Mở đầu: Nước và chất khoáng có vai trò gì đối với thực vật? Chúng được thực vật hấp thụ và sử dụng như thế nào?
Nước và khoáng là những yếu tố thiết yếu đối với thực vật. Nước đóng vai trò trong các quá trình sinh lý như quang hợp, hô hấp và trao đổi chất, trong khi chất khoáng cung cấp các ion quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây.
I. VAI TRÒ CỦA NƯỚC VÀ KHOÁNG
Nước tham gia vào nhiều quá trình sinh lý của thực vật như quang hợp, hô hấp tế bào, duy trì áp suất tế bào, giúp cây duy trì hình dáng và cân bằng nước. Chất khoáng cung cấp các ion như N, P, K, Mg cho các quá trình nhú phân báo, sinh trưởng và phát triển.
II. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT
Câu 1. Nước tham gia vào những hoạt động, quá trình sinh lý nào trong đời sống của thực vật?
Nước tham gia vào quang hợp bằng cách cung cấp hydro cho quá trình tổng hợp glucôzơ, duy trì độ mạch cho các tế bào, giúp cây duy trì cân bằng nước. Nước còn là dung môi hòa tan nhiều chất trong cây và tham gia vào việc vận chuyển các chất trong cây.
Câu 2. Thực vật hấp thụ nước và ion khoáng theo những cơ chế nào? Làm thế nào để nhận biết được triệu chứng thiếu khoáng ở cây trồng?
Thực vật hấp thụ nước qua rễ bằng cách thẩm thấu thụ động hoặc thụ động. Ion khoáng được hấp thụ qua tế bào lông hút bằng cách khuếch tán hoặc vận chuyển tích cực. Triệu chứng thiếu khoáng bao gồm các biểu hiện như lá vàng, cây phát triển chậm, hoa quả kém.
Câu 3. Trình bày quá trình trao đổi nước và khoáng ở nhóm thực vật trên cạn bằng cách hoàn thành bảng mẫu sau vào vở:
Quá trình trao đổi nước diễn ra bằng việc hấp thụ nước từ đất qua rễ, sau đó vận chuyển qua mô gỗ và đi khắp cây. Khoáng hút qua rễ, tích tục chuyển qua màng tế bào và phân phối đến các bộ phận cần thiết.
Câu 4. Thực vật điều tiết quá trình thoát hơi nước theo cơ chế nào?
Thoát hơi nước được điều tiết qua các khí khổng nằm trên lá. Khi khí khổng mở, nước bốc hơi, tạo động lực hút nước từ rễ. Cây điều tiết quá trình này bằng cách điều chỉnh độ mở khí khổng qua tế bào bào vệ.
III. DINH DƯỠNG NITROGEN
Câu 1. Khi bón quá nhiều phân đạm cho một số loại cây ngũ cốc như lúa, ngô thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? Giải thích?
Bón quá nhiều phân đạm làm cây tăng sinh trưởng lá, nhưng giảm sự hình thành hoa quả, dẫn đến nạn đổ ngã do cây quá cao và yếu.
Câu 2. Dựa vào sơ đồ Hình 2.9 trang 16, kể tên các nguồn cung cấp nitrogen cho cây. Cho biết thực vật có thể sử dụng trực tiếp nitrogen tự do có trong không khí hay không?
Các nguồn cung cấp nitrogen gồm: khí quyển (N2), chất hữu cơ phân hủy trong đất, và phân bón. Thực vật không thể sử dụng trực tiếp N2 trong không khí, nhưng phải nhờ vào vi khuẩn cố định đạm biến đổi N2 thành NH4+ hoặc NO3-.
Câu 3. Nitrogen vô cơ (NH4+, NO3-) cây hấp thụ vào được chuyển hóa thành nitrogen trong các hợp chất hữu cơ (amino acid, protein, ...) theo những cách nào?
Nitrogen vô cơ hấp thụ qua rễ được sử dụng trong quá trình tổng hợp amino acid, protein và các hợp chất hữu cơ khác. NO3- được khử hoạt động enzym nitrate reductase biến đổi thành NH4+, sau đó được chế hoá thành amino acid nhờ enzym glutamine synthetase.
