سیلیسیم (si)

اگرچه سیلیسیم دومین عنصر فراوان در پوسته‌ی زمین است (حدود ۲۸٪)، اما به‌عنوان عنصری ضروری برای بسیاری از گیاهان شناخته نمی‌شود (به‌جز در تیره‌ی گندمیان و تیره‌ی سیپراسه). با این حال، تأثیر مثبت آن بر رشد و عملکرد گیاه به اثبات رسیده است. مکانیزم جذب این عنصر بسته به نوع گیاه متفاوت است؛ برای مثال، در گندم به‌صورت غیر‌فعال و در برنج به‌صورت فعال جذب می‌شود.

عوامل مؤثر بر جذب این عنص، از جمله pH خاک، درصد رس، درصد کربنات کلسیم و دیگر ویژگی‌های خاک را نمی‌توان نادیده گرفت. توزیع این عنصر در اندام‌های هوایی گیاه، مانند شاخ و برگ‌ها، به میزان تعرق این اندام‌ها بستگی دارد. از این رو، در آغاز فصل گرما و در مناطقی که احتمال تنش‌های دمایی و آفتاب‌سوختگی گیاهان بالاست، استفاده از سیلیس معدنی به‌صورت محلول‌پاشی برگی توصیه می‌شود.

در بازار، کودهای حاوی سیلیس معدنی عمدتاً به‌صورت ترکیبات سیلیکات پتاسیم عرضه می‌شوند. سیلیس معدنی در دیواره‌ی سلول‌های اپیدرم ته‌نشین شده و لایه‌هایی محکم تشکیل می‌دهد که گیاه را در برابر از دست‌دادن آب از طریق تعرق و همچنین در برابر آلودگی‌های قارچی محافظت می‌کنند.

شکل های مختلف سیلیسیم در خاک

سیلیس معدنی در خاک به سه صورت وجود دارد:

1. سیلیسیم موجود در فاز جامد:
   شامل سیلیسیمی است که در ساختمان کانی‌های رسی و سیلیکات‌های آمورف یافت می‌شود. این نوع سیلیسیم به‌صورت اسید مونو‌سیلیسیک وجود دارد.

2. سیلیسیم جذب سطحی‌شده:
   در دسترس‌ترین منبع تأمین سیلیسیم محلول محسوب می‌شود. سیلیکات‌های بی‌شکل، مهم‌ترین منبع اولیه‌ی تأمین سیلیس معدنی مورد نیاز هستند. هرچند سیلیسیم محلول از انحلال و فروپاشی سیلیکات‌های بی‌شکل و سیلیسیم موجود در کانی‌های رسی به‌دست می‌آید، اما جذب سطحی سیلیکات از طریق تبادل لیگاندی یا نفوذ آنیونی صورت می‌گیرد.

3. سیلیسیم موجود در محلول خاک:
   سیلیکات‌های بی‌شکل مهم‌ترین منبع اولیه تأمین سیلیسیم مورد نیاز به‌شمار می‌روند. با اینکه سیلیس معدنی محلول از انحلال و فروپاشی سیلیکات‌های بی‌شکل و نیز سیلیسیم موجود در کانی‌های رسی حاصل می‌شود، جذب سطحی سیلیکات از طریق تبادل لیگاندی یا نفوذ آنیونی انجام می‌گیرد.

جابجایی سیلیسیم در گیاهان

این جابجایی در درون آوندهای چوبی صورت می‌گیرد. بنابراین، توزیع آن در شاخه، برگ‌ها و اندام‌های هوایی، به وسیله‌ی میزان تعرق در اندام‌ها تعیین می‌شود. بخش عمده‌ی سیلیس معدنی در درون آپوپلاست باقی می‌ماند و پس از تبخیر از بخش‌های انتهایی جریان تعرق، به‌طور عمده در بخش بیرونی دیواره‌های سلول‌های بشره، در دو سطح برگ‌ها، به‌صورت سیلیکات بی‌شکل یا به شکل اصطلاحی “اوپال فیتولیت‌ها” ته‌نشست می‌کند.

میزان جذب سیلیس معدنی توسط گیاه به فاکتورهای خاکی و گیاهی بستگی دارد که از میان فاکتورهای گیاهی، متابولیسم گیاه و تعرق، تأثیرگذار هستند.

نقش سیلیسیم در گیاهان:

✓ سیلیسیم نقش‌های متعددی از جمله بهبود تعادل بین عناصر غذایی، کاهش سمیت عناصری مانند آهن، منگنز و آلومینیوم، بهبود پارامترهای مکانیکی بافت گیاه، افزایش مقاومت به آفات و پاتوژن‌ها، رنگ‌گیری بهتر میوه‌ها و متحرک‌سازی فسفر خاک را در گیاه بر عهده دارد.

✓ سیلیس با ته‌نشین شدن در دیواره‌ی سلول‌های آوندی، موجب استحکام آوندها می‌شود. این استحکام آوندی در محصولاتی مانند برنج و گندم بسیار ضروری بوده و از پدیده‌ی ورس (خوابیدگی) جلوگیری می‌کند.

✓ سیلیسیم با تجمع در دیواره‌های سلولی، باعث کاهش احتمال تخریب بافت‌های سبز گیاه در برابر حمله‌ی آفات مکنده‌ای مانند پسیل، کنه و سِنَک می‌شود. همچنین از پژمرده شدن برگ‌ها در ساعات گرم روز جلوگیری می‌نماید.

✓ مصرف سیلیس معدنی در برنج، موجب افزایش مقاومت آن نسبت به بیماری‌های قارچی نظیر سوختگی برگ یا سنبله، کله قهوه‌ای، و همچنین مقاومت بیشتر در برابر آفات همچون کرم ساقه‌خوار و زنجیرک می‌گردد.

✓ در صورت کشت متراکم گیاهان، شادابی و شکل برگ‌ها نقش مهمی در جذب نور دارند. سیلیس معدنی با تقویت برگ‌ها، میزان جذب نور توسط گیاه را افزایش داده و در نتیجه، فتوسنتز و عملکرد گیاه را بهبود می‌بخشد.

 کمبود سیلیسیم در گیاهان:

کمبود سیلیسیم باعث کاهش تعرق در گیاه، افتادگی و بی‌حالی برگ‌ها در شرایط گرما، پژمردگی و خوابیدگی ساقه‌ها و آوندهای آبکش، و همچنین کاهش فتوسنتز می‌شود.

نحوه تأمین سیلیسیم در گیاهان:

• استفاده از سیلیکات پتاسیم به‌صورت محلول‌پاشی و سیلیس معدنی.

• بالا بردن ماده‌ی آلی در خاک

نقش سیلیسیم در برنج چیست؟