4. DINH DƢỠNG KHOÁNG CỦA CÂY LÖA
5.1.2 Chức năng của Silic đối với cây lúa
Cây lúa hấp thụ silic nhiều hơn bất kỳ chất dinh dƣỡng nào (từ 890 – 1018 kg/ha/vụ). Trong cây silic tập trung chủ yếu trong thân lá và một phần trên bông (Ma và Takahashi, 2002; Nguyễn Ngọc Đệ, 2009). Silic có vai trị quan trọng trong cây. Ngƣời ta nhận thấy rằng silic làm tăng bề dày của vách tế bào, giúp cây lúa cứng cáp, chống chịu đổ ngã, chống sự xâm nhập của mầm bệnh và sự tấn công của côn trùng, làm lá thẳng đứng, nhiều bơng, giảm thốt hơi nƣớc giúp cây chịu hạn khỏe. Silic làm tăng lực oxid hóa của rễ và ngăn cản sự hấp thụ Fe và Mn quá nhiều.
Sự hấp thụ silic tăng bảo vệ cây chống lại sự nhiễm nấm và sự tấn công của cơn trùng. Những nhà cơn trùng học đã tìm ra hàm trên của ấu trùng sâu đục thân sống ở lúa có hàm lƣợng silic cao bi tổn hại. Sự hấp thu silic tăng giữ cho lá lúa đứng (Yoshida, 1981). Tầm quan trọng của lá đối với sự quang hợp của tán ruộng trồng. Lá đứng là một giống cho năng suất cao. Giữ cho lá đứng do bón silic có thể làm tăng 10% khả năng quang hợp của tán lúa và gia tăng năng suất.
Silic là nguyên tố khoáng quan trọng nhất trong số những nguyên tố không thiết yếu. Trừ nhóm cây trong họ Mộc tặc (Equisetaceae) xem silic là nguyên tố thiết yếu, các cây còn lại xem silic là ngun tố khơng thiết yếu vì hàm lƣợng silic trong tế bào thấp
và thiếu silic cây vẫn hoàn thành chức năng sinh trƣởng và phát triển. Epstein (1994) và Marschner (1995), cho rằng silic là nguyên tố dinh dƣỡng hữu ích cho hầu hết các lồi thực vật. Tuy nhiên, ở cây một lá mầm, trong đó cây lúa và mía là những cây có hàm lƣợng silic trong tế bào đạt 5% trở lên. Hơn nữa, lƣợng silic có trong tế bào phụ thuộc rất nhiều vào hàm lƣợng silic hịa tan sẵn có trong mơi trƣờng sống của cây. Điều đáng quan tâm ở đây, khi cây đƣợc bón đầy đủ silic sẽ tăng tính kháng sâu đục thân, kháng bệnh do nấm và các yếu tố môi trƣờng bất lợi khác nhƣ nhiễm mặn, hạn hán, ngập úng, ngộ độc kim loại. Cây hút silic và tích lũy trong thành tế bào ngăn chặn sự xâm nhập của tế bào sợi nấm vào tế bào của cây trồng. Hơn nữa, silic làm tăng tính chống chịu bệnh hại do nấm bằng cách tạo vách ngăn cơ học và tích lũy chất phenol nhƣ là chất diệt nấm (fungicide) diệt hết tế bào khuẩn ty có manh nha xâm nhập vào tế bào cây trồng.
Theo Datnoff et al, (1991) bón silic làm cho lúa tăng đáng kể tính kháng bệnh và làm tăng năng suất lúa lên từ 56 đến 88%. Trong việc chịu hạn và mặn. Silic giúp cây hạn chế thốt hơi nƣớc, duy trì nƣớc trong lá ở mức cao, ổn định nhờ việc tạo thành lớp biểu bì kép silic-cutin. Nhiều nghiên cứu cho thấy silic giúp cây loại bỏ khả năng bị ngộ độc mangan, sắt và nhơm vì silic giúp cây phân phối các nguyên tố kim loại này một cách hợp lý. Nếu thiếu silic, các nguyên tố kim loại này tích trữ khơng đều, gây nên ngộ độc. Bên cạnh đó, silic cịn giúp loại bỏ sự mất cân đối dinh dƣỡng có hại giữa kẽm và lân trong cây làm cho cây khoẻ hơn.
Theo Currie và Perry (2007) hàm lƣợng silic tích lũy trong cây lúa lớn dần từ hạt gạo (0,05%), cám gạo (5%), rơm (13%), vỏ trấu (23%), cuống hạt (35%). Ngồi ra, trong thí nghiệm với cây lúa đƣợc trồng trong dung dịch dinh dƣỡng chứa 100 ppm silic acid cũng đã chỉ
ra sự khác biệt về hàm lƣợng silic trong rễ là 3,4%, thân 14%, phiến lá 18%, trấu 20,3% (Takahashi và ctv.. 1995).
