Porady eksperta

Wpływ krzemu na rozwój roślin w trudnych warunkach pogodowych

W świecie biologii istnieje kilka zjawisk, które można określić mianem trudnych do zrozumienia. Pomimo faktu, że azot (N) jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie składników, a w ziemskiej atmosferze jest go ponad 78%, jest on najbardziej deficytowym składnikiem żywieniowym, w znikomym stopniu dostępnym dla roślin. Podobna sytuacja dotyczy krzemu (Si).

Krzem to powszechnie występujący w skorupie ziemskiej pierwiastek. W zależności od rodzaju gleby stanowi od 5 do aż 40% jej składu w formie dwutlenku krzemu (SiO2 to główny składnik kwarcu i piasku). Pula krzemu, z którego mogą korzystać rośliny jest jednak niewielka. Ilość dostępnych danych na temat przyswajalnego dla roślin krzemu jest uboga, ponieważ do tej pory nie uważano tego pierwiastka za niezbędny dla rozwoju roślin.

W roztworze glebowym, z którego pobierana jest większość składników pokarmowych, występuje płynna forma krzemu – kwas krzemowy (H4SiO4), który bardzo łatwo wchodzi w reakcje i tworzy nierozpuszczalne polimery m.in. z glinem. Na ilość dostępnego dla roślin krzemu wpływa temperatura, ale ilość wolnej formy zależy głównie od odczynu gleby i zawartości próchnicy. Krzem jest pobierany przez rośliny przede wszystkim w formie monomerów kwasu ortofosforowego. Jego zawartość w roślinach jednoliściennych utrzymuje się na poziomie około 3% wagi (słoma pszenżyta od 17 do 37 g/kg).  Z dużej zawartości krzemu w organizmie znane są drzewa iglaste, paprocie, mchy, skrzyp polny, a wśród roślin uprawnych rośliny jednoliścienne. Szczególnie ryż i trzcina cukrowa pobierają go znacznie więcej od roślin dwuliściennych.

Wpływ krzemu na rozwój roślin

Krzem do tej pory nie był uznawany za pierwiastek niezbędny dla rozwoju roślin. Na jego pozytywny wpływ na rośliny uprawne zwrócono uwagę dopiero, gdy na szerszą skalę rozpoczęto produkcję roślin w uprawach bezglebowych. W początkach upraw na wełnie czy w kulturach zalewowych pożywka dla roślin była pozbawiona dodatku krzemu. Po dodaniu składnika do pożywki stwierdzono w badaniach większe pobieranie przez rośliny potasu, fosforu i wapnia, a także poprawę plonowania i jakości plonu.

Wszystkie pozytywne aspekty działania krzemu na rośliny nie zostały jeszcze rozpoznane do końca. Wiadomo, że wprowadzenie pierwiastka niezależnie czy metodami aplikacji dolistnej, czy w dostępnych formach do korzenia poprawia wzrost i rozwój roślin. Badania z krzemem prowadzone są obecnie na szeroką skalę. Intensywnie pracuje się nad kilkoma podstawowymi kierunkami, w których oddziaływanie krzemu jest najbardziej wyraźne. Bada się wpływ nawożenia na stresy abiotyczne wywołane zasoleniem, suszą i szkodliwością niektórych metali, spadek atrakcyjności roślin dla szkodników i podniesienie odporności roślin traktowanych krzemem na patogeny grzybowe.

Obniżenie negatywnego wpływu suszy poprzez stosowanie krzemu

Jak pokazują badania, krzem pomaga przetrwać roślinom suszę. Stwierdzono, że w warunkach stresowych dochodzi do większej ekspresji genów odpowiedzialnych za transport krzemu. Zauważono również, że rośliny uprawiane przy dostatecznej ilości krzemu nie redukują masy. Co więcej, w obecności krzemu rośliny zwiększają masę korzeniową. Pozytywny wpływ na rozwój roślin w warunkach suszy odbywa się dwutorowo. Poprzez pośrednie oddziaływanie krzemu stwarzane są lepsze warunki do rozwoju roślin. Krzem zwiększa dostępność fosforu i ogranicza działanie pierwiastków powodujących zasolenie, jak chociażby sodu. W bezpośrednim udziale krzem wysyca wiązki przewodzące w roślinie dzięki czemu zapobiega ich wiotczeniu, a tym samym ułatwia transport wody w roślinie. W innym obszarze działania krzem wpływa na polimeryzację cytoplazmy. Dzięki wchodzeniu aminokwasów w związki z krzemem, który jest hydrofilowy, uwadnia on związki i doprowadza do żelowania. Stres abiotyczny to przede wszystkim pojawienie się w roślinie szkodliwych reaktywnych form tlenu, prowadzących ogólnie rzecz biorąc do uszkodzenia komórek, głównie poprzez rozkład błon plazmatycznych. Krzem ma właściwości antyoksydacyjne, zmniejszające ilość produkowanych reaktywnych form tlenu. Dodatkowo krzem zmniejsza poziom utleniania lipidów w błonie komórkowej i redukuje niekontrolowaną przepuszczalność. Krzem po wejściu w struktury tkankowe zastępuje ligninę w ścianach komórkowych. Ułatwia to rozszerzanie się komórek i wzrost roślin. Krzem prowadzi do większego pobrania potasu i wapnia, a – jak wiadomo – potas odpowiada za prawidłową gospodarkę wodną.

