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 Cơng 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 và tăng năng suất cây trồng. Trong đất,
silic chiếm tỷ lệ rất cao nhưng ở dạng khống khó tan, cây trồng khơng hấp thụ được. Sự hịa tan khống Si bởi
vi khuẩn được xem như là nguồn cung cấp Si chính cho nhiều cây trồng. Một số vi khuẩn có khả năng hịa tan
khống Si đã được phân lập như như Bacillus sp., Bacillus caldolytyicus, Bacillus mucilaginosus var Siliceous,
Proteus mirabilis, Pseudomonas sp. và 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 là nguyên tố thứ hai sau Oxy chiếm 25% khối lượng vỏ trái đất, tuy nhiên, silic trong
đất đa phần ở dạng cây trồng khó hấp thụ. Kết quả cho thấy khi cây trồng hấp thu Si một cách thuận lợi sẽ làm
giảm các điều kiện khắc nghiệt về sinh học và phi sinh học (Fauteux et al. , 2006). Hiện nhiều nghiên cứu tập
trung chứng mình vai trị của silic đối với cây trồng và tìm kiếm các vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp
chất silic khó tan thành những dạng cây trồng có thể hấp thụ được. Bài báo này tổng hợp một số kết quả nghiên
cứu của các tác giả về những vấn đề trên.
1. VAI TRÒ CỦA SILIC ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG CÂY TRỒNG
Si có ảnh hưởng lên sự tổng hợp lignin. Vách tế bào của rễ cây lúa khơng có Si cho thấy tỷ lệ lignin bị sụt giảm
trong khi đó tỷ lệ các phenolic gia tăng (Jones et al., 1978). Silic tăng cường hệ thống miễn dịch cho cây, giúp
cây tăng trưởng nhanh, khỏe mạnh, tăng cường sức đề kháng cho cây chống lại các loại côn trùng và vi sinh
vật gây hại như: sâu, rầy, nấm và vi khuẩn. Đặc biệt cây lúa rất cần Silic hơn các loại chất dinh dưỡng cơ bản
khác như N, P, K. Silic sẽ giúp thân lúa khỏe mạnh, cứng cáp, chịu ngập và chịu gió tốt. Silic có khả năng
kháng lại một số loại vi sinh vật và côn trùng gây hại như: rầy và ốc bươu vàng. Hơn nữa, Si cũng có tác dụng
tốt lên các yếu tố cấu thành năng suất như số bông, số hạt/bông và % hạt chắc. Silic đặc biệt kích thích sự tái
tạo các cơ quan của cây lúa (Mengel and Kirkby, 1987). Mặt khác, trong điều kiện môi trường mặn, Silic giúp

cây trồng có thể gia tăng khả năng sinh trưởng và chống chịu bởi một số cơ chế sau:
461


- Silic giúp cây trồng gia tăng tỷ lệ K+/Na+ ở tế bào rễ và hạn chế sự hấp thu Na+ gây ngộ độc tế bào (Hashemi
et al., 2010)
- Silic góp phần làm gia tăng hàm lượng các enzyme oxi hóa – khử trong tế bào thực vật như: superoxide
peroxidase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, dehydroascorbate reductase và glutathione reductase ở
cây trồng (Ma, 2003), vì vậy giảm hàm lượng H2O2 gây hư hại tế bào.
- Silic còn gián tiếp làm gia tăng hàm lượng protein của tế bào thực vật để bù vào lượng protein hòa tan bị mất
đi, giúp ổn định quá trình tăng trưởng của cây trồng (Ma, 2003). Si có ảnh hưởng tốt lên sự sinh trưởng và năng
suất của cây nhờ vào tác dụng làm giảm sự thoát hơi nước quá mức , tăng sức chống chịu của cây đối với nấm,
sâu bệnh và giảm độ ngã.
Sức chịu đựng tốt hơn của cây đối với sự xâm nhập của nấm bệnh có thể cũng nhờ vào sự tích lũy Si trong tế
bào biểu bì). Kết quả nghiên cứu trên nhiều loại cây trước sự tấn công của sâu bệnh (Dobermann and Fairhurst,
2000; Matichenkov and Calvert, 2002).
Si cũng tăng cường sự hấp thụ lân của cây nhờ vào tác dụng làm giảm khả năng cố định lân của đất, cải thiện
tình trạng lân dễ tiêu trong đất (Fiantis Dian et al., 2002; Trần Thị Tường Linh và cs, 2005).
2. ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THIẾU HỤT SILIC ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG
Khi thiếu Si (Bảng 1) cây lúa trở nên mềm và rũ xuống làm tăng sự che rợp nhau của 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
năng suất. Cây bị thiếu Si dễ bị nhiễm các bệnh do nấm Pyricularia oryzae, Helminthosporium oryzae.
Các loại cây tích lũy nhiều Si thường biểu hiện triệu chứng thiếu Si. Triệu chứng thiếu Si diển hình ở
lúa là lá già bị chết hoại và héo rũ đi cùng với mức độ thoát hơi nước cao. Trên cà chua, loại cây thuộc nhóm
khơng tích lũy Si, có biểu hiện thiếu Si trong giai đoạn tiếp tục tạo quả, những lá mới ra bị dị tật, sự thụ phấn
và tạo quả không thành công.

