ATRIBUTOS DO SILICATO DE CÁLCIO E MAGNÉSIO.

  • Aumenta a resistência das plantas a doenças e pragas, havendo possibilidade de diminuição no uso de agrotóxicos;

  • Aumenta a eficiência da adubação NPK;

  • Aumenta a disponibilidade de micronutrientes para as plantas;

  • Aumenta a fixação biológica do nitrogênio;

  • Substitui o cálcio, quando utilizado como corretivo do solo;

  • Neutraliza o alumínio tóxico do solo;

  • Diminui a toxidez causada pelo manganês e outros metais pesados;

  • Aumenta a produção de carboidratos e açúcares;

  • Aumenta a massa individual das sementes e a fertilidade dos grãos de pólen;

  • Diminui a queda de frutos;

  • Aumenta atividade das raízes e a resistência ao acamamento;

  • Melhora a arquitetura foliar e a utilização da luz solar;

  • Promove a absorção de água e nutrientes;

  • Diminui a transpiração excessiva, aumentando a resistência a veranicos;

  • Aumenta a fotossíntese;

  • Ajuda a recuperar pastagens degradadas;

  • Aumenta a produtividade das culturas e a qualidade do produto colhido.

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SILÍCIO NA AGRICULTURA REDUZ PRAGAS E DOENÇAS.

O silício ainda é um elemento pouco conhecido na agricultura, mas promete crescer muito em importância, com os novos estudos de seu papel na nutrição de algumas plantas comerciais, como arroz e cana-de-açúcar. Absorvido pelas raízes junto com a água, o silício tende a acumular-se nas folhas de algumas gramíneas, formando uma barreira protetora contra o ataque de insetos e fungos e regulando a perda de água da planta por evapo-transpiração. Em outras palavras, a adubação complementar com silício aumenta a produtividade e reduz gastos com pesticidas. “A adubação com silício ainda é desconhecida, no Brasil, mas nossos estudos indicam um aumento de produtividade de até 10 toneladas por hectare, nos canaviais e o aumento da resistência de culturas de arroz contra brusone, mancha parda e descoloração dos grãos”, conta Gaspar Korndörfer, daUniversidade Federal de Uberlândia, UFU, a primeira a montar um laboratório especializado na análise de solo, visando a quantificação do silício. Korndörfer explica que o silício polimeriza na superfície das folhas exatamente como o silicone utilizado em próteses – formando uma camada mais dura e mais difícil de transpor para os insetos-praga e para os fungos causadores de doenças. A diferença em relação ao silicone é que esta polimerização é reversível, regulada pela quantidade de água disponível nas raízes da planta (quanto menos água, mais polimerizado fica o silício e vice-versa). A disponibilidade de silício também determina a estrutura das plantas, que ficam mais eretas, evitando o acamamento (quando o pé de arroz ou cana deita no solo, reduzindo a produtividade). E a adubação à base de silicatos ainda serve para a correção de acidez, substituindo ouso do calcário, um elemento fundamentalem quase todos os solos brasileiros. A equipe da UFU estendeu os estudos do silício a plantas de cerrado e a outras gramíneas, como o capim braquiária, para verificar a capacidade de acumular o elemento em suas folhas. “As plantas do cerrado também acumulam silício e estão nos ajudando muito a entender os mecanismos de absorção e retenção”, conta Korndörfer, que vem usando este conhecimento no aprimoramento da adubação para culturas comerciais. O laboratório que ele coordena desde 1994, em Minas Gerais, tem uma Equipe de 5 pesquisadores, 2 pós-graduandos e diversos estudantes de graduação. A equipe trabalha em convênio com a University of Florida, dos Estados Unidos, e conta com recursos da ordem de 200 mil reais anuais, da Fundação Banco do Brasil, FBB, da Fundação de Amparo à Pesquisado Estado de Minas Gerais, FAPEMIG e de usinas privadas de açúcar e álcool. A tradição na adubação de silício para culturas de arroz vem da Ásia, com destaque para pesquisas desenvolvidas no Japão, Coréia e Filipinas. Os EUA já incorporaram a adubação nas culturas de cana-de-açúcar, utilizando, principalmente,o silicato de cálcio, um resíduo da indústria de fósforo elementar. No Brasil, ainda é necessário identificar fontes baratas de silício, pois o tipo mais abundante – um resíduo de usinas siderúrgicas não é bem absorvido pelas plantas, além de oferecer riscos de contaminação por outros produtos químicos. Existe pelo menos uma marca comercial de adubo termo fosfatado que já contém silício, embora a empresa explore pouco esta vantagem de seu produto.

Publicado na Diário da Região,  06/06/99 e Folha de São Paulo,  31/03/99

 Maiores informações com Gaspar Korndörfer, através do endereço eletrônicoghk@triang.com.br

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GRUPO DE PESQUISA DA UF DE UBERLÂNDIA: “SILÍCIO NA AGRICULTURA”

Os objetivos do Grupo de Pesquisa “Silício na Agricultura”  estão direcionados para o estudo do silício no sistema solo-planta e seu papel na vegetação nativa (principalmente cerrado) na produtividade,  na qualidade dos produtos agrícolas e no manejo de pragas e doenças das principais culturas (arroz,  cana,  sorgo,  pastagem,  tomate,  aveia,  trigo,  etc).

