Bài 30. Trao đổi nước và chất dinh dưỡng ở thực vật

I- Sự hấp thụ nước và chất khoáng ở môi trường ngoài vào rễ

Ở đa số thực vật, sự hấp thụ nước và chất khoáng của cây diễn ra ở các tế bào lông hút (lá tế bào biểu bì biến dạng). Nước và chất khoáng hoà tan trong đất được hấp thụ vào rễ rồi tiếp tục được vận chuyển theo mạch gỗ lên các bộ phận khác của cây (dòng đi lên). 

Sự phát triển của bộ rễ có ảnh hưởng lớn tới quá trình hấp thụ nước và chất khoáng.

II- Sự vận chuyển các chất trong cây

Rễ hấp thụ nước và muối khoáng vào cây, tiếp tục được vận chuyển lên thân và lá cây theo mạch gỗ.

Chất hữu cơ tổng hợp ở lá được vận chuyển theo mạch rây trong thân và cành đến các nơi cần sử dụng hoặc bộ phận dự trữ của cây (hạt, củ, quả).

III- Quá trình thoát hơi nước ở lá

1. Hoạt động đóng, mở khí khổng

Thoát hơi nước diễn ra chủ yếu qua khí khổng ở lá. Cơ chế điều chỉnh sự thoát hơi nước chính là cơ chế điều tiết độ đóng, mở của khí khổng.

• Khi cây đủ nước, tế bào khí khổng trương nước, căng ra làm khí khổng mở rộng khiến hơi nước thoát ra ngoài nhiều.
• Khi cây thiếu nước, tế bào khí khổng sẽ xẹp xuống, khí khổng khép bớt lại khiến hàm lượng hơi nước thoát ra ngoài giảm đi.

2. Ý nghĩa của sự thoát hơi nước ở lá

Thoát hơi nước là động lực đầu trên của dòng đi lên, đóng vai trò như lực kéo giúp vận chuyển dòng nước và các chất khoáng từ rễ lên lá và đến các bộ phận khác của cây trên mặt đất.

Khí khổng mở rộng trong quá trình thoát hơi nước tạo điều kiện cho khí CO₂ đi vào bên trong tế bào lá, cung cấp nguyên liệu cho quá trình quang hợp và giải phóng O₂ ra ngoài không khí. 

Ngoài ra, hơi nước thoát ra ngoài mang theo một lượng nhiệt nhất định giúp hạ nhiệt độ của lá cây bảo vệ lá vào những ngày nắng nóng, đảm bảo cho các quá trình sinh lí diễn ra bình thường.

IV- Một số yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến trao đổi nước và chất dinh dưỡng ở thực vật

• Độ ẩm, hàm lượng khí O₂ trong đất,... ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng ở rễ cây.
• Ánh sáng chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước ở lá với vai trò là tác nhân gây mở khí khổng.
• Nhiệt độ ảnh hưởng đến cả sự hấp thụ nước ở rễ, vận chuyển nước trong thân và thoát hơi nước ở lá.
• Độ ẩm không khí liên quan chặt chẽ đến quá trình thoát hơi nước ở lá, độ ẩm không khí thấp thoát hơi nước diễn ra mạnh.

V- Vận dụng hiểu biết về trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng ở thực vật vào thực tiễn

Ở thực vật, nhu cầu về nước, ánh sáng, chất dinh dưỡng,... khác nhau tuỳ loài, giai đoạn phát triển và điều kiện thời tiết. Vì vậy, để cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, cho năng suất cao cần căn cứ vào những nhu cầu này để tưới nước, bón phân hợp lí.

Ví dụ: Những ngày trời khô hanh, có gió mạnh cần phải bổ sung nhiều nước cho cây; Những loại rau sử dụng thân, lá làm thức ăn như rau cải, rau muống cần nhiều nitrogen (N). 

1. Nước và chất khoảng hoà tan trong đất được các tế bào lông huý hấp thụ vào rễ rồi vận chuyển lên thân cây và lá nhờ mạch gỗ (dòng đi lên). Chất hữu cơ do lá tổng hợp được vận chuyển đến nơi cần dùng hoặc nơi dự trữ nhờ mạch rây (dòng đi xuống).

2. Thoát hơi nước ở lá góp phần vận chuyển nước và chất khoáng trong cây, điều hoà nhiệt độ cơ thể, giúp khí CO₂ đi vào bên trong lá và giải phóng khó O₂ ra ngoài môi trường.

3. Quá trình thoát hơi nước ở lá phụ thuộc vào sự đóng, mở khí khổng.

4. Các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm đất và không khí,... có ảnh hưởng đến sự trao đổi nước và chất dinh dưỡng ở thực vật.

5. Để cây trồng phát triển tốt, cho năng suất cao cần bón phân và tưới nước hợp lí cho cây.