Nói các khác, hàm lượng Si dễ tiêu trong đất bị chi phối hồn tồn bởi sự có mặt của phytolith. Kết quả này tương đồng với kết quả đã công bố của Bartoli
(1985), khi các nghiên cứu này cho rằng 85% và 74% lượng Si hồ tan trong đất có nguồn gốc từ sự tan rã của phytolith. Mặt khác, khi so sánh khả năng hồ tan của phytolith và khống silicat trong đất, Fraysse và nnk (2009) kết luận rằng, phytolith có khả năng hồ tan giải phóng Si cao gấp 10.000 lần so với khoáng smectit, kaolinit và illit trong khoảng pH 6 – 8. Đây cũng là ba loại khống chính cũng như khoảng pH đo được tại khu vực nghiên cứu.
Ngoài Si, phytolith khi hồ tan cịn giải phóng các nguyên tố khác như K, Na, Ca, Mg, Cl, S, P … (kết quả chi tiết trong Bảng 5, mục 3.2.5). Với ~150 kg
phytolith / 1 tấn rơm rạ khi hoà tan sẽ đưa vào đất tương ứng 75,8; 78,2; 33,1; 27,0; 3,0; 0,5 và 2,1 g các ion hoà tan Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, PO43- và SO42-. Trong tầng 0 – 25 cm của phẫu diện nghiên cứu, với 0,49% lượng phytolith tích luỹ, lượng ion hoà tan này sẽ tương ứng là 9,28; 9,57; 4,04; 3,31; 0,37; 0,06 và 0,25 kg (3.750 tấn đất / 1 ha có độ s`âu 25 cm với dung trọng trung bình 1,5 g/cm3). Điều này có ảnh hưởng lớn tới tổng lượng ion hoà tan cũng như độ dẫn (EC) của đất.
Hình 30. Tương quan giữa hàm lượng phytolith và tổng lượng Ca, Mg trao đổi trong đất
Trong 7 ion kể trên, Ca và Mg không chỉ là nguyên tố trung lượng cần thiết cho cây trồng mà cịn đóng vai trị tăng cường cấu trúc cho đất vì thế hàm lượng
hồ tan của hai nguyên tố này trong đất hết sức được quan tâm. Trong mẫu đất
nghiên cứu, tổng hàm lượng Ca và Mg có mối quan hệ tỷ lệ thuận với hàm lượng phytolith biểu thị qua giá trị hồi quy tương quan R2 = 0,8 (Hình 30).
Như vậy, qua các phép phân tích mối tương quan giữa hàm lượng phytolith và các nguyên tố hoà tan trong đất có thể rút ra nhận xét như sau: Sự có mặt của
phytolith trong đất khơng chỉ đóng vai trị như kho dự trữ chất dinh dưỡng (Si, K, Ca, Mg) mà phytolith còn tham gia vào việc điều tiết các nguyên tố dinh dưỡng này thông qua q trình hồ tan, phân giã dưới các điều kiện môi trường. Tuy nhiên,
phytolith cũng như các hợp phần khác trong đất luôn đặt trong mối tương tác qua lại lẫn nhau, do đó cần có thêm những thí nghiệm trên thực tế đồng ruộng với hàm
lượng phytolith được bổ sung ở mức độ khác nhau để đánh giá chi tiết hơn về ảnh hưởng của sự có mặt phytolith tới các tính chất của đất.
