EL SILICIO EN LA AGRICULTURA DEL SUR DE CHILE

 

INFORME TÉCNICO: APLICACIÓN DEL SILICIO EN LA AGRICULTURA DEL SUR DE CHILE

Jacques Phillippes Truan Laffont

Licenciado en Agronomía (UACH)
Ingeniero Agrónomo (UACH)                                                                                             Diplomado en Gestión de Empresas Mención Agronegocios (U Autónoma)                   Lider Ambiental (U Mayor)

INTRODUCCIÓN

El sur de Chile (Regiones de La Araucanía, Los Ríos y Los Lagos) se caracteriza por una actividad agrícola sustentada mayoritariamente en suelos de origen volcánico (Andisoles y Ultisoles). Estos suelos, aunque poseen un alto potencial productivo, presentan limitantes químicas severas como la alta fijación de fósforo, acidez superficial y subsuperficial, y fitotoxicidad por aluminio (Al3+). El uso del silicio (Si) surge como una enmienda y elemento benéfico estratégico para mitigar estas restricciones, mejorando la sostenibilidad y resiliencia de los sistemas productivos frente al cambio climático.

CAPÍTULO I: EFECTOS SOBRE EL SUELO

1.1 Quimica del Suelo: Saturación de Bases, Fósforo y Aluminio

Los suelos del sur de Chile sufren de una fuerte lixiviación de bases debido a las altas precipitaciones. La aplicación de silicato de calcio (CaSiO3​) o de magnesio actúa directamente sobre las propiedades químicas:

Aparente Saturación de Bases: Al aportar cationes como Ca²⁺ y Mg²⁺, la aplicación de silicatos incrementa la capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICe) y eleva el porcentaje de saturación de bases, neutralizando protones (H⁺).

• Fósforo Disponible (P-Olsen): El silicio comparte vías de absorción y fijación con el fosfato. El anión silicato (H₃​SiO₄⁻​) compite por los mismos sitios de adsorción específica en los oxihidróxidos de hierro y aluminio. Al fijarse el silicio, libera el fósforo retenido, incrementando de forma drástica su disponibilidad para las plantas.

• Saturación de Aluminio o Aluminio Soluble: El Si reacciona directamente con el Al³⁺ soluble en la solución del suelo, formando aluminosilicatos de baja solubilidad (amorfos e inertes). Esto reduce la saturación de aluminio a niveles no tóxicos para los cultivos, complementando o superando la acción del encalado tradicional.

1.2 Propiedades Físicas: Agregados y Densidad Aparente

• Estabilidad de Agregados: El silicio actúa como un agente cementante secundario. Favorece la unión de las partículas de arcilla y materia orgánica, mejorando la estabilidad estructural del suelo frente a la degradación por lluvias intensas.

• Densidad Aparente (Da): Al mejorar la estructura y promover la agregación, tiende a estabilizar o reducir sutilmente la densidad aparente en suelos arcillosos o Ultisoles compactados, facilitando el espacio poroso.

1.3 Hidrodinámica: Poros de Agua Útil y Aireación

• Poros de Agua Útil (Microporos): La estructuración generada por los silicatos optimiza la retención hídrica a tensiones aprovechables por las raíces, crucial para los periodos de déficit hídrico estival en el sur del país.

• Poros de Aireación (Macroporos): Evita la compactación excesiva, manteniendo una porosidad de aireación adecuada (>10%) que previene condiciones de anoxia radicular durante los inviernos lluviosos.

1.4 Límites de Consistencia

• Aumenta el Límite Plástico y optimiza el Límite Líquido, ampliando el rango de humedad en el cual el suelo se comporta de manera frágil y no plástica. Esto incrementa la "ventana de trabajo" (adhesividad y cohesión óptimas) para la maquinaria agrícola, reduciendo el riesgo de compactación estructural (piso de arado).

• Desarrollo Radicular: Promueve la elongación de raíces laterales y aumenta el volumen explorado, permitiendo romper mecánicamente capas de suelo con mayor resistencia física.

• Salud de las Raíces: Protege las membranas celulares contra el estrés oxidativo provocado por la toxicidad de metales (Al3+ y Mn2+), manteniendo la viabilidad y capacidad de absorción de nutrientes.

