EL EFECTO DE LA APLICACIÓN DE SILICIO SOBRE EL CRECIMIENTO DEL TRIGO DE PRIMAVERA BAJO AGRICULTURA ECOLÓGICA

 


Jolanta KOWALSKA, Magdalena JAKUBOWSKA, Rafał NOWACZYK

Instituto de Protección Vegetal - NRI.  Departamento de Métodos Biológicos y Agricultura Orgánica, Departamento de Métodos de Pronóstico de Agrófagos; Estación de investigación de campo IPP - NRI, Winna Góra ul. W. Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polonia Correo electrónico: J.Kowalska@iorpib.poznan.pl

Resumen

Muchos factores ambientales adversos para la producción de plantas pueden mitigarse mediante el uso de bioestimuladores, por ejemplo, preparaciones que estimulan los procesos de la planta y activan los mecanismos que permiten el funcionamiento de la planta en condiciones de estrés y aumentan la cantidad y la calidad del rendimiento. Puede utilizarse el contenido de silicio incluido en fertilizantes y / o bioestimuladores.

Todas las plantas necesitan algo de silicio en forma de ácido Monosilícico en el suelo para prosperar. Todos los suelos tienen mucho silicio, pero la mayoría está en forma de dióxido de silicio que es insoluble y no disponible para plantar. Muchos suelos no tienen suficiente ácido monosilísico presente para satisfacer el requerimiento de las plantas [14].

El fertilizante de silicio tiene un efecto doble en el suelo - sistema vegetal como: (i) La nutrición mejorada del silicio vegetal refuerza las propiedades protectoras de las plantas contra enfermedades, ataque de insectos y clima desfavorable. (ii) Tratamiento del suelo con sustancias de silicio biogeoquímicamente activo optimiza la fertilidad del suelo a través de una mejora de las propiedades físicas y químicas del suelo, manteniendo los nutrientes en las formas disponibles para las plantas. La habilidad del silicio soluble (Si) también puede reducir el impacto de las enfermedades de las plantas [11,13].

Los efectos del silicio en cultivos como hortalizas, frutas árboles y arbustos, colza, trigo, papa, maíz y pradera también se han investigado en Polonia [5, 10].

En trigo de primavera hay poca información sobre el Silicio, no obstante, la investigación, confirma resultados obtenidos por diferentes autores en donde la aplicación de Silicio incrementa significativamente el desarrollo y la producción de trigo de primavera.

El índice SPAD fue diferente según el momento de la medición, ya que sus valores fueron los más alto en la formación de espigas. Este efecto está en consonancia con otras conclusiones de la investigación obtenidas por Radkowski y Rad kowska, quienes notaron el SPAD más alto en la etapa de floración [11].

Las presentes investigaciones confirman los resultados obtenidos por Ahmad et al., quienes estudiaron el papel del silicio en fertilización de trigo (Triticum aestivum L.) bajo diferentes condiciones de humedad del suelo, concluyendo que la aplicación de silicio, incrementa la altura y espigas considerablemente, al igual que el peso biomasa vegetal [2].

Los métodos combinados - foliares y al suelo - fueron los más eficaces para el crecimiento del trigo, similar resultado obtuvo Guevel et al. [6], lo que sugiere que el efecto sobre el rendimiento de la aplicación de Silicio puede estar relacionada con una mejor absorción de este nutriente [7] y métodos de suministro a las plantas.

Conclusiones.

Los resultados del experimento de campo mostraron el efecto beneficioso del uso de fertilizantes de silicio.

Durante el estudio se encontró que contenido relativo de clorofila, índice de clorofila (SPAD) en las hojas, expresado como el verdor de la hoja aumentaba hasta la formación de espigas.

Las plantas tratadas con silicio se desarrollaron mejor,(mayor densidad de plantas y altura de las plantas).

La efectividad de Zumsil no presenta diferencias respecto a los métodos de aplicación.

Introducción.

