Кремний — забытый элемент в питании растений

Кремний (Si) — один из самых распространенных в коре Земли элементов. В различных долях он присутствует практически во всём живом: в растениях, животных и людях. Однако, несмотря на огромное количество проведенных исследований, ученые лишь приступают к пониманию этого вещества.

И на данный момент кремний не считают жизненно необходимым для растений веществом, поскольку технически растению ничто не мешает расти без кремния — как, например, человеку ничто не мешает жить без физических нагрузок. Но, согласитесь, между выживанием и здоровой жизнью есть существенные различия.

Влияние кремния на растения

В большинстве почв (преимущественно в песке и глине) кремний встречается в виде диоксида (SiO₂) в концентрации 50–70 %. Из-за такого соотношения ученые долго игнорировали возможное влияние кремния на развитие растений.

В современном мире, когда возникла проблема нехватки продовольствия, с помощью новых технологий исследователи смогли вернуться к изучению этого вещества. И тогда выяснилось, что кремний делает растение более здоровым, а урожай — более обильным и качественным. Правда, для того чтобы этот элемент помог вашей ботанической культуре, он должен быть доступен для растения на каждой стадии, начиная от проростка или черенка и заканчивая сбором урожая. Кроме того, единственная форма, в которой флора может перерабатывать кремний, — это монокремниевая кислота. И ученые уже доказали, что она необходима растению для здорового развития.

Собственно, только эта форма кремния и доступна для живых организмов в природе. Ведь в глине и песке диоксид кремния превращается микробами в монокремниевую кислоту. Силикаты же калия и кальция, которые некоторые садоводы добавляют в подкормку для растений, не дадут флоре кремний, пока микроорганизмы в грунте не переработают его, — а это долгий и непростой процесс, особенно в почвах, которые часто подвергались воздействию пестицидов или химикатов (там микроорганизмов меньше, и активность их ниже).

Преимущества кремния для растений

Как только растение впитывает доступный кремний в клетки, оно уже не может распределить его по другим своим частям. А вот монокремниевая кислота легко впитывается корнями или листьями и быстро распространяется по ботанической культуре через ксилему. В процессе этого распространения бо́льшая часть монокремниевой кислоты проходит процесс полимеризации и отправляется во внешний слой клеточной стенки. В итоге кремний превращается в своеобразную пленку, которая придает дополнительную прочность растению, а также является защитой флоры от вредителей. Оставшаяся же часть кислоты, то есть не прошедшая полимеризацию, помогает культуре лучше транспортировать питательные вещества ко всем системам, поскольку она повышает давление внутри растения. Как результат, растение начинает получать больше питательных веществ и лучше развиваться.

Таким образом, кремний улучшает здоровье растения, повышает урожайность и качество урожая. Поэтому, чтобы достичь максимума результатов при минимуме проблем, растение должно всегда иметь доступ к кремнию в достаточном объеме и усваиваемой форме.

Однако следует знать, что потребление и распределение монокремниевой кислоты сильно различается у разных видов растений. Например, концентрация кремния в тканях таких культур, как, например, сахарный тростник, рис и некоторые травы, достигает 10 % массы сухого вещества. И понятно, что эта прибавка в 10 % даст вам на 10 % больше урожая, а соответственно, и прибыли.

Таким образом, кремний образует барьер, который не только улучшает здоровье, защиту и качество вашего растения, но и увеличивает массу сухого вещества. (Yoshida S., 1975 The physiology of silicon in Rice. Tech. Bull., Food Fert. Tech. Centr., Taiwan)

Другое преимущество монокремниевой кислоты в том, что она повышает способность растения сопротивляться стрессу. Исследования показывают, что кремний поддерживает здоровье растений даже при температурах вплоть до +40 градусов. Также было зафиксировано, что при засухе или при высоком значении ЕС растения, получающие кремний, страдали значительно меньше тех, что остались без этого вещества.

В традиционном сельском хозяйстве активно используются синтетические химикаты. Растения слабеют от них и теряют естественную способность сопротивляться болезням. В свою очередь паразиты, сорняки и насекомые, наоборот, приобретают иммунитет к применяемым химикатам, и садоводам постоянно приходится увеличивать дозу, что приводит к болезням и истощению растений. Но теперь понятен более естественный путь борьбы с жестокими условиями окружающей среды — доступный растению кремний. Ведь как только под внешним слоем клеток растения (под эпидермисом) образуется толстая кремниевая стенка, растение получает натуральный щит, который не позволяет насекомым и паразитам проникать внутрь.

Кроме того, когда растение подвергается вредному воздействию (например, грибка) и его клеточные стенки частично разрушаются, можно заметить, что (при достаточных количествах свободного Si) кремний будет концентрироваться вокруг зараженного или поврежденного участка. Эта «крепость», образованная кремнием, защитит растение от распространения инфекции. А в качестве дополнительной линии защиты флора сама образует защитный минеральный слой, чтобы лучше отбиваться от паразитов и грибка. Если культура подверглась иной инфекции, вокруг зараженного места тоже накапливается кремний.

Отложения кремния вокруг споры плесени на листьях огурца. (Laval University Canada, 2006)

Итак, каковы же преимущества кремния? Зачем он нужен вашим растениям?

Монокремниевая кислота:

• укрепляет ветви растений;
• помогает растениям бороться с грибком и инфекциями;
• повышает устойчивость к стрессам (в том числе вызванным засухой или скоплением солей) и перепадам температур;
• делает растение более компактным и плотным, при этом не уменьшая урожайность, а увеличивая ее;
• позволяет увеличить количество впитываемых растением минералов и избежать дефицита питательных веществ;
• улучшает качество урожая: он дольше хранится, а плоды получаются более питательными и вкусными.