موضوع: کاربرد کلیدی سیلیس

کاربرد و اثرات سیلیس در کشاورزی

وجود سیستم آبیاری غرقابی در مزارع برنج و سایر محصولات مشابه، منجر به افزایش قابل ملاحظه‌ای در مصرف آب گردیده، و از این لحاظ راندمان آبیاری کاهش یافته و بهره‌وری از آب بسیار پایین است. از طرف دیگر مصرف روز‌افزون کودهای شیمیایی به خصوص نیتروژن باعث افزایش آلودگی‌های زیست محیطی، رشد سریع علف هرز مزارع، افزایش هزینه تولید محصول و به ویژه افزایش حساسیت به بیماری‌ها و ایجاد ورس در گیاه برنج گردیده است.
برای رسیدن به تولید بالاتر باید مصرف کودهای نیتروژنه را افزایش داد و به دلیل این‌که نیتروژن از طرق مختلف نظیر تصعید، آبشویی، شستشو و غیره از دسترس گیاه خارج می‌شود و یا درا ثر شرایط بی‌هوازی حاصل از آبیاری غرقابی به صورت بلااستفاده از طریق دنیتریفیکاسیون به هدر می‌رود، لذا کودهای نیتروژنه باید در طی دوره رشد به صورت سرک مصرف گردد تا این‌که نیتروژن در طی دوره رشد در دسترس باشد و گیاه برنج دچار کمبود نشود.
مهمترین مشکلی که مصرف زیاد کودهای نیتروژنه در مزارع کشت غرقابی برنج به وجود می‌آورد، افزایش رشد رویشی و ایجاد رقابت در بوته‌ها و در نتیجه افزایش ارتفاع منجر به ورس میشود و از طرف دیگر با توجه به شرایط آب و هوایی مرطوب منطقه، باعث توسعه و گسترش بیماری‌ها به ویژه بلاست برگ، گردن و خوشه می‌گردد.
همچنین مصرف بالای نیتروژن و افزایش رشد رویشی حاصل از آن منجر به عدم نفوذ نور به پایین سایه‌انداز گیاه و همچنین ایجاد بافت‌های نرم، ظریف و غیر مقاوم در ساقه می‌شود. در نتیجه گیاه به شرایط محیطی حساس شده که دچار ورس می‌شود و به علت نرمی بافت‌ ساقه، نفوذ آفت کرم ساقه‌خوار برنج نیز افزایش می‌یابد. بر اساس بررسی منابع علمی، از جمله راه‌‌حل‌های موجود برای فائق آمدن به این مشکلات فراگیر مصرف کود سیلیس بسیار سودمند خواهد بود.

• کاربرد سیلیس در کشاورزی برنج:

کاربرد و اثرات سیلیس در کشاورزی می‌تواند باعث افزایش مقاومت به ورس و ایجاد تحمل در برابر بیماری‌ها به ویژه بیماری بلاست (عامل اصلی کاهش شدید عملکرد ارقام زودرس برنج طارم حساس به بلاست و دارای کیفیت غذایی بالا) میشود. سیلیس به دلیل افزایش مقاومت مکانیکی، حالت عمودی را به برگ و ساقه می‌دهد که موجب می‌گردد درصد ورس کاهش یافته و نفوذ نور به داخل سایه‌انداز بوته‌ها افزایش یابد، لذا گیاه می‌تواند میزان فتوسنتز بیشتری انجام دهد و امکان کاشت برنج در تراکم‌های بالاتر فراهم می‌گردد که نهایتاً مهمترین جزء عملکرد در برنج که همان تعداد خوشه در مترمربع است، افزایش خواهد یافت و می‌توان میزانم صرف کودهای نیتروژن را جهت رسیدن به پتانسیل بالاتر تولید افزایش داد بدون اینکه باعث ایجاد ورس و یا حساسیت به بیماری‌ها گردد.

• اهداف مصرف سیلیس در کشاورزی برنج:

۱- کاربرد سیلیس برای افزایش تولید و کاهش بیماری‌ها
۲- جلوگیری از افزایش میزان ورس با مصرف نیتروژن بیشتر
۳- جلوگیری از افزایش تویعه بیماری‌ها با مصرف نیتروژن بیشتر
اما مهمترین هدف در کشت برنج این است که افزایش تعداد بوته در مترمربع، که منجر به افزایش تعداد خوشه در واحد سطح می‌شود که مهمترین عامل افزایش تولید در برنج است ولی به علت مشکلات ورس حاصل از مصرف نیتروژن و توسعه بیماری‌های قارچی ناشی از آن امکان‌پذیر نیست. هدف مصرف مناسب متعادل سیلیس برای افزایش تعداد بوته و در نهایت خوشه در واحد سطح به نحوی که مشکلاتی چون ورس،آفات و بیماری‌ها را به حداقل رسانده و با حداکثر بهره‌برداری از نهادهای مذکور، هزینه‌ مصرفی را به مناسب‌ترین سطح آستانه اقتصادی برسد.

