NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của CO2 đến KHẢ NĂNG hòa TAN PHYTOLITH TRONG TRO rơm rạ (tóm tắt)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------

Lê Thị Lan Anh

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CO2 ĐẾN KHẢ NĂNG
HÒA TAN PHYTOLITH TRONG TRO RƠM RẠ

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Lê Thị Lan Anh

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CO2 ĐẾN KHẢ NĂNG
HÒA TAN PHYTOLITH TRONG TRO RƠM RẠ
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số

: 60440301
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC CHÍNH:
TS. Bùi Thị Kim Anh
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PHỤ:
PGS.TS. Nguyễn Ngọc Minh

Hà Nội - 2016


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Lê Thị Lan Anh
Giới tính: Nữ
Ngày sinh: 15/4/1980
Nơi sinh: Thanh Hóa
Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
Mã số: 60440301
Người hướng dẫn khoa học chính: TS. Bùi Thị Kim Anh
Người hướng dẫn khoa học phụ: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Minh
Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng của CO2 đến khả
năng hòa tan phytolith trong tro rơm rạ”


MỞ ĐẦU
Silic là nguyên tố giàu đứng thứ hai (sau oxy) trong lớp vỏ trái
đất (~ 28,8%), nó có mặt trong hầu hết các loại đá mẹ và các khoáng
vật thứ sinh trong đất. Sự tồn tại của silic thường gắn liền với oxy để tạo
thành oxit silic. Ước tính oxit silic có thể chiếm tới 66,6% lớp vỏ trái đất
(Wedephohl, 1995). Qua quá trình phong hóa, silic từ các khoáng vật
được giải phóng vào đất và được cây hút thu trong quá trình sinh
trưởng. Silic được đưa vào cây thông qua các mô hệ rễ, sau đó được kết
tủa trong các mô bào thực vật hình hành nên “tế bào silic” còn gọi là
opal silic hay phytolith. Khi thực vật chết đi, phytolith sẽ được giải
phóng và tích lũy trong đất. Hàm lượng silic dễ tiêu đối với cây trồng
trong phytolith chiếm khoảng 20 - 40% (Wickramasinghe và Rowell,
2006). Cây trồng hút thu nhiều silic sẽ tạo nên khung xương phytolith

chắc chắn giúp tăng cường sức chống chịu cho cây ở các điều kiện hạn
hán, lũ lụt... Bên cạnh đó, sự hình thành phytolith còn giúp cây cải thiện
đáng kể khả năng chống chịu côn trùng, nấm và bệnh dịch (Epstein,
1999). Mặt khác, sự gắn kết của phytolith với các tế bào biểu bì có thể
tạo ra lớp màng giúp giảm 30% lượng thoát hơi nước (Ma et al, 2001).
Phytolith còn có những ảnh hưởng đặc biệt đến tính chất lý hóa học của
đất như dung tích trao đổi cation, khả năng đệm, cố định cacbon, dự trữ
kali và silic (Kogel-Knabner et al.,2010; Nguyễn Ngọc Minh et al.,
2011). Sự tồn tại và khả năng hòa tan của phytolith dưới ảnh hưởng của


nhiều yếu tố môi trường như các anion (OH -, Cl-, SO42- ...) đã được
nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu. Tuy nhiên, tìm hiểu về ảnh
hưởng của CO2 làm thúc đẩy hay cản trở quá trình hòa tan phytolith thì
chưa có nhiều nghiên cứu cụ thể về vấn đề này

Mục tiêu nghiên cứu
−

Xác định ảnh hưởng của khí CO 2 và ion HCO3- hòa tan đến
mức độ hòa tan của phytolith thông qua các thí nghiệm ngâm
hoặc sục khí.

−

Tìm hiểu sự biến đổi một số đặc tính của phytolith (điện tích bề
mặt, thành phần, tính chất của các liên kết hóa học bề mặt, và
khả năng đệm) dưới ảnh hưởng của khí CO 2 và ion HCO3- hòa
tan.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.

Si trong thực vật

1.

Vai trò của Si đối với thực vật

2.

Phytolith trong thực vật

2.

Cacbon phytolith (PhtyOC)

3.

Thành phần và hàm lượng PhtyOC trong tự nhiên.

4.

Sự tích lũy và phân bố PhytOC trong tự nhiên

5.

Dòng cacbon trong Đất

3.

Quan hệ giữa vòng tuần hoàn silic và cacbon trong sinh quyển.


