Uso eficiente del silicio en la agricultura

Uso eficiente del silicio en la agricultura

El uso eficiente del silicio en la agricultura

Uso eficiente del silicio en la agricultura: Nuevas mejoras. El uso eficiente del silicio en la agricultura, mejora de la rigidez estructural de tejidos. También es una defensa contra las fuertes irradiaciones.

El silicio también hace frente al estrés hídrico y nutricional

En la actualidad, la información existente sobre Uso eficiente del silicio en la agricultura es cada vez mayor (Urrestarazu et al., 2016). Especialmente, su significativa utilidad a la hora de paliar situaciones de estrés.

También su contribución en el metabolismo para la formación de tricomas y fitolitos como defensa y fortalecimiento (Ferrón-Carrillo et al., 2019). Además de suponer una ayuda en el retraso de la aparición de nuevas sequías consecuencia de un creciente calentamiento global.

A pesar de esto, aun no hay suficiente conocimiento sobre la funcionalidad de la fuente de suministro de silicio, lo cual plantea las siguientes cuestiones al agricultor:

-¿Qué fertilizante utilizar?

-¿Cuál es la mejor forma de aplicación?, pudiendo ser mediante:

  • Con aplicaciones foliares
  • De forma no continua o
  • A través de su adición en la dosis adecuada en la disolución nutritiva

Para lograr mejoras en la productividad de los cultivos debemos cerciorarnos de conocer en profundidad los aspectos utilitarios del silicio.

Autores como (Epstein, 1999) señalaron que los micronutrientes se encuentran generalmente muy por debajo del 1%, mientras que los macronutrientes están por encima de este valor.

En muchos cultivos el Si está presente en valores entre el 0.1% y el 10% de su materia seca, cantidades que exceden en algunos casos a los de otros macronutrientes como el nitrógeno o el potasio.

Por tanto, podemos clasificar al silicio como un macronutriente (Ver “Uso eficiente del nitrógeno en agricultura”) .

Es sabido que el silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, pero esto no significa que esté disponible para el cultivo. Investigaciones realizadas por (Takahashi y Hino, 1978) demostraron que la abundancia del silicio no se traduce en una alta disponibilidad para las plantas.

¿Se trataría de un elemento imprescindible para el cultivo?, según los principios definidos por (Arnon y Stout, 1939), lo sería siempre que se encontrase en el cuerpo del vegetal y que no pudiera ser sustituido por otro elemento, pero es precisamente la abundancia en la naturaleza la que hace muy difícil eliminar su disponibilidad de alguna u otra manera por los cultivos y por tanto es muy difícil probar su esencialidad.

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¿Cuáles son las mejoras del silicio en los cultivos?

Independientemente de su esencialidad o no, los potenciales beneficios de este macroelemento son:

– El Silicio aumenta el aporte de oxígeno en las raíces reforzando las paredes de los canales de alimentación de aire, permitiendo así a la planta respirar en suelos saturados de agua.

-En situaciones de aparición de vientos fuertes, el depósito de silicio aumenta el espesor de la cutina del tallo, así como el tamaño del sistema vascular, evitando así el encamado (Shimoyama, 1958).

-El ácido ortosilícico tiene múltiples funciones bioquímicas, como el incremento de la producción de enzimas contra el estrés (Liang et al., 2007).

-Cuando precipita el silicio también influye en las funciones físicas de las plantas como la transpiración (Cooke y Leishman, 2011).

-La mejora del balance de carbono de las hojas (Cooke y Leishman, 2011).

-Efectos profilácticos resultado de ambas defensas en las plantas: activas y pasivas (Van-Bockhaven et al., 2013).

-El Si incrementa la resistencia al estrés hídrico y la salinidad.

-El papel del silicio es sumamente importante en condiciones de estrés durante el crecimiento de los cultivos.

-Reduce los síntomas de toxicidad de metales.-El silicio participa en la producción de plantas sanas, más resistentes a plagas y enfermedades, sin necesitar hacer uso de fitosanitarios.

-Efecto mitigador de la reducción de absorción de potasio y nitratos.

El silicio como mejora de la rigidez estructural de tejidos. Defensa contra las fuertes irradiaciones. Este elemento refuerza las paredes celulares, mejorando la resistencia mecánica.

El Silicio depositado en capas protectoras bajo la epidermis no hace que esta sea más dura, pero la hace mucho más homogénea.

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Gracias a la aplicación de silicio en la disolución nutritiva, la epidermis no presenta micro fisuras y evita entonces el establecimiento de enfermedades criptogámicas, además reduce la evapotranspiración y permite así por ejemplo, a los frutos del cultivo tener una mayor calidad y vida post-cosecha.

Solo una gran proporción de Si en los tejidos vegetales permitiría una mejor captura de la luz solar.

Además se ha demostrado que disminuye los daños de la radiación ultravioleta (Balakhnina y Borkowska, 2013).

Gracias a esto, se paliaría un conocido como golpe de sol por los agricultores sobre las plantas, tanto en hojas como en frutos, presentando cierta ventaja en latitudes cercanas al ecuador.

Mejora en el rendimiento del cultivo. El silicio en el balance de nutrientes y paliación del estrés. Silicio vs estrés hídrico

Cuando aparece un estrés hídrico debido a las condiciones ambientales adversas como son heladas, tormentas, falta de luz solar y exceso de agua.

En las condiciones notablemente adversas es cuando el silicio expresa todo su potencial. Aun se necesita una investigación más profunda para alcanzar la total comprensión de los mecanismos que inducen al silicio como agente beneficioso para el cultivo, especialmente en situaciones adversas.

Si la salinidad es elevada con una notable proporción de sodio (Na), el silicio puede tener una función principal aminorando el efecto negativo de este exceso, lo cual nos permitiría poder usar estas aguas de mala calidad (Guntzer et al., 2012).

El silicio realiza un trabajo muy importante por su acción reguladora sobre la absorción y el transporte de algunos elementos esenciales como el calcio, fósforo, potasio (Ver “Uso eficiente del potasio en agricultura”), magnesio o también de otros elementos minerales.

El silicio facilita la asimilación de los elementos nutritivos, permite reducir las dosis de manera muy importante. Esto se controla gracias a análisis de savia (Ver “equipos de análisis de savia”) que permiten anticipar los requerimientos de la planta y aportarle justo los nutrientes que necesita.

El silicio vs estrés mineral

Dentro del estrés mineral, encontramos su aparición cuando aparecen carencias o exceso de elementos ( también conocida como fitotoxicidad ) como:

Nitrógeno (N): En caso de estrés debido al exceso de nitrógeno, la rigidez de las hojas, que es un factor importante en el proceso de fotosíntesis, va decreciendo con el exceso de nitrógeno. Por otra parte, el exceso de nitrógeno aumenta la susceptibilidad a ciertas enfermedades. 

Aquí también, el silicio reduce los efectos de estas enfermedades en los cultivos que han recibido un aporte de nitrógeno (Ver “Uso eficiente del nitrógeno en agricultura”). Los efectos negativos de un exceso en la fertilización de nitrógeno, que permiten un rápido crecimiento y consecuentemente tejidos más laxos y susceptibles de ser atacados por plagas y enfermedades, pueden ser mitigados por la rigidez que confiere la aportación de silicio (Guntzer et al., 2012).

-Fósforo (P): Por ejemplo se ha descrito como para el caso del fósforo, cuando es deficitario ayuda a su absorción y limita ésta en el caso de exceso (Ver “Uso eficiente del fósforo en agricultura”), mejorando también la absorción del potasio, nitrógeno y calcio.

*Cuando se trata de estrés provocado por una carencia de fósforo, el silicio incrementa el tránsito del fósforo en la planta, mejorando así la asimilación de este último y permitiendo a la planta resistir a las enfermedades.

El silicio reduce el consumo de manganeso y de hierro puesto que estos dos elementos tienen un efecto desfavorable sobre la disponibilidad de fósforo en las plantas (Ma y Takahashi, 1990).

*Cuando se trata de estrés provocado por el exceso de fósforo, un exceso de fósforo inorgánico provoca un efecto negativo sobre el crecimiento de las plantas (Figura 2). La asimilación del fósforo orgánico no es afectada por el silicio, en cambio este último reduce a la asimilación de fósforo inorgánico cuando el aporte total del fósforo es demasiado abundante.

Aluminio (Al): Puede producirse una toxicidad debido al aluminio, desencadenando en estrés, esto se produce porque el aluminio es un factor limitante para las plantas en terrenos ácidos. El silicio es el único elemento que puede fijar el aluminio y evitar así que éste esté liberado. El aluminio ionizado inhibe el crecimiento de las raíces así como el consumo de elementos nutritivos. En numerosos cultivos se ha observado un efecto amortiguador del empleo del silicio sobre la toxicidad debida a aluminio (Coocker et al., 1998).

Cloruro de sodio (NaCl): Cuando se trata de estrés debido al exceso de cloruro de sodio, un contenido excesivo de cloruro de sodio inhibirá el crecimiento del vástago y de las raíces. El silicio tiene un efecto beneficioso sobre la planta en caso de etsrés debido a cloruro de sodio.

Manganeso (Mn): En caso del estrés debido al exceso de manganeso Mn, un contenido de manganeso elevado inhibirá significativamente el crecimiento de la planta y del sistema radicular. El silicio reduce el aporte de manganeso de tres maneras diferentes, según la especie.

Aplicación del silicio al cultivo. Consideraciones para un mayor rendimiento.

Para una agricultura más sostenible resulta de notable interés la capacidad que otorga el silicio a los cultivos de usar mejor los recursos disponibles, debido a que eso nos permite un menor aporte de fertilizantes y por lo tanto menores emisiones a la naturaleza

Se conoce que las aplicaciones foliares de silicio en los cultivos produce una respuesta notablemente más rápida que de la forma radical a través de la fertirrigación, a pesar de esto, las aplicaciones foliares dan una respuesta a los mismos patrones de comportamiento que en el caso de ser aplicado el silicio por fertirriego en la parte radical de las plantas (Figura 3).

Respecto a los productos comerciales, existe una extensa manera de aplicación, en forma esporádica con secuencias, pero, a la hora de su aplicación en fertirrigación, encontramos una serie de ventajas de forma que la obtención de los beneficios descritos al principio del documento, se podrían ver acrecentados.

Para saber más, Curso de Producción Integrada de Cultivos.
El formato en el que se presenta el producto, podría influir en su absorción por el cultivo, dependiendo de las labores que han de realizarse para facilitar la toma del mismo por la planta, por ejemplo, a la hora de aplicar una formulación en formato sólido, deberemos hacer hábida cuenta de que el emisor pueda disolver adecuadamente con el fertirriego el producto y evitar la obturación del mismo.

¿Por qué resulta meritorio utilizar el silicio a través de una fertirrigación controlada?

Para poder evitar que se trate de una labor cultural más, con el consecuente coste en mano de obra, tiempo y esfuerzo para el agricultor, aplicaremos este elemento en la disolución nutritiva. Esto se debe, a que actualmente, aproximadamente la totalidad de la horticultura profesional se encuentra con la utilización acertadamente el fertirriego como método de distribución de los fertilizantes y el agua.

Las dosis que se recomiendan en el fertirriego a la hora de aplicar silicio, basadas en investigaciones realizadas por (Pozo et al., 2015) son una variación entre 0.6 a 1.5 mM en la disolución nutritiva de Si para cultivo de lechuga, pepino, melón y tomate. Dependiendo del tipo de cultivo, por ejemplo, autores como Sonneveld y Straver (1994), han recomendado dosis diferentes en función de los cultivos elegidos: 0.5 mM para lechuga o 0.75 mM para cucurbitáceas como son pepino y melón.

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