Silício nas plantas - tudo o que você precisa saber

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Introdução
O silício no solo
O silício nas plantas
      - Benefícios do silício nas plantas
      - Teor de silício nas plantas
      - Sintomas de deficiência de silício
Adubação com silício

Introdução

O silício é um nutriente benéfico (não essencial), ou seja, apesar de sua elevada concentração nas folhas, não é necessário para que as plantas completem o seu ciclo vegetal. Apesar disso, assim como outros nutrientes, também pode trazer efeitos benéficos ao cultivo, como maior resistência a estresses abióticos e ataque de pragas, que acabam resultando em aumento de produtividade. Geralmente é encontrado no solo na forma de óxido de silício, sendo abundante na crosta terrestre, e presente em quantidades consideráveis na maioria dos solos.

O silício no solo

O silício é bastante presente nos solos, que geralmente contêm até 30% do nutriente, quase todo em rochas e minerais. Apesar do elemento estar presente no solo, a sua forma disponível às plantas (ácido monossilícico solúvel) pode ser baixa para satisfazer as necessidades destas. Na maioria dos solos agrícolas, a média de silício solúvel (disponível para as plantas) no solo se encontra entre 14 a 20 mg/L, mas pode variar de 3 a 40 mg/L. Além disso, o nutriente nesta forma pode ser bastante lixiviado, sendo um dos elementos que mais se deslocam no perfil do solo, diminuindo seus teores disponíveis para as plantas.

Os fatores que afetam a concentração de silício no solo são a textura, capacidade de retenção de água, absorção dos nutrientes pelas plantas, teor de matéria orgânica e pH do solo:

• Quanto maior o pH, maior a disponibilidade do nutriente e consequentemente absorção pelas plantas (Oliveira et al., 2007);
• Cultivos intensivos e consecutivos diminuem a concentração do silício no solo, diminuindo a produtividade final em algumas situações, como no caso de gramíneas acumuladoras;
• Sobre a textura, solos arenosos que possuem menor capacidade de retenção de água, possuem também menor acúmulo de silício;
• Solos altamente intemperizados tendem a ter menores concentrações de silício;
• Solos com altos teores de matéria orgânica terão menor teor de silício solúvel.

Outro aspecto importante, é o fato de que materiais silicatados atuam positivamente na correção da acidez do solo, neutralizando o hidrogênio e o alumínio tóxicos. A utilização para corrigir a acidez deve conter um "constituinte neutralizante", como por exemplo óxidos, hidróxidos, carbonatos e silicatos de cálcio e/ou magnésio (Menegale et al., 2005). O silicato de cálcio e magnésio possui maior solubilidade que o calcário, atingindo maiores profundidades e corrigindo o pH em menor tempo.

O silício pode também aumentar a concentração de outros nutrientes no solo, proporcionando maior disponibilidade e absorção destes pelas plantas. Produtos com o íon silicato, como por exemplo o silicato de cálcio e magnésio, podem aumentar a disponibilidade de fósforo (reduzindo a fixação do nutriente no solo), além de reduzir os efeitos causados por estresse salino (Zhu et al., 2004), e toxidez por ferro, manganês e alumínio.

O silício nas plantas

Apesar do silício não ser oficialmente considerado um elemento essencial, conforme Epstein e Bloom (2005), o silício cumpre alguns critérios essenciais dos nutrientes, e sem o silício, a planta pode exibir anormalidades no seu ciclo de vida, principalmente quando se trata de gramíneas acumuladoras do nutriente como arroz, milho, trigo e cana-de-açúcar.

No caso das gramíneas, o elemento é fundamental para fortalecer os caules, auxiliando estas plantas a se manterem eretas. A cultura do arroz pode ter até 10% de silício em sua biomassa. Já em culturas como a cana-de-açúcar, o silício proporciona proteção contra o excesso de luz ultravioleta, evitando a ocorrência de sardas nas folhas. Mesmo em culturas que não absorvam muito o silício, a presença do nutriente traz benefícios. Estudos feitos com a soja apontam que algumas variedades dessa cultura possuem melhor resposta a estresses ambientais (bióticos e abióticos) quando estão bem supridas de silício.

O silício é absorvido pelas plantas preferencialmente na forma de ácido monossilícico, que possui sua disponibilidade regulada pelo pH, temperatura, teor de matéria orgânica do solo e concentração de silício na solução (Jones & Handreck, 1967). O nutriente pode ser absorvido durante todo o ciclo de vida da planta, não seguindo um gradiente de concentração, e quando absorvido, possui sua distribuição dependente da espécie e transpiração da planta. Geralmente sua concentração nas raízes é dez vezes menor do que nos caules (Marschner, 1995).

Benefícios do silício nas plantas

Dentre os efeitos benéficos do silício nas plantas, podemos citar o engrossamento, lignificação e/ou silicificação das paredes celulares causado pelo acúmulo do nutriente, propiciando:

• maior resistência ao acamamento;
• maior resistência ao ataque de pragas e doenças. Efeitos positivos do nutriente no combate destas severidades já foram registrados para a mancha marrom em trigo, brusone, queima das bainhas e mancha parda no arroz, antracnose do sorgo, ferrugem e cercospora no cafeeiro (Menegale et al., 2015);
• maior resistência aos estresses abióticos como geada, seca etc.;
• menor transpiração da planta (exigindo menos água e apresentando maior resistência ao déficit de água);
• melhor interceptação de luz (Barbosa Filho et al., 2001);
• redução da toxicidade causada por excesso de sal e/ou metais, incluindo metais pesados (manganês, alumínio ou ferro por exemplo), neutralizando a ação destes elementos (Liang et al., 2007; Zhu et al., 2004).