O princípio geral da pesquisa se baseia no fato de que algumas espécies de plantas,  quanto bem nutridas com Si,  conseguem acumular grandes quantidades deste elemento na epiderme das folhas,  aumentando a resistência  da parede celular e assim diminuindo a perda de água por transpiração durante o período seco,  aumentando assim a resistência ao acamamento,  a tolerância às pragas  e doenças e produzindo plantas mais eretas e com maior capacidade fotossintética.

Vejam neste site: http://www.dpv24.iciag.ufu.br/Silicio/silicio.htm

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VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DE SILÍCIO NA ADUBAÇÃO.

A utilização do silício, além de ação corretiva, também tem ação no controle de doenças causadas por fungos, bem como algumas pragas nas lavouras, é recomendada pela Embrapa. A utilização do silício para o controle de doenças causadas por fungos, bem como algumas pragas nas lavouras, é recomendada pelo pesquisador da Embrapa Pecuária Oeste (Embrapa), Oscar Fontão de Lima Filho. Ele também salienta que o uso do produto no tratamento de estresses causados por temperaturas extremas, veranicos, metais pesados e/ou tóxicos é altamente benéfico. Dentre as vantagens da aplicação do silício destaca-se o aumento na absorção de nitrogênio, fósforo e potássio e melhoria na arquitetura foliar, com incrementos na fotossíntese. Além disso, fontes comerciais atualmente disponíveis no mercado contêm outros elementos que podem contribuir para a nutrição da planta, com o alerta o pesquisador. Os silicatos de cálcio e de magnésio provenientes da indústria siderúrgica, aprovados para uso agrícola, possuem níveis variáveis de silício, cálcio e magnésio, além de outros elementos em menor concentração, como exemplo, boro, zinco, manganês, fósforo, potássio e enxofre”, acrescenta Fontão de Lima. Estes silicatos, denominados escórias agrícolas, também são considerados corretivos agrícolas, podendo substituir totalmente os calcários, beneficiando culturas importantes, já que boa parte dos solos brasileiros possui baixos níveis de silício.

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IMPORTÂNCIA DO SILÍCIO NA AGRICULTURA.

O silício ainda é um elemento pouco conhecido na agricultura, mas promete crescer muito em importância, com os novos estudos de seu papel na nutrição de algumas plantas comerciais, como arroz e cana-de-açúcar. Mesmo não sendo essencial, do ponto de vista fisiológico, para o crescimento e desenvolvimento das plantas, a sua absorção traz inúmeros benefícios.

Foto 1 – Tratamento sem silício – testemunha

Absorvido pelas raízes junto com a água, o silício tende a acumular-se nas folhas, formando uma barreira física contra o ataque de insetos e fungos e regulando a perda de água da planta por transpiração. Em outras palavras, a adubação complementar com silício pode, além de aumentar a produtividade, reduzir gastos com pesticidas. “A adubação com silício ainda é desconhecida, no Brasil, mas nossos estudos indicam um aumento de produtividade de até 10 toneladas por hectare, nos canaviais, e aumento da resistência de culturas de arroz contra brusone, mancha parda e descoloração dos grãos”.

Outra hipótese relacionada com o controle de doenças seria a formação de fenóis ativada pelo fornecimento de silício. Compostos fenólicos e Si acumulam-se nos sítios de infecção, cuja causa ainda ão está esclarecida. O Si pode formar complexos com os compostos fenólicos e elevar a síntese e mobilidade destes no apoplasma. Uma rápida deposição de compostos fenólicos ou lignina nos sítios de infecção é um mecanismo de defesa contra o ataque de patógenos.

A acumulação de silício na cutícula (epiderme) também determina alterações na arquitetura das plantas, podendo ficar mais ereta, evitando o acamamento (quando o pé de arroz ou cana deita no solo, reduzindo a produtividade). E a adubação à base de silicatos ainda serve para a correção de acidez, substituindo o uso do calcário, um elemento fundamental em quase todos os solos brasileiros. A equipe da UFU estendeu os estudos do silício a plantas de cerrado e a outras gramíneas, como o capim braquiária, para verificar a capacidade de acumular o elemento em suas folhas. “As plantas do cerrado também acumulam silício e estão nos ajudando muito a entender os mecanismos de absorção e retenção”, conta Korndörfer, que vem usando este conhecimento no aprimoramento da adubação para culturas comerciais.

Foto 2 – Tratamento com silício – 3kg/cada 7 dias

A batateira é uma das culturas mais afetadas por doenças fúngicas. Notadamente a requeima (Phytophthora infestans) e pinta preta (Alternaria solani). O Grupo de Pesquisa “Silício na agricultura”, visando estudar a importância do Si no controle dessas doenças, instalou um experimento em vasos com a cultivar de Foto 2 – Tratamento com silício – 3kg/cada 7 dias 12 Nutrição batata Atlantic (Trabalho publicado no XXXVI Congresso Brasileiro de Fitopatologia, 2003 – CARNEIRO, L. M. S.; JULIATTI, F. CÉZAR; OLIVEIRA, R. G.; KORNDÖRFER, G. H.; AMADO, D. F. & RAMOS, H. F. Uso de argila de silício na redução da severidade de Phytophthora infestans em batateira). Os vasos receberam pulverizações semanais com argila silicatada nas doses de 3,5 e 7 kg/1000 L de água, sem espalhante adesivo. Avaliou-se a severidade da requeima (0 a 100 %) e o peso seco da parte aérea e raízes. Todos os tratamentos com silício reduziram a severidade da requeima em até 50 % em relação às testemunhas (Fotos 1 e 2). O laboratório de silício que o Dr. Korndörfer coordena desde 1994, em Minas Gerais, possui uma Equipe de 5 pesquisadores (3 professores e 2 bolsistas do CNPq), 6 pós-graduandos e diversos estudantes de graduação. A equipe trabalha em convênio com a Universidade da Flórida, dos Estados Unidos, e conta com recursos da ordem de 100 mil reais anuais, da Fundação Banco do Brasil, FBB, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais, FAPEMIG, e de usinas privadas de açúcar e álcool. A tradição na adubação com silício para a cultura de arroz vem da Ásia, com destaque para pesquisas desenvolvidas no Japão, Coréia e Filipinas.

