Kiến thức về phân bón
SILIC (Si) VÀ VAI TRÒ SILIC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG
0
6772
: 09/01/2015
SILIC (Si) VÀ VAI TRÒ SILIC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG
 
 Silic (Si) là nguyên tố thứ hai phong phú nhất của bề mặt trái đất. Bắt đầu từ năm 1840, nhiều phòng thí nghiệm, nhà kính, những thí nghiệm ngoài đồng ruộng đã cho thấy lợi ích của việc áp dụng phân bón silic cho lúa (Oryza sativa L.), ngô (Zea mays L.), lúa mì (Triticum aestivum L.), lúa mạch (Hordeum vulgare L.), và mía (Saccharum officinarum L.). Phân bón silic có 2 tác động đến hệ thống cây trồng: Tăng cường bảo vệ thực vật chống lại bệnh hại, côn trùng tấn công, điều kiện khí hậu không thuận lợi và tăng độ màu mỡ của đất thông qua cải thiện nước, tính chất vật lý và hóa học đất, và duy trì các chất dinh dưỡng trong thực vật dạng hữu dụng.
 
Silic trong đất
Silic là một nguyên tố phổ biến nhất (chỉ đứng sau oxy) trong vỏ trái đất, với xấp xỉ 32 %. Silic ở dạng khoáng rắn chuyển thành Silic hoà tan (H4SiO4, axit ortho silicic) nhờ axit cacbonic có trong nước mưa, trong nước ngầm và nước sông theo phản ứng sau:
  CaAl2Si2O8 + 2CO2 + 4H2O --> 2Al(OH)3 + Ca2+ + 2SiO2 + 2HCO3
Ở vùng khí hậu nóng ẩm (nhiệt đới và cận nhiệt đới) tốc độ phân giải chất hữu cơ và khoáng vật rất nhanh gây nên sự rửa trôi Silic, có nơi như ở Nipe (Cuba) tầng đất mặt chỉ còn 6 – 7 % SiO2. Các số liệu phân tích đất đỏ ở Ấn Độ và Braxin cũng chứng tỏ SiO2 bị rửa trôi. Tuy nhiên, không phải tất cả đất nhiệt đới đều bị rửa trôi Silic như vậy, vì quá trình rửa trôi Silic không chỉ phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu mà còn phụ thuộc vào quá trình phong hoá và tính chất của đá mẹ. Ở những vùng nhiệt đới ẩm và bán nhiệt đới ẩm, những loại đất có mức độ phong hoá cao, phần lớn Silic dioxit là kết quả của sự phát triển của những loại đất giàu sắt và nhôm oxit và thấp các loại dinh dưỡng cơ bản. Một vài loại đất của những loại đất này như Ultisoil và Oxisoil chiếm khoảng 34 % diện tích của những loại đất của vùng nhiệt đới. Những loại đất này chiếm phần lớn (xấp xỉ 1,66 triệu ha) ở châu Phi, miền Nam và trung tâm châu Mỹ. Đất Hitosol và Entisols cũng chứa hàm lượng thấp Silic. Do kết quả của sự rửa trôi theo chiều sâu, hàm lượng Silic hoà tan trong đất nhiệt đới như là Ultisoil và Oxisoil nhìn chung là có chứa Silic ít hơn đất ôn đới. Điều này có thể là một nguyên nhân chưa được nhận thấy của việc năng suất lúa của nhiều vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới thấp hơn so với đất vùng ôn đới.
Mặc dù phần lớn các loại đất có thể chứa mức độ Silic đáng kể, nhưng do trong quá trình canh tác có thể làm giảm mức độ Silic hữu hiệu đối với cây trồng tới một điểm mà việc cung cấp dinh dưỡng Silic là một sự đòi hỏi để cây trồng cho sản lượng cao nhất. Với sự tăng lên của lượng mưa và quá trình đá ong hoá ở các vùng nóng ẩm và nhiệt đới ẩm, đã được xác định là độ no bazơ và hàm lượng silic có trong đất giảm, trong khi đó có sự tích luỹ thêm của sắt và nhôm oxid.
Trong đất, silic được giải phóng bởi sự phân huỷ các chất khoáng, nhưng một phần là bị mất bởi sự tiêu thoát nước hoặc trong một hệ thống cây trồng mà thường xuyên thu hoạch hoặc đốt cháy. Ngược lại, sự tích luỹ Silic hữu hiệu có thể bắt đầu bằng sự lắng đọng Silic trong nước ngầm theo mạch mao quản, sự bồi tích hoặc hoặc sự lắng đọng khác của nguyên liệu Silic trên bề mặt đất. Khả năng mất Silic do rửa trôi theo chiều sâu xấp xỉ 54,2 kg/ha, gấp xấp xỉ 200 so với ước tính của nhôm (0,27 kg/ha). Lượng silic rửa trôi và do cây trồng hút là rất quan trọng trong việc xác định sự tập trung của Silic trong đất. Tuy vậy, sự tích lũy của Silic hoà tan trong đất là chưa được xác định rõ ràng. Sự thay đổi của độ ẩm của đất có tác động đến sự tập trung của Silic trong dung dịch đất hơn là sự tác động của các quá trình khác.
Thạch anh trong đất bị mất là do các yếu tố thời tiết, do đó sự lo lắng của trạng thái cân bằng Silic chắc chắn sẽ xảy ra và điều này làm giảm sự tích luỹ của Silic hữu hiệu. Trong các loại đất, Thach anh nhìn chung tập trung nhiều nhất trong cát và đất cát pha thịt, thứ hai là cát pha sét. Mẫu chất của đất nhìn chung mà thô thì sẽ có hàm lượng Thạch anh lớn. Thạch anh trong đất có ít sét nhìn chung thay đổi từ 0 - 250 g/kg đất và được quyết định bởi mẫu chất và mức độ phong hoá; mặc dù nó có thể ở mức cao 750 – 850 g/kg đất. Nhìn chung, đất đã phong hoá hoàn toàn có hàm lượng Thạch anh thấp nhất (Naraya. K.S và ctv, 1999).
 
