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SILICIO: EL COSTO OCULTO DE LOS QUIMICOS. Existe un elemento mayor que no aparece en muchos suelos y la mayor parte de los análisis de suelos ni siquiera monitorean su presencia. Este mineral puede incrementar la resistencia al estrés, aumentar la fotosíntesis y el contenido de clorofila, mejorar la resistencia a la sequía, aumentar la tolerancia a la salinidad, mejorar la fertilidad del suelo y disminuir el volcamiento. También puede reducir la presión de los insectos, los daños por heladas y las enfermedades destructoras, mientras disminuye los requerimientos de irrigación, neutraliza el efecto de los metales pesados y el efecto negativo de los excesos de sodio. Si se dijera que ese mismo mineral que está siendo ignorado puede aumentar el crecimiento de las raíces, disparar los rendimientos y aumentar la calidad de las cosechas, se pudiera preguntar con razón: “cómo hemos podido ignorar algo tan importante?” y se tendría razón si se afirma que ha sido una tremenda omisión. El mineral en cuestión es el silicio, y la ciencia está revelando rápidamente el grado y magnitud de nuestro descuido.

RESISTENCIA AL VOLCAMIENTO

SIN SILICIO CON SILICIO

Miseria en un mar de abundancia El silicio no se clasifica como un elemento esencial, pero, en vista de la gran cantidad de descubrimientos recientes acerca de la importancia de este nutriente, esta situación puede cambiar muy pronto. El silicio es el segundo elemento mineral en abundancia en el planeta. Se encuentra en todas partes. Las arcillas son aluminosilicatos y las arenas son principalmente silicio, entonces, cómo es posible que se presente una deficiencia de silicio?. La respuesta se encuentra en la forma como el silicio penetra a la planta. Las

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plantas toman silicio como ácido silícico y esta es la forma que se encuentra deficiente en el suelo. Algo que hemos hecho en la agricultura convencional parece haber impedido la conversión de silicio insoluble a la forma disponible por las plantas. Esto puede reflejar un desbalance mineral o podemos haber destruido algunas de las especies de microorganismos que solubilizan este mineral. Todavía no se sabe muy bien que llevó a esta deficiencia generalizada, pero se sabe que un suelo sano, capaz de suprimir muchas enfermedades, contiene 100 ppm de ácido monosilícico (tal como se determina en un análisis de suelos) y muy pocos suelos llegan a estar siquiera cerca de este nivel!.

ABSORCION DE Si POR LA PLANTA

H4SiO4

Ác. Monosilícico

Poco se sabía hasta hace poco acerca de las múltiples funciones del silicio. Se sabía que estaba presente en todos los suelos, pero fue solamente cuando se disminuyó la forma disponible para las plantas que se notó que podía haber una relación entre esta pérdida y una gran cantidad de problemas para el desarrollo de aquellas. Durante la última década, el silicio parece tener algún “sabor especial” dentro de la comunidad de investigadores de la ciencia del suelo. Los investigadores han trabajado con más ahinco y cientos de trabajos han sido presentados en las Conferencias Internacionales de Silicio en Brasil y Suráfrica. Este mineral olvidado está surgiendo ahora como clave en un manejo proactivo de plagas y enfermedades y en la obtención de mayores producciones de alimentos. Si usted no está enterado de la historia del silicio, este artículo le servirá para llenar algunos vacíos.

