Download lo que no sabiamos del silicio

ÁCIDO SILICICO
A devolverlo a la cadena alimenticia
PARTE 1
Se ha disminuido significativamente el contenido de minerales y vitaminas de las verduras y frutas durante los
últimos 70 años. La aparente razón es la degradación del suelo y la altamente intensiva producción 'industrializada'.
Se les ponen a las plantas en condiciones estresantes a través de la aplicación de excesos de fertilizantes, fungicidas
y pesticidas con una sola meta: la de obtener productos más grandes y más uniformes que tienen mejor aspecto y
que se demoran menos tiempo en crecer. Se ha dado poca o nada de atención al contenido nutritivo y a los residuos
químicos.
Una cantidad sustancial de frutas y verduras están contaminadas por residuos y pesticidas los cuales tienen un
efecto grave para la salud humana por acumulación y combinación. Tenemos leyes que limitan la concentración
máxima de agroquímicos individuales pero nada de comprensión de las máximas concentraciones aceptables de los
1
compuestos que se crean por su interacción química. Por lo tanto no existe legislación en cuanto a esto .
La mayoría de las frutas alcanzan su mejor calidad para el consumo y máximo contenido de nutrientes cuando
maduran completamente en la planta o árbol (contenido de agua más bajo y mayor contenido de azúcares,
minerales, vitaminas y antioxidantes, etc.). Además se compromete el contenido nutritivo por prácticas de cosecha
temprana, almacenaje y transporte a menudo por largas distancias.
El contenido más bajo de vitaminas y minerales en las frutas y verduras tiene un efecto negativo sobre la salud. Es
imposible compensar comiendo cantidades extras de verduras y frutas para obtener la misma cantidad de
minerales y vitaminas de antes. En este sentido, los cultivos, deben estar encaminados a mejorar los contenidos de
nutrientes como los aspectos de producción y apariencia de los productos.
Los estudios y pruebas demuestran el potencial que tienen los fertilizantes de Silicio (Si) como un importante
instrumento para lograr esos mejoramientos. El Si también está involucrado en procesos bioquímicos que llevan a
la producción de tejido conectivo y a la re-mineralización de los huesos en los seres humanos y en los animales4. Por
lo tanto, es necesario para toda la cadena alimenticia.
Un elemento esencial (en el ejercicio del cultivo)
El Silicio2 de los suelos aparece en la arena, minerales como silicatos, en otros compuestos o en el ácido Silicio (SiA)
líquido. La única forma como los organismos vivos asimilan el Si es cuando está presente como SiA. El Si asimilable
por las plantas se conoce como 'activo', 'bio-activo', 'reactivo', 'soluble', o 'líquido'. Para simplificar, en este texto,
nos referiremos al silicio asimilable como SiA3. El SiA está presente en forma natural en los niveles de
aproximadamente 50-400ppm. Pequeñas cantidades usualmente están presentes en el agua de superficie (estas
son removidas al tratar y filtrar el agua) y en los desechos de plantas cuya descomposición se extiende en el suelo.
La formación de Alumino-silicatos en particular (los principales componentes de la arcilla) mejora el agua, el aire, el
intercambio de iones y la capacidad de amortiguamiento (función buffer) del suelo.
En los suelos, el SiA se libera lentamente en pequeñas cantidades a través de la acidificación de los Silicatos por
medio del ácido Carbónico producido por la respiración de los microorganismos del suelo y las larvas, también se
acidifican los silicatos con los ácidos orgánicos débiles y enzimas producidos por las raíces de las plantas y los
microorganismos. El SiA también lo requieren los microorganismos del suelo y representa una medida importante
de la fertilidad del mismo. Sin embargo, la FAO calcula que aproximadamente 210-224 millones de toneladas de Si
1
disponibles para las plantas se remueven del suelo cada año con la cosecha de los cultivos y/o sus sistemas de raíces.
Esto tiene resultados extremadamente negativos por la fertilidad del suelo, la erosión y la nutrición.
Potencial para el crecimiento
Con la ausencia del adecuado SiA en el suelo y en el agua de irrigación, las plantas no son capaces de desarrollar
completamente su potencial de crecimiento y producción. Parece que las habilidades de acumular Si en las plantas
se han mantenido durante la evolución como beneficiosas para sobrevivir, protege los tejidos reproductivos,
fortaleza las estructuras y proporciona los mecanismos naturales de defensa contra el ataque de enfermedades,
insectos y herbívoras. El Si también está involucrado en los mecanismos que aumentan la tolerancia de las plantas al
estrés medioambiental: las sequías, las temperaturas extremas, acumulación de metales pesados (los cuales, de
otra forma, serían fitotóxicos), etc. De esta manera, se mejoran el medioambiente y la supervivencia de las plantas.
El Si desempeña un papel cada vez más importante en contraste con la continua deterioración de la calidad de los
suelos y el agua de irrigación en una escala global. Parece que el Si está íntimamente asociado con el Ca para
mantener la fortaleza e integridad de las paredes celulares; participa en varias funciones metabólicas en las plantas
superiores. Se conoce bien la importancia del Ca para el crecimiento y desarrollo de las plantas pero se necesita
cierto nivel (aproximadamente 30-300ppm) de SiA en el suelo para que el Ca se torne disponible para las plantas.
Además, un sistema vascular 'silificado' favorece la transpiración; el agua, Ca (y otros minerales) se distribuyen en
las áreas de la planta que estén perdiendo más agua.
Producción intensiva
Los cultivadores necesitan obtener máxima producción para poder mantenerse en el negocio. Pero, muy a menudo
las fuertes aplicaciones de fertilizantes (sobre todo de Nitrógeno) comprometen la calidad nutritiva y de
poscosecha (por ejemplo, pieles muy débiles en la zanahoria). El suministro de adecuado SiA durante el cultivo
generalmente contrarresta tales características negativas.
La producción intensiva en horticultura, sobre todo bajo condiciones de invernadero, somete a las plantas a más
estrés. Las plantas están forzadas a ser más productivas y a crecer más rápido, sometidas a los modernos protocolos
para economizar energía. Frecuentemente tal estrés tiene el resultado de una escasez de SiA causado por una
presión de turgencia inadecuada para elevar el agua, SiA y minerales (Ca incluido) a los puntos de crecimiento de la
planta. Si a las células jóvenes y elásticas les falta SiA, el tejido resultante de la planta estará altamente propenso al
colapso bajo condiciones de la alta presión de turgencia.
En contraste, una parte del gel de Sílice depositado alrededor y encima de los estomas debido a la evaporación, se
cristaliza como Sílice. Esto reduce la transpiración y por lo tanto la captación de Ca (y SiA). El gel de Sílice y los
complejos de Si depositados en la epidermis/cutícula de la hoja también pueden ayudar reducir la pérdida de
humedad y puedan afectar los llamados 'puntos de goteo de la hoja' en algunas especies. Estos efectos de SiA
ayudan a la planta a mantener su balance de agua según el medioambiente cambiante. La epidermis/cutícula más
fuerte y más gruesa también otorga a las hojas mayor resistencia a los patógenos micóticos, insectos dañinos,
herbívoras, y el estrés abiótico.
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Acumulación de Silicio
Los experimentos científicos suelen categorizar las plantas según su acumulación o no acumulación de Si. A veces se
quiere denotar (erróneamente) que las que no acumulan no se benefician o no pueden beneficiarse del Si.
Las plantas inferiores por ejemplo las algas, musgos, helechos y Gimnoespermas (incluyendo los coníferos) suelen
acumular Si en sus tejidos. La acumulación de Si generalmente también sucede en las plantas superiores
(Angioespermas) más o menos limitado a las plantas Monocotiledonas. Generalmente la acumulación de Si no
ocurre en las plantas Dicotiledoneas (con la excepción de unas pocas familias tales como Urticaceae y
Cucurbitaceae). Esta segunda familia incluye tales cultivos como: Pepino, Melón, Calabaza, y Zapayo. En estos
casos el contenido de Si tanto como Ca son altos.
Algunos cultivos Monocotiledonos ornamentales económicamente importantes
Palmaceae (dátiles, cocos, etc.); Bomeliaceae (Ananus); Graminaceae; Orchidaceae (Vainilla); Musaceae
(Banano); Allium spp, Espárrago, etc.
Disponibilidad de ácido silícico
Cuando el SiA se libera de los minerales, una parte es inmediatamente atrapada por otros elementos libres
presentes en el sistema agua-suelo, en las partículas del suelo o en el campo periférico de las raíces de las plantas. El
Aluminio y el ácido Fosfórico tienen particular afinidad con el SiA. También puede combinarse con compuestos
orgánicos. Una parte se pierde por lixiviación. Además, solamente una pequeña parte del SiA restante se queda
disponible para la captación de las raíces de las plantas ya que al ser una molécula pequeña y sumamente inestable
se polimeriza rápidamente formando una cadena larga de moléculas biológicamente inactiva (silicio coloidal y gel
de silicio).
¿Cómo puede un cultivador asegurar que sus plantas estén recibiendo adecuado SiA? Si un cultivo está abonado
con un fertilizante de silicato de Calcio, o si se agrega silicato de Potasio a una solución nutriente5, ¿cuánto SiA se
liberará del Silicato? ¿Cuánto silicato tapará las líneas de irrigación? Sobre todo, ¿cuánto SiA estará disponible para
captación por la planta? ¿Cuánto de este SiA finalmente llega a las hojas y tejidos reproductivos sin polimerizarse
primero en moléculas de cadena-larga inactivas biológicamente? ¿Qué tan buena será la distribución del SiA en los
tejidos crecientes más necesitados de las plantas?
Nadie tiene las respuestas a las anteriores preguntas excepto decir que se requiere un suministro constante de SiA
para reemplazar las cantidades que constantemente se pierden en la deposición de gel de sílice y bio-minerales. La
interminable 'pista de obstáculos' que recorre el SiA desde la solución suelo-agua hasta el tejido de la hoja ahora se
ha abreviado: hace poco, los científicos han logrado sintetizar una forma estabilizada de ácido silicio (SSiA) que se
aplica a las plantas como una aspersión al follaje.
La aplicación de ácido silícico estabilizado
El SiA se aplica6 junto con un agente apropiado de dispersión en una hora del día en la que el líquido no se evapore
muy rápidamente de la superficie de la hoja. El SiA liberado se absorbe directamente en el tejido de la hoja y
después se conduce y se utiliza en donde se necesita. El SiA se aplica a las plantas en pequeñas cantidades en
relación al ciclo del cultivo, aplicaciones más frecuentes desde la etapa del brote hasta la cosecha es la práctica
normal. Consecuentemente, los cultivadores ya pueden proporcionar a las plantas una cantidad más segura y
cuantificable de SiA y ayudar a sus plantas a protegerse a si mismas en forma natural.
3
Potenciales beneficios económicos
Un cultivador puede calcular la efectividad del costo de aplicar un fertilizante Silícico, una vez que tiene un buen
cálculo del promedio de ingreso bruto extra (por m2 o Ha) por aumento de producción más ingresos extras por mejor
calidad (precios con prima). Agregue el valor obtenido la reducción en la aplicación de fungicidas, insecticidas, y
fertilizantes para obtener la ventaja económica bruta total. Reste el costo del producto Si aplicado. Los cálculos de
cultivadores incluyen: USD1.326/ha/cultivo para zanahoria y 890/ha/cultivo para calabaza (usando Zeolita y silicato
de calcio puro respectivamente). De los dos, solamente la calabaza es acumuladora de Si. Esto significa una gran
ventaja económica potencial cuando se multiplica por hasta una pequeña porción del área global de producción.
TABLA 3
La clasificación de cultivos de frutas y verduras en términos del estimado valor promedio de hectáreas de
producción/año (FAO 2004). El valor de producción varía mucho entre países, depende del grado de mecanización y
de las prácticas de cultivo. Se calcula un promedio aproximado. La información supone que la producción intensiva
de cultivos de alto valor proporcionará a los cultivadores más beneficio por la aplicación de Si (permitiendo que sus
plantas obtengan un constante nivel óptimo de SiA). Aquellos señalados con (*) son cultivos Monocotiledoneos que
son conocidas acumuladoras de Si.
CLASIFICACIÓN
1. Fresa
2. Melón/Cantalupo
3. Kiwi
4. Lechuga***
5. Mora
6. Grosella
7. Ajo*
8. Cereza
9. Banano*
10. Durazno/Nectarina
11. Berenjena
2. Espárrago*
13. Ají/Pimentón
Hectáreas**
3.113.840
27.371.268
1.008.945
21.373.868
389.061
686.832
14.048.047
1.896.522
70.629.047
15.561.206
29.903.983
6.571.932
23.667.428
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
CLASIFICACIÓN
Espinaca
Zanahoria
Manzana
Limón/Lima
Pera
Albaricoque
Naranja
Tomate
Mandarina
Cebolla*
Papa
Uvas
Hectáreas**
12.682.843
23.607.214
59.059.142
12.126.233
17.909.496
2.685.486
63.039.736
115.950.851
22.198.791
53.591.283
328.865.936
65.486.235
* Cultivos Monocotiledoneos
** Total Producción mundial en hectáreas (FAO)
*** En algunos casos, se supone más de una cosecha/año (Ej. Lechuga)
Cultivar de acuerdo con la Naturaleza
El uso de Si promueve la agricultura sostenible y se inserta perfectamente en los métodos orgánicos, biológicos,
bio-dinámicos y en la producción integrada. El Si permite que las plantas utilicen los fertilizantes, fungicidas e
insecticidas más eficazmente y en menos cantidad y que los microorganismos del suelo tengan una mejor
posibilidad de supervivencia.
4
En términos generales, un suelo normal contendrá arcilla, arena y materia orgánica (el material de plantas en
descomposición usualmente libera algo de SiA). Sin embargo, esta fuente de SiA probablemente no será óptima ni
constante en cuanto a los requerimientos de la planta durante el transcurso del ciclo de producción. Los
cultivadores deben tomar medidas para proporcionar fuentes adecuadas de Si: directamente a la hoja, en el medio
de cultivo o el suelo, para asegurar que sus plantas puedan constantemente obtener un nivel óptimo de SiA. Aún
más en el caso de cultivos sin suelo, de soluciones de nutrientes o con sustratos basados en turba. Los beneficios
potenciales están listados abajo. (Véase también las Tablas 2a, b, c, d, e):
Durante el cultivo

