NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NATRI SILICAT LỎNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ PHẨM CHẤT LÚA TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐẤT CHÍNH CỦA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------

MAI NHỮ THẮNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG
CỦA NATRI SILICAT LỎNG ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT
TRIỂN, NĂNG SUẤT VÀ PHẨM CHẤT LÚA TRÊN MỘT SỐ
LOẠI ĐẤT CHÍNH CỦA HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 62.62.01.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS. Hoàng Minh Tấn
2. PGS.TS. Nguyễn Trường Sơn


2

Hà Nội – 2008
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế
giới, là cây lương thực quan trọng đứng thứ hai sau lúa mì về cả diện tích và sản
lượng. Trong những năm gần đây sản xuất lúa gạo của thế giới tăng nhanh, năm
1960 sản xuất 200 triệu tấn gạo, thì năm 2004 là 600 triệu tấn, còn năm 2005 là
700 triệu tấn. 10 nước sản xuất lúa gạo chính là: Trung Quốc, Ấn Độ, Banglades,

Indonesia, Việt Nam, Thái Lan, Myanma, Pakistan, Philipin, Braxil, Nhật Bản.
Cùng với việc tăng sản lượng thì sự xuất khẩu và tiêu thụ gạo của các
nước cũng tăng lên. Hiện nay, 3 nước xuất khẩu gạo nhiều nhất là Thái Lan
chiếm 25%, Việt Nam 15% và Mỹ 11% thị phần, còn 3 nước nhập gạo nhiều
nhất là Indonesia chiếm 14% lượng gạo bán ra, Banglades: 4% và Braxil 3%
(FAO, 2005) (Wikipedia: Rice 16/8/2007) [90].
Mục tiêu sản xuất lúa đến năm 2010 của Việt Nam là duy trì diện tích
trồng lúa ở mức 3,96 triệu ha và sản xuất lúa đạt 40 triệu tấn, tăng 5,5 triệu tấn so
với năm 2003[32].
Tuy nhiên, sản xuất lúa hiện nay vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của xã
hội, do dân số thế giới tăng nhanh, nếu bình quân vào những năm 50, dân số tăng
40 triệu người/năm thì vào đầu thế kỷ 21 dân số tăng 90 triệu người/năm. Theo
dự đoán của FAO, tổng sản lượng lúa toàn thế giới phải tăng 56% trong vòng 30
năm tới thì mới kịp với sự tăng dân số thế giới và nhu cầu lương thực của mọi
người dân (IRRI,1997) [70].
Theo dự báo của Ban Nghiên cứu kinh tế, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, trong
giai đoạn 2007 - 2014, diện tích trồng lúa của thế giới sẽ không mở rộng, thấp


3

hơn 2% so với mức tính toán của năm 1999/2000. Hầu hết các nước châu Á đều
không có, hoặc có rất ít khả năng mở rộng diện tích trồng lúa. Tuy vậy, các nước
sản xuất gạo ở châu Á sẽ tiếp tục là nguồn cung cấp xuất khẩu gạo chính cho thế
giới bao gồm: Thái Lan, Việt Nam, Ấn Độ. Thương mại lúa gạo toàn cầu tăng
2,4% hàng năm từ năm 2007 – 2016, đến năm 2016 thương mại lúa gạo trên toàn
cầu đạt 35 triệu tấn, tăng gần 25% so với mức năm 2002. Tổng nhu cầu lúa toàn
cầu giai đoạn 2008 -2015 dự báo sẽ tăng mỗi năm 50 triệu tấn. Lúa sẽ là cây
lương thực chính của nhiều nước đang phát triển và gạo sẽ là lương thực chính
trong bữa ăn truyền thống.

Để tăng sản lượng lúa, trong khi diện tích trồng trọt đang bị giảm sút, thì
giải pháp duy nhất là bắt buộc phải tăng năng suất. Trong hệ thống các biện pháp
kỹ thuật nhằm tăng năng suất lúa, ngoài yếu tố giống ra thì phân bón có vai trò
rất quan trọng, đóng góp tới 24% trong việc tăng sản lượng cây trồng, trong đó
có cây lúa (IRRI, 1997) [70].
Việc sản xuất lúa gạo tăng nhanh trong khi quĩ đất ngày càng giảm do quá
trình đô thị hoá, công nghiệp hoá, dẫn đến tăng thời vụ trồng, sử dụng nhiều
phân đạm trong trồng lúa đã làm cho đất bị nghèo kiệt dinh dưỡng, trong đó có
nguyên tố silic. Vì thế, hiện nay ở nhiều nước trên thế giới, việc bón phân silic cho
cây trồng bắt đầu được quan tâm. Ở Hàn Quốc và Đài Loan, việc sử dụng các sản
phẩm phụ của công nghiệp sản xuất thép chứa silic làm phân bón cho lúa là khá
phổ biến. Liều lượng bón xỉ lò cao từ 1,5 đến 2 tấn/ha có thể làm tăng năng suất
lên 17% (De Datta S.K.,1981). Ở Nhật Bản, silic đã được coi là nguyên tố dinh
dưỡng cần thiết của cây trồng (Ma J. F., Takahashi E., 2002) [75].
Cây lúa có nhu cầu về silic lớn gấp 2,5 lần so với nitơ. Với năng suất 12
tấn hạt/ha/năm, lúa hút 1092,0 kg silic oxit/ha (tương đương 500kg silic) trong


4

khi đó lúa chỉ hút có 200,4 kg N/ha (Yoshida và các cộng sự., 1962 [91]; Võ
Minh Kha, 1996 [18]; Võ Tòng Xuân, 2000 [51]. Do đó, việc bón phân silic cho
lúa là cần thiết đối với các loại đất nghèo dinh dưỡng silic, nhất là trong điều
kiện thâm canh cao. Việc bón phân silic sẽ góp phần tăng khả năng hút thu
photpho của lúa, giúp cho cân đối N –P, đảm bảo cây sinh trưởng, phát triển tốt
hơn. Ngoài ra, silic còn làm cho cứng cây, chống lốp đổ và góp phần hạn chế sâu
bệnh [49]. Chính vì thế mà nghiên cứu về silic trong nông nghiệp của những
năm gần đây phát triển rất mạnh ở nhiều nước, trong đó phải kể đến công đầu
của các nhà nghiên cứu Nhật Bản, nơi silic đã được nghiên cứu và sử dụng từ
hơn 80 năm trước (Ma J. F., Takahashi E., 2002) [75].