• شناخت تخصصی سیلیس :

سیلیسیم (سیلیکون) دومین عنصر بسیار فراوان در خاک است که تقریباً ۲۸ درصد پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. در طبقه‌بندی‌های تروپیکال مناطق مرطوب و نیمه مرطوب، درجه بالای هوادیدگی، بیشتر به صورت دی سیلیکاسیون، منجر به نمود رده‌های خاک غنی از اکسیدهای آهن و آلومینیوم و کاهش در مواد غذایی پایه و سیلیسیم می‌شود. اگرچه بیشتر خاک‌ها غنی از سیلیسیم باشد، کشت‌های مکرر می‌تواند از سطوح سیلیسیم قابل دسترس گیاه را به نقطه‌ای کاهش دهد که کود سیلیسی تکمیلی برای حداکثر تولید نیاز است .
وقتی که ترکیب سیلیسیم (بر اساس وزن خشک) بیشتر از یک گرم در کیلوگرم باشد گونه‌های گیاهی تجمع کننده سیلیسیم مورد بررسی قرار گرفتند. بنابراین با کاربرد سیلیکات کلسیم به میزان ۵۰۰۰ کیلوگرم در هکتار سیلیسیم کافی در گیاه ظاهر می‌شود وقتی که محتوی بافت به ۳ درصد یا بیشتر برسد . غلظت‌های ۳ تا ۵ درصد ممکن است حداقل سطوح مورد نیاز بافت برای کنترل بیماری‌ها باشد . برای اینکه‌ احتمال می‌رود سیلیسیم برای رشد و نمود گیاه ضروری نیست به عنوان ماده غذایی «خلاف واقع» مورد رسیدگی قرار گرفته است . در حالی که محلول سیلیسیم رشد، نمو و عملکرد چندین گونه گیاهی شامل برنج، نیشکر، گندم و تعدادی گونه‌های دولپه را زیادتر کرده است .
ترکیب سیلیسیم در آوند چوبی برنج معمولاً چندین برابر بیشتر از محلول خاک است که ممکن است نشانگر جذب سیلیسیم به صورت متابولیکی مشتق شود . در برنج ژن‌های افزایشی و غیرافزایشی در مکانیزم جذب سیلیسیم دخالت دارند. سیلیسیم به شکل ژل سیلیکا یا (biogenetic opal) به صورت sio2 .n h2o آمورفوس در دیواره‌های سلولی و فضای بین سلولی ریشه و سلول‌های برگ در براکته‌ها ته‌نشین شده است . سیلیسیم همچنین می‌تواند در شکل منوسیلیسیلیک اسید، اسید سیلیسیلیک کلوئیدال یا اجزای ارگانوسیلیکون در بافت‌های گیاهی باشد .

• دلیل استفاده سیلیس در کشاورزی:

برگ‌ها و ساقه‌های گیاهان مخصوصاً برنج کشت شده در حضور سیلیسیم یک رشد مستقیم نشان می‌دهد که در نتیجه توزیع نور داخل کانوپی به طور وسیع بهبود می‌یابد .سیلیسیم مقاومت برنج به ورس، خشکی و تجمع ماده خشک در خیار و برنج را افزایش می‌دهد . سیلیسیم می‌تواند به طور مثبت فعالین‌های تعدادی از آنزیم‌های درگیر فتوسنتز برنج و تورف‌گراس را تأثیر بگذارد . و تا اندازه‌ای پیری برگ‌های برنج را کاهش دهد . جذب سیلیسیم در گیاهان به صورت منوسیلیسیلیک اسید و نیز اورتوسیلیسیلیک اسید بوده (h2sio4) و به وسیله انتشار و نیز به وسیله تأثیر فشار تعرقی ریشه از طریق جریان توده‌ای جذب می‌شود. محتوی سیلیسیم در ساقه‌های برنج نمی‌تواند به وسیله انتشار و تعرق محاسبه شود .گیاهان زیادی توانایی جذب سیلیسیم را دارند و بسته به گونه‌ها، محتوی سیلیسیم تجمع یافته در بیوماس می‌تواند از دامنه ۱۰ تا بیشتر از ۱۰۰ گرم در گیلوگرم باشد .
نسبت به تک‌لپه‌ای‌ها، دولپه‌‌ای‌ها همانند سویا تجمع کننده سیلیسیم کم با میزان کمتر از یک گرم در کیلوگرم و گندم و نیشکر شامل حدود ۱۰ گرم در کیلوگرم در بیوماس آن‌ها است.علف‌های آبزی سیلیسیم بالای ۵۰ گرم بر کیلوگرم در بیوماس دارند . سیلیسیم در سطوح برابر یا بیشتر از مواد غذایی ضروری در گونه‌های گیاهی تجمع یافته است. برای مثال در برنج، سیلیسیم در حدود ۱۰۸ درصد بیشتر از نیتروژن آن است.

