в каком удобрении есть кремний
В каком удобрении есть кремний
Кремний питает растения
Доктор биологических наук Владимир Матыченков (Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино), кандидат биологических наук Елена Бочарникова (Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино), Владимир Ходырев (ООО «ЦеоТрейдРесурс», Москва)
Для большинства современных огородников соседство терминов «кремний» и «растение» звучит необычно.
Для большинства современных огородников, агрономов, цветоводов, ботаников соседство терминов «кремний» и «растение» звучит необычно. Более привычно с ростом и развитием растений сочетаются такие элементы, как азот, фосфор, калий, кальций, железо, цинк. Но кремний… Однако в последнее время интерес к этому элементу со стороны биологов, агрохимиков, медиков возрастает. Впрочем, как это обычно бывает, новое — хорошо забытое старое.
Современное сельское хозяйство и наука о выращивании растений основываются на законах о питании растений, открытых ещё в середине XIX века. Необходимость в таких знаниях в конце XVIII века стала критической для Западной Европы. Деградация почвенного покрова, высокая плотность населения и низкая скорость естественного восстановления плодородия почв создали необходимые предпосылки для развития агрохимии. Основатели этих исследований (Александр фон Гумбольдт, Гемфри Дэви, Антуан Лавуазье) логически пришли к выводу, что устойчивое и продуктивное земледелие (эти слова использовались и в то время) возможно, если вернуть в почву всё то, что было вынесено с урожаем. Результатом исследований стал труд отца современной агрохимии Юстуса фон Либиха — «Химия в приложении к земледелию и физиологии растений». На основе анализов и многочисленных экспериментов Ю. Либих декларировал, что для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и предотвращения деградации почв нужно вносить активные формы азота, фосфора, калия и… кремния. Один из первых классических полевых экспериментов с кремниевым удобрением начали на первой в мире опытной станции Ротамстед (Великобритания) в 1856 году. Этот эксперимент продолжается до сих пор (!), и вариант, когда вносят кремниевые удобрения, является самым продуктивным. В 1870 году Д. И. Менделеев, который уделял большое внимание развитию сельскохозяйственной науки, предложил в качестве кремниевых удобрений использовать твёрдые формы — минералы. Кремниевые удобрения и кремнийсодержащие мелиоранты активно применялись в 10—20-х годах ХХ века в странах Западной Европы, США.
Дальнейшее развитие агрохимии и земледелия в силу ряда субъективных и объективных причин привело к вытеснению кремнийсодержащих препаратов как из научной литературы, так и из практики. Чрезмерная вера в химию как в инструмент для решения продовольственной проблемы планеты привела к катастрофической деградации (биологической, химической) сельскохозяйственных угодий Западной Европы, обеих Америк, Австралии, Юго-Восточной Азии.
Сейчас интерес к кремнию как к элементу, который совместно с углеродом формирует почвенное плодородие и является экологически чистой альтернативой пестицидам, очевиден. Стремление к потреблению экологически чистых продуктов, набравшее силу в последние 10—15 лет, вынуждает активизировать поиск природных материалов, которые могли бы удовлетворить как фермера (производителя продуктов питания), так и потребителя.
Зачем же нужен растению такой элемент, как кремний? Наши исследования и работы коллег в России и за рубежом показали, что основная функция кремния в растении — формирование и поддержка природной защиты от внешних неблагоприятных факторов — загрязнения, болезней, насекомых-вредителей, заморозков, нехватки воды и питательных элементов и др. Исследователи из Японии и Канады доказали, что эта функция кремния заложена на генетическом уровне. Те фермерские хозяйства, которые активно используют кремниевые удобрения и кремнийсодержащие почвенные мелиоранты, снижают дозы внесения пестицидов на 50—70%. Кроме того, активные формы кремния способствуют формированию корневой системы растений, ускоряют образование цветков, увеличивают количество сахара и витаминов в плодах растений.
В качестве источника кремния можно использовать кремнийсодержащие минералы с недавно открытого в Орловской области Хотынецкого месторождения цеолитсодержащего трепела (см. «Наука и жизнь» № 9, 2010 г., статья «Цеолиты — новое применение старого минерала»). Используя традиционные и новые методы исследования, было показано, что этот минерал обладает уникальными свойствами.