• Desarrollo Aéreo: Proporciona un hábito de crecimiento más erecto en cultivos como trigo, avena y raigrás. Esto reduce el vuelco o encamado (común por vientos y lluvias del sur) y optimiza la intercepción de la radiación solar (mayor eficiencia fotosintética).

• Componentes del Rendimiento: Incrementa la fertilidad de las espigas, el peso del grano (peso de 1.000 granos) y el número de tallos productivos por metro cuadrado.

• Estrés por Alta Temperatura y Déficit Hídrico: La capa doble de sílice-cutícula reduce la transpiración cuticular no deseada. Esto optimiza la Eficiencia en el Uso del Agua (EUA), manteniendo las tasas fotosintéticas estables durante los días calurosos de verano.

• Estrés por Baja Temperatura (Heladas): El Si refuerza las paredes celulares, otorgando elasticidad y previniendo la ruptura mecánica de los tejidos debido a la formación de cristales de hielo intracelulares durante las heladas invernales y primaverales.

• Riesgos Laborales: El uso de silicatos en polvo (como la tierra de diatomeas no calcinada) exige protocolos estrictos de protección respiratoria para evitar la silicosis. Sin embargo, el desarrollo de formulaciones granulares y líquidas estables ha resuelto este problema, permitiendo una aplicación segura y compatible con la maquinaria estándar de encalado y fertilización.

• Desafío Geográfico: Chile no cuenta con grandes yacimientos industriales locales de silicatos procesados de alta solubilidad, dependiendo fuertemente de la importación.

• Transporte: Debido a que las dosis requeridas para modificar el suelo son de magnitud volumétrica considerable (similares a la cal), la logística terrestre hacia el sur incrementa los costos operacionales, por lo que la tendencia actual se inclina hacia el uso de fertilizantes foliares concentrados o enmiendas combinadas de alta eficiencia en la línea de siembra.

• Mitigación de Gases de Efecto Invernadero (GEI): El silicio incrementa la resiliencia del suelo y promueve la acumulación de carbono orgánico a través de una mayor biomasa radicular duradera.

• Huella de Carbono: El balance neto de CO2​ depende del origen del producto. El transporte marítimo y terrestre genera emisiones, pero se compensa parcialmente al disminuir la necesidad de aplicaciones repetidas de fungicidas sintéticos y fertilizantes fosfatados de alta huella de carbono industrial.

• Sustentabilidad Integral: La incorporación de Si se alinea con la agricultura regenerativa. Al reducir la lixiviación de nutrientes, disminuir la carga química de pesticidas en las cuencas del sur y recuperar la estructura de los suelos volcánicos degradados, se posiciona como una herramienta clave para la sostenibilidad a largo plazo del sector agroalimentario chileno.

Cuanto nitrógeno fijan las praderas polifiticas (kg/há.) en suelos Andisoles y Ultisoles

 CONSULTAS SOBRE SILICIO:

Cuanto nitrógeno fijan las praderas polifiticas (kg/há) y leguminosas en suelos Andisoles y Ultisoles del sur de chile en condiciones normales y cuantos kg/há se esperaría obtener con un manejo de la toxicidad del Aluminio y otros metales pesados (Manganeso). La aplicación de ácido orto silicico o silicatos mejora esta situación. ¡¡La respuesta es desalentadora!! 

1. Niveles de fijación en condiciones normales

En condiciones normales, sin un manejo correctivo intensivo de la acidez, los niveles de fijación suelen estar limitados por la toxicidad de aluminio (Al) y manganeso (Mn), que afectan severamente la nodulación.

• Valores típicos: Los estudios en el sur de Chile (ej. Región de Los Lagos) han registrado aportes de FBN en mezclas de trébol blanco y ballica perenne en rangos cercanos a 70 –80 kg N/ha/año.

• Variabilidad: Estos valores pueden ser significativamente menores (o mayores) dependiendo de la persistencia de la leguminosa y el pH del suelo. En suelos con acidez moderada a alta sin corrección, la eficiencia de la simbiosis cae, ya que el aluminio inhibe la comunicación química entre la raíz y el Rhizobium.

2. Desorción de Fósforo y Molibdeno

El fósforo (P) y el molibdeno (Mo) suelen quedar "secuestrados" en el suelo al adsorberse fuertemente sobre las superficies de óxidos e hidróxidos de hierro (Fe) y aluminio (Al).

