Silisyum ve Bitki Beslemede Önemi

Bitkiler silisyumu toprak çözeltisinden orto silisilik (H4SiO4) veya monosilisilik asit (Si(OH)4) anyon formunda absorbe ederler. Silisyum bitkilerin sap veya yapraklarında pektin ve kalsiyum iyonlarıyla birleşerek silika-selüluz membran tabakası (SiO2.2nH2O) oluşturmak suretiyle epidermal bitki dokularında polimerize olmaktadır. Bu sayede yapraklarda transpirasyonu (terlemeyi) azaltarak kuraklığa direnç sağlamakta, toprak çözeltisinde Al-Si, Fe-Si, Mn-Si kompleksleri oluşturarak bitkilerde olası ağır metal toksisitesini azaltmakta, hücre duvarının kalınlığını artırmak suretiyle gövdenin biyotik zararlılara karşı dayanıklılığını artırmaktadır. Toprakta aşırı tuz bulunması durumunda Na-silikat oluşturarak Na miktarını ve bitkide oluşturacağı tuz zararını azaltmaktadır. Son yıllarda bitkilerin gelişim ve fonksiyonları üzerine silisyum elementinin direkt veya indirekt olumlu etkilerinden dolayı dünyada silisyuma artan bir ilgi oluşmuştur. Silisyum özellikle uygun olmayan iklim şartlarında aşırı sıcaklık ve kuraklık stresi, mineral toksisite, yıpranmaya karşı dayanıklılık gibi abiyotik; bitki hastalıkları ve böcek zararlılarına karşı koruyucu etkileri gibi biyotik streslere karşı bitkiyi koruyan ve gelişimini artıran potansiyel etkilere sahip olduğu bildirilmiştir. Domates, salatalık, mısır, arpa, soya fasulyesi gibi bazı bitkiler ise silisyumu dokularında %1’den daha az oranlarda biriktirmektedirler. Bu bitkiler silisyumun indirekt etkileri altında bulunmaktadırlar. Yani stres şartlarının olmadığı normal toprak şartlarında sağlıklı gelişirken, stres şartlarının oluşması ile birlikte; toprakta yeteri kadar silisyumun bulunmaması durumunda yaşamsal fonksiyonları bozulmaktadır. Silisyumun toprakta yeterli olması durumunda stres şartları altında bile olsa bitkiler herhangi bir fonksiyonel bozukluk göstermemektedir. Silisyum bitkide immobil olduğu için transpirasyonla bitkinin üst yapraklarına taşınır. Alınan silisyum özelikle yaprak kutikülü altında birikerek yaprakların daha dik durmasını sağlamakta, fotosentetik aktiviteyi artırmakta ve transpirasyonu iyileştirmektedir. Ayrıca bitki sapının stabilitesini güçlendirerek yatmaya karşı bitkinin direncini artırmakta ve fide dikimi sonrası kardeşlenme sayısını artırmaktadır. TOPRAKTA SİLİSYUM Silisyum yer kabuğunda yaklaşık % 28 oranında bulunan ve miktar bakımından oksijenden sonra ikinci sırada yer alan elementtir. Toprağın silisyum kaynağı kuvartz, placioklas, ortoklas ve feldispat gibi primer mineraller; kaolin, vermikülit ve smektit gibi sekonder kil mineralleri ve amorf silika olarak 3 gruba ayrılır. Polisilisik asit toprak solüsyonunun bütünleyici bir öğesidir. Genellikle toprakların fiziksel özelliklerini etkiler. Polisilisik asit silikat köprülerini oluşturmak için toprak mineralleri tarafından ortama salınır. Polisilisik asit yüksek derecede su ile sature olduğu için toprakların su tutma kapasitesini ve KDK’sını iyileştirir. Ayrıca toprak strüktürünün oluşumunda olumlu etki yapar. Mono silisik asit toprakta ağır metallerle (Cd, Pb, Zn, Hg, vd) kompleksler oluşturmak suretiyle onların toksik etkilerini azaltır. Bu etki ortamda silisyum konsantrasyonu ile değişkendir. Toprak düşük silisyum içeriğine sahipse oluşan komplekslerin çözünürlüğü düşük olurken, yüksek düzeylerde silisyumun varlığında ise oluşan komplekslerin stabilitesi de çok daha güçlü olmaktadır. Silisyum Fe ve Al’a bağlanarak toprağın Fe ve Al aktivitesinin azalmasına yol açarak, fosfatların demir ve alüminyum fosfatlar şeklinde çözünemez forma dönüşmesini önlemekte suretiyle toprakların yarayışlı fosfor kapsamını artırır. SİLİSYUM VE BİTKİ GELİŞİMİ Bitkiler silisyumu toprak solüsyonundan ‘’orto silisik asit’’ olarak da adlandırılan (H4SiO4) mono silisik asit (Si(OH)4) anyon formunda absorbe ederler. Silisyum bitkileri abiyotik ve biyotik stres şartlarına karşı korumak suretiyle etkili olmaktadır. SİLİSYUM NOKSANLIK SİMPTOMLARI Silisyumun yetersiz olması durumunda bitkilerde ortaya çıkan bazı belirtiler