Во-первых, он является источником активного, то есть легко усвояемого растениями кремния, образованного биогенным кремнезёмом.
Кремний в сельском хозяйстве
Открытие биологической активности соединений кремния создает широкие возможности их использования в сельском хозяйстве.
Мы уже говорили о том, что легкоусвояемые растениями неорганические соединения кремния сравнительно давно начали использоваться в растениеводстве.
Кремниевые удобрения широко применяются в Японии и других странах для повышения урожайности культуры риса. Кремнезем и силикаты стимулируют рост и созревание зерновых (рис, пшеница, ячмень, овес, кукуруза, просо и сорго), бобовых, картофеля, моркови, огурцов, подсолнечника, сахарного тростника, дынного дерева, хлопчатника, табака, тополя, трав и хвощей.
В качестве удобрения чаще всего применяются кремний содержащие шлаки и другие материалы. Используется также богатая кремнеземом вода, отходы переработки кремний концентрирующих растений (рис, бамбук и др.). В нашей стране в качестве кремниевого удобрения применяются силикатные бактерии, переводящие в усвояемую растениями форму почвенные кремнезем и синдикаты.
Кремнийорганические соединения начали входить в сельскохозяйственную практику лишь в 1957 году, притом весьма в неожиданном направлении.
Американские ученые установили, что опрыскивание листьев растений водными эмульсиями полидиметилсилоксанов резко сокращает испарение влаги с их поверхности (вплоть до 70-90% в течение 7-10 дней), не препятствуя воздухообмену.
Использование таких кремнийорганических антитранспирантов препятствует потере воды самыми различными растениями (подсолнечник, сосна, ель, сахарный клен и рябина). Таким образом удалось найти возможность предохранения растений от засухи.
Опрыскивание полидиметилсилоксановыми эмульсиями почек задерживает цветение растений, что позволяет защитить их от весенних заморозков.
В некоторых случаях использование кремнийорганических антитранспирантов (уменьшающих испарение влаги с поверхности листьев), например опрыскивание ими хвойных пород, приводит к нежелательным последствиям. Так, они задерживают рост новых иголок, снижают содержание в последних хлорофилла и даже вызывают гибель растений.
В ИрИОХ в 1971 году впервые в мировой практике начаты широкие исследования возможностей использования кремнийорганических биостимуляторов в сельском хозяйстве. Особое значение среди них имеют рассмотренные в предыдущем разделе силатраны, обладающие широким спектром физиологического действия на все живые организмы.
К числу наиболее интересных и практически важных в этом отношении силатранов принадлежат мивал и мигуген.
Широкий диапазон действия мивала, мигугена и других силатранов позволяет с успехом использовать их в самых различных отраслях сельскохозяйственной практики. Это иллюстрируется нижеприведенным данными, полученными многими научными коллективами.
Замачивание перед посевом семян хлопчатника, пшеницы, овса, кукурузы, гороха, сои, томатов, редиса, винограда и других культур в 0,01-0,001 %-ных растворах мивала ускоряет их прорастание, повышает жизнеспособность и урожайность. Сходный эффект дает опрыскивание растений растворами мивала в период образования бутонов, а также при внесении мивала в почву. Однако эти методы оказываются экономически менее выгодными.
Проведенные У. Н. Мадраимовым (ВНИИ хлопководства, Ташкент) в 1975-1980-е годы широкие исследования влияния мивала на всхожесть семян, рост, развитие и урожайность хлопчатника (сорта Ташкент-1 и 108-ф) в условиях вегетационных опытов и полевых испытаний показали перспективность использования этого препарата в хлопководстве.
В 1977 году в колхозе имени XXI партсъезда Янгиюльского района Ташкентской области проведены производственные испытания мивала на 20 га хлопковых плантаций. Семена хлопчатника перед посевом замачивались в 0,005%-ном водном растворе мивала. Такая обработка ускорила всхожесть хлопчатника, значительно усилила его корневую систему и предотвратила появление корневой ГНИЛИ. В то же время на контрольном участке на других полях колхоза наблюдалось сильное поражение хлопчатника гнилью.
