Vai trò của Silic đối với cây trồng

Silic là nguyên tố phong phú thứ hai trong vỏ Trái đất. Hàm lượng của nguyên tố này trong thực vật dao động từ 0,1% đến 10% tùy thuộc vào loài. Mặc dù vẫn chưa được chứng minh là một nguyên tố cần thiết cho cây trồng, nhưng phân bón Silic đã được công nhận rộng rãi là một yếu tố có lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Silic có thể làm giảm bớt căng thẳng sinh học, chẳng hạn như mầm bệnh thực vật và côn trùng gây hại, và căng thẳng phi sinh học, chẳng hạn như hạn hán, nóng, lạnh, chỗ ở, độ mặn, bức xạ tia cực tím, độc tính kim loại và mất cân bằng dinh dưỡng.

Silic làm giảm tác hại do thiếu lân ở cây trồng

Bằng chứng đầu tiên về sự thiếu hụt phân bón Silic làm giảm lượng lân hấp thu từ một thí nghiệm: so sánh năng suất lúa mạch ở hai ruộng không bón lân, năng suất lúa mạch bón phân Silic cao hơn ruộng không bón Silic. Vai trò của Silic đối với stress do thiếu lân đã được chứng minh ở một số loài, chẳng hạn như lúa mì, lúa và ngô,… trong đất cũng như điều kiện thủy canh.

Silic “thế chỗ” với lân trong các hợp chất kim loại giúp giải phóng lân tự do

Một lượng lớn lân tồn tại trong đất ở dạng khó hấp thu cho cây trồng. Vai trò của Silic đối với sự thiếu hụt lân bằng việc tăng cường lượng lân dễ tiêu trong đất. Hơn nữa, Silic cũng góp phần làm tăng cường giải phóng lân tự do từ các hỗn hợp sắt-lân.

Silic làm tăng lượng phân bón lân dễ tiêu trong đất do nguyên tố này cạnh tranh với lân để liên kết với khoáng chất trong đất, dẫn đến giải phóng lân tự do. Ảnh hưởng của Silic đối với sự giải phóng lân tự do trong đất có thể phụ thuộc vào dạng phân Silic, nồng độ Silic, pH đất và sự hấp thụ lân của cây.

Silic thúc đẩy rễ tiết axit hữu cơ giúp tăng hấp thu phân  lân

Sự tiết axit hữu cơ (ví dụ, malate, citrate và oxalate) bởi rễ cây giúp cải thiện khả năng hấp thu phân lân. Việc sử dụng Silic đã thúc đẩy mạnh mẽ sự bài tiết malate và citrate ở rễ. Lượng axit này được rễ tiết ra luôn nhiều hơn khi bón thêm Silic so với các cánh đồng không bổ sung Silic.

Hơn nữa, Silic đã được chứng minh là có khả năng tăng sự hoạt động của các kênh vận chuyển lân ở lúa mì trong điều kiện thiếu lân.

Silic làm giảm tác hại của dư thừa lân ở thực vật

Tình trạng thừa lân hiếm khi xảy ra trong đất tự nhiên. Tuy nhiên, trong các hệ thống sản xuất nhà kính, người nông dân lạm dụng phân lân quá mức, gây ra hiện tượng thừa lân và tích lũy trong đất.

Mặc dù lân cần thiết cho quá trình trao đổi chất và dự trữ trong thực vật, nhưng nồng độ lân cao sẽ ức chế các phản ứng enzym, gây ra áp suất thẩm thấu bất thường và làm giảm hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu trong tế bào. Ví dụ, bón thừa lân làm giảm sự hấp thu vi lượng kẽm (Zn).

Ở một số loài thực vật, Silic làm giảm tác hại do dư thừa lân bằng cách giảm sự hấp thu phân bón lân, làm giảm nồng độ và tích lũy lân vô cơ trong cây. Silic có hiệu quả giảm hấp thu lân khi thừa lân ở nhiều loại cây trồng như: cà chua, đậu tương, dưa leo, dâu tây, lúa,... 

Silic có mặt trong tế bào nội bì của rễ, có thể làm giảm sự hấp thu lân và giảm bớt tác hại của dư thừa lân. Điều này do Silic hình thành các rào cản đối với sự hấp thu lân qua rễ. Bên cạnh đó, sự hình thành lớp biểu bì-silica kép làm giảm tốc độ thoát hơi nước ở lá. Thoát hơi nước là một trong những lực hút giúp hấp thụ lân ở rễ, vì vậy giảm thoát hơi nước dẫn đến giảm hấp thụ lân.

Silic làm giảm cả sự hấp thu và tích lũy lân trong cây bằng cách điều hòa hoạt động vận chuyển lân trong rễ. Một thí nghiệm còn chỉ ra rằng sự hoạt động vận chuyển lân bị giảm do sự tích lũy Silic trong chồi, dẫn đến giảm sự hấp thu lân tự do ở cây.

Kết luận

Mặc dù không được coi là một nguyên tố thiết yếu trong thực vật bậc cao, Silic đã được chứng minh là có vai trò có lợi trong việc tăng cường sức đề kháng của thực vật đối với các áp lực sinh học và phi sinh học khác nhau (bệnh tật, côn trùng gây hại, hạn hán, muối, kim loại nặng và mất cân bằng dinh dưỡng). Do đó, các khuyến nghị của chúng tôi về việc giảm thiểu tác hại mất cân bằng lân (thiếu và thừa lân) bằng bổ sung thêm Silic cho cây.