Silic Từ Vỏ Trấu

VAI TRÒ CỦA SILIC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG

Silic (Si) là một nguyên tố khá linh động  có khả năng thay đổi cấu trúc khi gặp điều kiện thời tiết khắc nghiệt và nhờ khả năng này, nó có thể kiểm soát và điều hòa nhiệt độ và các thay đổi bất thường khác bởi sự thay đổi cấu trúc của nó ở thành tế bào, khi các tương tác với acid silic (hình thành liên kết este) sẽ dẫn đến tích tụ một lượng lớn Silic vào cấu trúc thành tế bào trưởng thành. Si tăng cường hệ thống miễn dịch cho cây, giúp cây tăng trưởng nhanh, khỏe mạnh, tăng cường sức đề kháng cho cây chống lại các loại côn trùng và vi sinh vật gây hại như: Sâu, rầy, nấm và vi khuẩn,..., tăng năng suất cây trồng. Đặc biệt, cây lúa rất cần silic hơn các loại chất dinh dưỡng cơ bản khác như N, P, K. Chất Si sẽ giúp thân lúa khỏe mạnh, cứng cáp, chịu ngập và chịu gió tốt, có khả năng kháng lại một số loại vi sinh vật và côn trùng gây hại như rầy và ốc bươu vàng. Silic (Si) có 4 ưu điểm khi sử dụng có thể tóm tắt như sau:

• Giúp tăng cường độ cứng cho thân cây, ngăn ngừa sâu bệnh và côn trùng gây hại
• Giúp bảo vệ đất do sử dụng các hóa chất, tăng cường độ màu mỡ cho đất và có khả năng giữ nước tốt, giúp cân bằng và nâng cao lượng khoáng chất trong đất để cây trồng hấp thụ
• Phân chứa Silic giúp cho các loại cây trồng và hoa màu không bị thoái hóa giống, giúp tăng năng suất cây trồng, rau quả có vị thơm ngon, đặc biệt đối với cây lúa và ngô sử dụng phân có silic sẽ cho năng suất cao
• Lĩnh vực môi trường sinh thái, ngành công nghiệp sạch cần sử dụng axit silic để phân hủy các tạp chất trong quá trình sản xuất

Tác dụng của Silic đối với một số cây trồng cụ thể:

• Cây lúa: Mỗi 1ha sản xuất ra 5 tấn lúa trong 1 vụ cây lúa sẽ hấp thụ 250 kg Silic. Silic rất quan trọng đối với cây lúa vì nó là nguyên tố dinh dưỡng trung lượng để hình thành các tế bào trên cây và vỏ của hạt lúa, đồng thời tham gia quá trình vận chuyển dinh dưỡng trong cây và giải phóng P, K trong đất giúp tăng khả năng sử dụng P, K. Vì các lý do trên khi bổ sung đầy đủ Silic, cây lúa sẽ đứng thẳng, giúp tăng khả năng quang hợp, cây lúa cứng, các tế bào có thành dày sẽ ngăn cản sự xâm nhập từ nấm hoặc sâu bệnh. Trong giai đoạn sinh sản (preproductive), Si được ưu tiên chuyển vào lá đòng và 2 lá công năng. Do đó, sự gián đoạn Silic  ở giai đoạn này thì sẽ rất bất lợi cho khả năng tạo số lượng hoa (spikelet fertility). Đây chính là yếu tố làm tăng số hạt trên bông. Đối với cây lúa yêu cầu dinh dưỡng ngoại trừ N, P, K còn có yêu cầu Silic rất cao (cao hơn hẳn Ca, Mg và S).
• Cây mía: Yêu cầu ít nhất phải có 1% Si chiếm trong lá mía (trọng lượng khô của lá) và khi lá mía chỉ đạt 0,25% Si thì năng suất mía sẽ bị giảm đi 1/2. Triệu chứng thiếu Si trên lá mía được biểu hiện rõ như lá bị cháy nắng (leaf freckling).
• Cây cà chua, dưa leo, đậu nành: Thiếu Si là nguyên nhân giảm mạnh năng suất trái và cũng gây ra dị hình trái (giống như thiếu Ca và B), các lá phát triển sớm, héo, lão suy sớm, khả năng sống sót của hạt phấn bị suy giảm, ảnh hưong đến tỷ lệ thụ phấn và không có sự hình thành trái.
• Các loài cây 2 mầm: Silic làm tăng hiệu lực sinh lý của kẽm (Zn), chống lại sự thiếu kẽm, cảm ứng hình thành độc tố do phospho. Nếu Silic hữu hiệu thấp (Si hòa tan thấp) sẽ làm giảm sự kết hợp Phosphat vô cơ vào ATP và ADP. Silic thấp là nguyên nhân sụt giảm hàm lượng lignin của thành tế bào, gây nên sự giảm hợp chất phenol. Si ảnh hưởng đến hàm lượng và sự biến dưỡng polyphenol và tương tác với các thành phần khác của thành tế bào qua liên kết pectin và polyphenol. Polyphenol là thành phần của con dường phòng thủ đầu tiên của cây chống lại sự xâm nhiễm nấm.
• Cây bông vải: Đòi hỏi hàm lượng Si khá cao (0,5 % trọng lượng lá khô) trong giai đoạn sớm của sự kéo dài sợi cotton, sau đó giảm trong quá trình tích tụ cellulose.

