Bitkilere Besin Taşıyan Element: Silisyum

Başlıkta da belirtildiği gibi silisyum, bitkilere taşıma görevi gören elementtir.  İnsan vücudundaki alyuvar hücrelerini buna benzetmek aslına bakıldığında tam isabet olacaktır. Peki silisyum nedir? Gelin bu soruya birlikte cevap arayalım.

Silisyum,  yeryüzünde en çok bulunan elementlerden biridir. Atom numarası 14’tür. “Si” simgesi ile gösterilmektedir. Oda sıcaklığında katı hâldedir. Yarı iletken özelliğe sahip oluşu ve doğada, ormanlarda, doğal yaşam alanlarında çok bulunması gibi özelliklerle bilinmektedir. Fakat tarım sektöründe silisyumun yeri çok daha farklıdır. Birçok endüstri kolunda kullanılan silisyum, tarım endüstrisinde de bitki besleme üzerine kullanılmaktadır. 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. Mikro elementler sınıfına giren silisyum gübrelerde eser miktarda bulunur; bunun sebebi ise bitkilerin dik kalmasına yardım etmekte, yatmaya karşı daha fazla direnç sağlamaktadır. Hububat ve çeltikte azot gübrelemenin artması bitkilerin silisyum kapsamlarının azalmasına neden olmuştur. 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.

Toprakta silisyum bulunması ise  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. Kuvars anhidrit Si02 den ibaret kum olup, silisyumca zengindir. Killer ise az veya çok hidrate olmuş alüminyum silikatlerden oluşmaktadırlar. Kuvartz ve kil minerallerinin içerdiği silisyum bitkiler için elverişli formlarda değildir. Silikat minerallerinin parçalanması silisyum monosilisik asit veya polisilisik asit şeklinde bitkiye yarayışlı hale geçmesini sağlar. Toprak çözeltisi genellikle ortalama 3-17 mg Si veya 30-40 ppm SiO2’yi monosilisik asit (Si(OH)4 ) formunda ihtiva etmektedir. Bununla birlikte aynı pH da toprak çözeltisinin silisyum kapsamı 7-80 ppm Si02 aralığında değiştiği belirtilmiştir Silisyum toprak çözeltisinde çözünmüş halde, Fe ve Al oksit ve hidroksitlere adsorbe halde ve solid halde olmak üzere 3 farklı fraksiyonda bulunur. Adsorbe ve toprak çözeltisinde bulunduğu formlar monosilisik asit, polisilisik asit, inorganik bileşikler, organik bileşikler ve organo-silikon bileşikleri şeklinde, katı fazda bulunanlar amorf, zayıf ve mikro kristal ve tam kristal formlarda bulunanları teşkil eder. Silisyumun amorf formları biyojenik ve minerojenik formlarda bulunur. Mono silisik asit topraklarda Fe ve Al iyonları tarafından adsorbe edilmektedir. Bu adsorpsiyonda Al oksitlerin Fe oksitlere göre daha etkin olduğu belirtilmiş ve toprak çözeltisinin monosilisik asit konsantrasyonunun öncelikle toprakta seskioksitlerin (Fe ve Al oksitler) miktarına bağlı olduğu belirtilmiştir. Bu yüzden bir toprağın bitkiye yarayışlı silisyum miktarının belirtilmesinde en iyi indeksin kolay ekstrakte edilebilir Si/Fe2Al3 oranı önemlidir. Bu konuya ilişkin yapılan çalışmalarda toprağın Si/Al ve Si/Fe oranı artıkça bitkisinin silisyum absorpsiyonun artığı tespit edilmiştir. Toprak çözeltisinde en düşük silisyum konsantrasyonunun pH 9’a doğru oluştuğu belirtilmiş asit toprakların çözeltilerinde silisyum kapsamının daha fazla olduğu kireçleme sonucu silisyum adsorpsiyonun azaldığı bildirilmiştir. Loué, (1986) toprak çözeltinsin mono silisik asit miktarı ile bitkiler tarafından absorbe edilen silisyum miktarı arasında pozitif ilişki olup yulafta yapılan bir çalışmada toprak çözeltisinin mono silisik asit kapsamı artıkça bitkinin silisyum kapsamının arttığı tespit edilmiştir.