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính là rơm rạ được lấy ở xã Phù Đổng,
huyện Gia Lam, Hà Nội
2.2. Nội dung nghiên cứu
Mẫu phytolith được tách từ rơm rạ theo phương thức tro hoá
khô ở các nhiệt độ khác nhau 400 0C; 6000C; 8000C và 10000C được
xác định pH, điện tích bề mặt, nhóm hoạt động bề mặt và hàm lượng Si
hòa tan trong các mẫu tro rơm rạ.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
- Đo pH theo pHmeter.
- Phổ hồng ngoại FT-IR
- Chuẩn độ theo thế điện động zeta (Böckenhoff và Fischer, 2001)
- Si hòa tan được phân tích theo phương pháp so màu xanh molipden


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tương tác giữa khí CO2 và phytolith.
3.1.1. Ảnh hưởng của quá trình sục khí CO2 đến sự biển đổi pH
trong dung dịch.
pH dung dịch có thể thay đổi trạng thái bề mặt của phytolith
thông qua các chuỗi phản ứng protonation hoặc deprotonation và quyết
định đến tương tác giữa phytolith và CO 2. Sự biến đổi pH theo thời gian
đối với dung dịch chứa các mẫu tro rơm rạ dưới ảnh hưởng của sục khí
CO2 có xu hướng sụt giảm pH từ môi trường bazo (~ 9,5 ) sang axit

(~5.5)
3.1.2. Sự hòa tan bề mặt phytolith.
Quá trình tương tác với dung dịch có thể dẫn đến sự hòa tan bề
mặt phytolith. Các anion hay các phân tử nước có thể đóng vai trò xúc
tác cho quá trình hòa tan này. Các anion có thể làm yếu đi và tiếp đó là
bẻ gãy các liên kết Si-O. Kết quả là Si dưới dạng monomeric silicic
được giải phóng. Như vậy, nồng độ Si trong dung dịch tăng lên biểu thị
cho sự hòa tan của phytolith. Xu hướng về sự hòa tan phytolith thể hiện
qua sự tăng lên của nồng độ Si trong dung dịch chứa mẫu rơm rạ được
xử lý ở các nhiệt độ 4000C; 6000C; 8000C và 10000C theo thời gian
Theo các nghiên cứu khác cho thấy Si được giải phóng là do các
liên kết Si-O trên bề mặt siloxan (>Si-O-Si<) bị phá vỡ trong quá trình


thủy phân, pH là một trong những yếu tố quan góp phần tăng cường quá
trình thủy phân bề mặt phytolith (Dove và Elston, 1992; Fraysse et al.,
2006; Loucaides et al., 2008). Trong nghiên cứu này, các dung dịch sục
CO2 có pH thấp do đó các vị trí (Si-O -) trên bề mặt phytolith sẽ hút giữ
proton và chính điều này sẽ làm hạn chế tác động của các anion đến
“nhân Si” của các khối tứ diện SiO 4. Kết quả là bề mặt siloxan sẽ bị hạn
chế sự hòa tan (Brady và Walther, 1990; Fleming, 1986; Grauer và
Stumm, 1982).
Theo kết quả thí nghiệm đã trình bày ở phần 3.1.1 sự có mặt của
khí CO2 làm pH của dung dịch chứa mẫu rơm rạ giảm so với các mẫu
không sục khí CO2, mà như giải thích ở trên khi pH giảm sẽ kìm hãm
sự hòa tan của Si từ phytolith vào trong dung dịch.
3.1.3. Tương quan giữa nồng độ Si hòa tan trong mẫu có sục và
không sục khí CO2.
Khi xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính đơn giản giữa hai
biến số là nồng độ Si hòa tan trong các mẫu có sục khí CO 2 và nồng độ

Si hòa tan trong các mẫu không sục khí CO 2 sẽ cho mối tương quan tỷ
lệ thuận với nhau đối với cả bốn mẫu tro nung ở 400 0C; 6000C; 8000C
và 10000C. Hệ số hồi quy R2 của mẫu tro nung ở 4000C; 6000C;
8000C lần lượt tương ứng là 0,98; 0,95; 0,86.
3.1.4. Sự biến đổi điện tích bề mặt (thế ζ) của phytolith.


