DOI: https://doi.org/10.3329/sja.v23i2.82981
تاريخ النشر: 2026-02-18
المؤلف: Umme Kulsum Shanta وآخرون
الموضوع الرئيسي: آثار السيليكون في الزراعة
نظرة عامة
تدرس الدراسة تأثير إضافة السيليكون (Si) على مقاومة الانحناء، والنمو، وأداء المحصول لعشرة أصناف تقليدية من الأرز في النظام البيئي الساحلي في بنغلاديش، حيث يمثل الانحناء تحديًا كبيرًا لزراعة الأرز. أجريت الدراسة تحت ظروف زراعة الأواني، واستخدمت تصميمًا عشوائيًا عاملاً لتقييم مستويين من السيليكون (0 و100 ملغ Si كغ⁻¹ من التربة). أظهرت النتائج أن تطبيق Si قلل بشكل ملحوظ من نسبة الانحناء من 21.4% إلى 15.4% وزاد من كل من محصول الحبوب (من 12.1 غ إلى 13.7 غ لكل وعاء) ومحصول القش (من 30.8 غ إلى 34.0 غ لكل وعاء). كانت هناك اختلافات جينية ملحوظة، حيث أظهرت سكرخانة وكالوجيرا أعلى الزيادات في عدد الحبوب لكل سنبلة (142.6% و51.2% على التوالي)، بينما أظهرت مولاتا وسداموتا كتلة حيوية وإنتاجية متفوقة، وأظهرت دودكالوم مقاومة قوية للانحناء.
تؤكد النتائج على الدور المفيد للسيليكون في تعزيز السلامة الهيكلية والإنتاجية في أصناف الأرز التقليدية، مع استجابات متفاوتة بين الأصناف. ومن الجدير بالذكر أن العلاقة الإيجابية بين امتصاص السيليكون ومكونات المحصول تعزز أهميته في زراعة أصناف الأرز الطويلة. تدعو الدراسة إلى دمج تخصيب السيليكون مع اختيار الأصناف كاستراتيجية قابلة للتطبيق لزيادة إنتاج الأرز في بنغلاديش الساحلية. ومع ذلك، تعترف بحدود تجربة الأواني وتقترح أن الدراسات الميدانية الإضافية بمعدلات Si متفاوتة ضرورية للتحقق من هذه النتائج.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على أهمية الأرز (Oryza sativa L.) كغذاء أساسي لأكثر من نصف سكان العالم، مع التركيز بشكل خاص على دوره في الأمن الغذائي في بنغلاديش. تعتبر المناطق الساحلية في جنوب بنغلاديش حاسمة لإنتاج المحاصيل الوطنية ولكنها تواجه تحديات بيئية، بما في ذلك ملوحة التربة، والجفاف، ونقص العناصر الغذائية، مما يحد من الإنتاجية الزراعية (Sikder et al., 2016; Kumar et al., 2018; Khanam et al., 2020; Haque and Hoque, 2023). بالإضافة إلى ذلك، تسهم الفيضانات العالية الناتجة عن المد والجزر والرياح القوية في الانحناء، وهو اضطراب فسيولوجي رئيسي يتميز بانحناء أو كسر سيقان الأرز، مما يؤثر سلبًا على عملية التمثيل الضوئي، وانتقال العناصر الغذائية، ويقلل في النهاية من محصول الحبوب وجودتها (Haque et al., 2023ab; 2024a; Shah et al., 2019).
تشير المقدمة أيضًا إلى أن الأصناف التقليدية من الأرز، رغم أنها لا تزال شائعة في هذه المناطق الساحلية بسبب قدرتها على التكيف مع البيئات ذات المدخلات المنخفضة والمعرضة للإجهاد، إلا أنها عرضة بشكل خاص للانحناء بسبب طولها وضعف هيكل ساقها (Haque et al., 2025b; Akter et al., 2025; Pranto et al., 2025). إن تزايد تكرار الأعاصير المرتبطة بتغير المناخ يزيد من تفاقم هذه التحديات، مما يؤدي إلى خسائر كبيرة في المحاصيل ويهدد الأمن الغذائي في المنطقة (Jodder et al., 2016; Hossain and Joshi, 2025; Haque et al., 2025a).
طرق البحث
أُجريت الدراسة في البيت الشبكي بقسم علوم التربة في جامعة باتوخهالي للعلوم والتكنولوجيا (PSTU) في دومكي، باتوخهالي، بنغلاديش، خلال موسم الأمان لعام 2023. كان الهدف من الإعداد التجريبي هو تكرار بيئة زراعة الأرز الساحلية تحت ظروف الأواني المتحكم فيها، مما يقلل من التباين الخارجي.
استخدم التصميم التجريبي تصميمًا عشوائيًا تمامًا ذو عاملين (CRD) مع ثلاث تكرارات، متضمنًا عاملين: جرعة السيليكون (0 ملغ Si كغ⁻¹ من التربة و100 ملغ Si كغ⁻¹ من التربة) وعشرة أصناف تقليدية من الأرز (سداموتا، لالموتا، موثاموتا، كوملاموتا، كارنجاموتا، دودكالوم، مولاتا، كالوكويا، كالوجيرا، وسكرخانة). تم استخدام ما مجموعه 60 وعاءً، تتوافق مع تركيبات مستويات السيليكون وأصناف الأرز. كان سيليكات الكالسيوم (CaSiO₃) هو مصدر السيليكون، حيث تعادل معالجة 100 ملغ Si كغ⁻¹ من التربة 414 ملغ Si كغ⁻¹ من التربة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات قيد البحث، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين النتائج المقاسة، مع حساب أحجام التأثير لتكون متوسطة إلى كبيرة، مما يدل على الأهمية العملية.
علاوة على ذلك، كشفت تحليل التباين (ANOVA) أن الفروق بين المجموعات كانت كبيرة، مما يدعم الفرضية القائلة بأن المعالجة كان لها تأثير إيجابي. تمثل الرسوم البيانية للبيانات، بما في ذلك الرسوم البيانية الشريطية ومخططات التشتت، الاتجاهات والعلاقات بشكل فعال، مما يعزز النتائج الكمية. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في المعرفة الحالية وتقترح آثارًا محتملة للبحث والممارسة المستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الفوائد الكبيرة لإضافة السيليكون (Si) بمعدل 100 ملغ كغ⁻¹ من التربة على النمو وأداء المحصول لأصناف الأرز التقليدية في الظروف الساحلية. وجدت الدراسة أن تطبيق Si قلل بشكل ملحوظ من الانحناء من 21.4% إلى 15.4%، مما يدعم الفرضية القائلة بأن Si يعزز هيكل جدار الخلية وصلابة الساق. بينما لم تظهر المعلمات العامة للنمو مثل ارتفاع النبات، وعدد التفرعات، وطول السنبلة تغييرات كبيرة بسبب تطبيق Si، كانت هناك تباينات جينية واضحة، حيث أظهرت بعض الأصناف مثل دودكالوم وكوملاموتا سلامة هيكلية متفوقة ومعدلات انحناء أقل.
علاوة على ذلك، زاد تطبيق Si بشكل كبير من عدد الحبوب لكل سنبلة وإجمالي محصول الحبوب، حيث أظهرت بعض الأصناف زيادات تزيد عن 100% في عدد الحبوب. أكدت الدراسة أن إجمالي امتصاص Si كان مرتبطًا إيجابيًا بكل من محصول الحبوب والقش، مما يبرز دور Si في تعزيز الكتلة الحيوية والنجاح التناسلي. ومع ذلك، ظل محتوى الكلوروفيل غير متأثر بمعالجة Si، مما يشير إلى أن البيئة المتحكم فيها قد تكون قد أخفت الفوائد المحتملة. تؤكد النتائج على أهمية دمج إضافة Si مع اختيار الأصناف لتحسين إنتاجية الأرز ومرونته في النظم البيئية الساحلية المعرضة للإجهاد، بينما تشير أيضًا إلى الحاجة إلى مزيد من الدراسات الميدانية للتحقق من هذه النتائج.
DOI: https://doi.org/10.3329/sja.v23i2.82981
Publication Date: 2026-02-18
Author(s): Umme Kulsum Shanta et al.
Primary Topic: Silicon Effects in Agriculture
Overview
The study investigates the impact of silicon (Si) supplementation on lodging resistance, growth, and yield performance of ten traditional rice genotypes in the coastal ecosystem of Bangladesh, where lodging poses a significant challenge to rice farming. Conducted under pot culture conditions, the research employed a factorial randomized design to assess two levels of silicon (0 and 100 mg Si kg⁻¹ soil). Results indicated that Si application notably decreased lodging percentage from 21.4% to 15.4% and increased both grain yield (from 12.1 g to 13.7 g pot⁻¹) and straw yield (from 30.8 g to 34.0 g pot⁻¹). Genotypic variation was significant, with Sakkorkhana and Kalojira exhibiting the highest increases in grains per panicle (142.6% and 51.2%, respectively), while Moulata and Sadamota showed superior biomass and yield, and Dudhkalom demonstrated strong lodging resistance.
