1. No category

PRODUCTOS
&TENDENCIAS
Productos con Silicio
En la frontera entre la nutrición
El silicio es el segundo elemento más abundante en la
corteza terrestre y es un elemento beneficioso para el
desarrollo y el crecimiento de las plantas. El silicio
ayuda a que las plantas resistan de mejor forma el
estrés biótico y abiótico. Lamentablemente, el rol del
silicio en el crecimiento de las plantas no fue tomado en
cuenta hasta los inicios del siglo XX. La razón: como es
un elemento muy abundante y los síntomas de exceso o
deficiencia en las plantas no son muy notorios, los
investigadores nunca incluían a este elemento en sus
ensayos. Sin embargo, en zonas donde las plantas están
sometidas a estrés permanente, especialmente en
aquellos suelos deficitarios en Si, se ha ido tomando
conciencia de la importancia de este elemento. Pese a
que todavía no es reconocido como un elemento
esencial para las plantas, sus efectos benéficos en el
crecimiento, desarrollo, rendimiento y resistencia a
enfermedades han sido reportados en muchos cultivos
alrededor del mundo. Algunos de los países donde el
uso de Si ha mejorado los rendimientos en cultivos al
aire libre y en invernaderos son Australia, Brasil,
Canadá, China, Colombia, India, Irán, Japón, Corea,
Holanda, Rusia, Sudáfrica, Tailandia, Reino Unido,
Estados Unidos, Venezuela y Vietnam. Varios
fabricantes de fertilizantes de especialidad ya han
comenzado a incluir dentro de su portafolio algunos
productos con silicio. La IV Conferencia sobre el uso
del Silicio en la agricultura se realizó recientemente en
Sudáfrica y New Ag International le solicitó al Profesor
Datnoff, un experto mundial en la materia, que nos
entregara el siguiente informe sobre los avances más
recientes en ciencia y tecnología en el uso del silicio en
la agricultura.
22
Prof. Datnoff
La conferencia se desarrolla
cada tres años con el objetivo
de reunir a científicos que trabajan en los diferentes ámbitos del uso de Si en
agricultura. La primera conferencia se realizó en Estados
Unidos en 1999, luego vino
una en Japón (2002), Brasil
(2005) y recientemente en
octubre del 2008 en Sudáfrica.
El evento fue organizado por
la Universidad de KwazuluNatal y el South African
Sugarcane Research Institute
con el apoyo financiero de
Agripower, Calmasil, Distell,
Floratine BioScience, Inc., Oil
& Protein Seeds Development
Trust, Omnia Nutriology, PQ
Corporation, Protein Research
Foundation, South African
National Research Foundation y el USDA-ARS de Estados Unidos.
Participaron 125 investigadores provenientes de 29 países.
Los investigadores líderes en
investigación sobre silicio a
nivel mundial informaron a
los asistentes sobre el estado
del arte de la investigación
sobre Si. Estos investigadores
fueron: Richard Bélanger
(Canadá), Lawrence Datnoff
(Estados Unidos), Graham
Kingston (Australia), Stephen
Kinrade (Canadá), Olivia
Kvedaras ( Australia), Gaspar
Korndorfer (Brasil), Mark
Laing (Sudáfrica), Yongchao
Liang (China) y Fabricio
Rodrigues (Brasil).
Durante el congreso se mostraron nuevos descubrimientos sobre el Si tanto en el
ámbito de la agronomía, bioquímica vegetal, patología
vegetal, fisiología vegetal y
las ciencias del suelo. Entre
los descubrimientos más
notables: genes transportadores que participan en el movimiento de este elemento en
las membranas de las raíces
de dicotiledóneas como calabazas; el análisis que reveló
que una serie de genes defensivos y de metabolismo en
arroz y trigo son exclusivamente (y activamente) activados por el Silicio; el
descubrimiento de que el Si
reduce el Cd en trigo y maíz; y
la confirmación de que algunos insectos, como las mariquitas, se alimentan más en
plantas con mayores niveles
de Si, lo que implica que las
plantas suplementadas con Si
liberan compuestos volátiles
para atraer a los enemigos
apropiados. Otro descubrimiento: hay plantas ornamentales que acumulan Si, como
la verbena y la zinnia.
Otras líneas de investigación
fueron agrupadas por temas:
a) la química del silicio en los
suelos; b) silicio en las plantas;
c) silicio y el estrés vegetal; d)
silicio y el manejo de enferme-
NEW AG INTERNATIONAL
PRODUCTOS
&TENDENCIAS
y la protección vegetal
dades; e) silicio y el manejo de
plagas. Un tema muy interesante es que por primera vez
se presentó información sobre
silicio y los seres humanos. Se
descubrió que el silicio está
presente en mayores proporciones que todos los otros elementos traza combinados
(1gm. de silicio por cada 10 kg
de masa corporal) y se
encuentran altos niveles en
los huesos, uñas, tendones, las
paredes de la aorta, arterias y
páncreas. Además hay niveles
medios de Si en las células de
la sangre, hígado, pulmones y
también en la leche materna.
