Tổng quan về vai trò của silic đối với cây trồng và kết quả phân lập vi khuẩn hòa tan silic

Silic đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và tăng năng suất cây trồng. Trong đất, silic chiếm tỷ lệ rất cao nhưng ở dạng khoáng khó tan, cây trồng không hấp thụ được. Sự hòa tan khoáng Si bởi vi khuẩn được xem như là nguồn cung cấp Si chính cho nhiều cây trồng. Bài viết trình bày tổng quan về vai trò của silic đối với cây trồng và kết quả phân lập vi khuẩn hòa tan silic.

TỔNG QUAN VỀ VAI TRÒ CỦA SILIC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG VÀ KẾT QUẢ PHÂN LẬP VI KHUẨN HÒA TAN SILIC Nguyễn Thị Quỳnh Như*, Nguyễn Huỳnh Yến Nhi* *Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh GVHD: TS Nguyễn Thị Hai TĨM TẮT Silic đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển tăng suất trồng Trong đất, silic chiếm tỷ lệ cao dạng khống khó tan, trồng khơng hấp thụ Sự hịa tan khống Si vi khuẩn xem nguồn cung cấp Si cho nhiều trồng Một số vi khuẩn có khả hịa tan khoáng Si phân lập như Bacillus sp., Bacillus caldolytyicus, Bacillus mucilaginosus var Siliceous, Proteus mirabilis, Pseudomonas sp nấm Penicillium.sp Ochrobactrum ciceri TCM_39 Olivibacter jilunii PTST_30 Microbacterium neimengense MCM _15 Klebsiella aerogenes LCT_01 Citrobacter freundii RTTV_12 GIỚI THIỆU Trên bề mặt trái đất - Silic nguyên tố thứ hai sau Oxy chiếm 25% khối lượng vỏ trái đất, nhiên, silic đất đa phần dạng trồng khó hấp thụ Kết cho thấy trồng hấp thu Si cách thuận lợi làm giảm điều kiện khắc nghiệt sinh học phi sinh học (Fauteux et al , 2006) Hiện nhiều nghiên cứu tập trung chứng vai trị silic trồng tìm kiếm vi sinh vật có khả phân giải hợp chất silic khó tan thành dạng trồng hấp thụ Bài báo tổng hợp số kết nghiên cứu tác giả vấn đề VAI TRÒ CỦA SILIC ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG CÂY TRỒNG Si có ảnh hưởng lên tổng hợp lignin Vách tế bào rễ lúa khơng có Si cho thấy tỷ lệ lignin bị sụt giảm tỷ lệ phenolic gia tăng (Jones et al., 1978) Silic tăng cường hệ thống miễn dịch cho cây, giúp tăng trưởng nhanh, khỏe mạnh, tăng cường sức đề kháng cho chống lại loại côn trùng vi sinh vật gây hại như: sâu, rầy, nấm vi khuẩn Đặc biệt lúa cần Silic loại chất dinh dưỡng khác N, P, K Silic giúp thân lúa khỏe mạnh, cứng cáp, chịu ngập chịu gió tốt Silic có khả kháng lại số loại vi sinh vật côn trùng gây hại như: rầy ốc bươu vàng Hơn nữa, Si có tác dụng tốt lên yếu tố cấu thành suất số bông, số hạt/bông % hạt Silic đặc biệt kích thích tái tạo quan lúa (Mengel and Kirkby, 1987) Mặt khác, điều kiện môi trường mặn, Silic giúp trồng gia tăng khả sinh trưởng chống chịu số chế sau: 461 - Silic giúp trồng gia tăng tỷ lệ K+/Na+ tế bào rễ hạn chế hấp thu Na+ gây ngộ độc tế bào (Hashemi et al., 2010) - Silic góp phần làm gia tăng hàm lượng enzyme oxi hóa – khử tế bào thực vật như: superoxide peroxidase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, dehydroascorbate reductase glutathione reductase trồng (Ma, 2003), giảm hàm lượng H2O2 gây hư hại tế bào - Silic gián tiếp làm gia tăng hàm lượng protein tế bào thực vật để bù vào lượng protein hòa tan bị đi, giúp ổn định trình tăng trưởng trồng (Ma, 2003) Si có ảnh hưởng tốt lên sinh trưởng suất nhờ vào tác dụng làm giảm thoát nước mức , tăng sức chống chịu nấm, sâu bệnh giảm độ ngã Sức chịu đựng tốt xâm nhập nấm bệnh nhờ vào tích lũy Si tế bào biểu bì) Kết nghiên cứu nhiều loại trước công sâu bệnh (Dobermann and Fairhurst, 2000; Matichenkov and Calvert, 2002) Si tăng cường hấp thụ lân nhờ vào tác dụng làm giảm khả cố định lân đất, cải thiện tình trạng lân dễ tiêu đất (Fiantis Dian et al., 2002; Trần Thị Tường Linh cs, 2005) ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THIẾU HỤT SILIC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG Khi thiếu Si (Bảng 1) lúa trở nên mềm rũ xuống làm tăng che rợp quần thể, hoạt động quang hợp bị hạn chế, thiếu Si nghiêm trọng làm giảm số bông/m2 , số hạt chắc/bông