Silicio cultivos

SILICIO, un enfoque innovador para
la producción de cultivos.
Ing. Orlando Sanchez Villalba
orlandosv@hotmail.com
057+3105826308
Bogota, Colombia

SILICIO, un enfoque innovador en la producción de cultivos
GENERALIDADES
Beneficios en la planta
UNA REVISIÓN
Usos y aplicaciones
PLANTA

- En la corteza terrestre 26%
- Arcillas, Cuarzos, Arenas, Caolines
- Feldespatos (Al, Fe, Ca, Na, K, Mg…)
Si O
O
O
O
N. Atóm =14 ; Masa =28.0855 g/mol,
4 electrones externos de valencia
Estados de oxidación son -4, +2 y +4.
(Datnoff et al. 2007; Epstein 1994; Wollast and Mackenzie 1983; Gasho 2001; Clarson 2012)
Minerales primarios del suelo
- Ciclosilicatos
- Filosilicatos
- Tectosilicatos…Feldespatos

Clasificación de los compuestos de Si en el suelo. Tomado de (Matichenkov and Bocharnikova 2001).
El ácido polisilícico tiene dos o más átomos de Si (Iler, 1979; Dietzel, 2002). Algunas moléculas de
ácido polisilícico tienen miles de átomos de Si y pueden representar cadenas y ramas de formas
esféricas de moléculas (Chadwick et al., 1987a, Chadwick et al., 1987b).

Dinámica del Si en el suelo. Modificado a partir de Datnoff et al. (2007).
Dinámica del Si en el suelo
En plantas y microorganismos del suelo, aproximadamente el 90% del ácido monosilicílico adsorbido se
transforma en polímeros o sílice amorfa biogénica (Alexandre et al., 1996).
La sílice amorfa biogénica regresa al suelo con plantas o restos microbianos y se convierte en una nueva
fuente de ácido monosilicílico (Sommer et al., 2006).
Por este medio se realiza el ciclo de Si a través de la migración y transformación del ácido monosilícico
(Matichenkov y Bocharnikova, 1994).

Clasificación de suelos según la deficiencia en Silicio
Matichenkov,2008. Russian Academy of Sciences

Feldespato de potasio…
- Los silicatos forman materiales basados en la repetición de la
unidad tetraédrica SiO4
4-
- La unidad SiO4
4- tiene cargas negativas que generalmente son
compensadas por la presencia de iones como el Al, Fe, Ca, Mn,
Na, Mg…
- Tectosilicatos: Con tetraedros unidos por sus cuatro vértices a
otros tetraedros, produciendo una malla de extensión
tridimensional compleja.
Los feldespatos con una composición entre albita y ortoclasa se
denominan feldespatos potásicos (KAlSi3O8 )
Si O
O
O
O
SILICIO, un enfoque innovador para la producción de cultivos

El Feldespato (fuente de Silicio) empleado en la elaboración
de los productos de Agromil atraviesa dos procesos: primero
una trituración al termino de talco impalpable
(micropartículas); segundo, un gradiente térmico
(calentamiento) para la formación de canales internos
dentro de la partícula (porosidad) disminuyendo su
densidad, facilitando y aumentando su radio de hidratación
iónico.
PROCESO INDUSTRIAL
AGROMIL S.A
*Orlando Sánchez V, 2015

ASPECTOS A CONSIDERAR
FUENTE: Feldespato de Potasio [>%Si]
PROCESO INDUSTRIAL: Feldespato Térmico, tamaño de partícula (>200 mesh),
mezclas, tamaño de la granulación y consistencia del granulo.
PROCESO INDUSTRIAL

ASPECTOS A CONSIDERAR
FUENTE: Feldespato de Potasio [>%Si]
PROCESO INDUSTRIAL: Feldespato Térmico, tamaño de partícula (>200 mesh),
mezclas, tamaño de la granulación y consistencia del granulo.
REACTIVIDAD
A (↓ø ) tamaño partícula mayor superficie de contacto y disolución en el suelo
↓
A mayor radio de hidratación iónico Mayor solvatación
°C
+
CONDUCTIVIDAD
ELECTRICASILICATO
El ácido monosilicílico es un producto de la disolución de minerales que contienen Si
(Essington 2003; Iler, 1979). La solubilidad de los minerales depende de la estructura química
y el tamaño de sus partículas.

