การสะสมซิลิคอนในพืช

การเคลื่อนย้ายและการกระจายในพืช

เซลล์รากดูดกรดซิลิซิกทั้งโมเลกุล (ซึ่งมิได้แตกตัว)แล้วเคลื่อนย้ายไปยังเซลล์อื่นๆ ระหว่างนั้นก็ตกตะกอนในรูปของซิลิกาอสัณฐาน ตามช่องของเซลล์(lumens) ผนังเซลล์ และช่องว่างระหว่างเซลล์หรือพื้นผิวภายนอกเซลล์ปริมาณซิลิคอนที่สะสมในเนื้อเยื่อพืช มีตั้งแต่ 0.1 ถึง 10% (Epstein, 199)

การเคลื่อนย้ายซิลิคอนในรากข้าวฟ่างซึ่งเป็นพืชในกลุ่มที่สะสมธาตุนี้ จะใช้วิถีอะโพพลาสต์และสะสมในอะโพพลาสต์ของคอร์เทกซ์และเอนโดเดอร์มิส โดยเอนโดเดอร์มิสทำหน้าที่กักซิลิคอนเอาไว้และสะสมมากเป็นพิเศษที่ผนังเซลล์ด้านใน ส่วนปลายรากจะมีธาตุนี้มากกว่าโคนราก จึงเชื่อว่าการสะสมซิลิคอนในผนังเอนโดเดอร์มิสดังกล่าว อาจเป็นกลไกป้องกันมิให้เชื้อโรคล่วงล้ำเข้าไปในสทีล (stele) ของรากพืช (Hudson and Sangster, 1989)

ตารางที่ 2ความเข้มข้นของซิลิคอนในส่วนเหนือดินจากการวัดและคำนวณเมื่อปลูกพืชในสารละลายธาตุอาหารที่มีความ

[a href="http://tree2520.files.wordpress.com/2012/11/concentrate-silicon.jpg" style="color: rgb(184, 91, 90); text-decoration: initial;"]
*ถือว่าไม่มีการคัดเลือกไอออนเมื่อปริมาณการดูดของรากเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณที่มาสู่รากด้วยการไหลของมวล (mass flow) ที่มา :Vorm (1980)

ซิลิคอนเคลื่อนย้ายจากรากสู่ส่วนเหนือดินทางไซเล็ม และสะสมอยู่ในผนังของไซเล็มเวสเซลค่อนข้างมาก ช่วยให้ไซเล็มแข็งแรงและไม่ยุบตัวขณะที่พืชมีอัตราการคายน้ำสูง ส่วนปริมาณการสะสมซิลิคอนในแต่ละอวัยวะของส่วนเหนือดินขึ้นอยู่กับอัตราการคายน้ำของอวัยวะนั้นๆ โดยสะสมที่อะโพพาสต์ของเซลล์และมีมากขึ้นตามอายุของอวัยวะ การสะสมจะเกิดขึ้นเสมอตรงปลายทางของกระแสการคายน้ำ ซึ่งได้แก่ 1) ด้านนอกของผนังเซลล์ในเนื้อเยื่อชั้นผิวของใบทั้งด้านบนและล่าง 2)แบร็กต์ (bracts) ของดอกหญ้า 3) ขนหรือไทรโคม (trichomes) และ 4)เซลล์บูลลิฟอร์ม (bulliform cells) ของใบพืชตระกูลหญา ซิลิคอนที่สะสมในพืชอยู่ในรูปซิลิกาอสัญฐาน (amorphous silica, SiO2)จัดเรียงเป็นชั้นในผนังเซลล์ จึงมีประโยชน์ต่อพืช 2 ประการคือ 1) อาจช่วยลดการคายน้ำผ่านเคลือบผิวคิวทิน (Cuticle)ได้บ้าง และ 2) เป็นสิ่งขัดขวางการล่วงล้ำของเชื้อโรคเข้าไปในเซลล์ (Balasta et al. 1989)

การสะสมซิลิคอนในขนใบ ลำต้น และบางส่วนของดอกพืชตระกูลหญ้า บางชนิดอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ เช่น ในแบร็กต์ของดอกหญ้าสกุล Phalaris และ Setaria italic มีขนซึ่งสะสมซิลิกาที่มีลักษณะคม รูปร่างเล็กยาว ได้ขนาดที่อาจเข้าข่ายสารก่อมะเร็ง หากมีสารดังกล่าวปะปนอยู่ในอาหารประเภทธัญพืชก็อาจเป็นสาเหตุหนึ่งของมะเร็งลำไส้ (Sangster et al., 1983)

สำหรับปริมาณการกระจายของซิลิคอนในส่วนต่างๆของข้าว แสดงไว้ในตารางที่3 ความเข้มข้นของซิลิคอน (%SiO2) มีตั้งแต่0.11 % (ข้าวกล้อง) จนถึง 23.22 % (แกลบ) และแสดงแนวโน้มของการเพิ่มตามลำดับ จากอวัยวะส่วนล่างขึ้นไปยังส่วนบน (ราก < ต้น < ใบ < แกลบ) (สดมภ์ที่ 2) ความเข้มข้นของซิลิคอนในส่วนต่างๆ ของใบอยู่ระหว่าง 11.3 % ถึง 40.14และเมื่อแบ่งใบออกเป็น 4 ส่วนจะมีแนวโน้มของการเพิ่มจากส่วนล่างขึ้นไปหาส่วนบน(กาบใบ < แผ่นใบส่วนล่าง < แผ่นใบส่วนกลาง

ตารางที่3 น้ำหนักแห้งของข้าว ความเข้มข้น การสะสมและการกระจายของซิลิคอนในอวัยวะต่างๆ และแต่ละส่วนของ ใบข้าว

แหล่งที่มา: sun et al. (2008)

(แผ่นใบส่วนบน) เมื่อพิจารณาของการสะสมในส่วนต่างๆ ของต้นข้าว (สดมภ์ที่ 4) พบว่าใบมีซิลิคอน 65.56% ของทั้งหมด ซึ่งมากกว่าที่สะสมในอวัยวะอื่นๆ รวมกัน (Sun et al., 2008) (แหล่งที่มา ยงยุทธ โอสถสภา. ธาตุอาหารพืช /ยงยุทธ โสถสภา. –พิมพ์ครั้งที่ 3. – กรุงเทพฯ : สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์,2552)

มนตรี บุญจรัส

ชมรมเกษตรปลอดสารพิษwww.thaigreenagro.com