Silic trong tự nhiên

Như chúng ta đã biết, trong vỏ quá đất, Si là nguyên tố phổ biến thứ 2 chỉ sau nguyên tố oxy, nó chiếm khoảng 25% khối lượng quả đất. Lượng SiO2 (một dạng oxit silic) tồn tại phổ biến trong đất cát. Nó ít bị phong hóa có thể đến 90% nhưng trong những đất nhiệt đới bị phong hóa mạnh chỉ khoảng 20%. Nhìn chung lượng SiO2 chiếm khoảng 60 -90% trong đất. Si là thành phần chính cấu tạo nên đá và khoáng vật.

Nếu môi trường có phản ứng axít chiếm ưu thế thì Si chuyển thành những axit silic tự do, dễ bị rửa trôi và di chuyển xuống dưới sâu. Vì vậy mà vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm và đất nhiệt đới hình thành trên vỏ phong hóa này nghèo keo Si.

Nguồn gốc silic

Vai trò của silic với cây trồng

1. Tăng khả năng quang hợp, giúp lá mọc vươn thẳng, xanh đậm và rộng hơn
Cây trồng sẽ giải phóng ion Hydrogen (H+) trao đổi dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng hấp thu như Mg2+ và K+, tăng cường sản xuất diệp lục tố và điều hoà đóng mở khí khổng.Khi cây có đủ silic, chúng sẽ di chuyển đến tích tụ trong thành tế bào biểu bì của lá. Lá sẽ cứng và mọc thẳng nên nhận được ánh sáng tốt hơn. Tốc độ quang hợp của cây sẽ tăng lên.Chức năng sinh lý của Silic trong trong hệ thống biểu bì lá là có thể hoạt động như một "cửa sổ" để tạo thuận lợi cho việc truyền ánh sáng đến mô thịt lá.
2. Điều hòa dinh dưỡng khoáng trong đất sét, đất hỗn hợp
Silic có mặt từ màng sinh chất của rễ có thể làm tăng sự hấp thụ và vận chuyển K+ và giảm sự hấp thu và vận chuyển Na+ từ rễ đến chồi khi đất có độ mặn.

Sự tích lũy Silic trong nội bì và thành tế bào của thực vật có thể làm giảm sự tích lũy Na+ trong rễ và chồi thông qua việc giảm vận chuyển apoplastic (Vận chuyển nước và chất tan qua thành tế bào và khoảng gian bào, nước và chất tan đi qua khoảng trống giữa thành tế bào với màng sinh chất, các khoảng gian bào và đi đến nội bì).

Ngoài ra, việc xử lý Silic ở thực vật dẫn đến các tế bào lá mở rộng thông qua việc mở rộng thành tế bào, giúp cây giữ được nhiều nước hơn. Giảm thoát hơi nước dẫn đến giảm áp lực thẩm thấu trong tế bào thực vật và cải thiện hoạt động của rễ và tăng tỷ lệ K+/Na+ trong tế bào của rễ và lá làm giảm độc tính của Na+.

Sự hấp thụ silic của thực vật dẫn đến tăng hoạt động PPase và ATPase trong không bào (Sự tách các ion muối vào không bào) làm giảm sự hấp thu Na+ và tăng cường sự hấp thu K+ của màng tế bào.

Silic còn có tác dụng khác như giúp giải phóng Phốt phát cố định trong đất ruộng. Mối quan hệ tương hỗ giữa Silic và Lân trong cây có tác dụng tích cực lên sự hấp thu và chuyển hóa các chất dinh dưỡng P, Si và N của cây trồng. Axit silicic phá vỡ Phốt phát liên kết với nhau trong đất, tăng khả năng cung cấp P, biến nó thành Axit photphoric mà cây trồng có thể hấp thụ.

Silic còn có tác dụng tăng hiệu lực của phân N và các chất dinh dưỡng khác.

3. Cứng cây, chống đổ ngã
Silic không chỉ đóng vai trò là thành phần cấu tạo nên thành tế bào và làm tăng tính bền vững của thành tế bào. Nó cũng làm giảm sự tổng hợp của lignin. Việc bổ sung Silic vào thành tế bào giúp củng cố thành tế bào cứng chắc với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với quá trình tổng hợp lignin.

