سیلیسیم (Si)
سیلیسیم از نظر فراوانی دومین عنصر موجود در پوسته زمین بوده و در اغلب خاکها وجود دارد. این عنصر به سرعت توسط گیاهان جذب شده و در اغلب بافتهای گیاهی به عقد نسبتا زیادی وجود دارد. هر چند به عنوان یک ماده غذایی ضروری برای گیاهان به آن توجه نشده است اما برخی اوقات غلظت Si در بافتهای گیاهی حتی بیشتر از ازت و فسفر است. بنابراین سیلیسیم از اجزا اصلی بافتهای گیاهی می باشد. سیلیسیم میتواند عنصری سودمند برای همه گیاهان باشد. تاثیرات مثبت مقادیر کافی سیلیسیم شامل کاهش حساسیت به پاتوژنهای قارچی، بهبود استرسهای محیطی و افزایش رشد در برخی گیاهان است. هرچند سیلیسیم از قرنها پیش برای جلوگیری از بیماری ها در کشاورزی استفاده می شده است اما ما در ابتدای راه برای بهتر درک کردن نقش سیلیسیم در فیزیولوژی گیاه و جلوگیری از بروز بیماریها قرار داریم. یکی از مهمترین نقشهای بررسی شده سیلیسیم، کاهش حساسیت برخی گیاهان به بیماریهای قارچی است. این تاثیر سیلیسیم در خیار گلخانه ای و برنج مورد مطالعه قرار گرفته انت۔ برنج گیاهی است که تمایل دارد سیلیسیم را به مقادیر زیاد (بیش از ۵%) در بافتهای خود ذخیره کند. همان طور که در ابتدا گفته شد اغلب خاکها حاوی مقادیر کافی رانیلید هددتند اما خاکهایی که برای کشت برنج مورد استفاده قرار میگیرند اغلب به دلیل تکرار مداوم کشت، از سیلیس تھی میشوند ویا در برخی مناطق، کشت برنج در خاکهای کاملا هوازده یا خاکهای ارگانیک انجام میشود که فاقد سیلیس هستند بنابراین استفاده از کودهای دایلدریمی در این خاکها موجب افزایش رشد و کاهش بیماری میگردد. بیماریهای بلاست، لکه قهوه ای و شیت بلایت بیماریهای مهم قارچی هستند که رشد برنج را محدود میکنند، تحقیقات نشان داده اند که افزودن کود سیلیسیمی به خاک موجب کاهش ۵۸ تا ۷ درصدی بیماری بلاست برنج شده است و لکه قهوه ای را هم به میزان ۸ تا ۷۵ درصد در طول فصل رشد کاهش داده است. درصد کنترل این بیماریها در برنج، برابر با نتیجه حاصل از مصرف قارچ کش بنومیل می باشد. نکته قابل توجه این است که میزان محصول هم بین ۵۶ تا ۸۸ درصد افزایش یافته که درصدی از آن به خاطر کاهش بیماریها می بارد در مناطقی که برنج در خاکهای به شدت هوازده کشت می شود مصرف کودهای سیلیکاتی باعث کاهش قابل توجهی در میزان بروز بیماریهای قارچی می شود. کشت گیاه برنج در این خاکها پاسخ خوبی به مصرف سیلیس نشان داده است به نحوی که پس از کوددهی محصول % ۴۸ افزایش یافت. در خیار گلخانه ای هم مانند برنج، بیماریهای قارچی پس از استفاده از کودهای ریلی دریمی به شدت کاهش می یابد. در صورت مناسب بودن غلظت سیلیس خیار هم میتواند سیلیس را به مقدار زیاد در خود ذخیره نماید. تحقیقات بسیاری تاثیر کود سیلیس را در کاهش حساسیت خیار به سفیدک پودری اثبات نموده اند. بر اساس یک مطالعه بسیار دقیق و کنترل شده تاثیر مقادیر مختلف سیلیسیم بر خیار گلخانه ای بررسی شده است. در این آزمایش برگهای خیار با اسپور قارچ سفیدک پودری تلقیح شده و پس از استفاده از سیلیسیم نتایج حاکی از آن بود که بیماری تا ۹۸% کنترل شده است. در این آزمایشات محلول 100 پی پی ام بیشترین تاثیر را بر کنترل قارچ داشت. کود سیلیسیم موجب کاهش حساسیت خیار گلخانه ای به پوسیدگی ریشه و پوسیدگی تاجی نیز می شود. همچنین مقدار ۱۰۰ تا ۲۰۰ پی پی ام سیلیسیم توانست مرگ ریشه، تجزیه ریشه و کاهش محصول ناشی از پیتیوم را تا حد قابل توجهی کنترل کند. علاوه بر این به نحو چشمگیری موجب افزایش وزن خشک ریشه و تعداد میوه ها (به خصوص میوه های درجه ۱) نسبت به گیاهانی شد که آلوده بودند اما کود سیلیسیمی دریافت نکرده بودند. نکته جالب توجه این است که گیاهان آلوده ای که سیلیس دریافت کرده بودند به اندازه گیاهان سالم تولید محصول داشتند. هرچند در میان گیاهان سالم تفاوت مشخصی بین شاهد و گیاهان تیمار شده با کود سیلیسیم مشاهده نشد. به نظر میرسد که شیلیش در حضور پاتوژنها موجب بهبود سلامت و افزایش تولید میشود. در مورد پاتوژنهای ریشه از جمله پیتیوم نیز نتایج مشابهی به دست آمده است. مکانیسم عمل سیلیسیم در برابر بیماریهای گیاهی به اینصورت می باشد که سیلیسیم برداشت شده توسط گیاهان در فضاهای آپوپلاستی به ویژه دیواره سلولهای اپیدرمی تجمع پیدا میکند. این مشاهدات محققان را به فکر واداشت که سیلیسیم از طریق جلوگیری فیزیکی از ورود لوله تندشی قارچ ( Germ Tube ) به داخل سلولهای اپیدرم، مانع بروز بیماریهای قارچی می شود. هرچند محققان بعدی دریافتند که تنها کرکهای اپیدرمی خیار تمایل به سیلیکاته شدن دارند. بر اساس مشاهدات جدید، سیلیسیم اطراف هيف قارچ تجمع پیدا کرده و باعث محدود شدن عوامل بیماریزا در داخل سلولهای آلوده گیاهی می شوند. یکی از راههای دفاع طبیعی گیاهان در مقابل بیماریها، تجمع مواد فنلی و کیتینی در داخل سلولهای گیاهی می باشد. در گیاهانی که سیلیسیم دریافت کرده اند تجمع مواد فنلی و کیتین بسیار سریع تر و بیشتر صورت می گیرد و نفوذ هيف قارچ در سلولهایی که دارای تجمع زیاد مواد فنلی بودند به شدت با مشکل مواجه شده بود. بنابراین واضح ارنست که کودهای سیلیسیمی علاوه بر افزایش استحکام سلولهای اپیدرمی، از طریق تحریک سیستم دفاعی گیاه هم می توانند حساسیت نسبت به بیماریها را کاهش دهند. همچنین سیلیسیم نشان داده است که علاوه بر جلوگیری از بیماریهای قارچی میتواند در بهبود اثرات ناشی از تنشهای محیطی نیز نقش موثری داشته باشد. چندین مطالعه نشان داده اند که سیلیس میتواند موجب کاهش یا جلوگیری از سمیت منگنز ، آهن و آلومینیوم در گیاه رود تاثیر سیلیسیم بیشتر بر نحوه توزیع منگنز در برگ است. در سطوح پایین رایلی دانیم، منگنز به جای انتشار در گیاه تمایل دارد در نقاطی از برگ تجمع بیش از حد پیدا کرده و به شد سمیت برسد با تامین مقادیر کافی سیلیسیم این اتفاق رخ نخواهد داد. روبیلیدونم از طریق کاهش تعرق به واسطه حضور در سلولهای اپیدرمی و لخت کردن آنها موجب افرايدال مقاومت به تنش کم آبی نیز می شود. ما هنوز در ابتدای راه برای شناخت نقش راديو ليدوني در گیاه هستیم اما به زودی راههای جدیدی برای استفاده از اثرات مثبت این عنصر در جهت افزایش سلامت گیاهان پیدا خواهد شد.