Podsumowując, pod wpływem większego pobrania krzemu zmniejsza się transpiracja i ułatwia się pobranie wody.

Ochrona przed szkodnikami i chorobami

Krzem może być uważany za narzędzie pomagające chronić rośliny przed szkodnikami i chorobami. Zauważono, że w wyniku cyklicznego uszkadzania roślin odnotowano zwiększone pobieranie krzemu. Odbywało się to zarówno po stymulacji w postaci przycinania liści, jak też po poddaniu ich zgryzaniu przez szkodniki czy drobne zwierzęta. Pobrany krzem gromadzi się bezpośrednio pod skórką. W ryżu np. w postaci warstwy o grubości 2,5 µm, tuż pod warstwą skórki (o grubości 0,1 µm), tworząc podwójną warstwę krzemu i skórki w blaszkach liści. Właściwości ścierne bogatych w krzem liści prowadzą do zwiększonego, nieodwracalnego zużycia aparatów gębowych podczas żerowania owadów, a tym samym powstrzymania dalszych uszkodzeń.

Stwierdzono również, że krzem może uszkodzić ultrastrukturę nabłonka jelita środkowego szkodnika, głównie poprzez oderwanie komórek nabłonka od błony podstawnej, co zaobserwowano w larwach skośnika pomidorowego karmionego traktowanymi krzemem liśćmi pomidora. Zaobserwowano również, że owady karmione roślinami o podwyższonej zawartości krzemu pobierały mniej pokarmu i charakteryzowały się mniejszą płodnością.

Postawiona hipoteza, że odkłady krzemu w nadziemnych częściach roślin mogą stanowić mechaniczną barierę przed szkodnikami, jest obecnie uzupełniana. Uważa się, że krzem odgrywa rolę katalityczną w wyrażaniu odporności fizjologicznej poprzez wytwarzanie m.in. związków chemicznych taninowych i fenolowych. Krzem działa jako abiotyczny czynnik wywołujący syntezę ogólnoustrojowych sygnałów stresowych, takich jak kwas salicylowy, kwas jasmonowy i etylen, które pełnią podstawową funkcję w koordynowaniu reakcji obronnych roślin.

Wpływ krzemu na odporność na patogeny grzybowe               

W literaturze można znaleźć również dwie hipotezy na temat wpływu krzemu na zwiększenie odporności roślin na atak patogenów grzybowych. Pierwsza wiąże się z podwyższoną akumulacją pierwiastka pod skórką, co pełni rolę swoistej bariery fizycznej uniemożliwiającej rozwój strzępki. Druga hipoteza jest związana z biologiczną aktywnością wywołującą ekspresję genów odpowiedzialnych za naturalne mechanizmy odpornościowe. Zwiększona produktywność enzymów, takich jak polifenoloksydazy peroksydazy i inne, przyczynia się do produkcji związków antygrzybicznych, jak fenole, flawonoidy i fitoaleksyny. 

Źródła krzemu dla roślin – nawóz dolistny Sarmin maKSi 

Zastosowanie krzemu w uprawach stanowi realne wsparcie zintegrowanej ochrony przed szkodnikami i chorobami. Można go łatwo połączyć z innymi praktykami ograniczania patogenów. W ofercie CIECH Sarzyna dostępny jest SARMIN maKSi – nawóz dolistny o bardzo wysokiej zawartości łatwo dostępnych dla roślin krzemu i potasu. 

Nawóz został przygotowany pod kątem dostarczenia roślinom uprawnym możliwie największej ilości krzemu w formie łatwo przyswajalnej, czyli całkowicie rozpuszczalnej w wodzie. Produkt zawiera 150 g krzemu w 1 l. Dodatkowo, w celu optymalnego i szybkiego przemieszczenia krzemu w całej roślinie, do nawozu dodano potas, który jest bardzo ważnym makroskładnikiem dla roślin uprawnych. Dodatek tego łatwo przyswajalnego dla roślin pierwiastka pozwala efektywniej rozprowadzić krzem w roślinie.

SARMIN maKSi korzystnie wpływa na efektywność gospodarki wodnej poprzez synergistyczne działanie krzemu i potasu. Podnosi także wysycenie roślin krzemem, co z kolei przekłada się na usztywnienie łodygi (źdźbła), utrudnienie żerowania szkodników oraz zmniejszenie tempa rozwoju infekcji.

Więcej na temat produktu z dużą zawartością krzemu znajdziesz tutaj.

wstecz

Potrzebujesz
porady specjalisty?

Skontaktuj się z nami

Tel. 515 078 882