Πυρίτιο (Si): Το στοιχείο “κλειδί” για τη θρέψη των καλλιεργειών

Γράφει ο Θεμιστοκλής Παπαδήμας, Γεωπόνος – Εδαφολόγος MSc

Εισαγωγή

Το πυρίτιο (Si), μετά το οξυγόνο (O) αποτελεί το στοιχείο με τη μεγαλύτερη αφθονία στο φλοιό της γης. Γενικότερα, το πυρίτιο δεν περιλαμβάνεται στα μακροστοιχεία (Ν, P, K) τα οποία διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και τη θρέψη των φυτών. Παρόλα αυτά, επιστημονικές μελέτες και έρευνες τα τελευταία 15 χρόνια έδειξαν πως η συμμετοχή του στοιχείου στο πρόγραμμα λίπανσης και φυτοπροστασίας των καλλιεργειών μπορεί να κάνει τη διαφορά, οδηγώντας σε αύξηση της παραγωγής, των αποδόσεων και της ποιότητας των προϊόντων. Μάλιστα το θετικό αυτό αντίκτυπο είναι ιδιαίτερα εμφανές όταν τα φυτά βρίσκονται κάτω από συνθήκες βιοτικής και αβιοτικής καταπόνησης.

Ταξινόμηση φυτών

Το πυρίτιο μπορεί να χορηγηθεί με διαφυλλικό ψεκασμό ή κατά τη λίπανση του εδάφους. Τα φυτά λαμβάνουν το στοιχείο με τη μορφή πυριτικού οξέος Si(OH)4 και χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες με βάση τις συγκεντρώσεις των οξειδίων του πυριτίου SiO2 που παρατηρούνται στους φυτικούς ιστούς:

  • Συσσωρευτές: μονοκότυλα φυτά όπως τα αγρωστώδη. Χαρακτηριστικό παράδειγμα το ρύζι στο οποίο η συγκέντρωση του ενδογενούς πυριτίου στους φυτικούς ιστούς μπορεί να φτάσει έως και το 10% του ξηρού βάρους.
  • Μέσοι συσσωρευτές: οι συγκεντρώσεις του πυριτίου στους φυτικούς ιστούς δεν ξεπερνούν το 1,5% ξ.β. Σε αυτούς ανήκει η τσουκνίδα.
  • Μη συσσωρευτές: περιλαμβάνονται τα δικότυλα φυτά (π.χ. τομάτα)

Μηχανισμοί δράσης – Επιδράσεις

Οι θετικές επιδράσεις του πυριτίου στα φυτά σχετίζονται με την ελαχιστοποίηση των αρνητικών επιπτώσεων από τις αβιοτικές καταπονήσεις. Κυριότερες από αυτές είναι η αλατότητα, οι ακραίες τιμές θερμοκρασίας, η ύπαρξη βαρέων μετάλλων στο έδαφος και η έλλειψη νερού. Παράλληλα ενισχύονται οι αμυντικοί μηχανισμοί των φυτών, αυξάνοντας την ανθεκτικότητά τους στις προσβολές από βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες. Επιπλέον, η χρήση σκευασμάτων με πυρίτιο γίνεται ολοένα και μεγαλύτερη στον τομέα της φυτοπροστασίας, ως καλλιεργητικό μέτρο για τα φυλλοφάγα έντομα.

Αρχικά, ο προστατευτικός ρόλος του πυριτίου σχετίζεται κυρίως με τη διαμόρφωση βιολογικών δομών στα κυτταρικά τοιχώματα που λειτουργούν ως φυσικό εμπόδιο αποτρέποντας μία ενδεχόμενη προσβολή. Ωστόσο, πέρα από αυτό αποδείχθηκε πως το πυρίτιο διαθέτει ένα ευρύ φάσμα δράσης επιδρώντας σε μεταβολικές και βιοχημικές διεργασίες.

Αβιοτικές καταπονήσεις

Πιο αναλυτικά, η χορήγηση πυριτίου σε καλλιέργεια ρυζιού οδήγησε στη διαμόρφωση δυνατότερης βάσης του βλαστού των φυτών, ενώ ταυτόχρονα βελτιώνει την αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) εξαιτίας της προστατευτικής δράσης των αποθέσεών του στην επιδερμίδα των φύλλων.

Επιπροσθέτως, καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις υδατικές σχέσεις των φυτών ειδικά κάτω από ξηροθερμικές συνθήκες, δημιουργώντας μία διπλή στρώση από πυρίτιο κάτω από την επιδερμίδα των φύλλων. Με αυτό τον τρόπο μειώνει τις απώλειες νερού μέσω διαπνοής. Ακόμη, η συμμετοχή του στοιχείου στην επιμήκυνση των ριζών και στη ρύθμιση ειδικών πρωτεϊνών- διαύλων νερού, συμβάλλει με έμμεσο τρόπο στην αντιμετώπιση της συγκεκριμένης καταπόνησης.