Muchos factores ambientales adversos para la producción de plantas pueden mitigarse mediante el uso de bioestimuladores, por ejemplo, preparaciones que estimulan los procesos de la planta y activan los mecanismos que permiten el funcionamiento de la planta en condiciones de estrés y aumentan la cantidad y la calidad del rendimiento. Puede utilizarse el contenido de silicio incluido en fertilizantes y / o bioestimuladores.

En la producción de cultivos orgánicos y sostenibles y es fundamental para defensa de las plantas contra plagas y enfermedades, así como contra el estrés ambiental. Por lo tanto, el manejo mejorado del Si para aumentar el rendimiento y sostener la productividad de los cultivos parece ser necesario. La literatura sobre silicio (Si) y su influencia en plantas muestra que este elemento promueve el crecimiento de las plantas, puede estimular el crecimiento y desarrollo de las plantas y reducir la amenaza de infestación de patógenos y plagas porque el silicio es que necesitan las plantas para desarrollar paredes celulares fuertes [11]. En la mayoría, Sin embargo, en los casos, es incierto si la estimulación del crecimiento es atribuible a un efecto nutricional o al alivio de tensiones bióticas o abióticas [4, 9]. Las formulaciones disponibles en los mercados difieren en sus mecanismos de acción, finalidad tecnológica y origen [1, 2, 14].

El silicio es el segundo elemento más abundante después del oxígeno en el suelo: el dióxido de silicio comprende el 50-70% del suelo masa. Como consecuencia, todas las plantas que arraigan en el suelo contienen algo de Si en sus tejidos. Sin embargo, el papel del Si en la planta se pasó por alto el crecimiento y el desarrollo.

Todas las plantas necesitan algo de silicio en forma de ácido Monosilícico en el suelo para prosperar. Todos los suelos tienen mucho silicio presente, suelos arenosos más que arcillas, pero la mayoría está en forma de dióxido de silicio que es insoluble y no disponible para plantar. Muchos suelos no tienen suficiente ácido monosilísico presente para satisfacer el requerimiento de las plantas [14]. El fertilizante de silicio tiene un efecto doble en el suelo - sistema vegetal como en (i) La nutrición mejorada del silicio vegetal refuerza las propiedades protectoras de las plantas contra enfermedades, ataque de insectos y clima desfavorable. (ii) Tratamiento del suelo con sustancias de silicio biogeoquímicamente activo optimizando la fertilidad del suelo a través de una mejora de las propiedades físicas y químicas del suelo y mantenimiento de los nutrientes en las formas disponibles para las plantas. La habilidad del silicio soluble (Si) también puede reducir el impacto de las enfermedades de las plantas [11,13].

El objetivo del estudio incluye la evaluación del impacto en crecimiento y rendimiento del trigo de primavera de dos fertilizantes de silicio aprobado para agricultura ecológica aplicada por diferentes métodos.

Materiales y métodos.

El estudio se realizó en los años 2017-2018 (la muestra fue tomada en (2017),en el campo manejado bajo condiciones de la agricultura orgánica en la Granja de Investigación del IPP NRI.

Se evaluó el impacto de tres métodos de aplicación de dos fuentes de Silicio sobre los componentes del crecimiento y rendimiento de trigo.

Los tratamientos incluyeron dos fuentes de silicio por separado: Adesil y ZumSil en una dosis de 10 kg y 0,3 l ha-1, respectivamente. El cultivar de trigo utilizado correspondió a trigo de primavera, variedad Arabella.

En el campo, las condiciones climáticas cambiaron de acuerdo a la estación del año. Las diferentes condiciones climáticas, se presenta en la Tabla 1.

Tabla 1. Valores Medios De Temperatura y Humedad Durante El Tiempo De La                      Duración Del Experimento.

