Silic là nguyên tố dinh dưỡng có lợi đối với nhiều loại cây trồng đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu khoa học. Trong bài Tương Tác Giữa Silic Và Các Nguyên Tố Dinh Dưỡng Đa Lượng, Trung Lượng, quý bà con đã hiểu thêm 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).
Funo.vn thân mời quý bà con cùng tìm hiểu tiếp về sự tương tác giữa silic và các dinh dưỡng vi lượng sắt (Fe), Kẽm (Zn), mangan(Mn), đồng (Cu), Bo (B).
1. Tương Tác Giữa Silic Và Sắt
Ảnh hưởng của silic đối với dinh dưỡng sắt (Fe) đã được chứng minh rõ ràng ở các loài thực vật khác nhau được trồng trong điều kiện sắt (Fe) tối ưu hoặc thiếu và thừa sắt.
Silic có vai trò trong việc tăng cường sự phân bố sắt (Fe) đối với các bộ phận chồi ngọn, cùng với sự tích tụ các hợp chất huy động sắt (Fe) ở các mô như citrate (trong lá và rễ) và catechin (trong rễ).
Stevic và cộng sự (2016) cho thấy rằng việc bổ sung Si(OH)4 cho cây dưa leo thiếu sắt (Fe) có thể làm tăng hoạt tính sinh học của sắt (Fe) thông qua việc hình thành phức hợp Fe-Si và duy trì khả năng oxy hóa khử trong cả vùng ngoại bào và xylem của rễ, do đó tạo điều kiện vận chuyển sắt từ rễ lên chồi thông qua xylem.
Nghiên cứu trên cây lúa đã chứng minh rằng silic làm giảm bớt độc tính của sắt (Fe) thông qua sự kết tủa của sắt (Fe) trong môi trường sinh trưởng hoặc hình thành mảng bám Fe ở bề mặt rễ.
Có ý kiến cho rằng cung cấp silic làm giảm sự hấp thu và chuyển vị sắt (Fe) đến các bộ phận phía trên của cây lúa, do đó làm giảm nồng độ sắt (Fe) trong cả mô lá và rễ của cây tiếp xúc với môi trường thừa sắt (Fe).
Một số nghiên cứu gần đây trên lúa và dưa leo đã báo cáo rằng việc bổ sung silic vào môi trường tăng trưởng gây ra sự hình thành mảng bám sắt (Fe) cao hơn, do đó làm giảm sự hấp thu sắt (Fe) và kích hoạt các phản ứng thiếu sắt (Fe) ở rễ ngay cả khi cung cấp sắt (Fe) tối ưu.
Nhìn chung, các kết quả cho thấy rằng việc bổ sung silic ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự hữu dụng của sắt (Fe) trong vùng rễ và không gian ngoại bào của rễ (trực tiếp hoặc gián tiếp), cũng như sự biểu hiện của các gen liên quan đến vận chuyển sắt (Fe) ở cả cấp độ rễ và lá, do đó ảnh hưởng đến sự hấp thu sắt (Fe), chuyển vị và phân bố trong các cơ quan và mô thực vật khác nhau.
Hình: trái ớt được bổ sung phân silic cứng chắc và tăng cường khả năng chống chịu mầm bệnh
2. Tương Tác Giữa Silic Và Kẽm
Một số bằng chứng chỉ ra silic và kẽm (Zn) tương tác với nhau trong thực vật ở cả điều kiện thiếu và thừa Zn.
Ví dụ, sử dụng silic đã ngăn ngừa một số triệu chứng thiếu kẽm (Zn) (đốm hoại tử) ở cây dưa leo, hầu hết có thể là do tác dụng gián tiếp bằng cách tăng cường khả năng chống oxy hóa trong các mô cây, chứ không phải là ảnh hưởng trực tiếp của silic đến khả năng di chuyển, hấp thu và phân bố kẽm (Zn) trong mô cây.
Ở lúa, cung cấp silic làm tăng sinh khối chồi và năng suất hạt trong điều kiện thiếu kẽm (Zn), điều này có liên quan đến việc tăng nồng độ kẽm (Zn) trong chồi.
Pascual và cộng sự. (2016) đề xuất rằng xử lý silic (Si) làm tăng cường sự tích lũy kẽm (Zn) trong vùng apoplast ở rễ cũng như sự di chuyển của kẽm đến chồi khi cây đậu nành bị thiếu kẽm (Zn), do đó làm giảm các triệu chứng căng thẳng. Tuy nhiên, ảnh hưởng trực tiếp của silic đối với các chất vận chuyển kẽm (Zn) bằng cách duy trì nồng độ kẽm (Zn) tối ưu trong thực vật vẫn chưa được xác minh.
Nhiều tác giả cũng quan sát thấy các tác động có lợi của silic (Si) trong điều kiện ngộ độc kẽm (Zn) ở một số loài cây trồng như lúa, bông (Gossypium hirsutum) và bắp. Tuy nhiên, trong một số nghiên cứu, việc sử dụng silic không làm giảm bớt độc tính của kẽm (Zn) như đối với cây lúa miến non và bắp.
