Биогенный кремний в тканях растений
Элемент, поглощаемый растениями из почвенного раствора и депонируемый в клетках для структурной поддержки. В отличие от животных, растения не используют кремний для синтеза сложных органических молекул, но активно включают его в минеральные включения, укрепляющие ткани.
Близкие слова
- биогенный кремнийБолее точный научный термин, подчеркивающий биологическое происхождение и усвоение элемента.
- фитокремнийУпотребляется реже, акцент на растительном источнике или накопителе.
Высокое содержание кремнезема характерно для злаков, таких как рис и пшеница.
Поглощение кремния из почвы помогает растениям противостоять грибковым инфекциям.
Фитолиты как форма отложения
Микроскопические аморфные включения диоксида кремния, образующиеся внутри клеток растений. Они выполняют функцию клеточного «скелета» и сохраняются в почве после отмирания растения, что позволяет археоботаникам идентифицировать виды древних злаков.
Близкие слова
- фитолиты
- opal phytolithsАнглийский термин, обозначающий опаловые фитолиты; используется в международной научной литературе.
Под микроскопом можно увидеть фитолиты кремнезема в эпидермисе листа бамбука.
Анализ кремнеземных фитолитов позволяет реконструировать состав растительности прошлых эпох.
Зачем растениям нужен кремнезем
Кремнезем выполняет в растении преимущественно защитную и механическую функции. Откладываясь в клеточных стенках, он делает ткани более жесткими и прочными. Это особенно важно для высокорослых злаков: стебли становятся устойчивее к полеганию под ветром или дождем.
Кроме того, слой кремния на поверхности листьев может затруднять проникновение хоботков насекомых-вредителей и спор грибов. Также есть данные, что достаточное насыщение кремнием помогает растениям лучше переносить засушливые условия, так как снижает транспирацию (испарение воды).
Разница между «кремнеземом» и «кремнием»
В строгой химической терминологии кремний — это элемент, а кремнезем (диоксид кремния) — его окисленная форма. Однако в сельскохозяйственной практике и ботанике эти слова часто используют как синонимы, подразумевая доступные для усвоения соединения кремния.
Важно понимать, что растения не могут усваивать твердые частицы кварцевого песка (природного кремнезема). Они берут из почвы только растворимую форму — монокремниевую кислоту. Поэтому внесение обычного песка в качестве удобрения бесполезно без предварительной обработки.
Где встречается больше всего
Наиболее активными накопителями кремнезема являются однодольные растения, особенно семейство Злаки (рис, пшеница, кукуруза) и некоторые двудольные, например хвощи. В стеблях риса содержание диоксида кремния может достигать 10–15% от массы сухого вещества.
У многих других растений концентрация значительно ниже, но даже небольшие количества влияют на структуру тканей. Например, у огурцов и томатов добавки с кремнием часто используют для повышения урожайности и лежкости плодов.