Silic là một chất khoáng chiếm khoảng 28% bề mặt vỏ trái đất, là một chất đứng hàng thứ hai trong đất sau Oxi. Khối lượng đất có 50 – 70% SiO2, và tất cả rễ thực vật trong đất đều có chứa Si trong mô (Yamamoto et al., 2012). Theo Nguyễn Bảo Vệ (2010), khoáng sét có trong đất cấu tạo chủ yếu là silic và nhôm. Trung bình nồng độ của silic có trong dung dịch đất từ 7 – 80 mg/lít SiO2 tùy theo loại đất. Theo Heckman (2012), Silicon hoặc Si là nguyên tố còn được sử dụng dưới dạng SiO2, với các hợp chất như: CaSiO3, Mg SiO3, hoặc K2SiO3….
Silic không được coi là dưỡng chất thiết yếu của thực vật, nhưng nó được đánh giá là dưỡng chất có ảnh hưởng tốt cho mía (Saccharum spp.) và cho lúa (Oryza sativa L.) (Ma et al., 2002, Ma et al., 2007). Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2008), cây lúa hấp thu silic nhiều hơn bất kỳ chất dinh dưỡng nào (từ 890 – 1018 kg/ha/vụ). Trong cây silic tập trung chủ yếu trong thân lá (khoảng 60%), một phần trên bông (khoảng 20%). Cây lúa phát triển không có silicate trong nước sẽ trở nên cằn cỗi và năng suất hạt suy giảm thật sự, ngoài ra thiếu hụt silicate trên lúa là giảm sự chịu đựng từ nguồn bệnh và có khuynh hướng sống tạm thời, phát triển kém (Ishibashi, 1936). Nhiều nghiên cứu cho thấy silic
14
giúp cây loại bỏ khả năng bị ngộ độc manga, sắt và nhôm vì silic giúp cây phân phối các nguyên tố kim loại này một cách hợp lý. Bên cạnh đó, silic còn giúp loại bỏ sự mất cân đối dinh dưỡng có hại giữa kẽm và lân trong cây làm cho cây khỏe hơn (Huỳnh Khắc Bằng, 2010; Ma et al., 1990).
Theo Ishibashi (1936), sự thiếu hụt silic trên lúa sẽ làm cho cây lúa dễ cảm nhiễm với nguồn bệnh, làm cho cây lúa có khuynh hướng sống tạm, từ đó phát triển kém và dễ dàng đổ ngã. Theo Raven (2003) lớp gel – silicate bên ngoài của vách tế bào ở các tế bào trong lá, thân, và vỏ trái tạo thành lớp cutin – silic dày gấp đôi bình thường. Nhờ vào lớp cutin – silic giúp tăng tính chống chịu và tính cứng của tế bào. Vì vậy, làm tăng tính kháng của cây lúa đối với côn trùng và các loại nấm gây hại. Qua đó, làm tăng khả năng quang hợp và làm giảm sự thoát hơi nước của cây trồng (Epstein, 1994, 1999; Ma và Takahashi, 2002; Ma, 2003). Ngoài ra, theo Idris et al. (1975), silic tăng thêm đáng kể độ cứng của thân cây lúa và sự gia tăng này cao hơn rõ rệt ở liều thấp hơn của nitơ. Các giống các nhau có phản ứng khác nhau. Theo Yoshida et al.
(1969), trong quá trình sinh trưởng và phát triển, khi cây lúa hút nhiều silic thì sẽ làm lá lúa thẳng đứng. Do đó, rất có lợi cho quá trình quang hợp. Tóm lại đạm thì làm cho lá rũ xuống còn silic thì làm lá lúa thẳng đứng, nếu góc lúa thẳng đứng từ 40 – 70o thì tổng số quang hợp tăng 36%, góp phần làm tăng năng suất. Trong việc chịu hạn và mặn, silic giúp cây hạn chế thoát hơi nước, duy trì nước trong lá ở mức cao, ổn định nhờ tạo thành lớp biểu bì kép silica – cutic (sừng cứng). Cây thiếu hụt silic có xu hướng héo úa và trở nên dể đổ ngã. Trong giai đoạn sinh sản có tới 67% silic được hấp thu để làm tăng số chồi và tăng năng suất.
Tóm lại, theo Takahashi (1979), cung cấp silic cho cây lúa ở ngưỡng thích hợp nhằm giúp cho lá lúa thẳng đứng và giảm hiện tượng cong xuống của lá lúa, gia tăng độ cứng cây, tăng khả năng quang hợp nhất là trong vụ Hè Thu, giảm moment cong vào giai đoạn trổ - chín, tăng khả năng kháng bệnh cho cây lúa là một phần của việc hạn chế đổ ngã, gia tăng năng suất cây trồng.
Nghiên cứu của Janislampi (2012) trên cây (bắp, lúa mì, đậu nành, và lúa) được tiến hành theo 3 phương pháp: (1) trồng theo phương pháp thủy canh và trong điều kiện thiếu muối, (2) silic trong đất thấp – thấp hơn mức trung bình và gây khô hạn dần dần, (3) silic trong đất thấp – thấp hơn mức trung bình và gây khô hạn đột ngột. Silic được đưa vào ở cả 2 dạng Na2SiO3 và CaSiO3. Cả 2 dạng Silic đều giúp cây gia tăng khả năng chống chịu được với khô hạn và thiếu muối, nhưng tác dụng còn khác nhau. Silic làm tăng khối
15
lượng khô của bắp lên 18%, tăng hiệu quả sử dụng nước lên 36%. Ở kỹ thuật gây khô hạn đột ngột, silic làm tăng khối lượng khô của lúa mì lên 17%. Theo Fallah (2012), nghiên cứu ảnh hưởng của Silic lên tính đỗ ngã của lúa được trồng trong dung dịch thủy canh, với phân đạm (40 và 80 ppm), và silic (0,5 và 100 ppm) thấy được tác dụng của Silic lên tính cứng của thân và làm giảm nguy cơ đổ ngã của lúa.
Theo kết quả nghiên cứu của Lê Trường An (2010) đã xử lý (phun qua lá) hai chế phẩm Silicon thương mại có chứa hàm lượng Si dạng nano OrymaxSL (10% SiO2) và SilysolMS (25% SiO2) trên giống OM2514. Kết quả chế phẩm OrymaxSL liều lượng 4 ml/L đạt hiệu quả cao nhất so cới các nghiệm thức còn lại (1 ml/L, 2 ml/L và 6 ml/L) và SilysolMS liều lượng 2 g/L có khác biệt vượt trội hơn so với các nghiệm thức xử lý trong thí nghiệm, kết quả không làm gia tăng chiều cao cây, tăng độ cứng thân lúa và tăng năng suất hạt.