El Silicio en el suelo tiene la capacidad de acomplejar elementos
como el Fe, Na y Al, con lo que logra mejorar la disponibilidad de
otros cationes de gran importancia para la nutrición vegetal. Esta
característica propia del silicio, es también conocida como
solvolisis, en donde el Silicio actúa como el nucleófilo
cediendo un par de electrones libres al electrófilo, combinándose
y enlazándose covalentemente con este. (M. Christine, 2008)
DINÁMICA DEL ELEMENTO EN EL SUELO
Ing. Orlando Sanchez V

EL SILICIO EN EL SUELO…
Ca2+
Mg2+
K+
NH4 +
NO3-
H2PO4-
Si(OH)4
Si OH
OH
OH
Si O
O
OH
-O
Si
O-
Si
O
Si
OH
OH
OH
OH
Si O-
Fe 3+
Al 3+
Al 3+
AlOH+2
2Al(H2 PO4)3 + 2Si(OH)4 + 5H+ Al2 Si2O5 + 5H3PO5 + 5H2 0
2FePO4 + Si(OH)4 + 2H+ Fe 2SiO4 + 2H3 PO4
H+
H2 O
H+
H+
K+
Activa el intercambio catiónico y la
dinámica de nutrientes del suelo
Si
Péctatos de Si
Al 3+
SO4-
*Orlando Sánchez V
El tetraedro [ SiO4]4 se encuentra eléctricamente
descompensado (el Si aporta cuatro cargas
positivas frente a la ocho negativas de los cuatro
oxígenos de los vértices), por lo que ha de unirse
a otros cationes
para neutralizar las cargas.

ACCIÓN DEL ÁCIDO MONOSILICÍLICO
El ácido monosilicílico puede controlar la movilidad de los fosfatos; puede
transformar el P no disponible mediante la sustitución de P de fosfatos de Ca, Al y
Mg (Matichenkov y Ammosova, 1996).
El ácido monosilicílico es altamente bioquímico y geoquímicamente activo (Iler,
1979, Ma,2003; Matichenkov et al., 2000).
La toxicidad de Al y metales pesados también puede suprimirse con ácido
monosilícico (Birchall,1992; Bocharnikova et al., 1999).
El ácido monosilicílico tiene un efecto sobre el pH del suelo (Iler,1979).
Controla la formación de minerales secundarios y también la intensidad de
minerales (Orlov, 1985, Olier, 1990, Horigushi, 1988).
El ácido monosilícico puede ser absorbido por plantas y microorganismos (Epstein,
1999, Ma,2003).

CaHPO4 + Si(OH)4 CaSiO3 + H2O + H3 PO4
2Al(H2 PO4)3 + 2Si(OH)4 + 5H+ Al2 Si2O5 + 5H3PO5 + 5H2 0
2FePO4 + Si(OH)4 + 2H+ Fe 2SiO4 + 2H3 PO4
El mecanismo principal del efecto del silicio en la toxicidad del aluminio está
conectado con la formación de complejos silicatos hidro-aluminosos no tóxicos.
Savant et al, 1997. El anión del ácido monosilícico [Si(OH)3]- puede reemplazar el
anión fosfato [HPO4]2- del calcio, magnesio, aluminio y fosfatos de hierro.
Matichenkov, 2008. Estas reacciones son seguidas por la desabsorción del anión-
fosfato, lo que lleva al incremento de fósforo en la solución del suelo; disponible para
la nutrición de la planta .
DESABSORCIÓN DEL ANIÓN-FOSFATO

- Estudios recientes han demostrado que el silicio participa en el movimiento y
distribución de iones en el suelo, haciéndolos disponibles para las plantas.
- La deficiencia de Silicio en el suelo es ahora reconocida como un factor
limitante para la producción agrícola.
- Interviene en muchos procesos físicos, químicos y biológicos del suelo.
- Mitiga los efectos tóxicos del hierro , manganeso y aluminio sin alterar la
fertilidad del suelo.
- Incrementa la disponibilidad del FÓSFORO (40%).
- El silcio acompañado con cationes como Ca, Mg Incrementa
En el suelo…