Más crecimiento y desarrollo natural, plantas más fuertes y compactas.

Hojas más fuertes, mejor fotosíntesis.

Mejor tolerancia a los niveles de baja luz, estrés hídrico y de temperatura.

Resistencia mejorada a las enfermedades, los insectos dañinos y herbívoros.

Mayor tolerancia a los metales pesados (y condiciones salinas del suelo).

Curación más rápida de cortes (ej. al tomar esquejes).

Éxito en los injertos (ej. En árboles frutales).

Productividad y calidad mejoradas.

Medioambiente más limpio, reducción en el uso de químicos, menos lixiviación de agroquímicos.
Poscosecha

Alimentos más sanos con menos residuos químicos.

Más azúcares, almidones, vitaminas, etc.

Cortezas más fuertes y duras en las frutas; mejor comportamiento en el almacenamiento y transporte.

Células más fuertes y quebradizas facilitan la extracción de los jugos.

Aumento del peso total de la producción (productividad).

Más uniformidad y mejores estándares en tamaño y peso.

Mejor sabor y tiempo de durabilidad antes de la venta.
NOTAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Prof. D. Van Den Berghe, Universidad de Antwerp
“Si es un micronutriente esencial y sus deficiencias afectan significantemente la salud de la planta” La Junta
de Normas Orgánicas Nacionales, Resumen de la Junta Consultiva compilado por la University of California
en el Programa de Investigación y Educación de la Agricultura Orgánica (UCSAREP) para El Programa
Orgánico Nacional del USDA's 2003
Para la simplificación, el ácido silícico no se diferencia entre la formas (mono- o poli)
Pruebas clínicas, St. Thomas Hospital, London
La solución nutriente modificada Hoagland contiene 0,25mM de silicato de sodio. También se usa
comúnmente el silicato de potasio.
Se pueden agregar otros productos para que cada aplicación de aspersión sea más económica y benéfica.
Este artículo debe leerse junto con la Parte II. La química de Silicio y del sistema agua-suelo es extremadamente
compleja y algunos inexactitudes científicas son inevitables por el interés de la simplificación. Puesto que el artículo
no se dirige a la comunidad científica, no se proporcionan referencias científicas.
Edward Bent
Asesor de Horticultura, Bergamo, Italia
5
ÁCIDO SILICICO
Cultivar de acuerdo con la naturaleza
PARTE II
Los consumidores hoy en día quieren alimentos más limpios, seguros y están dispuestos a pagar por ellos. La
presión de consumidores en los Estados Unidos está tan fuerte que el USDA (Departamento de Agricultura de los
Estados Unidos) ha dirigido una carta a importantes universidades para que inicien programas de investigación y
desarrollo sobre bio-alimentos orgánicos1. Otras universidades están trabajando en temas de la salud relacionada
con los alimentos. Los científicos de la agricultura están bajo presión para investigar nuevos productos y técnicas de
producción y el Silicio (Si) el elemento 'olvidado' está en el centro de estos progamas2. Sólo se puede resolver el
problema a través de prácticas mejoradas de agricultura. La única forma del Si disponible para las plantas es el ácido
Silicio (SiA)3 y actualmente esto está disponible en una forma estabilizada (SsiA) que se aplica principalmente por
aspersión foliar.
Aplicación de la investigación
Muchos experimentos de laboratorio describen varias de las funciones del Si en las plantas. Sin embargo, estos
suelen ser a corto plazo y no se conducen bajo condiciones para obtener máxima producción. Se tienen
experimentos específicos a algunos cultivos, falta aplicarlos a otros cultivos para reproducir esos resultados
positivos.
¿Cómo se diferencian las frutas y verduras cosechadas de plantas tratadas con Si durante su cultivo? ¿Los productos
son más resistentes al manejo, transporte y tiempo de durabilidad antes del consumo? ¿Cómo el tratamiento de Si
afecta el contenido de minerales y nutrientes de los productos después de procesamiento y transformación? Por
ejemplo:





