- Tytuł:
-
Role of silicon in plant resistance to water stress
Rola krzemu w odpornosci roslin na stres wodny - Autorzy:
- Sacala, E
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/13900.pdf
- Data publikacji:
- 2009
- Wydawca:
- Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie / Polskie Towarzystwo Magnezologiczne im. Prof. Juliana Aleksandrowicza
- Tematy:
-
silicon
plant resistance
water stress
plant growth
environmental factor - Opis:
-
Agricultural productivity is strongly affected by different abiotic stresses, among which
water stress is the major environmental constraint limiting plants growth. The primary
reason for water stress is drought or high salt concentration in soil (salinity). Because
both of these stress factors lead to numerous physiological and biochemical changes in
plants and result in serious loss in yields, there is a pressing need for finding the effective
ways for increasing crops’ resistance to stress factors. One of the alternative methods involving
alleviation of negative stress effects might be application of silicon as a fertiliser
(root or foliar supply).
Many plants, particularly monocotyledonous species, contain large amounts of Si (up
to 10% of dry mass). In spite of the high Si accumulation in plants (its amount may equal
concentration of macronutrients), until now it has not been considered as an essential element
for higher plants. Many reports have shown that silicon may play a very important
role in increasing plant resistance to noxious environmental factors. Hence, Si is recognised
as a beneficial element for plants growing under biotic and abiotic stresses. The main
form of Si which is available and easily taken up by plants is monosilicic acid (H4SiO4).
Plants take up Si from soil solution both passively and actively. Some dicotyledonous plants
such as legumes tend to exclude Si from tissues – rejective uptake. These plants are unable
to accumulate Si and they do not benefit from silicon. Under water stress conditions,
silicon might enhance plants’ resistance to stress and ameliorate growth of plants. These
beneficial effects may result from better and more efficient osomoregulation, improved plant
water status, reduction in water loss by transpiration, maintenance of adequate supply
of essential nutrients, restriction in toxic ions uptake and efficient functioning of antioxidative
mechanisms.
Based on the current knowledge and presented data, it can be concluded that the role of Si in plants is not restricted to formation of physical or mechanical barrier (as precipitated
amorphous silica) in cell walls, lumens and intercellular voids. Silicon can also
modulate plants’ metabolism and alter physiological activities, particularly in plants subjected
to stress conditions. However, in some plants, increased silicon supply does not improve
plant growth. Hence, a better understanding of the interactions between silicon application
and plant responses will contribute to more efficient fertiliser practices, especially under
stress conditions.
Produktywność roślin uprawnych jest w znacznym stopniu ograniczana przez różne abiotyczne czynniki stresowe, wśród których stres wodny jest jednym z głównych problemów, na który narażone są rośliny. Stres wodny najczęściej jest spowodowany suszą glebową lub nadmiernym zasoleniem gleb. Ponieważ te czynniki powodują liczne fizjologiczne i biochemiczne zmiany w roślinach oraz prowadzą do poważnych strat plonów, konieczne jest znalezienie skutecznych sposobów zwiększenia odporności roślin na stresy. Jednym ze sposobów pozwalających na złagodzenie ujemnych skutków stresu wodnego może być zasilanie roślin krzemem (w formie oprysku lub dodatku do podłoża). Wiele roślin, szczególnie jednoliściennych, zawiera duże ilości krzemu (do 10% s.m.). Pomimo że procentowa zawartość krzemu w roślinach może dorównywać zawartości makroelementów, to nie jest on uznawany za pierwiastek niezbędny do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin. Wyniki wielu badań wskazują jednak na ważną rolę krzemu w podnoszeniu odporności roślin na różne niekorzystne czynniki środowiska. Dlatego krzem jest uważany za pierwiastek wpływający korzystnie na rośliny, szczególnie poddane działaniu abiotycznych i biotycznych czynników stresowych. Główną formą krzemu dostępną dla roślin i łatwo przez nie pobieraną jest kwas ortokrzemowy (H4SiO4). Może on być pobierany z roztworu glebowego w sposób pasywny lub aktywny. Niektóre rośliny (głównie motylkowate) wykluczaj¹ krzem ze swoich tkanek (ang. rejective uptake). Rośliny te nie mają zdolności akumulowania tego pierwiastka, i w związku z tym nie mogą doświadczać jego korzystnego działania. W warunkach stresu wodnego krzem może zwiększać odporność roślin oraz poprawiać ich wzrost. Ten pozytywny wpływ może wynikać z: lepszej i bardziej sprawnej osmoregulacji, lepszego statusu wodnego, ograniczenia strat wody w procesie transpiracji, odpowiedniego zaopatrzenia w składniki mineralne, ograniczenia pobierania toksycznych jonów oraz sprawnego funkcjonowania mechanizmów antyoksydacyjnych. Opierając się na obecnym stanie wiedzy i przedstawionych danych, można stwierdzić, że rola krzemu nie ogranicza się jedynie do tworzenia mechanicznej lub fizycznej bariery (w postaci amorficznej krzemionki) w ścianach komórkowych, przestrzeniach międzykomórkowych oraz wewnątrz komórek. Pierwiastek ten może wpływać na metaboliczną i fizjologiczną aktywność roślin, szczególnie tych, które narażone są na niekorzystne wpływy środowiskowa. Jednakże w przypadku niektórych roślin nie stwierdzono pozytywnego wpływu krzemu na ich wzrost. Dlatego zrozumienie interakcji między zastosowaniem krzemu a reakcją roślin na ten pierwiastek przyczyni się do bardziej efektywnego nawożenia roślin, szczególnie w warunkach stresowych. - Źródło:
-
Journal of Elementology; 2009, 14, 3; 619-630
1644-2296 - Pojawia się w:
- Journal of Elementology
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł