Silicio (SiO2) en la agricultura. Excelente remineralizador de suelos.

El Silicio es un elemento, que a pesar de ser tan abundante en la corteza terrestre (28%), no se encuentra disponible para las plantas.

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Silicio (SiO2) en la agricultura. Excelente remineralizador de suelos. Clic para tuitear

 

silicio (SiO2) en la agricultura
Figura 1. Una gota de agua, rica en CO2, incrementa la solubilidad de los PASi y nutrientes empleados en la fertilización del cultivo.

Vamos hacer una breve introducción de la importancia del silicio en la agricultura orgánica. El Silicio (SiO2) es un elemento, que a pesar de ser tan abundante en la corteza terrestre (28%), no se encuentra disponible para las plantas.

Para que las plantas lo puedan asimilar, tienen que partir de un sílice amorfo ó Dióxido de Sílicio (SiO2) el cual por la acción de los microorganismos, las enzimas que la misma planta produce, los ácidos orgánicos y demás procesos que se realizan en el suelo, se transforma en ácidos silícicos como Meta silícico (H3SiO3) u Orto silícico (H4SiO4), que son las formas como las plantas lo absorben y así es transportado por la savia hacia las partes más vulnerables de la planta, como son hojas y raíces, para mejorar sus defensas, fortaleciendo el espacio intercelular, así como las demás estructuras de la misma, frutos, flores, polen, entre otros.

Estudio del Dr. Edgar Quero Gutiérrez.

División de investigación, instituto tecnológico superior de Uruapan, Mexico.

 

silicio (SiO2) en la agricultura
Figura 2. Flujo del silicio en los cultivos agrícolas, desde los MPASi, al ortosilícico y su incorporación al los tejidos para formar estructuras que permiten el crecimiento generativo y protección de cosecha y cultivo.

El desarrollo de la vida en la tierra se realizo en una corteza terrestre rica en minerales con silicio (25 al 30% del peso seco), los cuales en presencia de agua, capturaron el bióxido de carbono del aire (CO2(gas)), ocurriendo la intemperización, creándose las formas solubles de
ortosilicatos, carbonatos, bicarbonatos y cationes (calcio, magnesio, zinc, hierro, etc.).

Los carbonatos actualmente forman una gran parte del carbón almacenado en el suelo, el cual es del orden de 1,580 GtC ( GtC = giga toneladas de carbón = 10 9 ton métricas). Los carbonatos en presencia de agua y CO2(gas) también se disuelven, liberando cationes y bicarbonatos (figura 1).

Estos últimos, si ocurre una demanda, pueden retornar al aire, enriquecerlo (eCO2) y ser parte del CO2(gas) capturado por los organismos fotosintéticos y emplearse para el crecimiento generativo. Recordemos que el peso seco de los tejidos vegetales está compuesto por 90­95% de CO2. Dadas las propiedades químicas del carbón, este es fundamental en los sistemas biológicos, para la captura, almacenamiento y movilización de energía, mediante metabolismo de azucares, almidón, lípidos, grasas, creando también estructuras químicas orgánicas altamente específicas para la regulación de la actividad biológica; hormonas, vitaminas, fotoquímicos, etc. Todos ellos presentes en alta concentración en las cosechas agrícolas.

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Por otro lado, el silicio en la forma soluble, acido ortosilícico (H4SiO4), incrementa el potencial disolvente del agua, activando el intercambio y movilización de cationes. Estas formas solubles del silicio son asimiladas por las raíces, apoyando en estas el desarrollo de tejido de transporte de minerales, xilema, en especial de traqueidas, así también induce el crecimiento de tejido para el almacenamiento de reservas.

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Figura 3. Principales sales de silicio que se encuentran en el tejido foliar y que contribuyen con la captura de CO2(gas) y removilización de cationes.

Ello se puede notar en la planta con el incremento de turgencia y mayor diámetro y numero de tallos y retoños florales. Al ocurrir este crecimiento que demanda de mayor asimilación de CO2(gas), se estimula el crecimiento de las hojas, observándose mayor área foliar. Esta mayor área foliar, requiere de protección contra agentes bióticos y abióticos. Aquí el silicio tiene un papel importante, al cubrir las células de la epidermis con elementos ricos en silicio, como son, los fitolitos (cristales con el 80% de SiO2) y tricomas.

Estos últimos son células, recubiertas con sales de silicio tanto solubles como insolubles, las cuales producen una diversidad de compuestos volátiles empleados para repeler y combatir el ataque de agentes bióticos, como insectos, bacterias y hongos. Además ambos fitolitos y tricomas, dependiendo de su densidad y tamaño, protegen al resto del la epidermis, contra los agentes abióticos; déficit de presión de vapor (falta de agua en el ambiente), temperatura, viento, insolación, etc.

Así también las sales solubles de silicio en la epidermis, crean un gradiente de concentración del CO2(gas)/CO2(acuoso), que apoya el incremento de acido carbónico (H2CO3) en la cavidad estomática. Es frecuente encontrar las células de los estomas recubiertos de sales de silicio, cuando los niveles en el suelo de silicio soluble son adecuados (70­150 ppm). Aquí el silicio apoya la captura de CO2(gas), lo cual coincide con el hecho de que las plantas con mayor capacidad de asimilación de CO2(gas), como la caña de azúcar y maíz contienen alta densidad de tricomas, fitolitos y altos niveles de silicio en las hojas.

silicio (SiO2) en la agricultura
Figura 4. Tricomas que cubren la epidermis del envés de la hojas y que protegen a los estomas de factores bióticos y abióticos. Los tricomas están cubiertos por una gruesa capa de sales de silicio soluble e insoluble. Los tricomas producen terpenos que combaten y controlan en ataque de plagas de insectos y enfermedades.

Por ello, la intensidad y tamaño de tricomas se puede emplear como un indicador del buen desarrollo de un cultivo y predice una mejor cosecha en calidad y sanidad. Ante estos hechos, la fertilización generativa se debe concentrar en suplementar silicio y CO2 a los cultivos agrícolas, sobre todo en aquellos donde la productividad requerida es alta, tal como lo demanda la agricultura de riego presurizado y la protegida en invernaderos.

Una nueva cultura en la nutrición vegetal se plantea, para el crecimiento generativo de cosecha, dado esto por el crecimiento de tallos, alto índice de área foliar, mayor numero de retoños florales, amarre y desarrollo de frutos. Para ello dos elementos sinérgicos deben aplicarse, el silicio y CO2.

El silicio se puede aplicar a partir de minerales primarios amorfos ricos en silicio (MPASi), los cuales inducirán la captura del CO2(gas) y formas solubles de silicio (acido ortosilícico H4SiO4), acido carbónico (H2CO3), bicarbonatos (HCO3­), carbonatos (CO32­ ) y cationes Calcio (Ca 2+ ), Magnesio (Mg 2+ ), potasio (K + ), zinc (Zn2+ ), hierro (Fe2+ ). El MPASi debe aplicarse desde el establecimiento de la semilla en la producción de plántula y formar parte del sustrato donde se desarrollara la planta y mantener una concentración en la solución del
nutritiva de 70 a 150 ppm.

Una fuente de MPASi son los fertilizantes de nueva generación, SILIFERTIDOL®. En el sustrato se deben aplicar los MPASi frecuentemente en el área radicular de 20 a 50 gramos por maceta, dependiendo del desarrollo y productividad del cultivo, recomendándose aplicaciones a intervalos de 15 días. Aquí es importante considerar que el agua de riego puede contener buenos niveles de silicio, por lo que se recomienda el análisis de este elemento en el agua y sustratos.

Por otro lado el CO2(gas), se puede aplicar en la forma acuosa y soluble a través del sistema de riego presurizado de riego por goteo. Actualmente el CO2 generado, en los procesos de combustión que realizan las industrias que requieren de gran energía para la transformación de sus productos, se captura, licua, almacena y transporta.

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Figura 5. La visible presencia de tricomas en tamaño y densidad en cultivos de solanáceas y cucurbitáceas. Mayor cantidad de tricomas plantas y cultivos sanos y productivos.

Esto contribuye con la eliminación del CO2 del ambiente que provoca el sobrecalentamiento y cambio climático del planeta. El CO2(gas) capturado se transporta en su forma líquida (CO2(l)) hasta las instalaciones de riego presurizado, el cual después de gasificarse se inyecta en la línea principal de riego después de filtros e inyección de fertilizantes, esto incrementa la solubilidad de los fertilizantes.

La práctica resulta adecuada sobre todo en cultivos donde los aportes de agua son frecuentes, tal como ocurre en los invernaderos hidropónicos. Ya que es posible aplicar el CO22(gas), en los primeros riegos del día, después de que el roció se ha eliminado y hasta el medio día, para mantener una concentración de CO2(gas) en el ambiente de 500 a 700 ppmv (0.9 a 1.25 g m ­3 ). Como el CO2 se aplica directamente a la planta en la zona radicular, mezclado con el agua a través del sistema de riego, este se libera lentamente dependiendo de la demanda de las hojas, y además crea un flujo desde el suelo a las partes altas de la planta, creando un aire enriquecido con bióxido de carbono (eCO2(gas)).

Esta forma de aplicación es altamente eficiente en la fertilización carbónica eliminando pérdidas significativas del eCO2(gas). En promedio una hectárea de invernadero consumirá entre 150 y 200 kilos de eCO2(gas). La aplicación de la fertilización generativa ha permitido obtener cosechas tan altas como de 1,000 ton ha 1 año 1 , en cultivos de tomate hidropónico, aunque es conocido una alta variación en los volúmenes de cosecha que van de 100 a 600 ton ciclo 1 ha 1 de invernadero.

Esta variación es atribuida a las deficiencias en aportes de silicio y CO2(gas). El manejo de este tipo de fertilización generativa además de mejorar la productividad y calidad nutritiva e inocua de la cosecha y cultivo permitirá eliminar el CO2(gas) del ambiente que provoca el sobrecalentamiento y cambio climático del planeta, así como mejorar la rentabilidad de los sistemas agrícolas.

Forma de actuar del Silicio.

La planta absorbe el silicio y forma una capa de SiO2 entre la epidermis y la cutícula que desgasta las mandíbulas de gusanos. De igual manera esta capa de SiO2 no permite la penetración de las esporas de hongos.
El silicio tiene un efecto abrasivo en los insectos y provoca su muerte por deshidratación, lo que lo convierte en un protector natural que además no genera resistencia. Es posible controlar ácaros, mosca blanca, pulgón, trips, gusanos, etc.
Los tricomas son estructuras físicas formadas por el silicio que tienen la función de filtro solar para una mejor nutrición lumínica y al mismo tiempo son una estructura de protección mecánica contra insectos y plagas. Fisiológicamente y físicamente, mejora la resistencia a  situaciones de estrés por las condiciones ambientales de altas temperaturas, heladas y sequias.

Fuentes consultadas: Estudio del Dr. Edgar Quero Gutiérrez y Diatomix.

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