Aplicación de Ácido Monosilícico en Suelos Volcánicos del Sur de Chile: Impacto Edafofisiológico y Productivo

 Análisis Exhaustivo de la Aplicación de Ácido Monosilícico en Suelos Volcánicos del Sur de Chile: Impacto Edafofisiológico y Productivo.

El presente informe técnico detalla los efectos de la aplicación de ácido monosilícico (Si(OH)4​) mediante métodos presiembra y aspersión foliar, focalizando el análisis en las complejas condiciones edáficas de la Macrozona Sur de Chile. La evaluación se centra en la mitigación de la toxicidad por aluminio (Al³⁺), la dinámica del fósforo (P) y las modificaciones en la Capacidad de Intercambio Catiónico Efectivo (CICE) en suelos predominantemente clasificados como Andisoles y Ultisoles.

I. Caracterización Edafoclimática de la Macrozona Sur y la Limitante del Aluminio

1.1. Origen Volcánico y Clasificación de Suelos Limitantes

Los sistemas agrícolas ubicados en las regiones de La Araucanía, Los Ríos y Los Lagos operan sobre un material edáfico derivado de cenizas volcánicas, conocido localmente como Trumaos. Estos suelos se clasifican predominantemente como Andisoles o Inceptisoles, aunque también se encuentran Ultisoles en áreas de lomajes (como las series Cudico, Fresia y Crucero).   

La principal limitación geoquímica de estos suelos es su acidez. Si bien un pH bajo por sí mismo rara vez es fitotóxico, la disminución del pH provoca un incremento en la solubilización y disponibilidad de cationes metálicos potencialmente tóxicos. Esta condición estructural genera un ambiente altamente restrictivo para el desarrollo óptimo de la mayoría de los cultivos.   

1.2. La Fito-Toxicidad por Aluminio (Al3+) como Barrera Productiva

El factor limitante más significativo para la productividad vegetal en la Macrozona Sur es la alta concentración de Aluminio soluble (Al³⁺), seguido por el manganeso (Mn²⁺) y el hierro (Fe³⁺). La toxicidad por aluminio constituye una problemática crónica que afecta directamente el potencial de rendimiento de los cultivos y praderas.   

Estudios han documentado que la saturación de aluminio intercambiable en praderas de las provincias del sur puede alcanzar aproximadamente el 25%. Este nivel contrasta marcadamente con el objetivo agronómico recomendado, el cual establece que para un desarrollo óptimo de la mayoría de las especies vegetales, la saturación de aluminio no debe exceder el 5%. Esta diferencia entre la condición actual y el umbral aceptable subraya la severidad del desafío toxicológico. El Al³⁺ tóxico inhibe el crecimiento y la división celular en los ápices radiculares, restringiendo la exploración del suelo y, por ende, la absorción de agua y nutrientes.   

1.3. Limitantes Secundarias en Andisoles

Además de la toxicidad por aluminio, los suelos derivados de cenizas volcánicas (Andisoles) presentan una alta capacidad de fijación de fósforo, lo que lo inmoviliza y reduce drásticamente su disponibilidad para las plantas. Esta fijación ocurre principalmente por la interacción de los fosfatos con óxidos de hierro y aluminio presentes en el complejo coloidal.   

Una limitación interrelacionada es la baja Capacidad de Intercambio Catiónico Efectivo (CICE) y la baja saturación de bases (calcio, magnesio, potasio), ya que el Al³⁺ ocupa un porcentaje significativo de los sitios de intercambio. La corrección de estas limitantes tradicionalmente requiere grandes volúmenes de encalado, lo cual es costoso y lento en su efecto.   

II. Mecanismos Químicos del Silicio en la Solución del Suelo (Aplicación Pre-Siembra)

2.1. El Ácido Monosilícico (Si(OH)4​): El Agente Activo

El Silicio (Si) debe ser aplicado en su forma monomérica (ácido monosilícico, Si(OH)₄​) para garantizar su máxima biodisponibilidad y reactividad. El ácido monosilícico es la forma de silicio más fácilmente absorbible por las plantas  y puede translocarse y absorberse por las raíces de manera equivalente o superior a la de elementos esenciales como el nitrógeno y el potasio.   

Es fundamental destacar que el Si(OH)_4​ es un ácido débil. Por lo tanto, su aplicación directa en dosis agronómicas normales no produce una corrección de pH significativa ni sostenida en el suelo, a diferencia de las enmiendas calcáreas. El valor del Si reside en su acción específica como agente complejante y bio-corrector, no como un agente neutralizante masivo.   