- Mejorar la relación de bases intercambiables del suelo facilitando
el flujo de nutrientes en la rizósfera.
- Mejora la eficiencia de los fertilizantes aplicados, mejorando así
la producción del cultivo
- Cuando el silicio en el suelo es bajo, puede expresar mayor
susceptibilidad de las plantas al ataque de plagas.
- Neutraliza la acidez del suelo al propiciar la precipitación del
Al+3.
En el suelo…

H4SiO4
H- -O
H- -O –Si--H
H- -O
El silicio en la planta …
- Especies
Acumuladoras
- EROS
- Elicitor(local y
sistémico)
Peroxidasas
Después de penetrar el xilema el Si se transfiere a los
brotes.
La transpiración es el factor más importante para regular
el transporte y la deposición de Si en planta. En general, la
concentración de Si en un órgano de la planta refleja
directamente su tasa de transpiración (Raven,2001).

Microfotografías de tejido foliar de
plantas de flores con presencia de
cristales de Silicio, Agromil- UNAL, 2005.

Fig 2. Capa doble de Sílice debajo de la cutícula.
Fageria et al., 1997, encontraron que la aplicación de silicio (Si) puede contribuir
en la obtención de cultivos sanos.
Fuente: Yoshida et al.,
1962.

Hay evidencia de la participación de silicio en la
inducción de la resistencia, fortaleciendo las estructuras
de la pared celular, confiriendo una mayor lignificación,
dificultando la penetración de patógenos, la activación
de mecanismos específicos tales como la producción de
Peroxidasas, fitoalexinas y la síntesis de proteínas
relacionadas con la patogénesis, como quitinasa
(Rodrigues et al, 2005; DEEPAK et al., 2008).
*Orlando Sanchez V

La aplicación de Si en forma
edáfica y foliar incrementaron la
disponibilidad y captación de N-
P-K en plantas de banano
El silicio mejora la captación de Potasio y
calcio en banano, Henriet et al., 2006 .
En banano (Var. G. enano) la
concentración de Si incrementa
en el orden: raíces < Seudotallo
< Peciolo y nervadura central de
hojas < hojas jóvenes < hojas
viejas (Henriet et al., 2006)
En algunas especies, los mecanismos de exclusión impiden entrada de silicio en la planta, lo que resulta en
una acumulación de silicio en la rizósfera (Vander Forma 1980; Takahashi et al. 1990).
Las raíces del banano son capaces
de captar silicio de la solución,
aumentando de este modo la
disponibilidad de silicio en la
rizosfera (Hinsinger et al 2001;.
Rufyikiri et al 2004).
El banano es una planta acumuladora de silicio (Henriet et al., 2006;
Opfergelt et al., 2006; Gongora y Grava, 2010; )
Hanumanthaiah, M. R., Kulapatihipparagi, D. M., Vijendrakumar, R. C., Santhosha, K. V., & Kumar, K. K. EFFECT OF SOIL
AND FOLIAR APPLICATION OF SILICON ON PHYSICAL CHARACTER, NUTRIENT CONTENT OF SOIL AND LEAF LAMINA OF
BANANA CV. NEYPOOVAN UNDER HILL ZONE.
Henriet, C., Draye, X., Oppitz, I. et al. Plant Soil (2006) 287: 359. doi:10.1007/s11104-006-9085-4