• Competencia por sitios de adsorción: El ácido monosilícico es un anión que compite con los aniones fosfato y molibdato por los mismos sitios de unión en los óxidos metálicos. Al tener mayor afinidad o al estar presente en concentraciones adecuadas, el silicio logra desplazar (desorber) al fósforo y al molibdeno hacia la solución del suelo, haciéndolos nuevamente disponibles para la absorción radicular.

• Formación de compuestos: Se ha observado que el silicio puede reaccionar con fosfatos insolubles de hierro y aluminio, liberando el fósforo al formar silicatos metálicos más estables e inertes.

3. Depresión de la toxicidad por Aluminio y Manganeso

El silicio actúa de forma directa sobre la actividad de estos metales, reduciendo su fitotoxicidad incluso sin necesidad de elevar drásticamente el pH:

• Complejos inactivos: El silicio reacciona con el aluminio soluble (especialmente el Al3+) para formar complejos hidroxialuminosilicatos (HAS) que son químicamente inertes y no tóxicos para las raíces.

• Precipitación: El ácido orto silícico puede inducir la precipitación del aluminio como aluminosilicatos (como la caolinita o compuestos amorfos), eliminándolo efectivamente de la solución del suelo donde podría dañar el ápice radicular.

• Efecto en Manganeso: Aunque el mecanismo es ligeramente distinto, el silicio reduce la translocación y acumulación excesiva de Mn en los tejidos vegetales, mitigando su toxicidad mediante la regulación del balance iónico y la deposición de sílice en los tejidos.

Conclusión: 

Mientras que la cal (CaCO3) es la herramienta estándar para corregir la acidez mediante la elevación del pH, los silicatos y el ácido orto silícico actúan como un complemento estratégico. En suelos del sur de Chile, esta aplicación permite mejorar la nutrición (P y Mo) y proteger la arquitectura radicular (reduciendo el impacto del Al) de forma más rápida y directa sobre la química de la rizósfera, optimizando así las condiciones para que la fijación biológica de nitrógeno ocurra sin las restricciones típicas de estos suelos.

Para el manejo de praderas en suelos ácidos del sur de Chile (Andisoles y Ultisoles), la aplicación de fuentes de silicio debe integrarse dentro de un calendario de fertilización estacional que considere tanto la demanda de la planta como las condiciones químicas de estos suelos.

4. Estrategia de Aplicación: Épocas y Dosis

A diferencia del nitrógeno, que es dinámico y de alta movilidad, el silicio se maneja más como un corrector/acondicionador de la fertilidad que mejora el entorno radicular de forma sostenida.

4.1.- Silicatos de Calcio/Magnesio (Aplicación al suelo)

Se utilizan para un efecto de mediano a largo plazo, ayudando a elevar el pH y suministrar Si de forma continua.

• Época: La mejor ventana es a salida de invierno o principios de primavera (agosto - septiembre). Esto permite que el producto comience a reaccionar en la solución del suelo justo cuando las leguminosas (tréboles) inician su fase de mayor tasa de crecimiento y actividad fijadora de nitrógeno.

• Dosis: Dependerá del análisis de suelo y la saturación de aluminio (Al3+). En suelos con alta fijación, se suelen aplicar dosis de 500 a 1.000 kg/ha como base, similar a las prácticas de encalado, para lograr una mejora significativa en la disponibilidad de fósforo (P) y molibdeno (Mo).

4.2.- Ácido Orto silícico (Aplicación foliar o fertirrigación)

Actúa de forma rápida para mitigar el estrés puntual (metales tóxicos, sequía, heladas).

• Época: Se recomienda durante los periodos de activo crecimiento, especialmente en primavera, para maximizar la eficiencia fotosintética y proteger la estructura celular. También es valioso ante eventos de estrés abiótico pronosticados.

• Dosis: Las formulaciones comerciales suelen recomendar concentraciones de 2 a 4 mL por litro de agua, o bien, dosis ajustadas según el equipo de aplicación (típicamente orientadas a aportar 0,5 a 1,0 lt/ha de H4SiO4  producto comercial 26% efectivo por aplicación).

Informe Técnico: Remediación de Suelos con Minerales Pesados (CEPA S.A.).

