Het gebruik van silicium neemt toe in de tuinbouw, maar toch blijft het een ondergewaardeerd element. Dat is opmerkelijk: er bestaat immers heel veel onderzoek dat positieve effecten laat zien op weerbaarheid tegen stress en ziekten. Waar het aan ontbreekt, is vaak de fine-tuning.
[wcm_nonmember]
Voor het bekijken van deze content heeft u een lidmaatschap nodig, of log in als u al een lidmaatschap heeft.
[/wcm_nonmember]
[wcm_restrict]
Lang geleden is bepaald welke elementen een plant werkelijk nodig heeft om te kunnen leven en zich voort te planten. Daar is het bekende rijtje hoofd- en sporenelementen uit gerold, aanvankelijk zes stuks elk. Later zijn er nog een paar bijgekomen, die eerst niet waren opgevallen omdat ze in zulke kleine hoeveelheden nodig zijn.
Deze benadering, de essentiële elementen, is nog steeds de basis van de bemesting. Zie bijvoorbeeld de samenstelling van de A- en B-bak. Dat is het minimum wat de plant nodig heeft. Maar waarom zou je op het minimum gaan zitten? Dat is de vraag die zich opdringt als je de grote hoeveelheid internationaal onderzoek ziet die is gedaan naar silicium.
De afgelopen jaren zijn verschillende overzichtsartikelen (reviews) of meta-analyses verschenen, die het grote beeld uit al die onderzoeken op een rij zetten. En dat beeld is zeer eenduidig: bij heel veel gewassen verhoogt silicium de weerbaarheid. In de eerste plaats tegen stress (hitte, droogte, zout), maar veelal ook tegen ziekten en plagen. Toediening resulteert vaak in hogere opbrengst en kwaliteit vanwege die verbeterde weerbaarheid.
Plantversterkers
In sommige gewassen, zoals rozen, rijst en suikerriet, hoort het element bij de standaard bemesting, maar voor veel tuinbouwgewassen is dat niet zo. En ook daar is een duidelijke reden voor: het werkt soms niet. Het is afhankelijk van de manier van toedienen, de concentratie, het tijdstip van toedienen, gewas en ras en soms de klimaatomstandigheden hoe het uitpakt. Het ontbreekt dus aan fine-tuning: aan een goed inzicht wat silicium zou kunnen bijdragen per gewas en ras en hoe je dat bereikt. Bij een inkrimpend chemisch middelenpakket en toenemende belangstelling voor plantweerbaarheid zou meer investering in praktijkonderzoek voor de hand liggen.
Silicium is namelijk een van de weinige breedspectrum plantversterkers, concludeerden onderzoekers van de Universiteit Gent (van Bockhaven e.a.) in een overzichtsartikel in 2013 op grond van alle bestaande onderzoeken. Dat is opmerkelijk; vrijwel alle andere stoffen die versterkend werken, schakelen één van de verdedigingsroutes in de plant aan: die tegen schimmels, tegen insecten of die tegen stress. Silicium zorgt voor een overall weerbaarheid.
Sterkere celwanden
Het versterken van de weerbaarheid gebeurt op tal van manieren. Een belangrijk punt, maar zeker niet het enige, is de fysieke versterking van celwanden. Het element slaat neer als SiO2 (al dan niet in gel-vorm). In feite is dat kwarts, dus geen wonder dat de plant ‘hard’ wordt. Zulke harde cellen zijn minder goed te doorboren door schimmeldraden of insecten (zie foto). Bovendien verliezen ze minder water en ondervinden ze minder snel hittestress. Omdat ook de productie van lignine (houtstof) wordt gestimuleerd, worden de celwanden nog sterker.
Naast die fysieke versterking stimuleert het element tal van processen. De productie van anti-oxidanten (bijvoorbeeld vitamine C en lycopeen) gaat omhoog, terwijl er juist minder ‘vrije radicalen’ (de officiële naam is: reactive oxygen species, ROS) worden gevormd. De ROS kunnen cellen en DNA beschadigen; de anti-oxidanten vangen juist de ROS weg.
