Wpływ krzemu na rozwój roślin w trudnych warunkach pogodowych
W Å›wiecie biologii istnieje kilka zjawisk, które można okreÅ›lić mianem trudnych do zrozumienia. Pomimo faktu, że azot (N) jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie skÅ‚adników, a w ziemskiej atmosferze jest go ponad 78%, jest on najbardziej deficytowym skÅ‚adnikiem żywieniowym, w znikomym stopniu dostÄ™pnym dla roÅ›lin. Podobna sytuacja dotyczy krzemu (Si).
Krzem to powszechnie wystÄ™pujÄ…cy w skorupie ziemskiej pierwiastek. W zależnoÅ›ci od rodzaju gleby stanowi od 5 do aż 40% jej skÅ‚adu w formie dwutlenku krzemu (SiO2 to gÅ‚ówny skÅ‚adnik kwarcu i piasku). Pula krzemu, z którego mogÄ… korzystać roÅ›liny jest jednak niewielka. Ilość dostÄ™pnych danych na temat przyswajalnego dla roÅ›lin krzemu jest uboga, ponieważ do tej pory nie uważano tego pierwiastka za niezbÄ™dny dla rozwoju roÅ›lin.
W roztworze glebowym, z którego pobierana jest wiÄ™kszość skÅ‚adników pokarmowych, wystÄ™puje pÅ‚ynna forma krzemu – kwas krzemowy (H4SiO4), który bardzo Å‚atwo wchodzi w reakcje i tworzy nierozpuszczalne polimery m.in. z glinem. Na ilość dostÄ™pnego dla roÅ›lin krzemu wpÅ‚ywa temperatura, ale ilość wolnej formy zależy gÅ‚ównie od odczynu gleby i zawartoÅ›ci próchnicy. Krzem jest pobierany przez roÅ›liny przede wszystkim w formie monomerów kwasu ortofosforowego. Jego zawartość w roÅ›linach jednoliÅ›ciennych utrzymuje siÄ™ na poziomie okoÅ‚o 3% wagi (sÅ‚oma pszenżyta od 17 do 37 g/kg). Z dużej zawartoÅ›ci krzemu w organizmie znane sÄ… drzewa iglaste, paprocie, mchy, skrzyp polny, a wÅ›ród roÅ›lin uprawnych roÅ›liny jednoliÅ›cienne. Szczególnie ryż i trzcina cukrowa pobierajÄ… go znacznie wiÄ™cej od roÅ›lin dwuliÅ›ciennych.
WpÅ‚yw krzemu na rozwój roÅ›lin
Krzem do tej pory nie byÅ‚ uznawany za pierwiastek niezbÄ™dny dla rozwoju roÅ›lin. Na jego pozytywny wpÅ‚yw na roÅ›liny uprawne zwrócono uwagÄ™ dopiero, gdy na szerszÄ… skalÄ™ rozpoczÄ™to produkcjÄ™ roÅ›lin w uprawach bezglebowych. W poczÄ…tkach upraw na weÅ‚nie czy w kulturach zalewowych pożywka dla roÅ›lin byÅ‚a pozbawiona dodatku krzemu. Po dodaniu skÅ‚adnika do pożywki stwierdzono w badaniach wiÄ™ksze pobieranie przez roÅ›liny potasu, fosforu i wapnia, a także poprawÄ™ plonowania i jakoÅ›ci plonu.
Wszystkie pozytywne aspekty dziaÅ‚ania krzemu na roÅ›liny nie zostaÅ‚y jeszcze rozpoznane do koÅ„ca. Wiadomo, że wprowadzenie pierwiastka niezależnie czy metodami aplikacji dolistnej, czy w dostÄ™pnych formach do korzenia poprawia wzrost i rozwój roÅ›lin. Badania z krzemem prowadzone sÄ… obecnie na szerokÄ… skalÄ™. Intensywnie pracuje siÄ™ nad kilkoma podstawowymi kierunkami, w których oddziaÅ‚ywanie krzemu jest najbardziej wyraźne. Bada siÄ™ wpÅ‚yw nawożenia na stresy abiotyczne wywoÅ‚ane zasoleniem, suszÄ… i szkodliwoÅ›ciÄ… niektórych metali, spadek atrakcyjnoÅ›ci roÅ›lin dla szkodników i podniesienie odpornoÅ›ci roÅ›lin traktowanych krzemem na patogeny grzybowe.