EL USO DE FERTILIZANTES
CON SILICIO PARA REDUCIR
LA APLICACIÓN DE AGUA DE
RIEGO
Esto fue lo que sugiere el trabajo de los doctores Bocharnikova y Matichenkov, dos
NEW AG INTERNATIONAL
investigadores rusos de la
Academia Rusia de Ciencias.
Ellos ensayaron una nueva
tecnología para reducir la tasa
de riego. La tecnología se basa
en el uso de un fertilizante de
Si con un alto contenido de Si
activo. Las plantas adsorben
Si en mayores cantidades que
otros nutrientes. La optimización de la nutrición con Si
aumentó el peso y el volumen
de las raíces entre un 20 y
200% y potenció la resistencia
a sequía y salinidad en las
plantas. Los compuestos del
Si activo demostraron ser
extremadamente importantes
en la formación de la fertilidad del suelo. Estos compuestos tienen un efecto directo
sobre la textura del suelo y
aumentan la capacidad de
retención de agua de los suelos entre un 20 y 30%. Además
aumentan la capacidad de
intercambio de los suelos
entre 10 y 25%. Se realizaron
ensayos en cebada, trigo y
pastos en invernaderos y se
usó sorgo para los ensayos al
aire libre, el que se realizó en
suelos arenosos. Los beneficios del Si activo fueron evidentes: aumenta la capacidad
de adsorción del suelo (entre
20 y 40%), aumenta la capacidad de retención de agua del
suelo (entre 10 y 30%) y
potencia la resistencia de las
plantas a la deficiencia de
agua y la toxicidad por sales.
Los ensayos en invernaderos
usaron diferentes programas
de riego y concentraciones de
sales en el agua de riego y
permitieron determinar cuáles son las mejores fuentes de
fertilizantes con Si tanto sólidos como líquidos. Estos trabajos determinaron que con
esta tecnología se puede reducir el uso de agua entre un 10
y un 40% sin afectar los rendimientos ni la calidad de los
cultivos. La tecnología puede
ser aplicada en cualquier tipo
de suelo, clima y con diferentes calidades de agua. Los
ensayos además se replicaron
en otras zonas desérticas y
semi-desérticas en varios países.
NUEVA TECNOLOGÍA PARA
PROTEGER A LAS PLANTAS
DEL OÍDIO EN HUERTOS BAJO
MANEJO INTEGRADO DE
PLAGAS
En Sudáfrica se presentaron
varios trabajos sobre el uso de
silicio para combatir enfermedades de las plantas. Desde el
punto de vista de innovación
de productos, uno de los trabajos más novedosos fue el de
la empresa española Bioibérica. El oídio es uno de los patógenos más persistentes y que
afecta más cultivos en el mundo. Además del daño directo
que genera el patógeno, esta
enfermedad fungosa además
debilita la resistencia de la
planta a cualquier tipo de
estrés biótico y abiótico. Con
este objetivo en mente, el
departamento de Investigación y Desarrollo de Bioibérica se enfocó en desarrollar un
producto foliar con aminoácidos y Si activo soluble. Este
desarrollo combina las propiedades benéficas de ambos
compuestos: el efecto bioestimulante de los amino-ácidos que ayuda a que las plantas
superen rápidamente el estrés
fisiológico- y el efecto del Si
en la resistencia de la planta a
las infecciones por hongos.
Los expertos señala que hay
dos mecanismos a través de
los cuales el silicio ayuda a las
plantas: por un lado cumple
una función de refuerzo
estructural de la planta debido a que se deposita bajo la
pared celular y, por otra parte,
se ha determinado que el Si
induce las defensas de la
planta. Bioibérica ha descubierto que el uso de aminoácidos más silicio ha reducido
la incidencia de oídio en una
serie de hortalizas y frutales.
El uso de estos productos ha
ayudado a reducir las aplicaciones de fungicidas y ha
mejorado la salud y el rendimiento de las plantas.
23
PRODUCTOS
&TENDENCIAS
Algunos presentaciones y trabajos destacados de la
IV Conferencia sobre Silicio en la Agricultura
Química de Silicio en los suelos
Efectos del tipo de suelo, fuente de silicio y ratio de fuente de silicio
en el desarrollo de la mancha gris de la ballica perenne. Por Uddin,
Nanayakkara, Datnoff.
Silicio y estrés de las plantas
Efecto del Si en el crecimiento y tolerancia a condiciones de estrés y
enfermedades de plantas en plantas mayores, incluyendo cultivos
para proteínas y aceites. Por Liang.