In de startblokken
Ook kan een Si-bemest gewas meer afweerstoffen tegen schimmels, bacteriën en insecten aanmaken. Een voorbeeld is chitinase, een enzym dat celwanden van de schimmel afbreekt. Opmerkelijk daarbij is dat de productie van zulke stoffen pas op gang komt als de plant daadwerkelijk wordt belaagd. Hij investeert dus vooraf niet overmatig in verdediging wat productie zou kosten. Wel zet de Si-bemesting de plant alvast in de startblokken: zodra het nodig is, kan de verdediging versneld op gang komen.
Een veel onderzocht punt is ook de weerbaarheid tegen schadelijke (zware) metalen in bodem of teeltmedium. Silicium immobiliseert de metalen in de plant zodat ze geen kwaad meer kunnen. Bij sla kan het mangaanvergiftiging voorkomen.
Minder meeldauw
Zoals gezegd ontbreekt het vaak aan gewasspecifieke inzichten. Marisa Lourenço heeft tijdens haar stage voor Wageningen University & Research onderzocht op welke manier siliciumtoediening meeldauw bij kalanchoë kan beteugelen. Drie cultivars werden besmet met de schimmel. Zonder behandeling ontwikkelde 90-95% van de planten forse aantastingen. Bij behandeling met 0,6 mmol Silica (kaliumsilicaat K2SiO3) in het fertigatiewater daalde dat naar 30% of zelfs 7% voor sommige cultivars (zie ook pagina xx).
De manier van toedienen was van belang. Door twee keer te sprayen op het blad daalde het aantal aangetaste planten onder de 5% bij alle cultivars. Opvallend was het effect van overdosering (bij gelijktijdig sprayen en bemesten). Dan steeg het percentage aangetaste kalanchoës weer. Ook de omstandigheden waren van belang. Bij een laag lichtniveau werkte het beter. Al met al waren de resultaten heel overtuigend (zie figuur).
Braziliaanse onderzoekers wisten met siliciumbemesting brixwaarde, gehaltes vitamine C en lycopenen en de houdbaarheid van tomaten te verbeteren. Ook hier was de dosering van belang: boven een bepaald optimum nam het effect af.
Bladbemesting
Het element staat te boek als lastig in de omgang. Het kan neerslaan en het verhoogt de pH van de voedingsoplossing sterk. Maar er zijn geformuleerde meststoffen op de markt zonder deze bezwaren. Ook kan silica aan de voedingsoplossing worden toegevoegd door aan te zuren met salpeterzuur en rekening te houden met de kaliumcomponent van de meststof (minder kalisalpeter toevoegen). Maar om dit goed te doen is eigenlijk een extra bemestingsbak (C) nodig of beter nog, injectiepompjes die kaliumsilicaat en salpeterzuur onafhankelijk van elkaar in het uitgangswater of de mixbak doseren.
Silicium is voor veel planten lastig opneembaar en niet zo mobiel in de plant. Bladbemesting is daarom vaak een goede oplossing, maar zorgvuldige bedekking van het blad is noodzakelijk en als er nieuwe bladeren bijgroeien, zullen die opnieuw moeten worden behandeld. Dat pleit voor toediening via de mestbakken, wat in veel gewassen echter wel een wat kleiner effect heeft, zo ook bij het kalanchoë-onderzoek.
Overtuigend effect
De berg wetenschappelijke literatuur op dit gebied groeit nog steeds. Daar vallen langzamerhand conclusies uit te trekken voor tuinbouwgewassen. Zo is meeldauw in heel veel gewassen een lastig probleem, zeker bij een afnemend pakket chemische middelen. Niet alleen bij kalanchoë, maar ook bij courgette, komkommer, aardbei, aster, roos en saintpaulia is de inzet van silicium in de strijd tegen meeldauw zeer het overwegen waard. Helemaal omdat de plant als geheel sterker wordt, wat in veel gevallen in hogere opbrengsten resulteert.
Samenvatting
Silicium hoort niet bij de noodzakelijke elementen, maar heeft bij heel veel planten een positief effect op weerbaarheid tegen stress, ziekten en plagen. Er is zo’n berg wetenschappelijke literatuur dat het element meer aandacht zou verdienen in de tuinbouw. De fine-tuning is vaak lastig. Bij kalanchoë is de manier van toedienen onderzocht. Al met al waren de resultaten zeer overtuigend.
Tekst: Sander van Delden, Ep Heuvelink (Wageningen University & Research) en Tijs Kierkels.
Beeld: Wageningen University & Research en Wilma Slegers.
[/wcm_restrict]