Bitki gelişimi için büyük rol oynayan silisyum 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.

Eksikliklerinde ise ;

• 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

Tabi ki herşeyin fazlasının zarar olduğunu tekrar ederek “Her şey zehirdir, mühim olan dozudur.” lafını da söylemezsek olmaz.

Silisyumun yüksek dozlarda uygulanması ile bitkilerde oluşabilecek zararlar nadirdir. Ayçiçeği bitkisine yüksek oranda uygulanan silisyum, çiçeklerin deforme olmasına ve bitki büyümesini yavaşlatarak geriletmektedir. Mattson’un ayçiçeğinde yapmış olduğu çalışma bunu ortaya koymuştur. Diğer bitkilerde de araştırmalar tam olarak yapılması gerekmekte ve asıl meselenin toksitliği değil yeteri miktarda kullanıldğındaki özellikleri vurgulanması gerekir diyerek bir elementin bile büyük bir sektöre hizmet edeceğini unutmamalı ve yeterli çalışmların devam etmesi gerektiğini hatırlatarak yazımıza son veriyoruz. Umarız yazımızla birçok çiftçi, ziraat mühendisi, teknikeri ve tarımla uğraşan diğer kişileri bir nebze de olsa aydınlatabiliriz. Yeni yazılarımızda görüşmek dileğiyle…^[1]Anonymous 2009. cgpl.iisc.ernet.in/site/Portals/0/Technologies/PrecipitatedSilica ^[2]Balasta MLFC, Perez CM. 1989. Effecets of silica level on some properties of Oryza sativa L. straw and hull. Canadian Journal Botany 67:2356-2363. ^[3]Birchall JD, Exley C, Chappell JS. 1989. Acute toxicity of aluminum to fish eliminated in silicon-rich acid waters. Nature 338:146–148 ^[4]Brady NC. 1990. The nature and properties of soils, 10th edn. New York: Macmillan ^[5]Brecht MO, Datnoff LE, Kucharek TA, Nagata RT. 2004. Influence of Silicon and Chlorothalonil on the Suppression of Gray Leaf Spot and Increase Plant Growth in St. Augustinegrass. Plant Disease 88: … Continue reading ^[6]Brecht M, Datnoff L, Stiles C. 2004. Bipolaris and Curvularia and fungal species associated with ‘Tifeagle’ and ‘Floradwarf’ bermudagrasses in Florida. Turfgrass Field Day, UF/IFAS, … Continue reading ^[7]Cherepanov KA, Chernish GI, Dinelt VM, Suharev JI. 1994. The Utilization of Secondary Material Resources in Metallurgy. Moscow: Metallurgy^[8]Datnoff LE. 2005. Plant Management Network. Silicon in the life and performance of Turfgrass. Online. Applied Turfgrass Science doi:10.1094/ATS2005-0914-01-RV. ^[9]Datnoff, LE, Deren CW, Snyder GH. 1997. Silicon fertilization for disease management of rice in Florida. Crop Protection 16: 525-531.^[10]De Datta SK. 1981. Principles and Practices of Rice Production. John Wiley & Sons. Inc. Newyork.^[11]Dobermann A., Fairhurst TH. 2000. Rice:Nutrient Disorders & Nutrient Management. International Rice Research Institute. First edition, ISBN 981-04-2742-5, 95-98pp. ^[12]Elawad SH, Gren VE. 1979. Silicon and the rice plant environment: A rewiev of recent research. Riv. Riso 28:235-253. ^[13]Elawad SH, Street JJ, Gascho GJ. 1982. Response of sugarcane to silicate source and rate. I. growth and yield. Agronomy Journal 74:481-484

[cite]