Propiedades Fisiológicas del Ácido Monosilícico y la Antigorite de Trovolhue en Comparación con Calcitas y Dolomitas

 

Ensayo Ampliado: Propiedades Fisiológicas del Ácido Monosilícico y la Antigorita de Trovolhue en Comparación con Calcitas y Dolomitas

Jacques Phillippes Truan Laffont
Licenciado En Agronomía 
Ingeniero Agrónomo DGE LA 

                             

Introducción y Fundamentos Químicos

La optimización de la productividad agrícola en los Andisoles del sur de Chile exige un cambio de paradigma desde las enmiendas estrictamente correctoras de acidez hacia tecnologías bioactivas. El uso de calcitas (CaCO₃) y dolomitas (Ca Mg (CO₃)₂) ha constituido el enfoque tradicional bajo programas estatales como el SIRSD-S. Sin embargo, la introducción de silicatos solubles, específicamente el ácido monosilícico/ortosilícico (H₄SiO₄) -obtenido mediante la hidrólisis controlada de precursores como el silicato de sodio (Na₂O^.xSiO₂)- y de la antigorita de Trovolhue (silicato de magnesio hidratado regional) ofrece un espectro de protección fisiológica que las enmiendas calcáreas tradicionales no pueden replicar.

Desde la perspectiva de la química de materiales, el silicato de sodio comercial (con una relación molar SiO_2/Na₂O = 3.35 y composición de 26.4% SiO₂ y 8.0% Na₂O) posee una alta estabilidad en soluciones alcalinas (pH >10.6). No obstante, al diluirse e incorporarse al ecosistema edáfico o foliar en rangos agrícolas neutros o ligeramente ácidos (pH 5.5 - 6.5), experimenta una reacción de hidrólisis abiótica fundamental:

Esta molécula monomérica neutra es la única forma de silicio asimilable por las plantas, cuya dinámica fisiológica se contrasta a continuación frente a las enmiendas convencionales.

 2. Efectos sobre la Rizosfera y Desintoxicación de Metales

• Ácido Monosilícico y Antigorita: El ácido monosilícico ejecuta una desintoxicación inmediata en la rizosfera mediante el mecanismo de exclusión química. Al encontrarse con el aluminio trivalente fitotóxico (Al³⁺) —dominante en los Andisoles—, reacciona directamente para formar aluminosilicatos insolubles, estables e inertes. Esto revierte instantáneamente la inhibición del crecimiento de las raíces, promoviendo el vigor radicular a través de la estimulación de fitohormonas como auxinas y citoquininas. Al liberar el espacio radicular, se incrementa drásticamente la absorción y eficiencia en el uso de nutrientes esenciales como el Fósforo (P), Potasio (K) y Zinc (Zn), además de secuestrar otros metales pesados en suelos degradados (como el cadmio o el zinc en exceso).
• Calcitas y Dolomitas: Su estrategia de remediación depende de la neutralización masiva del pH del suelo mediante el aporte de carbonatos para forzar la precipitación del aluminio. En Andisoles, debido a su altísima capacidad tampón o amortiguadora, este proceso requiere dosis de toneladas por hectárea y posee una cinética de reacción lenta, lo que posterga la recuperación biológica de la rizosfera.

3. Protección sobre Plagas (Estrés Biótico)

• Ácido Monosilícico y Antigorita: El depósito subcuticular de sílice amorfa genera una densa barrera físico-mecánica. Esta capa rígida produce un desgaste mecánico acelerado en las piezas bucales de los insectos masticadores y actúa como un obstáculo impenetrable para los estiletes de insectos chupadores (pulgones, trips). Al dificultar la alimentación, reduce drásticamente las poblaciones de plagas de manera limpia y sin generar residuos químicos en las cosechas.
• Calcitas y Dolomitas: Aunque el calcio incrementa la firmeza del tejido vegetal al formar pectatos de calcio en la pared celular, no genera cristales abrasivos ni la densidad superficial que proporciona la polimerización del silicio, ofreciendo una resistencia significativamente menor al ataque de plagas.

4. Protección sobre Enfermedades (Inmunidad Inducida)

• Ácido Monosilícico y Antigorita: Presenta un mecanismo de defensa dual. Más allá de la barrera física epidérmica que bloquea la penetración germinativa de las hifas fúngicas, el H₄SiO₄ actúa como un elicitador sistémico. Al ser absorbido, desencadena una cascada bioquímica que activa los mecanismos de defensa genética de la planta, promoviendo la síntesis exponencial de compuestos fenólicos, flavonoides y enzimas de restricción y antioxidantes (peroxidasas, quitinasas y superóxido dismutasa). Esto confiere una alta inmunidad contra hongos fitopatógenos críticos como la roya, el oídio y la fusariosis.
• Calcitas y Dolomitas: El calcio previene la maceración de los tejidos al contrarrestar las enzimas poligalacturonasas de los hongos, pero no posee la capacidad de inducir la biosíntesis de fitoalexinas ni activar las rutas metabólicas de resistencia sistémica adquirida (SAR).

