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El Silicio y sus Propiedades Fisiológicas en los Cultivos

Autores: Ricardo Rivas Rodas Guadalupe y Guadalupe Rivas Cancino¹

Hemos publicado una extensa información hasta ahora acerca de Silicio y sus múltiples propiedades en los vegetales.

Profundizando en el tema, recordemos que las especies vegetales se dividen en acumuladoras y no acumuladoras de Si, en el grupo de acumuladoras se incluyen las gramíneas: Arroz Oryza sativa, miembros de la Pinaceae, los cuales contienen entre 10% - 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. Entre las especies no acumuladoras de Silicio, se encuentran las dicotiledóneas incluyendo algunas leguminosas con menos de 0.5 a 1% de SiO2. (Werner y Roth 1993).

Recientemente se ha observado deficiencias de Silicio en tomate, una planta no acumuladora de silicio, especialmente en las etapas reproductivas, hojas nuevas presentan mal formación, además de observación de fallos en la polinización y formación del fruto (Miyake & Takahashi 1978).

Investigaciones recientes han demostrado que el Ácido silícico H4SiO4 al igual que el Ácido bórico, reacciona con los o- fenoles tales como el ácido cafeico, precursor en la biosíntesis de lignina, para formar complejos mono, di, o polímeros de silicio, por lo tanto, es posible que el Silicio afecte la síntesis 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 lo tanto, en cultivos ecológicos o con alto nivel de materia orgánica no tiene por qué ser deficitario.

De acuerdo con el Dr. Ricardo Rivas, responsable de incontables investigaciones, argumenta, “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 días 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 síntesis 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 más 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 en 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 esta de la actividad de los microorganismos del suelo.

"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 silicio en slica insoluble (SiO2-nH2O; también conocido como gel de silica o fitolítidos)"

Ahora, con los resultados generados anteriormente y las investigaciones realizadas continuamente, por sus efectos sobre algunas enzimas, se propone que el Si tuviese un papel bioquímico o fisiológico, como 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.

Conclusiones

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.

Cita correcta de este artículo

Rivas, R.R. y Rivas, C. G. 2024. El Silicio y sus propiedades Fisiológicas en los Cultivos. Serie Nutrición vegetal, N. 160. Artículos técnicos de INTAGRI. México. 2p.
Rivas Cancino, G. Beneficios de Silicio en cultivo de Fresa. México.
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 La Salle Bajío, México.

¹Autor: Guadalupe Rivas Cancino, contacto: [email protected]