2.2. Complexación Directa y Mitigación de la Toxicidad de Aluminio

El mecanismo primordial por el cual el silicio reduce la toxicidad del aluminio es a través de la formación de complejos. El Si(OH)₄​ reacciona con el catión Al³⁺ presente en la solución y en los sitios de intercambio, resultando en la precipitación de complejos Silicato hidrógeno aluminosos no tóxicos. Al inmovilizar el aluminio en una forma no reactiva, el Si detiene su interferencia con el desarrollo radicular y mejora el manejo del agua y la estructura del suelo.   

Esta estrategia de complexación es excepcionalmente rápida, permitiendo un establecimiento de raíces saludable en suelos que de otro modo inhibirían el crecimiento. Los estudios locales en suelos Ultisoles (serie Metrenco) validan este mecanismo. Una evaluación de la respuesta de este suelo a la aplicación presiembra de ácido monosilícico (ZumSil) en dosis que fluctuaron entre 0.5 y 1.0 v/v (dosis equivalente a 400 L/ha de solución) mostró una depresión del Aluminio intercambiable. La concentración se redujo de 1.45 cmol+/kg a 0.76 cmol+/kg dependiendo de la dosis.   

Otro ensayo realizado en el Fundo Tegualda, Región de Los Lagos, con aplicación presiembra de 2 litros de ZumSil en Raps, confirmó que a la cosecha se había reducido la cantidad de Al extractable y la Saturación de Al, incluso a profundidades de 20-40 cm. Estos resultados demuestran la capacidad del ácido monosilícico para contrarrestar la limitación crónica del aluminio de manera efectiva e inmediata.   

2.3. Dinámica del Fósforo: El Efecto de la Competencia por Sitios de Adsorción

La alta capacidad de fijación de P en los Andisoles se debe a que el P se adsorbe fuertemente a las superficies de óxidos de hierro y aluminio. El silicio ejerce un efecto clave en la disponibilidad de este nutriente al competir con los fosfatos por esos mismos sitios de fijación.   

Esta competencia superficial desplaza parte del fósforo que se encontraba inmovilizado, liberándolo a la solución del suelo en su forma asimilable monomérica. Análisis realizados en las regiones del sur confirman que la aplicación de silicio incrementa el fósforo disponible en la solución del suelo. Este mecanismo dual (detoxificación de Al y movilización de P) es el motor fundamental de la eficiencia agronómica del Si en los suelos volcánicos, ya que asegura que la planta pueda explorar el suelo y encontrar P simultáneamente.   

2.4. Impacto en la Capacidad de Intercambio Catiónico Efectivo (CICE)

La mejora de la Capacidad de Intercambio Catiónico Efectivo (CICE) es un resultado indirecto de la complexación de aluminio. En los suelos ácidos del sur de Chile (Andisoles, Inceptisoles y Ultisoles), se ha comprobado que la aplicación de ácido monosilícico (ZumSil) incrementa las bases en la solución del suelo, aumentando la CICE y la Suma de Bases (SB).   

El fundamento de esta mejora radica en que, al inmovilizar el Al³⁺ —un catión no deseable que ocupa sitios de intercambio—, estos sitios se liberan para ser ocupados por cationes nutritivos esenciales como el Calcio (Ca²⁺) y el Magnesio (Mg²⁺). Las experiencias en Raps en el Fundo Tegualda verificaron que la reducción de Al fue acompañada por un aumento en las concentraciones de Ca y Mg, y un consecuente aumento en CICE y SB.   

De manera complementaria, el uso de silicatos sólidos, como el silicato de Magnesio extraído de yacimientos de Antigorita en Carahue, también ha demostrado deprimir el aluminio, permitiendo sustituir hasta un 50% de los aportes tradicionales de NPKCaMg debido al incremento de bases en el suelo. Este fenómeno convierte al silicio en un elemento reestructurador del perfil catiónico.   