Silic với vai trò nâng cao khả năng ngăn cản sự tấn công của sâu bệnh hại:

Sự nảy mầm của bào tử ở bề mặt lá và rễ bị kích thích bởi sự có mặt của dịch tiết thực vật. Dòng dịch tiết đóng góp vào sự thành công hay thất bại của sự xâm nhiễm ở hầu hết các bệnh do nấm từ tác nhân gây bệnh trong không khí và trong đất. Tỷ lệ, dòng chảy và vị trí của dịch tiết phụ thuộc vào nồng độ tế bào chất và gradient khuếch tán phù hợp. Ví dụ nồng độ đường và acid amin cao khi N vượt quá mức và có thể tăng đáng kể cùng với việc thiếu Ca hay B (đây là nguyên nhân tăng tính thấm của màng) và thiếu K (làm suy yếu tổng hợp polyme).

Hầu hết nấm ký sinh và vi khuẩn xâm nhập theo con đường apoplasm (lớp tế bào biểu bì bề mặt lá) bằng cách giải phóng enzym pectolytic làm phân hủy phiến giữa. Hoạt động của những enzym này rất mạnh và chỉ bị cản bởi Ca, giải thích cho sự đồng tương quan giữa hàm lượng Ca của mô và khả năng kháng bệnh do nấm và vi khuẩn. Trạng thái dinh dưỡng khoáng của thực vật thì trực tiếp liên quan đến các cơ chế này.

Các hợp chất phenol đóng vai trò chìa khóa trong giai đoạn sớm của sự xâm nhiễm và sinh tổng hợp lignin. Các hợp chất phenol có ảnh hưởng làm cố định nấm và tích lũy ở vị trí nhiễm. Vài nguyên tố vi lượng (B và Cu) có ảnh hưởng sâu sắc lên sự sinh tổng hợp hợp chất phenol. Khi mô trưởng thành (riêng đối với lá), sự hình thành lignin và tích tụ Si ở lớp tế bào biểu bì hình thành rào cản vật lý hiệu quả đối với sự xâm nhập của sợi nấm. Đây chính là vai trò đa chức năng của Si.

Sự hình thành rào cản vật lý ở tế bào biểu bì chống lại sự xâm nhập của sợi nấm hay côn trùng như rệp (aphid) thì không chỉ có cơ chế do Si đóng góp vào tính kháng ở thực vật. Còn nhiều thành phần linh động nữa, sự tái đóng góp của Si liên quan đến xung quanh vị trí nhiễm. Ví dụ: Si tích lũy tại các vị trí xâm nhiễm của sợi nấm powdery mildew trong 20 giờ và sự tích tụ này ở xung quanh vị trí nhiễm không thành công cao gấp 3-4 lần hơn vị trí nhiễm thành công. Sự ưu tiên tích tụ Si này, tại điểm xâm nhập bệnh yêu cầu tiếp tục cung cấp Si từ rễ và từ phân bón qua lá. Sau khi tích tụ và polyme hóa ở mô lá, Si có thể không bị tái linh động. Điều đó không do bản thân Si, mà còn do phức hợp của phenol và Si tại vị trí nhiễm đã chống lại sự phát triển và xâm nhập của sợi nấm. sự tích tụ nhanh chóng của phenol hay lignin và sự có mặt Si hình thành cơ chế kháng cự chung. Ảnh hưởng kháng cự sâu sắc này của Si trên bệnh do nấm  thì không hạn chế đối với các loài graminaceous nhưng cũng cũng là tư liệu tốt cho dưa chuột và nho và minh họa việc kiểm soát côn trùng có thể đạt được ở hầu hết thực vật bậc cao cùng với sử dụng phân bón và dinh dưỡng khoáng thích hợp.

Các ảnh hưởng tốt của việc sử dụng Si hòa tan Si(OH)₄ trên Gramineae và cây hai lá mầm bao gồm hầu hết các cây trồng có giá trị trong nông nghiệp là tài liệu tốt và không thể không chú ý. Việc cung cấp phân bón qua lá hay sử dụng phân có chứa Si dưới dạng dễ hòa tan sẽ có ảnh hưởng bảo vệ và chống lại sự tấn công gây bệnh của nấm và vi khuẩn trên thực vật.