Vai trò thiết yếu của silic đối với cây trồng và ưu thế vượt trội của nano silic trong việc bổ sung silic qua lá cho cây trồng

Việc sử dụng silica trong phân bón như nguồn cung cấp silic cho cây trồng đã được nghiên cứu từ những năm 1960 xuất phát từ Nhật Bản. Ngày nay silic được sử dụng rộng rãi tại các nước có nền nông nghiệp phát triển như Hàn Quốc, Mỹ, Úc, Trung Quốc…

Trong số các chất dinh dưỡng thì silic là một trong những chất dinh dưỡng thiết yếu có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Trong mô tế bào, silic được tìm thấy với khối lượng lớn và chúng ngang bằng với tổng các chất dinh dưỡng thiết yếu như nitơ, phốtpho, kali, magie, canxi. Silic trong dung dịch đất được hút bởi rễ cây trồng ở dạng monosilicic axit. Silic được tích lũy thông qua việc hình thành cấu trúc xenlulose ở lá, thân và hệ thống rễ của chúng.

Theo các chuyên gia, đất nghèo silic thường có độ bão hòa bazơ kém, hàm lượng sắt, nhôm di động cao, vì vậy khả năng giữ chặt lân lớn, hiệu quả bón lân thấp do tạo thành các photphat sắt, nhôm không tan do đó cây trồng không hấp thu được. Nói cách khác khi đất thiếu silic sẽ dẫn đến mất cân bằng dinh dưỡng trong cây, cây phát triển kém.

Silic trong đất hầu hết nằm ở dạng không hòa tan gồm cát, khoáng thạch anh và đioxit silic. Silic ở dạng hữu hiệu mà cây trồng có thể hấp thu được thường rất thấp, trung bình khoảng từ 3-37ppm, trong khi đó hàm lượng silic hòa tan trong đất thích hợp cho nhu cầu của lúa khoảng từ 80-120ppm. Do vậy để cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt cần thiết phải bón silic cho cây.

Lúa hấp thụ rất nhiều silic, nhiều gấp 4 lần nitơ (N). Để có một tấn lúa, cây lúa hấp thụ khoảng 20kg N, nhưng cần hấp thụ đến hơn 80kg silic. Như vậy, silic là dưỡng chất có lợi vì làm gia tăng sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của lúa. Silic giúp lá, thân và rễ lúa cứng cáp. Khi lúa có đủ silic, lá phát triển đứng thẳng nên hấp thu được nhiều ánh sáng, làm gia tăng khả năng quang hợp của cây, thân cứng ít bị đổ ngã, giảm được tỷ lệ hạt lép và lửng. Tuy nhiên, nhu cầu thực sự của silic (như là một dưỡng chất) là cực thấp ở giai đoạn sinh dưỡng, nhưng lại rất cao ở giai đoạn sinh trưởng sinh thực( giai đoạn ra hoa - đậu quả).

Ngoài ra, khi lúa được cung cấp đủ silic thì hàm lượng silic trong lá gia tăng. Sự tích tụ silic trong lớp tế bào biểu bì trên bề mặt lá là rào cản vật lý ngăn chặn sự xâm nhiễm của bệnh đạo ôn lá(do nấm). Một cơ chế khác giúp lá lúa chống lại sự xâm nhiễm của bệnh đạo ôn là sự hình thành hợp chất silic - hữu cơ giúp ổn định vách tế bào, chống lại sự suy thoái của vách tế bào biểu bì lá dưới tác dụng của những enzym do nấm bệnh tiết ra. Silic còn làm giảm bệnh đốm nâu trên lúa, đạo ôn cổ bông, khô vằn, lem lép hạt, cháy bìa lá do nhiều loại nấm gây ra đồng thời ức chế quá trình phát sinh, phát triển của tuyến trùng hại rễ.

Trong nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy Silic còn phát huy tác dụng của thuốc trừ nấm. Kết hợp sử dụng silic với phun thuốc trừ nấm làm gia tăng hiệu quả sử dụng của thuốc Benomyl, Mancozeb, Edifenfos, các chế phẩm nano bạc đồng, nano đồng, nano đồng oxyclorua qua đó làm gia tăng năng suất lúa. Silic còn giúp giảm số lần sử dụng thuốc BVTV hoặc giảm nồng độ thuốc sử dụng.

Ở đất phèn, silic còn giúp cây lúa ngăn ngừa ngộ độc mangan và sắt bằng cách nở rộng đường vận chuyển ôxy từ lá xuống rễ, giúp rễ nhận được nhiều ôxy hơn để ôxyt hóa sắt và mangan, làm các chất này không còn hòa tan trong dung dịch đất, hạn chế sự hấp thụ của rễ lúa đối với những độc chất này qua đó làm giảm tình trạng nghẹt rễ và ngộ độc kim loại nặng.