Productos enlatados tales como los tomates (menos daño en cosecha/manejo).
Productos liofilizados (células más fuertes no colapsan durante congelación).
Jugos y pulpas frescos (mayor extracción, más fácil ruptura de células).
Jugos/pulpas frescos (más vitaminas y antioxidantes, p.e. Ribes y escaramujo(rose-hips).
Almidón extraído de papas (más almidón, más fácil ruptura de células).
Es precisamente en esta área donde el comercio y la industria de procesamiento pueden esperar ventajas
comerciales del uso de Si durante el cultivo. Inclusive, en los cultivos en que todavía no se ha mostrado alguna
ventaja causada por Si durante el cultivo, les puede resultar una calidad mejorada de poscosecha. La industria de
horticultura tanto como las grandes cadenas minoristas debe apoyar más investigación de esta clase.
¿Amigable al cultivador?
La investigación científica proporciona insuficiente información para el cultivador sobre la importancia de Si para el
cultivo de las plantas. El tema del Silicio parece estar atrapado por la comunidad científica y las complejidades de la
materia. En primer lugar, hay un amplio surtido de fertilizantes, mezclas y nutrientes de silicio disponibles
comercialmente. Algunos se componen de extractos orgánicos de plantas (usualmente de algas o Equisetum). Si las
plantas muestran una ventaja positiva, ¿cuál sustancia es responsable y en cuáles combinaciones? ¿Es cuestión de
mejorar la estructura del suelo o el crecimiento de plantas y la bioquímica o ambas cosas?
6
Todavía no sabemos lo suficiente sobre 'las preguntas de ¿qué, cómo, y cuándo? en cuanto a la aplicación de muchos
de los productos de Si. Las respuestas son diferentes dependiendo del tipo del suelo y de cultivo. El medio de cultivo
complica aun más el tema: suelo ordinario del campo, suelo arenoso de desierto, compost para macetas, cultivos
sin suelo, agar, etc. Además se tienen diferentes métodos de aplicación: aspersión foliar, por agua de irrigación,
mezcla en macetas o dispersión en el suelo. Sin embargo, se han aplicado desde hace siglos los fertilizantes de Ca sin
que entendamos plenamente la disponibilidad de Ca en el suelo y cómo se capta por las plantas! Estas variables, sin
embargo, se reducen significativamente por la aplicación de una aspersión foliar de SsiA.
Para algunos cultivadores, la aplicación de Si puede parecer como una medida sencilla preventiva; tal vez difícil para
justificar en términos de tiempo, esfuerzo y gastos. Para otros, los productos de SiA pueden parecer excesivamente
'sencillos' (al compararse con agroquímicos altamente complejos, curativos y costosos). Finalmente, los grandes
consorcios de cultivadores y los asesores de la actualidad moderna prefieren no divulgar este conocimiento y
experiencia con SiA. Se requieren más pruebas, acercamiento al cultivador y servicios de extensión.
Crecimiento y Desarrollo
El crecimiento y desarrollo de las plantas se fomentan claramente por medio del Si (véase Tablas 2a,b,c,d,e). Con el
suministro adecuado de SiA, muy probablemente se consiguen ventajas comerciales en la reproducción de plantas
por estaca como es el caso de los esquejes e injertos y más allá si se aplica SiA en las siguientes etapas. En el caso de
los Ribes, la aplicación foliar de altas dosis de ácido silicio estabilizado más Boro (SsiA+B), detiene el crecimiento. Se
necesita más investigación para evaluar el potencial de SsiA+B como un regulador natural de crecimiento.
Flores, semillas y frutas
El Si es especialmente importante en la reproducción de plantas y ayuda proteger el embrión. En el arroz se han
encontrado los más altos niveles de deposición de Silicio en la etapa de inflorescencia lo cual ayuda mantener un
alto nivel de humedad para el desarrollo posterior. Las deficiencias de Si en tomates causan flores anormales con
estambres degenerados y polen formado anormalmente. Se reduce la fertilidad de polen en el Pepino y la Fresa, la
fruta puede ser malformada y la producción inferior. En muchas especies, con altas temperaturas se detiene la
producción de semillas aunque la polinización sea exitosa. En un número de plantas, se ha observado que el Si
aumenta su tolerancia a altas temperaturas.
¿Sociedad Calcio-Silicio?
El SiA desempeña un rol importante en la regulación de la captación y balance de minerales en las plantas. Ambos
elementos parecen inseparablemente presentes en el mantenimiento de la integridad y fortaleza de la pared
celular y en varias funciones metabólicas involucradas en el crecimiento y desarrollo. Se necesita cierta
concentración de SiA en el agua-suelo para que el Ca presente que es más bien inmóvil, se torne disponible para ser
captado por las plantas. El Si refuerza el sistema vascular. Como resultado, las plantas puede elevar más agua en el
corriente de transpiración y en esa agua, algo del Ca presente en el suelo o medio de cultivo. Ha sido una opción
selectiva en las plantas superiores a favor de Ca. Pero la mayoría de las plantas parecen que pueden beneficiarse del
Si (sea que acumula Si o no). SiA ya puede entregarse directamente a la hoja con aspersión foliar (SsiA).
7
Si y Ethylene
5
Parece que SsiA+B estimula la producción de la hormona de estrés ácido Abscisic (ABA) e influye en el metabolismo
del Ca. Aunque haya poca evidencia directa, parece que el Si influye activamente en los sistemas enzimáticos de las
plantas incluyendo la producción/supresión de la hormona etileno. Esto es particularmente relevante para la
maduración de frutas y como una 'hormona para las heridas' después de cortar los esquejes. Se requiere
urgentemente más investigación para determinar exactamente cómo SiA pueda afectar el metabolismo de las
plantas (incluyendo la producción/supresión de etileno) y cómo esto puede ser empleado para regular el