• اثرات محسوس سیلیس در کشاورزی برنج :
• ​

محصول زراعی برنج با عملکرد دانه ۵ تن در هکتار، ۲۳۰ ال ۴۷۰ کیلوگرم در هکتار سیلیسیم از خاک برداشت می‌کند . وجود سیلیس در محیط کشت هیدروپونیک رشد ریشه و اندام هوائی را بهبود بخشیده است . اثرات سیلیس در گیاه برنج، باعث افزایش رشد از طریق تعداد پنجه، سطوح برگ و فعالیت فتوسنتزی برگ‌های پایینی شده است. افزایش رشد ممکن است به خاطر ذرات موجود منیزیم و کلسیم، جلوگیری یا کاهش سمیت آهن و منگنز و افزایش فراهمی فسفر در خاک باشد. سیلیس در سنتز کربوهیدرات‌ها و فلاسفریلاسیون نوری دخالت خواهند داشت .
مصرف سیلیس (۱۰۰ میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) در گیاه برنج، میزان کربوهیدرات‌ها در برگ‌ها را ۷ درصد، ساقه ۱۱ درصد و دانه را ۶ درصد افزایش داده است. به علاوه تعداد سلول‌های سیلیکاتی افزایش یافته و باعث شده تا سطح اپیدرمی به نحو مؤثری به عنوان درصد افزایش داده است. به علاوه تعداد سلول‌های سیلیکاتی افزایش یافته و باعث شده تا سطح اپیدرمی به نحو مؤثری به عنوان دریچه‌ای عمل نموده که نور بتواند عبود نموده و به سلول‌های مزوفیل برسد .
سیلیس محصول برنج را افزایش می‌دهد و پتانسیل عملکردی را بالا می‌برد . سیلیس باعث رشد رویشی و افزایش تولید ماده خشک گردیده و تعرق را کاهش داده است . محلول سیلیسیم رشد، نمود و عملکرد چندین گونه گیاهی شامل برنج، نیشکر، گندم و تعدادی از گونه های دولپه‌ای را زیادتر کرده است . اثر سیلیس بر روی افزایش طول برگ بسیار جزئی است و همزمان به خاطر اثر خنثی‌‌سازی سیلیس بر روی اثرات ازت که در افزایش قدرت خمش در واحد طول برگ مؤثر است، باعث کاهش انحناء پهنک برگ و در نتیجه عمود ماندن برگ گردیده است. سیلیس اثرات اصلاحی بر روی بعضی از خصوصیات برگ به ویژه عمود بودن برگ داشته همچنین اثرات منفی عرضه ازت بر روی استحکام ساقه و حساسیت به ورس و جذب نور را خنثی نموده است.
اثر اصلاحی سیلیس بر روی عمود بودن برگ زمانی مفید بوده که گیاه برنج در تراکم زیاد کشت شده و محدودیت نور برای فتوسنتز وجود داشته است . برگ‌ها و ساقه‌های گیاهان مخصوصاً برنج کشت شده در حضور سیلیسیم رشد مستقیمی را نشان داده که در نتیجه آن توزیع نوز داخلی کانوپی به طور گسترده‌ای بهبود یافته است . سیلیسیم می‌تواند به طور مثبت روی فعالیت‌های تعدادی از آنزیم‌های درگیر در فتوسنتز برنج و تورف گراس تأثیر بگذارد. و تا اندازه‌ای پیری برگ‌های برنج را کاهش دهد . یک نقش مهم سیلیس شکل دادن و به هم پیوستن پیرامونی میان لیگنین و کربوهیدرات‌ها از طریق مشارکت اسیدهای فنولیکو یا حلقه‌های آروماتیکی است که باعث استحکام مکانیکی لایه‌ها، راست قامتی برگ‌ها و پایداری آن‌ها گردیده است .