Xu hướng về sự biến đổi điện tích bề mặt của phytolith thể hiện
qua sự giảm thế ζ theo thời gian, tăng thế ζ khi có mặt khí CO2 trong
dung dịch chứa mẫu rơm rạ được xử lý ở các nhiệt độ 400 0C; 6000C;
8000C; 10000C
Theo kết quả thí nghiệm cho thấy sự có mặt của khí CO 2 có ảnh
hưởng đến sự biến đổi thế ζ trên bề mặt của phytolith. Mẫu không sục
khí CO2 có thế ζ âm điện hơn so với mẫu có sục khí CO2
3.1.5. Biến đổi các liên kết bề mặt của phytolith trong quá
trình hấp thụ CO2.
Kết quả phân tích hồng ngoại cho thấy bề mặt của phytolith
được cấu thành chủ yếu từ các liên kết >Si-O-Si< (siloxan), >Si-OH
(silanol). Các hiệu ứng ở khoảng số sóng 1.100 cm -1 và 810 cm-1 biểu
thị dao động giãn của các tứ diện SiO 4 và dao động uốn của các liên kết
nội tứ diện >Si-O-Si<. Sự có mặt của hiệu ứng ở khoảng số sóng 790,98
cm-1 cho thấy Si bị bao quanh hoàn toàn bởi nguyên tử O. Trong khi
đó, hiệu ứng quanh khoảng số sóng 950 cm-1 là dấu hiệu tồn tại của dao
động Si-O của nhóm >Si-OH lại biểu hiện không rõ ràng. Nguyên nhân
có thể do mẫu phân tích điện tích bề mặt riêng thấp. Gun’ko và nnk
(2005) đã nhấn mạnh rằng hiệu ứng 950 cm -1 chỉ xuất hiện những mẫu
có điện tích bề mặt riêng lớn (>200 m2 g-1). Song song với đó là sự gia
tăng của nhóm liên kết >SiO-Si< theo sự tăng của thời gian sục khí CO 2

(thể hiện ở sự tăng về chiều cao và diện tích hiệu ứng tại khoảng số sóng
1.100 cm-1 trong các nhiễu xạ đồ của mẫu phytolith tại thời điểm sục
khí CO2 lúc 4,6 và 8 giờ so với hiệu ứng tại thời điểm sục khí CO 2 lúc
2 giờ trong cùng nhiễu xạ đồ). Điều này chứng tỏ thời gian sục có thể
làm biến đổi bề mặt phytolith thông qua việc chuyển hoá nhóm >SiOH
thành >Si-O-Si<.

3.2. Tương quan giữa ion HCO3- và phytolith.
3.2.1. Ảnh hưởng của ion HCO 3- đến sự biến đổi pH trong
dung dịch
Theo một số nghiên cứu về ảnh hưởng của pH và anion đến khả
năng hòa tan phytolith đã khẳng định pH quyết định rất lớn đối với phản
ứng hòa tan phytolith (Nguyễn và nnk, 2011; 2014) và do đó ảnh hưởng
của anion HCO3- sẽ bị lu mờ. Chính vì vậy, để xác định ảnh hưởng của
ion HCO3- khi ngâm mẫu vào dung dịch muối NaHCO 3, pH của dung
dịch sẽ được khống chế từ khoảng từ 5,5 - 6,5 để phù hợp với yêu cầu
thí nghiệm.
3.2.2. Sự hòa tan bề mặt phytolith.
Xu hướng về sự hòa tan phytolith thể hiện qua sự tăng lên của
nồng độ Si trong dung dịch chứa mẫu rơm rạ được xử lý ở các nhiệt độ
4000C; 6000C; 8000C và 10000C theo thời gian. Theo kết quả thí


nghiệm cho thấy sự có mặt của ion HCO3- có làm ảnh hưởng đến nồng
độ hòa tan Si từ phytolith vào dung dịch, sau 8 giờ mẫu rơm rạ được xử
lý ở nhiệt độ 4000C; 6000C; 8000C và 10000C ngâm trong dung dịch
muối NaHCO3 có nồng độ Si hòa tan đạt lần lượt là 10,8; 13,3; 11,7 và
10,0 mg L-. Và dao động tăng dần tương ứng từ 8,6 - 10,8; 10,1- 13,4;
8,5 - 11,8; 8,1 – 10,0 mg LTrong khi đó hàm lượng Si hòa tan ở mẫu ngâm nước cất (nước
deion) cao hơn so với mẫu ngâm muối NaHCO 3, cụ thể sau 8 giờ mẫu