Nhiều nghiên cứu cũng báo cáo rằng silic làm giảm hoạt tính sinh học của kẽm (Zn) trong đất bằng cách phân bổ kim loại này vào các phần ổn định hơn như chất hữu cơ và các oxit sắt tinh thể.
Fan và cộng sự. (2016) cho thấy rằng silic (Si) ảnh hưởng đến sự tiết ra các axit hữu cơ khác nhau từ rễ lúa như axit oxalic, axetic, tartaric, maleic và fumaric. Các axit này có thể tham gia vào quá trình cải thiện độc tính của kẽm (Zn) bằng cách cố định/đồng kết tủa trong dung dịch đất.
3. Tương Tác Giữa Silic Và Mangan
Silic (Si) bón vào đất làm tăng tính hữu dụng của Mangan (Mn), thúc đẩy sự hấp thu và chuyển vị mangan đến các chồi ở các loài thực vật khác nhau được trồng trong điều kiện cung cấp đủ mangan.
Trong dưa leo, việc bổ sung silic đã phần nào làm giảm bớt sự thiếu hụt mangan (Mn), có thể bằng cách gián tiếp làm giảm stress oxy hóa mà không làm tăng sự vận chuyển mangan (Mn) và tích lũy ở mô.
Tương tự, Oliveira và cộng sự (2019) cho thấy rằng silic làm giảm bớt tác động của stress oxy hóa do thiếu mangan (Mn) trong cây lúa miến bằng cách điều chỉnh sinh lý và hoạt động của các enzym chống oxy hóa.
Cung cấp silic (Si) đóng một vai trò gián tiếp trong việc cải thiện hiệu suất chống oxy hóa, giảm nhẹ các triệu chứng thiếu mangan do hình thành ROS, chứ không phải là một trong những tác nhân trực tiếp làm tăng hấp thu mangan (Mn).
Nồng độ Mn cao có thể đã ức chế quang hợp thông qua một số cơ chế, bao gồm ngăn chặn sự tổng hợp chất diệp lục và ATP, làm giảm quá trình thu nhận ánh sáng, làm suy giảm cấu trúc và sự ổn định (PSI), và làm chậm hoạt động của phosphoribulokinase
Trong điều kiện nồng độ mangan quá cao, silic giúp làm giảm sự tích luỹ mangan trong chồi. Sự giảm hấp thu Mn có thể được giải thích là do khả năng oxy hóa Mn của rễ lúa được tăng cường, dẫn đến quá trình oxy hóa Mn2+ sẵn có của thực vật trên bề mặt rễ.
Che và cộng sự. (2016) cho thấy silic làm giảm sự tích lũy mangan trong chồi lúa bằng cách giảm sự chuyển dịch mangan từ rễ sang chồi, hình thành phức hợp Mn-Si trong tế bào rễ và sự điều hòa giảm hoạt động của gen vận chuyển Mn (OsNramp5).
Một cách gián tiếp, silic cũng tăng cường khả năng chống chịu mangan ở cây lúa bằng cách tăng tổng hợp diệp lục và và các phân tử ATP cũng như ổn định cấu trúc của hệ thống quang I (PSI) đã bị suy yếu do ngộ độc mangan, dẫn đến tăng đồng hóa CO2.
Ngược lại với cây lúa, ở nhiều loài thực vật khác, silic giúp tăng cường tính chống chịu mangan được cho là do làm thay đổi sự phân bố mangan trong cây chứ không phải do làm giảm sự hấp thu mangan.
Ví dụ, silic làm tăng khả năng chống chịu mangan ở bí ngô bằng cách tích luỹ mangan cục bộ ở dạng không hoạt động chuyển hóa ở các lông của bề mặt lá.
Ngược lại, việc sử dụng silic dẫn đến sự phân bố đồng nhất của mangan trong lá lúa mạch và các loại đậu.
Ở bắp, silic làm giảm bớt độc tính của mangan bằng cách tăng độ dày của các lớp biểu bì, cho thấy rằng việc lưu trữ mangan trong các mô không quang hợp có thể là một cơ chế chống chịu mangan trong cây C4 này.
Để hỗ trợ những phát hiện này, Blamey và cộng sự. (2018) đã chứng minh rằng Si làm giảm các triệu chứng ngộ độc Mn ở đậu đũa, đậu nành và hướng dương thông qua việc tăng Mn trong các mô lá bằng cách tăng sự hấp thụ Mn trực tiếp ở dạng không độc.
4. Tương Tác Giữa Silic Và Đồng
Cho đến nay, tương tác của silic (Si) với đồng (Cu) đã được nghiên cứu trong điều kiện thừa đồng (Cu). Bổ sung Si làm giảm các triệu chứng ngộ độc đồng (Cu) như úa lá và giảm sinh khối chồi và rễ ở lúa mì và Arabidopsis thaliana.
Nhìn chung, Silic giúp làm giảm độc tính của đồng (Cu) chủ yếu là do sự cố định của các ion Cu độc hại bằng cách tăng cường khả năng liên kết thành tế bào và tổng hợp các phân tử liên kết đồng (Cu) cả ở rễ và chồi.
