Krzem – popularny temat

Niweluje problemy roślin słabiej odżywionych, a tym samym bardziej podatnych na stresy. Stosowanie tego pierwiastka w warunkach stresu biotycznego i abiotycznego może zminimalizować straty w plonach, ale w przypadku braku stresu nie przyczyni się do ich wzrostu. Zastosowanie krzemu ma pozytywny wpływ na kondycję roślin, a pośrednio także na wielkość i jakość plonu. Zwiększa on tolerancję roślin na suszę i chłód ograniczając transpirację w liściach. Wykazuje także pośrednie działanie w ochronie roślin przed działaniem szkodników i patogenów poprzez wzmacnianie ścian komórkowych. 

Krzem jest powszechnie obecny w dużej ilości w skorupie ziemskiej, jego zawartość może wynosić aż 28% i jest drugim, zaraz po tlenie pierwiastkiem występującym przyrodzie. Jednak nie jest to pierwiastek łatwo przyswajalny dla roślin. Deficyt krzemu w glebie może być efektem intensywnej uprawy roślin i użycia nawozów chemicznych, które mogą obniżać zawartość krzemu w glebie. Z tego powodu suplementacja krzemem ma pozytywny wpływ na strukturę gleby, poprawia retencję wody, zwiększa wydajność nawożenia, a także neutralizuje toksyczne działanie innych pierwiastków, np. miedzi. 

Problemy z nadmiarem miedzi w glebie występują szczególnie na obszarach przylegających do silnie uprzemysłowionych rejonów. W badaniach przeprowadzonych w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowym Instytucie Badawczym (IUNG – PIB) dotyczących możliwości ograniczenia stresu powodowanego nadmiarem miedzi w glebie u dwóch odmian pszenicy udowodniono, że doglebowa aplikacja krzemu była skuteczna w ograniczaniu negatywnego wpływu miedzi u jednej z badanych odmian. 

Rola krzemu w poprawie wydajności roślin uprawnych i ich odporności na stres coraz częściej przyciąga uwagę. Produkty zawierające krzem zyskują na popularności, obecnie na rynku znajduje się 15 produktów handlowych. Z badań ankietowych opisanych w Zagadnieniach Doradztwa Rolniczego (vol. 109, 3, 2022) wynika, że ponad połowa respondentów stosowała już krzem, np. w uprawie buraka cukrowego i kukurydzy, w uprawie rzepaku, pszenicy, jęczmienia i bobowatych grubonasiennych. Krzem jest postrzegany jako narzędzie poprawy plonów. Dla większości rolników (72,4%) najważniejszą korzyścią stosowania krzemu jest ogólna poprawa kondycji roślin. 

Dodatkowo, 69,0% wskazuje, że krzem pomaga roślinom przetrwać ekstremalne warunki, takie jak susza. Znaczna część ankietowanych (44,8%) stwierdza również, że krzem zwiększa odporność roślin na choroby. W ciągu ostatnich kilkunastu lat w Polsce przeprowadzono kilkanaście badań związanych z wpływem krzemu na rośliny rolnicze. Badania wykonane w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie (2021) wykazały, że trzykrotne dolistne zastosowanie produktu zawierającego wapń i krzem przynosiło korzyści zarówno dla plonu korzeni, jak i plonu biologicznego i technologicznego cukru buraka cukrowego, szczególnie w przypadku wysokiej presji chwościka buraka. Z kolei badania Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowego Instytutu Badawczego Oddział w Jadwisinie (2021), dotyczące wpływu nawozu zawierającego krzem na ziemniaki w warunkach niedoboru wody dowiodły, że dwukrotne nalistne stosowanie tego nawozu w trakcie sezonu wegetacyjnego zwiększyło plon bulw ziemniaka, a także korzystnie wpłynęło na zawartość skrobi i witaminy C w bulwach. Badania z krzemem prowadzono także w Instytucie Ochrony Roślin – Państwowym Instytucie Badawczym (IOR – PIB) w Poznaniu, w Zakładzie Rolnictwa Ekologicznego i Ochrony Środowiska (2021) i dotyczyły one wpływu zaprawiania ziarna pszenicy preparatami zawierającymi kwas ortokrzemowy. Okazało się, że taka zaprawa efektywnie chroniła siewki pszenicy przed zgorzelą siewek, porównywalnie do chemicznej metody ochrony. W IUNG – PIB w Puławach przeprowadzono badania nad wpływem krzemu na uprawę pszenicy w warunkach stresu wodnego. Wyniki tych badań wskazały, że krzem aplikowany doglebowo i dolistnie, miał pozytywny wpływ na plony i parametry biochemiczne roślin. Ciekawym wnioskiem było to, że doglebowa suplementacja krzemem była skuteczniejsza od dolistnej w ograniczaniu redukcji plonów i negatywnego wpływu deficytu wody na rośliny. Dodatkowo stwierdzono, że pobranie krzemu przez pszenicę było większe z gleby niż z dolistnej aplikacji. Natomiast w badaniach IOR – PIB aplikacja łączona, tj. doglebowa (10 kg Adesil) i dolistna (0,3 l/ha ZumSil/ha – oparta na kwasie ortokrzemowym) była najefektywniejsza, jeśli chodzi o ostatecznie zebrany plon pszenicy ozimej w warunkach suszy. 