rơm rạ được xử lý ở nhiệt độ 400 0C; 6000C; 8000C và 10000C không
ngâm trong dung dịch muối NaHCO3 có nồng độ Si hòa tan đạt lần
lượt là 12,165; 15,125; 13,389 và 12,973 mg L -1, và dao động tăng dần
tương ứng từ 8,717 – 12,165; 10,643- 15,125; 8,805 – 13,389; 8,614 –
12,973 mg L3.2.4. Sự biến đổi điện tích bề mặt (thế ζ) của phytolith.
Khi xét ảnh hưởng của ion HCO3- có thể thấy mức độ hấp thụ
của ion này thông qua tác động làm giảm thế ζ theo thời gian, đường
biến đổi thế ζ khi có mặt ion HCO3- đều nằm phía trên đường biến đổi
thế ζ khi không có mặt ion HCO 3- trong dung dịch chứa mẫu rơm rạ
được xử lý ở các nhiệt độ 4000C; 6000C; 8000C; 10000C


Theo kết quả thí nghiệm cho thấy sự có mặt của ion HCO 3- có
ảnh hưởng đến sự biến đổi thế ζ trên bề mặt của phytolith. Mẫu ngâm
trong nước deion (không có mặt ion HCO3-) đo được thế ζ âm điện hơn
so với mẫu có mặt của ion HCO3-.
3.3. Cơ chế tương tác, hấp phụ CO2 và ion HCO3- của
phytolith
Khi tiến hành thí nghiệm sục khí CO 2 vào trong dung dịch mẫu
phytolith và ngâm mẫu phytolith vào dung dịch chưa ion HCO 3- có ba
cơ chế tương tác đã xẩy ra:trên bề mặt phytolith.
−

Cơ chế thứ nhất.
Khi CO2 sục vào dung dịch mẫu phytolith, khí CO 2 hoà tan vào

nước sẽ theo phản ứng số (1); (2); (3) và (4) sinh ra ion H +, ion
cacbonat (CO32 -) và ion bicabonat (HCO3-)
CO2 + H2O ↔ H2CO3

(1)

H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

(2)

HCO3- ↔ H+ + CO32-

(3)

(CO3)2- + H2O ↔ H+ + HCO3-

(4)


Phytolith (-) + nH+ -> [phyto- nH+]

(5.1)

Hoặc
Si-O-

+ H+ -> SiOH

(5.2)

Dựa vào chứng minh của Dove and Crerar năm 1990 vị trí
mang điện tích âm trên bề mặt Si sinh học có được là do phản ứng thủy
phân trên bề mặt siloxan của phytolith. Như ta biết rằng trên bề mặt của
phytolith có các vị trí mang điện tích âm (Si-O -). Do đó, Si-O- sẽ liên

kết với ion H+ được sinh ra để cân bằng tạo thành Si-OH (phản ứng 5.1
và 5.2). Quá trình tiếp tục diễn ra, lượng H + bị mất đi làm phản ứng (4)
mất cân bằng nên không có phản ứng chiều ngược lại, do đó sẽ càng có
nhiều CO2 tham gia phản ứng để cân bằng lượng H + bị mất. Cacbon
được chuyển từ dạng khí sang dạng ion giảm lượng khí thải ra môi
trường.
- Cơ chế thứ hai.
Cơ chế này được giải thích dựa trên sự giải phóng các cation
kiềm và kiềm thổ (ký hiệu chung là M) trên bề mặt phytolith khi lớp vỏ
phytolith dần bị bào mòn.
M + H2O  M(OH)k

(6)

M + (CO3)2-  M2(CO3)k

(7)

M+ HCO3-  M(HCO3)k

(8)


Quá trình hoà tan phytolith ion H+ được phân ly từ axit H2CO3
sẽ trao đổi các cation kiềm và kiềm thổ trên bề mặt phytolith, kết quả
các cation kiềm và kiềm thổ được giải phóng vào dung dịch. Các kim
loại

này

liên

kết

với

ion

CO 32

-

và

HCO3-

sinh ra trong dung dịch tạo muối giữa kim loại kiềm mạnh và axit yếu
(phản ứng 7, 8). Muối này có tính kiềm giải thích cho sự tăng lên của
pH dung dịch. Tương tự cơ chế thứ 1. Sản phẩm của các phản ứng 2, 3
và 4 bị tiêu hao và phản ứng sẽ diễn ra theo chiều tăng sự hoà tan của
khi cacbonic.
Cơ chế thứ ba.
Kết quả nghiên cứu của Nguyen và Dultz (2011) chứng minh
rằng: pH được duy trì ở một giá trị nhất định, lượng bổ sung của các
cation sẽ bão hòa các vị trí mang điện tích âm (các nhóm silanol thiếu
hụt điện tích) (hình 29) và “gia cố” cho bề mặt siloxan chống lại phản
ứng thủy phân bề mặt. Khác với các cation, anion (HCO 3-) có thể tác
động vào “nhân Si” của khối tứ diện SiO 4 (hình 30) theo cơ chế tương
tự như OH-.

