Krzem to pierwiastek powszechnie występujący w skorupie ziemskiej. Stanowi od 5 do aż 40% składu gleby w formie dwutlenku krzemu (SiO2 to główny składnik kwarcu i piasku).Ta forma chemiczna jest jednak dla roślin niedostępna. W roztworze glebowym, z którego pobierana jest większość składników pokarmowych, występuje płynna forma krzemu – kwas krzemowy (H4SiO4).

Na ilość dostępnego dla roślin krzemu w glebie wpływa temperatura, odczyn gleby i zawartości próchnicy. Jego zawartość w roślinach jednoliściennych utrzymuje się na poziomie około 3% wagi.  Z dużej zawartości krzemu w organizmie znane są drzewa iglaste, paprocie, mchy, skrzyp polny, a wśród roślin uprawnych rośliny jednoliścienne. Szczególnie ryż i trzcina cukrowa pobierają go znacznie więcej od roślin dwuliściennych.

Krzem – główny składnik piasku

Wpływ krzemu na rozwój roślin

Krzem długo nie był uznawany za pierwiastek niezbędny dla rozwoju roślin. Na jego pozytywny wpływ na rośliny uprawne zwrócono uwagę dopiero, gdy na szerszą skalę rozpoczęto produkcję roślin w uprawach bezglebowych. Początkowo pożywka dla roślin była pozbawiona dodatku krzemu. Po dodaniu składnika do pożywki stwierdzono w badaniach większe pobieranie przez rośliny potasu, fosforu i wapnia, a także poprawę plonowania i jakości plonu.

Wprowadzenie pierwiastka niezależnie czy metodami aplikacji doglebowej czy dolistnej poprawia wzrost i rozwój roślin. 

Ograniczenie negatywnego wpływu suszy na rośliny poprzez stosowanie krzemu

Badania pokazują, że krzem pomaga przetrwać roślinom suszę. Stwierdzono, że w warunkach stresowych dochodzi do większej ekspresji genów odpowiedzialnych za transport krzemu. Zauważono również, że rośliny uprawiane przy dostatecznej ilości krzemu nie redukują masy. Co więcej, w obecności krzemu rośliny zwiększają masę korzeniową. Pozytywny wpływ na rozwój roślin w warunkach suszy odbywa się dwutorowo. Pośrednio – krzem zwiększa dostępność fosforu i ogranicza działanie pierwiastków powodujących zasolenie, jak chociażby sodu. Bezpośrednio – krzem wysyca wiązki przewodzące w roślinie dzięki czemu zapobiega ich wiotczeniu, a tym samym ułatwia transport wody w roślinie. W innym obszarze działania krzem wpływa na polimeryzację cytoplazmy. Dzięki wchodzeniu aminokwasów w związki z krzemem, który jest hydrofilowy, uwadnia on związki i doprowadza do żelowania. Krzem ma właściwości antyoksydacyjne, zmniejszające ilość produkowanych przez rośliny w stresie reaktywnych form tlenu, które uszkadzają komórki. Dodatkowo krzem zmniejsza poziom utleniania lipidów w błonie komórkowej i redukuje niekontrolowaną przepuszczalność. Krzem po wejściu w struktury tkankowe zastępuje ligninę w ścianach komórkowych. Ułatwia to rozszerzanie się komórek i wzrost roślin. Krzem prowadzi do większego pobrania wapnia i potasu, który odpowiada za prawidłową gospodarkę wodną. Podsumowując, pod wpływem większego pobrania krzemu zmniejsza się transpiracja i ułatwia się pobranie wody.

Ochrona przed szkodnikami

Krzem może być pomocny w ochronie roślin przed szkodnikami i chorobami. Zauważono, że w wyniku uszkadzania roślin odnotowano zwiększone pobieranie krzemu. Odbywało się to zarówno po stymulacji w postaci przycinania liści, jak też po poddaniu ich zgryzaniu przez szkodniki czy drobne zwierzęta. Pobrany krzem gromadzi się bezpośrednio pod skórką. Właściwości ścierne bogatych w krzem liści prowadzą do zwiększonego, nieodwracalnego zużycia aparatów gębowych podczas żerowania owadów, a tym samym powstrzymania dalszych uszkodzeń.

Stwierdzono również, że krzem może uszkodzić ultrastrukturę nabłonka jelita środkowego szkodnika, co zaobserwowano w larwach skośnika pomidorowego karmionego traktowanymi krzemem liśćmi pomidora. Zauważono również, że owady karmione roślinami o podwyższonej zawartości krzemu pobierały mniej pokarmu i charakteryzowały się mniejszą płodnością.

Krzem a odporność roślin na choroby grzybowe

Istnieją dwie hipotezy na temat wpływu krzemu na zwiększenie odporności roślin na atak patogenów grzybowych. Pierwsza wiąże się z podwyższoną akumulacją pierwiastka pod skórką, co pełni rolę swoistej bariery fizycznej uniemożliwiającej rozwój strzępki. Druga hipoteza jest związana z biologiczną aktywnością wywołującą ekspresję genów odpowiedzialnych za naturalne mechanizmy odpornościowe. Zwiększona produktywność enzymów, takich jak polifenoloksydazy peroksydazy i inne, przyczynia się do produkcji związków antygrzybicznych, jak fenole, flawonoidy i fitoaleksyny. 

Źródła krzemu dla roślin – nawozy dolistne

Nawóz krzemowy

Jest wiele nawozów zawierających krzem jak pojedynczy składnik, lub w połączeniu z innymi pierwiastkami. Trzeba zwracać uwagę na skład nawozu – czy krzem jest istotnym składnikiem, czy tylko dodatkiem do nawozu. Ceny wahają się od 20 zł w górę – wybór należy do ogrodnika. Zważywszy na niewielkie stężenie roztworu do oprysku wydajność nawozu jest duża i wystarczy zapewne na kilka lat.

Kto nie chce kupować gotowych preparatów może samemu przygotować nawóz krzemowy. Wystarczy nastawić gnojówkę ze skrzypu polnego, a następnie stosować ja do oprysków i nawożenia. Jedynym mankamentem takiego rozwiązania jest to, że nie znamy procentowego składu takiej gnojówki, więc dawkowanie i stężenie roztworu są tylko przybliżone.

Ja już opryskałam moje pomidory i ogórki i mam nadzieję, że wszelkie szkodniki połamią sobie na nich zęby, a strzępki grzybów nie przebiją się przez zaimpregnowane krzemem liście .