5. Efectos sobre la Economía Hídrica (Evapotranspiración - EVT)

• Ácido Monosilícico y Antigorita: El depósito de sílice en los tejidos foliares disminuye drásticamente la transpiración cuticular residual (pérdida de agua no estomática) sin obstruir la fotosíntesis. Al optimizar la conductancia y la regulación estomática, la planta disminuye la tasa de evapotranspiración (EVT) innecesaria en condiciones de estrés hídrico. Esto permite sostener una adecuada presión de turgencia celular y un flujo metabólico activo incluso en periodos prolongados de sequía, optimizando la eficiencia en el uso del agua (EUA).
• Calcitas y Dolomitas: No ejercen ninguna influencia fisiológica ni mecánica sobre las pérdidas evaporativas de la masa foliar ni regulan la cinética estomática ante el déficit hídrico.

6. Aspectos de Seguridad, Ecotoxicología y Manejo Operacional

La manipulación de concentrados precursores de ácido monosilícico (como el silicato de sodio) requiere precauciones estrictas debido a su alta alcalinidad de acopio (pH 10.5). Aunque la sustancia pura no está clasificada como peligrosa según el Reglamento CE Nº 1272/2008 y carece de potencial bioacumulativo en vertebrados (siendo eliminada vía urinaria), en su estado concentrado puede provocar irritación ocular o dérmica severa.

Operacionalmente, se debe considerar que los silicatos concentrados reaccionan de manera exotérmica con ácidos fuertes y pueden desprender gas hidrógeno (altamente inflamable y explosivo) al entrar en contacto prolongado con metales no férricos como el aluminio, zinc o estaño. Por ello, las diluciones agrícolas finales deben prepararse adicionando el producto lentamente sobre agua, manteniendo el pH de la mezcla en rangos ligeramente ácidos o neutros (5.5 - 6.5) y evitando mezclas directas en tanques con productos fuertemente alcalinos o ácidos no amortiguados. Ecotoxicológicamente, una vez diluido y neutralizado en el suelo, el silicato es indistinguible de la sílice natural que compone el 59% de la corteza terrestre, lo que lo convierte en una tecnología ambientalmente limpia, segura (con valores de NOAEL superiores a 159 mg/kg/día) y sin plazos de carencia para el reingreso al cultivo.

 

 SILICIO EN LA PRODUCCIÒN AGRICOLA 

Edgar Querrero Gutièrrez.

Instituto tecnológico Superior de Uruapan, Michoacàn.

México. 6 de marzo 2007.

El Silicio (Si) juega un papel importante en la planta. Este elemento controla el desarrollo del sistema radicular. La asimilación y distribución de nutrientes minerales, incrementa la resistencia de las plantas al estrés, (hídrico, altas y bajas temperaturas, viento, alta concentración de sales, y metales pesados, hidrocarburos, Aluminio, (Al), etc.) y bióticos, (insectos, hongos, enfermedades). Los beneficios de la mayor concentración de Si en el suelo y suministrar al suelo minerales ricos en Si a través de procesos de fertilización, proporcionan una solución económica y rentable para la agricultura destacando lo siguiente: 

• El Silicio aumenta los rendimientos y calidad de la cosecha agrícola. Desde 1848 numerosos reportes de investigaciones, y la producción comercial en campo han demostrado los beneficios al obtener cosechas superiores mediante la fertilización con Sílice, tal como sucedió en la producción de Arroz (15-100%), Maíz (15-35%), Trigo (10-30%), Cebada (10-40%), frutales como palto, mangos, berries (40-70%), caña de azúcar (55 150%) y praderas, leguminosas, hortalizas, forrajes suplementarios. 

• También se provee beneficios al suelo para la práctica de agricultura sustentable, 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, además de las condiciones desfavorables del 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 sustancias con sílice biogeoquimicamente activo optimiza la fertilidad del suelo a través del incremento en la retención y disponibilidad de agua útil, sus propiedades físicas y químicas y de mantener los nutrientes en forma disponible por las plantas. 