KẾT LUẬN
Ngồi những thơng tin về một số tính chất đất cơ bản tại khu vực nghiên cứu tại xã Đại Áng, huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội, kết quả nghiên cứu của luận
văn cung cấp những thông tin chi tiết về đặc điểm chung của phytolith trong rơm rạ như thành phần hố học; đặc điểm hình thái; cấu trúc, đặc điểm khoáng vật học và
đặc điểm hoá học bề mặt của chúng. Luận văn cũng xác định được hàm lượng cũng
như sự phân bố của phytolith theo các tầng sâu phẫu diện tại xã Đại Áng, huyện
Thanh Trì, thành phố Hà Nội. Cụ thể: Hàm lượng phytolith trong đất tại khu vực
nghiên cứu dao động từ 0,41 – 1,01% trong các phẫu diện có độ sâu 100 cm với giá trị trung bình đạt 0,49 ± 0,06%; 0,53 ± 0,13%; 0,71 ± 0,17% và 0,73 ± 0,11% tương
ứng với tầng 0 – 25 cm; 25 – 50 cm; 50 – 75 cm và 75 – 100 cm. Đây là công bố
khoa học đầu tiên và hết sức có ý nghĩa về sự tồn tại của phytolith cũng như hàm
lượng của chúng trong đất xã Đại Áng nói riêng và đất nơng nghiệp Việt Nam nói
chung. Bên cạnh đó, việc phân tích mối tương quan giữa hàm lượng tích luỹ của
phytolith với tính chất lý hố học cơ bản của đất tại khu vực nghiên cứu cũng phần nào chỉ ra được sự ảnh hưởng của sự có mặt của phytolith tới các tính chất này của
đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, sự có mặt của phytolith trong đất sẽ góp phần làm
tăng tỷ lệ cấp hạt limon (0,002 – 0,05 mm), làm giảm tỷ trọng của đất và thúc đẩy
quá trình phân tán của cấp hạt sét (<0,002 mm). Với sự tích luỹ 0,49%, phytolith lưu trữ lại tương ứng 6,1 và 1,3 tấn Si và K trong tầng đất 25 cm bề mặt. Sự hoà tan của hàm lượng phytolith trong tầng đất này có thể giải phóng vào đất 9,28; 9,57;
4,04; 3,31; 0,37; 0,06 và 0,25 kg các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, PO43- và SO42-. Mặt khác, sự có mặt của phytolith có “đóng góp” tương đương với khống sét trong giá trị CEC của đất thể hiện qua mối quan hệ giữa hàm lượng khoáng sét, phytolith với CEC của đất (R² lần lượt đạt 0,79 và 0,76) cũng như chi phối hàm lượng Si,
tổng lượng Ca và Mg dễ tiêu trong đất thể hiện qua hệ số tương quan R2 = 0,98 và 0,8. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu “đặt” phytolith trong hệ tương tác giữa các hợp phần khác nhau của đất trong điều kiện thực tế ngoài đồng ruộng để có thể
TÀI LIỆU THAM KHẢO
v Tiếng Việt:
1. Cơ hội Kinh doanh Sinh khối tại Việt Nam (2012), Chương trình Năng lượng sinh khối Bền vững của Hà Lan, thực hiện bởi Tổ chức Phát triển Hà Lan
SNV.
2. Đỗ Hải Triều (2008), “Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón silica đến sinh
trưởng, năng suất và chất lượng lạc trên đất phù sa cũ bạc màu tỉnh Vĩnh Phúc”, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp.
3. Khương Minh Phượng (2011), “Ứng dụng mơ hình Hydrus - 1D để mô phỏng sự di chuyển của kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất lúa xã Đại Áng,
huyện Thanh Trì, Hà Nội”, Luận văn ThS. Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường, mã số: 60 85 02; Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Ngọc Minh.
4. Nguyễn Ngọc Minh (2012), “Vai trò của silic sinh học (Phytolith) trong rơm rạ đối với môi trường đất và dinh dưỡng cây trồng”, Tạp chí Nơng nghiệp
và Phát triển Nơng thơn, 11, 47 – 52.
v Tiếng Anh:
5. Barão, L., Clymans, W., Vandevenne, F., Meire, P., Conley, D.J., Struyf, E. (2014), “Pedogenic and biogenic alkaline-extracted silicon distributions along a temperate land-use gradient”, Eur. J. Soil Sci.
6. Barbosa-Filho, M.P, Snyder, G.H, Elliott, C.L, Datnoff, L.E (2001), “Evaluation of soil test procedures for determining rice-available silicon”,
Commun Soil Sci. Plant Anal, 32, 1779-1792.
7. Bartoli, F. (1985), “Crystallochemistry and surface—properties of biogenic opal”, Journal of Soil Science, 36:335–350
8. Bartoli, F. (1983), “The biogeochemical cycle of silicon in two temperate foresty ecosystems”, Environmental Biogeochemistry, Ecol. Bull.
9. Berthelsen, S., Noble, A. D., and Garside A. L. (2001), “Silicon research down under: Past, present and future”, Silicon in agriculture, Pp. 241–256. 10. Blackman, E. (1969), “Observations on the development of the silica cells of
the leaf sheath of wheat (Triticumaestivum)”, Canadian Journal of Botany 47:827-838.
