همه چیز درباره نقش کود سیلیسیم (Si) در گیاهان

کود سیلیسیم بعنوان دومین عنصر فراوان در سطح کره زمین شناخته شده است. در دهه ۸۰ میلادی برخی تحقیقات مزرعه ای اثرهای مفید کاربرد کودهای مایع سیلیسیم بر بسیاری گیاهان را نشان داد.

نقش کود سیلیسیم (سیلیس) در تغذیه گیاهان

سیلیس (Si) دومین عنصر فراوان (۲۸درصد) پوسته زمین است.  سیلیس در طبیعت به صورت آزاد و یا به صورت ترکیب با سایر عناصر وجود دارد. این عنصر جزء عناصر مفید برای گیاهان است. سیلیس به صورت ارتوسیلیسیلیک اسید توسط ریشه گیاه جذب می شود. درصد سیلیس در ماده خشک گیاهان از ۰/۵ تا ۴ درصد متغیر می باشد.

مکانیسم جذب این عنصر بسته به نوع گیاه متفاوت است،مثلا در گندم به صورت غیر فعال و در برنج به صورت فعال جذب می شود.میزان نیاز گیاهان مختلف به سیلیسیم متفاوت است، گیاه برنجی که ۵ تن در هکتار دانه تولید می کند، حدود ۴۷۰-۲۳۰ کیلوگرم سیلیسیم عنصری را از یک هکتار زمین برحسب نوع خاک و رقم جذب می کند.

اشکال مختلف سیلیسیم در خاک:

سیلیسیم در خاک به ۳ صورت وجود دارد:

الف. سیلیسیم موجود در فاز جامد شامل سیلیسیمی است که در ساختمان کانیهای رسی و سیلیکاتهای آمورف یافت می شود.

ب. سیلیسیم جذب سطحی شده.

ج. سیلیسیم موجود در محلول خاک می باشد.

این سیلیسیم به صورت اسید مونو سیلیسیک است. سیلیسیم جذب سطحی شده در دسترس ترین منبع تامین سیلیسیم محلول است. سیلیکاتهای بی شکل مهمترین منبع اولیه تامین سیلیسیم مورد نیاز می باشد. هرچند که سیلیسیم محلول از انحلال و فروپاشی سیلیکاتهای بی شکل و سیلیسیم موجود در کانیهای رسی حاصل می شود، جذب سطحی سیلیکات از طریق تبادل لیگاندی یا نفوذ آنیونی صورت می گیرد.

رقابت آنیونهای معمول در خاکهای زراعی در جذب روی سطوح به صورت زیر است:

Sio4 > PO4 > SO4 > NO3 ~ Cl

از این رابطه چنین می توان نتیجه گرفت که آنیون فسفات در حضور سیلیکات جذب نخواهد شد و سیلیکات در آزاد سازی عنصر فسفر نقش مهمی دارد.

کود سیلیسیم قابل استفاده گیاهان:

منظور از سیلیسیم قابل استفاده، سیلیسیم استخراج شده توسط استات سدیم است. با استفاده از استات سدیم به عنوان عصاره گیر، سطح بحرانی سیلیسیم، در خاکهای اسیدی ژاپن و کره جنوبی بیش از ۱۳۰ و در تایوان بیش از ۹۰ میلی گرم SiO2 در هر کیلوگرم خاک پیشنهاد شده است. البته در خاکهای آهکی سیلیسیم خیلی بیشتر از مقادیر فوق است و افزودن کودهای سیلیسیمی به خاک باز هم عکس العمل گیاهان را در پی دارد.

شاید به این دلیل باشد که بافر استات سدیم موجب انحلال کربنات کلسیم و آزاد شدن سیلیسیمی می شود که تحت شرایط مزرعه قابل استفاده گیاهان نمی باشد.

درخاکهای آهکی عوامل موثر بر سیلیسیم قابل استفاده گیاهان عبارتند از:

– درصد رس، درصد کربنات کلسیم و pH

با افزایش هرکدام از این عوامل، سیلیسیم قابل استفاده گیاه در خاک افزایش می یابد.

سیلیسیم در گیاهان:

گیاهان عالی از نظر ظرفیت جذب سیلیسیم ویژگیهای گوناگون دارند. بر پایه میزان اکسید سیلیسیم موجود در آنها (که بر پایه درصد وزن خشک ساقه ارائه می شود)، می توان سه گروه عمده غلات مناطق مرطوب مانند برنج ۱۰ تا ۱۵ درصد و غلات مناطق خشک مانند نیشکر و گندم ۱ تا ۳درصد و بیشتر دو لپه ای ها، به ویژه لگوم ها کمتر از ۰.۵ درصد تقسیم کرد.