Ở Việt Nam, trong những năm của thế kỷ trước, vấn đề phân silic cũng đã
được đề cập, song, chưa có những nghiên cứu cơ bản về phân bón silic. Việc bón
phân silic cho lúa chưa được đặt ra, mà mới chỉ coi việc bón silic như là sản
phẩm đi kèm có trong phân lân nung chảy, trong phân chuồng hoặc trong tro [5],
[18], [52]. Trong những năm gần đây (2002 -2007), các tác giả Nguyễn Trường
Sơn, Mai Thị Tân và các cộng sự [36],[37],[39] đã triển khai sử dụng natri silicat
lỏng (thuỷ tinh lỏng) một sản phẩm công nghiệp làm phân bón cho lúa và cho
biết đây là một loại phân bón có nhiều ưu điểm khi sử dụng trong sản xuất vì giá
rẻ và Việt Nam hoàn toàn chủ động trong sản xuất.
Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến sinh trưởng,
phát triển, năng suất và phẩm chất lúa trên một số loại đất chính của Hà
Nội” nhằm đưa ra cơ sở khoa học về vai trò của nguyên tố silic đối với lúa để có
thể đưa loại phân bón mới có chứa silic trong thâm canh lúa.Thành công của đề
tài không chỉ áp dụng cho Hà Nội mà còn có thể áp dụng ở các địa phương khác
vì Hà Nội có hai loại đất trồng lúa cơ bản: đất phù sa và đất bạc màu đặc trưng


5

cho vùng Bắc bộ Việt Nam.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của silic đến sinh trưởng, phát triển, năng suất của
lúa ở Hà Nội, làm cơ sở cho việc sử dụng loại phân bón mới chứa silic trong
thâm canh lúa.
3. Yêu cầu của đề tài
- Xác định được hiệu quả của việc bón natri silicat lỏng đến sinh trưởng,
phát triển, năng suất và phẩm chất lúa trồng trên đất phù sa và bạc màu của Hà
Nội.
- Xác định được: nhu cầu, liều lượng, phương thức bón, thời kỳ bón natri
silicat lỏng, trên một số chân đất chính ở Hà Nội (đất phù sa sông Hồng không

được bồi đắp hàng năm và đất bạc màu) nhằm nâng cao năng suất, chất lượng
đối với lúa.
- Xác định ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến khả năng chống chịu của
lúa với một số sâu, bệnh hại chính và tính chống đổ.
- Sản xuất thử nghiệm để tạo thành thành phẩm nhằm đưa ra loại phân bón
mới có chứa silic và bước đầu chuyển giao kỹ thuật sử dụng loại phân bón có
chứa silic này cho Hà Nội và Thanh Hoá.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học có giá
trị về ảnh hưởng của natri silicat lỏng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất
lúa, đề xuất loại phân bón mới có chứa nguyên tố silic cho thâm canh lúa ở Việt
Nam.
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo tốt cho việc nghiên


6

cứu và giảng dậy về vai trò của silic đối với sinh trưởng, phát triển của cây trồng
nói chung và cây lúa nói riêng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn đề tài
- Kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở cho việc đề xuất một quy trình sử dụng
natri silicat lỏng làm phân bón cung cấp silic cho lúa.
- Việc đưa ra một loại phân bón mới natri silicat lỏng sẽ thúc đẩy công
nghiệp sản xuất chúng, góp phần tăng sản phẩm xã hội và công ăn việc làm.
4. Giới hạn đề tài
- Giống lúa:
Nghiên cứu trên một số giống lúa thuần và lúa lai hiện đang trồng phổ
biến tại Hà Nội và các vùng lân cận như: TH3-3 (lúa lai), Khang Dân 18, C70,
Nếp 44 (lúa thuần).

- Nền đất:
2 loại đất trồng lúa chính của Hà Nội đó là: đất phù sa sông Hồng không
được bồi hàng năm và đất bạc màu.
- Hoá chất thí nghiệm: natri silicat lỏng (thuỷ tinh lỏng), một sản phẩm
đang được sản xuất tại Việt Nam phục vụ chủ yếu cho công nghiệp thuốc tẩy
rửa, khai khoáng... và có khả năng mở rộng sản xuất nếu nó trở thành phân bón
cho lúa.


7

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cây lúa, tình hình sản xuất và tiêu thụ lúa gạo
1.1.1. Trên thế giới
Lúa là cây lương thực chính, cung cấp hơn 50% tổng lương thực được tiêu
thụ cho toàn nhân loại. Xét về mức tiêu dùng thì lúa là cây lương thực được con
người tiêu thụ nhiều nhất (chiếm 85% tổng sản lượng sản xuất ra), sau đó là lúa
mỳ (chiếm 60%) và ngô (chiếm 25%) [70]. Ngoài hạt gạo, bộ phận chính làm
lương thực, thì lúa còn có các sản phẩm phụ như tấm, cám, trấu, rơm rạ, cũng
được con người sử dụng phục vụ cho nhu cầu cần thiết khác nhau. Lúa gạo cung
cấp tinh bột, protein, lipit, vitamin và các chất khoáng cần thiết khác cho cơ thể
con người, đặc biệt là các vitamin B.
Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng (calo) chủ yếu để duy trì sự sống
cho con người. Nguồn cung cấp calo từ lúa gạo đã duy trì sự sống cho khoảng
40% dân số thế giới. Sản lượng trung bình 1ha lúa cung cấp năng lượng duy trì
sự sống cho 5,7 người/năm. Bình quân toàn thế giới, một ngày một người cần
khoảng 3119 calo, trong đó lúa gạo cung cấp 552 calo, chiếm khoảng 18% tổng
lượng calo cung cấp cho con người (De Datta S. K., 1981) [25],[58].
Theo FAO (2006) toàn thế giới có 114 nước trồng lúa và phân bổ ở tất cả

các châu lục: Châu Phi có 41 nước trồng lúa, Châu Á 30 nước, Bắc Trung Mỹ 14
nước, Nam Mỹ 13 nước, Châu Âu 11 nước và Châu Đại Dương 5 nước. Diện
tích lúa biến động và đạt khoảng 152.000 triệu ha, năng suất bình quân xấp xỉ 4,0
tấn/ha. Ấn Độ là nước có diện tích trồng lúa cao nhất, 44.790 triệu ha và Jamaica là
nước có diện tích trồng lúa thấp nhất 24ha. Năng suất lúa cao nhất đạt 94,5tạ/ha tại
Australia và thấp nhất là 9 tạ/ha tại Irắc [25].


8

Nhu cầu về gạo trên thế giới ngày càng tăng, bình quân mỗi năm phải tăng
1,7% trong thời gian từ năm 1990 đến năm 2025. Điều đó tuỳ thuộc vào sự phát
triển dân số ở mỗi nước và nhu cầu lương thực của con người. Ở các nước Châu
Á, gạo chiếm 35% lượng calo tiêu thụ của người dân, còn ở Châu Mỹ La Tinh là
10%, Châu Phi là 7%, Châu Đại Dương và nước Mỹ khoảng 2% [70].
Về sản lượng, trong những năm gần đây sản xuất lúa gạo của thế giới tăng
nhanh, năm 1960 sản xuất 200 triệu tấn gạo, thì năm 2004 là 600 triệu tấn, còn
năm 2005 là 700 triệu tấn (FAO, 2005) (Wikipedia: Rice 16/8/2007) [91].
Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng gạo trên thế
giới niên vụ năm 2005-2006 đạt 415,49 triệu tấn, tăng 15 triệu tấn so với niên vụ
trước, và dự báo sẽ tiếp tục tăng trong niên vụ tới, lên 416,5 triệu tấn. Trong các
nước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới, sản lượng gạo tăng lên cao nhất là Ấn Độ,
Trung Quốc, Pakistan và Thái Lan, nhờ đó năm 2006 lượng gạo dự trữ trên thế
giới cũng được tăng lên tới 80,42 triệu tấn, trong khi đó năm 2004 chỉ tăng có
78,14 triệu tấn.
Về nhu cầu lúa gạo: trên thế giới có đến 27 nước thường xuyên nhập khẩu
gạo từ 100.000 tấn/năm trở lên, trong đó có 5 nước phải thường xuyên nhập khẩu
với số lượng trên 1 triệu tấn/năm. Một số nước tuy thuộc những nước sản xuất lúa
gạo lớn trên thế giới song do năng suất thấp hoặc dân số đông nên vẫn phải nhập
một số lượng gạo lớn như: Indonesia, Philippin, Banglades, Brazil. Thị trường nhập

