«Никакой организм не может существовать без кремния, он вырисовывается в мироздании как элемент, обладающий исключительным значением»
Академик В.И. Вернадский
Кремний в природе и в растениях.
Уникальность кремния.
Кремний выполняет удивительно большое количество функций в жизни растений, и особенно важен в стрессовых условиях. Роль кремния можно сравнить с ролью вторичных органических метаболитов, выполняющих в растениях защитные функции.
Кремний накапливается растениями в количествах, часто превышающих величину поглощения основных макроэлементов (N, P, K). Диапазон концентраций кремния в растениях значительно шире, чем других питательных элементов.
Кремний в растениях распределяется крайне неравномерно. Исследованиями установлено, что растения могут поглощать низкомолекулярные кремниевые кислоты и их анионы не только через корневую систему, но и через поверхность листьев, если опрыскивать их кремнийсодержащими растворами. Важно отметить, что поглощение кремния листьями составляет около 30–40%, тогда как через корневую систему – не превышает 1–5%.
Кремний в листьях откладываются в виде слоя толщиной 2,5 мкм в пространстве непосредственно под тонким (0,1 мкм) слоем кутикулы, образуя двойной кутикулярно-кремниевый защитный слой на поверхности листьев. В дополнение к этому накопление кремния происходит также в эпидермисе и проводящих тканях стебля, листьев, корней и оболочки зерен. Эти накопления кремния позволяют растениям выживать в условиях действия абиотических и биотических стрессов.
Транспорт кремния в растении.
Результаты исследований свидетельствуют о наличии у растений механизма, обеспечивающего активное и быстрое перераспределение кремния по растительным тканям. При этом перенос Si идет в ткани, которые в большей степени подвержены стрессу или заболеванию.
Функции кремния в растении.
Положительная роль кремния в стимулировании роста и развития многих растений общепризнанна - кремний оказывает существенное влияние на их рост и развитие, повышает урожайность и улучшает качество продукции. При этом положительный эффект кремния особенно заметен у растений в стрессовых условиях.
Кремний предает растениям механическую прочность, укрепляет стенки эпидермальных клеток и предотвращает полегание, обеспечивая жесткость различных органов растения. Доказано, что кремний в оптимальных дозах способствует лучшему обмену в тканях азота и фосфора, повышает потребление бора и ряда других элементов; обеспечивает снижение токсичности избыточных количеств тяжелых металлов. Оптимизация кремниевого питания растений приводит к увеличению площади листьев и создает благоприятные условия для биосинтеза пластидных пигментов. В таких условиях у растений формируются более прочные клеточные стенки, в результате чего снижается опасность полегания посевов, а также поражения их болезнями и вредителями.
Одной из важных функций активных форм кремния является стимуляция развития корневой системы. Исследования на злаковых, цитрусовых, овощных культурах и кормовых травах показали, что при улучшении кремниевого питания растений увеличивается количество вторичных и третичных корешков на 20–100% и более. Дефицит кремниевого питания служит одним из лимитирующих факторов развития корневой системы растений. Установлено, что оптимизация кремниевого питания повышает эффективность фотосинтеза и активность корневой системы.
Роль кремния в формировании стрессоустойчивости.
Роль кремния в растениях, прежде всего в защите от неблагоприятных воздействий окружающей среды – как биотических, так и абиотических.
При выращивании в искусственных благоприятных условиях растения практически не нуждаются в кремнии. Но выход в реальный мир резко меняет среду обитания растения: вредители, патогенные грибки, засуха и жара – вот только некоторые опасности окружающие растения в полевых условиях.
Кремний выполняет свои функции двумя способами: путем полимеризации кремниевой кислоты, что приводит к образованию аморфного гидратированного кремнезема, и играя важную роль в образовании органических защитных соединений.
Растения, хорошо накапливающие кремний, находятся в лучшем положении, поскольку этот элемент повышает устойчивость к стрессам. Если мы хотим повысить стрессоустойчивость растения, необходимо обеспечить растения кремнием, независимо от того, являются ли эти растения однодольными или двудольными. Значение кремния особенно проявляется на рисе: низкая концентрация Si приводит к значительному снижению урожайности и качества риса.
Как известно, стрессы растений принято подразделять на два вида: биотические и абиотические.
Растения имеют два основных способа защиты: физический и химический. Физическая защита подразумевает наличие шипов, колючек, прочного эпидермального слоя и т.п. При этом эта «броня» многих растений представляет собой кремнезем, накопленный в клеточных стенках. Существует множество доказательств, что именно кремний играет важную роль в защите растений от вредителей. Упрочнение клеточных стенок путем биоминерализации кремниевых соединений является одним из механизмов, которым эта защита осуществляется. Это действует как физический барьер для насекомых, патогенных микроорганизмов, а иногда и травоядных животных Химическая же защита гораздо сложнее и растения проделывают огромную работу – синтезируют для этой цели огромное количество «вторичных метаболитов», соединений, которые не являются жизненно необходимыми в обмене веществ в растении, но играющих роль в адаптации и противодействию окружающим условиям. Эти вещества влияют на взаимодействие растения и организмов, живущих в окружающей среде растения: насекомых, грибков, микробов, вирусов.
«Кировец НаноКремний» - минеральное удобрение, экологически чистый продукт, изготовленный на основе сверхчистого кремния, производится в России по уникальной технологии, обеспечивающий получение и сохранность биологически активного кремния, коллоидного размера.
Продукт выпускается в жидкой форме, предназначенной для приготовления водных растворов. В его составе находятся кремний и другие жизненно необходимые микроэлементы в доступной для растения форме.
Подробнее ознакомиться с продуктом можно здесь.