Las aplicaciones de silicio aliviaron el estrés por salinidad en trigo
(Triticum aestivum L.) cultivado en hidroponía y a campo abierto.
Por Tahir, Aziz, Rahmatullah.
Alivio del estrés al incorporar silicio, un meta-análisis. Por Cooke.
Uso de fertilizantes con Si para reducir las aplicaciones de agua de
riego. Por Bocharnikova, Matichenkov.
Silicio activo para incrementar las tolerancia de las plantas a sales.
Por Kosobryukhov, Shabnova, Kreslavsky, Matichenkov.
Entendiendo los beneficios del silicio en las plantas a través de análisis transcriptonómicos. Por Belanger.
Silicio y Manejo de Enfermedades
Influencia del silicio soluble e insoluble en el desarrollo de pyricularia oryzae en arroz. Por Datnoff, Ma, Mitani.
El efecto del silicio en el estrés por frío y su impacto en Fusarium en
banano. Por Kidane, Laing.
Movimiento del silicio a través de caña de azúcar y su efecto en Puccinia melanocephala. Por Naidoo, Caldwell, McFarlane.
Tratamientos de pre y postcosecha con silicio para el control de la
enfermedad de postcosecha Penicillium digitatum en cítricos. Por
Abraham, Laing, Bower, Clark.
Una nueva tecnología de silicio para protegerse del oídio en huertos
bajo MIP. Por Botta, Sierras, Marín, Carrión, Pinol.
Silicio en Plantas/ Fertilizantes con Silicio
Evaluación de la extracción de silicio en cultivos de flores en Estados
Unidos. Por Frantz, Locke.
Silicio en plantas dicotiledóneas. Por Laing, Kidane.
Efecto del silicio oligomérico y de bajas dosis de boro como aplicaciones foliares en arroz. Por Prakash, Chandrashekhar, Mahendra, Thippeshappa, Patil, Laane.
Silicato de calcio como una fuente de silicio y su interacción con
nitrógeno en arroz aeróbico. Por Shashidhar, Chandrashekhar, Narayanaswamy, Mahendra, Prakash.
Escoria siderúrgica como una fuente de silicio para caña de azúcar:
evaluación de la disponibilidad de Si y acumulación en las plantas.
Por Ferreira, Nascimento, Silva, Costa.
Respuesta de arroz y caña de azúcar al silicato de Mg en diferentes
suelos de Colombia. Por Bernal.
Fertilizantes de silicio, requerimiento y experiencias en campo. Por
Kingston.
Silicatos en la agricultura australiana contemporánea: una revisión
de los últimos 20 años. Por Lynch.
Silicio para humanos: ¿Benéfico o esencial? Por Laane.
Nota: El listado completo de las conferencias y resúmenes puede ser encontrado en: www.siliconconference.org.za
24
FERTILIZANTES A BASE DE
SILICIO: ¿NECESITAMOS
DESARROLLAR NUEVOS
PRODUCTOS?
Varios cultivos que naturalmente acumulan silicio, como
el arroz o la caña de azúcar, en
algunas situaciones requieren
de aporte de fertilizantes con
Si porque sus sistemas radiculares no eran capaces de obtener Si disponible desde el
suelo. “Este es un tema
importante para la industria
del arroz y de otros cultivos
en suelos tropicales muy llovidos. Existen criterios de suelo y también del estado de las
plantas para determinar cuándo es viable económicamente
aplicar Si”, señala G. Kingston, de BSES Limited en Queensland, Australia.
Sin embargo, no se han determinado criterios similares
para dicotiledóneas y cultivos
que no acumulan Si. Sólo se
tienen recomendaciones para
el uso de silicato de potasio en
las soluciones nutricionales
para el cultivo de cucurbitáceas en hidroponía. A las aplicaciones de silicato de potasio se
le atribuyen varias ventajas
como la reducción de las
enfermedades foliares y la
estimulación de la fotosínte-
sis. Todavía no está claro si
esto es un efecto dentro de la
planta o sólo tópico, porque se
han obtenido efectos similares
con otros productos que no
contienen Si. De hecho, es
raro que se reporten efectos
en la planta. Por otra parte,
toda la literatura sobre la
extracción, transporte y depósito de Si en las hojas refuta la
posibilidad de que las aplicaciones foliares tengan mucho
sentido.
Los primeros fertilizantes a
base de Si fueron derivados
de procesos industriales en
Japón en 1955. Posteriormente
hubo registro de productos en
Corea y Brasil. Hoy hay una
serie de fertilizantes de silicio
que se obtienen como subproductos de la industria del acero y del fósforo elemental.