dẫn đến sụt giảm suất Cây bị thiếu Si dễ bị nhiễm bệnh nấm Pyricularia oryzae, Helminthosporium oryzae Các loại tích lũy nhiều Si thường biểu triệu chứng thiếu Si Triệu chứng thiếu Si diển hình lúa già bị chết hoại héo rũ với mức độ thoát nước cao Trên cà chua, loại thuộc nhóm khơng tích lũy Si, có biểu thiếu Si giai đoạn tiếp tục tạo quả, bị dị tật, thụ phấn tạo khơng thành cơng 462 Bảng Khoảng thích hợp ngưỡng thiếu hụt Si sinh trưởng lúa Giai đoạn sinh trưởng Bộ phân Khoảng thích hợp (%) Ngưỡng thiếu (%) Đẻ nhánh – làm đòng Lá Y - 40mm Proteus mirabilis Bán kính vịng phân giải > 40mm Bacillus mucilaginosus var Siliceous Bán kính vịng phân giải > 40mm Bacillus caldolytyicus Bán kính vịng phân giải > 40mm Penicillium sp Bán kính vịng phân giải > 40mm Muralikannan and Anthomiraj (1998) KẾT LUẬN Silic đóng vai trị quan trọng, ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển tăng suất trồng Trong đất, silic chiếm tỷ lệ cao dạng khống khó tan, trồng khơng hấp thụ Sự hịa tan khống Si vi khuẩn xem nguồn cung cấp Si cho nhiều trồng Một số vi khuẩn có khả hịa tan khống Si phân lập Bacillus sp., Bacillus caldolytyicus, Bacillus mucilaginosus var Siliceous, Proteus mirabilis, Pseudomonas sp nấm Penicillium.sp Ochrobactrum ciceri TCM_39 Olivibacter jilunii PTST_30 Microbacterium neimengense MCM _15 Klebsiella aerogenes LCT_01 Citrobacter freundii RTTV_12 TÀI LIỆU KHAM THẢO [1] Dobermann A., Fairhurst T., (2000), Rice Nutrient Disorders & Nutrient Management, Oxford Graphic Printers Pte Ltd [2] Fauteux, F., Chain, F., Belzile, F., Menzies, J.G., and Bélanger, R.R (2006) The protective role of Silicon in the Arabidopsis–powdery mildew pathosystem Proc Natl Acad Sci U.S.A 103, 17554–17559 [3] Fiantis Dian, Van Ranst Eric, Shamshuddin Jusop, Fauziah Ishak, Zauyah Siti (2002), Influence of Silicate application on P sorption and charge characteristics of Andiso;s from West Sumatra, Indonesia, 17th WCSS, 14-21 August 2002, Thailand [4] Hashemi, A., Abdolzadeh, A., Sadeghipour, H.R., (2010) Beneficial effects of silicon nutrition in alleviating salinity stress in hydro-ponically grown canola, Brassica napus L., plants Soil Sci Plant Nutr 56, 244-253 [5] Jones, J D., P B Kaufman and W L Rigot (1978) Method for determination of silicon in plant materials by neutron activation analysis J Radioanalytical Chem., 50:261–275 464 [6] Ma, J F., (2003) Function of silicon in higher plants Prog Mol Subcell Biology 33:127- 147 [7] Matichenkov V V., Calvert D V (2002), Silicon as a beneficial element for sugarcane, J Amer Soc Of Sugarcane Technologists, Vol.22, pp 21-29 [8] Mengel K., Kirkby E A (1987), Principles of plant nutrition 4th Edition, International Potash Institute Bern, Switzerland [9] Muralikannan, N and Anthomiraj, S (1998) Occurrence of Silicate Solublising Bacteria in Rice Ecosystem The Madras Agricultural Journal, 85, 47-50 [10] Trần Thị Tường Linh, Võ Đình Quang, Lê Thị Hằng, Phan Liêu (2005), Ảnh hưởng việc bón lân, Silicate natri Silicoflouride natri đến sinh trưởng hấp thu dinh dưỡng lúa trồng đất phèn nhà lưới, tạp chí Nơng nghiệp PTNT (3+4)/2005, Nhà xuất Lao động Xã hội, Hà Nội, trang 33-36 [11] Trần Võ Hải Đường, Nguyễn Khởi Nghĩa (2018), Phân lập tuyển chọn vi khuẩn hịa tan khống Silic từ nhiều mơi trường sống khác nhau, tạp chí Khoa Học Công Nghệ, 180(04): – 14 465 ... Trong đất, silic chiếm tỷ lệ cao dạng khống khó tan, trồng khơng hấp thụ Sự hịa tan khống Si vi khuẩn xem nguồn cung cấp Si cho nhiều trồng Một số vi khuẩn có khả hịa tan khống Si phân lập Bacillus... có vai trò quan trọng bảo vệ tăng sức chống chịu trồng điều kiện bất lợi môi trường Nghiên cứu Trần Võ Hải Đường Nguyễn Khởi Nghĩa (2018) nhằm phân lập, tuyển chọn định danh vi khuẩn hòa tan. .. đất phân trùn khu vực Đồng Bằng Sơng Cửu Long có khả hịa tan khống Silic cao (Bảng 2) Bảng Một số dòng vi khuẩn tiềm có khả hịa tan khống silic (Trần Võ Hải Đường Nguyễn Khởi Nghĩa, 2018) Vi khuẩn