Krzem ogranicza występowanie różnego rodzaju stresów biotycznych i abiotycznych w okresie wegetacji roślin, co przekłada się na wyższy plon o lepszych parametrach jakościowych. Impregnuje zewnętrzne komórki epidermy, wzmacnia ściany komórkowe, zwiększa ich sztywność oraz odporność na uszkodzenia mechaniczne.
Dzięki wysyconej krzemionką grubszej kutikuli zwiększa odporność roślin na choroby grzybowe i szkodniki. W warunkach suszy obecność krzemu w roślinach zmniejsza skutki stresu wodnego w efekcie obniżenia parowania wody z roślin oraz zwiększenia wydajności procesu fotosyntezy. Krzem wpływa korzystnie na akumulację azotu, fosforu, potasu oraz cynku.
Krzem w roślinach
Pomimo, że procentowa zawartość krzemu w roślinach może dorównywać makroelementom, gdyż stanowi ona od 0,1 do nawet 10%, nie jest on uznawany za pierwiastek niezbędny do ich prawidłowego wzrostu i rozwoju. Jedyną grupą roślin wyższych, która nie może rozwijać się bez krzemu są rośliny z rodziny skrzypowatych, na przykład skrzyp polny. W przypadku pozostałych gatunków roślin krzem wpływa korzystnie na ich wzrost i w konsekwencji obok sodu, selenu, wanadu, kobaltu i glinu, zaliczany jest do tzw. pierwiastków pożądanych.
Pozostałe teksty z serii znajdziesz tutaj: Akademia Żywienia Roślin
Rośliny wyższe charakteryzują się różnym zapotrzebowaniem na krzem. Do roślin akumulujących znaczne ilości tego pierwiastka należą skrzyp polny, ryż czy trzcina cukrowa. Rośliny te mają zdolność do akumulacji nawet 10–15% krzemionki w stosunku do suchej masy. Zboża, w tym kukurydza i pszenica, akumulują do 3% krzemionki, podczas gdy bobowate i inne dwuliścienne poniżej 0,5%. Rośliny charakteryzują się znacznym zróżnicowaniem zawartości tego pierwiastka w organach nadziemnych. Krzem jest mało mobilny w roślinie, stąd też starsze liście zawierają zawsze większe ilości tego składnika niż liście młodsze. Poza liśćmi duże ilości tego pierwiastka występują w korzeniach, włośnikach korzeniowych oraz plewach zbóż. Rośliny rosnące na glebach organicznych, np. torfach czy murszach zawierają znacznie mniej krzemu niż rośliny na glebach mineralnych.
Funkcje krzemu w roślinach
Krzem dzięki obecności w ścianie komórkowej wpływa na jej sztywność i elastyczność oraz zapobiega wyleganiu roślin, między innymi oddziałuje na sztywność źdźbeł ryżu, trzciny cukrowej, zbóż i innych roślin z rodziny traw. Zgromadzony w ścianach komórkowych roślin zwiększa tworzenie lignin przy niższych nakładach energetycznych. Bez krzemu na wyprodukowanie 1 grama ligniny roślina zużywa 2 gramy glukozy, podczas gdy w jego obecności produkuje aż 20 gramów ligniny przy wykorzystaniu 1 grama glukozy. Pierwiastek ten nadaje roślinom sztywny pokrój oraz wpływa na lepszą ekspozycję blaszek liściowych na promienie słoneczne, co odgrywa istotną rolę w budowie architektury łanu, między innymi ryżu czy trzciny cukrowej. Wydłuża to wegetację roślin, w konsekwencji wpływając na istotne zwiększenie plonów. Krzem utrudnia wnikanie patogenów do tkanek roślinnych, a w korzeniach warstwa mechaniczna zawierająca ten pierwiastek ogranicza aktywność patogenów korzeniowych. Wpływa korzystnie na równowagę jonową w roślinach oraz zapobiega toksycznemu działaniu nadmiaru niektórych pierwiastków, takich jak glin, mangan, ołów, kadm, rtęć czy cynk. Dodatek krzemionki do gleby o małej zasobności w fosfor prowadzi do uwalniania z gleby fosforu niedostępnego dla roślin i lepsze zaopatrzenie ich w ten składnik pokarmowy. W warunkach suszy krzem chroni rośliny przed utratą wody poprzez lepszy wzrost korzeni, mniejsze parowanie oraz większą wydajność procesu fotosyntezy.
Wpływ krzemu na plonowanie roślin
W wielu badaniach potwierdza się skuteczne działanie krzemu na uzyskane plony roślin, zwłaszcza przy niskiej zasobności gleby w krzem i w warunkach stresowych. Potwierdzono korzystny wpływ tego pierwiastka na kondycję, wielkość i jakość plonów w uprawie ryżu, pszenicy, jęczmienia, soi, kukurydzy czy buraka cukrowego. Efekty plonotwórcze zależą przede wszystkim od rozpuszczalności i przyswajalności krzemu, wielkości dawki nawozowej, fazy rozwojowej rośliny czy stężenia produktów krzemowych aplikowanych dolistnie. Na glebach bogatych w krzem rośliny rosną szybciej, a na glebach kwaśnych, charakteryzujących się nadmiarem toksycznego glinu czy manganu krzem polepsza warunki wzrostu roślin. W przypadku gleb o niskiej zawartości cynku pierwiastek ten poprawia bilans cynku do fosforu.