Предпосевная обработка семян мивалом также повысила густоту растений (до 40 тысяч штук на 1 га), на 2-3 дня ускорила цветение и повысила урожай на 5,2-
6,6 ц с 1 га, улучшила качество волокна.
Дальнейшее практическое использование (впервые в мировой практике хлопкосеяния) предпосевной обработки семян раствором млвала на полях колхозов Янгиюльското района в 1979 году в крайне тяжелых погодных условиях позволило сократить семенной фонд, улучшить качество хлопка-сырца и повысить его урожай с 33 до 35,2 ц с 1 га.
Фирма «American Cyanamid Со» (США) подтвердила эффективность использования мивала в хлопководстве.
Аналогичный эффект дает предпосевная обработка семян хлопчатника растворами мигугена. Производственные испытания этого препарата в колхозе имени С. М. Кирова Гурленского района Хорезмской области на площади 20 га показали, что предпосевная обработка семян хлопчатника (сорт Ташкент-1) ускоряет раскрытие коробочек на 5-7 дней и увеличивает их количество на 2-4 штуки. Прибавка урожая хлопка-сырца составила 3,8 ц с 1 га.
В 1979 году в совхозе «Ангарский» (с. Баклаши Иркутской области) ученые ИрИОХ провели полевые испытания мивала на культурах пшеницы, кукурузы и картофеля. Семена пшеницы и кукурузы обрабатывались перед посевом 0,01%-ным водным раствором мивала. В результате урожай зерен пшеницы с 1 м2 возрос на 17%. Обработка семян кукурузы 0,01%-ным раствором мивала позволила повысить урожай на 60%).
Предпосевная обработка семян овса 0,01%)-ным раствором мивала повысила урожай зерен с одного колоса с 6,1 до 20 г.
Рассмотренные возможности использования мивала в качестве стимуляторов роста культурных растений свидетельствуют, что они, по-видимому, прямым или косвенным путем влияют на компоненты ядерных структур (нуклеиновых кислот, гистонов), ответственных за генетический аппарат клетки.
В практике растениеводства в качестве росторегулирующих средств широко используются гетероауксин (3-индолилуксусная кислота) и синтетические фитогормоны (α-ароксиалканкарбоновые кислоты). Чтобы изучить влияние присутствия силатранильной группировки в молекуле синтетических фитогормонов, в ИрИОХ получены силатранилалкиловые эфиры ароксиуксусяых и 3-индо- лилуксусных кислот и исследовано их действие на культуры тканей растений (табак, картофель, соя).
При этом установлено, что наличие в молекуле синтетического фитогормона силатранилметильной группировки либо продлевает его действие, либо облегчает транспорт ауксина через биомембраны.
Исследование влияния широкого ассортимента производных силатрана различного строения на культуры тканей растений позволило выявить некоторые из наиболее активных соединений.
Изучение действия силатранилметилового эфира 2-метилфеноксиуксусной кислоты и силатранилхолиниодида на рост и развитие томатов проведено в условиях тепличного хозяйства Восточной Сибири. Обработка томатов в теплице в период цветения водными растворами этих соединений привела к значительному увеличению количества и общего веса плодов (в 2-4 раза) и заметному сокращению сроков их созревания. Правда, при этом размеры томатов несколько уменьшились.
Соединения типа ClCH2CH2Si(OR)3 увеличивают выход каучука из деревьев гевеи бразильской в течение семи недель на 160-190%.
Способность некоторых силатранов стимулировать биосинтез белка привела к изучению их влияния на рост, развитие и, особенно, на продуктивность тутового и дубового шелкопрядов, поскольку шелковая нить, выделяемая гусеницами, имеет белковую природу (эти исследования проведены совместно с ИрИОХ сотрудниками Украинской сельскохозяйственной академии И. В. Вититневым, В. Ф. Дрозда и Н. Г. Шкарубой).
