Aunque se sabe que hay suficiente silicio en el suelo de nuestro país, la deficiencia de silicio provoca graves pérdidas de rendimiento y calidad debido a que el silicio disponible no se encuentra en una forma fácilmente obtenible.
Facultad de Agricultura de la Universidad de Ege Departamento de Protección Vegetal Profesor Prof. Dr. Tuvimos una entrevista con Necip Tosun sobre el papel del silicio en las plantas.
Estimado maestro, usted ha estado trabajando en silicio durante años. ¿Cuánto crees que se conoce en nuestro país la importancia del silicio?
Si bien la importancia del silicio en el desarrollo de las plantas se entendió hace mucho tiempo en el mundo, esta situación recién comienza a entenderse en nuestro país.
Las plantas necesitan elementos orgánicos e inorgánicos para su desarrollo. En este contexto, el oxígeno, el hidrógeno, el carbono, los elementos no minerales son esenciales. Aparte de estos, macros como nitrógeno (N), potasio (K), calcio (Ca), fósforo (P), magnesio (Mg), azufre (S) y boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu ), los microelementos de hierro como (Fe), molibdeno (Mo), níquel (Ni), zinc (Zn) son necesarios para el crecimiento de las plantas. Cada elemento es único y es importante para completar el ciclo de vida de la planta.
Además de todos estos elementos, durante años se ha ignorado el papel del semimetal SILICUM (Si), que no es esencial para el desarrollo de las plantas pero desempeña un papel crítico en el crecimiento y desarrollo de las plantas, la fisiología de las plantas, los eventos estructurales y bioquímicos. El silicio, que es Silicon en inglés, es un elemento útil tanto para los humanos como para los animales y las plantas.
¿Qué papel juega el silicio en el desarrollo de las plantas?
El silicio en la forma disponible tiene un papel catalizador durante el proceso bioquímico de nutrición en las plantas.
Se sabe que el silicio juega un papel en el fortalecimiento de la pared celular de las plantas y por lo tanto aumenta la resistencia de la planta contra enfermedades y plagas; Se estima que contribuye a una mayor tolerancia a la sequía ya los metales pesados ya la calidad y el rendimiento de los cultivos.
Los estudios han demostrado que cuando miramos el orden bioquímico de la nutrición de las plantas, se entiende que el Silicio está en el segundo lugar.
Como base del crecimiento de las plantas ;
1. El boro activa el silicio e inicia procesos bioquímicos.
2. El silicio transporta todos los demás nutrientes, comenzando con el calcio.
3. El calcio se une al nitrógeno.
4. Realiza nitrógeno , aminoácidos, ADN y división celular. Los aminoácidos, especialmente la clorofila y los oligoelementos como el magnesio, forman proteínas.
5. El magnesio transfiere energía al fósforo.
6. El fósforo transporta carbono para formar azúcar.
7. El carbono envía los azúcares formados al potasio para su transporte.
8. El potasio los transporta.
Aunque se sabe que nuestros suelos son ricos en silicio, ¿por qué las plantas no pueden beneficiarse de suficiente silicio?
El silicio se encuentra aproximadamente en un 28% en la corteza terrestre y aproximadamente en un 0,1-10% según el principio de peso seco en las plantas terrestres. Sin embargo, es necesario saber qué formas de silicio son biológicamente absorbidas por la planta. El ácido polisilícico, que es una polimerización del ácido silícico, no se encuentra en forma biodegradable. El ácido monosilícico Si(OH) 4 o las formas de ácido ortosilícico (OSA) del ácido silícico son las únicas formas que puede tomar la planta.
¿Cuándo comenzaron los estudios sobre el crecimiento vegetal relacionado con el silicio y qué resultados se obtuvieron?
Los estudios con silicio comenzaron con la caña de azúcar en 1840. Con los fertilizantes desarrollados con silicio, que puede formar enlaces fuertes con algunos minerales como Mo, Zn, Cu, se obtuvo un incremento en el rendimiento vegetal en caña de azúcar, arroz, tomate, trigo y cítricos. Con los estudios realizados desde esta fecha se han obtenido resultados prometedores sobre “ toxicidad de metales, sequía, estrés salino, resistencia a enfermedades de las plantas” con silicio disponible (SiO 2 ).