crecimiento y maduración.
Moderación de minerales
El SiA aumenta la absorción de Fósforo (P) en las partículas de alumino-silicato de la arcilla del suelo. Esto reduce
grandemente la lixiviación4 de P (y Potasio) especialmente en los suelos más livianos. Sin embargo, el P absorbido en
las partículas del suelo queda disponible para las plantas y se mejora la fertilidad del suelo.
Los fertilizantes a base de Fosfato (P) en el suelo también pueden competir con SiA e inhibir su captación por las
raíces de las plantas. Experimentos en algunas especies han determinado que en una excesiva disponibilidad de
fósforo para las plantas, su captación pasiva se reduce por la deposición de Si dentro y sobre las raíces. El transporte
activo de P al sistema vascular de las raíces se reduce también. La deficiencia de P dentro de la planta causa un
aumento en la captación de SiA.
Dentro de la planta, el SiA mejora la utilización de P al reducir la captación de Manganeso (Mn) y en un menor grado,
el Hierro (Fe) del suelo. Metales tales como Mn y Fe tienen una alta afinidad con el P. Una captación más baja Mn (y
Fe) permite una concentración más alta de P dentro de la planta (aun con un nivel bajo de P disponible en el aguasuelo). El SiA dentro de la planta también reduce los niveles internos de Mn y otros metales pesados a través de la
precipitación de compuestos como Si-Mn. Esto mejora la tolerancia de la plantas (al reducir la toxicidad potencial) a
los metales pesados al asegurar su dilución o una distribución más pareja.
El SiA en el suelo permite aumentar la captación de Potasio (K). La aplicación foliar de SsiA reemplaza el tratamiento
de las plantas con Potasio para endurecer las frutas y promover su maduración. El Si aumenta la tolerancia de la
planta a los altos niveles de nitrógeno, esto es extremadamente importante al considerar el aumento de la
productividad.
Desintoxicación de metales pesados
La presencia de Aluminio (Al) disponible para las plantas es un factor que limita su crecimiento en suelos
naturalmente ácidos o en dónde el pH de sustratos como la turba por ejemplo, se hace demasiado ácido. Al inhibe la
captación de otros minerales y tiene un efecto negativo sobre las reacciones de las enzimas en las células. El efecto
del Si sobre el aumento de la tolerancia de las plantas al Al es similar a aquel descrito para Mn. El aluminio atrapado
en los complejos Si-Al formados en el suelo, ya no está disponible para la captación. Dentro de la planta, se forman
co-depósitos no tóxicos de Si-Al. Mecanismos similares proporcionan a las plantas mayor tolerancia a metales
pesados tales como el estaño (Sn), cobre (Cu), Zinc (Zn), plomo (Pb) , Cadmio (Cd), y Mercurio (Hg) en suelos
contaminados.
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Salinidad y estrés salino
El Si mejora la tolerancia de las plantas a las condiciones de estrés por sal. Actualmente se calcula que entre 10-35%
de la tierra agrícola mundial esta afectada en un mayor o menor grado por exceso de salinidad. Se ha observado un
incremento a la tolerancia al sodio (Na) debido a que el Si reduce la permeabilidad de las membranas celulares al Na.
El resultado es un bajo nivel de Na pero un alto nivel de Potasio (K) en el líquido celular. Algunas plantas son
adaptadas genéticamente a condiciones salinas.
Dureza y permeabilidad
Los cultivadores saben que los tejidos de las plantas se componen de 98% de agua y que es vital mantener su
balance. Los beneficios de las plantas con hojas más gruesas y 'silificadas' necesitan poca explicación, es obvio al ojo
y al tacto. Los experimentos con Zoysia y pasto rastrero doblado indican que depósitos de Si en las paredes celulares
les conceden incremento de la resistencia en condiciones extremas de temperatura.
La mayoría del SiA captado por las plantas se deposita como un gel amorfo hidratado de Sílice sobre las paredes
celulares, los espacios intercelulares y en el complejo de estomas. El SiA va por entre las paredes de las células en
expansión hacia las puntas de crecimiento. Aquí se polimeriza en gel de Sílice y forma otros compuestos y quelatos
de Si. Una vez polimerizado, el Si ya no está disponible para ninguna otra parte de la planta y por lo tanto se requiere
un suministro constante de SiA .
Al perder agua el gel de Silice depositado alrededor y externamente a la apertura de los estomas, se cristaliza como
Silice y retrasa el índice de transpiración. Los depósitos del gel de silice y los complejos de Si refuerzan las
células/cutículas de la epidermis de la hoja, partes de la flor y el cuerpo de las frutas, incrementan la resistencia
mecánica y reducen la permeabilidad. La corteza de la fruta tiende a ser más gruesa, pierde la humedad más
lentamente, resistiendo mejor el daño mecánico y la infección. Los depósitos de Si en las raíces las conceden mayor
elasticidad y resistencia a la sequía.
Las células de los paquetes vasculares se fortalecen con los depósitos de gel de Sílice (a menudo en células Silícicas
especializadas). Por lo tanto las células resisten mejor la compresión y permiten que los paquetes vasculares
(incluyendo las vasos pequeños) se queden más abiertos a través de la planta, en lugar de estar parcialmente
abiertos o colapsos debido al marchitamiento o perdida de agua. Esto es extremadamente importante para llevar el
SiA a las puntas de crecimiento en donde las células están expandiéndose activamente. La cantidad total de SiA
llegando a la hoja pueda ser suficiente pero si una parte no llega a los sitios en donde se necesite, sufrirán el
crecimiento y desarrollo en ese sitio.
Cuando la fruta empieza a crecer y madurar, incrementa los porcentajes de agua y minerales y el SiA llega desde las
