Introducción:
Hay diecisiete elementos que las plantas necesitan para completar su ciclo de vida. Sin embargo, algunos elementos no esenciales también proporcionan algunos beneficios a las plantas, el Silicio (Si) es uno de ellos.
Este elemento es un mineral estructural básico, y la mayoría de las plantas crecen en un medio de suelo dominado por él. Es necesario para el crecimiento celular normal y proporciona beneficios estructurales a las diatomeas y a algunas esponjas, asimismo, mejora el poder de defensa física y química de las plantas. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (27%), seguido del oxígeno (48%). Al ser extremadamente insoluble, sólo una cantidad mínima de Silicio está disponible para la planta (0.1-0.6 mM). El fertilizante de Silicio se aplica a los cultivos en varios países para tener una mayor productividad y una producción sostenible.
Aun cuando el silicio no es un elemento esencial, es benéfico para las plantas, ya que desempeña un papel fundamental ante el ambiente de estrés. Una gran cantidad de silicio se encuentra presente en el suelo en forma de silicatos y dióxido de silicio, sin embargo, la concentración de ácido ortosilícico biodisponible es muy baja. La suplementación con Silicio mejora significativamente una diversidad de síntomas de estrés biótico y abiótico. Por lo cual, es necesario el uso de fertilizantes que contienen silicato en el sistema de producción agrícola para mejorar el rendimiento y la productividad de las plantas.
Ocurrencia en el suelo
El silicio se encuentra en el suelo en fase sólida, líquida y adsorbida. El noventa por ciento de la corteza terrestre está compuesta de compuestos de Sílice. El compuesto de Silicio más prevaleciente es la sílice y los minerales de silicato primarios y secundarios. Además, el Silicio biogénico obtenido de fitolitos y plantas ricas en este elemento también contribuye a la reserva de Silicio del suelo. La erosión de minerales que contienen silicatos libera sílice soluble en la solución del suelo con contenidos variables de 0.1 a 0.6 mM. Los suelos jóvenes, menos erosionados, y los suelos minerales usualmente aportan más Silicio que los suelos ácidos y orgánicos completamente degradados.
Papel en la Agricultura
El silicio es un nutriente maravilloso para las plantas, ya que tiene el potencial de proteger el cultivo de varios tipos de estrés. Tiene las siguientes funciones en la protección de la planta:
a) Estrés biótico: la polimerización del Silicio en la epidermis de los brotes generalmente proporciona una capa protectora contra la penetración de entidades bióticas como hongos y bacterias. También promueve la producción de compuestos antibacterianos y antifúngicos conocidos como fitoalexinas. Debido a la mayor rigidez, palatabilidad y digestibilidad de las plantas, el Si protege al cultivo del ataque de herbívoros. Por lo tanto, el Silicio podría emplearse en el manejo integrado de enfermedades para reducir el uso de fungicidas. Los productores de calabaza, con frecuencia añaden Silicio al agua de riego para aumentar la resistencia de la planta al mildiu polvoriento.
b) Estrés abiótico: El Silicio generalmente tiene un papel fundamental en el ambiente de estrés. El silicio inmoviliza los metales pesados y los elimina de la rizosfera mediante precipitación, y mejora la resistencia de la planta a la toxicidad de metales pesados (Al, Fe, Cu, Zn, Mn, etc.). Además, la aplicación exógena de Silicio aumenta el pH del suelo y disminuye la solubilidad y, por tanto, la disponibilidad de metales tóxicos. El Silicio estimula la exudación radicular de compuestos fenólicos los cuales forman complejos con iones de Aluminio y los inmovilizan. Por lo tanto, el Silicio impide la toxicidad de los metales al aumentar el pH del suelo, inmovilizando los metales en los medios de crecimiento y también al cambiar la distribución de los metales dentro de la planta. Bajo una alta incidencia de radiación solar, los cuerpos de Silicio liberan radiación térmica infrarroja eficientemente y superan el estrés por calor.
La presencia de ácido silícico en la matriz del suelo, en cierta medida reduce la carga de salinidad en las plantas. La superficie gruesa de las hojas debida a la deposición de Silicio en la cutícula, dificulta la pérdida de agua, mediada por la transpiración en las plantas, y mejora la eficiencia en el uso del agua. Además, la polimerización del Silicio dentro de la planta mejora la resistencia de las raíces en suelo seco, de ahí que este mineral alivia en gran medida el estrés hídrico en las plantas.
Referencia: Bamboriya et al., 2019, Silicon Fertilization for Crop Stress Management. Pop. Kheti, 7(1): 13-17}
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