El silicio en forma de ácido silícico estabilizado está licenciado como producto fitosanitario en nuestro país. El ácido silícico, autorizado como activador de plantas, se ha utilizado en 3 programas de pulverización diferentes para el control de la mancha bacteriana y la enfermedad del tizón tardío en tomates industriales. El ácido silícico aumentó significativamente la eficacia de la fumigación en todos los programas en comparación con las condiciones de los agricultores.
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¿Cómo se lleva a cabo el sistema de trabajo del silicio en la planta?
El silicio juega un papel en la planta a nivel " físico, bioquímico y molecular" .
El diagrama de la figura resume perfectamente el mecanismo del silicio en la planta.
Crear una Barrera Física;
Se ha revelado que, como resultado de las aplicaciones de silicio, se toma directamente del sistema de raíces o de las hojas de la planta y suprime las enfermedades y plagas de las plantas al actuar como una barrera contra las condiciones de estrés biótico.
Esto sucede cuando la planta se fortalece mecánicamente y crea una barrera física.
La penetración de patógenos es impedida por estructuras físicas tales como la formación de una gruesa capa de sílice debajo de la cutícula, la formación de una capa de cutícula de doble capa, el engrosamiento de la membrana de celulosa de silicio, la formación de papilas, los compuestos orgánicos en la célula epidérmica pared y la formación de bloques.
Al mismo tiempo, la mayor parte del silicio mejora la regeneración y las propiedades mecánicas de la planta proporcionando enlaces cruzados con la hemicelulosa en las paredes celulares. Como resultado de los estudios se evitó la penetración de patógenos por la barrera formada contra Pyricularia oryzae en arroz y Bipolaris sorokiana en trigo, y se observó una disminución de la colonización fúngica en partes verdes. Se ha demostrado que las aplicaciones de raíz de silicio son más efectivas en algunas plantas que en las hojas.
Mecanismo bioquímico y molecular
El silicio es eficaz contra los factores de estrés biótico, las enfermedades de las plantas y las plagas mediante la activación de enzimas relacionadas con la defensa: quitinasa, peroxidasa, polifenoloxidasas, β-1,3-glucanasa, fenilalanina amoníaco liasa, uperóxido dismutasa, ascorbato peroxidasa, glutatión reductasa, catalasa, lipoxigenasa. y glucanasa. está sucediendo.
En esta dirección, el mecanismo de defensa basado en silicio; Se basa en la producción rápida de compuestos de defensa por vías de transporte de metabolitos primarios y secundarios.
En estudios sobre el mecanismo bioquímico del silicio en plantas, activa quitinasa y peroxidasa en trigo , glucantransasa , peroxidasa, polifenol oxidasa, fenilalanina amoníaco liasa, superóxido dismutasa, catalasa, ascorbato peroxidasa, glutatión reductasa, lipoxigenasa, polioxidasa , polioxidasa en enfermedades de las plantas mediante la activación de enfermedades de las plantas.Se obtuvieron resultados exitosos con aplicaciones de contador de silicio.
si resumimos
- Las plantas varían mucho en su capacidad para acumular silicio (0.1%-10%)
- Los acumuladores de Si son esenciales para las plantas monocotiledóneas (arroz, hierba, cereales, maíz, remolacha azucarera, orquídeas, etc.)
- Útil para plantas dicotiledóneas que acumulan moderadamente o no silicio (fresa, melón, pepino, tomate, rosa, frijol, etc.)
- El silicio tiene un efecto positivo en la salud de las plantas al reducir el estrés biótico y abiótico.
- El ácido silícico aumenta la absorción de calcio, seguido del nitrógeno orgánico (de L-aminoácidos), magnesio, fósforo y potasio. Estos elementos deben estar disponibles para las plantas en forma biodisponible.
- El silicio aumenta el sistema inmunológico de las plantas contra ataques de insectos y enfermedades.
- Se analizaron la señalización de fitohormonas moduladas por silicio y la producción de enzimas.
- El silicio juega un papel importante en la protección de las plantas contra insectos y patógenos dañinos.
¿Cree que el uso de silicio en forma asequible aumentará en nuestro país a partir de ahora y en qué medida contribuye a los productores?
Creo que las plantas cultivadas en los suelos fértiles de nuestro país todavía no alcanzan su potencial de rendimiento. La deficiencia de silicio es uno de los factores importantes que afectan la productividad. Creo que el uso de silicio en forma adquirible seguirá aumentando en nuestro país. El silicio, que hace una contribución significativa a la productividad, revelará el potencial de rendimiento de las plantas y los productores obtendrán más ganancias.
Fuentes
Mustafa DERE