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Resistencia Celular es Resiliencia La pared celular en las plantas es una barrera sustancial que debe ser rota para tener acceso a las partes internas. Un hongo patógeno debe “taladrar” a través de esta pared con sus hifas para poder llegar al centro nutritivo de la célula. Una vez que se alcanza esta meta, el invasor alcanza la fuente de alimento que le sirve para expandirse, y una enfermedad ha comenzado. Obviamente en este punto existe una oportunidad para parar al patógeno en su camino. Qué pasa si reforzamos la pared celular de tal manera que las hifas no la penetren? Es simple, la enfermedad no llega a la fuente de alimento y no se extenderá. De manera similar, por qué una hoja de una planta comedora de insectos prefiere revestir su aparato comedor con silicio, cuando pudiera haber sido esponjoso. Muchos trabajos publicados han confirmado el enorme potencial para aumentar la resistencia a plagas y enfermedades a través de una buena nutrición con silicio. En un trabajo presentado en la Conferencia de Suráfrica, el silicio soluble aplicado al suelo en “drench” tuvo un efecto inhibitorio equivalente al del ácido fosforoso en el manejo de Phytoptora en aguacate. Sin embargo, las plantas tratadas con silicio tuvieron raíces y copas mucho más vigorosas. En otro caso se demostró que el silicio podía ayudar a manejar la sigatoka negra en banano. Otros trabajos reportaron eficacia contra la roya parda en caña de azúcar, mildeo polvoso en cucurbitáceas, marchitez por Fusarium en papa y Piricularia en arroz.

El Silicio es transportado a través del Xilema depositándose entre la cutícula y la epidermis, formando una barrera protectora, que dificulta la entrada de hifas de loshongos y partes bucales de algunos insectos plaga, especialmente Trips, ácaros, áfidos y mosca blanca. Muchos autores a nivel mundial han reportado la reducción del ataque de plagas y enfermedades en diferentes cultivos.

Barrera protectora contra plagas, enfermedades y condiciones adversas de clima

Es interesante, la planta entiende el potencial protector del silicio, aunque nosotros no. Cuando se inicia una enfermedad, la planta dirige todo el silicio disponible al sitio de ataque, para reforzar las células circundantes y detener o disminuir la propagación del patógeno. Aquí se presenta un problema, porque el silicio es inmóvil una vez que se incorpora a la pared celular. Debe existir un suministro constante de tal manera que la planta lo pueda utilizar todo el tiempo. La mayor parte de los suelos contiene menos de

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la mitad del silicio requerido, así que puede haber beneficios significativos en la aplicación foliar de silicio, asperjado al primer signo de una enfermedad. Esto puede detener la propagación de la enfermedad y muchos cultivadores están utilizando exitosamente esta estrategia. Silicio y el Poder del Sol La fotosíntesis es el proceso más importante en el planeta. Las plantas verdes son la única fuente de alimento y el manejo de la clorofila, el pigmento verde donde se efectúa el proceso, es la principal función del productor agrícola. El Silicio es un patrocinador de excepción de las fábricas de azúcar dentro de la planta, ya que beneficia este proceso de diferentes maneras. La hoja es esencialmente un panel solar, cuya parte inferior también sirve para capturar el CO2 gaseoso que proviene de las raíces y de la actividad biológica del suelo. Mientras mejor localizado se encuentre este panel, más eficiente será para capturar la luz del sol, agua y CO2 (los tres componentes de la fotosíntesis). El silicio fortalece el tallo y mantiene este panel en perfecta posición. La planta es menos susceptible a marchitarse en condiciones de temperatura alta y más probable que maximice la fotosíntesis.

Efecto del Silicio sobre la arquitectura de la planta.

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Con Silicio(Magnesil)Sin Silicio

