phổ biến của nitơ trong đất, thành các hợp chất hữu cơ mà cây có thể sử dụng được.

5. Phát triển và hoạt động của hệ rễ

Sắt cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển và sức khỏe của hệ thống rễ:

• Cây cần sắt để phát triển hệ thống rễ mạnh mẽ, giúp cây hấp thụ nước và dinh dưỡng từ đất hiệu quả hơn. Thiếu sắt có thể làm hệ rễ yếu, kém phát triển, dẫn đến việc cây khó khăn trong việc hút chất dinh dưỡng và nước.

6. Giải độc và cân bằng sắt trong cây

Sắt không chỉ giúp cây hấp thụ và sử dụng dinh dưỡng hiệu quả, mà còn tham gia vào quá trình giải độc:

• Khi cây gặp điều kiện căng thẳng, chẳng hạn như do ô nhiễm kim loại nặng hoặc đất chứa quá nhiều các hợp chất độc hại, sắt giúp điều chỉnh các enzyme có chức năng giải độc và ngăn chặn các phản ứng oxy hóa có hại.

Triệu chứng thiếu sắt ở cây trồng

Khi cây thiếu sắt, nó sẽ biểu hiện một loạt các triệu chứng, phổ biến nhất là:

• Vàng lá: Các lá non trở nên vàng, trong khi các gân lá vẫn giữ màu xanh (hiện tượng gọi là chlorosis). Điều này thường thấy rõ nhất ở các loại cây như cam, quýt, sầu riêng, hoặc các loại cây ăn quả khác.
• Giảm sinh trưởng: Cây phát triển chậm, kém cỏi vì không thể thực hiện đầy đủ các chức năng trao đổi chất và quang hợp.
• Chất lượng nông sản kém: Cây bị thiếu sắt có thể tạo ra hoa quả ít, chất lượng thấp hơn, ảnh hưởng đến năng suất và lợi nhuận.

Giải pháp cung cấp sắt cho cây trồng

Để khắc phục tình trạng thiếu sắt, nông dân có thể sử dụng các giải pháp sau:

• Bón phân chứa sắt: Các loại phân bón chứa Fe (dạng chelated Fe, như Fe-EDDHA, Fe-EDTA) là một trong những cách hiệu quả để cung cấp sắt cho cây, đặc biệt là trong đất kiềm hoặc có pH cao, nơi cây thường khó hấp thụ sắt.
• Điều chỉnh pH đất: Sắt dễ bị khóa trong đất khi pH đất quá cao, vì vậy giảm pH đất (bằng cách thêm lưu huỳnh hoặc các chất hữu cơ khác) có thể giúp cây dễ dàng hấp thụ sắt hơn.

Tóm lại, sắt là yếu tố vi lượng tuy cần với lượng rất nhỏ nhưng lại có vai trò vô cùng quan trọng trong việc giúp cây thực hiện các chức năng sinh lý và phát triển bình thường. Thiếu sắt không chỉ ảnh hưởng đến vẻ ngoài của cây (như vàng lá) mà còn tác động nghiêm trọng đến khả năng sinh trưởng và năng suất của cây trồng.