11. Carey, J.C., Fulweiler, R.W. (2012), “Human activities directly alterwatershed dissolved silica fluxes”, Biogeochemistry, 111, 125–138.
12. Cary, L., Alexandre, A., Meunier, J.D., Boeglin, J.L., Braun, J.J. (2005), “Contribution of phytoliths to the suspended load of biogenic silica in the Nyong basin rivers (Cameroon)”, Biogeochemistry, 74, 101–114.
13. Clarke, J. (2003), “The occurrence and significance of biogenic opal in the regolith”, Earth Science Reviews, 60:175–194.
14. Conley, D.J., and Schelske, C.L. (2001), “Biogenic silica. In: Smol J.P., Birks H.J.B. and Last W.M. (eds), Tracking Environmental Changes in Lake Sediments: Volume 3: Terrestria” l, Algal, and Siliceous Indicators.
Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp. 281–293.
15. Cornelis, J.T., Delvaux, B., Georg, R.B., Lucas, Y., Ranger, J., Opfergelt, S. (2011), “Tracing the origin of disolved silicon transferred fromvarious soil-plant systems towards rivers”: Biogeosciences 8, 89–112.
16. Cornelis, J.T., Delvaux, B., Ranger, J., Iserentant, A. (2010a), “Tree species impact the terrestrial cycle of silicon through various uptakes”,
Biogeochemistry, 97, 231–245.
17. Cornelis, J.T., Titeux, H., Ranger, J., Delvaux (2011b), “Identification and distribution of the readily soluble silicon pool in a temperate forest soil belowthree distinct tree species”, Plant Soil, 342, 369–378.
18. Datnoff, LE, Rodrigues FA (2005), “The role of silicon in suppressing rice diseases”, APS net Feature Story, 1–28.
19. Datnoff, L.E., Raid, R.N., Snyder, G.H., and Jones, D.B. (1991), Effect of calcium silicate on blast and brown spot intensities and yields of rice,
Plant Disease, 75:729-732.
20. DeMaster, D.J. (1979), “The marine budgets of silica and 32Si. Ph.D. Dissertation”, Yale University, 308 pp.
21. DeMaster, D.J. (1981), “The supply and accumulation of silica in the marine environments”, Geochim. Cosmochim. Acta: 1715–1732.
22. DeMaster, D.J. (1991), “Measuring biogenic silica in marine sediments and suspended matter”, Geophysical Monograph 63, America Geophysical Union, pp. 363–367.
23. Desplanques, V., Cary, L., Mouret, J.-C., Trolard, F., Bourrie, G., Grauby, O., Meunier, J.-D. (2006) “Silicon transfers in a rice field in Camargue (France)”, J. Geochem. Explor., 88, 190–193.
24. Dierolf, T., Fairhurst T., Mutert E. (2001), Soil fertility kit. A toolkit for acid, upland soil fertility management in Southeast Asia. 1st ed., Oxford Graphic Printers, page 113.
25. Dietzel, M. (2002), “Interaction of polysilicic and monosilicic acid with mineral surfaces”, Water–rock interaction, pp. 207–235.
26. Dolores R Pipernoand MD Lanham (2006), Phytoliths: A Comprehensive Guide for Archaeologists and Paleoecologists, AltaMira Press.
27. Dorweiler, J.E., Doebley, J. (1997), “Development analysis of Teosinte Glume Architecture1”: American Journal of Botany, 84, 1313-1322
28. Dove P.M. (1999), “The dissolution kinetics of quartz in aqeous mixed cation solutions”, Geochim. Cosmochim. Acta. 63, 3715-3727.
29. Drees, L. R., Wilding, L. P., Smeck, N. E., and Sankayi, A. L. (1989), “Silica in soils: Quartz and disordered silica polymorphs”, Minerals in soil environments, pp. 913–974.
30. Dürr, H.H., Meubeck, M., Harttmann, J., Laruelle, G.G., Roubeix, V. (2011), “Global spatial distribution of natural riverine silica inputs to the coastal
zone”, Biogeosciences, 8, 5978-620.
31. Ehrlich H., Demadis K.D., Pokrovsky O.S., Koutsoukos P.G. (2010), “Modern Views on Desilicification: Biosilica and Abiotic Silica Dissolution in Natural and Artificial Environments”, Chem. Rev. 110, 4656–4689.