Tabla II.1. Efecto del Silicio en la Mitigación de Aluminio y Mejoras Edáficas en Suelos del Sur de Chile (Andisoles/Ultisoles)

Parámetro Edáfico	Mecanismo de Acción del Si	Resultado Cuantitativo (Ejemplo Local)	Implicación Agronómica
Aluminio Intercambiable (Al3+)	Complexación (Silicato Hidrógeno Aluminoso no tóxico)	Reducción del 47% (de 1.45 a 0.76 cmol+/kg en Ultisol Metrenco)	Desbloqueo de desarrollo radicular; Tolerancia a la acidez.
Fósforo Disponible (P)	Competencia por sitios de adsorción (Óxidos de Fe/Al)	Aumento de P manométrico asimilable y mejora en absorción	Reducción de la fijación crónica; Optimización del uso de fertilizantes P.
Saturación de Aluminio	Reduce la proporción de Al3+ en la CICE	Reducción efectiva, alcanzando niveles cerca del umbral agronómico (<5%)	Mitigación de limitación crónica; Aumento del potencial productivo.
Suma de Bases (SB) y CICE	Incremento indirecto por desplazamiento de Al y aporte de Ca/Mg	Aumento comprobado de CICE y Ca/Mg en el perfil (0-40 cm)	Mejora general de la fertilidad y capacidad de retención de nutrientes.

 

  III. Impacto Fisiológico y Productivo del Silicio

3.1. Reestructuración de la Rizósfera y Eficiencia del Uso del Agua (EUA)

La aplicación de Silicio tiene un efecto directo y medible sobre el desarrollo radicular. Investigaciones en Andisoles de la Universidad Adventista de Chile comprobaron que el ácido monosilícico incide en el desarrollo de la raíz, facilitando una mayor exploración del suelo. Esta exploración optimizada es crucial, ya que el sistema radicular puede acceder a un mayor volumen de suelo, incrementando la eficiencia en el uso del agua (EUA) y la absorción de nutrientes, lo que se correlaciona con la presencia de plantas con mayor diámetro ecuatorial en los tallos.   

El beneficio en la EUA no es solo por la mayor exploración, sino también por mecanismos fisiológicos de resistencia. El silicio se incorpora en las paredes celulares de las plantas, creando una barrera física más fuerte. Además, ayuda en la formación de una capa de gel de sílice en las paredes de las células epidérmicas, lo cual reduce la pérdida de agua por transpiración. El Si también contribuye al ajuste osmótico interno, previniendo el estrés hídrico y la deshidratación celular, e impide la compresión de los vasos durante altas tasas de transpiración, aumentando así de forma natural los mecanismos de defensa de la planta.   

3.2. Evaluación de Rendimiento en Cultivos Anuales (Raps, Trigo) y Praderas

La mitigación de la toxicidad de Al y la potenciación de la absorción de P y N se traducen directamente en incrementos productivos. La mayor exploración radicular obtenida con la aplicación presiembra de ácido monosilícico permitió expresar un mayor rendimiento en quintales por hectárea (qqm/ha) que resultó ser estadísticamente significativo en los ensayos.   

El caso del cultivo de Raps (Brassica napus) en el Fundo Tegualda, Región de Los Lagos, donde se aplicaron 2 litros de ZumSil presiembra, mostró no solo las mejoras químicas en el suelo (reducción de Al, aumento de Ca y Mg y CICE), sino también el correspondiente impacto positivo en el desarrollo del cultivo.   

3.3. Aplicación Foliar y la Calidad Bromatológica de Forraje

La aplicación foliar de ácido monosilícico complementa la acción edáfica al potenciar la calidad nutricional y la resistencia aérea de la planta. Un ensayo realizado en una pradera polifítica en rezago en Río Bueno comparó la aplicación de dos litros de ZumSil y 100 gramos de ComCat en suspensión acuosa (300 L/ha).   

El análisis bromatológico del forraje demostró que a los 18 días de efectuada la aplicación, el forraje incrementó su contenido de minerales y Nutrientes Digestibles Totales (NDT) por tonelada métrica de materia seca. De particular relevancia fue el aumento en la Proteína Cruda (PC), que resultó ser 47.75% superior al testigo.   

Este aumento sustancial en la calidad se explica por los efectos fisiológicos del silicio en la hoja. El Si causa concentraciones más altas de clorofila por unidad de área, lo que permite a la planta tolerar bajos niveles de luz y utilizar las estomas de manera más eficiente. Además, estimula altas concentraciones de la enzima ribulosa bifosfato carboxilasa (Rubisco), que regula el metabolismo del CO2​ y promueve su uso eficiente. Una planta fisiológicamente menos estresada, con un sistema antioxidante activado (como la ascorbato peroxidasa, APX), es capaz de translocar y utilizar el nitrógeno absorbido más eficientemente para la síntesis proteica, lo que se refleja en la mejora de la PC y el NDT.   

