Más conocido por ser el material básico de la industria electro-electrónica, en la composición de circuitos integrados o chips, presentes en todos los aparatos electrónicos, tales como computadoras y celulares, el silicio ahora está presente también en la agricultura brasileña para controlar plagas, aumentar la productividad y mejorar la calidad de productos agrícolas. Uno de los estudios más recientes en Brasil fue realizado por un equipo de investigadores coordinado por el ingeniero agrónomo Carlos Alexandre Costa Crusciol, profesor del Departamento de Producción Vegetal de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad Estadual Paulista (Unesp), con sede en la ciudad de Botucatu. Ellos finalizaron en mayo de este año un experimento que mostró los beneficios de la aplicación de silicio en el cultivo de la papa, en la forma de abono, incorporando el elemento al suelo.
Los resultados mostraron un aumento de la producción total de tubérculos del 14,3% y de la producción de tubérculos comercializables -la papa buena para el consumo- en 15,8%. Muchos de esos resultados positivos se debieron a una reducción del 63% en el encamado de las plantas. Ese comportamiento del vegetal sucede cuando las ramas y las hojas crecen y no quedan rectas sino acostadas en el suelo causando una serie de problemas. La planta se ve privada de la fotosíntesis en todo su potencial y se vuelve más fácilmente susceptible a la acción microorganismos patogénicos. El silicio promueve el fortalecimiento de la pared celular de las hojas y de los tallos al dejar las plantas más erectas y aumentar el área de exposición al sol. “La reducción en el encamado de las astas, proporcionada por la aplicación de silicio, puede estar relacionada con la mejor condición hídrica en las células promovida por el ajuste osmótico (que confiere mejor permeabilidad), lo que resultó en células más túrgidas (dilatadas) y con mayor resistencia mecánica”, explica Crusciol.
Elemento químico de símbolo Si, el silicio ganó gran status industrial en el siglo XX por sus propiedades semiconductoras y precio bajo. Es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre, inmediatamente después del oxígeno. Pero él nunca es encontrado de forma aislada en la naturaleza, y si forma parte de minerales como la arcilla, el feldespato, el granito, el cuarzo y la arena. “Aparece generalmente en la forma de dióxido de silicio (SiO2) -también conocido como sílice- y silicatos, que son compuestos conteniendo silicio, oxígeno y metales”, dice Crusciol. El silicio tiene un papel importante en las relaciones planta-ambiente, porque puede dar al cultivo mejores condiciones para soportar adversidades climáticas, del suelo y biológicas, teniendo como resultado final un aumento en la producción con mejor calidad del producto. La papa es una de las especies vegetales más sensibles al déficit hídrico, fenómeno que ocurre en grandes extensiones de áreas cultivadas y puede provocar reducciones en la producción, dependiendo del momento de ocurrencia y del período de duración.
Agua y sequía – La disponibilidad del agua en el suelo es uno de los factores ambientales que más afectan el desarrollo del cultivo. “La presencia de mayor cantidad de silicio disponible en el suelo parece traer beneficios al cultivo en relación al déficit hídrico”, dice Crusciol. La acumulación de sílice en la pared celular reduce la pérdida de agua por transpiración, pudiendo ser un factor de adaptación al estrés hídrico.
La fertilización con silicio puede también aumentar la resistencia a varias enfermedades de hongos y otras plagas. La mayor absorción de ese mineral suministra una protección mecánica de la epidermis de la planta capaz de reducir la infección de fitopatógenos y aumentar la resistencia a la sequía. “En el caso de las enfermedades, innumerables trabajos muestran que el aumento de la resistencia de la planta al patógeno puede ser debida a una alteración de las respuestas del vegetal al ataque del parásito, aumentando la síntesis de toxinas (fitoalexinas), que pueden actuar como sustancias inhibidoras o repelentes, además de formar una barrera mecánica.” La investigación evaluó también los atributos químicos y la proporción de silicio en el suelo. Entre los resultados obtenidos se constató que los correctivos aplicados elevaron las proporciones de calcio y magnesio, en relación al análisis inicial del suelo.
El experimento con la papa fue realizado en la casa de vegetación de la Facultad de Ciencias Agronómicas en el campus de la Unesp, en Botucatú, e implicó tratamientos con la presencia y ausencia de silicio, por medio de la corrección del suelo con calcáreo dolomítico y agrosilicio (silicato de calcio y magnesio), además de la misma metodología en relación al déficit hídrico. El agrosilicio es producido por la empresa Recmix, de la ciudad de Timoteo, en Minas Gerais. La fuente de ese tipo de silicio para la agricultura tiene origen en las escorias de alto horno de siderúrgicas, principalmente de la Compañía Siderúrgica Nacional (CSN) y de Usiminas. El material es recolectado por la Recmix, empresa de origen estadounidense, reciclado e transformado en varios subproductos como el agrosilicio.