Período

Temperatura (°C)

Humedad Relativa (%)

Abril (2017 – 2018)

13,7

70,2

Mayo (2017 – 2018)

17,5

66,6

Junio (2017 – 2018)

19,1

68,4

Julio (2017)

20,2

58,4


El  diseño experimental correspondió a un DBA, con ocho puntos de control donde se ubicaron los tratamientos evaluados. Se utilizaron dos fuentes de Silicio, AdeSilR   formulación polvo en dosis de 10 kg·ha-1 y ZumiSilTM como líquido en dosis de 0,3 l·ha-1.

Las fuentes de Silicio consideradas como producto anti estrés son distribuidas en Polonia por Perma-Guard TM , el distribuidor indica que: ZumSilTM es una solución al 24% de ácido Monosilícico. AdeSilR es una formulación en polvo a base de tierra de diatomeas.

Se estudiaron diferentes formas de aplicación, cada producto se aplicó por separado de la siguiente manera: (1) solo una aplicación antes de la siembra, directamente al suelo, (2) el foliar sólo aplicación, (3) tratamientos combinados de suelo y foliares.

La primera aspersión foliar fue en estado de tres macollos o BBCH 23-25, la siguiente se llevó a cabo en la fase de alargamiento del tallo, la última a comienzo de floración o estado BBCH 61. El experimento se realizó utilizando el cultivar "Arabella". Las variables evaluadas: i) emergencia, ii) altura de la planta en diferentes etapas de desarrollo, iii) Valores SPAD en diferentes etapas, iv) número de plantas.

Número de plantas/m2 se evaluó en el estadio BBCH 21 (inicio del macollamiento) en cada punto de evaluación; La altura de las plantas se evaluó en BBCH 21, BBCH 39 (hoja bandera) y BBCH 75 (grano lechoso medio) medidas obtenidas  de 50 plantas recolectadas del bloque dentro de un tratamiento. El índice de clorofila SPAD fue medido cuatro veces en BBCH 31, BBCH 32, BBCH 51 y BBCH 75, en cada tratamiento la unidad experimental se establecieron 8 puntos de control y en cada ubicación se evaluaron 5 plantas utilizando el Medidor de clorofila SPAD-502 (Minolta Camera Co., Japón).

Número de plantas/m2 se evaluó en BBCH 75 como plantas recolectada en tres puntos de control en toda la unidad experimental. Todos los resultados fueron sujetos a un análisis de varianza y la significancia de las diferencias se verificó mediante la prueba de Tukey en el nivel p≤0.05. Se confirmó que el tratamiento con silicio tuvo un efecto bastante positivo en el crecimiento y rendimiento del trigo de primavera.

El mayor número de plantas se obtuvo en el área donde se aplicó ZumSil, independientemente del método de aplicación. Sin embargo, el mejor efecto se obtuvo con la aplicación de ZumSil antes de la siembra, directamente al suelo y en tratamientos combinados (Fig. 1).

Figura 1.-      Valores Medios De Emergencia Por Metro Cuadrado En Fase                                 Desarrollo BBCH 32

Se observaron diferencias entre los efectos de las fuentes de Silicio en la etapa tardía del desarrollo grano lechoso medio, (BBCH 75), las mayores alturas de planta se observaron en las parcelas tratadas por ZumSil, independientemente de la aplicación del método (Fig. 2).

Figura 2.-      Efecto De Diferentes Fertilizantes De Silicio y Métodos De                                      Aplicación Sobre La Altura Media De Las Plantas En BBCH 75                                  (grano en leche).



La fertilización con Si incrementó el contenido de clorofila en las hojas. Los valores de SPAD obtenidos después de la fertilización con Si fueron más altos en comparación con los valores de SPAD de plantas no tratadas. Además, la diferencia en este parámetro se observó en función del tiempo de medida, ya que sus valores eran los más altos en el periodo de formación de espiga, sin embargo, las diferencias no fueron estadísticamente significativas (Tabla 1).

Tabla 1.-        Efecto Diferentes Formas De Fertilización Y Sus Métodos De Aplicación Sobre El Valor SPAD.