Efecto del Silicio en el desarrollo de la planta y el contenido de clorofila. Los minerales son los factores más importantes en la ecuación de la fotosíntesis. Manchas, franjas y colores pálidos, causados por deficiencia de minerales, representan un mal manejo de la clorofila. Muchas veces no es solamente la deficiencia de estos nutrientes sino su transporte dentro de la planta lo que constituye el problema. El silicio tiene un gran impacto en la toma de minerales. El floema y el xilema son las rutas que gobiernan la absorción y translocación de los minerales dentro de la planta. Estas “autopistas” para el transporte de nutrientes están hechas de silicio y su funcionamiento se afecta en ausencia del elemento. El Calcio es el ejemplo de un mineral difícilmente translocado que es utilizado más eficientemente cuando la autopista de los nutrientes es amplia y funcional. El Boro es un elemento sinergístico del calcio, que puede mejorar el comportamiento de éste, pero además se ha reconocido recientemente que el boro también incrementa la absorción de silicio. El boro solubiliza formas insolubles de silicio y es una buena idea combinar boro, calcio y silicio en los programas para maximizar el potencial sinergístico de este trío. Una estrategia muy común incluye la aplicación de boro al suelo al final del invierno para disparar la solubilización del silicio. El silicio soluble se utiliza para construir las superautopistas que mejoren le lenta y difícil absorción del calcio, necesario para la división celular durante el crecimiento de primavera. Silicio – El Salvador del Estrés Existen dos tipos de estrés que afectan negativamente la producción. Estrés abiótico incluye el impacto negativo de los factores ambientales sobre los organismos vivientes y el estrés biótico se refiere a la presión de las pestes. El estrés abiótico es el factor individual más importante que impacta la producción y la productividad en el planeta y podrá tener todavía más importancia a medida que aumente el calentamiento global. Sin embargo, el estrés biótico no se encuentra muy distante. Cada año, desde que se empezó

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la utilización de químicos en la agricultura ha habido un aumento en la cantidad total de agroquímicos aplicados a escala global y cada año también se ha presentado un marcado incremento en la presión de las pestes. La vía actual no es sostenible, es más, no está trabajando! Existe una relación obvia entre estrés abiótico y estrés biótico que indica que los factores ambientales van a aumentar la presión de las pestes. Esto se ve en todos los países en que se está trabajando. Aún en la industria local de Ginger, justo en frente de nosotros, los productores están experimentando una presión por Pythium que no se había experimentado nunca antes. Este destructivo hongo ha encontrado un nuevo nicho en las estaciones de crecimiento más húmedas. Esto no significa que hay una deficiencia de los fungicidas, sino que destaca la enorme necesidad de un enfoque más holístico que ofrezca mayores niveles de protección durante las épocas de estrés. El silicio puede reducir el impacto tanto de los factores abióticos como de los bióticos y representa un componente esencial en programas diseñados para crear suelos que supriman las enfermedades y plantas resistentes. Mientras más fuerte sea la pared celular, más resistente al estrés es la planta, bien sea que éste provenga de patógenos o de factores ambientales. Parte de las predicciones del cambio climático incluyen un aumento en condiciones extremas de clima. El viento puede ser particularmente destructivo en el sentido que puede aumentar el volcamiento (acame), que puede llegar a impedir la cosecha. En la conferencia más reciente sobre silicio, el investigador iraní, A. Fallah, presentó un trabajo en el que reportó una reducción del silicio dentro de la planta, asociada con el alto uso de nitrógeno. Se sabe que el exceso de nitrógeno tiene un efecto de dilución sobre los minerales y que el más afectado es el potasio. Ahora también se sabe que un mal manejo del nitrógeno también puede impactar la nutrición con silicio y su actividad como protector. En este caso, tallos más débiles y el incremento en la tendencia al volcamiento fueron notables en el cultivo de arroz estudiado. Fallah reportó tallos mucho más fuertes y resistencia al volcamiento en cultivos tratados con silicio. Uno de los factores de estrés que está siendo cada vez más importante es la contaminación con metales pesados, sales y algunos elementos traza. En todos los casos se ha probado que el silicio puede mitigar el estrés. El cobre (Cu) se puede acumular en el suelo como consecuencia del uso exagerado de fungicidas. Los humatos han sido una herramienta útil para neutralizar los efectos negativos asociados con este exceso. El silicio ha sido efectivo para mitigar el efecto de una variedad de metales pesados, pero investigaciones recientes hechas en EE. UU. Sugieren que el silicio puede ser una herramienta viable para el manejo de altas concentraciones de cobre en los suelos. J. Li, J. Frankz y S. Leisner trabajando con flores en Ohio, encontraron que el silicio puede mitigar en forma muy efectiva la toxicidad por cobre y el mejoramiento se midió a múltiples niveles. Investigadores suecos trabajando en suelos contaminados con cadmio encontraron que mientras más alto era el contenido de silicio en la planta, menor era el nivel de cadmio. En efecto, había 60% menos cadmio en cereales tratados con silicio. En un interesante trabajo con trigo, en Rusia, se probó que el silicio podía disminuir el estrés por sales en forma dramática. El trigo es notoriamente sensible a la alta salinidad y la sal resulta en una marcada disminución de la fotosíntesis. La adición de silicio al suelo produjo incrementos en fotosíntesis que variaron entre 158% y 520%