در بررسی ۱۷۵ گونه گیاه که در یک نوع خاک رشد کرده بودند ، در گروه گیاهان از هم تشخیص دادند، گروه اول گیاهان انباشته کننده سیلیسیم که میزان جذب سیلیسیم در آنها به میزانی بیشتر از جذب آب بوده و گروه دوم گیاهان غیر انباشته کننده که میزان جذب سیلیسیم در این گیاهان همانند یا کمتر از جذب آب بوده.

جابجایی کود سیلیسیم در گیاهان:

این جابجایی در درون آوندهای چوبی صورت می گیرد. بنابراین توزیع آن در شاخه و برگها و اندامهای هوایی، به وسیله میزان تعرق در اندامها تعیین می شود. بخش عمده سیلیسیم در درون آپوپلاست برجا می ماند و پس از تبخیر از بخشهای انتهایی جریان تعرق بطور عمده در بخش بیرونی دیوارهای سلول های بشره، در دوسطح برگها به صورت سیلیکات بی شکل و یا به شکل اصطلاح اوپال فیتولیت ها ته نشست می کند.

میزان جذب سیلیسیم توسط گیاه به فاکتورهای خاکی و گیاهی بستگی دارد که از فاکتورهای گیاهی، متابولیزم گیاه و تعرق تاثیرگذار هستند.

نقش کود سیلیسیم در گیاه:

الف. کاهش سمیت آلومینیوم :

یک عنصر بسیار سمی برای انواع مختلف گیاهان است و یک عامل مهم محدود کننده رشد در خاکهای اسیدی است.در آزمایشی که توسط بایلز و همکاران (۱۹۹۴) بر روی سویا انجام گرفت ، مشاهده شدکه رشد ریشه سویا در محیط اسیدی بطور چشمگیر کاهش یافت.

اما با افزودن سیلیسیم به خاک سمیت آومینیوم کاهش یافت و این موضوع به این دلیل است که سیلیسیم با آلومینیوم در محلول های رقیق تشکیل ترکیب هیدروکسی آلومینوسیلیکات خنثی می دهدکه قابل جذب گیاه نمی باشد.

ب.کاهش سمیت آهن و منگنز:

عنصر سیلیسیم بسته به نوع گیاه به چندطریق سمیت آهن و منگنز را کاهش می دهد. در گیاهانی مثل برنج، سیلیسیم با افزایش حجم و استحکام فضای سرشار از هوا، در ریشه ها و ساقه ها و در نتیجه با افزایش جابجایی اکسیژن از شاخه ها به ریشه های غرقاب ، قدرت اکسیدکنندگی ریشه ها را افزایش می دهد.

چون این عناصر با عدد اکسیداسیون بالاتر حلالیت کمتری دارند، لذا سبب کاهش سمیت این عناصر می گردند. بدیهی است که در خاکهای شالیزاری شمال که میزان آهن و منگنز قابل استفاده بسیار بالا است، با مصرف سیلیسیم از مسمومیت این عناصر کاسته می شود. در گیاهانی مثل لوبیا و جو که تحمل بافتهای آن به میزان زیاد منگنز اندک است ، سیلیسیم باعث تغییر در توزیع منگنز در درون بافت برگ می شود. با نبود سیلیسیم ، توزیع منگنز غیر یکنواخت شده و به صورت موضعی و یا لکه مانند در سطح برگ انباشته شده و در نهایت مسمومیت را سبب می گردد.

ج. متحرک کردن فسفات خاک:

رقابت آنیونهای معمول در خاکهای زراعی در جذب روی سطوح به صورت زیر است:

SiO4 > PO4 > SO4 > NO3 ~ Cl

به خاطر اینکه سیلیسیم با قدرت بیشتری نسبت به فسفات جذب سطحی می شود، لذا سبب آزاد سازی فسفات می شود و بدین ترتیب تحرک و قابلیت استفاده آن برای گیاهان افزایش می یابد.

سایر مطالب:

کود سولفات روی و نقش آن در کشاورزی

تاثیر بر فتوسنتز:

سیلیسیم کافی میزان جذب نور توسط گیاه را افزایش می دهد. 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 همدیگر جلوگیری نموده و بدین ترتیب باعث افزایش تولیدات فتوسنتزی می شود.

افزایش مقاومت گیاه به آفات، بیماریها و ورس (خوابیدگی) :

سیلیس در دیواره سلول های آوند چوبی ته نشین شده و از فرو ریختن آوندها در شرایط تعرق زیاد جلوگیری می کند. همچنین با استحکام ساقه، موجب کاهش ورس در گیاهان می شود. علاوه بر آن دیواره سلول های بشره به وسیله لایه ای محکم از سیلیسیم آغشته می شوند و در برابر آلودگیهای قارچی ، مانع فیزیکی موثری می باشد.

سیلیسیم باعث افزایش مقاومت برنج نسبت به بیماریهای قارچی نظیر سوختگی برگ یا سنبله ، لکه قهوه ای و همچنین افزایش مقاومت به آفاتی نظیر کرم ساقه خوار و زنجرک می شود.