khẩu chính tập trung ở Đông Nam Á (Indonesia, Philippin, Malaysia), Trung Đông
(Iran, Irắc, Ả Rập Xê út, Siri...) và Châu Phi (Nigieria, Senegan, Nam Phi) [25]
1.1.2. Ở Việt Nam
Lúa là cây lương thực quan trọng nhất ở Việt Nam, cây lúa chiếm trên
50% diện tích đất nông nghiệp và trên 60% tổng diện tích gieo trồng hàng năm,


9

khoảng trên 80% hộ gia đình nông thôn trong cả nước tham gia vào sản xuất lúa
gạo. Từ năm 1985 đến năm 1998, với tốc độ tăng bình quân hàng năm đạt 4,8%,
sản lượng thóc đã tăng gấp đôi, từ 15,9 triệu tấn trong năm 1995 lên tới 29,1
triệu tấn năm 1998, năm 1999 đã đạt 31 triệu tấn thóc và đến năm 2005 sản
lượng lúa đã tăng lên 35 triệu tấn [16].
Từ năm 1980 đến năm 1996, diện tích gieo trồng lúa nước tăng 25%, từ
5,6 triệu ha lên 7,03 triệu ha. Diện tích trồng lúa của cả nước năm 1998 là 7,37
triệu ha, tăng 9,5% so với năm 1995 và tăng 3,3% so với năm 1997 (Nguyễn
Sinh Cúc, 1999) [7]. Năm 2006, diện tích trồng lúa cả nước đạt từ 7,32 triệu ha
với năng suất trung bình 48 tạ/ha, sản lượng giao động khoảng 35,8 triệu
tấn/năm, xuất khẩu ổn định từ 2,5 triệu tấn đến 4 triệu tấn gạo/năm. Trong giai
đoạn tới, diện tích trồng lúa sẽ duy trì 7,0 triệu ha, phấn đấu năng suất trung bình
50 tạ/ha, sản lượng lương thực 35 triệu tấn và xuất khẩu ổn định ở mức 3,5 - 4
triệu tấn gạo chất lượng cao.
Hiện nay, lúa gạo sử dụng trong nước dưới dạng lương thực cho người,
thức ăn cho gia súc, để giống cho sản xuất... chiếm khoảng 70% tổng sản lượng
lương thực. Do tốc độ tăng sản lượng lương thực cao hơn tốc độ tăng dân số, nên
lương thực bình quân đầu người tăng dần từ 372,8kg (năm 1995) lên 408kg (năm
1998) (Nguyễn Sinh Cúc,1999), đến năm 2003 lên 462,9kg và đến năm 2005 đạt
475kg (Nguyễn Sinh Cúc, 2005) [44].
Tổng sản lượng lúa ở Việt Nam tăng nhanh, từ 11,7 triệu tấn năm 1980 lên

29,1 triệu tấn năm 1998, bình quân mỗi năm tăng 1 triệu tấn, đạt tốc độ tăng
trung bình hàng năm là 5,2%, đến năm 2007 sản lượng lúa đã tăng lên 35,87
triệu tấn, tăng 0,1% so với năm 2006 [45].
Cùng với sản xuất phát triển và tăng trưởng khá, giá gạo xuất khẩu cũng


10

liên tục tăng: năm 2003 tính bình quân chỉ đạt 188,2 USD/tấn, đến năm 2004
tăng lên 232 USD/tấn, năm 2005 tăng lên 275 USD/tấn và đến năm 2007 tăng
lên 365 USD/tấn, nên trong năm 2007 Việt Nam đã thu về 1,4 tỷ USD từ việc
xuất khẩu 4,53 triệu tấn gạo, đây cũng là năm cao nhất trong vòng 17 năm liền
xuất khẩu gạo của Việt Nam [26].
Một trong những mục tiêu chiến lược của sản xuất nông nghiệp Việt Nam
là phải đảm bảo vững chắc an ninh lương thực quốc gia, đáp ứng nhu cầu bữa ăn
đủ dinh dưỡng và năng lượng ngày càng tăng, từ mức bình quân 1900 -2000
calo/người/ngày, đến năm 2010 đạt mức bình quân 2300 – 2400
calo/người/ngày. Theo dự báo, dân số nước ta vào năm 2010 khoảng 92 triệu
người. Cùng với sự phát triển kinh tế, cơ cấu dinh dưỡng bữa ăn của người Việt
Nam cũng như nhu cầu lương thực cho các ngành sản xuất khác vào thời kỳ sau
năm 2010 chắc chắn sẽ có nhiều thay đổi, do vậy đảm bảo an ninh lương thực
cho Việt Nam, trong đó an toàn về cung cấp lúa gạo là rất quan trọng.
1.2. Thâm canh lúa
Ngày nay, với sự tiến bộ của công tác cải lương giống cây trồng, các giống
lúa mới với tiềm năng năng suất khác nhau, thời gian sinh trưởng đa dạng, tính
chống chịu sâu, bệnh, rét, hạn, úng... khác biệt được đưa vào sản xuất với tốc độ
nhanh thì việc thâm canh lúa cần tiến hành đồng bộ các khâu sau đây [15].
- Sử dụng giống lúa mới, có năng suất, chất lượng cao, phù hợp với khí
hậu của vùng sinh thái khác nhau.
- Sử dụng phân bón đúng, đủ, cân bằng và hợp lý.

- Biện pháp kỹ thuật canh tác, tạo điều kiện thuận lợi để cây lúa sinh
trưởng, phát triển bao gồm: mạ tốt, bố trí thời vụ thích hợp, cấy đúng kỹ thuật,
bón phân đúng và đủ cũng như phòng trừ sâu bệnh kịp thời.