Опрыскивание 0,2%-ным водным раствором силатранов трижды в сутки листьев шелковицы, служащих кормом гусениц, с начала третьего возраста до начала коко- нообразования, повышает их жизнеспособность, плодовитость, а также вес коконов, оболочек и шелконосность гусениц (на 17-21%). Влияние мивала на размер коконов тутового шелкопряда иллюстрируется рис. 7. Характерно, что он не понижает репродуктивную активность самок шелкопряда в отличие от других известных стимуляторов.
Значительная активация силатранами деятельности шелкоотделитедьных желез тутового шелкопряда сопряжена, наряду с интенсификацией роста всего тела, с увеличением веса шелкоотделительной железы. При этом относительный ее прирост несколько превосходит увеличение веса тела гусеницы.
Мигуген и мивал также увеличивают шелконосность коконов и вес шелковой оболочки дубового шелкопряда. Стимулирующее действие на гусениц тутового и дубового шелкопряда оказывают и другие силатраны. Значительное повышение веса шелковой оболочки (на 15- 27%) связано с увеличением содержания кремния в шелковой нити. Так, при скармливании гусеницам некоторых силатранов содержание его в оболочке возрастает до 0,016-0,020%, что на 100-180% выше, чем в контроле (0,007%). Это свидетельствует об участии кремния в стимулируемом силатранами биосинтезе белка при образовании шелковой нити. Мигуген значительно повышает количество белка и гемоцитов в гемолимфе дубового шелкопряда, то есть увеличивает запас резервных энергетических веществ в организме насекомых. Наряду с сильноразвитыми шелкоотделительными железами это предопределяет высокую шелкопродуктивность насекомых, выращенных с применением силатранов.
И. В. Вититнев и Н. Г. Шкаруба изучили влияние силатранов на домашних пчел. Эти насекомые подкармливались небольшими порциями сахарного сиропа, содержащего 0,1% силатранов (растворы с концентрацией ниже 1,5% при месячной ежедневной подкормке пчел не оказывают на них токсического действия). При этом значительно увеличивается продолжительность жизни пчел. Семьи пчел, кормленных силатранами, превышают контрольные но количеству насекомых в среднем на 31,9%. Вес тела и обножка пчел возросли на 2,8 и 4% соответственно.
По данным В. Ф. Дрозда, И. В. Вититнева, И. Г. Шкарубы и Л. А. Францевича, силатраны также могут найти применение при разведении птеромала куколочного. Это насекомое является паразитом многих видов чешуекрылых вредителей и используется для биологической борьбы с ними. Самки энтомофага (пожирателя насекомых), в корм которых вводилось 0,01% силатранов, откладывают на 14 21% больше яиц, чем в контроле. При этом сокращается продолжительность развития генераций на 2-3 дня и на 17-21% повышается способность паразита поражать куколки бабочек-белянок. Такой эффект, по-видимому, обусловлен возрастанием двигательной активности и агрессивности самок.
Ф. Ф. Ибрагимов (Сельскохозяйственный институт, Оренбург) совместно с ИрИОХ показал, что при ежедневном скармливании мивала в дозах 5 и 20 мг/кг в течение месяца молодняку крупного рогатого скота прирост живой массы возрастает на 5-10%. Наблюдается также интенсификация процессов гликолиза, кроветворения и обмена минеральных веществ.
По данным В. М. Помытко и А. И. Майорова (НИИ пушного звероводства и кролиководства, Московская обл.) и А. Т. Платоновой и Е. В. Бахаревой (ИрИОХ), мивал при скармливании кроликам и норкам в дозах 10-30 мг/кг также улучшает качество их шкурок и меха.
Все это убедительно свидетельствует о широких возможностях и экономической целесообразности использования силатранов в различных отраслях сельского хозяйства.
В каком удобрении есть кремний
«СИЛА КРЕМНИЯ» — новый тип современного удобрения
— «СИЛА КРЕМНИЯ» оказывает общее общеукрепляющее воздействие, улучшает иммунную систему растений
— Применение препарата увеличивает устойчивость к экстремальным погодным условиям, особенно к засухе
— Снимает стресс, вызванный обработкой пестицидами
— В комплексе с минеральными удобрениями, препарат значительно повышает эффективность удобрений. Полностью совместим с всеми видами удобрений и средствами химической защиты растений, которые растворяются в воде. Кремний необходим любым растениям для улучшения потребления азота, фосфора и калия.