Obniżenie negatywnego wpływu suszy poprzez stosowanie krzemu
Jak pokazujÄ… badania, krzem pomaga przetrwać roÅ›linom suszÄ™. Stwierdzono, że w warunkach stresowych dochodzi do wiÄ™kszej ekspresji genów odpowiedzialnych za transport krzemu. Zauważono również, że roÅ›liny uprawiane przy dostatecznej iloÅ›ci krzemu nie redukujÄ… masy. Co wiÄ™cej, w obecnoÅ›ci krzemu roÅ›liny zwiÄ™kszajÄ… masÄ™ korzeniowÄ…. Pozytywny wpÅ‚yw na rozwój roÅ›lin w warunkach suszy odbywa siÄ™ dwutorowo. Poprzez poÅ›rednie oddziaÅ‚ywanie krzemu stwarzane sÄ… lepsze warunki do rozwoju roÅ›lin. Krzem zwiÄ™ksza dostÄ™pność fosforu i ogranicza dziaÅ‚anie pierwiastków powodujÄ…cych zasolenie, jak chociażby sodu. W bezpoÅ›rednim udziale krzem wysyca wiÄ…zki przewodzÄ…ce w roÅ›linie dziÄ™ki czemu zapobiega ich wiotczeniu, a tym samym uÅ‚atwia transport wody w roÅ›linie. W innym obszarze dziaÅ‚ania krzem wpÅ‚ywa na polimeryzacjÄ™ cytoplazmy. DziÄ™ki wchodzeniu aminokwasów w zwiÄ…zki z krzemem, który jest hydrofilowy, uwadnia on zwiÄ…zki i doprowadza do żelowania. Stres abiotyczny to przede wszystkim pojawienie siÄ™ w roÅ›linie szkodliwych reaktywnych form tlenu, prowadzÄ…cych ogólnie rzecz biorÄ…c do uszkodzenia komórek, gÅ‚ównie poprzez rozkÅ‚ad bÅ‚on plazmatycznych. Krzem ma wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci antyoksydacyjne, zmniejszajÄ…ce ilość produkowanych reaktywnych form tlenu. Dodatkowo krzem zmniejsza poziom utleniania lipidów w bÅ‚onie komórkowej i redukuje niekontrolowanÄ… przepuszczalność. Krzem po wejÅ›ciu w struktury tkankowe zastÄ™puje ligninÄ™ w Å›cianach komórkowych. UÅ‚atwia to rozszerzanie siÄ™ komórek i wzrost roÅ›lin. Krzem prowadzi do wiÄ™kszego pobrania potasu i wapnia, a – jak wiadomo – potas odpowiada za prawidÅ‚owÄ… gospodarkÄ™ wodnÄ….
Podsumowując, pod wpływem większego pobrania krzemu zmniejsza się transpiracja i ułatwia się pobranie wody.
Ochrona przed szkodnikami i chorobami
Krzem może być uważany za narzÄ™dzie pomagajÄ…ce chronić roÅ›liny przed szkodnikami i chorobami. Zauważono, że w wyniku cyklicznego uszkadzania roÅ›lin odnotowano zwiÄ™kszone pobieranie krzemu. OdbywaÅ‚o siÄ™ to zarówno po stymulacji w postaci przycinania liÅ›ci, jak też po poddaniu ich zgryzaniu przez szkodniki czy drobne zwierzÄ™ta. Pobrany krzem gromadzi siÄ™ bezpoÅ›rednio pod skórkÄ…. W ryżu np. w postaci warstwy o gruboÅ›ci 2,5 µm, tuż pod warstwÄ… skórki (o gruboÅ›ci 0,1 µm), tworzÄ…c podwójnÄ… warstwÄ™ krzemu i skórki w blaszkach liÅ›ci. WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci Å›cierne bogatych w krzem liÅ›ci prowadzÄ… do zwiÄ™kszonego, nieodwracalnego zużycia aparatów gÄ™bowych podczas żerowania owadów, a tym samym powstrzymania dalszych uszkodzeÅ„.