hojas vía fluema con azúcares producto de la fotosíntesis.
Resistencia a las enfermedades
La superficie silificada de la hoja constituye una barrera física contra el ataque micótico. La superficie de la hoja
tiene una resistencia más alta a las perforaciones de las esporas en crecimiento. Se ha observado en el pepino que
aquellas esporas que logran penetrar se encuentran con una activa respuesta de defensa estimulada por SiA. La
infección dispara una respuesta sistémica que estimula la acumulación de sustancias como las fenólicas que tienen
propiedades fungicidas. Las paredes de la célula están listas para hacer valer la deposición de Si localizada en el sitio
de infección.
9
En el punto de la penetración, una acumulación de densos complejos de Si orgánico forman un tapón o collar para
contener las esporas en desarrollo, limitando así más penetración. Ya que la resistencia genética eventualmente se
pierde por aparición de nuevas cepas patogénicas las cuales, al la vez, se ponen más resistentes a las fungicidas, el
SiA es sumamente útil. Algunos experimentos indican que el mejor control de enfermedades es combinar SiA con
una reducida aplicación de fungicida.
Barrera para los insectos y herbívoros
Las superficies silificadas de las hojas hacen más difícil el ataque de insectos. El Sílice daña rápidamente las partes de
la boca del insecto lo que produce un alto índice de mortalidad por canibalismo o inanición. También se disuaden los
insectos que perforan la hoja para obtener linfa. El mismo principio aplica al depositado en las células de raíces que
forman una barrera contra los parásitos del suelo (p.ej. gusanos Nematodos).
Un reciente experimento en el Central Science Laboratory (UK), demostró que al aplicar silicato de calcio al trigo
causó la deposición de Sílice en la superficie de la hoja y en los pelos puntiagudos de las hojas. Esto raspó los dientes
e irritó el estómago de los conejos con una consecuente reducción de 50% en el daño por pastoreo. Esto tiene
relevancia para los cultivadores de muchos cultivos de campo.
Un seguro que vale la pena
El Si no es la panacea mágica para el crecimiento y desarrollo de las plantas. El Silicio y la química del suelo-agua son
muy complejos y muy dinámicos. Esta interacción con las plantas también es dinámica así como los factores del
estrés que produce el medioambiente tan cambiante. Por lo tanto, es difícil precisar causa y efecto y obtener los
mismos resultados. Sin embargo, el Si desempeña un papel integral en varios mecanismos en los cuales las plantas
naturalmente se adaptan y resisten las cambios externos e internos medioambientales para sobrevivir. De una
forma u otra, los cultivadores innovadores deben asegurar que el nivel de SiA en sus plantas se mantenga en un
nivel óptimo, permanentemente.
Notas
1. Prof. D. Van Den Berghe, Universidad de Antwerp
2. “El Si es un micronutriente esencial y sus deficiencias afectan significantemente la salud de la planta” La
Junta de Normas Orgánicas Nacionales, Resumen de la Junta Consultiva compilado por la University of
California en el Programa de Investigación y Educación de la Agricultura Orgánica (UCSAREP) para
El Programa Orgánico Nacional del USDA's 2003
3. Para la simplificación, el ácido silicio no se diferencia entre la formas (mono- o poli)
4. La aplicación de silicato de Calcio a suelos arenosos de la Florida redujo la lixiviación de P en el cultivo de
caña de azúcar en un 40%. En áreas de producción intensiva en el departamento, los fosfatos drenan
libremente a los ríos y canales que promueve la floración de algas. Estas algas producen potentes
neurotoxinas que entran a los peces los cuales luego son tóxicos para humanos.
5. Ácido silícico estabilizado + Boro.
Este artículo debe leerse junto con la Parte I. Las tablas (2a,b,c,d,e,f) muestran algunos de los efectos of Si en los
cultivos de frutas y verduras. El silicio y la química del suelo-agua es extremadamente compleja y son inevitables
algunos errores científicos para la simplificación. Ya que este artículo no se dirige a la comunidad científica, no hay
referencias científicas.
Edward Bent
Asesor de Horticultura, Bergamo, Italia
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TABLA 2a HECHOS SOBRE EL SILICIO
Ácido silícico de fertilizantes a base de silicatos
Para cultivos de horticultura
Fresa*
Hojas mas verdes (más clorofila) con epidermis más gruesa; mejoramiento de la
fertilidad del polen; mejor producción: aumento en el peso y cantidad de frutas**
Se reduce la incidencia del powdery mildew ( Sphaerotheca macularis)**; supresión de
Sphaerotheca aphanis en la fruta y en las hojas; utilización mas eficiente del fungicida.
*Aplicado como fertilizante a base de silicato
**Aplicado como fertilizante a base silicato a la solución nutriente
Nota: Se tienen pocos resultados sobre cultivos en horticultura en experimentos y/o pruebas comerciales.
El alcance del mejoramiento no está cuantificado pero es sustancial en la mayoría de los casos.
Edward Bent
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TABLA 2b HECHOS SOBRE EL SILICONO
Ácido silícico de fertilizantes a base de silicatos
Para cultivos de hortalizas
Tomate*
Gran aumento en producción en cultivos hidropónicos; Aumento en
Producción en tomates cultivados en el campo; mayor número de frutas y
frutas más grandes, la fruta madura varios días más temprano; concentración
más alta de azúcar cuando Ca y Si están disponibles en suficientes cantidades.
Los síntomas de deficiencia de Si (reversibles) incluyen: hojas jóvenes
deformadas que se ponen más duras y quebradizas llegando a clorosis y
manchas necróticas; flores anormales con estambres degenerados; granos de
polen de forma anormal con fertilidad reducida; incidencia aumentada de frutas
deformadas debido a mala polinización.