— «СИЛА КРЕМНИЯ» активирует ростовые процессы, укрепляет корневую систему, улучшает плодообразование. Активатор роста для растений.
— Улучшает качество и повышает товарность продукции. Увеличиваются сроки хранения собранного урожая.
— Мешает накоплению нитратов и тяжелых металлов, способствует их выведению.
— Повышает всхожесть культур
— Усиливает защитные функции растений, оно действует и как средство защиты растений.
При применении препарата «Комплекс минералов «СИЛА КРЕМНИЯ» для растений отмечается ускоренное прорастание семян, сокращение вегетативного цикла растений, значительное увеличение урожайности, качества продукции, увеличение сроков хранения, повышение устойчивости растений к неблагоприятным условиям выращивания, что особенно важно для зон рискованного земледелия. Способен вернуть к жизни пострадавшие в результате заморозков растения, но особенно эффективен против заморозков при заранее проведенной обработке.
С нашим препаратом урожай овощей увеличивается на 20-50%, зерновых культур — на 30-70%, картофеля — на 50-100%, фруктов и ягодных культур — на 50-100%. Внешний вид продуктов станет более привлекательным, вкусовые качества улучшатся, а срок годности и хранения существенно увеличится.
Комплекс минералов «СИЛА КРЕМНИЯ» успешно применяют уже большое количество фермеров и другие сельскохозяйственные предприятия. Опробовав один раз, в 90% случаях заказывают повторно, так как результат говорит сам за себя.
Отличные результаты с применением препарата на практике получены практически на всех культурах, но особенно хорошие результаты можно отметить на злаковых культурах, рисе, картофеле, льне, практически на всех ягодах и фруктах. Популярность препарат набирает во всех регионах страны, его применяют в Калининградской области и в южных районах страны, в центральной части России и в Сибири. Отмечено, что наиболее лучшие результаты получены в районах с экстремальными погодными условиями, а так же в других районах где были отмечены сезонные климатические аномалии.
Приобрести Смесь минеральных компонентов можно в компании «ВЕКТОР»(г. Москва) ИНН 7719445971
Агроэкологическая роль природных кремний содержащих препаратов
В растительной клетке кремний создает гидрофильные силикатно-галактозные комплексы, которые связывают свободную воду, тем самым повышая водоудерживающую способность клетки и растения в целом. Вследствие чего снижается порог образования кристаллов воды в клетках при заморозках и испарения воды при высоких температурах, повышается устойчивость к жаре и засухе, к холоду и заморозкам, а также к резким перепадам температур.
Также доказано, что кремний способствует лучшему обмену в тканях азота и фосфора, повышает потребление бора и ряда других элементов.
Одной из важных функций активных форм кремния является стимуляция развития корневой системы. При улучшении кремниевого питания увеличивается количество вторичных и третичных корешков на 20-100%.
Главная роль кремния – это защита от неблагоприятных воздействий окружающей среды на растения. Кремний не питает растения, он не участвует в обменных процессах, но природа специально заложила в растения специальный транспортный белок. Этот белок переносит только лишь кремний, никакие другие элементы, находящиеся в растении, он больше не переносит. Природа специально для кремния создала отдельный вид транспорта.
Исследования показали, что в результате биотического стресса (вредители, болезни) нападение идёт на какой-то отдельный элемент растения, — на лист, либо на какой-то орган. Если же это абиотический стресс (засуха, либо высокие температуры), то страдает растение в целом, и тогда в дело включаются именно кремний. С помощью транспортных белков он быстро проникает в те части растения, которые подвергаются воздействию стресса.
Как известно листовая пластина покрыта кутикулярным слоем. Это защитный слой, который заложен в растении природой.
Под кутикулярным слоем находится наружная стенка клетки эпидермиса. Этот кутикулярный слой имеет толщину 0,1 мкм, и он в принципе на несколько часов способен задержать проникновение гифы (корешка) гриба, который проникает через кутикулу и всеми силами старается добраться до сока растения, чтобы начать питаться. Несколько часов требуется для того чтобы прорвать эту оборону в виде кутикулы.
