Cómo las aplicaciones de silicio contribuyen a la defensa de la planta

Hemos publicado una extensa información acerca del silicio (Si) y sus múltiples propiedades en los vegetales. Profundizando en el tema, recordemos que las especies vegetales se dividen en acumuladoras y no acumuladoras de silicio.

En el grupo de acumuladoras se incluyen las gramíneas: arroz (Oryza sativa), miembros de la Pinaceae, los cuales contienen entre 10% y 15% de SiO2 en la materia seca. Entre las no acumuladoras se encuentran la mayoría de las dicotiledóneas, incluyendo las leguminosas, con menos de 0.5 a 1% de Si02.

Cómo aportar la cantidad necesaria de Silicio a plantas no acumuladoras

Recientemente se han observado deficiencias de silicio en cultivos de tomate (una planta no acumuladora de silicio), especialmente en las etapas reproductivas – las hojas nuevas presentan malformación, además de observación de fallos en la polinización y formación del fruto.

Investigaciones recientes han demostrado que el ácido silícico (H4SiO4), al igual que el ácido bórico (H3BO3), reacciona con los o-fenoles, tales como el ácido cafeico (C9H8O4), precursor en la biosíntesis de la lignina (una de las principales formas de biomasa), para formar complejos mono-, di-, o polímeros de silicio. Por lo tanto, es posible que el silicio afecte a la sintesis de lignina.

La presencia de ácido silícico en el suelo depende de la acción de enzimas y ácidos producidos por la actividad microbiológica que ocurre en la materia orgánica. Por ello, en cultivos ecológicos o con alto nivel de materia orgánica, no tiene por que ser deficitario.

Aplicaciones eficaces

De acuerdo con Dr. Ricardo Rivas, Responsable de incontables investigaciones, “Hemos estado trabajando por varios años con la relación en la aplicación de silicio orgánico como elicitor y los mecanismos de defensa en las plantas, sin embargo actualmente estamos realizando un estudio donde he tenido la oportunidad de observar que la planta manifiesta gracias a aplicaciones de silicio cada 15 dias para el fortalecimiento del follaje, y asimilación de fotosíntesis, además ayuda a minimizar los problemas bióticos y a la mejor asimilación de L – arginina para la sintésis de hormonas relacionadas con la floración y fructificación, aunado la síntesis de L – prolina la cual ayuda a la fertilidad del polen.”

Existe una estrecha relación entre el silicio y la síntesis de lignina, teniendo una importancia a nivel estructural. Las diatomeas donde el metabolismo del silicio se ha estudiado mas a detalle, el Si juega un papel crucial en el metabolismo de aminoácidos y proteínas [Werner & Roth 1983].

Las diatomeas, organismos unicelulares, toman el ácido silícico disuelto en el agua y lo precipitan en forma de sílice opalina para formar sus frústulas, que son como estuches que las mantienen protegidas del exterior. El ácido silícico es tomado por transportadores específicos y polimerizado intracelularmente en una vesícula especializada dentro de una matriz orgánica que consiste de largas cadenas de poliaminas y fosfoproteínas, llamadas silafinas. Las silafinas no muestran homologías con las silicateinas de las esponjas ni con los transportadores de silicio del arroz (Oryza sativa).

La cantidad de silicio asimilable (ácido silícico) por las plantas es limitada, sobre todo en cultivos intensivos, dependiendo ésta de la actividad de los microorganismos del suelo. [JCR Perez, 2012]

Una vez que pasa la barrera de la raíz, el Si se mueve por el xilema a través de transportadores o por transpiración hacia la endodermis de la raíz, membranas celulares del vascular bundle y las células de la hoja en la epidermis justo debajo de la cutícula. Una vez dentro de una célula, ocurre un proceso natural de polimerización que convierte el ácido silícico en silica insoluble (SiO2-nH2O; también conocido como gel de silica o fitolítidos).

Una capacidad defensiva sorprendentemente incrementada

Ahora, con los resultados generados anteriormente y las investigaciones realizadas continuamente, por sus efectos sobre algunas enzimas, se propone que el Si tendría un papel bioquímico o fisiológico como el de incrementar la capacidad defensiva antioxidante de las plantas.

Cuando el silicio se acumula en las paredes de las células epidérmicas, parece que hace disminuir la transpiración, así como las infecciones causadas por hongos. En las hojas de las plantas el silicio se deposita debajo de la cutícula y sobre las células epidérmicas, esta capa limita la pérdida de agua por las hojas y dificulta la penetración y desarrollo de hifas de hongos.

Los efectos beneficiosos del silicio en el crecimiento y desarrollo de las plantas son escasos en condiciones óptimas; sin embargo, es sumamente importante en situaciones de estrés. Esto es debido a que el silicio se deposita en las paredes celulares de los vasos del xilema y previenen que se compriman en condiciones de alta transpiración causada por la sequía a estrés térmico.

La membrana de silicio-celulosa en el tejido epidérmico de las hojas también protege los tejidos vegetales contra la pérdida excesiva de agua por transpiración debido a una reducción en el diámetro de los poros estomáticos.

Sobre la fisiología de las plantas, el silicio actúa como protector y regulador de la fotosíntesis y otras actividades enzimáticas.


Literatura Citada.

1. Mengel K & Kirkby EA. Principios de Nutrición vegetal 4ta Edición. Francia. 2000.

 

2. Rivas Cancino, G. Beneficios de Silicio en cultivo de Fresa. México. www.hortalizas.com Consulta: Abril 2017.

 

3.  Rivas Cancino, G. Tesis Especialidad: Influencia del silicato de potasio y aceite de café sobre la expresión de enzimas proteicas de defensa en el cultivo de brócoli. Universidad de LaSalle Bajío, México.

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