Stwierdzono również, że krzem może uszkodzić ultrastrukturÄ™ nabÅ‚onka jelita Å›rodkowego szkodnika, gÅ‚ównie poprzez oderwanie komórek nabÅ‚onka od bÅ‚ony podstawnej, co zaobserwowano w larwach skoÅ›nika pomidorowego karmionego traktowanymi krzemem liśćmi pomidora. Zaobserwowano również, że owady karmione roÅ›linami o podwyższonej zawartoÅ›ci krzemu pobieraÅ‚y mniej pokarmu i charakteryzowaÅ‚y siÄ™ mniejszÄ… pÅ‚odnoÅ›ciÄ….
Postawiona hipoteza, że odkÅ‚ady krzemu w nadziemnych częściach roÅ›lin mogÄ… stanowić mechanicznÄ… barierÄ™ przed szkodnikami, jest obecnie uzupeÅ‚niana. Uważa siÄ™, że krzem odgrywa rolÄ™ katalitycznÄ… w wyrażaniu odpornoÅ›ci fizjologicznej poprzez wytwarzanie m.in. zwiÄ…zków chemicznych taninowych i fenolowych. Krzem dziaÅ‚a jako abiotyczny czynnik wywoÅ‚ujÄ…cy syntezÄ™ ogólnoustrojowych sygnaÅ‚ów stresowych, takich jak kwas salicylowy, kwas jasmonowy i etylen, które peÅ‚niÄ… podstawowÄ… funkcjÄ™ w koordynowaniu reakcji obronnych roÅ›lin.
Wpływ krzemu na odporność na patogeny grzybowe
W literaturze można znaleźć również dwie hipotezy na temat wpÅ‚ywu krzemu na zwiÄ™kszenie odpornoÅ›ci roÅ›lin na atak patogenów grzybowych. Pierwsza wiąże siÄ™ z podwyższonÄ… akumulacjÄ… pierwiastka pod skórkÄ…, co peÅ‚ni rolÄ™ swoistej bariery fizycznej uniemożliwiajÄ…cej rozwój strzÄ™pki. Druga hipoteza jest zwiÄ…zana z biologicznÄ… aktywnoÅ›ciÄ… wywoÅ‚ujÄ…cÄ… ekspresjÄ™ genów odpowiedzialnych za naturalne mechanizmy odpornoÅ›ciowe. ZwiÄ™kszona produktywność enzymów, takich jak polifenoloksydazy peroksydazy i inne, przyczynia siÄ™ do produkcji zwiÄ…zków antygrzybicznych, jak fenole, flawonoidy i fitoaleksyny.
ŹródÅ‚a krzemu dla roÅ›lin – nawóz dolistny Sarmin maKSi
Zastosowanie krzemu w uprawach stanowi realne wsparcie zintegrowanej ochrony przed szkodnikami i chorobami. Można go Å‚atwo poÅ‚Ä…czyć z innymi praktykami ograniczania patogenów. W ofercie CIECH Sarzyna dostÄ™pny jest SARMIN maKSi – nawóz dolistny o bardzo wysokiej zawartoÅ›ci Å‚atwo dostÄ™pnych dla roÅ›lin krzemu i potasu.
Nawóz zostaÅ‚ przygotowany pod kÄ…tem dostarczenia roÅ›linom uprawnym możliwie najwiÄ™kszej iloÅ›ci krzemu w formie Å‚atwo przyswajalnej, czyli caÅ‚kowicie rozpuszczalnej w wodzie. Produkt zawiera 150 g krzemu w 1 l. Dodatkowo, w celu optymalnego i szybkiego przemieszczenia krzemu w caÅ‚ej roÅ›linie, do nawozu dodano potas, który jest bardzo ważnym makroskÅ‚adnikiem dla roÅ›lin uprawnych. Dodatek tego Å‚atwo przyswajalnego dla roÅ›lin pierwiastka pozwala efektywniej rozprowadzić krzem w roÅ›linie.
SARMIN maKSi korzystnie wpÅ‚ywa na efektywność gospodarki wodnej poprzez synergistyczne dziaÅ‚anie krzemu i potasu. Podnosi także wysycenie roÅ›lin krzemem, co z kolei przekÅ‚ada siÄ™ na usztywnienie Å‚odygi (źdźbÅ‚a), utrudnienie żerowania szkodników oraz zmniejszenie tempa rozwoju infekcji.
Więcej na temat produktu z dużą zawartością krzemu znajdziesz tutaj.