KẾT LUẬN


Kết quả nghiên cứu của luận văn đã cung cấp những thông tin
về ảnh hưởng của khí CO2 và ion HCO3- đến khả năng hòa tan Si, sự
biến đổi điện tích bề mặt (thế ζ) và sự thay đổi pH của phytolith theo
thời gian tại các mẫu tro rơm rạ được xử lý ở các nhiệt độ 400 0C;
6000C; 8000C và 10000C. Cụ thể là:
−

Khí CO2 tác động làm giảm pH dung dịch sau 1 giờ sục từ
10,17 – 5,97; 9,71 – 5,18; 9,67 – 5,42 và 9,48 – 5,91 tương ứng
tại các mẫu tro nung ở các nhiệt độ 400 0C; 6000C; 8000C và
10000C.

−

Sự có mặt của CO2 và ion HCO3- đã kìm hãm sự hòa tan Si từ
phytolith. Hàm lượng Si hòa tan sau 8 giờ tại các mẫu tro nung
ở các nhiệt độ 4000C; 6000C; 8000C và 10000C có CO2 giảm
tương ứng là 1,5; 1,7; 1,5 và 1,2 lần so với mẫu không có CO 2;
mẫu có mặt ion HCO3- giảm tương ứng là 1,1; 1,1; 1,1 và 1,3
lần so với mẫu không có mặt ion HCO3-.

−

Sự có mặt của khí CO 2 và ion HCO3- tác động làm tăng điện
tích bề mặt phytolith. Thế ζ sau 8 giờ tại các mẫu tro nung ở các
nhiệt độ 4000C; 6000C; 8000C và 10000C có CO2 tăng tương
ứng là ~1,3; 1,4; 1,4 và 1,3 lần so với mẫu không có CO2; mẫu

có mặt ion HCO3- tăng tương ứng là ~1,3; 1,55; 1,5 và 1,4 lần
so với mẫu không có mặt ion HCO3-.
Khác với sự thay đổi vật lý trên bề mặt của phytolith, các nhóm hoá
học trên bề mặt phytolith không có sự thay đổi. Việc không tìm thấy sự
xuất hiện các liên kết giữa C-O trên bề mặt phytolith đã chứng tỏ
phytolith và CO2 không có tác động trực tiếp với nhau.
Qua phân tích mối tương quan giữa hàm lượng Si hòa tan, thế
zeta trong các mẫu nghiên cứu cho thấy, hàm lượng Si hòa tan đạt cao
nhất trong tất cả các mẫu phân tích ở nhiệt độ xử lý mẫu là 600 0C.


Tài liỆu tham khẢo
•

Tiếng Việt:

1. 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 Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 11, 47 – 52.
2.

Nguyễn Ngọc Minh (2014), “Ảnh hưởng của nhôm (Al 3+) đến tốc
độ hòa tan của phytolith trong tro rơm rạ” Tạp chí Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn, 6, 55-59.

3. Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Phước Cẩm Liên, Phạm Văn Quang
(2012),” Đặc điểm điện tích bề mặt của phytolith (cây hóa thạch)
tách ra từ rơm rạ dưới ảnh hưởng của pH, các cation và anion”Tạp

chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 01, 34 – 39.
4. Nguyễn Ngọc Minh, Phạm Thị Dinh, Lý Thị Hằng, Nguyễn Thị
Thu Hương, Lê Thị Liên, Đào Thị Khánh Ly, Phạm Văn Quang,
Nguyễn Thị Thúy (2011), “Nghiên cứu một số đặc tính của
phytolith (cây hóa thạch) tách ra từ rơm rạ” Tạp chí Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn, 19, 28-33.
•

Tiếng Anh:

5. Bartoli, F. (1983), “The biogeochemical cycle of silicon in two
temperate foresty ecosystems”, Environmental Biogeochemistry,


Ecol. Bull. (Stockholm), 35, 469-476.
6. Berthelsen, S., Noble, A. D., and Garside A. L. (2001), “Silicon
research down under: Past, present and future”, Silicon in
agriculture, Pp. 241–256.
7. 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.
8. Böckenhoff, K. and Fischer, W.R. (2001) Determination of
electrokinetic charge with a particlecharge detector, and its
relationship to the total charge. Fresenius J. Analytical Chemistry,
371, 670-674.
9. 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.
10. Chan, K. Y., Cowie, A., Kelly, G., Singh, B. and Slavich, P.,
Scoping paper: soil organic carbon sequestration potential for

agriculture in NSW. NSW DPI Science and Research Technical
Paper, Dept Primary Industries, NSW, 2008, pp. 1–28.
11. Datnoff, LE, Rodrigues FA (2005), “The role of silicon in
suppressing rice diseases”, APS net Feature Story, 1–28.
12. 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.