O silício como fertilizante é muito utilizado em vários países, como Japão, Maurícius, EUA e atualmente está sendo muito pesquisado na Austrália e África do Sul. O Japão já utiliza o silício no cultivo de arroz há seis décadas. Em Maurícius, uma pequena ilha localizada no Oceano Índico, grande produtor de cana-de-açúcar, usa-se cimento como fonte de Si. Ainda nesse país, a análise de Si no solo é rotina nos laboratórios de fertilidade do solo. Na Flórida, mais de 150.000 toneladas de silicato de cálcio são anualmente utilizados nas culturas de arroz e cana-de-açúcar. Os EUA já incorporaram a adubação com Si nas culturas de arroz e cana-de-açúcar, utilizando, principalmente, o silicato de cálcio e magnésio, um subproduto da indústria siderúrgica e da produção de fósforo elementar. No Brasil, já existem várias marcas comerciais de produtos contendo Si. Por exemplo, o adubo fosfatado termofosfato possui aproximadamente 22% de SiO2 na sua composição.

 

Prof. Dr. Gaspar H. Korndörfer Email: ghk@triang.com.br Universidade Federal de Uberlândia – MG

Artigo da Revista Batata Show – Ano 3 – Número 8 – Dezembro 2.003

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SILÍCIO NA AGRICULTURA E A SAÚDE HUMANA.

Quando se menciona o silício pensa-se logo nos vidros, nos implantes de silicone e nos chips de computadores. A sua utilização pelo ser humano data da era paleolítica, quando se fabricavam artefatos de sílex, que é uma rocha constituída de sílica amorfa e sílica cristalina. O silício participa de uma gama enorme de processos e produtos oriundos de diversas indústrias, como a eletrônica, médica, farmacêutica, construção civil, siderúrgica, alimentícia, limpeza, perfumaria, etc.

Os estudos biológicos na área agronômica já demonstraram os efeitos notáveis do silício no aumento do crescimento vegetal, na produção de alimentos e no combate a estresses causados em plantas por fatores físicos, climáticos e biológicos. No outro lado da moeda temos os animais, consumidores dessas plantas. Da mesma forma como vários outros minerais, o silício é essencial para animais, o que inclui os seres humanos. O silício é o terceiro elemento traço essencial mais abundante do corpo humano, após o ferro e o zinco. Os teores mais altos de silício ocorrem em tecidos conectivos ou conjuntivos, especialmente aorta, traqueia, tendões, ossos e pele. Os tecidos conjuntivos caracterizam-se por estabelecer e manter a forma do corpo, fazem a ligação entre outros tecidos e o preenchimento de órgãos. Também é encontrado em outros órgãos, como timo, supra-renais, pâncreas, fígado, coração, músculo, pulmão e baço, por exemplo. Além de promover a biossíntese de colágeno e a formação e calcificação dos tecidos ósseos, o silício está envolvido no metabolismo de fosfolipídeos, bem como afeta o conteúdo de cálcio no corpo, o qual está associado intimamente à idade. O silício também está ligado à lã animal e às moléculas de queratina de chifres. A deficiência de silício pode aumentar a susceptibilidade a doenças, como artrite degenerativa e arteriosclerose, bem como o envelhecimento precoce da pele e a fragilidade das unhas.

Como se pode notar, é fundamental que a dieta alimentar contenha níveis adequados de silício. Ainda não foram estabelecidos os valores nutricionais adequados para a ingestão deste elemento, mas estima-se que a dieta humana diária deva conter de 20 a 30 mg de SiO2 (dióxido de silício ou sílica). Alguns fatores podem contribuir para que a ingestão de silício seja sub-ótima, induzindo carências marginais em humanos, que podem levar a uma debilitação de tecidos que o requerem em maior quantidade, como tendões, ossos, pele, pelos e unhas. Esses fatores estão ligados, principalmente, à produção dos alimentos no campo, pois as plantas podem absorver quantidades insuficientes de silício. As causas mais importantes para as plantas conterem níveis de silício abaixo do ideal em seus tecidos, são citadas a seguir:

1) A retirada de silício do solo pelas plantas e destas do campo, por meio das colheitas, sem a devida reposição do elemento. Como as cultivares modernas têm um potencial de extração de nutrientes cada vez maior, principalmente em função da maior produtividade, intensifica-se a exportação ou saída de silício de nossos solos;

2) Solos carentes em silício disponível para as plantas. Os solos naturalmente pobres em nutrientes, geralmente são pobres também em silício. A correção do solo com calcário e a adubação convencional não aumentam os níveis de silício necessários para o crescimento pleno e saudável da planta. Convém salientar que solos arenosos normalmente possuem níveis baixos de silício na forma assimilável pelas plantas;

3) Uso crescente de defensivos que diminuem a população de microrganismos do solo que atuam como solubilizadores de silicatos;

4) Menor consumo de fibras pela população, onde se concentra uma grande parte do silício nos alimentos. Ademais, o ser humano está geneticamente condicionado a consumir níveis de silício bem mais elevados que os atuais, pois a sua dieta tem sido rica em fibras há milhares de anos. Atualmente, porém, o maior consumo de alimentos processados e mais pobres em fibras, particularmente em países mais desenvolvidos, contribui para a menor ingestão de silício.