La utilización del producto aumentó el desempeño del cultivo de la papa, lo que no fue constatado en las plantas tratadas solamente con calcáreo. “El aumento de la producción también puede estar relacionado con la elevación de la proporción de fósforo en el suelo y la reducción del encamado debido a la aplicación del silicato, que puede haber favorecido la eficiencia de interceptación de la luz solar y, consecuentemente, favoreciendo el llenado de las papas.”
Caña y soja – La absorción del silicio en el suelo ocurre cuando él se encuentra en la forma de ácido monosilicico, proveniente de la descomposición de residuos vegetales, de la liberación de silicio de los óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio, de la disolución de minerales cristalinos y no cristalinos, de la adición de fertilizantes silicatados y del agua de irrigación. La mayor parte de ese mineral es incorporada en la pared celular, principalmente en las células de la epidermis.
Los beneficios del silicio en la papa también pueden ser propagados para otros cultivos. Para eso la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Unesp, en Botucatú, realiza estudios con otros cultivos, como soja, arroz y caña de azúcar. En el caso de las gramíneas, como la caña, el silicio disminuye la transpiración y aumenta la resistencia a días más templados. En la soja, la aplicación de silicio aumenta la formación de nódulos y la fijación del nitrógeno en las raíces de la planta.
“Los resultados obtenidos son alentadores y evidencian que la aplicación de ese elemento, en muchos casos, genera grandes beneficios para otros cultivos”, dice Carlos Crusciol. Uno de los primeros cultivos en que se usó comercialmente el silicio fue el la caña de azúcar. Dos centrales de azúcar y alcohol paulistasaplican silicatos en sus plantaciones. Una es Central Colombo, en el municipio de Ariranha, que aplica silicato en 35 mil hectáreas de un total de área plantada de 60 mil hectáreas. La otra es el Central Guaíra, en el municipio del mismo nombre, que lo emplea en el 10% de sus 33 mil hectáreas de área sembrada. Los dos quedan en la región de Ribeirão Preto. “La ventaja para la caña está principalmente en el fortalecimiento de toda la planta, que queda más resistente a los insectos y otras plagas. Al alimentarse de las hojas, tallos y raíces, ellos enfrentan una incomodidad bucal, al masticar o picar esas partes, provocado por un efecto mecánico originario del silicio, que vuelve a la planta más dura”, explica Crusciol.
Los beneficios del silicio en la caña de azúcar ya fueron muy bien estudiados en Sudáfrica en el combate contra el barrenador de la caña (Eldana saccharina), un insecto cuyas larvas se desarrollan en el interior de los colmos. En experimentos recientes conducidos por los investigadores Malcolm Keeping, Olivia Kvedaras y otros del Instituto de Investigación para el Azúcar de Sudáfrica (Sasri en la sigla en inglés), fue demostrado que el silicio torna a los tallos de la caña más resistentes a la penetración de los insectos. El uso del silicato de calcio impidió de 20 a 30% la pérdida de biomasa y del producto final, el azúcar. “En Brasil existe el barrenador de la caña de azúcar (Diatraea saccharalis), que es una de las principales plagas del cultivo y se parece con la E. saccharina”, dice Crusciol. El uso del silicio en la agricultura también es estudiado y aplicado principalmente en el Japón, en el cultivo del arroz. En Estados Unidos, ya ha demostrado también que puede tornar los cañaverales (usados para la producción de azúcar) más resistentes a la helada, en el estado de la Florida.
La importancia del silicio está bien definida para algunos cultivos, pero muchas de sus funciones aún no están bien aclaradas por la ciencia, según el profesor Crusciol. “El silicio se acumula en los tejidos de todas las plantas, representando entre el 0,1% y el 10% de la materia seca, pero él no es considerado parte del grupo de nutrientes esenciales o funcionales desde el punto de vista fisiológico para el crecimiento y desarrollo de los vegetales.” Pero existe la seguridad de que cada vez más se lo susará en la agricultura después de ser utilizado como el principal componente en la fabricación de vidrios y cristales, en las células solares, además de ser la base de la industria electroelectrónica actual y, aún, componer la silicona usada en la medicina para implantes en prótesis, fabricación de lentes de contacto y servir en la producción del concreto armado y de cerámicas.
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