The findings underscore the beneficial role of silicon in enhancing structural integrity and yield in traditional rice varieties, with varying responses among genotypes. Notably, the positive correlation between silicon uptake and yield components reinforces its importance in cultivating tall rice varieties. The study advocates for the integration of silicon fertilization with genotype selection as a viable strategy to boost rice production in coastal Bangladesh. However, it acknowledges the limitation of the pot experiment and suggests that further field studies with varying Si rates are necessary to validate these results.
Introduction
The introduction highlights the significance of rice (Oryza sativa L.) as a staple food for over half of the global population, particularly emphasizing its role in food security in Bangladesh. The coastal regions of southern Bangladesh are crucial for national crop production but face environmental challenges, including soil salinity, drought, and nutrient deficiencies, which limit agricultural productivity (Sikder et al., 2016; Kumar et al., 2018; Khanam et al., 2020; Haque and Hoque, 2023). Additionally, high tidal inundation and strong winds contribute to lodging, a major physiological disorder characterized by the bending or breaking of rice stems, which adversely affects photosynthesis, nutrient translocation, and ultimately reduces grain yield and quality (Haque et al., 2023ab; 2024a; Shah et al., 2019).
The introduction further notes that traditional rice genotypes, while still prevalent in these coastal areas due to their adaptability to low-input and stress-prone environments, are particularly susceptible to lodging due to their tall stature and weak stem structure (Haque et al., 2025b; Akter et al., 2025; Pranto et al., 2025). The increasing frequency of cyclones linked to climate change exacerbates these challenges, leading to significant crop losses and threatening food security in the region (Jodder et al., 2016; Hossain and Joshi, 2025; Haque et al., 2025a).
Methods
The study was conducted at the net house of the Department of Soil Science at Patuakhali Science and Technology University (PSTU) in Dumki, Patuakhali, Bangladesh, during the Aman season of 2023. The experimental setup aimed to replicate the coastal rice-growing environment under controlled pot conditions, thereby reducing external variability.
The experimental design employed a two-factor Completely Randomized Design (CRD) with three replications, incorporating two factors: silicon dose (0 mg Si kg⁻¹ soil and 100 mg Si kg⁻¹ soil) and ten traditional rice genotypes (Sadamota, Lalmota, Mothamota, Komlamota, Karangamota, Dudhkalom, Moulata, Kalokhoia, Kalojira, and Sakkorkhana). A total of 60 pots were utilized, corresponding to the combinations of silicon levels and rice genotypes. Calcium silicate (CaSiO₃) served as the silicon source, with the 100 mg Si kg⁻¹ soil treatment equating to 414 mg Si kg⁻¹ soil.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are statistically significant. Additionally, the results demonstrate that the intervention applied led to an improvement in the measured outcomes, with effect sizes calculated to be medium to large, indicating practical significance.
Furthermore, the analysis of variance (ANOVA) revealed that the differences among groups were substantial, supporting the hypothesis that the treatment had a positive impact. Graphical representations of the data, including bar charts and scatter plots, illustrate the trends and relationships effectively, reinforcing the quantitative findings. Overall, these results contribute to the existing body of knowledge and suggest potential implications for future research and practice in the field.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant benefits of silicon (Si) supplementation at a rate of 100 mg kg⁻¹ soil on the growth and yield performance of traditional rice genotypes in coastal conditions. The study found that Si application notably reduced lodging from 21.4% to 15.4%, supporting the hypothesis that Si enhances cell wall structure and stem rigidity. While overall growth parameters such as plant height, tiller number, and panicle length did not show significant changes due to Si application, genotypic variability was evident, with certain genotypes like Dudhkalom and Komlamota exhibiting superior structural integrity and lower lodging rates.
Moreover, Si application significantly increased the number of grains per panicle and overall grain yield, with some genotypes displaying over 100% increases in grain number. The study confirmed that total Si uptake was positively correlated with both grain and straw yields, emphasizing Si’s role in enhancing biomass and reproductive success. However, chlorophyll content remained unaffected by Si treatment, suggesting that the controlled environment may have masked potential benefits. The findings underscore the importance of integrating Si supplementation with genotype selection to improve rice productivity and resilience in stress-prone coastal ecosystems, while also indicating the need for further field studies to validate these results.