DESARROLLO TECNOLOGICO

BENEFICIOS DEL SILICIO

1. El silicio incrementa la productividad y calidad de las cosechas agrícolas. Desde el año 1848, numerosos reportes de investigación y la producción comercial en campo han demostrado los beneficios al obtener cosechas superiores, mediante la fertilización con silicio, tal como en la producción de Arroz (15-100%), Maíz (15-35%), Trigo (10-30%), Cebada (10-40%), Caña de Azúcar (55-150%), diversos frutales como el Aguacate, Mango, (40-70 %), Zarzamora, Guayaba, hortalizas, Jitomate, Chile (50-150%) y otros como el Fríjol, Pastos forrajeros y Agave, también se promueven beneficios al suelo para mantener una agricultura sustentable. La fertilización Mineral con silicio tiene un doble efecto en el sistema Suelo-Planta. Primeramente, la nutrición con silicio al cultivo refuerza en la planta su capacidad de almacenamiento y distribución de carbohidratos requeridos para el crecimiento y producción de cosecha, la autoprotección contra enfermedades causadas por hongos y bacterias, el ataque de insectos y ácaros y de las condiciones desfavorables de clima, al estimular el desarrollo y actividad de estructuras poliméricas en la cutícula, los tricomas y fitolitos en la superficie de las hojas. En segundo lugar, el tratamiento del suelo con substancias con silicio biogeoquímicamente activo optimiza la fertilidad del suelo a través de mejorar la retención y disponibilidad del agua, sus propiedades físicas y químicas y de mantener los nutrientes en forma disponible para la planta.

2. El silicio restaura la degradación del suelo e incrementa su nivel de fertilidad para la producción agrícola. De 40 a 300 kg de silicio por hectárea de suelo cultivado, son extraídos anualmente por las cosechas. La falta de ácidos monosilícicos y la disminución de silicio amorfo conducen a la destrucción de los complejos órgano-minerales, se aceleran la degradación de la materia orgánica del suelo y se empeora la composición mineral. La aplicación de fertilizantes minerales con silicio es obligatoria para una agricultura sustentable y altamente efectiva en cualquier tipo de suelo.

3. El silicio incrementa la resistencia del suelo contra la erosión del viento y agua. La aplicación de silicio mineral al suelo, remedia y restaura su estructura, incrementa la capacidad de retención de agua (de 30 a 100%) y la capacidad de intercambio catiónico, sobre todo en pH´s mayor a 7.0. Se incrementa la estabilidad ante la erosión al promover la formación de agregados coloidales. El silicio ayuda al desarrollo del sistema radicular de la planta y puede incrementar la masa de raíces de un 50 a 200%, por lo que también estimula el amacoyamiento (mayor numero de tallos por semilla).

4. El silicio incrementa la resistencia a la sequía en las plantas. La fertilización con silicio puede optimizar el aprovechamiento del agua de riego en un 30 a 40% y ampliar los intervalos del riego sin efectos negativos sobre las plantas. Adicionalmente al sistema irrigación-drenaje, la fertilización con minerales de silicio activo, permiten completar la rehabilitación de suelos afectados por sales, compactación y bajos niveles de pH.

5. El silicio neutraliza la toxicidad causada por el aluminio en suelos ácidos mucho mejor que el encalado. Existen cinco posibles mecanismos para la reducción de la toxicidad del aluminio por compuestos ricos en silicio; como la formación de ácidos silícicos, orto y meta, coloides, polímeros de silicio y complejos aluminio-silicatos. El encalado tiene un solo mecanismo. Desafortunadamente la aplicación de encalado y de dolomita, fijan al fósforo y transforman al fósforo-disponible en no asimilable para la planta. Empleando materiales ricos en silicio para la reducción de la toxicidad del aluminio y optimización del pH, mejoran también la nutrición con fósforo, hierro, potasio y zinc, ya que el silicio activa el intercambio catiónico y la movilización de nutrientes.

6. El silicio aumenta la nutrición del fósforo en las plantas de un 40 a 60% e incrementa la eficiencia de la aplicación de roca fosfórica de un 100 a 200%. La fertilización con minerales ricos en silicio promueve la transformación del fósforo no disponible para la planta en formas asimilables y previene la transformación de fertilizantes ricos en fósforo en compuestos inmóviles. Fertilizantes de lenta liberación se pueden fabricar con materiales ricos en silicio.

7. El silicio promueve la colonización por microorganismos simbióticos (bacterias y hongos). El silicio mineral promueve la colonización de las raíces por algas, líquenes, bacterias y micorrizas, mejorando la fijación y asimilación de nitrógeno y fósforo entre otros minerales.

8. El silicio reduce la lixiviación de fósforo, nitrógeno y potasio, en las áreas de cultivo agrícola. El silicio como mejorador, puede reducir la lixiviación de nutrientes en los suelos arenosos y guardarlos en una forma disponible para la planta, tales como coloides.

9. El silicio incrementa la resistencia de la planta a la salinidad. La fertilización con silicio puede aliviar el estrés causado por la salinidad en plantas cultivadas. Aunque existen pocas hipótesis que expliquen el efecto del silicio sobre el estrés salino.

10. El silicio protege a las plantas contra el ataque de las enfermedades, hongos e insectos. La acumulación de silicio en los tejidos de la epidermis en forma polimérica, orgánica y cristalina, permite proteger y fortalecer mecánica y bioquímicamente a los tejidos de la planta. El silicio se ha empleado eficazmente para controlar numerosas enfermedades causadas por hongos y ataques de insectos, tanto como, los pesticidas y fungicidas, pero sin efectos negativos para el medio ambiente. La cantidad de tricomas se estimula de un 20 a un 80%.