• La sílice restaura la degradación del suelo al incrementar su nivel de fertilidad para la producción agrícola y pascicola. 

• La falta de ácido mono Silícico y la disminución del silicio amorfo conducen a la destrucción de los complejos órgano minerales, se acelera la degradación de la materia orgánica del suelo y se deteriora la composición mineral. La aplicación de fertilizantes minerales con silicio es una práctica coligada a la agricultura sustentable o sostenible y altamente efectiva en cualquier tipo de suelo. 

• El Silicio incrementa la resistencia del suelo contra la erosión eólica e hídrica. La aplicación de Si mineral al suelo, mejora y restaura su estructura, incrementa la capacidad de retener agua (30-110%) y la capacidad de intercambio catiónico. 

• El Si ayuda el desarrollo del sistema radicular de la planta y puede incrementar la masa de raíces, (50-200%), por lo que también estimula el macollamiento, (mayor número tallos por plantas). 

• El Silicio incrementa la resistencia a la sequía en plantas. La fertilización con silicio puede optimizar el aprovechamiento de agua de riego, (30-40%) y ampliar los intervalos del riego sin efectos negativos sobre la planta. 

• Adicionalmente al sistema riego – drenaje, la fertilización con minerales de silicio activo, permiten completar la rehabilitación de suelos afectados por sales, compactación y bajos niveles de pH. 

• El silicio neutraliza la toxicidad causada por el Aluminio en suelos ácidos mucho mejor que el encalado. Cinco posibles mecanismos para la reducción de la toxicidad por compuestos ricos en silicio; como la formación de ácidos silícicos, orto y meta, coloides, polímeros de silicio y complejos aluminio – silicatos. 

• El encalado con Calcitas o Dolomitas tiene solamente un mecanismo. Desafortunadamente la aplicación de encalado y dolomita fijan el fosforo y transforman el fosforo disponible en no asimilable para la planta. 

• Empleando materiales ricos en silicio para la reducción de la toxicidad del aluminio y optimizar el pH, mejora también la nutrición con fosforo, hierro, potasio y zinc; ya que el silicio activa el intercambio de cationes y la movilización de nutrientes. 

• El silicio aumenta la nutrición del fosforo en las plantas de un 40-60% e incrementa la eficiencia de aplicación. 

• La fertilización con minerales ricos en silicio promueve la transferencia del fosforo no disponible para las plantas en forma asimilable y previene la transformación de fertilizantes ricos en fosforo en compuestos inmóviles. 

• Fertilizantes de entrega lenta liberación se pueden fabricar con materiales ricos en sílice.

Acidez y contenido de aluminio de los suelos volcánicos en Chile

 

Valores de acidez y el contenido de aluminio de los suelos volcánicos en Chile:

Superficie de suelos volcánicos

• Superficie agrícola y arable: Chile cuenta con una superficie agrícola de 15 millones de hectáreas, de las cuales alrededor de 5,5 millones son arables.
• Proporción de origen volcánico: El 43% de esas hectáreas arables corresponde a suelos derivados de cenizas volcánicas. Estos se ubican principalmente entre los 34° y 44° S.
• Tipos principales: Están constituidos mayoritariamente por Andisoles (conocidos como "Trumaos") y, en menor grado, por Ultisoles ("Rojos Arcillosos").

Valores de acidez y pH

El pH de estos suelos varía según su antigüedad y grado de evolución:

• Suelos Trumaos (Andisoles): Se consideran suelos jóvenes y presentan un pH moderadamente ácido, que se sitúa en un rango de 5,6 a 6,0.
• Suelos Rojo Arcillosos (Ultisoles): Son suelos más antiguos y profundos que presentan un pH fuertemente ácido, en un rango de 5,1 a 5,5.

Situación por Regiones (Primeros 0,20 metros)

La acidificación afecta de manera distinta a las regiones del sur:

• IX Región: El 53% de las series de suelos de Andisoles tiene un pH-H₂O < 5,8.
• X Región: La situación es más severa, donde el 84% de los Andisoles presenta un pH-H₂O < 5,8.

Contenido y saturación de aluminio

La reactividad química y los problemas de toxicidad en estos suelos están fuertemente vinculados al aluminio activo.