Uma fonte importante de silício é a água que a população consome, cujos níveis do elemento variam, principalmente, com a sua origem geológica. Com o advento do tratamento da água com sulfato de alumínio para agregar partículas no processo da floculação, os teores de silício ficaram ainda mais baixos.

Considerando os benefícios proporcionados pela nutrição balanceada, o agricultor deve considerar daqui para frente a utilização de fertilizantes sólidos ou líquidos (adubação foliar) silicatados no manejo nutricional e fitossanitário da sua lavoura. É uma tecnologia relativamente nova no Brasil, sendo que o uso do silício como adubo já está regulamentado em legislação pertinente.

Artigo de Oscar Fontão de Lima Filho

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SILÍCIO: PRODUTIVIDADE COM QUALIDADE NA LAVOURA.

Plantas mais produtivas, com menos doenças e mais vigorosas. Esse é o resultado que muitos agricultores vem obtendo ao utilizar o silício como mais um insumo no manejo do solo. A maioria dos agricultores e técnicos ainda desconhece os efeitos e as vantagens do uso de fontes silicatadas nas suas lavouras.

Há mais de 2000 anos atrás, os chineses já utilizavam cinzas de palha de arroz, ou cevada, misturadas com esterco para fertilizar o solo. Virgílio (70 – 19 A.C.), poeta e cientista do Império Romano, também sugeria o uso de cinza vegetal para aumentar a fertilidade dos solos já degradados. As cinzas vegetais podem ser consideradas como o primeiro fertilizante mineral complexo, e as cinzas de arroz e outros cereais, que acumulam quantidades significativas de silício, como o primeiro fertilizante silicatado utilizado pelo homem. Um famoso agrônomo e químico alemão, Justius von Liebig (1803-1873), foi a primeira pessoa a sugerir o uso do silício como fertilizante em 1840, e o primeiro cientista a conduzir um experimento com silício em casa-de-vegetação. O primeiro experimento de campo com fertilizante silicatado, no mundo, ocorreu em 1859 na Estação Experimental de Rothamsted, na Inglaterra, famosa por seus ensaios seculares. Aliás, os experimentos com adubação silicatada continuam até hoje. Estes são alguns exemplos que mostram que o uso do sílicio na agricultura não é recente. De lá para cá a pesquisa científica tem demonstrado, e a prática tem comprovado, os inúmeros benefícios da adubação silicatada, cujo interesse no Brasil tem aumentado bastante. Isto se explica pelo fato de já haver disponibilidade de fontes comerciais de silício, o que não ocorria há apenas alguns anos atrás.

Estas fontes são um subproduto proveniente da produção do ferro e aço da indústria siderúrgica, e são chamadas escórias. Mas para que uma escória possa ser utilizada na agricultura, há a necessidade do licenciamento ambiental por órgão ligado à secretaria estadual do meio ambiente, e pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, no qual a composição química e física da escória deve seguir as normas para corretivos de solo. Se apta para o uso agrícola, a escória é liberada e certificada, passando a ser uma Escória Agrícola. Estas escórias, que são silicatos de cálcio e magnésio, além de poderem ser utilizadas como corretivos do solo, podendo substituir o calcário, devido à sua basicidade, são fontes principalmente de silício, cálcio e magnésio, além de outros nutrientes em menor quantidade. Vários fertilizantes silicatados são agora utilizados em larga escala em outros países, como EUA, Japão, Coréia e China.

Mas por quê a necessidade de se adicionar silício solúvel ao solo? Solos tropicais e subtropicais sujeitos à intemperização e lixiviação, com cultivos sucessivos, tendem a apresentar baixos níveis de silício trocável, devido à dessilicificação (perda de silício). Estes solos, normalmente, apresentam baixo pH, alto teor de alumínio, baixa saturação em bases, e alta capacidade de fixação de fósforo, além de uma atividade microbiológica reduzida. A compactação do solo também pode reduzir a quantidade de silício disponível para as plantas, pois aumenta o nível de ácidos polissilícicos, diminuindo o teor de ácido monossilícico, que é a forma pela qual a planta absorve o silício. Regiões agrícolas importantes são pobres em silício disponível, como o centro-oeste brasileiro. Solos tropicais altamente intemperizados podem apresentar teores de silício menores do que 2 ppm na solução do solo. O baixo conteúdo de silício em muitas regiões pode limitar a busca de uma maior produtividade com qualidade, sustentabilidade e com o máximo retorno econômico.

A pesquisa científica tem demonstrado o envolvimento do silício em vários aspectos estruturais, fisiológicos e bioquímicos da vida da planta, com papéis bastante diversos. Além de promover melhorias no metabolismo, ativa genes envolvidos na produção de fenóis e enzimas relacionadas com os mecanismos de defesa da planta. A essencialidade do silício já foi comprovada para as algas diatomáceas, algumas espécies vegetais, e para os animais, incluindo os seres humanos. Devido aos inúmeros benefícios que a adubação silicatada pode oferecer às plantas, aumentando a produtividade e a qualidade do produto colhido, considera-se o silício um elemento agronomicamente essencial.