Tabla III.1. Beneficios Fisiológicos y de Calidad del Ácido Monosilícico en Cultivos del Sur de Chile.

Vía de Aplicación	Componente Fisiológico	Efecto Observado/Mecanismo	Evidencia Local/Fuente	Impacto Estratégico
Presiembra (Suelo)	Desarrollo Radicular	Mayor exploración de suelo y aumento del diámetro ecuatorial de tallos	Comprobado en Andisoles, mayor rendimiento en qqm/ha	Maximización de la absorción de N, P y agua; mayor anclaje.
Presiembra (Suelo)	Eficiencia Uso de Agua (EUA)	Incremento debido a la mayor exploración radicular y capa de sílice epidérmica	Incrementa EUA , Mecanismo de resistencia a déficit hídrico	Resiliencia frente a estrés hídrico y optimización del riego.
Aspersion Foliar	Calidad Bromatológica (Forraje)	Aumento de 47.75% en Proteína Cruda (PC) y mejora en NDT	Pradera polifítica (Río Bueno, 18 días post-aplicación)	Aumento directo en el valor nutritivo del forraje; reducción de costos de suplementación.
Foliar/Absorción	Metabolismo y Estrés Abiótico	Mayor concentración de clorofila y activación antioxidante (Rubisco, APX)	Tolerancia a bajos niveles de luz y mitigación de daño oxidativo	Plantas más sanas, mayor eficiencia fotosintética y tolerancia a bióticos/abióticos.

 

IV. Guía Práctica de Aplicación y Manejo Integrado de la Fertilidad

4.1. Recomendaciones de Dosis Específicas para el Sur de Chile

Las experiencias en la Macrozona Sur han permitido establecer rangos de dosis efectivos para las distintas formas de aplicación de silicio.

1. Aplicación Presiembra (Líquida): Para la mitigación de Al³⁺ y la estimulación del desarrollo radicular, las experiencias locales indican que las aplicaciones de ácido monosilícico asperjado antes de la siembra son positivas en dosis de 2 a 3 litros por hectárea.   

2. Aplicación Foliar (Líquida): Para el mejoramiento de la calidad bromatológica de praderas o el repunte otoñal, la dosis efectiva utilizada fue de 2 litros de ZumSil por hectárea, aplicado en una suspensión acuosa de aproximadamente 300 L/ha. En situaciones de estrés o ataque de plagas, se puede considerar una dosis foliar de choque de hasta 250 ml/ha con aplicaciones repetidas cada 10 días.   

3. Aplicación Presiembra (Sólida): Cuando el objetivo incluye la corrección a gran escala y un aporte significativo de bases (Mg,Ca), se recomienda el uso de silicato de magnesio en polvo fino en dosis que oscilan entre 500 y 1,000 kg/ha.   

4.2. Estrategia de Sustitución de Nutrientes y Ahorro Operacional

Uno de los hallazgos más relevantes desde una perspectiva de gestión económica es la capacidad del silicio para optimizar el uso de fertilizantes tradicionales. La mejora en la disponibilidad de fósforo y el incremento de bases en el suelo, derivados de la acción del Si, han permitido una significativa reducción de los insumos externos.

Investigaciones de la UFRO concluyeron que el aporte de Silicio permitió una sustitución de hasta un 50% de la fertilización tradicional NPKCaMg. Este potencial de sustitución reduce los costos operativos y disminuye la dependencia de insumos sintéticos, ofreciendo un beneficio económico directo. La optimización del capital de nutrientes existente en el suelo (al movilizar P) se logra gracias a que el Si resuelve la inmovilización.   

Es crucial entender que el ácido monosilícico es un bio-corrector rápido y no un corrector masivo de pH. La corrección efectiva y robusta de la acidez en suelos del sur de Chile, que implica un cambio sostenido del pH, sigue requiriendo enmiendas calcáreas (cal). Sin embargo, la aplicación de Si(OH)_4​ ofrece una solución inmediata a la rizotoxicidad por Al3+, permitiendo el crecimiento inicial y maximizando la eficiencia de cualquier fertilizante aplicado. La estrategia más robusta implica la complementariedad: uso de encalado para la corrección estructural a largo plazo y la aplicación de Si para la mitigación inmediata de Al³⁺, la movilización de P y la potenciación fisiológica.   