Silic tạo cho thành tế bào có tính đàn hồi (độ đàn hồi) trong quá trình giãn nở của tế bào. Phần phần này trong vách sơ cấp liên kết với pectin và polyphenol ở dạng liên kết chéo (crosslinks) cho phép vách có tính mềm dẻo tốt và cho phép tế bào trương nở bình thường.

Acid Silic (tương tự như axit boric [B(OH)3]) trong dung dịch nước sẽ tương tác với pectin và polyphenol trong thành tế bào và được định vị chính ở thành tế bào giúp cho thành tế bào cứng cáp hơn...

Si tích tụ trong các mô biểu bì và một lớp màng Cellulose-Si được tạo ra khi có mặt các ion Ca2+ và Pectin giúp bảo vệ cây trồng

4. Tăng sức chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trường
Silic làm tăng sự cứng chắc của thành tế bào với lignin. Đây là một tiến trình làm hạn chế thoát hơi nước tại bề mặt của cây, duy trì nước trong lá ở mức cao, ổn định nhờ tạo thành lớp biểu bì kép silica – cutic (sừng cứng)

Silic hấp thụ các kim loại độc hại như Fe, Al và Mn. Trên đất phèn, Silic tạo phức với Sắt, Nhôm thành những hợp chất khó tan, cố định được phèn, làm tăng tỷ lệ P/Fe và P/Al trong cây, điều này thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây.

Phun Silic hoạt tính phủ lên lá cây làm cho cây ít mất nước, cây trồng có khả năng chống lại điều kiện hạn hán hay điều kiện thời tiết nắng nóng tốt hơn cây bình thường. Tốc độ thoát hơi nước nói chung chịu ảnh hưởng bởi hàm lượng Silica Gel liên kết với Cellulose trong vách tế bào biểu bì. Lớp silica gel dày hơn giúp hạn chế sự mất nước, trong khi vách tế bào biểu bì ít Silica gel sẽ cho nước thoát ra nhanh hơn.

Silic tăng cường khả năng chịu hạn cùng với khả năng chịu mặn ở thực vật thông qua việc hình thành các mô Silic hóa ở thực vật. Silic có khả năng làm tăng hàm lượng Protein hòa tan trong lá cây, giúp cây trồng khắc phục tình trạng hạn mặn bằng cách thay thế hàm lượng Protein hòa tan bị mất do hạn mặn

Silic đóng vai trò quan trọng trong giảm độc tính Cd ở lúa, Si tăng tích lũy Cd trong rễ và giảm vận chuyển Cd từ rễ đến chồi 33%, từ đó giảm bớt độc tính Cd trong hạt.

5. Tăng sức đề kháng, ngăn ngừa sâu bệnh
Silic là một nguyên tố có hoạt tính sinh học tác dụng cả 2 cơ chế sinh học và sinh lý. Silic tác động như một chất điều chỉnh liên quan đến thời điểm và mức độ phản ứng của cây trồng tạo sức đề kháng cho cây trồng.

Rễ sau khi hấp thu Silic sẽ được vận chuyển và tích tụ ở xylem (mạch gỗ) và thành tế bào xylem, và giúp ngăn cản sự sụp đổ khi hô hấp tăng.

Silic cũng tích tụ dọc trục rễ và tích tụ nhiều ở thành trong của biểu bì (endodermis) và hoạt động như một cơ chế rào cản rất hiệu quả chống lại sự xâm nhiễm vào trụ giữa của cây do tác nhân bệnh và thực vật ký sinh.

Ở chồi và lá, sự phân phối Silic phụ thuộc vào tỉ lệ thoát hơi nước của cây và được tích tụ sau khi thoát hơi nước ở giai đoạn cuối của dòng thoát hơi nước thường ở (1) Ngoài và trong thành tế bào biểu bì lá (cả trên và dưới); (2) Lá bắc; (3) Lông và (4) Tế bào dạng buliform (silic ở dạng [SiO2 .nH2O]) xếp thành tầng trong tế bào biểu bì lá một màng mỏng Silic và trở thành những rào cản có hiệu quả chống lại sự mất nước do thoát hơi nước qua lớp cutin và sự xâm nhiễm của nấm vào tế bào.

(Còn nữa)

QNQ.vn