با افزودن سیلیس به محیط کشت برنج و نیشکر، میزان نیتروژن گیاه کاهش یافته است . این کاهش می‌تواند دلیل کاهش ورس در گیاهانی که جذب زیاد نیتروژن داشته‌اند، باشد . سیلیسیم مقاومت برنج به ورس، خشمی و تجمع ماده خشک در خیار و برنج را افزایش داده است . سیلیس در کاهش آسیب‌پذیری گیاهان در برابر آفات مؤثر بوده است. در بافت‌ها به ویژه برگ‌ها زمان لیگنینی شدن و یا تجمع سیلیس در سلول اپیدرمی مانع فیزیکی مؤثری در برابر نفوذ هیف‌ها بوده است. این‌گونه فرآیندها، ساختار اصلی مقاومت گیاهان به بیماری‌ها را به ویژه در برگ‌های گراس‌ها، مهیا ساخته است . با کاربرد سیلیکات به میزان ۵۰۰۰ کیلوگرم در هکتار سیلیسیم کافی در گیاه ظاهر شده است .
غلظت‌های ۳ تا ۵ درصد سیلیسیم ممکن است حداقل سطح مورد نیاز بافت برای کنترل بیماری‌ها باشد. سیلیسیم می‌تواند تراوش الک ترولیت از برگ‌های برنج و بنابراین فعالیت فتوسنتزی بیشتر در گیاهان رشد یافته تحت کمبود آب یا استرس گرما را کاهش دهد . سیلیسیم قدرت اکسیداسیون ریشه‌های برنج را افزایش داده، خسارت‌های ابجاد شده به وسیله استرس‌های اقلیمی همانند طوفان و خسارت سرمای تابستان در برنج، خسارت یخ‌زدگی در نیشکر را کاهش داده و مقاومت به استرس یخ‌زدگی در تعدادی از گیاهان را افزایش داده است . سیلیسیم قابلیت دسترسی عنصرهای سمی هماند منگنز، آهن و آلومینیوم ریشه‌های گیاهان همانند برنج و نیشکر را کاهش داده و مقاومت جو و برنج به استرس نمک را افزایش داده است .
استفاده از کودهای سیلیسی باعث افزایش وزن هزار دانه گردیده که این افزایش بیشتر به خاطر جایگزینی این عنصر در پالئا و لما بوده است . به کار بردن سیلیس اثر مثبتی را بر روی تعداد خوشه‌چه‌های هرپانیکول داشته به نحوی که عدم وجود سیلیس باعث کاهش ۴۰ درصدی در دانه‌های خوشه‌چه‌های بارور و کاهش ۱۰ درصددی کل تعداد خوشه‌چه‌های پانیکول‌ها شده است . با افزایش مقدار سیلیس در برگ و ساقه، رشد و عملکرد تا ۸ درصد افزایش یافته و عملکرد برنج را نیز تا ۸۸-۵۶ درصد افزایش داده است . سیلیس عملکرد خوشه‌چه و مقدار دانه را افزایش داده و به نظر می‌رسد که برای پایداری عملکرد محصولات برنج ضروری باشد .
از اثرات سیلیس میتوان به افزایش تعداد برگ‌ها و افزایش تعداد پنجه، سنبلک‌ها، وزن دانه و درصد سنبلک‌های پر شده و پانیکول شده و افزایش کیفیت و عملکرد دانه اشاره کرد . کمبود سیلیس در گیاه برنج نکروزسیس را افزایش داده، رشد را به تأخیر انداخته و باروری را کاهش داده است . در شرایط کمبود سیلیس، در گیاه برنج افتادگی برگ‌ها و در نیشکر لکه برگی مشاهده شده است .
مقادیر بالای سیلیس موجود در گیاه اهمیت زیادی در رشد بیشتر و مقاومت به بیماری‌های قارچی داشته باشد . کمبود سیلیس در گیاه برنج موجب افتادگی برگ‌ها شده در حالی که در گیاهانی که در سطح زیاد سیلیس رشد کرده‌اند برگ‌های عمودی داشته‌اند . سیلیس رشد برنج، نیشکر، گندم، را تقویت نموده است.
منبع نسوز اتسا