4.3. Momento y Técnica de Aplicación

La técnica de aplicación debe asegurar el contacto del Si(OH)4​ con la solución del suelo y la rizosfera incipiente para lograr la complexación inmediata del aluminio tóxico. Por ello, la aspersión presiembra es el método de elección para la corrección edáfica.   

En el caso de las aplicaciones foliares, el momento es clave para maximizar la absorción y el efecto protector. Se recomienda aplicarlo temprano en la mañana o al final de la tarde, evitando las horas de mayor radiación y calor, ya que esto asegura que el nutriente se transloque de manera efectiva antes de que pueda secarse rápidamente.   

Tabla IV.1. Dosis de Referencia y Propósito del Silicio en Sistemas Agrícolas del Sur de Chile

Tipo de Aplicación y Producto	Cultivo/Objetivo	Dosis (L o kg/ha)	Volumen de Agua (L/ha)	Memento Crítico de Aplicación
Presiembra (Ácido Monosilícico Líquido, ej. ZumSil)	Mitigación de Al3+, Desarrollo Radicular	2.0 - 3.0 L/ha	300 - 400	Aspersión inmediata antes de la siembra o establecimiento
Foliar (Ácido Monosilícico Líquido, ej. ZumSil)	Mejora de Calidad Nutricional (PC, NDT)	2.0 L/ha	300	Repunte de praderas (18 días antes del pastoreo/corte)
Presiembra (Silicato de Magnesio Sólido)	Corrección de Al3+, Aporte de Bases (Mg), Sustitución NPK	500 - 1,000 kg/ha	Aplicación en seco/polvo fino	Incorporación inicial o presiembra (efecto a largo plazo)
Foliar (Estrés Abiótico Agudo)	Estrés hídrico, ataque de plagas, alta radiación	Hasta 0.250 L/ha	Diluir en volumen final	Aplicaciones repetidas cada 10 días en situación de crisis

 

V. Conclusiones Estratégicas y Proyecciones

5.1. Conclusión Edafofisiológica

El ácido monosilícico representa una herramienta edafológica esencial para el manejo de los suelos volcánicos ácidos de la Macrozona Sur de Chile. Su valor reside en su capacidad única para abordar simultáneamente la triple limitación química:

1. Toxicidad de Aluminio: El Si actúa como un agente quelante específico, formando complejos silicato hidrógeno aluminosos no tóxicos, eliminando rápidamente el efecto rizotóxico del Al³⁺ y permitiendo la regeneración radicular.   

2. Disponibilidad de Fósforo: A través de la competencia por los sitios de adsorción en óxidos de Fe/Al, el Si moviliza el fósforo fijado, aumentando su forma asimilable monomérica en la rizosfera.   

3. CICE y Saturación de Bases: La complexación de Al³⁺ libera sitios de intercambio, resultando en un incremento indirecto pero comprobado de la CICE y la Suma de Bases (Ca,Mg), lo que reestructura favorablemente la fertilidad del suelo.   

Fisiológicamente, el Si permite un desarrollo radicular superior, lo que se traduce en mayor exploración de suelo, una mejora en la Eficiencia del Uso del Agua (EUA) y rendimientos estadísticamente significativos.   

5.2. Impacto Económico y de Calidad

Los resultados obtenidos en campo demuestran que el ácido monosilícico es un potenciador de la calidad y un reductor de riesgo financiero. El dramático aumento en la Proteína Cruda (47.75% superior al testigo) y los Nutrientes Digestibles Totales en forraje genera un valor cualitativo masivo en sistemas ganaderos. Desde una perspectiva de costos, la capacidad de este elemento para permitir la sustitución de hasta un 50% de la fertilización tradicional NPKCaMg convierte su aplicación en una estrategia rentable y sostenible para la gestión de la fertilidad en suelos altamente limitantes.   

5.3. Proyecciones

La integración del Si(OH)₄​ no debe considerarse como una simple fertilización, sino como un manejo bio-corrector y bio-estimulante. La evidencia apunta a que, además de los beneficios edáficos y nutricionales, el silicio fortalece la estructura celular de la planta y está asociado con mecanismos de resistencia a estrés abiótico y biótico. Futuras investigaciones deberían consolidar la integración de los programas de Si como un estándar obligatorio en los protocolos de manejo para maximizar el potencial productivo y la resiliencia de los cultivos en la agricultura del sur de Chile.