462



Bảng 1. Khoảng thích hợp và ngưỡng thiếu hụt Si đối với sinh trưởng của cây lúa

Giai đoạn sinh trưởng

Bộ phân cây

Khoảng thích hợp (%)

Ngưỡng thiếu (%)

Đẻ nhánh – làm đòng

Lá Y

-

<5

Thu hoạch

Rơm

8 - 10

<5

(Nguồn: Dobermann và Fairhurst, 2000)
3. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN HỊA TAN KHỐNG SILIC
Sự hịa tan khoáng Si bởi vi khuẩn được xem như là nguồn cung cấp Si chính yếu cho nhiều cây trồng. Trong
đất chứa nguồn vi sinh vật phong phú và đa dạng nhưng chỉ một phần nhỏ trong số đó có khả năng hịa tan

khống Si gồm các dịng vi khuẩn như Bacillus sp., Bacillus caldolytyicus, Bacillus mucilaginosus var
Siliceous, Proteus mirabilis, Pseudomonas sp. và nấm Penicillium.sp có khả năng chuyển hóa Si hữu dụng từ
khoáng Si tự nhiên trong đất (Muralikannan and Anthomiraj, 1998).
Bên cạnh đó vi khuẩn hịa tan khống Silic cịn có vai trị quan trọng trong bảo vệ và tăng sức chống chịu của
cây trồng trong điều kiện bất lợi của môi trường. Nghiên cứu của Trần Võ Hải Đường và Nguyễn Khởi Nghĩa
(2018) nhằm phân lập, tuyển chọn và định danh vi khuẩn hòa tan Si từ mẫu đất, trùn đất và phân trùn ở khu
vực Đồng Bằng Sơng Cửu Long có khả năng hịa tan khống Silic cao (Bảng 2).
Bảng 2. Một số dòng vi khuẩn tiềm năng có khả năng hịa tan khống silic
(Trần Võ Hải Đường và Nguyễn Khởi Nghĩa, 2018)
Vi khuẩn

Khả năng hòa tan khoáng silic

Ochrobactrum ciceri TCM_39

52,02 mg/L

Olivibacter jilunii PTST_30

51,72 mg/L

Microbacterium neimengense MCM
_15

39,08 mg/L

Klebsiella aerogenes LCT_01

35,44 mg/L


Citrobacter freundii RTTV_12

33,84 mg/L

463

Nguồn

Trần Võ Hải Đường và
nguyễn Khởi Nghĩa (2018)


Pseudomonas sp.

Bán kính vịng phân giải > 40mm

Bacillus sp.

Bán kính vịng phân giải > 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 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 khống khó tan, cây trồng khơng hấp thụ được. Sự hịa tan khống Si bởi
vi khuẩn được xem như là nguồn cung cấp Si chính cho nhiều cây trồng. Một số vi khuẩn có khả năng hịa tan
khống Si đã được phân lập như Bacillus sp., Bacillus caldolytyicus, Bacillus mucilaginosus var Siliceous,
Proteus mirabilis, Pseudomonas sp. và 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 của việc bón lân,
Silicate natri và Silicoflouride natri đến sự sinh trưởng và hấp thu dinh dưỡng của cây lúa trồng trên đất
phèn trong nhà lưới, tạp chí Nơng nghiệp và PTNT (3+4)/2005, Nhà xuất bản Lao động Xã hội, Hà Nội,
trang 33-36.
[11] Trần Võ Hải Đường, Nguyễn Khởi Nghĩa (2018), Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn hịa tan khống Silic
từ nhiều mơi trường sống khác nhau, tạp chí Khoa Học và Công Nghệ, 180(04): 9 – 14.

465