عنصر سیلیسیم دومین عنصر فراوان پوسته زمین بعد از اکسیژن است ولی نقش های آن در زیست شناسی گیاهی کمتر شناخته شده است. عنصر سیلیسیم معمولاً به صورت اسید سیلیسیک Si(OH)₄ در محلول خاک وجود دارد و شکل قابل جذب عنصر سیلیسیم می باشد. اگرچه عنصر سیلیسیم برای گیاهان یک عنصر کانی ضروری در نظر گرفته نشده است، ولی در برخی گیاهان به عنوان یک عنصر ضروری است.

امروزه تاثیر عنصر سیلیسیم در افزایش مقاومت گیاهان به انواع تنش های زیستی و غیرزیستی مثل افزایش مقاومت به تنش های شوری، خشکی، سمیت فلزات سنگین، عدم تعادل تغذیه ای، افزایش تحریک تولید آنزیم های آنتی اکسیدان و کاهش حساسیت به بعضی بیماری های قارچی و در نتیجه بهبود کمی و کیفی محصول شناخته شده است.

مکانیسم عمل عنصر سیلیسیم در گیاه

عنصر سیلیسیم می تواند به دو روش بر وضعیت تغذیه ای گیاه تاثیر بگذارد: نخست اینکه سبب تقویت ویژگی های محافظتی گیاه در برابر آفات، بیماری ها و شرایط نامطلوب جوی شده و دیگر آنکه از راه بهبود وضعیت آب و خواص فیزیکی و شیمیایی خاک و گیاه و حفظ عناصر در شکل قابل استفاده به وسیله گیاه، سبب ارتقای حاصلخیزی خاک می گردد.

ساز و کار عنصر سیلیسیم در مقاومت گیاه به تنش های زیستی و غیرزیستی

1- بهبود فعالیت فتوسنتزی گیاه

 2- افزایش نسبت انتخابگری پتاسیم به سدیم

 3- افزایش فعالیت برخی آنزیم ها مانند سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز

 4- افزایش غلظت مواد محلول در آوند چوبی (به دلیل کاهش جذب سدیم به وسیله گیاه)

مکانیسم جذب عنصر سیلیسیم در گیاه

مکانیسم جذب عنصر سیلیسیم در گیاهان مختلف متفاوت است و جذب و توزیع سیلیسیم به طور معمول به متابولیسم گیاه و تا حدی هم به تعرق بستگی دارد. انتقال سیلیسیم در گیاهان از درون آوند چوبی انجام می گیرد. بنابراین توزیع آن در شاخه ها و برگ ها به وسیله شدت تعرق تعیین می شود. در واقع بیشترین غلظت سیلیسیم در گیاه در محل هایی مشاهده می شود که بیشترین تبخیر را دارند.

 جذب سیلیسیم هم به صورت فعال (انتخابی و با مصرف انرژی) و هم به صورت غیرفعال (غیرانتخابی و بدون مصرف انرژی) انجام می شود.

مزایای استفاده از عنصر سیلیسیم در گیاه

• افزایش کیفیت و بازارپسندی میوه
• افزایش تولید و عملکرد گیاه و وزن هزار دانه
• افزایش استحکام دیواره سلولی و افزایش خاصیت ماندگاری محصول پس از برداشت
• افزایش جذب فسفر و کاهش قابلیت استفاده از نیتروژن و نیز کنترل تجمع فسفر در گیاه و به تبع آن جلوگیری از کمبود عنصر روی
• افزایش رشد و نمو، عملکرد و کیفیت گیاهان: تغذیه بهینه سیلیسیم سبب افزایش رشد و توسعه حجمی و وزنی ریشه ها می شود که در نهایت افزایش جذب عناصر غذایی را به دنبال دارد.
• افزایش کارایی جذب نور و فتوسنتز: کاربرد سیلیسیم با مستقیم نگه داشتن برگ ها و جلوگیری از سایه اندازی گیاهان بر روی یکدیگر باعث افزایش جذب بور می شود که پیامد آن تحریک و تشدید فتوسنتز و تولید محصول بیشتر خواهد بود.
• افزایش کارایی استفاده از آب: سیلیسیم کارایی استفاده از آب را نیز افزایش می دهد. سیلیسیم در دیواره های سلولی اپیدرم در هر دو سطح برگ تجمع می یابد، در نتیجه تلف شدن آب از کوتیکول کاهش می یابد. علاوه بر این سیلیسیم از شدت تعرق گیاه نیز می کاهد.
• افزایش مقاومت گیاه به ورس (خوابیدگی) در محصولاتی مانند برنج، نیشکر و غلات: عنصر سیلیسیم در دیواره های سلولی آوندهای چوبی تجمع یافته و از فرو ریختن آوندها در شرایط تعرق زیاد جلوگیری می کند و در نتیجه مقاومت گیاه نسبت به ورس (خوابیدگی) افزایش می یابد. این عنصر در سلول های آندودرم در ریشه انباشته می شود که پیامد آن هم افزایش مقاومت ریشه نسبت به نفوذ عوامل بیماری زا است.

• مقاومت به آفات و بیماری ها:

1-رسوب سیلیسیم زیر لایه دیواره سلولی به عنوان یک مانع فیزیکی برای جلوگیری از ورود میسلیوم قارچی به درون سلول گیاهی

2-گیاهانی که با کودهای مایع سیلیس دار مورد تغذیه قرار می گیرند، در واکنش به قارچ های بیماریزای برگی، کیتیناز، ترکیبات پروتئینی محافظ و ترکیبات فنلی را به منظور کشتن سلول های خود در ناحیه نزدیک به عامل بیماری زا آزاد کرده تا با جداسازی عامل بیمارگر از ادامه آلودگی سلول های مجاور سالم جلوگیری شود.

