استخدام مركبات السيليكون (Silicon (Si في الزراعة العضوية

وجد أن معاملة النبات بمركبات السيليكا تؤدي إلى دخول السيليكا في تركيب الجدر الخلوية وتكوين بوليميرات ( جزيئات كبيرة ) محتوية على السيليكون مما يجعل الجدر الخلوية أكثر صلابة وبالتالي تكون مقاومة لاختراق الفطريات ويصبح النبات مقاوم بدرجة أعلى للأمراض الفطرية. كما وجد أن عنصر السيليكون يعمل أيضاً من خلال تأثيره على تكوين الفلافينات وهي مركبات طبيعية توجد في النباتات المقاومة للأمراض حيث إن لها القدرة على تحطيم جدر خلايا البكتريا والفطريات المسببة للأمراض النباتية.

وعنصر السيليكون الذائب في صورة سيليكات البوتاسيوم ( Potassium Silicate (K₂SiO₃ ذو قدرة فائقة على زيادة مقاومة النباتات للعديد من الأمراض الفطرية مثل: البياض الدقيقي Powdery mildew والبياض الزغبي Downy Mildew والندوات المبكرة والمتأخرة Early and Late Blight وكذلك الآفات الحشرية حيث يعمل على عزل الآفات الفطرية والحشرية عن أنسجة النبات عن طريق تكوين طبقة غير ملائمة لنمو الجراثيم الفطرية أو تطور الحشرات ويمنع حدوث الإصابة، كما يعمل على زيادة قوة الجدر الخلوية مما يجعلها مقاومة لاختراق هيفات الفطريات.

كما وجد أن عنصر السيليكون في صورة سيليكات الكالسيوم (₃Calcium Silicate (Casio يعمل على زيادة عدد وطول شعيرات الزغب على أوراق وسيقان النباتات الحساسة مما يجعلها أكثر مقاومة للأمراض الفطرية، وكذلك يعمل على زيادة نسبة سكر الجلوكوز في الخلايا النباتية مما يجعلها أكثر مقاومة للإصابات الفطرية. وقد وجد أن عنصر السيليكون يمنع الإصابة بالصدأ في محاصيل العائلة النجيلية مثل القمح والأرز، كما أنه يقلل فرصة الإصابة بالندوات في المحاصيل الباذنجانية مثل الطماطم والبطاطس.

مما سبق يتضح أن استخدام مركبات السيليكا في الزراعة العضوية يمكن أن يؤدي إلى فاعلية كبيرة في مجال مقاومة الآفات الزراعية المختلفة وكذلك الإجهاد البيئي الذي يحدث للنباتات عند عدم توفر الظروف البيئية المثلى لنموها. ويمكن تلخيص فوائد استخدام مركبات السيليكا في الزراعة العضوية في النقاط التالية:

* معاملة النباتات بمركبات السيليكا تؤدي إلى تغيرات مورفولوجية من شأنها زيادة سمك الأوراق وزيادة كثافة الشعيرات على الأوراق وزيادة صلابتها وطولها مما يجعلها أكثر احتفاظا بالماء وتحملا لعوامل الإجهاد البيئي مثل الحرارة المرتفعة والصقيع، وكذلك منع سقوط بويضات الحشرات والأكاروسات والجراثيم الفطرية على أنسجة أوراق النبات وبالتالي منع الإصابات الحشرية والأكاروسية والفطرية وتعتبر هذه التأثيرات من أهم التأثيرات الناتجة عن المعاملة بالسيليكون وتعرف بمقاومة السيليكون الجهازية المستحثة Si-Induced Resistance.

* وجد أن المعاملة بالسيليكا تعمل على زيادة سمك ساق النبات وتساعد على تكوين مجموع جذري وخضري كبيرين وذلك عن طريق زيادة حجم وصلابة الحزم الوعائية المكونة للخشب واللحاء مما يؤدي إلى زيادة معدلات نقل العناصر الغذائية من المجموع الجذري إلى باقي أجزاء النبات وكذلك نواتج عمليات التمثيل الحيوي مثل السكريات والأحماض الأمينية والهرمونات النباتية من الأوراق إلى المجموع الجذري.

* وجد أن المعاملة بمركبات السيليكا تؤدي إلى زيادة مقاومة النبات لإجهاد العطش عن طريق خفض فقد الماء من خلال عمليات النتح والتبخير.

* تمت دراسات على بعض الأمراض مثل: الصدأ في نباتات القمح والأرز حيث وجد أن المعاملة بمركبات السيليكا أدت إلى انخفاض نشاط بعض الإنزيمات التي بواسطتها يخترق الفطر خلايا النبات ويحدث الإصابة كما أن المعاملة بمركبات السيليكا تؤدي إلى زيادة إنتاج مركبات جليكوزيدات الفينو Phenolic Glycosides التي تتميز بفعاليتها كمضادات للفطريات بل والقاتلة لها.

* أثبتت التجارب التي أجريت على أوراق نباتات الخيار أن المعاملة بمركبات السيليكا تؤدي إلى زيادة مقاومة النبات للأمراض الفطرية من خلال قدرة مركبات السيليكا على حث تكوين بروتينات غنية بالحمض الأميني البرولين الذي له قدرة فائقة على مقاومة الفطريات.

* أوضحت الدراسات التي أجريت على سمية العناصر الثقيلة للنبات والإجهاد البيئي الناتج عن ملوحة التربة أو ماء الري أو الجفاف أو ارتفاع درجات الحرارة أو الصقيع أن المعاملة بمركبات السيليكا كانت ذات تأثيرات وقائية عديدة من خلال:

* تراكم العناصر الثقيلة في صورة سيليكات: ففي حالة التسمم بعنصر الزنك فإن الزنك يتراكم في صورة غير ذائبة وغير سامة وهي سيليكات الزنك.

* خفض أكسدة الدهون المكونة للأغشية الخلوية وحماية الأغشية الخلوية ومنع فقد الخلية للماء.

* تنشيط الإنزيمات المضادة للأكسدة مثل إنزيم الكتاليز Catalase وإنزيم سوبر أكسيد ديسميوتاز Superoxide dismutase اللذان يلعبان دورا كبيرا في مقاومة النبات للإجهاد البيئي.

وهناك العديد من المستحضرات التجارية لمركبات السيليكا المسجلة والمسموح باستخدامها في الزراعة العضوية والتي تستخدم أساساً لزيادة مقاومة النباتات للأمراض الفطرية والآفات الحشرية والأكاروسية، ومن هذه المركبات Sil-Matrix والذي يحتوي أساساً على 29 % سيليكات البوتاسيوم Potassium Silicate ويستخدم رشاً على النباتات بمعدل 0.5- 0.75 لتر لكل 100 لتر ماء.