يحتوي السيليكون على عدد كبير بشكل مدهش من الوظائف في الحياة النباتية ، وهو مهم بشكل خاص في ظل الظروف المجهدة. يمكن مقارنة دور السيليكون بدور المستقلبات العضوية الثانوية ، التي تؤدي وظائف وقائية في النباتات. بالنظر إلى كل الأدوار المتنوعة التي يلعبها السيليكون في النباتات ضد الضغوط المختلفة ، يعترف علماء العالم اليوم بأنهم ما زالوا بعيدين عن تطوير “نظرية موحدة” للسيليكون في علم الأحياء والزراعة.
وظائف السيليكون في النبات
للسيليكون تأثير كبير على نمو النبات وتطوره ، ويزيد من الإنتاجية ويحسن جودة المنتج. في الوقت نفسه ، يكون التأثير الإيجابي للسيليكون ملحوظًا بشكل خاص في النباتات تحت ظروف الإجهاد ، حيث يمنح السيليكون النباتات قوة ميكانيكية ، ويقوي جدران الخلايا ، ويضمن صلابة مختلف أعضاء النبات.
يعزز السيليكون بجرعات مثالية التمثيل الغذائي الأفضل للنيتروجين والفوسفور في الأنسجة ، ويزيد من استهلاك البورون وعدد من العناصر الأخرى ؛ يقلل من سمية الكميات الزائدة من المعادن الثقيلة. يؤدي تحسين تغذية النباتات بالسيليكون إلى زيادة مساحة الأوراق. في مثل هذه الظروف ، تتشكل جدران خلوية أكثر متانة في النباتات ، مما يؤدي إلى تقليل خطر زراعة المحاصيل ، وكذلك الأضرار التي لحقت بها بسبب الأمراض والآفات.
تتمثل إحدى الوظائف المهمة للأشكال النشطة من السيليكون في تحفيز تطوير نظام الجذر. أظهرت الدراسات التي أجريت على الحبوب والحمضيات والخضروات والأعشاب العلفية أنه عندما يتم تحسين تغذية النباتات بالسيليكون ، يزداد عدد الجذور الثانوية والثالثية بنسبة 20-100٪ أو أكثر. يعد نقص تغذية السيليكون أحد العوامل التي تحد من تطور نظام جذر النباتات. وجد أن تحسين التغذية بالسيليكون يزيد من كفاءة التمثيل الضوئي ونشاط نظام الجذر.
ميزات العنصر
من الضروري إبراز بعض الانتظامات التي تميز السيليكون عن عدد من العناصر الأخرى في حياة النباتات.
أول شيء يجب ملاحظته هو أنه يمكن زراعة جميع النباتات تقريبًا (مع استثناءات نادرة) بدون السيليكون في وسط غذائي. حتى النباتات السيليسية مثل الأرز والقمح.
ميزة أخرى هي أن السيليكون يتراكم في النباتات بكميات كبيرة ، والتي غالبًا ما تتجاوز امتصاص المغذيات الرئيسية (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) .نطاق تركيزات السيليكون في النباتات أوسع بكثير من تلك المغذيات الأخرى. لذلك ، يتراوح محتوى السيليكون من 0,1-10٪ من الوزن الجاف ، بينما ، على سبيل المثال ، بالنسبة للنيتروجين ، هذا النطاق هو 0,5-6٪ ، للبوتاسيوم: 0,8-8٪ ، الفوسفور: 0,15 ، 0,5-.٪. أي أن انتشار تركيز السيليكون هو ترتيب من حيث الحجم أكبر من العناصر الأخرى.
من المهم جدًا ملاحظة أنه عندما تنمو في ظروف مواتية اصطناعية ، لا تحتاج النباتات عمليًا إلى السيليكون.
توجد ثلاث مجموعات من النباتات حسب محتوى السيليكون في المادة الجافة:
- محتوى السيليكون أكثر من 5٪ (الأرز ، القصب ، إلخ) ؛
- محتوى السيليكون أكثر من 1٪ (الشعير ، الجاودار ، إلخ) ؛
- محتوى السيليكون أقل من 1٪ (على سبيل المثال ، ذوات الفلقتين – الخيار ، عباد الشمس ، إلخ).
يتكون السيليكون في أنسجة النبات
في أنسجة النبات ، يكون السيليكون على شكل مركبات قابلة للذوبان في الماء مثل حمض الأورثوسيليك (H4شافي4) ، وإيثرات السيليكون ، وكذلك في شكل بوليمرات معدنية غير قابلة للذوبان وشوائب بلورية. كجزء من المادة العضوية للأنسجة النباتية ، تشكل Si استرات orthosilicon من أحماض هيدروكسي أمينو ، أحماض هيدروكسي كربوكسيليك ، بوليفينول ، كربوهيدرات ، ستيرول ، وكذلك مشتقات الأحماض الأمينية والسكريات الأمينية والببتيدات. أهم أشكال السيليكون القابلة للذوبان في النباتات ونظام نبات التربة هي الأحماض أحادية السيليسيك والأحماض متعددة السليكات. توجد هذه المركبات غير العضوية دائمًا في المحاليل المائية الطبيعية. علاوة على ذلك ، هناك علاقة وثيقة بينهما.