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dependiendo de la concentración de sal en el suelo. Este es uno de los varios estudios que enfatizan la relación entre silicio y manejo del exceso de sales. Siempre recomiendan la inclusión de pequeñas cantidades de ácido húmico y silicato de potasio con cada riego, para manejar la salinidad en el agua de irrigación. Un estudio de Suráfrica reportó una disminución en el estrés por sequía y una reducción asociada en la presión por pestes después de la aplicación de silicio. En este estudio se encontró que el silicio mitigó la creciente presión de los insectos que fue un resultado directo del uso de altas dosis de nitrógeno. No solamente se bloquea la toma de silicio con las altas dosis de nitrógeno, sino que el silicio puede compensar por el mal manejo del nitrógeno. El estrés por frío puede ser manejado con silicio. Científicos surafricanos trabajando con banano demostraron que el silicio protegía las plantas del daño por frío y que el incremento asociado de vigor disminuía la susceptibilidad del banano a marchitez por Fusarium. El aumento de la protección de las enfermedades ha sido bien documentado. Un reciente estudio japonés titulado “El silicio en el control de enfermedades en arroz, sorgo y soya”, encontró reducciones en mancha parda que variaron entre 35% y 75% en estudios con arroz. Encontraron reducciones significativas en antracnosis en sorgo tratado con silicio y los resultados fueron dramáticos cuando se aplicó foliarmente silicato de potasio para el manejo de la roya en soya. Terminaron el trabajo con la siguiente frase: “Los resultados de estos estudios resaltan la importancia del silicio para aumentar la resistencia de las plantas a enfermedades foliares”. Este aumento en la resistencia a enfermedades se pensó originalmente que estaba relacionado con “el efecto de barrera” ligado a refuerzo de la célula, pero ahora se comprende que también está relacionado con un aumento en la inmunidad de la planta.

DIFERENCIA EN MACOLLAMIENTO Y VIGOR

Estado fitosanitario con la Aplicación de Silicio Testigo sin Silicio

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Inmunidad Basada en Silicio Una de las áreas más dinámicas de investigación en ciencias agrícolas se refiere a la inmunidad de las plantas y a los factores que activan a la planta para pelear sus propias batallas. Ahora se entiende que las plantas tienen un sistema inmunológico, que puede ser monitoreado y magnificado. El ácido salicílico, por ejemplo, el bioquímico con que se fabrica la aspirina, activa el sistema inmunológico. Aloe vera es la fuente natural más rica en este compuesto y muchos cultivadores incluyen extractos de esta planta en sus programas. Recientemente, se encontró que el silicio activa la producción de una serie de compuestos que aumentan la inmunidad. Este mineral es considerado actualmente como una herramienta integral en el manejo proactivo de las pestes ya que refuerza las células y al mismo tiempo induce un robusto sistema de defensas. Los compuestos fenólicos son unos de los bioquímicos que forman parte de este sistema de defensas y se reconocen en la actualidad como básicos en la protección de los árboles de aguacate contra Pytopthora cinnamoni. T. F. Bekker, et al. De la Universidad de Pretoria, condujeron una investigación en la que demostraron que aplicaciones edáficas de silicato de potasio en suelos afectados por esta enfermedad, incrementaron el contenido total de compuestos fenólicos en el tejido del aguacate. Es interesante anotar que esta respuesta inmune basada en silicio es más pronunciada cuando existe una presión por presencia de la enfermedad. Es como si la planta llamara su artillería pesada cuando la situación se complica! Un trabajo canadiense presentado en la Conferencia de Suráfrica incluyó el estudio de 30,000 genes. Los investigadores reportaron que plantas no estresadas parece que son muy poco afectadas por la nutrición con silicio y son reguladas por solamente dos genes (Nota: La regulación es el proceso por el cual una célula aumenta la cantidad de un compuesto como el RNA o proteína en respuesta a una variable externa). Sin embargo, en plantas estresadas (afectadas por mildeo polvoso) hubo una regulación por un número mayor de genes. Un trabajo adelantado en España también estudió el potencial de control de mildeo polvoso por el silicio y encontraron que la inclusión de amino ácidos con el fertilizante silicatado aumentaba la respuesta. Investigadores rusos han propuesto la hipótesis de que el sistema inmunológico de la planta requiere compuestos de sílica móvil y si hay niveles excesivos de silicio disponibles para la planta, habrá síntesis adicional de moléculas protectoras contra el estrés. Un trabajo cooperativo de investigación entre científicos americanos y japoneses demostró que la resistencia relacionada con silicio envuelve múltiples rutas y que las enmiendas a base de sílica claramente alertan el sistema de señales para la defensa, incrementando el sistema de resistencia de la planta.