32. Elbauma R., Melamed-Bessudo C., Tuross N., Levy A.A., Weiner S. (2009), “New methods to isolate organic materials from silicified phytoliths reveal fragmented glycoproteins but no DNA”, Quaternary International, 193,
11–19.
33. Eneji E, Inanaga S, Muranaka S, Li J, An P, Hattori T, Tsuji W (2005), “Effect of calcium silicate on growth and dry matter yield of Chloris gayana and Sorghum sudanense under two soil water regimes”, Grass and Forage Science, 60:393–398.
34. Epstein, E. (1994), “The anomaly of silicon in plant biology”, Proceedings of
the National Academy of Sciences of the United States of America, 91, 11.
35. Epstein, E. and Bloom, A. J. (2005), “Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives”, Second Edition. Sinauer.
36. Ersan Putunand Esin Apaydin. Ricestraw as a bio-oil source via pyrolysis and steampyrolysis. Energy, 29 (2004) 2171 – 2180.
37. Follett, E.A.C., McHardy, W.J., Mitchell, B.D. and Smith, B.F.L. (1965), “Chemical dissolution techniques in the study of soil clays”, Part I. Clay Minerals, 6: 23–34.
38. Foster, M.D. (1953), “The determination of free silica and free alumina in ontmorillonites”, Geochim. Cosmochim., Acta 3: 143–154.
39. Fraysse, F., Pokrovsky, O. S., Schott, J., Meunier, J.-D. (2009), “Surface chemistry and reactivity of plant phytoliths in aqueous solutions”, Chem. Geol., 258, 197–206.
40. Fraysse F., Pokrovsky O.S., Schott J., Meunier J.D. (2006) “Surface properties, solubility and dissolution kinetics of bamboo phytoliths”,
41. Harrison, C.C (1996), “Evidence for intramineral macromolecules containing protein from plant silicas”, Phytochemistry, 41, 37-42
42. Harsh, J. B., J. Chorover, and E. Nizeyimana. (2002), “Allophane and imogolite”, Soil mineralogy with environmental applications, pp. 291–
322.
43. Haysom, M.B.C. and Chapman, L.S. (1975), “Some aspects of the calcium silicate trials at Mackay”, Proc. Austr. Sugar CaneTechnol., 42:117–122 44. Herbauts, J., Dehalu, F.A., Gruber, W. (1994), “Quantitative determination of
plant opal content in soils, using a combined method of heavy liquid separation and alkali dissolution”, Eur. J. Soil Sci., 45, 379–385.
45. Houben, D., Sonnet, P., Cornelis, J.T. (2014), “Biochar from Miscanthus: a potential silicon fertilizer”, Plant Soil, 374, 871–882.
46. Iler R.K. (1979), “The Chemistry of Silica”, Wiley and Sons, New York, pp
621.
47. Imaizumi, K. and Yoshida, S. (1958), “Studies on silicon supply of paddy soil”, Bull. Jpn. Agric. Tech. Inst., B8, 261-304.
48. Jaynes, E.F, Bigham, J.M (1986), “Multiple cation-exchange capacity measurements on standard clays using a commercial mechanical extractor”, Clays Clay Miner, 34:93-98,
49. Jones, L. H. P., and K. A. Handreck (1965), “Studies of silica in the oat plant. III. Uptake of silica from soils by the plant”, Plant and Soil, 23:79-96. 50. Jones, L. H. P., and K. A. Handreck (1969), “Uptake of silica by
Trifoliumincarnatum in relation to the concentration in the external solution and to transpiration”, Plant and Soil, 30:71-80.
51. Jones, L.P.H., Handreck, K.A. (1967), “Silica in soils, plants, and animals”,
Advances in Agronomy, 19, 107–149.
52. K. Prajapati, S. Rajendiran, M. VassandaCoumar, M. L. Dotaniya, V. D. Meena, Ajay Srivastava, N. K. Khamparia, A. K. Rawat, S. Kundu (2015), “Bio-Sequestration of Carbon in Rice Phytoliths”, Natl. Acad. Sci. Lett.,
38(2):129–133
53. Kauss H, Seehaus K, Franke R, Gilbert S, Dietrich RA, Kroger N (2003), “Silica deposition by a strongly cationic proline-rich protein from systemically resistant cucumber plants”, Plant Journal, 33, 87-95
54. Klotzbücher T, Leuther F, Marxen A, Vetterlein, D., Jahn, R. (2014), Silicon cycling and budgets in rice production systems of. Laguna, the Philippines, 6th Int. Conference on Silicon in Agriculture, 26-30 August 2014, Stockholm Sweden.
