Nếu ví cây trồng là một cỗ máy sống thì sắt (Fe) chính là “bánh răng năng lượng” giúp mọi phản ứng sinh hóa vận hành.
Dù chỉ chiếm 0,005–0,025% khối lượng khô của cây (tương đương 50–250 ppm trong lá), Fe lại giữ vai trò thiết yếu trong quang hợp, hô hấp, tổng hợp diệp lục, đồng hóa nitrat – sulfat và hình thành hormone thực vật.
Thiếu sắt, cây “mất màu xanh”, yếu dần, và giảm nghiêm trọng cả năng suất lẫn chất lượng nông sản.

⚗️ 1. Dạng tồn tại và khả năng hấp thu sắt trong đất

Sắt là nguyên tố vi lượng phổ biến thứ tư trong vỏ Trái Đất, nhưng nghịch lý là cây lại thường bị thiếu sắt.
Nguyên nhân không phải do đất thiếu Fe, mà do độ hòa tan của Fe trong đất cực thấp – nhất là ở đất có pH cao.

🔹 Dạng hóa học:

• Fe²⁺ (Ferrous) – dạng tan, cây hấp thu được.

• Fe³⁺ (Ferric) – dạng không tan, bị oxy hóa, kết tủa thành Fe₂O₃, Fe(OH)₃, cây không hấp thu được.

Ở đất kiềm (pH > 7,2), Fe chủ yếu tồn tại ở dạng Fe³⁺ không tan, gây hiện tượng vàng lá do thiếu sắt.
Ở đất chua (pH < 6,5), Fe tồn tại nhiều ở dạng Fe²⁺, cây dễ hấp thu hơn.

🔹 Cơ chế hấp thu của cây:

Khác với nhiều nguyên tố khác, hấp thu sắt là quá trình chủ động, tiêu tốn năng lượng (ATP).
Cây dùng nhiều cơ chế khác nhau:

• Rễ tiết enzyme ferric-chelate reductase để khử Fe³⁺ → Fe²⁺, rồi hấp thu qua màng rễ.

• Một số cây họ Hòa thảo (như lúa, bắp) tiết ra siderophore – hợp chất hữu cơ đặc biệt có khả năng “kéo” Fe³⁺ tan ra và mang vào rễ.

Sự hấp thu Fe dễ bị ức chế khi đất có:

• Ca²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺ hoặc HCO₃⁻ cao (cạnh tranh vị trí hấp thu).

• Bón thừa vôi hoặc nước tưới chứa nhiều carbonate.

🌿 2. Vai trò sinh lý và sinh hóa của sắt trong cây trồng

Sắt là nguyên tố trung tâm của hàng loạt phản ứng oxi hóa – khử trong tế bào.
Dưới đây là các vai trò chính:

🔸 a. Tham gia hình thành diệp lục và duy trì cấu trúc lục lạp

Fe không nằm trong phân tử chlorophyll, nhưng là yếu tố bắt buộc để tổng hợp diệp lục và duy trì cấu trúc lục lạp (chloroplast).
Khi thiếu Fe, quá trình tổng hợp chlorophyll bị gián đoạn → lá non mất màu xanh, vàng giữa gân lá, biểu hiện điển hình của “iron chlorosis”.

🔸 b. Tham gia vào quang hợp

Fe hiện diện trong hệ thống vận chuyển electron của quang hợp, gồm:

• Ferredoxin (Fe–S protein)

• Cytochrome b₆f complex

• Photosystem I và II electron carriers

Những cấu trúc này giúp truyền electron từ nước sang NADP⁺, tạo ra ATP và NADPH – năng lượng cho tổng hợp đường trong pha tối.

🔸 c. Tham gia hô hấp tế bào

Trong ty thể, Fe nằm trong cytochrome oxidase và succinate dehydrogenase, giúp truyền electron trong chuỗi hô hấp để sinh ATP – “nhiên liệu sống” của cây.

🔸 d. Tham gia quá trình đồng hóa nitrat và sulfat

Fe là cofactor (chất đồng xúc tác) của:

• Nitrate reductase & Nitrite reductase → khử NO₃⁻ → NH₄⁺

• Sulfite reductase → khử SO₄²⁻ → S²⁻
  Các phản ứng này là bước đầu để hình thành amino acid, protein và enzyme – nền tảng của sự sống thực vật.