11

1.2.1. Giống lúa
Trong sản xuất nông nghiệp, giống đóng vai trò quan trọng trong việc tăng
năng suất, sản lượng và giá trị hàng hoá của cây trồng nói chung và cây lúa nói
riêng. Ngay từ những năm giữa của thập kỷ 60, cuộc cách mạng xanh đã bùng nổ
và đây thực chất chính là cuộc cách mạng về giống, nó đã trở thành động lực
chính đẩy lùi tình trạng thiếu lương thực trên toàn thế giới. Ở Việt Nam những
năm 90 của thế kỷ trước, hàng năm chúng ta phải nhập khẩu trên 1 triệu tấn
lượng thực, nhưng đến nay, ngành sản xuất lúa gạo của nước ta đã có những
bước tiến vững chắc, an ninh lương thực được đảm bảo, hàng năm xuất khẩu trên
4 triệu tấn gạo. Có được thành tựu này ngoài những thay đổi cơ chế chính sách
thông thoáng, phải kể đến những đóng góp của các kỹ thuật tiến bộ, trong đó
việc tạo ra những giống mới có năng suất, chất lượng cao, chống chịu được với
điều kiện bất thuận của thời tiết và sử dụng chúng vào trong sản xuất là hết sức
quan trọng.
Ngày nay khi nói đến giống người ta đã nghĩ ngay đến giống tốt và hạt
giống chất lượng cao. Nói đến giống tốt là nói đến tiềm năng di truyền của một
nhóm thực vật trong khuân khổ một loài có chung các tính trạng và đặc tính.
Nhóm thực vật này thích ứng với một điều kiện môi trường, trong một phương
thức canh tác phù hợp, đảm bảo cho một hiệu quả kinh tế như yêu cầu [16].
Một giống lúa tốt cần thoả mãn các yêu cầu sau:
- Sinh trưởng, phát triển tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai và điều kiện
canh tác tại địa phương: địa phương khác nhau có các điều kiện sinh thái khác
nhau, nên cần có các giống lúa riêng thích ứng với vùng đó. Trong một vùng lại

có các mùa vụ khác nhau mà mỗi vụ lại cần có một giống phù hợp.
- Cho năng suất cao, ổn định: một giống lúa phải cho năng suất cao khi áp


12

dụng đầy đủ các biện pháp kỹ thuật canh tác, đồng thời năng suất lúa còn ổn
định ở những năm khác nhau trong giới hạn của sự biến động khí hậu, thời tiết
qua các năm.
- Có tính chống chịu tốt với sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận.
- Có chất lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng.
- Hạt giống có chất lượng gieo trồng cao như:
+ Độ đúng giống: sự đồng nhất về mặt di truyền giữa các hạt giống. Độ
thuần càng cao càng tốt.
+ Sức nảy mầm: Khả năng nảy mầm đồng đều và cho cây mầm bình
thường, sức này mầm cao thì hạt giống càng khoẻ và sự nảy mầm càng đồng đều
khi gieo trên ruộng. Hạt giống tốt có sức nảy mầm trên 90%.
+ Tỷ lệ nảy mầm: khả năng nảy mầm tối đa của hạt.
+ Độ sạch: là mức độ không lẫn tạp các chất khác vào lô hạt. Lô hạt giống
tốt có độ sạch trên 99,5%.
+ Độ ẩm: độ ẩm tiêu chuẩn của lô hạt giống cần đạt 13,5%
Như vậy, giống tốt bao gồm giống lúa có tiềm năng năng suất cao và hạt
giống có chất lượng gieo trồng tốt, nó có khả năng tiếp nhận tất cả các biện pháp
kỹ thuật khác, điều này có nghĩa rằng, nếu xếp giống vào hệ thống các khâu kỹ
thuật thì giống tốt phải được xếp vào vị trí trung tâm [17].
Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã coi nghiên cứu về giống lúa là ưu
tiên hàng đầu trong những nghiên cứu nhằm gia tăng năng suất lúa [74].
Ở Nhật Bản, ngay từ những năm 1980 đã thực hiện chương trình chọn
giống lúa “siêu cao sản” với mục tiêu chọn những giống lúa có năng suất cao,
vượt các giống cũ 50% và trong vòng 15 năm đã có những giống đạt năng suất

9,38 - 12,19 tấn thóc/ha [45].


13

Trung Quốc cũng đã xây dựng mục tiêu đạt năng suất lúa thuần từ 10,5 12,0 tấn/ha, lúa lai từ 14 – 15 tấn/ha trong giai đoạn 2001 - 2005 [46].
Ở vùng Nam và Đông Nam Châu Á, một số nước như: Ấn Độ, Nepan,
Indonesia và Philippin có những tiến bộ đáng kể về trồng lúa năng suất cao cho
những vùng có điều kiện sinh thái thuận lợi, bên cạnh đó cũng rất chú ý tạo ra
những giống lúa chín sớm, dạng cây thấp, kháng sâu bệnh và chống chịu với
điều kiện ngoại cảnh bất thuận.
Ở Việt Nam, từ năm 1989, công tác cải tiến giống lúa theo quan điểm mới
đã được triển khai [21]. Theo Bùi Chí Biểu, Nguyễn Thị Lang [4], mục tiêu
nghiên cứu trong những năm tới của các nhà khoa học là tạo ra giống mới có
năng suất đột phá ở vùng nhiệt đới, bằng cách chuyển gen điều khiển tính trạng
tạo nốt sần ở rẽ có khả năng cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm.
Ngày nay, với xu hướng chung của các vùng trồng lúa là tạo ra những
giống ngắn ngày cho vùng vàn và vùng thấp như giống BM9820, những giống
có thể cấy được cả 2 vụ đó là: AYT77, X25, VK1, VD7, D14, D17, D31, D32;
những giống lúa thuần cho năng suất cao, chất lượng gạo ngon, có khả năng
chống chịu với sâu bệnh hại khá như: Khang Dân 18, Q5, Xi23, C70, C71[19].
Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã nghiên cứu tạo ra hàng trăm giống
lúa chịu hạn trong đó có 120 giống được nhập nội và là bộ giống đã được cải tiến
qua chọn lọc tại Viện, tập trung vào những giống JR47686, IR3646, IRAT 144...
Ngoài xu hướng chọn giống ngắn ngày đối với những giống lúa thuần, thì
lúa lai cũng có vai trò khá quan trọng. Trên thế giới, Trung Quốc là nước đầu
tiên nghiên cứu về lúa lai vào năm 1964 tại đảo Hải Nam. Ở Việt Nam, lúa lai
được bắt đầu nghiên cứu vào năm 1986 tại Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp
Việt Nam, Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long và Viện Di truyền Nông nghiệp