Silic là một nguyên tố cây trồng có thể hấp thu đƣợc từ đất. Điều quan trọng là khả năng hấp thu silic của cây lúa là rất lớn trong quá trình sinh trƣởng và phát triển. Sự phát triển và năng suất vẫn gia tăng khi silic chứa trong lá và thân là 8%. Thí nghiệm ngồi đồng cũng có kết quả tƣơng tự là khả năng hấp thu silic của cây lúa rất cao, ở lá cờ cây lúa chiếm khoảng nhỏ hơn 10%. silic cần một lƣợng lớn cho cây lúa sau khi bƣớc vào giai đoạn tƣợng địng. Do đó, silic ảnh hƣởng đến cây lúa vào giai đoạn sau lớn hơn giai đoạn trƣớc tƣợng đòng, khi cây lúa không thể hấp thu silic có thể ảnh hƣởng cho các giai đoạn sau phân hóa địng và làm cho năng suất lúa bị giảm đáng kể (Takahashi, 1966 trích dẫn bởi Lê Bá Nam, 2009).
Theo Epstein và Bloom (2005). Raven (2003) silic có vai trị rất quan trọng đối với cây trồng. Silic còn là nguyên tố thiết yếu lên sự sinh trƣởng và phát triển của cây lúa, sự hấp thu silic làm tăng bề dày của vách tế bào giúp cây lúa cứng cáp. Lớp cutin - silic dày tăng độ cứng của tế bào, bảo vệ cây chống lại sự nhiễm nấm và sự tấn công của côn trùng do độ cứng cơ học của nó quyết định (Epstein, 1999; Ma, 2003).
Theo Yoshida (1981) lớp gel-silic đƣợc phủ bên ngoài của vách tế bào ở các tế bào trong lá, thân và vỏ trái tạo thành lớp cutin-silic dày gấp đơi bình thƣờng. 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 nƣớc của cây trồng. Trong giai đoạn sinh sản có tới 67% silic đƣợc hấp thụ để làm tăng số chồi và
tăng năng suất lúa. Vì vậy, khi sự thiếu silic xảy ra làm giảm năng suất hạt của lúa (Ma et al.. 1989).
Sự hấp thu silic tăng làm cho lá lúa đứng, lá đứng sẽ nhận đƣợc nhiều ánh sáng làm tăng khả năng quang hợp của cây. Tầm quan trọng của góc lá đối với quang hợp của tán ruộng trồng đƣợc biết nhiều, lá đứng đƣợc mong muốn ở giống lúa có năng suất cao (Yoshida, 1981). Góc lá là yếu tố đặc trƣng của giống, nó cũng bị ảnh hƣởng tình trạng dinh dƣỡng. Đạm có khuynh hƣớng làm cho lá lúa rủ xuống trong khi đó silic làm cho lá đứng thẳng. Sự rủ xuống của lá lúa là một đối tƣợng quan sát để biết đến sự thiếu hụt silic trong cây lúa. Hiện tƣợng xuất hiện ngay sau khi cấy lúa vào trong dung dịch khơng có Silic. Một tuần sau khi cấy và thời gian sau thi có sự khác nhau giữa 2 dung dịch có và khơng có silic. Lá lúa của dung dịch có cung cấp silic thì đứng thẳng trong khi lá lúa khơng cung cấp silic thì rủ xuống. Sự rủ xuống của lá lúa là do ảnh hƣởng của mức độ cung cấp amonium nitrogen. Khi amonium nitrogen trong dung dịch thấp thì mức độ rủ xuống của lá lúa khi thiếu silic trở nên nhỏ và ngƣợc lại. Cung cấp silic cho cây lúa ở ngƣỡng thích hợp làm cho cây lúa có lá đứng thẳng và giảm hiện tƣợng rủ xuống của lá lúa.
Sự hấp thu silic tăng làm giảm sự mất nƣớc do bốc thoát hơi nƣớc và tăng đƣợc tính chống chịu của cây đối với thế năng thẩm thấu giảm trong môi trƣờng mọc rễ.
Sự hấp thu silic tăng làm tăng lực oxi hóa của rễ và giảm sự hấp thu thái quá của sắt và mangan giúp cây lúa sinh trƣởng tốt (Okuda và Takahashi 1965 trích dẫn bởi Yoshida, 1981).