• Nivel crítico de toxicidad: Se fija en 0,1 cmol⁺kg^-1 de aluminio intercambiable para especies de plantas sensibles.
• Saturación de Aluminio en la CICE: El Ministerio de Agricultura de Chile utiliza la saturación de aluminio como el mejor índice de diagnóstico y ha fijado un límite crítico del 5%. Valores sobre este 5% implican una alta probabilidad de requerir encalado.
• Presencia por Regiones (Primeros 0,20 metros):
• IX Región: El 34% de las series de Andisoles excede el límite crítico, registrando una saturación de Al > 5%.
• X Región: El 62% de las series de Andisoles presenta una saturación de Al > 5%.

CONCLUSIONES

1. Corrección Química Eficiente: El silicio soluble es una herramienta de alta eficiencia para mitigar la toxicidad por aluminio (reduciendo la saturación a menos de la mitad) y desbloquear el fósforo retenido en los suelos volcánicos del sur de Chile.
2. Soporte Biomecánico y Fisiológico: En cultivos como la avena, la silificación celular previene la tendidura por viento/lluvia, eleva los componentes de rendimiento (peso hectólitro y peso del grano) y mejora la resiliencia hídrica frente al cambio climático.
3. Sanidad de Bajo Impacto: El doble mecanismo del silicio (barrera mecánica + efecto elicitor) disminuye la dependencia de fungicidas e insecticidas comerciales.
4. Optimización Sustentable: El cambio de paradigma hacia fuentes concentradas de Si optimiza la logística, reduce las huellas de carbono e hídrica, y se alinea con las prácticas globales de economía circular y conservación de suelos.

5.    Reflexión final 

6.   La fertilidad del suelo no puede entenderse únicamente como una suma de nutrientes. Es una propiedad emergente de las interacciones entre minerales, materia orgánica, agua, microorganismos y plantas.

7.    En este contexto, el ácido monosilícico podría desempeñar un papel integrador, modulando procesos geoquímicos, fisiológicos y biológicos. No obstante, varias de las hipótesis planteadas —como el "Triángulo de la Productividad" y el efecto directo del silicio sobre la estructura del microbioma en Andisoles— deben considerarse propuestas de investigación que requieren validación experimental.

Manejo del Fósforo, Aluminio y Acidez en Suelos Ácidos

 

Manejo del Fósforo, Aluminio y Acidez en Suelos Ácidos (Oxisoles y Ultisoles)

Los suelos de zonas tropicales y templadas húmedas (como Tabasco y Veracruz en México o los suelos "Rojo Arcillosos" de la serie Metrenco en Chile) sufren de baja productividad debido a su acidez y la alta presencia de óxidos de Hierro (Fe) y Aluminio (Al).

• El problema del Fósforo: El fósforo disponible es extremadamente bajo (1 a 5 ppm). Al aplicar fuentes hidrosolubles tradicionales (superfosfatos), el Fe y el Al libre reaccionan inmediatamente, fijándolo o reteniéndolo, lo que reduce drásticamente su eficiencia a corto plazo y obliga a aplicaciones anuales costosas.
• Toxicidad por Aluminio (Al³⁺): Con un pH inferior a 5,2 el aluminio se solubiliza en formas iónicas altamente fitotóxicas. El principal daño ocurre en el ápice radicular, donde altera las propiedades mecánicas de la pared celular, inhibe la elongación, disminuye el volumen de exploración de la raíz y bloquea la absorción de agua y bases como Calcio (Ca) y Magnesio (Mg).
• Estrategias de Manejo Tradicionales:
• Roca Fosfórica: Es una alternativa económica de baja reactividad insoluble en agua. Al reaccionar con la acidez del suelo, libera fósforo de forma lenta y prolongada, reduciendo la fijación. Se suele usar combinada con superfosfatos (ej. proporción 75:25) o azufre elemental para acelerar su solubilización.
• Encalado: La aplicación de cal agrícola (CaCO₃) o dolomita (CaMg(CO₃)₂) incrementa el pH del suelo y precipita el aluminio tóxico en formas insolubles (Al(OH)₃). Sin embargo, puede representar costos elevados para los agricultores.

2. El Rol Olvidado del Magnesio (Mg) en Suelos Ácidos

El magnesio suele ser omitido en los planes de fertilización intensiva (enfocados solo en NPK), provocando su agotamiento en el suelo.