Σε περιπτώσεις αλατότητας, το πυρίτιο μετριάζει τις αρνητικές επιδράσεις στα φυτά καθώς παρεμποδίζει την απορρόφηση ιόντων Na+ και Cl που ενδέχεται να προκαλέσουν τοξικότητα. Επίσης, η διακίνηση τοξικών ιόντων στοιχείων όπως το κάδμιο (Cd) και το χρώμιο (Cr), από το ριζικό σύστημα στο υπέργειο τμήμα μειώθηκε από την παροχή πυριτίου.

Βιοτικές καταπονήσεις

Αποτελέσματα ερευνών έδειξαν πως το πυρίτιο παρουσιάζει σημαντική φυτοπροστατευτική δράση. Ο ψεκασμός του φυλλώματος με σκευάσματα που περιέχουν το συγκεκριμένο στοιχείο δημιουργούν ένα τραχύ στρώμα στην επιφάνεια των φύλλων, γεγονός που βοηθά στη μείωση των προσβολών από φυλλοφάγα έντομα. Πιο πρόσφατα αναφέρθηκε πως η εφαρμογή υδατοδιαλυτού πυριτίου προσελκύει θηρευτές των εντόμων εχθρών των καλλιεργειών μέσω πτητικών ενώσεων.

Εκτός των εντομολογικών εχθρών, το πυρίτιο συμβάλλει στην ενίσχυση βιολογικών και βιοχημικών μηχανισμών βελτιώνοντας την ανθεκτικότητα των φυτών σε ασθένειες μυκητολογικής ή βακτηριακής φύσεως. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της σύνθεσης ενώσεων ύψιστης σημασίας για την άμυνα των φυτικών οργανισμών, όπως τα φαινολικά, οι φυτοαλεξίνες και η μομιλακτόνη. Τα παραπάνω αποδείχτηκαν κατά την διαφυλλική εφαρμογή σκευάσματος με πυρίτιο σε μηλιές που είχαν προσβληθεί από φουζικλάδιο. Η αποτελεσματικότητα του σκευάσματος ήταν πολύ υψηλή τόσο στα φύλλα όσο και στους καρπούς και ήταν παρόμοια με αυτή των μυκητοκτόνων που χρησιμοποιούνται στη συμβατική καλλιέργεια.

Λοιπές θετικές επιδράσεις

Λίπανση αμπελώνων που περιείχε ποσότητες SiO2, οδήγησε στην αύξηση της απόδοσης της καλλιέργειας κατά 13,5% συγκριτικά με το τμήμα που δεν εφαρμόστηκε παρόμοια μεταχείριση, σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε στην Κίνα λίγα χρόνια πριν.

Πέρα από την απόδοση, σε δενδρώδεις καλλιέργειες παρατηρήθηκε αύξηση της ποιότητας των καρπών με τη βελτίωση των φυσικοχημικών γνωρισμάτων τους, όπως τα περιεχόμενα σάκχαρα, έπειτα από την εφαρμογή σκευάσματος πυριτίου.

Ακόμα και σε συνθήκες που τα φυτά δεν υπόκεινται σε κάποιο είδος καταπόνησης, το πυρίτιο πιθανόν προκαλεί την ενεργοποίηση μεταβολικών διεργασιών των φυτών, βελτιώνοντας το επίπεδο της απόκρισής τους σε εξωγενή ερεθίσματα.

Σύνοψη

Συνοψίζοντας, η ευεργετική επίδραση του πυριτίου στη θρέψη και στη φυσιολογία των φυτών το καθιστούν αναπόσπαστο κομμάτι της λίπανσης και της φυτοπροστασίας. Η επίγνωση των μηχανισμών δράσης του αποτελούν ένα χρήσιμο εργαλείο στα χέρια των παραγωγών και των γεωπόνων για την αναβάθμιση των καλλιεργειών, την αύξηση της παραγωγής και της ποιότητας.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Artyszak A. (2018). Effect of Silicon Fertilization on Crop Yield Quantity
and Quality—A Literature Review in Europe. Plants, 7, 54.

Luyckx M., Hausman J-F., Lutts S. and Guerriero G. (2017) Silicon and plants: Current Knowledge and Technological Perspectives. Front. Plant Sci. 8:411. doi: 10.3389/fpls.2017.00411

Savvas, D., and Ntatsi, G. (2015). Biostimulant activity of silicon in horticulture. Sci. Hortic. 196, 66–81. doi: 10.1016/j.scienta.2015.09.010

Θεμιστοκλής Παπαδήμας

Απόφοιτος του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών του Τμήματος Αξιοποίησης Φυσικών Πόρων & Γεωργικής Μηχανικής στον τομέα της Εδαφολογίας & Γεωργικής Χημείας. Μεταπτυχιακός φοιτητής στο τμήμα Φυτικής Παραγωγής του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών με ειδίκευση στην Δενδροκομία, Ελαιοκομία & Αμπελουργία. Δείτε όλα τα άρθρα εδώ.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.

Translate :