13. Dietzel, M. (2002), “Interaction of polysilicic and monosilicic acid
with mineral surfaces”, Water–rock interaction, pp. 207–235.
14. Dolores R Pipernoand MD Lanham (2006), Phytoliths: A
Comprehensive Guide for Archaeologists and Paleoecologists,
AltaMira Press.
15. Dove P.M. (1999), “The dissolution kinetics of quartz in aqeous
mixed cation solutions”, Geochim. Cosmochim. Acta. 63, 37153727.
16. 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.
17. 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.
18. 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.
19. 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.


20. Epstein, E. and Bloom, A. J. (2005), “Mineral Nutrition of Plants:
Principles and Perspectives”, Second Edition. Sinauer.
21. Epstein, E., Silicon. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol.,
1999, 50, 641–664.
22. Fawe A, Menzies AJG, Chérif M, Bélanger RB (2001). Silicon and
disease resistance in

dicotyledons 1– 15. In LE Datnoff, GH

Snyder, GH Korndörfer (ed.) Silicon in agriculture. Elsevier, New
York.
23. Foster, M.D. (1953), “The determination of free silica and free
alumina in ontmorillonites”, Geochim. Cosmochim., Acta 3: 143–
154.
24. 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.
25. Fraysse F., Pokrovsky O.S., Schott J., Meunier J.D. (2006) “Surface
properties, solubility and dissolution kinetics of bamboo phytoliths”,
Geochim. Cosmochim. Acta. 70, 1939-1951.
26. F. Alayne Street-Perrott1,* and Philip A. Barker (2008) “Biogenic
silica: a neglected component of the coupled global continental
biogeochemical cycles of carbon and silicon”, Geomorphology and
Earth System Science. 33, 1436–145
27. Harrison, C.C (1996), “Evidence for intramineral macromolecules
containing protein from plant silicas”, Phytochemistry, 41, 37-42

28. Harsh, J. B., J. Chorover, and E. Nizeyimana. (2002), “Allophane
and imogolite”, Soil mineralogy with environmental applications,
pp. 291–322.
29. H. van Olphen, An introduction to clay colloid chemistry. 2nd edn.,
Wiley, New York (1977).
30. 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.
31. 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.
32. Jones, L.P.H., Handreck, K.A. (1967), “Silica in soils, plants, and
animals”, Advances in Agronomy, 19, 107–149.
33. J.-T. Cornelis, B. Delvaux, R. B. Georg, Y. Lucas, J. Ranger, and S.
Opfergelt. (2011), “Tracing the origin of dissolved silicon
transferred from various soil-plant systems towards rivers: a
review”, Biogeosciences, 8:89-112.
34. 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
35. 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, 8795
36. 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.
37. Kohut C.K (1994), “Chemistry and mineral stability in saline,
alkaline soil environments”, Doctoral thesis, University of Alberta,
Edmonton, AB, Canada.
38. 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.
39. 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.
40. Liang, Y., Si, J., Römheld, V. (2005), Silicon uptake and transport
is an active process in Cucumis sativus, New Phytol., 167(3):797804.
41. 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.
42. 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
43. Ma, J. F., Takahashi, E. (1990), “Effect of silicon on the growth and
phosphorus uptake of rice”, Plant Soil, 126, 115-119
44. Ma, J.F., Miyake, Y., Takahashi, E (2002), “Soil, Fertilizer, and
Plant Silicon Research in Japan”, Elsevier Science.
45. 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.
46. 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
47. Ma, J.F., Yamaji, N. (2006), “Silicon uptake and accumulation in
higher plants”, Trends Plant Sci., 11, 392–397.
48. 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
49. Meunier JD, Guntzer F, Kirman S, Keller C (2008), “Terrestrial
plant-Si and environmental changes”, Mineral. Mag., 72:263–267.
50. Meunier, J. D., F. Colin, and C. Alarcon. (1999), “Biogenic silica
storage in soils”, Geology, 27:835–838.