Uma lista, incompleta, mas mesmo assim extensa, com os processos, estruturas e características das plantas que podem ser influenciados pelo silício, todos documentados na literatura, mostra o significado deste elemento na vida e no rendimento das plantas.

  • Aumenta o crescimento e a produtividade

  • Aumenta a força mecânica do colmo e a resistência ao acamamento

  • Favorece a penetração da luz no dossel da planta por manter as folhas mais eretas, promovendo assim a fotossíntese

  • Aumenta a atividade radicular, promovendo a absorção de água e nutrientes, principalmente nitrogênio, fósforo e potássio, e o poder de oxidação das raízes

  • Aumenta a resistência a pragas e doenças

  • Neutraliza o alumínio tóxico do solo, bem como diminui a toxidez causada pelo manganês e outros metais pesados

  • Em gramíneas diminui a transpiração excessiva, aumentando a resistência a veranicos

  • Promove a formação de nódulos em leguminosas

  • Aumenta a proteção contra temperaturas extremas e ao estresse salino

  • Aumenta a massa individual das sementes e a fertilidade dos grãos de pólen

  • Aumenta a produção de carboidratos e açúcares

Não se pode negar o fato do silício ser um componente majoritário dos vegetais, e dos papéis importantes que desempenha na vida das plantas. A inclusão da adubação silicatada no manejo do solo pode significar um maior retorno econômico para o agricultor.

Artigo de Oscar Fontão de Lima Filho

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PRODUTIVIDADE E O MANEJO DO SOLO: O CASO DO SILÍCIO.

O agricultor necessita otimizar os custos de produção para se tornar competitivo e conviver com a flutuação dos preços pagos pelo seu produto. A melhor maneira de se fazer isso é através da utilização de tecnologias geradas pela pesquisa. Dentre os fatores que afetam a produtividade, estão a disponibilidade de nutrientes corretamente balanceados nos solos e o controle de pragas e doenças.

Várias doenças causadas por fungos em diversas culturas, bem como algumas pragas, podem ser reduzidas significativamente com a fertilização silicatada. Estresses causados por temperaturas extremas, veranicos, metais pesados e/ou tóxicos, por exemplo, podem ter seus efeitos reduzidos com o uso do silício. Interações nutricionais positivas, como aumento na absorção de nitrogênio, fósforo e potássio e melhoria na arquitetura foliar, com incrementos na fotossíntese também são observados devido à utilização do silício como parte do manejo do solo. Além disso, fontes comerciais atualmente disponíveis no mercado contêm outros elementos que podem contribuir para a nutrição da planta. Os silicatos de cálcio e de magnésio provenientes da indústria siderúrgica, aprovados para uso agrícola, possuem níveis variáveis de silício, cálcio, magnésio, e outros elementos em menor concentração, como por exemplo, boro, zinco, manganês, fósforo, potássio e enxofre. Estes silicatos, denominados escórias agrícolas, também são considerados corretivos agrícolas, podendo substituir totalmente os calcários.

Culturas importantes no contexto nacional, como soja, milho, trigo, algodão, arroz, cana-de-açúcar e outras, podem se beneficiar com a fertilização silicatada, já que uma boa parte de nossos solos possuem baixos níveis de silício disponível para as plantas, o qual se encontra na forma de ácido silícico na solução do solo. A soja pode apresentar quantidades consideráveis de silício em seus tecidos quando a concentração do elemento no solo é alta. Trabalhos mostram aumentos na produtividade, altura da planta, número de vagens, matéria seca da parte aérea e das raízes. Já foram observados sintomas de deficiência de silício em soja, que se caracterizam pela malformação de folhas novas e redução da fertilidade do grão de pólen.

Pesquisas realizadas nos Estados Unidos e China também mostram o potencial da aplicação do silício na cultura algodoeira. Nestes trabalhos a concentração de silício na fibra do algodão aumentou durante a fase de alongamento, alcançando um valor máximo na iniciação da parede secundária, sugerindo que o silício possa ter um papel na formação e alongamento da fibra e, possivelmente, no desenvolvimento da parede secundária. As pesquisas também indicaram que a adubação com silício via solo pode promover crescimento mais rápido do algodão. Além disso, pode aumentar significativamente o número total de capulhos e ramos frutíferos, tamanho de capulhos e porcentagem de fibra.

O arroz e a cana-de-açúcar são culturas acumuladoras de silício, concentrando em seus tecidos teores mais elevados do que outros nutrientes. Por exemplo, estima-se que, em média, a cada 5 toneladas de grãos, a cultura do arroz remove de 500 a 1000 kg de sílica (dióxido de silício) por hectare. Em arroz, a suplementação com silício proporciona aumento na produção e na massa individual das sementes e diminuição da esterilidade. Com o suprimento do silício a diferença no comprimento das lâminas foliares, principal responsável pela altura, tende a aumentar de acordo com o desenvolvimento da planta. A maior expansão foliar determina maior taxa de assimilação de gás carbônico por planta. Com isso, há uma maior translocação de assimilados para a produção de grãos, aumentando a produtividade. Em arroz irrigado o silício aumenta o poder de oxidação das raízes, minimizando os efeitos tóxicos de níveis elevados de ferro. O efeito do silício tende a ser mais intenso em cultivos com adubações nitrogenadas pesadas e em solos com níveis baixos de silício disponível.