11. El silicio restaura áreas contaminadas por metales pesados e hidrocarburos. Los fertilizantes minerales ricos en silicio pueden neutralizar el efecto tóxico de metales pesados y restaurar la fertilidad de la tierra. En numerosos experimentos de invernadero y campo se demostró que materiales ricos en silicio pueden usarse como la parte íntegral de la nueva tecnología para la purificación y restauración de suelos contaminados con aceites y productos derivados de estos.

12. El silicio mejora el empleo de biosólidos. La mezcla de biosólidos como el estiércol de ganado y compostas con minerales ricos en silicio activo pueden transformar la presencia de contaminantes activos y tóxicos en materiales inertes. Además potencializa a los elementos minerales contenidos en ellos y reduce la lixiviación.

13. El silicio tiene acción sinérgica con el Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Hierro (Fe), Zinc (Zn) y Molibdeno (Mo). Los seis elementos presentan una acción sinérgica, optimizando el desarrollo del cultivo y producción de cosecha, también se mejora la vida media de las cosechas perecederas.

14. El silicio forma parte de la estructura de los tricomas. En plantas de fríjol, caña de azúcar, papa, chile, tomate, el silicio incrementa el numero y tamaño de tricomas estructurales y glandulares, ya que forma parte de su estructura, y este puede ser el mecanismo por el cual el silicio mejora e incrementa la resistencia de los cultivos al ataque de insectos, hongos y bacterias.

15. El silicio aumenta la productividad en la horticultura. Hoy la agricultura mundial requiere anualmente de aproximadamente 800 mil toneladas de fertilizantes minerales ricos en silicio, para promover el desarrollo de una agricultura saludable y sustentable. Esto invariablemente ocurrirá en suelos con mas de 700 ton/ha de silicio elemental y pH mayor a 7.5, donde ocurre también un alta capacidad de intercambio catiónico.

Efectos del Silicio sobre la Tolerancia La sal de cebada y su Mecanismo

Yongchao Liang Liu Qian Ding Ruixing (Facultad de Recursos Naturales y Ciencias del Ambiente, El Laboratorio clave del Reglamento del Crecimiento Vegetal del Ministerio de Agricultura, Universidad Agrícola de Nanjing , Nanjing 210095).

Dos cebada ( Hordeum vulgare   L.) , Kepin 7 ( sensibles a la sal ) y Jian 4 ( tolerantes a la sal ) , fueron cultivadas tanto en hidroponía y un sistema de cultivo del suelo para la investigación de silicio (Si ) y sal ( NaCl ) interacciones y su posible mecanismo ( s ). Los resultados indicaron que la adición de solubles Si a ambas soluciones y los suelos olla mejoró significativamente la tolerancia a la sal de la cebada. En comparación con las plantas tratadas con sal sola, la actividad deshidrogenasa en raíces de las plantas se incrementó significativamente en ambos cultivares, cuando la sal de los medios afectados fueron tratados con silicio . Además de Si disminuye notablemente la concentración de células de la hoja de savia enlas hojas de las plantas expuestas a la salinidad en el ahijado, lo que sugiere fuertemente que Si puede ayudar a aliviar la escasez de agua inducida por la salinidad. Además, también se constató que la adición de sodio Si reducido, pero los suelos incrected mejorado significativamente el balance de nutrientes de sal hizo hincapié en la cebada por la creciente concentración de fósforo y el contenido y el contenido de nitrógeno en las plantas. Por lo tanto, la tolerancia Si la sal reforzada en las plantas de cebada se atribuye a la toxicidad de iones de sodio y disminución de estrés osmótico , y para la mejora del equilibrio de nutrientes. Los resultados del presente estudio sugieren que el silicio está implicado en los cambios metabólicos y fisiológicos enlas plantas superiores .

【 】 Palabras clave: Cebada Del equilibrio iónico Tolerancia a la salinidad Silicio Estrés hídrico

Effects of Silicon on Salt Tolerance of Barley and Its Mechanism

Liang Yongchao Ding Ruixing Liu Qian (College of Natural Resources and Environmental Sciences.

The Key Laboratory of Plant Growth Regulation of the Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095).

Two barley (Hordeum vulgare L.) cultivars, Kepin 7 (salt sensitive) and Jian 4 (salt tolerant), were grown in both a hydroponics and a soil culture system for the investigation of silicon (Si) and salt (NaCl) interactions and their possible mechanism(s). The results indicated that the addition of soluble Si to both solutions and pot soils significantly improved salt tolerance of barley. Compared with the plants treated with salt alone, dehydrogenase activity in plant roots increased significantly for both cultivars when the salt affected media were treated with Si. Addition of Si markedly decreased leaf cell sap concentration in the leaves of plants exposed to salinity at tillering, which strongly suggests that Si may help to alleviate water stress induced by salinity. Additionally, it was also found that the addition of Si reduced sodium but incrected soils significantly improved the nutrient balance of salt stressed barley by increasing phosphorous concentration and content and nitrogen content in plants.

Thus, Si enhanced salt tolerance in barley plants is attributed to the decreased sodium ion toxicity and osmotic stress, and to the improvement of nutrient balance. The results of the present study strongly suggest that Si is involved in the metabolic or physiological changes in higher plants.

【Key Words】： Barley Ion balance Salt tolerance Silicon Water stress