При проникновении гифы через кутикулу растение всё это чувствует, и начинается перенос транспортными белками кремния в место, подверженное поражением, и под кутикулой между капиллярным слоем и наружным слоем клетки эпидермиса образуется ещё один слой, состоящий из брони. Это броня в виде кремния, толщина слоя которого составляет 5 мкм. Естественно, что гифа должна ещё потратить не несколько часов, а возможно несколько дней на преодоление кремниевый защиты. А этого времени у гифы и гриба в целом может не быть, так как на солнце гриб может на поверхности просто засохнуть.
Обычно гриб хорошо держится в капельках, образуемых на поверхности листовой пластины. Во влажной среде гриб имеет идеальные условия для развития, тем более в эту капельку с транспирационным током выносится часть элементов питания. То есть гриб некоторое время, пока капля не высохла, несколько часов находится в комфортных условиях для развития. Это время для того чтобы добраться до клеточного сока. Кремниевый слой существенно задерживает и увеличивает время проникновения гифы гриба в клетку растения. Таким образом, можно существенно защитить растения, просто обеспечив их достаточным наличием кремния.
В почве большое содержание кремния, но он недоступен в такой форме для растения. Растение его взять не может. Если бы условия для развития растения были бы идеальные, то кремний был бы не нужен, но в экстремальных условиях без кремния растения зачастую погибают.
Кремний лучше всего применять через листовую поверхность. Через листовую поверхность усваивается 20-40%, через корневую 1-5%. Поэтому наиболее эффективно использовать именно при листовых подкормках.
Это шанс, который нельзя не использовать, — помогать растению именно природными средствами.
ИСТОРИЯ
Вопрос о роли кремния в физиологии и питании растительного организма имеет большую историю.
Впервые кремний содержащее вещество в растениях было обнаружено в 1790 году при исследовании аморфной массы серого цвета, которая выделялась на бамбуке (Bambusa vulgaris L.) в местах его повреждения. Позднее, в 1814 году ученым Дэви было отмечено, что кремний может принимать участие в минеральном питании растений. Тогда предполагалось, что этот элемент формирует внутреннюю, «скелетную» основу любого растения, аккумулируясь в эпидермальных тканях и создавая защитный барьер против возбудителей болезней и насекомых-вредителей.
В середине XIX века Юстус фон Либих первым поставил вегетационный опыт с применением кремниевых удобрений на сахарной свекле. По его данным внесение кремния в почву в виде силиката натрия повышало массу корнеплода и сахаристость его мякоти.
В настоящее время изучение роли кремния в физиологии культурных растений и при их защите от фитопатогенных организмов остается одним из актуальных и востребованных в сельскохозяйственном производстве.
ЗНАЧЕНИЕ КРЕМНИЯ В ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА
В целом, по выносу кремния все растения условно делятся на две группы:
растения с невысоким выносом (как правило, двудольные — картофель, гречиха, клевер и т.д.) и растения с повышенным выносом (в основном однодольные семейства, например, злаковые).
Из сельскохозяйственных культур типичными кремнефилами являются подсолнечник (Helianthus annuus L.), сахарный тростник (Saccharum officinarum L.), столовая и сахарная свекла (Beta vulgaris L.), зерновые колосовые (особенно рис (Oriza sativa L.), пшеница (Triticum aestivum L.) и ячмень (Hordeum vulgare L.)), а также некоторые ягодные культуры, например, земляника (Fragaria ananassa D.).
Влияние кремний содержащих удобрений изучено и выявлено их положительное действие на культурах из семейств злаковых (Poaceae), бобовых (Fabaceae), пасленовых (Solanaceae), тыквенных (Cucurbitaceae), маревых (Chenopodiaceae), рутовых (Rutaceae), виноградовых (Vitaceae) и других.
