W jednym z poprzednich wpisów poruszyliśmy temat krótko łańcuchowych kwasów ortokrzemowych. Dzisiaj rozwijamy temat tych kwasów koncentrując się jednak tylko na kwestiach związanych ze stresem suszy i gospodarki wodnej roślin.
Kwasy krzemowe na pomoc roślinie
Kwasy krzemowe są absorbowane przez korzenie i liście. W największym stopniu gromadzone są w powierzchniowej tkance korzenia – ryzodermie i warstwie membran celulozowych. Co więcej, krzem wysyca też wiązki przewodzące w roślinie dzięki czemu zapobiega ich kurczeniu się w warunkach niedoboru wody.
Wzrost zawartości krzemu w cytoplazmie roślin prowadzi do jego polimeryzacji. Peptydy i aminokwasy wchodzą w interakcję z krzemem, tworząc w komórce związki polikrzemowe. Co w powiązaniu z hydrofilową naturą krzemu oraz tendencją do jego uwadniania, doprowadza do żelowania wody w komórce roślinnej.
Zastosowanie krzemu w warunkach stresu suszy, czy zasolenia prowadzi do zmniejszenia zawartości ligniny w ścianach komórkowych i zastępowania jej krzemem. Te fizyczne zmiany w ścianie komórkowej rośliny ułatwiają przeprowadzenie procesu rozszerzania się komórek i wzrostu roślin w warunkach zasolenia.
Więcej wody w roślinie
Zauważono, że rośliny uprawiane w warunkach zasolenia i wynikającej z tego suszy fizjologicznej, a suplementowane krzemem, wykazują korzystniejszy stosunek masy liści do ich powierzchni, co bezpośrednio przekłada się na niższą transpirację. Wykazano także, że rośliny traktowane krzemem w warunkach zasolenia wykazywały o 40% większą zawartość wody niż rośliny kontrolne. Rośliny te cechowały się o 17% wyższą efektywnością wykorzystania wody.
Większa biomasa nadziemna roślin oraz wynikająca z tego większa kumulacja wody w tkankach roślinnych pozwala łatwiej przetrwać okres suszy. W powiązaniu ze zdolnościami krzemu do zwiększenia poboru wapnia i potasu (odpowiedzialnego za gospodarkę wodną rośliny) przy jednoczesnym ograniczaniu poboru sodu, jest to szczególnie cenna właściwość. Zwłaszcza z punktu widzenia problemu suszy i zasolenia gleb, które najczęściej dotyka uprawy warzywnicze.
Krzem dobry na stres
Z fizycznego punktu widzenia krzem zmniejsza poziom peroksydacji (utlenienia) lipidów w błonie komórkowej i zmniejsza jej przepuszczalność. Większa stabilność lipidów w błonach komórkowych chroni rośliny przed stresem środowiskowym, takim jak niedobór wody, nadmiar soli czy metali ciężkich. Ponadto hydrofilowe tendencje krzemu powodują, że roślina zwiększa pobranie i akumulację wody w komórkach, a to obniża stres osmotyczny wynikający z nadmiaru jonów soli.
Większe pobieranie wody i mocniejsze błony komórkowe to nie koniec korzystnego oddziaływania krzemu na roślinę w warunkach suszy.
Krzem pośrednio redukuje uszkodzenia tkanek roślin spowodowanych wpływem stresu solnego poprzez zwiększenie aktywności enzymów antyoksydacyjnych i katalitycznych.
Zdjęcie wykonano podczas doświadczeń z preparatami krzemowymi Perma-Guard Agro w 2017 roku.
