فهرست مطالب
مقدمه
مزایای عنصر سیلیسیم در بهبود تحمل به تنش‌های زیستی، مانند پاتوژن‌ها و حشرات، به خوبی توصیف شده است . اعتقاد بر این است که مقاومت زیستی مشتق شده از سیلیس، نتیجه یک مانع مکانیکی است که توسط رسوب سیلیس در امتداد دیواره‌های سلولی ایجاد می‌شود و پیشرفت عامل خارجی را کند می‌کند.
لایه سیلیسی تشکیل شده در دیواره سلولی گیاهان تیمار شده با سیلیس، با ایجاد یک مانع فیزیکی، مقاومت گیاه را در برابر عفونت قارچی افزایش می‌دهد.
سیلیسیم (Si) دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است که به اشکال مختلفی در خاک وجود دارد. شکل هر نوع آن با pH محلول خاک متفاوت است. اگر pH خاک کمتر از 9باشد، Si عمدتاً به شکل اسید مونوسیلیک، Si(OH)4است. اگرچه Si در غلظت‌های قابل توجهی در طیف وسیعی از گونه‌های گیاهی یافت شده است، در حال حاضر عنصر ضروری برای رشد و نمو گیاه در نظر گرفته نمی‌شود.
ویژگی‌های بیولوژیکی و شیمیایی خاک
سیلیسیم همچنین ویژگی‌های بیولوژیکی و شیمیایی خاک را تحت تاثیر قرار می‌دهد از جمله:
- کاهش آبشویی فسفر و پتاسیم موجود در خاک
- کاهش تحرک عناصر سنگینی مانند آلومنیوم ، آهن و منگنز
- بهبود فعالیت میکروبی خاک
- افزایش پایداری مواد آلی موجود در خاک
- بهبود بافت خاک
- افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک
- افزایش پایداری خاک در برابر فرسایش
- بالا رفتن وزن هزار دانه
- افزایش انبار داری محصولات کشاورزی
- افزایش عملکرد محصول
کاربرد سیلیسیم در کشاورزی ضمن آنکه هیچ پسماندی در محصول و محیط زیست بر جای نمی‌گذارد، به عنوان عاملی تاثیرگذار در برنامه ی مدیریت تلفیقی آفات و بیماری های گیاهی محسوب می‌شود. سیلیسیوم سبب توقف فعالیت آفاتی مثل کرم‌های ساقه‌خوار، زنجرک‌های قهوه‌ای و سبز و کنه‌های تارعنکبوتی می‌شود.
بیشترین مقدار سیلیس موجود در گیاهان در سلول‌های اپیدرمی تجمع می‌یابد که سختی و استحکام بافت گیاهی را افزایش می‌دهد که مانع از ورود و استقرار لاروهای جوان به ساقه می‌شود.
افزایش مقاومت به بیماری‌های گیاهی
در گیاهان تغذیه شده با کودهای سیلیسیم‌دار، کاهش شدت آلودگی به انواع بیماری‌های گیاهی مانند بلاست برنج و سفیدک سطحی انگور و در نهایت افزایش عملکرد مشاهده می‌شود. حتی در برخی موارد کاهش بیماری‌های ریشه‌ای ناشی از پیتیوم و فوزاریوم در اثر جذب ریشه‌ای سیلیسیم گزارش شده است.
از آنجایی که سیلیسیم زیر لایه کوتیکول رسوب می‌کند، به عنوان یک مانع فیزیکی از ورود میسیلیوم قارچی به درون سلول گیاهی ممانعت به عمل آورده و در نهایت فرایند آلودگی توسط قارچ مختل می‌شود. از سوی دیگر سیلیسیم به عنوان یک تعدیل کننده مقاومت سلول گیاهی میزبان در برابر عامل بیماری عمل می‌کند.
سیلیسیم باعث افزایش مقاومت برنج نسبت به بیماری‌های قارچی نظیر سوختگی برگ یا سنبله، لکه قهوه‌ای و همچنین افزایش مقاومت نسبت به آفاتی نظیر کرم ساقه خوار و زنجرک می‌شود.
فتوسنتز
سیلیسیم کافی میزان جذب نور توسط گیاه را افزایش می‌دهد. در صورت کشت متراکم گیاهان، مستقیم بودن برگ‌ها عامل مهمی است که بر جذب نور اثر دارد و نیز سیلیسیم از سایه اندازی گیاهان بر روی یکدیگر جلوگیری نموده و بدین وسیله باعث افزایش تولیدات فتوسنتزی می‌شود.
جابه‌جایی سیلیسیم در گیاهان
جابه جایی سیلیسیم در درون آوند چوبی انجام می‌گیرد. بنابراین توزیع آن در شاخه و برگ‌ها و اندام‌های هوایی، به وسیله میزان تعریق در اندام‌ها تعیین می‌شود. بخش عمده Si در درون آپوپلاست برجا می‌ماند و پس از تبخیر از بخش‌های انتهایی جریان تعریق، بطور عمده، در بخش بیرونی دیواره‌های سلول‌های بشره، در دو سطح برگ‌ها ته نشست می‌کند.
علائم کمبود سیلیسیم در گیاه
علایم کمبود سیلیسیم روی برگ های جدید، ریشه‌ها یا ساقه‌ها به صورت ناهنجاری، انحطاط، سخت شدن و گاهی ضخیم شدن گیاه اثر می‌گذارد. هنگامی که گیاهان بدون سیلیسیم رشد می‌کنند، آنها از نظر ساختاری ضعیف‌تر از گیاهان سالم هستند. در اثر کمبود سيليس در گیاهان، مقدار کلروفيل کم شده و در نتيجه آن، فتوسنتز در گياه کاهش مي‌يابد. اين امر به دلیل نقش سيليس در زنجيره فتوسنتزي و ممانعت از تخريب زنجيره کلروفيلي توسط سيليس مربوطه می‌باشد. همچنین تعداد دانه‌ها و درصد رسیدگی دانه‌ها پایین آمده که در نتیجه آن عملکرد گیاه با کاهش مواجه می‌گردد.