Tratamientos

BBCH31

Segundo nudo

BBCH32

Segundo nudo

BBCH 51

Formación espiga

BBCH 75

Grano lechoso

Adesil suelo

32,5

36,4

47,2

46,3

Adesil suelo + foliar

33,8

37,5

47,9

45,2

Adesil foliar

32,9

35,1

46,5

44,9

Testigo

32,4

34,6

44,3

43,4

ZumSil suelo

33,1

33,9

45,5

43,9

ZumSil suelo + foliar

31,9

34,2

48,5

40,6

ZumSil foliar

32,5

34,4

46,3

33,0

La altura de las plantas tratadas en BBCH 21 y BBCH 39 fue mayor en comparación con no tratadas, está claramente indicado después de la aplicación de ZumSil independientemente de los métodos de aplicación (Tabla 2). Se observó un efecto similar solo cuando Adesil se aplicó como tratamientos combinados.

Tabla 2.-        Altura Media De La Planta En Función De Fertilización Con Silicio

Tratamiento

BBCH21

Inicio macolla (cm)

BBCH39

Hoja bandera (cm)

Adesil suelo

15,05

49,30b

Adesil suelo + foliar

14,40

49,70ab

Adesil foliar

14,00

49,00b

Testigo

13,60

43,90c

ZumSil suelo

14,65

51,00a

ZumSil suelo + foliar

14,35

51,60a

ZumSil foliar

13,95

51,10a

En la Tabla 3. El   número   de   plantas   en   los   tratamientos   donde   se   aplicó   ZumSil, independientemente del método de aplicación fue mayor que el tratamiento con Adesil y Testigo.

Tratamiento

BBCH 75

Número medio de espigas metro cuadrado

Adesil suelo

393,25bc

Adesil suelo + foliar

464,75ª

Adesil foliar

431,75bd

Testigo

374,00c

ZumSil suelo

453,75ª

ZumSil suelo + foliar

478,50ª

ZumSil foliar

462,00a

pvalor≤0,05

El mayor número de espigas se registró en combinación, donde ambos fertilizantes se utilizaron tanto para el suelo como para pulverización foliar (464 y 478 espigas, respectivamente para Adesil y ZumSil).

ZumSil aumentó el número de espigas incluso cuando se aplicó como simple tratamiento. En todas las combinaciones donde se realizó la fertilización, las diferencias fueron estadísticamente significativas en comparación con el control (374 espigas / m2), excepto donde se aplicó Adesil antes de la siembra.  

La altura de las plantas tratadas (BBCH 21 y BBCH 39) fue mayor alto en comparación con las no tratado (testigo), después de la aplicación de ZumSil independientemente de los métodos de aplicación              (Tabla   3). 

Se observó un efecto similar solo cuando Adesil se aplicó como tratamientos combinados (Cuadro 3).

Discusión de Resultados

Los efectos del silicio en cultivos como hortalizas, frutas árboles y arbustos, colza, trigo, papa, maíz y pradera también se han investigado en Polonia [5, 10].

El medidor de clorofila SPAD es útil para un análisis rápido de estado de clorofila y nitrógeno de los cultivos, mientras que no ha se ha establecido qué tan fuertemente se correlacionan las lecturas del medidor con la fertilización y diferentes manejos de fertilizantes.

En trigo de primavera hay poca información sobre el Silicio, no obstante, la investigación, confirma resultados obtenidos por diferentes autores en donde la aplicación de Silicio incrementa significativamente el desarrollo y la producción de trigo de primavera.

El índice SPAD fue diferente según el momento de la medición, ya que sus valores fueron los más alto en la formación de espigas. Este efecto está en consonancia con otras conclusiones de la investigación obtenidas por Radkowski y Rad kowska, quienes notaron el SPAD más alto en la etapa de floración [11].

Las presentes investigaciones confirman los resultados obtenidos por Ahmad et al., quienes investigaron el papel del silicio en fertilización de trigo (Triticum aestivum L.) bajo diferentes condiciones de humedad del suelo, concluyeron que la aplicación de silicio, incrementa la altura y espigas considerablemente, al igual que el peso biomasa vegetal [2].