La fertilización con silicio aumenta la
producción comercial, en cultivos como
arroz (15- 100%), maíz (15-35%), trigo
(10-30%), y otros cultivos.
(Matichenkov, 2008)
El anión del ácido monosilícico
[Si(OH)3]- puede reemplazar el
anión fosfato [HPO4]2- del
fosfato del hierro o de Aluminio
(Savant et al, 1997)
La desabsorción del anión-fosfato por el
silicio conlleva al incremento de fósforo
en la solución del suelo disponible para
la nutrición de la planta (Matichenkov,
2008. )
El Si ayuda a contrarrestar el
antagonismo generado en suelos
con alta saturación de aluminio
y hierro (Epstein y Bloom,
2005; Hodson et al, 1995).
En algunas especies, los mecanismos de exclusión
impiden entrada de silicio en la planta, lo que resulta
en una acumulación de silicio en la rizósfera
(Vander Forma 1980; Takahashi et al. 1990).
Las raíces del banano son capaces
de captar silicio de la solución,
aumentando de este modo la
disponibilidad de silicio en la
rizosfera (Hinsinger et al 2001;.
Rufyikiri et al 2004).
El banano es una planta acumuladora de silicio (Henriet et al., 2006;
Opfergelt et al., 2006; Gongora y Grava, 2010; )

El silicio ha sido reconocido por
aumentar la eficiencia en la
captación de la luz solar (Yoshida
et al., 1969)
El silicio regula el estrés biótico y
abiótico en plantas de banano
( Lopes et al, 2013)
El Silicio en las plantas estimula la biosíntesis de peroxidasas, ácidos fenólicos,
fitoalexinas que regula el estrés biótico y abiótico en las plantas (Raskin, 1992;
Métraux et al, 1993; Humphreys et al., 2002; Epstein, 2001 ; Vlot et al., 2009).
Las aplicaciones de Silicio retardó el desarrollo de los
síntomas ocasionados por Mycosphaerella fijiensis en plantas
de banano (Moyano y Jiménez, 2009)

El silicio suprime el desarrollo de fusarium en
plantas de banano (Rodrigues et al,2012)
El Si cumple una importante función en la
integridad estructural de las células
vegetales, contribuyendo a las propiedades
mecánicas e incluyendo rigidez y elasticidad
(Taiz, L. et al. 2002).
Numerosos estudios han demostrado que el suministro de Si puede influir
positivamente crecimiento y rendimiento de las plantas (Korndorfer y
Lepsch 2001; Ma y Takahashi 2002).
El banano puede extraer silicio de
forma pasiva junto con la
absorción de agua y otros
nutrientes (Henriet et al, 2006)
Los efectos suelen expresarse con mayor
claridad cuando plantas están sometidas a
diversas condiciones de estrés en campo
(Epstein 1994).

La absorción de silicio en banano depende de
la concentración de acido silícico en la solución
del suelo (Ding et al. 2005; Henriet et al.
2008; Jones y Handreck 1967)
La concentración de silicio en las plantas varia
entre 0,1% a 10% dependiendo de la especie
(Epstein 1999;. Hodson et al, 2005)
A medida que el silicio aumenta en el suelo convierte el hierro ferroso en
hierro férrico, evitando la absorción y su toxicidad (Ma y Takahashi 2002)
La transpiración
es el principal motor para el transporte
y deposición de Si, las hojas más
viejas de la planta son más ricas en Si
que los más jóvenes
(Saussure 1804;. Henriet et al,
2006).
Henriet et al. (2006) midió la
concentración de Si en varias partes de
las plantas de banano cultivadas en
hidroponía con diversas concentraciones
de Si en la solución de nutrientes;
encontró un gradiente de concentración
ejercida por el efecto de la
transpiración en el transporte Si
SILICIO, un enfoque innovador para la producción de cultivos|

La absorción de silicio en banano depende de
la concentración de acido silícico en la solución
del suelo (Ding et al. 2005; Henriet et al.
2008; Jones y Handreck 1967)
La aplicaciones de silicio protegen las
plantas de banano por estres por frio
(Kidane et al, 2001)
A medida que el silicio aumenta en el suelo convierte el hierro ferroso en
hierro férrico, evitando la absorción y su toxicidad (Ma y Takahashi 2002)
La transpiración
es el principal motor para el transporte
y deposición de Si, las hojas más
viejas de la planta son más ricas en Si
que los más jóvenes
(Saussure 1804;. Henriet et al,
2006).
La aplicaciones de silicio incrementaron
los niveles de sacarosa y rafinosa en
hojas y raíces en plantas de banano
(Laing et al, 2001)
La aplicaciones de silicio reducen la
susceptibilidad del banano a Mycosphaerella
fijiensis (Kablan et al., 2008 )