• Funciones Biológicas: Es esencial para la fotosíntesis debido a que activa la enzima RuBisco, forma parte de los tilacoides en los cloroplastos y participa en la síntesis de proteínas y formación de ATP. Su deficiencia causa clorosis intervenal y acumulación anormal de carbohidratos en las hojas.
• Efecto Protector contra el Aluminio: En suelos ácidos y bajo altas precipitaciones, el Mg se lixivia fácilmente. No obstante, se ha demostrado que un suministro adecuado de Mg protege las raíces contra la fitotoxicidad del Al³⁺ al promover la liberación de aniones orgánicos (exudados radiculares) que quelatan y neutralizan el aluminio en la rizósfera.

3. Dinámica de la Acidificación y Prácticas Mitigantes

La acidificación del suelo es un proceso natural acelerado por la actividad humana.

• Causas Antropogénicas: El uso constante de fertilizantes amoniacales (como el sulfato de amonio o la urea) libera iones hidrógeno (H⁺) mediante el proceso de nitrificación. La remoción masiva de cationes básicos (Ca, Mg, K) durante las cosechas intensivas y la lixiviación de nitratos no absorbidos por los cultivos también aumentan la acidez.
• Estrategias para reducir la tasa de acidificación:
• Evitar fertilizantes altamente acidificantes.
• Minimizar la lixiviación de nitratos ajustando las dosis a la demanda real del cultivo y eficientando el riego.
• Monitorear el poder neutralizante del agua de riego (rica en carbonatos/bicarbonatos) y evaluar el valor de encalado de los fertilizantes orgánicos (estiércol).

4. Innovación con la Aplicación de Ácido Monosilícico (Zumsil)

El silicio (Si) se absorbe como ácido monosilícico Si(OH)₄. Un estudio realizado en un suelo Ultisol ("Rojo Arcilloso") de la serie Metrenco en Lautaro, Chile, evaluó el uso de un producto comercial basado en ácido monosilícico (Zumsil en dosis de 0 a 4 lt/ha) en praderas polifíticas, arrojando resultados sumamente positivos que revolucionan el manejo de suelos ácidos:

• Aumento del pH y Reducción del Hidrógeno: El pH incrementó de 5.17 a 5.45 proporcionalmente a la dosis. El Si atrapa los iones H⁺ en exceso gracias a sus propiedades anfóteras, reduciendo los daños directos de la acidez.
• Bloqueo del Aluminio Activo: La concentración de Al³⁺ disminuyó considerablemente (un decremento de 0.69 cmol⁺/kg con la dosis máxima). El ácido monosilícico reacciona con el aluminio libre, formando complejos de silicato de hidrógeno aluminosos estables y no tóxicos.
• Desbloqueo y Aumento de Fósforo Disponible (Olsen): El fósforo aprovechable en el suelo aumentó de 14 a 30 ppm (un incremento de 16 ppm, equivalente a incorporar 293,14 kg de P₂O₅). Esto ocurre porque el anión silicato Si(OH)³ desplaza al anión fosfato retenido por los óxidos de Fe y Al, liberándolo hacia la solución del suelo para que la planta lo absorba.
• Mejora de la CICE y Nutrientes: Se incrementó la Capacidad de Intercambio Catiónico efectiva (CICE) en un 56.5%, liberando y disponibilizando más Calcio, Magnesio y Potasio. También aumentaron los niveles de Materia Orgánica y Nitrógeno al estimularse la actividad biótica del suelo.
• Impacto en la Biomasa: Todo este equilibrio químico generó un sistema radicular más potente y un incremento directo en el rendimiento de la materia seca de la pradera (pasando de 2.594 a 3.156 kg/ha).

5. Elementos Benéficos y Oligoelementos en la Agricultura

Más allá de los nutrientes esenciales tradicionales, existen elementos denominados "benéficos" que mejoran el rendimiento bajo condiciones específicas:

• Silicio (Si): Además de sus beneficios químicos en el suelo, se acumula debajo de la cutícula epidermal de las plantas, creando una barrera mecánica tridimensional. Esto reduce la pérdida de agua por transpiración, previene el encame en cereales y otorga resistencia contra plagas (taladrador en maíz) y enfermedades fúngicas (oídio/cenicilla en fresas y cucurbitáceas). Además, incrementa la oxigenación en la rizosfera, reduciendo la toxicidad por Fe y Mn.