şu şekilde sıralanabilir: - Genç yapraklarda şekil bozuklukları, dışa doğru kıvrılarak sarılma ve yaprakta incelme (özellikle domateste) - Klorozla birlikte gelişen alt yaprakların kahverengileşmesi ve nekrotik benekler oluşur - Yapraklarda yaşlanma hali (hıyar gibi bitkilerde) ortaya çıkar - Olgun yapraklarda çillenme ve şerit şeklinde oluşumlar (şeker kamışı gibi bitkilerde) - Tahıllarda zayıf kardeşlenmede ve yaprak uclarında solma ve kuruma - Yüksek steriliteli (verimsiz) küçük başakçık oluşumu, dolu başak sayısında azalma - Tahıllarda yatma görülür - Bitkilerin yaprak, gövde ve köklerinde fungal ve bakteri hastalıkları, böcek zararlanmalarına karşı hassasiyet artar - Yaprakların fotosentetik aktivitesi düşer ve olgun yapraklarda kloroz gözükür Silisyum noksanlık simptomları göz ile açık bir şekilde görülmemekle birlikte indirekt etkileri daha çok yaygındır. Tahıllarda yatma ve hastalıklara karşı direnç azalması şeklinde ortaya çıkan simptomlar gözükür. Özellikle fitopatolojik hastalıklarda veya entomolojik zararlanma durumlarında bitkilerde bazı simptomların oluşması şeklinde ortaya çıkar. Örneğin silisyumca fakir bitkilerde aşırı transpirasyona bağlı solgunluk nedeniyle salkım söğüte benzer tarzda yaprakların aşağı doğru indiği görülür. Silisyum noksanlığında bal kabağı, hıyar, buğday gibi bitkilerin toz mildiyö hastalığına ve daneli bitkiler (hububat) ise yatmaya karşı daha hassas olmaktadırlar. Hububatlarda Mn ve Fe toksisitesine bağlı olarak oluşan simptomlarda (nekroz) yaprakların silisyum kapsamlarının düşük olduğu görülmüştür. Çeltik bitkisinde SiO2 kapsamının % 0.2 den % 7 artması Fe konsantrasyonunun kuvvetli bir şekilde azalmasına, toksisitenin önlenmesine neden olduğu ifade edilmiştir. Çeltikte Fe absorpsiyonunun köklerin oksidan gücü ile ters ilişkili olduğu ifade edilmiş, diğer bir ifade ile Fe oksidan gücü yüksek çeltik bitkilerinin Fe alımının azaldığı, toprak üstü organlarında SiO2 kapsamının arttığı belirtilmiştir. Bikilerde silisyum noksanlığı gösteren bitkilerin yattığı, silisyumca iyi beslenen bitkilerde yaprakların daha dik, fotosentezin daha iyi olduğu tespit edilmiştir. Bitkilerde silisyum beslenmesin iyi olması transpirasyonu azaltmış aşırı su kayıplarını önlemiştir. SİLİSYUM TOKSİSİTESİ Silisyumun yüksek dozlarda uygulanması ile bitkilerde oluşabilecek zararlar nadirdir. . SİLİSYUM GÜBRELEMESİ Silisyum gübrelemesi, bitkilerin dik kalmasına yardım etmekte, yatmaya karşı daha fazla direnç sağlamaktadır. Hububat ve çeltikte azot gübrelemenin artması bitkilerin silisyum kapsamlarının azalmasına neden olmuş. Bunun nedeni birim absorbe edilen su miktarı başına kuru maddenin daha fazla üretilmesi gösterilmiştir. Diğer bir ifade ile aşırı azotlu gübreleme sonucu oluşabilecek yatma problemlerinin önlenmesi yönünden çeltik bitkisine azotlu gübre dozuna bağlı olarak silisyumlu gübrelemenin de yapılması gerektiği belirtilmiştir. Silisyum bitki hücre duvarlarında polisakkarit ve lignin polimerlerine bağlanarak ve kütikülde depo edilerek yaprak ve sapın dayanıklılığını artırmaktadır. Yapraktan ve topraktan potasyum silikat uygulamalarının bitkide yıpranma zararını %20 oranında azalttığı tespit edilmiştir. Si ile gübrelenmiş bitkilerin gübrelenmemişlere göre yaprak kalite ve renginde artış olduğu, kuraklık stresine daha iyi dayandıkları ve yaprak yoğunluğunun da %23,5 oranında arttığı görülmüştür. Su stresi altında yetiştirilen mısırın gelişmesi ve mineral beslenmesinde besin çözeltisine silisyum ilavesinin su stresinin olumsuz etkilerinin ortadan kaldırdığını, kuru madde miktarı, klorofil ve nispi su kapsamını artırdığını belirterek, kurak ve yarı kurak bölgelerde silisyumun kuraklığın etkisini azaltarak buğday bitkisinin gelişmesini arttırdığı gözlemlenmiştir. Silisyumlu gübre olarak, kalsiyum silikat (CaSiO3), magnezyum silikat (MgSiO3), potasyum silikat (K2SiO3), silisik asit veya mono silisik asit sırasıyla Si(OH)4 ve H4SiO4 kullanılabilir. KAYNAK: https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/619601

Firmus