14

Việt Nam.
Hiện nay ở miền Bắc Việt Nam đang sử dụng phổ biến các giống lúa sau
trong sản xuất [31].
- Các giống lúa Xuân sớm: DT10; DT11; Xi21; CH5; VN10; NX30; Xi23;
BM9962; BM9830; MT163; MT131; Xuân 12; MT6;...
- Các giống lúa Xuân chính vụ: P4; P6; C70; C71; P1; CL9; BM9855;
BM9608...
- Các giống lúa mùa chính vụ: U17; U20; M90; U21...
- Các giống lúa xuân muộn, mùa sớm: NR11; DR2; N92; N32; CN2;
ĐH60; CR203; ĐB5; ĐB6; Nếp 44; Nếp N97...
- Một số giống lúa lai hiện đang được gieo cấy hoặc trồng thử nghiệm
nhiều ở nước ta bao gồm:
+ Các giống lúa nhập nội: Shan ưu 63, Shan ưu quế 99, Nhị ưu 63, Nhị ưu
838, Bác ưu 64, Bác ưu 903, Bồi tạp Sơn Thanh, Bồi tạp 49, D.ưu 527, HYT 83,
My sơn 2, My sơn 4, Nhị ưu 725 và D.ưu 725, Nghi Hương 2308, Khải Phong
89, Khải Phong 898, Khải Phong số 7, Khải Phong số 9, Nhị ưu 986...
+ Các giống lúa được chọn tạo trong nước: HR1, VN01/D212, HYT 56,
IR42, OM344, OMCS 21, TNDB 100, OM 90-2, OM 2517, OM 2395, VND 9520, OM 2717, OM 2718, OM 3405, VL20, VL 24, TH 3-3, TH 3-4, TH 3-5...
1.2.2. Phân bón
Sau khi đã có giống tốt, phân bón có vai trò cực kỳ quan trọng quyết định
năng suất lúa, nó quyết định đến 24% năng suất [70].
Cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng cần 19 nguyên tố dinh dưỡng thiết
yếu C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Cl, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Na, Si, Ni. Trong số
đó, C, H và O có thể lấy từ nguồn có sẵn đó là nước và không khí, còn các nguyên


15

tố khác cây phải hút thu từ đất hoặc qua phân bón hữu cơ, vô cơ [33], [41].
Bón phân hữu cơ chủ yếu nhằm ổn định hàm lượng mùn cho đất tạo nên
nền thâm canh, vì vậy, có thể sử dụng các loại phân hữu cơ khác nhau kể cả rơm
rạ lúa sau khi thu hoạch [11].
Tuy vậy, nếu chỉ bón phân hữu cơ sẽ không có năng suất cao. Muốn có
năng suất cao nhất thiết phải sử dụng phân vô cơ. Các loại phân vô cơ chủ yếu
đó là các loại phân đạm, phân lân, phân kali....
Các loại phân đạm vô cơ thích hợp cho lúa là phân đạm amoni, ure. Ure
hiện đang trở thành dạng phân phổ biến đối với lúa nước, vì có tỷ lệ N cao, lại rất
thích hợp để bón cho các loại đất lúa thoái hoá. Do hệ số sử dụng phân đạm của
cây lúa không cao nên lượng nitơ cần bón cho cây lúa phải cao hơn nhiều so với
nhu cầu. Lượng N bón thường giao động từ 60 - 160kg/ha. Trong điều kiện thâm
canh cao như hiện nay ở một số nước, để đạt năng suất từ 5 - 7 tấn thóc/ha lượng
N thường bón khoảng 150 – 200kgN/ha; còn với trình độ thâm canh hiện tại ở
nước ta hiện nay để đạt năng suất 5 tấn /ha, thường bón 80 – 120kgN/ha. Trong
thâm canh lúa, thời kỳ bón phân đạm cho lúa hợp lý thường là vào các giai đoạn:
bón lót, bón thúc đẻ nhánh, thúc đòng ngoài ra có thể bón nuôi hạt [11].
Sau phân đạm, phân lân cũng là loại phân bón rất cần thiết cho cây lúa
thâm canh, do P đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, hút
chất dinh dưỡng và vận chuyển các chất đó trong cây. Cây non rất mẫm cảm với
việc thiếu P, nếu trong 4 tuần đầu không cung cấp đủ P cho cây thì dù sau này có
bón bao nhiêu phân lân cây lúa vẫn không trỗ được, do đó việc cung cấp P cho
cây trồng ngay từ giai đoạn đầu là rất cần thiết. Vì vậy, thường phân lân được
dùng bón lót toàn bộ cùng với phân chuồng và một phần phân đạm và kali. Phân
lân nên bón rải đều trên mặt ruộng trước khi cày bừa lần cuối để gieo cấy [11].


16

Loại phân kali thích hợp bón cho lúa là kali clorua. Trong thâm canh lúa ngắn
ngày trên đất phù sa sông Hồng, nếu không bón kali sẽ không chỉ ảnh hưởng xấu
đến sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất thực thu
mà còn ảnh hưởng đến khả năng chống chịu sâu bệnh [10]. Vào cuối giai đoạn lúa
đẻ nhánh, nhu cầu hút kali của cây tăng mạnh, cây lúa hút kali cao nhất là vào thời
kỳ từ phân hoá đồng cho đến trỗ (chiếm tới 51,8-61,9%). Lượng kali cây hút để tạo
ra 1 tấn thóc ở các vùng khác nhau dao động khoảng 30 – 31kgK2O/ha, trong thâm
canh thường bón từ 100 – 200kgK2O/ha/năm [11].
Khi nói đến thâm canh qua phân bón thường nói đến 3 loại phân, đó là
phân đạm, phân lân và phân kali. Tỷ lệ bón giữa 3 nguyên tố N, P, K thường phụ
thuộc vào nền đất, giống lúa, mùa vụ gieo trồng (bảng 1.2). Ví dụ, với đa số
giống lúa thuần tỷ lệ N : P : K = 1 : 0,5 : 0,5 (cụ thể 150N : 75P 2O5 : 75K2O cho
mức thâm canh cao), với giống lúa lai tỷ lệ N : P : K = 1 : 0,5 : 1 (cụ thể 150N :
75P2O5 : 150K2O cho mức thâm canh cao)...[33].
Bón phân cân đối cũng phải tính đến nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng,
thậm chí của từng giống. Việc sử dụng giống mới năng suất cao cũng huy động
nhiều dinh dưỡng hơn từ đất và phân bón. Với giống lúa năng suất 50 – 55 tạ/ha,
thì lượng hút dinh dưỡng (kg/ha) là: 100 – 120 N + 40 – 50 P 2O5 + 100 – 120
K2O. Nhưng các giống lúa lai năng suất 70 – 80 tạ/ha, lượng hút dinh dưỡng là
150 – 180 N + 70 – 80 P2O5 + 180 – 200 K2O [49].
Ngoài 3 nguyên tố đa lượng N,P,K thì silic cũng là nguyên tố được cây lúa
hút thu với lượng rất lớn, gấp 2 lần so với N. Trong thực tiễn sản xuất hiện nay,
các yếu tố Ca, Mg, S, Si đang trở thành những yếu tố hạn chế năng suất của cây
trồng nói chung và của lúa nói riêng.