Như vậy có thể nói rằng Silic có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng: Silic làm tăng sức đề kháng của cây, hạn chế sự xâm nhiễm của nấm khuẩn (đặc biệt là nấm), giảm tối đa việc sử dụng thuốc BVTV hóa học, tăng năng suất và chất lượng nông sản sau thu hoạch. Tuy nhiên hiện nay do tập quán canh tác, thói quen sản xuất nông nghiệp truyền thống nên việc sử dụng silic trong chăm sóc cây rau hoa màu, cây lương thực, cây ăn quả… của bà con nông dân còn hạn chế, một phần do trình độ thâm canh còn thấp, một phần do sự hiểu biết về vai trò của silic đối với cây trồng chưa đầy đủ cho nên việc sử dụng silic với vai trò như một loại phân bón chưa phổ biến tại Việt Nam. Hiện nay trên thị trường có một số loại phân bón có chứa silic tuy nhiên hầu hết là dạng phân bón qua dễ. Trong khi đó phân bón silic qua lá rất ít (do silic qua lá đắt hơn và khó sản xuất).

Với công nghệ nano tiên tiến hiện đại nano silic được sử dụng với vai trò như một dạng phân bón lá bổ sung cho cây trồng theo các thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây. Nano silic dễ hấp thu hơn do chúng có diện tích bề mặt riêng lớn, phần lớn các nguyên tử tập trung tại bề mặt của hạt nano silic nên chúng có năng lượng bề mặt thấp vì thế các nguyên tử bề mặt dễ tách ra và khiến nó trở nên linh động hơn điều này làm tăng hiệu suất hấp thu silic qua lá rất hiệu quả. Mặt khác các hạt nano silic được thiết kế ở kích thước vô cùng nhỏ bé chỉ từ 5-20nm cho nên chúng dễ dàng bám dính nên các kẽ lá của cây qua đó làm tăng hiệu suất hấp thu dinh dưỡng silic qua lá.

Nano silic có thể được sử dụng phun qua lá cho cây trồng kết hợp với việc tưới gốc với mục đích bổ sung qua bộ rễ đồng thời nano silic còn có vai trò hấp phụ các thành phần kim loại nặng gây ngộ độc rễ như sắt nhôm di động trong đất. Do đó làm tăng khả năng hút các chất dinh dưỡng của cây trồng giúp cây trồng phát triển cân đối khỏe mạnh và có khả năng chống chịu tốt với các điều kiện bất thuận của tự nhiên (chống hạn, chống úng tốt, hạn chế thối rễ - vàng lá), từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, giảm hiện tượng thiếu hụt và mất cân bằng dinh dưỡng trong cây./

Ngoài ra đối với những loại đất canh tác chuyên canh, độc canh lâu năm (cây lương thực, cây rau, cây ăn quả có múi đặc biệt là cam đường…) thường bị tích tụ các nhóm kim loại nặng, các chất hữu cơ độc hại từ việc sử dụng thuốc trừ cỏ, thuốc trừ sâu bệnh…làm cho đất chai cứng, bạc màu, gây ngộ độc cây. Việc sử dụng nano silic kết hợp với nano hợp kim sắt đồng sẽ giúp hạn chế hiện tượng tích tụ các chất độc hại đối với cây trồng do nano hợp kim sắt đồng có khả năng cắt đứt và phân giải các liên kết bền vững của các hợp chất vô cơ-hữu cơ độc hại.

Trong sản xuất nấm ăn (nấm sò, mộc nhĩ, linh chi…) việc sử dụng silic là cần thiết giúp quả thể nấm dai, giòn hơn, nâng cao năng suất của quả thể nấm đồng thời sản phẩm nấm sau thu hoạch có thể bảo quản với thời gian dài hơn.

Nano silic có thể sử dụng phun qua lá ở nồng độ 5-25ppm tùy điều kiện thâm canh, nhóm cây và thời kỳ sinh trưởng phát triển của cây. Việc sử dụng nano silic kết hợp với nano kẽm, nano bạc đồng, magie, nano canxi và các hợp chất chứa Mo, Bo sẽ đem lại hiệu quả kinh tế tối ưu.

Tư vấn kỹ thuật, ứng dụng công nghệ nano trong sản xuất nông nghiệp:

ThS Phạm Công Khải - 0976 804 678 * 01235 99 85 99