Cung cấp đủ lương thực cho bùng nổ dân số thế giới trong điều kiện các nguồn tài nguyên hạn hẹp là một thách thức lớn của nhân loại. Các yếu tố quan trọng nhất để nâng cao năng suất/đơn vị diện tích là cung cấp đủ chất dinh dưỡng và bảo vệ cây trồng chống lại côn trùng và mầm bệnh. Dinh dưỡng cây trồng có tác động mạnh mẽ đến tính nhạy cảm của cây đối với côn trùng và mầm bệnh. Trong đó, Kali (K) đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng phòng vệ sâu bệnh hại cây trồng.
Ảnh hưởng của dinh dưỡng Kali đến các mầm bệnh và côn trùng gây hại
Cây được cung cấp dinh dưỡng Kali đầy đủ sẽ làm giảm tỷ lệ nhiễm nhiều loại sâu bệnh. Do đó, nông dân thường được khuyến cáo bón phân Kali để cải thiện sức khỏe cây trồng. Lợi ích của Kali thể hiện rõ ràng nhất đối với các bệnh do nấm và vi khuẩn (69% trường hợp phân Kali làm giảm tác hại của bệnh).
Nguyên tố Kali cũng làm giảm tác hại của côn trùng (chiếm 63% các nghiên cứu). Trong khi đó, Kali có xu hướng làm trầm trọng những bệnh do nhiễm virus (52% báo cáo sự gia tăng tác hại của bệnh, chỉ 41% số nghiên cứu báo cáo giảm).
Vai trò của Kali trong khả năng chống chịu sâu bệnh hại
Sức đề kháng cơ học (giảm tính toàn vẹn/độ cứng của thành tế bào)
Màng sinh chất vừa là hàng rào vừa là nơi nhận biết những “kẻ xâm lược tiềm tàng”. Các tín hiệu được truyền đi thông qua thay đổi điện thế màng. Sự thay đổi nồng độ Kali bên ngoài có tác động lớn đến điện thế màng vì độ dẫn của màng sinh chất đối với Kali lớn hơn bất kỳ ion nào khác. Kali cũng ảnh hưởng đến các gen liên quan đến tín hiệu Ca2+ (thành phần điện thế màng). Cây được trồng trong điều kiện thiếu Kali hiển thị điện thế màng rất thấp (âm).
Kali cũng góp phần tăng độ cứng của thành tế bào, chống đổ ngã ở nhiều loại cây, đặc biệt là cây ngũ cốc. Thành tế bào cứng hơn sẽ là lớp bảo vệ vững chắc hơn trước sự xâm hại của vi khuẩn, virus, vết cắn côn trùng.
Trao đổi chất (nhiều đường và axit amin trong tế bào chất)
Dinh dưỡng Kali có vai trò quan trọng cho hoạt động của enzym chuyển hóa đường, quang hợp, vận chuyển và phân bố của các chất chuyển hóa sơ cấp (đường, axit amin và axit tricarboxylic) trong mô thực vật. Nồng độ các loại đường hòa tan, axit hữu cơ và axit amin có xu hướng tăng lên ở cây trồng thiếu Kali, do đó tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển của mầm bệnh và thu hút côn trùng.
Cơ chế phòng thủ (hormone)
Dinh dưỡng Kali giúp bảo vệ thực vật đối với mầm bệnh và côn trùng nhờ vào một số loại hormone, đáng chú ý nhất là axit salicylic (SA) và axit jasmonic (JA). Hormone SA là cần thiết cho khả năng phòng chống cục bộ và khả năng kháng bệnh toàn thân để phản ứng với virus, vi khuẩn và nấm.
Trong khi JA là chất trung gian cho các phản ứng đối với nấm và côn trùng, đặc biệt là cảm ứng các chất chuyển hóa thứ cấp có đặc tính chống nấm hoặc ngăn côn trùng. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể phân định rõ ràng các con đường nội tiết tố đến các tác nhân gây bệnh cụ thể.
Kết luận
Dinh dưỡng Kali tác động đến một số quá trình sinh lý và sinh hóa có liên quan đến tính nhạy cảm của thực vật đối với mầm bệnh và côn trùng. Do đó, cung cấp dinh dưỡng Kali đầy đủ cho cây sẽ giảm đầu vào của hóa chất bảo vệ thực vật. Từ đó, bà con nông dân tiết kiệm chi phí sản xuất, an toàn cho sức khỏe và hạn chế ô nhiễm môi trường.