17

Bảng 1.1: Lượng phân bón cho lúa phụ thuộc vào giống, mùa vụ và
vùng sinh thái

Vùng

Vụ
Đông Xuân

Các tỉnh
Mùa
Đông Xuân
Các tỉnh
Hè Thu
Các tỉnh
phía Nam

Đông Xuân
Xuân Hè
Hè Thu
Mùa

Giống
Thuần
Lúa lai
Thuần
Lúa lai
Thuần
Lúa lai
Thuần
Lúa lai
Thuần
Thuần
Thuần

Thuần
Địa phương

N
90-120
140-160
80-100
120-140
100-120
140-160
80-100
120-140
100-120
100-120
90-110
80-100
60-80

Lượng bón (kg/ha)
P2O5
60-80
80-100
40-60
60-80
40-60
80-100
50-70
80-100
40-60
50-70

60-80
40-60
40-60

K2O
40-60
60-100
30-50
60-100
40-60
80-100
40-60
80-100
30-40
30-40
30-40
30-40
30-40

Nguồn: Nguyễn Xuân Trường và các cộng sự, 2000 [47]
1.3. Nguyên tố silic và sự phân bố của silic trong tự nhiên
1.3.1. Nguyên tố silic
Silic là nguyên tố hoá học có dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định
hình. Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám có ánh kim cương.
Silic tinh thể có tính bán dẫn; ở nhiệt độ thường độ dẫn điện thấp nhưng khi tăng
nhiệt độ thì độ dẫn điện tăng theo.
Silic có tính khử. Tác dụng với phi kim và flo ở nhiệt độ thường, còn khi
đun nóng nó có thể tác dụng với phi kim khác, dung dịch kiềm và giải phóng
hydro.
Ngoài ra, silic còn có tính oxi hoá, ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với các

kim loại, tạo thành hợp chất silixua kim loại.
Các hợp chất của silic bao gồm: silic dioxit, axit silixic và các muối silicat


18

như natri silicat, kali silicat, canxi silicat...
1.3.2. Sự phân bố của silic trong tự nhiên
Trong đất, người ta đã tìm thấy trên 45 nguyên tố hoá học chính nằm trong
các hợp chất vô cơ, hữu cơ và vô cơ - hữu cơ. Theo Vinograt trong vỏ trái đất cũng
như trong đất có 4 nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn nhất là: O, Si, Fe, Al (bảng 1.1) [6].
Bảng 1.2: Hàm lượng bình quân một số nguyên tố hoá học trong đất
và trong vỏ trái đất (%) theo Vinograt
Nguyên tố

Vỏ trái đất

Trong đất

Nguyên tố

Vỏ trái đất

Trong đất

O

42,7

49,0

Mg

2,10

0,63

Si

27,0

33,0

C

0,10

2,00

Al

8,8

7,13

S

0,09

0,08

Fe

5,1

3,80

P

0,08

0,08

Ca

3,6

1,37

Cl

0,04

0,01

Na

2,64

0,63

Mn

0,09

0,08

K

2,6

1,36

N

0,01

0,10

Nguồn: Trần Văn Chính và các cộng sự (2006)[7]
Nhiều tác giả khi nghiên cứu về vai trò và sự hình thành của các thành
phần có chứa silic trong tự nhiên cho thấy: silic là một trong những nguyên tố
phân bố rộng và có nhiều trong đất. Chỉ riêng oxi, silic và nhôm cộng lại chiếm
khoảng 84,5% trong vỏ trái đất. Ở địa tầng đất sét của vỏ trái đất, silic oxit chiếm
từ 40 -70% và trong tầng đất cát chiếm khoảng từ 90 - 98%, tạo nên lớp khoáng
silicat.
Lớp silicat là lớp khoáng vật phổ biến nhất trong thiên nhiên, chiếm
khoảng 75% khối lượng của vỏ trái đất. Các silicat chứa nhiều nguyên tố, nhưng
chiếm tỷ lệ lớn là Si, Al, Fe, Ca, K... Các silicat thường có hiện tượng đa hình,

19

đồng hình hoặc giả hình khối 4 mặt silic oxit (SiO 4) và là đơn vị cấu tạo cơ sở để tạo
nên các khoáng vật khác nhau trong lớp silic. Khoáng vật đó là: olivin [(Mg,Fe) 2SiO4];
ogit

(Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6;

hocnơblen:

(Ca,Na)2

(Mg,Fe,Al,Ti)5

(Si4O11)2(OH)2; mica trắng (là mica của kali, natri, liti...): (K2O.3Al2O36SiO2.2H2O);
mica đen (là mica mandehit sắt): [K2O.6(Mg,Fe)O.Al2O3.6SiO2.2H2O); fenspat.
Fenspat là những khoáng silicat phổ biến nhất trong vỏ trái đất (chiếm 50% khối lượng
vỏ trái đất). Chúng là những silicat của kali, natri và canxi.
Ở Việt Nam, olivin có nhiều ở Hoà Bình, Thái Nguyên và Thanh Hoá;
ogit gặp trong đá gabro Núi Chúa (Thái Nguyên); hocnơblen có nhiều trong đá
amphibolit Phú Thọ, mica gặp nhiều ở Phú Thọ, Lào Cai, Yên Bái, Hải Vân
(Thừa Thiên Huế).
Khi bị phong hóa, các silicat chuyển về dạng có công thức chung là
xSiO2.yH2O như axit octosilixic H2SiO4 và axit metasilixic H2SiO3, chất này
chuyển thành keo: H2SiO3 + nH2O --------> SiO2. nH2O (opan). Ôpan mất hết nước
dần dần kết tinh trở thành SiO2 tích luỹ lại trong đất; đó chính là thạch anh thứ sinh
[17]. Silic tan trong nước tồn tại ở dạng octosilisic Si(OH)4 và khi ngưng tụ trùng
hợp axit octosilixic sẽ hình thành dạng solsilica hoặc gelsilica. Silic tan trong nước
dễ bị rửa trôi, làm cho đất mất silic. Điển hình nhất là đất Nipe (Cu Ba) chỉ còn 6 7% SiO2 trong tầng đất mặt (Beyrs và Alexandar); ngoài ra các số liệu về phân tích

đất đỏ ở Ấn Độ và Brazin cũng chứng tỏ SiO2 bị rửa trôi (theo Kirt Lavton) [30].
Silic hoà tan dễ bị hấp thu trên bề mặt keo đất do kết hợp với amophot
nhôm và hydroxit sắt. Khi đất ngập nước, nồng độ silic trong dung dịch đất nói
chung tăng lên do ion Fe(III) bị khử thành ion Fe(II) và do các aluminosilicat bị
phân huỷ do CO2 hoà tan trong nước (Ponnamperuma F. N. (1972) [83]. Đất có
hàm lượng chất hữu cơ cao thường có hàm lượng silic hoà tan cao.