• تحمل گیاه به سمیت آهن و منگنز: از دیگر اثرات مثبت کاربرد سیلیسیم افزایش مقاومت گیاه به سمیت آهن و منگنز است، بدین معنی که میزان جذب آهن و به خصوص منگنز را به وسیله گیاه کاهش می دهد، این کار از راه افزایش قدرت اکسید کنندگی ریشه انجام می شود به این صورت که سیلیسیم سبب می شود که حجم و همچنین میزان سختی و عدم نفوذپذیری لوله های آئرانشیم (حفرات واقع در اندام های هوایی و ریشه که از هوا پر شده اند تا اکسیژن بیشتری به محیط ریشه برسد) زیاد شده و در نتیجه آهن و منگنز دو ظرفیتی به آهن سه ظرفیتی و منگنز چهار ظرفیتی اکسید شده و حلالیت آنها کاهش می یابد.
• کاهش سمیت آلومینیوم: افزودن سیلیسیم به خاک سمیت آلومینیوم را کاهش می دهد. دلیل این امر ترکیب شدن سیلیسیم با آلومینیوم در محلول های رقیق بوده که منجر به تشکیل ترکیب هیدروکسی آلومینو سیلیکات خنثی می شود و این ترکیب برای گیاه قابل جذب نیست.
• افزایش مقاومت به تنش ­های غیرزیستی مانند سرما، گرما، خشکی، شوری

تنش دمایی: افزودن سیلیسیم به گیاهان کمک می کند تا در برابر درجه حرارت شدید و یا سرما مقاومت کنند.

تنش خشکی: سیلیسیم با رسوب در زیر لایه کوتیکولی برگ و تشکیل لایه دوگانه کوتیکول-سیلیس و در نتیجه افزایش ضخامت لایه کوتیکول و موم آن باعث کاهش تعرق از سطح برگ و پوست گیاهی که در شرایط تنش خشکی قرار دارد، می شود. در نتیجه این عمل محتوای آب گیاه افزایش و توسعه برگی و عملکرد نیز افزایش می یابد.

تحمل گیاه به شوری: سیلیسیم با افزایش آنزیم های آنتی اکسیدانی، بافت های گیاهی را در مقابل سمیت نمک حفظ می کند و با افزایش مقدار کلروفیل، سطح برگ، فتوسنتز، رشد و عملکرد گیاه را در شرایط شور افزایش می دهد.

علائم کمبود عنصر سیلیسیم در گیاه

علائم کمبود سیلیسیم روی برگ های جدید، ریشه ها یا ساقه ها به صورت ناهنجاری، انحطاط، سخت شدن و گاهی ضخیم شدن گیاه اثر می گذارد.

• تولید گیاهان ضعیف
• کاهش کلروفیل و فتوسنتز
• کاهش تعداد دانه ها و درصد رسیدگی دانه ها
• افزایش سمیت منگنز، مس یا آهن در گیاهان خاص
• بدشکلی و کاهش تشکیل میوه در گوجه فرنگی، خیار و توت فرنگی
• برگ ها و گل های نرم و آویزان، کاهش تعداد خوشه ها و سنبلچه های پر شده در هر خوشه و کاهش عملکرد دانه (به ویژه برنج)

مسمومیت حاصل از مصرف بالای سلیسیم

اگرچه مسمومیت ناشی از مصرف بالای سیلیسیم غیرمعمول است، اما مقادیر بیش از حد ایـن عنصر می تواند با جذب سایر عناصر غذایی در محیط ریشه گیاه رقابت کند.

منابع کودی تامین عنصر سیلیسیم برای گیاه

منابع کودی سیلیسیم عمدتاً شامل اسید سیلیسیک، سیلیکات پتاسیم، سیلیکات سدیم، سیلیکات کلسیم و ترکیبات نانو سیلیکاتی است. بیشتر محصولات سیلیسیمی موجود در بازار را می توان به صورت مصرف خاکی یا محلولپاشی استفاده کرد. لازم به ذکر است که میزان جذب سیلیسیم توسط گیاه در روش محلولپاشی خیلی بیشتر از جذب از طریق منطقه ریشه می باشد.

از آنجایی که مهمترین عامل مرتبط با تولید محصول و افزایش مقاومت به تنش های غیرزیستی، تغذیه صحیح گیاهان است، بنابراین استفاده از راهکارهای مدیریت تغذیه ای برای کاهش آثار سوء ناشی از شرایط نامناسب خاک و آب، زمینه را برای افزایش عملکرد با کمیت و کیفیت مطلوب فراهم می نماید. در همین ارتباط نقش عناصر غذایی نظیر سیلیسیم مورد توجه برخی پژوهشگران تغذیه قرار گرفته است. ولی به دلیل اینکه در دسته عناصر ضروری برای رشد گیاهان قرار نگرفته، در گذشته توجه زیادی به نقش بیولوژی آن در گیاه نشده است.

 امروزه تاثیر عنصر سیلیسیم در افزایش مقاومت به تنش های شوری، خشکی، سمیت فلزات سنگین، عدم تعادل تغذیه ای، افزایش تحریک تولید برخی آنزیم های آنتی اکسیدان و کاهش حساسیت به بعضی بیماری های قارچی و در نتیجه بهبود کمی و کیفی محصول شناخته شده است. برای خرید کودهای حاوی عنصر سیلیسیم با برترین برند و بهترین کیفیت می توانید به سایت شرکت بازرگانی نوید طبیعت بوتیا مراجعه کنید.