A cana-de-açúcar responde bastante à adubação silicatada. Ao aumentar o comprimento e o diâmetro dos colmos, e o número de perfilhos, a aplicação de silicato aumenta a produtividade. Trabalhos de pesquisa também têm mostrado aumentos no teor de açúcar em solos pobres em silício disponível. Nessa cultura o sintoma de deficiência de silício consiste em manchas pardas nas folhas (“freckling”), e nas partes mais iluminadas do limbo há manchas cor de prata.
Não é só através da barreira física, proporcionada pela presença de uma camada de sílica entre a cutícula e a parede das células da epiderme, que o silício age contra a penetração de fungos e o ataque de determinadas pragas. O silício não controla a doença, mas pode reforçar a resistência da planta, ao estimular a produção de enzimas e substâncias relacionadas com os mecanismos de defesa. Pode-se citar, como exemplos, o aumento da resistência do arroz à brusone e mancha parda, da cana-de-açúcar à mancha anelar, da soja ao cancro da haste e de diversas culturas ao oídio, como trigo, cevada e cucurbitáceas.

Não se deve subestimar o significado deste elemento dentro da biologia vegetal. A maior disponibilidade de fontes comerciais de silício no Brasil está possibilitando ao agricultor optar por uma tecnologia que revela-se eficaz, do ponto de vista técnico, no aumento da produtividade e na prevenção ou redução de estresses bióticos e abióticos.

Artigo de Oscar Fontão de Lima Filho

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O SILÍCIO COMBATE ESTRESSES NUTRICIONAIS.

O silício é um elemento que está despertando bastante interesse entre os técnicos e agricultores, pelos inúmeros benefícios que traz às culturas, incluindo aumentos na produtividade e na resistência a estresses bióticos e abióticos, tais como excesso de metais pesados, deficiência hídrica e doenças fúngicas. Quando adicionamos um nutriente ao solo, via adubação, ocorrem reações químicas que podem modificar, para mais ou para menos, os teores disponíveis de outros elementos. O caso do silício é interessante, pois ocorrem interações com vários elementos que favorecem a nutrição da planta.

O ácido silícico, a forma solúvel presente na solução do solo e pela qual a planta absorve o silício, ajuda a proteger as plantas dos efeitos tóxicos do alumínio pela formação de hidroxialuminossilicatos inertes na solução do solo. Mas esta propriedade não se restringe apenas ao alumínio. O ácido silícico pode reagir com outros metais como ferro, manganês, cádmio, chumbo, zinco, mercúrio e outros, formando silicatos desses metais. Com uma concentração elevada de ácido mono silícico, pode ocorrer precipitação dos metais pesados com uma baixa proporção de silicatos solúveis.
No caso do manganês ocorre um outro fato interessante. A toxidez de manganês nas plantas se caracteriza pelo aumento de compostos fenólicos, responsáveis pelas manchas pardas e necróticas nas folhas. A adição de silício suprime o aumento de ácidos fenólicos causados pelo excesso de manganês, diminuindo ou mesmo impedindo o aparecimento dos sintomas de toxidez.
Em casos de estresses salinos, o silício também pode ser benéfico. A concentração de sódio na parte aérea da planta diminui sensivelmente quando se adiciona silício em substratos com carência neste elemento.

A escória agrícola, que é um silicato de cálcio e de magnésio proveniente da indústria siderúrgica, e fonte comercial de silício, é considerada também um corretivo de acidez do solo. Sua ação neutralizante se deve à dissociação do silicato de cálcio e do silicato de magnésio, com posterior formação de íons hidroxilas que irão neutralizar o íon hidrogênio da solução do solo, responsável pela sua acidez.

O uso de fertilizantes silicatados aumenta a eficiência da adubação NPK. Os adubos silicatados normalmente apresentam boas propriedades de adsorção. Isto faz com que ocorra uma menor lixiviação de potássio e outros nutrientes móveis no horizonte superficial. Com o aumento no teor de silicato no solo, ocorrem reações químicas de troca entre o silicato e fosfatos, como os fosfatos de cálcio, alumínio e ferro. Com isso, há a formação de silicatos de cálcio, alumínio e ferro, por exemplo, com a liberação do íon fosfato, aumentando o teor de fósforo na solução do solo. Além disso o silicato pode deslocar o fósforo dos sítios de adsorção na argila e nos sesquióxidos, ou ocupá-los preferencialmente. Estudos indicam, também, a possibilidade do silício aumentar a translocação interna do fósforo para a parte aérea da planta.

Plantas com níveis mais elevados de silício tendem a conter mais nitrogênio em seus tecidos. Como o silício aumenta a produção de foto assimilados, devido ao incremento na taxa fotossintética, há um aumento de substrato para a incorporação do nitrogênio nos esqueletos carbônicos. Para maximizar o potencial de produção, por exemplo no arroz, pode-se adotar plantios mais adensados e altas aplicações de nitrogênio. Contudo, nestas condições, as folhas tendem a ficar menos eretas, e a planta fica mais suscetível a doenças. A aplicação de silício deixa as folhas mais eretas, diminuindo o sombreamento mútuo, e a planta mais resistente a doenças. Cultivos intensivos, com aplicações pesadas de nitrogênio, necessitam de adubação complementar com silício.

O papel do silício no manejo do solo será cada vez mais importante para uma maior produtividade e sustentabilidade, à medida que os agricultores tiverem acesso a fontes silicatadas.