Ostatecznie zebrano plon, który był statystycznie wyższy po aplikacji łączonej i dolistnej (płynna forma krzemu) (odpowiednio 4,97 i 4,84 t/ha).Na rynku jest wiele preparatów zawierających krzem, w tym w połączeniu z innymi składnikami. Ich potencjał w ochronie roślin jest determinowany przez szereg czynników. Do najważniejszych z nich należą: forma i metoda zastosowania krzemu, gatunek i odmiana uprawianej rośliny, dawka i dostępność krzemu pochodzącego z użytego nawozu, stężenie krzemu w roztworze przeznaczonym do aplikacji dolistnej, ilość 
i terminy przeprowadzania zabiegów, typ gleby oraz jej pH, a także stopień stresu, jakiemu rośliny są poddane. Doglebowo krzem stosuje się przedsiewnie (aby np. zapobiec skutkom suszy). Nalistnie krzem stosowany jest w formie opryskiwania, 2–3 razy w trakcie sezonu wegetacyjnego. Pierwszy zabieg powinien mieć miejsce we wczesnych fazach rozwojowych rośliny (np. przy 6–8 liściach buraka do zakrycia międyrzędzi, 3–6 liściach ziemniaka do zwarcia rzędów, po ruszeniu wegetacji w rzepaku ozimym bądź na początku krzewienia u zbóż). Coraz częściej podkreśla się pozytywny wpływ aplikacji krzemu w kukurydzy, gdzie zaleca się wykonanie od 2 do 3 zabiegów dolistnych w fazie od 2. do 8. liścia. Przeprowadza się kolejne doświadczenia z krzemem w uprawach, takich jak łubin biały, gryka, groch siewny oraz na użytkach zielonych. 

Kupując produkty warto zwrócić uwagę na zawartość krzemu – czy jest on głównym składnikiem czy jedynie dodatkiem. Dodatkowo istotna jest jego forma, która musi być przyswajalna dla roślin. Informacja o pH produktu jest również cenną wskazówką dotyczącą formy krzemu. Kwaśny odczyn sugeruje obecność kwasu ortokrzemowego (forma najlepiej przyswajalna), natomiast zasadowe pH wskazuje na obecność krzemianów potasu, wapnia lub sodu stabilizowanych chelatami żelaza i działających na powierzchni rośliny.

Suplementowanie krzemem, szczególnie w systemie rolnictwa ekologiczne może być szczególnie warte polecenia z uwagi na częstsze występowanie sytuacji stresowych dla roślin, z różnych powodów, np. słabszego odżywienia. Godnym zainteresowania jest możliwość 
zastosowania krzemu jako substancji wykorzystanej do zaprawiania nasion np. pszenicy. Stosowanie amorficznej ziemi okrzemkowej (0,5 kg/100 kg ziarna) połączonej z kwasem ortokrzemowym w formie płynnej (0,5 l/100 kg ziarna) wykorzystanym jako zwilżacz również potwierdziło potencjał wykorzystania tych produktów, który przejawiał się w lepszym rozwoju roślin (wysokość 
roślin, plonowanie) oraz zdecydowanie mniejszą ilością siewek wykazujących objawy fuzaryjnej zgorzeli podstawy źdźbła. W pracy przygotowanej w roku 2020 przez zespół IOR – PIB (Zakład Rolnictwa Ekologicznego i Ochrony Środowiska) dotyczącej pszenicy jarej wykazano, że odmiana Harenda była bardziej wrażliwa na mniejszą zawartość wody w glebie niż odmiany Rusałka i Serenada. W warunkach silnego stresu wodnego siewki odmiany Harenda po aplikacji krzemu spowalniały swój rozwój, ale ostatecznie to właśnie ta odmiana zwiększyła plon ziarna w większym stopniu niż w przypadku dwóch pozostałych odmian. Aplikacja krzemu (zaprawianie lub jedynie dolistne zabiegi płynną formą krzemu –  0,5 l/200 l wody/ha lub łączone) pozwoliła na zwiększenie plonu u wszystkich trzech odmian pszenicy, a najwyższe plony zebrano na poletkach z łączoną suplementacją krzemu. Wartości masy tysiąca ziaren, wielkość plonu, wysokość części nadziemnych i korzeni rośliny były istotnie statystycznie zdeterminowane przez odmianę i sposób dostarczania krzemu. Bardzo istotny wniosek dotyczy tego, że wykazano interakcję pomiędzy efektywnością stosowania krzemu a odmianą pszenicy.