55. Kohut C.K (1994), “Chemistry and mineral stability in saline, alkaline soil environments”, Doctoral thesis, University of Alberta, Edmonton, AB,
Canada.
56. Koning E., Epping E. and Van Raaphorst W (2002), “Determining biogenic silica in marine samples by tracking silicate and aluminium concentrations in alkaline leaching solutions”, Aquat. Geochem., 8, 37–67.
57. Li, Z.M., Song, Z.L., Parr, J.F., Wang, H.L. (2013), “Occluded C in rice phytoliths: implications to biogeochemical carbon sequestration”, Plant Soil, 370, 615–623.
58. Liang, Y., Si, J., Römheld, V. (2005), Silicon uptake and transport is an active process in Cucumis sativus, New Phytol., 167(3):797-804.
59. Liexang, Li, YutaIshikawwa, MachitoMihara (2012), “Effects of Burning Crop Residues on Soil Quality in Wenshui”, International Journal of Environmental and Rural Development, 3-1, 30 – 35.
60. Lucas, Y. (2001), “The role of plants in controlling rates and products of weathering: Importance of biological pumping”, Annual Review Earth Planet Science, 29:135–163.
61. Ma J.F. (2004), “Role of Silicon in enhancing the resistance of plants to biotic and abiotic stresses”, Soil Sci. Plant Nutr, 50, 11-18
62. Ma, J. F., Takahashi, E. (1990), “Effect of silicon on the growth and phosphorus uptake of rice”, Plant Soil, 126, 115-119
63. Ma, J.F., Miyake, Y., Takahashi, E (2002), “Soil, Fertilizer, and Plant Silicon Research in Japan”, Elsevier Science.
64. Ma, J.F., Miyake, Y., Takahashi, E. (2001), “Silicon as a beneficial element for crop plants. In Datonoff L., Korndorfer G., Snyder G., eds, Silicon in Agriculture”, Elsevier Science Publishing, New York, 17-39.
65. Ma, J.F., Nishimura, K., Takahashi, E. (2012), “Effect of silicon on the growth of rice plant at different growth stages”, Soil Science and Plant Nutrition, 35(3), 347 – 356
66. Ma, J.F., Yamaji, N. (2006), “Silicon uptake and accumulation in higher plants”, Trends Plant Sci., 11, 392–397.
67. Marxen, A., Klotzbücher, T., Vetterlein, D., Jahn, R. (2013), Controls on silicon cycling in Southeast Asian rice production systems, EGU General Assembly 2013, held 7-12 April, in Vienna, Austria, id. EGU2013-9821
68. McNaughton, S. J., and J. L. Tarrants (1983), “Grass leaf silicification: Natural selection for an inducible defense against herbivores”,
Proceedings of the National Academy of Science, 80:790-791.
69. Meunier JD, Guntzer F, Kirman S, Keller C (2008), “Terrestrial plant-Si and environmental changes”, Mineral. Mag., 72:263–267.
70. Meunier, J. D., F. Colin, and C. Alarcon. (1999), “Biogenic silica storage in soils”, Geology, 27:835–838.
71. Meunier, J.D., Guntzer, F., Kirman, S., Keller, C. (2008), “Terrestrial plant–Si and environmental changes”, Mineral. Mag., 72, 263–267.
72. Miller, Á. (1980), “Phytoliths as indicators of farming techniques”, Paper presented at the 45th annual meeting of the Society for American Archaeology, Philadelphia.
73. Monger, H. C., and E. G. Kelly. (2002), “Silica minerals”, Soil mineralogy with environmental applications, pp. 611–636.
74. MônicaSartori de Camargo, Hamilton Seron Pereira, Gaspar Henrique Korndưrfer, Angélica Arẳjo Queiroz and Caroline Borges dos Reis
(2007), Soil reaction and absorption of silicon by rice, Sci. agric. (Piracicaba, Braz.), vol. 64, no. 2, Piracicaba.
75. Mortlock R.A. and Froelich P.N. (1989), “A simple method for the rapid determination of biogenic opal in pelagic marine sediments”, Deep-Sea Res, 36(9): 1415–1426.
76. Motomura, K, Fuji, T, Suzuki, M (2004), “Silica deposition in relation to