El silicio conjuntadamente con el boro
expresan mecanismos de resistencia
fisiológica en plántulas de palma de aceite
La palma de aceite es calificada como una planta
acumuladora de Si con relaciones de Si/Ca en la
flecha de 2.81 y en la hoja 17 de 3.98 (Munevar y
Romero 2014).
La concentración de silicio
incrementa con la edad de las
hojas
Putra, E.T.S., Issukindarsyah, Taryono, B.H. Purwanto and D. Indradewa,, 2016. Role of boron and silicon in inducing mechanical
resistance of oil palm seedlings to drought stress.. J. Appl. Sci., 16: 242-251.
Estudios adelantados en diferentes
regiones de Colombia muestran
una alta variabilidad de los contenidos
de Si. En la región de Santander - 7.3
mg/kg y de los Llanos 10.9 mg/kg
(Munevar y Romero 2014)

SILICATO AGRÍCOLA TÉRMICO
*Efecto del silicio en la longitud de raíces y superficie radicular de palma de aceite
utilizando la herramienta WinRhizo ©
*Alvaro Acosta,2016

SILICATO AGRÍCOLA TÉRMICO
*Efecto del silicio en la longitud de raíces y superficie radicular de palma de aceite
utilizando la herramienta WinRhizo ©

SiLa fertilización con silicio aumenta la
producción comercial, en cultivos como arroz
(15- 100%), maíz (15-35%), trigo (10-30%),
y otros cultivos. (Matichenkov, 2008)
Además del mecanismo de acción, se conoce de la existencia
de mecanismos de carácter bioquímico, como lo es la
promoción de la síntesis de metabolitos de bajo peso
molecular, en particular fitoalexinas, con capacidad de
restringir el crecimiento de los hongos (Epstein, 2001).
La concentración de silicio en palma aceitera se
estima en 2,26% y se considera una acumuladora
de Si (Munévar et.al., 2004).
La fertilización con sillico puede producir más de
180 t/ha de caña (17 al 30%), mientras que la
producción de azúcar se elevó del 23 a 58%
(Epstein, Matichenkov et al. 2002)
En arroz del 4 a 7% de la materia seca aérea
es silicio, mientras que en otras gramíneas es
de 1 a 2% (Wild , 1992).

El silicio ha sido reconocido por aumentar la
eficiencia en la captación de la luz solar (Yoshida
et al., 1969)
Si
El silicio forma parte de la estructura de los tricomas.
En plantas de fríjol, caña de azúcar, papa, chile,
tomate, (Clarkson et al, 1980)
El Silicio en las plantas estimula la biosíntesis de peroxidasas, ácidos fenólicos, fitoalexinas que regula el
estrés biótico y abiótico en las plantas (Raskin, 1992; Métraux et al, 1993; Humphreys et al., 2002;
Vlot et al., 2009).
Voogth et al. (2001) concluyeron que la
acumulación de silicio en plantas de fresa
hidropónica, denotó una mayor resistencia al
ataque de oídium.
El Si cumple una importante función en la integridad
estructural de las células vegetales, contribuyendo a
las propiedades mecánicas e incluyendo rigidez y
elasticidad Taiz, L. et al. (2002).
El Si ayuda a contrarrestar el
antagonismo generado en suelos con
alta saturación de aluminio y hierro
(Epstein y Bloom, 2005; Hodson et
al, 1995).

El Silicio aumenta la resistencia de
enfermedades como tizón de la vaina,
mancha marrón, pudrición del tallo
(Datnoff y Rodrigues , 2005)
CIAT, Colombia: determinaron que el
rendimiento en arroz paddy aumento un 61%
con la aplicación de silicato (Winslow,
1995)
ARROZ
Oryza sativa
La disminución de los rendimientos de
arroz es causada por deficiencia de silicio
alcanzan a ser del 15 %.(Winslow,
1996).
En Asía gracias a la respuesta del Si, el
arroz aumenta 2,4% su nutrición en
variedades indicas y japónicas (Yoshida
et al, 1969).
En ensayos de campo Datnof el al.
(1991) reportan la reducción de
PyrycuJaria en un rango de 17-30% Y
de Cercospora en el rango 15-32%.
*Orlando Sanchez V