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Efecto del Silicio en la sanidad de la planta. Pero hay más El silicio no solamente aumenta la resistencia al estrés y las pestes. También puede producir una respuesta sustancial en el aumento de rendimiento. En un trabajo de J. Bernal, que incluía arroz y caña de azúcar en Colombia, sólo con dosis de 100 y 200 kg/ha de silicato de magnesio por hectárea se obtuvieron incrementos de 14,63% en caña de azúcar y los aumentos en arroz variaron entre 21% y 33% (dependiendo de la dosis de aplicación). Los resultados de una investigación Iraní con arroz fueron similares a los encontrados en Suramérica, pero en este caso el aumento en producción fue de 22% con la aplicación de 500 kg de silicio. Arroz y caña de azúcar han sido más estudiados puesto que son acumuladores reconocidos de silicio. En efecto, el arroz presenta los más altos niveles de silicio entre todas las especies cultivadas. Sin embargo, se ha encontrado que casi todas las especies responden a silicio y los investigadores están actualmente cuantificando las experiencias de campo. Investigadores brasileños ensayaron seis dosis diferentes de silicato de potasio en papa, y encontraron que la dosis del 1% era la más efectiva. En efecto, 6 litros de silicato e potasio en 600 litros de agua, asperjados semanalmente durante el ciclo de vida de la planta, produjeron un impresionante aumento de 22.4% en el rendimiento. El australiano M. Lynch, un campeón de los fertilizantes silicatados por más de una década, presentó un estudio en la conferencia de Suráfrica donde sugirió que los fertilizantes silicatados superaron consistentemente a fertilizantes de grado alto en la producción de cereales. Esto incluye contenidos más altos de proteína, mayores rendimientos, menores descartes y mejor relación granos/espigas. También reportó que

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uvas fertilizadas con silicio tienen mejor calidad de piel, valores más altos de brix, racimos uniformes en tamaño y una virtual ausencia de enfermedades fungosas. Con frecuencia hemos encontrado beneficios no esperados cuando se incluye el silicio en los programas. Un cultivador de aguacate de North Queensland encontró que no volvió a perder hasta el 15% de su cosecha por abrasión eólica. La corteza más fuerte produjo frutas que no se deterioraban al rozar contra las ramas en condiciones de fuerte viento. Canchas de golf frecuentemente reportan que los greenes (greens) están en mejores condiciones después de aplicaciones líquidas de tierra de diatomáceas micronizada (una rica fuente de silicio).

