El silicio y sus beneficios para las plantas

Después del oxígeno, el silicio (Si) es el elemento más abundante en la corteza terrestre y es un componente de la mayoría de los minerales. En la solución del suelo, el silicio está presente principalmente como ácido silícico monomérico (H₄SiO₄)), que es también la forma en que lo absorben las plantas.

El tejido vegetal contiene silicio. La concentración de silicio varía considerablemente entre las especies de plantas, oscilando entre el 0,1% y el 10% de silicio, en una base de peso seco.

El silicio es un elemento esencial para las plantas. Las deficiencias de silicio pueden causar diversas anomalías en el crecimiento de las plantas. Sin embargo, no se ha reconocido como un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas, principalmente porque no interviene en el metabolismo de la planta.

Actualmente se conocen varios beneficios del silicio para las plantas. Estos beneficios del silicio varían entre las especies de plantas y se expresan principalmente en condiciones de estrés.

Dichos beneficios incluyen:

• Mayor resistencia a plagas y enfermedades.
• Aumento de la fotosíntesis
• Alivio de la toxicidad por metales pesados
• Mejor equilibrio de nutrientes
• Mayor tolerancia a la sequía y las heladas

A continuación, se muestran algunos ejemplos de enfermedades que se suprimen o tienen una gravedad reducida cuando se aplica silicio:

Tizón del arroz (Magnaporthe grisea)

Marchitez por fusarium en banano

Oídio en cebada

Pythium en pepino

Podredumbre rosa en melón

Pyricularia grisea en raigrás

Antracnosis y mancha angular del frijol

Oídio en uvas

Se puede aplicar el silicio al suelo o mediante aplicaciones foliares. Se ha informado que las aplicaciones foliares son efectivas contra el oídio en varios cultivos.

Mayor resistencia a enfermedades y plagas

La mayor resistencia a las enfermedades se atribuye a la acumulación de silicio en el sistema epidérmico. Para infectar eficazmente la planta, el patógeno debe atravesar algunas barreras físicas, como la cutícula y la epidermis. La capa de silicio que se forma debajo de la cutícula proporciona otra barrera física contra los patógenos y fortalece la planta.

Además del mecanismo físico, el silicio activa las enzimas de defensa de las plantas y induce la formación y acumulación de compuestos que suprimen enfermedades, como los compuestos fenólicos y las fitoalexinas.

El silicio puede suprimir varias plagas, como el plegador de la hoja (Cnaphalocrocis medinalis) en arroz, los barrenadores del tallo, los saltahojas verdes y los saltahojas marrones, los gusanos soldados en el maíz, la mosca blanca en frijoles, los ácaros y más.

Los mecanismos en los que el silicio mejora la resistencia a las plagas también consisten en mecanismos físicos y bioquímicos. El silicio endurece el tejido vegetal, lo que dificulta que las plagas se alimenten y dañen sus piezas bucales.

Además, el silicio potencia los mecanismos de defensa natural de la planta frente a plagas, ya sea defensa directa o defensa indirecta. Por ejemplo, se encontró que el silicio mejora la producción inducida de químicos que atraen a los enemigos naturales de las plagas (defensa indirecta).

Tolerancia a condiciones de estrés abiótico

Estrés hídrico: la acumulación de silicio debajo de la cutícula reduce la tasa de transpiración. Eso puede resultar en una mejor tolerancia de las plantas a las condiciones de sequía.

Estrés por temperatura: la fuga de electrolitos de las células vegetales es una indicación de un daño hecho a la membrana celular. Temperaturas elevadas, así como condiciones de estrés por congelación pueden causar tal daño a las membranas celulares. Existe evidencia de que el silicio mejora la estabilidad de las membranas y alivia el daño causado por el estrés por temperatura. Además, el silicio estimula la producción de antioxidantes y proteínas de choque térmico.

Estrés por salinidad: la absorción de sodio es una de las principales causas del estrés por salinidad. Altas concentración de sodio afectan negativamente al metabolismo de las plantas. El silicio reduce la absorción y acumulación de sodio y restringe su movilidad dentro de la planta.