Efecto combinado entre (Beauveria bassiana, Imidacloprid y silicato de potasio)
sobre el manejo y control de Cnaphalocrocis medinalis Guenée (Lepidoptera:
Pyralidae) en el cultivo del arroz
Fuente: Journal of Entomology and Zoology Studies 2015; 3(4): 173-177
Cnaphalocrocis medinalis. NC : plegador de la hoja de arroz

MAIZ
Zea Mays
Con aplicaciones de silicio en los cultivos del maíz,
los rendimientos se pueden elevar al nivel de las 25
tonelada por hectárea, aseguró ,(Gutiérrez, 2011)
Mexico.
La aplicación de silicio activado ayuda al
aprovechamiento del agua de riego en un 30 a
40%. Además de evitar el volcamiento en las
gramíneas y el desgarre de las ramas fructíferas en
las dicotiledóneas. (Gutiérrez, 2011)
Dentro de las angiospermas, las especies
monocotiledóneas acumulan sustancialmente
más silicio en sus brotes como otras especies
(Takahashi eta al, 2002).
En el norte de china (zhu et al. 1963) reportaron un
incremento en el rendimiento de maíz de 472.5 a 900
kg/ha con la aplicación de fuentes de silicio es decir
un 8 y un 10,2%.
(Horst et al. 1999) reporta que la
aplicación del silicio interactúa en la raíz de
las plantas de maíz para contrarrestar
fitotoxicidad por Al en tiempos de sequia.
++ silicio
-- Al
El rendimiento de la cosecha se puede
incrementar un 50% por el aumento
capacidad fotosintética gracias a la aplicación
de fuentes de silicio. (Covshoff et al , 2012)

El silicio mejora el crecimiento de
plantas de soja en suelos salinos WANG
Li-yan . (2010)
El silicio como una alternativa para
reducir la roya de la soja, Phakopsora
pachyrhizi, Datnoff , 2011
La aplicación foliar y la acumulación
de silicio incrementan la
productividad del cultivo de soja en
14% (MOREIRA1 et al, 2010)
La aplicación de silicatos es eficiente en la
reducción de la infección de Fusarium
semitectum en semillas de soja. Jiliatti et
al, 2004.
Aplicaciones de silicato de potasio reduce la
voracidad de larvas de Helicoverpa armigera
Hübner (Lepidoptera: Noctuidae),
Coelho,2015
WANG Li-yan(Biology Department,Dezhou College,Dezhou 253023,Shandong,China);Effects of Exogenous Silicon on Germination of
Glycine soja under Salt Stress;Soybean Science;2010-05
Aplicación foliar de silicio sobre la resistencia
a roya de la soja y actividad de la enzima
defensa Rodrigues, 2009
COELHO, M. Resistência de soja Bt e pela aplicação de silício em soja convencional a Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae). 2015. 46 p.
Dissertação (Mestrado em Agronomia/Entomologia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015

Estudios por Cogo, Amaral et al. (2008)
encontraron que la aplicación de silicio reduce
un 31% de Cercospora sp en café.
CAFÉ
Coffea arabica
La aplicación de silicio aumenta la
disponibilidad de fosforo y estimula el
crecimiento de la raíz. Agromil
2007;Caicedo y Chavarriaga (2007)
Mantichenkov (2004) el silicio ayuda
al aumento de masa radical entre un 50
y un 200%. CENICAFE (2008) en
almácigos se reporta un aumento del
45% de peso seco en raíces.
La deposición de Si en la superficie hoja y
una capa de cera y la cutícula más gruesa (
Pozza et al. , 2004 )
La aplicación foliar de fuentes de silicio ayudan al control
de Roya (Hemileia vastatrix) y es posiblemente el
activador de enzimas que reducen la severidad de la
enfermedad. Pererira et al. (2009) Brasil
Agromil y Cenicafe 2015:
estudio en curso

Goussain, et al. 2003.
Fig. Atrofia del aparato masticador
de larvas, Spodopthera f
Mayor tolerancia al ataque de
plagas chupadoras y
masticadoras.
- Si- Si+Si+Si

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