Как отмечается М.П. Колесниковым растения поглощают кремний из почвенного раствора в виде ионов (SiO3 2- ) и (SiO4 4- ), а также в виде собственно монокремниевых кислот (Н2SiO3 и Н4SiO4), которые впоследствии в клеточном соке превращаются в кремнегель SiO2×nH2O. Затем происходит его биохимическое связывание с полимерами клетки (белки и углеводы) и аккумуляция на поверхности клеточных стенок, в покровных тканях (поверхностные слои эпидермиса листьев и корней, кора), либо в различных видах фитолитов (органоминеральные образования-глобулки, слагающие механическую ткань растений). Формирование покровных и проводящих тканей растения, по сути, сопровождается образованием двойного кутикулярного слоя в межклетниках и внутри клеток, представляющего собой кремнецеллюлозную мембрану.
Общее содержание кремния в надземной части растений, как правило, выше, чем в корневой системе, но, при этом, доля органического Si, наоборот, выше именно в корнях и составляет около 40% от его общего содержания по растению.
Содержание кремния в растениях, как правило, меньше в первой половине вегетации, чем в более поздние фазы развития. Больше всего этого элемента содержится в листьях и стеблях, меньше в корнях и в зерне.
Количество кремния в листьях верхнего яруса больше, чем в листьях среднего и нижнего ярусов, и сосредоточен он, главным образом, в эпидермисе.
В целом отмечено, что содержание кремния уменьшается в направлении от верхушки листа к основанию, а исключение кремния из питательного раствора, в свою очередь, замедляет рост стеблей, задерживает выметывание, вызывает некроз листьев, снижает урожай зерна.
Уменьшение высоты растения и слабая их кустистость наблюдаются и в почвах с низким содержанием подвижного кремния. Добавление его к питательной среде стимулирует рост, ускоряет наступление фаз выметывания и созревания. При этом увеличиваются высота растения, количество продуктивных стеблей и площадь ассимиляционной поверхности листьев. Данное стимулирующее действие кремния, по-видимому, связано с наблюдающимся в большинстве случаев влиянием его на рост потребления фосфора и молибдена растением, а также на перенос марганца в растительных тканях.
В присутствии кремния растения эффективнее используют бор и могут легче переносить избыток марганца, алюминия и железа в питательной среде. При этом предполагается, что соединения марганца, алюминия и железа, окисляясь на поверхности корней, переходят в труднорастворимые соединения, вследствие чего их дальнейшее поступление в растения ограничивается.
РОЛЬ КРЕМНИЯ КАК ИНДУКТОРА, ПОВЫШАЮЩЕГО СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ РАСТЕНИЙ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ УСЛОВИЯМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И К ФИТОПАТОГЕНАМ
Современная физиология растений среди основных функций кремния, выполняемых в растительном организме, называет повышение физической устойчивости к неблагоприятным факторам, выражающееся в утолщении эпидермальных тканей (механическая защита), ускорении надземного роста и повышении активности корневой системы (физиологическая защита), а также увеличение устойчивости к абиотическим стрессам (увядание от пересыхания и перегревания), к поражению различными болезнями (биохимическая защита).
Агроэкологическая роль природных кремний содержащих препаратов в отношении снижения пестицидной нагрузки на агробиоценоз частично изучена в работах ряда ученых, в которых отмечается, что эффективные дозы средств защиты растений могут быть снижены при их совместном применении с кремниевыми удобрениями и стимуляторами роста.
В целом, можно резюмировать, что недостаток кремния задерживает рост и развитие растений, повышает их восприимчивость к болезням и насекомым-вредителям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В настоящий момент детальные физиологические исследования кремния в процессах формирования устойчивости растений к различным неблагоприятным факторам окружающей среды актуальны и востребованы на практике, поскольку современные агрохимические научные изыскания касаются поиска оптимальных вариантов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур за счет менее дорогостоящих альтернативных удобрений с одновременной минимизацией токсического давления на агробиогеоценозы, а современные исследования наук по защите растений затрагивают вопросы снижения химической пестицидной нагрузки и поиска веществ-индукторов, стимулирующих собственную (организменную) систему защиты от фитопатогенных организмов.
Источники:
Козлов А.В., Уромова И.П., Фролов Е.А., Мозолева К.Ю. Физиологическое значение кремния в онтогенезе культурных растений и при их защите от фитопатогенов// Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 1.;