🔸 e. Tham gia tổng hợp hormone thực vật

Fe là cofactor của enzyme xúc tác tổng hợp các hormone sinh lý:

• Ethylene (chín quả, rụng lá)

• Abscisic acid – ABA (đóng mở khí khổng, chống hạn, điều hòa stress)

• Jasmonic acid (phản ứng phòng vệ)
  Nhờ đó, Fe gián tiếp điều hòa sinh trưởng, phát triển và khả năng chống chịu của cây.

🔸 f. Bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa

Fe nằm trong catalase và peroxidase – enzyme giúp phân hủy H₂O₂ (hydrogen peroxide), ngăn ngừa hư hại tế bào do oxy hoạt hóa (ROS).

⚛️ 3. Các hợp chất và enzyme chứa sắt trong cây

🌱 4. Tính di động và triệu chứng thiếu sắt

🔹 Tính di động

Fe rất kém di động trong cây. Một khi Fe đã cố định trong mô, hầu như không tái phân bố được.
Do đó, triệu chứng thiếu Fe luôn xuất hiện ở lá non trước.

🔹 Biểu hiện thiếu sắt (Iron chlorosis)

• Lá non vàng giữa gân, gân vẫn xanh.

• Thiếu nặng → lá trắng, mô chết, cây còi, lá nhỏ, giảm quang hợp.

• Thường gặp ở:

  • Đất có pH > 7,2 (Fe kết tủa).

  • Đất chứa nhiều vôi, carbonate, hoặc Mn, Ca.

  • Đất bón thừa lân (Fe bị cố định).

• 

🔹 Ngộ độc sắt

Xảy ra ở đất ngập nước hoặc pH < 5, Fe²⁺ tan nhiều → gây đốm nâu trên lá, rễ đen, sinh trưởng kém.

💧 5. Bổ sung sắt – quản lý dinh dưỡng hiệu quả

🔸 Dạng phân Fe phổ biến

• FeSO₄ (sắt sunfat): rẻ nhưng kém hiệu quả ở đất kiềm (vì Fe²⁺ dễ oxy hóa thành Fe³⁺ không tan).

• Fe chelate (EDDHA, DTPA): ổn định hơn, cây hấp thu tốt cả khi pH cao, nhưng khó phân hủy sinh học.

• Fe biochelate tự nhiên: công nghệ mới dùng peptide thực vật để gắn Fe²⁺ – thân thiện môi trường, dễ hấp thu và bền hơn.

🔸 Phương pháp sử dụng

• Phun qua lá: hấp thu nhanh, hiệu quả nhất khi cây đã biểu hiện vàng lá.

• Tưới gốc: cần kiểm soát pH đất để Fe không bị kết tủa.

• Kết hợp hữu cơ: dùng acid humic, amino acid giúp giữ Fe ở dạng tan lâu hơn.

🌍 6. Ý nghĩa nông học và môi trường

Khoảng 25% đất trồng toàn cầu là đất kiềm hoặc trung tính, nơi Fe tồn tại chủ yếu ở dạng không tan.
Thiếu Fe làm giảm năng suất toàn cầu hàng triệu tấn mỗi năm, đặc biệt ở lúa, bắp, cây ăn quả, rau màu, và cây công nghiệp dài ngày.
Việc quản lý dinh dưỡng Fe hiệu quả không chỉ cải thiện năng suất và chất lượng, mà còn góp phần giảm lượng phân bón tổng hợp, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

🌾 KẾT LUẬN

Sắt là nguyên tố vi lượng thiết yếu, trục trung tâm của trao đổi năng lượng và sinh tổng hợp trong cây trồng.
Nó tham gia vào:

• Quang hợp 🌿

• Hô hấp tế bào ⚡

• Đồng hóa nitrat – sulfat 🧬

• Tổng hợp hormone thực vật 🌸

• Bảo vệ tế bào khỏi stress oxy hóa 🌤️

Fe quyết định màu xanh, sức sống, năng suất và chất lượng nông sản.
Quản lý đúng Fe – hiểu đúng pH, dạng tồn tại và cách cung cấp – chính là chìa khóa để cây trồng “khỏe từ rễ đến ngọn”.