Silic (Si) không được xếp vào loại nguyên tố thiết yếu của cây trồng, nhưng nhiều nghiên cứu đã chứng minh Silic có lợi đối với nhiều loài cây trồng và điều kiện môi trường, kể cả trong điều kiện môi trường có ít nguồn dinh dưỡng hữu dụng cho cây.
Việc sử dụng Si mang lại tiềm năng tăng cung cấp chất dinh dưỡng trong vùng rễ và sự hấp thụ của rễ thông qua các cơ chế phức tạp.
Bài viết này giới thiệu các nghiên cứu về vai trò của silic trong việc thu nhận, hấp thu và vận chuyển các dinh dưỡng đa lượng như như: đạm (N), lân (P), kali (K) và các dinh dưỡng trung lượng như canxi (Ca), magiê (Mg), lưu huỳnh (S).
1. TƯƠNG TÁC GIỮA SILIC VÀ CÁC NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG ĐA LƯỢNG
1.1. Tương Tác Giữa Silic và Đạm
Sử dụng silic tác động tích cực đến hầu hết các khía cạnh của dinh dưỡng đạm (N) như là hấp thụ, đồng hóa và cố định đạm.
Ngoài ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chuyển hóa đạm, cung cấp silic còn làm thay đổi về sự cân bằng cacbon (C) và lân (P) trong chồi và tăng khả năng thu nhận chất dinh dưỡng ở rễ, từ đó có thể góp phần cải thiện việc sử dụng đạm trong các mô thực vật.
Các loài thực vật và kiểu gen ưu tiên sử dụng các nguồn khoáng đạm khác nhau (NO3- hoặc NH4+), từ đó sự khác biệt trong tương tác giữa silic và đạm được quan sát thấy ở các loài thực vật khác nhau.
Nhiều báo cáo được công bố cho thấy nhờ vào silic, sự hấp thu đạm ở các loài thực vật khác nhau như đậu (Vigna unguiculata), bắp (Zea mays), lúa (Oryza sativa) đã được tăng lên trong điều kiện cung cấp thiếu đạm cho cây.
Nồng độ đạm trong mô tăng lên được cho là do tăng cường cố định N2, tăng lượng đạm hữu dụng trong đất, điều hòa phiên mã các gen liên quan đến sự hấp thụ và nâng cao hiệu quả vận chuyển đạm. Mặt khác, cũng có đề xuất cho rằng silic cũng giúp tăng cường tốc độ đồng hóa đạm để giảm bớt tình trạng thiếu đạm.
Bón phân silic giúp cải thiện hiệu quả sử dụng đạm và các thông số nông học của cây trồng (năng suất và giá trị dinh dưỡng) ở lúa, bắp, hạt cải dầu và lúa mì (Triticum aestivum).
Cây súp lơ trắng (Brassica oleracea var. Botrytis) và bông cải xanh (Brassica oleracea var. Italica) tiếp xúc trong môi trường ngộ độc NH4+ khi được cung cấp silic làm tăng hấp thu K+, kích hoạt các enzym GS và GDH chuyển đổi amoni thành axit amin và do đó giảm thiểu sự tích tụ của NH4+ độc hại trong mô.
Silic có lợi đối với hiệu suất tổng thể của cây trồng được thiết lập trong tất cả các điều kiện cung cấp thiếu đạm, đủ đạm và thừa đạm.
Hình: Trái ớt trong thí nghiệm bổ sung phân bón silic
1.2. Tương Tác Giữa Silic Và Lân
Ảnh hưởng của silic đến dinh dưỡng lân (P) đã được nghiên cứu rộng rãi. Bằng chứng cho thấy silic đóng một vai trò quan trọng trong dinh dưỡng lân (P), nhưng bản chất chính xác của vai trò đó vẫn chưa rõ ràng.
Silic được ghi nhận trong việc giảm nhẹ thiệt hại ở điều kiện hạn chế lân (P) trong lúa mì, bắp, cà chua (Solanum lycopersicum), lúa nước và khoai tây (Solanum tuberosum).
Hai cơ chế chính của việc hạn chế thiếu lân (P) nhờ bổ sung silic được đề xuất là:
(1) tăng khả năng hấp thụ của rễ
(2) tăng cường sử dụng lân (P) trong các mô thực vật.