Silic trong cây
Cây trồng hấp thu Silic
Phân tích mô từ nhiều loại thực vật cho thấy nồng độ silic từ 1 đến 100 g Si 1-kg trọng lượng khô, tùy thuộc vào loài thực vật. So sánh các giá trị này với các yếu tố như phốt pho, nitơ, canxi, và những chất khác cho thấy silic có lượng tương đương. Cây hấp thụ silic ở dạng acid monosilicic, còn được gọi là orthosilicic acid [H4SiO4]. Lượng silicon được mía hấp thụ (300 – 700 kg/ha), gạo (150-300 kg/ha), và lúa mì (50 - 150 kg/ha). Cây trồng hấp thụ mức trên trung bình 50 - 200 kg/ha, giá trị này cây không thể hấp thụ bằng hấp thụ thụ động (khuếch tán hoặc khối lượng dòng chảy) vì trong 20 cm trên lớp đất chỉ chứa trung bình 0,1 - 1,6 kg/ha acid monosilicic. Một số kết quả đã cho thấy rằng rễ lúa có khả năng tập trung Silic từ các dung dịch bên ngoài

Những dạng silic trong cây
Về cơ bản, cây trồng hấp thu silic ở dạng axit monosilicic hoặc anion của nó. Trong cây, silicon được vận chuyển từ rễ đến chồi bằng dòng vận chuyển trong xylem. Monosilicic acid hòa tan có thể thâm nhập qua màng tế bào thụ động. Hoạt động vận chuyển của monosilicic acid trong cây đã có một vài nghiên cứu. Sau khi rễ hấp thụ, acid monosilicic được vận chuyển nhanh chóng vào trong lá của cây theo dòng thoát hơi. Silicon là tập trung ở các mô biểu bì như là một lớp silicon-màng tế bào và được liên kết với pectin và các ion canxi. Bằng cách này, lớp biểu bì kép silica – cutic bảo vệ và tăng cường cấu trúc cây trồng. Khi tăng nồng độ silic trong cây, acid monosilicic được polyme hóa.
 Các hóa chất của silic polyme hóa đã được xác định là gel silic hoặc opal hữu cơ, vô định hình SiO2. Monosilicic acid được polyme hóa ngưng tụ mất  nước dần dần monosilicic acid và acid polysilicic
 n(Si(OH)4) --> (SiO2) + 2n(H2O)
Khoảng 90 % silic hấp thu được chuyển đổi vào các loại phytoliths hoặc cấu trúc silic-cellulose, thể hiện bằng silic vô định hình. Một phần silic hữu cơ được tạo ra như là tế bào đặc biệt, liên cấu trúc tế bào ở cấp nanomet. Thành phần hóa học của yến mạch (Avena sativa L) phytoliths (rắn hạt SiO2) thể hiện dạng vô định hình silica (82 - 86 %) và các khoản khác nhau của natri, kali, canxi, và sắt. Phytoliths là rất đa dạng, cây trồng có thể tổng hợp nhiều dạng. Một sự thay đổi trong cây trồng, dinh dưỡng silic ảnh hưởng đến dạng phytolith. 

Hình 1.1. Sự hấp thu, phân phối và tích lũy của silic (Si) ở lúa. Si được hấp thụ thông qua vận chuyển dưới dạng axit silixic (a) và sau đó vận chuyển đến chồi trong cùng dạng (b). Trong chồi, Si được polyme hóa vào silica và gửi vào các tế bào bulliform (silica cơ thể) (c, d) và dưới lớp biểu bì (e). (c) Silicon phát hiện bằng tia X và (e) bằng SEM. (Theo Ma. J.F và Naoki. Y, 2006)

(còn tiếp)
( Vui lòng nhập Tiếng Việt có dấu )
0
© Copyright 2013 . All rights reserved
Design by Vitda.
CÔNG TY TNHH SITTO VIỆT NAM
Số 4 đường 3A, KCN Biên Hòa 2, Đồng Nai.
Điện thoại: (84-8) 6 2960736 - 6 2960737
Hotline: 08 22297399