20

Khi nghiên cứu sự hấp thụ của silic lên bề mặt keo đất của một số loại đất
của tỉnh Quảng Đông (Trung Quốc), Huang L. Y. và các cộng sự (2006) [68] cho
biết sự hấp phụ không xảy ra theo phương trình Langmuir mà theo các phương
trình của Freundlich và Temkin. Dung lượng hấp phụ silic của các loại đất lúa có
khác nhau và giảm theo trình tự: đất phát sinh từ bazan > đất phù sa của sông
Ngọc > đất phát sinh từ granit > đất phát sinh từ đất cát phiến sét. Ở các loại đất
này, MnO và Al2O3 là các thành phần quan trọng trong hấp phụ silic, trong đó
Al2O3 hấp phụ mạnh hơn.
Bón photphat làm tăng sự giải phóng silic vào dung dịch đất [22].
Nguồn cung cấp silic từ đất cho cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng phụ
thuộc vào vùng đất, vùng khí hậu và chế độ canh tác. Theo Dobermann A., Fairhurst
T. (2000) [61], đất núi lửa không xảy ra sự thiếu hụt silic. Sự thiếu hụt silic xảy ra ở:
- Các loại đất cổ, đất bạc màu ở vùng ôn đới (Triều Tiên, Nhật Bản...), cận
nhiệt đới (Bắc Việt Nam...).
- Các loại đất hữu cơ chứa ít silic như đất than bùn ở Florida (Mỹ),
Indonesia, đất núi ở Madagasca.
- Đất nhiệt đới bị phong hoá và thoát nước, ở vùng thấp hoặc cao có mưa
nhiều (Bắc Thái Lan...) [61].
Trong đất, dung dịch đất thường chứa 50 – 400ppm axit silixic (Don
Julien, 2000) [62]. Đất được coi là thiếu silic khi lượng silic dễ tiêu (chiết rút

bằng dung dịch 1M đệm axit axetic pH 4) nhỏ hơn 40mgSi/1kg đất (Dobermann
A., Fairhurst T., 2000) [61].
Theo Datnoff L. E. và các cộng sự (1997) [57], các vùng đất chuyên trồng
và trồng nhiều vụ lúa trong năm, các loại đất bị phong hoá mạnh như đất
Oxisols, Ultisols, đất cát (Entisols) hoặc đất giầu hữu cơ ít silic như đất than bùn


21

(Histosols) thường có ít silic hoà tan.
Nguyễn Trường Sơn, Mai Thị Tân và các cộng sự (2006) [39] cho biết:
trong đất có nhiều silicat, nên luôn tồn tại một lượng silicat dễ tan trong nước
cung cấp cho cây. Tuy vậy, khi tiến hành phân tích silic dễ tan trong đất và một
số chỉ tiêu nông hoá khác của một số loại đất tại miền Bắc Việt Nam (bảng 2.2),
các tác giả đã thấy rằng, lượng silic dễ tan trong đất không có tương quan chặt
với loại đất cũng như với các chỉ tiêu nông hoá khác.
Bảng 1.3: Tính chất nông hoá của một số loại đất miền Bắc Việt Nam
Mẫu

Loại đất, địa
phương,

pHKCl

1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Phù sa, Ninh Bình
Phù sa, Ninh Bình
Phù sa, Hà Nội 1
Phù sa, Hà Nội 2
Phù sa, Nam Định
Bạc màu, Hà Nội
Bạc màu, Tuyên Quang
Bạc màu, Tuyên Quang
Bạc màu, Tuyên Quang
Bạc màu, Tuyên Quang
Bạc màu, Thanh Hoá
Bạc màu, Tuyên Quang
Bạc màu, Phú Thọ
Bạc màu, Hà Giang
Bạc màu, Hà Giang
Cát ven biển,T. Hoá

6,02
6,05

7,71
7,54
7,73
5,10
4,99
5,04
4,37
6,47
5,37
5,32
6,07
5,20
5,57
4,33

P2O5
(mg/
100g)
12,26
15,13
29,17
27,33
27,09
1,75
5,81
2,10
1,96
4,67
6,12
4,97

2,89
4,30
11,61
12,52

K2O
(mg/
100g)
11,06
17,50
15,18
9,98
8,06
7,10
7,99
11,42
18,73
8,75
12,25
9,04
25,20
8,57
10,99
10,45

Na2O
(mg/
100g)
17,05
43,29

13,37
14,66
16,77
4,15
3,89
3,85
5,43
4,46
9,48
4,13
5,67
4,78
11,57
11,42

OC
(%)
1,49
1,54
0,88
1,08
0,72
0,36
2,01
0,93
0,62
0,93
1,75
1,39
1,90

2,27
2,52
1,18

SiO2
(mg/
100g)
3,7
4,1
5,7
5,1
4,0
1,8
1,9
1,6
3,5
2,4
5,3
4,1
5,3
4,0
4,4
2,6

Nguồn: Nguyễn Trường Sơn và các cộng sự [39]
1.4. Những nghiên cứu về silic đối với cây trồng và đối với cây lúa
1.4.1. Những nghiên cứu về silic đối với cây trồng
1.4.1.1. Nhu cầu dinh dưỡng của silic đối với cây trồng
Trong cây có chứa tới hơn 60 nguyên tố hoá học, nhưng chỉ có 19 nguyên

22

tố được coi là có tác động tích cực đến sinh trưởng của cây, trong đó có nguyên
tố silic.
Tất cả các loại cây trồng đều chứa silic, đặc biệt là cây hoà thảo. Tuỳ
thuộc vào loại cây, bộ phận của cây, mà hàm lượng silic khác nhau. Các cây già
thường chứa nhiều silic hơn cây non, những nhóm tế bào ít hoạt động tích luỹ
nhiều silic hơn nhóm tế bào hoạt động nhiều. Cho đến nay những nghiên cứu về
silic còn rất ít, song có nhiều ý kiến cho rằng silic cần thiết cho các cây một lá
mầm: tre, nứa, lúa…. Silic dưới dạng Si(OH) 4 do bộ rễ cây hút rồi được vận
chuyển lên cùng với nước, nước thoát đi, silic tích luỹ lại làm cho thân cây và lá
cứng cáp. Đối với một số cây khác như: lúa mỳ, thuốc lá, ngô, dưa chuột, silic
góp phần thuận lợi cho cho việc sinh trưởng và phát triển, riêng đối với đại mạch
thiếu silic cây mọc không đanh dảnh (Lê Văn Căn và các cộng sự, 1978) [5].
Khi hàm lượng silic trong cây lúa < 5% thì cây lúa thiếu silic nghiêm
trọng và nếu hàm lượng SiO 2 < 11% thì bón silic cho lúa là có hiệu quả. Các nhà
sản xuất lúa Nhật Bản đã dùng xỉ silicat để làm phân silic, lượng bón khoảng 1,5
- 2 tấn/ha/vụ. Trong xỉ silicat, ngoài silicat còn có canxi (20%), MgO và 10%
mangan. Người Triều Tiên còn dùng canxi metasilicat (wallastonite) để bón cho
lúa trồng trên đất đã thoái hóa [18].
Hàm lượng silic trong cây một lá mầm khá lớn. Tro của chúng có thể chứa
đến 90% SiO2. Nhiều loại tro giàu silic như tro rơm rạ, tro trấu. Hàm luợng silic
trong cây có bón thêm silicat thường cao hơn không bón, cây trồng ở ngoài
ruộng có silic cao hơn trồng trong dung dịch (Yoshida S. và CS, 1962)[91]. Các
cây có hàm lượng silic thấp thường dễ mẫn cảm với các loại sâu gây hại và rệp
(Yoshida S. và CS., 1962) [91].
Một số cây trồng khác cũng cần silic như: kiều mạch, lúa mì, mía, dưa