Silic có thể làm tăng tính hữu dụng của lân trong đất, thông qua sự thay đổi pH, giảm sự hấp thụ lân (P) bởi các khoáng chất trong đất, do sự cạnh tranh giữa lân (P) và silic (Si) (tùy thuộc vào đặc tính của Si trong dung dịch đất) hoặc do những thay đổi trong động lực học của cộng đồng vi sinh vật (ví dụ: các vi sinh vật cố định lân).
Tuy nhiên, ảnh hưởng của silic đến khả năng cung cấp lân (P) của đất phụ thuộc vào loại đất, thành phần khoáng vật và vi sinh vật, độ pH, cũng như loại và lượng phân silic.
Ngoài ra, một số loại phân silic làm tăng độ pH của đất và do đó loại bỏ nguy cơ gây độc vùng rễ của Al3+ trong đất axit có hàm lượng lân thấp, do đó phục hồi tiềm năng hấp thu dinh dưỡng của rễ.
Ở lúa, việc bón silic làm giảm sự hấp thu sắt (Fe) và mangan (Mn), trong khi sự hấp thu lân (P) không bị ảnh hưởng.
Do lân có ái lực cao với các kim loại như Fe và Mn nên ở điều kiện nồng độ P thấp, sự hữu dụng của lân trong thực vật có thể bị ảnh hưởng bởi hàm lượng của các kim loại này.
Kết quả đối với việc bón silic cho khoai tây trên đất ít lân cũng tương tự như đối với lúa. Silic không làm tăng tổng lượng lân hấp thu, nhưng tăng cường nồng độ lân vô cơ hòa tan và tổng lân hòa tan trong lá.
Lân vô cơ hòa tan là nguồn dự trữ lân chính của thực vật và nó được điều chỉnh chặt chẽ. Thực vật đã phát triển một loạt các phản ứng phối hợp để bảo tồn, tái chế và loại bỏ lân vô cơ bên trong để duy trì cân bằng nội môi của lân.
Do đó, sự gia tăng nồng độ lân vô cơ hòa tan trong lá do phản ứng với việc bón silic cho thấy silic có thể đóng một vai trò trong việc duy trì sự phát triển của thực vật trong điều kiện có lượng lân thấp.
Hàm lượng lân quá cao trong đất làm ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật và làm giảm chất lượng thực phẩm.
Một số nghiên cứu cho thấy silic giúp làm giảm sự hấp thu lân ở một số loài thực vật như lúa, đậu tương (Glycine max), dâu tây (Fragaria ananassa), và dưa leo trong điều kiện lân được cung cấp quá nhiều.
Sự sụt giảm này thường được cho là bởi sự hình thành các hàng rào vật lý do sự lắng đọng silic ở rễ từ đó làm giảm sự hấp thu lân.
1.3. Tương Tác Giữa Silic Và Kali
Vai trò chính của silic đối với cây trồng thiếu kali đã được báo cáo là giúp tăng cường hấp thu kali và phục hồi khả năng sinh lý của cây đã bị suy giảm do thiếu kali.
Ở đậu nành và một số cây làm thức ăn gia súc (Panicum Maximum và Brachiaria ruziziensis × Brachiaria brizanth), việc bổ sung silic dẫn đến nồng độ kali trong lá cao hơn. Ngoài ra, silic cũng làm giảm bớt quá trình peroxy hóa lipid màng và stress oxy hóa do thiếu kali bằng cách điều chỉnh các enzym chống oxy hóa.
Mặt khác, ở bắp và lúa miến bị thiếu kali, việc bổ sung silic không làm tăng hấp thu kali nhưng giúp phục hồi các hoạt động sinh lý thường bị suy giảm do thiếu kali như là hiệu quả sử dụng nước và quang hợp.
2. TƯƠNG TÁC GIỮA SILIC VÀ CÁC NGUYÊN TỐ DINH DƯỠNG TRUNG LƯỢNG
2.1 Tương Tác Giữa Silic Và Canxi
Một số nghiên cứu đã báo cáo rằng silic thúc đẩy sự hấp thụ canxi ở các loại cây trồng khác nhau được trồng trong điều kiện tối ưu, hoặc ở những cây trồng tiếp xúc với các điều kiện căng thẳng khác nhau như đối với bắp trồng trong điều kiện khô hạn.
