Plantas biocidas

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JAVIER BERNAL E. I.A., Ph.D. Director Técnico

PAPEL DEL SILICIO (Si) EN LA AGRICULTURA

• El Silicio (Si) es el segundo elemento en abundancia en la naturaleza, después del oxígeno. • Constituye aproximadamente el 25% de la corteza terrestre, en forma de silicatos, arcillas cristalinas y materiales amorfos. • A pesar de lo anterior, la cantidad del elemento disponible para las plantas(soluble) es insuficiente en muchos casos.

Tradicionalmente se ha considerado el Si como un elemento no esencial; sin embargo, Esptein y Bloom (2.003) reconsideraron la definición de “esencialidad” y propusieron una nueva definición de elementos esenciales para el crecimiento de las plantas.

UN ELEMENTO ES ESENCIAL SI CUMPLE CON UNO O AMBOS DE LOS SIGUIENTES CRITERIOS:
1) El elemento es partede una molécula que es un componente intrínseco de la estructura o del metabolismo de la planta.

2) La planta puede ser tan deficiente en un elemento que exhiba anormalidades en crecimiento, desarrollo o reproducción. Por ejemplo: que su “comportamiento” sea inferior al de plantas no deficientes.

De acuerdo con esta nueva definición, el Si es un elemento esencial para las plantassuperiores, porque su deficiencia causa diferentes anormalidades en ellas, como lo reportan muchos autores.

ESTRUCTURA TETRAEDRICA DE UN SILICATO
OH
CAMBIOS POR RUPTURA DE ARISTA

Si

CAMBIOS POR SUSTITUCIÓN ISOMORFICA DEPENDIENTE DEL PH.

OH OH

OH

POR LOS CAMBIOS QUE APARECEN EN EL GRAFICO SE PUEDEN GENERAR UN COMPLEJO DE MINERALES QUE SE CLASIFICAN COMO: NESOSILICATOS Y FILOSILICATOS:OLIVINO, PIROXENOS, ANFIBOLES, MICAS, SERPENTINA, ARCILLAS, ETC.

ACIDO MONOSILÍCICO
H4SiO4
95% adsorbido en los coliodes del suelo y 5% en solución, que lo toman las plantas o se pierde por lixiviación. Por encima de100 a 120 ppm de SiO2 se

polimeriza, formando ácidos polisilísicos.

ORDENES DE SUELOS

MINERALES DOMINANTES
FELDESPATOS, VERMICULITAS

METEORIZACION
MENOS
D E S I LI C I F I C A C I O N

MOLLISOLES SiO2 ESMECTITAS VERTISOLES SiO2 ESMECTITAS - CAOLINITAS INCEPTISOLES ALFISOLES ULTISOLES SiO2 CAOLINITAS - ESMECTITAS SiO2 CAOLINITAS – SESQUIOXIDOS SiO2 SESQUIOXIDOS - CAOLINITAS

OXISOLES

MAS

SECUENCIA AMPLIFICADA DE LA ACIDIFICACION DE LOS SUELOS ( SAVANT ET AL 1997)

Dinámica del Si en el Suelo
Si - Fertilizante
Formas biogénicas (amorfas) -ej: fitolitos Si - agua de irrigación

SUELO
Minerales: micas, montmorillonita, etc.

Solución del suelo (H4SiO4)

Polímeros Ác. Polisilícico

Óxidos e Hidróxidos Fe - Al Lixiviación

MgSiO3 + H2 O

Mg2+ + SiO32-

SiO32- + 2 H2 O H2SiO3 + H2O

H2 SiO3 + 2OHH4 SiO4

Silicato vs Cal
5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 0 1,4 Cal 2,8 Silicato 4,2

Korndörfer, et al 1997

pH (CaCl2)

ElSilicio optimiza la eficiencia de la fertilización con Fósforo, debido a la transformación de fosfatos a formas disponibles por la planta.

ECUACIONES QUE DEFINEN LAS REACCIONES DEL SILICIO CON EL FOSFORO EN EL SUELO.

CaHPO4 + H4SiO4 2Al(H2P04)3 + 2H4SiO4 + 5 H+

CaSi03 + H20 + H3P04 Al2Si205 + 5H20 + 5H3PO4 Fe2Si04 + 2H3P04

2FeP04 + H4SiO4 + 2H+

*Lindsay 1979- Matichen Kov 1990 El Silicio aumenta la capacidad de intercambio de cationes (ClC) del suelo y contribuye a la formación de minerales que con sus grandes áreas superficiales adsorben agua, fosfatos, nitrógeno, aluminio y metales pesados.

El Silicio disminuye la toxicidad por Aluminio
20

Concentración de Aluminio.

15

10

5

0
0 500 1000 Concentración de ácido monosilícico
Ma et al., 1998 andCocker et al., 1998.

2000

ALGUNAS REACCIONES DEL SILICIO CON EL ALUMINIO Y CON METALES PESADOS.

2H4SiO4 + 2Al 3+ 2H4SiO4 + 2Al 3+ + H2O H4SiO4 + 2Pb2 +

Al2 Si2O5 + 2H+ + 3H2O Al2 Si2O5 (OH)4 + 6H+ PbSiO4 + 4H+

CARACTERÍSTICAS DE UNA BUENA FUENTE DE SILÍCIO
• Altos contenidos de Si "reactivo", disponibilidad inmediata; • Altos contenidos de CaO y MgO; • Alta reactividad (Poder de...
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