Artigo de Oscar Fontão de Lima Filho

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O SILÍCIO É UM FORTIFICANTE E ANTIESTRESSANTE NATURAL PARA AS PLANTAS.

Há séculos o homem utiliza extratos vegetais para aumentar a saúde das plantas. Um exemplo clássico é o uso de extrato de cavalinha ou rabo de cavalo, uma planta do gênero Equisetum rica em silício nos seus tecidos. A agricultura biodinâmica, por exemplo, caracteriza-se por utilizar nove preparações homeopáticas com o objetivo de aumentar a qualidade do solo e estimular o crescimento das plantas. Duas delas tem como base o silício: extrato de cavalinha e pó de quartzo, para prevenir doenças fúngicas e estimular o crescimento.

O silício é absorvido pelas plantas, de modo geral, em grandes quantidades. Em muitas espécies, inclusive, os teores encontrados nos tecidos superam aqueles existentes para nitrogênio e potássio, nutrientes majoritários nas plantas. Atualmente considera-se como nutrientes, ou seja, essenciais para a vida vegetal os seguintes elementos: carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre (macronutrientes), e os micronutrientes boro, cobre, ferro, manganês, molibdênio, níquel, cloro, selênio, sódio, cobalto e silício.

A essencialidade do silício foi comprovado apenas para algumas espécies, falhando-se em descrever o mecanismo de ação deste elemento, o que faz com que a maioria dos autores o considere apenas como elemento benéfico. Os conceitos de essencialidade de minerais para as plantas, estabelecidos há 65 anos, levam em conta o fato de que a deficiência do elemento torna impossível para a planta completar a fase vegetativa ou reprodutiva do seu ciclo de vida, de que a deficiência do elemento é específica, sendo impedida ou corrigida com o fornecimento deste elemento e que o elemento está diretamente relacionado com a nutrição da planta, não levando em conta os possíveis efeitos na correção de quaisquer condições químicas ou microbiológicas do solo ou outro meio de cultura. Estes critérios de essencialidade, entretanto, são rígidos, não levando em consideração os avanços na ciência. Como veremos mais adiante, a diminuição na resistência da planta a fatores estressantes, bióticos ou abióticos, ou seja, causados por desbalanços nutricionais, doenças fúngicas, pragas e condições climáticas adversas, pode ocorrer quando a concentração do ácido silícico estiver abaixo de um limite crítico na solução do solo e, conseqüentemente, na planta. Nestas condições adversas, se as mudanças bioquímicas que se manifestam em uma planta são danosas a ela, em virtude da quantidade reduzida de silício em seus tecidos, poderia-se estabelecer, por meio deste critério, a essencialidade do silício.

Sabe-se que os solos tropicais e subtropicais sujeitos à intemperização e lixiviação, com cultivos sucessivos, tendem a apresentar baixos níveis de silício trocável. Estes solos, normalmente, apresentam baixo pH, alto teor de alumínio, baixa saturação em bases e alta capacidade de fixação de fósforo, além de uma atividade microbiológica reduzida. Solos arenosos são particularmente pobres em silício disponível para as plantas, isto é, ácido silícico.

Quando se tem um elemento no solo limitando a expressão máxima do crescimento e produção, deve-se supri-lo através da adubação química e/ou orgânica. Em 1840 Justius von Liebig (1803-1873), pai da Nutrição Mineral de Plantas, já sugeria o uso do silício como fertilizante, sendo o primeiro cientista a conduzir um trabalho de pesquisa com o elemento em casa-de-vegetação. Desde 1859 são conduzidos ensaios com fertilizantes silicatados na Estação Experimental de Rothamsted, Inglaterra. Países asiáticos, como o Japão por exemplo, utilizam quantidades elevadas de silício em arrozais há décadas. Outros países estão aumentando o uso da fertilização silicatada em várias culturas. Portanto, o interesse e o uso comercial do silício na agricultura não é recente.
Estudos científicos têm demonstrado aumentos significativos na taxa fotossintética, melhoria da arquitetura foliar e de outros processos no metabolismo vegetal, tendo como resultado final um aumento e maior qualidade na produção. O silício tem um papel importante nas relações planta-ambiente, pois pode dar à cultura maiores condições para suportar adversidades climáticas, edáficas e biológicas. Estresses causados por temperaturas extremas, veranicos, metais pesados ou tóxicos, por exemplo, podem ter seus efeitos reduzidos com o uso do silício. A adubação com silício pode, também, aumentar a resistência a várias doenças fúngicas, bem como para algumas pragas.
O estímulo na fotossíntese e no teor de clorofila aumenta a assimilação de nitrogênio em compostos orgânicos nas células, o suprimento de carboidratos, o fornecimento de material para a parede celular e a atividade radicular. Com isso há uma maior absorção de água e nutrientes, notadamente nitrogênio, fósforo e potássio e um maior poder de oxidação das raízes. A acumulação de silício nas células da epiderme, particularmente em gramíneas, mantém as folhas mais eretas, aumentando a penetração da luz no dossel, diminui a transpiração excessiva, evitando ou diminuindo o estresse hídrico nas folhas e aumenta a resistência ao acamamento, pois aumenta a força mecânica do colmo.