Ngược lại, một số nghiên cứu khác cho rằng silic không ảnh hưởng hoặc thậm chí làm giảm sự tích lũy canxi. Tuy nhiên, những nghiên cứu này không tập trung trực tiếp vào ảnh hưởng của silic ở cây trồng thiếu canxi. Sự tích lũy canxi giảm trong phản ứng với việc bón silic có thể do sự thoát hơi nước giảm vì lắng đọng silic trong lá, giảm sự hấp thu Ca2+ do quá trình lọc sinh học của cấu trúc rễ.
Gần đây, có báo cáo cho rằng cung cấp silic cao cũng có thể làm giảm hoạt tính của Ca2+ trong dung dịch dinh dưỡng có nhiều Na+ ở điều kiện kiềm.
Sự hấp thu canxi tăng lên khi được bổ sung silic có thể là kết quả của việc giảm stress sơ cấp do tính toàn vẹn của màng sinh chất được phục hồi và tăng hoạt tính của H+ -ATPase.
Một nghiên cứu gần đây cho thấy ở bắp cải được cung cấp đủ canxi, việc bổ sung silic làm giảm sự tích lũy canxi ở các bộ phận thân lá nhưng lại tăng ở rễ. Trong khi ở bắp cải thiếu canxi, việc bổ sung silic làm tăng sự tích lũy canxi ở các bộ phận thân lá nhưng không ảnh hưởng đến sự tích lũy của rễ.
2.2. Tương Tác Giữa Silic Với Magie Và Lưu Huỳnh
Greger và cộng sự. (2018) báo cáo rằng việc bổ sung silic làm tăng sự hấp thu và tích lũy magie trong chồi của một số loài được trồng trong dung dịch dinh dưỡng.
Các nghiên cứu khác cũng báo cáo silic liên quan đến sự tích tụ magie ở thực vật bị stress, chẳng hạn như trong điều kiện dư thừa amoni trong bông cải xanh hoặc súp lơ và cà chua thiếu lân.
Trong một thí nghiệm trồng chậu, 8 trong số 12 giống hoa hướng dương (Helianthus annuus) đã tích lũy lượng magie trong chồi cao hơn khi được cung cấp silic trong điều kiện stress hạn.
Cho đến nay, ảnh hưởng của silic đến sự biểu hiện của chất vận chuyển magie vẫn chưa được chứng minh. Nghiên cứu của Hosseini và cộng sự. (2019) cho thấy rằng cung cấp silic không ảnh hưởng đến sự hấp thu hoặc chuyển vị của magie trong cây bắp.
Các tác giả đề xuất sự tăng trưởng của các cây bị thiếu hụt được duy trì gián tiếp nhờ vai trò có lợi của silic trong việc tăng đáng kể hàm lượng diệp lục và bằng cách điều chỉnh chuyển hóa đường cũng như cân bằng các chất điều hoà sinh trưởng nội sinh.
Nghiên cứu tương tác của silic với lưu huỳnh (S) đang ở giai đoạn sơ bộ. Các kết quả ban đầu chỉ ra rằng sự hấp thu và tích lũy lưu huỳnh không bị ảnh hưởng bởi cung cấp silic trong cây thức ăn gia súc (Panicum max và Brachiaria ruziziensis × Brachiaria brizantha). Bên cạnh đó cũng có nghiên cứu cho thấy cung cấp silic thậm chí còn làm giảm sự tích lũy của lưu huỳnh trong chồi lúa mạch và lúa nước tiếp xúc với môi trường thiếu lưu huỳnh.
Kết luận:
Silic là nguyên tố dinh dưỡng có lợi cho cây trồng mới được công nhận trong vài chục năm trở lại đây nên số lượng các nghiên cứu liên quan đến silic vẫn còn hạn chế. Tuy nhiên, rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh những ảnh hưởng tích cực của silic đối với cây trồng cũng như tác động bổ trợ của silic trong việc tăng cường hiệu quả sử dụng các dinh dưỡng khác, đặc biệt là các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và trung lượng quan trọng đối với cây trồng. Funo.vn hy vọng bài viết này đã mang đến cho quý bà con những thông tin hữu ích về tương tác giữa silic và các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, trung lượng ở thực vật.
Funo cung cấp sản phẩm CYTOSICA với thành phần Silic, Canxi, Magie nồng độ dinh dưỡng tinh khiết và độ hoà tan cao được nhập khẩu từ Tây Ban Nha. Mọi chi tiết vui lòng liên hệ 0911 3111 00 để được tư vấn chi tiết và miễn phí.
Xem thêm: Phân Silic CYTOSICA
Kiến thức nông nghiệp