IV. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỚNG Đến HOẠT ĐỘNG TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ DINH DƯỠNG KHOÁNG
Câu 1. Các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động trao đổi nước và khoáng ở thực vật?
Nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và đất đều ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nước và khoáng. Nhiệt độ cao làm gia tăng thoát hơi nước, đất khô cản trở khả năng hút nước, trong khi đất giàu dinh dưỡng sẽ giúp cây sinh trưởng tốt.
V. ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NƯỚC VÀ KHOÁNG Ở THỰC VẬT TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
Câu 1. Trong hoạt động tưới nước, cần lưu ý gì để đảm bảo trạng thái cân bằng nước cho cây?
Trong hoạt động tưới nước, đảm bảo trạng thái cân bằng nước cho cây là vô cùng quan trọng để duy trì sự sinh trưởng và phát triển. Việc tưới nước cần phụ thuộc vào loài cây, điều kiện sinh trưởng và giai đoạn sinh trưởng. Tưới quá nhiều nước có thể làm ngập úng rễ cây, gây thiếu oxy và chết rễ. Ngược lại, tưới quá ít làm cây thiếu nước, khô héo và giảm năng suất. Cân nhắc lịch tưới phù hợp và dùng các biện pháp như tưới nhỏ giọt hoặc tưới theo rãnh để hạn chế lãng phí nước. Ngoài ra, cần chú ý thời điểm tưới, vào buổi sáng sớm hoặc chiều muộn, tránh tưới giữa trưa nóng bức.
Câu 2. Việc bón quá ít hoặc quá nhiều phân bón sẽ ảnh hưởng như thế nào đến đất và cây trồng?
Việc bón quá ít phân bón khiến cây trồng thiếu dinh dưỡng, sinh trưởng chậm và giảm năng suất. Cây trồng thiếu chất dinh dưỡng sẽ biểu hiện qua các triệu chứng như vàng lá, còi cọc hoặc giảm khả năng chính sinh. Ngược lại, bón quá nhiều phân bón làm gia tăng nguy cơ tích tụ axit hoặc kiềm trong đất, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và tác động xấu đến vi sinh vật có ích trong đất. Cây có thể bị ép chết do dư thừa muối khoáng hoặc ngộ độc khi các ion kim loại tích tụ quá mức.
LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG
Câu 1. Trong tự nhiên, ở một số cây trồng như cà rốt, khoai tây, ... chất dự trữ trong củ sẽ được vận chuyển lên các cơ quan phía trên trong giai đoạn sinh trưởng, phát triển nào của thực vật?
Chất dự trữ trong củ như cà rốt, khoai tây, ... sẽ được vận chuyển lên các cơ quan phía trên như thân, cành, hoa và hạt trong giai đoạn sinh trưởng và sinh sản. Giai đoạn này, các chất dự trữ được huy động để cung cấp năng lượng và nguồn nguyên liệu cho các quá trình hình thành hoa, hạt hoặc quả.
Câu 2. Khi rễ cây bị ngập úng trong thời gian dài, cây trồng có biểu hiện như thế nào? Giải thích.
Khi rễ cây bị ngập úng trong thời gian dài, cây trồng thường biểu hiện bằng các triệu chứng như héo, vàng lá, rụng lá và có thể chết. Nguyên nhân do ngập ùng làm giảm khả năng hô hấp của rễ, dẫn đến thiếu oxy cho các tế bào rễ. Ngoài ra, việc ngập úng còn gây tích tụ các chất độc hại như ethanol và axit lactic, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sinh trưởng và trao đổi chất.
Câu 3. Giải thích tại sao trong trồng trọt, phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh, ...) thường được sử dụng để bón lót (bón vào đất trước khi gieo trồng), trong khi các loại phân vô cơ (đạm, kali) được dùng để bón thúc.
Phân hữu cơ thường được dùng để bón lót vì chúng cung cấp dinh dưỡng một cách từ từ và lâu dài, đồng thời cải thiện kết cấu đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng. Phân hữu cơ cần thời gian phân hủy trước khi các chất dinh dưỡng được cây hấp thụ. Ngược lại, phân vô cơ cung cấp dinh dưỡng nhanh chóng, phù hợp cho việc bón thúc trong giai đoạn cây sinh trưởng nhanh hoặc đang tạo quả.