Efecto del Silicio en la productividad. Silicio y Usted Si las plantas responden tan favorablemente al silicio, qué pasa con los humanos? Podemos asumir que si la mayor parte de las plantas son deficientes en silicio entonces también la mayor parte de la gente sufre de una deficiencia de este mineral. El Gobierno Japonés ha reconocido este problema y ha incentivado fuertemente el uso de silica soluble en los cultivos de arroz. H. M. Laane de Holanda, presentó un resumen de la investigación de la salud humana y el silicio. El cuerpo humano contiene 7 gramos de silicio, lo cual es más que todos los otros minerales traza juntos. Altos niveles de este mineral se depositan en huesos, uñas, tendones y las paredes de la aorta y cantidades sustanciales se encuentran en los riñones, el hígado y los pulmones. El silicio reacciona con varios minerales pero las investigaciones más importantes se han dirigido al silicio como un medio para inhibir la toxicidad de aluminio. El aluminio ha sido fuertemente implicado en la enfermedad de Alzheimers que mata a 1 de cada 4 occidentales mayores de 65 años.

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El silicio también es sinergista del calcio y debe ser incluído en todos los buenos suplementos de calcio. H. M. Laane concluyó que los niveles en la dieta de los accidentales son demasiado bajos y existe una coincidencia con incrementos en los problemas de piel, pelo y uñas, osteoporosis y enfermedad de Alzheimer. También existen beneficios obvios en las arterias reforzadas con silicio. Fuentes de Fertilizantes Silicatados Los fertilizantes silicatados se encuentran en forma sólida o líquida y los líquidos presentan la mayor velocidad de respuesta. El silicio se encuentra en buenos niveles en rocas usadas como fertilizante, por ejemplo rocas fosfóricas y en el guano. Sin embargo, esta no es la forma disponible para las plantas, y dependiendo del tamaño de las partículas, pueden pasar muchos años antes de que el mineral se vuelva disponible. Este no es el caso si el fertilizante es silicato de calcio o silicato de magnesio, pero se debe preguntar por la solubilidad de cualquier fertilizante silicatado que se esté pensando utilizar. Este tampoco es el caso si los materiales son micronizados. La tierra de diatomáceas en su forma amorfa es una fuente muy rica de silica insoluble. El material es básicamente el exoesqueleto de unas pequeñas criaturas prehistóricas llamadas diatomitas. Estos restos contienen hasta 85% de dióxido de silicio y las caparazones son agudas y aserradas al microscopio, casi como una cuchilla de afeitar rota. La tierra de diatomáceas ha sido utilizada como insecticida por décadas, puesto que las afiladas y pequeñas cuchillas pueden cortar el exoesqueleto del insecto atacante causándole deshidratación y muerte. Este material también se usa internamente como sistema para controlar parásitos intestinales. El lodo rico en silicio proveniente de las diatomáceas se puede hacer disponible para las plantas micronizándolo a pequeñas partículas de 5 micras. En esta forma puede entonces mantenerse en suspensión líquida y aplicarse con bomba o vía fertigación. Cantidades tan bajas como 5 litros de líquido de diatomáceas micronizadas por hectárea, aplicados a través del fertirriego regularmente, puede llevar a las hojas a la zona de uso lujurioso, con todos los beneficios asociados. El silicato de potasio es una buena fuente de silicio soluble, pero no es compatible con muchos otros fertilizantes, por lo cual con frecuencia se debe aplicar solo o con boro. Una manera de evitar esta limitación es utilizar un silicato de potasio preformulado como fertilizante con otros sinergistas. En Conclusión La proactividad es la esencia del enfoque biológico. Si se entiende cómo las plantas se protegen a si mismas y se les suministran los componentes necesarios para maximizar el proceso y minimizar la necesidad de la intervención de químicos, en este contexto, el silicio es un prerequisito esencial para un manejo proactivo del estrés y debe ser una parte integral de todo buen programa de nutrición.

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Sin Silicio Con Silicio

Efecto del Silicio en el desarrollo radicular y macollamiento. Traducción y Adaptación: Departamento Técnico Mejisulfatos S.A. Septiembre 2010.