Além disso, o silício promove melhor fixação de nitrogênio em leguminosas e ativação de enzimas (Malavolta, 2006; Epstein & Bloom, 2005), além de ativar outros genes que atuam na defesa das plantas (Gratão et al., 2005).

Teor de silício nas plantas

As quantidades de silício que as plantas absorvem são bem diferentes conforme as espécies. Estas podem ser divididas em três grupos de acordo com a habilidade de acumular silício:

• concentração abaixo de 0,5%: maioria das dicotiledôneas, especialmente leguminosas
• concentração de 1 a 3%: a maioria dos cereais, algumas dicotiledôneas e gramíneas como cana-de-açúcar
• concentração de 3 a 10%: encontradas em cavalinhas e algumas gramíneas de várzea.

Observe a tabela abaixo:

Fonte: baseado em Hodson e outros (2005).

Quando as plantas possuem concentração acima de 1% de silício, são classificadas como acumuladoras. Já quando a concentração se situa entre 0,5 e 1%, são intermediárias, e abaixo de 0,5%, classificadas como excludentes.

Sintomas de deficiência de silício

Por não ser um nutriente essencial, os sintomas de deficiência são secundários, não sendo diretamente observados. Ocorrem sintomas como falta de força no caule, aumento de doenças ou danos causados por pragas e sintomas de estresses abióticos, visto que o nutriente quando presente atua diretamente na diminuição destes problemas.

Adubação com silício

Diversos materiais podem ser utilizados como fonte de silício para as plantas. Observe a tabela abaixo dos fertilizantes que contêm o nutriente (Fonte: IN nº 39. 2018):

A fonte mais comum utilizada como fonte de silício é o silicato de cálcio, abundante em escória de siderurgia. O material pode ser usado também na correção da acidez do solo. Além do silicato de cálcio, outras fontes utilizadas são o silicato de potássio, silicato de magnésio e silicato de sódio, que podem ser utilizadas em culturas hortícolas com alto valor agregado, em sistemas de irrigação por gotejamento. Silicatos de cálcio e magnésio também possuem a capacidade de elevar o pH do solo.

A eficiência das fontes de silício dependem muito da sua solubilidade. Por vezes a aplicação de silício pode não proporcionar benefícios devido ao uso de fontes pouco solúveis do nutriente. Cuidado com fontes oriundas da indústria siderúrgica, pois estas podem conter contaminantes como metais pesados. 

É difícil determinar uma dose de silício correta a ser aplicada nas plantas, pois as necessidades das culturas não são bem estabelecidas. Quando o nutriente é aplicado, geralmente é combinado com outros nutrientes. Assim, ainda carecemos de estudos e calibração para se determinar as dosagens de silício a ser aplicadas nas diferentes culturas e solos. De forma geral, as aplicações que proporcionam resultados para as culturas tem oscilado entre 250 e 350 kg por hectare.

Culturas como a aveia, trigo, milho, arroz, pepino, abóbora e espécies ornamentais respondem bem à adubação de silício em determinadas condições, como já observado em estudos. Porém, não existem recomendações oficiais que respondam quando haverá respostas benéficas à adubação do nutriente, e em que doses deve ser aplicado.

Além dos efeitos benéficos do silício nas plantas, este elemento também reduz a adsorção de fósforo no solo, tornando-o mais disponível para a absorção pelas plantas. Isso ocorre através do efeito de competição por sítios de absorção, e através da redução do ferro para Fe²⁺, que fixam menos o fósforo.

Anderson Wolf Machado - Engenheiro Agrônomo

Referências:

BARBOSA FILHO, M.P.; SNYDER, G.H.; FAGERIA, N.K.; DATNOFF, L.E.; SILVA, O.F. Silicato de cálcio como fonte de silício para o arroz de sequeiro. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.25, p.325-30, 2001.

EPSTEIN, E.; BLOOM, A.J. Mineral nutrition of plants: principles and perspectives. Sunderland: Sinauer Associates, 400 p., 2005.

GRATÃO, P.L.; POLLE, A.; LEA, P.J.; AZEVEDO, R.A. Making the life of heavy metalstressed plants a little easier. Functional Plant Biology, v.32, p.481-494, 2005.

HODSON, M. J.; WHITE, P. J.; MEAD, A.; BROADLEY, M. R. Phylogenetic variation in the silicon composition of plants. Annals of Botany, London, v. 96, no. 6, p. 1027-1046, 2005.

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LIANG, Y.; SUN, W.; ZHU, Y.G.; CHRISTIE, P. Mechanisms of silicon-mediated alleviation of abiotic stresses in higher plants: a review. Environmental Pollution, v.147, p.422-428, 2007.

JONES, L.H.P.; HANDRECK, K.A. Silica in soils, plants, and animals. Advances in Agronomy, v.19, p.107-149, 1967.

MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. Piracicaba: Editora Ceres, 2006. 631p.

MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. London, Academic Press, 920p., 1995

MENEGALE, Marcella Leite de Campos; CASTRO, Gustavo Spadotti Amaral; MANCUSO, Mauricio Antonio Cuzato. SILÍCIO: INTERAÇÃO COM O SISTEMA SOLO-PLANTA. Journal of Agronomic Sciences, Umuarama, v. 4, p. 435-454, 2015.

OLIVEIRA, L.A.; KORNDÖRFER, G.H.; PEREIRA, A.C. Acumulação de silício em arroz de diferentes condições de pH da rizosfera. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.31, p.685-690, 2007.

ZHU, Z.; WEI, G.; LI, J.; QIAN, Q.; YU, Z. Silicon alleviates salt stress and increases antioxidant enzymes activity in leaves of salt-stressed cucumber (Cucumis sativus L.). Plant Science, v.167, p.527-533, 2004.