Silicium heeft een verrassend groot aantal functies in het plantenleven en is vooral belangrijk onder stressomstandigheden. De rol van silicium kan worden vergeleken met de rol van secundaire organische metabolieten die beschermende functies vervullen in planten. Gezien het volledige scala aan rollen die silicium speelt in planten onder verschillende spanningen, geven de huidige wereldwijde wetenschappers toe dat ze nog een lange weg verwijderd zijn van het ontwikkelen van een “verenigde theorie” van silicium in de biologie en de landbouw.
Siliciumfuncties in een plant
Silicium heeft een significant effect op de groei en ontwikkeling van planten, verhoogt de opbrengst en verbetert de productkwaliteit. Tegelijkertijd is het positieve effect van silicium vooral merkbaar bij planten onder stressomstandigheden. Silicium geeft planten mechanische weerstand, versterkt de celwanden en zorgt voor de stevigheid van verschillende plantenorganen.
Silicium in optimale doses bevordert een beter stikstof- en fosformetabolisme in weefsels, verhoogt het verbruik van boor en verschillende andere elementen; zorgt voor een vermindering van de toxiciteit van overmatige hoeveelheden zware metalen. Optimalisatie van de voeding van plantaardig silicium leidt tot een vergroting van het bladoppervlak. Onder dergelijke omstandigheden worden in planten duurzamere celwanden gevormd, waardoor het gevaar van kampeergewassen en aantasting daarvan door ziekten en plagen wordt verminderd.
Een van de belangrijke functies van de actieve vormen van silicium is het stimuleren van de ontwikkeling van het wortelstelsel. Studies met granen, citrusvruchten, groenten en voedergrassen hebben aangetoond dat wanneer de siliciumvoeding van planten wordt verbeterd, het aantal secundaire en tertiaire wortels met 20-100% of meer toeneemt. Een tekort aan siliciumvoeding is een van de beperkende factoren in de ontwikkeling van het wortelstelsel van planten. Het optimaliseren van siliciumvoeding bleek de fotosynthese-efficiëntie en wortelsysteemactiviteit te verhogen.
Item Kenmerken
Het is noodzakelijk om enkele regelmatigheden te benadrukken die silicium onderscheiden van andere elementen in het plantenleven.
Het eerste om in gedachten te houden is dat bijna alle planten (met zeldzame uitzonderingen) kunnen worden gekweekt zonder silicium in een voedingsbodem. Zelfs kiezelhoudende planten zoals rijst en tarwe.
Een ander kenmerk is dat silicium zich in grote hoeveelheden ophoopt in planten, die vaak de opname van de belangrijkste macronutriënten (stikstof, fosfor en kalium) overschrijden. Het concentratiebereik van silicium in planten is veel breder dan dat van andere voedingsstoffen. Het siliciumgehalte ligt dus tussen 0,1 en 10% van het droge gewicht, terwijl dit voor bijvoorbeeld stikstof tussen 0,5 en 6% ligt, voor kalium: 0,8, 8-0,15%, fosfor: 0,5, XNUMX -.% . Dat wil zeggen, de dispersie van de siliciumconcentratie is een orde van grootte groter dan die van andere elementen.
Het is erg belangrijk op te merken dat planten, wanneer ze onder gunstige kunstmatige omstandigheden worden gekweekt, vrijwel geen silicium nodig hebben.
Er zijn drie groepen planten volgens het gehalte aan silicium in de droge stof:
- siliciumgehalte van meer dan 5% (rijst, suikerriet, enz.);
- siliciumgehalte hoger dan 1% (gerst, rogge, enz.);
- het siliciumgehalte is minder dan 1% (bijvoorbeeld tweezaadlobbigen: komkommer, zonnebloem, enz.).
Siliciumvorm in plantenweefsels.
In plantenweefsel wordt silicium aangetroffen in de vorm van in water oplosbare verbindingen zoals orthokiezelzuur (H4SiO4), orthosiliciumethers, evenals in de vorm van onoplosbare minerale polymeren en kristallijne onzuiverheden. Als onderdeel van de organische stof van plantenweefsels vormt Si orthosiliciumesters van hydroxyaminozuren, hydroxycarbonzuren, polyfenolen, koolhydraten, sterolen, evenals derivaten van aminozuren, aminosuikers en peptiden. De belangrijkste oplosbare vormen van silicium in planten en het bodem-plantsysteem zijn monokiezelzuur en polykiezelzuur. Deze anorganische verbindingen zijn altijd aanwezig in natuurlijke waterige oplossingen. Bovendien is er een nauwe band tussen hen.