Reducción de la severidad del powdery mildew (oidium neolycopercisi);
utilización más eficiente de los fungicidas.
*Aplicado como fertilizantes a base de silicatos
Se han observado resultados positivos en la aplicación de fertilizantes Silicatos en los cultivos de Cucurbitaceae.
(p.ej. calabazas, auyamas, calabacines, y melones)
Pepino*
Aumento de producción; síntomas de deficiencia de Si (reversibles) incluyen:
hojas nuevas deformes y torcidas; reducción de la longitud superior, número de
hojas y peso de la raíz, reducción de la fertilidad del polen.
Incremento de la tolerancia al Manganeso (Mn)
Melón de
Castilla o
almizclero y
calabacín
Reducción de la Incidencia del powdery mildew (Sphaerotheca fuliginea); reducción
de la pérdida de producción, putrefacción de raíces, y muerte debido a Phythium
ultimátum; reducción del marchitamiento causado por Fusarium oxysporum;
utilización más eficiente de las fungicidas.
Incidencia reducida de Sphaerotheca fuliginea y Erisiphe cichoracearum
cuando las hojas están infectadas artificialmente.
*Aplicado como fertilizante a base de silicato
Nota: Se tienen pocos resultados sobre cultivos en horticultura en experimentos y/o pruebas comerciales.
El alcance del mejoramiento no está cuantificado pero es sustancial en la mayoría de los casos.
Edward Bent
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TABLA 2c
Ácido silícico de fertilizantes a base de silicatos
Para cultivos de horticultura
Manzana*
Hojas más fuertes, más gruesas, más verdes; sin necesidad de aplicar Fe en suelos en donde
hay deficiencia de Fe disponible para las plantas, reduce los brotes secos. Aumenta la
producción total, cosechas más uniformes de año a año.
Permite más tiempo de frutas maduras en el árbol y la cosecha puede demorarse 2-3
semanas (mejor acumulación en la concentración de azúcares). Mejor calidad de frutas y
reducción del desperdicios total en 20-30%: piel de la frutas más fuerte y cerosa (la fruta se
demora más en perder su humedad con menos daño asociado con magulladuras), pulpa
sólida y crujiente permanece más dura por más tiempo; (la fruta se pela más fácilmente y por
más tiempo). Se mejoran las características de almacenamiento (se cree reducir la
producción de Etileno); aumento de 5-10% de jugo ‘exprimible’.
El Potasio (K) a menudo se aplica para endurecer la fruta y promover la maduración. En los
árboles de manzana tratados con SsiA, la fruta madura completamente sin aplicar K.
Más baja incidencia del powdery mildew (Podosphaera leucotricha); Se reduce el crecimiento
de infección micótica en los sitios de magulladuras y perforaciones (p.ej. Botrytis, Penicillium,
Mucor spp); Se reduce la aplicación de fungicidas.
**Mejor y más temprana coloración de la fruta, frutas más grandes
Pera*
Cereza
Cuello de la fruta más fuerte y más duro, la fruta se pela más fácilmente durante más tiempo
y se reduce el desperdicio.
Inhibición de la germinación de esporas de las infecciones micóticas (p.ej. Penicillium spp.)
después de heridas de la fruta.
*Aplicación foliar de Ácido Silícico estabilizado+ B. Observaciones de cultivadores de frutas Henk Nieuwdorp, y Piet
Verhage, Holanda.
**Aplicado como fertilizante de Silicato
Nota: Se tienen pocos resultados sobre cultivos en horticultura en experimentos y/o pruebas comerciales.
El alcance del mejoramiento no está cuantificado pero es sustancial en la mayoría de los casos.
Edward Bent
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TABLA 2d HECHOS SOBRE EL SILICIO
Ácido silícico puro o de fertilizantes a base de silicatos
en cultivos de agricultura/horticultura
Papa*
Plantas más fuertes y menos propensas a enfermedad, aumento de 6% en
producción (peso) de tubérculos/ha; aumento de 24% del tipo más grande
de 60/70, aumento del 8% en el tamaño 50/60, aumento 4% en el 40/50;
Uso más eficiente de fertilizantes.
Cebolla*
Plantas más fuertes y menos propensas a enfermedad; aumento de 4.5% en
producción (peso/ha); Incremento del porcentaje de cebollas para
transplante en los tipos medianos (35/50) y grandes (50/70), utilización
más eficiente (reducción potencial) del fertilizante.
Zanahoria**
Desarrollo más rápido de raíces en invernadero y en el campo, maduración
más rápida, mejoramiento de la producción, piel más fuerte. Incremento del
contenido de vitamina, uso más eficiente de fertilizantes y menos
lixiviación.
*Aplicación de Ácido silícico estabilizado + Boro por aspersión foliar
Rusthoeve Experimental Farm (Holanda) 2003
**Fertilizante a base de silicato (aplicación de zeolita sobre la superficie del suelo)
Nota: Se tienen pocos resultados sobre cultivos en horticultura en experimentos y/o pruebas comerciales.
El alcance del mejoramiento no está cuantificado pero es sustancial en la mayoría de los casos.
Edward Bent
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TABLA 2e HECHOS SOBRE EL SILICIO
Ácido silicio de fertilizantes a base de Silicatos
Para cultivos de hortalizas
Se han observado depósitos de Si en el Banano, Mango, Aguacate y Piña
Parra**
Cítricos**
Ribes*
Aguacate
Más alto contenido de azúcar, reducción del ‘shatter’ (caída de fruta de l tallo), piel más
fuerte. Hojas más resistentes al powdery mildew (Uncinula necator)
Coloración mejorada en la cáscara de la naranja en áreas de producción salina.
Crecimiento vegetativo detenido por alta dosis.
Se observó sílice cristalizado en las superficies de las hojas.
**Aplicación foliar de fertilizante de silicato
* Aplicado como Ácido silícico estabilizado + Boro
Nota: Se tienen pocos resultados sobre cultivos en horticultura en experimentos y/o pruebas comerciales.
El alcance del mejoramiento no está cuantificado pero es sustancial en la mayoría de los casos.
Edward Bent
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