23

hấu, nho, dưa chuột, mía, cây cảnh (NOSB TAP Review Complete by UC
SAREP, 2003) [81]; nho (Nam S. Y., Kim K. M., Lim S. C., Park J. C., 1996)
[80]; rau chân vịt, cải bắp, củ cải trắng… (Denka Product Information, 2005)
[59]; cà chua (Techawongstien S., Techawongstien S., Lertrat K., Bolkan H.)
[89]; dưa chuột (Miyake Y., Takahashi E., 1983) [79]; các cây hoa như lan,
hồng, cúc, hướng dương, lily…(Herndon K., 2007) [66]; các cây hoa khác
(Venrick D., 2004) [90].
Marschner H. (1986) [78] đã chia các loại cây trồng thành 3 nhóm chính tuỳ
thuộc vào làm lượng silic chứa trong cây: các cây họ hoà thảo trồng trên đất lúa
nước, ví dụ lúa nước, có lượng silic trong chất khô chiếm 10 – 15%; cây họ hoà
thảo trồng cạn như mía, nhiều loại cây ngũ cốc, có lượng silic trong chất khô chiếm
1 – 3%; cây họ đậu, nhiều loại cây 2 lá mầm, có lượng silic trong chất khô chiếm
dưới 0,5%.
1.4.1.2. Silic với vai trò sinh lý và tính chống chịu của cây trồng
Đối với silic, vai trò sinh lý của nó chưa được nghiên cứu nhiều. Có ý kiến
cho rằng silic không có vai trò gì đặc biệt ngoài tác dụng làm cứng mô chống đỡ,
vì cây trồng trong dung dịch không có silic cây vẫn phát triển bình thường.
Nhưng thực tế, qua nhiều kết quả nghiên cứu và phân tích cho thấy, tất cả các
loại cây trồng đều có chứa silic và silic có những chức năng sinh lý nhất định đối
với cây trồng.
Những cây thuộc họ Equisetaceae cần có silic để hoàn tất chu kỳ sống của
mình. Tuy vậy, một số loài khác cũng tích luỹ một hàm lượng silic trong mô của
nó và khi được bổ sung thêm silic thì sự sinh trưởng, phát triển của chúng được
tăng cường. Cây thiếu silic thường dễ đổ và nhiễm bệnh nấm. Silic thường được
tích luỹ ở dạng hydrat hoá, vô định hình ((SiO 2.nH2O) trong màng lưới nội chất,


24

thành tế bào và các khoảng gian bào. Silic cũng tạo nên các phức hợp với
polyphenol để hình thành những hợp chất với lignin tăng cường độ cứng của
thành tế bào [41].
Theo Hoàng Minh Tấn, Nguyễn Quang Thạch, Trần Văn Phẩm, silic là
cần thiết cho một số cây trồng. Sinh trưởng của cây lúa và cây kê sẽ được tăng
cường khi bổ sung silic vào dinh dưỡng. Cây hướng dương và lúa mạch cũng
sinh trưởng mạnh khi có silic. Các tảo trong cấu trúc có chứa silic cũng rất cần
silic chính vì vậy mà silic là yếu tố thiết yếu đối với loại cây trồng trên. [40].
Hiệu quả của việc bón silic cho cây trồng chưa được nghiên cứu nhiều,
nhưng những kết qủa ban đầu cho thấy đối với một số cây như thuốc lá, dưa
chuột, ngô và lúa, đặc biệt là lúa đồi, mía, mỳ, lúa mạch, cao lương bón silic có lợi
nhiều mặt và tăng năng suất, với lúa trồng trên đất bạc màu thoái hóa và lúa đồi,
silic dẽ tiêu ít hơn lúa nước và lúa thường hay bị bệnh đạo ôn hơn lúa nước.Trong
trường hợp này bón silic có thể làm giảm bệnh [18].
Theo Ou, 1985 thì tỷ lệ thâm nhập của bào tử gây bệnh cháy lá thấp hơn
trên cây trồng có hàm lượng silic cao, có thể là kết quả của rào cản cơ học do sự
tích tụ silic trong biểu bì. Tại Thái Lan, các thí nghiệm cho biết silic giữ vai trò
bảo vệ chống lây lan bệnh cháy lá. Tỷ lệ cây chết ở công thức có xử lý silic thấp
hơn so với đối chứng không xử lý.
1.4.2. Những nghiên cứu về silic đối với cây lúa
1.4.2.1. Nhu cầu dinh dưỡng của silic đối với cây lúa
Trong các cây trồng, lúa là loại cây trồng hút nhiều silic nhất. Ngay từ
năm 1926, các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng silic cần cho sự sinh trưởng
bình thường của cây lúa (Sommer A. L., 1962) [84].
Hiện tại, nhiều nghiên cứu cho thấy silic rất quan trọng đối với lúa (Cooke


25

G. W., 2006 [56]; Esser K. B. (2002) [63]; Hossain và các cộng sự, 2001 [67];
Lashminkanthan và các cộng sự, 2002 [75]; Darren C. W., 1997 [60]; Henry D.
F., Boyd G. E. (1996) [65]; Ma J. F., Takahashi E., 2002 [76]...
Okawa (1935), (dẫn qua Nguyễn Đình Giao và Cs) [9] khi nghiên cứu về
nhu cầu dinh dưỡng của cây lúa, phân tích thành phần hoá học trong cây lúa
(bảng 3) cho thấy: ngoài những nguyên tố đa lượng như N, P, K... còn có các
nguyên tố vi lượng như nhôm, sắt, magiê... Trong thân cây và lá lúa có từ 10 20% silic cho dù silic không phải là thành phần cấu tạo cơ thể thực vật như N
hay P. Kết quả phân tích cũng cho thấy: hàm lượng silic của lúa có khác nhau ở
từng bộ phận, đốt, thân và lá. Tuy vậy, hàm lượng này chiếm tỷ lệ cao nhất là ở
lá, sau đó đến đốt và thân (bảng 3).
Bảng 1.4: Thành phần hoá học của rơm rạ khô không khí (%)
Bộ phận
Thành phần
Silic
Tro
Sulphat
Natri
Kali
Canxi
Magiê
Clo
Mangan
Lân
Sắt

Đốt

Thân

Lá

Toàn thể
rơm rạ

11,45
1,22
0,17
1,01
1,33
0,52
0,42
0,23
1,21
1,08
vết

11,20
1,87
0,19
1,09
1,65
0,87
0,54
0,29
2,06
0,79
vết

21,02
0,65

0,07
0,11
0,78
0,08
0,23
0,12
1,73
0,52
vết

17,72
0,77
0,11
0,46
1,10
0,33
0,59
0,25
1,94
0,48
vết

Từ các nghiên cứu của mình, Yoshida S. và các cộng sự (1962) [91] đã đưa
ra nhận xét rằng: hàm lượng silic trong cây lúa có bón thêm silicat thường cao hơn
cây không được bón. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng silic trong rơm rạ dưới
11% thì khi bón silicat vào trong đất, cây dễ hấp thụ và có hiệu lực cao, còn với cây