Los métodos combinados - foliares y al suelo - fueron los más eficaces para el crecimiento del trigo, similar resultado obtuvo Guevel et al. [6], lo que sugiere que el efecto sobre el rendimiento de la aplicación de Silicio puede estar relacionada con una mejor absorción de este nutriente [7] y métodos de suministro a las plantas.

Bibliografía

[1] Agostinho F.B., Tubana B.S., Martins M.S,. Datnoff L.E.: Effect of different silicon sources on yield and silicon uptake of rice grown under varying phosphorus rates. Plants, 2017, 6: 35. DOI: 10.3390/plants6030035.

[2] Ahmad F., Rahmatullah T., Aziz M., Maqsood A., Tahir M.A., Kanwal S.: Effect of silicon application on wheat (Triticum aesti vum L.) Growth under water deficiency stress. Emir. J. Food Agric., 2007, 19: 1-7. DOI:10.9755/ejfa.v12i1.5170.

 [3] Artyszak A., Gozdowski D., Kucińska K.: The effect of silicon foliar fertilization in sugar beet - Beta vulgaris (L.) ssp. vulgaris conv. crassa (Alef.) prov. altissima                                                                                                                                                                                                        (Döll). Turkish J. Field Crops,   2015, 20(1):   115-119. DOI: 10.17557/.90799.

[4] Fauteux F.., Chain F., Belzile F., Menzies J.G., Bélanger R.R.: The protective role of silicon in the Arabidopsispowdery mildew pathosystem. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA), 2006, 103: 17554-17559.

[5] Górecki R.S., Danielski-Busch W.: Effect of silicate fertilizers on yielding of greenhouse cucumber (Cucumis sativus L.) in container culitivation. J. Elem., 2009, 14: 71-78. DOI: 10.5601/jelem.2009.14.1.08.

[6] Guével M.-H., Menzies J.G., Bélanger R.R.: Effect of root and foliar applications of soluble silicon on powdery mildew control and growth of wheat plants. Eur. J. Plant Pathol., 2007: 119:429-436.

[7] Huang X., Zhang Z., Ke Y., Xiao C., Peng Z., Wu L., Li Y., Jian H., Cen J., Zhang Y.: Effects of silicate fertilizer on nutrition of leaves, yield and sugar of sugarcanes. Trop. Subtrop Soil Sci., 1997, 6: 242-246.

[8] Jian Feng Ma, Naoki Yamaji: Silicon uptake and accumulation in higher plants. Trends in Plant Science, 2006,Vol. 11, 8: 392-397.

[9] Liang Y., Si J., Romheld V.: Silicon uptake and transport is an active process in Cucumis sativus. New Phytol 2005, 167: 797-804.

[10] Radkowski A., Sosin-Bzducha E., Radkowska I.: Effects of silicon foliar fertilization of meadow plants on the nutritional value of silage fed to dairy cows. J. Elem., 2017, 22(4): 1311- 1322. DOI: 10.5601/jelem.2017.22.1.1331.

[11] Radkowski A., Radkowska I.: Effects of silicate fertilizer on seed yield in timothy-grass (Phleum pratense L.).Ecol. Chem. Eng. S., 2018, 25(1): 169-180.

[12] Rodrigues F.A.: Silicon influences cytological and molecular events in compatible and incompatible rice-Magnaporthe grisea interactions. Physiol. Mol. Plant Pathol., 2005, 66: 144-159.

[13] Segalin S.R., Huth C., Rosa T.A., Pahins D.B., Mertz L.M., Nunes U.R.: Foliar application of silicon and the effect on wheat seed yield and quality. 2013, J. Seed Sci., 35:.86-91. DOI: 10.1590/S2317-15372013000100012.

[14] https://www.agraforum.co.nz/Infmation++Data/Zumsil.html.

 




















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