Culturas como soja, trigo, algodão, arroz e cana-de-açúcar, por exemplo, podem ser beneficiadas com o uso do silício. Deve-se salientar que o efeito do silício tende a ser mais intenso em cultivos com adubações nitrogenadas pesadas e em solos com níveis baixos de silício disponível.
A soja pode apresentar quantidades consideráveis de silício em seus tecidos quando a concentração do elemento no solo é alta. Trabalhos mostram aumentos na produtividade, altura da planta, número de vagens, matéria seca da parte aérea e das raízes. Já foram observados sintomas de deficiência de silício em soja, que se caracterizam pela malformação de folhas novas e redução da fertilidade do grão de pólen.

Trigo suplementado com silício pode apresentar maior altura, área foliar, matéria seca, massa de grãos e número de espiguetas em relação a uma planta de trigo com deficiência do elemento. Em condições de estresse hídrico, plantas alimentadas com silício mantêm maior teor e potencial hídrico e área foliar. Além disso, apresentam folhas mais grossas e densas.
Em algodoeiro a concentração de silício na fibra aumenta durante a fase de alongamento, alcançando um valor máximo na iniciação da parede secundária, sugerindo que o elemento possa ter um papel na formação e alongamento da fibra e, possivelmente, no desenvolvimento da parede secundária. Pesquisas indicam, também, que a adubação com silício via solo pode promover crescimento mais rápido do algodão. Além disso, pode aumentar o número total de capulhos e ramos frutíferos, tamanho de capulhos e porcentagem de fibra.

O arroz e a cana-de-açúcar são culturas acumuladoras de silício, concentrando em seus tecidos teores mais elevados do que outros nutrientes, como nitrogênio e potássio. Em arroz, a suplementação com silício proporciona aumento na produção, na massa individual das sementes, no número de grãos e panículas e diminuição da esterilidade. Com o suprimento do silício a diferença no comprimento das lâminas foliares, principal responsável pela altura, tende a aumentar de acordo com o desenvolvimento da planta. A maior expansão foliar determina maior taxa de assimilação de gás carbônico por planta. Com isso, há uma maior translocação de assimilados para a produção de grãos, aumentando a produtividade. Em arroz irrigado o silício aumenta o poder de oxidação das raízes, minimizando os efeitos tóxicos de níveis elevados de ferro. A cana-de-açúcar também pode responder à adubação silicatada. Ao aumentar o comprimento e o diâmetro dos colmos, e o número de perfilhos, a aplicação de silicato aumenta a produtividade.

Estresses nutricionais podem ser reduzidos com a suplementação silicatada, pois ocorrem interações do silício com vários elementos, favorecendo a nutrição vegetal. A toxidez de ferro, cádmio, chumbo, zinco, mercúrio, manganês, sódio e alumínio, por exemplo, pode ser minimizada ou evitada com o uso do silício. O fato reveste-se de importância ao considerarmos que em solos ácidos a toxidez de alumínio é um dos principais fatores de estresse que limitam o crescimento das plantas.
Além da barreira física, devido à acumulação na epiderme das folhas, o silício ativa genes envolvidos na produção de compostos secundários, como fenóis, e enzimas relacionadas com os mecanismos de defesa das plantas. Deste modo, o aumento de silício nos tecidos vegetais faz com que a resistência da planta ao ataque do fungo patogênico aumente, devido à produção suplementar de toxinas que podem agir como substâncias inibidoras do fungo. Reações bioquímicas elicitadas pelo silício, em função do ataque de um fungo patogênico, foram estudadas em trigo e pepineiro. Plantas de trigo tratadas com silício e atacadas por oídio apresentam reações de defesa específicas que incluem a formação de papilas, calose, liberação de compostos fenólicos glicosilados, aumento na síntese de enzimas como peroxidases e superóxido dismutase e incremento na produção de lignina. O material fenólico acumula-se tanto ao longo da parede celular como associando-se ao fungo. No caso de cucurbitáceas, a presença de oídio aumenta os níveis de fenóis e o ataque de fungos causadores de podridão de raiz, do gênero Pythium, induz a uma maior síntese de peroxidases e polifenoloxidases, enzimas relacionadas com o rompimento das próprias células do hospedeiro. Também há aumento na produção de quitinase, enzima ligada à degradação da parede celular do fungo, e de beta-glicosidase, enzima relacionada com substâncias fungitóxicas encontradas nas raízes. Exemplos de outras doenças que encontram resistência do hospedeiro com a suplementação de silício incluem bruzone e mancha parda em arroz, cancro-da-haste em soja, oídio em soja, cevada, moranga e tomateiro, rizoctoniose em arroz e sorgo, dentre outras.

A maior resistência ao ataque de insetos por plantas com nível ótimo de silício nos tecidos está sendo alvo de estudo por um número cada vez maior de pesquisadores no Brasil. Alguns resultados de pesquisa incluem o pulgão verde em trigo e sorgo, lagarta do cartucho em milho, broca do colmo em cevada, broca da cana-de-açúcar, lagarta do colmo em arroz, gafanhoto verde, etc. A planta pode responder ao estímulo invasor da praga aumentando a absorção de silício, como foi constatado em citrus e pastinaca.

Estratégias alternativas de manejo de controle de doenças e a utilizaçao de novos insumos no manejo nutricional do solo têm despertado bastante interesse, principalmente pelo potencial de uso comercial e baixo impacto ambiental. A tecnologia baseada no uso do silício é limpa e sustentável, com enorme potencial para diminuir o uso de agroquímicos e aumentar a produtividade por meio de uma nutrição mais equilibrada e fisiologicamente mais eficiente.

Artigo de Oscar Fontão de Lima Filho

Embrapa Agropecuária Oeste
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