Estos son aplicados en dosis
de 1.5 a 2 TM/ha/año en la
industria del arroz y 4.0 a 7.5
TM cada cuatro o cinco años
en caña de azúcar o en los sistemas caña de azúcar/arroz.
Algunos de los productos
fabricados incluyen silicatos
de potasio y magnesio fundidos y meta-silicatos de calcio.
Hay productos líquidos también como el silicato de potasio y el Si soluble en el agua
de riego. Materiales geológicos como silicato de calcio
(Wolastonita), rocas molidas y
NEW AG INTERNATIONAL
PRODUCTOS
&TENDENCIAS
tierra de diatomea se usan
como fertilizantes de silicio,
pero su uso se ve restringido
por la disponibilidad de silicato de calcio y las altas dosis
de aplicación requeridas para
las rocas molidas y tierra de
diatomea.
Se han determinado aumentos en rendimientos gracias al
uso del silicio que van desde
un 1 hasta un 30% en arroz,
dependiendo de la presión de
enfermedades y de entre 7 y
45% en caña de azúcar. En
caña, los mecanismos de
acción del silicio no están
muy claros pero se sabe que
genera hojas más verdes,
resistencia a insectos barrenadores y una menor incidencia
del aluminio y manganeso en
la nutrición con fósforo. Los
fertilizantes con silicio también tienen un rol muy preciso en el mejoramiento de la
calidad de los alimentos al
impedir que las plantas
extraigan metales pesados
como el cadmio.
“El conocimiento de los beneficios de la fertilización con
silicio ahora se debe transformar en mejores productos, en
estrategias prácticas y económicas basada en productos
óptimos que mejoren calidad
y rendimiento de los cultivos
y que prevengan la degradación del suelo”, dice G. Kingston, de BSES Limited en
Queensland, Australia.
NEW AG INTERNATIONAL
El número de proveedores de
fertilizantes a base de silicio
no es muy grande y muchos
de ellos operan a nivel nacional y en muchos casos solo a
nivel regional. El mayor mercado potencial es el Hemisferio Sur pero en los últimos
años debido a las bondades
fitosanitarias del silicio ha
aumentado el interés por
estos productos en el Hemisferio Norte donde cada día se
restringe más el uso de agroquímicos. Este será un nicho
más especializado y rentable
donde las empresas que
logren posicionar sus productos en el límite entre la nutrición, la bioestimulación y la
protección vegetal podrán
obtener grandes beneficios.
LA NECESIDAD DE
PROMOCIONAR Y COMPARTIR
EL CONOCIMIENTO SOBRE EL
ROL DEL SILICIO EN LA
AGRICULTURA
Lamentablemente la mayoría
de los investigadores en biología vegetal no conocen los
beneficios del Si en la agricultura. Y esto se debe a dos experiencias antagónicas. Por una
parte, las plantas grandes pueden crecer hasta la madurez en
soluciones nutricionales formuladas sin Si. Y esto ha
fomentado la creencia general
de que el Si no es un elemento
esencial, y por lo tanto, puede
no ser usado. Pero por otra
parte, la mayoría de las plantas en el mundo no crecen en
ambientes tan benignos como
los Centros de Investigación.
Crecen en los campos y en
muchos casos en condiciones
hostiles. Y es ahí, cuando las
plantas se enfrentan a diferentes tipos de estrés, que la presencia de Si juega un rol
fundamental. Los estrés que
son aliviados por el Si van desde los estrés bióticos como plagas y enfermedades a estrés
abióticos como temperaturas
extremas o toxicidades por
metales. El silicio opera de dos
maneras: (1) por la polimeración de ácido silícico lo que
genera sílica hidratada amorfa
y (2) es instrumental en la formación de compuestos orgánicos de defensa a través de la
alteración de la expresión de
genes. La nutrición de las
plantas con Si no solo es interesante desde un punto de vista científico sino que también
porque es necesaria en un
mundo que debe producir más
alimentos en la misma superficie de tierra, lo que pondrá a
las plantas bajo fuerte estrés.
El silicio es un componente
mayor e integral del sistema
suelo-planta que existe en la
naturaleza y en la agricultura.
Al ver la importancia del silicio es difícil entender por qué
no es considerado en los ámbitos académicos. Creemos que
ha llegado el momento de que
este elemento pase a ser considerado de la misma forma que
los otros macro y micro
nutrientes esenciales para el
funcionamiento y desarrollo
de las plantas. Gracias a estas
Conferencias sobre silicio cada
vez más profesionales de diferentes áreas aprenden sobre
este elemento, especialmente
de países del Hemisferio Sur
donde es una deficiencia muy
importante. Por ejemplo, se
estima que el 40% de los suelos
de África son deficientes o
severamente deficientes en Si
disponible para las plantas. La
próxima conferencia se realizará en Beijing, China, en el
2011. ■
25