Các tác giả giải thích rằng silic (Si) lắng đọng trong thành tế bào làm tăng các vị trí liên kết Cu và do đó làm giảm tác động của hàm lượng đồng (Cu) cao trong tế bào thực vật.
Hơn nữa, ở các cây xử lý silic, các phân tử liên kết Cu được duy trì ở mức cao hoặc thậm chí còn tăng lên cho thấy silic cũng có thể góp phần điều hòa cân bằng nội bào của đồng (Cu), bên cạnh việc mở rộng thêm các vị trí liên kết của Cu với thành tế bào.
Tuy nhiên, Keller và cộng sự. (2015) phát hiện ra rằng silic gây ra sự tích luỹ đồng (Cu) trong tế bào biểu bì rễ, do đó hạn chế sự di chuyển đồng (Cu) từ rễ sang chồi ở lúa mì (cây con Triticum turgidum).
Tác giả đề xuất cơ chế ba bước:
(1) tăng hấp phụ Cu lên lớp bề mặt mỏng bên ngoài của rễ và cố định Cu ở vùng lân cận biểu bì rễ;
(2) tăng sự tạo phức của Cu bởi cả anion vô cơ và hữu cơ như aconitat;
(3) hạn chế chuyển vị qua các khu vực nội bì được bổ sung silic dày lên.
Trong cây tre (Phyllostachys fastuosa), silic cũng làm tăng nồng độ của các phối tử lưu huỳnh có tác dụng chelate Cu thành dạng ít độc hơn.
Silic cũng đóng một vai trò quan trọng trong khả năng chống chịu đồng (Cu) của Spartina densiflora bằng cách giảm sự chuyển dịch Cu quá mức từ rễ sang lá.
Bón silic gây ra sự hình thành mảng bám sắt (Fe) cao hơn trên bề mặt rễ của cây lúa, làm tăng đáng kể nồng độ Cu, có thể là kết quả của sự đối kháng Fe/Cu.
Silic làm giảm các triệu chứng ngộ độc Cu ở Erica andevalensis bằng cách giảm sự chuyển vị của Cu từ rễ sang chồi và cũng bằng cách cố định hoặc khử hoạt tính của Cu trong các phytolith silic trong lá.
Trong dưa leo, cung cấp silic cũng làm tăng khả năng liên kết Cu của thành tế bào rễ, cũng như sự tích tụ của các phối tử Cu như axit hữu cơ (citrat và malat trong rễ và aconitat trong lá) và axit amin (nicotianamine và histidine ) trong lá.
5. Tương Tác Giữa Silic Và Boron
Silic có lợi đối với các rối loạn do thiếu hụt và thừa boron (B) đối với cả hai loài cây hai lá mầm và loài graminaceous và một số cơ chế đã đề xuất silic có thể thay đổi sự hấp thu và vận chuyển của Bo (B).
Cả hai nguyên tố đều cho thấy sự giống nhau về mặt hóa học đáng kể, chẳng hạn như sự có mặt của các axit yếu không phân ly trong dung dịch nước và có ái lực liên kết với các hợp chất polyhydroxy.
Mặc dù tác dụng tích cực của silic thông qua việc giảm tích lũy Bo đã được báo cáo ở nhiều loài, chẳng hạn như cà chua, gốc ghép nho (Vitis sp.) và rau bina (Spinacia oleracea), thì cơ chế hấp thu và vận chuyển Bo nhờ vào silic vẫn hoàn toàn chỉ là suy đoán.
Ở lúa mạch, Akcay và Erkan (2016) cho thấy rằng việc áp dụng đồng thời Bo và silic làm tăng mức độ phiên mã của gen mã hóa chất vận chuyển dòng chảy BOR2, chịu trách nhiệm giải độc Bo trong apoplast.
Trong một số điều kiện môi trường nhất định, có thể silic tạo phức với Bo trong dung dịch đất, do đó làm giảm sự hữu dụng của Bo và tác dụng gây độc thực vật tiềm ẩn của nó.
Kết luận: Sự tương tác giữa silic và các dinh dưỡng vi lượng chủ yếu gồm một số điểm chính như sau:
- Silic ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự hữu dụng của sắt ở vùng rễ cũng như liên quan đến việc hấp thu, chuyển vị và phân bố sắt trong các cơ quan và mô thực vật khác nhau.
- Mặc dù vẫn chưa có cơ chế rõ ràng nhưng nhiều nghiên cứu đã chứng minh silic có vai trò điều hoà sự cân bằng hoạt động của kẽm (Zn), mangan (Mn) trong cây trồng ở cả điều kiện thiếu và thừa các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng này.
- Silic giúp làm giảm nhẹ những ảnh hưởng tiêu cực của cây trồng trong điều kiện ngộ độc đồng.
- Silic có lợi đối với các rối loạn do thiếu hụt và thừa bo ở một số loại cây trồng.
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.
Link: Phân bón silic CYTOSICA
Kiến thức nông nghiệp
