A szilícium elsődleges szerepe a növényben az, hogy a sejtfalakba beépülve nyomásellenállóvá teszi azt, így „formatartóvá” válik a sejt a párologtatás folyamán fellépő nyomáskülönbségekkel szemben. Ebben a tekintetben a ligninhez hasonló szerepet tölt be.

A sejtmembrán szilíciummal való feltöltődése természetes folyamat, a növény fajától függően eltérő ütemben valósul meg, de valamilyen mértékben mindegyiket jellemzi. A kukorica és a tökfélék esetében az 1990-es évek sikerült lokalizálni azt a gént, amelyik ezt a folyamatot irányítja. Kiderült, hogy a kukoricamag külső védelme az Atga1 elnevezésű génnek köszönhetően a ligninképzés és a szilíciumlerakodás révén valósul meg, míg a tökfélék héját a Hr gén működésével beépülő szilícium keményíti meg (Dorweiler és Doebley, 1997; Piperno és mtsai, 2002).

A növényi kültakaró legfőbb feladata a kedvezőtlen környezeti hatásokkal szembeni védelem. Ilyen például az ultraibolya sugárzás (napégés), a magas (vagy alacsony) hőmérséklet, a mechanikai sérülések, a kártevők és a kórokozók támadása. A bőrszövet a növény párologtatását szabályozva annak vízháztartását és hőmérsékletét is optimumon tartja. Ez a külső védelmi vonal nemcsak elhatárol, hanem összeköttetést is teremt a külvilággal, rajta keresztül a növény képes tápanyagok felvételére is.

A kálium-szilikát egy vízoldékony földpát, amely a növény sejtfalában is jelen van. Elődeink fatárgyak tűzálló bevonatának készítésére alkalmazták, ma pedig a legkülönfélébb anyagok repedezésmentesítésére vetik be. Rugalmasan erősít, miközben megőrzi az anyag víz- és légáteresztő képességét. Ezt a természetes anyagot használja a növény a bőrszövet megerősítésére. Ha a levelére permetezzük, akkor egyrészt fizikailag védi kívülről (mint egy napolaj), másrészt szervesen erősíti belülről (a szilícium beépülésével).

A kálium-szilikát másik előnye, hogy nemcsak szilárdítja és bevonja a bőrszövetet, de káliumtartalma javítja a növény vízháztartását is. A két hatás eredője az extrém jó aszálytűrés, amire manapság minden hosszú tenyészidejű szántóföldi kultúrának szüksége lehet. Hazánkban a Debreceni Egyetemen Lisztes-Szabó Zsuzsanna adjunktus és csapata erősítették meg a növény aszálytűrésének fokozódását a szilícium hatására.

A szilícium javítja a foszfor felszívódását. A kísérletek tanúsága szerint azoknál a szilíciummal kezelt növényeknél, amelyek a kontrollban alkalmazott foszforműtrágya mennyiségének a felét kapták, nem észleltek foszforhiányt. Mikroelemként szerepe lehet a normális növekedésben és fejlődésben, mivel a szilícium jótékony hatással van az ionos egyensúlyra.

A szilícium bizonyítottan csökkenti a fémes nyomelemek okozta káros hatásokat. A kutatók (Hodson és mtsai, 1987; Sangster és Hodson, 2001) igazolták, hogy a megnövelt szilíciumkészletű táptalajon termesztett növényben csökkenthető az alumínium, a mangán és a vas mérgező hatása. Erre a detoxikáló hatásra különösen a kertészeti kultúrákban lehet szükség.

Ez az elem a sejtfalban lerakódva növeli annak szilárdságát és ellenálló képességét a mechanikai sérülésekkel szemben. Ukrajnában például a szívó kártevők (atkák, levéltetvek, pajzstetvek) elleni harcban látták hatásosnak a szilíciumot, hiszen a vastagabb és keményebb sejtfal természetes akadályt emel a kártevők elé.

Megfigyelések szerint  kisebb virulenciát mutatnak a kórokozók a szilíciumban gazdag növényekben. Iler már 1979-ben összefüggést talált egyes haszonnövények által felvett szilícium-dioxid mennyisége és a patogén gombák elleni rezisztenciájuk között. Nyugat-európai bioszőlészek már évtizedek óta használják a lisztharmat elleni biológiai védekezésben a kálium-szilikátot. A készítmény lúgos kémhatása is támogatja a betegségekkel szembeni ellenálló képességet.

Miért kell pótolni?

Tehát az elmúlt évtizedek gyakorlati és kísérleti megfigyelései szerint a szilíciumnak nagyon fontos szerepe van a növény életében, legalább hatféle előnyös hatás tulajdonítható neki. A komplex hatással és az igényelt csekély mennyiséggel is magyarázható, hogy nehéz volt a hiányjelenségeit diagnosztizálni. Az, hogy a kutatások előterébe került, két okra vezethető vissza: a termelés intenzívebbé válására és az éghajlatváltozásra. Egyre nagyobb hozamú fajtákkal dolgozunk, a végletekig feszítve a biológiai határokat. A nagyméretű termés fajlagosan egyre kisebb és vékonyabb kültakaróval rendelkezik. Eközben a napsugárzás egyre perzselőbbé válik a Kárpát-medencében is, hatására klorofillvesztés következik be a levélben, a bogyó héja pedig megreped. Szilícium hiányában csökken a növény ellenálló képessége az aszállyal, a kórokozókkal és a kártevőkkel szemben, de még a toxikus elemekre is rosszabbul reagál, ionegyensúlya megbomlik.

Mindezek miatt a kertészetekben és szőlészetekben már meghonosodott a szilíciumpótlás gyakorlata, a szántóföldi kultúrákban viszont csak most kezd hódítani ez a természetes technológia. A szilikátalapú bőrszöveterősítő lombtrágyák hektáronként nettó 6–8 ezer forintból beszerezhetőek, tehát akár egy intenzív árukukoricában is kifizetődő kezeléssé váltak. Az aszály előtt kell kipermetezni ezeket egy vagy két alkalommal. Kívülről mechanikusan, belülről szervesen óvják a kultúra levélzetét. Az egészséges állomány érdekében ennek a frontvonalnak a megerősítése az egyik legkézenfekvőbb megoldás.